DE19725220C5

DE19725220C5 - Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzrohres

Info

Publication number: DE19725220C5
Application number: DE19725220.6A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Usui
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-15
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: AT410551B; ITRM970361A0; JP3787898B2; DE19725220B4; IT1293053B1; US6705329B1; ES2150332B1; FR2749922B1; ITRM970361A1; FR2749922A1; ATA103397A; GB9712779D0; GB2314345A; GB2314345B; DE19725220A1; ES2150332A1; JPH102259A

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres, umfassend den Schritt des Reinigens der Innenumfangsfläche eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzmetallrohres mit einer großen Wanddicke und einem geringen Durchmesser von Fremdpartikeln, die in das Metallrohr eingetreten sind und an dessen Innenumfangsfläche festkleben, unter Verwendung einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln an der Innenumfangsfläche des Metallrohrs nach einem letzten Rohrerweiterungsschritt zwischen Schritten zur Herstellung des Metallrohres, wobei die Lösung zum Auflösen der Fremdpartikel aus der Gruppe von sauren und alkalischen Lösungen ausgewählt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres mit einem geringen Außendurchmesser im Bereich von 4,5 bis 20 mm und einer großen Wanddicke im Bereich von 1,5 bis 8 mm.
In der vorliegenden Beschreibung ist die Bezeichnung ”Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohr” eine allgemeine Bezeichnung, die nicht nur Rohrmaterialien für Hochdruck-Einspritzrohre vor der Ausbildung eines Kopfabschnittes an einem seiner Verbindungsenden, sondern auch Materialien, die mit einem solchen Kopfabschnitt ausgebildet worden sind und Materialien, die nach der Ausbildung eines Kopfabschnittes gebogen worden sind, und darüber hinaus sogenannte Sammelschienen einschließt, die als Drucksammelkammer zum Sammeln des Kraftstoffdruckes dienen, der im voraus unter Verwendung einer Hochdruckpumpe und zum Fördern des Kraftstoffes zu einer Verbrennungskammer über ein mechanisch oder elektrisch gesteuertes Ventil erzeugt worden ist.
Seit kurzem gibt es einen steigenden Trend hin zu einer Vergrößerung des Druckes des Kraftstoffes, der zu einem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohr geleitet wird, welches als Kraftstoffeinspritzrohr für einen Dieselmotor als eine Maßnahme zur NOx- und Schadstoffverringerung verwendet wird. Dies hat zu einer Nutzung für die Kraftstoffeinspritzung für eine Einspritzdauer von 1 bis 2 msec bei einer maximalen Strömungsrate von 50 m/Sek. und bei einem Hochdruck im Bereich von 60 bis 1500 bar (Spitzenwert) geführt.
Solch eine Veränderung der Marktanforderungen wird von einer erhöhten Möglichkeit des Verstopfens einer Einspritzdüse begleitet, die durch Fremdpartikel, beispielsweise Metallpartikel, verursacht wird, die an der Innenfläche eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres nach dem Schweben in der Luft oder dem Eintreten von außen festkleben. Dies kann einen Fehlbetrieb eines Dieselmotors oder einen Schaden an der Kraftstoffpumpe verursachen. Daher ist es ein wichtiges zu lösendes Problem, die Sauberkeit der Innenfläche eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres zu verbessern.
In herkömmlichen Schritten der Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres sind Fremdpartikel, die in ein solches Einspritzrohr eintreten und an dessen Innenumfangsfläche festkleben, durch deren einfaches Ausblasen mit Druckluft entfernt und das Einspritzrohr gereinigt worden. Dies hat aber nicht für eine befriedigende Reinigung ausgereicht und hat eine Möglichkeit des Verstopfens einer Einspritzdüse offengelassen, die zu einem Fehlbetrieb eines Dieselmotors und zu einem Schaden an der Kraftstoffeinspritzpumpe führt. Unter diesen Umständen besteht ein Bedarf zur weiteren Verbesserung.
DE 42 40 246 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers mit Rohrstreck- bzw. Rohrziehverfahren sowie Wärmebehandlungsschritten, wobei das zu behandelnde Rohr innen eine schwarze Außenschicht aufweist, die nicht mit chemischen Mitteln entfernt werden kann.
DE 38 43 148 A1 beschreibt ein Verfahren zum Entfernen von nach der Kaltumformung auf Werkstücken verbliebenen, mit Schmierstoff behafteten Phosphat-, Oxalat- und Aluminiumschichten.
Die Erfindung stellt sich unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände in Bezug auf ein Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohr die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres zu schaffen, bei dem die Sauberkeit der Innenfläche eines Hochdruck-Kraftstoffrohres durch im wesentlichen vollständige Beseitigung verschiedener Fremdpartikel von dessen Innenumfangsfläche verbessert werden kann, und das Auftreten von Verstopfungen einer Einspritzdüse und dadurch einen Fehlbetrieb eines Dieselmotors und einen Schaden an einer Kraftstoffpumpe zu verhindern.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres vorgesehen, umfassend den Schritt des Reinigens der Innenumfangsfläche eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzmetallrohres mit einer großen Wanddicke und einem geringen Durchmesser von Fremdpartikeln, die in das Metallrohr eingetreten sind und an dessen Innenumfangsfläche festkleben, unter Verwendung einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln an der Innenumfangsfläche des Metallrohrs nach einem letzten Rohrerweiterungsschritt zwischen Schritten zur Herstellung des Metallrohres, wobei die Lösung zum Auflösen der Fremdpartikel aus der Gruppe von sauren und alkalischen Lösungen ausgewählt wird. Ein solches die Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln verwendendes Reinigen wird vorzugsweise mehrfach unter Verwendung unterschiedlicher Arten von Lösungen oder der gleichen Art Lösung wiederholt.
Nach einer Ausgestaltung werden ein Rohrerweiterungsprozeß und ein Erwärmungsprozeß 4 bis 6-mal wiederholt, um ein Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohr herzustellen. Nach einem letzten Rohrerweiterungsschritt wird die Innenumfangsfläche unter Verwendung einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln gereinigt. Säurehaltige Lösungen, beispielsweise phosphorsäurehaltige Lösungen und Oxalsäure-Wasserstoffperoxid-haltige Lösungen werden hierbei für eisenhaltige Fremdpartikel verwendet.
Für aluminiumhaltige Fremdpartikel können alkalische Lösungen, beispielsweise Natriumhydroxid, bei einer Lösungstemperatur im Bereich von 10 bis 80°C verwendet werden. Darüber hinaus sind säurehaltige Lösungen, wie oben beschrieben, für organische Fremdpartikel wirksam, wobei diese Lösungen bei einer Lösungstemperatur im Bereich von 10 bis 40°C verwendet werden.
Die oben beschriebenen sauren und alkalischen Lösungen können durch deren geeignete Mischung, falls erforderlich, verwendet werden und unterschiedliche Arten von Lösungen zum Auflösen von Fremdpartikeln können alternativ benutzt werden, wenn mehrfaches Reinigen wiederholt wird. Abhängig von den zu reinigenden Fremdpartikeln kann das Reinigen z. B. zuerst unter Verwendung einer säurehaltigen Lösung und dann unter Verwendung einer alkalischen Lösung ausgeführt werden. Alternativ kann das Reinigen unter Verwendung von Lösungen der gleichen Art ausgeführt werden, z. B. kann das Reinigen zuerst unter Verwendung einer phosphorsäurehaltigen Lösung und dann unter Verwendung einer Oxalsäure-Wasserstoffperoxid-haltigen Lösung ausgeführt werden.
Ein Kraftstoffeinspritzrohr, welches dem Reinigen seiner Innenumfangsfläche unter Verwendung einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln, wie oben beschrieben, ausgesetzt worden ist, wird danach der Säurewaschung, Neutralisierung und Trocknung ausgesetzt, um das Kraftstoffeinspritzrohr zu vervollständigen.
Beispiele
Beispiel 1:
6 Kraftstoffeinspritzrohre mit einem Außendurchmesser von 5,0 mm, einem Innendurchmesser von 2,0 mm und einer Wanddicke von 1,5 mm, bestehend aus JIS G33455 STS 370, erhalten durch 4 Zyklen von Rohrerweiterungs- und Erwärmungsprozessen, werden den normalen Entfettungs-, Wasch- und Säurewaschprozessen unterworfen. Das Waschen wurde auf deren Innenumfangsflächen für zwei Minuten bei Raumtemperatur mittels Durchströmen einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln durch die Rohre ausgeführt. Danach wurden die Rohre der Säurewaschung mittels Durchströmen von Chlorwasserstoffsäure bei einer Konzentration von 10 V/V% durch die Rohre für 15 Sekunden bei Raumtemperatur ausgesetzt und wurde dann neutralisiert und getrocknet.
Als Ergebnis der Maßnahme des Reinigens der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurden im wesentlichen keine eisenhaltigen Fremdpartikel gemessen.
Beispiel 2:
6 Kraftstoffeinspritzrohre mit den gleichen Abmessungen wie jene in Beispiel 1, bestehend aus JIS 410, wurden dem Entfetten, Waschen und Säurewaschen wie in Beispiel 1 unterzogen. Als nächstes wurde das Waschen des Inneren der Rohre für 5 Minuten bei einer Temperatur von 70°C unter Verwendung einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln, enthaltend Phosphorsäure (70 V/V%), Schwefelsäure (20 V/V%) und Chromsäure (eine 10 V/V% wässrige Lösung der Chromsäure von 500 g/l), ausgeführt. Dann wurde das Innere der Rohre einer Säurewaschung unterzogen, neutralisiert und getrocknet, wie in Beispiel 1.
Als Ergebnis der Maßnahme des Reinigens der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurde im wesentlichen kein organischer Fremdpartikel gemessen.
Beispiel 3:
Das Innere von 6 Kraftstoffeinspritzrohren mit den gleichen Abmessungen wie jene in Beispiel 1, bestehend aus JIS STS 480, wurden mittels Durchströmen einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln, aufweisend NaOH einer Konzentration von 10 V/V% für 5 Minuten bei Raumtemperatur gewaschen. Dann wurde das Innere der Rohre der Wasserwaschung und dem Trocknen unterworfen.
Als Ergebnis der Maßnahme der Reinigung der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurden keine aluminiumhaltigen Fremdpartikel gemessen.
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)
Das Innere von 6 Kraftstoffeinspritzrohren mit den gleichen Abmessungen wie jene in Beispiel 1, bestehend aus JIS STS 370, wurden mittels Durchströmen einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln, aufweisend eine Mischung von normalem Hexan (96 V/V%) und Butanol (99 V/V%) für 10 Minuten bei Raumtemperatur gewaschen. Dann wurde das Innere der Rohre getrocknet.
Als Ergebnis der Maßnahme des Reinigens der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurden keine Fette oder fettige Öle enthaltende Fremdpartikel gemessen.
Beispiel 5:
6 Kraftstoffeinspritzrohre der gleichen Abmessungen und Materials wie jene in Beispiel 1 wurden dem Entfetten, Waschen und Säurewaschen wie in Beispiel 1 unterzogen. Als nächstes wurde ein Reinigungsprozeß ähnlich dem in Beispiel 1 am Inneren der Rohre ausgeführt und danach wurde das Innere der Rohre der Säurewaschung mittels Durchströmen von Salzsäure einer Konzentration von 10 V/V% für 15 Sekunden bei Raumtemperatur unterzogen und neutralisiert.
Danach wurden Reinigungs-, Säurewaschungs-, Neutralisierungs- und Trocknungsprozesse wie in Beispiel 2 weiter am Inneren der Rohre ausgeführt.
Als Ergebnis der Maßnahme des Reinigens der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurden weder eisenhaltige Fremdpartikel noch Fremdpartikel einer organischen Substanz gemessen.
Beispiel 6:
6 Kraftstoffeinspritzrohre der gleichen Abmessungen und Materials wie jene in Beispiel 1 wurden dem Entfetten, Waschen und Säurewaschen wie in Beispiel 1 ausgesetzt. Als nächstes wurde ein Reinigungsprozeß ähnlich dem in Beispiel 1 am Inneren der Rohre ausgeführt und danach wurde das Innere der Rohre der Säurewaschung mittels Durchströmen von Salzsäure einer Konzentration von 10 V/V% für 15 Sekunden bei Raumtemperatur unterzogen und neutralisiert.
Danach wurden weiterhin Reinigungs-, Wasserwaschungs-, Neutralisierungs- und Trocknungsprozesse wie in Beispiel 3 am Inneren der Rohre ausgeführt.
Als Ergebnis der Maßnahme des Reinigens der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurden im wesentlichen weder eisenhaltige Fremdpartikel noch aluminiumhaltige Fremdpartikel gemessen.
Vergleichsbeispiel:
6 Kraftstoffeinspritzrohre der gleichen Abmessungen und Materials wie jene in Beispiel 1 wurden dem Entfetten und Waschen unterzogen. Das Innere der Rohre wurde der Säurewaschung ausgesetzt und danach wurden die Innenumfangsflächen mittels Luft ausgeblasen.
Als Ergebnis der Maßnahme des Reinigens der Innenumfangsflächen der so erhaltenen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohre wurden beträchtlich große eisenhaltige Fremdpartikel und eine große Anzahl mikroskopischer aluminiumhaltiger Fremdpartikel gemessen. Darüber hinaus wurden organische Fremdpartikel in Form von Baumwollfasern in beträchtlicher Menge gemessen.
Wie oben beschrieben, ermöglicht die Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres zur Verfügung zu stellen, in dem verschiedene Fremdpartikel im wesentlichen vollständig von der Innenumfangsfläche eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres beseitigt werden, um das Auftreten von Verstopfungen an einer Einspritzdüse und dadurch einen Fehlbetrieb eines Dieselmotors und einen Schaden an einer Kraftstoffpumpe zu verhindern.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres, umfassend den Schritt des Reinigens der Innenumfangsfläche eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzmetallrohres mit einer großen Wanddicke und einem geringen Durchmesser von Fremdpartikeln, die in das Metallrohr eingetreten sind und an dessen Innenumfangsfläche festkleben, unter Verwendung einer Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln an der Innenumfangsfläche des Metallrohrs nach einem letzten Rohrerweiterungsschritt zwischen Schritten zur Herstellung des Metallrohres, wobei die Lösung zum Auflösen der Fremdpartikel aus der Gruppe von sauren und alkalischen Lösungen ausgewählt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigen mehrfach unter Verwendung unterschiedlicher Arten von Lösungen oder der gleichen Art von Lösung wiederholt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß phosphorsäurehaltige Lösungen oder Oxalsäure-Wasserstoffperoxid-haltige Lösungen, die säurehaltige Lösungen sind, zum Auflösen eisenhaltiger Fremdpartikel bei einer Lösungstemperatur im Bereich von 10 bis 40°C verwendet werden und phosphorsäurehaltige Lösungen und Oxalsäure-Wasserstoffperoxid-haltige Lösungen zum Auflösen organischer Fremdpartikel verwendet werden.
Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumhydroxid als eine Lösung zum Auflösen aluminiumhaltiger Fremdpartikel verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr durch vorheriges vier- bis sechsfaches Wiederholen eines Rohrerweiterungsprozesses und eines Erwärmungsprozesses hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hochdruck-Kraftstoffeinspritzrohres nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenumfangsfläche unter Verwendung der Lösung zum Auflösen von Fremdpartikeln gewaschen und danach einer Säurewaschung, Neutralisierung und Trocknung ausgesetzt wird.