DE102011007876A1

DE102011007876A1 - Component, in particular a fuel injection system, with a surface

Info

Publication number: DE102011007876A1
Application number: DE201110007876
Authority: DE
Inventors: Frieder Buerkle; Andreas Ellenschlaeger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-10-25
Also published as: EP2699790A1; WO2012143178A1; EP2699790B1

Abstract

Komponente, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Oberfläche. Erfindungsgemäß wird bei einer solchen Komponente die Beschaffenheit einer Oberfläche so verändert, dass die Möglichkeit der Anhaftung und die Auswirkung einer Anhaftung von Ablagerungen vermindert ist. Erreicht wird dies dadurch, dass die die Oberfläche eine Struktur aufweist, die einem Anhaften eines reaktionsfähigen Mediums, insbesondere eines Kraftstoffs, eines Biokraftstoffs, eines Additivs und/oder einer Fettsäure entgegenwirkt.Component, in particular a fuel injection system with a surface. According to the invention, the nature of a surface is changed in such a component in such a way that the possibility of adhesion and the effect of adhesion of deposits is reduced. This is achieved in that the surface has a structure which counteracts adherence of a reactive medium, in particular a fuel, a biofuel, an additive and / or a fatty acid.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponente, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsytems, mit einer Oberfläche. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Komponente. Die Oberfläche weist dabei eine veränderte Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere hinsichtlich der Oberflächeneigenschaften und deren Oberflächenstruktur auf.The present invention relates to a component, in particular a fuel injection system, with a surface. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a component. The surface has an altered surface texture, in particular with regard to the surface properties and their surface structure.

Stand der TechnikState of the art

Solche Komponenten einer Komponentengruppe sind aus der DE 11 2008 002 560 T5 bekannt. Diese Komponenten sind Teilkomponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Kraftstoffinjektors, für eine Brennkraftmaschine. Beispielsweise weisen die Ventilnadel und der die Ventilnadel aufnehmende Ventilnadelkörper eine verbesserte Beständigkeit gegen Abnutzung auf. Dadurch sollen verringerte Versagensraten des Kraftstoffinjektors erreicht werden. Dies soll durch eine spezielle Beschichtung der Ventilnadel und/oder des Ventilnadelkörpers erreicht werden. Beispiele für eine solche Beschichtung sind eine Metallnitridbeschichtung oder eine DLC-Beschichtung unter Einbindung von verschiedenen physikalischen Ablagerungsprozessen. Solcherart optimierte Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems können mit Kraftstoffen betrieben werden, die hohe Abnutzungsraten – also Verschleißraten – bewirken. Solche Brennstoffe sind beispielsweise ein Dieselbrennstoff mit niedriger Schmierfähigkeit, ein Brennstoff mit sehr niedrigem Schwefelgehalt, bestimmte Biodiesel, und beispielsweise Brennstoffe, die verschiedene Brennstoffadditive aufweisen.Such components of a component group are known from the DE 11 2008 002 560 T5 known. These components are subcomponents of a fuel injection system, in particular a fuel injector, for an internal combustion engine. For example, the valve needle and the valve pin receiving valve needle body have improved resistance to wear. This is to be achieved reduced failure rates of the fuel injector. This should be achieved by a special coating of the valve needle and / or the valve needle body. Examples of such a coating are a metal nitride coating or a DLC coating involving various physical deposition processes. Such optimized components of a fuel injection system can be operated with fuels that cause high rates of wear - ie wear rates. Such fuels include, for example, a low lubricity diesel fuel, a very low sulfur fuel, certain biodiesel, and, for example, fuels having various fuel additives.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei zumindest einer Komponente einer Komponentengruppe die Oberflächenbeschaffenheit so zu verändern, dass die Möglichkeit der Anhaftung von Ablagerungen vermindert ist, beziehungsweise deren Auswirkungen minimiert sind.The object of the invention is to change the surface condition of at least one component of a component group in such a way that the possibility of the adhesion of deposits is reduced or the effects thereof are minimized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Oberfläche eine Struktur aufweist, die einem Anhaften eines reaktionsfähigen Mediums, insbesondere eines Kraftstoffs, eines Biokraftstoffs, eines Additivs und/oder einer Fettsäure, entgegenwirkt. Das entsprechende Verfahren zum Herstellen einer solchen Komponente sieht vor, dass auf die Oberfläche der Komponente eine Struktur aufgebracht wird, die einem Anhaften eines reaktionsfähigen Mediums, insbesondere eines Kraftstoffs, eines Biokraftstoffs, eines Additivs und/oder einer Fettsäure entgegenwirkt. Dabei wird die Oberflächenbeschaffenheit, also die Oberflächeneigenschaft und die Oberflächenstruktur klebekraftminimierend ausgelegt. Dieser Ausgestaltung bzw. diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine solche Komponente oder solche Komponentengruppen zunehmend mit einem reaktionsfähigen Medium, dass insbesondere eine Kraftstoff (Dieselkraftstoff, Benzin), ein Biokraftstoff, eine Additiv, eine Fettsäure oder eine beliebige Mischung davon sein kann, Kontakt haben, bei dem durch die grundsätzliche Beschaffenheit des Mediums beziehungsweise durch die Aufnahme von Zusätzen die Möglichkeit der Bildung von Ablagerungen und/oder von Alterungsprodukten in dem Medium erhöht ist. Solche Ablagerungen und Alterungsprodukte haften bevorzugt an den mediumführenden, also fluidführenden Oberflächen der einzelnen Komponenten. Durch diese Anhaftung wird aber die Beweglichkeit der beispielsweise zueinander bewegten Komponenten soweit reduziert, dass es zu Verklemmungen bzw. Verklebungen der Komponentengruppen kommen kann. Sind die Komponenten beispielsweise bei engen Führungsspielen zur Ausführung einer Schaltfunktion ausgelegt, kann durch eine solche Verklemmung oder Verklebung die geführte Komponente an einem Schaltvorgang gehindert werden. Dadurch, dass zumindest eine Oberfläche einer der zusammenwirkenden Komponenten klebekraftminimiert ist, können Ablagerungen bzw. Alterungsprodukte an dieser Komponente nicht oder nur in einem geringen Umfang Klebekräfte aufbringen, so dass die Gefahr von Ausfällen der entsprechenden Komponentengruppe minimiert ist. In der allgemeinsten Ausführung ist aber nur eine Oberfläche einer Komponente erfindungsgemäß ausgebildet, um einem Anhaften eines Mediums beziehungsweise eines Fluids entgegenzuwirken.This object is achieved in that the surface has a structure which counteracts adhesion of a reactive medium, in particular a fuel, a biofuel, an additive and / or a fatty acid. The corresponding method for producing such a component provides that a structure is applied to the surface of the component, which counteracts adhesion of a reactive medium, in particular a fuel, a biofuel, an additive and / or a fatty acid. The surface texture, ie the surface property and the surface structure, is designed to minimize adhesive force. This refinement or this method is based on the recognition that such a component or groups of components may increasingly be with a reactive medium, in particular a fuel (diesel fuel, gasoline), a biofuel, an additive, a fatty acid or any mixture thereof , Contact, in which the possibility of the formation of deposits and / or of aging products in the medium is increased by the basic nature of the medium or by the inclusion of additives. Such deposits and aging products preferably adhere to the medium-carrying, ie fluid-carrying surfaces of the individual components. By this adhesion but the mobility of, for example, each other moving components is reduced so much that it can lead to jamming or sticking of the component groups. If, for example, the components are designed to execute a switching function in the case of narrow guide plays, the guided component can be prevented from switching by such a jamming or gluing. By virtue of the fact that at least one surface of one of the interacting components is minimized in adhesive force, deposits or aging products can not or only to a small extent apply adhesive forces to this component, so that the risk of breakdown of the corresponding component group is minimized. In the most general embodiment, however, only one surface of a component is designed according to the invention in order to counteract attachment of a medium or of a fluid.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Struktur eine Schraubengewindestruktur oder eine Rautenstruktur beziehungsweise es wird eine der beiden Strukturen oder eine Kombination der beiden Strukturen aufgebracht. Diese Strukturen haben sich als besonders geeignet erwiesen, einem Anhaften von einem reaktionsfähigen Medium entgegenzuwirken.In a development of the invention, the structure is a screw thread structure or a rhombic structure or one of the two structures or a combination of the two structures is applied. These structures have proven to be particularly suitable to counteract adhesion of a reactive medium.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Oberflächenbeschaffenheit von einem arithmetischen Mittenrauwert Ra bestimmt und der Mittenrauwert Ra der Oberfläche des Bauteils weist einen Wert >= 0,2 μm, insbesondere >= 0,1,5 μm, auf. In weiterer Ausgestaltung ist die Oberflächenbeschaffenheit von einer gemittelten Rautiefe Rz bestimmt und die Rautiefe Rz weist der Oberfläche weist einen Wert von >= 0,2 μm, insbesondere >= 1,5 μm, auf. Schließlich ist in einer weiteren Ausgestaltung die Oberflächenbeschaffenheit von einer Profiltiefe Pt bestimmt und die Profiltiefe P_t der Oberfläche weist einen Wert von >= 0,2 μm, insbesondere >= 2 μm, auf. Alle diese Werte kennzeichnen Grenzwerte, bei deren Unterschreitung die gegenseitige Haltekraft oder Klebekraft von miteinander kommunizierenden Komponenten bei schon geringen Veränderungen der oben genannten Oberflächenbeschaffenheiten extrem ansteigt. Andererseits ist bei diesen Werten gewährleistet, dass die Gleiteigenschaften der zusammenwirkenden Komponenten unbeeinträchtigt sind.In a further development of the invention, the surface condition of an arithmetic mean roughness Ra is determined and the average roughness Ra of the surface of the component has a value> = 0.2 .mu.m, in particular> = 0,1,5 .mu.m. In a further embodiment, the surface condition of an average roughness Rz is determined and the surface roughness Rz, the surface has a value of> = 0.2 microns, in particular> = 1.5 microns, on. Finally, in another embodiment, the surface finish is determined by a profile depth Pt and the profile depth P _{t of} the surface has a value of> = 0.2 μm, in particular> = 2 μm. All these values indicate limit values for which Below the mutual holding force or adhesive force of components communicating with each other extremely increases even slight changes in the above surface textures. On the other hand, these values ensure that the sliding properties of the interacting components are unimpaired.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Oberfläche durch einen Schleifprozess, einen Laserstrukturierungsprozess oder einen Hartdrehprozess bearbeitet, wobei folglich die entsprechende Komponente geschliffen, laserstrukturiert (beispielsweise durch einen gepulsten Laser und einer dadurch erzeugten Struktur oder Lotuseffekt (Noppenstruktur) der Riefen) oder hartgedreht wird. Als Schleifprozess kommt beispielsweise ein Centerschleifprozess Infrage, bei dem es zu einer Ausbildung der Oberfläche mit einer Außenkontur an beispielsweise einer zylindrischen Oberfläche kommt, die der Schraubengewindestruktur entspricht oder zumindest ähnelt. Ein weiterer Schleifprozess ist ein Kreuzschliffprozess, bei dem die Oberfläche eine Struktur annimmt, die der Rautenstruktur entspricht oder zumindest ähnelt. Ein Kreuzschliff erfolgt insbesondere bei einem Innenschleifprozess von Bohrungen. Allen diesen Oberflächenbehandlungsprozessen ist es gemeinsam, dass diese bei einem vertretbaren Arbeitsaufwand prozesssicher darstellbar sind.In a further development of the invention, the surface is processed by a grinding process, a laser structuring process or a hard turning process, and consequently the corresponding component is ground, laser-structured (for example by a pulsed laser and a structure or lotus effect of the grooves) or hard twisted. As a grinding process, for example, a center grinding process comes into question, in which there is a formation of the surface with an outer contour of, for example, a cylindrical surface that corresponds to the screw thread structure or at least similar. Another grinding process is a cross-grinding process in which the surface assumes a structure that corresponds to or at least resembles the rhombic structure. A cross-grinding takes place in particular in an internal grinding process of holes. All these surface treatment processes have in common that they can be displayed reliably with a reasonable workload.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Komponente ein beliebiges Bauteil eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eine Kraftstoffpumpe, ein Kraftstoffinjektor oder ein sonstiges systemkritisches Bestandteil wie beispielsweise ein Schaltventils. Insbesondere bei einem Kraftstoffeinspritzsystem tritt die Problematik des Anhaftens der einzelnen Komponenten an den zusammenwirkenden Komponentengruppen, beispielsweise bei Zugabe von Additiven oder einer Biodieselbeimischung, die wiederum bei einer Alterung des Biodiesels zu Ablagerungen führen, zu dem jeweiligen Kraftstoff, auf.In a development of the invention, the component is an arbitrary component of a fuel injection system, in particular a fuel pump, a fuel injector or another system-critical component such as a switching valve. Particularly in the case of a fuel injection system, the problem of adhering the individual components to the interacting component groups, for example when additives or a biodiesel mixture are added, which in turn lead to deposits upon aging of the biodiesel, occurs for the respective fuel.

Bevorzugt ist der Gegenstand der Erfindung also bei zusammenwirkenden Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems verwendbar, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem mit einem zumindest eine Biodieselbeimischung aufweisenden Kraftstoff betrieben wird. Insbesondere bei solchen mit einer Biodieselbeimischung betriebenen Kraftstoffeinspritzsystemen haften die Bestandteile der Beimischung durch einen polaren Charakter der Fettsäuren, die in der Biodieselbeimischung enthalten sind, an metallischen Oberflächen. Gleichzeitig kann eine Reduktion der Klebekraft durch eine Reduzierung des Materialtrageanteils Rmr (0,1), (0,2) und (0,3) (nach Abbott) erfolgen.The object of the invention is therefore preferably usable with cooperating components of a fuel injection system, wherein the fuel injection system is operated with a fuel having at least one biodiesel mixture. In particular, in such fuel injection systems operated with a biodiesel mixture, the constituents of the admixture adhere to metallic surfaces by a polar character of the fatty acids contained in the biodiesel mixture. At the same time, a reduction of the adhesive force can be achieved by a reduction of the material carrying component Rmr (0,1), (0,2) and (0,3) (according to Abbott).

Dabei kann der Materialtraganteil ausgehend von einem Ausgangswert mit einem ersten Materialtraganteil Rmr der Materialtraganteil Rmr nach einer Abbott-Kurve der Oberfläche der Komponente um bis zu 65% reduziert werden. Beispielhaft weist der Materialtrageanteil Rmr (0,1) einen Wert <= 25%, der Materialtrageanteil Rmr (0,2) einen Wert <= 45% und der Materialtrageanteil Rmr (0,3) einen Wert <= 65% auf.In this case, starting from an initial value with a first material-carrying component Rmr, the material-carrying component can be reduced by up to 65% of the material-carrying component Rmr according to an Abbott curve of the surface of the component. By way of example, the material carrying component Rmr (0,1) has a value <= 25%, the material carrier component Rmr (0,2) has a value <= 45% and the material carrier component Rmr (0,3) has a value <= 65%.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Advantageous developments of the invention are described in the drawings, in which an illustrated in the figures embodiment of the invention is described in detail.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung an einem Kopplermodul eines Kraftstoffeinspritzsystems, 1 an application example of the invention to a coupler module of a fuel injection system,

2 eine Versuchsanlage zur Bildung eines Führungsspiels zwischen einem Kopplerkolben und einer Abzugsglocke zu einer Belagsablagerungsbestimmung, 2 a pilot plant for forming a guide clearance between a coupler piston and a take-off bell to a deposit deposit determination,

3 ein Diagramm mit der Darstellung der Auswirkungen verschiedener Oberflächenbeschaffenheiten einer Komponente in Abhängigkeit der gleichbleibenden Oberfläche einer Gegenkomponente, 3 a diagram showing the effects of different surface properties of a component as a function of the constant surface of a counter component,

4 ein Diagramm mit dem exponentiellen Zusammenhang zwischen einer 4 a diagram with the exponential relationship between a

Klebekraft und einer Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit einer Komponente undAdhesive strength and a change in the surface finish of a component and

5 ein Diagramm mit einer Darstellung der prozentualen Verteilung von Oberflächenbeschaffenheiten einer Komponente gegenüber einer Klebekraft der Komponente. 5 a diagram showing the percentage distribution of surface properties of a component against a sticking force of the component.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

Die linke Abbildung der 1 zeigt ein Kopplermodul eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Dieses Kraftstoffeinspritzsystem ist insbesondere zur Verwendung bei einem Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem ausgelegt, bei dem Kraftstoff unter einem Druck von ab ca. 1600 bar in einem Speicher gespeichert wird. Diesem Speicher wird der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank von einer Hochdruckpumpe zugeführt und aus dem Speicher wird Kraftstoff bedarfsweise von Kraftstoffinjektoren über Hochdruckleitungen entnommen. Die Kraftstoffinjektoren werden für eine Betätigung elektrisch angesteuert und spritzen den Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ein. Ein solcher Kraftstoffinjektor weist ein solches Kopplermodul als Bestandteil der elektrisch angesteuerten Kraftstoffzumesseinrichtung auf. Solche Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme werden insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen verwendet, die mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Diesem Dieselkraftstoff wird vermehrt Biodiesel in einer Größenordnung von bis zu 20%, gegebenenfalls sogar darüber hinausgehend, zugesetzt. Alternativ kann der Dieselkraftstoff auch durch alternative Kraftstoffe, die zumindest ähnliche Zündeigenschaften wie Dieselkraftstoff aufweisen, ersetzt werden. Alle diese alternativen Kraftstoffe bzw. der Biodiesel haben die Eigenschaft, dass zumindest Teile deren Bestandteile durch den polaren Charakter von enthaltenen Fettsäuren an metallischen Oberflächen haften und Ablagerungen bilden können.The left picture of the 1 shows a coupler module of a fuel injection system of an internal combustion engine. This fuel injection system is designed in particular for use in a common-rail fuel injection system, in which fuel is stored under pressure of from about 1600 bar in a memory. This fuel is supplied from a fuel tank of a high-pressure pump and from the memory fuel is removed as needed from fuel injectors via high-pressure lines. The fuel injectors are electrically actuated for actuation and inject the fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine. Such a fuel injector has such a coupler module as Part of the electrically controlled fuel metering on. Such common rail fuel injection systems are used in particular in auto-ignition internal combustion engines, which are operated with diesel fuel. This diesel fuel is increasingly biodiesel in the order of up to 20%, possibly even beyond going added. Alternatively, the diesel fuel can also be replaced by alternative fuels which have at least similar ignition properties as diesel fuel. All of these alternative fuels or biodiesel have the property that at least parts of their constituents can adhere to metallic surfaces and form deposits due to the polar character of the fatty acids they contain.

Das kraftstoffumspülte Kopplermodul gemäß der linken Abbildung der 1 weist eine Kopplerhülse 1 mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung auf, in die zwei Kopplerkolben 2 eingesetzt sind. Ein solcher Kopplerkolben 2 mit einem Ringflansch, der das vollständige Eintauchen des Kopplerkolbens 2 in die Bohrung verhindert, ist in der rechten Abbildung der 1 in einen vergrößerten Maßstab dargestellt. Die beiden Kopplerkolben sind beispielsweise mit einem Führungsspiel von 4 μm in der Kopplerhülse 1 geführt. Das Kopplermodul überträgt eine beispielsweise von einem Piezoaktor auf den oberen Kopplerkolben 2 ausgeübte Krafteinwirkung auf den unteren Kopplerkolben 2, der letztendlich die von dem Piezoaktor hervorgerufene Bewegung auf einen Ventilkolben zur Ansteuerung einer Ventilnadel des Kraftstoffinjektors überträgt. Die Ventilnadel wird durch die beschriebene Einrichtung von einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position und umgekehrt bewegt. In der geöffneten Position wird durch von der Ventilnadel beherrschte Einspritzöffnungen eines Ventilnadelkörpers des Kraftstoffinjektors Kraftstoff in einen zugeordneten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die Erfindung wird vorliegend an einem solchen Kopplermodul erläutert, ist aber auf jede andere Komponentengruppe eines Kraftstoffeinspritzsytems anwendbar.The fuel - flushed coupler module according to the left picture of the 1 has a coupler sleeve 1 with a continuous cylindrical bore, into the two coupler pistons 2 are used. Such a coupler piston 2 with a ring flange, the complete immersion of the coupler piston 2 is prevented in the hole is in the right figure 1 shown in an enlarged scale. The two coupler pistons are, for example, with a guide clearance of 4 microns in the coupler 1 guided. The coupler module transmits an example of a piezoelectric actuator on the upper coupler piston 2 applied force on the lower coupler piston 2 which ultimately transmits the movement caused by the piezoelectric actuator to a valve piston for driving a valve needle of the fuel injector. The valve needle is moved by the described device from a closed position to an open position and vice versa. In the open position, fuel is injected into an associated combustion chamber of the internal combustion engine through injection openings of a valve needle body of the fuel injector controlled by the valve needle. The invention is explained in the present case on such a coupler module, but is applicable to any other component group of a Kraftstoffeinspritzsytems.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Komponente ist der Kopplerkolben 2 oder die Kopplerhülse 1 oder beide als Komponentengruppe.The inventively designed component is the coupler piston 2 or the coupler sleeve 1 or both as a component group.

Die Versuchsanlage gemäß 2 weist ein Modul mit einem Grundteil 3 auf, das eine zylinderförmige Ausnehmung aufweist, in die ein Kopplerkolben 2 mit dessen Ringflansch eingesetzt und festgeklemmt ist. Der eigentliche Kopplerkolben 2 ist von einer Abzugsglocke 4 umgeben, deren zylindrische Bohrung zur Aufnahme des eigentlichen Kopplerkolbens 2 bezüglich des Durchmessers und der Oberflächenbeschaffenheit der Bohrung der Kopplerhülse 1 entspricht.The pilot plant according to 2 has a module with a base 3 on, which has a cylindrical recess into which a coupler piston 2 used with the annular flange and clamped. The actual coupler piston 2 is from a deduction bell 4 surrounded, whose cylindrical bore for receiving the actual coupler piston 2 with respect to the diameter and the surface condition of the bore of the coupler sleeve 1 equivalent.

Durch einen Kanal 5a wird in die Abzugsglocke 4 beispielsweise ein mit Biodiesel versetzter Dieselkraftstoff zugeführt, entlang der Passung zwischen dem Kopplerkolben 2 und der Abzugsglocke 4 an dem so gebildeten Führungsspiel mit einem Führungsspiel von vorzugsweise 5 μm vorbeigeleitet und durch den Kanal 5b in dem Grundteil 3 abgeführt. Das Führungsspiel kann dabei zwischen 3 μm und 14 μm variiert werden. Zur Versuchsdurchführung wird beispielsweise in einem Zeitrahmen von mehreren Stunden, Tagen oder Wochen mit Biokraftstoff versetzter Dieselkraftstoff oder aber auch konzentrierter Biokraftstoff der Versuchsanlage zugeführt. Zur Auswertung des Versuchs wird die Kraft gemessen, mit der die Abzugsglocke 4 angehoben werden muss, um sich von dem in dem Grundteil festgehaltenen Kopplerkolben 2 zu lösen. Aus den gewonnenen Messwerten mit Abzugsglocken 4 (oder auch gegebenenfalls Kopplerkolben 2), die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten aufweisen, lässt sich ermitteln, welche Oberflächenbeschaffenheit für beispielsweise verschiedene Biokraftstoffe optimiert ist. Die so ermittelte Oberflächenbeschaffenheit hat folglich die Eigenschaft, dass Bestandteile des Biodiesels an dieser metallischen Oberfläche nicht oder nur schlecht haften.Through a channel 5a gets into the trigger bell 4 For example, supplied with a biodiesel offset diesel fuel, along the fit between the coupler piston 2 and the deduction bell 4 guided by the guide game thus formed with a guide clearance of preferably 5 microns and through the channel 5b in the basic part 3 dissipated. The guide play can be varied between 3 μm and 14 μm. To carry out the experiment, for example, in a time frame of several hours, days or weeks, biofuel-added diesel fuel or even concentrated biofuel is fed to the pilot plant. To evaluate the experiment, the force is measured with the bell 4 must be raised in order to move away from the coupler piston retained in the base 2 to solve. From the measured values obtained with trigger bells 4 (or optionally coupler piston 2 ), which have different surface finishes, it is possible to determine which surface finish is optimized for different biofuels, for example. Consequently, the surface texture determined in this way has the property that constituents of the biodiesel do not adhere or adhere poorly to this metallic surface.

Die 3 zeigt ein Diagramm mit der Darstellung der Auswirkungen verschiedener Oberflächenbeschaffenheiten einer Komponente (beispielsweise der Abzugsglocke 4 oder des Kolbens 2) in Abhängigkeit der gleichbleibenden Oberfläche einer Gegenkomponente (beispielsweise des Kopplerkolbens 2). Die Oberflächenbeschaffenheiten sind charakterisiert durch einen arithmetischen Mittenrauwert Ra, einer gemittelten Rautiefe Rz und einer Profiltiefe Pt. Die Verläufe der einzelnen Oberflächenbeschaffenheiten geben den Zusammenhang zu der jeweiligen Bruchkraft F an. Die Bruchkraft F bezeichnet also die zuvor beschriebene Lösekraft der Abzugsglocke 4. Erkennbar ist, dass die Bruchkraft F jeweils am geringsten ist, wenn der arithmetische Mittenrauwert Ra und die Profiltiefe Pt groß ist. Bei anfangs deutlich abnehmenden Werten der einzelnen Oberflächenbeschaffenheiten nimmt die Bruchkraft F bis zu einem gemeinsamen Grenzwert F_grenz nur verhältnismäßig geringfügig zu.The 3 shows a diagram showing the effects of various surface textures of a component (for example, the trigger bell 4 or the piston 2 ) in dependence of the constant surface of a counter component (for example, the coupler piston 2 ). The surface textures are characterized by an arithmetic mean roughness Ra, an average roughness Rz and a profile depth Pt. The progressions of the individual surface textures indicate the relationship to the respective breaking force F. The breaking force F thus denotes the previously described release force of the take-off bell 4 , It can be seen that the breaking force F is lowest in each case when the center line average roughness Ra and the tread depth Pt are large. At initially significantly decreasing values of the individual surface textures, the breaking force F _increases only to a comparatively slight _extent up to a common limit F _grenz .

4 zeigt in Analogie zur 3 ein Diagramm mit dem exponentiellen Zusammenhang zwischen einer Klebekraft und einer Veränderung der Oberflächenstruktur einer Komponente und bei verschiedenen Materialtraganteilen Rmr gemäß der sogenannten Abbott-Kurve bei –0,1, –0,2 und –0,3 (Rmr (0,1); (0,2); (0,3)). Auch hier ist erkennbar, dass bis zu einem Grenzwert F_grenz eine deutliche Veränderung der Bruchkraft in Abhängigkeit des prozentualen Traganteils besteht. 4 shows in analogy to 3 a diagram with the exponential relationship between an adhesive force and a change in the surface structure of a component and at different Materialtraganteilen Rmr according to the so-called Abbott curve at -0.1, -0.2 and -0.3 (Rmr (0.1); (0.2); (0.3)). Here, too, it can be seen that up to a limit value F _{grenz there is} a clear change in the breaking force as a function of the percentage of load.

5 zeigt in Diagrammform bei drei unterschiedlichen Modulen MD1, MD2 und MD3 die unterschiedliche Kombinationen von Oberflächenbeschaffenheiten (Oberflächeneigenschaft und Oberflächenstruktur) aufweisen. Insbesondere zeigt dieses Diagramm die Auswirkungen des arithmetischen Mittenrauwertes Ra, der gemittelten Rautiefe Rz und der Profiltiefe Pt gegenüber den verschiedenen Materialtraganteilen Rmr und insbesondere hinsichtlich der Bruchkraft F. Modul MD1 zeigt ein gleichgestelltes Verhältnis von allen Werten, dass durch die Umsetzung der Erfindung darstellbar ist. Modul MD2 zeigt, dass bei einer Reduzierung des arithmetischen Mittenrauwertes Ra, der gemittelten Rautiefe Rz und der Profiltiefe Pt sowie ein Anstieg des Materialtraganteils Rmr zu einem Anstieg der Bruchkraft F führen. Wird dann, wie im Modul MD3 dargestellt, der arithmetische Mittenrauwert Ra, die gemittelte Rautiefe Rz und die Profiltiefe PT nur geringfügig weiter verringert und es zu einem Anstieg des Materialtrageteils Rmr kommt, steigt insbesondere die Bruchkraft F rapide an. Angewendet auf den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bedeutet dies, dass bei dem ausgewogenen Modul MD1 die Möglichkeit der Auswirkungen von angehafteten Ablagerungen an der jeweiligen Oberfläche minimiert ist. Dagegen ist bei dem Modul MD3 die Möglichkeit von der Auswirkung der Anhaftung von Ablagerungen an der jeweiligen Oberfläche sehr hoch. 5 shows in diagram form in three different modules MD1, MD2 and MD3 have the different combinations of surface textures (surface property and surface structure). In particular, this graph shows the effects of the arithmetic mean roughness Ra, the average roughness depth Rz and the profile depth Pt versus the different material support rates Rmr and in particular the breaking force F. Module MD1 shows an equal ratio of all values that can be represented by the implementation of the invention. Module MD2 shows that a reduction of the average arithmetic mean roughness Ra, the average roughness depth Rz and the profile depth Pt and an increase in the material carrying component Rmr lead to an increase in the breaking force F. Then, as shown in the module MD3, the arithmetic mean roughness Ra, the average roughness Rz and the tread depth PT only slightly further reduced and there is an increase in the material carrying part Rmr, in particular the breaking force F increases rapidly. Applied to the subject matter of the present invention, this means that in the balanced module MD1 the possibility of the effects of adhering deposits on the respective surface is minimized. In contrast, the possibility of the effect of the adhesion of deposits on the respective surface is very high in module MD3.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 112008002560 T5 [0002]

Claims

Component, in particular of a fuel injection system, having a surface, characterized in that the surface has a structure which counteracts adhesion of a reactive medium, in particular a fuel, a biofuel, an additive and / or a fatty acid.

Component according to claim 1, characterized in that the structure is a helical thread or a diamond structure.

Component according to claim 1 or 2, characterized in that the surface condition of an arithmetic mean roughness Ra is determined and the arithmetic mean roughness Ra has a value> = 0.2 microns.

Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surface condition of an average roughness Rz is determined and the average roughness Rz has a value> = 2 microns.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the surface texture of a profile depth Pt is determined and the profile depth Pt has a value> = 2 microns.

Component according to the preceding claims, characterized in that the surface is ground, laser-structured or hard-turned.

A method for producing a component, characterized in that on the surface of the component, a structure is applied, which counteracts adhesion of a reactive medium, in particular a fuel, a biofuel, an additive and / or a fatty acid.

A method according to claim 7, characterized in that on the surface of the component, a helical or diamond-shaped structure is applied.

Method according to one of claims 7 or 8, characterized in that the surface of the component is processed by a grinding process, a laser structuring process or a hard turning process.

A method according to claim 9, characterized in that the grinding process is a center grinding process or a cross-grinding process.

Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the structure of the surface is designed so that its nature of an arithmetic mean roughness Ra with a value> = 0.2 microns and / or an average roughness Rz with a value> = 2 microns and / or a profile depth Pt of the surface with a value> = 2 microns is determined.

Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that, starting from an initial value with a first material carrying component Rmr, the material carrying component Rmr is reduced by up to 65% according to an Abbott curve of the surface of the component.