專(zhuān)利名稱(chēng)：燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的燃油供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于內(nèi)燃機(jī)的燃油供給系統(tǒng)可以以各種不同形式獲得。其中更常用的一種燃油供給系統(tǒng)是進(jìn)氣口燃油噴射系統(tǒng)。該進(jìn)氣口燃油噴射系統(tǒng)使用多個(gè)燃油噴射器，每個(gè)燃油噴射器都向關(guān)聯(lián)的燃燒室的進(jìn)氣口供給預(yù)定量的燃油。在該系統(tǒng)中，燃油噴射器安裝在歧管或燃油軌的座部或噴射器凸臺(tái)中，歧管或燃油軌工作以將燃油傳輸至各個(gè)噴射器。
燃油供給及燃燒研究的最新發(fā)展已允許使直噴(或DI)燃油供給系統(tǒng)更加普及。該DI燃油供給系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋內(nèi)設(shè)置燃油噴射器。DI燃油噴射器工作以直接向燃燒室內(nèi)以預(yù)定時(shí)間噴射預(yù)定量的燃油。因?yàn)槿紵覂?nèi)的氣壓數(shù)量級(jí)高于進(jìn)氣口的氣壓數(shù)量級(jí)，故DI燃油軌及燃油噴射器以相較于進(jìn)氣口燃油噴射系統(tǒng)中的類(lèi)似組件高得多的燃油壓力工作。DI燃油供給系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更高的峰值功率水平、改進(jìn)的燃油經(jīng)濟(jì)性、以及更低的廢氣排放。DI燃油供給系統(tǒng)的這些有益方面歸因于對(duì)噴射進(jìn)入燃油室內(nèi)的燃油的精確計(jì)量，以及進(jìn)入燃燒室內(nèi)的改進(jìn)的進(jìn)氣氣流。
DI燃油供給系統(tǒng)的燃油噴射器以計(jì)量脈沖將燃油供給至燃燒室，所述計(jì)量脈沖被定時(shí)以控制所供給的燃油量并將所述供給與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作周期的特定點(diǎn)協(xié)調(diào)。對(duì)燃油噴射器的順序激發(fā)可能會(huì)使得在燃油軌內(nèi)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，這將引起產(chǎn)生噪音的振動(dòng)。在DI燃油供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的振動(dòng)能量可至少通過(guò)兩條路徑傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，例如從燃油噴射器至汽缸蓋，以及從燃油軌至很可能是汽缸蓋的各個(gè)附裝點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，用于密封并隔離諸如直噴燃油噴射器的燃油噴射器。所述隔離及密封構(gòu)件包括芯部，該芯部具有套筒部，該套筒部限定有被構(gòu)造為足以接收所述燃油噴射器至少一部分的孔。凸緣部，該凸緣部從所述芯部徑向向內(nèi)地延伸，并被構(gòu)造為足以偏壓在所述孔內(nèi)的所述燃油噴射器。所述芯部與所述凸緣部中的至少一者具有外部隔離及密封層與內(nèi)部隔離及密封層中的至少一者。
所述套筒部可大體為圓柱形，而所述凸緣部可具有可用來(lái)偏壓所述孔內(nèi)的所述燃油噴射器的軸向偏移。此外，所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層中的至少一者可由碳氟彈性聚合物材料與粘彈性材料中的一者形成，而所述芯部可由不銹鋼形成。燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件與所述燃油噴射器的結(jié)合可被構(gòu)造為至少部分地接收在內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋內(nèi)。還提供了結(jié)合有所公開(kāi)的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件的燃油系統(tǒng)及內(nèi)燃機(jī)。
結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述特征及優(yōu)點(diǎn)以及其他特征及優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述將變得清楚。


圖1是內(nèi)燃機(jī)的一部分的示意性剖面透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的燃油供給系統(tǒng)；圖2是燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件的剖切透視圖；及圖2a是沿圖2的線(xiàn)A-A所取的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件的剖面視圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，其中類(lèi)似的參考標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似或相同的組件，在圖1中示出了總體以標(biāo)號(hào)10表示的內(nèi)燃機(jī)的一部分。內(nèi)燃機(jī)10包括汽缸體12、汽缸蓋14、以及燃油噴射系統(tǒng)16。汽缸體12界定了活塞19在其中可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的汽缸孔18。盡管在圖1中僅示出一個(gè)汽缸孔18，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員都理解本發(fā)明揭示的方面也可應(yīng)用于具有多個(gè)汽缸孔18的發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如4、6、8、10、12及16汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。汽缸蓋14相對(duì)于汽缸體12可拆卸地安裝，并與汽缸孔18及活塞19配合以形成可變?nèi)莘e燃燒室20。在圖1中示出的內(nèi)燃機(jī)10是直噴(或DI)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中將被燃燒的燃油通過(guò)燃油噴射系統(tǒng)16被直接噴射進(jìn)入燃燒室20。
在優(yōu)選實(shí)施例中，燃油噴射系統(tǒng)16包括直噴燃油噴射器22、燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23、燃油軌24、以及電子控制單元26。電子控制單元26包括預(yù)可編程數(shù)字計(jì)算機(jī)，并工作以對(duì)燃油噴射器22提供控制信號(hào)，由此命令燃油噴射器22在發(fā)動(dòng)機(jī)周期中的特定時(shí)間點(diǎn)供給預(yù)定量的燃油。燃油軌24用作將加壓燃油供給至燃油噴射器22的導(dǎo)管或歧管。燃油軌24包括被構(gòu)造為足以接收燃油噴射器22的一端并相對(duì)于燃油軌24保持燃油噴射器22的安裝凸臺(tái)28。在優(yōu)選實(shí)施例中，燃油軌24相對(duì)于汽缸蓋14可拆卸地安裝燃油噴射器22。燃油噴射器22還包括主體部或殼體部30，其具有從其軸向延伸的末端部32。燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23包括大體圓柱形的套筒部34，該套筒部34具有從其大體徑向向內(nèi)延伸的凸緣部36。套筒部34界定有孔38，該孔38被構(gòu)造為足以接收燃油噴射器22的主體部30，使得主體部30的徑向向內(nèi)延伸表面40抵靠凸緣部36。凸緣部36朝向孔38在軸向上偏移。
汽缸蓋14界定了臺(tái)階孔42。臺(tái)階孔42包括大體圓柱形第一孔部44，以及相對(duì)于第一孔部44共軸布置的大體圓柱形第二孔部46。圓周臺(tái)肩48設(shè)置在第一孔部44與第二孔部46之間。臺(tái)階孔42被構(gòu)造為足以接收燃油噴射器22。具體而言，第一孔部44被構(gòu)造為足以使得末端部32可穿過(guò)汽缸蓋14以與燃燒室20連通。此外，第二孔部46被構(gòu)造為足以接收安裝有燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23的燃油噴射器22的主體部30。圓周臺(tái)肩48用作將燃油噴射器22定位在汽缸蓋14內(nèi)的裝置。凸緣部36的軸向偏移特性用于在臺(tái)階孔42內(nèi)偏壓燃油噴射器22遠(yuǎn)離圓周臺(tái)肩48，由此在燃油噴射器22與汽缸蓋14之間提供了柔性措施。環(huán)狀燃燒密封件50圍繞末端部32設(shè)置以密封地配合第一孔部44以防止燃燒室20內(nèi)的加壓氣體穿過(guò)臺(tái)階孔42。
參考圖2并參考圖1，將對(duì)燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23包括芯部52，該芯部52附裝有外部隔離及密封層54以及內(nèi)部隔離及密封層56。在優(yōu)選實(shí)施例中，外部隔離及密封層54及內(nèi)部隔離及密封層56將由諸如碳氟彈性聚合體化合物的對(duì)熱、磨損、及燃油具有足夠抵抗力的材料制成。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在要求保護(hù)的范圍內(nèi)，諸如某些粘彈性材料的其他材料也是適用的。芯部52優(yōu)選地由不銹鋼或具有足夠的結(jié)構(gòu)剛性以抵抗燃油噴射器22或燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23插入汽缸蓋14所導(dǎo)致的巨大形變的材料形成。此外，制成芯部52的上述材料應(yīng)具有足夠的硬度以提供在燃油噴射器22工作期間偏壓燃油噴射器22遠(yuǎn)離圓周臺(tái)肩48所需的力。芯部52還應(yīng)由具有足夠的硬度以消除燃油噴射器22在完全隔離的燃油供給系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)的材料形成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，在要求保護(hù)的范圍內(nèi)，芯部52也可由諸如鋁、不銹鋼、合成物等其他材料形成。
圖2a是沿圖2的線(xiàn)A-A所取的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23的真實(shí)剖面視圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，芯部52以及外部隔離及密封層54和內(nèi)部隔離及密封層56的相對(duì)厚度取決于具體應(yīng)用及其中使用的材料。此外，圖2a示出了用于將燃油噴射器22密封至燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23的大體環(huán)狀第一密封部58，以及用于將燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23密封至汽缸蓋14的大體環(huán)狀第二密封部60。
在內(nèi)燃機(jī)10工作期間，希望防止燃燒室20內(nèi)的氣體穿過(guò)臺(tái)階孔42。如上所述，燃燒密封件50用于將臺(tái)階孔42從燃燒室20密封開(kāi)。此外，因?yàn)樵谌紵?0內(nèi)的燃油燃燒的原因，可能會(huì)在燃燒密封件50附近形成碳?jí)巍Ｔ撎級(jí)芜M(jìn)可一步阻擋氣體進(jìn)入臺(tái)階孔42。盡管通常情況下燃燒密封件50與碳?jí)问亲嘈У模谔囟ǖ陌l(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下兩者可能不能完全密封臺(tái)階孔42防止燃燒氣體進(jìn)入。此外，盡管燃燒密封件50在靜態(tài)或非隔離燃油供給系統(tǒng)中是有效的，但在完全隔離的燃油供給系統(tǒng)中，燃燒密封件50的耐用性及密封效果可能會(huì)降低。因此，燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23，更具體而言第一密封部58及第二密封部60用于進(jìn)一步密封臺(tái)階孔42防止燃燒室20的氣體進(jìn)入。這對(duì)于蒸發(fā)排放物的目的是特別有利的。
與在內(nèi)燃機(jī)10工作期間直接噴射燃油進(jìn)入燃燒室20所需的存在于燃油軌24內(nèi)的高燃油壓力相結(jié)合，燃油噴射器22的打開(kāi)/關(guān)閉或脈動(dòng)特性會(huì)將產(chǎn)生使人不快的噪音的振動(dòng)從燃油噴射器22傳遞至汽缸蓋14及內(nèi)燃機(jī)10的其他組件。燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23用于隔離這些振動(dòng)。凸緣部36的偏移特性通過(guò)以類(lèi)似錐形彈簧的彈簧形式進(jìn)行工作而增加了燃油噴射系統(tǒng)16的柔性。通過(guò)偏壓燃油噴射器22遠(yuǎn)離圓周臺(tái)肩48，燃油噴射器22將更小可能地接靠至汽缸蓋14，從而從汽缸蓋14隔離了燃油噴射器22。此外，外部隔離及密封層54及內(nèi)部隔離及密封層56提供了對(duì)燃油噴射器22的隔離及振動(dòng)吸收措施。燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23還可提供隔熱措施，使得離開(kāi)汽缸蓋14的熱能更小可能地被傳遞至燃油噴射器22及燃油噴射系統(tǒng)16內(nèi)的燃油。
本發(fā)明的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23可以對(duì)現(xiàn)存部件進(jìn)小改變或不進(jìn)行改變而安裝在燃油噴射系統(tǒng)16內(nèi)。盡管在優(yōu)選實(shí)施例中描述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23本身大體為圓柱形，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，在要求保護(hù)的范圍內(nèi)，燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件23也可形成為其他形狀。
雖然已經(jīng)對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行了描述，但相關(guān)于本發(fā)明的領(lǐng)域的描述人員可以構(gòu)思出落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的、實(shí)施本發(fā)明的各種替代設(shè)計(jì)及實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，用于對(duì)燃油噴射器的密封及隔離，所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件包括芯部，該芯部具有套筒部，該套筒部限定出被構(gòu)造為足以接收所述燃油噴射器的孔；凸緣部，該凸緣部從所述芯部徑向向內(nèi)地延伸，其中所述凸緣部被構(gòu)造為足以偏壓在所述孔內(nèi)的所述燃油噴射器；且其中，所述芯部與所述凸緣部中的至少一者具有外部隔離及密封層與內(nèi)部隔離及密封層中的至少一者。
2.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，其中所述套筒部大體為圓柱形，而所述凸緣部具有可用來(lái)偏壓所述孔內(nèi)的所述燃油噴射器的軸向偏移。
3.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，其中所述燃油噴射器是直噴燃油噴射器。
4.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，其中所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層中的至少一者由碳氟彈性聚合物材料形成。
5.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，其中所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層中的至少一者由粘彈性材料形成。
6.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，其中所述芯部由不銹鋼形成。
7.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，此燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件與所述燃油噴射器結(jié)合，其中所述燃油噴射器以及所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件被構(gòu)造為至少部分地布置在內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋內(nèi)。
8.一種內(nèi)燃機(jī)，包括汽缸蓋，該汽缸蓋限定有大體臺(tái)階狀孔，所述大體臺(tái)階狀孔被構(gòu)造為足以接收燃油噴射器；燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，該燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件被布置在所述燃油噴射器與所述汽缸蓋之間；其中所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件包括限定有孔的套筒部，所述孔被構(gòu)造為足以接收所述燃油噴射器；且其中所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件包括凸緣部，該凸緣部從所述套筒部向內(nèi)延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述燃油噴射器是直噴燃油噴射器。
10.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件包括芯部，所述芯部至少部分地覆蓋有內(nèi)部隔離及密封層；且其中所述芯部至少部分地覆蓋有外部隔離及密封層。
11.如權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層中的至少一者由碳氟彈性聚合物材料形成。
12.如權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層中的至少一者由粘彈性材料形成。
13.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述大體臺(tái)階狀孔包括臺(tái)肩；且其中所述凸緣部朝向由所述套筒部限定的所述孔軸向地偏移，使得所述凸緣部偏壓所述燃油噴射器離開(kāi)所述臺(tái)肩。
14.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述芯部由不銹鋼形成。
15.一種燃油噴射系統(tǒng)，包括燃油噴射器；燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，該燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件可用于基本上密封并隔離所述燃油噴射器，其中所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件包括芯部，該芯部具有大體圓柱形套筒部，并限定出被構(gòu)造為足以接收所述燃油噴射器的孔；凸緣部，該凸緣部從所述芯部徑向向內(nèi)地延伸，其中所述凸緣部具有可用來(lái)偏壓在所述孔內(nèi)的所述燃油噴射器的軸向偏移；且其中，所述芯部與所述凸緣部中的至少一者具有外部隔離及密封層與內(nèi)部隔離及密封層中的至少一者。
16.如權(quán)利要求15所述的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述燃油噴射器是直噴燃油噴射器。
17.如權(quán)利要求15所述的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層中的至少一者由碳氟彈性聚合物材料與粘彈性材料中的一者形成。
18.如權(quán)利要求15所述的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述芯部由不銹鋼形成。
19.如權(quán)利要求15所述的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述燃油噴射器與所述燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件適于至少部分地布置在內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件，其具有套筒部，該套筒部限定有被構(gòu)造為足以接收所述燃油噴射器的至少一部分的孔。此外，該燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件還包括凸緣部，該凸緣部從所述套筒部向內(nèi)延伸。該凸緣部軸向偏移以偏壓所述孔內(nèi)的所述燃油噴射器。該燃油噴射器隔離及密封構(gòu)件包括孔部，其至少部分地由內(nèi)部隔離及密封層覆蓋并至少部分地由外部隔離及密封層覆蓋。所述內(nèi)部隔離及密封層與所述外部隔離及密封層優(yōu)選地由碳氟彈性聚合物形成，而所述芯部?jī)?yōu)選地由不銹鋼形成。還提供了結(jié)合有所公開(kāi)的隔離及密封構(gòu)件的內(nèi)燃機(jī)及燃油噴射系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02M61/16GK1991163SQ20061016243
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者C·E·豐維爾, J·J·曼泰 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司