EP1353061B1 - Düsenkopf für eine Brennstoffeinspritzdüse - Google Patents

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EP1353061B1
EP1353061B1 EP03405171A EP03405171A EP1353061B1 EP 1353061 B1 EP1353061 B1 EP 1353061B1 EP 03405171 A EP03405171 A EP 03405171A EP 03405171 A EP03405171 A EP 03405171A EP 1353061 B1 EP1353061 B1 EP 1353061B1
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EP
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nozzle
nozzle head
maximum
accordance
chromium
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EP03405171A
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EP1353061A3 (de
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Dietmar Dr. Schlager
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Wartsila NSD Schweiz AG
Original Assignee
Wartsila NSD Schweiz AG
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Publication date
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Publication of EP1353061A3 publication Critical patent/EP1353061A3/de
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    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines

Definitions

  • the invention relates to a nozzle head for a fuel injector according to the preamble of claim 1 and a fuel injector of an internal combustion engine, in particular a large diesel engine.
  • the fuel - typically a heavy oil or other diesel fuel - is introduced by means of fuel injection nozzles in the combustion chamber.
  • These injectors usually include a partially projecting into the combustion chamber nozzle head, which is also referred to as an atomizer.
  • the nozzle head is a wear part, which is subject to a high thermal, mechanical and chemical load collective. Depending on the level of stress, damage to the nozzle head may occur, such as material removal due to corrosion, erosion and / or abrasion, or cracks that can lead to breakup.
  • the mechanical loads are also based on the high injection pressure, which can be over a thousand bar. Inside the nozzle head, material losses due to cavitation and / or erosion can occur.
  • the thermal loads are based on the high temperatures in the combustion chamber and the enormous temperature changes between the combustion temperature and the temperature of the freshly supplied purge air. Also in the interior of the nozzle head, through which the fuel is introduced, the intermittent injection leads to shock-like temperature changes.
  • the Chemical stress on the nozzle head is mainly due to high temperature or hot corrosion. Hot corrosion, which is primarily caused by vanadium, sodium and sulfur contained in the fuel, promotes material degradation and erosion. In particular, the corrosion is the reason that a nozzle head can be unusable after a few thousand hours of operation and must be replaced.
  • nozzle heads in large diesel engines usually steels or alloys based on nickel or cobalt, such as Stellite 6, are used. With the cobalt-based alloy Stellite 6, it is now possible to achieve sufficient component service lives for nozzle heads in large diesel engines with regard to erosion, abrasion and cavitation (in particular in the bores of the nozzle head).
  • WO 95/24 286 A describes a fuel injector consisting of an aforementioned material.
  • WO 95/24 286 A describes a fuel injector consisting of an aforementioned material.
  • the development can be expected that in future, even more powerful large diesel engines and the load requirements will continue to increase especially for the nozzle heads.
  • a chromium-based alloy which has a nickel content of 30% to 48% and further contains 1.5% -15% tungsten and / or 1% -6.5% molybdenum, the sum of the tungsten and the molybdenum content not exceeding 15% ,
  • This alloy is disclosed as hard facing, which is particularly suitable for coating valves in automotive engines.
  • the Wolframund / or molybdenum content is essential to give the coating material the necessary strength and hardness.
  • the object of the invention is to propose a nozzle head, which is better suited to the high load collective in the large diesel engine and in particular has a high hot corrosion resistance.
  • the chromium-based alloy to be used for the nozzle head according to the invention proves to be particularly resistant to corrosion, especially hot corrosion, erosion, abrasion, material loss and cavitation.
  • a nozzle head, which is made of such a chromium-based alloy can withstand the high load collective in the large diesel engine very well. Its mechanical strength, resistance to cracking and its long-term resistance to pulsation stress meet the requirements. It has been shown that an operating time of 8,000 to 15,000 operating hours is made possible with a nozzle head according to the invention in a large diesel engine.
  • the high chromium content of the inventive nozzle head is of particular importance for the resistance to intensive attacks by high-temperature corrosion, as they typically occur in the combustion chamber of a large diesel engine operated with heavy oil.
  • Chromium forms dense and adherent chromium oxide layers on the surface of the nozzle heads, which impart chemical resistance to the material. Due to the high chromium content, chromium can also quickly diffuse from the interior of the nozzle head to the surface of the nozzle head and heal there incurred injuries in the oxide layer.
  • the material contains at least one reactive element from the group consisting of the elements lanthanum (La), cerium (Ce), yttrium (Y), hafnium (Hf), scandium (Sc) and the rare earth, wherein the content of each reactive element is at most 5%.
  • the reactive element from the group consisting of the elements lanthanum (La), cerium (Ce), yttrium (Y), hafnium (Hf), scandium (Sc) and the rare earth, wherein the content of each reactive element is at most 5%.
  • the function of the reactive elements in the material is to positively influence the stability of the chromium oxide layer within itself and its adhesion to the nozzle head. Even small amounts of such reactive elements can significantly improve the oxidation behavior and in particular the adhesion of the oxide layer, especially during thermal cycling.
  • the nickel content is at least 45%.
  • the material is less brittle and can be better processed or processed.
  • the nozzle head according to the invention can withstand the high load collective in the large diesel engine in an outstanding manner and, in particular, has a high hot corrosion resistance.
  • each reactive element is at most 1%, in particular at most 0.2%.
  • the content of carbon (C) is preferably at most 1%, in particular at most 0.05% and the content of silicon (Si) at most 1%, in particular at most 0.5%.
  • the presence of one of the reactive elements in the nozzle head according to the invention usually suffices. Depending on the application, however, it may also be advantageous to produce the nozzle head with several of the reactive elements.
  • the nozzle head is preferably made of corresponding metal powder having a main particle size of 10 to 200 microns, especially 40 to 150 microns. By this is meant that the majority of the powder grains have a size of 10 to 200, in particular 40 to 150 micrometers.
  • the nozzle head has a longitudinal bore and at least one nozzle hole emanating from the longitudinal bore for introducing fuel into a combustion chamber, wherein the transition from the longitudinal bore to the nozzle hole is rounded, preferably electro-chemically (eluted). By rounding the transition areas, sharp edges in the flow path of the fuel are avoided, whereby the flow conditions are optimized.
  • the inventive nozzle head is particularly suitable for a fuel injector for an internal combustion engine, especially a diesel engine.
  • a fuel injector for an internal combustion engine especially a diesel engine.
  • Particularly suitable is the nozzle head according to the invention or the fuel injection nozzle provided therefor for large diesel engines, for example longitudinally purged two-stroke large diesel engines with crosshead drive or four-stroke large diesel engines.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a fuel injector of a large diesel engine, especially a two-stroke large diesel engine with longitudinal rinse, which is designated overall by the reference numeral 1.
  • the fuel injection nozzle 1 comprises an embodiment of a nozzle head 2 according to the invention, which is fastened to a nozzle body 3.
  • the nozzle head 2 - as shown - releasably connected to the nozzle body 3, so that the nozzle head is separately exchangeable, that is, without the entire fuel injector 1 must be replaced.
  • the nozzle head 2 has a longitudinal bore 20, and a plurality, for example five, nozzle holes 21, of which in Fig. 1 only two are shown.
  • the nozzle holes 21 go out each of the longitudinal bore 20 and extend from there in a radial, slightly inclined downward direction.
  • the fuel usually a heavy oil or other diesel fuel, in a conventional manner intermittently adapted to the working cycle of the large diesel engine is injected under high pressure through the longitudinal bore 20 and the nozzle holes 21 in the combustion chamber, not shown.
  • the nozzle head 2 is made of a material which is a chromium-based alloy comprising a reactive element.
  • a reactive element is a rare earth or a similar metal.
  • Particularly suitable are lanthanum (La), cerium (Ce), yttrium (Y), hafnium (Hf), scandium (Sc).
  • the material has a high nickel content of 45% to 50% by weight in order to ensure better machinability.
  • the nickel content of the alloy is above 45% and as a reactive element lanthanum is included with a weight fraction of less than 0.1%.
  • the rest is chromium.
  • the material comprises more than one reactive element.
  • each reactive element is contained at most 1%, especially at most 0.2% by weight.
  • the nozzle head 2 according to the invention is preferably produced by means of a hot isostatic pressing method (HIP: hot isostatic pressing).
  • HIP hot isostatic pressing
  • the starting materials in this case chromium, nickel and lanthanum as a reactive element - sprayed in a conventional manner to powder.
  • the grain size of the powder is in this embodiment, for the most part between 45 and 150 microns.
  • the nozzle head 2 is made by mechanical, usually machining methods.
  • the longitudinal bore 20 and the nozzle holes 21 are drilled.
  • the transition areas (edges) between the longitudinal bore 20 and the nozzle holes 21 are rounded. These edges are preferably electrolytically rounded (eluted).
  • the process parameters for hot isostatic pressing can be optimized for the respective application.
  • the inventive nozzle head 2 has excellent resistance to hot corrosion and the associated loss of material. It has also grown in a very good way to the other requirements of the thermal, mechanical and chemical load collective in a large diesel engine. With such nozzle heads 2, an operating time of 8000 to 15000 hours can be achieved. Even after such a long period of operation, the nozzle heads have still presented in good condition.
  • the nozzle head according to the invention is therefore also suitable for future generations of large diesel engines, which are even more powerful and make even higher demands on the load capacity of the nozzle heads.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Düsenkopf für eine Brennstoffeinspritzdüse gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Brennstoffeinspritzdüse einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors.
  • Bei Grossdieselmotoren, die beispielsweise als Antriebsaggregate für Schiffe oder zur Stromerzeugung in Stationäranlagen verwendet werden, wird der Brennstoff - typischerweise ist das ein Schweröl oder ein anderer Dieselbrennstoff - mittels Brennstoffeinspritzdüsen in den Verbrennungsraum eingebracht. Diese Einspritzdüsen umfassen üblicherweise einen teilweise in den Verbrennungsraum hineinragenden Düsenkopf, der auch als Zerstäuber bezeichnet wird. Der Düsenkopf ist ein Verschleissteil, das einem hohen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungskollektiv unterliegt. Je nach Grad der Belastung können am Düsenkopf Schäden, beispielsweise Materialabtrag infolge von Korrosion, Erosion und/oder Abrasion auftreten, oder Risse, die bis zum Auseinanderbrechen führen können.
  • Die mechanischen Belastungen beruhen auch auf dem hohen Einspritzdruck, der über tausend bar betragen kann. Im Inneren des Düsenkopfs können Materialverluste durch Kavitation und/oder Erosion auftreten. Die thermischen Belastungen beruhen auf den hohen Temperaturen im Brennraum und den enormen Temperaturwechseln zwischen der Verbrennungstemperatur und der Temperatur der frisch zugeführten Spülluft. Auch im Inneren des Düsenkopfs, durch welches der Brennstoff eingebracht wird, führt das intermittierende Einspritzen zu schockartigen Temperaturwechseln. Die chemische Belastung des Düsenkopfs ist hauptsächlich in der Hochtemperatur- oder Heisskorrosion begründet. Die Heisskorrosion, die in erster Linie durch im Brennstoff enthaltenes Vanadium, Natrium und Schwefel verursacht wird, begünstigt die Materialabzehrung und Erosion. Insbesondere die Korrosion ist der Grund dafür, dass ein Düsenkopf bereits nach wenigen tausend Betriebsstunden unbrauchbar sein kann und ersetzt werden muss.
  • Als Werkstoff für die Düsenköpfe in Grossdieselmotoren werden heute üblicherweise Stähle oder Legierungen auf Nickel- oder Cobalt-Basis, beispielsweise Stellite 6, verwendet. Mit der Cobalt-Basis-Legierung Stellite 6 lassen sich heute für Düsenköpfe in Grossdieselmotoren ausreichende Bauteilstandzeiten im Hinblick auf Erosion, Abrasion und Kavitation (insbesondere in den Bohrungen des Düsenkopfs) erreichen. WO 95/24 286 A beschreibt eine Brennstoffeinspritzdüse bestehend aus einem vorgenannten Werkstoff. Verbesserungsbedarf besteht jedoch noch im Hinblick auf die Resistenz gegen Heisskorrosion und den dadurch bedingten bzw. verstärkten Materialverlust. Die Entwicklung lässt erwarten, dass bei zukünftigen, noch leistungsfähigeren Grossdieselmotoren auch die Belastungsanforderungen speziell für die Düsenköpfe weiter zunehmen werden.
  • Aus der EP-A-0 529 208 ist eine Legierung auf Chrom-Basis bekannt, die einen Nickelgehalt von 30% bis 48% aufweist und ferner 1.5% - 15% Wolfram und/oder 1%-6.5% Molybdän enthält, wobei die Summe aus dem Wolframund dem Molybdängehalt 15% nicht überschreitet. Diese Legierung wird als Beschichtungsmaterial (Hard Facing) offenbart, das insbesondere für die Beschichtung von Ventilen in Automobilmotoren geeignet ist. Der Wolframund/oder Molybdängehalt ist dabei wesentlich, um dem Beschichtungsmaterial die nötige Festigkeit und Härte zu verleihen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Düsenkopf vorzuschlagen, der dem hohen Belastungskollektiv im Grossdieselmotor besser gewachsen ist und insbesondere eine hohe Heisskorrosionsbeständigkeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch der Gegenstand gemäss Anspruch 1 gelöst.
  • Die für den erfindungsgemässen Düsenkopf zu verwendende Chrom-Basis-Legierung erweist sich als besonders widerstandsfähig gegen Korrosion, speziell Heisskorrosion, Erosion, Abrasion, Materialverlust und Kavitation. Ein Düsenkopf, der aus einer solchen Chrom-Basis-Legierung gefertigt ist, kann dem hohen Belastungskollektiv im Grossdieselmotor sehr gut widerstehen. Auch seine mechanische Festigkeit, seine Beständigkeit gegen Rissbildung und seine dauerhafte Widerstandsfähigkeit gegen Pulsationsbelastungen genügen den Anforderungen. Es hat sich gezeigt, dass mit einem erfindungsgemässen Düsenkopf in einem Grossdieselmotor eine Betriebsdauer von 8000 bis 15000 Betriebsstunden ermöglicht wird.
  • Insbesondere der hohe Chrom-Gehalt des erfindungsgemässen Düsenkopfs ist von besonderer Bedeutung für die Resistenz gegenüber intensiven Angriffen durch Hochtemperaturkorrosion, wie sie typischerweise im Verbrennungsraum eines mit Schweröl betriebenen Grossdieselmotors auftreten. Chrom bildet auf der Oberfläche der Düsenköpfe dichte und festhaftende Chromoxidschichten, welche dem Werkstoff eine chemische Beständigkeit verleihen. Bedingt durch den hohen Chrom-Gehalt, kann Chrom zudem rasch aus dem Innern des Düsenkopfs an die Oberfläche des Düsenkopfs diffundieren und dort entstandene Verletzungen in der Oxidschicht ausheilen.
  • Vorzugsweise enthält der Werkstoff mindestens ein reaktives Element aus der Gruppe, die aus den Elementen Lanthan (La), Cer (Ce), Yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc) und den Seltenen Erden besteht, wobei der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 5% beträgt.
  • Die Funktion der reaktiven Elemente in dem Werkstoff ist es, die Stabilität der Chromoxidschicht in sich selbst und ihre Anhaftung an dem Düsenkopf in positiver Weise zu beeinflussen. Schon geringe Mengen solcher reaktiver Elemente können das Oxidationsverhalten und insbesondere das Anhaften der Oxidschicht speziell auch bei Temperaturwechselbelastungen deutlich verbessern.
  • Im Hinblick auf die mechanisch technologischen Eigenschaften beträgt der Nickel-Gehalt mindestens 45% Durch den dadurch bedingten geringeren Chrom-Gehalt ist der Werkstoff weniger spröde und kann besser verarbeitet bzw. bearbeitet werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemässe Düsenkopf dem hohen Belastungskollektiv im Grossdieselmotor in hervorragender Weise widerstehen kann und insbesondere eine hohe Heisskorrosionsbeständigkeit aufweist.
  • Das Hinzufügen von Komponenten wie beispielsweise Wolfram oder Molybdän, welche die Härte bzw. die Festigkeit erhöhen sollen, ist bei dem erfindungsgemässen Düsenkopf nicht notwendig.
  • In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 1%, insbesondere höchstens 0,2% beträgt. Der Gehalt an Kohlenstoff (C) ist bevorzugt höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.05% und der Gehalt an Silizium (Si) höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.5%.
  • Üblicherweise reicht das Vorhandensein eines der reaktiven Elemente in dem erfindungsgemässen Düsenkopf aus. Je nach Anwendungsfall kann es jedoch auch vorteilhaft sein, den Düsenkopf mit mehreren der reaktiven Elemente herzustellen.
  • Für die Eigenschaften eines Werkstoffs, speziell einer Legierung, ist häufig nicht nur seine chemische Zusammensetzung massgebend, sondern auch der Herstellungsprozess. Für den erfindungsgemässen Düsenkopf hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn er durch ein heissisostatisches Pressverfahren hergestellt wird.
  • Der Düsenkopf wird vorzugsweise hergestellt aus entsprechendem Metallpulver mit einer hauptsächlichen Korngrösse von 10 bis 200 Mikrometern, insbesondere 40 bis 150 Mikrometern. Damit ist gemeint, dass der überwiegende Teil der Pulverkörner eine Grösse von 10 bis 200, insbesondere 40 bis 150 Mikrometern aufweist.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Düsenkopf eine Längsbohrung und mindestens ein von der Längsbohrung ausgehendes Düsenloch zum Einbringen von Brennstoff in einen Verbrennungsraum, wobei der Übergang von der Längsbohrung zum Düsenloch verrundet ist, vorzugsweise elektro-chemisch (elysiert). Durch das Verrunden der Übergangsbereiche werden scharfe Kanten im Strömungsweg des Brennstoffs vermieden, wodurch die Strömungsbedingungen optimiert werden.
  • Der erfindungsgemässe Düsenkopf eignet sich insbesondere für eine Brennstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, speziell einen Dieselmotor. Besonders geeignet ist der erfindungsgemässe Düsenkopf bzw. die damit versehene Brennstoffeinspritzdüse für Grossdieselmotoren, beispielsweise längsgespülte Zweitakt-Grossdieselmotoren mit Kreuzkopfantrieb oder Viertakt-Grossdieselmotoren.
  • Weitere vorteilhafte Massnahmen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigt die einzige Figur:
    • Fig. 1:
    eine Schnittdarstellung einer Brennstoffeinspritzdüse mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Düsenkopfs.
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Brennstoffeinspritzdüse eines Grossdieselmotors, speziell eines Zweitakt-Grossdieselmotors mit Längsspülung, die gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die Brennstoffeinspritzdüse 1 umfasst ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Düsenkopfs 2, der an einem Düsenkörper 3 befestigt ist. Vorzugsweise ist der Düsenkopf 2 - wie dargestellt - lösbar mit dem Düsenkörper 3 verbunden, so dass der Düsenkopf separat austauschbar ist, das heisst, ohne dass die gesamte Brennstoffeinspritzdüse 1 ausgetauscht werden muss.
  • Der Düsenkopf 2 weist eine Längsbohrung 20 auf, sowie mehrere, beispielsweise fünf, Düsenlöcher 21, von denen in Fig. 1 nur zwei dargestellt sind. Die Düsenlöcher 21 gehen gehen jeweils von der Längsbohrung 20 aus und erstrecken sich von dort in radialer, leicht nach unten geneigter Richtung. Im Betrieb wird der Brennstoff, üblicherweise ein Schweröl oder ein anderer Dieselbrennstoff, in an sich bekannter Weise intermittierend an den Arbeitsazyklus des Grossdieselmotors angepasst unter Hochdruck durch die Längsbohrung 20 und die Düsenlöcher 21 in den nicht näher dargestellten Verbrennungsraum eingespritzt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Düsenkopf 2 aus einem Werkstoff, der eine Chrom-Basis-Legierung ist, welche ein reaktives Element umfasst. Als reaktives Element eignet sich eine Seltene Erde oder ein ähnliches Metall. Geeignet sind insbesondere Lanthan (La), Cer (Ce), Yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc). Vorzugsweise weist der Werkstoff einen hohen Nickel-Anteil von 45% bis 50% bezogen auf das Gewicht auf, um eine bessere Bearbeitbarkeit zu gewährleisten..
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der Nickel-Gehalt der Legierung über 45% und als reaktives Element ist Lanthan mit einem Gewichtsanteil von weniger als 0,1% enthalten. Abgesehen von üblichen Verunreinigung ist der Rest Chrom.
  • Es ist natürlich auch möglich, dass der Werkstoff mehr als ein reaktives Element umfasst. Vorzugsweise ist jedes reaktive Element mit höchstens 1%, speziell höchstens 0,2% bezogen auf das Gewicht enthalten.
  • Der erfindungsgemässe Düsenkopf 2 wird vorzugsweise mittels einem heissisostatischen Pressverfahren (HIP: hot isostatic pressing) hergestellt.
  • Zur Herstellung werden die Ausgangswerkstoffe - hier also Chrom, Nickel und Lanthan als reaktives Element - in an sich bekannter Weise zu Pulver verdüst. Die Korngrösse des Pulver liegt bei diesem Ausführungsbeispiel grösstenteils zwischen 45 und 150 Mikrometer. Durch heissisostatisches Pressen wird aus dem Pulver ein Rohling beziehungsweise ein Halbzeug, z. B. eine Stange, hergestellt. Aus dem Rohling wird durch mechanische, üblicherweise spanende Bearbeitungsmethoden der Düsenkopf 2 angefertigt. Die Längsbohrung 20 sowie die Düsenlöcher 21 werden gebohrt. Vorzugsweise werden dann die Übergangsbereiche (Kanten) zwischen der Längsbohrung 20 und den Düsenlöchern 21 abgerundet. Diese Kanten werden vorzugsweise elektro-chemisch verrundet (elysiert).
  • Die Prozessparameter für das heissisostatische Pressen können für den jeweiligen Anwendungsfall optimiert werden.
  • Der erfindungsgemässe Düsenkopf 2 weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Heisskorrosion und den damit verbundenen Materialverlust auf. Er ist auch den anderen Anforderungen des thermischen, mechanischen und chemischen Belastungskollektivs in einem Grossdieselmotor in sehr guter Weise gewachsen. Mit solchen Düsenköpfen 2 lässt sich eine Betriebsdauer von 8000 bis 15000 Stunden erzielen. Selbst nach solch langer Betriebsdauer haben sich die Düsenköpfe noch immer in einem guten Zustand präsentiert.
  • Diese enorme Standzeit ist insbesondere unter wirtschaftlichen Aspekten ein grosser Vorteil.
  • Der erfindungsgemässe Düsenkopf eignet sich somit auch für zukünftige Generationen von Grossdieselmotoren, die noch leistungsfähiger sind und noch höhere Anforderungen an die Belastbarkeit der Düsenköpfe stellen.

Claims (8)

  1. Düsenkopf (2) für eine Brennstoffeinspritzdüse (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Düsenkopfs eine Chrom-Basis-Legierung ist, die abgesehen von üblicherweise auftretenden Verunreinigungen in Gewichtsprozent aus mindestens 45% Nickel (Ni), Chrom (Cr) in einem Bereich grösser 50% bis einschliesslich 55%, Kohlenstoff (C) in einem Bereich grösser 0 % bis einschliesslich 5%, Silizium (Si) in einem Bereich grösser 0% bis einschliesslich 5%, und einem oder mehrerer reaktiver Elemente in einem Bereich grösser 0% bis einschliesslich 5% besteht.
  2. Düsenkopf (2) nach Anspruch 1, welcher mindestens ein reaktives Element aus der Gruppe enthält, die aus den Elementen Lanthan (La), Cer (Ce), Yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc) und den Seltenen Erden besteht, wobei der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 5% beträgt.
  3. Düsenkopf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 1%, insbesondere höchstens 0,2% beträgt, der Gehalt an Kohlenstoff (C) höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.05% und der Gehalt an Silizium (Si) höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.5%.
  4. Düsenkopf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt durch ein heissisostatisches Pressverfahren.
  5. Düsenkopf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt aus entsprechendem Metallpulver mit einer hauptsächlichen Korngrösse von 10 bis 200 Mikrometern, insbesondere 40 bis 150 Mikrometern.
  6. Düsenkopf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Längsbohrung (20) und mindestens einem von der Längsbohrung (20) ausgehendem Düsenloch zum Einbringen von Brennstoff in einen Verbrennungsraum, wobei der Übergang von der Längsbohrung (20) zum Düsenloch (21) verrundet ist, vorzugsweise elektro-chemisch.
  7. Brennstoffeinspritzdüse (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Düsenkopf gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Brennkraftmaschine, insbesondere Grossdieselmotor mit einer Brennstoffeinspritzdüse gemäss Anspruch 7.
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