本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的閥。

背景技術(shù)：

這種閥是普遍公知的。例如使用這種閥來直接噴射汽油，其中，閥球如此與閥座共同作用，使得閥被打開或被關(guān)閉。在此，閥球與針連接并且由促動器(例如電磁鐵)相對于關(guān)閉彈簧這樣控制，使得確定量的燃料被有針對性地引入到燃燒室中。這些閥座的缺點是，由于閥磨損而損害閥的密封性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種閥和一種用于制造閥的方法，其中，相對于現(xiàn)有技術(shù)降低關(guān)閉組件的磨損、尤其是球和閥座的磨損，并且提高密封性，使得以相對有效率的方式延長閥的使用壽命。

本發(fā)明閥和根據(jù)并列權(quán)利要求的用于制造閥的本發(fā)明方法相對于現(xiàn)有技術(shù)具有優(yōu)點，即閥座的密封性相對于現(xiàn)有技術(shù)得到改善，使得(尤其也在閥較長的運行時間之后)在關(guān)閉位置中燃料不會由于泄漏而流出。由此以有利的方式可能的是，避免未燃燒的燃料殘留滲入到燃燒室中和/或避免燃氣或空氣從燃燒室進入到閥中。此外，由于閥關(guān)閉體較大的芯部硬度和/或表面硬度而避免其他構(gòu)件(例如形成噴霧的閥孔)的磨損，因為在閥運行過程中尤其最大程度地保持閥座的形狀。優(yōu)選地，通過閥關(guān)閉體和閥座面實現(xiàn)具有優(yōu)化的材料副、即尤其是具有預(yù)定硬度差的材料副的摩擦系統(tǒng)。在密封座中的(閥座面和閥關(guān)閉體的)摩擦接觸配對方優(yōu)選如此配置，使得閥座面(該閥座面在這里也被稱為不動的接觸方)具有比閥關(guān)閉體(該閥關(guān)閉體也被稱為運動的接觸方)小的表面硬度和/或芯部硬度。閥例如是一種用于通道噴射或直接噴射燃料、尤其是汽油的噴射閥。

本發(fā)明的有利構(gòu)型和擴展方案可由從屬權(quán)利要求以及參照附圖的說明中得出。

根據(jù)優(yōu)選的擴展方案設(shè)置，閥座面適配于閥關(guān)閉體的形狀，其中，閥關(guān)閉體尤其具有球狀形狀。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，較硬的閥關(guān)閉體進入閥座的關(guān)閉幾何形狀中并且表面相互適配，由此相對于現(xiàn)有技術(shù)提高了閥座的密封作用。在此，尤其預(yù)給定閥關(guān)閉體的形狀(即基本上不受閥座面影響)，使得閥座面適配于閥關(guān)閉體的預(yù)給定形狀。

根據(jù)另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，閥關(guān)閉體具有一表面區(qū)域，其中，閥關(guān)閉體在關(guān)閉位置中在所述表面區(qū)域中與閥座面碰觸，其中，閥關(guān)閉體在該表面區(qū)域中具有比閥座面大的表面硬度。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，在閥座中在閥座面的區(qū)域中實現(xiàn)預(yù)定的或者說限定的磨損，其中，尤其通過閥針的最初抵入閥座面僅在預(yù)定尺度內(nèi)改變。

根據(jù)另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，閥關(guān)閉體的表面區(qū)域包括擴散層，其中，擴散層尤其具有比閥座面大的表面硬度。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，相對于閥座面實現(xiàn)了閥關(guān)閉體的較大的硬度提高。

根據(jù)另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，所述表面區(qū)域包括由涂覆材料組成的層，其中，所述層尤其具有比閥座面大的表面硬度，其中，所述層尤其是無定形碳層。根據(jù)另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，閥關(guān)閉體的表面至少部分、優(yōu)選完全由所述層組成。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，實現(xiàn)了較高的密封作用。例如在此附加地，閥關(guān)閉體的表面(即尤其僅僅是閥關(guān)閉體的所述層)適配于閥座面的閥座形狀。

根據(jù)另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，所述層具有在0到50微米之間、優(yōu)選在1到20微米之間、特別優(yōu)選在1.5到5微米之間的涂覆厚度。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，公差相對地通過較薄的層來補償。

本發(fā)明的另一主題是用于制造根據(jù)本發(fā)明實施方式的閥的方法，其特征在于，在第一制造步驟中，由基體材料成形閥關(guān)閉體，在第二制造步驟中對閥關(guān)閉體進行氮化處理，在第三制造步驟中對閥關(guān)閉體進行硼化處理。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，實現(xiàn)閥關(guān)閉體相對于閥座的硬度提高，其中，尤其考慮邊界條件，如可接合性(例如焊接)、抗腐蝕性、低成本、針對沉積的耐用性(例如防粘附作用)和(尤其是閥座和/或周圍的功能區(qū)域的)形狀精度的保持。優(yōu)選地，在抵入步驟中完成該閥，其中，較硬的閥關(guān)閉體進入閥座的關(guān)閉幾何形狀中，并且(閥座面和閥閉合體的)表面相互適配。尤其有利地可能的是，對閥關(guān)閉體以散料的方式進行后處理，使得用較低成本實現(xiàn)后處理。由此，以有利的方式實現(xiàn)閥關(guān)閉體的表面硬化，其中，閥尤其通過氮化方法、硼化方法和/或Kolsterising方法(Kolsterisierverfahren)來制造。閥關(guān)閉體上的氮化優(yōu)選通過氣體氮化、等離子氮化、高壓滲氮(例如氣態(tài)地)或在鹽浴中(即液態(tài)地)實現(xiàn)。例如，Kolsterising方法(即碳以氣體形式擴散)與氣體氮化(氮碳共滲)或等離子氮化(等離子氮碳共滲)組合。

優(yōu)選地，在球上進行的等離子氮化是好的可能方案。氮化深度可以在5到50pm之間選擇。但是，在10到20pm之間的氮化深度也足夠了。硼化可通過粉末硼化施加到球上。以15到30pm的硼化層也可形成足夠的硬度。

根據(jù)本發(fā)明方法的一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，在第四制造步驟中，用涂覆材料涂覆閥關(guān)閉體，使得由涂覆材料組成的層在閥關(guān)閉體的表面區(qū)域中構(gòu)成。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，實現(xiàn)了較高的密封作用，其中，例如附加地使閥關(guān)閉體的表面(即尤其僅僅是閥關(guān)閉體的所述層)適配于閥座面的閥座形狀。

根據(jù)本發(fā)明方法的另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，在第二制造步驟中如此對閥關(guān)閉體進行氮化處理，使得氮化深度在1到100微米之間、優(yōu)選在5到50微米之間、特別優(yōu)選在10到20微米之間。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，實現(xiàn)了相對于閥座面較硬的擴散層。

根據(jù)本發(fā)明方法的另一優(yōu)選擴展方案設(shè)置，在第三制造步驟中產(chǎn)生硼化層，使得硼化層具有在1到100微米之間、優(yōu)選在5到90微米之間、特別優(yōu)選在15到30微米之間的硼化層厚度。

由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，實現(xiàn)了較耐磨的硼化層。

附圖說明

本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在下面的說明中詳細闡述。

圖1到5以示意性橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明不同實施方式的閥。

在不同的圖中，相同部件總是設(shè)有相同的參考標記，因此通常也分別提到或提及僅一次。

具體實施方式

圖1中以示意性橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的閥1。這里示出的閥1尤其是用于將燃料噴射到燃燒室(未示出)的噴射閥。閥1包括閥座10和主要沿關(guān)閉方向101延伸的閥針20。在閥針20的面向閥座10的端部上固定有閥關(guān)閉體21，例如閥關(guān)閉球。這尤其意味著，閥針20包括閥關(guān)閉體21和與閥關(guān)閉體21焊接的閥針基體20’。閥關(guān)閉體21可以在打開位置和關(guān)閉位置之間運動。這里示出處于閥關(guān)閉體21的關(guān)閉位置中的閥。閥座10具有閥座面11，該閥座面在閥關(guān)閉體21的關(guān)閉位置中與閥關(guān)閉體21共同構(gòu)成密封座。此外，閥尤其包括復(fù)位彈簧40，該復(fù)位彈簧如此配置，使得閥關(guān)閉體21從打開位置運動到關(guān)閉位置并且保持在關(guān)閉位置中，直至閥1的電磁銜鐵30抵抗復(fù)位彈簧40的彈簧力使閥針20升起。在閥1打開過程中，銜鐵優(yōu)選首先沿銜鐵自由行程31加速，接著碰撞到止擋元件41上，使得閥關(guān)閉體21從關(guān)閉位置運動到打開位置。此外，在圖1中示例性地說明用于閥1的關(guān)閉過程的另一復(fù)位彈簧40’、另一止擋元件41’和另一銜鐵自由行程31’。在這里，閥1尤其具有彈簧罐42’。

閥關(guān)閉體21例如是放在具有錐形幾何形狀的閥座10上的閥球，從而構(gòu)成密封座。在此，閥關(guān)閉體21和閥座10的閥座面11之間的接觸區(qū)域尤其是線形的，其中，接觸區(qū)域例如由于磨損而變寬。

在圖2中以示意性橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的閥1，其中，這里示出的實施方式尤其與根據(jù)圖1的實施方式基本相同。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置，閥關(guān)閉體21具有比閥座面11大的芯部硬度和/或表面硬度，使得提供了具有較小磨損和/或僅具有預(yù)定磨損的閥1。由此，尤其有利地可能的是，具有預(yù)定數(shù)量和/或尺寸的噴射開口12可以布置在閥座下游直至密封座中的磨損區(qū)域，并且盡管如此卻不會或較少由于閥座的磨損而受到損害。在圖2中示出在擴散方法步驟中制造的具有擴散層22的閥關(guān)閉體21。由此，以有利的方式實現(xiàn)閥關(guān)閉體21的表面硬化，其中，擴散方法尤其包括氮化方法、硼化方法和/或Kolsterising方法。在擴散方法步驟中，呈氣體形式、等離子形式或液體形式的確定材料優(yōu)選擴散到閥關(guān)閉體21的材料表面中并且構(gòu)成較硬的擴散層22。由此，尤其有利地可能的是，以預(yù)定方式實現(xiàn)表面硬度和/或抗腐蝕性并且實現(xiàn)閥關(guān)閉體21到閥針基體20’上的有針對性的可焊接性。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置，閥關(guān)閉體21具有用于實現(xiàn)具有預(yù)定的硬度差的材料副的支承硬度，使得閥關(guān)閉體21的硬度尤其大于閥座10的硬度。閥關(guān)閉體21例如具有較硬的固體材料，使得實現(xiàn)閥關(guān)閉體21相對于閥座10(至少在密封座區(qū)域中)的較大芯部硬度和/或表面硬度。閥關(guān)閉基體21例如由鈦、陶瓷、鎢或由具有鈦、陶瓷、鎢或其他材料的合金組成。

在圖3中以示意性橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的閥1，其中，這里示出的實施方式尤其與前述實施方式之一基本相同，其中，閥座面11在這里適配于閥關(guān)閉體21的形狀(尤其適配于表面區(qū)域21’中的表面)。這里示出了閥1在抵入過程之前和之后的狀態(tài)(參見附圖標記11和11’)，其中，在抵入過程中閥關(guān)閉體21如此侵入到閥座10中，使得在密封座區(qū)域中產(chǎn)生限定或預(yù)定的磨損。由此，有利地可能的是，在閥1關(guān)閉時通過閥座10實現(xiàn)阻尼作用，其中，在閥1關(guān)閉時相對于現(xiàn)有技術(shù)尤其減小了噪聲級。

在圖4中以示意性橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的閥1，其中，這里示出的實施方式尤其與前述實施方式之一基本相同，其中，在這里示出了布置在閥關(guān)閉體21的表面區(qū)域21’中的層23。層23在這里構(gòu)成了閥關(guān)閉體21的表面。所述層例如是無定形碳層(DLC：Diamond-like Carbon，類金剛石碳)或鈦層(例如鈦鋁氮化物層)。優(yōu)選如此配置層23，使得層23本身磨損(即，閥座10的閥座面形狀適配于該層)，使得閥座面11不由于層23本身而變形。由此，以有利的方式實現(xiàn)了密封座的較高密封性。在這里，閥關(guān)閉體21的表面的主要部分具有層23。

在圖5中以示意性橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的閥1，其中，這里示出的實施方式尤其與前述實施方式之一基本相同，其中，在這里閥關(guān)閉體21被部分地涂覆。優(yōu)選如此涂覆閥關(guān)閉體21，使得閥關(guān)閉體21在面向閥座10的區(qū)域中具有層23。特別優(yōu)選地，面向閥座10的區(qū)域包括密封區(qū)域(用于構(gòu)成密封座)和/或?qū)騾^(qū)域和/或其他承受摩擦負荷的區(qū)域。