一种船用发动机喷油器冷却套.pdf

本发明公开的船用发动机喷油器冷却套，包括套体，述套体上轴向开设有冷却孔，冷却孔分为第一孔段、第二孔段以及第三孔段，第一孔段与第二孔段之间形成有增压平台，第二孔段与第三孔段之间形成有增压斜面，第二孔段和第三孔段的内侧壁与套体外表面之间开设有与减压腔，套体的主要成分为(wt.％)：镁13-18％、钛7-20％、钴3-7％、镍15-20％、钒1-3％，硅5—10％，钼1—3％、钨0.5—1％、铁5-10％、增强纤维3-5％，余量为铬及其它不可避免的杂质。本发明稳定好，使用寿命长，不易受到外界环境突变的影响。

1.  一种船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，包括套体，所述套体上轴向开设有冷却孔，所述冷却孔分为第一孔段、第二孔段以及第三孔段，所述第一孔段内径大于第二孔段内径，所述第二孔段内径大于第三孔段内径，所述第一孔段与第二孔段之间形成有增压平台，所述第二孔段与第三孔段之间形成有增压斜面，所述第二孔段和第三孔段的内侧壁与套体外表面之间开设有与减压腔，所述减压腔分为第一腔道与第二腔道以及与连接第一腔道与第二腔道的倾斜腔道，所述第一腔道与第二孔段对应，所述第二腔道与第三孔段对应，所述倾斜腔道与增压斜面对应，所述套体的主要成分为(wt.％)：镁13-18％、钛7-20％、钴3-7％、镍15-20％、钒1-3％，硅5—10％，钼1—3％、钨0.5—1％、铁5-10％、增强纤维3-5％，余量为铬及其它不可避免的杂质，其中增强纤维为碳化硅晶须和碳纤维短纤混合物，并且碳纤维短纤平均长度为100-200微米。

2.  根据权利要求1所述的船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，所述增强纤维中碳化硅晶须和碳纤维短纤的质量比例为(2-3)：1。

3.  根据权利要求1所述的船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，所述套体至少其内壁表面经过如下表面渗碳氮化处理：在套体预处理表面进行预处理后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动3-5h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至800-1000摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为 30-50min，而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层。

4.  根据权利要求3所述的船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，所述预处理为在套体预处理表面涂覆一层3-5mm厚度的陶瓷黏土层，再常温风干后即可。

5.  根据权利要求1所述的船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，所述套体外表面均匀开设有多个与减压腔相通的减压孔。

6.  根据权利要求1所述的船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，所述套体的一端向内凹陷形成有插接部，所述插接部与套体外表面之间形成有有环形径向平台，所述插接部外表面与环形径向平台的夹角处设置有卡固槽，所述卡固槽的最小外径小于所述插接部的外径。

7.  根据权利要求1所述的船用发动机喷油器冷却套，其特征在于，所述套体的另一端径向凸设有外径大于套体外径的连接部，所述连接部的外表面开设有连接槽。

一种船用发动机喷油器冷却套
技术领域
本发明属于冷却套技术领域，涉及一种船用发动机喷油器冷却套。
背景技术
喷油器是一种加工精度非常高的精密器件，要求其动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强以及雾化性能好。喷油器接受ECU送来的喷油脉冲信号，精确的控制燃油喷射量，由于喷油器在工作过程中会产生较大热量，若不及时进行温度控制，较高温度会对喷油器的使用寿命产生较大影响，因此，在喷油器中常常安装有用于控制其温度的冷却水套。
例如，授权公告号为CN 201401240Y的发明专利公开了一种带喷油器冷却水套腔和耐高温衬套的汽缸盖，包括汽缸盖盖盖体，汽缸盖盖体上设喷油器连接孔，喷油器连接孔的下部设有耐高温衬套，耐高温衬套处的喷油器连接孔孔壁上开设有冷却水槽，冷却水槽与耐高温衬套外壁之间构成冷却水套腔，该冷却水套虽然能达到基本的冷却效果，但同时，也存在以下技术问题，由于冷却水套与其它零部件都是密封式的连接，而冷却水套的内腔都是分段式，其内径由一端向另一端依次缩小，因此，冷却液由内径较大的一端向内径较小的一端流动时，由于压力突增，在密封环境下，则会使冷却水套的两端爆开或者导致冷却水套爆裂，大大影响冷却水套的使用寿命。
综上所述，为了解决上述冷却水套存在的技术问题，需要设计一种不易爆裂且使用寿命较长的喷油器冷却套。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种不易爆裂且使用寿命较长的喷油器冷却套。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种船用发动机喷油器冷却套，包括套体，所述套体上轴向开设有冷却孔，所述冷却孔分为第一孔段、第二孔段以及第三孔段，所述第一孔段内径大于第二孔段内径，所述第二孔段内径大于第三孔段内径，所述第一孔段与第二孔段之间形成有增压平台，所述第二孔段与第三孔段之间形成有增压斜面，所述第二孔段和第三孔段的内侧壁与套体外表面之间开设有与减压腔，所述减压腔分为第一腔道与第二腔道以及与连接第一腔道与第二腔道的倾斜腔道，所述第一腔道与第二孔段对应，所述第二腔道与第三孔段对应，所述倾斜腔道与增压斜面对应，所述套体的主要成分为(wt.％)：镁13-18％、钛7-20％、钴3-7％、镍15-20％、钒1-3％，硅5—10％，钼1—3％、钨0.5—1％、铁5-10％、增强纤维3-5％，余量为铬及其它不可避免的杂质，其中增强纤维为碳化硅晶须和碳纤维短纤混合物，并且碳纤维短纤平均长度为100-200微米。通过采用的增强纤维对套体进行补强，极大地增强材料韧性和拉伸强度，同时利用碳纤维与金属元素之间的碳化结合，可以有效地提高碳纤维与金属之间的结合能力，从而从金属组织有效增强材料的韧性、高温性能和耐磨性，并且利用碳化硅晶须高强和耐高温的特性，能够有效增强材料的韧性和耐磨性，同时结合碳化硅晶须和碳纤维短纤在组织内包括晶间裂纹、夹杂物以及气泡等缺陷结构进行串接，从而有效降低缺陷结构对材料性能的影响。
在上述一种船用发动机喷油器冷却套中，所述增强纤维中碳化硅晶须和碳纤维短纤的质量比例为(2-3)：1。这里通过限制碳纤维的添加量，可以有效地避免因碳纤维添加量过大而导致材 料中金属组织碳化过度，而导致硬度过高而影响材料的韧性。
在上述一种船用发动机喷油器冷却套中，所述套体至少其内壁表面经过如下表面渗碳氮化处理：在套体预处理表面(即无需进行表面渗碳氮化处理的表面进行覆盖保护，从而保留包括内表面在内的区域)进行预处理后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动3-5h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％(通过保持氮气氛围中氮气交换流动，有利于在先期充分去除炉内的杂质气体，从而从根本上减少渗碳氮化处理过程中杂原子对材料组织结构的侵蚀，从而有效地保证了套体的质量)，再加热升温至800-1000摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气(低聚聚乙烯聚合度为3-10，采用低聚合度的聚乙烯为渗碳介质可以利用其碳链结构有效地控制和改善渗碳的均匀性和渗碳深度)，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为30-50min，而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层(通过冷空气脉冲淬火除了消除应力外还可以使烧结后的陶瓷黏土层破碎进去去除，清理方便并且使用成本非常的低廉)。
在上述一种船用发动机喷油器冷却套中，所述预处理为在套体预处理表面涂覆一层3-5mm厚度的陶瓷黏土层，再常温风干后即可。通过对需要进行保护的表面涂覆陶瓷黏土层，可以处理过程中，随着温度的升高，逐渐形成一层致密保护层，防止预处理表面被渗碳氮化，保证其韧性。
在上述一种船用发动机喷油器冷却套中，所述套体外表面均匀开设有多个与减压腔相通的减压孔。
在上述一种船用发动机喷油器冷却套中，所述套体的一端向 内凹陷形成有插接部，所述插接部与套体外表面之间形成有有环形径向平台，所述插接部外表面与环形径向平台的夹角处设置有卡固槽，所述卡固槽的最小外径小于所述插接部的外径。
在上述一种船用发动机喷油器冷却套中，所述套体的另一端径向凸设有外径大于套体外径的连接部，所述连接部的外表面开设有连接槽。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果为：
本冷却套在套体内开设位于第二孔段和第三孔段外围的减压腔，减压腔与第二孔段和第三孔段相应，其内径由第二孔段处向第三孔段处缩小，当套体内的冷却液由第一孔段逐渐流向第二孔段、第三孔段时并使第二孔段与第三孔段的压力增加时，由于减压腔的存在，第二孔段与第三孔段增加的压力挤压第二孔段与第三孔段的孔壁，并使减压腔产生一定形变，以此来释放第二孔段与第三孔段处由于孔径缩小而产生的急增的压力，使整个冷却孔内的压力趋于平衡，有效避免冷却孔内的压力在急增情况下引起套体爆裂或者导致套体与其他零部件的连接处爆开，使冷却套工作更稳定，使用寿命更长。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的立体结构示意图。
图2为本发明一较佳实施例的立面剖视图。
图中，100、套体；110、冷却孔；111、第一孔段；112、第二孔段；113、第三孔段；114、增压平台；115、增压斜面；120、减压腔；121、第一腔道；122、第二腔道；123、倾斜腔道；130、减压孔；140、插接部；141、环形径向平台；142、卡固槽；150、连接部；151、连接槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，一种船用发动机喷油器冷却套，包括套体100，所述套体100上轴向开设有冷却孔110。
进一步的，所述冷却孔110分为第一孔段111、第二孔段112以及第三孔段113，所述第一孔段111内径大于第二孔段112内径，所述第二孔段112内径大于第三孔段113内径，所述第一孔段111与第二孔段112之间形成有增压平台114，所述第二孔段112与第三孔段113之间形成有增压斜面115。
在所述第二孔段112和第三孔段113的内侧壁与套体100外表面之间开设有与减压腔120，所述减压腔120分为第一腔道121与第二腔道122以及与连接第一腔道121与第二腔道122的倾斜腔道123，所述第一腔道121与第二孔段112对应，所述第二腔道122与第三孔段113对应，所述倾斜腔道123与增压斜面115对应。
本冷却套采用上述结构，在套体100内开设位于第二孔段112和第三孔段113外围的减压腔120，减压腔120与第二孔段112和第三孔段113相应，其内径由第二孔段112处向第三孔段113处缩小，当套体100内的冷却液由第一孔段111逐渐流向第二孔段112、第三孔段113时并使第二孔段112与第三孔段113的压力增加时，由于减压腔120的存在，第二孔段112与第三孔段113增加的压力挤压第二孔段112与第三孔段113的孔壁，并使减压腔120产生一定形变，以此来释放第二孔段112与第三孔段113处由于孔径缩小而产生的急增的压力，使整个冷却孔110内的压力趋于平衡，有效避免冷却孔110内的压力在急增情况下引起套体100爆裂或者导致套体100与其他零部件的连接处爆开，使冷却套工作更稳定，使用寿命更长。
进一步的，所述套体100外表面均匀开设有多个与减压腔120 相通的减压孔130。
减压腔120在受到第二孔段112与第三孔段113的挤压后，其腔内的压力也会增加，而减压腔120内的空间有效，减压腔120在受压后，其内部压力也需得到释放，否则，减压腔120无法承受第二孔段112与第三孔段113在受压时带来的较多的压力，同样会造成冷却孔110内压力过大而导致套题爆裂，而设置减压孔130后，减压腔120在受压后，腔内压力由减压孔130向外释放，因此，无论第二孔段112与第三孔段113给予减压腔120多大的压力，通过减压孔130都能将其释放，进一步保证了套体100的安全。
进一步的，所述套体100的一端向内凹陷形成有插接部140，所述插接部140与套体100外表面之间形成有有环形径向平台141，所述插接部140外表面与环形径向平台141的夹角处设置有卡固槽142，所述卡固槽142的最小外径小于所述插接部140的外径。
该插接部140可插入喷油器相应的插孔内，插入插孔内后，该环形径向平台141与喷油器的端面贴合，防止套体100晃动，增加了套体100与喷油器连接后的稳固性，由于卡固槽142的最小内径小小于插接部140的外径，当插接部140插入插孔内后，插孔内的相应部位卡在该卡固槽142内，使得套体100的固定性较好，防止冷却孔110在经受较大压力套体100与喷油器分离，导致冷却液的遗漏。
进一步的，所述套体100的另一端径向凸设有外径大于套体100外径的连接部150，所述连接部150的外表面开设有连接槽151。
通过该连接槽151，能将套体100与其它零部件连接，而连接部150的外径大于套体100的外径，则有效的增加了该连接部150的强度，防止其因连接而产生的各种因素使该连接部150损 坏，延长了整个套体100的使用寿命。
以下为本发明套体的实施例
实施例1
本实施例中，套体的主要成分为(wt.％)：镁13％、钛20％、钴3％、镍15％、钒1％，硅5％，钼1％、钨0.5％、铁5％、碳化硅晶须2％以及碳纤维短纤1％，余量为铬及其它不可避免的杂质，碳纤维短纤平均长度为100微米。
在套体预处理表面涂覆一层3m厚度的陶瓷黏土层，再在常温风干后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动3h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至800摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为30min，而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层即可。
本实施例套体抽样100个，以2.5MPa高压脉冲水模拟压力冲击循环10000次后，探伤检测出现内部裂纹数量2，破裂1。
实施例2
本实施例中，套体的主要成分为(wt.％)：镁18％、钛12％、钴7％、镍16％、钒2％，硅10％，钼2％、钨1％、铁7％、碳化硅晶须3％以及碳纤维短纤1％，余量为铬及其它不可避免的杂质，碳纤维短纤平均长度为120微米。
在套体预处理表面涂覆一层4m厚度的陶瓷黏土层，再在常温风干后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动4h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至840摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为40min， 而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层即可。
本实施例套体抽样100个，以2.5MPa高压脉冲水模拟压力冲击循环10000次后，探伤检测出现内部裂纹数量1，破裂1。
实施例3
本实施例中，套体的主要成分为(wt.％)：镁15％、钛7％、钴6％、镍18％、钒3％，硅8％，钼3％、钨0.7％、铁9％、碳化硅晶须3.7％以及碳纤维短纤1.3％，余量为铬及其它不可避免的杂质，碳纤维短纤平均长度为140微米。
在套体预处理表面涂覆一层5m厚度的陶瓷黏土层，再在常温风干后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动4h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至960摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为50min，而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层即可。
本实施例套体抽样100个，以2.5MPa高压脉冲水模拟压力冲击循环10000次后，探伤检测出现内部裂纹数量2，破裂0。
实施例4
本实施例中，套体的主要成分为(wt.％)：镁17％、钛15％、钴4％、镍17％、钒1％，硅9％，钼1％、钨0.6％、铁10％、碳化硅晶须2.2％以及碳纤维短纤0.8％，余量为铬及其它不可避免的杂质，碳纤维短纤平均长度为160微米。
在套体预处理表面涂覆一层5m厚度的陶瓷黏土层，再在常温风干后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动4h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至920摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为30min， 而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层即可。
本实施例套体抽样100个，以2.5MPa高压脉冲水模拟压力冲击循环10000次后，探伤检测出现内部裂纹数量3，破裂0。
实施例5
本实施例中，套体的主要成分为(wt.％)：镁14％、钛18％、钴5％、镍20％、钒2％，硅7％，钼2％、钨0.8％、铁8％、碳化硅晶须2.7％以及碳纤维短纤1.3％，余量为铬及其它不可避免的杂质，碳纤维短纤平均长度为180微米。
在套体预处理表面涂覆一层4m厚度的陶瓷黏土层，再在常温风干后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动3h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至880摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为40min，而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层即可。
本实施例套体抽样100个，以2.5MPa高压脉冲水模拟压力冲击循环10000次后，探伤检测出现内部裂纹数量1，破裂1。
实施例6
本实施例中，套体的主要成分为(wt.％)：镁16％、钛10％、钴3.5％、镍19％、钒3％，硅6％，钼3％、钨0.9％、铁6％、碳化硅晶须3.5％以及碳纤维短纤1.5％，余量为铬及其它不可避免的杂质，碳纤维短纤平均长度为200微米。
在套体预处理表面涂覆一层5m厚度的陶瓷黏土层，再在常温风干后，将套体置于加热炉，对加热炉抽真空后再倒入氮气并保持氮气流动5h，氮气置换速度为每分钟交换加热炉内氮气总量的1％，再加热升温至1000摄氏度，导入氨气和低聚聚乙烯混合气，保持压力80-100kpa,其中氨气分压保持为1-2kpa，低聚聚乙烯混合气分压保持为3-5kpa，进行渗碳氮化处理，处理时间为50min， 而后降温至淬火温度，进行冷空气脉冲淬火并清除保护层即可。
本实施例套体抽样100个，以2.5MPa高压脉冲水模拟压力冲击循环10000次后，探伤检测出现内部裂纹数量3，破裂1。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。