CN102958616B - 利用脉冲射流为热喷涂层制备气缸孔表面的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种利用脉冲射流对气缸孔的表面进行预加工的设备和方法，需要：利用信号发生器产生具有频率f的信号；施加该信号以产生通过喷嘴的出射喷口的脉冲射流，该喷嘴具有出射喷口直径d和长度L。脉冲射流将表面制备成在预定的表面粗糙度范围内。该表面粗糙度通过选择操作参数来确定，所述操作参数包括：间隙距离SD、喷嘴的横向速度VTR、水压P、水流率Q、直径长度比L/d、信号的频率f和振幅A。

Description

利用脉冲射流为热喷涂层制备气缸孔表面的方法和设备
相关申请的交叉引用
这是关于本发明而提交的第一次申请。
技术领域
本发明一般涉及脉冲射流，尤其涉及利用脉冲射流的表面制备，更具体地涉及利用脉冲射流的发动机气缸孔表面制备。
背景技术
气缸孔的热喷涂层需要制备孔表面以接受涂层，其中孔的表面必须无污染和氧化物，以及具有期望的表面粗糙度范围，以便确保涂层粘附至孔表面。通常使用两种表面制备的方法：喷丸清理和高压射流。其他的方法包括：利用磨研铰刀、钻尖和燕尾刀进行的机械粗加工。
喷丸清理使用了硬研磨剂，例如氧化铝或冷硬铸铁颗粒，硬研磨剂以足以冲蚀表面的速度被引导到衬底处。表面制备的该方法遭受将一些喷丸介质俘获到衬底表面中从而将污染物引入到涂层系统中的可能性，并且还可能不利地影响涂层在涂覆之后的研磨或珩磨。另外，喷丸清理可导致以高速从衬底弹开的喷丸颗粒穿透密封件和机械装备。喷丸清理过去几十年已用于工业，以便为热喷涂层制备表面，并且仍然是最普遍的方法。
高压射流（HPWJ），也被称为连续流射流，使用了以大约50,000psi压力从喷嘴喷射的水流来冲蚀表面。该方法能量消耗量非常大，并且在以非常高的压力进行操作的情况下还有安全问题。HPWJ在过去的20年中不断地发展着。
例如，在美国专利4,787,178（Morgan等）、4,966,059（Landeck）、6,533,640（Nopwaskey等）、5,584,016（Varghese等）、5,778,713（Butler等）、6,021,699（Caspar）、6,126,524（Shepherd）和6,220,529（Xu）中已知用于切割和清洁的连续流高压射流系统的示例。在欧专专利申请EP0810038（Munoz）和EP0983827（Zumstein）、以及在美国专利申请公布2002/0109017（Rogers等）、2002/0124868（Rice等）和2002/0173220（Lewin等）中可以找到更多的示例。
前述内容中作为示例的连续流射流技术遭受到致使连续流射流系统昂贵并且笨重的某些缺陷。正如本领域的技术人员已意识到地，连续流射流装备必须被稳健（或鲁棒）地设计，以便经得起有关的非常高的水压。因此，喷嘴、水管线和配件都庞大、沉重并且昂贵。为了输送超高压的射流，需要昂贵的超高压水泵，这进一步在下述方面中增加了成本：这种泵的资金成本、与运转这种泵相关联的能耗成本、以及维护成本。
响应于连续流射流的缺点，研制了超声脉冲喷嘴，以便以不连续的离散包或“子弹”来输送经高频调制的水。在美国专利5,134,347（Vijay）中详细描述并图示了该超声喷嘴，该美国专利公开了将来自超声发生器的超声振荡转换成能够在射流穿过喷嘴时向射流施加每秒数千脉冲的超高频机械振动。这些射流脉冲将水的击打压力施加在要切割或清洁的表面上。每一次将水的击打压力施加在目标表面上，该微型水弹的快速轰击增强了射流的冲蚀能力。该超声脉冲喷嘴能够比现有技术的连续流射流更有效地进行切割或清洁。
理论上，撞击目标表面的冲蚀压力为驻点压力或者1-ρv2，其中ρ表示水的密度，而v表示水撞击目标表面时的冲击速度。相反，由于水的击打现象的缘故而升高的压力为ρcv，其中c表示水中的声速，其近似为1524m/s。
通过使射流脉冲化来获得的冲击压力的理论放大率为2c/v。即使忽略空气阻力并且将冲击速度假定为大约1500英尺/秒的流体排出速度（或近似465m/s），则冲击压力的放大率大约为6至7。当考虑空气阻力时，假定大约300m/s的冲击速度，则理论放大率为十倍。
在实践中，由于摩擦损失及其他无效因素，在美国专利5,154,347中描述的脉冲超声喷嘴对于给定的源压力而言将大约6至8倍多的冲击压力施加到目标表面上。因此，为了获得相同的冲蚀能力，脉冲喷嘴仅需要用功率小至1/6到1/8的压力源来操作。由于脉冲喷嘴可与小得多且便宜得多的泵一起使用，所以脉冲喷嘴比连续流射流喷嘴更经济。此外，由于喷嘴、管线和配件中的射流压力在超声喷嘴的情况下低得多，所以超声喷嘴能设计成较轻、不太笨重并且更有成本效率。
尽管在美国专利5,154,347中描述的超声喷嘴和在名称为“ULTRASONICWATERJETAPPARATUS”的公开WO/2005/042177中介绍的改进版本代表了射流技术中的重大突破，但这些早期的技术并不是设计成用于表面制备，该美国专利申请5,154,347和WO/2005/042177在此都以引用的方式并入本文。因此，需要在现有技术进行改进的用于制备表面的方法和设备。更进一步，需要的是一种不必需利用高压射流或者能被捕获到衬底中的干研磨剂的制备气缸孔的方法，该方法能够提供与利用这些方法中的任一方法生产的表面型式相类似的表面型式。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于发动机气缸孔的表面制备的脉冲射流（PWJ）设备。更具体地说，PWJ能制备发动机气缸孔的表面，用于接收热喷涂层。脉冲射流代表了在表面制备的性能方面相对于普通的连续（超高压）射流技术的实质性改善。脉冲射流通过调整关键操作参数（诸如驱动转换器的信号的频率（f）和振幅（A）、水的流率（Q）和压力（P））以及喷嘴的某些关键尺寸（诸如，出射喷口的直径d；比率L/d，其中L表示出射喷口的圆筒部分的长度；和参数a，其中“a”表示从微末端到喷口出射处之间的距离）能够被专门修改，以便产生精确且高度均匀的表面粗糙度特性。还可通过调整诸如间隙距离（SD）和横向速度（VTR）之类的操作参数来可控地改变表面粗糙度特性。PWJ通过相应地选择操作参数在任一给定的材料上产生了高度可预测的表面精加工。
例如，PWJ的一个应用是用于发动机本体（例如铝发动机本体）的气缸孔的内圆柱面的表面制备。利用PWJ，能有效地完成这些气缸孔的表面制备，并且能够将这些气缸孔的表面制备到非常精确的粗糙度要求，以便使随后利用热喷涂技术涂覆的涂层的结合最佳。通过调整一组关键的操作参数，即f、A、P、Q、VTR、SD、L/d、d、“a”，能改变脉冲射流的冲蚀特性，以适应将要进行冲蚀的特定材料，并且其次，以达到期望的质量去除速率。换句话说，通过调整关键操作参数（f、A、P、Q、VTR、SD、L/d、d、“a”），能够实现高度均匀且可预测的表面粗糙度，其中具有减少的点蚀、开槽或其他表面缺陷。还能够通过调整操作参数以最大限度地消除点蚀、开槽或其他表面缺陷。
根据本发明的一个方面，能借助于产生高频脉冲的液体喷射来生成脉冲射流。能利用内部机械的流调制器、Helmholtz振荡器、自振喷嘴和/或超声喷嘴来产生这些高频液体喷射。另外，例如通过借助于对液体进行作用的声能转换器来产生声波，从而利用声波产生脉冲射流。
根据本发明的一个方面，一种利用脉冲射流制备表面的新颖方法是高频强制脉冲射流，包括步骤：利用高频信号发生器产生具有频率f的高频信号；向具有微末端（microtip）的转换器施加高频信号，以使转换器的微末端振动，并由此产生通过喷嘴的出射喷口的强制脉冲射流，该喷嘴具有出射喷口直径d和出射喷口长度L；以及，使强制脉冲射流撞击要制备的表面，以将表面制备成在预定的表面粗糙度范围内，其中通过选择操作参数来确定预定的表面粗糙度范围，所述操作参数包括：间隙距离（SD）、喷嘴的横向速度VTR、水压P、水流率Q、喷口长度直径比（L/d）、微末端到喷口出口平面的距离（a）、高频信号的频率f以及振幅A。
根据本发明的另一方面，一种用于表面制备的新颖的强制脉冲射流设备，包括：高压水泵，其用于产生具有水压P和水流率Q的加压射流；高频信号发生器，其用于产生具有频率f和振幅A的高频信号；以及超声喷嘴，其具有用于将高频信号转化成使加压射流脉冲化的振动的转换器，该超声喷嘴具有用于超声调制加压射流的微末端，微末端与设计成具有特定L/d比的喷嘴的出射喷口的出口平面间隔以距离（a），其中L表示出射喷口的长度，而d表示出射喷口的直径，其中预定L/d比、频率f、振幅A、水压P、流率Q和喷嘴的横向速度VTR，从而产生强制脉冲射流，该强制脉冲射流的脉冲被特别设计成对与喷嘴以间隙距离SD间隔开的给定材料的表面进行制备，以便在材料的表面上产生大致均匀且可预测的表面粗糙度。
在另一方面中，脉冲喷射能够由除水之外的液体构成。例如，脉冲喷射可以是乙二醇、水和乙二醇的混合物、清洁溶剂、稀酸、酒精、油及其他合适的流体。
附图说明
本技术另外的特征和优点将从以下结合附图的详细说明变得明显，其中：
图1描绘了根据本发明实施例的用于表面预加工的强制脉冲射流设备；
图2描绘了强制脉冲射流设备的喷嘴中的微末端与出射喷口的几何形状；
图3示意性地描绘了用于对发动机本体的内圆柱孔进行表面预加工的具有90度的弯头的喷嘴；
图4示意性地描绘了用于对发动机本体的内圆柱孔进行表面预加工的具有双角度倾斜的喷口的喷嘴；
图5示意性地描绘了用于对发动机本体的内圆柱孔进行表面预加工的具有两个向前角度倾斜的喷口和两个向后角度倾斜的喷口的喷嘴；
图6示意性地描绘了用于对发动机本体的内圆柱孔进行表面预加工的具有两个90度的喷口的喷嘴；
图7是根据一个实施例的用于对气缸孔的内表面进行预加工的四喷口超声喷嘴的剖视图；
图8是根据另一实施例的用于对气缸孔的内表面进行预加工的四喷口超声喷嘴的剖视图；
图9是具有磁致伸缩圆柱芯的超声喷嘴的剖视图；
图10是具有磁致伸缩管芯的超声喷嘴的剖视图；
图11是用高压射流产生的表面型式的显微照片；以及
图12是用强制脉冲射流产生的表面型式的显微照片。
应指出的是，遍及附图，相同的特征由相同的附图标记指示。
具体实施方式
本发明涉及利用脉冲射流的气缸孔表面制备的新颖方法。特定的示例被描述为：利用强制脉冲射流（FPWJ）；和用于将气缸孔材料表面制备到预定的表面粗糙度参数的新颖FPWJ设备。
强制脉冲射流的基本理论
为了充分地理解该新颖技术，对FPWJ的基本理论进行简要回顾，以便理解为什么对材料靶的射流冲击被超声调制放大。将稳定的连续射流（CWJ）法向地撞击要切割或清洁的任一表面时看作基本的参考基准，在冲击点处的最大压力被称作驻点压力Ps，驻点压力Ps由以下方程给出：
其中V0=喷射速度，而ρ=水的密度。V0与喷嘴入口处的静压（泵压）-（摩擦损失））P成比例。然而，如果水滴或水弹撞击相同的表面，则初始冲击压力要高得多。这是由以下方程给出的水的击打压力：
其中C0=水中的声速=1524m/s（5,000ft/s）。
在水的击打压力发生作用期间的时间为：
其中d=喷嘴直径。
从以上的方程，清楚可见对作用在表面上的压力的放大为：
例如：
表1
ps (psi) 5,000 7,500 10,000 12,500 15,000 17,500 20,000
BAR 350bar 500bar 700bar 860bar 1,030bar 1,200bar 1,380bar
(MPa) 34.5 52.2 69.0 86.2 103.5 121.0 138.0
M 11.6 9.5 8.2 7.3 6.7 6.2 5.8
通过另一示例，当泵设定成以69MPa操作时，作用在目标上的水的击打压力为566MPa（82,000psi）。由于材料的行为取决于由频率和喷嘴直径确定的冲击压力与时间，所以借助于强制脉冲射流获得了材料冲蚀或表面制备性能中的显著改善。
以下将作为示例参考附图来描述本发明的两个主要方面（设备和方法）的优选实施例。
设备
图1图示了根据本发明的一个实施例的强制脉冲射流（FPWJ）设备，该强制脉冲射流（FPWJ）设备总体上由附图标记10标识。该FPWJ设备在此还被称为超声射流设备。该新颖的强制脉冲射流设备专门地设计成用于对金属的或非金属的表面进行预加工。
如图1所描绘地，强制脉冲射流（FPWJ）设备10具有用于产生具有水压P和水流率Q的加压射流的高压水泵20，高压水泵20连接至进水口22。FPWJ设备10还具有高频信号发生器24。高频信号发生器24例如可以是在WO/2005/042177中公开的改型模块（RFM）。该信号发生器24能用于产生频率f和振幅A的高频信号。频率和振幅能在信号发生器上得到调整。FPWJ设备10还具有超声喷嘴40，超声喷嘴40具有转换器60，转换器60用于将高频信号转化成使加压射流脉冲化的振动。转换器60例如可以是压电转换器或者磁致伸缩转换器。喷嘴40具有直径D的微末端70，用于超声地调制所述加压射流。这在图2中被更详细地示出，图2描绘了强制脉冲射流设备的喷嘴中的微末端与出射喷口的几何形状。微末端70与喷嘴的出射喷口80（即，与出射喷口80的出口平面）间隔开距离“a”。该距离“a”在控制射流的性能特性中非常重要。喷嘴的几何形状同样非常重要。尤其地，比率L/d是非常重要的参数，其中L是出射喷口的圆筒部分的长度，而d是出射喷口的直径。另一重要的比率是D/d，其中D是所述末端的直径，而d是出射喷口的直径。对射流的行为和性能有影响的其他操作参数为高频信号的频率f和振幅A、水压P和流率Q、以及喷嘴的横向速度VTR。通过考虑所有这些控制参数，能产生合适的强制脉冲射流，该合适的强制脉冲射流的脉冲被专门设计成对与喷嘴以间隙距离SD间隔开的给定材料的表面进行预加工，以在该材料的表面上产生大致均匀且可预测的表面粗糙度。
在实施例中，射流设备优选地具有在2:1与0.5:1之间的L/d比。基于大量的经验数据，L/d比被认为在支配FPWJ的性能方面、尤其在FPWJ的可预测且均匀地对表面进行预加工的能力方面是非常重要的。
在另一实施例中，射流设备优选以不大于10.0"的间隙距离（SD）操作。例如，射流设备能在0.5"至5.0"之间操作。这些间隙距离允许脉冲在它们受空气阻力的影响而变形之前在喷口的下游形成为离散的“子弹”。
在另一实施例中，射流设备优选地具有在0.020"与0.100"之间的出射喷口直径d。该直径d取决于P和Q。
在又一实施例中，射流设备优选地以在1000psi与20,000psi之间、更优选地在5000psi与10,000psi之间的水压P操作。
在另一实施例中，比率D/d优选地在1与1.5之间，其中D表示微末端70的直径，而d表示出射喷口80的直径。
为了最佳的性能，出射喷口80如图1所示的那样优选地具有喇叭口形状或圆锥会聚形状85，以便当脉冲离开喷嘴时最大限度地保护脉冲。然而，出射喷口可以是笔直的，例如具有诸如图2所示的圆筒出射喷口的恒定截面轮廓。
该新颖的超声射流设备10能用于制备例如铝、钢、不锈钢、铁、铜、黄铜、钛、合金等金属的或者例如木材、塑料、陶瓷或合成物的非金属的表面。实际上通过设计合适的喷嘴和通过相应地控制操作参数能够产生任何类型的表面粗糙度或表面精加工。该新颖的技术能用于例如面板、板等等的平坦的表面，或者能用于例如导管、管道等等的弯曲的表面，或者甚至能用于适于强制脉冲射流表面制备的异形零部件。例如，如紧接以下将介绍地，该新颖的技术能适合于对气缸孔的内表面进行预加工。如以下将描述地，使用旋转的超声喷嘴来这么做。
用于对气缸孔进行预加工的旋转喷嘴
图3至图6以示意性形式示出了旋转超声喷嘴的各种示例，所述旋转超声喷嘴可用于对孔或者还有诸如例如管件、管道等的其他圆筒状或管状结构的内部进行预加工。
图3示意性地描绘了具有90度的弯头42的喷嘴。图4示意性地描绘了双喷口的喷嘴44，例如具有两个向前角度倾斜的喷口的喷嘴。图5示意性地描绘了具有两个向前角度倾斜的喷口和两个向后角度倾斜的喷口的四喷口的喷嘴46。例如，向前角度倾斜的出射喷口可以与微末端的位移轴线成大致45度的角度，而向后角度倾斜的出射喷口可以与微末端的位移轴线成大致135度的角度。当然，可使用其他角度。图6示意性地描绘了具有两个90度（垂直设置）的喷口48的喷嘴。
当然，应理解的是，仅介绍了图3至图6中所描绘的这四个示例，以便例示出将喷嘴设计成适于对气缸孔的内表面进行预加工的四种不同方式。因此，可想到其他的喷嘴设计，以进入小的气缸孔（例如，小的内燃发动机的气缸孔）的内表面。
在这些示例中的每个示例中，喷口可以是圆锥的、圆筒的或钟形的（“喇叭口”）。
作为示例在图7和8中介绍了用于在图5中被引入的旋转四喷口的喷嘴的一些更详细的喷嘴设计。
图7是包括两个向前角度倾斜的出射喷口130、132和两个向后角度倾斜的出射喷口134、136的四喷口旋转超声喷嘴100的剖视图。如图7所示，这些出射喷口具有相应的直径d1、d2、d3和d4。在一个实施例中，这些直径可全部相同，使得例如d1=d2=d3=d4。在另一实施例中，这些直径可以全部是不同的。在又一实施例中，两个向前角度倾斜的喷口130、132相同（d1=d4），而两个向后角度倾斜的喷口134、136相同（d2=d3）。类似地，这些出射喷口可相对于法线成共用的角度θ（θ和-θ），或者这些喷口可以关于θ1、θ2、θ3、θ4中的每一个具有不同的角度。仍然是替代性地，可以在使向后的喷口134、136的角度相等的同时，可使向前的喷口130、132的角度相同。
在图7的旋转超声喷嘴中，喷嘴110的内侧向前端110是圆整的（或者成形为像喇叭口一样），以提供通过四个喷口中的每个喷口产生强制脉冲射流所需的流体动力学特性。同样地，接近每对出射喷口的进入区120也是圆整的或者喇叭口的，用于到这些喷口中的最佳流动。在该四喷口构造中，预期向前角度倾斜的射流（通过喷口130、132排出的射流）的冲蚀能力大于向后角度倾斜的射流（通过喷口134、136排出的射流）的冲蚀能力。此外，冲蚀能力是喷嘴是否向前或向后平移的函数。因此，在“进出”循环中，气缸孔的内表面在向前通过中经受向前角度倾斜的喷射和向后角度倾斜的喷射。在向后通过中，由于喷嘴沿相反的方向行进，所以先前通过134和136排出的向后角度倾斜的喷射因此变成向前角度倾斜的喷射，而先前通过130和132排出的向前角度倾斜的喷射因此变成向后角度倾斜的喷射。在图7中介绍的该喷嘴还设计成具有在2:1至0.5:1的范围内、优选大约1:1的最佳L/d比的出射喷口。喷口的长度（L）与其直径（d）的该比例在以合适的功率和间隙距离产生可用的强制脉冲射流中非常重要，这继而对于获得期望的表面精加工或表面粗糙度而言是至关紧要的。另一重要参数是末端到喷口的长度“a”，该末端到喷口的长度“a”可以被调整，以便产生最佳的强制脉冲射流。可任选地，通过选择使性能最佳的比率D/d（其中D是微末端的直径）来设计喷嘴。申请人被相信最先认识到这些各种参数和它们的比率对于强制脉冲射流进行精确且可预测的表面预加工的能力而言的重要性。这些各种操作参数的效应及它们当中的相互影响基于由申请人收集的非常大量的经验数据，以下介绍所述经验数据的一小部分收集，以便于对该新颖的技术的理解。
图8是可用于对气缸孔或者替代性地另一管状结构的内表面进行预加工的旋转四喷口超声喷嘴的另一示例的剖视图，其中该变体由附图标记200标识。如图8中所描绘地，该喷嘴200具有（直径分别为d1和d4的）两个向前角度倾斜的喷口212和222以及（直径分别为d2和d3的）两个向后角度倾斜的喷口232和242。这四个喷口中的每个喷口都如图8所示地形成在相应弯管路的端部处。具体地，喷口212设置在管路210的端部处，喷口222设置在管路220的端部处，喷口232设置在管路230的端部处，而喷口242设置在管路240的端部处。
该喷嘴200可通过如该图中所示的那样对首先切开的两根高压管的高压焊接来构成。对这两根切开的管道的联接产生了尖锐的分叉点250。可任选地，喷嘴可包括固定到每个弯管路中以在每个弯管路的出口处提供期望的几何形状的喷口插入物。通过选择L和d的值以获得在2:1至0.5:1的范围内的L/d比来实现期望的几何形状。优选地，大约1:1的L/d被认为是最佳的。可任选地，喷嘴设计有合适的“a”值（或者在多个喷口的情况下设计有多个值“a”）。“a”值是从微末端到每个相应的出射喷口的距离。该“a”值在确保距喷嘴合适的距离处形成脉冲中是至关紧要的，并因此对间隙距离具有重要的影响。可任选地，比率D/d还可构造成提供最佳脉冲化的射流。值D为微末端的直径。因此，比率D/d是微末端的直径与出射喷口的直径的比率。该D/d优选地在大约1至1.5的范围内。
示例：对铝气缸孔预加工
为了对铝发动机本体的气缸孔进行预加工，超声射流设备设计有特定的参数，使得将铝内燃发动机本体的气缸孔的表面预加工至预定的表面粗糙度Rz和Ra，以便为表面随后的表面热喷涂层提供良好的结合强度，其中Ra为均方根表面粗糙度参数，而Rz为平均峰峰值粗糙度参数。利用0.04至0.093英寸的出射喷口直径、4.0至15kpsi的水压、0.25至4.5英寸的间隙距离和1.0至50英寸/分钟的横向速度获得了极好的试验结果。
利用射流对铝气缸孔进行预加工的最佳Ra和Rz值不同于通过喷丸清理获得的那些值。原因是由于实际表面型式的性质。喷丸清理产生了帮助将涂覆的热喷涂层粘附至气缸孔的浅的底切或“钩”。相反，射流或流体喷射产生几乎和小的容器一样的凹处，而涂层则粘附到所述凹处中。
替代性地，能够将铝内燃发动机本体的气缸孔预加工至预定的表面粗糙度Ra和Rz，所述预定的表面粗糙度Ra和Rz还被预期为该表面随后的热喷涂层提供良好的结合强度。要指出的是，低到120的Ra值也被认为是可接受的。这些试验对AlSi的铝发动机本体的气缸孔上进行，但被认为加以必要的变更可适用于其他的铝发动机本体的孔。这些结果的外推使得能够对其他材料类型的孔进行预加工，诸如由其他铝合金甚至铁制成的孔。
尽管超声喷嘴可采用压电转换器，但喷嘴还可利用磁致伸缩喷嘴。图9是具有磁致伸缩圆柱芯的超声喷嘴的一个示例的剖视图。图10是具有磁致伸缩管芯的超声喷嘴的另一示例的剖视图。在WO/2005/042177（Vijay）中更充分地描述了在图9和图10中介绍的喷嘴。
方法
本技术还涉及一种利用高频强制脉冲射流预加工表面的新颖方法。该方法包括步骤：利用高频信号发生器产生具有频率f（例如10-20kHz）的高频信号；和向具有微末端（或“探头”）的转换器（例如，压电转换器或磁致伸缩转换器）施加高频信号，以使转换器的微末端振动，从而产生通过喷嘴的出射喷口的强制脉冲射流，所述出射喷口具有出射喷口直径d。使强制脉冲射流撞击要预加工的表面（即目标材料），以将（目标材料的）表面制备成在预定的表面粗糙度（例如Ra和Rz值）范围内，其中通过选择操作参数来确定所述预定的表面粗糙度范围，所述操作参数包括：间隙距离（SD）；喷嘴的横向速度VTR；水压P；水流率Q；长度直径（L/d）比，其中L表示出射喷口的圆筒部分的长度；表示从微末端到出射喷口的出口平面的距离的参数“a”；高频信号的频率f和振幅A。
优选地，L/d比在2:1与0.5:1之间。例如，已用2:1的L/d比、或者用0.5:1的L/d比获得极好的结果。然而，已用1:1的L/d比获得了最好的结果。
间隙距离（SD）优选地不大于10.0"，并且更优选地在0.5"至5.0"之间。间隙距离在“子弹”完全充分地形成的情况下是最优的。太小的间隙距离是较差的，这是因为脉冲没有足够的时间来形成。同样地，太大的间隙距离也是较差的，这是因为脉冲由于作用于“子弹（块）”的期望的气动力的缘故将开始消散。因此，最佳的SD有助于获得期望的表面预加工结果。
优选地，出射喷口直径d在0.020"与0.100"之间，并且更优选地在0.040"与0.065"之间。例如，已利用d=0.040"、或者d=0.050"、或者d=0.054"或者d=0.065"的出射喷口直径获得了极好的结果。可使用单个喷口。替代性地，可使用双喷口或多喷口的喷嘴。此外（可任选地）可使这些喷嘴旋转。
水压优选在1000与20,000psi之间，并且更优选地在5000psi与10,000psi之间。如将意识到地，可使用较低或较高的压力，但所以压力优选地不超过20kpsi，这是因为此时与UHP（超高压喷射）相关联的问题开始显露出来。
可任选地，喷嘴可构造成具有特定的比率D/d，其中D表示微末端的直径，而d（如上所述）表示出射喷口的直径。已发现大约为1的比率D/d提供了极好的性能，但如果比率D/d为从大约1到1.5范围中的任何数量，则仍然将获得非常好的结果。
如以上在描述新颖的超声射流设备的前述部分中所指出地，该新颖的方法可用于任何形状或尺寸的金属或非金属表面，以获得特定的表面精加工或表面粗糙度。通过选择操作参数，能获得均匀且可预测的表面精加工。换句话说，该表面精加工通过各种操作条件以及通过喷嘴的几何形状来“预定”，即该表面精加工是可再现的、可控制的并且可预测的。
对铝发动机本体的气缸孔进行预加工
在该新颖技术的一个特定实现中，该创新方法可用于对铝合金内燃发动机的气缸孔的内表面进行预加工。可将气缸孔预加工至非常严格的表面粗糙度特性，所述表面粗糙度特性有助于随后的热喷涂层的涂覆，所述热喷涂层被用于改善往复活塞式发动机在磨损、摩擦和废气排放方面的性能。
该方法能利用单喷口的喷嘴、双喷口的喷嘴或具有多个喷口（例如四个喷口）的喷嘴来实现。优选地，该方法能利用在图7中介绍的喷嘴或者在图8中介绍的喷嘴来实现。当然同样可使用这些喷嘴设计的变型。强制脉冲射流可被输送通过一个或多个弯曲的喷口或管路（或“弯头”），由此强制脉冲射流大致正交地离开，从而对气缸孔的内表面进行预加工。喷口还可以以各种角度成角度地倾斜，以获得不同的结果。该方法可通过利用这样喷嘴来最佳地执行，所述喷口具有用于最佳喷射性能的喇叭口形状，但是该方法还可以利用圆锥喷口或普通圆筒喷口来执行。
对气缸孔的内表面进行表面预加工的方法可有利地利用包括两个向前角度倾斜的出射喷口和两个向后角度倾斜的出射喷口的喷嘴来实现。在一个优选实施例中，向前角度倾斜的出射喷口与微末端的位移轴线成大致45度的角度，而向后角度倾斜的出射喷口与微末端的位移轴线成大致135度的角度。在该构造中，四支喷射同时撞击气缸孔。由于发动机本体优选地在夹具或其他夹持装置中保持固定不动，所以喷嘴在沿着与气缸孔的轴线对准的轴线以横向速度VTR平移到孔中和从孔中平移出来的同时，还以恒定的旋转速度（例如以1000-2000RPM）旋转。横向速度优选地设定成在期望的时间范围内完成表面预加工的一个循环。例如，如果要在1分钟内完成表面预加工，并且孔为5英寸长，则VTR应为10英寸/分钟，使得喷嘴能在分配的时间内能够完成一个循环（两次经过，即进入和出来）。
关于表面对涂层涂覆的适合性的替代性测量不仅考虑Ra和Rz的绝对值，而且还考虑它们的比率Rz/Ra。因此，该方法可用于将铝内燃发动机本体（例如，AlSiCu铝合金发动机本体）的气缸孔预加工到预定的表面粗糙度比率。
可任选的研磨剂挟带
在该新颖方法的变型中，可将研磨剂挟带在射流中，以提供更强的冲蚀能力。研磨剂可来自于诸如沸石或石榴石之类的地质来源，或者可来自于诸如矾土和类似的陶瓷之类的人造物。替代性地，热喷涂颗粒可用于进行预加工。在该情况下，热喷涂颗粒在预加工期间部分地嵌入材料中。随后，在涂层期间，将相同的热喷涂颗粒涂布在经预加工的表面上。
该研磨剂还可通过将其注入到微末端（探头）下游的脉冲射流中来进行挟带，以避免冲蚀微末端。可在微末端的下游使用混合室，以确保在不中断或恶化射流脉冲的情况下将研磨剂充分且均匀地混合到射流中。换句话说，水的离散子弹（或离散块）在发生研磨剂混合/挟带之后还必需保持完整。
可任选的双模式操作
有利地，强制脉冲射流机可任选地以两种模式操作。也就是说，如果关掉超声功率，则机器将作为具有普通连续射流的传统射水器工作。这可用于常规的清理工作或用于软涂层的去除。如果遇到硬的涂层，则启动超声发生器以使得能够去除这些涂层。因此，双模式操作使得用户能够按照需要在脉冲的和连续的射流之间切换。
图11和图12示出了分别在相同的气缸孔的表面上利用HPWJ和FPWJ制备的作为比较的表面型式。HPWJ使用41,300psi的应用压力，以产生图11所示的表面。相比较地，在图12中示出的情况是使用了10,000psi的应用压力的FPWJ。测量的Ra和Rz值大致相同，并且如附图中所看到地，这些表面的外观如此相似，使得难以确定哪一个是HPWJ以及哪一个是FPWJ。
以上描述的本发明的实施例被认为仅为示例性的。如该说明书所涉及的领域中的技术人员所意识到地，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，能对在此介绍的实施例作出许多明显的变化。因此，申请人所寻求的专有权的范围被认为仅由所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种利用脉冲射流对内燃发动机的气缸孔的表面进行预加工以便接收热喷涂层的方法，所述方法包括步骤：
利用信号发生器产生具有频率f的信号；
施加所述信号，以产生通过喷嘴的出射喷口的脉冲射流，所述喷嘴具有直径为d的出射喷口并且具有长度为L的所述出射喷口的圆筒部分；以及
在施加所述热喷涂层之前，使所述脉冲射流撞击要预加工的所述气缸孔的表面，以将所述表面制备成在预定的表面粗糙度范围内，所述预定的表面粗糙度范围足以允许随后施加的热喷涂层到所述表面的结合，其中通过选择操作参数来确定所述预定的表面粗糙度范围，所述操作参数包括：间隙距离SD、所述喷嘴的横向速度VTR、水压P、水流率Q、喷口的长度直径比L/d、所述信号的频率f和振幅A。
2.根据权利要求1所述的方法，其中利用内部机械的流调制器、Helmholtz振荡器、自振喷嘴、超声喷嘴和声能转换器中的至少一种来产生所述信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述L/d比在2:1与0.5:1之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述间隙距离SD不大于10.0"。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述水压在1000psi与20,000psi之间。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述喷嘴以1000-2000RPM的旋转速度旋转。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括将研磨剂挟带在所述射流中的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述脉冲射流为液体。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述液体包括水、乙二醇、水加乙二醇、稀酸、酒精和油中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述液体包括清洁溶剂。
11.一种脉冲射流设备，其被配置成将内燃发动机的气缸孔的表面预加工到预定的表面粗糙度以便允许热喷涂层到所述表面的结合，所述设备包括：
水泵，所述水泵产生具有水压P和水流率Q的加压射流；
信号发生器，所述信号发送器向所述加压射流产生频率为f和振幅为A的信号，以产生脉冲射流；以及
喷嘴，所述喷嘴接收所述脉冲射流，所述喷嘴具有设计成具有特定的L/d比的出射喷口，其中所述L表示所述出射喷口的长度，并且所述d表示所述出射喷口的直径，其中，所述L/d比、所述频率f、所述振幅A、所述水压P、所述流率Q和所述喷嘴的横向速度VTR被预定，从而产生脉冲射流，所述脉冲射流的脉冲被设计成对与所述喷嘴以间隙距离SD间隔开的给定气缸孔材料的表面进行预加工，这些预定参数确保了所述气缸孔的表面达到所述预定的表面粗糙度，所述预定的表面粗糙度足以允许所述热喷涂层到所述表面的结合。
12.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中利用内部机械的流调制器、Helmholtz振荡器、自振喷嘴、超声喷嘴和声能转换器中的至少一种来产生所述信号。
13.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中所述L/d比在2:1与0.5:1之间。
14.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中所述间隙距离SD不大于10.0"。
15.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中所述水压在1000psi与20,000psi之间。
16.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中所述喷嘴能够以1000-2000RPM的旋转速度旋转。
17.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中所述脉冲射流还包括研磨剂。
18.根据权利要求11所述的脉冲射流设备，其中所述脉冲射流为液体。
19.根据权利要求18所述的脉冲射流设备，其中所述液体包括水、乙二醇、水加乙二醇、稀酸、酒精和油中的至少一种。
20.根据权利要求18所述的脉冲射流设备，其中所述液体包括清洁溶剂。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2145689A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-20 VLN Advanced Technologies Inc. Method and apparatus for prepping surfaces with a high-frequency forced pulsed waterjet
EP2485847B1 (en) 2009-10-06 2017-10-25 Oerlikon Metco (US) Inc. Method and apparatus for preparation of cylinder bore surfaces with a pulsed waterjet
EP2694125A4 (en) * 2011-04-01 2015-01-14 Christopher Burnside Gordon HARVEST MACHINE WITH A LIQUID CELL AND CELLULAR DISPENSING SYSTEM
US9003936B2 (en) * 2011-07-29 2015-04-14 Flow International Corporation Waterjet cutting system with standoff distance control
DE102011080852A1 (de) * 2011-08-11 2013-02-14 Dürr Ecoclean GmbH Vorrichtung zum Erzeugen eines pulsierenden mit Druck beaufschlagten Fluidstrahls
CN102430534B (zh) * 2011-10-28 2013-06-26 中国农业科学院农田灌溉研究所 脉冲蓄能式高压水射流清洗系统
US8904912B2 (en) * 2012-08-16 2014-12-09 Omax Corporation Control valves for waterjet systems and related devices, systems, and methods
CN103070734A (zh) * 2013-01-28 2013-05-01 李增兴 超声波喷洗机
CH707657A1 (de) * 2013-02-21 2014-08-29 Waterjet Robotics Ag C O Matthias Straubhaar Verfahren zum Bohren mindestens eines Loches in einem Werkstück mittels eines Bearbeitungsstrahls aus Flüssigkeit.
DE102013211324A1 (de) * 2013-06-17 2014-12-18 Dürr Ecoclean GmbH Verfahren und Anlage zum Vorbereiten und Beschichten einer Werkstückoberfläche
US9884406B2 (en) 2014-01-15 2018-02-06 Flow International Corporation High-pressure waterjet cutting head systems, components and related methods
WO2016067405A1 (ja) * 2014-10-30 2016-05-06 本多電子株式会社 超音波流水式洗浄機
DE102014222299A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur erosiven Bearbeitung und/oder zur Reinigung eines Werkstoffs oder einer Werkstückoberfläche mittels mindestens eines Hochdruck-Fluidstrahls sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung
US10596717B2 (en) 2015-07-13 2020-03-24 Flow International Corporation Methods of cutting fiber reinforced polymer composite workpieces with a pure waterjet
DE102017119610A1 (de) 2017-08-26 2019-03-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Folge von Strahlabschnitten eines diskontinuierlichen, modifizierten Flüssigkeitsstrahls
DE102017219248A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln eines Bauteils
US11554461B1 (en) 2018-02-13 2023-01-17 Omax Corporation Articulating apparatus of a waterjet system and related technology
DE102018203886A1 (de) * 2018-03-14 2019-09-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bearbeiten eines Kurbelgehäuses sowie Bearbeitungsvorrichtung
CN110153075B (zh) * 2019-05-22 2023-12-26 杭州沃凌的机电有限公司 一种磁致伸缩超声水射流结构
CN110270464B (zh) * 2019-05-22 2024-02-09 杭州沃凌的机电有限公司 一种磁致伸缩超声阀
US12051316B2 (en) 2019-12-18 2024-07-30 Hypertherm, Inc. Liquid jet cutting head sensor systems and methods
US12064893B2 (en) 2020-03-24 2024-08-20 Hypertherm, Inc. High-pressure seal for a liquid jet cutting system
EP4126452A1 (en) 2020-03-26 2023-02-08 Hypertherm, Inc. Freely clocking check valve
WO2021202390A1 (en) 2020-03-30 2021-10-07 Hypertherm, Inc. Cylinder for a liquid jet pump with multi-functional interfacing longitudinal ends
DE102022128567A1 (de) * 2022-10-27 2024-05-02 Alfred Kärcher SE & Co. KG Flächenreinigungskopf
CN115770670B (zh) * 2022-12-27 2023-09-19 北京科技大学 一种空化射流喷嘴装置及设备、方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154347A (en) * 1991-02-05 1992-10-13 National Research Council Canada Ultrasonically generated cavitating or interrupted jet
US5330790A (en) * 1992-02-07 1994-07-19 Calkins Noel C Impact implantation of particulate material into polymer surfaces
US5778713A (en) * 1997-05-13 1998-07-14 Waterjet Technology, Inc. Method and apparatus for ultra high pressure water jet peening
JP2003117502A (ja) * 2001-10-12 2003-04-22 Toyota Motor Corp シリンダボア面の処理方法及び穿孔側壁面の処理方法
WO2005042177A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-12 Vln Advanced Technologies Inc. Ultrasonic waterjet apparatus

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT318261B (de) * 1970-10-30 1974-10-10 Enfo Grundlagen Forschungs Ag Signalwandler für fluidische Steuerungen
US4478368A (en) * 1982-06-11 1984-10-23 Fluidyne Corporation High velocity particulate containing fluid jet apparatus and process
DE3427770C1 (de) 1984-07-27 1986-03-13 Audi AG, 8070 Ingolstadt Verfahren zum Herstellen der Laufflaechen von aus Grauguss bestehenden Zylindern einer Hubkolbenmaschine
US4715539A (en) * 1986-12-11 1987-12-29 Steele Curtis C High-pressure water jet tool and seal
US4787178A (en) 1987-04-13 1988-11-29 Creative Glassworks International, Inc. Fluid-jet cutting apparatus
US4966059A (en) 1987-09-22 1990-10-30 First Brands Corporation Apparatus and process for high speed waterjet cutting of extensible sheeting
DE3906937A1 (de) * 1989-03-01 1990-09-06 Mannesmann Ag Verfahren und vorrichtung zum entzundern und verputzen eines warm angestauchten rohrendes
US5380564A (en) 1992-04-28 1995-01-10 Progressive Blasting Systems, Inc. High pressure water jet method of blasting low density metallic surfaces
US5380068A (en) * 1992-12-08 1995-01-10 Flow International Corporation Deep kerfing in rocks with ultrahigh-pressure fan jets
US5390450A (en) * 1993-11-08 1995-02-21 Ford Motor Company Supersonic exhaust nozzle having reduced noise levels for CO2 cleaning system
US5405283A (en) * 1993-11-08 1995-04-11 Ford Motor Company CO2 cleaning system and method
US5584016A (en) 1994-02-14 1996-12-10 Andersen Corporation Waterjet cutting tool interface apparatus and method
US5794858A (en) 1996-05-29 1998-08-18 Ingersoll-Rand Company Quick assembly waterjet nozzle
CA2243771C (en) 1998-07-23 2006-11-14 Roman C. Caspar Waterjet cutting head
EP0983827A1 (de) 1998-08-31 2000-03-08 Bystronic Laser AG Wasserstrahl-Schneideanlage
DE19840117C2 (de) * 1998-09-03 2001-08-16 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Oberflächenbearbeitung der Innenseite von Zylinderbohrungen
US6280302B1 (en) 1999-03-24 2001-08-28 Flow International Corporation Method and apparatus for fluid jet formation
US6126524A (en) 1999-07-14 2000-10-03 Shepherd; John D. Apparatus for rapid repetitive motion of an ultra high pressure liquid stream
SE514963C2 (sv) * 1999-09-22 2001-05-21 Amdent Ab Ytbehandlingsmunstycke
US6533640B1 (en) 1999-12-14 2003-03-18 General Electric Company Ultra high pressure abrasive waterjet cutting apparatus
US6220529B1 (en) 2000-02-10 2001-04-24 Jet Edge Division Tc/American Monorail, Inc. Dual pressure valve arrangement for waterjet cutting system
US6827637B2 (en) 2001-02-13 2004-12-07 Service Metal Fabricating, Inc. Waterjet cutting system and method of operation
US6648242B2 (en) 2001-02-14 2003-11-18 Advanced Systems Technologies Oscillating high energy density output mechanism
US6622739B2 (en) 2001-03-12 2003-09-23 Advanced Systems Technologies, Inc. Method and apparatus for removal of coatings and oxidation from transit vehicles
US6902768B2 (en) * 2002-02-13 2005-06-07 General Motors Corporation Method of producing thermally sprayed metallic coating with additives
DE102006004769B4 (de) 2006-02-02 2022-05-25 Mercedes-Benz Group AG Oberflächenkonditionierung für thermische Spritzschichten
JP4710802B2 (ja) * 2006-03-07 2011-06-29 日産自動車株式会社 円形の穴内面を備えた部材，円形の穴内面の加工方法および加工装置
EP2145689A1 (en) 2008-07-16 2010-01-20 VLN Advanced Technologies Inc. Method and apparatus for prepping surfaces with a high-frequency forced pulsed waterjet
US8833676B2 (en) * 2008-07-18 2014-09-16 Tie fu Han Spraying device
US9108711B2 (en) * 2009-03-23 2015-08-18 Southern Methodist University Generation of a pulsed jet by jet vectoring through a nozzle with multiple outlets
EP2485847B1 (en) 2009-10-06 2017-10-25 Oerlikon Metco (US) Inc. Method and apparatus for preparation of cylinder bore surfaces with a pulsed waterjet
DE102011086803A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-23 Ford Global Technologies, Llc Reparaturverfahren einer Zylinderlauffläche mittels Plasmaspritzverfahren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154347A (en) * 1991-02-05 1992-10-13 National Research Council Canada Ultrasonically generated cavitating or interrupted jet
US5330790A (en) * 1992-02-07 1994-07-19 Calkins Noel C Impact implantation of particulate material into polymer surfaces
US5778713A (en) * 1997-05-13 1998-07-14 Waterjet Technology, Inc. Method and apparatus for ultra high pressure water jet peening
JP2003117502A (ja) * 2001-10-12 2003-04-22 Toyota Motor Corp シリンダボア面の処理方法及び穿孔側壁面の処理方法
WO2005042177A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-12 Vln Advanced Technologies Inc. Ultrasonic waterjet apparatus

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