專利名稱：空氣輔助燃油噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及燃油噴射器，更具體地說，涉及將燃油噴射器改裝成空氣輔助燃油噴射器的殼體。
背景技術(shù)：
美國專利5,174,505、名稱為“用于燃油噴射器的空氣輔助霧化器”(“Air Assist Atomizer for Fuel Injector”)于1992年12月29日授權(quán)給杰·杰·申(J.J.Shen)并且轉(zhuǎn)讓給一個(gè)共同受讓人。在該專利中，公開了和要求保護(hù)一個(gè)帶有空氣流通盤的殼體件。該殼體被固定到一個(gè)燃油噴射器上并與之配合構(gòu)成一個(gè)空氣輔助噴射器。其中，該殼體是一般的塑料模制件并且粘接到噴射器上。
然后，這個(gè)完整的空氣輔助噴射器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管內(nèi)并用形密封圈圍繞殼體和噴射器之閥體的圓周密封。一個(gè)空氣供給裝置連接到殼體的空氣進(jìn)口上；從噴射器噴進(jìn)歧管的燃油則被空氣破碎成細(xì)霧。
發(fā)明概述在上面的同一美國專利中，該空氣流通盤通過使該盤機(jī)械式“夾”在兩個(gè)平坦表面亦即“支承墊圈”和“殼體”表面之間安裝。然后，該殼體組件軸向上被預(yù)加載一個(gè)給定的力并通過使殼體材料機(jī)械變形而在適當(dāng)位置卷邊。該殼體特地被制成能使一個(gè)“懸臂器”作用一直壓著金屬或塑料的殼體材料，以便保證其緊密的組裝。然而，這個(gè)加壓過一段時(shí)間會(huì)釋放并使得空氣流通盤與它的配合表面分離，特別是應(yīng)用塑料時(shí)則更明顯，因?yàn)樗诹?溫度載荷下會(huì)蠕變。當(dāng)材料發(fā)生蠕變時(shí)，該空氣流就不能被控制到空氣輔助噴射器的適當(dāng)操作所需要的程度。
為了克服這些蠕變的問題，本發(fā)明的改進(jìn)在于，通過在連接件上的懸臂式卡扣裝置使殼體機(jī)械式安裝在噴射器上，從而使空氣流保持可以控制，即使該殼體或盤件過一段時(shí)間在軸向上發(fā)生位移或被放松也是如此。
為了完成上面認(rèn)定的目的，本申請(qǐng)描述和要求保護(hù)一個(gè)空氣輔助燃油噴射器，它有一個(gè)出口端以將燃油噴入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中。一個(gè)空氣輔助裝置，即一個(gè)殼體被安裝到噴射器的閥體上，以導(dǎo)引輔助空氣沿閥體的外側(cè)面軸向流動(dòng)；然后使之沿徑向上向內(nèi)朝向從噴射器噴出并剛剛離開出口端的燃油流，以有助于該燃油的霧化。殼體的一個(gè)端壁徑向上從側(cè)壁向內(nèi)延伸以構(gòu)成一個(gè)小孔裝置，從噴射器的出口端噴出的燃油通過該小孔裝置。一個(gè)插入件裝置包括一個(gè)或多個(gè)空氣導(dǎo)引盤并在軸向上夾在殼體之端壁和噴射器之出口端之間。該殼體件沿軸向安裝到閥體上，以使該插入件在端壁和噴射器的出口端之間保持氣密關(guān)系。本改進(jìn)是將一個(gè)膜片式彈簧墊圈定位在殼體之端壁和插入件之間，以提供一個(gè)軸向方向的預(yù)載荷力而將該插入件保持靠在噴射器的出口端上。
這些和另外的優(yōu)點(diǎn)將通過下面的附圖和優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明而變得顯而易見。
附圖簡述附圖中

圖1是具有從燃油噴射器取出的某些零件的局部縱向剖視圖；示出本發(fā)明的空氣輔助殼體件；圖2是包含圖1中噴射器殼體之噴射器出口端的放大剖面圖；圖3是一個(gè)延長頂端噴射器的另一個(gè)局部剖面圖，示出本發(fā)明的空氣輔助殼體件；圖4是殼體的平面圖；圖5是沿圖4中線5-5截取的殼體縱向剖面圖，示出連接件上的卡扣結(jié)構(gòu)和殼體的其它特征；圖6是殼體的側(cè)視圖，示出將殼體定位到噴射器連接件上的鍵槽；圖7是殼體出口端的放大剖示圖，示出空氣流通盤的定位裝置；圖8是卡扣連接件的截面圖；和圖9是膜片式彈簧墊圈的力與偏移的曲線圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述參見圖1，其中描述了帶有本發(fā)明空氣輔助殼體12的頂部供料電磁操縱燃油噴射器10，它在出口端部具有至少一個(gè)孔口28。該燃油噴射器的操作是公知的，因此不再描述。其中特別重要的是殼體件12、一個(gè)空氣分配盤14和一個(gè)膜片式彈簧墊圈16。
參見圖5，它是殼體12的截面圖，其中示出在殼體中所包含的幾個(gè)特征。第一特征是一個(gè)包括鍵槽18的定位裝置，它的尺寸設(shè)置成適于安裝或包圍一個(gè)鍵裝置20，它從重疊注塑的連接體22朝噴射器出口端的方向延伸或者位于該連接器重疊注塑件22的底部。該連接體22具有接收用以操作噴射器的電信號(hào)的端頭。在可供選擇的如圖3所示位于一延伸尖端燃油噴射器25上的殼體24中，殼體24的定位裝置可以具有一個(gè)軸向上從該殼體之另一端部、亦即和噴射器之出口端部相反的端部延伸的鍵26。一個(gè)鍵槽裝置模制在連接器重疊注塑件22上，該鍵槽在軸向上從該連接體的表面沿軸向延伸離開噴射器的出口端。在任一種情況下，鍵20、26和鍵槽18的作用都是按照噴射器10計(jì)量孔口的輸出來定位和準(zhǔn)確地設(shè)置殼體12的輸出孔口28，并且防止該殼體相對(duì)于輸出孔口轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)噴射器是一個(gè)分流噴射器時(shí)，其中至少一個(gè)孔是兩個(gè)或多個(gè)間隔開的孔，該定位裝置的作用是使殼體以如此方式定位，即導(dǎo)致從殼體排出的空氣輔助流以適合的方向與從孔口排出的燃油相混合。
下面說明連接件30上的卡扣結(jié)構(gòu)。在圖8的放大剖面圖中示出了一個(gè)這樣的卡扣連接件30。一般而言，有兩個(gè)圍繞殼體12之內(nèi)表面32的其中一個(gè)等角度間隔開的卡扣結(jié)構(gòu)。連接件30上的每個(gè)卡扣結(jié)構(gòu)是一個(gè)一般的L形結(jié)構(gòu)并在操作時(shí)卡入一個(gè)在噴射器10或25之閥體36的外徑上形成的圓周凹槽34中。該卡扣連接件30的用途是將殼體12或24固定到噴射器上，如圖1和3所示。
在殼體12和24的外側(cè)面周圍設(shè)有至少兩個(gè)圓周凹槽38，以用于定位和容納O形密封圈40。該O形密封圈40用于將殼體密封在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中或類似部件中(未示出)。在殼體12或24的一個(gè)側(cè)面上設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口42以便與置于發(fā)動(dòng)機(jī)上的空氣供給裝置(未示出)相配合。上述空氣供給裝置可以是多個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)管或一個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)管。在殼體之內(nèi)側(cè)面32上，該殼體與閥體36相配合以構(gòu)成一個(gè)軸向延伸的通道裝置，經(jīng)過該通道裝置所述輔助空氣從進(jìn)氣口42軸向上沿著閥體的外側(cè)面流到噴射器的出口端46。
參見圖7，其中示出殼體12或24的底部并用于說明將空氣盤14在殼體的底部中保持適當(dāng)定位的方法。此處設(shè)有至少兩個(gè)等角度間隔開設(shè)置的定位裝置44，例如一個(gè)U形的通道、一個(gè)軸向延伸的鍵或類似裝置。而空氣盤14的周邊制成與定位裝置44互補(bǔ)的構(gòu)形。定位裝置44、殼體出口孔或孔口28以及鍵18或與連接器重疊注塑件22配合的鍵槽的定位對(duì)于排出殼體并沖擊到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥上的空氣燃油混合物的方向而言是關(guān)鍵的。該殼體12與噴射器10協(xié)調(diào)操作以便根據(jù)需要引導(dǎo)空氣燃油混合物。
現(xiàn)在回到圖2，其中示出噴射器10的出口端部46，它包括閥座48、下部閥針導(dǎo)引件50、孔口件52、空氣盤14和膜片式彈簧墊圈16。該孔口件52的作用是計(jì)量從噴射器排出的燃油并且它是一個(gè)薄的平坦盤件，在圖中將其描繪為一條直線。這樣一個(gè)孔口盤件可以從美國專利US 4923169；4934653和4958430中得到說明，這些專利都被轉(zhuǎn)讓給一個(gè)共同受讓人。
該殼體12是由一種塑料模制成的并且被滑動(dòng)地置于噴射器的閥體36上。在先前的空氣輔助殼體中，殼體借助某些粘接劑固定到噴射器上或者被卷邊而固定就位。在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)殼體沿著閥體36滑動(dòng)時(shí)，連接件30上的卡扣結(jié)構(gòu)相互間隔開直至連接件的端部卡扣進(jìn)閥體36的環(huán)形凹槽34中。
在將殼體12定位于閥體36上之前，一個(gè)膜片式彈簧墊圈16安置在殼體12之內(nèi)側(cè)的底表面54上。下一步是將一個(gè)或多個(gè)空氣盤14借助定位裝置44安置在膜片式彈簧墊圈16的頂部上。然后，殼體12被定位在閥體36的端部上并在此借助鍵18或鍵槽以及連接器重疊注塑件22進(jìn)行定位。當(dāng)殼體12軸向上相對(duì)于閥體36和噴射器上部分的重疊注塑件移動(dòng)時(shí)，該卡扣連接件30就伸入到環(huán)形凹槽34中。
從卡扣連接件30的平坦部分56到殼體12內(nèi)側(cè)之底表面54的內(nèi)部尺寸是如此確定的，即噴射器部件的總公差可由膜片式彈簧墊圈16所允許的軸向位移補(bǔ)償。該墊圈16的厚度(t)為0.3mm、自由高度(H)近似為8mm。該總公差可以約為1500微米。因此，墊圈的公稱預(yù)載高度大約是250微米。這樣，當(dāng)總的公差變化時(shí)，墊圈預(yù)載的高度也從100微米變化至400微米，這取決于所選擇的墊圈而以10kg(22lbf(磅力))至24kg(54lbf)之間的壓力將空氣盤14預(yù)加載頂靠著噴射器的底部。由于塑料存在熱力蠕變，該膜片式彈簧墊圈16將維持足夠的力將空氣盤14它們本身緊緊保持在一起并將它們定位在噴射器的底部上。圖9是橫坐標(biāo)上的力和縱坐標(biāo)上的偏移的關(guān)系曲線，其中選用的膜片式彈簧墊圈具有H/t＝1.5的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
參見圖3，其中示出優(yōu)選實(shí)施例的殼體24置于一個(gè)伸長的頂端噴射器25上。在這個(gè)實(shí)施例中，噴射器的頂部伸入到流入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)氣歧管中的空氣流中。
這樣，此處就圖示和描述了一個(gè)模制的殼體，其將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的噴射器改裝成一個(gè)空氣輔助噴射器。
權(quán)利要求
1.一種空氣輔助燃油噴射器，它具有一個(gè)閥體，該閥體具有一個(gè)出口端以將燃油噴射到內(nèi)燃機(jī)的吸氣系統(tǒng)中，該噴射器包括一個(gè)裝到閥體上的空氣輔助裝置，其用于導(dǎo)引輔助空氣在軸向上沿著閥體的外側(cè)面流動(dòng)，然后，使之徑向上向內(nèi)朝著噴出的燃油流動(dòng)，該燃油剛好離開噴射器的出口端，這樣，輔助空氣有助于使燃油霧化；所述空氣輔助裝置具有一個(gè)從側(cè)壁沿徑向上向內(nèi)延伸的端壁以構(gòu)成一個(gè)小孔裝置，剛剛離開噴射器出口端而射出的燃油流過該小孔裝置；一個(gè)插入件裝置，它包括一個(gè)或多個(gè)空氣導(dǎo)向盤，其在軸向上被夾置在所述空氣輔助裝置的端壁和噴射器的出口端之間；所述空氣輔助裝置在軸向上被裝到閥體上以將所述插入件在所述端壁和噴射器的出口端之間保持氣密關(guān)系；和一個(gè)膜片式彈簧墊圈，它被安置在所述空氣輔助裝置的端壁和所述插入件之間，以提供一個(gè)軸向的預(yù)載荷力，從而使該插入件保持頂靠在噴射器的出口端上。
2.按權(quán)利要求1所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述空氣輔助裝置是一個(gè)管狀件，它的一端被封閉而構(gòu)成所述端壁，該管狀件具有一個(gè)或多個(gè)卡扣連接件，該卡扣連接件沿管狀件的內(nèi)表面定位并且位于所述管狀件的端壁和另一端部之間。
3.按權(quán)利要求2所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述的卡扣連接件與閥體相配合以將所述空氣輔助裝置固定到燃油噴射器上。
4.按權(quán)利要求1所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于由所述的膜片式彈簧墊圈產(chǎn)生的預(yù)載荷力提供一個(gè)125牛頓的最小力。
5.按權(quán)利要求1所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述膜片式彈簧墊圈具有大于1.O的高度/厚度比。
6.按權(quán)利要求5所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述膜片式彈簧墊圈的高度/厚度比率在1.25和1.5之間。
7.一種空氣輔助的電磁操作燃油噴射器，它具有一個(gè)閥體和一個(gè)重疊注塑的連接件體，該閥體在出口端具有至少一個(gè)孔口以將燃油噴射到一內(nèi)燃機(jī)的吸氣系統(tǒng)中，該重疊注塑的連接件體具有用于接收操作噴射器之電信號(hào)的端頭，該噴射器包括一個(gè)空氣輔助裝置，其被安裝到從連接件體朝出口端沿軸向移動(dòng)的閥體上，以便導(dǎo)引輔助空氣沿閥體的外側(cè)面軸向流動(dòng)，然后，使之徑向上向內(nèi)向射出的剛剛離開噴射器出口端的燃油流動(dòng)，從而有助于燃油的霧化；所述空氣輔助裝置具有一個(gè)從側(cè)壁向內(nèi)沿徑向延伸的端壁以構(gòu)成一個(gè)小孔裝置，射出的并剛剛離開噴射器之出口端的燃油流過該小孔裝置；一個(gè)插入件裝置，它包括一個(gè)或多個(gè)空氣導(dǎo)引盤，其在軸向上被夾置在空氣輔助裝置的端壁和噴射器的出口端之間；所述空氣輔助裝置在軸向上被裝到閥體上以將插入件以便在所述端壁和噴射器的出口端之間保持氣密關(guān)系；和位于所述空氣輔助裝置上的定位裝置，以便該空氣輔助裝置相對(duì)于所述至少一個(gè)孔口裝置旋轉(zhuǎn)地定位。
8.按權(quán)利要求7所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述空氣輔助裝置是一個(gè)管狀件，該管狀件一端被封閉形成所述的端壁；該連接件體具有一個(gè)鍵裝置，該鍵裝置從連接件體朝出口端的方向沿軸向延伸；并且所述的定位裝置是一個(gè)鍵槽，它適于封閉所述鍵裝置以便防止所述空氣輔助裝置發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.按權(quán)利要求7所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述空氣輔助裝置是一個(gè)管狀件，該管狀件的一端被封閉形成所述端壁；該連接件體具有一個(gè)鍵槽裝置，該鍵槽裝置在軸向上從該連接件體的表面朝向離開出口端的方向延伸；并且所述定位裝置是一個(gè)鍵，該鍵從所述管狀件的另一端軸向延伸并適配地伸入所述鍵槽裝置中，從而防止所述空氣輔助裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.按權(quán)利要求8所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述至少一個(gè)孔口包括雙分流孔口；并且鍵裝置和鍵槽使所述空氣輔助裝置相對(duì)于至少兩個(gè)分流孔口的縱軸線定位。
11.按權(quán)利要求9所述的空氣輔助燃油噴射器，其特征在于所述至少一個(gè)孔口包括雙分流孔口；并且鍵裝置及鍵槽使所述的空氣輔助裝置相對(duì)于至少兩個(gè)分流孔口的縱軸線定位。
全文摘要
一種空氣輔助燃油噴射器(10),其中一個(gè)殼體件(12)卡扣在閥體(36)的外側(cè)面上以提供一條促使噴射器排出的燃油霧化的輔助空氣通路。在殼體(12)的底表面(54)上安置一個(gè)膜片式彈簧墊圈(16),以便給空氣偏移盤(14)施加預(yù)載荷而使之頂靠到閥體(36)的底部上。卡扣連接件(30)與閥體相配合以使殼體(12)相對(duì)閥體(36)定位和固位。
文檔編號(hào)F02M61/18GK1189204SQ96195058
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1996年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月27日
發(fā)明者R·W·烏德, D·納利, L·艾吉茲 申請(qǐng)人:美國西門子汽車公司