专利名称：高压密封构造、用于加工高压接触表面的方法及燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压密封构造，其用于燃料喷射器，该燃料喷射器 进行喷射，从而将燃料供应到内燃机的气缸内，同时涉及一种用于 加工高压接触表面的方法，该高压^妾触表面用于高压密封构造内， 并涉及一种燃料喷射器。
背景技术：
比如，在采用公共轨道的燃料喷射器系统情况下，从公共轨道 供应的高压燃料配置成传递到燃料喷射器内，该燃料喷射器固定到 内燃机的气缸上，从而使如此传递的高压燃料然后自喷射器喷射到 气缸内。在偶然情况下，这种类型的燃料喷射器通过借助喷嘴螺母
将喷嘴体附接到喷射器壳体的末端部而制成，并且来自公共轨道的 高压燃料配置成传递到燃料通道内，该燃料通道经由燃料通路而与
喷嘴体一起形成，该燃料通路以这种方式形成，从而使其跨骑在喷 射器壳体与喷嘴体之间。
近来，虽然公共轨道压力趋向于增加，以便减小废气排放中的 有害物质，然而在这种高压试图进行的时候，有发生所谓的微泄漏 的可能性，其中燃料通路内的高压燃料从高压接触表面泄漏，该高 压接触表面形成于喷射器壳体与喷嘴体之间，其形成了与燃料通路 的连接点。因此，渴望一种高性能的高压密封构造，在这种构造中， 甚至在供应到燃料喷射器的燃料的高压试图进行的情况下，也不会 发生这种问题。
然后，如XP-A-2003-139014及JP-2003-139015所示，已经推荐 一种高压密封构造，在这种构造中，微观凹陷部在接触表面的预定
区域的上方形成，并且微观沟槽以这种方式形成，以至于围绕燃料 通路而定位。然而，由于微观凹陷部及微观沟槽的形成要求加工它 们时的高精度，这导致增加的加工劳动时间及增加的制造成本。
本发明的 一个目的是提供一种用于燃料喷射器的高压密封构 造， 一种加工高压接触表面的方法及燃料喷射器，其解决了上述在
相关技术中固有的问题。
本发明的另 一个目的是提供一种用于燃料喷射器的高压密封构 造， 一种加工高压接触表面的方法及燃料喷射器，其可以处理燃料 的高压，而不需要对传统产品进行主要修改。
发明公开
考虑到解决问题，本发明的 一个特征为用于燃料喷射器的高压 密封构造，该构造通过使喷射器壳体的壳体端面与喷嘴体的喷嘴体 端面在第一和第二燃料通路的连接部分内互相之间压力接触而制 成，第一燃料通路朝向该壳体端面，第二燃料通路朝向该喷嘴体端
面，高压密封构造的特征在于，同心工具痕(tool mark)的;清加工应用 于高压密封构造的高压接触表面上。
本发明的另一个特征为用于在喷射器壳体上或在燃料喷射器喷 嘴体上精加工高压接触表面的方法，其特征为，当围绕喷射器壳体
或喷嘴体的轴线作为转动轴线而转动喷射器壳体或喷嘴体的时候，
精加工工具开始与高压接触表面保持压力接触，从而将同心工具痕
的精加工应用到高压接触表面上。
本发明的又一个特征为燃料喷射器，其包括前述高压密封构造。 根据本发明，与燃料高压有关的微泄漏问题，甚至在传统的产
品中也可以在没有对传统产品进行主要修改的情况下而得以解决。
附图简述
图1为主要部件的截面图，其展示了本发明实施例。
图2为图1中的喷射器壳体底侧的放大图。
图3为图1中的喷嘴体的接触表面的放大图。 图4为展示了接触表面另一种形式的视图。 图5为展示了接触表面又一种形式的视图。
图6为截面图，其展示了当接触表面制成凹入形状时的喷嘴体 的实施例。
图7为当全部接触表面制成凹入形状时的高压密封部的截面图。
图8A为从喷射器壳体底侧观察的视图，其展示了根据本发明的 加工方法的一个实施例。
图8B为从喷射器壳体侧面观察的视图，其展示了根据本发明的 加工方法的 一个实施例。
图9A为从喷射器壳体底側观察的视图，其展示了根据本发明的 加工方法的另 一个实施例。
图9B为从喷射器壳体侧面观察的视图，其展示了根据本发明的 加工方法的另 一个实施例。
实施本发明的最佳才莫式
本发明将根据用于详细描述发明的附图而进行描述。 如图1所示，根据本发明的燃料喷射器1具有喷射器壳体2、喷 嘴体3、喷嘴针4及背压控制单元5。两个或多个第一定位孔6(图1 中仅显示了孔中的其中一个)及相同数量的第二定位孔7(图1中仅显 示了孔中的其中一个)分别形成于喷射器壳体2内及喷嘴体3内，从 而使喷嘴体3借助喷嘴螺母9，以一种将一皮稍后描述的方式而安装到 喷射器壳体2的末端部上，同时借助插入到第一定位孔6内及第二 定位孔7内的定位销钉8而互相对齐，并且背压控制单元5设置在 其上的位置内。
来自燃料箱io的燃料借助燃料泵11而增压，并且作为高压燃 料而存储于公共轨道12内，并且高压燃料然后被供应到燃料喷射器 1。笫一燃料通路13形成于喷射器壳体2内，而第二燃料通路14则 形成于喷嘴体3内，燃料通道15以这种方式形成，以至于面向喷噶1 针4的压力接收部4A。
来自公共轨道12的高压燃料可经由第一燃料通路13及第二燃 料通路14而常规地供应到燃料通道15。如图中所示，笫一燃料通路 13的一部分向上延伸，从而形成了从背压控制单元5的位置开始的 燃料返回路径16，以便允许燃料返回到燃料箱10。燃料返回路径16 与将被稍后描述的弹簧腔室19 一起形成燃料泄漏通路。
任意数量的燃料喷射孔17形成于喷嘴体3的末端部内。喷射孔 17 ^皮定位于座部18上的喷嘴针4的末端部所关闭，该座部18靠近 喷射孔17而形成，而喷射孔17被从座部18举升的喷嘴针4的末端 部所打开，以便允许燃料自其喷射。
1弹簧座20、喷嘴弹簧21及阀塞22设置在弹簧腔室19内。该喷 嘴弹簧21适于在某个方向内偏置喷嘴针4，在该方向内，喷嘴针4 定位于密封部18上。该阀塞22适于与其上的弹簧座20保持邻接。 该弹簧腔室19形成于喷射器壳体2的中心部内，其位于喷嘴针4的 上方。背压控制单元5控制阀塞22，即喷嘴针4的背压，以便借助 弹簧座20而控制喷嘴针4的定位及举升。喷嘴针4的上部在喷嘴体 3内的间隙密封孔23内滑动。此外，弹簧腔室19与低压侧上的燃料 返回通路16导通，喷嘴体3在间隙密封孔23处将高压侧(燃料通道 15)自低压侧(弹簧腔室19)分开。
喷射器壳体2具有笫一接触表面24，该第一接触表面24在端面 上以直角的形式与其纵向方向相交，该端面形成了其底面，而第一 燃料通路13朝向第一接触表面24。另一方面，喷嘴体3具有第二接 触表面25,该第二接触表面25在端面上以直角的形式与其纵向方向 相交，该端面形成了其顶面，而第二燃料通路14则朝向第二接触表 面25。
螺紋部91A形成于喷嘴螺母9的内周向表面上，该喷嘴螺母9 位于后端部开口 91的附近，而适于与螺丝部91A匹配的螺紋部2A 则形成于喷射器壳体2的外周向表面上。然后，通过使螺紋部91A 与螺丝部2A相互之间保持螺紋接合，并且以预定的定位上紧力而将 喷嘴螺母9紧固起来，第一接触表面24和第二接触表面25相互之 间保持压力接触，而第一燃料通路13及第二燃料通路14的相应开 口则互相面对，以便确保预定的接触表面压力，从而形成高压密封 部26,借此配置成高压密封构造，该高压密封构造防止了高压燃料 从第一燃料通路13与第二燃料通路14之间的连接部分的泄漏，高 压燃料通过该连接部分。
环形沟槽92形成于喷嘴螺母9内部的部分内，该环形沟槽92 面对高压密封部26，借此，用于临时地将从高压密封部26泄漏出的 高压燃料收集起来的环形空间27以这种方式形成，以至于当喷射器 壳体2、喷嘴体3及喷嘴螺母9像图1中所示的那样互相装配起来的 时候，环形空间27包括喷射器壳体2、喷嘴体3及喷嘴螺母9。此 外，导通路径28得以形成，以便导致临时地收集在环形空间27内 的高压燃料，以逸出到燃料的j氐压侧。
图2展示了喷射器壳体2的仰视图。底表面2B,即喷射器壳体 2的下端面，制成平坦表面，而第一燃料通路13的底侧开口端部13A 则形成于底表面2B上，并且与弹簧腔室19导通的开口 2D设置在底 表面2B上。
底表面2B形成了第一接触表面24。面对第一接触表面24的第 二接触表面25形成于喷嘴体3的端面上。为了增强由高压密封部26 形成的高压密封构造的密封特性，该高压密封部26通过使第一接触 表面24与第二接触表面25之间相互压力接触而形成，第一接触表 面24 ^支形成，从而在底表面2B上形成大量的同心圆形式的密封沟 槽24A。在此，同心圆形式的密封沟槽24A通过将同心工具痕的精 加工应用到笫一接触表面24而形成，并且同心圆形式的密封沟槽24A 以这种方式配置成，从而使大量的弧形沟槽密集地围绕开口 2D而形成。
图3为展示了形成于喷嘴体3的上表面3B的第二接触表面25 的视图，该上表面3B形成了喷嘴体3的端面。在图3中，14A表示 第二燃料通路14的上表面侧开口端部，而3D则表示间隙密封孔23 的开口端部。同心圆形式的密封沟槽25A也以与形成密封沟槽24A 的方式类似的方式而形成于第二接触表面25上。结果，同心圆形式 的密封沟槽25A也配置成这种形式，从而使大量的弧形沟槽密集地 围绕开口3D而形成。同心圆形式的密封沟槽24A、 25A可借助，比
如用于精加工等处理的研磨轮将同心工具痕的精加工应用到相应的 端面上而形成。
由于笫一接触表面24及第二接触表面25已经如上所述那样配 置，当如图1所示那样装配起来的时候，且第一接触表面24与笫二 接触表面25相互之间保持压力接触，形成了第一接触表面24的同 心圆形式的密封沟槽24A的相应沟槽的突出部，与形成了第二接触 表面25的同心圆形式的密封沟槽25A的相应沟槽的突出部互相之间 咬合，以便明显地增强两个接触表面之间的流体紧密度。结果，由 于高压密封部26的高压密封特性得到明显的增强，当与传统构造比 较的时候，根据上述高压构造，当与传统结构比较的时候，可以使 用更高压力的燃料。
应当注意在到目前为止已经描述的实施例中，已经描述了密 封沟槽同时形成于第一接触表面24及第二接触表面25上的例子。 然而，同心圆形式的密封沟槽可以仅仅形成于第一接触表面24与笫 二接触表面25中的至少一个上，并且即使当这种情况出现时，与传 统构造相比，高压密封部26的密封特性可明显地得到增强。在同心 圓形式的密封沟槽仅仅应用到接触表面的其中 一个上的情况下，另 一个接触表面可以为镜面精加工(mirror finish),如图4所示，该另一 个接触表面上没有形成沟槽，或者如图5所示，该另一个接触表面 可制成传统构造的接触表面，多个螺旋沟槽SP(为清晰起见，图5中仅仅展示了 一个螺旋沟槽)通过使用研磨轮(面研磨)精加工而形成于 传统构造的接触表面上。备选地，可以采用适当的接触表面构造，
而不是那些展示于图4和图5中的构造。
此外，在该实施例中，第一接触表面24与第二接触表面25都 制成平坦表面。然而，如图6所示，第一接触表面24与第二接触表 面25中的至少一个可制成凹入表面，在该凹入表面内，中心部C相 对低于周缘部E。当出现这种情况时，凹度h可以非常小。
图7展示了高压密封部26的配置的例子，笫一接触表面24与 第二接触表面25在此形成凹入表面，并且在第一接触表面24与第 二接触表面25之间互相保持压力接触的时候，相应的周缘部E相互 之间保持压力接触，以便借助非常大的力而互相紧密地固定起来， 从而使防止高压燃料从周缘部E非常有效的泄漏成为可能。此外， 第一接触表面24与第二接触表面25之间靠近其中心部而形成微小 间隙。因此，由于存在于间隙内的高压燃料被导入至开口端部2D、 3D内，高压密封部26的密封效果可变得更加强大。
由于燃料喷射器1已经如以上所述的那样配置而成，燃料喷射 器1可以低成本的方式而处理高压燃料的进一步高压，其由微加工 在第一接触表面24与笫二接触表面25上的应用而引起，并且不需 要额外的部件。结果，因为与传统构造相比，在组装产品时不需要 做出修改，并且不需要对产品的外部做出修改，因此没有对内燃机 的气缸头产生干扰，这样，在替换根据传统规格生产的喷射器的时 候没有导致问题的出现。此外，拆卸及循环产品没有受到影响。
接下来，将描述一种加工方法，用于在第一接触表面24与第二 接触表面25上形成同心圆形式的密封沟槽。
图8A和图8B展示了加工的例子，在此采用了超精细膜。图8A 为展示了从喷射器壳体2的第一接触表面24观察的加工状态的视 图，而图8B为展示了从喷射器壳体2的侧面观察的加工状态的视图。 如图8A和图8B所示，喷射器壳体2安装在转动装置(图未示)上，并且喷射器壳体2围绕喷射器壳体2的轴线，而在预定的方向R内 转动。当这种情况出现时，第一接触表面24开始围绕其中心点而在 预定平面内开始转动。
通过靠着上述转动的第一接触表面24,并借助圆棒部件102而 在恒定力与恒定压力下按压超精细膜101，设置在比如从#1000-粒度 (grit)到弁6000-粒度的超精细膜101的主表面101A上的摩擦颗粒的相 应末端，咬合到第一接触表面24,从而切开其上的弧形密封沟槽， 借此，同心圓形式的密封沟槽24A得以形成。在这种情况下，如图 8A所示，超精细膜101优选地靠着笫一接触表面24的一半区域而 神皮按压。此外，圓棒部件102由适当材料制成，并且优选地由橡胶 或树脂材料制成，以便具有微小的弹性。通过将微小弹性传递给圓 棒部件102，由于超精细膜101可施加到第一接触表面24上，该第 一接触表面24在没有任何不规律性的情况下而借助适当的压力转 动，所形成的密封沟槽的形状差异可得到抑制。备选地，作为另一 个方法，通过将高硬度或超高硬度的R形圆棒部件作为圆棒部件102 使用，凹入形状可形成于接触表面24上。
在此，这是优选的超精细膜101通过适当馈送机构，在箭头 X标示的方向内，利用适当的馈送机构而被馈送，并且新的研磨表 面一皮馈送，以便在任何时候都施加到第一接触表面24上。
图9A和图9B为视图，其解释了一个例子，在此使用板形超精 细棒103代替超精细膜101,以便在喷射器壳体2的第一接触表面24 上形成同心圆形式的密封沟槽24A。图9A为视图，其展示了从喷射 器壳体2的第一接触表面24观察的加工状态，而图9B为视图，其 展示了从喷射器壳体2的侧面观察的加工状态。
在此，超精细棒103的末端部103A的截面形状大致为半圆形形 状，并且该末端部103A靠着喷射器壳体2的转动的第一接触表面24， 借助适当的力，以使用于图8A和图8B情况中的类似的方式而^皮按 压，适当的力通过采用适当的夹具而形成，借此，同心圆形式的密
封沟槽24A可以使用于图8A和图8B情况中的类似的方式而形成于 第一接触表面24上。
因此，已描述了用于在喷射器壳体2的第一接触表面24上形成 同心圆形式的密封沟槽24A的加工方法。然而，在同心圆形式的密 封沟槽24A形成于喷嘴体3的第二接触表面25上的情况下，当然可 用与那些展示于图8A、 8B、 9A、 9B中的类似的方法，以便获得类 似结果。
准备了 IO个样品，其中分别展示于图2和图3中的同心圓形式 的密封沟槽，形成于如图1所示那样配置的燃料喷射器的高压密封 部26内的第一接触表面24与笫二接触表面25上，并且以下列方式 对这10样品执行评估。使用其内包含荧光剂的气油，并且在燃料压 力增加到比当前条件高6%-20%的情况下，检验燃料泄漏的发生。结 果显示在具有任一燃料压力的所有IO个样品上未发现燃料泄漏。
接下来，准备燃料喷射器的4个样品之间的比较，其上未形成 同心圓形式的密封沟槽，但是具有传统的高压密封部，在此使用图5 中所示的螺旋沟槽，并且以与上述方式类似的方式而检验燃料泄漏 的发生。结果显示虽然在燃料压力增加到比当前条件高6%的情况 下，未发现燃料泄漏，但在燃料压力增加到比当前条件高20%的情 况下，已确定燃料泄漏在所有样品上发生。
工业实用性
根据本发明，甚至在使用更高压力燃料的情况下，也没有发生 微泄漏，因此本发明可用于改善燃料喷射器。
权利要求
1.一种用于燃料喷射器的高压密封构造，所述高压密封构造通过使喷射器壳体的壳体端面与喷嘴体的喷嘴体端面在第一燃料通路和第二燃料通路的连接部分内互相之间进行压力接触而制成，所述第一燃料通路朝向所述壳体端面，所述第二燃料通路朝向所述喷嘴体端面，所述高压密封构造的特征在于，同心圆形式的沟槽被应用于所述高压密封构造的高压接触表面上。
2. 如权利要求1所述的用于燃料喷射器的高压密封构造，其特征在于，所述同心圆形式的沟槽被应用于所述壳体端面或所述喷嘴 体端面中的任何一个上。
3. 如权利要求1所述的用于燃料喷射器的高压密封构造，其特 征在于，所述同心圆形式的沟槽被应用于所述壳体端面与所述喷嘴体端面上o
4. 如权利要求1所述的用于燃料喷射器的高压密封构造，其特 征在于，所述同心圆形式的沟槽被应用于所述壳体端面与所述喷嘴 体端面的 一个端面上，而另 一个端面则制成4免像精加工。
5. 如权利要求1所述的用于燃料喷射器的高压密封构造，其特 征在于，所述同心圓形式的沟槽被应用于所述壳体端面与所述喷嘴 体端面的一个端面上，而螺旋沟槽的加工则应用到另一个端面上。
6. 如权利要求l、 2、 3、 4或5中任一项所述的用于燃料喷射器 的高压密封构造，其特征在于，所述壳体端面或所述喷嘴体端面中 的^f壬一个形成凹入形状。
7. 如权利要求l、 2、 3、 4或5中任一项所述的用于燃料喷射器 的高压密封构造，其特征在于，所述壳体端面与所述喷嘴体端面分 别形成凹入形状。
8. —种用于在喷射器壳体上或在燃料喷射器的喷嘴体上精加工高压接触表面的方法，其特征为，当围绕所述喷射器壳体或所述喷嘴体的轴线作为转动轴线而转 动所述喷射器壳体或所述喷嘴体的时候，精加工工具与所述高压接 触表面进行压力接触，从而将同心工具痕的精加工应用到所述高压 4妻触表面上。
9. 如权利要求8所述的用于精加工高压接触表面的方法，其特 征在于，所述精加工工具为超精细棒。
10. —种燃料喷射器，其包括如权利要求1、 2、 3、 4或5中任 一项所述的高压密封构造。
11. 一种燃料喷射器，其包括如权利要求6所述的高压密封构造。
12. —种燃料喷射器，其包括如权利要求7所述的高压密封构造。
全文摘要
一种高压密封结构、用于高压密封表面的处理方法和燃料喷射阀。通过将喷射器壳体(2)的第一密封表面(24)贴压到喷嘴体(3)的第二密封表面(25)，而使高压密封部(26)形成于第一和第二燃料通路(13、14)之间的连接部分处，第一燃料通路(13)朝向第一密封表面(24)，第二燃料通路(14)朝向第二密封表面(25)。彼此同心形成的密封沟槽(24A、25A)通过精加工而形成于第一密封表面(24)和第二密封表面(25)中的至少一个上，因此能有效地抑制高压燃料的泄漏。第一密封表面(24)与第二密封表面(25)可形成凹入形状。
文档编号F02M61/16GK101198786SQ20068002095
公开日2008年6月11日 申请日期2006年6月13日 优先权日2005年6月15日
发明者久保田治, 古川英雄, 由井隆行 申请人:博世株式会社