CN110234865B - 燃料高压喷射***的高压存储器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高压喷射***的高压存储器，该高压存储器由限界高压腔室(12,12a)的柱体(11)和连接件(13,13a)构成，该连接件设有通到所述室(12,12a)中的出口通道(131,131a)，并且分别设有节流部，以便减弱由在下游连接的喷射器产生的压力波。所述连接件(13,13a)在出口处分别具有通道(131,131a)，所述通道具有腔室(1312,1312a)，所述腔室接收设有节流部(22,22a)***件(2,2a)。所述***件(2,2a)通过高压存储器的自紧过程力锁合地固定在所述腔室(1312,1312a)中。

Description

燃料高压喷射***的高压存储器

技术领域

本发明涉及一种用于高压喷射***的高压存储器，该高压存储器由限界高压腔室的柱形体和连接件构成，所述连接件设有用于通到腔室中的高压流体的出口通道并且设有节流部，以便减弱由在下游连接的喷射器产生的压力波。

背景技术

已知在图7中所示的这种高压喷射***的高压存储器。该轨100，也被称作“高压存储器”通过由厚的锻造钢制成的柱形体111构成，该柱形体包围高压腔室112。所述轨的本体具有用于连接高压管路的出口连接件113，所述高压管路分别连接到一个喷射器上。连接件113被通到腔室112中的孔114贯穿。在孔的基部上在与腔室的连接部处有钻孔的节流部115。该节流部115衰减由于配属于每个连接件的喷射器的关闭运动而在所述轨的高压流体中产生的压力波。通过孔产生的节流部115有时被称为“喷嘴”。

虽然这种解决方案能够衰减压力波，但该解决方案具有一定数量的缺点，尤其该解决方案的有效性较低，因为构成所述节流部的孔不能制造成已制定的几何形状。

该解决方案也不能遵守严格的公差。此外，该实施方式以在到腔室中的通道的通入部平面上的孔的形式产生这样的棱边，该棱边在波衰减时产生强的分散。为了避免这种情况，对孔的通入部的棱边进行电化学处理是必要的，以便使所述棱边倒圆并且清除可能的毛刺或者突出到腔室中的部分，这是困难的并且因此昂贵的过程。

根据现有技术，也存在对于钻到所述轨中的呈***式喷嘴形状的喷嘴的替代方案。这种喷嘴以常规的方式被***，即通过控制凹模的几何间隙(形状锁合的夹紧)和使用压合，其中，控制***力。该被***的喷嘴仅用于无自增强或具有小自增强的轨，因为自增强引起残余变形，该残余变形危及对形状锁合夹紧的控制。在这种情况下，在自增强之后需要对***直径进行昂贵的附加后处理过程。因此，该已知的解决方案具有很多缺点。

发明内容

本发明的任务在于，研发出一种用于高压喷射***的高压存储器，该高压存储器能够有效地衰减在轨中由于在下游连接的喷射器的喷射阀关闭而产生的压力波，同时能够简单地制造并且在相同轨或不同轨的喷嘴之间产生衰减的弱分散。

为此目的，本发明涉及一种用于内燃机的高压喷射***的高压存储器，该高压存储器由限界高压腔室的柱形体和连接件构成。一个或多个连接件设有一个或多个用于通到腔室中的高压流体的出口通道。在出口通道中布置有节流部，以便减弱在下游连接的喷射器的压力波。连接件在出口处分别具有通道，该通道具有腔室，该腔室接收设有节流部的***件。该***件通过高压存储器的自增强过程(Autofrettage-Prozess)力锁合地布置在所述腔室中。

根据本发明的高压存储器能够简单地制造并且还具有带有小公差的节流部。以简单的方式并且在不需要新的或其它器件的情况下实现***件在高压存储器中的固定连接，因为该固定连接通过轨的自增强实现。轨的自增强是已知的制造过程，以便确保轨的疲劳特性。这不延长生产周期。

在轨外部制成的节流部能够通过在轨外部的钻孔加工过程和精加工过程实现简单的制造，而不存在异物被引入到轨中的危险并且在该轨中避免任何毛刺问题，相反地，这能够制造光滑的棱边或倒圆部。

因此，***件的通道在高压腔室一侧上的通入口处具有倒圆部。

根据另一有利的特征，***件中的通道是阶梯孔，该阶梯孔由一系列具有逐渐减小的直径的孔构成，这些孔被锥形功能部分隔开。因此产生阶梯状的节流部，该节流部能够在减振/***效率损失的折中方面更好地优化***件。

一系列具有逐渐减小的直径的孔仅是复杂几何形状的示例，该几何形状能够通过与轨分开加工的喷嘴实现。目标在于，获得压力损失的不对称性，即朝有利于喷射的方向的压力损失较少，并且朝仅有助于减振的方向的压力损失较多。

根据另一特征，具有节流部的通道具有锥形入口，该锥形入口形成用于自增强过程的密封座。

根据另一特征，连接件在这里也具有锥形入口，以便产生用于自增强的密封性。

根据一个还更特定的特征，所述腔室是柱形的并且与孔形成肩部，该肩部产生密封棱边。***件具有外表面，该外表面具有大直径的柱形部分，以便在装配时带有间隙地进入到柱形腔室中。此外，***件具有小直径的部分，该部分在连接件的孔中自由地突出，其中，***件的这两个部分通过锥形段连接，锥形段确定为用于抵靠到连接件的棱边上。

根据另一特征，连接件具有锥形腔室，该锥形腔室通过孔延续，所述孔具有比锥形腔室的小基部的横截面更小的横截面。并且，具有节流部的***件具有锥形体，该锥形体具有比锥形腔室的长度更小的长度，并且该锥形体的小基部的横截面大于所述腔室的小基部的横截面，其中，所述腔室的锥度和锥形体的锥度是相同的。

有利地，在锥形腔室的情况下，锥形腔室的表面和/或椎形体的表面具有不均匀性、不平度和***的或凹进的几何形状，用于提高两个面通过自增强而接触的附着能力并且也用于在自增强时的更好的密封性。

根据另一特征，***件的进入到孔中的部分的横截面小于该孔的横截面，以便在轨和***件自增强之后不与该孔接触。

以这种方式通过唯一的接触面减小***件和连接件之间的连接面，所述接触面可以通过自增强而张紧。

根据另一特征，***件的部分的长度小于孔的长度，使得节流部的通入口明显远离所述孔到腔室中的通入口。因此，***件的孔的出口明显高于腔室中的孔的通入口并且影响压力损失。

如果高压存储器具有多个连接件，则优选在通向下游连接的喷射器的连接件中布置有根据上面所说明的实施方式之一的具有节流部的***件。

本发明的任务也在于制造如上面所限定的高压存储器，其中，该方法的特征在于：

-通过铣削在每个连接件的出口通道中制造腔室，

-制造被节流部贯穿的***件，其中，***件的外径匹配腔室的直径，

-将***件安装在每个腔室中，

-产生***件的密封性和连接件的入口的密封性，和

-使以这种方式组装的轨经受自增强压力，以便处理轨的内表面并且将***件力锁合地布置在连接件的腔室中。

如上面已经所说明地，轨的制造方法是特别简单的并且同时提供以下优点：能够产生用于衰减压力波(压力冲击)的精确且有效的节流部。

附图说明

在下面根据在附图中所示的实施例详细地说明本发明，在附图中示出：

图1高压喷射***的高压存储器的局部的轴向剖视图，

图2用于图1的高压存储器的具有节流部的***件的轴向剖视图，

图3图1的高压存储器的实施方式的示意性的半剖面视图，

图4根据本发明的喷射***的高压存储器的另一实施方式的轴向剖视图，

图5用于图4的高压存储器的具有节流部的***件的轴向截面，

图6解释将具有节流部的***件装配到图4的高压存储器的连接件中的半剖面视图，

图7已知的轨或者说高压存储器的横截面视图。

具体实施方式

根据图1，本发明涉及一种在内燃机中的高压喷射设备的轨或者说高压存储器1。以轴向截面示出所述轨的常用部分。喷射设备的其它部件未示出。

高压存储器1是由锻造钢制成的厚壁的柱形体11，该柱形体包围高压腔室12，该高压腔室由高压泵供给高压燃料，以便将高压燃料分配到喷射阀(喷射器)上，该喷射阀通过发动机的中央控制单元来控制。

喷射器的关闭和打开运动产生压缩和减压波(“压力冲击”)，该压缩和减压波从高压流体传递到将喷射器与轨1连接的管路中，并且因此到达轨中。

柱形体11具有用于连接的连接件13，所述连接件分别通过通道131连接到高压腔室12处并且通过高压管路连接到该高压管路的喷射器上。连接件在外部具有螺纹132，以便旋紧高压管路的接头。

图1的示例限于示出所述轨的常规部分，该部分具有两个连接件13，一个连接件是空的并且另一个连接件具有带有节流部的***件2。轨1如具有所供给的喷射器那样也具有多个连接件13和高压燃料出口。所有这些连接件13优选具有相同的结构并且下面的说明限于这些连接件之一。

在图1右侧的连接件13示出其在无具有节流部2的***件情况下的通道131；在左侧的连接件13配备具有节流部2的***件。

在图2中以截面单独示出具有节流部2的***件。

根据图1，通道131在连接件13中按照通向高压腔室12延伸的定向由入口锥1311构成，紧接着该入口锥是柱形腔室/孔1312，该柱形腔室/孔具有比位于下游的孔1314的直径更大的直径，以便形成密封棱边1313。通道131接收具有节流部2的***件。

根据图2，具有节流部2的***件具有被阶梯孔22贯穿的柱形体21，所述阶梯孔由一系列具有逐渐减小的直径222,224,226的孔构成，这些孔被锥形连接部223,225分隔开。***件2的入口具有形成密封座的锥形形状221，并且通到轨的腔室中的最后的孔226的通入口具有倒圆的棱边或者说倒圆部227。

阶梯孔22形成确定为用于减弱压力波(压缩和减压)的节流部，所述压力波通过喷射器的关闭和打开运动被导入到高压流体中。

***件2的带有其外表面23的本体21具有一个具有大横截面的部分231，该部分通过锥形连接部232衔接到具有小横截面的部分233上，该锥形连接部构成支承面，以便与连接件的通道131的棱边1313共同作用。具有小横截面的部分233的外表面23在倒圆部234处终止。***件2的部分231的大直径略小于连接件13的孔1312的直径。部分233的小直径明显小于位于孔1312下游的连接件13的孔1314的直径，使得设有节流部的***件2为了装配能够不费劲地安装在连接件13的通道131中并且具有小横截面的部分233不与通道131的壁和尤其连接件的孔1314接触。阶梯孔1312/1314能够实现，尽管它对于液压功能不是必需的，但仍减小在阶梯孔与高压腔室12相交的平面上的孔的直径。***件2的部分233的长度小于孔1314的长度，使得节流部226的通入口明显远离孔1314到腔室12中的通入口1315。

在***件的部分的长度和连接件的孔的长度方面的所述说明也能够应用于第二实施方式，下面说明该第二实施方式。

如在下面所说明的那样，通过自增强实现***件2的卡阻或者说***件的力锁合的布置。

根据图3的半剖面，当配备都具有节流部2的***件时，轨1受到自增强。为此，在每个连接件13上施加有未示出的抵着***件2的锥形座221的封闭件。以这种方式形成支承部。在自增强期间沿轴线xx施加的张紧力F产生***件2的密封性(区域A)并且通过***件2的锥形表面232和连接件13的棱边1313之间的接触在区域B中产生***件2和通道131之间的密封性。

以这种方式限界孔131和***件2的暴露给引入到所述轨中的流体的自增强高压的面。

该暴露的面是(沿高压燃料流出的方向)位于***件2之前的腔室12的面和连接件13的通道131的面，包括***件2的内表面和位于锥形肩部232与将连接件13的孔1312和孔1314分隔开的棱边1313之间接触部之前的***件的外表面。换言之，所述面相对于***件2和孔1312不暴露给自增强的高压流体，而是受到由所述高压产生的力。因此，非常高的自增强压力使轨1和***件2的所述暴露的面的内层塑化，所述内层变形，以便抵着连接件13的孔1312被挤压。在施加所述非常高的自增强压力之后，连接件13朝每个***件2收紧，所述***件由此被收缩。

图4示出根据本发明的轨1a的另一实施方式，该实施方式也限于具有两个连接件13a的轨的常规部分，一个连接件是空的并且另一个连接件具有带有节流部2a的***件。所有这种连接件13a优选具有相同的结构，使得对该连接件的说明限于所述连接件之一。

在图5中以截面单独示出具有节流部2a的***件。

根据图4和通向高压腔室12a延伸的定向，连接件13a中的通道131a由入口锥1311a构成，紧接着该入口锥是锥形腔室1312a，该锥形腔室的小基部具有比位于下游的孔1314a直径更大的直径，以便形成棱边1313a。锥形腔室1312a构成“莫氏锥体”或者等效锥体类型的***腔室。通道131a通过***接收具有节流部2a的***件，该***件具有互补的形状。

根据图5，具有节流部2a的***件具有本体21a，该本体被阶梯孔22a贯穿，所述阶梯孔由一系列具有逐渐减小的直径222a,224a,226a的孔构成，这些孔被锥形连接部223a,225a分隔开。***件2a的入口221a具有锥形形状，该锥形形状形成密封座，并且最后的孔226a通到轨1a的腔室12a中的通入口具有倒圆的棱边或倒圆部227a。阶梯孔22a形成节流部，该节流部确定为用于减弱导入到高压流体中的压力波。

***件2a的外表面23a具有锥形部分231a，该锥形部分具有大直径，该锥形部分的小基部通过锥形连接部232a衔接到具有小直径的柱形部分233a上。外表面23a在倒圆部234a处终止。锥形部分231a具有与连接件13的锥形腔室1312a的锥度相同的锥度，并且具有这样的横截面，所述横截面能够通过***被接收在锥形腔室1312a中，使得对应的面直接贴靠。

柱形部分233a具有比连接件13a的孔1314a的横截面明显更小的横截面。

根据图6的半剖面，当轨1a配备都具有节流部2a的***件时，轨1a受到如对于在图1-3中示出的第一实施方式所说明的那样的自增强。

为此，在每个连接件13a上抵着***件2a的锥形座221a施加有未示出的封闭件，以便相对于孔22a的外侧产生密封性并且在部分1312a和231a的锥形面之间产生密封性。

在此，张紧力F施加到未示出的球上，该球被支撑并且形成压缩区域C。力被传递到***件2a的锥形部分231a和连接件13a的腔室1312a的锥形面之间的锥形接触区域上。

以这种方式限界孔131a和***件2a的暴露给导入到轨中的流体的自增强高压的面。

该暴露的面是(沿高压燃料流出的方向)位于***件2a之前的腔室12a的面和连接件13a的通道131a的面，包括***件2a的内表面和位于***件的锥形面231a和锥形腔室1312a的面之间接触部之前的***件的外表面。锥形部分231a的小基部的横截面大于锥形腔室1312a的小基部的横截面，该锥形腔室衔接到锥形面1313a上，该锥形面构成肩部，使得***件2a能够通过***与自增强结合地被夹紧，而不抵着肩部1313a贴靠，这会干扰或限制***。

可以确定：部分1312a或231a的锥形面可以具有槽纹，所述槽纹在自增强期间增强密封性并且提高两个部分/面之间的残余轴向力。

与***件2a和孔1312a处于接触中的面不暴露给自增强的高压流体，而是受到产生的力。非常高的自增强压力使轨1a和***件2a的所述暴露的面的内层塑化，所述内层变形，以便抵着连接件13a的孔1312a被挤压。在施加所述非常高的自增强压力之后，连接件13a朝每个***件2a收紧，所述***件由此被收缩。

轨1,1a的锻造钢具有数量级为300HB的最小硬度，该最小硬度取决于管路头的硬度和能够与自增强的所期望结果一致的特性。

***件2,2a的材料具有位于300至450HV之间的硬度，以便在自增强期间具有足够的塑化并且在此同时保持足够的残余弹性，以便在***件2,2a和轨1之间具有足够的残余压力。

根据本发明的用于制造轨1,1a的方法在于：

-将***件2,2a带有间隙地而不必施加大的力安放在连接件13,13a中，

-夹紧以这种方式产生的组件，以便在***件2,2a的内径和外径之间具有压力差，和

-产生***件2,2a和轨1,1a的塑性变形。

塑性变形确保具有节流部2,2a的***件和轨1,1a之间的残余接触。

选择具有节流部的***件的材料特性，用于确保足够的残余力，该残余力将***件2,2a在喷射***的高压存储器1,1a运行期间保持在位置上。

最重要的元件的附图标记列表，除特殊情况外无后缀“a”

1 轨

11 本体

12 高压腔室

13 连接件

131 通道

1311 入口锥

1312 柱形腔室

1312a 锥形腔室

1313 密封棱边

1314 孔

132 外螺纹

2 具有节流部的***件

21 柱形体

21a 锥形体

22 阶梯孔

221 入口锥

222 具有大直径的孔

223 锥形连接部

224 具有中等直径的孔

225 锥形连接部

226 具有小直径的孔

227 倒圆部

23 外表面

231 具有大直径的柱形部分

231a 具有大直径的锥形部分

232 锥形连接部

233 具有小直径的柱形部分

234 倒圆部

Claims (10)

1.一种用于制造高压喷射***的高压存储器的方法，所述高压存储器由轨（1）的限界高压腔室（12, 12a）的柱形体（11）和连接件（13, 13a）构成，所述连接件设有通到所述高压腔室（12, 12a）中的出口通道（131, 131a），其中，在至少一个出口通道（131,131a）中布置有节流部，以便减弱由在所述连接件（13, 13a）下游连接的喷射器产生的压力波，其特征在于，

- 通过铣削在每个连接件（13, 13a）的出口通道（131, 131a）中制造腔室（1312,1312a），

- 制造被节流部贯穿的***件（2, 2a），其中，所述***件的外径匹配所述腔室（1312,1312a）的直径，

- 将***件（2, 2a）安装在每个腔室中，其中，将所述***件（2, 2a）带有间隙地而不必施加大的力安放在所述连接件（13, 13a）中，

- 产生***件（2, 2a）的密封性和所述连接件（13, 13a）的入口的密封性，和

- 使以这种方式组装的高压存储器（1, 1a）经受自增强压力，以便处理所述高压存储器的内表面并且将所述***件（2, 2a）力锁合地布置在所述连接件（13, 13a）的所述腔室（1312, 1312a）中，其中，所述轨（1）和所述***件（2, 2a）的面被塑化，其方式是，非常高的自增强压力施加到所述轨（1）和所述***件（2, 2a）的暴露的面的内层上并且所述内层变形，以便所述***件（2, 2a）抵着所述连接件（13, 13a）的腔室（1312, 1312a）被挤压，其中，所述腔室（1312, 1312a）至少弹性变形并扩大，其中，在施加所述非常高的自增强压力之后，所述连接件（13, 13a）的腔室（1312, 1312a）朝所述***件（2, 2a）收紧，所述***件由此被收缩。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述***件（2, 2a）的通道在所述高压腔室（12,12a）一侧上的通入口处具有倒圆部（227, 227a）。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，

所述***件（2, 2a）中的通道是阶梯孔（22, 22a），所述阶梯孔由一系列具有逐渐减小的直径的孔（222, 222a, 224, 224a, 226, 226a）构成，所述孔被锥形功能部（223, 223a,225, 225a）分隔开。

4.根据权利要求2或3所述的方法，

其特征在于，

具有节流部的通道具有锥形入口（221, 221a），所述锥形入口形成密封座。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述连接件（13, 13a）具有锥形入口（1311, 1311a）。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

- 所述腔室（1312）是柱形的并且与位于该腔室（1312）下游的孔（1314）形成肩部（1313），所述肩部产生密封棱边，

- 所述***件（2）具有外表面（23），所述外表面具有大直径的柱形部分，以便在装配时带有间隙地进入到柱形腔室（1312）中，所述外表面具有小直径的部分（233），该具有小直径的部分在所述连接件（13）的孔（1314）中自由地突出，

- 其中，所述***件（2）的所述两个部分（231, 233）通过锥形段（232）连接，所述锥形段确定为用于抵靠到所述连接件（13）的棱边（1313）上。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

- 所述连接件（13a）具有锥形腔室（1312a），所述锥形腔室通过孔（1314a）延续，所述孔具有比所述锥形腔室（1312a）的小基部的横截面更小的横截面，和

- 具有节流部的所述***件具有锥形体（231a），所述锥形体具有比所述锥形腔室（1312a）的长度更小的长度，并且所述锥形体的小基部的横截面大于所述锥形腔室（1312a）的小基部的横截面，

- 其中，所述锥形腔室（1312a）的锥度和所述锥形体（231a）的锥度是相同的。

8.根据权利要求7所述的方法，

其特征在于，

所述锥形腔室（1312a）的表面和/或所述锥形体（231a）的表面具有不均匀性、不平度和***的或凹进的几何形状，以便在自增强时与锥体结合地提高密封性，所述密封性能够确保挤压压力。

9.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述***件（2, 2a）的进入到位于所述腔室（1312, 1312a）下游的孔（1314, 1314a）中的部分（233, 233a）的横截面小于所述孔的横截面，以便在所述轨（1, 1a）和所述***件（2, 2a）自增强之后不与所述孔接触。

10.根据权利要求6或9所述的方法，

其特征在于，

所述***件（2, 2a）的位于所述腔室（1312, 1312a）下游的孔（1314, 1314a）中的部分（233, 233a）的长度小于所述孔（1314, 1314a）的长度，使得所述***件（2, 2a）的节流部的通入口明显远离所述孔（1314, 1314a）到高压腔室（12, 12a）中的通入口。

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