[发明专利]一种喷油器的制造方法及一种喷油器

说明书

本发明涉及一种柴油机、特别是两冲程大型柴油机的喷油器的制造方法及喷油器。

在按两冲程方式工作并具有加长扫气的大型柴油机，例如船用柴油机中，通常为每个气缸设置一组，例如三个喷油器，这些喷油器布置于气缸盖中，绕位于中心的排气阀设置。这种类型的喷油器的喷嘴头具有至少一个喷孔，但通常为一组喷孔，燃油通过该喷孔喷入气缸中的燃烧室中。为了启动或结束该喷射过程，一可动的针阀设置于该喷油器中，该针阀与一针阀座相互依如此的方式配合以致于通到喷嘴孔的通道可被开启或关闭。

特别是，凸伸入气缸的燃烧室中的喷嘴头通常都处于非常高的热应力和腐蚀应力的工作状态下工作。喷嘴头通常都位于另一个喷油器的油束范围内，油束前方提供有喘流空气流，这样就进一步增加了标称应力。因此，在喷嘴头处会产生非常高的表面温度，这样就会加速喷嘴头的腐蚀。公知的是：这种腐蚀主要是由燃油中包含的钒和钠产生的，这样就加速了材料的剥落，从而使喷嘴头的寿命相当短。

另一方面，在针阀座中，限制其寿命的因素主要是在工作状态时机械应力过高。这些应力具体就是压应力和冲击应力，这些应力来源于高压喷射及因穴蚀和腐蚀而产生的材料的剥落。喷嘴孔也可因材料的剥落而损坏。

为了综合考虑到这些不同的应力，公知的是将喷油器制造成两部分，即包括针阀座的喷嘴头部分和包含喷嘴孔的分离喷嘴头部分。这样，该喷嘴体可由一种非常硬并且机械性能稳定的材料制成，另一方面，该喷嘴头可由一种耐热腐蚀的材料制成。该喷嘴头可拆卸地连接到该喷嘴体上，作为一种经济的更换部件。

从现有技术出发，本发明的目的是为了提出另外的方法，借助于该方法可制造一柴油机用的喷油器，在该方法中，一方面喷嘴头可永久地承受热应力和腐蚀应力，另一方面针阀座和喷嘴孔可永久地承受在一柴油机特别是一大型柴油机中产生的机械应力。此外本发明也提供一种相应的喷油器。

就装置和方法而言，满足上述这些目的的本发明的主题的特征在于：各种类型的独立权利要求中的技术特征。

因此根据本发明，其提供了一种用于制造一种用于一柴油机，特别是两冲程大型柴油机的喷油器的方法，该喷油器具有一个用于为喷嘴针阀导向并引入燃油的纵向钻孔，所述纵向钻孔延伸入一喷嘴头中，在该喷嘴头上，至少一个喷嘴孔从该纵向钻孔处出发延伸，一个针阀座设置于该纵向钻孔中以便与该针阀配合。本发明的方法的特征在于：首先使至少包括该纵向钻孔，针阀座和喷嘴头的基体单件由一种可硬化处理的材料，特别是一种可进行热处理的钢制成，在未硬化处理的状态时其外形尺寸基本上是理想的最终外形尺寸；接着将耐热腐蚀合金涂层涂覆到该喷嘴头上；然后制造喷嘴孔；再后对该基体进行硬化处理。

根据本发明，在一两冲程大型柴油机中，该至少包括纵向钻孔，针阀座和喷嘴头的基体单件整体由一种可硬化处理的材料，特别是一种可进行热处理的钢制成，其硬化处理在后续方法的步骤中进行，特别是针阀座和喷嘴孔，也即在工作期间承受最高应力的各零部件具有足够的机械强度，以便可永久地承受高的应力，特别是冲击应力和腐蚀。通过将喷嘴头涂覆上一层耐热腐蚀合金可以保证喷油器的这个部分，即凸伸入燃烧室中并处于最高的热应力作用下的部分，可被有效地保护免受热腐蚀。根据本发明的方法的基本内容是：只有在喷嘴头被涂覆后才对基体进行硬化处理或分别的硬化处理，因为这样可有效地回避涂覆步骤对硬化处理获得的材料性能产生负面影响。

涂覆量的厚度例如为大约0.8mm-1.0mm。在一具体的优化实施例中，针阀座直接设置于喷嘴孔的上游。通过这种措施，所谓的盲孔容积，即位于针阀座和喷嘴孔之间的容积，也即针阀座下游纵向钻孔的容积，特别小，所以通过关闭该针阀座处的通道在实际应用中可立即终止喷射过程，而不可能使剩余的燃油滴入燃烧室中。在上述起始部分所述的两部分结构的喷油器中，针阀座设置于一喷嘴头中，并且喷嘴孔也设置于该喷嘴头中，一个相对较大的盲孔容积导致针阀座和喷嘴孔在空间上分离开。在燃油喷射终止时，如果针阀压入该针阀座中，那么仍处于该盲孔容积中的燃油不再受供给压力的作用。然后这部分燃油可能在喷射终止后通过喷嘴孔在非常差的雾化状态下进入燃烧室，此时这部分燃油只能燃烧一点点或根本不燃烧。这就产生了额外的污染(更高的NO_x含量)，并增加燃油消耗，且在喷嘴孔处，在燃烧室的所有部分和输送废气的各零部件的所有部分沉积出例如呐叭形的沉积物。这些不利之处可借助于小的盲孔容积，也即针阀座和喷嘴孔的直接关闭性得到回避。