FI104751B - Nozzle head for the injection nozzle in a fuel injection device for an internal combustion engine - Google Patents
Nozzle head for the injection nozzle in a fuel injection device for an internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- FI104751B FI104751B FI932107A FI932107A FI104751B FI 104751 B FI104751 B FI 104751B FI 932107 A FI932107 A FI 932107A FI 932107 A FI932107 A FI 932107A FI 104751 B FI104751 B FI 104751B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- nozzle
- nozzle head
- internal combustion
- combustion engine
- fuel injection
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/166—Selection of particular materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases for large diesel engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
104751104751
Polttomoottorin polttoaineen suihkutuslaitteen suihkutus-suuttimen suuttimenpääInjector nozzle of the fuel injector of the internal combustion engine
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 joh-' 5 danto-osan mukainen polttomoottorien polttoaineen suihku tuslaitteen suihkutussuuttimen suuttimenpää, sekä suihku-tuslaite ja dieselmoottori.The invention relates to an injector nozzle of a fuel injector of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, as well as an injector and a diesel engine.
Polttomoottorin polttoaineen suihkutuksen suihkutussuuttimen suuttimenpää, jota ammattikielessä usein 10 myöskin sumuttimeksi kutsutaan, on tyypillinen kuluva osa erityisesti niissä moottoreissa, joissa on polttoaineen : suorasuihkutus palotilaan. Raaka-aineeseen kohdistuu korkeat lämpötilat ja lämpötilan vaihtelut. Palotilassa esi- ; merkiksi vaihtelee lämpötila koko ajan syttymislämpötilan 15 ja uuden syötetyn ilman lämpötilan välillä, mikä johtaa myöskin lämpötilan vaihteluihin suihkutussuuttimen suut-timenpään ulkoseinässä. Suuttimen sisäpuolella, jonka lä- - pi polttoaine johdetaan, johtaa polttoaineen toistuva suihkutus samoin, joskin äkillisiin lämpötilan vaihtelui- " 20 hin.The nozzle head of the fuel injection nozzle of an internal combustion engine, often also referred to as a nozzle in the technical language, is a typical wear part, particularly for engines with direct injection of fuel to the combustion chamber. The raw material is exposed to high temperatures and temperature fluctuations. Fire mode pre-; for example, the temperature is constantly fluctuating between the ignition temperature 15 and the temperature of the new supply air, which also results in temperature fluctuations in the outer wall of the nozzle tip of the spray nozzle. Inside the nozzle through which the fuel is passed, repeated injection of the fuel results in the same, albeit sudden, temperature variations.
Sen lisäksi on suuttimen korroosio sangen korkea, johtuen palotilan korkeista lämpötiloista ja polttoaineen ~ syövyttävistä yhdisteistä, tai vastaavista, jotka muodostuvat pakokaasuun polttoaineen osista ilman kanssa.In addition, the nozzle corrosion is quite high due to the high temperatures in the combustion chamber and fuel-corrosive compounds, or the like, which are formed in the exhaust with the fuel components in the air.
25 Palotilassa vallitsee kaasun suuret pyörteet.25 In the combustion chamber there is a large gas swirl.
Polttoaineen suihkuttaminen suuttimen päässä olevista rei'istä tapahtuu normaalisti pyörrevirtauksen suuntaan.Fuel injection from the holes at the end of the nozzle normally occurs in the direction of the vortex flow.
Tästä seuraa se, että syövyttävät ja kuumat palamiskaasut osuvat suuttimenpään suihkutusreikiä vastapäätä olevalle 30 sivulle. Kaasujen lämpötila on (ainakin) muutamista sa- " r ' doista asteista jopa yli tuhanteen celsiusastetta. Tämä - johtaa esim. suurdieselmoottorien kohdalla suihkutussuut- l * timien suuttimenpään takasivulla tapahtuvaan syöpymiseen, - so. suuttimenpään vaipan sillä sivulla, joka on suuttimen f 35 reikiä vastapäätä. Käytettävä polttoaine ja moottorin käyttöolosuhteet vaikuttavat kemialliseen syöpymiseen ja : 104751 2 korroosioon. Erityisen syövyttävänä ja tunnetusti korkealämpötilakorroosiossa (siis kriittisesti) on vaikutta-vana esim. polttoaineessa olevan natriumin ja vanadiumin määrä ja siten muodostuva natrium-vanadyyli-vanadaatti 5 tai vanadiumpentoksiidi VO5. Moottorin seistessä voivat silloin muodostuvat rikkiyhdisteet vaikuttaa korroosiota edistäen.As a result, the corrosive and hot combustion gases hit the side 30 facing the nozzle head spray holes. The temperature of the gases is (at least) a few degrees "r" up to over 1000 degrees Celsius. This - for example in the case of large diesel engines - results in etching on the back of the nozzle nozzles, - i.e. on the side of the nozzle shell 35 The fuel used and the operating conditions of the engine affect chemical corrosion and: 104751 2. Corrosion is known and is known to be highly corrosive (i.e., critically), e.g. When the engine is stationary, the sulfur compounds formed then may act to promote corrosion.
Tähän saakka tunnettua rakennemallia olevat parhaat suuttimen päät on korvattava uusilla muutaman tuhan-10 nen käyttötunnin, tyypillisesti noin 3 000 - 5 000 tunnin jälkeen. Nämä tunnettua rakennetta ja parasta laatua olevat tähänastiset suuttimen päät on valmistettu stelliit-ti/titaani-lejeeringistä. Löytyy joukko raaka-aineita, jotka sisänsä pidemmän kestoaikansa puolesta sopisivat 15 paremmin tähän tarkoitukseen. Mutta käytössä olivat käyt-töiät kuitenkin - jos ollenkaan - vain olemattoman verran erilaiset verrattuna tähän saakka käytetyistä raaka-aineista valmistettuihin suuttimenpäihin.The best nozzle heads of the hitherto known design need to be replaced after a few thousand to 10 hours of operation, typically about 3,000 to 5,000 hours. These nozzle heads of known construction and of the highest quality are made of stellite / titanium alloy. There are a number of raw materials that, for a longer life span, are more suitable for this purpose. However, the lifetimes used, if any, were only marginally different from the nozzle heads made up of the raw materials used hitherto.
Keksinnön tavoitteena on aikaansaada suihkutus-20 suuttimeen suuttimenpää, jonka kestoaika ja käyttöikä on pidempi epäsuotuisissa olosuhteissa. Lisäksi on tavoitteena aikaansaada huollon ja varmuuden suhteen polttomoottoreille, erityisesti dieselmoottoreille parannettu polttoaineen suihkutuslaite ja siten myös huollon ja var- * 25 muuden suhteen parannettu moottori. Keksinnön mukaisesti on suihkutussuuttimen tämäntapaiselle suuttimenpäälle tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkit. Polttoaineen suihkutuslaitteeseen kuuluu suihkutussuutin varustettuna tällaisella suuttimenpäällä, ja moottori on va-30 rustettuna tämäntyyppisellä polttoaineen suihkutuslait- teella, jossa on uusi suuttimenpää. Alivaatimuksissa kä- •.It is an object of the invention to provide a spray nozzle with a nozzle head having a longer lifetime and service life under adverse conditions. It is also an object to provide an improved fuel injection device for maintenance and safety of internal combustion engines, in particular diesel engines, and thus an engine for improved service and reliability. According to the invention, such a nozzle tip of a spray nozzle is characterized by the features of claim 1. The fuel injector includes a spray nozzle provided with such a nozzle head, and the engine is equipped with a fuel injector of this type with a new nozzle head. In the sub - requirements, hand.
sitellään keksinnön erityisen edullisia muotoja.particularly preferred forms of the invention are quoted.
Sen raaka-aineen kohdalla, josta polttoaineen suihkutussuutin on valmistettu, on kyse ns. mekaanisesti 35 lejeeratusta, suurlejeeratusta krominikkeli-peruslejee- •.The raw material for which the fuel injection nozzle is made is a so-called "raw material". mechanically 35 alloyed, high alloyed chromium nickel base alloy •.
_ « 104751 3 ringistä. Lisäaineiksi lisätään krominikkeliteräkseen hiiltä (C), alumiinia (AL), titaania Ti, rautaa (Fe), typpeä (N), happea (O) ja ytriumoksidia (Y203) ._ «104751 in 3 rings. Additives to the chromium-nickel steel are carbon (C), aluminum (AL), titanium Ti, iron (Fe), nitrogen (N), oxygen (O) and yttria (Y 2 O 3).
Esimerkiksi polttoaineen suihkutussuuttimien suut-5 timenpäillä, jotka oli valmistettu markkinoilta saatavissa olevasta lejeeringistä tyypiltä/nimeltä "INCONEL alloy MA 758", saavutettiin kestoajan kasvu kaksin - kolminkertaiseksi.For example, the fuel injection nozzle nozzles 5 made from a commercially available alloy of type "INCONEL alloy MA 758" achieved a doubling of the lifetime by three to three times.
Tämäntyyppisiä lejeerattuja teräksiä ei valmisteta 10 valamalla, vaan ne valmistetaan ja lejeerataan erään tapaisessa sintrausprosessissa, mekaanisella muokkauksella, tavallaan takoen. Teräksiä kuvataan valmistetun myös "dispersiolejeerattuina, oksididispersiolujitettuina tai korkealämpötilalujitettuina". Niiden valmistuksessa on 15 tällöin kyse erääntyyppisestä termomekaanisesta sintrauk-sesta, joka tapahtuu korkeissa lämpötiloissa, ja jolloin mekaanista käsittelyä seuraa vielä lämpökäsittely.These types of alloy steels are not made by casting, but are made and alloyed in a kind of sintering process, by mechanical shaping, in a kind of forging. Steels are also described as being "dispersion alloyed, oxide dispersion reinforced, or high temperature reinforced". Their manufacture then involves a type of thermomechanical sintering which takes place at elevated temperatures, with the subsequent mechanical treatment followed by heat treatment.
Suihkutussuuttimen suuttimenpäähän käytettävä raaka-aine on mekaanisesti suurlejeerattua krominikkelite-20 rästä. Teräkseen laitetaan lisäaineiksi hiiltä, alumiinia, titaania, rautaa ja ytriumoksidia. Pienet happi-ja/tai typpimäärät eivät ole häiritseviä. Suihkutussuuttimen suuttimenpäällä on polttomoottorien, kuten dieselmoottorien palotilan syövyttävässä, kemiallisessa ja ter-’ 25 misessä ympäristössä suunnilleen kaksinkertainen kestoai ka verrattuna suihkutussuuttimien tähän asti tunnettuihin suuttimienpäihin.The raw material used for the nozzle tip of the nozzle is mechanically high alloyed chromium nickel-20. Additives for steel include carbon, aluminum, titanium, iron and yttria. Small amounts of oxygen and / or nitrogen are not disturbing. The nozzle head of the jet nozzle has approximately twice the lifetime of the combustion chamber of combustion engines, such as diesel engines, in the chemical and thermal environment as compared to the nozzle heads of hitherto known nozzles.
Materiaalista MA 758 valmistettu suuttimenpää on dieselmoottorien syövyttävässä, kemiallisessa ja termi-30 sessä ympäristössä osoittanut suunnilleen kaksinkertaisen » kestoajan verrattuna tähän asti tunnettuihin suuttimen- • · päihin. Tämä vastaa yli 10 000 käyttötuntia, tahi sunnil-leen kahden vuoden tai ylikin perushuoltoväliä (TBO, Time Between Overhaul) esim. laivadieselmoottorin kohdalla, 35 verrattuna polttoaineen suihkutussuutinten tähän asti · 104751 4 tunnettujen suuttimenpäiden vain n. vuoden perushuoltovä-liin.The nozzle head, made of material MA 758, has shown approximately twice as long as the known nozzle heads in the corrosive, chemical and thermal environment of diesel engines. This corresponds to more than 10,000 hours of operation, or to two years or more of a basic service interval (TBO, Time Between Overhaul), e.g., for a marine diesel engine 35, compared to only about a year of service intervals for known injection nozzle heads.
Kaavamaisessa kuviossa esitetään leikkauksena si-vultanähtynä osaa polttoaineen suihkutussuuttimesta 1, 5 varustettuna suuttimenpäällä 2. Kuromatkin esitetyt, useammasta, esim. viidestä suihkutusreiästä muodostuvat suihkutusreiät 21 ovat suunnatut radiaalisesti ja hieman alaspäin. Polttoaine syötetään suihkutusreikiin 21 keski-kanavan 20 kautta ja sen jälkeen radiaalisesti, hieman 10 alaspäin suunnattuna palotilaan tahi sylinteritilaan, edullisesti palotilassa vallitsevan pyörteisyyden suuntaan. Suihkutuksen tapahtuessa tällä tavoin jää ennenkaikkea suuttimenpään 2 vaipan suihkutusreikiä 21 vastapäätä oleva osa 22 alttiiksi kasvaneelle kemialliselle ja 15 termiselle kuormitukselle, mm. korroosiovaikutuksille ja tällöin siinä tapahtuu syöpymistä sekä hajoamista.In the schematic view, a sectional side view of a portion of the fuel injection nozzle 1, 5 with a nozzle head 2 is shown. The injection holes 21, which consist of several, e.g. five, injection holes, are radially and slightly downwards. Fuel is supplied to the injection holes 21 through the central passage 20 and thereafter radially, slightly downwardly in the combustion chamber or cylinder space, preferably in the direction of the turbulence in the combustion chamber. When spraying in this way, first of all, the portion 22 opposite the spray holes 21 of the nozzle head 2 is exposed to increased chemical and thermal stress, e.g. corrosion effects, and corrosion and decomposition occurs.
• · • - • w * Ϊ ä • 4• · • - • w * Ϊ ä • 4
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92810347 | 1992-05-11 | ||
| EP92810347A EP0569655B1 (en) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | Injection nozzle for a fuel injection device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI932107A0 FI932107A0 (en) | 1993-05-10 |
| FI932107L FI932107L (en) | 1993-11-12 |
| FI104751B true FI104751B (en) | 2000-03-31 |
Family
ID=8211920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI932107A FI104751B (en) | 1992-05-11 | 1993-05-10 | Nozzle head for the injection nozzle in a fuel injection device for an internal combustion engine |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0569655B1 (en) |
| JP (1) | JPH0719147A (en) |
| KR (1) | KR100373786B1 (en) |
| CN (1) | CN1035210C (en) |
| DE (1) | DE59205180D1 (en) |
| DK (1) | DK0569655T3 (en) |
| FI (1) | FI104751B (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HRP950114B1 (en) * | 1994-03-10 | 2000-08-31 | Man B & W Diesel As | A method of manufacturing a nozzle for a fuel valve and a nozzle |
| DE4411228C2 (en) * | 1994-03-31 | 1996-02-01 | Krupp Vdm Gmbh | High-temperature resistant nickel-based alloy and use of the same |
| EP0961024B1 (en) * | 1998-05-29 | 2010-01-13 | Wärtsilä Schweiz AG | Fuel injection nozzle |
| DE59907093D1 (en) * | 1998-08-27 | 2003-10-30 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | Method of manufacturing a fuel injector and fuel injector |
| JP2976973B1 (en) * | 1998-09-29 | 1999-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection valve for internal combustion engine |
| DE19963389A1 (en) | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Bosch Gmbh Robert | Method of manufacturing a valve piece for a fuel injector |
| DE50309291D1 (en) * | 2002-04-11 | 2008-04-17 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | Nozzle head for a fuel injector |
| US20070131803A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Phadke Milind V | Fuel injector having integrated valve seat guide |
| CN102472224B (en) * | 2009-06-30 | 2014-07-23 | 日本活塞环株式会社 | Fuel injection nozzle for internal combustion engine, nozzle blank and manufacturing method thereof |
| DK2365206T3 (en) * | 2010-03-05 | 2014-05-19 | Wärtsilä Switzerland Ltd | Nozzle for a fuel injection device for internal combustion engines and method for making a nozzle |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3133944A1 (en) * | 1981-08-24 | 1983-03-03 | Gebrüder Sulzer AG, 8401 Winterthur | Fuel injection nozzle, especially for diesel engines |
| JPS6299433A (en) * | 1985-10-26 | 1987-05-08 | Natl Res Inst For Metals | Gamma'-phase precipitation strengthening heat resistant nickel alloy containing dispersed yttria particle |
| CH671074A5 (en) * | 1986-11-25 | 1989-07-31 | Sulzer Ag |
-
1992
- 1992-05-11 DE DE59205180T patent/DE59205180D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-11 EP EP92810347A patent/EP0569655B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-11 DK DK92810347.2T patent/DK0569655T3/en active
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5074361A patent/JPH0719147A/en active Pending
- 1993-04-08 KR KR1019930005844A patent/KR100373786B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-10 CN CN93105390A patent/CN1035210C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-10 FI FI932107A patent/FI104751B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK0569655T3 (en) | 1996-02-19 |
| KR930023592A (en) | 1993-12-21 |
| FI932107L (en) | 1993-11-12 |
| FI932107A0 (en) | 1993-05-10 |
| CN1080360A (en) | 1994-01-05 |
| DE59205180D1 (en) | 1996-03-07 |
| KR100373786B1 (en) | 2003-06-18 |
| EP0569655A1 (en) | 1993-11-18 |
| EP0569655B1 (en) | 1996-01-24 |
| JPH0719147A (en) | 1995-01-20 |
| CN1035210C (en) | 1997-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI104751B (en) | Nozzle head for the injection nozzle in a fuel injection device for an internal combustion engine | |
| US7600383B2 (en) | Turbojet with protection means for a fuel injection device, an injection device and a protective plate for the turbojet | |
| US6047539A (en) | Method of protecting gas turbine combustor components against water erosion and hot corrosion | |
| EP2539563B1 (en) | Pre-chamber arrangement for a combustion engine | |
| US6792757B2 (en) | Gas turbine combustor heat shield impingement cooling baffle | |
| US7849694B2 (en) | Heat shield arrangement for a component guiding a hot gas in particular for a combustion chamber in a gas turbine | |
| Sezavar et al. | A review on the performance and lifetime improvement of thermal barrier coatings | |
| EP1041344B1 (en) | Venturi for use in the swirl cup package of a gas turbine combustor having water injected therein | |
| JP2002517673A (en) | Combustor for low exhaust gas turbine engine | |
| GB1563338A (en) | Two stroke internal combustion engines | |
| EP2205840A1 (en) | Prechamber arrangement of a combustion engine | |
| KR100322804B1 (en) | Fuel injection method and apparatus of diesel internal combustion engine | |
| US20100269778A1 (en) | Cylinder head assembly for an internal combustion engine and method of making the same | |
| EP2143819A1 (en) | Coating method and corrosion protection coating for turbine components | |
| KR102647482B1 (en) | Aft frame assembly for gas turbine transition piece | |
| JP3756994B2 (en) | Gas turbine combustor, gas turbine and components thereof | |
| EP1588102B1 (en) | Heat shield element, combustion chamber and gas turbine | |
| US5069179A (en) | Internal combustion engine | |
| USH1869H (en) | Valve train components having an oxidation and corrosion-resistant thermal spray coating | |
| FI126955B (en) | FE-based composition, pre-chamber component, and method for manufacturing the pre-chamber component | |
| US20260048994A1 (en) | Ammonia handling device and method of manufacturing thereof | |
| RU2233382C2 (en) | Internal combustion engine | |
| Kvernes | Problems encountered in developing and using thermal barrier coatings on diesel engine components | |
| JPH11151456A (en) | Urea aqueous solution spray nozzle for urea method denitration and urea method denitration apparatus using the same | |
| Lesnikov et al. | Protective properties of aluminide coatings under conditions of high temperature oxidation and corrosion |