[发明专利]具有间接激光引起的残余应力的燃料系统部件以及使用其的燃料系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及燃料系统部件，并且更具体地涉及具有间接激光引起的残余应力的燃料系统部件。

背景技术

工程师们一直致力于提高燃料系统的性能和扩展其功能，同时降低燃料系统的疲劳敏感位置处出现的包括裂缝在内的结构损坏。例如，事实显示以较高燃料压力喷射能够提供更好的性能和效率。因此，燃料系统部件应当被制造成特别是在受到循环应力、振动和其他导致疲劳的应力的位置处承受这些高燃料压力。例如，燃料喷射器的SAC区域，通常包括开向喷嘴小孔的单向针阀座下方的体积，该区域在喷射事件期间和之间可能经受极端的压力和流动力的波动。在另一个例子中，包括高压燃料管线的其他燃料系统部件可能由于提高的流体操作压力而经受显著的应力，并且可能由于发动机振动等而经受诸如弯曲应力的其他引起疲劳的应力。

事实显示，多种表面处理可以改进可能由于起始表面裂缝而导致失效的部件的疲劳寿命。例如，可以通过施加机械喷丸处理、预应力加工、研磨操作、渗碳热处理、超声冲击处理和其他类似的表面处理来获得抗裂缝形成的性能和整体的材料强化。直接施加于部件的疲劳敏感表面的这些处理与未处理的部件相比可以有效地增加部件的疲劳强度。近来，如日本专利公开No.2006322446所示，使用激光喷丸将部件表面强化到比传统喷丸更深的深度。具体来说，所述参考文献教导了使用激光喷丸来提高燃料系统共轨的分支孔处的圆锥形座表面的强度。但是，虽然这种材料强化策略是已知的，但是对于例如燃料系统中由于尺寸和/或位置而无法接近的疲劳敏感表面来说，很多策略是不可用的。

本发明旨在克服上述问题中的一个或多个。

发明内容

在一个方面，一种金属燃料系统部件包括内表面和外表面。该金属燃料系统部件是通过从所述外表面经过所述金属燃料系统部件向所述内表面传递激光冲击波以在所述金属燃料系统部件的内表面的仅一部分中引起压缩残余应力而制造的。

在另一个方面，一种燃料系统部件包括具有金属壁的部件主体。所述金属壁限定由小于约3毫米的第一壁厚分开的内表面和外表面。所述内表面包括从所述外表面延伸到所述内表面的压缩残余应力区域。

在又一个方面，一种在燃料系统部件的内表面中引起压缩残余应力的方法，包括在所述燃料系统部件的外表面处引导激光脉冲。激光冲击波从所述外表面经过所述燃料系统部件的壁厚传递穿过所述内表面。然后所述激光冲击波被接收在与所述内表面相联的冲击吸收材料中。

附图说明

图1是根据本发明的燃料系统的一种示例性的实施方式的示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式经过用于图1的燃料系统的高压燃料管线的剖视图；

图3是根据本发明的另一种实施方式经过用于图1的燃料系统的燃料喷射器喷嘴末端的剖视图；

图4是根据本发明的一种特定的实施方式沿着图3的4-4线的剖视图；

图5是示出根据本发明的一种示例性的激光喷丸过程的经过图2的高压燃料管线的剖视图。

具体实施方式

整体参照图1，燃料系统10的一种示例性的实施方式可以包括定位成将燃料直接喷射入各自的发动机气缸(未示出)中的多个燃料喷射器12。更特别地，每个燃料喷射器12的燃料喷射器喷嘴末端14可以定位成在压燃发动机的各自的气缸中喷射燃料。通常，燃料可以由低压输送泵18从燃料舱16抽吸，并且从低压输送泵18沿着低压管线20到达燃料冷却管线22或高压泵24之一。如图所示，高压泵24可以经由高压轨道供给管线28向共轨26或燃料轨道流体地供给。然后可以使用燃料喷射器12将来自共轨26的高压燃料传送给发动机气缸，其中每个燃料喷射器12由单独的分支通道30(仅示出一个)供给高压燃料。每个燃料喷射器12可以包括通过排放管线32流体连接至燃料舱16的排放出口。

根据一种实施方式中，燃料系统10可以通过电子控制器34控制。电子控制器34可以为标准设计并且通常可以包括诸如中央处理单元的处理器、存储器、和便于电子控制器34内部和外部通信的输入/输出电路。中央处理单元可以通过执行例如存储在存储器中的编程代码的操作指令来控制电子控制器34的操作，其中操作可以由电子控制器34内部或外部启动。可以使用控制方案以通过输入/输出电路监控诸如传感器、致动器或控制单元的系统或装置的输出以控制到多种其他系统或装置的输入。例如，电子控制器34可以通过通信线路36与每个燃料喷射器12或者更特别地燃料喷射器的致动器控制通信，以在正确的时间传送需要量的燃料。此外，电子控制器34可以通过通信线路38将控制信号发送至高压泵24，以控制高压泵24向共轨26的输出和压力。