(57)【要約】【課題】  内側部分に硬化した摺動面を、外側部分に耐食耐熱部分を備えるノズル先端を有し、部分間が堅固に融合されるノズルの製造方法を提供する。【解決手段】  ノズル（２６）の製造方法は、耐摩耗材料の内側コア（１２）、及び内側コア（１２）を包囲する耐食材料の外側環状層（１４）を有し、長手方向（Ａ）に延びる多層バー（１０）を形成する工程と、平坦な前方面（１８）を備える円筒状加工品（１６）を形成すべく長手方向（Ａ）と直行する方向に多層バー（１０）を切断する工程と、耐食材料の先端（２０）を半加工品（１６）の前方面（１８）の１つに固定する工程と、固定される先端（２０）を備える半加工品（１６）を完成品のノズル（２６）に形成する工程とを含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐摩耗材料の内側コア（１２）、及び同内側コア（１２）を包囲する耐食材料の外側環状層（１４）を有し、長手方向（Ａ）に延びる多層バー（１０）を形成する工程と、
平坦な前方面（１８）を備える円筒状加工品（１６）を形成すべく該長手方向（Ａ）と直行する方向に多層バー（１０）を切断する工程と、
耐食材料の先端（２０）を前記半加工品（１６）の前方面（１８）の１つに固定する工程と、
固定される該先端（２０）を備える半加工品（１６）を完成品のノズル（２６）に形成する工程とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射機のためのノズル（２６）の製造方法。
【請求項２】
前記半加工品（１６）への先端（２０）の固定は、
溶接、
ＨＩＰ加工による連結、あるいは
ろう付けによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
横断層（２５）が前記半加工品（１６）及び先端（２０）の間の接合面（１８，２２）に設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記バー（１０）は、耐摩耗材料及び耐食材料の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）によって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記バー（１０）は、耐食材料の外側管（１４）内に耐摩耗材料の内側ロッド、即ち管（１２）を挿入することにより得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記内側ロッド、即ち管（１２）、及び外側管（１４）、及び先端（２０）のうち少なくともいずれかは、ＨＩＰによって個別の固体の要素として形成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記バー（１０）は、外側管（１４）内への内側ロッド、即ち管（１２）のＨＩＰ、あるいは内側ロッド、即ち管（１２）の周囲への外側管（１４）のＨＩＰによって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
中間層が該内側ロッド、即ち管（１２）及び外側管（１４）の間に設けられることと、内側ロッド、即ち管（１２）及び外側管（１４）は、ＨＩＰ又はろう付けによって相互に固定されることとを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記多層円筒状バー（１０）は、１０ｍｍ乃至５０ｍｍの外径を有することと、該内側コア（１２）は、５ｍｍ乃至１５ｍｍの径を有することと、該外側環状層（１４）は、２．５ｍｍ乃至１５ｍｍの厚みを有することとを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記耐食材料は、２０質量パーセントより大きいクロムを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記耐摩耗材料は、４０ロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）より大きい、好適には５２ロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）より大きい硬度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記先端（２０）は、摩擦溶接、イオンビーム溶接や、ろう付けにより半加工品（１６）の面（１８）の１つに溶接される平坦な面（２２）を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記先端（２０）は、半球状面（２４）を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記先端（２０）は、ディスク状をなし、２つの平行且つ平坦な面（２２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のための燃料噴射機に関する。本発明は、特に船舶の推進のための内燃機関や動力の供給のための定置機関等の大型の４ストローク又は２ストローク内燃機関であってクロスヘッドを備えるもの又は備えないもののための燃料噴射機に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、このノズルを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
排気ガス中のＨＣ要素を低減し、煤煙を低減し、排気弁及びピストンにおける未燃焼燃料の堆積物を低減し、且つ燃焼室を清潔な状態に保持するために、ノズル先端における袋容量を低減することが重要である。その方法の１つは、ノズル先端において直接噴射口を閉じることにある。
【０００４】
考えられる確実な設計の１つは、例えば特許文献１及び２に開示されるような、噴射口を開閉するための摺動弁を備えた解決策である。これらの文献は、弁案内部の対応する弁座と協動する弁部を有し軸方向に移動可能なスピンドルと、噴霧器の中央部孔内に向かって弁スピンドルの弁部の下方を延びる切り欠き要素とを備える燃料噴射機を開示する。切り欠き要素の外側壁は、ノズル孔の入口開口部を開閉することに好適である。
【０００５】
このタイプの設計において、内側部分に硬化した摺動面を、外側部分に耐食耐熱部分を備えるノズル先端を有することが望ましい。
特許文献３は、ノズル先端の製造方法を開示し、型枠において第１の耐食合金がノズルの外側表面を構成する外側領域に位置される。第２の合金はノズルの別の領域に使用される。型枠の材料は、静水圧プレス成形によって固結された材料に加工される。２つの合金間の境界領域にはひびが生じないようにする必要がある。
【０００６】
特許文献３に開示される解決策の課題は、高価であることにある。付加的に、内側又は外側部分は、１ミリメートル以上の最小限の厚みとする必要があり、材料間が融合しないという危険性をはらむ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０５２９３７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／０７１１８７号パンフレット
【特許文献３】欧州特許出願公開第１５４９４４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上記課題を解決するノズルを製造するための改良された方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明において、この課題は、請求項１の特徴を有するノズルの製造方法によって解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるノズルの製造方法の工程を示す軸方向の断面図。
【図２】本発明によるノズルの製造方法の工程を示す軸方向の断面図。
【図３】本発明によるノズルの製造方法の工程を示す軸方向の断面図。
【図４】本発明によるノズルの製造方法の工程を示す軸方向の断面図。
【図５】図１乃至４に示す方法の変形例を示す軸方向断面図。
【図６】図１乃至４に示す方法の変形例を示す軸方向断面図。
【図７】図１乃至４に示す方法の変形例を示す軸方向断面図。
【図８】図１乃至４に示す方法の変形例を示す軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の特徴及び効果は、添付の図面を参照して後述する非制限的例の詳細な説明により明らかとなるであろう。
最初に図１に、本発明によるノズルの製造方法の、長手方向Ａにおいて長尺状をなす多層円筒状バー１０を形成する第１の工程を示す。多層円筒状バー１０は、耐摩耗材料からなる内側コア１２、及び内側コア１２を包囲する耐食材料から形成される外側環状層（１４）を有する。
【００１２】
材料は２０質量パーセントより大きいクロムを含むことにより、大型の内燃機関、特に重油を燃焼させるディーゼルエンジンの燃焼室への応用において（外側表面にコーティングを形成することなく）耐食材料となる。
【００１３】
この応用における耐食材料の例は、登録商標名ステライト６、ヘインズ１８８（Haynes 188）、登録商標名ステライト４、登録商標名インコネルＭＡ７５８（Inconel MA 758）、ヘインズ２３０、Ｎｉｃｒｏｆｅｒ６１２５ＧＴ（Nicofer 6125GT）、合金６０５２、登録商標名ナイモニック８１（Nimonic 81）、登録商標名インコネル６７１、ヘインズ（１６０）を含む。
【００１４】
この応用において、用語「耐摩耗」は、内側コア１２が４０ロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）より大きい、好適に５２ロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）より大きい硬度を有することを示す。
【００１５】
多層バー１０は、耐摩耗材料及び耐食材料の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）によって、あるいは耐摩耗材料のロッド、即ち管を耐食材料の管内に挿入することによって得られる。内側ロッド、即ち管１２、外側管１４、あるいは内側ロッド、即ち管１２及び外側管１４の両者は、ＨＩＰによって個別の固体要素として製造されてもよい。
【００１６】
多層バー１０は、ＨＩＰによって内側バー、即ち管１２を外側管１４内へ押圧することにより、あるいはＨＩＰによって外側管１４を内側ロッド、即ち管１２の周囲に押圧することにより形成されてもよい。
【００１７】
内側ロッド、即ち管１２及び外側管１４が一体的な連結に先だって固体要素として加工された場合に、これらをＨＩＰによって相互に一体的に結合すべく内側ロッド、即ち管１２及び外側管１４の間に付加的な中間層を設けてもよい。中間層は粉末として挿入され、ＨＩＰ工程において内側ロッド、即ち管１２及び外側管１４の材料を結合させ、ＨＩＰ工程後に固体となってもよい。中間層は、ろう付けによって内側ロッド、即ち管１２又は外側層１４に固定されてもよい。従って、中間層はろう付け工程後に部分を結合させる結合層を形成する。
【００１８】
好適に、多層円筒状バー１０は、１０ｍｍ乃至５０ｍｍの外径を有し、内側コア１２は、５ｍｍ乃至２０ｍｍの径を有し、外側環状層１４は、２．５ｍｍ乃至１５ｍｍの厚みを有する。
【００１９】
図２に示すように、第２の工程において、長尺状をなす多層バー１０は、長手方向軸Ａを横断する方向にて切断され、長さＬを有する円筒状半加工品１６を形成する。半加工品１６の長さＬは、ノズルの径によって決定され、好適に２５ｍｍ乃至１２０ｍｍである。各半加工品１６は、長手方向軸Ａに直行する２つの平坦な前方面１８を有する。
【００２０】
図３に示すように、第３の工程において、耐食材料の先端２０は、半加工品１６の前方面１８の１つに固定される。先端２０は、平坦な面２２、及び半球状又はその他の任意の形状を有する面２４を有する。平坦な面２２は、摩擦溶接、イオンビーム溶接、ろう付け、あるいはその他の溶接加工によって半加工品１６の前方面１８の１つに溶接され、溶接加工の選択は、使用される材料に応じて決定される。先端２０は、ＨＩＰによって半加工品１６に固定されてもよい。
【００２１】
横断層２５が面１８及び２２間に設けられてもよい。横断層２５は、外側層１４及び先端２０と同じ耐食材料により形成されるか、異なる耐食材料から形成される。横断層は、ＨＩＰ工程やろう付け工程後に固体の横断層として複数の材料を連結する粉末又はペーストにより形成されてもよい。
【００２２】
後述する一連の製造工程において、固定される先端２０を備えた半加工品１６は、図４において参照符号２６によって示される完成品のノズル形状に形成される。完成品のノズル２６の形状を形成する製造工程は、ＨＩＰ、機械加工、及び加熱処理を含む。
【００２３】
完成品のノズル２６は、その底端部にて閉じられ且つ耐摩耗材料１２のコア１２及び全体的に耐食材料から形成される外側本体３０に形成される長手方向腔２８を有する。複数のノズル孔（図示しない）が、本体３０の側壁に形成される。ノズル孔はそれぞれ長手方向腔２８内に面する内側開口部及び本体３０の外側表面に開放される出口開口部を有する。
【００２４】
完成品のノズル２６は、長手方向腔２８を包囲する耐摩耗層１２、及びノズルの外側表面を形成する耐食層３０によって保護される。
図５乃至８に示す変形例における唯一の相違点は、先端２０がディスク状であり、２つの平行な前方面２２が設けられることにある。ディスク状の先端は、上述したようにＨＩＰ工程やろう付け工程によって、例えば横断層２５により半加工品１６に溶接又は連結され、完成品のノズル２６の形状形成時において丸みを帯びた形状に形成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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