一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验工具及校验方法与流程

本发明属喷嘴试验设备校验技术，具体涉及一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验工具及校验方法。

背景技术：

燃油喷嘴的特性包括流量、喷雾锥角等。喷雾锥角的大小影响燃油在火焰筒内部燃烧效果。所以需要对喷雾锥角大小进行检测，判定。喷雾锥角检测目前常采用的方法为探针法——即在喷口后的某个轴向位置(H由喷嘴设计者确定)，参照图1，在试验设备上利用齿轮齿条机构原理，并通过可调节高度的螺纹连接机构，设置两个以喷口轴线对称，并可沿水平方向可以移动的指针(探针)机构，(具体为：试验设备上安装有箱体，箱体与试验设备螺纹连接，且箱体与试验设备之间设置有用于箱体高度的垫片，箱体中设置用于驱动探针机构水平移动的齿轮齿条传动机构和用于限制齿条移动路径的导轨，探针机构设置在齿条前端)；探针尾部设置两个可实现联动百分表；测量喷雾锥角时，移动探针，与探针联动的百分表指针也会转动，当探针与喷雾接触时，读取百分表读数，这时百分表读数相当于探针移动距离；在已知探针与喷口距离H和探针移动距离L条件下，利用反正切三角函数α/2＝arctg(L/H)就可以算出喷雾锥角大小。

探针机构与喷嘴均以试验设备基准面作为定位基准，探针机构通过可调节高度的螺纹连接机构安装在设备上，与试验设备基准面距为P，喷嘴通过工装也装配在设备上，通过工装控制喷口端面与试验设备基准面距离W，保证W＝P-H，从而保证尺寸H。

探针机构一般为悬臂梁结构，因此使用较长时间后，会出现变形情况，所以需要定期对探针的对中性和高低状态进行校验。原校验探针采用圆柱棒检查对中性，用平尺贴合探针再用卡尺或深度尺结合检查探针距试验设备基准距离，需要进行两次，操作繁琐，检测结果不直观。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验工具及校验方法，采用本装置及校验方法，不需要额外的装置，就可对探针的对中性和高低状态进行校验，结构简单，操作方便。

为达到上述目的，本发明所述一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验工具包括校验芯棒，所述校验芯棒为多阶台阶轴，包括大轴，大轴下端为下端小轴，下端小轴距大轴下端面距离h处开设有两个凹槽，h＝P，P为探针下端面与试验设备基准面之间的距离，凹槽上壁的高度不高于探针在竖直方向的高度上限，下壁的高度不低于探针在竖直方向的高度下限，所述凹槽相对于下端小轴的中心轴对称设置。

进一步的，所述大轴上端设置有上端小轴。

进一步的，所述上端小轴设置有防滑滚花。

进一步的，还包括与校验芯棒间隙配合的定位座，所述定位座为台阶空心轴结构，所述定位座包括同轴的定位座大轴和定位座小轴，定位座大轴用于限制定位座的轴向移动，定位座的中心开设有用于与校验芯棒的下端小轴间隙配合的圆形内孔，圆形内孔贯穿定位座大轴和定位座小轴，h＝P+δ，δ为定位座大轴的厚度。

进一步的，所述圆形内孔用于与校验芯棒的径向配合间隙为0.01mm～0.05mm。

一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验方法，包括以下步骤：

1)将两个探针尾部分别与百分表连接，并向背离彼此的方向移动，防止其与校验芯棒相互干涉；

2)将定位座小轴插入试验设备的定位孔中，并使定位座的定位座大轴的下端面与试验设备基准面紧密贴合；

3)将校验芯棒插入定位座的圆形内孔，使所述大轴下端面与定位座的定位座大轴的上端面平面贴合，将两个凹槽旋转至前后方向，使凹槽与探针呈垂直方向放置；

4)将探针向两侧移动；

5)旋转校验芯棒，使凹槽的位置与探针相对，且凹槽的底面中心与探针针尖正对；

6)将两个探针向逐渐向验芯棒移动，若探针头部可以无阻碍进入凹槽，则探针位置合格；

7)若探针头部有阻碍或无法进入凹槽，则需重新调整探针高低位置然后重复步骤1)～6)即可完成喷雾探针的校验。

进一步的，在步骤4)之前，将两个与探针连接的百分表的读数调整一致，具体操作方法为，将两个探针相向移动，使之轻触校验芯棒，观察与探针联动的两个百分表读数是否相同，若不相同，调整百分表指针，使两个百分表的读数相等。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，本发明通过在校验芯棒上设置凹槽，以探针是否能插入凹槽来确定探针的位置是否符合要求，结构简单，操作方便，校验结果直观。

大轴上端设置有上端小轴，进行校验时，方便拿取校验芯棒。

上端小轴设置有防滑滚花，有效避免在拿起校验芯棒时因上端小轴表面摩擦力小，导致的不慎掉落现象。

还包括与校验芯棒间隙配合的定位座，定位座为台阶空心轴结构，定位座包括同轴的定位座大轴和定位座小轴，定位座大轴用于限制定位座的轴向移动，定位座的中心开设有用于与校验芯棒的下端小轴间隙配合的圆形内孔，圆形内孔贯穿定位座大轴和定位座小轴，h＝P+δ，δ为定位座大轴的厚度，增加一个定位座，可以根据探针位置的上下限，选择不同厚度的定位座，这样，校验不同位置要求的探针时，只需要更换合适的定位座即可，不需要再制作校验芯棒，大大节约了生产成本。

圆形内孔用于与校验芯棒的配合径向间隙为0.01mm～0.05mm，便于校验芯棒2取放，且在精度允许要求范围内不影响探针对中心对称性精度。

附图说明

图1为探针法检测喷雾角度示意图；

图2为实施例1的校验状态示意图；

图3为实施例2的校验状态示意图；

图4为实施例2的定位座结构示意图；

图5为实施例2的校验芯棒结构示意图。

附图中：1、定位座，11、定位座大轴，12、定位座小轴，13、圆形内孔，111、定位座大轴的下端面，112、定位座大轴的上端面，2、校验芯棒，21、上端小轴，22、大轴，221、大轴下端面，23、下端小轴，231、下端小轴外圆，24、凹槽，3、探针，4、试验设备基准面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

参照图2，一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验工具包括校验芯棒2，校验芯棒2为二阶台阶轴，包括大轴22，大轴22下端为下端小轴23，下端小轴23距大轴下端面221距离h处开设有两个凹槽24，h＝P，P为探针下端面与试验设备基准面4之间的距离，凹槽24上壁的高度不高于探针在竖直方向的高度上限，下壁的高度不低于探针在竖直方向的高度下限，所述凹槽24相对于下端小轴23的中心轴对称设置，进行校验时，将校验芯棒2插入实验设备的定位孔中，校验前，探针位于校验芯棒的下端小轴23的两侧，结构简单，操作方便。

使用上述装置进行喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验方法，包括以下步骤：

1)将两个探针的尾部分别与百分表连接，并向背离彼此的方向移动，防止其与校验芯棒2相互干涉；

2)将校验芯棒2插入试验设备的定位孔中，并使校验芯棒2的大轴的下端面221与试验设备基准面4紧密贴合，将两个凹槽旋转至前后方向，使凹槽24与探针呈垂直方向放置；

3)将两个探针相向移动，使之轻触校验芯棒2，观察与探针联动的两个百分表读数是否相同，若不相同，调整百分表指针，使两个百分表的读数相等，具体操作方法为，将两个探针相向移动，使之轻触校验芯棒2，观察与探针联动的两个百分表读数是否相同，若不相同，调整百分表指针，使两个百分表的读数相等。

4)将探针向两侧移动；

5)旋转校验芯棒2，使凹槽24的位置与探针相对，且凹槽24的底面中心与探针针尖正对；

6)将两个探针向逐渐向验芯棒2移动，若探针头部可以无阻碍进入凹槽24，则探针位置合格；

7)若探针头部有阻碍或无法进入凹槽24，则需重新调整探针高低位置然后重复步骤1)～6)即可完成喷雾探针的校验。

实施例2

参照图3，一种喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验工具包括间隙配合的定位座1和校验芯棒2，进行校验时，将定位座1插入实验设备的定位孔中，然后将校验芯棒2插入定位座1的圆形内孔13中进行校验，校验前，探针位于校验芯棒的下端小轴23的两侧。

参照图4，定位座1为台阶空心轴结构，包括同轴的定位座大轴11和定位座小轴12，定位座大轴11用于限制定位座1的轴向移动，定位座大轴11的厚度为δ，定位座1的中心开设有用于与校验芯棒2的下端小轴23间隙配合的圆形内孔13，圆形内孔13贯穿定位座大轴11和定位座小轴12，增加一个定位座，可以根据探针位置的上下限，选择不同厚度的定位座，这样，校验不同位置要求的探针时，只需要更换合适的定位座即可，不需要再制作校验芯棒，大大节约了生产成本，其下端面111与喷嘴试验设备基准面4贴合，定位座小轴12与喷嘴试验设备的定位孔间隙配合，配合径向间隙为0.02mm～0.05mm；定位座1的中心开设有圆形内孔13，圆形内孔13贯穿定位座大轴11和定位座小轴12，该圆形内孔13用于与校验芯棒配合，配合径向间隙为0.01mm～0.05mm，便于校验芯棒2取放，且在精度允许要求范围内不影响探针对中心对称性精度。

参照图5，校验芯棒2为三阶阶梯轴结构，其最上端为上端小轴21，中部为大轴22，最下端为下端小轴23，上端小轴21、中部为大轴22和下端小轴23固定连接在一起，设置有上端小轴21，便于在进行校验时，方便拿取校验芯棒2，上端小轴21加工有滚花，便于用手握持，有效避免在拿起校验芯棒时因上端小轴表面摩擦力小，导致的不慎掉落现象，校验芯棒2的大轴22用于限制校验芯棒2的上下移动，大轴22下侧端面221与定位座大轴11上端面112平面贴合，下端小轴的外圆231与定位座1圆形内孔13配合，配合径向间隙为0.01mm～0.05mm，下端小轴23外侧面距大轴22下侧端面221距离h处开设有两个凹槽24，所述凹槽相对于下端小轴23的中心轴对称设置，h＝P+δ，P为探针下端面与试验设备基准面4距之间的距离，δ为定位座大轴11的厚度，凹槽24的宽度为0.5mm(宽度根据对探针所允许的前后位置确定)，凹槽24上壁的高度不高于探针在竖直方向的高度上限，下壁的高度不低于探针在竖直方向的高度下限，所述凹槽24相对于下端小轴23的中心轴对称设置，若探针的高度复合要求，则当探针逐渐移动至校验芯棒2后，探针针尖应可以无障碍的插入凹槽24中。

某型燃油喷嘴要求在距离该喷嘴喷口12mm处测量喷嘴雾化角度，该喷嘴试验设备采用了探针法检测雾化角度，为了保证雾化角度检测正确性，需要定期对探针机构进行校验，其参数如下：

将探针安装在试验设备上，探针下端面与试验设备基准面4距为22mm，喷口端面与试验设备基准面4距离10mm，设备定位孔直径为

定位座大轴11直径为Φ40，台阶厚度δ为5±0.01mm，定位座大轴的下端面111与试验设备基准4面贴合，定位座小轴12的直径为与喷嘴试验设备定位孔径向配合间隙为0.01mm～0.045mm；圆形内孔13直径为与校验芯棒的下端小轴外圆231(直径为)配合，径向配合间隙为0.015mm～0.04mm。

校验芯棒2的小轴21，直径为Φ10，大轴22直径Φ30，大轴下端面221与定位座大轴11上端面112平面贴合，下端小轴外圆231直径为与定位座圆形内孔13(直径为)间隙配合，径向配合间隙0.015mm～0.04mm；下端小轴23距大轴22下侧端面221距离h处加工有两对称凹槽24，h＝P+δ＝22+5＝27mm，槽宽为0.5mm，凹槽24上沿为探针位置的上限，凹槽24下沿为探针位置的下限。

使用上述装置进行喷嘴喷雾角度检测用探针位置的校验方法，包括以下步骤：

1)将两个探针的尾部分别与百分表连接，并向背离彼此的方向移动，防止其与校验芯棒2相互干涉；

2)将定位座小轴12插入试验设备的定位孔中，并使定位座1的定位座大轴的下端面111与试验设备基准面4紧密贴合；

3)将校验芯棒2插入定位座1的圆形内孔13，使所述大轴22下侧端面221与定位座1的定位座大轴的上端面112平面贴合，将两个凹槽旋转至前后方向，使凹槽24与探针呈垂直方向放置；

4)将两个探针相向移动，使之轻触校验芯棒2，观察与探针联动的两个百分表读数是否相同，若不相同，调整百分表指针，使两个百分表的读数相等。

5)将探针向两侧移动；

6)旋转校验芯棒2，使凹槽24的位置与探针相对，且凹槽24的底面中心与探针针尖正对；

7)将两个探针向逐渐向验芯棒2移动，若探针头部可以无阻碍进入凹槽24，则探针位置合格；

8)若探针头部有阻碍或无法进入凹槽24，则需重新调整探针高低位置然后重复步骤1)～7)即可完成喷雾探针的校验。