(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射器組立体であって、
円筒形ボアを形成する噴射器本体と、
前記円筒形ボアの中に配置された燃料噴射プランジャと、
を備え、
前記燃料噴射器組立体の前記燃料噴射プランジャは、開位置と閉位置との間で往復運動するように配置され、
前記燃料噴射プランジャは、マグネシウム、クロム、モリブデン及びニッケルの少なくとも１つからなる硬化可能な元素の総合的な含有量が、合金鋼基材の約３．５重量％未満であるものとして定義される低合金鋼基材から作られており、該基材には、窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化モリブデン、チタン−カーボン−窒化物又はジルコニウム−カーボン−窒化物からなる群から選択された材料のコーティングが施されており、
前記コーティングは、約０．５から５．０マイクロメータの範囲にある所定の厚さを有し、蒸着された主コーティングからなることを特徴とする燃料噴射器。
【請求項２】
前記主コーティングの前記所定の厚さは約０．５から約１．７マイクロメータであることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項３】
前記低合金鋼基材は境界潤滑率値を定め、前記コーティングは、前記境界潤滑率を定め、前記燃料噴射プランジャの前記コーティングの前記境界潤滑値は、ISO12156バージョン1.3HFRRを用いて測定して前記低合金鋼基材の前記境界潤滑値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項４】
前記燃料噴射プランジャにおける前記コーティングの前記摩擦係数は0.5未満であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項５】
前記コーティングは窒化クロムであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項６】
前記コーティングは、タングステンカーバイドを含むカーボンコーティングであり、ヌープ硬度HDNS５０グラム荷重を用いて測定して１５００Kg/mm2以上の硬度を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項７】
前記コーティングは、そのスカッフィング抵抗特性が、前記低合金鋼基材のスカッフィング抵抗特性より高いことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項８】
前記低合金鋼基材と前記コーティングとの間に結合層を有することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項９】
前記結合層は、約０．０５から０．５０マイクロメータの範囲の厚さを有するクロム層であることを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項１０】
燃料噴射器組立体の噴射器本体に接触する関係で往復運動可能に配置された低合金鋼の界面における境界潤滑率値を高めるための方法であって、
マグネシウム、クロム、モリブデン及びニッケルの少なくとも１つからなる硬化可能な元素の総合的な含有量が、合金鋼基材の約３．５重量％未満であるものとして定義される低合金鋼基材から作られた燃料プランジャを準備し、
低温物理蒸着法を用いて前記低合金鋼基材に、窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化モリブデン、チタン−カーボン−窒化物またはジルコニウム−カーボン−窒化物からなる群から選択された材料により、約０．５から約５．０マイクロメータの範囲にある所定の厚さを有する主コーティングを蒸着する、
段階からなる方法。
【請求項１１】
前記主コーティングは、約0.5から約１．７マイクロメータの厚さであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記低合金鋼基材と前記コーティングとの間に結合層を形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記結合層は、約０．０５から約０．５０マイクロメータの範囲の厚さを有するクロム層であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、燃料噴射器成分のコーティングに関する。圧縮点火式エンジンまたは火花点火式エンジンのいずれの場合においても、多くの内燃エンジンには燃料噴射システムが設けられており、エンジンの燃焼室への正確で確実な燃料給送に関する必要性を満足させている。このような正確さと確実さは、燃料効率を高め、動力出力を最大にして、好ましくない燃焼副産物を制御する目的を解決するために必要である。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射器は、エンジンの各サイクル毎に必要とされる燃料量を正確に測り、作動サイクルの適切な瞬間に燃焼室へ燃料を噴射するのに必要な高圧を作り出さなければならない精度の高い装置である。多くの燃料噴射ユニットは油圧作動式機構を利用して供給燃料を加圧して所望の燃料スプレーパターンを得るようになっている。油圧作動式システムは、ほぼ圧縮不能な液体燃料と接触するようになっている、燃料噴射器内に形成されたボアの中に配置された燃料噴射プランジャによって作用する。液体燃料のこの機械的な加圧は、多くの場合、140,000メガパスカル（MPa）(20,000psi) を超える、極限的な高燃料噴射圧を作り出す。
【０００３】
さらに、油圧作動式電子制御ユニット噴射器は、機械的作動式電子制御ユニット噴射器よりも過酷な状態で作動することが多い。油圧作動式電子制御ユニットは、燃料噴射器プランジャの長さが短く、これに嵌り合うバレルの係合長さも短くなる。経験によれば、油圧作動式電子制御ユニット噴射器におけるプランジャの係合長さは、が機械作動電子制御式ユニット噴射プランジャの約半分であることが分かっている。
小さい表面積上に接触応力が生じることのために、機械作動式電子制御ユニット噴射器に比べて接触面における摩耗が増加し、燃料噴射器プランジャとこれに対応するバレルとの間の係合長さが長くなる。油圧作動式電子制御式ユニット噴射器は、より高い接触応力に対処するために優れた潤滑境界層を必要とする。
【０００４】
燃料噴射器の作動は、噴射されるべき燃料にある程度依存しており、特に、噴射されるべき燃料の潤滑性、粘性または他の物理的特徴に依存する。特に、低潤滑性燃料の使用によって、いくつかの問題が発生し、顕著に燃料噴射プランジャがスカッフィングを受け、最終的に燃料噴射器のボア内で燃料噴射器プランジャの焼き付きが発生することになる。スカッフィングは、一般的に２つの硬度の高い面の間において潤滑油が欠乏していることによって発生し、接触部分の溶接または接合、例えば、燃料噴射プランジャおよび適切に滑ることなく相互に摺動する燃料噴射バレルが、スカッフィングの形跡を示す傾向にある。スカッフィングは、摩耗の一形態であり、プランジャとバレルとの間の間隙を変え、面を粗くしてプランジャの摺動動作の滑らかさを低下させ、システムに噴射される燃料の量を不正確にする。最終的には、スカッフィングが続くと、プランジャとバレルが部分的に付着して全く動作できない状態になり、燃料噴射プランジャがバレルの中で焼き付くことになる。上述したように、燃料噴射器成分のスカッフィングは、低潤滑燃料を利用する燃料噴射システムにおいて特に顕著になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題は、これに限られるものではないが、主に、低潤性滑燃料と、ガソリン、ナプサ、Ｄｉタイプのディーゼル燃料、航空機用燃料、混合された、重燃料、未精製オイル、または水連続エマルジョンおよび燃料連続エマルジョンを含む水／燃料エマルジョンに存在する。
【０００６】
数々の関連分野の技術では、コーティング部分の摩耗を減らすために、燃料噴射プランジャに窒化チタンの（ＴｉＮ）コーティングを施すことを考えてきた。ＴｉＮコーティングに伴う問題は、ＴｉＮコーティングが極限的な高温（例えば、約450度C）で通常与えられ、望ましくない熱応力を作り出し、これに関連した故障を燃料噴射プランジャに作り出してしまうことである。燃料噴射プランジャのＴｉＮコーティングは、該プランジャが接触する位置又は着座する場所において、プランジャに対応する相手方成分の摩耗を増大させる傾向にあると考えられる。さらに、ＴｉＮコーティングは、ＴｉＮコーティングされた燃料噴射プランジャが、ＴｉＮコーティングの塗布時に曝される高温に耐えるのに工具品質の鋼を必要とするために、燃料噴射プランジャの全体の費用が高くなる傾向にある。
【０００７】
さらに、いくつかの関連した分野の技術では、金属の代替に燃料噴射プランジャのベース材料としてセラミック材料を使用することを考慮してきた。残念なことに、燃料噴射プランジャに関するセラミック材料の使用は極めて費用がかかり、この結果得られたモノリシックセラミック燃料噴射プランジャは、ディーゼルエンジンまたは別の高荷重エンジンの用途において必要な耐久性または確実性を一般的に示してこなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの態様は、燃料システム成分のコーティングまたは表面処理が、所定の低潤滑性燃料の潤滑性を増大させるように作用するようにすることである。燃料噴射プランジャ及びこれが嵌り合う成分（例えば、燃料噴射バレル）に塗布された開示されているコーティング剤は、燃料噴射器の潤滑性に関連する故障の可能性を顕著に減少させることになる。燃料噴射システム成分に作用するこのようなコーティング剤を利用することは、潤滑剤を低潤滑燃料組成物に潤滑材を添加する必要性を少なくしたり、もしくは排除することになる。
【０００９】
本発明は、改善された境界潤滑特徴を有する燃料噴射システムのための、低合金鋼基材に対する、窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化モリブデン、チタン−カーボン−窒化物又はジルコニウム−カーボン−窒化物からなる群から選択された材料のコーティングを特徴としており、これにより、改善されたスカッフィング抵抗特徴が示される。燃料噴射システムの部品は、低合金鋼基材および、該基材に蒸着された上記材料の主コーティングからなる。主コーティングは、約０．５から約５マイクロメータの厚さを有する。
本発明の別の態様において、燃料噴射システムにおいて低合金鋼潤滑接触点の境界潤滑を高めるための方法が開示される。この方法は、低合金鋼基材を準備する段階と、低温物理的蒸着法を用いて低合金鋼基材に金属窒化コーティングまたはダイヤモンド状カーボンコーティングを形成する段階からなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下の記載は、本発明を実施するのに現在考慮できる最良の形態である。この記載は、限定的な記載と理解されるべきものではなく、単に本発明の総括的な原則を記載することを目的としてなされるものである。本発明の範囲と広さは、請求の範囲を参照して判断されなければならない。
図1を参照すると、一般的な燃料噴射器２が、取付け組立体４０を介しエンジンブロック６のほぼ円筒形ボアに取付けられている。取付け組立体４０は、クランプ４２と、該クランプ４２をエンジンブロック６にねじで固定するボルト４４とを含む。
燃料が、エンジンブロック６に形成された燃料供給導管４を介し燃料噴射器２に与えられ、過度の燃料は燃料戻り導管８を介し噴射器２から戻される。燃料供給導管４と燃料戻り導管８とが、燃料噴射器２の外周を取り囲む環状燃料キャビティ１０により流体連通されている。
【００１１】
燃料供給導管４によって供給された燃料は、約４２０MPa（６０psi）の圧力に加圧され、噴射サイクルの間、燃料噴射器２の中心に形成されたほぼ円筒形の燃料加圧室１２に周期的に流れる。燃料噴射器本体の一部２０の円筒形延長部１８内に形成されている、円筒形ボア内を往復運動する燃料噴射プランジャ１４によって、加圧室１２内の燃料が１４０，０００Mpa（２０，０００psi）を超えた圧力、例えば約２１０，０００Mpa（３０，０００psi）の圧力に周期的に加圧される。
プランジャ１４がディスク２２に取付けられたロッカーアーム（図示せず）によって下方に押されると、加圧室１２内の燃料圧が上昇し、ノズルキャビティ２４内の燃料圧も増大する。ノズルキャビティ２４内の燃料圧がしきい圧に達すると、流体圧によってかけられた力によってノズルチェック２６が上方に押され、ノズルを開いて燃料を噴射させることになる。
【００１２】
図２を参照すると、本発明に関連したコーティングされた燃料噴射プランジャの１側部が図示されている。図２に見られるように、図示した燃料噴射プランジャ１４は、主要本体セクション２８、プランジャ端部セクション３０および負荷が作用する端部セクション３２を含む。
燃料噴射プランジャの様々なセクションが、低合金鋼基材３４から形成、すなわち機械加工される。本明細書に使用する「低合金」とは、マンガン、クロム、モリブデン及びニッケルのような硬度のある要素が、全体として、全鋼組成物の約３．５重量パーセント未満である組成から構成されているような鋼の等級を意味する。低合金鋼基材３４は、燃料噴射プランジャ１４及び燃料噴射バレル（図示せず）を含む経済的で確実な視点からいっても多くの燃料噴射成分に関し好ましい。
【００１３】
主コーティング３６の組成物は、窒化金属、詳細には窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化モリブデン、チタン−カーボン−窒化物、またはジルコニウム−カーボン−窒化物からなる群から選択される。
コーティングされた燃料噴射器成分の意図する用途及び環境によって、クロム層の結合層３８または別の適当な金属層を低合金鋼基材３４に付与し、主コーティング３６の改善された接着性を与えるので有効である。使用される場合には、任意的な結合層材料が同様の真空めっき法を用いて塗布され、約０．０５マイクロメータから０．５マイクロメータの厚さを有する結合層３８を作り出すことが好ましい。
【００１４】
燃料噴射プランジャのコーティング厚さは、プランジャの複数の場所におけるボールクレータ試験によって燃料噴射成分のサンプルに関し測定される際に、極めて均一でなければならない。あるいは、燃料噴射プランジャの選択された横断面図の１サンプルを電子顕微鏡で走査することによって、またはX線蛍光を使用することによって均一なコーティング厚さを表すことができる。
【００１５】
好ましい実施例において、主コーティング３６は、約５．０マイクロメータ以下の厚さを有していることが好ましく、約０．５マイクロメータから約１．７マイクロメータの厚さを有していることが好ましい。約５マイクロメータ以上の主コーティング厚さは、結合層３８または基材３４から主コーティング３６を分離させるほど高い残留応力を作り出すために好ましくない。主コーティングは、実際に使用されるプランジャモデルによって、プランジャの全長にわたり塗布されてもよいし、コーティングは部分的に塗布されてもよい。部分的コーティングを塗布するためには、プランジャは該プランジャよりわずかに大きい径を有する小さなカップ（１/4インチ（約６．３ｍｍ）の高さ）により所定の場所に保持される。あるいは、プランジャは、プランジャを部分的にコーティングするために磁石によって所定の場所に保持することもできる。
【００１６】
クロム結合層３８は、約１．０マイクロメータ以下の厚さを有していることが好ましく、約０．１から約１．０マイクロメータの厚さを有することが好ましく、最も好ましくは、０．１から０．３マイクロメータである。主コーティング３６に関し、約０．１マイクロメータ以上の結合層の厚さは好ましくない。なぜならば、結合層３８は、基材２０から分離するほど高い残留応力を作り出す可能性があるからである。
厚さ以外にコーティングおよびコーティングされた基材の物理的特性のいくつか、あるいは全てを制御することが、比較的確実で費用的にも、効率的な成分を作り出すのにも、重要である。例えば、コーティング接着性、コーティング硬度、基材硬度、表面感触、摩擦係数が、観察されるべきいくつかの物理的特性である。異なる用途では異なる物理的特性を必要とすることがあるが、以下の説明では、好ましい実施例におけるいくつかの特性を開示する。
上述したように、塗布されたコーティングは、表面欠陥があるべきではなく、成分の意図する使用によって特定された、表面平滑度値すなわち表面平滑度測定値を有する。表面欠陥は、約１００倍の拡大倍率でサンプルの表面における複数の点を観察することによってコーティングされた燃料噴射プランジャのサンプルに関し一般的に観察される。表面観察は、ピンホール及び基材の欠陥とは別の表面欠陥がほとんどないコーティングであることを保証するために、様々な分類標準に一般的に比較される。
【００１７】
さらに、塗布されるコーティングは、鋼基材に対し接着性を有するものでなければならない。コーティング接着性は、例えば、標準硬度試験を用いて（例えば、ロックウェルC HDNS測定法）燃料噴射プランジャの所定の数量に関し評価できる。表面上の衝撃場所が観察され、存在するクラックの大きさおよび量、そしてコーティングの剥がれに基いて、様々な接着性分類標準と比較される。
開示された実施例において、コーティング硬度は、燃料噴射プランジャの重要な特徴でもある。塗布されたタングステンーカーバイドを含むカーボンコーティングは、ヌープ硬度HDNS５０グラム荷重（ヌープ硬度試験の手法は、http://en.wikipedia.org/wiki/Knoop_hardness_testによりアクセス可能なページに記載されている）を用いて測定されて１５００kg/mm2以上の硬度を維持する。開示された双方の実施例において、コーティング工程後の基材硬度は、３０N硬度テスターを使用して、７５−７９RKWであることが好ましい。
【００１８】
好ましい実施例において、コーティングされた低合金鋼部品は、ISO 12156、バージョン1.3HFRR（高周波数往復リグ）を用いて測定された低合金鋼基材の境界潤滑値以上の境界潤滑値を有していることが好ましい。
好ましい実施例において、コーティングされた低合金鋼部品は、約０．５またはそれ以下の摩擦係数を有することが好ましく、非酸化、非コーティング低合金鋼成分の摩擦係数は０．５であり、好ましくはコーティング部品は、約０．２かそれ以下の摩擦係数を有する。摩擦係数は約０．２か、それ以下であることが好ましい。なぜならば、高められた境界潤滑という有利な効果は、摩擦係数が大幅に上昇することによって相殺されるからである。
図示していないが、本分野の当業者であれば、燃料噴射プランジャをコーティングすることに加え、燃料噴射プランジャ面が接触する部品、すなわち燃料噴射バレルにコーティングを行うことが、同様に有効であることを容易に理解できる。同様の物理的特性を有する窒化金属で、燃料噴射バレルおよび別の燃料噴射成分の接触面をコーティングすることは、潤滑性が向上し、コーティング成分上で認識されるスカッフィングが減少するだけでなく、本明細書に記載するように、接触面の摩耗パターンを制御する観点からいっても有効である。
【００１９】
物理蒸着法（例えば、スプッタリング）、化学蒸着法、アーク蒸着法、またはこれらの組み合わせのような、真空被膜形成技術が、低合金鋼基材にコーティングを蒸着するのに利用できる。好ましい実施例において、窒化クロム（CrN）コーティングがアーク蒸着（AVD）工程によって蒸着される。
一般的に、アーク蒸着法においては、アーク源が、作られた蒸気に正の電荷を与えるようになっている。選択された電圧（例えば、５０ボルト）の負のバイアス電圧が電圧源によって基材に印加される。蒸着コーティングは、目標となる基材の上に蒸着される。発生した蒸気に正の電荷を与えるためのアーク源と、基材に負の電荷を与えるための負のバイアス電圧を利用する、このようなアーク蒸着コーティング方法は一般的に本分野において公知である。
【００２０】
低合金鋼部品は、好ましいコーティングまたは結合層または双方での結合を容易にするために、クリーンにされ準備された非酸化鋼基材から形成される。コーティングする前に、クリーニング及び鋼基材の準備が、蒸気脱脂、グリットブラスト、エッチング、化学的補助を伴う振動技術等のような従来の方法によって達成できる。このような表面仕上げ技術は、本分野において公知である。コーティング塗布の前に実施される好ましい基材面仕上げ作業は、極めて滑らかな面を得るための研削技術、アルカリ溶液を用いた超音波クリーニング、及びアルゴンを用いた基材面のイオンエッチングを含む。さらに、成分に関し特定された全加熱処理操作が、コーティング塗布の前に実行される。
【００２１】
好ましい実施例において、コーティング方法は、さらにアーク蒸着法またはスパッタリング法によって基材の上に固形の潤滑コーティングを形成する段階からなる。上述したように、好ましいコーティングは窒化クロム（CｒN）である。なぜならば、このようなコーティングのために、潤滑された接触により摩擦が減少することで、改善された境界潤滑性を得ることになるからである。アーク蒸着法（AVD）は、CrNコーティングを低合金合成鋼基材にコーティングする好ましい方法である。なぜならば、AVD法は１５０から２５０℃の範囲または、選択された低合金グレード鋼の焼き入れ温度よりも低い温度で実行されるからである。したがって、コーティング工程中に、基材と成分の硬度はコーティング手順によって一般的に影響を受けない。仕上げコーティングは均一な厚さ（例えば、約０．５マイクロメータから約１．７マイクロメータ）で、なめらかで、付着性があり、視覚的な欠陥がないことが好ましい。
【００２２】
図３は、本発明の油圧作動式電子制御ユニット噴射器を表している。図１と同様に、一般的な燃料噴射器２が図示されている。図１とは異なり、図３に図示されている燃料噴射器２は油圧作動式である。組立体に含まれているのは、バルブ４６、ピストン４８、燃料噴射プランジャ１４、およびノズルチェック２６である。バルブ４６がエンジン作動中に開かれてオイルを燃料噴射器２に流すことができる。オイル圧がピストン４８の上部を押しつけ機械的に作動する電子制御ユニット噴射器のロッカーアームと同様に下方に押し下げる。ピストン４８が燃料噴射器１４を進行させ、燃料噴射器２の下方部分の中の燃料を加圧する。燃料圧がしきい値に達すると、ノズルチェック２６が上方に押し上げられ、ノズルを開き燃料を噴射できる。
【００２３】
燃料噴射プランジャおよび燃料噴射バレルのような燃料噴射器成分に関する開示されたコーティングは、成分のスカッフィングと高摩耗が一般的に発生する、高負荷で、極限に近い潤滑状態の燃料噴射システムの用途に特に有効である。
成分は、低合金鋼基材および該基材の上に蒸着された窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化モリブデン、チタン−カーボン−窒化物又はジルコニウム−カーボン−窒化物からなる群から選択された材料のコーティングからなる。主コーティングは、約０．５マイクロメータから約５マイクロメータの厚さを有し、好ましくは、約０．５マイクロメータから約１．７マイクロメータの厚さを有する。
任意的には、クロムまたは別の適当な金属の結合層が、基材の主コーティングの接合特性を改善するために形成される。低合金鋼基材と主コーティングとの間に結合層を形成することは、本分野において一般的に知られている。結合層は０．５マイクロメータ未満の厚さを有し、より好ましくは、約０．５マイクロメータから約０．０５０マイクロメータの間の厚さを有する。
【００２４】
コーティングの実際の厚さと別の物理的特性は、燃料噴射システムが使用されるべき用途及び環境に適応されることが好ましい。
本発明は、改善された境界潤滑特性と、改善されたスカッフィング抵抗特性とを有することに特徴がある。成分は、低合金鋼基材および該基材に蒸着された窒化クロムコーティングとからなる。コーティングは、約０．５から約５．０マイクロメータの厚さを有しており、より詳細には約０．５から約１．７マイクロメータの厚さを有する。窒化クロムコーティングの実際の厚さ、および他の物理的特性は、燃料噴射が使用される用途と環境に適応して定めることが好ましい。
【００２５】
詳細には、コーティングが、窒化クロム（CrN）のような窒化金属から選択されたコーティングを用いて、スパッタリングまたはアーク蒸着のような低温蒸着法によって低合金鋼基材に形成される。
この結果得られるのは、窒化クロムコーティングされた低合金鋼成分であり、非酸化低合金鋼部分と比較してスカッフィング抵抗特性が改善されることになる。
このような通常は使用されない燃料噴射システム用途に、開示された成分コーティングを使用することは、このようなコーティングの摩耗がなくなった後でも利点を与える。予測できることであるが、開示された燃料噴射成分コーティングは、時間の経過とともに、そして連続使用の結果摩耗する。しかし、コーティングが摩耗するにつれ、下側にある基材の接触面が、対応する摩耗パターンを呈する。したがって、成分コーティングが存在しなくなった後でも、それまではコーティングされていた燃料噴射成分の鋼基材の接触面は、スカッフィングを生じるにしても、その程度はごくわずかである。
【００２６】
すなわち、開示されたコーティングが次第に摩耗したときでも、互いに嵌り合う成分の間には、ほとんどまたは全くスカッフィングの問題が生じない。なぜならば、互いに嵌り合う面は、磨耗しても、鋼対鋼の界面の摩擦が、スカッフィングを起こすほど高くならないからである。すなわち、破断状態のコーティングが接触面を保護するのと同様の状態で、開示したコーティングは、成分をスカッフィングから保護するという利点を更に与える。
以下に記載するように、図示した例は、アーク蒸着またはスパッタリングによって低合金鋼に蒸着された窒化金属コーティングおよびダイヤモンド状カーボンコーティングの有益な効果を表す。
【００２７】
例
以下の例は、本発明の本質を典型的に表すものであるが、本発明の範囲を制限するものと理解してはならない。
進行性スカッフィング及び焼き付き試験が、キャタピラー社製燃料噴射器内で作動するキャタピラー社製燃料噴射プランジャで実行された。燃料噴射プランジャは、少なくとも一つが窒化クロムコーティングを含むものであり、コーティングを有さない基準となるキャタピラー社製燃料噴射器プランジャと対比してスカッフィングと損傷試験に供された。キャタピラー社製燃料噴射器は、低潤滑燃料の直接噴射および直接水噴射を用いて試験した。
使用された燃料は、キャタピラー燃料1E2820であり、これは低潤滑性ディーゼル燃料である。18個のプランジャが試験ごとに利用された。使用されるプランジャパーツの番号は＃1124312であり、噴射パーツ番号は、＃146−1891であった。プランジャは３時間にわたり試験された。更なる性能試験ET213が6個の噴射器で実行された。この試験は以上に引用したような同一の燃料1E28280を用いた1000時間の耐久試験である。
【００２８】
窒化クロムコーティングされた燃料噴射プランジャは、低潤滑燃料に使用したときに、非コーティング状態の燃料噴射プランジャに比較すると極めて良好なスカフィング抵抗を示し、純粋な水を噴射するときにわずかに改善されたスカッフィング抵抗を示した。比較試験の結果が以下の表に与えられている。
0004925495.tif 000002
【００２９】
前述の記載から、本発明は、燃料噴射プランジャのような燃料噴射システム成分に関するコーティングまたは表面処理を行うものであることが理解できる。本明細書において開示したように、本発明は、特定の実施例およびこれに対応する方法によって記載されているが、様々な修正および変更が請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、または全材料の利点を犠牲にすることなくなされることが、本分野における当業者であれば分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  機械的作動式電子制御ユニット噴射器の概略的横断面図である。
【図２】  本発明に関するコーティングされた燃料噴射プランジャの側面図である。
【図３】  油圧作動式電子制御ユニット噴射器の概略的横断面図である。
【符号】
２  燃料噴射器
４  燃料供給導管
６  エンジンブロック
８  燃料戻り導管
１０  環状燃料キャビティ
１２  燃料加圧室
１４  プランジャ
１６  円筒形ボア
２０  燃料噴射器本体の一部
２４  ノズルキャビティ
２６  ノズルチェック
３４  基材
３６  主コーティング
３８  結合層
【図１】
0004925495.tif 000003
【図２】
0004925495.tif 000004
【図３】
0004925495.tif 000005