專利名稱：閥，尤其是燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥，如它例如在公開出版物DE 100 38 954 A1中被示出的一樣。這種優(yōu)選構(gòu)造成燃料噴射閥的閥具有一個(gè)殼體，在該殼體中設(shè)置有一個(gè)可移動(dòng)的閥元件。該閥元件具有不同的結(jié)合面，這些結(jié)合面在閥工作時(shí)遭受重復(fù)的滑動(dòng)載荷或沖擊載荷。這些結(jié)合面中的至少一些結(jié)合面設(shè)置有減小磨損的涂層，該涂層減小通過滑動(dòng)或沖擊運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨損并因此改善燃料噴射閥的壽命。

背景技術(shù)：
仔細(xì)檢查這些結(jié)合面得知會(huì)發(fā)生涂層的脫落。涂層的脫落主要在有涂層的結(jié)合面的邊緣上或有涂層的結(jié)合面的內(nèi)部構(gòu)成銳利棱邊的地方。一旦開始了的涂層脫落過程隨著閥使用時(shí)間的推移也在繼續(xù)，直到減磨作用嚴(yán)重受到影響，這可顯著地縮短閥的壽命。
從現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公知閥、尤其是燃料噴射閥的各種涂層。DE101 33 433示出了在殼體中閥元件的以及與閥元件共同作用的殼體面、也就是閥座面的涂層，尤其是類似金剛石的涂層。從出版物WO01/61 182中也公知了一種噴射閥，在該噴射閥中，閥元件具有有減小磨損作用的涂層。該涂層在此包圍了閥元件的所有表面，包括與閥座共同作用的閥密封面。


發(fā)明內(nèi)容
與之相比，根據(jù)本發(fā)明的閥具有的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)被涂層的閥元件相比壽命延長(zhǎng)了，涂層在閥的整個(gè)壽命期間都保持在閥元件的相應(yīng)承受機(jī)械負(fù)荷的結(jié)合面上。此外，在有涂層的結(jié)合面的內(nèi)部的或在有涂層的結(jié)合面的邊緣上構(gòu)成的棱邊被修圓。由此可以可靠地阻止這個(gè)區(qū)域中的涂層脫落，使得涂層全部可靠地附著在被涂層的結(jié)合面上。
通過從屬權(quán)利要求可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明主題的有利構(gòu)型。在第一有利構(gòu)型中，被涂層的結(jié)合面構(gòu)造成基本上錐狀的閥密封面，該閥密封面與在殼體中構(gòu)造的閥座共同作用。閥元件在其縱向方向上運(yùn)動(dòng)，從而當(dāng)通過閥元件的縱向運(yùn)動(dòng)控制通往噴射口的燃料流時(shí)，發(fā)生閥密封面與閥座之間的沖擊載荷。閥密封面上構(gòu)造有一個(gè)環(huán)形槽，該環(huán)形槽在到閥密封面的過渡部上具有一個(gè)第一過渡棱邊和一個(gè)第二過渡棱邊。以有利的方式這些過渡棱邊修圓地構(gòu)造，從而減小磨損的涂層可靠地附著在整個(gè)閥密封面上，尤其在過渡棱邊的區(qū)域中。
在另一有利構(gòu)型中，被涂層的結(jié)合面構(gòu)造成圓柱形的導(dǎo)向區(qū)段，利用該導(dǎo)向區(qū)段，閥元件在殼體中的一個(gè)相應(yīng)的孔中被導(dǎo)向。限定閥元件的該導(dǎo)向區(qū)段的邊界的棱邊在此也被修圓地構(gòu)造，以保證減小磨損的涂層的附著。
棱邊的修圓優(yōu)選以10μm至250μm范圍內(nèi)的半徑進(jìn)行。在此100μm至150μm的范圍是尤其有利的，尤其是在閥元件的閥密封面區(qū)域中。
其它優(yōu)點(diǎn)和有利的構(gòu)型可從下面的描述和附圖中得知。



附圖中示出根據(jù)發(fā)明的閥的一個(gè)實(shí)施例。附圖示出 圖1在此被表示為燃料噴射閥的一個(gè)閥的一個(gè)剖面，和 圖2圖1中用II標(biāo)記的區(qū)域的放大視圖。

具體實(shí)施例方式 圖1中以縱剖面示出一個(gè)根據(jù)發(fā)明的閥，該閥在此被表示為燃料噴射閥。該閥具有一個(gè)殼體1，在該殼體中構(gòu)造有一個(gè)孔3。該孔3在其燃燒室側(cè)的端部上被基本上錐狀的閥座9限界，多個(gè)噴射孔11從該閥座開始，這些噴射孔在該閥處于安裝位置中時(shí)通入相應(yīng)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。在孔3中設(shè)置一個(gè)活塞狀的閥元件5，該閥元件具有導(dǎo)向區(qū)段15，利用該導(dǎo)向區(qū)段，閥元件5在孔3的相應(yīng)的孔區(qū)段23中被導(dǎo)向。閥元件5從導(dǎo)向區(qū)段15開始在形成壓力肩13的情況下逐漸變細(xì)并過渡到桿區(qū)域25，該桿區(qū)域一直延伸到基本上呈錐形的閥密封面7。該閥密封面7構(gòu)成閥元件5的一個(gè)結(jié)合面，利用該結(jié)合面，閥元件5與錐狀的閥座9共同作用?？?在壓力肩13的高度處徑向擴(kuò)寬，以便構(gòu)成壓力腔19，該壓力腔圍繞著閥元件5一直延續(xù)到閥座9。一個(gè)在殼體1中延伸的輸入通道27通入到壓力腔19的該徑向擴(kuò)寬部中，通過該輸入通道可給壓力腔19充注處于高壓下的燃料。
閥元件5在其背離閥座的端部上被加載一個(gè)閉合力，該閉合力例如可以液壓式或通過彈簧元件產(chǎn)生，其中相應(yīng)的裝置在圖中未示出。如果燃料在壓力下被導(dǎo)入到壓力腔19中，則產(chǎn)生一個(gè)作用到壓力肩13上和作用到閥密封面7的一些部分上的液壓力，由此施加一個(gè)開啟力到閥元件5上，該開啟力方向離開閥座9并因此與閉合力方向反向。視閉合力與液壓開啟力的關(guān)系而定，閥元件5運(yùn)動(dòng)，從閥座9離開并釋放噴射孔11，或者它運(yùn)動(dòng)到靠置到閥座9上并因此相對(duì)于壓力腔19關(guān)閉噴射孔11。該控制最終通過閉合力還是通過壓力腔19中的變化的壓力來進(jìn)行，取決于閥的類型。這種閥優(yōu)選在自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中使用。
圖2中放大地示出圖1中用II標(biāo)記的局部。閥密封面7具有一個(gè)第一錐形面32和一個(gè)第二錐形面34，這兩個(gè)錐面通過環(huán)形槽30彼此分開，其中，環(huán)形槽30具有寬度d。在第一錐形面32到環(huán)形槽30的過渡部上構(gòu)造有一個(gè)第一過渡棱邊36，在環(huán)形槽30到第二錐形面34的過渡部上構(gòu)造有一個(gè)第二過渡棱邊38。第一錐形面32的張角在此比閥座9的張角小，而第二錐形面34的張角比閥座9的張角大。通過錐形面32、34的這種構(gòu)型，閥元件5在其閉合位置中以第一過渡棱邊36貼靠在閥座9上。因此該第一過渡棱邊36構(gòu)成密封棱邊，在該棱邊上存在高的單位面積壓力，因此噴射孔11在壓力腔9中高壓的情況下也可靠地被密封。
閥密封面7設(shè)置有涂層40，該涂層具有減小磨損的作用并且構(gòu)造成例如類似金剛石的涂層，即所謂的類金剛石碳涂層(DLC涂層)。圖2中在左邊的半圖中閥元件5部分剖切地示出，以便可以看到涂層40。在此涂層40為了清楚起見被大大加高地示出厚度通常為十分之幾微米到幾微米。
第一過渡棱邊36和第二過渡棱邊38如圖2中示出的那樣分別修圓地構(gòu)成，例如具有半徑R。修圓半徑R在此處于10μm至250μm的范圍中，優(yōu)選在100μm至150μm的范圍中。環(huán)形槽30的寬度在此優(yōu)選在約500μm的范圍中，以致從第一錐形面32到環(huán)形槽30以及從該環(huán)形槽到第二錐形面34有柔和持續(xù)的過渡。
也可設(shè)置，一個(gè)第三過渡棱邊39構(gòu)造在閥元件5的第一錐形面32到桿區(qū)域25的過渡部上，該第三過渡棱邊同樣以半徑R修圓。但也可以修圓成其它形式，該修圓不是精確地與具有半徑R的圓弧相符合，而是在橫截面上具有其它形式，在這種情況下重要的是避免銳利的棱邊。
為了降低閥元件5的導(dǎo)向區(qū)段15與孔區(qū)段23之間的摩擦，也可以以相同的方式設(shè)置，將減小磨損的涂層40施加到閥元件5的構(gòu)成導(dǎo)向區(qū)段15的那個(gè)結(jié)合面上。在此也在導(dǎo)向區(qū)段15到壓力肩13的過渡部上設(shè)置修圓半徑R，以便涂層40在該區(qū)域中不會(huì)脫落。
也可以使閥元件5在其整個(gè)表面上設(shè)置減小磨損的涂層40，因?yàn)榻o整個(gè)閥元件5而不僅是給它的結(jié)合面設(shè)置DLC涂層在工藝技術(shù)上會(huì)更有利。修圓半徑R或其它修圓形式不必在所有的棱邊上都是一樣的，也可設(shè)置不同的、分別適應(yīng)實(shí)際情況的修圓半徑。除了在此具有活塞狀閥針的形式的閥元件5的涂層外，也可在每個(gè)其它的可運(yùn)動(dòng)的閥件上設(shè)置涂層，其中，在此棱邊也被相應(yīng)地修圓。
權(quán)利要求
1.閥，優(yōu)選用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，具有一個(gè)殼體(1)，該殼體帶有在其中設(shè)置的可運(yùn)動(dòng)的閥元件(5)，該閥元件的表面具有至少一個(gè)設(shè)置有減小磨損的涂層(40)的結(jié)合面(7；15)，其中，被涂層的結(jié)合面(7；15)在閥工作時(shí)受到重復(fù)的滑動(dòng)載荷或沖擊載荷，其特征在于在被涂層的結(jié)合面(7；15)的內(nèi)部和/或邊緣上構(gòu)造有修圓地實(shí)施的棱邊(36；38；39)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于被涂層的結(jié)合面(7；15)構(gòu)造成基本上錐狀的結(jié)合面(7)，該結(jié)合面構(gòu)造在閥元件(5)的朝向閥座(9)的端部上，其中閥元件(5)與閥座(9)共同作用，閥密封面(7)設(shè)置有減小磨損的涂層(40)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的閥，其特征在于在閥密封面(7)中構(gòu)造一個(gè)環(huán)形槽(30)，該環(huán)形槽在到閥密封面(7)的過渡部上具有一個(gè)第一過渡棱邊(36)和一個(gè)第二過渡棱邊(38)，其中過渡棱邊(36；38)修圓地構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于閥元件(5)的被涂層的結(jié)合面(7；15)構(gòu)造成圓柱形的導(dǎo)向區(qū)段(15)，閥元件(5)利用該導(dǎo)向區(qū)段在殼體(1)中的相應(yīng)的孔(3)中被導(dǎo)向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的閥，其特征在于修圓以處于10μm至250μm范圍內(nèi)的修圓半徑(R)進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的閥，其特征在于修圓半徑(R)位于100μm至150μm的范圍中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的閥，其特征在于涂層(40)構(gòu)造成含碳的、類似金剛石的涂層(類金剛石碳，DLC)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閥，優(yōu)選用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，具有一個(gè)殼體(1)，該殼體帶有在其中設(shè)置的可運(yùn)動(dòng)的閥元件(5)，該閥元件的表面具有至少一個(gè)設(shè)置有減小磨損的涂層(40)的結(jié)合面(7；15)。被涂層的結(jié)合面(7；15)在閥工作時(shí)受到重復(fù)的滑動(dòng)載荷或沖擊載荷，其中，在被涂層的結(jié)合面(7；15)的內(nèi)部和/或邊緣上構(gòu)造有修圓地實(shí)施的棱邊(36；38；39)。
文檔編號(hào)F02M61/16GK101171421SQ200680015177
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月2日
發(fā)明者W·特施納, F·伯金 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司