Топливная рампа для бензина - RU2672543C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к топливной рампе для бензина, снабженной впускным патрубком. В частности, оно относится к соединительной части между главной топливной рампой и впускным патрубком.

Уровень техники

[0002] Известны топливные рампы для подачи бензина в некоторое число цилиндров двигателя с некоторым числом форсунок. Такие топливные рампы последовательно нагнетают топливо, которое подается по размещенному под полом топливопроводу из бензобака посредством форсунок в цилиндры или впускные патрубки двигателя, чтобы смешать топливо с воздухом и чтобы путем сгорания топливовоздушной смеси создать выходную мощность двигателя.

[0003] В число топливных рамп входят топливные рампы невозвратного типа, которые не имеют топливопроводов для возврата излишков топлива в топливный бак. По этой причине внезапные перепады давления, когда внутреннее давление в топливной рампе снижается из-за впрыска топлива форсункой во впускной патрубок или цилиндр двигателя, вместе с волнами давления, которые возникают из-за прекращения впрыска топлива создают пульсации давления внутри топливных рамп. Пульсации давления распространяются по транспортному средству как шум, который вызывает неприятное ощущение у водителя и пассажиров. Для того, чтобы уменьшить такие пульсации давления, было предложено придать топливным рампам функцию поглощения пульсаций давления посредством выполнения поверхностей стенок плоскими. В топливных рампах с этой функцией поглощения пульсаций давления гибкие поверхности поглощающего элемента выполнены в наружной стенке, так что пульсации давления поглощаются и уменьшаются за счет изгибной деформации поверхностей поглощающего элемента под влиянием давления, создаваемого в связи с впрыском топлива, что помогает предотвращать создание аномального звука из-за вибрации.

[0004] Итак, в случае, когда впускной патрубок подсоединен, как показано на Фиг. 6 и 7, к поверхности стенки основного тела 31 топливной рампы, способной уменьшать вышеупомянутые пульсации, изгибная деформация широких стенок 33, 34 и узких стенок 35, 36 основного тела 31 топливной рампы приводит к концентрации напряжений рядом с соединительной частью 38 узкой стенки 35 на впускном патрубке 32, так что возникает вероятность повреждения основного тела 31 топливной рампы. Для предотвращения такого повреждения известны: способ соединения, который показан на Фиг. 9, впускного патрубка 41 с торцевой крышкой 42 на каждом конце основного тела 41 топливной рампы, способ соединения, который показан на Фиг. 10 и в патентном документе 1, впускного патрубка 55 с частью рядом с торцевой крышкой 51, и похожие способы соединения впускного патрубка 32, 45, 55 с частью основного тела 31, 41, 51 топливной рампы, которые уменьшают вероятность изгибной деформации широких стенок 33, 34, 43, 53 и узких стенок 35, 36, 44, 54.

Патентный документ 1: JP Н4 252859 А

Настоящее изобретение

Техническая задача, решаемая изобретением

[0005] Если же, как сказано выше, положение, где впускной патрубок соединен с основным телом топливной рампы, ограничено участком рядом с торцевой крышкой или же самой торцевой крышкой, это ограничивает положение крепления впускного патрубка, так что появляется вероятность необходимости существенного пересмотра компоновки двигателя, или же, чтобы получить желательную компоновку, впускной патрубок должен быть выполнен длиннее, чем это необходимо.

[0006] Таким образом, настоящее изобретение предназначено для решения вышеуказанной технической задачи, давая возможность улучшить характеристики компоновки посредством увеличения степени свободы положения крепления впускного патрубка к основному телу топливной рампы.

Средства для решения технической задачи

[0007] Для того, чтобы решить вышеуказанную техническую задачу, настоящее изобретение предлагает топливную рампу для бензина, включающую основное тело, имеющее плоскую форму с парой противоположных широких стенок и парой противоположных узких стенок, имеющих ширину меньше чем ширина широких стенок, причем впускной патрубок соединен с узкой стенкой основного тела топливной рампы, и причем на участке соединения впускного патрубка с узкой стенкой расположен усиливающий материал в форме покрытия, проходящего без разрывов от участка соединения на широкие стенки, что позволяет усилить соединительный участок. Кроме того, за счет расположения усиливающего материала в форме покрытия, проходящего без разрывов на широкие стенки, усиливающий материал может подавлять распространение угловых участков при изгибе широких стенок, так что генерация высоких напряжений рядом с участком соединения подавляется.

[0008] Согласно одному предпочтительному варианту осуществления, впускной патрубок и усиливающий материал соединены с основным телом топливной рампы пайкой.

[0009] Согласно одному предпочтительному варианту осуществления, усиливающий материал расположен в форме покрытия без разрывов от участка соединения и на части широких стенок по обеим сторонам от участка соединения.

Эффект изобретения

[0010] Поскольку настоящее изобретение, как сказано выше, посредством покрытия участка соединения впускного патрубка и узкой стенки основного тела топливной рампы усиливающим материалом позволяет усилить участок соединения, генерация высоких напряжений рядом с участком соединения из-за давления топлива может быть подавлена, и основное тело топливной рампы будет трудно повредить. Поэтому положение крепления впускного патрубка к основному телу топливной рампы не требуется ограничивать торцевыми крышками или участком рядом с торцевыми крышками, так что степень свободы положения крепления впускного патрубка повышается, и характеристики компоновки улучшаются.

Краткое описание чертежей

[0011] Фиг. 1 - перспективный вид первого вариант осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - вид в разрезе по линии А-А с Фиг. 1;

Фиг. 3 - концептуальная схема деформации основного тела топливной рампы из-за давления топлива;

Фиг. 4 - перспективный вид выреза рядом с участком соединения при создании давления топлива;

Фиг. 5 - вид в разрезе другого варианта осуществления;

Фиг. 6 - перспективный вид первого сравнительного примера;

Фиг. 7 - вид в разрезе по линии В-В с Фиг. 6;

Фиг. 8 - перспективный вид выреза рядом с участком соединения при создании давления топлива;

Фиг. 9 - перспективный вид одного известного примера, в котором впускной патрубок соединен с торцевой крышкой; и

Фиг. 10 - перспективный вид одного известного примера, в котором впускной патрубок подсоединен рядом с торцевой крышкой.

Первый вариант осуществления

[0012] В первом варианте осуществления настоящего изобретения основное тело топливной рампы 1 выполнено из стальной трубы. Кроме того, основное тело топливной рампы 1 имеет, как на Фиг. 1 и 2, плоскую форму с парой противоположных широких стенок 2, 3 и парой противоположных узких стенок 4, 5, ширина которых меньше чем ширина пары широких стенок 2, 3. Соответствующие торцевые крышки плоской формы 6 расположены на обоих концах основного тела топливной рампы 1. Хотя в этом варианте осуществления основное тело топливной рампы 1 выполнено из стальной трубы, в других вариантах осуществления может быть использована сталь марки SUS.

[0013] К одной узкой стенке 4 основного тела топливной рампы 1, выполненной как сказано выше, подсоединен впускной патрубок 7. То есть, ближе к торцевой крышке 6 чем к центру одной узкой стенки 4 в продольном направлении расположена конечная часть 8 впускного патрубка 7, которая введена внутрь через узкую стенку 4 основного тела топливной рампы 1 и зафиксирована пайкой. Хотя в данном варианте осуществления, как сказано выше, впускной патрубок 7 расположен и зафиксирован ближе к торцевой крышке 6 чем к центру в продольном направлении одной узкой стенки 4, в других вариантах осуществления, но без ограничения, впускной патрубок 7 может быть расположен и зафиксирован по центру в продольном направлении одной узкой стенки 4.

[0014] На участке соединения 10 впускного патрубка 7 с основным телом топливной рампы 1 как покрытие нанесен усиливающий материал 11, выполненный из углеродистой стали. То есть, усиливающий материал 11 расположен так, чтобы покрывать участок соединения 10 между узкой стенкой 4 и впускным патрубком 7 по существу в форме параллелепипеда, как показано на Фиг. 1, причем в то же самое время он расположен и зафиксирован на наружной поверхности широких стенок 2, 3 по обеим сторонам от узкой стенки 4 как покрытие на части широких стенок 2, 3, что показано на Фиг. 2. Следует сказать, что, хотя усиливающий материал 11 в данном варианте осуществления, как сказано выше, расположен и зафиксирован как покрытие на части широких стенок 2, 3, в других вариантах осуществления, но без ограничения, усиливающий материал 11 может быть расположен и зафиксирован, как показано на Фиг. 5, по всему контуру сечения, включая узкую стенку 5, а также широкие стенки 2, 3.

[0015] Расположение усиливающего материала 11 как покрытия основного тела топливной рампы 1 таким образом, как показано на Фиг. 2, приводит к тому, что усиливающий материал 11 располагается на участке соединения 10 в U-образной форме. Следовательно, изгиб широких стенок 2, 3 рядом с участком соединения 10 в ответ на давление топлива подавляется, что дает возможность предотвратить повреждение основного тела топливной рампы 1 рядом с участком соединения 10. Следует сказать, что, хотя в данном варианте осуществления усиливающий элемент 11 выполнен из углеродистой стали, в других вариантах осуществления может быть использована сталь марки SUS.

[0016] Таким образом, чтобы подтвердить, что в результате усиления соединительной части 10 усиливающим элементом 11 можно предотвратить повреждение рядом с усиливающим элементом 11, было выполнено сравнение на модели данного варианта осуществления и сравнительного примера, в котором усиливающий материал 11 не использован, с целью оценки влияния давления топлива на основное тело топливной рампы 1. Размеры данного варианта осуществления были следующими: длина выполненного основного тела топливной рампы 1 в осевом направлении - 275 мм ('а' на Фиг. 1), его ширина 36 мм ('d' на Фиг. 2) и его высота 16 мм ('е' на Фиг. 2). Длина усиливающего материала 11 в осевом направлении основного тела топливной рампы 1-12 мм ('b' на Фиг. 1), его длина в направлении высоты основного тела топливной рампы 1-20 мм ('с' на Фиг. 2), его длина в направлении ширины основного тела топливной рампы 1-14 мм ('g' на Фиг. 2), и длина, на которую он заходит на широкие стенки 2, 3 основного тела топливной рампы 1-8 мм ('f' на Фиг. 2).

[0017] Сравнительный пример 1 для данного варианта осуществления выполнен с использованием основного тела топливной рампы 31 и впускного патрубка 32, которые имели такие же размеры, что и в данном варианте осуществления. За исключением расположения усиливающего материала 11, каждый признак конструкции, такой как длина введения впускного патрубка 32 или положение, в котором впускной патрубок 32 соединен с основным телом топливной рампы 31, был выполнен идентичным. В результате моделирования, в случае, когда давление топлива для сравнительного примера 1 было доведено до 800 кПа, наибольшее значение напряжения рядом с участком соединения 38 составило 353 МПа, тогда как, когда давление топлива было доведено до 800 кПа для данного варианта осуществления, наибольшее значение напряжения рядом с участком соединения 10 составило 254 МПа.

[0018] С учетом вышеприведенного результата, во-первых, когда давление топлива существует в основном теле топливной рампы 1, основное тело топливной рампы 1 деформируется так, как показано на Фиг. 3. То есть, хотя пара широких стенок 2, 3 выпучивается наружу (стрелки X на Фиг. 3), пара узких стенок 4, 5 принимает изогнутую внутрь (стрелки Y на Фиг. 3) форму. Когда узкие стенки 4, 5 изгибаются внутрь таким образом, основное тело топливной рампы 1 стремится поддерживать угловые части 12 между широкими стенками 2, 3 и узкими стенками 4, 5 прямоугольными.

[0019] В случае сравнительного примера 1, как показано на Фиг. 8, в области, где расположен впускной патрубок 32, узкой стенке 35 трудно изогнуться внутрь в достаточной степени. Следовательно, рядом с участком соединения 38 между основным телом топливной рампы 31 и впускным патрубком 32 широкие стенки 33, 34 выпучиваются наружу в состоянии, когда изгиб узкой стенки 35 ограничен, и, поскольку это приводит к увеличению углов угловых частей 37, создается высокое напряжение. Создание высокого напряжения способствует повреждению основного тела топливной рампы 31 рядом с участком соединения 38.

[0020] Если, с другой стороны, как в данном варианте осуществления, усиливающий материал 11 расположен на участке соединения 10 между основным телом топливной рампы 1 и впускным патрубком 7, фиксация усиливающего материала 11 U-образного сечения на угловых частях 12 между широкими стенками 2, 3 и узкой стенкой 4, где подсоединен впускной патрубок 7, как показано на Фиг. 4, позволяет поддерживать угловые части 12 по существу прямоугольными, ладе когда давление топлива растет. В данном варианте осуществления наличие усиливающего материала 11 на участке соединения 10 позволяет подавлять создание высоких напряжений рядом с участком соединения 10 из-за давления топлива, этим предотвращая ситуации, когда основное тело топливной рампы 1 может быть повреждено.

[0021] Соответственно, не нужно ограничивать положение крепления впускного патрубка 7 к основному телу топливной рампы 1 торцевыми крышками 6 или участками рядом с торцевыми крышками 6, где возникновение высоких напряжений маловероятно. Это позволяет получить определенную степень свободы положения крепления впускного патрубка 7 к основному телу топливной рампы 1 и этим улучшить компоновочные характеристики.

Ссылочные номера

[0022] 1 Основное тело топливной рампы

2, 3 Широкая стенка

4, 5 Узкая стенка

7 Впускной патрубок

10 Участок соединения

11 Усиливающий материал

Реферат

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена топливная рампа для бензина, включающая основное тело топливной рампы 1 плоской формы с парой противоположных широких стенок 2, 3 и парой противоположных узких стенок 4, 5, причем ширина последних меньше ширины пары широких стенок 2, 3. Впускной патрубок 7 расположен и зафиксирован на узкой стенке 4 основного тела топливной рампы 1, и участок соединения 10 впускного патрубка 7 и узкой стенки 4 покрыт без разрывов усиливающим материалом 11 от участка соединения 10 и на широких стенках 2, 3 по обеим сторонам от участка соединения либо по всему контуру стенок 2-5 от участка соединения, за счет чего участок соединения 10 усилен. Изобретение обеспечивает расширение возможностей компоновки и размещения узла топливной рампы за счет увеличения возможных мест крепления впускного патрубка к телу топливной рампы с одновременным исключением возникновения высоких напряжений в месте крепления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула