專利名稱：用于加工噴嘴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的、用來加工噴嘴的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機尤其輪船柴油內(nèi)燃機的噴嘴是高要求的構(gòu)件。因此依賴于噴射節(jié)奏，噴嘴 承受著很高的噴射壓力。噴嘴的疲勞強度在此限制了可實現(xiàn)的噴射壓力。

發(fā)明內(nèi)容
由此本發(fā)明基于此問題，創(chuàng)造了一種用來加工噴嘴的方法，借助此方法可提高它 的疲勞強度。此問題通過按權(quán)利要求1所述的方法得以解決。按本發(fā)明，將噴嘴的用來引 導(dǎo)燃料的凹口用震凝或膨脹流體(einem rheopexischen oder dilatanten Fluid)填充， 其中用自緊壓力對此流體進(jìn)行加載，從而在噴嘴的凹口中構(gòu)建起這樣的內(nèi)壓，以致于噴嘴 的疲勞強度得以提高。自緊(自動收縮)是一種提高例如管道的堅固性的方法，在內(nèi)壓很高且呈間歇 性時使用這種管道。在此，管道承受著內(nèi)壓，此內(nèi)壓高于隨后的運行壓力和屈服極限，因 此在內(nèi)壁上的這個區(qū)域進(jìn)行塑化加工。在減輕負(fù)載之后，在這個區(qū)域產(chǎn)生固有壓應(yīng)力 (Druckeigensparmungen)，其防止在隨后的使用者形成裂縫。自緊的效果的基礎(chǔ)是塑化加工的內(nèi)部區(qū)域和彈性變形的外部區(qū)域之間的相互關(guān) 系，外部區(qū)域被塑性變形的內(nèi)部區(qū)域抑制，以避免再次回到其原來的形狀，它保持膨脹。這 一點是通過以下方式進(jìn)行的，即，將管道用壓縮性盡可能小的液體填充并密封地封閉管子 端部?，F(xiàn)在，泵大多通過增壓器來施加所需的壓力。在短暫的停頓時間之后，再次減輕負(fù)載。 自緊也已經(jīng)應(yīng)用在共軌噴射技術(shù)中，例如見文獻(xiàn)DE 10 2007011 868 B3。為此，可應(yīng)用已市場通用的自緊油，其中這種流體可承擔(dān)(Ubertragen)最大約 5000baro但問題是，噴嘴的噴射孔不能隨此密封。本發(fā)明首度提出了，為了提高噴嘴的疲勞強度而用具有震凝或膨脹特性的流體填 充噴嘴的凹口，其中用自緊壓力對具有震凝或膨脹特性的流體進(jìn)行加載，從而在噴嘴的凹 口中形成內(nèi)壓，借助此內(nèi)壓可提高噴嘴的疲勞強度。本發(fā)明的理念是，通過用震凝或膨脹流體來填充噴嘴的用來引導(dǎo)燃料的凹口并通 過設(shè)置相應(yīng)的自緊壓力來提高噴嘴的疲勞強度。因此還可以實現(xiàn)更高的噴射壓力。此外， 還可以呈現(xiàn)出噴嘴的幾何形狀，這在迄今為止由于強度原因而無法實現(xiàn)。由此也可減少燃 料消耗，并減少內(nèi)燃機的排放。震凝是非牛頓學(xué)說的流體的特性，按剪應(yīng)力示出了更高的粘性。震凝跟時間有很 大關(guān)系，并且意味著在剪應(yīng)力保持不變的情況下粘性隨著時間而增加。這種行為與膨脹 (Dilatanz)有緊密關(guān)系，其中粘性只有在剪切時更高。與震凝相比，膨脹的特征在于，它跟 時間沒有關(guān)系，而只跟剪應(yīng)力有關(guān)。施加的剪應(yīng)力越大，則流體就表現(xiàn)更粘或更堅固。3
例如在文獻(xiàn)DE 30 25 562 Al和EP 01 74 566 Bl中，描述了膨脹的共聚物分散 液的制造和基本功能。此處要使用的流體例如由兩種成份構(gòu)成，即油性的基本流體(自緊油)與具有顆 粒結(jié)構(gòu)如石英砂或類似物質(zhì)的介質(zhì)混合在一起。


由從屬權(quán)利要求和下面的描述中得出了本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案。借助附圖詳細(xì) 地闡述了本發(fā)明的實施例，但并不局限在此實施例中。其中圖1示出了噴嘴的橫截面。
具體實施例方式圖1示出了噴嘴1的橫截面，其中噴嘴1由噴嘴主體2提供，在此噴嘴主體2中設(shè) 置有凹口，即燃料輸入口 3、盲孔區(qū)域4和噴射孔5，基中在燃料輸入口 3和盲孔區(qū)域4之間 設(shè)置有所謂的針閥座6。在本發(fā)明的意義中建議，這種噴嘴1通過以下方式來加工，S卩，將噴嘴1的用來引 導(dǎo)燃料的凹口 3、4、5和6用震凝或膨脹流體填充，并且用自緊壓力對所述流體進(jìn)行加載，從 而在噴嘴1的凹口 3至6中構(gòu)建起這樣的內(nèi)壓，以致于噴嘴1的疲勞強度得以提高。自緊壓力在此這樣測定，在噴嘴的材料中，即在噴嘴主體2的材料中構(gòu)成在 材料的屈服極限之上并在該材料的抗拉強度之下的應(yīng)力。自緊壓力在此還這樣測定， 即，噴嘴在用來引導(dǎo)燃料的凹口 3至6的區(qū)域中至少分段地塑性變形并因此局部地塑 化加工，從而在降低自緊壓力之后，在塑性變形或塑化加工的部段中保留固有壓應(yīng)力 (Druckeigenspannung)。在由于壓力的緣故而使得運行負(fù)載增大時，固有壓應(yīng)力實現(xiàn)了平 均應(yīng)力的降低，并因此提高了噴嘴1的疲勞強度。相應(yīng)地本發(fā)明還基于這樣的理念，S卩，在充分利用具有震凝或膨脹特性的流體的 情況下提高噴嘴1的疲勞強度。隨著流體微粒的剪應(yīng)力的上升，具有震凝或膨脹特性的流 體具有提高的粘性，其中對于震凝流體來說粘性的提高與剪應(yīng)力的持續(xù)時間有關(guān)。在噴嘴1 中，最窄的流動橫截面位于噴射孔5的區(qū)域內(nèi)，因此在自緊壓力作用在噴射孔5中時，震凝 或膨脹流體的粘性上升得最多。在流動方向上看，在噴射孔5的最窄流動橫截面的上游即 至少在燃料輸入口 3、盲孔區(qū)域4以及針閥座6的范圍內(nèi)，噴嘴在其位于內(nèi)部的凹口 3至6 的區(qū)域中至少局部或分段地塑性變形。在噴嘴的外部區(qū)域中，不需要單獨地密封噴射孔5。如上面已經(jīng)描述的一樣，震凝或膨脹流體包含顆粒狀的成份，所述成份在出現(xiàn)足 夠的剪應(yīng)力時相互阻礙，并因此引起粘性的提高。在顆料具有相應(yīng)硬度的情況下，顆粒狀的 成份可在鋼材構(gòu)件的環(huán)流中起研磨的作用。因此這種流體還可額外地用于噴嘴的噴射孔的 液蝕的(hydroerosiv)倒圓(HE-倒圓)的處理方法。因此，這兩種方法(噴嘴的HE-倒圓 和自緊)可統(tǒng)一成一個工作步驟。所述處理方法這樣來實施，即，使流體首先以較小的壓力 流過噴嘴并且侵蝕性地加工噴射孔入口。在剪應(yīng)力相對較小時，震凝或膨脹特性不會出現(xiàn) 在噴射孔中。然后提高壓力(流體以此壓力通過噴嘴泵出)，因此流體會出現(xiàn)震凝或膨脹行 為，并且通過噴射孔的通流會停頓下來。然后，此壓力又被進(jìn)一步提高至自緊壓力。附圖標(biāo)記清單
1噴嘴2噴嘴主體3燃料輸入口4盲孔區(qū)域5噴射孔6針閥座。
權(quán)利要求
1.用于加工噴嘴的方法，其特征在于，將所述噴嘴的用來引導(dǎo)燃料的凹口用震凝流體 或膨脹流體填充，并且用自緊壓力對所述流體進(jìn)行加載，從而在所述噴嘴的凹口中構(gòu)建起 這樣的內(nèi)壓，以致于所述噴嘴的疲勞強度得以提高。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如此測定所述自緊壓力，以致于在所述噴嘴 的材料中構(gòu)成在材料的屈服極限之上并在材料的抗拉強度之下的應(yīng)力。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此測定所述自緊壓力，以致于所述噴 嘴在用來引導(dǎo)燃料的凹口的區(qū)域中至少分段地塑性變形，并且在降低所述自緊壓力之后， 在塑性變形的部段中保留固有壓應(yīng)力。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項所述的方法的用途，其中所述方法被用于對以重油運行 的輪船柴油內(nèi)燃機的噴嘴進(jìn)行加工。
5.按權(quán)利要求4所述的方法的用途，其特征在于，震凝或膨脹流體除了用于提高所述 噴嘴的疲勞強度以外還用于以如下的方式將所述噴嘴的噴射孔液蝕地倒圓，即，將所述流 體首先以較小的壓力泵進(jìn)噴嘴中，并在侵蝕地加工了所述噴射孔之后將用于所述流體的通 流的壓力提高至自緊壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加工噴嘴的方法，其中將噴嘴的用來引導(dǎo)燃料的凹口用震凝流體或膨脹流體填充，其中用自緊壓力對此流體進(jìn)行加載，從而在噴嘴的凹口中構(gòu)建起這樣的內(nèi)壓，以致于噴嘴的疲勞強度得以提高。
文檔編號C21D7/12GK102051459SQ20101053732
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者H·哈伯蘭, S·克恩, W·瓦格納 申請人:曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司