一種實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置及其加工方法與流程
2023-12-09 10:46:11
本發明屬於柴油機技術領域，涉及一種實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置及其加工方法，特別涉及一種實現柴油機噴嘴壓力室及噴孔內部流動可視化的透明噴嘴頭部的加工方法及其與噴嘴的連接方式。
背景技術：
如今在柴油機上普遍採用高壓共軌噴油系統，該系統能實現非常高的噴射壓力。與此同時，由於噴射壓力非常高，而噴嘴的孔徑又很小，因而燃油在噴孔及壓力室內的流動並非是單相流動，而是一種複雜的空化兩相流。這種空化流動將會對隨後的噴霧特性造成很大的影響，繼而影響燃燒和整機特性。因此，很多研究學者將重點放在對這種噴嘴內空化流動的研究上。
為了研究柴油機噴嘴內的空化流動，目前普遍採用的方法是使用亞克力材料加工放大了的透明噴嘴，在低壓力下進行試驗，觀察噴嘴內的流動。但這種方法的試驗環境與實際噴油器的工作環境相差很大，所得結果與實際也有偏差。
技術實現要素：
針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種可以在實際柴油機噴嘴工作環境中使用的裝置。本發明的技術方案是：一種實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置及其加工方法。
所述一種實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置的加工方法，包括如下步驟：
(1)利用高速臺鑽，配合麻花鑽頭在10mm*10mm*10mm的聚餐酸酯立方塊上的任意一個面的中心位置鑽一個直徑6.8mm～8.0mm，深度為5mm～9mm的直孔作為連接孔；
(2)利用高速臺鑽，配合球頭銑刀，在步驟(1)所加工的直孔內部鑽一個直徑0.9mm～1.3mm，深度為0.9mm～1.3mm的球形孔作為壓力室；
(3)利用高速臺鑽，配合鎢鋼麻花鑽頭在步驟(2)所加工的球形孔內部鑽直徑0.15mm～0.2mm，深度為0.9mm～1.1mm的噴孔；得到透明噴嘴頭部；
(4)將柴油機噴嘴的針閥體的前端部分切除，即切去原柴油機噴嘴的壓力室和噴孔，切割線位於噴嘴密封線以下0.5mm～1.5mm處，得到切割後的柴油機噴嘴；
(5)將步驟(3)得到的透明噴嘴頭部與步驟(4)得到的切割後的柴油機噴嘴通過AB膠相連接，然後將針閥放入針閥體內，即得到實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置。
根據上述加工方法得到的一種實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置，所述裝置包括透明噴嘴頭部和柴油機噴嘴；
所述透明噴嘴頭部包括連接孔、壓力室和噴孔，所述連接孔、壓力室和噴孔為同軸孔，所述連接孔為直徑6.8～8mm，深度為5～9mm的直孔；所述壓力室為直徑0.9～1.3mm，深度0.9～1.3mm的球形孔；所述噴孔為直徑0.15～0.2mm，深度為0.9～1.1mm的直孔。
所述柴油機噴嘴包括燃油流道、針閥與針閥體；所述柴油機噴嘴的針閥體前端的壓力室和噴孔被切割，切割線位於噴嘴密封線以下0.5mm～1.5mm處。
所述透明噴嘴頭部與切去壓力室和噴孔的柴油機噴嘴針閥體通過AB膠相連接，然後將針閥放入針閥體內。
作為本發明的進一步改進，所述透明噴嘴頭部的材料為聚餐酸酯。
本發明的技術效果為：
本發明所述裝置可以直接觀察到實際柴油機噴嘴內的流動特性，為噴嘴的優化設計提供有力的理論支持。相比目前使用的實現柴油機噴嘴內流可視化的裝置及方法，本裝置可以承受更高的壓力，得以應用於實際的柴油機高壓共軌系統內；使用的聚碳酸酯材料，具有與柴油非常接近的折射率，因而使得可視化效果更加清楚，並且其屈服強度更高，得以承受更高的壓力。
附圖說明
圖1是本發明所述透明噴嘴頭部的加工步驟示意圖；
圖2(a)為柴油機噴嘴，圖2(b)為針閥體切割位置示意圖；
圖3為透明噴嘴頭部與柴油機噴嘴的連接方式；
附圖標記說明：1-連接孔，2-壓力室，3-噴孔，4-針閥，5-燃油流道，6-針閥體。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明
本發明一種可以實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置，該裝置包括透明噴嘴頭部及柴油機噴嘴。透明噴嘴頭部的加工原材料為10mm*10mm*10mm的聚餐酸酯立方塊，加工分為三個步驟，如圖1所示。
(1)利用高速臺鑽，配合麻花鑽頭在10mm*10mm*10mm的聚餐酸酯立方塊上的任意一個面的中心位置鑽一個直徑6.8mm～8.0mm，深度為5mm～9mm的直孔作為連接孔1，連接孔1內部塗上AB膠用以與柴油機噴嘴相連接。
(2)利用高速臺鑽，配合球頭銑刀，在步驟(1)所加工的直孔內部鑽深度為0.9mm～1.3mm的球形孔作為壓力室2。
(3)利用高速臺鑽，配合鎢鋼麻花鑽頭在步驟(2)所加工的球形孔內部鑽深度為0.9mm～1.1mm的噴孔3。
本發明一種可以實現柴油機噴嘴內流動可視化的裝置，該裝置包括透明噴嘴頭部及柴油機噴嘴，柴油機噴嘴的針閥體前端需要被切除。如圖2所示，柴油機噴嘴包括針閥4、燃油流道5以及針閥體6。切割前先將針閥4從針閥體6中取出，切割線位於密封線以下0.5mm～1.5mm處。
該透明噴嘴頭部的結構及其與柴油機噴嘴的連接方式如圖3所示。在透明噴嘴頭部的連接孔1內部塗上AB膠，柴油機噴嘴插入透明噴嘴頭部的連接孔1中，針閥4放入柴油機噴嘴針閥體6中，針閥頭部處於壓力室2中。當柴油機開始工作，燃油經過燃油流道5進入柴油機噴嘴，針閥4抬起，燃油從噴孔3流出，由於噴孔3及壓力室2均為透明的聚碳酸材料所製成，因此便可以觀察到其中的燃油流動情況。