CN1006855B - 超声雾化喷油器 - Google Patents

Abstract

超声雾化喷油器适用于各种类型柴油机及以柴油为燃料的各种热机燃烧系统的雾化装置。该喷油器由控制喷射压力部分、控制燃油喷射部分和超声波发生器三部分组成。来自高压油泵的液态燃料由束射板上的束射孔，束射到片状振动子的一端刃部，由此产生超声振动，使液态燃料“雾化”并同时可对气缸内的空气分子起到“活化”作用。因此本发明具有雾化完善、混合气质量高、燃烧充分、有效耗油率低、冷启动性能好、可减少积碳及空气污染等优点。

Description

本发明涉及柴油机及各种热机的超声雾化喷油器，适用于各类柴油机及以柴油为燃料的各种热机的燃烧系统。

目前国内外所使用的柴油机及以柴油为燃料的各类热机，一般采用的喷油方法是通过喷嘴的出口，在加压状态下喷射液态燃料，进入燃烧室雾化燃烧。这种方法的缺点是雾化得不完善，燃烧不充分，混合气质量差。另外一种方法是通过某种方式给予液态燃料以超声振动来使液态燃料先雾化，后进入燃烧室。

例如日本东亚燃料工业株式会社在中国申请的CN85107669。该申请所采用的超声雾化方法是在超声振动元件的一端加工成阶梯形边缘部分，在将液体燃料传送到和通过上述边缘部分期间，由另外在本体外安装的超声振动发生装置使振动元件产生超声振动，而使液体燃料大量雾化而呈油雾状。其缺点是：1、“超声振动发生装置”安装在喷油沮体外，成为喷咀的附加装置，需额外提供电源。而它的雾化作用却是由安装在喷沮前端的部件使燃料油雾化的。2、“振动元件”前端的“阶梯”与配偶件接触面很窄（边宽W＝1.5mm）。由于高速连续冲击（38DHZ），其边缘会产生严重磨损，降低了予期的雾化效果和“振动元件”的使用寿命。再者，振幅决定的轴向间隙是0-0.34mm。如此小的间隙给制造和安装及磨损后的调正均带来极大的困难。3、由于“振动元件”处于不停的上下振动状态，所以在喷射结束的瞬间不可能迅速关闭喷射孔，便会出现喷射孔关闭滞后，而油料供应通道（62）中剩余燃料继续溢出，出现燃油滴漏现象并产生积碳。

本发明为了克服上述缺点和不足，所设计的超声雾化喷油器是将超声波的产生和对油的雾化过程放在同一结构，即发生器内完成的，并安装在喷油器的末端。旨在提高燃料油的雾化和混合气质量，使其充分燃烧，从而提高其机械动力的经济技术指标。

本发明的结构包括控制喷射压力部分、控制燃油喷射部分和超声波发生器部分。其中发生器部分及燃油喷射扩散部件安装在喷油器的末端。控制喷射压力部分的结构是控制喷射压力部件体壳（7）内装有挺杆（8），上端装有压缩弹簧（9），弹簧上端装有调压螺栓（14），调定喷射压力后，固定锁紧螺母（16），再装上回油压帽（11），在回油压帽顶端装有回油管接（12）。另外，将高压油进油管接（18）旋入控压体壳（7）的侧面。

控制燃油喷射部分的结构是，轴针（6）装在开有两个通油孔及环形槽的控制燃油喷射部分体壳（19）的中心位置，控制燃油喷射部件（19）体壳拧在控制喷射压力部件体壳（7）的下端。

超声波发生器部分的结构是，在发生器体壳（20）内装有圆形束射板（5）和片状振动子（4）。圆形束射板和片状振动子利用键（21）、（22）、（23）与发生器体壳（20）键合。键（21）、（22）、（23）分别同时对片状振动子（4）起谐振支点作用。将发生器体壳（20）的上端与控制燃油喷射部件体壳（19）的下端旋接在一起，发生器体壳（20）下端安装有一单向燃油喷射扩散结构。该结构是由截止板（24），喷油嘴（25），以及装在喷油嘴（25）中心孔内的钢球（3），弹簧（2）和背锥为45°角的调压螺钉（1）组成。

超声雾化喷油器工作原理是，高压油泵供给的高压油从进油管接（18）进入控制 燃油喷射压力的控制喷射压力部件体壳（7）内附设的通油孔内，从而进入控制燃油喷射部件体壳（19）内的上端的环形油槽内，然后进入与环形槽连通的通油孔内。由此高压燃油进入控制燃油喷射部件壳（19）下部的环形空腔内，高压燃油将轴针（6）向上推起，而开启体壳（19）下端的喷油孔。高速射流喷向束射板（5），高压油从束射板中间的矩形孔中束射在振动子（4）的前端刃部，使束射在刃部的液流形成强烈的涡流，从而使刃部以致整个振动子形成了激烈的谐振，产生了强超声波。经过强超声波雾化的燃油便推开控喷钢球（3），经喷雾嘴（25）的4个孔喷出，经螺钉（1）背部的45°背锥角扩散后均匀地进入气缸内，停喷时，钢球（3）可迅速复位，从而防止了爆发时产生的回燃现象。

附图说明：

图1为超声雾化喷油器的横截剖面图。（1）调压螺钉，（2）弹簧，（3）钢球，（4）片状振动子，（5）束射板，（6）轴针，（7）控制喷射压力部件体壳，（8）挺杆，（9）控制喷射压力弹簧，（10）弹簧座，（11）回油压帽，（12）回油管接，（13）管接垫圈，（14）调压螺栓，（15）压帽垫圈，（16）锁定螺母，（17）螺母垫圈，（18）进油管接，（19）控制燃油喷射部件体壳，（20）发生器体壳，（21），（22），（23）定位支点键，（24）截止板，（25）喷雾嘴，

图2为B-B部件的截面图，（5）束射板与（20）发生器体壳的配合。

图3为C-C和D-D部位截面图，（4）片状振动子与（20）发生器体壳的配合。

本发明的超声波发生器与已有技术产品相比较具有如下优点：

1、由于振动子受射束冲击而产生纵向激烈振荡，所以产生的超声波场强高;

2、由于振动子的几何尺寸及谐振支点固定，所以振幅及谐振频率不变;

3、振动子的振幅及谐振频率不受供油量多少的影响;

4、振动子磨损轻微，使用寿命长;

5、由于振动周期短促（30次/秒），所以强超声波几乎发生于每个冲程，减少积碳和排气污染;

6、由于超声波发生器直接伸入气缸燃烧室内，起到燃料油和空气介质同时产生雾化和“活化”作用;

7、本发明可根据需要灵活地改变外形几何尺寸及内部结构，以适应各种类型柴油机及其它热机的喷油器在原机器中的原装配尺寸。

Claims (6)

1、一种超声雾化喷油器，它由控制喷射压力部分，控制燃油喷射部分和超声波发生器构成。其特征在于喷油器末端设有超声波发生器和单向喷燃油喷射扩散部件。

2、根据权利要求1所述的超声雾化喷油器，其特征在于它的超声波发生器由束射板（5）、片状振动子（4）、振动定位键（21、22、23）及发生器体壳（20）构成。

3、根据权利要求1所述的超声雾化喷油器，其特征在于装在发生器体壳（20）内的束射板（5）为圆盘形，中间有矩形束射孔。

4、根据权利要求2所述的超声雾化喷油器，其特点在于装在发生器体壳（20）内的片状振动子（4）两侧边缘各开有两个与片状振动子（4）成一体的谐振支承耳，振动子（4）的两端有刃。

5、根据权利要求1所述的超声雾化喷油器，其特征在于它的单向燃油喷射扩散部件，是由截止板（24）、喷雾嘴（25）、钢球（3）弹簧（2）调压螺钉（1）构成。

6、根据权利要求5所述的超声雾化喷油器，其特征在于它的截止板（24）的中心有喷雾孔，它与钢球（3）的接触部位是圆锥面，钢球（3）装在喷雾嘴（25）的正中，被弹簧（2）所压紧，喷雾嘴（25）的喷雾压力由带背锥45°角的调压螺钉（1）所控制。

Images