[发明专利]用于燃料喷射器的密封装置及密封方法

说明书

本发明涉及一种用于燃料喷射器的密封装置，特别是一种用于燃料喷射器的喷嘴夹紧螺母的密封装置，用以保证燃料喷射器和气缸盖之间流体密封的连接。另外，本发明还涉及一种将燃料喷射器的构件与气缸盖流体密封的方法。

喷嘴夹紧螺母将燃料喷射器的两个主要部件(即喷嘴和阀体)牢牢地固定在一起。在燃料喷射器的装配状态下，喷嘴在气缸盖内伸入汽车发动机的燃烧室内，其中， 喷嘴由设置在上方的阀体控制。在这里必需的是使燃料喷射器相对于位于气缸盖上的燃烧室密封。这是通过喷嘴夹紧螺母的相应结构实现的，该结构与气缸盖内的相应装置，密封座共同作用。

对于这样的密封结构提出了很高的要求。一方面，该密封结构经受高的热力学负载(在冬天冷启动时-40℃，直到在工作条件下超过+150℃)；另一方面，该密封结构经受高的机械负载，特别是振动负载。此外，该密封结构必须确保在燃料喷射器和气缸盖之间持久的密封状态。

为此，在现有技术中，例如在喷嘴夹紧螺母上形成水平边缘，该边缘安放在设在喷射器孔内同样是水平的边缘上，以及喷嘴夹紧螺母或燃料喷射器以很大的静力压在气缸盖上。通过两个边缘大面积的重叠这样的设置应当达到持久密封的连接。

在这样的结构中，两个密封表面必须非常精确地加工，以获得总的来说持久密封的连接。由于燃料喷射器和喷射器孔之间需要设计的侧向间隙，利用这种结构不可能在燃料喷射器和喷射器孔之间进行对中，因此对中必须借助其他的装置或设备来实现。

在DE 101 02 192A1中，喷嘴夹紧螺母在自由端上具有截锥形的区域，该区域能够嵌入相应的截锥形的喷射器孔段内。在预装配状态下，也就是当燃料喷射器与喷嘴夹紧螺母一起嵌入截锥形的喷射器孔内时，在喷嘴夹紧螺母上的截锥体与气缸盖中的截锥孔之间存在从2°到最大值5°的旋转角度差。因此，保证了燃料喷射器在喷射器孔内的对中，其中，接着燃料喷射器以很大的静力压入孔内，并在喷嘴夹紧螺母的截锥体与气缸盖中的截锥孔之间形成共同的密封表面。

通过喷嘴夹紧螺母的截锥体与气缸盖中的截锥孔之间的角度差只有2°至5°，在预装配状态下，两个密封表面存在大面积的重叠，因此由于两个密封表面之间的夹紧作用，这里产生的自动对中心不令人满意。在现有技术中，这个问题是通过如下方式来解决：相应的表面，特别是喷嘴夹紧螺母的相应表面覆有涂层，以降低喷嘴夹紧螺母和喷射器孔之间的滑动摩擦系数。

尽管改善了燃料喷射器和喷射器孔之间的滑动摩擦，但是为了阻止夹紧并保证自动对中心，2°至5°的角度差太小了。通过将喷嘴夹紧螺母和喷射器孔之间的角度差提高到超过5°会削减以后的密封效果，这可能导致燃料喷射器工作时的泄漏。

因此，本发明的任务在于提供一种改进的燃料喷射器。特别地，该燃料喷射器在装配到气缸盖中时呈现出良好的自动对中性，并与气缸盖共同作用地在燃料喷射器和气缸盖之间形成持续流体密封的连接。

本发明的任务是借助一种用于气缸盖和燃料喷射器的特别是用于燃料喷射器的喷嘴夹紧螺母和气缸盖的密封装置或密封结构得以解决，其中，所述一个构件具有在径向上优选是完全环绕的并在纵向上延伸的凹形的横截面轮廓，该轮廓能够流体密封地安装/压入到第二构件的密封表面或密封边缘上/内。优选地，在这里，燃料喷射器的喷嘴夹紧螺母设有径向的且完全环绕的凹形棱边。密封座边缘在呈台阶状的喷射器孔内水平延伸或者以一定角度呈锥形地形成。

在这里，凹形棱边和密封座边缘的密封边以特别的方式共同作用。在预装配或对中状态下，燃料喷射器用其喷嘴夹紧螺母置入喷射器孔内，而不需要人工力作用于燃料喷射器。在这里，选取喷嘴夹紧螺母和喷射器孔的尺寸，使得喷嘴夹紧螺母的凹形区域或凹形棱边安放在喷射器孔的密封座边缘的密封边上。当然，运动学上的反置，即喷射器孔设有凹形棱边而喷嘴夹紧螺母设有优选是截锥形的密封座边缘，同样是可以的。在某些情况下，在这里，制造构件的材料也要相互调换，或者必须考虑这些材料的选择。喷嘴夹紧螺母的凹形棱边仅仅以圆或很窄的圆环(对中状态)放置在密封座边缘的密封边上，从而喷嘴夹紧螺母不能在喷射器孔内卡住。由于喷嘴夹紧螺母和气缸盖之间的摩擦很小，所以燃料喷射器自动对中心地安放在喷射器孔内。优选地，在这里，凹形棱边具有尽可能小的附着系数和/或滑动摩擦系数，由此进一步有助于自动对中心。

然后，燃料喷射器和气缸盖之间可以处于密封状态。在这里，燃料喷射器以很大的静力压入喷射器孔或者在该孔内形成的密封座内，从而优选比气缸盖更硬的凹形区域使密封座边缘优选塑性变形并压入密封座内，使得在喷嘴夹紧螺母和气缸盖之间形成流体密封的连接。