一種高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)，包括噴油器體、油嘴緊帽、針閥體；噴油器體與針閥體由油嘴緊帽的內(nèi)螺紋和噴油器體的外螺紋配合壓緊在一起，其特征在于：所述油嘴緊帽內(nèi)螺紋螺距與噴油器體外螺紋螺距不相等，油嘴緊帽螺紋牙形與噴油器體螺紋牙形至少有一個(gè)為兩側(cè)工作面具有凸出曲面的螺牙。本發(fā)明螺紋各牙受力更均勻，提高了螺紋承載能力，降低破壞風(fēng)險(xiǎn)；螺牙表面接觸壓力與螺紋應(yīng)力分布更合理，提高了螺紋承載能力，降低了破壞風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】一種高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓共軌燃油系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著節(jié)能減排的要求越來越高，對(duì)應(yīng)燃油系統(tǒng)的噴射壓力也隨之不斷提高，當(dāng)今最先進(jìn)燃油系統(tǒng)的代表是共軌系統(tǒng)，因此要求其軌壓也不斷提高，滿足歐5排放的壓力在220—250MPa,而歐6排放需要的壓力在250_300MPa。隨著噴射壓力的提高，噴油器各個(gè)連接位置的高壓密封問題逐漸顯露出來，在提高密封能力時(shí)，噴油器體、油嘴緊帽螺紋的強(qiáng)度受到很大的考驗(yàn)。
[0003]目前常用的解決方案是使用強(qiáng)度更高的材料及增加結(jié)構(gòu)尺寸。但是這種解決方案存在著一定的缺陷。使用強(qiáng)度更高的材料，一方面噴油器材料成本會(huì)更高，另一方面高強(qiáng)度材料韌性相對(duì)降低，對(duì)表面缺陷更敏感，對(duì)加工質(zhì)量要求更高，切削難度大，對(duì)刀具要求更苛刻，成本進(jìn)一步提高。增加結(jié)構(gòu)尺寸需要更改發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)零部件的尺寸，增加了客戶的技術(shù)改造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種解決噴油器體與針閥體及過渡塊緊密連接螺紋可靠性問題的高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)，包括噴油器體、油嘴緊帽、針閥體；噴油器體與針閥體由油嘴緊帽的內(nèi)螺紋和噴油器體的外螺紋配合壓緊在一起，其特征在于:所述油嘴緊帽內(nèi)螺紋螺距與噴油器體外螺紋螺距不相等，油嘴緊帽螺紋牙形與噴油器體螺紋牙形至少有一個(gè)為兩側(cè)工作面具有凸出曲面的螺牙。
[0007]優(yōu)選的:所述油嘴緊帽內(nèi)螺紋螺距比噴油器體外螺紋螺距小0.0Olmm~0.005mm。
[0008]所述具有凸出曲面的螺牙的凸度為0.0Olmm~0.01mm。
[0009]所述油嘴緊帽內(nèi)螺紋螺距比噴油器體外螺紋螺距差為外螺紋拉伸變形量δ b與內(nèi)

,MhPAFP
螺紋拉伸變形量S n的差值的0.1倍到3彳I 4> =δη = H其中E為螺紋材料彈性模量，P為螺距，A為承載面積，AF為螺紋兩牙間材料承受的軸向力。
[0010]本發(fā)明根據(jù)油嘴緊帽的內(nèi)螺紋和噴油器體的外螺紋受力后產(chǎn)生的變形，在初始階段給內(nèi)外螺紋提供一個(gè)變形余量，具有以下效果:
[0011]I)螺紋各牙受力更均勻，提高了螺紋承載能力，降低破壞風(fēng)險(xiǎn)。
[0012]2)螺牙表面接觸壓力與螺紋應(yīng)力分布更合理，提高了螺紋承載能力，降低了破壞風(fēng)險(xiǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1a為共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接示意圖。
[0014]圖1b為圖1a局部放大圖。
[0015]圖1c為圖1b局部放大圖。
[0016]圖2a為現(xiàn)有技術(shù)螺紋各牙承載力圖
[0017]圖2b為本發(fā)明螺紋各牙承載力圖。
[0018]圖3a為現(xiàn)有技術(shù)螺紋單牙接觸力圖。
[0019]圖3b為本發(fā)明螺紋單牙接觸力圖。
[0020]圖4a為現(xiàn)有技術(shù)螺紋單牙應(yīng)力分布圖。
[0021]圖4b為本發(fā)明螺紋單牙應(yīng)力分布圖。
[0022]圖5為螺紋典型破壞形式示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖1~附圖5來詳細(xì)說明本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)使用情況及實(shí)施效果比較。
[0024]該共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接結(jié)構(gòu)如圖1a-圖1c所示主要包括:噴油器體2、油嘴緊帽
3、針閥體4、針閥5。
[0025]針閥體4與噴油器體2被油嘴緊帽3與噴油器體2的配合螺紋裝配在一起，當(dāng)油嘴緊帽3擰緊后，針閥體4、噴油器體2被緊緊壓合，從而達(dá)到密封內(nèi)部高壓燃油的目的。隨著油壓的提高，所需的擰緊力增大，螺紋受力隨之增加，螺紋強(qiáng)度受到考驗(yàn)。經(jīng)過有限元分析發(fā)現(xiàn)，已有設(shè)計(jì)的噴油器連接螺紋只有部分螺牙承載，載荷分布極不均勻。最靠近被夾緊件的一牙承擔(dān)了接近40%的載荷，之后是20%，10%，其余牙僅承擔(dān)10%載荷，如圖2a所示。對(duì)于承載的單個(gè)螺牙，其牙面上的接觸壓力分布也不理想，如圖3a所示，在接觸區(qū)域的邊界有邊緣效應(yīng)，存在較大的接觸應(yīng)力，容易產(chǎn)生擦傷，增加裂紋源。另一方面，在噴油器體螺紋上有三處應(yīng)力較大，分別為螺牙根部圓角、接觸區(qū)兩邊界，如圖4a所示。其中靠近噴油器體螺紋根部的兩處大應(yīng)力點(diǎn)連線與螺紋典型破壞形式斷口高度相似，如圖5所示。
[0026]本發(fā)明從各螺牙受力的均勻性及單牙應(yīng)力分布合理性兩方面提出創(chuàng)新設(shè)計(jì)，模擬計(jì)算顯示效果非常明顯，圖2b、圖3b、圖4b為優(yōu)選設(shè)計(jì)方案之一的模擬計(jì)算結(jié)果。計(jì)算方式為內(nèi)外螺紋螺距差為外螺紋拉伸變形量Sb與內(nèi)螺紋拉伸變形量S ?的差值的0.1倍到
3倍；當(dāng)螺紋件受到壓縮變形時(shí)，變形量記為負(fù)值，

【權(quán)利要求】
1.一種高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)，包括噴油器體(2)、油嘴緊帽(3)、針閥體(4);噴油器體(2)與針閥體⑷由油嘴緊帽(3)的內(nèi)螺紋和噴油器體⑵的外螺紋配合壓緊在一起，其特征在于:所述油嘴緊帽(3)內(nèi)螺紋螺距與噴油器體(2)外螺紋螺距不相等，油嘴緊帽(3)螺紋牙形與噴油器體(2)螺紋牙形至少有一個(gè)為兩側(cè)工作面具有凸出曲面的螺牙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述油嘴緊帽(3)內(nèi)螺紋螺距比噴油器體(2)外螺紋螺距小0.0Olmm~0.005mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述具有凸出曲面的螺牙的凸度為0.0Olmm~0.01mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓共軌系統(tǒng)噴油器聯(lián)接螺紋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述油嘴緊帽(3)內(nèi)螺紋螺距比噴油器體(2)外螺紋螺距差為外螺紋拉伸變形量Sb與內(nèi)螺紋拉伸變形量δ η的差值的0.1倍~3倍
其中E為螺紋材料彈性模量，P為螺距，A為承載面積，AF為螺紋兩牙間材料承受的軸向力。
【文檔編號(hào)】F02M61/14GK104074654SQ201410290590
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】吳東興, 繆雪龍, 張武凱, 夏興蘭, 居鈺生 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所, 中國(guó)第一汽車股份有限公司