本发明涉及燃料喷射系统，尤其涉及燃料轨组件。
背景技术：
1、燃料喷射器用在燃烧发动机中以将燃料喷射到例如气缸进气阀前面的进气歧管的流道中或直接喷射到发动机气缸的燃烧室中。在大多数情况下并且出于成本降低的原因，喷射器直接附接到共用燃料轨，但有时高压管可连接在燃料轨与喷射器之间。用于gdi(汽油直接喷射)的喷射器目前被额定为高达350巴的喷射压力，但是存在将gdi喷射器的喷射压力增加到例如600巴和更高的趋势。随着压力的增加，喷射器必须密封到将燃料供给到喷射器的部件。目前通过几个弹性体o形环(一个主环和一个或两个支撑环)实现密封。然而，这种密封方法在600巴或更高的压力下在发动机环境条件下是不可靠的，所述发动机环境条件包括循环压力、化学侵蚀、温度波动、振动等。通过使用用于密封目的的金属-金属接触件(要么在喷射器和燃料轨之间具有高压管，要么通过将喷射器直接连接到燃料轨)来解决这个问题。
2、通常，流体密封连接通过球体-圆锥体金属接触件来实现，而轴向预张力例如可通过盖螺母来施加，所述盖螺母连接到管并拧到喷射器上的外螺纹上。由于普通发动机部件的尺寸，特别是目前常用的喷射器的尺寸，螺纹的尺寸基本上有两种选择，即m12和m14，这两种选择都会导致问题。m12螺纹需要进入喷射器的入口燃料路径的小直径，这减少了流动通道和最大可能的喷射量。m14螺纹允许相当大的入口燃料路径，但在喷射器的组装期间导致问题。普通的组装过程规定：使喷射器的环形螺线管经过入口部分，因此入口部分的外径不可以大于螺线管的内径。入口部分上的m14螺纹因此要求螺线管的较大内径，并因此需要喷射器的相当大的重新设计。
3、技术问题
4、因此，本发明的目的是在保持喷射器的容易组装过程的同时实现进入喷射器的宽的流动路径。
5、该问题通过根据权利要求1所述的燃料轨组件来解决。
技术实现思路
1、本发明提供一种燃料轨组件，更具体地说，提供一种用于燃烧发动机的燃料轨组件。该组件是燃烧发动机(例如汽车的牵引发动机)的燃料供应系统的一部分。
2、燃料轨组件包括：喷射器，该喷射器具有设置在近侧的入口部分，该入口部分限定了入口通道并沿着轴向方向延伸；以及燃料轨，该燃料轨经由限定出口通道的出口部分连接到入口部分。
3、通常，燃料轨设计成容纳燃料并将燃料输送到至少一个喷射器，通常是多个喷射器。它包括(对于每个喷射器)或连接到限定出口通道的出口部分。换句话说，出口通道设置在出口部分的内部。出口通道可以从燃料轨的主通道分支出。出口部分可以是燃料轨或连接到燃料轨的高压管的一部分。整个燃料轨以及高压管(如果存在)可由金属制成。这些部件被设计成在例如至少400巴、至少500巴或至少600巴的高压下容纳燃料。
4、喷射器设计成从燃料轨接收燃料并将燃料喷射到内燃机的气缸中。它具有入口部分(通常由金属制成，例如与燃料轨相同的金属)，该入口部分限定入口通道，即，入口通道延伸穿过入口部分。入口部分设置在喷射器的近端或近侧。喷射器在近侧接收燃料并在远侧将燃料喷射到发动机中，喷射器在远侧具有喷嘴。近侧也可称为“上侧”，远侧可称为“下侧”。与出口部分类似，入口部分设计成容纳高压燃料。入口部分，通常为入口通道，沿本文中称为轴向方向的方向延伸，从而也隐含地限定径向和切向。入口通道可以是直的或至少具有在轴向方向上延伸的直部分，该直部分与轴向方向对齐或相对于轴向方向倾斜小于10°或小于5°。轴向方向还可以对应于入口通道的对称轴线。这同样适用于出口通道。出口部分和入口部分是连接的，更具体地说，出口通道和入口通道是连接的，即它们是流体连通的。
5、燃料轨组件还包括螺母元件，该螺母元件具有内螺纹并至少间接地接合出口部分以便传递轴向夹紧力，通过该轴向夹紧力，入口部分的第一接触表面压靠在出口部分的第二接触表面上以便在入口通道与出口通道之间提供流体密封连接。通常，螺母元件也可以被称为螺母，或者更具体地，被称为盖螺母。它可以包括有助于旋紧和旋松的外部轮廓(例如，六边形轮廓)。螺母元件部分地包围出口部分，即，出口部分部分地容纳在螺母元件内。它具有内螺纹，该内螺纹例如可以是m14螺纹。它与出口部分接合以传递轴向夹紧力。螺母元件与出口部分之间的相互作用通常是通过沿轴向方向的形状配合。例如，在盖螺母的情况下，盖螺母的面向内的凸缘可以接合出口部分的面向外的凸缘。
6、夹紧力沿轴向方向作用，这不应解释为没有力分量沿不同方向作用。夹紧力在入口通道与出口通道之间建立流体密封连接。具体地，入口部分包括压靠在出口部分的第二接触表面上的第一接触表面，从而在入口通道与出口通道之间提供流体密封连接。由于夹紧力，第一和第二接触表面被压在一起，尽管作用在这些表面之间的力的大小可以不同于夹紧力。应当注意，第一接触表面和第二接触表面都不需要整体地压靠另一接触表面。换句话说，第一接触表面至少部分地压靠在第二接触表面上。然而，存在分别围绕入口通道或出口通道周向延伸的接触区域或线。由于可能导致入口部分和/或出口部分的一些变形的夹紧力，没有燃料可以通过接触区域逸出，使得入口通道和出口通道以流体密封的方式连接。通常，第一和第二接触表面中的每一个都是环形的并且包围通道中的至少一个。
7、根据本发明，燃料轨组件还包括转接器，该转接器具有轴向延伸的贯通开口并具有外螺纹，喷射器的入口部分至少部分地容纳在该贯通开口中，该外螺纹接合所述内螺纹，该转接器至少间接地压靠在入口部分上以便传递夹紧力。转接器可以由单件制成，通常是金属件。它包括轴向延伸的贯通开口，因此它包括包围贯通开口的切向延伸的(例如管状)部分。喷射器的入口部分(完全或部分地)容纳在贯通开口中，即，转接器包围入口部分。转接器具有与螺母元件的内螺纹接合的外螺纹(例如m14螺纹)，即，转接器和螺母元件螺纹连接在一起，从而紧固入口部分与出口部分之间的连接并产生或增加夹紧力。转接器还可包括有助于旋紧和旋松的外部轮廓(例如，六边形)。转接器直接或间接地压靠在入口部分上。在后一种情况下，转接器与入口部分之间没有直接接触，但是力通过其间的附加元件从转接器传递到入口部分。压力也是夹紧力的结果，尽管作用在转接器和入口部分之间的力可以不同于夹紧力。换句话说，力流从出口部分通过螺母元件和转接器(以及附加元件，如果存在的话)流向喷射器的入口部分。
8、转接器能够使连接适应于较大的螺纹尺寸(例如m14而不是m12)，而不需要扩大喷射器的入口部分。因此，与具有设置在入口部分上的较小螺纹的喷射器相比，可以在喷射器的组装过程中使螺线管越过入口部分，而不需要改变螺线管的尺寸。而且，由于转接器通过压靠在入口部分上而传递夹紧力，因此在转接器与入口部分之间不需要摩擦连接或者甚至不需要材料结合。相反，夹紧力可以通过形状配合直接在转接器与入口部分之间传递，或者通过附加元件间接传递。在任何情况下，在组装过程期间，转接器可以或多或少地松散地放置在入口部分上，然后将内螺纹和外螺纹拧在一起。这便于组装过程。
9、在转接器与入口部分之间插有至少一个中间元件，并且转接器经由所述至少一个中间元件间接地接合入口部分。这种构造的一个原因是便于组装过程。另一个原因是中间元件可能比夹紧元件便宜和简单，这降低了更换的潜在成本。
10、在实施例中，入口部分和转接器中的至少一个包括径向延伸的凹部，至少一个中间元件部分地设置在该凹部中，并且至少一个中间元件能弹性变形以春回大地移动到凹部中。在转接器的情况下，凹部径向向外延伸，而在入口部分的情况下，凹部径向向内延伸。一方面，中间元件可以由所述凹部轴向地保持。另一方面，通过中间元件的弹性变形，它可在组装期间(进一步或甚至完全地)移动到凹部中，由此使得入口部分和转接器能够相对移动。
11、优选地，中间元件是由金属制成的卡环。在这种情况下，可以仅有单个中间元件，即卡环。卡环可以由弹簧钢制成，即有利于一定量的弹性变形(压缩/膨胀)的钢。卡环是圆形的，但不是完全环形的，即它不是封闭的，而是包括沿切向方向的间隙，这允许适应不同的直径。特别地，卡环可以在组装过程中被压缩以允许转接器越过入口部分。
12、可以根据实施例以不同的方式选择卡环的几何形状和弹性。卡环的变形程度不仅取决于其弹性，还取决于其切向延伸或间隙的切向延伸。可以理解，这限定了卡环的最大可能压缩。优选地，卡环切向延伸在300°和340°之间，更优选地在310°和330°之间。例如，如果卡环在其未变形状态下延伸320°，则它可最大压缩约11％。
13、在实施例中，第一接触表面和第二接触表面中的一个是球形的，而另一个是圆锥形的。换言之，一个接触表面是凸起的并且代表球体的一部分，而另一个接触表面是圆锥形的，在本文中，其也包括“截头圆锥形”。在该实施例中，另一个接触表面对应于圆锥体(或截头圆锥体)的侧表面。两个接触表面实现了球体-圆锥体连接，该连接具有圆形接触区域，在该圆形接触区域中表面彼此压靠。圆锥形接触表面通常相对于轴向方向对称。例如，第一接触表面可以是圆锥形的并且可以限定入口通道的向近侧加宽的端部。这可以与球形第二接触表面结合。
14、根据一个实施例，入口部分包括径向向内延伸的第一环形凹部，卡环部分地设置在该第一环形凹部中。所述凹部在所述入口部分的外侧沿着所述切向方向延伸。它表示狭窄部分，卡环可以例如部分地以其未变形的形状容纳在该狭窄部分中。喷射器的相邻部分较宽，因此卡环可能需要弹性变形以越过该部分并到达其在凹部中的位置。而且，卡环可以是能弹性压缩的，以完全容纳在第一环形凹部中。
15、转接器可以包括径向向外延伸的第二环形凹部，卡环部分地设置在该第二环形凹部中。第二环形凹部表示贯通开口的加宽部分。在组装期间，卡环可以在其膨胀到第二环形凹部中之前被暂时压缩。在这种情况下，卡环可以首先部分地插入到第一环形凹部中，然后转接器可以越过入口部分，同时卡环可以被暂时压缩到第一环形凹部中。当第二环形凹部处于卡环的位置时，卡环膨胀到第二环形凹部中，由此在轴向方向上与转接器建立形状配合。
16、一个实施例规定：第一环形凹部至少部分地由第一近侧表面和第一远侧表面限定，该第一近侧表面接合卡环并且相对于轴向方向倾斜小于50°，该第一远侧表面设置在第一近侧表面远侧并且相对于轴向方向倾斜大于60°。凹部由相应的表面“限定”，因为它由该表面界定。第一近侧表面相对于轴向方向具有小于50°的相对低或适度的倾斜度，尽管该倾斜度通常为至少10°或至少20°。因此，当在组装期间卡环沿第一近侧表面轴向移动时，径向分力可作用在卡环上，该径向分力逐渐增加。在组装状态下，第一近侧表面接合卡环，这是夹紧力的结果。另一方面，第一远侧表面相对于轴向方向具有大于60°(并且可能高达90°)的相对高的倾斜度。如果卡环抵靠第一远侧表面轴向移动，结果主要是阻止卡环移动的轴向力。换句话说，第一远侧表面限定卡环在第一环形凹部内的端部位置。这两个表面在相反方向上倾斜，使得第一近侧表面面向远侧，而第一远侧表面面向近侧。应当注意，第一近侧表面和第一远侧表面不一定彼此相邻地设置，而是在它们之间可以有“过渡”表面。
17、此外，第二环形凹部可以至少部分地由第二近侧表面和第二远侧表面限定，该第二近侧表面相对于轴向方向倾斜小于50°，该第二远侧表面设置在第一近侧表面远侧，接合卡环并且相对于轴向方向倾斜大于60°。第二近侧表面的倾斜度通常是至少10°或至少20°。因此，当在组装期间第二近侧表面沿卡环轴向移动时，径向分力可作用在卡环上，，该径向分力逐渐增大并可逐渐压缩卡环。另一方面，第二远侧表面相对于轴向方向具有大于60°(并且可能高达90°)的相对高的倾斜度。如果第二远侧表面抵靠卡环轴向移动，结果主要是阻止移动的轴向力，从而限定卡环在第二环形凹部内的端部位置。在组装状态下，第二远侧表面接合卡环，这是夹紧力的结果。这两个表面在相反方向上倾斜，使得第二近侧表面面向远侧，而第二远侧表面面向近侧。应当注意，第二近侧表面和第二远侧表面不一定彼此相邻地设置，而是在它们之间可以有“过渡”表面。
18、根据一个实施例，转接器包括远侧进入表面，该远侧进入表面相对于轴向方向倾斜小于50°。所述远侧进入表面围绕所述贯通开口的远端设置并且是倾斜的，使得其面向远侧。因此，如果转接器在卡环上向远侧移动，则远侧进入表面通常是与卡环接触的第一表面。在该过程中，径向分力作用在卡环上，该径向分力逐渐增大并压缩卡环，由此可将卡环进一步推入第一环形凹部中。
19、为了便于燃料轨组件的组装，转接器可设计成可围绕入口部分旋转。一旦内螺纹和外螺纹接合并且施加完全的夹紧力，转接器的旋转可能是不可能的或者至少被严重地阻碍。然而，在转接器与入口部分之间没有防止这种旋转的切向形状配合。特别地，当转接器放置在入口部分上时，它的切向取向是不相关的。此外，转接器的可旋转性可以防止在组装期间转接器与入口部分之间的不希望的卡住。
20、入口部分可以包括：嘴部，该嘴部包括所述第一接触表面；和第一保持器部分，第一环形凹部设置在该第一保持器部分上，并且该第一保持器部分设置在嘴部远侧。嘴部和第一保持器部分可设置成彼此相邻或彼此隔开，二者之间设有另一部分。
21、转接器可以包括：螺纹部分，该螺纹部分包括所述外螺纹并且至少部分地包围嘴部；和第二保持器部分，该第二保持器部分接合卡环并且设置在螺纹部分远侧。嘴部和第一保持器部分可设置成彼此相邻或彼此隔开，二者之间设有另一部分。特别地，第二保持器部分可包括上述第二环形凹部。
22、根据一个优选实施例，嘴部的最大径向外尺寸小于第一保持器部分的最大径向外尺寸，并且螺纹部分的最小径向内尺寸小于第二保持器部分的最小径向内尺寸。应当理解，螺纹部分的最小径向内尺寸和嘴部部分的最大径向外尺寸之间存在对应，因为这些部分彼此相邻设置。同样，第二保持器部分的最小径向内尺寸和第一保持器部分的最大径向外尺寸之间存在对应。通常，径向外/内尺寸对应于外/内直径。第一保持器部分具有相对较大的径向外尺寸，这允许第一环形凹部具有较大的径向深度，使得卡环可以整体地容纳在凹部内。另一方面，嘴部具有较小的外尺寸，这又允许螺纹部分和外螺纹具有较小的尺寸。
1.一种燃料轨组件(1)，该燃料轨组件包括：
2.根据权利要求1所述的燃料轨组件，其中，所述出口部分(31)是连接到所述燃料轨(10)的高压管(30)的一部分。
3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料轨组件，其中，所述入口部分(21)和所述转接器(50)中的至少一个包括径向延伸的凹部(26，55)，至少一个中间元件(60)部分地设置在该凹部中，并且至少一个中间元件(60)能弹性变形以能移动到所述凹部(26，55)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料轨组件，其中，中间元件是由金属制成的卡环(60)。
5.根据权利要求4所述的燃料轨组件，其中，所述卡环(60)在400°和340°之间切向地延伸。
6.根据权利要求4或5所述的燃料轨组件，其中，所述入口部分(21)包括径向向内延伸的第一环形凹部(26)，所述卡环(60)部分地设置在该第一环形凹部中。
7.根据权利要求4至6所述的燃料轨组件，其中，所述转接器(50)包括径向向外延伸的第二环形凹部(55)，所述卡环(50)部分地设置在该第二环形凹部中。
8.根据权利要求4至7所述的燃料轨组件，其中，所述第一环形凹部(26)至少部分地由第一近侧表面(27)和第一远侧表面(28)限定，该第一近侧表面接合所述卡环(60)并且相对于所述轴向方向(a)倾斜小于50°，该第一远侧表面设置在所述第一近侧表面(27)远侧并且相对于所述轴向方向(a)倾斜大于60°。
9.根据权利要求4至8所述的燃料轨组件，其中，所述第二环形凹部(55)至少部分地由第二近侧表面(56)和第二远侧表面(57)限定，该第二近侧表面相对于所述轴向方向(a)倾斜小于50°，该第二远侧表面设置在所述第一近侧表面(56)远侧，接合所述卡环(60)并且相对于所述轴向方向(a)倾斜大于60°。
10.根据权利要求4至9所述的燃料轨组件，其中，所述转接器(50)包括：
11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料轨组件，其中，所述第一接触表面(25)和所述第二接触表面(33)中的一个是球形的，而另一个是圆锥形的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的燃料轨组件，其中，所述转接器(50)包括远侧进入表面(58)，该远侧进入表面设置在所述第二环形凹部(55)远侧并且相对于所述轴向方向(a)倾斜小于50°。
13.根据前述权利要求中任一项所述的燃料轨组件，其中，所述入口部分(21)包括：
14.根据前述权利要求中任一项所述的燃料轨组件，其中，所述嘴部(23)的最大径向外尺寸(r1)小于所述第一保持器部分(24)的最大径向外尺寸(r3)，并且所述螺纹部分(53)的最小径向内尺寸(r2)小于所述第二保持器部分(54)的最小径向内尺寸(r4)。
