專利名稱：柴油機(jī)中燃油閥的噴嘴及噴嘴的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)尤其是二沖程十字頭型發(fā)動機(jī)中燃油閥的噴嘴，具有與許多噴嘴孔連通的中心縱向通道，所述噴嘴由具有下部的中心部件和外套組成，所述外套和中心部件釬焊在一起，所述外套包圍至少所述中心部件的具有噴嘴孔的下部。
DE10042956描述了這種噴嘴，其中陶瓷材料制成的外套釬焊或摩擦焊接在金屬材料制成的中心部件外表面上。在這種公知的噴嘴中，所述外套是絕緣外套，以減輕對金屬材料的熱影響。絕緣陶瓷材料較脆，這導(dǎo)致存在著陶瓷材料小片在噴嘴孔周圍區(qū)域內(nèi)剝落的危險，在噴嘴孔周圍區(qū)域噴嘴具有復(fù)雜的幾何形狀。
EP0982493A1描述了一種燃油閥，其中向上延伸入閥殼體的噴嘴經(jīng)過主閥座，且向上經(jīng)過滑塊引導(dǎo)件。燃油閥的這些部件由鋼制成，而使閥座等具有所需的硬度。噴嘴的最下部分通過激光焊接、等離子焊接或熱粉末噴涂而具有抗腐蝕涂層，其中完全或部分熔化的材料在混和區(qū)域粘結(jié)在鋼材上。混和區(qū)域的材料具有可以使耐腐蝕合金在使用一定時間后破裂的特性。在使用過程中，噴嘴暴露于強(qiáng)熱循環(huán)載荷，導(dǎo)致出現(xiàn)耐腐蝕合金的附著力下降的危險。
在本發(fā)明的上下文中，詞語釬料和釬焊應(yīng)當(dāng)從寬泛的意義上理解，從而覆蓋軟釬料和軟釬焊，而不限于使用任何特定的釬料或釬焊材料。因此釬料和釬焊不應(yīng)看作僅表示在450℃以上的溫度下活化的高溫熔化的材料，也適用于在450℃以下活化的材料。
本發(fā)明的目的是提供一種有利地具有長壽命的噴嘴。
鑒于此，本發(fā)明首先提及的噴嘴特征在于所述外套由耐腐蝕合金制成，且所述中心部件由疲勞強(qiáng)度σA至少為±500MPa的鐵基合金制成。
代替陶瓷材料使用合金作為外套材料，使其可以獲得外套材料的適當(dāng)延展性，這樣阻止材料破裂。而且，耐腐蝕合金使外套材料能承受溫度影響。與使用絕緣陶瓷材料相比，合金的使用具有在外套表面上噴嘴的工作溫度更低的優(yōu)點。原因是不非常絕緣的合金將外套材料中蓄積熱量的更大部分向內(nèi)傳導(dǎo)至更冷的中心部件，從而使熱量傳給噴入發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)的燃油。
因為在釬焊之前外套制成獨立的坯料，相對于通過焊接施加的材料，在所述外套中的耐腐蝕合金的均勻性能更加優(yōu)越，通過焊接施加的材料通常都表現(xiàn)出合金成分的變化，并且在焊接中受到熱影響的區(qū)域可能引發(fā)微裂紋。所述外套的有利性能在釬焊過程中得到保持，提供了所述外套相對于所述中心部件的機(jī)械或幾何條件鎖定，且沒有材料改變的熔化和/或邊界區(qū)域的熱影響，該區(qū)域從涂層的焊接可知。通過釬焊連接本身有助于延長噴嘴的壽命，因為在釬焊區(qū)域沒有微裂紋，從而通過使用具有更高疲勞強(qiáng)度的材料而可以進(jìn)一步延長噴嘴的壽命。噴嘴的壽命實質(zhì)上延長，因為所述中心部件由疲勞強(qiáng)度σA至少為±500MPa的鐵基合金制成。通常，用于中心部件的鐵基合金在具有復(fù)雜幾何形狀的噴嘴區(qū)域提供了較高的強(qiáng)度，因為位于較小區(qū)域內(nèi)的多個噴嘴孔以不同的角度切入中心縱向通道。
疲勞強(qiáng)度對于噴嘴的壽命特別重要的原因是，除了普通的基于熱量的載荷之外，預(yù)計疲勞載荷會出現(xiàn)相當(dāng)大的增加，因為使用了比迄今采用的更高的噴射壓力和更快的壓力變化，以便對柴油機(jī)中的燃油噴射進(jìn)行更精確的控制，從而使燃油燃燒更好，且減少形成污染化合物。
在上述文獻(xiàn)DE 100 42 956中描述的中心部件內(nèi)與每個噴嘴孔相對，所述外套具有大于噴嘴孔的直徑的錐形孔。這意味著在噴嘴孔周圍的區(qū)域，所述中心部件的表面受到熱量和燃燒室中的腐蝕性燃燒產(chǎn)物的影響。在本發(fā)明的一個實施例中，在中心部件和外套之間的過渡區(qū)域的噴嘴孔在所述外套和所述中心部件上具有相同的直徑。這意味著，首先，中心部件的材料被外套的耐腐蝕合金完全覆蓋，從而可以避免腐蝕性燃燒產(chǎn)物接近，而使中心部件的鐵基合金降級。其次，所述外套構(gòu)成噴嘴孔的實際部分，從而冷燃油接近所述外套材料的表面流動，且全程冷卻直到外套的外表面，在外表面處出現(xiàn)最嚴(yán)重的熱影響。這導(dǎo)致噴嘴孔周圍的外套材料的溫度下降，以及在中心部件和外套之間的噴嘴孔的敏感性過渡區(qū)域內(nèi)的基本上更低的工作溫度。
可取的是，所述耐腐蝕合金是鎳基合金，因為經(jīng)驗表明這些合金具有在柴油機(jī)燃燒室中普遍存在的腐蝕性環(huán)境中的良好性能?？蓱?yīng)用的代替鎳基合金的替代品是鈷基合金，比如鎢鉻鈷合金。
在適當(dāng)?shù)膶嵤├?，位于外套和中心部件之間的釬焊材料由鎳基合金制成。鎳基釬焊材料可以使釬焊溫度良好地適應(yīng)根據(jù)本發(fā)明在噴嘴熱處理時的溫度條件和發(fā)動機(jī)工作時的溫度條件。而且，在連接表面的鎳基合金與鎳基耐腐蝕合金一起良好地發(fā)揮作用。
所述外套可以通過粉末冶金制成，例如燒結(jié)的坯料形式，或由釬焊在一起的粉末制成。在一個實施例中，整個外套或外套的一部分由鑄造或鍛造材料制成，所述材料將良好、均勻的材料特性與外套的較低制造成本結(jié)合起來。
所述噴嘴適當(dāng)?shù)卦O(shè)計為位于在含有燃油閥的主閥座的心軸引導(dǎo)件延伸部分上的燃油閥內(nèi)的分離單元。采用這種設(shè)計，所述噴嘴不受主閥座處出現(xiàn)的較大應(yīng)力影響或僅在最小程度上受到影響。在噴嘴更換時，更換也限于較小的部件，它們主要構(gòu)成伸入到燃燒室內(nèi)的燃油閥的部件。
可能希望使用含有這樣成分的釬焊材料，即該成分可以與外套或中心部件中的鄰接材料中不希望的化合物反應(yīng)，或者它可能是所希望的，以便獲得比利用釬焊材料可獲得的分離更有效的鄰接材料分離。在這些情況下，優(yōu)點是這樣設(shè)計噴嘴，即使外套內(nèi)表面和/或中心部件外表面設(shè)有擴(kuò)散阻擋層。這種擴(kuò)散阻擋層可以例如是鎳、銅，鎳合金或銅合金，因為銅和鎳都適于形成致密、穩(wěn)定的涂層。替代品可以是鈷涂層，鈷合金或鉻涂層。尤其優(yōu)選的是電解沉積的鎳，它形成非常致密的涂層，具有良好的強(qiáng)度特性和相對于使用的釬焊材料來說較高的熔點。所述擴(kuò)散阻擋層防止或限制尤其是小元素的擴(kuò)散，比如碳、硼和硅，而使它們不從具有較高含量的自由形式的所述元素的合金或釬焊材料擴(kuò)散入具有較低含量的所述元素的合金中。
為了進(jìn)一步改進(jìn)承受非常高載荷的噴嘴的噴嘴壽命，中心部件可具有至少為±750MPa的疲勞強(qiáng)度σA。
在一個實施例中，陶瓷材料構(gòu)成的絕緣件位于中心縱向通道端部下方的外套底端內(nèi)，所述絕緣件的下表面被外套的耐腐蝕合金完全覆蓋。絕緣陶瓷材料被外套材料包封，從而避免燃燒室的腐蝕影響。而且，陶瓷材料在通常應(yīng)力較低，尤其是疲勞載荷較低的區(qū)域位于外套底部。由于這種位置以及與燃燒室絕緣，可以利用使重疊的噴嘴部分免于最大熱影響的優(yōu)點，而沒有任何由于使用陶瓷材料造成的對噴嘴性能來說實質(zhì)上不利的影響。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種制造柴油機(jī)中燃油閥的噴嘴的方法，尤其是兩沖程十字頭型發(fā)動機(jī)，該噴嘴具有與許多噴嘴孔連通的中心縱向通道，具有下部的中心部件，所述下部與包圍至少所述中心部件下部的外套釬焊在一起?？紤]到獲得更長的噴嘴壽命，本發(fā)明的方法特征在于所使用的外套材料是耐腐蝕合金，中心部件使用疲勞強(qiáng)度σA至少為±500MPa的鐵基合金，且所述中心部件和外套通過真空釬焊釬焊在一起。至于使用釬焊于疲勞強(qiáng)度σA至少為±500MPa的合金制成的中心部件的耐腐蝕合金制成的外套的優(yōu)點，請參見本發(fā)明第一方面的噴嘴的上述內(nèi)容。真空釬焊的使用帶來了附加優(yōu)點，外套和中心部件以及釬焊材料在釬焊過程中不氧化，也沒有在相應(yīng)材料中形成氣穴的危險。而且，真空爐中的溫度可以有利地快速變化，而精確地控制釬焊溫度下的時間和實際釬焊溫度。
在所述方法的另一改進(jìn)中，在硬化熱處理過程中進(jìn)行真空釬焊。采用這種組合釬焊和硬化，可以避免為釬焊進(jìn)行特殊的熱處理。而且，在制造小系列噴嘴，比如每個系列10至200個噴嘴時獲得特定的優(yōu)點。熱處理通常在特殊車間進(jìn)行，該車間可具有提前計劃數(shù)周的特定生產(chǎn)運行。在這種車間，硬化通常每天都進(jìn)行，而特殊熱處理僅以相當(dāng)長的間隔進(jìn)行。通過在通常的硬化溫度下硬化的同時進(jìn)行釬焊，小系列可以一天一天地進(jìn)行熱處理，因為噴嘴由于其較小尺寸，總可以找到在爐內(nèi)與其他已經(jīng)打算熱處理的物品一起進(jìn)行熱處理的空間。
對于組合處理，噴嘴的制造步驟優(yōu)選這樣計劃，即中心部件和外套放在一起，且互相相對固定，此后形成噴嘴孔，此后進(jìn)行組合真空釬焊和硬化。雖然這種方法需要外套和中心部件相互固定，從而保持外套和中心部件內(nèi)孔的同軸性，直到已經(jīng)進(jìn)行釬焊，這通常是優(yōu)選的，否則必須進(jìn)行更費時間的火花加工，在硬化的中心部件上加工出噴嘴孔?；ハ喙潭梢岳缤ㄟ^機(jī)械鎖定來實現(xiàn)，例如在中心部件和外套上的短螺紋形式，或通過將一或多個銷子壓入中心部件和外套之間的空間內(nèi)，或可以通過在外套和中心部件之間的離散點處膠粘。
組合處理的替代方案是這樣一種處理順序，其中進(jìn)行中心部件和外套的真空釬焊，且在釬焊在一起的噴嘴上形成噴嘴孔，此后噴嘴硬化。在這種方法中，作為將噴嘴部件粘合在一起形成單元的獨立熱處理進(jìn)行釬焊，在仍未硬化的噴嘴上加工出噴嘴孔之前，這樣提供了更快的加工。如果釬焊溫度在中心部件的奧氏體化溫度之上，那么從釬焊溫度到加工溫度的冷卻如此適當(dāng)緩慢地進(jìn)行，以致在該冷卻過程中沒有發(fā)生任何明顯程度的硬化。當(dāng)完成噴嘴加工時，在獨立的熱處理中進(jìn)行硬化。
當(dāng)在釬焊之后在獨立的熱處理中進(jìn)行硬化時，用于真空釬焊的釬焊材料優(yōu)選為釬焊溫度高于用于硬化的硬化溫度的釬焊材料。這樣的優(yōu)點是釬焊材料不會在硬化時變?yōu)橐后w，這可能導(dǎo)致需要重新修整。
在釬焊和硬化之后，優(yōu)選進(jìn)行回火，以調(diào)節(jié)噴嘴材料的性能，包括尤其是鐵基材料的疲勞強(qiáng)度。
可以使用顆粒材料來制造外套，且在此情況下整個外套或外套材料的一部分優(yōu)選將具有下部的中心部件面向上放置，管狀保持器放在中心部件上，顆粒材料填充入保持器，釬焊材料放在粉末上方，然后進(jìn)行釬焊，從而使粉末釬焊在一起形成外套材料。這樣的優(yōu)點是簡單的管段可以用作保持器，代替加工成套筒形狀的外套坯料，其中內(nèi)部幾何形狀匹配中心部件的外部幾何形狀。
現(xiàn)在將參照示意圖詳細(xì)描述本發(fā)明。


圖1是經(jīng)過安裝在燃油閥下端大致輪廓示例上的噴嘴的縱向剖面圖，圖2是經(jīng)過釬焊之前噴嘴的噴嘴部件的剖面圖，圖3示出了經(jīng)過釬焊和加工噴嘴孔之后圖2的噴嘴的剖面圖，圖4是對應(yīng)于圖2的為釬焊制備的噴嘴部件另一示例的剖面圖，圖5和6示出了在釬焊之前和之后的噴嘴部件的第三示例，圖7示出了在釬焊之前的噴嘴部件15的第四示例，圖8示出了具有包封絕緣材料的另一實施例。
圖1示出了內(nèi)燃機(jī)中燃油閥的噴嘴，總體上標(biāo)為1，該內(nèi)燃機(jī)可以是四沖程發(fā)動機(jī)，但優(yōu)選為二沖程十字頭型發(fā)動機(jī)，每個汽缸具有一個以上的燃油閥。后一種發(fā)動機(jī)通常對噴嘴的壽命有嚴(yán)格的要求，其中因為所述發(fā)動機(jī)通常在重質(zhì)燃油下工作，這可能甚至含硫。
噴嘴經(jīng)中心孔在閥殼體2端部伸出，其環(huán)形表面3可以壓靠汽缸蓋14的對應(yīng)鄰接表面，而使具有噴嘴孔4的噴嘴頂端伸入到燃燒室15內(nèi)，且可以在燃油閥打開時噴射燃油。燃油閥具有有閥針6的閥滑塊5以及閥座7，在示出的閥設(shè)計中，閥座位于滑塊引導(dǎo)件8的下端?；瑝K引導(dǎo)件向下壓靠噴嘴1的面向上的表面。閥針可以支撐環(huán)圈形式的第二關(guān)閉部件12，該部件經(jīng)較長且薄的軸13旋入閥前端7的孔中，或以其他方式安裝。這種用于在霧化結(jié)束時快速關(guān)閉噴嘴孔的第二關(guān)閉部件對于大型二沖程十字頭型發(fā)動機(jī)的噴嘴來說是公知的。有利的是，第二關(guān)閉部件可以由工具鋼制成，因為它沿也由工具鋼制成的縱向通道的內(nèi)表面滑動。這是利用了兩種工具鋼互相運行良好的事實。
本發(fā)明的噴嘴也可用于沒有這種第二關(guān)閉部件的燃油閥，以及主閥座在噴嘴中位于下方的燃油閥，致使閥座下方的燃油通道體積最小。而且噴嘴孔可以不僅朝向噴嘴的一側(cè)，而且代之以一側(cè)和另一側(cè)，或沿噴嘴的整個圓周分散。
噴嘴具有中心縱向通道9，噴嘴孔4從通道向外通向噴嘴的外表面。噴嘴由耐腐蝕合金制成的外套10和鐵基合金制成的中心部件11組成。所述外套10構(gòu)成至少在噴嘴孔周圍的噴嘴最外區(qū)域，且可能向上延伸，并構(gòu)成在從閥殼體2伸出的噴嘴整個部分上的噴嘴外表面。
耐腐蝕合金制成的外套10可以由顆粒原材料制成，但優(yōu)選由鑄造或鍛造材料制成。可用作外套材料的適用合金示例是鎳基合金，該合金例如按重量百分比計，且除了通常存在的雜質(zhì)之外，包含15至30％的Cr，0.02至0.55％的C和任選的下述一種或多種成分0至15％的W，0至8％的Al，0至5％Ti，0至20％的Co，0至2％Hf，0至5％的Nb和/或Ta，0至35％的Mo，0至10％的Si，0至1.5％的Y，和0至20％的Fe。所述合金可含有不可避免的雜質(zhì)，且余量為鎳。
這種合金的典型示例具有下述成分23％Cr，7％W，5.6％Al，1％Si，0.5％C和0.4％Y。這種合金例如可具有±350MPa至±440MPa的疲勞強(qiáng)度σA。
鎳基合金也可以是下述類型，按重量計且除了通常存在的雜質(zhì)之外，包含35至60％的Cr，0.02至0.55％的C和任選的下述一種或多種成分0至小于1.0％的Si，0至5.0％的Mn，0至5.0％的Mo和/或W，0至小于0.5％的B，0至8.0％的Al，0至1.5％Ti，0至0.2％的Zr，0至3.0％的Nb，0至最大2％的Hf，0至最大1.5％的Y，0至1％的N，和合計含量0至最大為5％的Co與Fe。所述合金可含有不可避免的雜質(zhì)，且余量為Ni。這種材料具有較高的疲勞強(qiáng)度，和非常高的抗熱腐蝕和燃油的侵蝕影響的能力。
用作外套材料的其他合金示例在表1中示出。
表1
熱膨脹系數(shù)在上面描述為從20℃加熱至500℃的平均線性熱膨脹系數(shù)，即，它與500℃相關(guān)?？扇〉氖?，所述外套材料具有比中心部件更高的熱膨脹系數(shù)，從而在加熱時形成釬焊間隙。這樣在從釬焊溫度冷卻到20℃時，在中心部件中出現(xiàn)壓縮應(yīng)力。如果所述外套材料具有比中心部件的材料更低的熱膨脹系數(shù)，則外套和中心部件應(yīng)當(dāng)互相適應(yīng)，使得在20℃時兩部件之間的間隙比所需的釬焊間隙更大。
也可以使用鈷基合金，比如Celsit 50-P，但它們具有約±150MPa的疲勞強(qiáng)度σA，因此它們不是優(yōu)選的材料。
用于噴嘴中心部件的合金材料可以是鐵基合金，優(yōu)選為工具鋼類型。所述中心部件可以通過用于工具鋼的普通方法制成，或可以是ESR(電渣精煉)重鑄。所述中心部件例如可以鍛造或其他方式變形，比如擠壓。應(yīng)提出的示例是工具鋼AISI H13，成分為0.4％C，1.0％Si，0.4％Mn，5.2％Cr，1％V，1.3％Mo，余量為Fe，或工具鋼AISIH19，成分為0.45％C，0.4％Si，0.4％Mn，4.5％Co，4.5％Cr，0.5％Mo，2％V，4.5％W，余量為Fe，或來自美國的CrucibleResearch的工具鋼CPM1V和CPM3V，通過可以隨后擠壓或加工的粉末冶金制成，CPM1V含有0.5％C，4.5％Cr，1％V，2.75％Mo，2％W，0.4％Si，0.5％Mn，余量為Fe，CPM3V含有0.8％C，7.5％Cr，2.5％V，1.3％Mo，0.9％Si，0.4％Mn，余量為Fe.
用于中心部件的其他合金材料示例在表2中示出，其中熱膨脹系數(shù)以與表1相同的方式給出。
表2
例如可以如下所述進(jìn)行釬焊。在多個實施例和示例中，相同類型的部件使用相同的附圖標(biāo)記。外套10和中心部件11如圖2所示放置，外套在中心部件下部周圍。外套10為套筒形狀，且包圍整個下部11a，該下部具有比中心部件的上部11b更小的外徑。下部11a的外徑為0至0.5mm，小于外套的內(nèi)徑，從而在兩表面之間有0至0.25mm的間隙，且所述直徑優(yōu)選互相適應(yīng)，而使間隙大小在0.05mm至0.1mm之間。
釬焊材料14沿外套10的上端以及外套和中心部件11之間的界面或間隙放在環(huán)形路徑內(nèi)。釬焊材料可以放在界面上的小凹槽內(nèi)，或如圖2所示，在外套上邊緣的小凸緣15上。凸緣15僅用于在釬焊前保持釬焊材料，和在釬焊過程中將釬焊材料導(dǎo)入間隙內(nèi)。在釬焊之后可以去除所述凸緣，例如通過磨削。
噴嘴坯料放入爐中，加熱至釬焊溫度，在此溫度下由于毛細(xì)作用釬焊材料被吸入外套和中心部件之間的間隙中，此后釬焊材料16凝固，使所述表面互相鎖定，參見圖3。釬焊溫度可以例如在925℃至1230℃之間。當(dāng)以獨立的熱處理進(jìn)行硬化時，釬焊溫度優(yōu)選為1100℃至1230℃之間。
釬焊材料例如可以是含有Cr、Si或B的鎳基釬料。相應(yīng)的鎳基釬料通常含有5至20％Cr，和/或4至10％Si和/或C、B或Cu。示例是來自美國密歇根州的Madison Heights的Wall ColmomoyCorporation的釬焊材料，可以使用該公司的Nicrobraz系列的釬焊材料，這使其可以選擇具有適當(dāng)釬焊溫度和釬料成份的釬焊材料。例如，Nicrobraz 30含有19％Cr，10.2％Si，最大0.06％C，余量為Ni，且具有約1190℃的釬焊溫度。
在噴嘴坯料釬焊之后，噴嘴坯料的外部和內(nèi)部幾何形狀可以精加工。這尤其意味著噴嘴孔4可以在坯料上加工出，且坯料的外表面也可車削或磨削至其最終形狀?？扇〉氖牵鐖D3所示，噴嘴孔4從外套外表面至噴嘴孔內(nèi)端的、在中心通道9內(nèi)或處的區(qū)域具有恒定的直徑。噴嘴孔的直徑可以例如在0.5mm至1.5mm之間。
當(dāng)完成幾何形狀加工時，噴嘴坯料可以硬化至中心部件的適當(dāng)硬度。例如可以在1000℃至1100℃之間的溫度下進(jìn)行硬化，浸泡時間為10至40分鐘。然后，以一次或多次回火處理的形式進(jìn)行最后的熱處理，回火對最終噴嘴的疲勞強(qiáng)度非常重要?；鼗鹂梢岳缭?50℃至600℃的溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，浸泡時間為2小時?？扇〉氖牵褂?小時的2或3個時間段在真空爐中或正常壓力下且具有特殊氣氛，比如還原性或惰性氣氛的爐中進(jìn)行兩次或三次回火。
圖4示出了在進(jìn)行釬焊之前釬焊材料14的另一位置。釬焊材料14放在通道17的頂部，該通道穿過外套10面向上的端部，通向外套和中心部件之間的界面。釬焊材料可以被小型環(huán)形凸起圍繞，以防止釬焊材料在釬焊過程中流動。
也可以在硬化同時進(jìn)行釬焊，且在這種情況，釬焊材料優(yōu)選具有925℃至1100℃之間的釬焊溫度，且適當(dāng)?shù)貫?000℃至1100℃。在將外套放在中心部件上，且布放釬焊材料14之后，坯料放入爐中，升溫加熱至硬化溫度，例如可以在1025℃的溫度下持續(xù)30分鐘，或在1050℃的溫度下持續(xù)15分鐘。
對于特定的工具鋼，疲勞強(qiáng)度通過對噴嘴坯料進(jìn)行熱處理而可以調(diào)節(jié)。所述工具鋼可具有約為±500-900MPa的疲勞強(qiáng)度σA?？扇〉氖?，所述疲勞強(qiáng)度σA至少為±750MPa。同時，工具鋼有利地具有耐磨性和硬度。
代替如圖2所示制造具有精確內(nèi)部幾何形狀的套筒形狀的外套坯料，整個外套或外套的一部分可以由顆粒原材料制成。這可以例如如圖5所示進(jìn)行，取切斷的管段，將其作為保持器18放在中心部件下部11a周圍，所述中心部件已經(jīng)提前向上反轉(zhuǎn)。顆粒原材料19填充入保持器內(nèi)，直到覆蓋整個下部11a，且粉末在下部11a頂端上方到達(dá)適當(dāng)?shù)母叨?。粉末可以由多種粉末尺寸混和，且可以使用不同金屬合金的粉末。而且，可以添加陶瓷粉末，以實現(xiàn)絕緣效果。陶瓷粉末例如可以放在所述下部頂端上方較短距離的層中，然后由耐腐蝕合金粉末覆蓋。也可以使用多種粉末的分級混和物。
在粉末上方，釬焊材料14放置足夠的數(shù)量，以便在釬焊時將粉末粘合成致密的結(jié)構(gòu)。在釬焊之后，保持器18位于外套10的外表面上，如圖6所示。保持器18在噴嘴最后精加工時去除。
在另一實施例中，保持器18為外套材料形成的管，且放在下部11 a的周圍，如圖7所示。保持器18是外套的一部分，且粉末僅必須填充在下部11a的頂部。利用這種保持器和外套設(shè)計，使重新精加工的需要最小化。
圖8示出了外套含有完全包封在外套材料內(nèi)的陶瓷材料20形成的絕緣件實施例。例如在陶瓷材料的外表面上可以有至少1mm的外套材料，從而不會降低噴嘴的耐腐蝕能力。
如果需要，可以使用擴(kuò)散阻擋層。所述阻擋層可以是涂層，例如通過電解沉積施加在中心部件或外套上，或通過其他表面涂敷方法，比如電鍍。所述阻擋層例如可以由鎳、銅、鈷或鎳-磷制成?；蛘?，所述涂層可以通過噴涂施加。所述阻擋層例如可以具有5至400μm的厚度，優(yōu)選為10至100μm。
所述噴嘴可以具有不同于圖1所示的其他設(shè)計。多個實施例和示例的細(xì)節(jié)可以組合成新的實施例。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)尤其是兩沖程十字頭型發(fā)動機(jī)中的燃油閥的噴嘴，該噴嘴具有與許多噴嘴孔連通的中心縱向通道，所述噴嘴由具有下部的中心部件和外套組成，所述外套和中心部件釬焊在一起，所述外套包圍至少所述中心部件的具有噴嘴孔的下部，其特征在于所述外套由耐腐蝕合金制成，且所述中心部件由疲勞強(qiáng)度σA至少為±500MPa的鐵基合金制成。
2.如權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于在中心部件和外套之間的過渡區(qū)域內(nèi)的噴嘴孔在外套中與在中心部件中具有基本上相同的直徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的噴嘴，其特征在于所述耐腐蝕合金是鎳基合金。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的噴嘴，其特征在于位于所述外套和中心部件之間的釬焊材料由鎳基合金制成。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的噴嘴，其特征在于整個外套或所述外套的一部分由鑄造或鍛造材料制成。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的噴嘴，其特征在于所述噴嘴形成為位于包含燃油閥主閥座的心軸引導(dǎo)件延伸部分上的燃油閥中的分離單元。
7.如權(quán)利要求1至6任一所述的噴嘴，其特征在于所述外套內(nèi)表面和/或所述中心部件外表面設(shè)有擴(kuò)散阻擋層，比如電解沉積的鎳層。
8.如權(quán)利要求1至7任一所述的噴嘴，其特征在于所述中心部件具有至少為±750MPa的疲勞強(qiáng)度σA。
9.如權(quán)利要求1至8任一所述的噴嘴，其特征在于陶瓷材料形成的絕緣件位于中心縱向通道下方的外套底端內(nèi)，所述絕緣件的下表面被所述外套的耐腐蝕合金完全覆蓋。
10.一種制造柴油機(jī)尤其是兩沖程十字頭型發(fā)動機(jī)的燃油閥的噴嘴的方法，所述噴嘴具有與許多噴嘴孔連通的中心縱向通道，具有下部的中心部件，所述下部與包圍至少所述中心部件的下部的外套釬焊在一起，其特征在于所使用的外套材料是耐腐蝕合金，疲勞強(qiáng)度σA至少為±500MPa的鐵基合金用于中心部件，且所述中心部件和所述外套通過真空釬焊釬焊在一起。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述真空釬焊在硬化熱處理過程中進(jìn)行。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述中心部件和所述外套放在一起，且互相相對固定，此后形成噴嘴孔，然后進(jìn)行組合釬焊和硬化。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于進(jìn)行所述中心部件和所述外套的真空釬焊，在釬焊在一起的噴嘴上形成噴嘴孔，此后使噴嘴硬化。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于用于真空釬焊的釬焊材料優(yōu)選為其釬焊溫度高于用于硬化的硬化溫度的釬焊材料。
15.如權(quán)利要求10至14任一所述的方法，其特征在于在釬焊和硬化之后使噴嘴回火，優(yōu)選通過兩次或三次回火。
16.如權(quán)利要求10-15任一所述的方法，其特征在于整個外套或外套材料的一部分通過使所述下部面向上地放置中心部件而形成，且在中心部件上放置管狀保持器，顆粒材料填充入所述保持器中，釬焊材料放在粉末上方，然后進(jìn)行釬焊，從而使粉末釬焊在一起形成外套材料。
全文摘要
柴油機(jī)燃油閥(2)的噴嘴(1)由具有下部的中心部件(11)和外套(10)組成，所述外套和中心部件釬焊在一起。外套(10)由耐腐蝕合金制成，中心部件(11)由疲勞強(qiáng)度σ
文檔編號F02M61/10GK1692224SQ200380100661
公開日2005年11月2日 申請日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者哈羅·A·赫格 申請人:曼B與W狄賽爾公司