DE102019104294A1

DE102019104294A1 - Korrosionsbeständige Vorrichtung

Info

Publication number: DE102019104294A1
Application number: DE102019104294.1A
Authority: DE
Inventors: Yuji Saito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-09-19
Also published as: US20190285039A1; US11371472B2; CN110273799B; CN110273799A

Abstract

Ein erstes Element (70) weist eine Plattierungsschicht (72) auf. Ein zweites Element (80) wird gegen die Plattierungsschicht gedrückt und bewirkt eine Zugspannung in dem ersten Element. Eine Risswahrscheinlichkeit entspricht einer Wahrscheinlichkeit eines durch die Zugspannung hervorgerufenen Reißens der Plattierungsschicht. Eine Kennlinie (L1, L2) stellt eine Beziehung zwischen einem Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht und der Risswahrscheinlichkeit dar. Eine charakteristische Steigung der Kennlinie entspricht einem Verhältnis aus einer Zunahme der Risswahrscheinlichkeit zu einer Abnahme des Elastizitätsmoduls. Auf der Kennlinie tritt ein charakteristischer Veränderungspunkt (P1, P2) auf, bei dem die charakteristische Steigung zunimmt, um eine vorbestimmte Steigung zu überschreiten, wenn der Elastizitätsmodul allmählich abnimmt. Ein charakteristischer Veränderungselastizitätsmodul (E1, E2) entspricht dem Elastizitätsmodul an dem charakteristischen Veränderungspunkt. Die Plattierungsschicht enthält zumindest eine Chromkomponente und weist den Elastizitätsmodul auf, der größer ist als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine korrosionsbeständige Vorrichtung.
Hintergrund
Ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Verbrennungskraftmaschine, das in der JPS51-72618U offenbart ist, umfasst eine Metalldüse, in der ein Einspritzloch zum Einspritzen von Kraftstoff vorgesehen ist. Die JPS51-72618U beschreibt, dass eine Oberfläche der Düsen beschichtet ist, um eine Erosion bzw. einen Verschleiß der Düse zu reduzieren.
Bei einer Konfiguration, bei welcher die Düse einen Abschnitt (Hochspannungsabschnitt) aufweist, bei dem eine hohe Spannung auftritt, und bei welcher der Hochspannungsabschnitt beschichtet ist, würde jedoch die Sorge entstehen, dass es zu einer Rissbildung in der Beschichtung kommen kann. Folglich kann keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit gewährleistet werden. Mit anderen Worten, es könnte schwierig sein, die Korrosionsbeständigkeit des Hochspannungsabschnitts durch Beschichten sicherzustellen.
Kurzfassung
Die vorliegende Offenbarung adressiert zumindest einen der vorstehenden Punkte. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine korrosionsbeständige Vorrichtung bereitzustellen, welche derart konfiguriert ist, dass diese deren Korrosionsbeständigkeit durch Beschränken des Auftretens von Rissen in einer auf einen Hochspannungsabschnitt aufgebrachten Plattierungsschicht ausreichend sicherstellt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine korrosionsbeständige Vorrichtung ein erstes Element mit einer auf ein metallisches Grundmaterial aufgebrachten Plattierungsschicht. Die korrosionsbeständige Vorrichtung umfasst ferner ein zweites Element, das gegen einen Abschnitt des ersten Elements gedrückt wird, auf dem die Plattierungsschicht aufgebracht ist. Eine Spannung, die in dem ersten Element durch Drücken des zweiten Elements gegen das erste Element hervorgerufen wird, ist als eine Zugspannung definiert. Eine Wahrscheinlichkeit eines durch die Zugspannung hervorgerufenen Reißens der Plattierungsschicht ist als eine Risswahrscheinlichkeit definiert. Eine Steigung einer Kennlinie, die eine Beziehung zwischen einem Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht und der Risswahrscheinlichkeit darstellt, entspricht einem Verhältnis eines Zunahmebetrags der Risswahrscheinlichkeit zu einer Abnahme des Elastizitätsmoduls um einen vorbestimmten Betrag, und ist als eine charakteristische Steigung definiert. Ein auf der Kennlinie auftretender Veränderungspunkt, bei dem sich die charakteristische Steigung ausgehend von einer Steigung, die kleiner als eine vorbestimmte Steigung ist, auf eine vorbestimmte Steigung oder mehr verändert, wenn der Elastizitätsmodul allmählich abnimmt, ist als ein charakteristischer Veränderungspunkt definiert. Der Elastizitätsmodul an dem charakteristischen Veränderungspunkt ist als ein charakteristischer Veränderungselastizitätsmodul definiert. Die Plattierungsschicht enthält zumindest eine Chromkomponente und weist den Elastizitätsmodul auf, der größer ist als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul.
In einem Fall, in dem Chrom als ein Beschichtungsmaterial verwendet wird, ist es durch eine ausreichende Erhöhung des Elastizitätsmoduls der Beschichtung weniger wahrscheinlich, dass Risse auftreten, selbst wenn die Beschichtung auf einen Hochspannungsabschnitt aufgebracht ist. Gemäß der vorstehenden korrosionsbeständigen Vorrichtung, die auf diesen Punkt fokussiert ist, enthält die Plattierungsschicht zumindest die Chromkomponente und weist den Elastizitätsmodul auf, der größer als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul ist. Aus diesem Grund ermöglicht es die Konfiguration, das Auftreten des Risses in der Plattierungsschicht zu beschränken, die auf den Abschnitt (Hochspannungsabschnitt) des ersten Elements aufgebracht ist, auf den das zweite Element gedrückt wird, um die hohe Spannung hervorzurufen, und die Korrosionsbeständigkeit durch die Plattierungsschicht ausreichend sicherzustellen.
Figurenliste
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform an einer Verbrennungskraftmaschine montiert ist;
2 eine Querschnittsansicht, die 1 schematisch zeigt, entlang einer Linie II-II von 3;
3 eine Ansicht entlang eines Pfeils III von 2;
4 ein Testergebnis, das eine Kennlinie zeigt, die eine Beziehung zwischen einem Indentierungs-Elastizitätsmodul einer Plattierungsschicht und einer Risswahrscheinlichkeit sowie einer Nicht-Risswahrscheinlichkeit darstellt,
5 eine Querschnittsansicht, die einen Düsenkörper eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt, das einen Zustand zeigt, in dem ein Riss in einer Plattierungsschicht aufgrund einer in einem Grundmaterial auftretenden Spannung auftritt;
6 eine Querschnittsansicht, die einen Düsenkörper eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt, das einen Zustand zeigt, in dem ein Grundmaterial aufgrund des in der Plattierungsschicht auftretenden Risses korrodiert ist;
7 eine Querschnittsansicht, die einen Düsenkörper und eine Sicherungsmutter eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt, das einen Zustand zeigt, in dem das Grundmaterial korrodiert ist;
8 eine Querschnittsansicht, die einen Düsenkörper und eine Sicherungsmutter des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, die einen Zustand zeigt, in dem das Grundmaterial durch die Plattierungsschicht geschützt ist und nicht korrodiert;
9 eine Querschnittsansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer zweiten Ausführungsform schematisch zeigt;
10 eine Querschnittsansicht, die einen Düsenkörper des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt, wobei der untere Teil einer vergrößerten Ansicht entspricht, die einen Teil einer Plattierungsschicht zeigt, der durch eine Strichpunktlinie in dem oberen Teil angezeigt ist; und
11 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Indentierungs-Elastizitätsmodul, einem Hohlraumverhältnis und einer Zugspannung zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. Den entsprechenden Komponenten sind in jeder Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, und sich wiederholende Beschreibungen können entfallen. Wenn in jeder Ausführungsform nur ein Teil der Konfiguration beschrieben ist, kann die Konfiguration der anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf andere Teile der Konfiguration angewendet werden.
(Erste Ausführungsform)
Eine korrosionsbeständige Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Kraftstoffeinspritzventil 10, das in 1 gezeigt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist in einem an einem Fahrzeug montierten Verbrennungssystem vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist insbesondere an einem Zylinderkopf 2 einer Verbrennungskraftmaschine 1 angebracht, welche das Verbrennungssystem konfiguriert. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 spritzt einen von einem Common-Rail zugeführten Hochdruckkraftstoff direkt von einem Einspritzloch 39 in eine Brennkammer 1a ein.
Das Kraftstoffeinspritzventil 10 umfasst einen Ventilkörper 20, eine Düsennadel 50, ein Solenoidsteuerungsventil 40 und eine bewegliche Platte 60. Der Ventilkörper 20 ist durch Kombinieren mehrerer Metallelemente, wie eines Injektorkörpers 21, eines strömungsdurchlassbildenden Elements 22, eines Düsenkörpers 70 und eines Zylinders 23 mit einer Sicherungsmutter 80 gebildet.
Die Sicherungsmutter 80 ist aus Metall hergestellt und weist eine zylindrische Gestalt auf, die sich in einer axialen Richtung des Kraftstoffeinspritzventils 10 erstreckt. An einem Ende einer Innenumfangsfläche der Sicherungsmutter 80 in der axialen Richtung ist ein Innengewindeabschnitt 80N vorgesehen, und an dem anderen Ende ist ein Muttersicherungsabschnitt 80a ausgebildet. In einem Zustand, in dem der Muttersicherungsabschnitt 80a einen Körpersicherungsabschnitt 70a verriegelt bzw. sichert, der einem Sicherungsabschnitt des Düsenkörpers 70 entspricht, ist der Innengewindeabschnitt 80N der Sicherungsmutter 80 an einem Außengewindeabschnitt 21N, der an einer Außenumfangsfläche des Injektorkörpers 21 ausgebildet ist, befestigt. Folglich werden der Injektorkörper 21, das strömungsdurchlassbildende Element 22 und der Düsenkörper 70 in einem Zustand gehalten, in dem diese in der axialen Richtung gegeneinander gedrückt werden.
Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist in das Einführloch 2a des Zylinderkopfs 2 eingesetzt, und ein an einer Spitze des Ventilkörpers 20 vorgesehenes Einspritzloch 39 ist der Brennkammer 1a ausgesetzt. Ein Ende eines Klemmelements 3 steht mit einem Eingriffsabschnitt 21a des Injektorkörpers 21 in Eingriff. Das andere Ende des Klemmelements 3 ist mit einer Schraube oder dergleichen an dem Zylinderkopf 2 fixiert. Ein Anlageabschnitt 80b der Sicherungsmutter 80 stößt gegen einen Anlageabschnitt 2b, der sich innerhalb des Einführlochs 2a des Zylinderkopfs 2 befindet. Die Anlage verhindert, dass sich das Kraftstoffeinspritzventil 10 in der axialen Richtung hin zu der Brennkammer 1a bewegt. Mit anderen Worten, das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist an dem Einführloch 2a des Zylinderkopfs 2 angebracht, während dieses zwischen dem Anlageabschnitt 2b des Zylinderkopfs 2 und dem Klemmelement 3 aufgenommen ist.
Im Inneren des Ventilkörpers 20 sind ein Hochdruckkraftstoffdurchlass 31, ein Einströmkanal 32, ein Ausströmkanal 33, eine Steuerungskammer 35 und eine Niederdruckkammer 38 vorgesehen.
Der Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 ist über den Injektorkörper 21, das strömungsdurchlassbildende Element 22 und den Düsenkörper 70 vorgesehen und ermöglicht es, dass ein von dem nicht gezeigten Common-Rail zugeführter Hochdruckkraftstoff durch das Einspritzloch 39 strömt.
Der Einströmkanal 32 ist von dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 durch das strömungsdurchlassbildende Element 22 abgezweigt und verbindet den Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 mit der Steuerungskammer 35. Der Einströmkanal 32 ermöglicht, dass ein Teil des durch den Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 strömenden Hochdruckkraftstoffes in die Steuerungskammer 35 strömt. Der Ausströmkanal 33 verbindet die Steuerungskammer 35 mit der Niederdruckkammer 38, damit der Kraftstoff aus der Steuerungskammer 35 ausströmen kann.
Die Steuerungskammer 35 entspricht einem Raum, der durch das strömungsdurchlassbildende Element 22, den Zylinder 23, die Düsennadel 50 und dergleichen definiert ist. Die Steuerungskammer 35 befindet sich über die Düsennadel 50 auf der entgegengesetzten Seite des Einspritzlochs 39. Die Steuerungskammer 35 ist mit dem Kraftstoff gefüllt, der über den Einströmkanal 32 zugeführt wird. Der Kraftstoffdruck in der Steuerungskammer 35 wird aufgrund einer Einströmung des Kraftstoffs durch den Einströmkanal 32 und eine Ausströmung des Kraftstoffs durch den Ausströmkanal 33 variiert.
Die Niederdruckkammer 38 entspricht einem in dem Injektorkörper 21 vorgesehenen Aufnahmeraum. In der Niederdruckkammer 38 ist ein Solenoidsteuerungsventil 40 aufgenommen. Ein über den Ausströmkanal 33 abgegebener überschüssiger Kraftstoff strömt in die Niederdruckkammer 38, und die Niederdruckkammer 38 wird mit dem Kraftstoff gefüllt, der einen niedrigeren Druck als dieser der Steuerungskammer 35 aufweist.
Die Düsennadel 50 ist aus einem metallischen Material in einer zylindrischen Gestalt gefertigt. Die Düsennadel 50 wird durch die Variation des Kraftstoffdrucks in der Steuerungskammer 35 relativ zu dem Ventilkörper 20 entlang der axialen Richtung verschoben und öffnet und schließt das Einspritzloch 39. Die Spitze der Düsennadel 50 auf der Seite des Einspritzlochs 39 ist in einer konischen Gestalt ausgebildet. Die Düsennadel 50 ist in dem Düsenkörper 70 aufgenommen und nimmt von dem durch den Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 zugeführten Hochdruckkraftstoff eine Kraft in einer Richtung auf, in der das Einspritzloch 39 geöffnet wird (nachfolgend als eine „Ventilöffnungsrichtung“ bezeichnet). Die Düsennadel 50 ist durch eine Vorspannkraft einer Nadelfeder 53 hin zu dem Zylinder 23 in einer Richtung vorgespannt, in der das Einspritzloch 39 geschlossen wird (nachfolgend als eine „Ventilschließrichtung“ bezeichnet).
Das Solenoidsteuerungsventil 40 umfasst einen Steuerungsventilkörper 42, der in der Niederdruckkammer 38 aufgenommen ist, zum Öffnen und Schließen des Ausströmkanals 33, und eine Antriebseinheit 41 zum Verschieben des Steuerungsventilkörpers 42 basierend auf einem Antriebsstrom. Wenn der Antriebseinheit 41 keine elektrische Energie zugeführt wird, schließt der Steuerungsventilkörper 42 das Ventil, um den Kraftstoffaustritt aus der Steuerungskammer 35 zu der Niederdruckkammer 38 zu unterbrechen. Wenn andererseits die elektrische Energie der Antriebseinheit 41 zugeführt wird, öffnet der Steuerungsventilkörper 42 das Ventil, damit der Kraftstoff von der Steuerungskammer 35 zu der Niederdruckkammer 38 strömen kann.
Die bewegliche Platte 60 ist aus einem metallischen Material in einer Scheibenform gefertigt. Die bewegliche Platte 60 ist in der Steuerungskammer 35 angeordnet und bewegt sich entlang der axialen Richtung der Düsennadel 50 hin und her, um den Ausströmkanal 33 zu öffnen und zu schließen. Wenn der Ausströmkanal 33 durch den Steuerungsventilkörper 42 geöffnet wird, wird der Kraftstoff in der Steuerungskammer 35 von dem Ausströmkanal 33 zu der Niederdruckkammer 38 abgegeben.
Im Folgenden wird eine Struktur des Düsenkörpers 70 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 detailliert beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind der Injektorkörper 21 und die Sicherungsmutter 80 in einem Zustand miteinander verschraubt, in dem die Sicherungsmutter 80 und der Düsenkörper 70 miteinander verriegelt sind. Folglich werden der Injektorkörper 21, das strömungsdurchlassbildende Element 22 und der Düsenkörper 70 in der axialen Richtung gegeneinander gedrückt. Auf diese Art und Weise befindet sich der Körpersicherungsabschnitt 70a in einem Zustand, in dem dieser gegen den Muttersicherungsabschnitt 80a gedrückt wird, und eine Druckkraft (Drückkraft) wird in der axialen Richtung durch einen Schraubeneingriff zwischen dem Innengewindeabschnitt 80N und dem Außengewindeabschnitt 21N aufgebracht. Der Düsenkörper 70 entspricht einem „ersten Element“ und die Sicherungsmutter 80 entspricht einem „zweiten Element“.
Der Düsenkörper 70 besitzt ein Grundmaterial 71 und eine Plattierungsschicht 72, und der Düsenkörper 70 wird durch Aufbringen der Plattierungsschicht 72 auf eine Außenfläche des Grundmaterials 71 gebildet. Das Grundmaterial 71 ist aus einem eisenbasierten Metall hergestellt. Die Plattierungsschicht 72 entspricht einer Hartverchromung auf Basis von Chrom. Die Plattierungsschicht 72 ist in einem gesamten Bereich einer Außenfläche des Düsenkörpers 70 ausgehend von einem Abschnitt, bei dem das Einspritzloch 39 vorgesehen ist, hin zu dem Körpersicherungsabschnitt 70a, das heißt, bei dem Körpersicherungsabschnitt 70a und einem gesamten Abschnitt auf der Einspritzlochseite von dem Körpersicherungsabschnitt 70a in der axialen Richtung vorgesehen. Mit anderen Worten, die Plattierungsschicht 72 ist auf einen Bereich der Außenfläche des Düsenkörpers 70 ausgehend von einem Abschnitt, bei dem das Einspritzloch 39 vorgesehen ist, hin zu einem gegen die Sicherungsmutter 80 gepressten Abschnitt aufgebracht. Eine Innenseite des Einspritzlochs 39 und eine Innenfläche des Grundmaterials 71 sind nicht beschichtet.
Zwischen der Plattierungsschicht 72 und einer Innenumfangsfläche des Einführlochs 2a ist ein Spalt CL1 vorgesehen. Zwischen der Innenumfangsfläche des Muttersicherungsabschnitts 80a der Sicherungsmutter 80 und der Plattierungsschicht 72 ist ebenfalls ein Spalt CL2 vorgesehen. Eine Oberfläche 72a der Plattierungsschicht 72 in einem Abschnitt, der den Körpersicherungsabschnitt 70a bildet, steht mit dem Muttersicherungsabschnitt 80a in Kontakt, und durch die vorstehend beschriebene Druckkraft wird auf diese gedrückt. Die Oberfläche 72a besitzt eine Gestalt, die sich senkrecht zur Axialrichtung erstreckt, und eine Gestalt, die sich um die Mittelachse ringförmig erstreckt.
Anschließend wird ein Herstellungsverfahren zum Ausbilden der Plattierungsschicht 72 auf dem Grundmaterial 71 beschrieben. Zunächst wird eine Maskierungsbehandlung auf einem Abschnitt des Grundmaterials 71 mit Ausnahme eines Abschnitts durchgeführt, in dem die Plattierungsschicht 72 ausgebildet werden soll (Maskierungsprozess). Zusätzlich wird ein Sargentbad aus geschmolzenem Chrom vorbereitet und eine Badtemperatur, die einer Temperatur von geschmolzenem Chrom entspricht, auf eine Solltemperatur eingestellt (Badtemperatur-Anpassungsprozess). Anschließend wird das Grundmaterial 71 in ein temperaturangepasstes Sargentbad getaucht und das Grundmaterial 71 wird elektrisch mit der Kathode verbunden (Tauchprozess). Anschließend wird mit der Bestromung einer Anode und einer Kathode das geschmolzene Chrom auf einem Abschnitt der Oberfläche des Grundmaterials 71 ausgeschieden, der keiner Maskierungsbehandlung unterzogen wurde (Bestromungsprozess).
In diesem Fall weist die Plattierungsschicht 72 kleinste Kratzer, wie feine Risse und Hohlräume, auf, die bei dem Ausscheidungsprozess entstehen. Der Grad, in dem solche winzigen Kratzer auftreten, kann durch Anpassen einer Ausscheidungs- bzw. Niederschlagsrate der Beschichtung in dem Bestromungsprozess angepasst werden. Die Niederschlagsrate kann durch Anpassen der Badtemperatur in einem Badtemperatur-Anpassungsprozess und eines Stromwertes bezogen auf die Bestromung in dem Bestromungsprozess angepasst werden. Ein Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 kann durch Anpassen der Niederschlagsrate angepasst werden.
Der Elastizitätsmodul entspricht einem Indentierungs-Elastizitätsmodul gemäß der Definition in der Internationalen Organisation für Normung (ISO) 14577. Mit anderen Worten, ein Lastrücknahmebetrag und ein Wiederherstellungsbetrag werden gemessen, wenn die Plattierungsschicht 72 verformt wird, indem ein Indenter bzw. Eindringkörper in die Plattierungsschicht 72 gedrückt wird, um eine Last aufzubringen, und dann die Last entfernt wird, um die Verformung wiederherzustellen. Ein Verhältnis, das sich durch Teilen des so gemessenen Lastrücknahmebetrags durch den Wiederherstellungsbetrag ergibt, ist als der Indentierungs-Elastizitätsmodul definiert. Ein Abschnitt der Plattierungsschicht 72, auf den in Kontakt mit dem Eindringkörper gedrückt wird, wird nach einer Form des Eindringkörpers plastisch verformt. Ein Abschnitt der Plattierungsschicht 72, der den Abschnitt in Kontakt mit dem Eindringkörper umgibt, wird elastisch verformt. Spezifische Beispiele für den Eindringkörper, der für die vorstehende Messung verwendet wird, umfassen einen Berkovich-Typ und einen Vickers-Eindringkörper, die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) 14577 definiert sind. Der Indentierungs-Elastizitätsmodul wird unter den Bedingungen gemessen, dass ein Poisson-Verhältnis der Beschichtung 0,3 beträgt, ein Poisson-Verhältnis des Eindringkörpers 0,070 beträgt und ein Elastizitätsmodul des Eindringkörpers gleich 1,14 × 10⁶ N/mm² ist.
Der Indentierungs-Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 ist auf größer als 1,6 × 10⁵N/mm² eingestellt (siehe 4). Die technische Bedeutung des Indentierungs-Elastizitätsmoduls wird im Folgenden mit Bezug auf die 4 bis 8 beschrieben.
Wie durch Pfeile in 5 angegeben ist, kann das Grundmaterial 71 des Körpersicherungsabschnitts 70a durch eine innere Spannung bzw. Eigenspannung (Zugspannung), die durch die vorstehend beschriebene Druckkraft hervorgerufen wird, verformt werden. Darüber hinaus kann das Grundmaterial 71 auch durch die Druckkraft durch das vorstehend beschriebene Klemmelement 3 verformt werden. Anschließend kann die Plattierungsschicht 72x des Körpersicherungsabschnitts 70a nicht der Verformung des Grundmaterials 71 folgend elastisch verformt werden, und wie in 5 gezeigt ist, tritt in der Plattierungsschicht 72x ein Riss 72h auf. Wenn der Riss 72h die Plattierungsschicht 72x von der Oberfläche 72a hin zu dem Grundmaterial 71 durchdringt, würde Feuchtigkeit W, die an der Oberfläche 72a haftet, in den Riss 72h eindringen und das Grundmaterial 71 erreichen. Folglich korrodiert das Grundmaterial 71, wie in 6 gezeigt ist, und es kann durch die Korrosion ein Hohlraum 71h entstehen.
Die 5 und 6 zeigen ein Beispiel, bei dem der Riss 72h in einem Abschnitt der Plattierungsschicht 72x auftritt, der mit der Sicherungsmutter 80 in Kontakt kommt. Andererseits zeigt 7 ein Beispiel, bei dem ein Riss in einem Abschnitt der Plattierungsschicht 72x, der nicht mit der Sicherungsmutter 80 in Kontakt kommt, und in einem Abschnitt, bei dem das Grundmaterial 71 rechtwinklig gebogen ist (Biegeabschnitt 70b), auftritt. Im Falle von 7 wird das Grundmaterial 71 ähnlich wie in den 5 und 6 durch die in dem Biegeabschnitt 70b hervorgerufene Eigenspannung verformt und die Plattierungsschicht 72x kann nicht der Verformung folgend elastisch verformt werden, und der Riss 72h wird in der Plattierungsschicht 72x hervorgerufen. Dadurch, dass die Feuchtigkeit W in den Riss 72h eindringt und das Grundmaterial 71 erreicht, korrodiert das Grundmaterial 71 und der Hohlraum 71h entsteht.
Insbesondere enthält die Brennkammer 1a die durch die Verbrennung erzeugte Feuchtigkeit, und die Feuchtigkeit enthält saure Komponenten, wie eine Stickstoffverbindung und eine Schwefelverbindung. Aus diesem Grund schreitet die vorstehend beschriebene Korrosion auf einfache Art und Weise voran, wenn die Feuchtigkeit durch die Spalten CL1 und CL2 den Biegeabschnitt 70b und den Körpersicherungsabschnitt 70a erreicht. Wenn der Hohlraum 71h in dem Grundmaterial 71 wie vorstehend beschrieben auftritt, kann der Düsenkörper 70 aufgrund einer Festigkeitsabnahme beschädigt werden.
Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 so gebildet, dass dieser ausreichend groß ist, um das Auftreten von Rissen 72h in der Plattierungsschicht 72x zu reduzieren. Da die Plattierungsschicht 72 durch Folgen der Verformung des Grundmaterials 71 ausreichend elastisch verformt werden kann, tritt/treten in der Plattierungsschicht 72 kein Riss oder wenige Risse auf, und das Grundmaterial 71 wird gemäß 8 vor Korrosion geschützt.
Bei dem in 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventil 10 beträgt die Zugspannung 1100 MPa. Falls in diesem Fall der Indentierungs-Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 größer als 1,6 × 10⁵ N/mm² ist, kann eine nachfolgend zu beschreibende Risswahrscheinlichkeit ausreichend reduziert werden. Die Risswahrscheinlichkeit entspricht einer Wahrscheinlichkeit, dass in der Plattierungsschicht 72 aufgrund der Zugspannung eine Beschädigung, wie ein Riss oder dergleichen, auftritt. Die Nicht-Risswahrscheinlichkeit entspricht einer Wahrscheinlichkeit, dass in der Plattierungsschicht 72 aufgrund der Zugspannung keine Beschädigung, wie ein Riss oder dergleichen, auftritt, und beispielsweise ist der Fall, in dem die Risswahrscheinlichkeit 30 % beträgt, gleichbedeutend mit dem Fall, in dem die Nicht-Risswahrscheinlichkeit 70 % beträgt.
Durchgehende Linien in 4 entsprechen Kennlinien L1 und L2, die eine Beziehung zwischen dem Indentierungs-Elastizitätsmodul und der Risswahrscheinlichkeit der Plattierungsschicht 72 darstellen. Die Kennlinie L1 entspricht einer Kennlinie für den Fall, dass die Zugspannung 1100 MPa beträgt, und diese ergibt sich aus einem Testergebnis, das durch weiße Kreise in der Abbildung gezeigt ist. Die Kennlinie L2 entspricht einer Kennlinie, wenn die Zugspannung 800 MPa beträgt, und diese ergibt sich aus einem Testergebnis, das durch schwarze Kreise in der Abbildung gezeigt ist. Wie in 4 gezeigt ist, ist die Risswahrscheinlichkeit umso geringer, je höher der Indentierungs-Elastizitätsmodul ist. Die Risswahrscheinlichkeit wird jedoch nicht wesentlich verringert, auch wenn der Indentierungs-Elastizitätsmodul größer ist als die Indentierungs-Elastizitätsmodule an Veränderungspunkten P1 und P2, die später beschrieben sind.
Steigungen der Kennlinien L1 und L2, die jeweils einem Verhältnis eines Zunahmebetrags der Risswahrscheinlichkeit zu einer Abnahme des Indentierungs-Elastizitätsmoduls um einen vorbestimmten Betrag entsprechen, sind als charakteristische Steigungen definiert. Veränderungspunkte, die auf den Kennlinien L1 und L2 auftreten, an denen die charakteristische Steigung von einer Steigung kleiner als eine vorbestimmte Steigung zu einer vorbestimmten Steigung oder mehr wechselt, wenn der Indentierungs-Elastizitätsmodul allmählich verringert wird, sind als charakteristische Veränderungspunkte P1 und P2 definiert. Die Indentierungs-Elastizitätsmodule an den charakteristischen Veränderungspunkten P1 und P2 sind als charakteristische Veränderungselastizitätsmodule E1 und E2 definiert.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Indentierungs-Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 gemäß der Kennlinie L1 auf größer als 1,6 × 10⁵ N/mm² eingestellt, da die Zugspannung 1100 MPa beträgt. Andererseits ist es beispielsweise im Falle des Kraftstoffeinspritzventils, bei dem die Zugspannung 800 MPa beträgt, wünschenswert, dass der Indentierungs-Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 gemäß der Kennlinie L2 größer als 1,2 × 10⁵ N/mm² eingestellt ist. Die Niederschlagsrate der Beschichtung wird durch Anpassen der Badtemperatur und des Stromwerts angepasst, um einen solchen Indentierungs-Elastizitätsmodul zu erhalten. Die Schichtdicke der Plattierungsschicht 72 ist auf 0,1 µm oder mehr und weniger als 10 µm angepasst.
Wie vorstehend beschrieben ist, umfasst die Plattierungsschicht 72 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest eine Chromkomponente und weist den Indentierungs-Elastizitätsmodul größer als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul E1 auf. Aus diesem Grund kann das Auftreten des Risses 72h in der Plattierungsschicht 72 beschränkt werden, die auf den Abschnitt (Hochspannungsabschnitt) des Düsenkörpers 70 (erstes Element) aufgebracht ist, gegen den die Sicherungsmutter 80 (zweites Element) gedrückt wird und zu einer hoher Spannung wird. Folglich kann die Korrosionsbeständigkeit der Plattierungsschicht 72 ausreichend gewährleistet werden.
Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzventil 10 an dem Verbrennungssystem mit der Verbrennungskraftmaschine 1 montiert und der Düsenkörper 70 ist an dem Verbrennungssystem montiert, so dass dieser einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgesetzt ist. Da die Feuchte W, welche die saure Komponente, wie eine Stickstoffverbindung oder eine Schwefelverbindung, enthält, an den Düsenkörper 70 gebunden ist, ist daher eine Anforderung an die Korrosionsbeständigkeit des Düsenkörpers 70 hoch. Daher ist der vorstehend beschriebene Effekt, dass „eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit sichergestellt werden kann“, angemessen dargestellt.
Ferner sind bei der vorliegenden Ausführungsform das erste Element und das zweite Element in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammer 1a der Verbrennungskraftmaschine 1 vorgesehen. Die Zugspannung als eine Bedingung zum Spezifizieren der Kennlinien L1 und L2 entspricht einer Größe, die in einem Zustand erzeugt wird, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 an dem Verbrennungssystem montiert ist. Wie vorstehend beschrieben ist, wirkt eine große Zugspannung auf das Kraftstoffeinspritzventil 10 und eine Anforderung an die Korrosionsbeständigkeit ist hoch, so dass der vorstehend beschriebene Effekt, dass „eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit gewährleistet werden kann“, angemessen dargestellt wird.
Ferner beträgt bei der vorliegenden Ausführungsform die Zugspannung, die hervorgerufen wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 10 an dem Verbrennungssystem montiert ist, 1100 MPa, und der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul bei der Kennlinie L1 entspricht 1,6 × 10⁵ N/mm². Da der Elastizitätsmodul bei der vorliegenden Ausführungsform auf größer als 1,6 × 10⁵ N/mm² eingestellt ist, ist es daher möglich, das Auftreten des Risses 72h in der Plattierungsschicht 72 zu reduzieren.
Ferner ist die Plattierungsschicht 72 bei der vorliegenden Ausführungsform in einem Bereich ausgehend von einem Abschnitt des Düsenkörpers 70, in dem das Einspritzloch 39 ausgebildet ist, hin zu einem Abschnitt des Düsenkörpers 70, der gegen die Sicherungsmutter 80 gedrückt wird, aufgebracht. Da der vorstehende Bereich einem Abschnitt entspricht, der dem Abgas ausgesetzt ist, kann die Feuchtigkeit W, welche die saure Komponente enthält, an dem Bereich haften. Daher ist der vorstehend beschriebene Effekt, dass „eine ausreichenden Korrosionsbeständigkeit sichergestellt werden kann“ angemessen dargestellt.
Ferner ist die Schichtdicke der Plattierungsschicht 72 bei der vorliegenden Ausführungsform gleich 0,1 µm oder größer und kleiner als 10 µm. Dadurch ist es möglich, zu beschränken, dass die Korrosionsbeständigkeit und die Verschleißfestigkeit aufgrund einer übermäßig dünnen Schichtdicke ungeeignet werden. Beispielsweise in einem Fall, in dem die Schichtdicke der Plattierungsschicht 72 entgegen der vorliegenden Ausführungsform kleiner als 0,1 µm ist, besteht die Befürchtung, dass die Feuchtigkeit W durch den in der Plattierungsschicht 72 vorhandenen Hohlraum das Grundmaterial 71 erreicht, obwohl der Riss 72h nicht auftritt. Andererseits können bei der vorliegenden Ausführungsform die vorstehend erwähnten Bedenken reduziert werden, da die Schichtdicke der Plattierungsschicht 72 0,1 µm oder mehr beträgt. Da die Schichtdicke der Plattierungsschicht 72 kleiner als 10 µm ist, ist es außerdem möglich, zu beschränken, dass eine Niederschlagszeit zum Beschichten länger als notwendig wird, da die Schichtdicke übermäßig dick ist.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform ist auf der Oberfläche der Sicherungsmutter 80 keine Plattierungsschicht ausgebildet, wohingegen bei der vorliegenden Ausführungsform die Plattierungsschicht auch auf der Oberfläche der Sicherungsmutter 80 ausgebildet ist. In der folgenden Beschreibung werden das Grundmaterial 71 und die beim Düsenkörper 70 enthaltene Plattierungsschicht 72 als ein erstes Grundmaterial und eine erste Plattierungsschicht bezeichnet, und das Grundmaterial und die bei der Sicherungsmutter 80 enthaltene Plattierungsschicht werden als ein zweites Grundmaterial und eine zweite Plattierungsschicht bezeichnet.
Wie in 9 gezeigt ist, umfasst die Sicherungsmutter 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein zweites Grundmaterial 81, das aus Metall hergestellt ist, und eine zweite Plattierungsschicht 82, die auf ein zweites Grundmaterial 81 aufgebracht ist. Die zweite Plattierungsschicht 82 ist auf zumindest einen Abschnitt des zweiten Grundmaterials 81 aufgebracht, der gegen den Düsenkörper 70 gedrückt wird. Mit anderen Worten, die zweite Plattierungsschicht 82 wird gegen die erste Plattierungsschicht gedrückt. Die zweite Plattierungsschicht 82 ist nicht nur auf den gesamten Abschnitt aufgebracht, der gegen die vorstehend beschriebene erste Plattierungsschicht gedrückt wird, sondern auch auf den gesamten Abschnitt, der den Spalt CL2 bereitstellt, den gesamten Abschnitt, der mit dem Zylinderkopf 2 in Kontakt steht, und einen Abschnitt der Außenumfangsfläche des zweiten Grundmaterials 81.
Das Material und die Schichtdicke der zweiten Plattierungsschicht 82 sind identisch mit denen der ersten Plattierungsschicht. Das Verfahren zum Herstellen der zweiten Plattierungsschicht 82 ist ebenfalls das gleiche wie dieses der ersten Plattierungsschicht, und der Elastizitätsmodul der zweiten Plattierungsschicht 82 kann durch Anpassen der Niederschlagsrate der Beschichtung angepasst werden.
Wie bei der in 5 durch die Pfeile gezeigten Zugspannung wird die Sicherungsmutter 80 gegen den Düsenkörper 70 gedrückt, wodurch auch in der Sicherungsmutter 80 eine innere Spannung erzeugt wird. Aus den inneren Spannungen wird die in dem Muttersicherungsabschnitt 80a hervorgerufene Spannung als eine zweite Zugspannung bezeichnet. Die Wahrscheinlichkeit des Reißens der zweiten Plattierungsschicht 82 aufgrund der zweiten Zugspannung ist als eine zweite Risswahrscheinlichkeit definiert. Die zweite Kennlinie, die eine Beziehung zwischen dem zweiten Elastizitätsmodul, der dem Elastizitätsmodul der zweiten Plattierungsschicht 82 entspricht, und der zweiten Risswahrscheinlichkeit darstellt, ist gleich dieser der in 4 gezeigten Kennlinien L1 und L2 (erste Kennlinien).
Daher ist die Steigung der zweiten Kennlinie, die dem Verhältnis des Zunahmebetrags der zweiten Risswahrscheinlichkeit zu der Abnahme des zweiten Elastizitätsmoduls um einen vorbestimmten Betrag entspricht, gleich der charakteristischen Steigung der ersten Kennlinie (erste charakteristische Steigung). Der zweite charakteristische Veränderungspunkt, der einem Veränderungspunkt entspricht, der auf der zweiten Kennlinie auftritt und bei dem die zweite charakteristische Steigung ausgehend von einer Steigung kleiner als eine vorbestimmte Steigung auf eine vorbestimmte Steigung oder mehr wechselt, wenn der zweite Elastizitätsmodul allmählich verringert wird, ist auch gleich den charakteristischen Veränderungspunkten P1 und P2 (erster charakteristischer Veränderungspunkt), die auf der ersten Kennlinie auftreten. Der zweite Elastizitätsmodul an dem zweiten charakteristischen Veränderungspunkt ist als der zweite charakteristische Veränderungselastizitätsmodul definiert, und die zweite Plattierungsschicht 82 ist so ausgebildet, dass der zweite Elastizitätsmodul der zweiten Plattierungsschicht 82 größer ist als der zweite charakteristische Veränderungselastizitätsmodul.
Wie vorstehend beschrieben ist, umfasst die zweite Plattierungsschicht 82 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest die Chromkomponente und weist den zweiten Indentierungs-Elastizitätsmodul auf, der größer ist als der zweite charakteristische Veränderungselastizitätsmodul. Dadurch ist es möglich, das Auftreten des Risses in der zweiten Plattierungsschicht 82 zu beschränken, die auf den Abschnitt (Hochspannungsabschnitt) der Sicherungsmutter 80 (zweites Element) aufgebracht ist, in dem mit einer hohen Spannung auf den Düsenkörper 70 (erstes Element) gedrückt wird. Dadurch kann die Korrosionsbeständigkeit der zweiten Plattierungsschicht 82 ausreichend gewährleistet werden.
Darüber hinaus kann bei der zweiten Plattierungsschicht 82, die auf den Abschnitt der Sicherungsmutter 80 aufgebracht ist, bei dem mit der hohen Spannung auf den Zylinderkopf 2 gedrückt wird, beschränkt werden, dass diese aufgrund der Spannung reißt.
(Dritte Ausführungsform)
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform beträgt bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die im Grundmaterial 71 des Körpersicherungsabschnitts 70a hervorgerufene innere Spannung (Zugspannung) 1100 MPa. Gleichermaßen enthält die Plattierungsschicht 72 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest eine Chromkomponente, und deren Indentierungs-Elastizitätsmodul ist auf größer als 1,6 × 10⁵ N/mm² eingestellt. Darüber hinaus ist, wie im Folgenden im Detail beschrieben ist, die Plattierungsschicht 72 so ausgebildet, dass diese ein Hohlraumverhältnis aufweist, das auf kleiner oder gleich 0,5 % eingestellt ist.
Wie in 10 gezeigt ist, enthält die Plattierungsschicht 72 zahlreiche Hohlräume 72L und 72S. Kleine Hohlräume 72S, die klein sind, haben kaum Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit der Plattierungsschicht 72. Im Gegensatz dazu verringern große Hohlräume 72L, die groß sind, die Korrosionsbeständigkeit, wenn deren Belegung bzw. Raumbedarf größer wird. Die großen Hohlräume 72L stellen Hohlräume dar, die jeweils ein Volumen von 0,001 µm oder mehr aufweisen, aus Hohlräumen 72L und 72S, die in einem beliebigen Querschnitt der Plattierungsschicht 72 auftreten. Das Hohlraumverhältnis stellt einen Anteil der großen Hohlräume 72L dar, die pro Einheitsbereich des beliebigen Querschnitts vorliegen.
Es wird davon ausgegangen, dass die Hohlräume 72L und 72S in dem Ausscheidungsprozess aus dem Herstellungsprozess zur Bildung der Plattierungsschicht 72 erzeugt werden. Ein Verhältnis bzw. Anteil der Erzeugung der großen Hohlräume 72L kann durch Anpassen der Niederschlagsrate der Beschichtung in dem Bestromungsprozess angepasst werden. Die Niederschlagsmenge kann durch Anpassen der Badtemperatur in dem Badtemperatur-Anpassungsprozess und des Stromwerts bei der im Bestromungsprozess implementierten Bestromung angepasst werden. Somit kann das Hohlraumverhältnis durch Anpassen der Niederschlagsrate angepasst werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Plattierungsschicht 72 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass diese das Hohlraumverhältnis aufweist, welches kleiner oder gleich als 0,5 % ist, um dadurch die Korrosionsbeständigkeit bei der Plattierungsschicht 72 weiter verbessern zu können.
Obwohl vorstehend die mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, können nicht nur die in der Beschreibung jeder Ausführungsform explizit gezeigten Kombinationen der Konfigurationen, sondern auch die Konfigurationen der mehreren Ausführungsformen teilweise miteinander kombiniert werden, auch wenn die Kombinationen nicht explizit gezeigt sind, insbesondere falls bei den Kombinationen kein Problem vorliegt. Nicht spezifizierte Kombinationen der in den mehreren Ausführungsformen und den Modifikationen beschriebenen Konfigurationen werden in der folgenden Beschreibung ebenfalls offenbart. Modifikationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden beschrieben.
Bei der ersten Ausführungsform beträgt die Zugspannung, die hervorgerufen wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 10 an dem Verbrennungssystem montiert ist, 1100 MPa, diese kann aber beispielsweise 800 MPa betragen. Der charakteristische Veränderungselastizitätsmodulbei der Kennlinie L2 beträgt 1,2 × 10⁵ N/mm² (siehe 4). Daher ist bei einer Zugspannung von 800 MPa der Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 wünschenswert größer als 1,2 × 10⁵ N/mm² eingestellt.
In dem Fall, dass die Zugspannung 800 MPa beträgt, enthält die Plattierungsschicht 72 zumindest eine Chromkomponente, deren Indentierungs-Elastizitätsmodul ist auf 1,2 × 10⁵ N/mm² oder höher eingestellt, und außerdem kann die Plattierungsschicht 72 so ausgebildet sein, dass diese das Hohlraumverhältnis kleiner oder gleich 1,0 % aufweist.
In 11 stellt die links dargestellte vertikale Achse den Indentierungs-Elastizitätsmodul (charakteristischer Veränderungselastizitätsmodul) an dem charakteristischen Veränderungspunkt dar. Wie in 11 gezeigt ist, wird mit zunehmender Zugspannung, die im Kraftstoffeinspritzventil 10 hervorgerufen wird, der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul größer. Mit anderen Worten, unter der Annahme, dass die Zugspannung einer Variablen x entspricht und der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul einer Variablen y1 entspricht, ist eine Funktion f1, die durch y1 = f1(x) dargestellt ist, eine lineare Funktion, bei der die Variable y1 größer wird, wenn die Variable x größer wird. Die lineare Funktion f1 besitzt eine Neigung bzw. Steigung, die 400/3 beträgt, und einen Schnittpunkt (EN: intercept), der 40000/3 beträgt. Die Plattierungsschicht 72 kann so ausgebildet sein, dass die Plattierungsschicht 72 einen Elastizitätsmodul aufweist, der größer ist als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul, wie durch die lineare Funktion f1 spezifiziert.
In 11 stellt die auf der rechten Seite gezeigte vertikale Achse das Hohlraumverhältnis in einem Zustand dar, in dem die Nicht-Risswahrscheinlichkeit 90 % beträgt. Wie in 11 gezeigt ist, wird das Hohlraumverhältnis in dem Zustand, in dem die Nicht-Risswahrscheinlichkeit bzw. Bruchsicherheit 90 % beträgt, kleiner, wenn die im Kraftstoffeinspritzventil 10 hervorgerufene Zugspannung größer wird. Mit anderen Worten, unter der Annahme, dass die Zugspannung einer Variablen x entspricht und das Hohlraumverhältnis in dem Zustand, in dem die Nicht-Risswahrscheinlichkeit 90 % beträgt, einer Variablen y2 entspricht, ist eine durch y2 = f2(x) dargestellte Funktion f2 eine lineare Funktion, in der die Variable y2 kleiner wird, wenn die Variable x größer wird. Die lineare Funktion f2 besitzt eine Neigung bzw. Steigung, die -1/600 beträgt, und einen Schnittpunkt (EN: intercept), der 7/3 beträgt. Unter der Annahme, dass das durch die lineare Funktion f2 spezifizierte Hohlraumverhältnis als ein oberer Grenzwert eingestellt ist, kann die Plattierungsschicht 72 so ausgebildet sein, dass die Plattierungsschicht 72 ein Hohlraumverhältnis aufweist, das kleiner als der obere Grenzwert ist.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform entspricht der Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 einem Verhältnis des Lastrücknahmebetrags zu dem Wiederherstellungsbetrag, wenn die Plattierungsschicht 72 belastet und verformt wird und dann die Last entfernt wird, um die Verformung wiederherzustellen. Andererseits kann der Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht 72 einem Verhältnis aus dem Lastaufbringbetrag und dem Verformungsbetrag entsprechen, wenn die Plattierungsschicht 72 belastet und verformt wird. Außerdem ist der Indentierungs-Elastizitätsmodul nicht auf den von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) 14577 definierten Indentierungs-Elastizitätsmodul beschränkt.
Das Verbrennungssystem, auf das die korrosionsbeständige Vorrichtung angewendet wird, kann einen Abgasrückführungsmechanismus zum Mischen eines Teils des Abgases der Verbrennungskraftmaschine 1 in die Ansaugluft als ein Rückführungsgas aufweisen. Wenn das erste in der korrosionsbeständigen Vorrichtung vorgesehene Element so angeordnet ist, dass dieses dem Rückführungsgas ausgesetzt ist, kann der vorstehend erwähnte Einfluss zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit angemessen dargestellt werden.
Es sollte erkannt werden, dass, obwohl die Prozesse der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin mit einer bestimmte Abfolge von Schritten beschrieben wurden, weitere alternative Ausführungsformen einschließlich verschiedener anderer Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzlicher Schritte, die hierin nicht offenbart sind, innerhalb der Schritte der vorliegenden Offenbarung liegen sollen.
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Darüber hinaus liegen neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder nur einem einzigen Element ebenfalls in dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Korrosionsbeständige Vorrichtung, aufweisend: ein erstes Element (70) mit einer Plattierungsschicht (72), die auf ein metallisches Grundmaterial (71) aufgebracht ist; und ein zweites Element (80), das gegen einen Abschnitt des ersten Elements gedrückt wird, auf dem die Plattierungsschicht aufgebracht ist, wobei eine Spannung, die in dem ersten Element durch Drücken des zweiten Elements gegen das erste Element hervorgerufen wird, als eine Zugspannung definiert ist, eine Wahrscheinlichkeit eines durch die Zugspannung hervorgerufenen Reißens der Plattierungsschicht als eine Risswahrscheinlichkeit definiert ist, eine Steigung einer Kennlinie (L1, L2), die eine Beziehung zwischen einem Elastizitätsmodul der Plattierungsschicht und der Risswahrscheinlichkeit darstellt, einem Verhältnis eines Zunahmebetrags der Risswahrscheinlichkeit zu einer Abnahme des Elastizitätsmoduls um einen vorbestimmten Betrag entspricht und als eine charakteristische Steigung definiert ist, ein auf der Kennlinie auftretender Veränderungspunkt, bei dem sich die charakteristische Steigung ausgehend von einer Steigung, die kleiner als eine vorbestimmte Steigung ist, auf eine vorbestimmte Steigung oder mehr verändert, wenn der Elastizitätsmodul allmählich abnimmt, als ein charakteristischer Veränderungspunkt (P1, P2) definiert ist, der Elastizitätsmodul an dem charakteristischen Veränderungspunkt als ein charakteristischer Veränderungselastizitätsmodul (E1, E2) definiert ist, und die Plattierungsschicht zumindest eine Chromkomponente enthält und den Elastizitätsmodul aufweist, der größer als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul ist.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul basierend auf der Kennlinie auf 1,6 × 10⁵ N/mm² oder mehr eingestellt ist, wenn die Zugspannung 1100 MPa beträgt.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Hohlraumverhältnis als ein Anteil von Hohlräumen, die jeweils 0,001 µm² oder größer sind, aus Hohlräumen, die in einem beliebigen Querschnitt der Plattierungsschicht auftreten, definiert ist, und die Plattierungsschicht so ausgebildet ist, dass diese das Hohlraumverhältnis kleiner oder gleich 0,5 % aufweist.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul basierend auf der Kennlinie auf 1,2 × 10⁵ N/mm² oder mehr eingestellt ist, wenn die Zugspannung 800 MPa beträgt.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Hohlraumverhältnis als ein Anteil von Hohlräumen, die jeweils 0,001 µm² oder größer sind, aus Hohlräumen, die in einem beliebigen Querschnitt der Plattierungsschicht auftreten, definiert ist, und die Plattierungsschicht so ausgebildet ist, dass diese das Hohlraumverhältnis kleiner oder gleich 1,0 % aufweist.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Elastizitätsmodul größer ist als der charakteristische Veränderungselastizitätsmodul, der durch eine lineare Funktion spezifiziert ist, bei der die Zugspannung eine Variable ist, und die lineare Funktion, die den charakteristischen Veränderungselastizitätsmodul spezifiziert, eine Neigung aufweist, die 400/3 beträgt, und einen Schnittpunkt, der 40000/3 beträgt.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Hohlraumverhältnis als ein Anteil von Hohlräumen, die jeweils 0,001 µm² oder größer sind, aus Hohlräumen, die in einem beliebigen Querschnitt der Plattierungsschicht auftreten, definiert ist, das Hohlraumverhältnis kleiner als ein oberer Grenzwert ist, der durch eine lineare Funktion spezifiziert ist, bei der die Zugspannung eine Variable ist, und die lineare Funktion, die den oberen Grenzwert spezifiziert, eine Neigung aufweist, die -1/600 beträgt, und einen Schnittpunkt, der 7/3 beträgt.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die korrosionsbeständige Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese an einem Verbrennungssystem mit einer Verbrennungskraftmaschine (1) montiert ist, wobei das erste Element derart konfiguriert ist, dass dieses an dem Verbrennungssystem montiert ist, um einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine ausgesetzt zu sein.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das erste Element und das zweite Element derart konfiguriert sind, dass diese in einem Kraftstoffeinspritzventil (10) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer (1a) der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sind, und die Zugspannung als eine Bedingung zum Spezifizieren der Kennlinie einer Größe entspricht, die in einem Zustand erzeugt wird, in dem das Kraftstoffeinspritzventil an dem Verbrennungssystem montiert ist.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das erste Element ein Einspritzloch (39) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer aufweist, und die Plattierungsschicht auf einen Bereich aufgebracht ist, der sich von einem Abschnitt einer Außenfläche des ersten Elements, an dem sich das Einspritzloch befindet, hin zu einem anderen Abschnitt der Außenfläche, der gegen das zweite Element gedrückt wird, erstreckt.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Schichtdicke der Plattierungsschicht 0,1 µm oder mehr und weniger als 10 µm beträgt.
Korrosionsbeständige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das zweite Element eine zweite Plattierungsschicht (82), die gegen die Plattierungsschicht gedrückt wird, und ein aus einem Metall hergestelltes zweites Grundmaterial (81), auf das die zweite Plattierungsschicht aufgebracht ist, umfasst, eine Spannung, die in dem zweiten Element hervorgerufen wird, indem dieses gegen das erste Element gedrückt wird, als eine zweite Zugspannung definiert ist, eine Wahrscheinlichkeit eines in der zweiten Plattierungsschicht durch die zweite Zugspannung auftretenden Reißens als eine zweite Risswahrscheinlichkeit definiert ist, eine zweite Kennlinie eine Beziehung zwischen einem zweiten Elastizitätsmodul, der einem Elastizitätsmodul der zweiten Plattierungsschicht entspricht, und der zweiten Risswahrscheinlichkeit, die einem Verhältnis eines Zunahmebetrags der zweiten Risswahrscheinlichkeit zu einer Abnahme des zweiten Elastizitätsmoduls um einen vorbestimmten Betrag entspricht, darstellt, eine Steigung der zweiten Kennlinie als eine charakteristische Steigung definiert ist, ein bei der zweiten Kennlinie auftretender Veränderungspunkt, bei dem sich die charakteristische Steigung ausgehend von einer Steigung, die kleiner als eine vorbestimmte Steigung ist, auf die vorbestimmte Steigung oder mehr verändert, wenn der zweite Elastizitätsmodul allmählich abnimmt, als ein zweiter charakteristischer Veränderungspunkt definiert ist, der zweite Elastizitätsmodul an dem zweiten charakteristischen Veränderungspunkt als ein zweiter charakteristischer Veränderungselastizitätsmodul definiert ist, und die zweite Plattierungsschicht den zweiten Elastizitätsmodul aufweist, der größer ist als der zweite charakteristische Veränderungselastizitätsmodul.