專利名稱：在加壓流體流動系統(tǒng)中的應力釋放的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及加壓流體流動系統(tǒng)、特別是其中流體以高壓流經(jīng)構件孔的系統(tǒng)中的應力釋放。本發(fā)明特別地適用于帶有主孔的構件或元件需要次孔的情況，次孔與主孔具有交
點O
背景技術：
高壓流體流動系統(tǒng)需要被設計成抵抗顯著的操作應力。這種流體流動系統(tǒng)的實例是燃料噴射器，其用于將燃料遞送到內燃機的燃燒空間內。對于重負載應用，諸如用于卡車的柴油機的燃料噴射，燃料噴射器必須能以很高壓力(大約300MPa等級)遞送少量燃料。拉伸應力是這種系統(tǒng)中故障的重要原因，裂縫傳播是由拉伸應力而不是壓縮應力引起的。在這種系統(tǒng)中在兩個流體孔之間的交點具有與之相關聯(lián)的顯著故障風險，因為其通常充當拉伸應力的集中器。為了降低產(chǎn)品成本，也需要降低材料等級。這將通常會減小材料強度，其可增加在這些交點處的故障風險。在燃料噴射器的設計中常常需要這樣的交點。圖1示出用于這種燃料噴射器設計中的這種構件堆的實例。在歐洲專利申請No. 09168746. 7中全面討論的這種燃料噴射器在此處討論以說明在這種設計中何處需要這樣的交點。圖1示出用于遞送燃料到內燃機的燃燒空間內的燃料噴射器的一部分的示意圖。 燃料噴射器包括閥針20 (部分地示出)和三通針控制閥(NCV)IO。噴射器包括引導主體12。 NCV 10容納于閥外殼14和墊板16內，墊板16分隔開該引導主體12與閥外殼14。閥針20可由NCV 10操作來控制通過噴嘴出口開口到相關聯(lián)燃燒空間(未圖示)內的燃料流動。閥針的下部(未圖示)止于閥頂端，閥頂端可與閥針座接合以控制通過出口開口到燃燒空間內的燃料遞送。閥針20的上端位于限定于噴射器主體內的控制腔室18內。 此上端在引導主體12中的引導孔22內滑動且充當活塞。控制腔室18具有兩個開口。一個開口在控制腔室18頂部，通往墊板16中的第一軸向鉆孔42。另一開口在控制腔室18 側部，通向引導主體12中的流動通路52，流動通路52本身通往墊板16中的第二軸向鉆孔 44。這些軸向鉆孔42、44通過橫槽(cross slot) 46連接到用于NCV 10的墊板腔室36。NCV 10控制該控制腔室18內的燃料壓力。NCV包括閥銷，閥銷具有上引導部3 和下閥頭部32b。引導部3 在限定于NCV外殼14中的引導孔34內滑動。閥頭32b在兩個閥座48、50之間在腔室36內滑動。高壓燃料通過供應通路30到達NCV 10，供應通路30 延伸穿過引導主體12和墊板16，供應通路30通過從側部進入引導孔34的通路與NCV連通。燃料可通過橫槽46 (如上文所討論)或者通過與低壓排放口連通的排放通路38離開 NCV。如先前所述，NCV 10控制該控制腔室18中的壓力和因此閥針20的移動。在NCV 10的一個位置，燃料流過NCV 10，流過橫槽46且到控制腔室18內以使之加壓，且在另一位置，燃料不能流到控制腔室18內而是替代地從它排放到橫槽46且因此到排放口 40。這種布置的具體細節(jié)在歐洲專利申請No. 09168746. 7中被更詳細地描述。
圖1的布置對于本說明書的教導內容的重要性在于其說明了在高壓噴射器設計中橫鉆孔的用途。示出兩個單獨的實例流動通路52是在引導主體12中到控制腔室18內的橫鉆孔；且燃料供應30通過閥外殼14中的橫鉆孔流入到引導孔34內。這兩個橫鉆孔經(jīng)歷在低壓與很高壓之間的循環(huán)，且因此暴露在很高的拉伸應力下。這通過裂縫傳播而造成早期構件故障的重大風險。因此需要保護暴露在高拉伸應力下的構件免受這些應力，且因此避免限制構件壽命的疲勞。交點的幾何形狀可被設計成減小這些應力，但難以可靠地這樣做，且其將導致增加的生產(chǎn)成本(在機械加工方面和工藝開發(fā)方面)。也存在可用于通過累積殘余壓縮應力來減輕凈拉伸應力的常規(guī)方法。這些工藝包括噴丸強化(shot peening)(其中以足以造成塑性變形的力的射擊對表面進行轟擊)和預應力處理(其中待處理的腔室經(jīng)歷異常高的壓力)，但這些工藝很貴，可影響生產(chǎn)過程且也可導致堅固性(或耐用性)問題。因此需要防止很高拉伸應力區(qū)域中的疲勞故障，諸如通到主孔的橫鉆孔，而不造成如上文所討論的現(xiàn)有技術問題。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種減小鉆孔元件內主孔與次孔之間的交點處的拉伸應力的方法，該方法包括用第一加載元件來加載該鉆孔元件，其中該第一加載元件加載該鉆孔元件的第一面；生成壓縮環(huán)向應力，在此鉆孔元件的第一面由第一加載元件加載，其中該交點足夠靠近該鉆孔元件的第一面使得該壓縮環(huán)向應力抵消該鉆孔元件中在該交點處的拉伸應力。這個辦法實現(xiàn)在故障點處的拉伸應力的減小而不需要預處理步驟(諸如噴丸強化和預應力處理)，這些預處理步驟較為昂貴且也可造成堅固性(或耐用性)問題。簡單地教導的該方法使用加載力來將交點從拉伸應力狀況(其可能會導致故障)移向壓縮應力狀況(其被良好地耐受)。在優(yōu)選方法中，加載力在應力釋放層中提供泊松效應應力(Poisson effect stress)，應力釋放層還在鉆孔元件中在交點處提供壓縮應力。在有利方案中，主孔在鉆孔元件的第一面與第二面之間延伸，且該方法還包括用第二加載元件來加載該鉆孔元件的第二面使得加載力在鉆孔元件中提供彎曲力矩，其在鉆孔元件中在該交點處提供壓縮應力。在另一方面，本發(fā)明提供一種在用于加壓流體流動的系統(tǒng)中的鉆孔元件，其中該鉆孔元件具有主孔和次孔，在主孔和次孔之間具有交點，其中該主孔從鉆孔元件的第一面延伸，在該鉆孔元件內的拉伸應力根據(jù)上述方法之一被減小。鉆孔構件可基本上為圓柱形。鉆孔元件的外徑與主孔的直徑的比例可大于5，優(yōu)選地大于8。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于加壓流體流動的系統(tǒng)，其包括如上文所示的鉆孔元件和第一加載元件，其中應力釋放層設于鉆孔元件的第一面與第一加載元件的對應面之間，由此通過應力釋放層從第一加載元件向鉆孔元件提供加載力；由此應力釋放層至少在主孔與次孔之間的交點下方延伸但并不延伸超過鉆孔元件的第一面的至少一部分。在實施例中，應力釋放層安置于主孔周圍，并且接近主孔。在特定布置中，應力釋放層一體地形成在鉆孔元件的第一面上。應力釋放層可基本上為環(huán)形。應力釋放層的外徑與主孔的直徑的比例可在大約2 與7之間，特別地在2. 5與5之間，且最特別地在3與4之間。從次孔的中心到鄰近第一加載元件的應力釋放層的面的距離與主孔的直徑之間的比例可小于2，優(yōu)選地小于1。在特定布置中，應力釋放層可在交點下方延伸比在第一面的另一部分中延伸要遠。一個或多個負載平衡區(qū)域然后可設于鉆孔元件的第一面與第一加載元件的對應面之間。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于加壓流體流動的系統(tǒng)，其包括如上文所示的鉆孔元件、第一加載元件和第二加載元件，其中第一應力釋放層設于鉆孔元件的第一面與第一加載元件的對應面之間，且第二應力釋放層設于鉆孔元件的第二面與第二加載元件的對應面之間，其中主孔在鉆孔元件的第一面與第二面之間延伸，且由此通過第一應力釋放層從第一加載元件向鉆孔元件提供第一加載力且由此通過第二應力釋放層從第二加載元件向鉆孔元件提供第二加載力；由此第一應力釋放層至少在主孔與次孔之間的交點下方延伸但并不延伸超過鉆孔元件的第一面的至少一部分。優(yōu)選地，第二應力釋放層大體上安置于距主孔比距第一應力釋放層遠。加載力的這種組合(它們的應用和位置)在鉆孔元件中提供彎曲力矩，其在鉆孔元件中在交點處提供壓縮應力。在這種布置中鉆孔元件的寬度與鉆孔元件的高度的比例可至少為2，優(yōu)選地至少 4。在應力釋放層與第二應力釋放層都基本上為環(huán)形的特定布置中，第二應力釋放層的內徑可大于該應力釋放層的外徑。此處術語“應力釋放層”用來描述用于通過所描述的機制從鉆孔構件的一部分解除應力的層。這些層位于兩個面(鉆孔元件的面與加載元件的面)之間且僅覆蓋相關面的一部分，這意味著加載力將通過應力釋放層傳輸。當然本領域技術人員將了解這些層在某種意義上可被認為是應力集中器(因為它們將直接導致局部壓縮應力)，但術語“應力釋放層” 用在此處是根據(jù)這些層的功能角色。在一些實施例中，次孔基本上正交于主孔。在其它實施例中，次孔與主孔在交點與應力釋放層之間形成銳角。在特定實施例中，主孔是錐形使得當鉆孔元件加載于第一加載元件與第二加載元件之間時，加載力使得主孔壁變得基本上平行。在主孔的至少部分中錐形可至少為0. 1%。在所有這些布置中，用于加壓流體流動的系統(tǒng)可為用于內燃機的燃料噴射器。


現(xiàn)將參考下面的附圖僅以舉例說明的方式描述本發(fā)明，在附圖中 圖1示出其中適用本發(fā)明的實施例的現(xiàn)有技術燃料噴射器的部分；
圖2示出說明用于本發(fā)明的實施例的構成元件的基本示意圖； 圖3A至圖3D提供一系列圖來說明圖2所示的布置的一部分中的豎直加載效果； 圖4A至圖4B顯示用于孔與鉆孔交點的高壓循環(huán)的應力狀況，在此施加和不施加圖3 所示的效果；圖5定性地顯示圖2所示的布置中的面釋放大小與壓縮應力分布之間的關系； 圖6定性地顯示圖2所示的布置中的面釋放大小與橫鉆孔高度之間的關系； 圖7顯示了在圖2所示的布置中相對于孔直徑來改變外徑的效果； 圖8顯示了在圖2所示的布置中改變橫鉆孔高度的效果； 圖9顯示了在圖2所示的布置中改變面釋放大小的效果；
圖IOA至圖IOC顯示了對圖2所示的布置的修改，其說明了本發(fā)明的實施例的另一方
圖11顯示了在圖2的布置中相對于寬度來改變構件高度的效果； 圖12示出帶有非徑向對稱的面釋放的構件的實施例； 圖13示出類似于圖2的布置但其中橫鉆孔并不正交于主孔的布置；以及圖14A和圖14B示出類似于圖2的布置但具有錐形主孔的布置，在圖14A示出為未加載且在圖14B中示出為加載。
具體實施例方式圖2示出用于本發(fā)明的實施例中的元件。圖2提供了用于高壓流體流動的構件 100的概括圖示。此構件100在此處被示出為關于主孔110在徑向對稱，但如在下文中進一步描述，這種徑向對稱并非在所有實施例中提供。構件100在使用中壓縮于構件堆中的其它部件之間，這些其它部件將限定進出主孔110的流體路徑，且該壓縮將防止在構件100與這些其它部件之間的邊界處泄漏，它們充當構件100上的加載元件。構件100具有次孔120，其與主孔110在交點130處相交。在高壓流體流動狀況下， 特別是在高壓與低壓之間迅速循環(huán)的狀況下，這種交點130通常將暴露在顯著的拉伸應力下，除非采取措施來減輕它。雖然常規(guī)地這可通過噴丸強化或預應力處理來進行，但此處所述的替代方案涉及使用應力釋放層140，此處被稱作“面釋放”，來抵消在與次孔120的交點 130處的拉伸應力。此面釋放140在構件100的一個面(此處為下面150)上位于主孔110 周圍且至少一部分安置于該交點130下方。下面150的更大部分無面釋放區(qū)，因為其僅占據(jù)主孔110區(qū)域中下面的面積的較小比例。在用于構件堆中的構件(諸如燃料噴射器中的構件)中具有這種一般類型的面釋放區(qū)并不罕見。這種面釋放的常規(guī)目的是為了將加載元件提供的負載集中于孔周圍的較小面積中以便防止流體泄漏，此被稱作密封接觸壓力。常規(guī)地不提供下面這樣的構件設計其使用面釋放來控制孔之間交點處的拉伸應力。這種布置在此處提供，其現(xiàn)將被參看圖3A至圖3D討論。圖3A示出能有某種程度彈性變形的實心構件上的加載效果。未示出構件的上部 (可假定其將被加載以便提供力平衡)。如圖所示，來自下方的接觸壓力將導致在豎直方向中的壓縮且因此根據(jù)泊松效應在側向膨脹。膨脹程度(或應變)是材料泊松比例和構件幾何形狀的函數(shù)。泊松比例可根據(jù)已知的方法來確定(如可用于燃料噴射器構件中的典型鋼的泊松比為大約0.3)。圖:3B示出向帶有中心孔的構件而不是實心構件進行這種加載的應用。如圖3A所示，由于豎直壓縮所致的水平變形促進加載構件的外徑膨脹但也收縮中心孔的內徑。圖3C示出用具有更大外徑但類似的中心孔的更大的構件來從上方限制加載構件的外徑的徑向移位的效果，圖3C所示的加載構件可被認為等效于圖2中的面釋放140，該更大的構件(在圖3C中未示出)等效于構件100的體積部分(bulk part)。該更大的構件的作用是固定加載構件的外徑就位。這意味著由材料的泊松比例所造成的徑向移位可僅作用于加載構件的中心孔上(其并不由更大的構件釘住，因為其也具有中心孔)。這提供顯著的壓縮環(huán)向應力。產(chǎn)生的環(huán)向應力也可存在于該更大的構件中，盡管此值隨著距加載構件的距離增加而降低。圖3D示出對于與次孔的交點而言此布置的重要性。如上文所討論，此通常為增加的拉伸應力區(qū)，特別是在加壓流動期間。但由于泊松效應所致的壓縮環(huán)向應力也存在于交點處。實際上，如果位于泊松效應較強地施加的區(qū)域，控制鉆孔將充當此壓縮應力的應力集合器(大致如其常規(guī)地充當加壓流體流動狀況中的拉伸應力集合器)。圖4A示出在常規(guī)布置中在交點處隨著時間的應力(線401)且在此施加圖3D的泊松效應狀況(線402)。在泊松效應(或由任何其它機制，額外機制在下文中進一步討論)并不提供壓縮應力的情況下，在高壓與低壓之間循環(huán)導致在交點處重復的很高的凈拉伸應力 (如線401所示)。當如上文所示提供泊松效應壓縮應力時，此并不造成高壓狀況與低壓狀況之間的應力變化的振幅的改變，但其卻較強地移動基線到壓縮狀況內，且因此移動峰值壓力處的應力到弱拉伸狀況(如在此處由線402示出，通過適當?shù)脑O計選擇，交點可在所有操作壓力下保持于壓縮狀況內)。構件通常比耐受拉伸應力更能耐受壓縮應力，因為拉伸應力將造成裂縫打開，而壓縮應力將保持裂縫閉合。此還在圖4B的修改Haigh圖中進一步示出，對于給定材料，其屈服應力oy和疲勞極限Qf，以無補償拉伸應力操作(點403)在強度標準包絡(圖4B的頂部右側區(qū)域)之外，而用補償應力的操作(點404)良好地在強度標準包絡內。如在曲線圖中示出的，環(huán)向壓縮應力減小平均應力但保持相同的應力振幅(從點403 豎直移動到點404)。在圖3D中，示出交點位于面釋放內。此無需壓縮環(huán)向應力起作用，因為此應力將向上平移到主要構件內，盡管具有顯著地減小的作用，次孔和因此交點離開面釋放更遠。面釋放的大小也為確定在主孔的直徑和因此在交點處將看到的壓縮環(huán)向應力的重要因素。這些因素在圖5和圖6中被定性地探究。圖5定性地示出對于給定加載力F和橫鉆孔高度h (如在圖2中所示)相對于面釋放的環(huán)形寬度X在交點處看到的壓縮應力的變化。位置510示出產(chǎn)生的低壓縮環(huán)向應力， 如可看出的，小的面釋放形成主要構件中高壓縮環(huán)向應力的小區(qū)域511，但此區(qū)域511如此小使得在孔之間的交點位于其外部，且在該交點處看到的壓縮環(huán)向應力最小。對于此幾何形狀，位置520示出在交點處最佳的壓縮環(huán)向應力。在應力區(qū)域521中看到的壓縮環(huán)向應力小于區(qū)域511的應力，但該區(qū)域的大小顯著更大，因此交點位于其內。位置530同樣示出更低的凈壓縮環(huán)向應力，面釋放現(xiàn)如此大使得在應力區(qū)域531較大時，在此區(qū)域內的壓縮環(huán)向應力最小。此分析表明需要該交點簡單地位于盡可能靠近該面釋放處且面釋放盡可能小。實際上并非為這種情況，因為需要考慮其它可能的故障機制。圖6定性地示出隨著變化的環(huán)形寬度X，對于給定力F的壓縮應力曲線，對于不同的交點高度h示出不同的曲線。峰值壓縮應力示出通過廣泛最佳交點高度與面釋放比例h/x的軌跡，曲線601通過對于不同高度的單獨應力曲線610、620和630的最小值跟蹤此比例。對于小面釋放，如在曲線610上的位置611處所示的，提供很高的壓縮環(huán)向應力，但面釋放極小的大小和橫鉆孔極其靠近構件面將形成其它高應力和因此設計中的其它主要疲勞風險。對于較大的面釋放，如在曲線 620上的位置621處所示的，通過該面釋放生成的足夠有效的壓縮應力，且不形成新疲勞風險。對于很大的面釋放，如在曲線630上的位置631處所示的，面釋放并未生成夠用的壓縮應力。圖7至圖9顯示了通過該系統(tǒng)的有限元分析所確定的改變圖2所示變量中的某些對交點處應力的影響。圖7示出相對于主孔的直徑d，改變固定面釋放大小的構件的外徑D’的效果。在比例D’ /d較小的情況下，并無可用的壓縮應力作用，若要效果變得有效，此比例需要至少為5，這是因為如果比例D’/d較小，那么該部分完全不具有足夠的體積來防止如圖:3B所示的外徑變形，該變形不會導致壓縮應力。當該比例達到8時，將在側向鉆孔(和因此該交點處)的頂部和底部提供適用的壓縮應力。圖8示出對于固定的面釋放大小和構件直徑，改變鉆孔高度h的效果，在此情況下面釋放外徑D與主孔直徑的比例被選擇為3。壓縮應力效果在h/d的值減到2時變得明顯， 且當此比例進一步減小時，變得更加顯著。當h/d為1或更低時，存在較大壓縮應力效果。圖9示出在其它構件直徑和鉆孔高度h固定的情況下改變面釋放的外徑D的效果。如先前所示，太小的面釋放提供大的壓縮應力集中，但位于構件中太低處影響鉆孔，而太大面釋放提供的壓縮應力不足以有效地解除在該交點處的拉伸應力。在此布置中，當D/ d在2與7之間時，發(fā)現(xiàn)有用的效果，當D/d在2. 5與5之間時，發(fā)現(xiàn)更強的效果，且當D/d 在3與4之間時發(fā)現(xiàn)很強的效果。圖IOA至圖IOC顯示對圖2所示的布置的修改，其說明了本發(fā)明的實施例的另一方面。在此布置中，構件IOOa如圖2所示，但其還具有在構件的上面160上的另一面釋放 170，從圖IOA看很明顯。上面釋放170具有比下面釋放140大的內徑和外徑。對于相對較薄的構件100a，這導致用于在交點130處提供壓縮應力的另一機制。圖IOB示出從上方和從下方加載該構件IOOa的效果。通過兩個面釋放140、170 的加載力作用導致構件IOOa中的彎曲力矩。如從圖IOB可以看出，此彎曲力矩導致在較小下面釋放140處的孔區(qū)域中形成壓縮環(huán)向應力和在構件IOOa的上面160處的孔區(qū)域中形成拉伸環(huán)向應力。如果構件IOOa相對于其外徑相對較厚，此效果將較小，但如果其是薄的， 其將變得顯著。如圖IOC所示，其示出在交點130的區(qū)域中的應力，交點同樣充當應力集中器和因此由此彎曲力矩所致的壓縮環(huán)向應力的集中器。對于薄構件存在此效果，即使在無如圖IOA所示的較大直徑面釋放170的情況下。 圖11顯示了對于給定孔直徑d和交點高度h，隨著構件高度H與構件直徑D’之間的比例的應力變化?？煽闯鰤嚎s環(huán)向應力并不以較大程度存在，直到D’/H是2或更大(H/D’為0.5 或更小)，但當D’/H為4或更大(H/D’為0. 25或更小)時，該效果變得更加顯著。圖3A至圖3D所示的泊松效應壓縮應力和圖IOA至圖IOC所示的彎曲力矩壓縮應力可一起用于在圖2的布置中在交點130處累積壓縮應力。任一效果可單獨地用于在交點處提供壓縮效果，盡管在此處所示的實施例中，彎曲力矩效果主要用于增大泊松效應壓縮應力，但是存在其可單獨起作用的布置。圖12示出構件設計的另一實施例，其使用面釋放來在交點提供壓縮環(huán)向應力。從底部觀察此構件100b，且可看出在主孔110周圍提供的面釋放140p并非軸向對稱的。面釋放140a在交點130下方具備比在面釋放140a的其它部件中更大的平臺(land) 141。選擇此徑向不對稱以便進一步在交點130的區(qū)域中集中壓縮環(huán)向應力，而非繞主孔110在徑向對稱(應當指出的是此徑向對稱性已由交點130存在的應力集中效果而打破)。但可需要一些補償以具有不對稱的面釋放140a，否則加載力將賦予該構件凈轉動力矩，凈轉動力矩可導致故障或泄漏的風險。因此，提供補償平臺142和143以平衡面釋放140a的不對稱效果。在圖13中示出對圖2的布置的進一步修改。在此布置中，次孔120b并不正交于主
孔110，而是替代地與主孔110成角度。這可用于平衡在交點處的應力，如在此布置中，交點
130的下部通常應力更強，但是因為其更靠近面釋放，其也可具備更大的壓縮環(huán)向應力來補 償。如果不需要面釋放來提供流體流動的密封力，那么可有更多的設計靈活性。舉例而言，在圖IOA至IOC的布置中，可不需要另一面釋放170來提供密封力，且可不需要如圖 IOA所示為環(huán)形。或者，例如，此面釋放170可提供為繞主孔110對稱地安置的多個墊。圖14A和圖14B示出使用上文所提供的應力釋放的方法對構件實施例中的主孔 IlOa的可能修改。許多這種構件將用在主孔IlOa內往復運動的針形活塞170進行操作，可能使得密封從次孔120到主孔IlOa內的流動。使用面釋放140來生成壓縮環(huán)向應力可導致孔形狀的某些變化。舉例而言，在交點130處的應力將傾向于使次孔120在交點130處扭曲成豎直拉長的“橄欖球”形。在主孔Illa中，與構件的上面160處的區(qū)域相比，使用壓縮環(huán)向應力可導致構件的下面150的區(qū)域中主孔IlOa的直徑減小。但是，需要該針形活塞 170相對緊密地裝配于該孔內以確保有效地密封而不泄漏。此可通過提供在其卸載狀態(tài)具有錐形的主孔IlOa進圖14A中示出)使得在交點130的區(qū)域中的加載和壓縮環(huán)向應力將使主孔IlOa (如圖14B)扭曲到在該活塞的操作范圍中基本上恒定的直徑之一(即，真正的或平行的孔)而實現(xiàn)，替代方法是使得活塞呈錐形而不是使孔呈錐形。對于在大約300MPa 壓力下操作的重負荷燃料噴射器內發(fā)現(xiàn)的力條件，所需的直徑的錐度在3至5mm的長度上可為大約10 μ m?？赏ㄟ^本說明書中提供的教導內容由本領域技術人員提供屬于權利要求的范圍內的這些實施例和其它布置的進一步修改。
權利要求
1. 一種減小鉆孔元件內主孔與次孔之間的交點處的拉伸應力的方法，所述方法包括 用第一加載元件來加載所述鉆孔元件，其中所述第一加載元件加載所述鉆孔元件的第生成壓縮環(huán)向應力，在此所述鉆孔元件的第一面由所述第一加載元件加載，其中所述交點足夠靠近所述鉆孔元件的第一面，使得所述壓縮環(huán)向應力抵消所述鉆孔元件中的在所述交點處的拉伸應力。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，加載力在應力釋放層中提供泊松效應應力，應力釋放層進一步在所述鉆孔元件中在所述交點處提供壓縮應力。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述主孔在鉆孔元件的第一面與第二面之間延伸，且所述方法還包括用第二加載元件來加載所述鉆孔元件的第二面，使得所述加載力提供在鉆孔元件中的彎曲力矩，彎曲力矩在所述鉆孔元件中在所述交點處提供壓縮應力。
4.一種在用于加壓流體流動的系統(tǒng)中的鉆孔元件，其特征在于，所述鉆孔元件具有主孔和次孔，主孔和次孔之間具有交點，其中所述主孔從鉆孔元件的第一面延伸，在所述鉆孔元件內的拉伸應力根據(jù)權利要求1至3任一項所述的方法減小。
5.根據(jù)權利要求4所述的鉆孔元件，其特征在于，所述鉆孔元件基本上為圓柱形。
6.根據(jù)權利要求5所述的鉆孔元件，其特征在于，所述鉆孔元件的外徑與主孔的直徑的比例大于5且優(yōu)選地大于8。
7.一種用于加壓流體流動的系統(tǒng)，其包括根據(jù)權利要求4至6中任一項所述的鉆孔元件和第一加載元件，其中應力釋放層設于鉆孔元件的第一面與第一加載元件的對應面之間，由此通過應力釋放層從第一加載元件向鉆孔元件提供加載力；由此所述應力釋放層至少在所述主孔與所述次孔之間的交點下方延伸但并不延伸超過鉆孔元件的第一面的至少一部分。
8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應力釋放層安置于主孔周圍并且接近主孔。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應力釋放層一體地形成在鉆孔元件的第一面上。
10.根據(jù)權利要求7至9中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應力釋放層基本上為環(huán)形。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應力釋放層的外徑與所述主孔的直徑的比例在2與7之間，優(yōu)選地在2. 5與5之間，且最優(yōu)選地在3與4之間。
12.根據(jù)權利要求7至11中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，從所述次孔的中心到鄰近所述第一加載元件的應力釋放層的面的距離與所述主孔的直徑的比例小于2，且優(yōu)選地小于1。
13.根據(jù)權利要求7至12中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應力釋放層在交點下方延伸遠于在第一面的另一部分中的延伸。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個或多個負載平衡區(qū)域設于鉆孔元件的第一面與第一加載元件的對應面之間。
15.一種加壓流體流動系統(tǒng)，其包括根據(jù)權利要求4至6中任一項所述的鉆孔元件、第一加載元件和第二加載元件，其中第一應力釋放層設于鉆孔元件的第一面與第一加載元件的對應面之間，第二應力釋放層設于鉆孔元件的第二面與第二加載元件的對應面之間，其中主孔在鉆孔元件的第一面與第二面之間延伸，且由此通過第一應力釋放層從第一加載元件向鉆孔元件提供第一加載力；且由此通過第二應力釋放層從第二加載元件向鉆孔元件提供第二加載力；由此所述應力釋放層至少在主孔與次孔之間的交點下方延伸但并不延伸超過鉆孔元件的第一面的至少一部分。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二應力釋放層大體上安置離主孔比離第一應力釋放層遠。
17.根據(jù)權利要求15或16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆孔元件的寬度與所述鉆孔元件的高度的比例至少為2，優(yōu)選地至少為4。
18.根據(jù)權利要求15至17中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一應力釋放層與所述第二應力釋放層都基本上為環(huán)形，且在此所述第二應力釋放層的內徑大于所述第一應力釋放層的外徑。
19.根據(jù)權利要求15至18中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主孔是錐形使得當所述鉆孔元件加載于第一加載元件與第二加載元件之間時，加載力造成所述主孔變得基本上平行。
20.一種用于內燃機的燃料噴射器，其包括根據(jù)權利要求7至19中任一項所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了在加壓流體流動系統(tǒng)中的應力釋放。一種減小鉆孔元件100內主孔110與次孔120之間的交點130處的拉伸應力的方法，該方法包括以下步驟。鉆孔元件100的第一面由第一加載元件加載。生成壓縮環(huán)向應力，在此該鉆孔元件100的第一面由第一加載元件加載，且該交點130足夠靠近該鉆孔元件100的第一面使得該壓縮環(huán)向應力抵消該鉆孔元件100中在該交點130處的拉伸應力。還描述了合適的鉆孔元件100和包括這種鉆孔元件100的流體流動系統(tǒng)，諸如燃料噴射器。
文檔編號F02M61/16GK102269090SQ201110149019
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權日2010年6月3日
發(fā)明者羅克斯 S. 申請人:德爾福技術控股有限公司