專利名稱：用于燃料噴射裝置的脫耦部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的類型的用于燃料噴射裝置的脫耦部件。
背景技術(shù)：
在圖1中示范地表示出一個由現(xiàn)有技術(shù)公知的燃料噴射裝置，其中在一個裝入內(nèi) 燃機(jī)汽缸頭的接收孔中的燃料噴射閥上設(shè)有一個扁平的間隔件。這種間隔件以公知的方式 作為一個墊圈形式的支撐件被放置在汽缸頭的接收孔的一個肩上。借助該間隔件可補償制 造及安裝公差及在燃料噴射閥易于移動的位置上也可保證無橫向力的安裝。該燃料噴射裝 置特別適合適用在混合氣壓縮、強制點火的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射設(shè)備中。由DE 101 08 466 Al公知了另一種用于燃料噴射裝置的簡單間隔件。該間隔件 涉及一個具有圓形橫截面的墊圈，它被設(shè)置在一個區(qū)域中，在該區(qū)域中無論燃料噴射閥還 是汽缸頭中接收孔的壁均截錐形地延伸，及作為補償件用于燃料噴射閥的安裝及支撐。此外由DE 100 27 662 Al，DE 100 38 763 Al 及EP 1 223 337 Al 公知了一些復(fù) 雜的并在制造上成本明顯高的用于燃料噴射裝置的間隔件。這些間隔件的特點是它們?nèi)?都由多部件或多層構(gòu)成及部分地承擔(dān)密封及阻尼功能。由DE 100 27 662 Al公知的間隔 件包括一個基體兼載體，在該載體中置入一個密封裝置，該密封裝置被燃料噴射閥的噴嘴 體穿過。由DE 10038 763 Al公知了一個多層的補償件，它由兩個剛度的環(huán)及一個夾心地 布置在其中間的彈性中間環(huán)組成。該補償件既允許燃料噴射閥相對接收孔的軸線在一個相 對大的角度范圍上傾斜也允許燃料噴射閥由接收孔的中心軸線徑向地移動。由EP 1 223 337 Al也公知了一個多層的間隔件，其中該間隔件由多個墊圈組成， 這些墊圈由一種阻尼材料構(gòu)成。這里該阻尼材料由橡膠或PTFE材料中這樣地選擇及設(shè)計， 以致能夠?qū)θ剂蠂娚溟y工作時產(chǎn)生的振動及噪音進(jìn)行噪音阻尼。但為此該間隔件必需包括 四至六層，以便達(dá)到所需的阻尼效果。此外為了減小噪音的傳播，US 6，009，856A提出燃料噴射閥由一個套管包圍及 在所形成的中間空腔中填充彈性的、阻尼噪音的材料。但這種噪音阻尼裝置很費事、安裝不 方便及成本高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征部分的特征的用于燃料噴射裝置的脫耦部 件具有其優(yōu)點，即以簡單的結(jié)構(gòu)方式通過隔離達(dá)到更好的噪音下降。根據(jù)本發(fā)明脫耦部件 具有一個非線性的、漸強的彈簧特性曲線，通過該彈簧特性曲線當(dāng)脫耦部件安裝在設(shè)有用 于燃料直噴的噴射器的燃料噴射裝置中時具有多個正面的及有利的方面。在空載點上脫耦 部件的低剛度允許燃料噴射閥與汽缸頭的有效脫耦及由此在噪音要求苛刻的空載運行中 使導(dǎo)入汽缸頭中的固體聲功率減小并由此減小由汽缸頭發(fā)出的噪音。在額定系統(tǒng)壓力時的 高剛度用于在機(jī)動車運行時總地使燃料噴射閥的運動小及一方面保證被用作燃燒室密封 件及相對燃料軌的密封件的密封圈的耐久性，及另一方面保證燃燒室中燃料噴霧的穩(wěn)定噴射點，這對于一些燃燒方法的穩(wěn)定性起決定作用。在一個有利方式中，根據(jù)本發(fā)明的脫耦部件的彈簧特性曲線通過幾何參數(shù)(壓滾 半徑R1及&，在未變形狀態(tài)中的立放直徑D1及D2,構(gòu)件高度H1)的適配合乎漸強要求地來 設(shè)計。該脫耦部件的特點是結(jié)構(gòu)高度小，由此在小結(jié)構(gòu)空間中也可如同一個盤狀彈簧地使 用。此外該脫耦部件即使在高溫下也具有大的持續(xù)強度。該脫耦部件作為旋轉(zhuǎn)對稱的構(gòu)件 無論在設(shè)計計算上還是制造上均可很簡單。通過從屬權(quán)利要求中所述的措施可得到權(quán)利要求1中給出的燃料噴射裝置的有 利的進(jìn)一步構(gòu)型及改進(jìn)。特別有利的是，該脫耦部件可被使用在兩個安裝位置中。一方面該脫耦部件可這 樣地安裝，即脫耦部件的上界面在未變形狀態(tài)中靠置在燃料噴射閥的閥殼體上具有立放直 SD1的一個小直徑區(qū)域中，而脫耦部件的下界面在具有立放直徑Α的一個大直徑區(qū)域中與 接收孔相接觸。另一方面該同一脫耦部件也可這樣安裝，即脫耦部件的上界面在未變形狀 態(tài)中靠置在燃料噴射閥的閥殼體上具有立放直徑D1的一個大直徑區(qū)域中，而脫耦部件的下 界面在具有立放直徑A的一個小直徑區(qū)域中與接收孔相接觸。在附圖中簡要地表示出本發(fā)明的實施例及在以下的說明中對其詳細(xì)地描述。


圖1 一個部分地表示的、公知的實施形式中的設(shè)有盤狀間隔件的燃料噴射裝置，圖2 支撐在汽缸頭中的燃料噴射閥在燃料直接噴射時的等效機(jī)械圖，它體現(xiàn)為 一個普通的彈簧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，圖3 圖2中所示的彈簧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)中的傳遞特性，在其低頻的諧振頻率&范圍 及脫耦頻率fE以上的隔離范圍中具有一個增益，圖4 為了實現(xiàn)與工作點相關(guān)的不同剛度的一個非線性、漸強的彈簧特性曲線，它 在空載運行中具有小的剛度Snvh及在額定系統(tǒng)壓力Fsys時具有高的剛度，圖5 根據(jù)本發(fā)明的脫耦部件的第一實施例的一個部分截面圖，圖6 根據(jù)本發(fā)明的脫耦部件的第二實施例與其相對圖5顛倒的安裝狀態(tài)的一個 部分截面圖，及圖7 根據(jù)本發(fā)明的組合一個支撐件的兩部件方案的脫耦部件的第三實施例。
具體實施例方式為了理解本發(fā)明以下先借助圖1來詳細(xì)描述一個公知的燃料噴射裝置的實施形 式。圖1中作為實施例以側(cè)視圖表示出一個用于混合氣壓縮、強制點火的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴 射裝置的噴射閥1形式的閥。該燃料噴射閥1是燃料噴射裝置的一部分。該被作成用于將 燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室25中的一個直噴式噴射閥形式的燃料噴射閥1用其一個 下游的端部安裝在一個汽缸頭9的接收孔20中。一個密封圈2-尤其由成-用 于燃料噴射閥1相對汽缸頭9的接收孔20的壁的最佳密封。在閥殼體22的一個階臺21 (未示出)或一個支撐件19的端面21 (圖1)與接收 孔20的一個例如垂直于接收孔20地延伸的肩23之間被置入一個扁平的間隔件M，該間隔 件被作成一個墊圈的形式。借助這樣一個間隔件24-或它與一個剛度的支撐件19組合地制造，該支撐件例如朝燃料噴射閥1向內(nèi)地具有一個彎拱的接觸面-可補償組裝公差及在 燃料噴射閥1容易移動的位置上也可保證無橫向力的支承。燃料噴射閥1在其輸入側(cè)端部3上具有一個對燃料分配導(dǎo)管(燃料軌)4的插接 連接部分，該插接連接部分通過在燃料分配導(dǎo)管4的一個接管6-它由截面表示-與燃料噴 射閥1的輸入接管7之間的密封圈5來密封。燃料噴射閥1被插入到燃料分配導(dǎo)管4的接 管6中。這里接管6例如一體地出自于實際的燃料分配導(dǎo)管4及在接收孔12的上游具有 一個小直徑的流入孔15，通過該流入孔實現(xiàn)燃料噴射閥1的入流。該燃料噴射閥1設(shè)有一 個用于操作燃料噴射器1的電接觸的電連接插頭8。為了使燃料噴射閥1及燃料分配導(dǎo)管4盡量在徑向上無力作用地相互隔開及可靠 地將燃料噴射閥1壓緊在汽缸頭的接收孔中，在燃料噴射閥1與接管6中間設(shè)有一個壓緊 器10，該壓緊器10被作成弓形的構(gòu)件，例如被作成沖壓-彎曲部件。壓緊器10具有一個部 分環(huán)形的基本部分11，由該基本部分彎曲地延伸出一個壓緊弓13，該壓緊弓在裝入狀態(tài)中 緊靠在燃料分配導(dǎo)管4上的接管6的一個下游的端面14上。本發(fā)明的任務(wù)在于，用簡單的方式方法相對公知的間隔件方案通過間隔件M的 合乎要求的設(shè)計及幾何形狀主要在噪音嚴(yán)重的空載運行時更好地降低噪音。燃料噴射閥1 在直接高壓噴射時起決定作用的噪音源是閥工作期間導(dǎo)入汽缸頭9中的力(固體聲)，它導(dǎo) 致汽缸頭9結(jié)構(gòu)上的激勵及由該汽缸頭發(fā)出空氣聲波。為了達(dá)到噪音的改善，因此將力圖 使導(dǎo)入汽缸頭9中的力最小化。除了減小由噴射引起的力之外這也開通過對燃料噴射閥1 與汽缸頭9之間的傳遞特性的影響來達(dá)到。在機(jī)械的意義上燃料噴射閥1在汽缸頭9的接收孔20中的間隔件M上的被動支 承反映為一個普通的彈簧-質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，如由圖2中所示。在此情況下汽缸頭9的質(zhì)量 M相對燃料噴射閥1的質(zhì)量m在一級近似中被假定為無限大。這樣一個系統(tǒng)的傳遞特性的 特征是在其低頻的諧振頻率fK范圍及脫耦頻率fE以上的隔離范圍中具有一個增益(見圖 3)?；诖颂卣饔稍搹椈?質(zhì)量阻尼系統(tǒng)產(chǎn)生的傳遞特性可得到用于減小噪音的多 個可能性1.將固有頻率向小的頻率移動，以使得隔離范圍包括可聽頻譜的盡可能大的部 分。這可通過間隔件M的低剛度c來達(dá)到。2.提高間隔件M的阻尼特性(例如摩擦)，以便達(dá)到低頻時增益的衰減。但隨著 阻尼特性的增高也使高頻區(qū)域中隔離作用減小。3.上述兩個可能性的組合。本發(fā)明旨在通過優(yōu)先使用減小噪音的、尤其減小在機(jī)動車空載運行時的噪音的彈 性隔音材料(脫耦材料)來設(shè)計間隔件24。這里本發(fā)明一方面包括在考慮到當(dāng)以可變工作 壓力直接噴射燃料時的典型的要求及邊界條件的情況下來確定及設(shè)計適合的彈簧特性曲 線及另一方面設(shè)計間隔件M，使該間隔件能夠反映這樣確定出的彈簧特性曲線的特征及通 過簡單幾何參數(shù)的選擇可適配噴射系統(tǒng)的特定的邊界條件。借助間隔件以下稱之為脫耦部件MO-的小彈簧剛度c使燃料噴射器1與汽 缸頭9的脫耦除由于小的結(jié)構(gòu)空間外還由于發(fā)動機(jī)運行期間所允許的燃料噴射閥1的最大 運動量的限制而變難。如由圖4可看到的，在機(jī)動車中將出現(xiàn)以下典型的似靜態(tài)負(fù)荷狀態(tài)
1.在組裝后通過壓緊器10施加的靜態(tài)壓緊力Fnh，2.在空載運行壓力下出現(xiàn)的力FL，及3.在額定系統(tǒng)壓力下出現(xiàn)的力FSys。對脫耦部件MO的彈簧特性曲線的功能要求為盡可能小的剛度(Snvh)，用于在空載運行時通過隔離減小噪音；在發(fā)動機(jī)起動時維持燃料噴射閥1的最大允許的運動Δ ，在機(jī)動車運行中在空載工作壓力與額定系統(tǒng)壓力之間維持燃料噴射閥1的最大 允許運動量Δ XI. 1。在后兩點中對燃料噴射閥1運動量的限制是必要的，為的是在機(jī)動車的整個工作 壽命中能保證密封圈2及帶有密封圈5的0型密封件的功能。在這方面關(guān)鍵的尤其是在空 載壓力與系統(tǒng)壓力之間對燃料噴射閥1的運動的限制，因為這里由于相對大的力差值要求 脫耦部件240高剛度。通常作為間隔件M的支撐件在其響應(yīng)的力區(qū)域中具有一個線性的彈簧特性曲 線。這將引起在空載運行時力圖脫耦的點上間隔件對的剛度必需遵循以上所定義的燃料 噴射閥1的最大允許運動量及對于有效的脫耦來說是太大了。因為將來的額定工作壓力估 計會進(jìn)一步升高，將使該問題更嚴(yán)重。為了解決此矛盾，根據(jù)本發(fā)明提出了用于脫耦部件MO的一種具有漸強變化的非 線性彈簧特性曲線，如圖4中概要表示的。該彈簧特性曲線能夠在空載運行時借助小的彈 簧剛度(Snvh)實現(xiàn)噪音脫耦及能夠通過快速升高的剛度允許燃料噴射閥1在空載壓力與系 統(tǒng)壓力之間的最大運動。為了在燃料直接噴射的典型邊界條件(小結(jié)構(gòu)空間，大的力，燃料噴射閥1的小的 總運動)下能以簡單及成本上有利的方式變換非線性的彈簧特性曲線，根據(jù)本發(fā)明脫耦部 件240類似一個盤狀彈簧地構(gòu)成，它基于其橫截面幾何形狀的特殊的幾何構(gòu)型可產(chǎn)生顯著 漸強的彈簧特性曲線。因此它明顯地區(qū)別于傳統(tǒng)的盤狀彈簧，傳統(tǒng)的盤狀彈簧基本上主要 具有線性的或漸弱的特性曲線。對于傳統(tǒng)的盤狀彈簧當(dāng)其幾乎完全被加載成“塊”時才達(dá) 到漸強的變化。在圖5及6中表示出脫耦部件MO的兩個實施例，它們的突出之處在于透鏡狀的 橫截面幾何形狀及基于其特殊的幾何形狀產(chǎn)生所需的漸強的彈簧特性曲線。脫耦部件240 的漸強性可通過少數(shù)幾何參數(shù)-如圖5中一起給出的-的適配以簡單的方式來設(shè)計。在此 情況下這樣地選擇脫耦部件240的透鏡狀的橫截面幾何形狀，使得其上界面30具有一個設(shè) 有第一半徑R1的凸拱度及對面的下界面31具有一個設(shè)有第二半徑&的凸拱度。該脫耦部 件MO向著徑向內(nèi)部及徑向外部各由一個例如垂直的端面32，33限定，這些端面由此確定 了脫耦部件240在未變形狀態(tài)時的內(nèi)徑D3及外徑D4。端面32，33不是與功能休戚相關(guān)的 及就此而言也可偏離垂直布置。在未變形狀態(tài)中脫耦部件240具有一個構(gòu)件高度氏。脫耦部件MO的設(shè)有第一半徑R1的上界面30在裝入燃料噴射裝置的未變形狀態(tài) 中靠置在燃料噴射閥1的閥殼體22的階臺21上一個小直徑區(qū)域D1中，而脫耦部件MO的 設(shè)有第二半徑R2的下界面31在裝入狀態(tài)中接觸在汽缸頭9中的接收孔20的肩23上一個 大直徑區(qū)域A中。D1及&也被稱為未變形狀態(tài)中的立放直徑。脫耦部件240的非線性的漸強的彈簧特性曲線在脫耦部件240的負(fù)荷增長時通過一個杠桿臂的縮短來實現(xiàn)，該杠桿臂由D1及&處的上及下立放點的徑向距離來確定。杠桿 臂的縮短將通過脫耦部件240用其兩個凸形的界面30，31在相應(yīng)的接觸對象上、即在汽缸 頭9及閥殼體22上的壓滾來實現(xiàn)。在圖5所示的實施例中兩個界面30，31各設(shè)有一個恒 定的半徑隊或&，其中無論R1 = R2還是R1 Φ R2均可適用。但該非線性的漸強的彈簧特性 曲線也可通復(fù)雜的壓滾幾何形狀來非常專門地適配相應(yīng)的應(yīng)用，其方式是在上界面30和/ 或在下界面31上設(shè)置不同的半徑，以使得在不同壓滾半徑之間形成過渡。在負(fù)荷狀態(tài)下通過脫耦部件MO的壓滾使杠桿臂縮短也可在下列情況下得到可 比較的噪音減小效果，即當(dāng)脫耦部件MO以顛倒的位置安裝到燃料噴射裝置中時。如圖6 中所示，在此情況下脫耦部件240的具有第一半徑札的上界面30在裝入燃料噴射裝置的未 變形狀態(tài)中緊靠在燃料噴射閥1的閥殼體22的階臺21上一個大直徑的區(qū)域込中，而脫耦 部件MO的設(shè)有第二半徑&的下界面31在裝入狀態(tài)中接觸在汽缸頭9中的接收孔20的 肩23上一個小直徑區(qū)域D1中。對于圖5及圖6中所示情況適用的是在脫耦部件240未變形狀態(tài)中內(nèi)立放點靠 近內(nèi)徑D3及外立放點靠近外徑D4，及D1處立放點與込處立放點之間的內(nèi)部徑向距離大于 D1處或込處的立放點到內(nèi)徑D3或到外徑D4的相應(yīng)的外部徑向距離。杠桿縮短作用也可在非平行的接觸面(階臺21，肩23)上實現(xiàn)，這時例如燃料噴射 閥1和/或汽缸頭9中的接收孔20在安裝脫耦部件MO的區(qū)域中具有截錐形的壁。對于 這種安裝狀態(tài)例如采用兩件式的方案是有利的，如圖7所示。例如可設(shè)置一個支撐件35，它 向著脫耦部件240具有一個類似于燃料噴射閥1的階臺21的階臺21’，而向著燃料噴射閥 1則具有向支撐件35內(nèi)部的一個彎拱的接觸面36，燃料噴射閥1例如可用一個截錐形延伸 的閥殼體22支撐在該接觸面上。但在透鏡狀脫耦部件MO的幾何參數(shù)的設(shè)計時也必需一 起考慮附加支撐件35的剛度。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射設(shè)備的燃料噴射裝置的脫耦部件，該燃料噴射裝置尤其用于 將燃料直接噴射到燃燒室中，其中，該燃料噴射裝置包括至少一個燃料噴射閥(1)及用于 該燃料噴射閥(1)的接收孔(20)，所述脫耦部件(MO)被置入在所述燃料噴射閥(1)的閥 殼體0 與所述接收孔00)的壁之間，其特征在于所述脫耦部件(MO)具有一個非線性的、漸強的彈簧特性曲線，由此在空載運行時出 現(xiàn)所述脫耦部件O40)的低剛度，在額定系統(tǒng)壓力時出現(xiàn)所述脫耦部件O40)的高剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的脫耦部件，其特征在于所述脫耦部件(MO)盤狀地及在橫截面 中透鏡狀地構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的脫耦部件，其特征在于所述脫耦部件O40)的與所述燃料 噴射閥(1)及所述接收孔00)的壁接觸的界面(30，31)被構(gòu)成凸拱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的脫耦部件，其特征在于上界面(30)具有第一半徑(R1)及相反的 下界面(31)具有第二半徑(R2),其中，R1等于仏或隊不等于&。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的脫耦部件，其特征在于上界面(30)和/或下界面(31)具有復(fù) 雜的壓滾幾何形狀，這些壓滾幾何形狀的特征在于在同一界面(30，31)上的不同的壓滾半 徑。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的脫耦部件，其特征在于所述脫耦部件O40)向著 徑向內(nèi)部及向著徑向外部分別由端面(32，33)限定，所述端面由此確定了所述脫耦部件 (240)在未變形狀態(tài)中的內(nèi)徑(D3)及外徑(D4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5的脫耦部件，其特征在于所述脫耦部件(MO)的上界面(30) 在未變形狀態(tài)中在具有立放直徑(D1)的小直徑區(qū)域中靠置在所述燃料噴射閥(1)的所述 閥殼體0 上，而所述脫耦部件O40)的下界面(31)在具有立放直徑(D2)的大直徑區(qū)域 中與所述接收孔00)相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5的脫耦部件，其特征在于所述脫耦部件(MO)的上界面(30) 在未變形狀態(tài)中在具有立放直徑(D1)的大直徑區(qū)域中靠置在所述燃料噴射閥(1)的所述 閥殼體0 上，而所述脫耦部件O40)的下界面(31)在具有立放直徑(D2)的小直徑區(qū)域 中與所述接收孔00)相接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的脫耦部件，其特征在于=D1與D2處的立放點之間的內(nèi)部徑向 距離大于D1或D2處的立放點到所述脫耦部件Q40)的內(nèi)徑(D3)或外徑(D4)的相應(yīng)的外部 徑向距離。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的脫耦部件，其特征在于這樣地設(shè)計具有其非線性 的、漸強的彈簧特性曲線的所述脫耦部件O40)，以致在所述脫耦部件Q40)的負(fù)荷增大時 出現(xiàn)所述杠桿臂的縮短，該杠桿臂通過上立放點與下立放點之間的徑向距離定義。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的脫耦部件，其特征在于所述脫耦部件(MO)至少用 其一個界面(30，31)靠置在一個支撐件(3 上。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的脫耦部件，其特征在于用于所述燃料噴射閥(1)的 所述接收孔00)被構(gòu)在汽缸頭(9)中，所述接收孔00)具有一個肩(23)，該肩垂直于所述 接收孔00)的延伸方向延伸，所述脫耦部件(MO)部分地支承在該肩上。
全文摘要
按本發(fā)明的用于燃料噴射裝置的脫耦部件的特征尤其在于，實現(xiàn)了低噪聲的結(jié)構(gòu)。該燃料噴射裝置包括至少一個燃料噴射閥(1)及用于該燃料噴射閥(1)的在汽缸頭(9)中的接收孔(20)以及在所述燃料噴射閥(1)的閥殼體(22)與所述接收孔(20)的壁之間的所述脫耦部件(240)。所述脫耦部件(240)作為透鏡狀的彈簧部件具有一個非線性的、漸強的彈簧特性曲線，由此在空載運行時出現(xiàn)所述脫耦部件(240)的低剛度，在額定系統(tǒng)壓力時出現(xiàn)所述脫耦部件(240)的高剛度。該燃料噴射裝置尤其適合于將燃料直接噴射到混合氣壓縮、強制點火的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。
文檔編號F02M61/16GK102076955SQ200980124146
公開日2011年5月25日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者F·莫澤, M·弗里德里希, M·菲舍爾 申請人:羅伯特·博世有限公司