專利名稱：具有套筒式安裝的歧管的流體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體系統(tǒng)，更具體地涉及一種具有套筒式安裝的歧管 的流體系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料系統(tǒng)通常采用多個燃料噴射器來將高壓燃料噴射到發(fā)動機(jī)的燃燒 室中。這種高壓燃料經(jīng)由固定于發(fā)動機(jī)上的共用歧管(公共歧管)以及連 接在共用歧管與噴射器之間的單獨的供給管i^給到燃料噴射器。在歧管、 供給管路、噴射器以M動機(jī)的制造和組裝過程中，可能在不同的安裝裝置(例如，孑L、突出部、螺栓、口、支座等)之間產(chǎn)生不對齊(偏差)。 事實上，這種未對齊可能大到足以使供給管路和共用歧管在發(fā)動機(jī)的組裝 過程以及運行期間經(jīng)受過多的應(yīng)力，或甚至使組裝不可能(實現(xiàn))。如果 不進(jìn)行檢查，則過多的應(yīng)力可能會致使供組管路或共用歧管破裂或泄露。在于2005年8月16日授予Shamnine等人的美國專利No. 6,928,984 (，984專利)中公開了一種減小引入供給管路中的應(yīng)力以及改進(jìn)適當(dāng)組裝 和流體密封的可能性的方法。，984專利公開了一種具有螺紋連接到發(fā)動機(jī) 氣釭體上的共用燃料軌道、以及螺紋連接在各氣缸蓋與共用燃料軌道之間 的彎管的高壓燃料系統(tǒng)。該彎管包括與共用燃料軌道的錐形座面相接合以 在軌道與彎管之間提供流體保持力(retention)的球形密封表面。這樣， 在發(fā)動機(jī)氣缸體與氣缸蓋之間略有偏差期間，球形密封表面可在錐形座面 內(nèi)樞轉(zhuǎn)并在不向軌道或彎管中引入顯著應(yīng)力的情況下保持密封接觸。盡管，984專利的高壓流體系統(tǒng)可在使未對齊地組裝時引入彎管或共軌 的應(yīng)力最小化的同時，在共軌與氣釭蓋之間提供流體保持力，但該系統(tǒng)復(fù)雜、成本高并且不是適用于所有情況。具體地，，984專利的高壓流體系統(tǒng) 要求用很多不同的部件來連接彎管與共用燃料軌道。大量的部件增加了組 裝時間，以^U目應(yīng)的組裝成本和固有的系統(tǒng)硬件成本。另外，盡管，984專 利的高壓流體系統(tǒng)可適應(yīng)輕微的不對齊，但在系統(tǒng)中有較大的不對齊時仍 會引入不期望的應(yīng)力。本發(fā)明的流體系統(tǒng)解決了前述問題中的一個或多個。發(fā)明內(nèi)容一種用于發(fā)動機(jī)的流體系統(tǒng)包括具有多個口的歧管以及構(gòu)造成僅在一 個(單個)平移方向上相對于發(fā)動機(jī)約束所述歧管的保持裝置。該流體系 統(tǒng)還包括多個管，所述管構(gòu)造成使來自所述口的流體與發(fā)動機(jī)連通，并且 在其余平移方向上約束所述歧管。另一方面，本發(fā)明涉及一種將歧管組裝到發(fā)動機(jī)的方法。該方法包括 使保持裝置與歧管接合從而僅在一個平移方向上相對于發(fā)動機(jī)約束所述歧 管。該方法還包括使所述歧管與從發(fā)動機(jī)延伸出的多個管相接合，從而使 來自所述歧管的流體與發(fā)動機(jī)連通，并且在其余平移方向上相對于發(fā)動機(jī) 約束所述歧管。


圖l是示例性地公開的動力系統(tǒng)的示意性概圖；和圖2是示例性公開的用于圖1的動力系統(tǒng)的燃料系統(tǒng)的剖視圖。
具體實施方式
圖1示出具有與燃料系統(tǒng)12的示例性實施例相連接的發(fā)動機(jī)10的動 力系統(tǒng)5。動力系統(tǒng)5可作為作業(yè)機(jī)械的一部分產(chǎn)生動力輸出，該作業(yè)機(jī) 械執(zhí)行工業(yè)中的某種操作，所述工業(yè)如礦業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、運輸、發(fā)電或 現(xiàn)有技術(shù)已知的其它工業(yè)。例如，動力系統(tǒng)5可以具體是用于移動式機(jī)械 的主推進(jìn)器/原動機(jī)(mover)，所述移動式機(jī)械如挖掘機(jī)、自卸車、反伊挖土機(jī)、客車、船舶或現(xiàn)有技術(shù)已知的其它移動式機(jī)械?；蛘撸瑒恿ο到y(tǒng)5可以具體是固定式機(jī)械中的主動力源，所述固定式機(jī)械如發(fā)電機(jī)組、泵、 或現(xiàn)有技術(shù)已知的其它固定式機(jī)械。例如，發(fā)動機(jī)10可以是柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)、氣態(tài)燃料發(fā)動機(jī)、 重油發(fā)動機(jī)或本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的任何其它類型的發(fā)動機(jī)。發(fā)動 機(jī)10可包括限定多個氣釭16的發(fā)動機(jī)氣釭體14、可滑動地設(shè)置于各氣缸 16內(nèi)的活塞18和與各氣缸16相關(guān)聯(lián)的氣缸蓋20。氣釭16、活塞18和氣 缸蓋20可形成燃燒室22。在所示的實施例中，發(fā)動機(jī)IO包括六個燃燒室 22。然而可設(shè)想到，發(fā)動機(jī)10可包括更多或更少的燃燒室22，燃燒室22 可^L置成"直列型"構(gòu)型、"V型"構(gòu)型或任何其它合適的構(gòu)型。仍如圖1所示，發(fā)動機(jī)10可包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于發(fā)動機(jī)氣釭體14內(nèi) 的曲軸24。連桿26可將各活塞18連接到曲軸24，以使在各個氣缸16內(nèi) 的活塞18的滑動運動引起曲軸24的旋轉(zhuǎn)。類似地，曲軸24的旋轉(zhuǎn)會引起 活塞18的滑動運動。燃料系統(tǒng)12可包括相配合以將噴射的加壓燃料輸送到發(fā)動機(jī)10的各 燃燒室22中的部件。具體地，燃料系統(tǒng)12可包括構(gòu)造成容納燃料供給的 箱28，以及構(gòu)造成為燃料加壓并通過共用歧管34將加壓燃料引導(dǎo)到多個 燃料噴射器32的燃料泵送設(shè)備30。箱28可構(gòu)成用于容納流體供給的蓄液器。在所公開的實施例中，所述 流體可包括發(fā)動機(jī)燃料。然而，應(yīng)當(dāng)指出，箱28可簡單地與動力源5的系 統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，而不是與燃料系統(tǒng)12相關(guān)聯(lián)，并構(gòu)造成容納例如液壓油、發(fā)動 機(jī)潤滑油、變速器潤滑油或現(xiàn)有技術(shù)已知的任何其它流體。燃料泵送i殳備30可包括一個或多個用于使燃料壓力增加并將一個或 多個加壓燃料流引導(dǎo)到共用歧管34的泵送裝置。在一個實施例中，燃料泵 送設(shè)備30包括串聯(lián)設(shè)置并通過燃料管路40流體連接的低壓源36和高壓源 38。低壓源36可具體是構(gòu)造成為高壓源38提供低壓供應(yīng)的輸送泵。高壓 源38可構(gòu)造成接收所述低壓供應(yīng)并使燃料的壓力增加到約40-190MPa。 高壓源38可通過燃料管路42與共用歧管34相連接?？稍谌剂瞎苈?2內(nèi)設(shè)置單向閥44以提供從燃料泵送設(shè)備30到共用歧管34的燃料單向流動。低壓和高壓源36， 38之一或二者可以可操作地連接到發(fā)動機(jī)10并由 曲軸24驅(qū)動?？梢杂萌魏伪绢I(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的方式使低壓和/或高 壓源36， 38與曲軸24相連接，在該方式中曲軸24的旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致泵驅(qū)動軸 的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)。例如，高壓源38的泵驅(qū)動軸46在圖1中示出為通過齒輪系 (傳動機(jī)械)48與曲軸24相連接。當(dāng)然，可設(shè)想電動地、液力地、氣動 地或以任何其它適合的方式驅(qū)動低壓和高壓源36， 38之一或二者。燃料噴射器32可設(shè)置在氣缸蓋20內(nèi)，并通過多個燃料管50與共用歧 管34相連接。各燃料噴射器32可以可操作地以預(yù)定的正時、燃料壓力以 及燃料流量將一定量的加壓燃料噴射到相應(yīng)燃燒室22中?？梢砸毫Φ?、機(jī) 械地、電動地或氣動地操作該燃料噴射器32。至燃燒室22中的燃料噴射的正時可以與活塞18的運動相同步。例如， 可在活塞18在壓縮行程中接近上止點位置時噴射燃料從而允許所噴射的 燃料的壓縮點火燃燒?；蛘?，可在活塞18開始朝向上止點位置運動的壓縮 行程時噴射燃料用于均勻充氣壓縮點火操作。也可以當(dāng)活塞18在作功行程 期間從上止點位置向下止點位置移動時噴射燃料以用于后期的后噴射從而 產(chǎn)生用于后處理再生的還原環(huán)境(氛圍)。共用歧管34可構(gòu)造成將流體分配到各燃料噴射器32，并且可包括與 燃料管路42相連通的入口 51?？稍O(shè)想到，在動力系統(tǒng)5內(nèi)可包括多個共 用歧管34,各共用歧管34將流體分配到與燃燒室22的分離的列相關(guān)聯(lián)的 燃料噴射器32。圖2示出用于密封燃料管50與共用歧管34之間的連接的示例性設(shè)備。 具體地，共用歧管34可包括多個用于容納燃料管50的口 54。各口 54可 包括內(nèi)錐形的座面56，而各燃料管50可具體是具有外球形密封表面58的 套筒管。對于本發(fā)明的目的，可認(rèn)為套筒管是具有外徑大于管近端部分的 外徑的外球形密封表面的管。直徑的減小可為管提供附加的柔性。在組裝 期間，當(dāng)燃料管50的外球形密封表面58與口 54的角度4艮小的內(nèi)錐形座面 56相接合時，所^面之一或二者可略變形和/或偏轉(zhuǎn)，可在二者之間形成一密封界面，該密封界面即使在燃料管50與共用歧管34之間出現(xiàn)相對轉(zhuǎn) 動或平移期間也保持存在。燃料管50可用常規(guī)方式與燃料噴射器32相連 接?？稍O(shè)想，根據(jù)需要，共用歧管34可包括外球形密封表面而燃料管50 包括內(nèi)錐形座面?？?54可定位在共用歧管34內(nèi)的提供最大材料強度的位置上。具體地， 如圖2的歧管剖視圖所示，共用歧管34可以是不對稱的，并包括第一外弓 形表面60、第二外弓形表面62、連接第一和第二外弓形表面60、 62的兩 個平坦外表面64、 66。第二外弓形表面62的弓形長度可大于第一外弓形 表面60的弓形長度，以使最大量的材料包圍口 54，由此使內(nèi)錐形座面56 具有增加的強度。由于通過多個保持裝置52將共用歧管34推向燃料管50 (例如使內(nèi)錐 形座面56與外球形密封表面58相接合)，所以可保持燃料管50與共用歧 管34之間的密封界面。具體地，可使每個口 54與一個保持裝置52相關(guān)聯(lián)， 并將該保持裝置構(gòu)造成與發(fā)動機(jī)10相接合。在一個示例中，保持裝置52 可具體是一夾具，該夾具具有用于容納共用歧管34的凹進(jìn)部68、以及位 于凹進(jìn)部68兩側(cè)的緊固部70。各緊固部70可包括用于與發(fā)動機(jī)支座74 配合的安裝面72以及用于容納緊固件76的通孔(未示出)。緊固件76 可與發(fā)動機(jī)支座74內(nèi)的螺紋(未示出)相接合，以使得在上緊該緊固件 76時，凹進(jìn)部68可沿燃料管50的軸向方向朝向燃料管50推壓共用歧管 34。可設(shè)想，發(fā)動機(jī)支座74可與發(fā)動機(jī)10的氣缸蓋20、發(fā)動機(jī)氣缸體14 或任何其它合適的部件一體地形成。也可設(shè)想，如需要可省去發(fā)動機(jī)支座 74，而保持裝置52構(gòu)造成與氣缸蓋20或發(fā)動機(jī)氣缸體14直接接合。保持裝置52可僅在一個平移方向上約束共用歧管34。具體地，在將 保持裝置52組裝到發(fā)動機(jī)10上之后，在共用歧管34的平坦外表面64、 66與保持裝置52之間可能存在間隙78。因為僅有保持裝置52的凹進(jìn)部 68可與共用歧管34相接觸，并且凹進(jìn)部68僅在第一外弓形表面60上與 共用歧管34相接觸，保持裝置52可用于僅在燃料管50的軸向方向上防止 共用歧管34移離燃料管50。燃料管50可在剩余的平移方向上約束共用歧管34。具體地， 一旦內(nèi) 錐形座面56與外球形密封表面58相掩^，就可防止共用歧管34沿軸向方 向進(jìn)一步朝向燃料管50移動，防止在共用歧管34的任一軸向方向上的平 移運動以及防止在與燃料管50和共用歧管34的軸向方向相垂直的方向上 的平移運動。另外，因為多個燃料管50可沿共用歧管34的軸向方向與多 個口 54相接合，所以在組裝之后也可防止在任何方向上的轉(zhuǎn)動運動。工業(yè)適用性本發(fā)明的流體系統(tǒng)廣泛地適用于各種類型的發(fā)動機(jī)，包括例如柴油發(fā) 動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)、氣態(tài)燃料發(fā)動機(jī)以及重油發(fā)動機(jī)。所公開的流體系統(tǒng)中，其中安裝裝置之間的不對齊以及流體保持力是很重要的。現(xiàn)在說明燃 料系統(tǒng)12的組裝。在組裝期間，可將燃料管50連接到燃料噴射器32以及共用歧管34 從而使高壓燃料連通。具體地，可用常規(guī)方式，例如經(jīng)由螺紋緊固，將燃 料管50的一個端部連接到燃料噴射器32。然而，隨著共用歧管34移動就 位，位于燃料管50的另一端部的外球形密封表面58可滑動地接合口 54 的內(nèi)錐形座面56。為相對于燃料管50和發(fā)動機(jī)10將共用歧管34保持就 位，可在共用歧管34上方設(shè)置保持裝置52，并經(jīng)由緊固件76固定該保持 裝置52。在將燃料系統(tǒng)12組裝到發(fā)動機(jī)10之后，在共用歧管34與發(fā)動 機(jī)10之間，以及在平坦外表面64、 66與保持裝置52之間可存在間隙，從 而適應(yīng)(調(diào)節(jié))不對齊。流體系統(tǒng)12可提供簡單設(shè)備以用于使可能存在于保持裝置52與口 54 或燃料管50之間的任何不對齊與引入流體系統(tǒng)12內(nèi)的應(yīng)力水平無關(guān)。具 體地，因為保持裝置52僅在單個方向上(例如，在燃料管50的軸向方向 上)約束共用歧管34，所以僅在單個方向上受到這種不對齊的影響。可通 過改變?nèi)剂瞎?0 i^V口 54的#^深度來適應(yīng)這種單個方向上的未對齊。 由于在掩^期間發(fā)生的口 54以及燃料管50的套筒端的變形和/或偏斜，所以M深度可改變。因為在共用歧管34與發(fā)動機(jī)10之間保持有間隙，所 以總是可得到足夠的深度?？衫萌剂瞎?0的增加的柔性和/或外球形密 封表面58在保持流體密封的同時在內(nèi)錐形座面56內(nèi)轉(zhuǎn)動的能力，來適應(yīng) 燃料管50或口 54之間的不對齊。流體系統(tǒng)12內(nèi)的部件的最小數(shù)量可減少 動力系統(tǒng)5的組裝時間、組裝成本和部件成本。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可對本 發(fā)明的流體系統(tǒng)做出不同的修改和變型。通過考慮說明書以;sjit說明書中 所公開的流體系統(tǒng)的實踐，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說其它實施例將會是顯 而易見的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為說明書以及示例僅是示例性的，而本發(fā)明的實際范圍 由下面的權(quán)利要求及其等效方案表示。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動機(jī)(10)的流體系統(tǒng)(12)，包括具有多個口(54)的歧管(34)；保持裝置(52)，該保持裝置構(gòu)造成僅在一個平移方向上相對于發(fā)動機(jī)約束所述歧管；和多個管(50)，所述管構(gòu)造成使來自所述口的流體與發(fā)動機(jī)連通，并且在其余平移方向上約束所述歧管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述多個口和所 述多個管中的一方包括外球形密封表面(58)，而所述多個口和所述多個 管中的另一方包括內(nèi)錐形座面(56)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述多個口包括 內(nèi)錐形座面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述多個管是套 筒管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述保持裝置包 括具有凹部(68)的夾具，該凹部構(gòu)造成容納所述歧管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述歧管能相對 于所述夾具移動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流體系統(tǒng)，其特征在于， 所述歧管具有不對稱的橫截面；以及 所述橫截面包括第一弓形外表面(60);與所述第一弓形外表面相對的第二弓形外表面(62); 設(shè)置在第一和第二弓形外表面之間的第一平坦外表面(64);和 與所述第一平坦外表面相對并設(shè)置在第一和第二弓形外表面之間的第 二平坦外表面(66)。
8. —種將具有多個口 (54)的歧管(34)組裝到發(fā)動機(jī)(10)的方法，包括使保持裝置(52)與所述歧管相^，從而僅在一個平移方向上相對 于發(fā)動機(jī)約束所述歧管；使所述歧管與從發(fā)動機(jī)延伸出的多個管(50)相接合，從而使來自所 述歧管的流體與發(fā)動機(jī)連通，并且在其余平移方向上相對于發(fā)動機(jī)約束所述歧管o
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括使至少一個其 它保持裝置(52)與所述歧管相M，從而在所述一個平移方向上相對于 發(fā)動機(jī)約束所述歧管，其中，所述保持裝置和所述至少一個其它保持裝置 均與所述多個口中的不同的一個口相關(guān)聯(lián)。
10. —種動力系統(tǒng)(5),包括 具有多個燃燒室(22)的發(fā)動機(jī)(10);以及根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的流體系統(tǒng)(12),所述流體系統(tǒng)構(gòu) 造成向燃燒室供給加壓燃料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于發(fā)動機(jī)(10)的流體系統(tǒng)(12)。該流體系統(tǒng)包括具有多個口(54)的歧管(34)以及構(gòu)造成僅在一個平移方向上相對于發(fā)動機(jī)約束所述歧管的保持裝置(52)。該流體系統(tǒng)還包括構(gòu)造成使來自所述口的流體與發(fā)動機(jī)連通并且在其余平移方向上約束所述歧管的多個管(50)。
文檔編號F02M55/02GK101273195SQ200680035594
公開日2008年9月24日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者J·A·麥錢特, P·F·奧爾森 申請人:卡特彼勒公司