JP2009293612A - 燃料噴射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】インジェクターバルブニードル及びバルブシートをコーティングして、耐腐食性及び耐摩耗性を向上させた燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】本発明の燃料噴射装置は、インジェクターバルブニードル及びインジェクターバルブニードルが接触するバルブシートを含む燃料噴射装置において、インジェクターバルブニードルは、ダイヤモンドライクカーボンコーティングされ、バルブシートは、モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングされ、インジェクターバルブニードルのコーティングの順序は、表面からクロムコーティング、タングステンカーバイトカーボンコーティング、そしてダイヤモンドライクカーボンコーティングであり、バルブシートのコーティングの順序は、表面からクロムコーティング、クロムナイトライドコーティング、そしてモジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングであることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料噴射装置に係り、より詳細には、インジェクターバルブニードル及びバルブシートをコーティングして、耐腐食性及び耐摩耗性を向上させた、燃料噴射装置に関する。
一般的なＬＰＩ燃料システムは、図４に示すように、燃料温度センサー１０１及び圧力センサー１０３から燃料の状態に対する情報が電子制御装置（ＥＣＵ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ；図示せず）に伝達され、電子制御装置（ＥＣＵ）は、適切な時期にインジェクター１０５を駆動して、燃料を噴射する。そして、燃料供給のために、燃料ポンプ１０７が電子制御装置によって駆動される。
燃料噴射過程で残った燃料は、エンジンルームの燃料圧力が圧力レギュレーター１０９で設定された圧力以上になると、レギュレーター１０９の内部のダイヤフラムが開かれて、ボンベ１１１に再循環（ＲＥＴＵＲＮ）される。
そして、ＬＰＩ車両の始動がＯＦＦされると、ボンベ１１１及びエンジンの燃料ラインを遮断する遮断バルブ１１３が閉じられて、インジェクター１０５も閉じられる。
この時、一定時間でエンジンルームの温度が上がって燃料温度もが上昇し、それによって一定時間の間に燃料圧力も急激に上昇して相平衡をなし、徐々に圧力が下がるようになる。
そして、燃料であるＬＰＧ内の硫黄（Ｓ）が酸素と結合して二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）が生成され、燃料ラインに残存する水分及び二酸化硫黄が反応して硫酸（Ｈ２ＳＯ４）になり、硫酸溶液（硫酸＋水分）が電解質として作用すると、腐蝕が始まる。
このような化学反応は、車両走行時の燃料温度の急激な上昇によって腐蝕及び摩耗を急速に進展させる。
そして、このような腐蝕及び摩耗によって燃料が漏出し、漏出した燃料によって始動遅延及びエンジン不調（ｅｎｇｉｎｅ ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ）が発生する。
特開２００８−０３８６３２号公報
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、インジェクターバルブニードル及びバルブシートをコーティングして、耐腐食性及び耐摩耗性を向上させた燃料噴射装置を提供することにある。
このような目的を達成するための本発明の燃料噴射装置は、インジェクターバルブニードル及び前記インジェクターバルブニードルが接触するバルブシートを含む燃料噴射装置において、前記インジェクターバルブニードルは、ダイヤモンドライクカーボンコーティングされ、前記バルブシートは、モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングされることを特徴とする。
前記バルブシートは、前記バルブシートの表面にクロムコーティング及びクロムナイトライドコーティングされ、コーティングの順序は、前記バルブシートの表面から前記クロムコーティング、クロムナイトライドコーティング、そして前記モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングであることを特徴とする。
前記クロムコーティングの厚さは０．１〜０．５μｍであり、前記クロムナイトライドコーティングの厚さは０．２〜０．７μｍであり、前記モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングの厚さは１．０〜２．０μｍであることを特徴とする。
前記バルブシートは、イオンエッチングによって表面加工されることを特徴とする。
前記インジェクターバルブニードルは、前記インジェクターバルブニードルの表面にクロムコーティング及びタングステンカーバイトカーボンコーティングされ、コーティングの順序は、前記バルブニードルの表面から前記クロムコーティング、前記タングステンカーバイトカーボンコーティング、そして前記ダイヤモンドライクカーボンコーティングであることを特徴とする。
前記クロムコーティングの厚さは０．１〜０．５μｍであり、前記タングステンカーバイトカーボンコーティングの厚さは０．２〜０．７μｍであり、前記ダイヤモンドライクカーボンコーティングの厚さは１．０〜２．０μｍであることを特徴とする。
前記インジェクターバルブニードルは、イオンエッチングによって表面加工されることを特徴とする。
本発明の燃料噴射装置によれば、インジェクターバルブニードル及びバルブシートをコーティングすることにより、耐腐食性及び耐摩耗性が向上する効果がある。
以下、添付した図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による燃料噴射装置の構成、及びインジェクターバルブニードル及びバルブシートの構成を示した図面であり、図２は本発明の実施例による燃料噴射装置のバルブシートの表面を示した図面であり、図３は本発明の実施例による燃料噴射装置のインジェクターバルブニードルの表面を示した図面である。
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施例による燃料噴射装置の構成を説明する。
本発明の実施例による燃料噴射装置１０は、一般的な燃料噴射装置とその主要構成において同一である。
本発明の実施例による燃料噴射装置１０では、インジェクターバルブニードル（ｎｅｅｄｌｅ）２０が形成され、バルブシート（ｓｅａｔ）３０がインジェクターバルブニードル２０と接触している。
インジェクターバルブニードル２０は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ；ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）コーティングされ、バルブシート３０は、モジュラタングステンカーバイトカーボン（Ｍｏｄｕｌａ ＷＣＣ；ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｃａｒｂｏｎ）コーティングされる。
モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングは、タングステンカーバイトカーボンコーティング時にバイアス（ｂｉａｓ）電圧の強さを調整して硬度を変える方式によって、電圧の強さを強くするほど硬度は高くなる。
本発明の実施例による燃料噴射装置は、コーティングしながらバイアス電圧の強さを弱くして層の上に行くほど硬度を低くして、摩擦による耐久性を増大させる。
モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングによってバルブシート３０の腐蝕及び摩耗特性が改善される。
バルブシート３０は、バルブシート３０の表面にクロム（Ｃｒ）コーティング及びクロムナイトライド（ＣｒＮ；Ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）コーティングする。コーティングは、バルブシート３０の表面からクロムコーティング、クロムナイトライドコーティング、そしてモジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングの順で行なう。
クロムコーティングは、密着性を向上させ、クロムナイトライドコーティングは、支持層（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）として作用する。
クロムコーティングの厚さは０．１〜０．５μｍであり、クロムナイトライドコーティングの厚さは０．２〜０．７μｍであり、モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングの厚さは１．０〜２．０μｍである。
コーティングの厚さは、耐腐食性及び耐摩耗性を満足するように選択される。
バルブシート３０は、イオンエッチング過程を通じてきれいに表面加工された後に、前記説明されたコーティング作業をするのが好ましい。
インジェクターバルブニードル２０は、インジェクターバルブニードル２０の表面にクロムコーティング及びタングステンカーバイトカーボン（ＷＣＣ）コーティングし、コーティングは、バルブニードルの表面からクロムコーティング、タングステンカーバイトカーボンコーティング、そしてダイヤモンドライクカーボンコーティングの順で行なう。
前記で説明したように、クロムコーティングは、密着性を向上させ、タングステンカーバイトカーボンコーティング及びダイヤモンドライクカーボンコーティングは、耐腐食性及び耐摩耗性を向上させる。
クロムコーティングの厚さは０．１〜０．５μｍであり、タングステンカーバイトカーボンコーティングの厚さは０．２〜０．７μｍであり、ダイヤモンドライクカーボンコーティングの厚さは１．０〜２．０μｍである。
コーティングの厚さは、耐腐食性及び耐摩耗性を満足するように選択される。
インジェクターバルブニードル２０は、イオンエッチング過程を通じて表面加工された後に、前記説明されたコーティング作業をするのが好ましい。
前記のように、本発明の実施例による燃料噴射装置は、インジェクターバルブニードル２０及びバルブシート３０に各々異なるコーティング作業をして、摩擦による耐摩耗性を改善することができ、耐腐食性も改善することができる。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
本発明の実施例による燃料噴射装置の構成、及びインジェクターバルブニードル及びバルブシートの構成を示した図面である。 本発明の実施例による燃料噴射装置のバルブシートの表面を示した図面である。 本発明の実施例による燃料噴射装置のインジェクターバルブニードルの表面を示した図面である。 一般的なＬＰＩ車両の燃料システムを示した図面である。
符号の説明
１０ 燃料噴射装置
２０ インジェクターバルブニードル
３０ バルブシート

Claims (7)

  1. インジェクターバルブニードル及び前記インジェクターバルブニードルが接触するバルブシートを含む燃料噴射装置において、
    前記インジェクターバルブニードルは、ダイヤモンドライクカーボンコーティングされ、
    前記バルブシートは、モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングされることを特徴とする燃料噴射装置。
  2. 前記バルブシートは、
    前記バルブシートの表面にクロムコーティング及びクロムナイトライドコーティングされ、
    コーティングの順序は、前記バルブシートの表面から前記クロムコーティング、クロムナイトライドコーティング、そして前記モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングであることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
  3. 前記クロムコーティングの厚さは０．１〜０．５μｍであり、
    前記クロムナイトライドコーティングの厚さは０．２〜０．７μｍであり、
    前記モジュラタングステンカーバイトカーボンコーティングの厚さは１．０〜２．０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
  4. 前記バルブシートは、イオンエッチングによって表面加工されることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
  5. 前記インジェクターバルブニードルは、
    前記インジェクターバルブニードルの表面にクロムコーティング及びタングステンカーバイトカーボンコーティングされ、
    コーティングの順序は、前記バルブニードルの表面から前記クロムコーティング、前記タングステンカーバイトカーボンコーティング、そして前記ダイヤモンドライクカーボンコーティングであることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
  6. 前記クロムコーティングの厚さは０．１〜０．５μｍであり、
    前記タングステンカーバイトカーボンコーティングの厚さは０．２〜０．７μｍであり、
    前記ダイヤモンドライクカーボンコーティングの厚さは１．０〜２．０μｍであることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射装置。
  7. 前記インジェクターバルブニードルは、イオンエッチングによって表面加工されることを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。
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