Инжекционный клапан двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к инжекционному клапану (1) двигателя внутреннего сгорания. Инжекционный клапан (1) имеет корпус (5) с клапанной головкой (6), расположенной, по крайней мере, частично в камере сгорания (4) двигателя внутреннего сгорания или непосредственно обращенной к ней. Кроме того, по крайней мере часть клапанной головки (6) покрыта первым оксидным слоем (9). Поверх первого оксидного слоя (9) находится второй оксидный слой (10) из оксида церия (CeO₂) и/или оксида празеодима (PrO₂), и/или оксида циркония (ZrO₂). Для изготовления такой клапанной форсунки (1) поверх первого оксидного слоя (9) наносят второй оксидный слой (10), включающий в себя оксид церия (CeO₂) и/или оксид празеодима (PrO ₂), и/или оксид циркония (ZrO₂). Такое выполнение позволяет на длительное время снизить количество возникающих в процессе сгорания выбросов летучих органических веществ (выбросов остаточных углеводородов).

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к инжекционному клапану двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

Уровень техники

Двигатели внутреннего сгорания предназначены для преобразования теплоты сгорания топлива в механическую работу. Для этого в двигателе внутреннего сгорания предусмотрена по крайней мере одна камера сгорания, в которой происходит сгорание топлива. Расширение объема в результате сгорания затем преобразуется во вращательное движение. Для получения горючей и эффективной смеси топливо предварительно смешивают с окружающим воздухом, в частности, с содержащимся в нем кислородом (O₂).

Несмотря на то, что вплоть до недавнего времени было все еще принято подготавливать требуемую смесь при помощи карбюратора вне камеры сгорания, сегодня преобладают более современные системы впрыска. Таким образом, образование смеси теперь происходит практически исключительно внутри камеры сгорания. В предназначенном для этого устройстве прямого впрыска используют инжекционные клапаны (клапанные форсунки), с помощью которых топливо точно отмеренными порциями впрыскивают в заполненную воздухом камеру сгорания. Во время впрыска происходит распыление топлива в воздухе внутри камеры сгорания, что позволяет обеспечить надежное воспламенение с низким количеством выбросов.

В зависимости от используемого топлива двигатели внутреннего сгорания разделяют, в основном, на двигатели с искровым зажиганием и с самовоспламенением от сжатия. При этом бензиновые двигатели с циклом Отто являются двигателями с искровым зажиганием, а дизельные - с воспламенением от сжатия. В бензиновых двигателях сначала происходит сжатие смеси в камере сгорания, а затем ее воспламенение, например, с помощью запальной свечи. В дизельных двигателях, напротив, происходит сжатие подаваемого в камеру сгорания воздуха, за счет чего достигается резкое повышение температуры. Получаемой при этом температуры достаточно, чтобы затем воспламенить дизельное топливо, впрыскиваемое в сжатый воздух.

Помимо используемого в транспортного средствах жидкого топлива, например, бензина, дизельного топлива, сжиженного природного газа (автомобильного газа, СПГ) или сжиженного нефтяного газа (СНГ), также используют газообразное топливо, например, сжатый природный газ или водород (Н₂). Среди других альтернативных вариантов топлива можно назвать, например, этанол (C₂H₆O) или метанол (CH₄O).

Так как инжекционные клапаны подают топливо непосредственно в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, клапанная головка подвергается прямому воздействию тепла, образующего при сгорании. При этом клапанная головка частично расположена в камере сгорания или, по крайней мере, непосредственно прилегает к ней. В любом случае тепло от сгорания топлива непосредственно воздействует на клапанную головку. Таким образом, при таком расположении именно к клапанной головке применяются особые требования. Помимо высоких температур, речь идет также об устойчивости к высокому давлению впрыска и перепадам температур. Кроме того, необходимо учитывать влияние вызываемой продуктами сгорания коррозии, которое играет большую роль, в частности, при использовании альтернативных видов топлива.

Несмотря на высокие нагрузки, такая клапанная головка должна обеспечивать надежную работу транспортного средства, при этом вне зависимости от циклов движения и мощности двигателя транспортного средства, а также от каких-либо климатических особенностей и используемого топлива. По этой причине при выборе специальных материалов для таких инжекционных клапанов, по крайней мере, для клапанной головки, необходимо использовать нержавеющую аустенитную сталь.

При использовании описанных выше инжекционных клапанов после определенного времени эксплуатации было обнаружено, что на клапанной головке появились отложения продуктов сгорания. Из уровня техники известно, что некоторые такие отложения образуются на пассивирующем слое оксида хрома (Cr₂O₃ ), защищающем поверхность аустенитной стали, раньше и быстрее, чем, например, на медной (Cu) или латунной (CuZn) поверхности. Под отложениями прежде всего понимают копоть, в частности, масляный нагар.

Из уровня техники известно покрытие клапанной головки соответствующими материалами с целью уменьшения или полного предотвращения образования таких отложений на клапанной головке инжекционного клапана.

Так, в публикации патентной заявки DE 19951014 A1 раскрыт инжекционный клапан, предназначенный для прямого впрыска топлива, например, бензина или дизельного топлива, в камеру сгорания двигателя. Для этого в инжекционном клапане предусмотрена клапанная головка с по крайней мере одним выпускным отверстием для топлива. Целью изобретения являлось достижение определенных параметров распыления для выпускного отверстия, на которые могут отрицательно повлиять отложения. Для защиты клапанной головки от образования нагара в виде отложений топлива, а также от отложений частиц сажи используется покрытие.

Материалы, предложенные для покрытия в зависимости от конечных свойств можно разделить на три группы. Первая группа, включающая в себя оксиды кобальта или никеля, а также оксиды сплавов этих металлов, предотвращает каталитическое преобразование (сгорание) уже отложившихся частиц сажи и отложение частиц углерода. К этой группе относятся такие драгоценные металлы, как рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir) и платина (Pt), а также сплавы этих металлов друг с другом или с другими металлами. Вторая группа металлов изменяет свойства смачиваемости поверхности клапанной головки таким образом, чтобы капли топлива стекали с нее и могли быть увлечены окружающими потоком. К этой группе относятся керамические покрытия, металлосодержащие или неметаллические углеродные покрытия, а также фтористые или сапфировые покрытия. О третьей и последней группе речь идет при использовании слоев нитрита, например, нитрида титана (TiN) или нитрида хрома (CrN), а также слоев оксидов, например, оксида тантала (ТаО) или оксида титана (TiO). Их использование позволяет предотвратить образование реакционного слоя на клапанной головке.

В публикации DE 4222137 B4 также раскрыта топливная форсунка, используемая в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Топливная форсунка имеет распыляющую головку с по крайней мере одним распылительным отверстием. Для получения такого профиля поперечного сечения распылительного отверстия, который невозможно обеспечить при стандартном способе изготовления с помощью стружечных станков, предусмотрено использование покрытия, проникающего внутрь распылительного отверстия. Это обеспечивает изменение и/или уменьшение эффективного сечения распылительного отверстия, сужающегося в виде усеченного конуса, обращенного вершиной в сторону выхода. Для создания покрытия можно использовать высокопрочные материалы, например, хром (Cr), никель (Ni), никель-фосфор, никель-бор или никель-кобальт-бор, а также оксиды алюминия (Al₂O₃), хрома (Cr₂O₃), титана (TiO₂), карбид хрома (Cr₃C₂), диоксид кремния (SiO ₂), (AlSi), (NiCr), (WTi) или (WC).

В публикации JP 2007-309167 A с целью предотвращения появления отложений на форсунке двигателя внутреннего сгорания предлагается нанести покрытие на поверхность вокруг инжекционного отверстия. В качестве материала для покрытия предлагается оксид титана (TiO₂ ), образующий фотокаталитический слой.

В публикации JP 2005-155618 A, опубл. 16.06.2005 (которая может быть выбрана в качестве ближайшего аналога полезной модели) предложен способ одновременного образования слоя оксида титана (TiO) в инжекционном сопле инжекционного клапана двигателя внутреннего сгорания. Указанный слой предназначен для предотвращения или, по крайней мере, снижения возможного накопления отложений углерода. Для этого предлагается опустить хотя бы часть распылителя в пленкообразующий неразбавленный раствор с фторотитанатом аммония (NH₄)₂ TiF₆ и борной кислотой H3BO₃. После этого оксид титана (TiO) осядет на поверхности седла клапана и внутренней поверхности сопла, образуя покрытие из оксида титана.

Согласно приведенным исследованиям скопление отложений на клапанной головке инжекционных клапанов необходимо снижать для максимально продолжительного сохранения распылительных свойств инжекционных отверстий. При этом, однако, нигде не учитываются вызываемые отложениями недостатки, связанные с выбросами. Соответственно, слой отложений растет по мере увеличения срока эксплуатации, из-за чего также увеличивается количество выбросов летучих органических веществ (выбросов остаточных углеводородов). Причиной этому являются неконтролируемые возгорания возможных остатков топлива. Они нежелательным образом поджигаются посредством инжекционного клапана, в котором в конце цикла сгорания клапанная головка с нанесенным покрытием продолжает тлеть, аналогично запальной свече.

Даже если снижение количества отложений с помощью известных из уровня техники покрытий и возможно, такая конструкция инжекционных клапанов все еще имеет потенциал для усовершенствования, в частности, с точки зрения выбросов, вызываемых неконтролируемыми возгораниями.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом полезной модели является улучшение инжекционного клапана двигателя внутреннего сгорания, в частности, двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, таким образом, чтобы на длительное время снизить количество возникающих в процессе сгорания выбросов летучих органических веществ (выбросов остаточных углеводородов).

Следует отметить, что отличительные признаки и меры, приведенные в следующем описании по отдельности, можно объединить в любой технически разумной комбинации, что позволит получить новые варианты осуществления полезной модели. Более подробное описание сущности полезной модели представлено в нижеследующем описании со ссылкой на фигуры чертежей.

В соответствии с полезной моделью предлагается инжекционный клапан для двигателя внутреннего сгорания. При этом речь предпочтительно идет об двигателе внутреннего сгорания транспортного средства. Стандартный инжекционный клапан имеет один корпус клапана с одной клапанной головкой. Клапанная головка предназначена для впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Соответственно, клапанная головка сконструирована таким образом, чтобы при установке в двигатель внутреннего сгорания клапанной форсунки клапанная головка была расположена в камере сгорания, по крайней мере, частично. Поскольку клапанная головка по возможности должна быть соединена с поверхностями, граничащими с камерой сгорания, клапанная головка прилегает к стенке камеры сгорания, по крайней мере, частично. Кроме того, по крайней мере часть указанной клапанной головки покрыта первым оксидным слоем.

В соответствии с полезной моделью поверх первого оксидного слоя предусмотрен второй оксидный каталитический слой, состоящий из оксида церия (CeO₂). В качестве альтернативы второй слой может состоять из оксида празеодима (PrO₂) или оксида циркония (ZrO₂). В качестве альтернативы второй оксидный слой может состоять из оксида церия (CeO₂) и оксида празеодима (PrO₂) или оксида церия (CeO₂) и оксида циркония (ZrO₂).

Особое преимущество оксидных соединений, используемых по отдельности или в сочетании друг с другом, основано на их предпочтительных показателях с точки зрения накопления кислорода (O₂). Таким образом, данные соединения, сами по себе или в соответствующей комбинации, влияют на снижение точки начала температурного скачка топлива, а также количества несожженного углеводорода (СН) и окиси углерода (CO), за счет чего удается снизить количество выбросов работающего двигателя внутреннего сгорания.

Целесообразное развитие основной идеи полезной модели предусматривает, что первый оксидный слой может быть образован оксидом титана (TiO₂ ). В качестве альтернативы первый оксидный слой может быть из оксида алюминия (Al₂O₃). Соответствующее оксидное соединение с титаном (Ti) и/или пористый керамический оксидный слой из алюминия (Al) представляют собой идеальную основу для второго каталитического оксидного слоя. Предпочтительная толщина первого оксидного слоя составляет от 10,0 до 20,0 мкм.

В частности, оксид алюминия (Al₂O ₃) отличается своей высокой термостойкостью, большой поверхностью, предпочтительными кислотно-щелочными качествами, а также хорошим взаимодействием с другими металлами при его использовании в качестве основы для катализаторов.

В соответствии с полезной моделью предпочтительно пропитывать первый оксидный слой оксидом меди (CuO). В качестве альтернативы можно пропитывать оксидом меди и второй оксидный слой. Разумеется, можно пропитать оксидом меди (CuO) и первый, и второй оксидный слой. Преимущество пропитки оксидом меди (CuO) заключается в предотвращении или снижении отложений на покрытой таким образом клапанной головке. При этом на переднем плане находится сгорание копоти. Причиной тому, в частности, является состоящий из оксида церия (CeO₂ ) и оксида меди (CuO) или оксида празеодима (PrO₂) и оксида меди (CuO) и оседающий на клапанной головке катализатор из этих соединений. Благодаря указанной выше пропитке возможно дальнейшее понижение точки температурного скачка горючих компонентов.

Преимущества, возникающие благодаря пропитке первого и/или второго оксидного слоя, позволяют пропитать первый оксидный слой и/или второй оксидный слой платиной (Pt) и/или любым другим элементом из группы платиновых металлов. Под платиновыми металлами, помимо платины, имеются в виду, в частности, рутений (Ru) и/или осмий (Os) и (или) родий (Rh) и (или) иридий (Ir) и (или) палладий (Pd). Преимущество, возникающее благодаря пропитке одним или несколькими из названных выше элементов, также заключается в предотвращении или уменьшении образования отложений на описанной клапанной головке. Таким образом, за счет описанной выше пропитки возможно дальнейшее понижение точки температурного скачка горючих компонентов.

В качестве особенно предпочтительного варианта воплощения предлагается изготавливать хотя бы клапанную головку (по крайней мере, частично) инжекционного клапана из алюминиево-кремниевого металлического порошка (РЕАК S250). Под алюминиево-кремниевым порошком фирмы РЕАК имеется в виду алюминиевый материал AlSi₂₀Fe₅Ni₂, который в отличие от стандартных алюминиевых сплавов обладает высокой прочностью и жесткостью. Кроме и так небольшого веса алюминиевого материала, это позволяет достичь сопротивления растяжению до 750 Н/мм². В частности, высокая доля первично выделенного кремния обеспечивает природную жесткость поверхности. Оседающие на поверхности частицы кремния образуют равномерный слой толщиной от 4,0 до 5,0 мкм. За счет этого клапанная головка, изготовленная, по крайней мере частично, из S250, обладает высокой износостойкостью даже без покрытия. Кроме того, она обладает высокой термостойкостью и, в частности, хорошо обрабатывается резанием. Итак, можно прорезать необходимые инжекционные отверстия без зачистки такой клапанной головки. Алюминиевый материал AlSi₂₀Fe₅ Ni₂, использованный для клапанной головки, служит как подложка для покрытия элементом или его соединениями, соответствующими полезной модели.

В качестве альтернативы использованию алюминиево-кремниевого металлического порошка (РЕАК S250) можно, по крайней мере частично, изготовить клапанную головку из титанового сплава (Ti₆Al₄V). По сравнению с алюминиево-кремниевым порошком титановый сплав труднее обрабатывается, в частности, при вырезании нужных инжекционных отверстий. Кроме того, в рамках испытаний было установлено, что второй оксидный слой из оксида церия (CeO₂) менее эффективен на титановом сплаве, чем на подложке из алюминиево-кремниевого материала в соответствии с настоящим изобретением.

Преимуществом полезной модели по сравнению с известными из уровня техники является улучшенная клапанная головка инжекционного клапана. В частности, поверхность клапанной головки в соответствии с полезной моделью позволяет предотвратить скопление жидкого топлива в виде капель, которые, помимо прочего, засыхают на клапанной головке. Там по прошествии определенного времени они оставляют налет смолы или углерода, который невозможно удалить без удаления остальной части поверхности. Такой налет оказывает негативное воздействие на выбросы работающего двигателя внутреннего сгорания. В частности, действие покрытия клапанной головки как катализатора приводит к тому, что капли на поверхности клапанной головки испаряются и не могут образовать налет.

Инжекционный клапан двигателя внутреннего сгорания, может быть изготовлен следующим образом. На первый оксидный слой тонким слоем наносят второй оксидный слой, который состоит из оксида церия (CeO₂). В качестве альтернативы второй оксидный слой может состоять из оксида церия (CeO ₂) и оксида празеодима (PrO₂) или из оксида церия (CeO₂) и оксида циркония (ZrO₂). Кроме того, второй оксидный слой может состоять из оксида празеодима (PrO₂) и оксида циркония (ZrO₂).

Для нанесения одного или нескольких указанных соединений в виде второго оксидного слоя поверх первого оксидного слоя клапанной головки необходимо сначала преобразовать его в порошковую суспензию. Затем эта порошковая суспензия, например, в виде водной суспензии, может быть нанесена на основу в виде уже покрытой первым оксидным слоем клапанной головки и просушена. Нанесенную таким образом суспензию активируют последующим кальцинированием.

Первого оксидного слоя выполняют из оксида титана (TiO₂ ). В качестве альтернативы первый оксидный слой может быть из оксида алюминия (Al₂O₃). Предпочтительно, чтобы первый оксидный слой имел толщину 10,0-20,0 мкм, по крайней мере, на части поверхности клапанной головки.

Первый оксидный слой можно нанести на клапанную головку с помощью микродугового оксидирования. В качестве альтернативы первый оксидный слой можно нанести на клапанную головку с помощью плазменно-электролитического оксидирования. При микродуговом оксидировании улучшаются свойства поверхности клапанной головки, так как увеличиваются ее прочность и износостойкость. Это также относится и к плазменно-электролитическому оксидированию, при котором поверхность клапанной головки преобразуется в плазменном разряде. За счет указанного выше способа первый оксидный слой целесообразным образом преобразуется в толстый атомарный керамический слой.

Первый оксидный слой затем пропитывают оксидом меди (CuO). В качестве альтернативы можно пропитывать оксидом меди и второй оксидный слой. Разумеется, можно пропитать оксидом меди (CuO) и первый, и второй оксидный слой.

В связи с преимуществами, достигаемыми за счет пропитки первого и/или второго оксидных слоев, предусматривается, что первый оксидный слой и/или второй оксидный слой можно пропитать платиной (Pt) и/или любым другим элементом из группы платиновых металлов. Под платиновыми металлами, помимо платины, подразумеваются, в частности, рутений (Ru) и (или) осмий (Os) и (или) родий (Rh) и (или) иридий (Ir) и (или) палладий (Pd).

В качестве особенно предпочтительного варианта предлагается изготавливать по меньшей мере клапанную головку (по крайней мере, частично) инжекционного клапана из алюминиево-кремниевого металлического порошка (РЕАК S250). В качестве подходящего способа его изготовления предлагается, например, способ Оспри для распылительной штамповки. При этом происходит подача расплава алюминиево-кремниевого материала через сопло на охлажденную медную пластину. Образующиеся таким образом штифты подвергают дальнейшей обработке, превращая в результате экструдирования в бруски или трубы.

В качестве альтернативы можно использовать высокожаропрочный алюминий, например, PLM908 компании «Power-Light-Metals». При этом более высокая жаропрочность достигается за счет повышенной скорости охлаждения, при котором жидкие капли алюминия сливают на быстро вращающееся охлажденное медное колесо. Затем образующиеся таким образом алюминиевые полосы формуют и экструдируют, получая на выходе заготовку. За счет быстрого вращения медного колеса расплав быстро охлаждается и сразу же затвердевает. Затем получаемая таким образом нить обрывается из-за высокой скорости вращения медного колеса. Преимущество данного способа заключается в получении предпочтительной сосудообразной структуры клапанной головки.

Под алюминиево-кремниевым порошком фирмы РЕАК подразумевается алюминиевый материал AlSi₂₀Fe₅Ni₂ , который в отличие от стандартных алюминиевых сплавов обладает высокой прочностью и жесткостью.

В качестве альтернативы использованию алюминиево-кремниевого металлического порошка (РЕАК S250) можно, по крайней мере, частично изготовить клапанную головку из титанового сплава (Ti₆Al₄V). В качестве подходящего способа изготовления предлагается описанный выше способ кручения расплава.

Краткое описание чертежей

Другие особенности полезной модели и ее осуществления более подробно пояснены на примере различных вариантов со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Фиг. 1 схематическое изображение клапанной форсунки, вид сбоку,

Фиг. 2 инжекционный клапан с Фиг.1 со стороны клапанной головки на ее конце,

Фиг. 3 схема с указанием веса копоти при различных температурах оксидации на клапанной головке инжекционного клапана без покрытия и с покрытием в соответствии с полезной моделью, изображенной на Фиг.1 и 2.

Осуществление полезной модели

На Фиг.1 схематически изображен инжекционный клапан 1, соответствующий полезной модели. Указанный инжекционный клапан 1 предназначен для использования в двигателе внутреннего сгорания, не описанном здесь более подробно. Под двигателем внутреннего сгорания понимают, в частности, двигатель внутреннего сгорания транспортного средства.

Кроме того, обозначен разрез стенки 2 головки 3 цилиндра двигателя внутреннего сгорания (не показан), в которой расположен инжекционный клапан 1. При этом часть инжекционного клапана 1 выступает в камеру сгорания 4 двигателя внутреннего сгорания.

Инжекционный клапан 1 имеет один корпус 5. На стороне корпуса 5, обращенной к камере сгорания 4, представленной лишь частично, имеется клапанная головка 6. Клапанная головка 6, по крайней мере, частично изготовлена из алюминиево-кремниевого металлического порошка (РЕАК S250) или титанового сплава (Ti₆Al ₄V). Пунктирными линиями, проходящими в продольном направлении, обозначен канал 7 внутри инжекционного клапана 1. Инжекционный клапан 1 впрыскивает топливо (не показано) через канал 7 в камеру сгорания 4.

В данном случае только один торец 8 клапанной головки покрыт первым оксидным слоем 9 и вторым оксидным слоем 10. В данном случае первый оксидный слой 9 выполнен из оксида титана (TiO₂) и/или оксида алюминия (Al ₂O₃). Второй оксидный слой, напротив, состоит из оксида церия (CeO₂). В качестве альтернативы второй оксидный слой также может состоять из оксида празеодима (PrO ₂) или оксида циркония (ZrO₂). В другом альтернативном варианте второй оксидный слой может состоять из оксида церия (CeO₂) и оксида празеодима (PrO₂) или оксида церия (CeO₂) и оксида циркония (ZtO₂). Кроме того, возможен второй оксидный слой из оксида празеодима (PrO₂) и оксида циркония (ZrO₂).

Также первый оксидный слой 9 и/или второй оксидный слой 10 могут быть пропитаны оксидом меди (CuO), который не показан. Кроме того, второй оксидный слой 10 покрыт по крайней мере одним или несколькими элементами (не показаны), входящими в группу платиновых металлов. Указанная группа включает в себя рутений (Ru), осмий (Os), родий (Ph), иридий (Ir), палладий (Pb) и платину (Pt).

На Фиг. 2 показан инжекционный клапан 1 с Фиг.1 со стороны торца клапанной головки 6. Для наиболее наглядного представления инжекционного клапана 1 в направлении а были опущены возможные обозначения стенки 2 головки 3 цилиндра, а также конец инжекционного клапана 1, находящийся вне камеры сгорания 4 и представленный на Фиг. 1.

Как указано выше, в клапанной головке 6 может быть несколько инжекционных отверстий 11, которые можно видеть снаружи и из которых в камеру сгорания 4 поступает топливо (подробно не показано). Шесть инжекционных отверстий 11 расположены вокруг центральной продольной оси а инжекционного клапана 1 на равном расстоянии от нее. При этом они также расположены на равном расстоянии друг от друга под одинаковым углом Ъ.

На Фиг. 3 представлена схема с результатами измерений во время испытания. На схеме изображены две кривые с, d. С помощью этих кривых с, d показан вес е осевшей на клапанной головке 6 копоти, с учетом их начального веса. С течением времени копоть окисляется, в результате чего ее вес уменьшается. Значения на кривых с, d зависят от температуры f (°C). Сплошная линия на кривой с обозначает результаты измерений стандартной клапанной головки 6 без покрытия, а пунктирная линия на кривой d, показывает результаты измерений клапанной головки 6 с покрытием и пропиткой в соответствии с предложенным решением.

Настоящая схема предназначена для наглядного отображения усовершенствования с точки зрения сгорания копоти на клапанной головке 6, покрытой вторым каталитическим оксидным слоем 10 из оксида церия (CeO₂) и оксида празеодима (PrO₂). Для этого выполненная из алюминиевого материала AlSi₂₀Fe₅Nu₂ клапанная головка 6 была покрыта первым оксидным слоем 9 и вторым оксидным слоем 10 из оксида церия (CeO₂) и оксида празеодима (PrO₂), а также пропитана оксидом меди (CuO). Предпочтительно, чтобы оксид меди накапливался только во втором оксидном слое 10.

Под копотью, указанной кривой с, понимают синтетическую копоть, которая, в отличие от дизельной и бензиновой копоти, более стабильна и сгорает при более высоких температурах. В данном случае при сгорании копоти в первой кривой при температурах выше 70°C для сгорания копоти на катализаторе из оксида меди (CuO), содержащего оксид церия (CeO₂) и оксид празеодима (PrO₂), нужны более низкие температуры.

Показанные на Фиг. 3 результаты измерений были получены термогравиметрическим анализатором в ходе испытаний по сгоранию синтетической копоти в лаборатории. Использованная копоть была получена компанией «Hiden», Великобритания, из кварцевой трубы. Для этого примерно 40,0 мг копоти были смешаны со 120 мг карбида кремния (SiC). Затем в качестве альтернативы был добавлен катализатор. После этого подготовленная таким образом клапанная головка была помещена в термогравиметрический анализатор. Проба из клапанной головки была при этом окружена 8% кислорода (O ₂). Затем проба была нагрета до 800°C путем постепенного повышения температуры на 10°C в минуту. Возникшие реакционные газы были измерены при помощи масс-спектрометра.

Список ссылочных позиций

Инжекционный клапан

1. Инжекционный клапан двигателя внутреннего сгорания, который имеет корпус (5) с клапанной головкой (6), расположенной, по крайней мере частично, в камере сгорания (4) двигателя внутреннего сгорания или непосредственно обращенной к камере сгорания (4), причем по крайней мере часть клапанной головки (6) покрыта первым оксидным слоем (9), отличающийся тем, что поверх первого оксидного слоя (9) расположен второй оксидный слой (10), состоящий из одного или нескольких соединений, выбранных из группы: оксид церия (СеО ₂), оксид празеодима(РrО₂), оксид циркония (rО₂).

2. Инжекционный клапан по п. 1, в котором первый оксидный слой (9) выполнен из оксида титана (ТiO₂) и/или оксида алюминия (Al₂O ₃).

3. Инжекционный клапан по п. 1 или 2, в котором первый оксидный слой (9) и/или второй оксидный слой (10) пропитаны оксидом меди (СuО).

4. Инжекционный клапан по п. 1, в котором первый оксидный слой (9) и/или второй оксидный слой (10) пропитаны одним или несколькими элементами, выбранными из следующей группы платиновых металлов: рутений (Ru), осмий (Os), родий (Rh), иридий (Ir), палладий (Pd), платина (Pt).

5. Инжекционный клапан по п. 1, в котором клапанная головка (6), по крайней мере частично, выполнена из алюминиево-кремниевого порошка PEAK S250 или из титанового сплава Ti₆Al₄V.