一種噴嘴加工質量檢查方法
2023-06-09 02:18:26 2
一種噴嘴加工質量檢查方法
【專利摘要】一種噴嘴加工質量檢查方法,其基於噴嘴三維數字結構，通過電腦程式自動提取出噴孔直徑、噴孔長度、噴孔入口圓角上下倒角半徑、孔間夾角等參數在噴孔圓周方向上多個截面的測量結果後，對噴嘴的加工精度進行檢查。所述噴嘴加工質量檢查方法包括噴孔直徑加工精度檢查、噴孔長度加工精度檢查、噴孔入口圓角加工精度檢查、孔間夾角加工精度檢查，四個方面各自的檢查以及它們的加權平均的輸出對噴嘴總體加工精度的檢查即構成檢查體系。本發明中提出的檢查方法有利於全面客觀地對噴嘴的加工質量進行評價，為快速尋找加工精良、符合標準的噴嘴提供了有效的途徑，對於提高動力機械的性能表現具有十分重要的意義。
【專利說明】一種噴嘴加工質量檢查方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於內燃機【技術領域】，涉及噴油器，尤其是噴嘴加工質量的檢查方法。
【背景技術】
[0002]燃油噴嘴作為動力機械的重要組成部分，對動力機械的性能具有重要影響。而噴嘴內部幾何結構由於能夠直接影響燃油在噴嘴內部的流動特性及燃油離開噴孔後的噴霧特性，進而在極大程度上決定了動力機械的性能。因此，噴嘴結構的加工質量與檢查尤為重要。
[0003]目前對噴嘴的加工質量進行檢查、評價缺乏有效的方法，其主要原因在於噴嘴內部結構的測量仍然存在較大的困難與不足。現有噴嘴內部結構和尺寸的測量方法主要有光學診斷測量、探針測量、剖面測量和矽樹脂噴孔鑄模測量等。然而受測量手段所限，基於上述測量方法的噴嘴結構參數測量均取自噴嘴某一橫截面，而現實當中噴嘴內部結構的尺寸參數沿著噴嘴圓周方向會存在一定的波動，若僅以噴嘴某一橫截面的測量結果評價噴嘴加工精度與加工質量，其評價結果往往存在一定的隨機性。近些年，基於同步輻射X射線的噴嘴內部結構測量技術獲得較快發展，利用該方法可以實現噴嘴的內部結構無損探測，並能提取噴嘴內部完整的三維結構信息，結合圖像處理程序可針對噴嘴圓周方向任意截面上噴嘴結構參數進行自動測量。Huang Weidi, Gao Ya, Gong Huifeng等人在「The influenceof diesel nozzle structure on internal flow characteristic」(FISITA,2012.11)的研究中發現，綜合考慮噴嘴圓周方向的尺寸變化特性有利於更準確的分析噴嘴內部流動以及射流噴霧特性的變化規律。
[0004]此外，噴嘴是一個精密的部件，這就決定了噴嘴加工精度的檢查應是一個系統工程，涉及到噴孔直徑加工精度、噴孔長度加工精度、噴孔入口圓角加工精度、孔間夾角加工精度等一系列指標，並且這些結構尺寸對於噴嘴內部的流動特性及燃油離開噴孔後的噴霧特性的重要性也不相同。因此，在充分考慮噴嘴各個參數在噴嘴圓周方向的變化規律之後，進一步考慮各個參數的影響重要性，建立有效的噴嘴加工精度檢查方法，對於判斷噴嘴的加工質量的優劣，高加工精度噴嘴的快速篩選，提高動力機械性能表現具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種噴嘴加工質量檢查方法。
[0006]為達到以上目的，本發明採用以下解決方案:
[0007]本發明通過電腦程式自動提取出噴孔直徑、噴孔長度、噴孔入口圓角、孔間夾角等參數在噴嘴圓周方向多個截面的測量結果後，對噴嘴的加工精度進行檢查。本發明所述噴嘴加工質量檢查方法包括噴孔直徑加工精度檢查、噴孔長度加工精度檢查、噴孔入口圓角加工精度檢查、孔間夾角加工精度檢查，四個方面各自的檢查以及它們的加權平均的輸出對噴嘴總體加工精度的檢查即構成檢查體系。噴嘴加工質量的檢查的建立基於統計學知識，通過計算方差來衡量各參數實際值偏離期望值的程度，從而來檢查加工精度的優良。
[0008]本發明中所述噴孔直徑加工精度檢查方法為:若是單孔噴嘴，通過圖像處理軟體任意選取噴孔入口圓周上η個點，測出η個直徑值，將這一組入口直徑與加工的標準入口直徑半徑作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差不超過規定的值則認為噴孔入口直徑加工合格，否則不合格。噴孔出口直徑同樣處理。另外，噴孔任一截面處的直徑都可用上述方法處理。
[0009]若是多孔噴嘴，用上述處理單孔的方法對每一孔逐一處理，如有一孔不合格，則此噴嘴噴孔直徑加工不合格，如各孔都合格，則計算出每孔所測多個入口直徑值的平均值作為每孔的入口直徑，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴嘴各噴孔入口直徑加工比較一致，否則認為一致性不好。噴孔出口直徑一致性檢查同樣處理。另外，噴孔任一截面處的直徑一致性都可用上述方法處理。
[0010]本發明中所述噴孔長度加工精度檢查方法為:若是單孔噴嘴，通過圖像處理軟體找到任意η個過噴孔軸線的平面，以噴孔入口圓角終端為上邊界，以噴孔出口截面為下邊界，取兩條線段的中點的連線長度作為噴孔長度，將這一組長度和加工的標準長度作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴孔長度加工合格，否則不合格。
[0011]若是多孔噴嘴，用上述處理單孔的方法對每一孔逐一處理，如有一孔不合格，則此噴嘴長度加工不合格，如各孔都合格，則計算出每孔所測多組長度的平均值作為每孔長度，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴孔長度加工比較一致，否則一致性不好。
[0012]本發明中所述噴孔入口圓角加工精度檢查方法為:若是單孔噴嘴，通過圖像處理軟體選取入口圓周上任意幾點對噴孔入口圓角上倒角半徑進行測量，將這一組入口圓角上倒角半徑與加工的標準入口圓角上倒角半徑作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差不超過規定的值則認為噴孔入口圓角上倒角半徑加工合格，否則不合格。下倒角半徑同樣處理。
[0013]若是多孔噴嘴，用上述處理單孔的方法對每一孔逐一處理，如有一孔不合格，則此噴嘴入口圓角加工不合格，如各孔都合格，則計算出每孔所測多組上倒角半徑的平均值作為每孔入口圓角上倒角半徑，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴孔入口圓角上倒角半徑加工比較一致，否則一致性不好。下倒角半徑同樣處理。
[0014]本發明中所述單孔偏離角，多孔孔間夾角加工精度檢查步驟為:若是單孔噴嘴，測出噴孔軸線偏離豎直方向的角度後和規定的標準加工角度作差取絕對值，根據工程需要，選定一個差值，如若所得差的絕對值不超過規定的差值則認為加工合格，否則不合格。
[0015]若是多孔噴嘴，測量出各孔之間的夾角後和各孔之間的加工標準夾角作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個方差值，如若所得方差值不超過規定的方差，則認為加工合格，否則不合格。
[0016]本發明中所述噴嘴總體加工精度進行檢查方法是根據不同工程情況的需要，可以自行設定上述各檢查參數的權重，對上述所得到的值求加權值，另外，根據工程需要設定一個標準值，將所得加權值與之進行比較，如若所得加權值不超過規定的標準值，則認為總體加工合格，否則不合格。
[0017]一個噴嘴只有同時滿足上述5條檢查標準，我們才可以認為此噴嘴加工精度合格，只要其中有一條不滿足，我們則認為此噴嘴加工精度不合格。
[0018]由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是:本發明基於統計學知識，通過計算方差的方法來衡量各參數實際值偏離期望值的程度，操作方便，計算準確，適合於各類噴嘴，建立了物理參數和加工精度之間的聯繫，僅需測量噴嘴的各物理參數即可得到檢查結果，具有較好的客觀性和準確性，可以篩選加工質量好的噴嘴，為快速尋找加工精良、符合標準的噴嘴提供了有效的途徑。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為噴嘴加工檢查方法流程圖。
[0020]圖2為噴油器噴孔正相三維數字結構模型圖。
[0021]圖3為壓力室正相三維數字結構模型圖。
[0022]圖4為噴油器噴孔和壓力室反相三維數字結構模型圖。
[0023]圖5為一單孔噴嘴噴孔示意圖。
[0024]圖6為一八孔噴嘴噴孔示意圖。
[0025]圖7為一八孔噴嘴噴孔其中一孔意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖所示實施例就某單孔柴油機噴嘴和某八孔柴油機噴嘴對本發明作進一步的說明。圖1為整個過程實施的流程圖。
[0027]( I)噴孔直徑加工精度檢查
[0028]通過三維重構軟體重建出噴孔的三維數字結構，如圖2、3、4所示。如圖5所示，在圓周方向每隔45°取一通過噴孔軸線的平面去截噴孔，從而得到4個平面，在噴孔入口圓周上得到8個點，測出這8個點處的直徑分別為 Dinl=176.0、Din2=174.5、Din3=174.4、Din4=175.3、Din5=176.4、Din6=174.2、Din7=174.6、Din8=174.4 (單位:μ m)，加工的標準入口直徑為 Di*n=175.0 μ m，計算
【權利要求】
1.一種噴嘴加工質量檢查方法，其特徵在於:基於噴孔三維數字結構，通過電腦程式自動提取出噴孔直徑、噴孔長度、噴孔入口圓角上下倒角半徑、孔間夾角參數在噴孔圓周方向上多個截面的測量結果後，對噴嘴的加工精度進行檢查，包括:噴孔直徑加工精度檢查、噴孔長度加工精度檢查、噴孔入口圓角加工精度檢查、孔間夾角加工精度檢查四個方面的檢查，四個方面各自的檢查以及它們的加權平均的輸出對噴嘴總體加工精度的檢查即構成檢查體系，噴嘴加工質量的檢查的建立基於統計學知識，通過計算方差來衡量各參數實際值偏離期望值的程度，從而來檢查加工精度的優良。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:噴孔直徑加工精度檢查步驟為:若是單孔噴嘴，通過圖像處理軟體任意選取噴孔入口圓周上η個點，測出η個直徑值，將這一組入口直徑與加工的標準入口直徑作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差不超過規定的值則認為噴孔入口直徑加工合格，否則不合格；噴孔出口直徑同樣處理；另外，噴孔任一截面處的直徑都可用上述方法處理； 若是多孔噴嘴，用上述處理單孔的方法對每一孔逐一處理，如有一孔不合格，則此噴嘴噴孔直徑加工不合格；如各孔都合格，則計算出每孔所測多個入口直徑值的平均值作為每孔的入口直徑，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴嘴各噴孔入口直徑加工比較一致，否則認為一致性不好；噴孔出口直徑一致性檢查同樣處理；另外，噴孔任一截面處的直徑一致性都可用上述方法處理。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:噴孔長度加工精度檢查步驟為:若是單孔噴嘴，通過圖像處理軟體找到任意η個過噴孔軸線的平面，以噴孔入口圓角終端為上邊界，以噴孔出口截面為下邊界，取兩條線段的中點的連線長度作為噴孔長度，將這一組長度和加工的標準長度作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴孔長度加工合格，否則不合格； 若是多孔噴嘴，用上述處理單孔的方法對每一孔逐一處理，如有一孔不合格，則此噴嘴長度加工不合格，如各孔都合格，則計算出每孔所測多組長度的平均值作為每孔長度，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴孔長度加工比較一致，否則一致性不好。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:噴孔入口圓角加工精度檢查步驟為:若是單孔噴嘴，通過圖像處理軟體選取入口圓周上任意幾點對噴孔入口圓角上倒角半徑進行測量，將這一組入口圓角上倒角半徑與加工的標準上倒角半徑作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差不超過規定的值則認為噴孔入口圓角半徑加工合格，否則不合格；下倒角半徑同樣處理； 若是多孔噴嘴，用上述處理單孔的方法對每一孔逐一處理，如有一孔不合格，則此噴嘴入口圓角加工不合格，如各孔都合格，則計算出每孔所測多組上倒角半徑的平均值作為每孔上倒角半徑，求出方差，根據工程需要，選定一個值，若所得方差值不超過規定的值則認為噴孔入口圓角上倒角半徑加工比較一致，否則一致性不好；下倒角半徑一致性檢查同樣處理。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:單孔偏離角，多孔孔間夾角加工精度檢查步驟為:若是單孔噴嘴，測出噴孔軸線偏離豎直方向的角度後和規定的標準加工角度作差取絕對值，根據工程需要，選定一個差值，如若所得差的絕對值不超過規定的差值則認為加工合格，否則不合格； 若是多孔噴嘴，測量出各孔之間的夾角後和各孔之間的加工標準夾角作比較，求出方差，根據工程需要，選定一個方差值，如若所得方差值不超過規定的方差，則認為加工合格，否則不合格。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:噴嘴總體加工精度進行檢查步驟為，根據不同工程情況的需要，可以自行設定上述各檢查參數的權重，對上述所得到的值求加權值，另外，根據工程需要設定一個標準值，將所得加權值與之進行比較，如若所得加權值不超過規定的標準值，則認為總體加工合格，否則不合格。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:一個噴嘴只有同時滿足所述噴孔直徑加工精度檢查、噴孔長度加工精度檢查、噴孔入口圓角加工精度檢查、孔間夾角加工精度檢查及噴嘴總體加工精度檢查的5條檢查標準，此噴嘴加工精度才可以被認為合格；只要其中有一條不滿足，則此噴嘴加工精`度被認為不合格。
【文檔編號】G01D1/00GK103868454SQ201410100427
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】吳志軍, 黃魏迪, 李治龍, 朱正東 申請人:同濟大學