CN103502625A - 燃料分配器 - Google Patents

Abstract

一种燃料分配器（1），其尤其用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射***，分配器包括管状的基体（3）。在这里，所述管状的基体（3）的内壁（4）限定细长的燃料腔室（5）。所述管状的基体（3）由塑料制成。在所述管状的基体(3)上设置至少一个通孔（7至15），所述至少一个透孔在所述管状的基体（3）的内壁（4）处相对于置中穿过细长的燃料腔室（5）的纵轴（2）偏心地通到所述燃料腔室（5）中。这样能够改善所述燃料分配器（1）的强度。

Description

燃料分配器

技术领域

本发明涉及一种燃料分配器，尤其用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射***。具体地，本发明涉及被设计为中压***的燃料喷射***领域。

背景技术

在机动车的燃料喷射***情形下，可以设想使用燃料分配器压板，所述燃料分配器压板由钢或铝制成，适用于高压用途。由此，达到例如20MPa（200bar）压力的抗压强度。这种适用于高压用途的轨道大而重的构型当然与高制造成本相联系。

此外，适用于0.3MPa（3bar）至0.5MPa（5bar）低压用途的燃料分配器压板还可用于所提及的用途。在这里，例如薄壁钢管可用于制造所述燃料分配器压板。这种适用于低压用途的燃料分配器压板的应用范围当然限制在所提及的低压范围内。

发明内容

根据本发明的、具有权利要求1的特征的燃料分配器具有改善燃料分配器的耐压强度。具体地，本发明提供一种具有比较低的制造成本的、适用于中压的燃料分配器。

通过从属权利要求中列举的措施能得到权利要求1中给出的燃料分配器的有利改进方案。

以有利的方式，所述管状的基体设计为压铸件，其中，喷射方向平行于所述管状的基体的纵轴。通过所述直通孔的偏心布置，承受载荷时的应力水平总体上降低。由于所述喷射方向沿着纵轴，在喷射方向上观察，在所述透孔后形成一焊缝。由于偏心布置，所述焊缝倾斜地设置。由于因此改善了强度，关于希望的容许负荷，尤其是压力水平，所述管状的基体可由塑料以减小的壁厚制造。由此，基本上依赖于压铸时的冷却时间的循环时间减小。

有利地，所述透孔的边缘在焊缝至焊缝的区域中设计为不是凹形的。不是凹形的造型在这里包括几乎直线的造型和凸形的造型。通过所述焊缝布置在透孔边缘的不是凹形的段上，焊缝存在于更小的机械应力的区域中。具体地，所述焊缝在这里远离在所述透孔的边缘的凹圆区域中出现的应力峰值地布置。因为局部材料强度在焊缝区域中减小，但同时影响所述管状的基体中的应力分布，以使所述焊缝上的应力减小，所述管状的基体的强度总体上被改善。

在这里还有利地，所述透孔的边缘在焊缝区域中具有一直段。具体地，有利的是，所述透孔设计为长孔形的透孔，并且所述长孔形的透孔在关于所述纵轴的圆周方向上取向。所述长孔形透孔相对于具有相同的流体截面的圆形透孔能够使焊缝布置在直边缘段区域中，以使所述焊缝远离所述细长透孔的边缘区域中的应力峰值。

当然还有利地，所述透孔的边缘在焊缝至焊缝的区域中设计为凸形的。因此，所述焊缝区域中出现的应力在塑料中同样减小。

还有利地，所述透孔在关于纵轴的圆周方向上的孔尺寸大于所述透孔在沿着纵轴的纵向方向上的孔尺寸。特别地，可实现椭圆形造型，其中，在所述椭圆形透孔的最薄弱曲率的区域中，所述焊缝与所述透孔相邻。由此，在焊缝上同样得到局部减小的机械应力，从而所述强度总体被改善。

此外有利的是，在所述管状的基体的内壁上，在透孔区域中布置一个不是凹形的表面，所述透孔至少部分地位于所述不是凹形的表面中。因为所述不是凹形的表面只设置在所述透孔区域中，所述不是凹形的表面的造型能够通过一个所述管状的基体的壁的仅仅很小的加厚部实现。这因而能够在脱模技术方面简单地实现，其中在压铸时情形下，所述循环时间，尤其是冷却时间仅仅轻微延长。通过一个大的表面，所述应力甚至同样能够减小，并且布设在所述焊缝外部，但所述壁厚在这里明显增加，这对循环时间产生不利影响并因而提高制造成本。因而还有利的是，所述不是凹形的表面在沿着所述细长燃料腔室的纵轴的纵向方向上的扩展部在纵向方向上至少单侧地超过所述透孔的尺寸，并且所述不是凹形的表面在关于所述细长的燃料腔室的纵轴的圆周方向上的扩展部在两侧在圆周方向上位于所述透孔的孔尺寸内部。由此，恰好在所述由塑料形成的管状的基体的因焊缝而薄弱的局部区域中能够局部提高强度。此外，通过这个措施，最大应力本身以及还有高应力所在的体积被减小。因此，零件载荷强度增加。

特别有利地，在内壁上不是凹形的表面设计为至少近似平坦的表面。通过不是凹形的表面的平坦造型，可实现材料强度或壁厚一定程度地增大，这当然对于所述冷却不是重要的并且因而所述循环时间，尤其是冷却时间，在喷射压铸时只稍微延长。因此，在制造成本没有提高的条件下，所述零件负载容量可被改善。这尤其在小的平坦表面小于透孔的出口截面时是这种情况。

附图说明

参照附图，在下述说明中详细地阐述本发明的优选实施例，在附图中，一致的元件设有相同的附图标记。在附图中示出：

图1以截面示意图示出燃料分配器，以图解说明本发明的可能构型，其中，剖切面垂直于燃料分配器的纵轴；和

图2以截面示意图示出燃料分配器，以图解说明本发明的可能构型，其中，所述燃料分配器的纵轴位于剖切面中。

具体实施方式

图1以概要性的截面示意图示出燃料分配器1，以图解说明本发明的可能构型，其中，剖切面垂直于纵轴2（图2）取向。燃料分配器1具有管状的基体3。具体地，管状的基体3设计为基本上空心圆柱形的。当然，它也可以是其它构型。例如，管状的基体3具有退圆形横截面。为了简化视图，燃料分配器1的其它元件没有示出。这种元件尤其可以是杯状结构，用于连接燃料分配器1与燃料喷射阀。

燃料分配器1可尤其设计为燃料分配器压板1的形式。燃料分配器1尤其适用于混合压缩的外源点火式内燃机。具体地，燃料分配器1在这里适用于中压***。用于这种中压***的中压在这里可位于3MPa至10MPa，或者说30bar到100bar的范围内。特别地，所述中压可位于5MPa至7MPa，或者说，50bar至70bar的范围内。根据本发明的燃料分配器1当然也适用于其它应用情形。

管状的基体3具有内壁4，内壁4设计为基本上筒体形状的。管状的基体3的内壁4限定燃料分配器1的燃料腔室5。燃料腔室5在这里设计2为细长的燃料腔室5。在运行中，优选中压燃料通过燃料分配器1的合适接头被引导到燃料腔室5中。管状的基体3的载荷在这里大于低压用途时的载荷。当然，所述载荷也小于高压用途时的载荷，所述高压用途在混合压缩的外源点火式内燃机时需要例如20MPa（200bar）的耐压强度。

为了改善燃料分配器1相对于低压用途的载荷和同时减小相对于高压用途的制造成本，管状的基体3用塑料构成，优选构造为压铸件。喷射方向6（图2）在这里选定为至少近似平行于管状的基体3的纵轴2。此外，出于稳定原因，在管状的基体3上设置透孔7、8的偏心构型。透孔7、8在这里图解说明多个透孔的可能构型，例如沿着轴线2在管状的基体3上连续地布置。这种透孔当然也能够用于其它目的。

透孔7、8具有置中地穿过透孔7、8的轴线20、21。透孔7、8在内壁4上通到燃料腔室5中。当然，轴线20、21不是显示在纵轴2上，因为透孔7、8相对于置中地穿过细长燃料腔室5的纵轴5在管状的基体3的内壁4上偏心地通到燃料腔室5中。轴线20、21在这里分别对于纵轴2偏心地取向。由此，管状的基体3在透孔7、8区域中的负载容量和进而总体上被改善。

内壁4关于圆周方向22从纵轴2或者燃料腔室5观察很大程度上被设计为凹形的。圆周方向22在这里与纵轴2相关联。当然，内壁4在透孔20、21区域中设计为至少部分地不是凹形的。这种不是凹形的表面23、24设置在透孔7、8旁边。透孔7、8区域中的负载容量通过不是凹形的表面23、24而被进一步改善。不是凹形的表面23在这里设计为平坦的表面23。平坦的表面23沿着纵向方向25在两侧延伸到透孔7上方，其中，纵向方向25在这个实施例中与喷射方向6相同。平坦表面23在相对于燃料腔室5的纵轴2的圆周方向22上的扩展部26当然在圆周方向22上在两侧位于透孔7的孔尺寸27内部。因此，在透孔7区域中的壁厚28甚至有些扩大，这个扩大关于循环时间，尤其是冷却时间，但在压铸时只是不重要的。因此，透孔7区域中的强度被改善。还根据图2所述，改善的局部强度在这里具体涉及焊缝。

在透孔8旁边不是凹形的表面24设计为凸形的表面24。在这里，凸形的表面24在纵向方向25在两侧延伸到透孔8上方。在圆周方向22上，凸形的表面24的扩展部29当然小于透孔8的孔尺寸30。因此，在透孔8区域中出现的壁厚28就体积容量而言被优化。具体地，关于在透孔8区域中出现的体积扩大，在一个焊缝旁的壁厚28预先给出比较大，但这对循环时间，尤其是冷却时间，产生不利的影响。

图2以概要性的截面示意图示出燃料分配器1，其中燃料分配器1的纵轴2位于所述剖切面中。在这里示出对应本发明可能构型的典型透孔9至15。如图1所示，透孔9至15与透孔7、8一致，优选也或者附加地对于置中穿过细长燃料腔室5的纵轴2，在管状的基体3的内壁4上引导到燃料腔室5中。

透孔9设计为至少近似圆形的。由此，透孔9在关于纵轴2的圆周方向22上的孔尺寸31如同透孔9在沿着纵轴2的纵向方向25上的孔尺寸32一样大。在压铸管状的基体3时，在设计为横向孔9的透孔9之后形成焊缝33。以相应的方式也在透孔10至15之后分别形成一个焊缝34至39。

在焊缝33上，管状的基体3的稳定性受到损害。透孔10与透孔9一致地实施有圆形横截面。当然，透孔10实施为小于透孔9，从而在焊缝34区域中的稳定性受到比在透孔9旁边的焊缝33区域中的稳定性更小的损害。透孔10在这里关于容许压力如可能小地实施。

透孔11设计为至少近似椭圆形的。由此，透孔11在关于纵轴2的圆周方向22上的孔尺寸40大于透孔11在沿着纵轴2的纵向方向25上的孔尺寸41。在焊缝35的区域中，透孔11的边缘42在这里具有它的最小曲率。因为椭圆形透孔11以它在圆周方向22上的更大孔尺寸40取向。由此，在管状的基体3中在焊缝35区域中出现的机械应力减小，从而，燃料分配器1的强度或者负载容量被改善。

透孔12设计为细长透孔12。在这里，细长透孔12在关于纵轴2的圆周方向22上取向。透孔12的边缘43因此在焊缝36的区域中具有直段44。由此，在焊缝36区域中产生的应力与在透孔11上的状况相比仍然进一步减小。

根据透孔11描述的状况以合适的方式也在透孔12至15的情形下成为现实，在透孔11所描述的状况中，在圆周方向22上的孔尺寸40大于在纵向方向25上的孔尺寸41。

在透孔13上，与透孔12的构型相反，在焊缝37区域中成型边缘46的一个凸形的段45。由此，在相等的孔横截面时，在管状的基体3中作用在焊缝37上的局部机械应力与根据透孔12所述的状况相比更进一步减小。

根据透孔12和13所述的边缘43、46的构型示出适用于透孔12、13的实例，在它们的焊缝36、37至焊缝36、37的区域中设计为不是凹形的。直段44和凸形的段45在这里是适用于不是凹形的段44、45的实例。

因此，在管状的基体3中的侧向应力峰值被移位并且远离焊缝36、37。具体地，在透孔13到焊缝37的凸形构型中，焊缝37的裂缝点错置到完全没有应力的区域中。

透孔14、15偏心地布置。在这里，透孔14最大偏心地布置，其中，***47设置在管状的基体3上。由此，透孔14甚至可向外偏心地布置在内壁4的筒体形的其余部分外部。

在根据图1所示的内壁4的构型情形下，利用不是凹形的表面23、24，不是凹形的表面在细长燃料腔室5的纵向方向25上的扩展部50优选大于透孔9在纵向方向25上的孔尺寸32，如根据图2中透孔9图解说明的。在这里，孔尺寸32的扩展部50至少在焊缝33侧上和优选在两侧上超出。

根据图1和2所示的透孔7至15的可能构型以有意义的方式相互结合。优选地，在一个透孔情形下总是设置尽可能小的横截面，如根据透孔10所述的。此外，总是设置偏心的构型，如根据透孔7、8、14、15所述的。

优选地，还在透孔上设置不是凹形的表面23、24。

此外，在纵向方向25上的孔尺寸41优选小于在圆周方向22上孔尺寸40，如根据透孔11至13所述的。

本发明不限于所描述的实施例。

Claims (11)

1.燃料分配器（1），尤其适用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射***，具有管状的基体（3），其中，所述管状的基体（3）的内壁（4）限定一个细长的燃料腔室（5），其中，所述管状的基体（3）由塑料构成并且其中在所述管状的基体（3）上设置至少一个透孔（7-15），所述至少一个透孔（7-15）相对于置中地穿过所述细长的燃料腔室（5）的纵轴（2）偏心地在所述管状的基体（3）的内壁（4）上通到所述燃料腔室（5）中。

2.根据权利要求1所述的燃料分配器，其特征在于，所述管状的基体（3）至少基本上构造为压铸件（3），其中，喷射方向至少近似平行于所述纵轴（2）。

3.根据权利要求2所述的燃料分配器，其特征在于，所述透孔（11、12）的边缘（42、43）在焊缝（36、37）到所述焊缝（36、37）的区域中设计为不是凹形的。

4.根据权利要求2或3所述的燃料分配器，其特征在于，所述透孔（12）的边缘（43）在所述焊缝（36）的区域中具有至少近似直的段（44）。

5.根据权利要求4所述的燃料分配器，其特征在于，所述透孔（12）设计为细长的透孔（12）并且所述细长的透孔（12）在关于纵轴（2）的圆周方向（22）上取向。

6.根据权利要求3所述的燃料分配器，其特征在于，所述透孔（13）的边缘（43）在焊缝（37）到所述焊缝（37）内的区域中设计为凸形的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料分配器，其特征在于，所述透孔（11）在关于纵轴（2）的圆周方向（22）上的孔尺寸大于所述透孔（11）在沿纵轴（2）的纵向方向（25）上的孔尺寸（41）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料分配器，其特征在于，在管所述透孔（7、8）区域中在所述管状的基体（3）的内壁（4）上布置不是凹形的表面（23、24），所述透孔（7、8）至少部分地位于所述不是凹形的表面（23、24）中。

9.根据权利要求8所述的燃料分配器，其特征在于，所述不是凹形的表面（23、24）在沿着所述细长的燃料腔室（5）的纵轴（2）的纵向方向（25）上的扩展部（50）至少在一侧超出所述透孔（9）在纵向方向（25）上的孔尺寸（32）上。

10.根据权利要求8或9所述的燃料分配器，其特征在于，所述不是凹形的表面（23、24）在关于所述细长的燃料腔室（5）的纵轴（2）的圆周方向（2）上的扩展部（26、29）在圆周方向（22）上在两侧位于所述透孔（7、8）的孔尺寸（27、30）内部。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的燃料分配器，其特征在于，所述不是凹形的表面（23）在内壁（4）上设计为至少近似平坦的表面（23）。

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