基于时间分割法的柴油机交叉孔喷油嘴喷雾场粒子特性

采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对柴油机V形交叉孔油嘴和单孔油嘴的喷雾场粒子特性进行测量,通过时间分割法对测量结果进行深入分析.结果表明,在喷雾轴向Z=40,mm的位置上,靠近喷雾轴线的区域内两种交叉孔油嘴与单孔油嘴的粒径大小差别不大,但随着测量点的径向坐标增大,交叉孔油嘴的粒子直径逐渐小于单孔油嘴.在Z=60,mm位置上,与单孔油嘴的结果相比,两种交叉孔喷油嘴的粒子算术平均直径(AMD)和索特平均直径(SMD)更小.同时,交叉孔的交叉角增大会对液滴的进一步细化起促进作用,相比于单孔油嘴,交叉孔2喷油嘴的粒子AMD和SMD减小了近30%.对时间分割法划分的4个阶段粒子特性进行分析发现,F阶段的粒子速度高达70,m/s,喷射过程中的系统数据率较低,PDPA的大量粒子信息均来自于喷油结束的T阶段,此时粒子速度为零.交叉孔喷油嘴的扇状喷雾结构对油气混合的促进作用使粒子AMD随时间变化而不断减小.同时,与喷雾内侧相比,在喷雾外侧两交叉孔喷油嘴之间的粒径差异变小,相对于单孔喷油嘴,在粒径方面的优势变得明显.

交叉孔喷油嘴内部流动特性的模拟

为改善柴油机的喷雾特性,提出了交叉孔喷油嘴的结构,其特征是每个喷孔都由两个子喷孔交叉汇聚而形成.为探索交叉孔喷油嘴的内部流动特性,采用双流体模型,对一种圆孔喷油嘴和两种交叉孔喷油嘴在不同条件下的内部多相流动进行了三维CFD模拟.结果表明:交叉孔喷油嘴与常规圆孔喷油嘴内部流场结构有明显的差异,在圆孔喷油嘴中,压力在喷孔入口附近急剧下降,速度急剧上升;而在交叉孔喷油嘴中从喷孔入口到喷孔出口,压力逐渐下降,速度逐渐上升;圆孔喷嘴在空穴数较小的条件下会出现空穴,空穴区可从喷孔入口延伸到喷孔出口,而交叉孔喷油嘴内即使空穴数很小也不产生或只产生微量空穴,后者只在带盲孔扰动区的交叉孔喷油嘴发生;交叉孔喷油嘴的流量系数比圆孔喷嘴的高23%,~32%,.此外,交叉孔喷油嘴的特殊喷孔结构使其内部燃油产生冲击扰动,在喷孔出口产生了更大范围的高湍动能区,有利于促进射流雾化.

激光诊断及数值仿真在柴油机V形交叉孔油嘴研究上的应用

提出一种应用于柴油机的V形交叉孔油嘴结构,可视化结果表明了从交叉孔油嘴喷出的喷雾具有明显的扇状结构特征。试验比较了一个单孔油嘴和2种具有不同交叉角的交叉孔油嘴在不同试验条件下的喷雾特征,其中包括喷雾角及贯穿距。从雾化的角度比较分析采用PDA获得的3种试验油嘴的粒子算数平均直径(D10)的大小。采用喷雾体积放大倍率的概念定性地分析了油嘴结构及边界条件对喷雾分布及雾化特性的影响,与单孔油嘴相比,交叉孔油嘴具有更小的粒径及更高的喷雾体积放大倍率。喷孔内流的三维仿真计算表明:交叉孔结构对喷孔内流的影响是形成扇状喷雾及较大喷雾角的主要原因。

自动化电解去内交叉孔毛刺过程的仿真与实验

针对零件内部交叉孔相贯线处的毛刺去除困难的现状,利用电解加工的原理,采用插孔固定阴极式的电极布局形式,提出基于电流检测的自动电解去毛刺的方法.建立电解去毛刺的数学模型,用仿真和实验研究电解去毛刺过程中加工间隙、加工电压及加工时间对毛刺去除的影响,分析去毛刺过程中电流密度随时间的变化规律.在该电极布局形式下,毛刺与工件间的平均电流随着毛刺的去除逐渐下降,且电流曲线的斜率在毛刺完全去除后趋近于0.以此作为去除过程是否完成的判断依据,研制了自动电解去毛刺的控制系统并完成了自动化去毛刺实验.实验结果表明:该方法能够有效地对毛刺大小进行判断,可以控制加工时间进行精确的毛刺去除,成本低、安全可靠.

磁粒研磨去除Al 7075交叉孔棱边毛刺的试验研究

目的探究磁粒研磨法对去除Al7075交叉孔棱边毛刺的影响,提高孔道的研磨质量及毛刺去除效率。方法首先,通过对圆柱型磁极进行轴向、径向开槽,并利用ANSOFT软件对磁极进行磁场模拟,分析三种不同形状的磁极的磁感应强度变化;其次,通过磁粒研磨法对交叉孔孔道内壁进行研磨,去除棱边毛刺;最后,测取交叉孔表面微观形貌、材料去除量、毛刺高度和表面粗糙度。结果研磨加工时间为10 min、磁极转速为1500 r/min的条件下,磁极为径向开槽时,材料去除量高达46 mg,孔道内壁的表面粗糙度由原始1.5μm降至0.5μm,孔道表面研磨效果较为理想,棱边毛刺完全去除;当磁极为非开槽时,材料去除量为40 mg,表面粗糙度下降至0.65μm,棱边毛刺几乎完全去除;磁极为轴向开槽时,表面粗糙度下降至0.8μm左右,材料去除量约为30 mg,剩余毛刺高度约为5μm。结论研磨时间为10 min,磁极转速为1500 r/min,当磁极径向开槽时,相对于轴向开槽磁极和不开槽磁极,磁粒研磨Al7075交叉孔内表面的效果更好,毛刺去除效率更高。

吹风比和偏角对交叉孔气膜冷却特性的影响

为了揭示吹风比和偏角对交叉孔气膜冷却的影响,通过改变吹风比及交叉孔的偏角,利用数值模拟的技术,进行气膜冷却特性研究。湍流模型选择k-ε模型,壁面函数采用增强壁面函数。结果表明:①随着吹风比的增大,涡旋中心与壁面间距增大,反肾涡旋对的影响范围变大,这使气膜的覆盖面积增大,同时气膜的贴壁性变差;吹风比为1.5时显示了较好的冷却效果;②随着偏角的增大,反肾涡旋对间距加大,这使气膜的覆盖面积增大,同时也导致气膜在下游的分离提前;偏角25度显示了较好的冷却效果。

内交叉孔电化学去毛刺流场仿真

针对阀套零件内部两孔相贯处的去毛刺加工,采用计算流体力学的方法,对电化学去毛刺加工过程中的流场进行了三维仿真.研究表明通过对比三维流场仿真结果可以得到使流场分布最优的夹具结构设计、电解液入口流速和出口压力,为电解加工参数选择提供研究方法和理论指导.

内/外交叉孔喷嘴内部和近场流动特性的试验

为认识内/外交叉孔喷嘴的内部空穴流动和近场喷雾特性,采用常规圆孔、外交叉孔和内交叉孔三种孔型的喷嘴在不同喷射压力、子喷孔交叉角度及出口中心距下进行了比例放大的喷嘴内部流动与喷雾近场可视化试验。试验结果表明:不同于圆形喷孔的近轴对称射流,内/外交叉孔喷嘴由于燃油的内/外部碰撞冲击作用,射流主要在与两个子喷孔中心线所处平面正交的平面(扩散面)上径向扩散,形成扇形射流。外交叉孔喷嘴喷雾扩散最为显著,其在扩散面上的液滴分散到喷嘴以下180°范围内,内交叉孔喷嘴扩散次之,两者扩散效果均远强于常规圆孔。此外,随喷射压力的提高,常规圆孔喷嘴在0.30MPa左右产生空穴,并迅速发展为水力柱塞流状态;外交叉孔喷嘴也在0.30MPa左右产生空穴,并逐渐发展至喷孔出口附近,但至1.0MPa也未出现水力柱塞流状态;内交叉孔喷嘴内始终无空穴产生。

交叉孔电化学去除毛刺电场仿真分析

电化学加工受电场、流场、温度场等多个物理场相互作用的复杂反应过程.通过计算机仿真软件建立不同电极形状、加工电压和绝缘层位置下电化学加工过程中的电场模型,通过对电场模型的求解得到电化学加工过程中工件加工面的型面变化曲线.仿真结果表明对电极的处理以及降低绝缘层位置能够有效提高表面加工质量,并且得出加工电压与时间曲线图,从而得到优化设计方案和实验参数.

柴油机交叉孔喷嘴自由喷雾特性实验研究

为探究喷射压力、温度、背压和交叉角对交叉孔喷嘴喷雾性状的影响,基于可视化定容弹系统,利用阴影法,研究了单孔与不同角度交叉孔喷嘴的喷雾特性。结果表明:与单孔喷嘴相比,交叉孔喷嘴的喷雾贯穿距较小,喷雾锥角较大,且随着交叉角的增大,差距更加明显;随着喷射压力的提高,交叉孔与单孔喷嘴的喷雾贯穿距的差别减小,交叉角较大的交叉孔喷嘴的喷雾锥角增大;低蒸发温度下,喷射压力对喷雾前期贯穿距的影响较大,随着蒸发温度升高,交叉孔与单孔喷嘴喷雾锥角差距增大,喷雾前期贯穿距差别减小;背压提高后,总的趋势是喷雾贯穿距缩短,而喷雾锥角增大;与单孔喷嘴相比,它对交叉孔喷嘴的喷雾特性影响更大。

混凝土拖泵锥齿轮座交叉孔位置精度误差检测心轴

在机械传动中，配对锥齿轮主要用于传动动力并改变动力的输出方向。为确保两锥齿轮的传动效果，用于安装锥齿轮的轴承座上的孔加工位置精度有较高的要求，要求两孔中心线尽可能的在同一参考平面内，否则将直接影响锥齿轮的配对传动效果。图1所示的混凝土拖泵支承轮用锥齿轮座，从图中可以看出该工件上用于安装锥齿轮的两孔位置精度要求小于0．10mm（图中未标出），

五面体空间交叉孔的加工工艺

在实际生产中经常会遇到空间交叉孔的情况,用五面体数控龙门加工中心加工空间交叉孔,既可以避免两次装夹所带来的误差,又能使孔系的精度和位置度达到技术要求。交叉孔加工一直是铣钻加工的难题,尤其是第二个孔的加工。安排好交叉孔的加工工艺,是顺利完成零件加工的重要组成部分。加工设备和加工工艺过程是加工空间交叉孔整个加工中的重要环节。

安装角度对交叉孔试件振动抛磨效果的影响分析

为探究试件安装角度对交叉孔转接部位抛磨效果的影响,基于离散单元法对交叉孔试件振动抛磨加工工艺进行仿真分析。研究发现:与安装角度为0°,90°时相比,安装角度为45°时,交叉孔转接部位的加工均匀性较好,且转接部位磨损深度的最小值大于安装角度为0°,90°时磨损深度的最小值。基于单因素试验方法,采用ZLC100卧式振动抛磨设备对不同安装角度的交叉孔试件进行抛磨加工试验。结果表明:与安装角度为0°,90°时相比,安装角度为45°时,交叉孔转接部位毛刺的去除效果较好,转接部位倒圆角效果较明显,测得转接部位圆角半径在0.3~0.7 mm范围内,大孔和小孔内侧表面8个区域表面粗糙度归一化值Ra*有明显的下降趋势,试验得到的结论与仿真分析的结论相符合。

伺服交叉孔零件磨粒流去毛刺仿真研究及试验验证

针对伺服机构交叉孔零件头部壳体存在的毛刺去除工艺效率低、去除均匀性、一致性差的问题,本文提出采用磨粒流去毛刺工艺。在工件内部结构分析、去毛刺加工路径规划的基础上,建立起各加工路径流道仿真模型,通过对比各入口流道组对应路径的流场特性优化得出较优加工路径,并在头部壳体工件上进行了磨粒流去毛刺验证试验。结果表明,在大孔出口处增加引流段结构、延长流道长度,可有效改善流道内部流线分布不均匀、流线压力相差较大的缺点,最终解决了加工中毛刺去除效果不一致的问题,并有效保护了入口与出口处的锐边。流道内部毛刺实现了去除,内部小孔道边缘出现倒圆,提高了工件的表面质量及使用性能。

电化学去内交叉孔毛刺专用机床电气系统设计

经机械加工后的内交叉孔毛刺大小不一、可达性差,去除较为困难。确定采用从毛刺根部插入加工电极的电化学去毛刺加工方法,分析了电化学去毛刺机床的基本构成及特点,在此基础上对机床的电气系统进行了设计与研究,完成了主电气回路、安全检测系统、控制系统、控温系统的设计及加工电源的选取。该系统具有极间短路检测、安全操作保护、提供温度适合的电解液、按设定参数控制加工过程等功能,具有操控方便,使用安全,可靠性好的特点。

运载火箭阀门交叉孔去毛刺特种加工技术

在运载火箭阀门零件中,交叉孔相贯处的毛刺去除至关重要。对磨粒流、电解质等离子、电火花成形、电火花高速穿孔等去毛刺工艺与无毛刺加工技术进行了梳理,探究了不同工艺影响去毛刺效果的关键要素,阐述了各种工艺的适用范围与适用对象,并开展了运载火箭阀门交叉孔特种加工去毛刺应用验证。

中央传动齿轮机匣交叉孔毛刺清理方法研究

根据中央传动齿轮机匣的特点,着重介绍了深小孔、交叉孔等油路孔毛刺清理方法,从去毛刺方法的选择、加工工艺编排对毛刺的控制及油路冲洗3方面进行阐述,通过采取有效措施,解决了该零件毛刺清理难的问题。

精密交叉孔的加工工艺改进

从摇臂轴的结构分析入手,通过对精密交叉孔的加工难点改进,采用4轴加工中心,应用"T"钻和滚压的加工工艺解决摇臂轴的加工难题。实践表明:该工艺可靠稳定,生产效率高。

十字交叉孔的加工

交叉孔加工一直是铣钻加工的难题，由于交叉孑L的出现使得钻头在加工第二孔时很容易发生弯曲或打刀的现象。我厂一种新产品零件为一25mm×25mm×20mm的方块，在边长25mm×20mm的侧面有两φ12mm十字交叉通孔。结构如图1所示。