具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有加熱系統(tǒng)(10,100)的由塑料材料制成的燃料軌。所述軌主要以用于協(xié)助消耗比汽化熱較高的燃料(例如，酒精)的發(fā)動機的冷啟動的裝置的形式應用。如果相比于現(xiàn)有技術(shù)水平的已知的通常由金屬制成的燃料軌，則具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌呈現(xiàn)出降低的成本和重量，以及相同的功能性特點。此外，具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的所述燃料軌存在內(nèi)部隔間，內(nèi)部隔間以一種方式構(gòu)造，使得可容易地除去包含注入模制的滑銷(51,52,53)的滑動件，因為沒有形成負表面。
【專利說明】具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌構(gòu)成的組件。所述軌用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷啟動輔助裝置中，內(nèi)燃發(fā)動機消耗具有升高的比汽化熱的燃料，例如，酒精。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去幾年中，已經(jīng)出現(xiàn)了同時使用一種以上燃料(例如，汽油和酒精)的車輛的大量普及。當這些車輛以酒精作為燃料操作時，它們通常需要專用于汽油的初始注入的附加燃料箱，以便在寒冷氣候中啟動。這歸因于在相比于汽油時酒精呈現(xiàn)高比汽化熱的事實。基于酒精的這個理化限制且為了省去附加汽油箱的目標，車輛制造商已經(jīng)開發(fā)了用于酒精的冷啟動裝置，該裝置通過預熱燃料而有助于燃燒過程。
[0003]冷啟動裝置大體上固定在發(fā)動機本體的上部區(qū)域中，且通常，由具有注入閥的燃料軌、用于加熱燃料的元件、用于燃料通路的導管和其相應的聯(lián)接件構(gòu)成?，F(xiàn)有技術(shù)水平已知的軌的所述導管由鋼制成，尤其是不銹鋼。這歸因于酒精的高腐蝕性的事實。導管由金屬制成的事實提升了組件的生產(chǎn)成本，以及導致車輛重量增加。例如，可從文獻W02006/130938中證實現(xiàn)有技術(shù)水平的具有加熱的燃料軌。
[0004]由于以上列舉的成本和重量的問題，故需要開發(fā)備選材料，特別是對用于具有加熱系統(tǒng)的所述軌的導管的制備。一個備選方案為，使用塑料材料來代替金屬，目的在于明顯地減小與此類變化相關(guān)聯(lián)的裝置的成本和總重量。
[0005]然而，該變化呈現(xiàn)了對于其實施的一些弊端。首先涉及加熱元件的使用，加熱元件通常達到可破壞塑料材料的溫度。第二個困難與利用模具以單件塑料材料制備軌有關(guān)，該模具允許保持由現(xiàn)有技術(shù)水平已知的其功能性特點引起的其復雜的幾何形狀，同時允許快速且經(jīng)濟的塑料注入工藝。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)水平下，不存在集合了 一方面由塑料材料制成的軌的低成本和減小的重量和另一方面成功地促進燃料的充分加熱的軌。
[0007]值得注意的是，作為優(yōu)選，對于塑料材料元件的生產(chǎn)過程必須由單個注入步驟完成。否則，必須進行若干構(gòu)件的稍后的裝配，這可導致軌的制備能力的損失。必須注意到的是，構(gòu)件的數(shù)目越小，安全性就越大，因為燃料泄漏的機會就越小。
[0008]為了獲得燃料的理想加熱所需的復雜幾何形狀的優(yōu)選為單件的塑料材料制成的軌的形成是本發(fā)明的目標之一。在現(xiàn)有技術(shù)水平的金屬軌中，增加其總成本的是由主管和兩個副導管構(gòu)成的其主外部元件的連接。這種連接大體上通過焊接工藝產(chǎn)生，其中具有大量形狀的全部金屬元件都由焊縫結(jié)合。令人關(guān)注的是觀察到在現(xiàn)有技術(shù)水平的金屬軌中，為了具有充分加熱的正確的燃料流，所需要的是，將主管大致定位在組件的下部部分中。因此，現(xiàn)有技術(shù)水平的加熱軌的形狀可干擾發(fā)動機的標準布局，最后由于工具難以接近而對其在組裝線中的安裝造成了障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明涉及由塑料材料制成的燃料軌與加熱系統(tǒng)構(gòu)成的套件。所述軌主要應用于協(xié)助消耗比汽化熱較高的燃料(例如，酒精)的發(fā)動機的冷啟動的裝置中。如果相比于現(xiàn)有技術(shù)水平已知的具有加熱系統(tǒng)的金屬燃料軌，則具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌呈現(xiàn)了降低的成本和相同的功能性特點。此外，具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的所述燃料軌呈現(xiàn)了其元件的改善的空間布置，其中其外部形狀和內(nèi)部隔間以一種方式構(gòu)造，使得塑料注入工藝中使用的滑銷由于沒有負表面而可容易地除去。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]將基于附圖中示出的實施例更詳細地對本發(fā)明進行如下描述。附圖中示出:
圖1為現(xiàn)有技術(shù)水平已知的由金屬制成的燃料軌的橫截面視圖；
圖2為本發(fā)明的具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的透視圖；
圖3為本發(fā)明的具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的左側(cè)視圖；
圖4為本發(fā)明的具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的橫截面視圖；
圖5為本發(fā)明的具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的示意性橫截面視圖，示出了塑料注入工藝中包含滑銷的滑動件的除去方向；
圖6為具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的視圖，其中強調(diào)了上部副導管；
圖7為具有加熱系統(tǒng)的由塑料材料制成的燃料軌的可選實施例的視圖，其中強調(diào)了上部副導管。
【具體實施方式】
[0011]圖1中示出了現(xiàn)有技術(shù)水平已知的金屬燃料軌1，以便示出所述軌與圖2中示出的且尤其是圖4中示出的本發(fā)明的具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌之間的主要差異。在軌I中，可注意到的是，主管2呈現(xiàn)為其自身布置在上部副導管5的下部部分中。該幾何布置對于所述軌I的正確操作是所需的，且然而，導致發(fā)動機罩的有用空間的減小。這歸因于以下事實:對于發(fā)動機構(gòu)件的安裝，需要在所述空間中插入對應的工具。因此，在主管2在所示位置中的情況下，工具的操作變得更加困難。如果主管2處于上部位置中，例如，為了使組裝簡便而較接近上部副導管5的上端，則將損害燃料的加熱過程，因為需要使連接主管2與上部副導管5的孔口 8的重新定位。孔口 8很接近于燃料發(fā)送元件9的入口會阻礙熱傳遞，因為燃料不會行進足夠長的暴露于噴管4的加熱的路線。圖1中可觀察到的現(xiàn)有技術(shù)水平的另一個問題為以下事實:在燃料排放大致較低的預熱階段，加熱的燃料可經(jīng)歷至孔口 8的返回軌跡，要記住的是，相比于未加熱的燃料，升高的燃料的溫度導致較低的密度，這將導致加熱的燃料永久地位于上部副導管5的上部部分。
[0012]圖1中示出的另一個問題為燃料發(fā)送元件9的形狀和定位。用于由金屬制成的軌的燃料發(fā)送元件9的該構(gòu)造導致負表面(negative face) 7的出現(xiàn),在注入模制中，由于不可能除去包含滑銷的滑動件，故這使具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌的生產(chǎn)變得不可能。
[0013]可在圖2中看到本發(fā)明，其中示出了具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌的主管11。管11具有沿其長度分送燃料和支承固定支承件14和隨后將示出的副導管的功能?？勺⒁獾降氖牵?1具有與包含加熱元件16的上部副導管13的一系列連接。所述加熱元件16負責加熱軌10中的燃料?？稍趫D3和圖4中更好地看到的元件16具有包括以熱的形式耗散電能的內(nèi)電阻的噴管4。此外，存在不僅用于密封上部副導管13，而且用以連接電能源的基部，該連接在軌10的外部的所述元件16的下端中完成。還有可能看到的是，具有與其在槽口 18中的相應應用相容的形狀的固定夾具15沿上部副導管13的下端的整個徑向區(qū)域間隔開布置。這些夾具15將允許加熱元件16固定在上部副導管13中作為其主要功能。
[0014]軌10的固定支承件14沿主管11的縱向長度間隔開布置。這些支承件14可以以軌10使其自身固定到車輛的發(fā)動機本體的上部區(qū)域中的方式，通過其基部中的開口中應用的固定元件例如螺釘(圖中未示出)來固定。固定元件14的數(shù)目可根據(jù)軌10的總長度變化，這取決于所應用的下部副導管13和上部副導管19的間距和數(shù)目。該變化還可根據(jù)對于軌10可忍受的變化極限的確定而出現(xiàn)。
[0015]在圖2中可看到主管11的閉合元件12。通過該閉合件，就除去了軌的注入過程的桿。閉合12是在軌的注入的另一個步驟中進行。
[0016]圖3呈現(xiàn)了具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌的左側(cè)視圖，其中可更好地看到構(gòu)成所述軌10的一些重要元件。
[0017]這些元件為上部副導管13和下部副導管19。所述下部導管19包含燃料注入閥22，該閥22將接收加熱的燃料且以霧化形式將其注入燃燒室中。
[0018]上部副導管13則具有負責軌10的主要功能的加熱元件16，該加熱元件16將充分加熱燃料且使發(fā)動機啟動簡便。
[0019]燃料進入導管17以其沿著主管11的傾斜角的方式布置，且以此使軌10未來裝配到其它發(fā)動機構(gòu)件上簡便。
[0020]還存在用于將電能連接到燃料注入閥22上的連接器23。
[0021]圖4呈現(xiàn)了具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌的剖視圖，其中可更詳細地看到其內(nèi)部隔間。此外，可看到上部副導管13、下部副導管19、內(nèi)部導管38、加熱元件16和注入閥22，容許理解軌10和由燃料經(jīng)歷的路線。該路線開始于燃料進入導管17(圖3中示出的)，然后，燃料在壓力下的分送沿主管11的整個長度發(fā)生。這些燃料經(jīng)由孔口 34流到內(nèi)部導管38中，且因此被輸送到上部副導管13。導管38的出口將燃料傳導到加熱元件16的基部。在該導管38的端部，可選地存在凹部72(圖7中看到的)，該凹部72使燃料流被引送到與導管38相對的噴管4的下部區(qū)域中。由于這種附加的引送，通過與噴管4接觸來以優(yōu)化的方式加熱燃料，直到其到達燃料發(fā)送元件33。通過穿過燃料發(fā)送元件33，燃料流到注入閥22，注入閥22將霧化燃料注入燃燒室中。
[0022]重要的是注意根據(jù)本發(fā)明的燃料發(fā)送元件33不存在負表面(如圖5的平面圖中可看到的那樣)，要記住的是，其由上部副導管13的內(nèi)壁限制。應注意的另一個細節(jié)是，燃料發(fā)送元件33與軌10的內(nèi)壁37形成的角以注入閥22的中心軸線作為其最大極限。該極限的出現(xiàn)歸因于滑銷的構(gòu)造，因為滑銷可從它們在注入過程期間進入的地方被除去。
[0023]例如，如圖1中所示，內(nèi)部導管38具有作為其主要功能的與現(xiàn)有技術(shù)水平下已知的相關(guān)的燃料流的傳導的改善。由于導管38的結(jié)果，來自主管11的燃料流直接集中在負責傳遞熱至燃料的噴管4的基部上。布置于上部副導管13內(nèi)部的該導管38開始于上部副導管的內(nèi)壁37，且延伸直到接近于加熱元件16的基部的點為止。另一個內(nèi)部導管38最后可用于傳導流體到加熱元件16的噴管4的基部。內(nèi)部導管38的形狀可為圓形段形式的圓形。
[0024]其自身已經(jīng)從現(xiàn)有技術(shù)水平中得知的注入閥22，可采取變化的形狀且還在圖4中詳細示出。閥39的主體以同心的方式布置到下部副導管19上。
[0025]圖5以示意性方式示出了在件的取出過程期間主套筒的移動方向，主注入套筒包含注入模具的滑銷，注入模具負責具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌的形成。值得記住的是，出于經(jīng)濟的原因，軌10的注入必須以單個步驟發(fā)生，因此，相應的注入模具對應地復雜。
[0026]具有模具的滑銷53的滑動件負責下部副導管19的形成，且其從注入件除去是沿由圖5中箭頭55指出的方向發(fā)生的。該箭頭55在模具的閉合中具有的方向與當模具準備好以用于注入時具有滑銷51的相應滑動件的插入相反。重要的是注意燃料發(fā)送元件33在幾何上以容許除去具有滑銷51的滑動件的方式構(gòu)造。這通過燃料發(fā)送元件33的軸線與本發(fā)明的軌中的下部副導管19之間存在的同心變得可能。
[0027]具有滑銷51的滑動件負責主管11的形成且沿方向56除去。包含模具的滑銷52的滑動件負責上部副導管13的形成，且在模具的開啟和對應的注入件的取出過程期間沿方向54除去。
[0028]本發(fā)明的軌可由單種材料制成，例如，使用或不使用量為15%到40%的加強材料(如，玻璃纖維)的聚酰胺族熱塑性塑料(例如，PA66)。這還可以以熱塑性塑料材料的混合物或與利用若干熱塑性塑料(例如，PA，POM，PEEK等)共同注入來完成，出于機械原因或熱阻原因，這在任何時候都變得有必要。
[0029]圖6呈現(xiàn)了具有加熱系統(tǒng)10的由塑料材料制成的燃料軌的視圖，該視圖詳細地示出了上部副導管13。在本發(fā)明的第一實施例中，在內(nèi)部導管38的出口或內(nèi)部導管38出現(xiàn)的表面61為平坦的，即是說，燃料流在其到達內(nèi)部導管38的端部時其自身將以均勻的方式分送到加熱元件16的基部上。
[0030]圖7呈現(xiàn)了具有加熱系統(tǒng)100的由塑料材料制成的燃料軌的視圖，該視圖詳細地示出了上部副導管13。在本發(fā)明的第二實施例中，在出現(xiàn)內(nèi)部導管38的出口的表面71存在凹部72，凹部72容許燃料流75在到達內(nèi)部導管38的端部時通過所述凹部72引送至加熱元件16的基部的下部部分。這使加熱燃料的過程優(yōu)化，應記住的是，其包括加熱元件16的噴管4，噴管4沿較長的路線行進且以此方式增加燃料與所述噴管4之間的接觸時間，噴管4負責傳遞熱。凹部72還可存在于表面71的兩側(cè)上，即，在左側(cè)和在右側(cè)上，以便更進一步優(yōu)化燃料流的軌跡。
[0031 ] 已經(jīng)描述了優(yōu)選的示例性實施例，必須理解的是，本發(fā)明的范圍還包括其它可能的變型，變型不僅由所附權(quán)利要求的內(nèi)容限制，而且還包括所有可能的等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種用于具有冷啟動系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機的具有加熱系統(tǒng)(10; 100)的由塑料材料制成的燃料軌，包括: 主管(11); 至少一個孔口(34)，所述孔口(34)將所述主管(11)連接到至少一個上部副導管(13)； 至少一個上部副導管(13)，所述上部副導管(13)包括加熱元件(16)； 所述加熱元件(16)包括用于傳遞熱到所述燃料的噴管(4)和用于密封所述至少一個上部副導管(13)的基部； 至少一個下部副導管(19)，所述下部副導管(19)具有燃料發(fā)送元件(33)，所述燃料發(fā)送元件(33)位于所述上部副導管(13)的內(nèi)部部分的大致上部區(qū)域中， 其中，所述主管(11)位于靠近所述上部副導管(13)的上端的區(qū)域中，所述上部副導管(13)包含至少一個內(nèi)部導管(38)，其中所述至少一個內(nèi)部導管(38)從所述主管(11)傳導燃料到所述上部副導管(13)的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌，其特征在于，所述軌具有位于所述至少一個內(nèi)部導管(38)的出口區(qū)域中的表面(71)，其中所述表面(71)包括至少一個凹部(72)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌，其特征在于，所述軌具有沿主管(11)的縱向長度布置的固定支承件(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌，其特征在于，所述軌具有位于所述主管(11)的上部面上的進入導管(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌，其特征在于，至少一個上部副導管(13)具有用于所述加熱元件(16)的固定的至少一個扣環(huán)(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌，其特征在于，所述軌具有布置在所述主管(11)的一個末端上的閉合件(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的軌，其特征在于，所述軌由塑料注入工藝制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的軌，其特征在于，所述軌由添加或未添加填料和加強材料的熱塑性塑料或熱塑性塑料的混合物制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軌，其特征在于，所述塑料為PA66類型的聚酰胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的軌，其特征在于，用于所述注入工藝中的所述模具沒有負表面。
【文檔編號】F02M53/02GK103492700SQ201180058059
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月2日
【發(fā)明者】T.I.莫雷拉科勒托, F.勒普施, A.A.瓦斯康塞洛斯 申請人:羅伯特·博世有限公司