CN102261295A - 制造燃料喷射器的喷嘴的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造燃料喷射器的喷嘴的方法，具体提供了一种制造内燃发动机的燃料喷射器的喷嘴(26)的方法，包括的步骤有：形成沿纵向(A)细长的多层棒(10)，其具有由耐磨材料制成的内核(12)和由耐腐蚀材料制成的围绕所述内核(12)的环形外层(14)；在正交于所述纵向(A)的方向上切割所述多层棒(10)以形成带有平的前表面(18)的圆柱形坯料(16)；把由耐腐蚀材料制成的末端(20)固定到所述坯料(16)的所述前表面(18)之一上；和把有所述末端(20)固定在其上的所述坯料(16)成形为成品喷嘴(26)。

Description

制造燃料喷射器的喷嘴的方法
技术领域
本发明涉及内燃发动机的燃料喷射器。本发明具体涉及大型四冲程或二冲程内燃发动机的燃料喷射器，这些内燃发动机带有或不带有十字头，例如用于船舶推进的柴油发动机或提供动力的固定式发动机。
更具体地说，本发明涉及一种制造喷嘴的方法。
背景技术
为了降低排气中的HC含量、减少烟雾、减少积存于排气门和活塞的未燃燃料并且保持燃烧室的清洁，减小喷嘴末端中的袋容积(sac volume)是重要的。一种方法是直接关闭喷嘴末端中的喷射孔。
一种可能且很有希望的设计是用滑阀打开和关闭喷射孔，就像例如EP-A-052937和WO2008/071187中所公开的那样。这些文献公开了一种燃料喷射器，其包括沿轴向可移动的杆(spindle)和切断元件(cut-offelement)，该沿轴向可移动的杆具有与阀引导件的相应阀座相配合的阀部分，该切断元件在阀杆的阀部分的下方伸入雾化器的中心孔中。切断元件的外壁对打开和关闭喷嘴孔的入口起作用。
采用这种类型的设计，将希望具有这样的喷嘴末端，即其在内部具有硬化滑动面且在外部具有耐热腐蚀部分。
EP-A-1549449公开了一种制造喷嘴末端的方法，其中，在模子中将耐腐蚀第一合金布置在要构成喷嘴的外表面的外部区域中。将第二合金用于喷嘴的另一区域中。通过等静压压制把模子中的材料处理成固结材料。这两个合金之间的分界区域应当是无裂缝的。
EP-A-1549449中公开的解决方案的问题在于它很费钱。另外，内部或外部需要一个或多个毫米的最小厚度并且存在这些材料之间缺少熔合的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造喷嘴的改善方法，它将克服上述问题。
根据本发明，通过具有权利要求1的特征的制造喷嘴的方法实现这个目的。
附图说明
本发明的更多特征和优点将在下面的仅仅通过非限制性例子、参照附图给出的详细说明过程中变得清楚，其中：
-图1-4是示意轴向截面，示出了按照本发明的制造喷嘴的方法的步骤，和
-图5-8是示意轴向截面，示出了图1-4所示方法的变型。
具体实施方式
最开始参照图1，按照本发明的制造喷嘴的方法在第一步中提供沿纵向A细长的多层圆柱形棒10的形成。多层圆柱形棒10具有由耐磨材料构成的内核12和由耐腐蚀材料制成的围绕内核12的环形外层14。
在大型柴油发动机尤其是燃烧重燃油的柴油发动机的燃烧室中应用的材料，如果铬含量大于20％(质量百分数)，那么这个材料就可以被定义耐腐蚀的。
用于这个应用的耐腐蚀材料的例子包括：Stellite 6、Haynes 188、Stellite 4、Inconel MA 758、Haynes 230、Nicofef 6125GT、合金6052、Nimonic 81、Inconel 671、Haynes 160。
在这个应用中，″耐磨″的定义指的是内核12具有大于40HRC且优选为大于52HRC的硬度。
可以通过对耐磨和耐腐蚀材料的热等静压压制(HIP)或者通过把由耐磨材料制成的杆或管插入由耐腐蚀材料制成的管中来获得多层棒10。内杆或管12、外管14或者内杆或管(12)和外管(14)这两者可以通过HIP制造为独立的固体元件(solid element)。
还可以通过HI P内杆或管12到外管14中或通过在内杆或管12的周围HIP外管14来获得多层棒10。
还可以在内杆或管12与外管14之间有附加中间层，用以通过HIP把这两个部分结合在一起，如果它们在连接到彼此之前是机加工成的固体元件。中间层能作为粉末插入，并且将在HIP期间连接内杆或管12与外管14的材料，并且在HIP工艺之后将为固体。中间层还能通过硬钎焊(brazing)固定到内杆或管12和外管14上。因此，在硬钎焊过程之后，中间层构成把这些部分连在一起的连接层。
优选地，多层圆柱形棒10具有包含在10与50毫米之间的外径，内核12具有包含在5与20毫米之间的直径，并且环形外层14具有包含在2.5与15毫米之间的厚度。
在第二步中，如图2所示，横向于纵轴线A切割细长的多层棒10以形成具有长度L的圆柱形坯料16。坯料16的长度L由喷嘴的尺寸确定，并且优选为包含在25与120毫米之间。每个坯料16具有正交于纵轴线A的两个平的前表面18。
在第三步中，如图3所示，把由耐腐蚀材料制成的末端20固定到坯料16的一个前表面18上。末端20具有平表面22和可以是半球形或具有任何其它形状的表面24。通过摩擦焊、离子束焊、硬钎焊或其它焊接工艺把平表面22焊到坯料16的一个前表面18上，焊接工艺的选择取决于所涉及的材料。也可以通过HIP把末端20固定到坯料16上。
可以在表面18、22之间提供横向层25。横向层25可以由与外层14和末端20相同的耐腐蚀材料或不同的耐腐蚀材料制成。这横向层可以由粉末或糊状物形成，其在HIP工艺或硬钎焊工艺之后把这些材料连成固体横向层。
在随后的一系列生产步骤中，把有末端20固定在其上的坯料16成形为成品喷嘴，在图4中用附图标记26表示。成形成品喷嘴26的生产步骤包括HIP、机加工和热处理。
成品喷嘴26具有形成在由耐磨材料制成的核12中的底端封闭的纵向孔28和完全由耐腐蚀材料制成的外主体30。多个喷嘴孔(未示出)形成在主体30的侧壁中。这些喷嘴孔具有面向纵向孔28的各自的内开口和开在主体30的外表面上的各自的出口。
成品喷嘴26受到围绕着纵向孔28的耐磨层12和形成喷嘴的外表面的耐腐蚀层30的保护。
在图5至8的变型中，唯一的区别是末端20是圆盘形的，带有两个平行的前表面22。就像前文所公开的，圆盘形的末端通过HIP工艺或硬钎焊工艺例如用横向层25焊接或连接到坯料16上，然后在成品喷嘴26的成形期间形成圆化的形状。

Claims (14)

1.一种制造内燃发动机的燃料喷射器的喷嘴(26)的方法，其特征在于：
-形成沿纵向(A)细长的多层棒(10)，其具有由耐磨材料制成的内核(12)和由耐腐蚀材料制成的围绕所述内核(12)的环形外层(14)；
-在正交于所述纵向(A)的方向上切割所述多层棒(10)以形成带有平的前表面(18)的圆柱形坯料(16)；
-把由耐腐蚀材料制成的末端(20)固定到所述坯料(16)的所述前表面(18)之一上；和
-把有所述末端(20)固定在其上的所述坯料(16)成形为成品喷嘴(26)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述末端(20)在所述坯料(16)上的固定是通过：
-焊接，
-通过HIP工艺连接，或
-硬钎焊。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述坯料(16)和所述末端(20)的相向表面(18、22)之间提供横向层(25)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棒(10)是通过耐磨材料和耐腐蚀材料的热等静压压制(HIP)获得的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棒(10)是通过把由耐磨材料制成的内杆或管(12)插入由耐腐蚀材料制成的外管(14)中获得的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述内杆或管(12)和/或所述外管(14)和/或所述末端(20)通过HIP制造为独立的固体元件。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棒(10)是通过HIP内杆或管(12)到外管(14)中或通过在内杆或管(12)的周围HIP外管(14)获得的。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述内杆或管(12)与所述外管(14)之间提供中间层，并且所述内杆或管(12)和所述外管(14)通过HIP或通过硬钎焊固定到彼此上。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多层圆柱形棒(10)具有包含在10与50毫米之间的外径，所述内核(12)具有包含在5与15毫米之间的直径，并且所述环形外层(14)具有包含在2.5与15毫米之间的厚度。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐腐蚀材料具有质量含量大于20％的铬。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐磨材料具有大于40HRC且优选为大于52HRC的硬度。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述末端(20)具有通过摩擦焊、离子束焊或硬钎焊焊到所述坯料(16)的前表面(18)之一上的平表面(22)。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述末端(20)具有半球形表面(24)。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述末端(20)是圆盘形的，带有两个平行的平表面(22)。
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