EP1845255A1 - Kraftstoffinjektor mit hoher Lebensdauer und Verschleißfestigkeit - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit hoher Lebensdauer und Verschleißfestigkeit Download PDF

Info

Publication number
EP1845255A1
EP1845255A1 EP07102492A EP07102492A EP1845255A1 EP 1845255 A1 EP1845255 A1 EP 1845255A1 EP 07102492 A EP07102492 A EP 07102492A EP 07102492 A EP07102492 A EP 07102492A EP 1845255 A1 EP1845255 A1 EP 1845255A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective coating
bore
layer
water
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07102492A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Sebastian
Patrick Mattes
Bernd Streicher
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1845255A1 publication Critical patent/EP1845255A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • 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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • 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
    • F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector
    • 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
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/27—Fuel-injection apparatus with filters
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9007—Ceramic materials
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9015—Elastomeric or plastic materials
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9038—Coatings
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9046—Multi-layered materials

Definitions

  • the invention relates to a system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, which has a long service life and high wear resistance.
  • both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used.
  • fuel injection systems come next pump-nozzle units, pump-line-nozzle units and accumulator injection systems are used.
  • Storage injection systems (common rail) advantageously make it possible to adapt the injection pressure to the load and speed of the internal combustion engine.
  • common rail systems which have a solenoid valve control or a piezo control.
  • piezo controls are used in which a piezoelectric actuator acts directly on an injection valve member (direct needle control).
  • hydraulically amplified injection systems are known, for example, the so-called “HADI” systems (hydraulically amplified diesel injection), in which a fuel pressure is hydraulically amplified from about 1350 bar to a pressure of about 2500 bar.
  • a "system” can be understood, for example, as a system comprising at least one fuel injector, preferably a fuel injector, in which pressures of more than 1300 bar or even more than 2000 bar occur, for example a common rail injector.
  • the system can optionally also include other high-pressure components.
  • the proposed system for injecting fuel has at least one component component with a cavity and / or a bore.
  • this can be a high-pressure bore, a high-pressure inlet, a rod filter region, a throttle element, a valve region and / or a nozzle region or any combination of these elements.
  • the system according to the invention is designed such that at least one inner wall of the cavity and / or the bore is in contact with pressurized fuel during operation of the system.
  • a basic idea of the present invention is, in order to avoid the above-described problem of an effect of corrosion and abrasion on these at least one inner wall to provide the at least one inner wall completely or partially with a protective coating to be applied to the fuel.
  • This at least one protective coating preferably has a water-impermeable and / or water-repellent layer. Furthermore, the at least one protective coating may also have at least one abrasions- and / or erosion-inhibiting layer.
  • the at least one water-impermeable and / or water-repellent layer and the at least one abrasion and / or erosion-inhibiting layer which should be additional layers or layers applied to the base material of the at least one structural component (for example steel), ie layers, which are not part of the base material, may be a total of a single layer or multiple layers. In a preferred embodiment, two individual layers are used.
  • the at least one protective coating in a preferred embodiment, starting from the inner wall of the cavity and / or the bore, first at least one abrasions- and / or erosion-inhibiting layer and then at least one water-impermeable and / or water-repellent Shift up. A reverse arrangement of this double layer is possible.
  • layer systems are possible that separate the functions of a water repellency and thus a corrosion inhibition and the function of abrasion inhibition.
  • these functions can be optimized by appropriate choice of materials.
  • an optimum material for improving water impermeability can be selected, in combination with a material which optimally protects against abrasion, for example against abrasion by fuel under high pressure and at high speed or abrasion by mechanical abrasion by interaction of rigid Component components (for example, an injection valve member in a nozzle chamber).
  • the at least one protective coating preferably has at least one plastic and / or at least one lacquer and / or at least one ceramic and / or at least one metal different from the material of the at least one component component.
  • a plastic may be understood to be an organic or inorganic polymer.
  • the protective coating may comprise at least one silane and / or at least fluorinated polymer, in particular Teflon®.
  • Teflon® Teflon®
  • other plastics are possible. Such plastics are particularly suitable for producing water-impermeable properties.
  • the abrasion resistance of such plastics, in particular the silanes has, according to experience, good values.
  • the at least one protective coating may comprise at least one organic / inorganic composite material, in particular at least one Ormocer®.
  • an organic matrix with an inorganic packing system can be used.
  • Ormocere® are inorganic / organic hybrid polymers and are used for example as ceramic-like transparent layers in optics or as Dentalormocere in dental technology. The high abrasion resistance and hardness that such layers can provide provides excellent suitability of such materials for the applications described.
  • ceramics offer themselves as ceramics, with which easily thin coatings can be produced.
  • these may be powdered ceramics, which are inflated onto the components to be subsequently subjected to a sintering process.
  • a wet-chemical application followed by one or more treatment steps for the removal of solvents and subsequent sintering is also possible.
  • corundum is mentioned here.
  • silicon carbide (SiC) can be used, as well Silica, alumina or other types of oxide layers, which may not necessarily have ceramic properties.
  • abrasion-resistant coatings with nanoparticles, metal pigment-containing sintered layers, nitriding layers and nickel-phosphorus and / or nickel-boron layers can also be used.
  • a material for a metal coating which can also be used, as well as ceramic layers, in particular for increasing the abrasion resistance, offers, for example, a chromium layer and / or layers of other metals, such as hard chrome, silver, gold, aluminum, nickel, gold and / or layers comprising alloys of metals, for example gold alloys or other noble metal alloys.
  • a method for applying these layers for example, galvanic methods, sputtering or other known coating methods are suitable.
  • the at least one protective coating can cover the at least one inner wall of the cavity and / or the bore over a large area.
  • a partial application can also take place, for example, at points known to be particularly critical. These critical points are in particular the high-pressure inlet regions of the fuel injector.
  • the properties of the protective coating can be varied locally to suit particular local needs. Thus, for example, in areas where a high pressure is applied with fuel pressure, not a strong abrasion load due to rapid flows or interaction of mechanical components, an increased emphasis on the impermeability of water.
  • FIG. 1 shows symbolically an exemplary embodiment of a component component 110 of a system 112 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • Component component 110 and system 112 are shown only in part.
  • the component component 110 may be a fuel injector, in particular a common rail injector.
  • the component component 110 has a bore 114, which is introduced into a housing 116 of the component component 110. It should be assumed in this embodiment that it is the bore 114 is a rotationally symmetrical to an axis 118 cylindrical bore, in particular a bore of a fuel inlet through which fuel under high pressure, in particular pressures over 2000 bar, and at high speeds (for example approx. 600 m / s) flows. Accordingly, a cylinder jacket-shaped configured in this embodiment, the fuel zu josde inner wall 120 of the bore 114 is exposed to heavy loads by abrasion and exposure to moisture contained in the fuel.
  • a two-layer protective coating 122 is applied to the inner wall 120.
  • the protective coating 122 initially has, starting from the inner wall 120, a first layer 124, which has water-impermeable properties.
  • this water-impermeable first layer 124 may be a Teflon® layer which has been applied to the inner wall 120, for example by means of a powder coating method.
  • This second layer 126 thus prevents the housing 116 itself being attacked by abrasion and / or erosion and further prevents the first layer 124 from being worn away by abrasion and / or erosion. This is particularly advantageous when using Teflon®, since Teflon is known to have only poor abrasion resistance in many cases.
  • a silane is used as the material for the second layer 126.
  • this silane can be applied to the first layer 124 in a wet-chemical process.
  • monolayer systems can also be used instead of the two-layer protective coating 122 exemplified in FIG.
  • both functions ie water repellency and abrasion or erosion inhibition, are taken over by the same layer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Es wird ein System (112) zum Einspritzen von druckbeaufschlagtem Kraftsoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen. Das System (112) weist mindestens eine Bauteilkomponente (110), beispielsweise einen Common-Rail-Injektor, auf, in welchem sich ein Hohlraum und/oder eine Bohrung (114) befindet. Dieser Hohlraum und/oder diese Bohrung (114) verfügt über mindestens eine Innenwand (120), welche im Betrieb des Systems (112) in Kontakt mit durckbeaufschlagtem Kraftstoff ist. Diese mindestens eine Innenwand (120) verfügt über mindestens eine dem Kraftstoff zuweisende Schutzbeschichtung (122).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftsmaschine, welches eine hohe Lebensdauer und eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.
    • Stand der Technik
  • Zur Versorgung von Brennräumen selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff können sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme einge-setzt werden. Als Kraftstoffeinspritzsysteme kommen neben Pumpe-Düse-Einheiten, Pum-pe-Leitung-Düse-Einheiten auch Speichereinspritzsysteme zum Einsatz. Speichereinspritzsysteme (Common-Rail) ermöglichen in vorteilhafter Weise, den Einspritzdruck an Last und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine anzupassen.
  • Dabei werden insbesondere Common-Rail-Systeme eingesetzt, welche eine Magnetventilsteuerung oder eine Piezosteuerung aufweisen. Bei letzteren Systemen werden unter anderem auch Piezosteuerungen eingesetzt, bei welchen ein Piezoaktor direkt auf ein Einspritzventilglied einwirkt (direkte Nadelsteuerung). Auch hydraulisch verstärkte Injektionssysteme sind bekannt, beispielsweise die so genannten "HADI"-Systeme (hydraulically amplified diesel injection), bei welchen ein Kraftstoffdruck hydraulisch von ca. 1350 bar auf einen Druck von ca. 2500 bar nachverstärkt wird.
  • Diese Entwicklungen in den Kraftstoffeinspritztechnik sind jedoch allesamt mit der Problematik verbunden, dass zahlreiche Komponenten der Kraftstoffeinspritzsysteme mit extremen Drücken beaufschlagt werden, welche die Belastbarkeit der Bauteile und der verwendeten Werkstoffe teilweise bis an die Grenzen des technisch Machbaren treiben. Insbesondere macht sich dabei nachteilig bemerkbar, dass im Kraftstoff ein Wasserbestandteil enthalten ist, welcher die verwendeten Stähle oxidativ angreifen kann. So bilden sich in vielen Fällen Rostnarben in Systemkomponenten, welche die Hochdruckfestigkeit und die Funktionalität der Komponenten stark beeinträchtigen können und welche den Bauteilverschleiß stark erhöhen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Es wird daher ein System zum Einspritzen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welches die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
  • Unter einem "System" kann in diesem Fall beispielsweise ein System verstanden werden, welches mindestens einen Kraftstoffinjektor umfasst, vorzugsweise einen Kraftstoffinjektor, bei welchem Drücke von über 1300 bar oder sogar über 2000 bar auftreten, beispielsweise einen Common-Rail-Injektor. Daneben kann optional das System auch weitere Hochdruck-Komponenten umfassen.
  • Das vorgeschlagene System zum Einspritzen von Kraftstoff weist mindestens eine Bauteilkomponente mit einem Hohlraum und/oder einer Bohrung auf. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Hochdruck-Bohrung, einen Hochdruckzulauf, einen Stabfilterbereich, ein Drosselelement, einen Ventilbereich und/oder einen Düsenbereich oder eine beliebige Kombination dieser Elemente handeln. Das erfindungsgemäße System ist dabei derart ausgestaltet, dass mindestens eine Innenwand des Hohlraums und/oder der Bohrung im Betrieb des Systems mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff in Kontakt ist. Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, zur Vermeidung der oben beschriebenen Problematik einer Einwirkung von Korrosion und Abrasion auf diese mindestens eine Innenwand, die mindestens eine Innenwand ganz oder teilweise mit einer dem Kraftstoff zuweisenden Schutzbeschichtung zu versehen.
  • Vorzugsweise weist diese mindestens eine Schutzbeschichtung eine wasserundurchlässige und/oder wasserabweisende Schicht auf. Weiterhin kann die mindestens eine Schutzbeschichtung auch mindestens eine abrasions- und/oder erosionshemmende Schicht aufweisen.
  • Die mindestens eine wasserundurchlässige und/oder wasserabweisende Schicht und die mindestens eine abrasions- und/oder erosionshemmende Schicht, bei welchen es sich um zusätzliche, auf das Grundmaterial der mindestens einen Baukomponente (zum Beispiel Stahl) aufgebrachte Schicht beziehungsweise Schichten handeln sollte, also Schichten, welche nicht Bestandteil des Grundmaterials sind, kann es sich um insgesamt eine einzelne Schicht oder mehrere einzelne Schichten handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform werden dabei zwei einzelne Schichten verwendet. Dabei weist die mindestens eine Schutzbeschichtung in einer bevorzugten Ausführungsform, ausgehend von der Innenwand des Hohlraums und/oder der Bohrung, zunächst mindestens eine abrasions- und/oder erosionshemmende Schicht und anschließend mindestens eine wasserundurchlässige und/oder wasserabweisende Schicht auf. Auch eine umgekehrte Anordnung dieser Doppelschicht ist möglich.
  • Auf diese Weise werden Schichtsysteme möglich, die die Funktionen einer Wasserabweisung und somit einer Korrosionshemmung und die Funktion einer Abrasionshemmung trennen. Auf diese Weise können diese Funktionen durch geeignete Auswahl der Materialien optimiert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein optimales Material zur Verbesserung der Wasserunduchlässigkeit gewählt werden, in Kombination mit einem Material, welches optimal vor Abrasion schützt, beispielsweise vor einer Abrasion durch unter hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit fließendem Kraftstoff oder einer Abrasion durch mechanischen Abrieb durch Zusammenwirken starrer Bauteilkomponenten (zum Beispiel eines Einspritzventilglieds in einer Düsenkammer).
  • Vorzugsweise weist die mindestens eine Schutzbeschichtung mindestens einen Kunststoff und/oder mindestens einen Lack und/oder mindestens eine Keramik und/oder mindestens ein vom Material der vom mindestens einen Bauteilkomponente verschiedenes Metall auf. Unter einem Kunststoff kann dabei ein organisches oder auch ein anorganisches Polymer verstanden werden. Beispielsweise kann die Schutzbeschichtung mindestens ein Silan und/oder mindestens flouriertes Polymer insbesondere Teflon®, aufweisen. Auch andere Kunststoffe sind jedoch möglich. Derartige Kunststoffe eignen sich insbesondere zur Erzeugung wasserundurchlässiger Eigenschaften. Auch die Abriebsfestigkeit derartiger Kunststoffe, insbesondere der Silane, weist erfahrungsgemäß gute Werte auf.
  • Weiterhin kann die mindestens eine Schutzbeschichtung mindestens einen organisch/anorganischen Verbundwerkstoff aufweisen, insbesondere mindestens ein Ormocer®. Beispielsweise kann eine organische Matrix mit einem anorganischen Füllkörpersystem eingesetzt werden. Ormocere® sind anorganisch/organische Hybridpolymere und werden beispielsweise als keramikähnliche transparente Schichten in der Optik eingesetzt oder als Dentalormocere in der Dentaltechnik. Die hohe Abriebsfestigkeit und Härte, welche derartige Schichten aufweisen können, bewirken eine hervorragende Eignung derartiger Materialien für die beschriebenen Anwendungen.
  • Als Keramiken bieten sich insbesondere Keramiken an, mit denen sich leicht dünne Beschichtungen erzeugen lassen. Beispielsweise können dies Pulverkeramiken sein, welche auf die Bauteile aufgeblasen werden, um anschließend einem Sinterungsprozess unterworfen zu werden. Auch eine nasschemische Auftragung, gefolgt von einem oder mehreren Behandlungsschritten zur Entfernung von Lösungsmitteln und anschließendem Sintern, ist möglich. Als Beispiel sei hier Korund genannt. Auch Siliziumcarbid (SiC) lässt sich einsetzen, sowie Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder andere Arten von Oxidschichten, wobei diese nicht notwendig keramische Eigenschaften aufweisen müssen.
  • Weiterhin lassen sich auch abriebsfeste Beschichtungen mit Nanopartikeln, metallpigmenthaltige Sinterschichten, Nitrierschichten sowie Nickel-Phosphor- und/oder Nickel-Bor-Schichten einsetzen.
  • Als Material für eine Metallbeschichtung, welches ebenfalls, wie auch Keramikschichten, insbesondere zur Erhöhung der Abriebfestigkeit verwendet werden kann, bietet sich beispielsweise eine Chromschicht an und/oder Schichten anderer Metalle, wie beispielsweise Hartchrom, Silber, Gold, Aluminium, Nickel, Gold und/oder Schichten, welche Legierungen von Metallen aufweisen, beispielsweise Goldlegierungen oder andere Edelmetalllegierungen. Als Verfahren zum Aufbringen dieser Schichten eignen sich beispielsweise galvanische Verfahren, Sputterverfahren oder auch andere bekannte Beschichtungsverfahren.
  • Die mindestens eine Schutzbeschichtung kann die mindestens eine Innenwand des Hohlraums und/oder der Bohrung großflächig bedecken. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine partielle Auftragung erfolgen, beispielsweise an als besonders kritisch bekannten Stellen. Diese kritischen Stellen sind insbesondere die Hochdruckzulaufbereiche des Kraftstoffinjektors. Auch können die Eigenschaften der Schutzbeschichtung lokal variiert werden, um auf die besonderen lokalen Erfordernisse einzugehen. So kann beispielsweise in Bereichen, in welchen eine hohe Druckbeaufschlagung mit Kraftstoffdruck erfolgt, nicht hingegen eine starke Abrasionsbelastung durch schnelle Strömungen oder Zusammenwirken mechanischer Bauteile, eine verstärkte Betonung auf der Wasserundurchlässigkeit liegen. Andererseits kann in Bereichen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und/oder Bereichen mit hohem mechanischem Abrieb, beispielsweise in Bohrungen, in welchen ein Kolben gleitbar gelagert ist, in einem Düsenbereich und/oder einem Ventilbereich, eine verstärkte Betonung auf der Abriebsfestigkeit liegen. Entsprechend lassen sich die Zusammensetzungen der Schutzbeschichtungen lokal einstellen.
  • Auf diese Weise lassen sich Bauteile maßgeschneidert beschichten, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ganz oder vollständig vermeiden. Einspritzsysteme mit derartigen Bauteilen weisen eine stark erhöhte Lebensdauer und Hochdruckfestigkeit auf, was zu einer drastigen Verringerung der Wartungsintensität und einer Erhöhung der Betriebssicherheit derartiger System führt.
    • Zeichnung
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer mit einer zweischichtigen Schutzbeschichtung versehenen Bauteilkomponente.
    Ausführungsbeispiel
  • In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Bauteilkomponente 110 eines Systems 112 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennugnskraftmaschine symbolisch dargestellt. Bauteilkomponente 110 und System 112 sind dabei nur auszugsweise dargestellt. Beispielsweise kann die Bauteilkomponente 110 ein Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, sein.
  • Die Bauteilkomponente 110 weist eine Bohrung 114 auf, welche in ein Gehäuse 116 der Bauteilkomponente 110 eingebracht ist. Dabei sei in diesem Ausführungsbeispiel angenommen, dass es sich bei der Bohrung 114 um eine zu einer Achse 118 rotationssymmetrische zylindrische Bohrung handelt, insbesondere eine Bohrung eines Kraftstoffzulaufs, durch welche Kraftstoff unter hohem Druck, insbesondere Drücken über 2000 bar, sowie mit hohen Geschwindigkeiten (beispielsweise ca. 600 m/s) strömt. Dementsprechend ist eine in diesem Ausführungsbeispiel zylindermantelförmig ausgestaltete, dem Kraftstoff zuweisende Innenwand 120 der Bohrung 114 starken Belastungen durch Abrasion und Einwirken von im Kraftstoff enthaltender Feuchtigkeit ausgesetzt.
  • Zum Schutz der Innenwand 120 ist daher, in diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, eine zweischichtige Schutzbeschichtung 122 auf die Innenwand 120 aufgebracht. Die Schutzbeschichtung 122 weist zunächst, ausgehend von der Innenwand 120, eine erste Schicht 124 auf, welche wasserundurchlässige Eigenschaften aufweist. Beispielsweise kann es sich bei dieser wasserundurchlässigen ersten Schicht 124 um eine Teflon®-Schicht handeln, welche beispielsweise mittels eines Pulverbeschichtungsverfahrens auf die Innenwand 120 aufgebracht worden ist.
  • An die 1. Schicht 124 schließt sich, dem Kraftstoff zuweisend, eine zweite Schicht 126 an, welche abrasions- und/oder erosionshemmende Eigenschaften aufweist. Diese zweite Schicht 126 verhindert somit, dass das Gehäuse 116 selbst durch Abrasion und/oder Erosion angegriffen wird und verhindert weiterhin, dass die erste Schicht 124 durch Abrasion und/oder Erosion abgetragen wird. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Teflon® von Vorteil, da Teflon bekanntermaßen in vielen Fällen nur schlechte Abrasionsresistenz aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Material für die zweite Schicht 126 ein Silan verwendet. Dieses Silan kann beispielsweise in einem nasschemischen Verfahren auf die erste Schicht 124 aufgebracht werden.
  • Wie oben beschrieben, lassen sich anstelle der in Figur 1 beispielhaft dargestellten zweischichtigen Schutzbeschichtung 122 auch Einschichtsysteme verwenden. Bei derartigen Einschichtsystemen werden beide Funktionen, also Wasserabweisung und Abrasions- beziehungsweise Erosionshemmung, von der selben Schicht übernommen.

Claims (10)

  1. System (112) zum Einspritzen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das System (112) mindestens eine Bauteilkomponente (110) mit einem Hohlraum und/oder einer Bohrung (114) aufweist, wobei im Betrieb des Systems (112) mindestens eine Innenwand (120) des Hohlraums und/oder der Bohrung (114) mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff in Kontakt ist und wobei die mindestens eine Innenwand (120) mindestens eine dem Kraftstoff zuweisende Schutzbeschichtung (122) aufweist.
  2. System (112) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122) eine wasserundurchlässige und/oder wasserabweisende Schicht (124) aufweist.
  3. System (112) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122) mindestens eine abrasions-und/oder erosionshemmende Schicht (126) aufweist.
  4. System (112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122) mindestens zwei einzelne Schichten (124, 126) aufweist.
  5. System (112) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122), ausgehend von der Innenwand (120) des Hohlraums und/oder der Bohrung (114), zunächst mindestens eine abrasions- und/oder erosionshemmende Schicht (126) und anschließend mindestens eine wasserundurchlässige und/oder wasserabweisende Schicht (124) aufweist.
  6. System (112) gemäß einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122), ausgehend von der Innenwand (120) des Hohlraums und/oder der Bohrung (114), zunächst mindestens eine wasserundurchlässige und/oder wasserabweisende Schicht (124) und anschließend mindestens eine abrasions- und/oder erosionshemmende Schicht (126) aufweist.
  7. System (112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122) mindestens einen Kunststoff und/oder mindestens einen Lack und/oder mindestens eine Keramik und/oder mindestens ein vom Material der mindestens einen Bauteilkomponente (110) verschiedenes Metall aufweist.
  8. System (112) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (122) mindestens ein Silan und/oder mindestens ein fluoriertes Polymer, insbesondere Teflon® aufweist.
  9. System (112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzbeschichtung (122) mindestens einen organisch/anorganischen Verbundwerkstoff, insbesondere mindestens ein Ormocer®, und/oder mindestens eine Nanopartikelschicht aufweist.
  10. System (112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum und/oder die Bohrung (114) mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: eine Hochdruck-Bohrung, einen Hochdruckzulauf, einen Stabfilterbereich, ein Drosselelement, einen Ventilbereich, einen Düsenbereich.
EP07102492A 2006-04-13 2007-02-15 Kraftstoffinjektor mit hoher Lebensdauer und Verschleißfestigkeit Withdrawn EP1845255A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610017449 DE102006017449A1 (de) 2006-04-13 2006-04-13 Kraftstoffinjektor mit hoher Lebensdauer und Verschleißfestigkeit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1845255A1 true EP1845255A1 (de) 2007-10-17

Family

ID=38323948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07102492A Withdrawn EP1845255A1 (de) 2006-04-13 2007-02-15 Kraftstoffinjektor mit hoher Lebensdauer und Verschleißfestigkeit

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1845255A1 (de)
DE (1) DE102006017449A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103119284A (zh) * 2010-09-27 2013-05-22 罗伯特·博世有限公司 燃料高压泵
DE102011118756A1 (de) * 2011-11-17 2013-05-23 L'orange Gmbh Druckspeicher sowie Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007050811A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Robert Bosch Gmbh Verschleißschutzschicht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102012204753A1 (de) * 2012-03-26 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils
DE102012211242A1 (de) 2012-06-29 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bearbeiten der Oberfläche eines Bauteils

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59180062A (ja) * 1983-03-31 1984-10-12 Isuzu Motors Ltd デイ−ゼル機関の噴射ノズル
JPH03194164A (ja) * 1989-12-20 1991-08-23 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 燃料噴射ノズル
DE19919413A1 (de) * 1998-04-28 1999-11-04 Hitachi Ltd Kraftstoffeinspritzventil und solche Ventile verwendende Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
WO2004033895A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil mit korrosionshemmender verschleissfester beschichtung und verfahren zu dessen herstellung
EP1498603A1 (de) * 2003-07-16 2005-01-19 Wärtsilä Schweiz AG Kolben für eine Hochdruck-Kolben-Zylindereinheit eines Einspritzventils
EP1548273A1 (de) * 2003-12-23 2005-06-29 Mann+Hummel Gmbh Einspritzdüse zum Einspritzen eines Fluides

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59180062A (ja) * 1983-03-31 1984-10-12 Isuzu Motors Ltd デイ−ゼル機関の噴射ノズル
JPH03194164A (ja) * 1989-12-20 1991-08-23 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 燃料噴射ノズル
DE19919413A1 (de) * 1998-04-28 1999-11-04 Hitachi Ltd Kraftstoffeinspritzventil und solche Ventile verwendende Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
WO2004033895A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil mit korrosionshemmender verschleissfester beschichtung und verfahren zu dessen herstellung
EP1498603A1 (de) * 2003-07-16 2005-01-19 Wärtsilä Schweiz AG Kolben für eine Hochdruck-Kolben-Zylindereinheit eines Einspritzventils
EP1548273A1 (de) * 2003-12-23 2005-06-29 Mann+Hummel Gmbh Einspritzdüse zum Einspritzen eines Fluides

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103119284A (zh) * 2010-09-27 2013-05-22 罗伯特·博世有限公司 燃料高压泵
CN103119284B (zh) * 2010-09-27 2016-01-20 罗伯特·博世有限公司 燃料高压泵及纳米晶体的金属的覆层在其的应用
DE102011118756A1 (de) * 2011-11-17 2013-05-23 L'orange Gmbh Druckspeicher sowie Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006017449A1 (de) 2007-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1774053B1 (de) Verfahren zur erzeugung einer beschichtung auf einem kolbenring sowie kolbenring
AT511880B1 (de) Verschleissoptimierte herstellung von konischen spritzlöchern
WO2012072483A1 (de) Gleitelement, insbesondere kolbenring, mit einer beschichtung
EP1845255A1 (de) Kraftstoffinjektor mit hoher Lebensdauer und Verschleißfestigkeit
EP3169827A1 (de) Gleitelement, insbesondere kolbenring, und verfahren zur herstellung desselben
DE69925784T2 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe
DE3910725C1 (de)
EP2585244A1 (de) Metallisches bauteil für hochdruckanwendungen
EP1387082A2 (de) Bauteil eines Verbrennungsmotors mit einem tribologisch beanspruchten Bauelement
WO2003006821A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP3601629B1 (de) Kolbenring mit kugelgestrahlter einlaufschicht und verfahren zur herstellung
DE102009011248A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Bauteils
DE102012005174A1 (de) Kolbenring
EP3433396B1 (de) Ventil für verbrennungsmotoren mit beschichtung
EP1045175B1 (de) Stopfbuchsenring
WO2007017347A1 (de) Beschichtung für mechanisch hochbelastete bauteile
EP2025924A2 (de) Ventilelement und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2005121546A1 (de) Düsennadel
EP3963121B1 (de) Verfahren zum beschichten einer mechanisch hochbelasteten oberfläche eines bauteils sowie beschichtetes bauteil selbst
EP1979605B1 (de) Kraftstoffinjektor
EP3322891B1 (de) Schaltventil für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor
WO2004057177A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE102006047294A1 (de) Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine
DE102008003850B4 (de) Verfahren zum Bearbeiten eines Haltekörpers
DE10315232A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

AKX Designation fees paid
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20080418

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566