CN107354375A - 燃料喷射引导装置和管状的引导通道 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射引导装置和管状的引导通道，所述燃料喷射引导装置包括管状的至少局部弯曲的引导通道(10)，该引导通道由钢合金制成并且用于输送燃料。所述燃料喷射引导装置的特征在于，所述引导通道(10)具有至少1050MPa的抗拉强度以及具有包括至少70％的贝氏体份额的组织。本发明还涉及一种用于柴油机的燃料喷射引导装置的管状的引导通道(10)。

Description

燃料喷射引导装置和管状的引导通道
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射引导装置、尤其是一种用于柴油机的燃料喷射引导装置以及一种用于燃料喷射引导装置的管状的引导通道。
背景技术
在机动车的驱动或其它设备、如发电机或泵的驱动中使用柴油机。在此，经由泵来实现向汽缸的燃料输送或者说喷射，通过该泵产生大于1000bar的压力，其中，总是力求提高所述压力。喷射泵与各个汽缸之间的连接通过导管形成。这些导管在此经受高的而且还脉动的压力、尤其是内压力。存在各种不同的影响管的耐久性的可能性。尤其是，管尺寸、尤其是管的壁厚可能变大。此外可以对内表面进行处理。也已知的是通过自紧(Autofrettage)对管进行处理。最后可以使用在具有较高强度的状态下的材料。但尤其是在最后一点中，在任何时候都达到技术上有意义的范围的界限。也就是说，不能任意提高强度，因为由此不再能例如通过折边或弯曲来将管进一步加工成引导通道。
发明内容
因此，本发明的任务是实现一种解决方案，在该解决方案中，燃料喷射引导装置以及尤其是引导通道在喷射泵运行时能够可靠地承受住要求，并且还能够满足例如在车辆中存在的空间限制。
本发明基于这样的认识，即，该任务可以通过创造一种管状的引导通道来解决，所述引导通道的材料带有合适的具有合适的材料特征值的组织。
因此，所述任务通过一种用于柴油机的燃料喷射引导装置来解决，所述燃料喷射引导装置包括至少局部弯曲的管状的引导通道，该引导通道由钢制成并且用于输送燃料。所述燃料喷射引导装置的特征在于，所述引导通道具有至少1050MPa的抗拉强度以及具有包括至少70％的贝氏体份额的组织。
此外，所述任务通过一种用于柴油机的燃料喷射引导装置的管状的引导通道来解决，该引导通道由钢合金制成。所述管状的引导通道的特征在于，该引导通道具有至少1050MPa的抗拉强度以及具有包括至少70％的贝氏体份额的组织。
关于按照本发明的燃料喷射引导装置所说明的优点和特征——只要可应用——相应地适用于按照本发明的引导通道并且反之亦然，并且因此必要时仅说明一次。
按照本发明的燃料喷射引导装置除了引导通道之外可以具有其它元件、如外加螺母等。按照本发明，所述引导通道是管状的引导通道。所述管状的引导通道可以在燃料喷射引导装置中作为至少局部弯曲的管状的引导通道而存在。因此特别优选地，引导通道由如下管制成，该管在至少一个区域中被弓形地弯曲。此外在其它区域中，引导通道可以具有直的管形状。
通过按照本发明的燃料喷射引导装置的引导通道具有至少1050MPa的抗拉强度，能够确保足够的强度，该强度能够承受住负荷、尤其是作用到燃料喷射引导装置上的高的内压力。优选地，燃料喷射引导装置的引导通道的抗拉强度是至少1150MPa。因为制成引导通道的材料的组织结构、尤其是微观组织结构具有至少70％、优选至少80％的贝氏体份额，所以此外也能确保引导通道能够承受住脉动的压力、尤其是在喷射泵运行时出现的内压力临界负荷(Innendruckschwellbelastung)。与在其中必须使用较厚的壁厚以便提高引导通道的强度的燃料喷射引导装置不同，所述壁厚在本发明中基于引导通道的组织结构和抗拉强度而能够小地保持。此外能够例如通过拉伸过程来生产为了制造引导通道而需要的管，因为引导通道的材料的强度仍然允许这样的变形过程。作为贝氏体份额，优选贝氏体的表面份额以百分比的形式给出。
按照一种优选的实施方式，所述引导通道至少局部具有至少12％的断裂延伸率A5。该材料特征值表示样品在断裂之后相对于样品的原始标距长度的延长。通过至少局部在引导通道上存在的高断裂延伸率而得到高的可延展性并且因此在泵运行时能够承受住负荷。断裂延伸率A5涉及如下样品，在该样品中，样品(该样品是圆棒)的原始长度等于该样品的原始直径的五倍。L0＝5*d0。优选地，引导通道的(断裂)延伸率是至少14％。
按照本发明，断裂延伸率A5至少局部地在引导通道上存在。在此优选地，所述引导通道由如下的管形成，该管在加工之前、尤其是在弯折之前具有至少12％的断裂延伸率A5。在使该管弯折成引导通道之后，至少在引导通道的如下区域中存在至少12％的断裂延伸率，引导通道在该区域中未被弯折。优选地，管的断裂延伸率在未被弯折的区域中为至少12％、在被弯折的区域中为至少14％。
按照一种实施方式，所述引导通道在外直径至少为6.0mm时承受住至少2500巴、尤其是至少3000巴的系统压力。所述系统压力在此表示喷射压力连同超调量、即短时超过调定的喷射压力(的压力)。为此所需要的疲劳强度可以通过所谓的韦勒试验来确定。因此，利用本发明可以使喷射压力相对于已知的2500巴的喷射压力提高，且由此获得高效的燃料燃烧并且因此实现燃料节省。
按照一种实施方式，所述引导通道具有3.35mm的壁厚。特别优选地，管状的引导通道的外直径AD＝6.35mm并且内直径ID＝3mm。引导通道的这些尺寸尤其适合于轿车。
而在货车中使用所述燃料喷射引导装置的情况下例如可以使用壁厚为5mm的管。在此特别优选地，管状的引导通道的外直径AD＝8mm并且内直径ID＝3mm。在该情况下，引导通道具有至少3500巴、尤其是在3500巴至4000巴之间的运行压力。
但按照本发明也可以使用其它尺寸的管状的引导通道。但是始终确保引导通道的抵抗静态的和脉动的压力负荷的高承荷能力，其中，结构空间、即尤其是壁厚的尺寸以及因此管状的引导通道的外直径在内直径相同的情况下可以小地保持。
按照一种实施方式，所述引导通道由钢合金制成，该钢合金除了铁和熔化相关的杂质之外至少包括下列以重量百分比形式的组成部分：
通过合金的该组成，一方面能够确保或者说有利于在引导通道的钢合金的组织结构中形成贝氏体。另一方面能够可靠地调定在按照本发明的范围内的合金的至少1050MPa的强度、尤其是抗拉强度。
通过将钛和铌限制于总和最多为0.04而实现，对于耐久性不利的氮化钛或者一次碳氮化合物在引导通道的金属微观组织结构中存在。
铬含量优选被限制于1.90至2.20重量％的范围内。
钒在合金中优选以至少0.05重量％的量存在。
按照一种优选的实施方式，用于引导通道的合金除了所提及的以提及的含量的合金元素之外具有下列以重量百分比形式的其它合金元素中的至少一种合金元素并且优选全部合金元素：
Si 0.03-1.0
Mo 0.2-0.8
Al 0.01-0.06。
利用该合金能够可靠地调节引导通道的按照本发明的特性。
按照另一实施方式，所述引导通道由如下的钢合金制成，该钢合金除了铁和熔化相关的杂质之外至少包括下列以重量百分比形式的组成部分：
通过添加重量百分比为最大0.05并且更优选地重量百分比为最大0.03的铌(Nb)，尤其是能够防止形成一次碳化物并且因此能够防止在所述组织结构中的应力集中。同样可以通过将钛的添加限制于最大含量为0.1％来防止形成氮化钛。
用于制造引导通道的管优选这样被热处理，即，对该管进行加热，然后将该管冷却至室温。例如可以将该管加热至920℃。接着对该管进行退火。所述冷却可以以例如在小于5K/s的范围内的冷却速度进行。然后可以例如在500℃的情况下对被冷却至室温的管进行退火。
利用本发明可以在适合的合金中、例如在上面给出的实施方式之一中调定95％的贝氏体份额。其中，抗拉强度可以大于1050MPa、例如位于在1250至1300MPa中。
具体实施方式
在图1中示出燃料喷射引导装置1的一种实施方式。燃料喷射引导装置1在所示实施方式中包括管状的引导通道10以及包括端部元件11，所述端部元件例如可以是喷嘴或者阀。此外，在图1中还示出固定元件12，所述固定元件例如可以构造为外加螺母。
引导通道10在所示实施方式中由如下管制成。该管在区域100中被弓形地弯曲。该弯曲可以通过使所述管弯折来产生。在处于引导通道10的端部与弯曲的区域100之间的区域101中，引导通道10通过所述管的直的部分101形成。在弯折以便制造燃料喷射引导装置1之前对管端部进行加工、尤其是进行折边并且可选地进行加厚。在此之前将固定元件引导经过两个端部。此外，引导通道10的内侧可以通过自紧(自增强)来加强。该加工可以在使所述管弯折之后进行。
引导通道10例如由抗拉强度为至少1100MPa的材料制成。该值必要时在引导通道10的被弯折的区域100中可以高于在直的区域101中。此外，引导通道10优选具有至少15％的(断裂)延伸率A5。该值至少存在于直的、即未通过弯折加工的区域101中。
利用本发明实现一种柴油喷射管，该柴油喷射管能够以AD 8mm×ID 3mm的尺寸作为1ppm值承受住3600巴的压力。尤其是可以实现用于货车领域(8×ID 3mm)和轿车领域(6.35×ID 3mm)的柴油喷射管，所述柴油喷射管满足对强度结合可延展性的要求。利用本发明也能够实现用于例如欧洲市场的产品或者用于亚洲市场的产品的其它尺寸。
按照本发明使用贝氏体份额高的、尤其是贝氏体份额大于70％的组织，因为得到强度与可延展性的良好组合。在按照本发明的燃料喷射引导装置中，为了制造引导通道可以使用长管，所述长管也可以称为半成品管。这些长管可以以6m的长度由棒材料制造。
本发明具有一系列的优点。尤其是，形成引导通道的管具有良好的可变形性结合高的强度以及足够的耐久性。
附图标记列表
1 燃料喷射引导装置
10 引导通道
100 弯折的区域
101 直的区域
11 端部元件
12 固定元件

Claims (9)

1.用于柴油机的燃料喷射引导装置，所述燃料喷射引导装置包括至少局部弯曲的管状的引导通道(10)，该引导通道由钢合金制成并且用于输送燃料，其特征在于，所述引导通道(10)具有至少1050MPa的抗拉强度以及具有包括至少70％的贝氏体份额的组织。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，所述引导通道(10)至少局部具有至少12％的断裂延伸率A5。
3.根据权利要求1或2之一所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，所述引导通道(10)承受至少2500巴、优选至少3000巴的系统压力。
4.根据权利要求1至3之一所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，所述引导通道具有3.35mm的壁厚并且优选具有管状的引导通道的外直径AD＝6.35mm以及内直径ID＝3mm。
5.根据权利要求1至4之一所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，所述引导通道由如下钢合金制成，该钢合金除了铁和熔化相关的杂质之外至少包括下列重量％形式的组成部分：
6.根据权利要求5所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，含有在1.90至2.20重量％范围内的铬。
7.根据权利要求5或6所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，用于引导通道的合金具有下列重量％形式的其它合金元素中的至少一种合金元素并且优选全部合金元素：
Si 0.03-1.0
Mo 0.2-0.8
Al 0.01-0.06。
8.根据权利要求1至4之一所述的燃料喷射引导装置，其特征在于，所述引导通道的合金包括下列在以重量％形式给出的范围内的合金元素：
9.用于柴油机的燃料喷射引导装置的管状的引导通道，其中，所述引导通道由钢合金制成，其特征在于，所述引导通道(10)具有至少1050MPa的抗拉强度以及具有包括至少70％的贝氏体份额的组织。
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