一种实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置及其加工方法与流程

本发明属于柴油机技术领域，涉及一种实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置及其加工方法，特别涉及一种实现柴油机喷嘴压力室及喷孔内部流动可视化的透明喷嘴头部的加工方法及其与喷嘴的连接方式。

背景技术：

如今在柴油机上普遍采用高压共轨喷油系统，该系统能实现非常高的喷射压力。与此同时，由于喷射压力非常高，而喷嘴的孔径又很小，因而燃油在喷孔及压力室内的流动并非是单相流动，而是一种复杂的空化两相流。这种空化流动将会对随后的喷雾特性造成很大的影响，继而影响燃烧和整机特性。因此，很多研究学者将重点放在对这种喷嘴内空化流动的研究上。

为了研究柴油机喷嘴内的空化流动，目前普遍采用的方法是使用亚克力材料加工放大了的透明喷嘴，在低压力下进行试验，观察喷嘴内的流动。但这种方法的试验环境与实际喷油器的工作环境相差很大，所得结果与实际也有偏差。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种可以在实际柴油机喷嘴工作环境中使用的装置。本发明的技术方案是：一种实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置及其加工方法。

所述一种实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置的加工方法，包括如下步骤：

(1)利用高速台钻，配合麻花钻头在10mm*10mm*10mm的聚餐酸酯立方块上的任意一个面的中心位置钻一个直径6.8mm～8.0mm，深度为5mm～9mm的直孔作为连接孔；

(2)利用高速台钻，配合球头铣刀，在步骤(1)所加工的直孔内部钻一个直径0.9mm～1.3mm，深度为0.9mm～1.3mm的球形孔作为压力室；

(3)利用高速台钻，配合钨钢麻花钻头在步骤(2)所加工的球形孔内部钻直径0.15mm～0.2mm，深度为0.9mm～1.1mm的喷孔；得到透明喷嘴头部；

(4)将柴油机喷嘴的针阀体的前端部分切除，即切去原柴油机喷嘴的压力室和喷孔，切割线位于喷嘴密封线以下0.5mm～1.5mm处，得到切割后的柴油机喷嘴；

(5)将步骤(3)得到的透明喷嘴头部与步骤(4)得到的切割后的柴油机喷嘴通过AB胶相连接，然后将针阀放入针阀体内，即得到实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置。

根据上述加工方法得到的一种实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置，所述装置包括透明喷嘴头部和柴油机喷嘴；

所述透明喷嘴头部包括连接孔、压力室和喷孔，所述连接孔、压力室和喷孔为同轴孔，所述连接孔为直径6.8～8mm，深度为5～9mm的直孔；所述压力室为直径0.9～1.3mm，深度0.9～1.3mm的球形孔；所述喷孔为直径0.15～0.2mm，深度为0.9～1.1mm的直孔。

所述柴油机喷嘴包括燃油流道、针阀与针阀体；所述柴油机喷嘴的针阀体前端的压力室和喷孔被切割，切割线位于喷嘴密封线以下0.5mm～1.5mm处。

所述透明喷嘴头部与切去压力室和喷孔的柴油机喷嘴针阀体通过AB胶相连接，然后将针阀放入针阀体内。

作为本发明的进一步改进，所述透明喷嘴头部的材料为聚餐酸酯。

本发明的技术效果为：

本发明所述装置可以直接观察到实际柴油机喷嘴内的流动特性，为喷嘴的优化设计提供有力的理论支持。相比目前使用的实现柴油机喷嘴内流可视化的装置及方法，本装置可以承受更高的压力，得以应用于实际的柴油机高压共轨系统内；使用的聚碳酸酯材料，具有与柴油非常接近的折射率，因而使得可视化效果更加清楚，并且其屈服强度更高，得以承受更高的压力。

附图说明

图1是本发明所述透明喷嘴头部的加工步骤示意图；

图2(a)为柴油机喷嘴，图2(b)为针阀体切割位置示意图；

图3为透明喷嘴头部与柴油机喷嘴的连接方式；

附图标记说明：1-连接孔，2-压力室，3-喷孔，4-针阀，5-燃油流道，6-针阀体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明

本发明一种可以实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置，该装置包括透明喷嘴头部及柴油机喷嘴。透明喷嘴头部的加工原材料为10mm*10mm*10mm的聚餐酸酯立方块，加工分为三个步骤，如图1所示。

(1)利用高速台钻，配合麻花钻头在10mm*10mm*10mm的聚餐酸酯立方块上的任意一个面的中心位置钻一个直径6.8mm～8.0mm，深度为5mm～9mm的直孔作为连接孔1，连接孔1内部涂上AB胶用以与柴油机喷嘴相连接。

(2)利用高速台钻，配合球头铣刀，在步骤(1)所加工的直孔内部钻深度为0.9mm～1.3mm的球形孔作为压力室2。

(3)利用高速台钻，配合钨钢麻花钻头在步骤(2)所加工的球形孔内部钻深度为0.9mm～1.1mm的喷孔3。

本发明一种可以实现柴油机喷嘴内流动可视化的装置，该装置包括透明喷嘴头部及柴油机喷嘴，柴油机喷嘴的针阀体前端需要被切除。如图2所示，柴油机喷嘴包括针阀4、燃油流道5以及针阀体6。切割前先将针阀4从针阀体6中取出，切割线位于密封线以下0.5mm～1.5mm处。

该透明喷嘴头部的结构及其与柴油机喷嘴的连接方式如图3所示。在透明喷嘴头部的连接孔1内部涂上AB胶，柴油机喷嘴插入透明喷嘴头部的连接孔1中，针阀4放入柴油机喷嘴针阀体6中，针阀头部处于压力室2中。当柴油机开始工作，燃油经过燃油流道5进入柴油机喷嘴，针阀4抬起，燃油从喷孔3流出，由于喷孔3及压力室2均为透明的聚碳酸材料所制成，因此便可以观察到其中的燃油流动情况。