一种用于增加预燃室元件的疲劳强度的自增强装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种增加预燃室元件(50)的疲劳强度的自增强装置(10)和方法。该装置(10)包括可压紧地附接在一起以形成其中具有基本上封闭的空间(22、32)的主体(203)的至少两个主体部分(20、30)，其中，所述封闭的空间(22、31)的形状和尺寸被选择成使得当通过将至少两个主体部分(20、30)压紧地附接在一起来封闭所述预燃室元件(50)时，所述预燃室元件(50)能够被牢固且不可移动地布置在所述主体(203)内，并且其中所述主体(203)设置有通向所述空间(22、31)的至少一个导管(35)，所述导管被布置为可与流体源(40)连接，使得当被主体(203)封闭时，来自流体源的不可压缩的流体可以被布置成向预燃室元件(50)的内表面施加压力，以引起塑性变形，增加所述预燃室元件(50)的内表面层的疲劳强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于增加预燃室元件的疲劳强度的自增强装置和方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于增加预燃室元件的疲劳强度的自增强装置(autofrettageapparatus)。本专利技术还涉及一种通过自增强装置增加预燃室元件的疲劳强度的方法。
技术介绍
内燃机可以设置有预燃室以便于气缸中的点火、燃烧效率和整个燃烧过程。显然，由于在预燃室的设计、材料性能和结构中设定很高标准的压力水平和温度水平的快速变化，预燃室在苛刻的条件下工作。一般来说，预燃室中的诸如喷嘴和喷嘴开口的钻孔边缘等可能具有可以引起发动机中的损坏或不期望的工作情况的起裂或开裂的趋势。在开裂发生的情况中，预燃室元件需要被替换以维持足够的工作条件。自增强处理已经用于金属制品以增加其耐久性和抗应力腐蚀开裂性。在自增强处理中，液压流体在非常高的压力下被引导到工件的钻孔或类似空间中以产生钻孔等的内壁中的材料内应力。因此，在自增强处理中，内表面层被塑性变形且外表面受到弹性变形。更具体地，塑性变形是不可逆的过程，而弹性变形是可逆过程。在自增强处理中，工件的内表面层被拉伸超过弹性极限，使得一旦压力被释放，内表面层不会恢复至其原始形状。工件的外表面层也被拉伸但未超过其弹性极限，意味着一旦压力被释放，外表面恢复至其原始形状。因此，自增强处理增加了工件的疲劳强度，更具体地，增加受到塑性变形的工件的内表面层的疲劳强度。文献WO2011070063A1公开了一种用于工件的预应力处理的装置，其中，该装置包括具有内表面且用于容纳工件的周向闭合的壳体，至少一个密封元件用于闭合工件的孔，并且供给单元用于将自增强介质输送到工件的内部空间中。文献US2011126393A1公开了一种用于加强燃料喷射器喷嘴尖端的自增强过程。该过程包括以下步骤：对喷嘴尖端的内部体积施加真空，并且在每个喷嘴出口上方抽吸插塞。通过按压喷嘴尖端和夹具部件之间的插塞来堵塞喷嘴出口。然后，通过用自增强液体对内部体积进行加压来至少部分地自增强喷嘴尖端。然后，从喷嘴移除插塞。文献EP2320064B1涉及一种加工喷嘴的方法。该方法包括以下步骤：用震凝流体或膨胀流体填充用于流体管道的喷射器的凹口并且然后受到自增强压力，从而在喷射器的凹口中建立内部压力以增加喷射器的持久强度。本专利技术的一个目的是提供一种自增强装置，其中，与现有技术方案相比，其性能得到显著改善。
技术实现思路
本专利技术的目的通过一种用于增加预燃室元件的疲劳强度的装置来实现。本专利技术的特征在于，所述装置包括：至少两个主体部分，所述至少两个主体部分能压紧地附接在一起以形成其中具有基本上封闭的空间的主体，并且其中，封闭的所述空间的形状和尺寸被选择成使得当通过将所述至少两个主体部分压紧地附接在一起来封闭所述预燃室元件时所述预燃室元件能被牢固且不能移动地布置在所述主体内，并且其中，所述主体设置有通向所述空间的至少一个流体导管，所述导管被布置成能与流体源连接，使得来自所述流体源的不可压缩流体能被布置为当被所述主体封闭时向所述预燃室元件的内表面施加压力，以引起塑性变形，增加所述预燃室元件的内表面层的疲劳强度。这提供了一种性能得到显著改善的自增强装置。特别地，所述主体在自增强处理期间用作安全装置并且防止所述预燃室元件发生损坏。所述主体在自增强处理期间提高安全性。有利地，自增强处理将在所述预燃室元件的内表面上引起超过250MPa的压缩应力，从而有助于大幅增加耐久性并且从而防止裂纹的产生和扩展。具体地，选择所述封闭的空间的尺寸，以使在自增强处理期间防止所述预燃室元件的外表面在内压下膨胀。有利地，所述预燃室元件被所述主体完全地封闭。根据本专利技术的实施方式，所述第一主体部分和所述第二主体部分设置有彼此之间提供压紧附接的配合对应表面。有利地，可以通过仅使用两个主体部分来封闭所述预燃室元件，这简化了基本上仅具有几个部分的总体结构。更有利地，所述主体的外部形状优选为立方体、矩形棱柱体等。根据本专利技术的一个实施方式，通过泵施加压力。根据本专利技术的另一个实施方式，通过向所述密封空间内引入的体积位移销施加压力。根据本专利技术的一个实施方式，至少一个主体部分设置有与所述配合表面相关联的密封件以将至少两个主体部分压紧地密封在一起。在两个主体部分之间优选地布置至少一个密封件等。有利地，当所述主体由两个主体部分形成时，所述密封件被布置在第二主体部分中，并且当所述第一主体部分和所述第二主体部分附接在一起时，所述密封件将与所述第一主体部分的表面接触。这将提供一种压紧紧固结构。根据本专利技术的一个实施方式，所述密封件可以布置到所述第二主体部分中，以使得当所述第一主体部分和所述第二主体部分附接在一起时，所述密封件将与所述预燃室元件接触，从而防止自增强处理期间发生泄漏。根据本专利技术的一个实施方式，所述第二主体部分设置有至少两个密封构件。可以布置第一密封件，使得当所述第一主体部分和所述第二主体部分附接在一起时，所述密封件接触所述第一主体部分的表面，并且第二密封件可以被布置到所述第二主体部分中，使得当所述第一主体部分和所述第二主体部分附接在一起时，所述第二密封件将接触所述预燃室元件，从而防止在自增强处理期间发生泄漏。所述第二密封件可以布置在所述第二主体部分中的所述不可压缩流体被引入的所述开口附近。根据本专利技术的一个实施方式，所述主体的材料是结构钢。换言之，形成所述主体的每个所述主体部分是结构钢。根据本专利技术的一个实施方式，选择所述封闭的空间的尺寸和形状，使得当将所述至少两个主体部分压紧地附接在一起时，所述预燃室元件的外表面可布置成牢固接触并且不可移动地抵靠所述主体内的所述空间的内表面。有利地，所述预燃室元件是预燃室的下部，其中所述预燃室的下部可布置在发动机的燃烧室中。因此，根据本专利技术的一个实施方式，选择所述封闭的空间的尺寸和形状，使得当将所述至少两个主体部分压紧地附接在一起时，作为预燃室的下部的所述预燃室元件，在实际情况中，可被牢固地且不可移动地布置在所述主体内。因此，所述自增强装置旨在增加所述预燃室的下部的内表面的疲劳强度。也就是说，所述预燃室的下部在可能导致预燃室的下部损坏和裂纹发生等苛刻的环境中工作。根据本专利技术的一个实施方式，所述主体部分通过螺栓等紧固装置附接在一起。有利地，当所述主体基本上是立方体或矩形棱柱体时，所述螺栓等可以布置在所述主体部分的角部附近。当将两个矩形棱柱体或立方体部分附接在一起以形成所述主体时，四个螺栓可以设置在每个角部处，以将所述主体部分压紧地密封在一起。所述第一主体部分和所述第二主体部分设置有与所述螺栓等相对应的螺纹。紧固装置的数量可以根据应用而变化。使用螺栓和螺母将所述主体部分紧固在一起也是可能的，这意味着所述螺栓将穿过所述主体部分。根据一个实施方式，所述主体部分设置有能够用螺栓和螺母附接在一起的凸缘。根据本专利技术的一个实施方式，所述主体部分设置有螺纹，使得所述主体部分可以被压紧地拧在一起。在两个主体部分的情况下，所述第一主体部分中的螺纹将对应于所述第二主体部分中的螺纹，使得所述第一主体部分和所述第二主体部分可以压紧地拧在一起。这将减少部件的数量，如螺栓的数量。在该实施方式中，所述第一主体部分在螺纹结构的区域中具有圆形外部尺寸，并且所述第二主体部分具有圆形内表面，其螺纹对应于所述第一主体部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增加供内燃活塞发动机用的预燃室元件(50)的疲劳强度的自增强装置(10)，其特征在于，所述自增强装置(10)包括：至少两个主体部分(20、30)，所述至少两个主体部分能压紧地附接在一起以形成其中具有基本上封闭的空间(22、31)的主体(203)，并且其中，封闭的所述空间(22、31)的形状和尺寸被选择成使得当通过将所述至少两个主体部分(20、30)压紧地附接在一起来封闭所述预燃室元件(50)时所述预燃室元件(50)能被牢固且不能移动地布置在所述主体(203)内，并且其中，所述主体(203)设置有通向所述空间(22、31)的至少一个流体导管(35)，并且所述导管被布置成能与不可压缩流体源(40)连接，使得所述流体能被布置为当被所述主体(203)封闭时向所述预燃室元件(50)的内表面施加压力，以引起塑性变形，增加所述预燃室元件(50)的内表面层的疲劳强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.17 FI 201461091.一种用于增加供内燃活塞发动机用的预燃室元件(50)的疲劳强度的自增强装置(10)，其特征在于，所述自增强装置(10)包括：至少两个主体部分(20、30)，所述至少两个主体部分能压紧地附接在一起以形成其中具有基本上封闭的空间(22、31)的主体(203)，并且其中，封闭的所述空间(22、31)的形状和尺寸被选择成使得当通过将所述至少两个主体部分(20、30)压紧地附接在一起来封闭所述预燃室元件(50)时所述预燃室元件(50)能被牢固且不能移动地布置在所述主体(203)内，并且其中，所述主体(203)设置有通向所述空间(22、31)的至少一个流体导管(35)，并且所述导管被布置成能与不可压缩流体源(40)连接，使得所述流体能被布置为当被所述主体(203)封闭时向所述预燃室元件(50)的内表面施加压力，以引起塑性变形，增加所述预燃室元件(50)的内表面层的疲劳强度。2.根据权利要求1所述的自增强装置，其特征在于，所述第一主体部分(20)和所述第二主体部分(30)设置有提供彼此之间的压紧附接的配合对应表面。3.根据前述权利要求1至2中任一项所述的自增强装置，其特征在于，至少一个主体部分(20、30)设置有与所述配合表面相关联的密封件(36)以将至少两个主体部分(20、30)压紧地密封在一起。4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的自增强装置，其特征在于，所述封闭的空间(20、31)的所述尺寸和所述形状被选择成符合将被所述自增强装置处理的所述预燃室元件的形状和尺寸，使得当...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·弗龙德柳斯，J·康诺，
申请(专利权)人：瓦锡兰芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI