肩腐蚀的方式以及经由外层70的缓冲在即使未发生分层的情况下通过防止碎肩冲击所可能造成的变形损坏的方式进行限制。
[0029]本说明书仅用于示例的目的，而不应当解释为以任何方式来扩大或缩小本发明。因此，本领域的技术人员应当理解的是，在不背离本发明的全部和合理范围和精神的情况下可以对本发明进行各种修改。在研宄附图和所附权利要求的基础上，其它的方面、特征和优点将是显而易见的。
【主权项】
1.一种用于内燃机(10)中燃料系统(12)的阀组件(36，38)，其包括: 阀体(52)，其内具有阀座(54，56)，阀座(54，56)流体地位于第一流体通道(46，48，49)和第二流体通道(46，48，49)之间，且由第一金属基底(60)形成； 阀构件(58)，其能够在阀体(52)内的第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置处阀构件(58)与阀座(54，56)接触并阻断第一流体通道和第二流体通道(46，48，49)之间的流体连通，在第二位置处流体连通是打开的，且所述阀构件(58)由第二金属基底(62)形成； 所述阀座(54，56)以及阀构件(58)，各自包括第一位置处通过接触而形成的密封接口(66)内设置的多层涂层(64)，并具有粘附在对应的第一金属基底或第二金属基底(62)上的金属氮化物基层(68)，以及金属氮化物外层(70); 所述金属氮化物基层(68)，其具有较大硬度，使得金属氮化物基层￠8)相对耐受第一位置处阀构件(58)和阀座(54，56)之间的冲击，并在燃料系统(12)中的阀组件(36，38)工作期间限制阀构件(58)和阀座(54，56)的磨损；以及 金属氮化物外层(70)，其具有较小的硬度，使得金属氮化物外层(70)相对不耐受冲击，并因此能变形，以使密封接口(66)在燃料系统(12)中阀组件(36，38)断裂期间扩大。2.根据权利要求1所述的阀组件(36，38)，其中: 所述较大硬度在整个基层(68)上是均匀的，而较小硬度在整个外层(70)上是不均匀的，使得外层(70)在邻近基层(68)的向内位置处最硬，并过渡到与基层(68)相隔的向外位置的最软处；以及 基层(68)和外层(70)中的每一者由过渡金属氮化物形成，且基层(68)的过渡金属含量低于外层(70)的过渡金属含量，且其中外层(70)的过渡金属含量从向内位置向向外位置渐变。3.根据权利要求1所述的阀组件(36，38)，其中: 过渡金属氮化物包括氮化铬； 基层(68)中铬与氮的比值大约为2: I或更小，而外层(70)中铬与氮的比值大约为9:I或更小； 阀构件(58)和阀座(54，56)上的多层涂层(64)的厚度为大约0.005毫米至大约0.020毫米；以及 基层(68)的厚度与外层(70)的厚度的比值为大约1:1至大约1: 10。4.根据权利要求2所述的阀组件(36，38)，其中: 所述阀组件(36，38)包括三通阀组件(36，38)，其具有第二阀座(54，56)和阀体(52)中形成的第三流体通道(46，48，49)； 所述第三流体通道(46，48，49)在阀构件(58)的第一位置处与第一通道(46，48，49)流体连通，且阀构件(58)在第二位置处与第二阀座(54，56)接触，以阻断第一通道和第三通道(46，48，49)之间的流体连通； 所述阀构件(58)和第二阀座(54，56)各自进一步包括第二位置处通过接触而形成的第二密封接口内的多层涂层(64);并且 其中第一阀座和第二阀座(54，56)中的每一者包括限定较大的锥状物的锥形阀座(54，56)，且阀构件(58)包括第一阀座接触面和第二阀座接触面(72，74)，各自限定较小的锥状物，使得第一阀座和第二阀座(54，56)与对应的第一阀座接触面和第二阀座接触面(72，74)在第一位置和第二位置处的接触包括线状接触图案。5.—种用于内燃机(10)的燃料系统(12)，其包括: 壳体(34)，其限定出第一燃料通道(46，48，49)和第二燃料通道(46，48，49)，且具有由第一金属基底(60)形成且流体地位于第一燃料通道和第二燃料通道(46，48，49)之间的阀座(54，56)； 阀组件(36，38)，其至少部分地位于壳体(34)内，且配置成用于控制第一燃料通道和第二燃料通道(46，48，49)之间的燃料流动，且包括由第二金属基底(62)形成且能够在第一位置和第二位置之间移动的阀构件(58)，其中在所述第一位置处阀构件(58)与阀座(54，56)接触并阻断第一燃料通道和第二燃料通道(46，48，49)之间的流体连通，在第二位置处流体连通是打开的； 所述阀座(54，56)以及阀构件(58)各自包括第一位置处通过接触而形成的密封接口(66)内设置的多层涂层(64)，并具有粘附在对应的第一金属基底或第二金属基底(60，62)上的金属氮化物基层(68)，以及金属氮化物外层(70); 所述金属氮化物基层￠8)具有较大硬度，使得金属氮化物基层￠8)相对耐受第一位置处阀构件(58)和阀座(54，56)之间的冲击，并在燃料系统(12)中的阀组件(36，38)工作期间限制阀构件(58)和阀座(54，56)的磨损；以及 金属氮化物外层(70)具有较小的硬度，使得金属氮化物外层(70)相对不耐受冲击，并因此能变形，以使密封接口(66)在燃料系统(12)中阀组件(36，38)断裂期间扩大。6.根据权利要求5所述的燃料系统(12)，其中阀构件(58)与阀座(54，56)具有线状接触图案，使得密封接口出6)为圆形。7.根据权利要求5所述的燃料系统(12)，其中: 较大硬度在整个基层￠8)上是均匀的； 较小硬度在整个外层(70)上是不均匀的，使得外层(70)在邻近基层(68)的向内位置处最硬，并过渡到与基层(68)相隔的向外位置的最软处；以及 第一金属基底和第二金属基底(60，62)各自包括钢材料，钢的硬度比向外位置处的外层(70)的较小硬度小； 其中金属氮化物包括过渡金属氮化物，并且外层(70)的过渡金属含量从向内位置向向外位置渐变。8.根据权利要求7所述的燃料系统(12)，其中: 所述金属氮化物包括氮化铬，并且在基层￠8)中铬与氮的比值大约为2: I或更小，并且在外层(70)中铬与氮的比值大约为9: I或更小；并且 所述多层涂层￠4)的厚度为大约0.005毫米至大约0.020毫米，并且基层￠8)与外层(70)的厚度比值为大约1:1至大约1: 10。9.一种在内燃机(10)的燃料系统(12)中的阀组件(36，38)断裂期间用于限制阀损坏的方法，其包括以下步骤: 将所述阀组件(36，38)的阀构件(58)从第一位置移动到第二位置，其中在所述第一位置处所述燃料系统(12)中的第一燃料通道(46，48，49)和第二燃料通道(46，48，49)通过阀座(54，56)流体连通，在第二位置处阀构件(58)与阀座(54，56)接触以阻断流体连通； 将第二位置处阀座(54，56)上的阀构件(58)的冲击力从阀构件(58)和阀座(54，56)中的至少一者上的金属氮化物涂层的较软外层(70)传输至粘附在阀构件(58)和阀座(54，56)中的至少一者的金属基底(60，62)上的金属氮化物涂层的较硬基层(68)上；以及通过响应于冲击使较软外层(70)变形来防止较硬基层(68)因响应于力的传输而失效。10.根据权利要求9所述的方法，其中: 所述防止步骤进一步包括使所述较软外层(70)发生塑性变形，使得由阀构件(58)和阀座(54，56)在第一位置形成的密封接口 ￠6)经冲击而扩大；并且 较软层的硬度反向渐变，使得所述防止步骤进一步包括使邻近基层￠8)的外层(70)的最硬部分以及与基层￠8)相隔的向外位置处的外层(70)的最软部分发生变形。
【专利摘要】一种内燃机燃料系统(12)内的阀组件(36)包括阀构件(58)，其可在阀体(52)内移动来与阀座(54)接触并且阻断第一通道和第二通道之间的流体连通。阀座(54)和阀构件(58)分别包括多层涂层，其具有较硬金属氮化物基层(68)和较软金属氮化物外层(70)。基层(68)相对不耐受阀构件(58)和阀座(54)之间的冲击，而外层(70)相对耐受冲击，并因此可变形。本发明公开了相关的研究方法。
【IPC分类】F02M61/18, F02M59/46
【公开号】CN104956065
【申请号】CN201480006208
【发明人】B·冯, S·C·泰勒, L·V·贝格, C·M·弗兰纳里
【申请人】卡特彼勒公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年1月28日
【公告号】US9051910, US20140209063, WO2014120670A1