[发明专利]共轨喷油器平面密封性评价用粗糙度参数的选定方法

说明书

本发明公开了共轨喷油器平面密封性评价用粗糙度参数的选定方法，包括对喷油器关键零部件高压密封表面的粗糙度检测结果进行数据处理，在水平截面高度上作一条平行于X轴的截断线，使得其支承长度率达到满足高压密封性要求的接触率大小，求取截断线与在其上方的粗糙度轮廓曲线围成的封闭区域的个数及其对应图形的面积，将各个封闭图形的平均高度作为评价密封面“粗糙”程度的表征值。本发明基于渗流理论，将发生渗流转变的临界概率应用在平面密封领域，与现有粗糙度评价方法完全不同，所得参数可以反映共轨喷油器密封端面的密封性能优劣。采用本发明提供的评定方法对喷油器密封表面进行质量控制，能使喷油器在密封端面产生泄漏的风险降低。

技术领域

本发明涉及内燃机燃油喷射系统领域，尤其是密封表面形貌评价领域，特别是一种共轨喷油器平面密封性评价用粗糙度参数的选定方法。

背景技术

对于共轨喷油器产品，我们总希望用比较恰当的表面特征参数去评价其密封性能。

现有公开的一些对粗糙度定量的评定方法，大多基于数理统计规律建立关系，且使用的评价指标各不相同，所提粗糙度参数缺乏与表面功能(如密封性、接触刚度、耐磨性等)之间的对应关系，缺乏必要的理论基础。近年来，有观点认为机加工表面具有分形的基本特征，很多学者纷纷采用分形几何这一数学工具对其进行研究，但在确定分形维数计算方法上却未达成共识。常用于计算分形维数的方法主要有盒子法、尺码法、协方差法、结构函数法、R/S分析法、差分法、功率谱法及小波变换法。有学者对上述几种方法进行了比较，除小波变换法之外，其余几种计算方法所得分形维数与理论值均存在至少5％以上误差，且对于不同大小分形维数的适应性不强。小波变换法在具体操作时人为的操作因素对计算结果会产生波动，采用小波变换法求取分形维数的一致性不高。

目前，只能依赖于国家标准中规定的粗糙度参数来评价密封性，通常还是简单地采用Ra参数来表征密封表面的“粗糙度”。容易找到，粗糙度轮廓差距甚远密封性能完全不同而Ra值却相同的粗糙度曲线。尽管知道Ra参数存在局限性，不能与密封性的好坏直接对应，但却困扰于提不出一个新的更具说服力的评价参数或方法来替代Ra。工程应用中，尚缺乏一种准确反映高压密封表面质量的粗糙度评定方法。

本发明专利在确定粗糙度评定方法之前，采用渗流理论对机械结构表面的密封机理进行了研究，得出了接触率与密封之间的关系。按照八连通渗流理论，理论临界接触率为40.7％，也就是说，对于大系统尺度网络，符合随机分布的粗糙表面，接触率达到40.7％以上时即能实现密封。值得指出的是，在工程上实际应用时，由于有限尺度下，一些小概率事件发生的偶然性增加，对于不同的密封面结构，如泄漏长度尺度大于密封宽度尺度时，可以增加接触率确保满足密封要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种共轨喷油器平面密封性评价用粗糙度参数的选定方法，该共轨喷油器平面密封性评价用粗糙度参数的选定方法基于渗流原理对平面密封结构的密封机理进行了理论研究，将渗流转变临界概率模型应用于平面密封接触领域，得到了密封性与接触率之间的关系。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种共轨喷油器平面密封性评价用粗糙度参数的选定方法，包括如下步骤。

步骤1，选取粗糙度轮廓数据：在共轨喷油器待评价密封表面上，选择一段长度为L的密封端面作为取样长度；使用粗糙度检测设备沿取样长度方向进行粗糙度检测，并采用轮廓法滤波后，获得N个Z方向上的点云数据，即为粗糙度轮廓数据。

步骤2，形成粗糙度轮廓曲线：将取样长度方向作为X轴，将步骤1中获得的N个Z方向上的点云数据绘制在X-Z坐标系中，并将N个Z方向上的点云数据按顺序依次连接，即形成粗糙度轮廓曲线。

步骤3，绘制截断线：在水平截面高度Z＝a位置作一条平行于X轴的截断线，使得支承长度率Rmr(a)与接触率δ相等，即Rmr(a)＝δ；其中，接触率δ满足高压密封性要求，接触率δ取值范围为30％～80％。