用于内燃发动机的燃料喷射器制造技术

本发明专利技术涉及用于内燃发动机的燃料喷射器。车辆部件包括被配置为接触含有乙醇和锌离子的燃料的表面。牺牲碳层设置在表面上。牺牲碳层具有大于或等于约250 nm至小于或等于约5 μm的厚度。牺牲碳层包括被配置为与沉积在表面上的氧化锌络合并溶解的碳，其中氧化锌由燃料携带的锌离子形成。

Fuel injector for internal combustion engine

The present invention relates to a fuel injector for an internal combustion engine. The vehicle component includes a surface configured to contact the fuel containing ethanol and zinc ions. The sacrificial carbon layer is placed on the surface. At the expense of the carbon layer is greater than or equal to about 250 nm to less than or equal to about 5 m thickness. The sacrificial carbon layer consists of dissolved carbon, which is deposited on the surface of Zinc Oxide, in which Zinc Oxide is formed by the zinc ions carried by the fuel.

【技术实现步骤摘要】
用于内燃发动机的燃料喷射器相关申请的交叉引用本专利技术要求2016年5月3日提交的美国临时申请第62/331,403号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于直接喷射火花点火发动机的燃料喷射器。更具体地，本公开涉及一种阀构件上的涂层，以减少阀构件的密封能力的化学和物理磨损退化。
技术介绍
本部分提供与本公开相关的背景信息，其不必然是现有技术。由内燃发动机供能的车辆具有燃料输送系统，其储存燃料并向内燃发动机输送燃料。通常，燃料系统包括包含燃料箱、燃料泵、燃料过滤器、发送单元、燃料分供管、燃料喷射器和在各单元之间运输燃料的一系列导管的单元。因为燃料系统的各种单元接触燃料，有些在高温下接触，所以期望这些单元禁得起热诱发和/或燃料诱发的腐蚀。火花点火直接喷射（SIDI）是在一些非柴油二冲程和四冲程内燃发动机中使用的燃料喷射的变型。燃料被高度加压，并且经由共轨燃料管线直接喷射到每个气缸的燃烧室中。一些发动机可以具有多点燃料喷射，其将燃料喷射到进气道或气缸口中。将燃料直接喷入燃烧室需要高压喷射；低压可用于将燃料喷入进气道或气缸口。SIDI发动机的一些优点是提高的燃料效率和高的功率输出。一些SIDI发动机可以具有降低的排放水平。这种优点部分地通过精确控制喷射到燃烧室中的燃料的量和正时来实现。此外，许多车辆具有至少部分地（如果不是完全地）通过替代性燃料供能的内燃发动机，这有助于减少石油使用和温室气体排放。一些车辆，即灵活性燃料车辆或双燃料车辆（也称为“弹性燃料车辆”）具有被设计成以多于一种燃料（诸如汽油和替代性燃料的混合物）运行的内燃发动机。一种这样的替代性燃料是可以从玉米、谷物或其他生物质源产生的乙醇。一些车辆具有以纯100%乙醇（即E100燃料）运行的内燃发动机，而其他车辆具有以乙醇混合燃料（诸如E5（5%乙醇）、E7（7%乙醇）、E10（10%乙醇）、E20（20%乙醇）、E22（22%乙醇）、E25（25%乙醇）、E70（70%乙醇）、E75（75%乙醇）、E85（85%乙醇）或E95（95%乙醇）燃料）运行的内燃发动机。因为乙醇会对各种材料造成腐蚀，因此与含有乙醇的燃料接触的车辆部件（诸如燃料输送系统的单元）获益于耐腐蚀的涂层。随着全世界越来越多地使用含有乙醇的燃料，因此需要一种禁得起由乙醇或乙醇和热的组合引起的腐蚀的新型涂层。
技术实现思路
本部分提供本公开的总体概述，并且不是其全部范围或其全部特征的全面公开。当前技术提供一种车辆部件，其包括配置成接触含有乙醇和锌离子的燃料的表面，以及设置在该表面上的牺牲碳层。牺牲碳层具有大于或等于约250nm至小于或等于约5μm的厚度。牺牲碳层包括被配置成与沉积在表面上的氧化锌络合并溶解的碳，其中氧化锌由燃料携带的锌离子形成。在各种实施例中，表面包括钢合金或陶瓷。在各种实施例中，牺牲碳层包括掺杂物，所述掺杂物选自包括以下的集合：钙（Ca）、锌（Zn）、铁（Fe）、硼（B）、钨（W）、铂（Pt）、金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）、铬（Cr）、铝（Al）、钛（Ti）、氮（N）、磷（P）、硅（Si）、钴（Co）、钒（V）、锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）、铪（Hf）、钽（Ta）、铼（Re）及其组合。在各种实施例中，牺牲碳层包括螯合剂，所述螯合剂选自包括以下的集合：乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二醇-双（β-氨基乙基醚）-N,N,N',N'-四乙酸（EGTA）、二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）、N,N-双（羧甲基）甘氨酸（NTA）谷氨酸、N,N-二乙酸（GLDA）、羟乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）、乙醇二甘氨酸（EDG）、1,3-丙二胺四乙酸（PDTA）、葡庚糖酸、天冬氨酸-N,N-二乙酸（ASDA）、1,2-二氨基环己烷-N,N,N',N'-四乙酸（CDTA）、乙二胺-N,N'-二邻羟基苯基乙酸（EDDHA）、乙二胺-N,N'-二邻羟基对甲基苯基乙酸（EDDHMA）、乙二胺-N,N'-二琥珀酸（EDDS）、N,N'-双（2-羟基苄基）-乙二胺-N,N'-二乙酸（HBED）、N-羟乙基乙二胺-N,N',N'-三乙酸（HEDTA）、亚氨基-N,N-二琥珀酸（IDS）、甲基甘氨酸-N,N-二乙酸（MGDA）、三亚乙基四胺-N,N,N',N'',N''',N'''-六乙酸（TTHA）及其组合。在各种实施例中，牺牲碳层直接设置在车辆部件的表面上。在各种实施例中，表面是活塞、进气阀、燃料喷射器、火花塞、排气阀或其组合的表面。在各种实施例中，车辆部件包括直接设置在车辆部件的表面上的粘合剂层和直接设置在粘合剂层上的保护性碳化钨碳（WCC）层，其中保护性WCC层限定表面且牺牲碳层直接设置在保护性WCC层上。在各种实施例中，车辆部件是燃料喷射器、进气阀、排气阀、气缸、活塞、火花塞、燃料泵、发送单元、燃料箱、环、垫圈，或其组合。当前技术还提供一种用于内燃发动机的燃料喷射器，其包括具有入口、出口和用于燃料从入口流到出口的通道的喷射器主体；设置在所述通道中的活动阀部分，其在打开位置和关闭位置之间转换，其中所述活动阀部分限定具有最外侧暴露表面的座接触元件，该最外侧暴露表面具有牺牲碳层；以及限定在出口处的阀座，其中在关闭位置中，活动阀部分与阀座密封地接合，并且在打开位置中，活动阀部分与阀座间隔开，以打开燃料喷射器从而允许燃料流动通过出口。在各种实施例中，牺牲碳层还包括螯合剂，所述螯合剂选自包括以下的集合：乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二醇-双（β-氨基乙基醚）-N,N,N',N'-四乙酸（EGTA）、二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）、N,N-双（羧甲基）甘氨酸（NTA）谷氨酸、N,N-二乙酸（GLDA）、羟乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）、乙醇二甘氨酸（EDG）、1,3-丙二胺四乙酸（PDTA）、葡庚糖酸、天冬氨酸-N,N-二乙酸（ASDA）、1,2-二氨基环己烷-N,N,N',N'-四乙酸（CDTA）、乙二胺-N,N'-二邻羟基苯基乙酸（EDDHA）、乙二胺-N,N'-二邻羟基对甲基苯基乙酸（EDDHMA）、乙二胺-N,N'-二琥珀酸（EDDS）、N,N'-双（2-羟基苄基）-乙二胺-N,N'-二乙酸（HBED）、N-羟乙基乙二胺-N,N',N'-三乙酸（HEDTA）、亚氨基-N,N-二琥珀酸（IDS）、甲基甘氨酸-N,N-二乙酸（MGDA）、三亚乙基四胺-N,N,N',N'',N''',N'''-六乙酸（TTHA）及其组合。在各种实施例中，螯合剂是乙二胺四乙酸（EDTA）。在各种实施例中，牺牲碳层包括掺杂物，所述掺杂物选自包括以下的集合：钙（Ca）、锌（Zn）、铁（Fe）、硼（B）、钨（W）、铂（Pt）、金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）、铬（Cr）、铝（Al）、钛（Ti）、氮（N）、磷（P）、硅（Si）、钴（Co）、钒（V）、锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）、铪（Hf）、钽（Ta）、铼（Re）及其组合。在各种实施例中，牺牲碳层具有大于或等于约0.250μm至小于或等于约5μm的厚度。在各种实施例中，座接触元件还包括基底，其中粘合剂中间层直接设置在基底上，碳化钨碳（WCC）层直接设置在粘合剂中间层上，并且牺牲碳层直接设置在WCC层上。在各种实施例中，座接触元件是球形帽。在各种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃发动机的燃料喷射器，包括：喷射器主体，其具有入口、出口和用于燃料从所述入口流到所述出口的通道；设置在所述通道中的活动阀部分，其在打开位置和关闭位置之间转换，其中所述活动阀部分限定座接触元件，所述座接触元件具有包括牺牲碳层的最外侧暴露表面；和限定在所述出口处的阀座，其中在所述关闭位置中，所述活动阀部分与所述阀座密封地接合，并且在所述打开位置中，所述活动阀部分与所述阀座间隔开以打开所述燃料喷射器，从而允许燃料流过所述出口。

【技术特征摘要】
2016.05.03 US 62/331403;2017.04.27 US 15/4993931.一种用于内燃发动机的燃料喷射器，包括：喷射器主体，其具有入口、出口和用于燃料从所述入口流到所述出口的通道；设置在所述通道中的活动阀部分，其在打开位置和关闭位置之间转换，其中所述活动阀部分限定座接触元件，所述座接触元件具有包括牺牲碳层的最外侧暴露表面；和限定在所述出口处的阀座，其中在所述关闭位置中，所述活动阀部分与所述阀座密封地接合，并且在所述打开位置中，所述活动阀部分与所述阀座间隔开以打开所述燃料喷射器，从而允许燃料流过所述出口。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述牺牲碳层还包括螯合剂，所述螯合剂选自包括以下的集合：乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二醇-双（β-氨基乙基醚）-N,N,N',N'-四乙酸（EGTA）、二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）、N,N-双（羧甲基）甘氨酸（NTA）谷氨酸、N,N-二乙酸（GLDA）、羟乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）、乙醇二甘氨酸（EDG）、1,3-丙二胺四乙酸（PDTA）、葡庚糖酸、天冬氨酸-N,N-二乙酸（ASDA）、1,2-二氨基环己烷-N,N,N',N'-四乙酸（CDTA）、乙二胺-N,N'-二邻羟基苯基乙酸（EDDHA）、乙二胺-N,N'-二邻羟基对甲基苯基乙酸（EDDHMA）、乙二胺-N,N'-二琥珀酸（EDDS）、N,N'-双（2-羟基苄基）-乙二胺-N,N'-二乙酸（HBED）、N-羟乙基乙二胺-N,N',N'-三乙酸（HEDTA）、亚氨基-N,N-二琥珀酸（IDS）、甲基甘氨酸-N,N-二乙酸（MGDA）、三亚乙基四胺-N,N,N',N'',N''',N'''-六乙酸（TTHA）及...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z刘，MP巴洛，NP艾里什，MT哈米尔顿，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US