專利名稱：帶有連接頭的高壓燃料噴射管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在自由端帶有連接頭的高壓燃料噴射管，它由大約4m/m到20m/m的較小直徑和壁厚大約1m/m到8m/m的厚壁管制成，廣泛適用在諸如柴油內燃機的燃料供應管等中。
背景技術：
現有技術中的這種類型高壓燃料噴射管包括帶有連接頭的高壓燃料噴射管(JP-A-8-75075)，如附圖4所示，在具有相對較小直徑的厚壁鋼管11的連接端部，連接頭12包括配合面13，沿軸向與配合面13間隔開的環形凸緣15，以及與該配合面13相連的圓錐形表面14，其從配合面延伸至環形凸緣15并朝著連接端部12的自由端逐漸變細。這種連接頭12是借助壓模件(punch member)從外部沿軸向對該連接頭12加壓而彎曲成形的。值得一提的是，在這種模制操作中，隨著基于沖壓操作的彎曲過程，連接頭12會由于其外表面的擴展而在其內表面形成了一圈深、尖而大的環形凹陷部16。目前，這種高壓燃料噴射管還在使用。
然而，現有的具有連接頭的這種高壓燃料噴射管在實際使用中會在其內表面的深、尖而大的環形凹陷部附近出現氣蝕的問題，該氣蝕是在實際使用中由于高壓流體而產生的，并且還可能使噴射管從凹陷部的最深部分開始出現疲勞失效的問題。
本發明是為了解決在上述燃料噴射管中遇到的這些問題而提出的。本發明的一個目的在于提供一種在其自由端有連接頭的高壓燃料噴射管，該噴射管具有一個環形凹部的橫截面輪廓，其中所述的凹部是在連接頭加工過程中在其內壁上形成，其較淺且平滑延伸，從而能消除在連接頭內壁上發生氣蝕的危害并避免該連接頭發生疲勞失效。
發明內容
為了實現上述目的，本發明提供了一種帶連接頭的高壓燃料噴射管，在具有相對較小直徑的厚壁鋼管的連接端部，該燃料噴射管設有一個連接頭，該連接頭包括配合面，沿軸向與該配合面間隔開的環形凸緣，與該配合面相連的圓錐形表面，其從配合面延伸至環形凸緣并朝著連接端部的自由端逐漸變細，以及在該圓錐形表面的一部分上形成的淺的、環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部，在連接頭的模制操作中，由于該凹部使連接頭在內壁上形成淺的、平滑彎曲橫截面的內凹部。在位于圓錐形表面的一部分中，環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部是位于連接頭靠近配合面的區域中的，而不是位于環形凸緣的那側。在連接頭的橫截面中，A1點表示沿橫截面方向彎曲的凹部的環形凸緣側邊緣，A2點表示該彎曲的凹部與凸緣相對側的邊緣，d表示噴射管的外直徑，以及DA表示與A2點對應的連接頭的外直徑。本發明的特征在于滿足條DA/d＝0.95～1.3，最好為1.0～1.25，在A1點到A2點間延伸的彎曲的凹部沿噴射管徑向方向的深度，也就是該彎曲的凹部沿上述方向的深度≥DA。L表示連接頭在球狀配合面的自由端和與A1點對應的連接頭軸部之間的軸向長度，W表示連接頭在A1點到A2點之間延伸部分的軸向長度(即彎曲的凹部的軸向寬度)。此外，本發明的特征在于滿足條件W/L＝0.3～0.75，最好為0.35～0.7。
根據本發明，在連接頭的圓錐形表面上設有淺的、環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部。結果，在模制壓模的推進過程中，連接頭的圓錐形表面的一部分會通過與該凹部接合的突起彎曲表面的擠壓操作而夾持住。這樣，在連接頭的內壁上，在彎曲連接頭的模制操作過程中會產生一環形凹部(凹陷)，該凹部具有淺的、平滑的曲線輪廓。因此，消除了連接頭內壁由于流體壓力而產生氣蝕的危害，并且極大地降低了在該內部、環形凹部處由于應力集中成為連接頭開始出現疲勞失效的可能性。
下面將說明將連接頭的外部在A1點到A2之間的軸向長度(即環形的彎曲凹部的寬度)W與連接頭的外部在配合面的自由端和A1點之間的軸向距離L之間的比率設定在0.3～0.75，最好為0.35～0.7的原因。當比率小于0.3時，A2點將太靠近A1點，環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部的軸向長度(A1點與A2點之間的距離)減小，因此，對減小凹部的內表面的深度作用變小了。另一方面，當比率超過0.75時，A2點與連接頭的自由端太靠近，將很難確保一種相對于將要接合壓模的金屬表面而言的接觸密封表面。而且，在靠近自由端的那部分連接頭的剛度會降低，并且這部分將易于變形。
下面將說明將DA/d設定在0.95～1.3，最好為1.0～1.25的原因。當比率小于0.95時，A2點與連接頭的自由端太靠近，將很難確保一種相對于將要接合壓模的金屬表面而言的接觸密封表面。另一方面，當比率大于1.3時，A2點反而變得太靠近A1點，而且環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部的軸向長度(A1點與A2點之間的距離)變小，而且對在內壁凹部上，減小該凹部的深度作用變小了。
將在連接頭自由端一側沿橫截面方向彎曲的凹部的徑向深度設定成不小于DA的原因是為了消除通過沖壓在連接頭模制過程中下部凹陷的發生。即，當連接頭在自由端一側的那部分彎曲凹部是位于連接頭上直徑小于DA(A2點的位置)的一點上時，會發生下部凹陷，這樣壓模對連接頭的模制就不能進行了。
下面結合附圖對本發明的具體實施例進行描述，附圖中圖1是本發明的高壓燃料噴射管的連接頭的側視圖；圖2是該連接頭的一半沿縱向的剖視圖；圖3是示出該連接頭模制方法的加工過程的縱向剖視圖；圖4是現有技術中的高壓燃料噴射管的連接頭一個實例的剖視圖，本發明是在其基礎上進行的改進。
具體實施例方式
根據本發明，附圖標記1表示具有較小直徑的厚壁鋼管，2連接頭，3配合面，4圓錐形表面，5環形凸緣，6凹陷處，7夾頭，8壓模件。
用作高壓管的厚壁鋼管1是由碳鋼管制成的、具有大約4m/m到20m/m的較小直徑和壁厚大約1m/m到8m/m的厚壁管，并預先切至預定尺寸。
圖1和圖2所示的高壓燃料噴射管在厚壁鋼管1的連接端部具有一個連接頭2，該連接頭2包括在厚壁鋼管1的連接頭端部上形成的配合面3，其外表面可與一個壓模的配合部分相接合；沿軸向與配合面3間隔開的環形凸緣5；與該配合面相連的圓錐形表面4，其從配合面延伸至環形凸緣5并朝著連接端部的自由端逐漸變細，以及在圓錐形表面4的一部分上形成的淺的、環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部4-1，而且該連接頭2在厚壁鋼管1的內壁上形成有淺的、平滑彎曲的環形凹部1-1。配合面3可以是球狀的，也可以是沿橫截面方向弧形的。
在連接頭2里，位于圓錐形表面4的一部分中的環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部4-1是在連接頭位于配合面3一側的部分中形成的，而不是在環形凸緣5的那側。在連接頭的橫截面中，A1點表示彎曲的凹部4-1的環形凸緣側邊緣，A2點表示該彎曲的凹部在與凸緣相對側的邊緣，d表示管的外直徑，DA表示與A2點對應的連接頭的外直徑，W表示連接頭在A1點到A2點之間延伸的部分的軸向長度(即彎曲的凹部的寬度)，L表示連接頭在球狀配合面的自由端到A1點之間的軸向長度。連接頭A1點到A2點之間的軸向長度(即彎曲的凹部的寬度)設定成W/L＝0.3～0.75，比率DA/d＝0.95～1.3，以及在外彎曲的凹部上的各點直徑設定成≥DA，其中的外彎曲的凹部是從連接頭的自由端一側開始延伸的。配合面的角度θ大約為25度到30度。
圖1和圖2所示的高壓燃料噴射管的連接頭的制造方法將結合圖3中進行說明。根據本發明，壓模件8包括球狀表面8-1，圓錐形表面8-2，突起的彎曲部分8-3和平面部分8-4，它們分別與連接頭2的配合面3，圓錐形表面4，外彎曲的凹部4-1和環形凸緣5的外圓周表面相對應。
當由夾頭7夾緊的厚壁鋼管1的自由端在連接頭模制過程中被壓模件8施以軸向的壓力時，連接頭的頭部區域發生塑性流動，并且在厚壁鋼管1的自由端部的外圓周表面上獲得了具有連接端部的連接頭2，并且該連接頭2具有與壓模件的配合部分相對應的配合面3，沿軸向與配合面3間隔開的環形凸緣5，與該配合面相連的圓錐形表面4，其從配合面延伸至環形凸緣5并朝著連接頭2的自由端逐漸變細，以及在圓錐形表面4的一部分上形成的淺的、環形的、彎曲的凹部4-1，而且該連接頭2在厚壁鋼管1的內壁上形成有淺的、平滑彎曲的環形凹部1-1。
本發明在自由端具有連接頭的高壓燃料噴射管，其在連接頭的圓錐形表面上設有淺的、環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部。由于設置了這種凹部，連接頭的圓錐形表面的一部分會由位于模制沖頭中的突起彎曲表面的作用而受到限制，并可與之接合。這樣，在連接頭的內壁上，由于彎曲連接頭的模制操作會產生一內部的、環形凹部(凹陷)，該凹部具有淺的、平滑的曲線輪廓。因此，消除了連接頭內壁由于流體壓力而產生氣蝕的危害，并且由于極大地降低了氣蝕部分成為連接頭的疲勞失效開始點的可能性而顯示了其優越性。
權利要求
1.一種高壓燃料噴射管，其在具有相對較小直徑的厚壁鋼管的連接端部的自由端設有一個配合面，一個沿軸向與該配合面間隔開的環形凸緣，以及與該配合面相連的圓錐形表面，其從配合面延伸至環形凸緣并朝著連接頭的自由端逐漸變細，其特征在于還包括，在圓錐形表面的一部分上形成的淺的、環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部，在連接頭的模制操作中，該沿橫截面方向彎曲的凹部使連接頭在其內壁上形成具有淺的、平滑彎曲的曲線輪廓的橫截面。
2.如權利要求1所述的高壓燃料噴射器，其特征在于在位于圓錐形表面的一部分中，該環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部是位于連接頭靠近配合面的區域中的，而不是位于環形凸緣側；而且，在連接頭的橫截面中，A1點表示該沿橫截面方向彎曲的凹部的環形凸緣側邊緣，A2點表示該彎曲的凹部與凸緣相對側的邊緣，d表示鋼管的外直徑，以及DA表示與A2點對應的連接頭的外直徑；而且滿足以下條件DA/d＝0.95～1.3，而且在A1點到A2點間延伸的、沿橫截面方向彎曲的凹部沿鋼管徑向方向的深度≥DA。
3.如權利要求1所述的高壓燃料噴射管，其特征在于在位于圓錐形表面的一部分中，該環形的、沿橫截面方向彎曲的凹部是位于連接頭靠近配合面的區域中的，而不是位于環形凸緣側；在連接頭的橫截面中，A1點表示該沿橫截面方向彎曲的凹部的環形凸緣側邊緣，A2點表示該彎曲的凹部與凸緣相對側的邊緣，L表示連接頭在球狀配合面的自由端和與A1點對應的連接頭軸部之間的軸向長度，W表示在A1點到A2點之間的那部分連接頭的軸向長度，也就是彎曲的凹部的軸向寬度；而且滿足條件W/L＝0.3～0.7。
全文摘要
一種帶連接頭的高壓燃料噴射管，通過在連接頭的制造過程中使其內壁環形凹部的曲線輪廓變淺且平滑來消除連接頭該內壁出現氣蝕以及該連接頭出現疲勞失效的危害。這種燃料噴射管在具有相對較小直徑的厚壁鋼管的連接端部設有一個連接頭，該連接頭包括配合面，沿軸向與配合面間隔開的環形凸緣，與該配合面相連的圓錐形表面，其從配合面延伸至環形凸緣并朝著連接端部的自由端逐漸變細，其中，在該圓錐形表面的一部分上形成的環形的、淺的、沿橫截面方向彎曲的凹部。
文檔編號F16L19/02GK1460793SQ0314098
公開日2003年12月10日 申請日期2003年5月20日 優先權日2002年5月20日
發明者古堅宗勝, 石田重行, 加藤信夫 申請人:臼井國際產業株式會社