CN101382109A - 直喷式柴油机喷油器及进气道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直喷式柴油机喷油器及进气道，包括一个帽筒状的壳体，一端有进油口，在靠近帽头的一端的筒体上开设有对称布置的喷油孔，所述的喷油孔的轴线在帽筒状的壳体的轴线的垂直面上的投影为一圆周的切线方向，所述的喷油孔的轴线与壳体的轴线的垂直面之间的夹角大于0°、小于90°，在所述的喷油器的旁侧设置进气道，进气道的出气端为涡旋状。本发明利用进气涡流对油滴的冲击破碎原理，在保证性能的前提下，通过简单有效的结构优化设计，通过进气涡流与喷射出的燃油的对冲，获得油滴相对进气更高的动量，使油滴细化更完全，从而提高燃油混合程度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及柴油发动机燃烧技术，具体讲就是向发动机喷射燃油的喷油器。
背景技术
随着越来越严格的排放法规的要求，对柴油机NOX和PM的排放要求越来越严格，降低这些污染物排放的一种方法就是通过提高喷油雾化效果来改善燃烧，降低发动机的排放已经成为一种趋势，目前提高燃油雾化效果的方法主要是通过要是通过提高喷油压力、增加喷孔的数目，减小喷油孔径来改善燃油的雾化效果。
而一般的喷油器的喷油孔均为轴径式布置，即喷油孔的中心线是与喷油器头的中心线相交的，燃油的喷油曲线是三角型的，存在着在同等喷油压力、同样喷油孔数目和孔径的条件下，油滴与进气涡流相对速度未能最大化，进气涡流空气动量也没有达到最大利用率，从而使得进气涡流对油滴的冲击没有得到充分发挥，喷油雾化效果不能达到最优的缺点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种直喷式柴油机喷油器，提高喷油孔中喷射的燃油与进气涡流的对冲效果，获得油滴相对进气更高的动量，使油滴细化更完全，从而提高燃油混合程度。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种直喷式柴油机喷油器，包括一个帽筒状的壳体，一端有进油口，其特征在于：在靠近帽头的一端的筒体上开设有对称布置的喷油孔，所述的喷油孔的轴线在帽筒状的壳体的轴线的垂直面上的投影为一圆周的切线方向，所述的喷油孔的轴线与壳体的轴线的垂直面之间的夹角大于0°、小于90°。
本发明的再一个目的就是提供一种进气道，形成进气涡流与喷射的燃油方向相对，使气流对油滴的破碎更加完全，提高雾化效果。
为实现上述发明目的，所采用的技术方案是：直喷式柴油机进气道，其特征在于：在所述的喷油器的旁侧设置进气道，进气道的出气端为涡旋状。
由上述技术方案可知，将喷油孔的轴线方向由径向式改为切向式，同时进气管采用切向气道，增大涡流比，利用进气涡流对油滴的冲击破碎原理，在保证性能的前提下，通过简单有效的结构优化设计，通过进气涡流与喷射出的燃油的对冲，获得油滴相对进气更高的动量，使油滴细化更完全，从而提高燃油混合程度的目的。
附图说明
图1、3是现有技术中采用径向式喷油的喷油器的结构；
图2、4是图1、3中的A-A剖视图；
图5、7是本发明中喷油器的结构示意图；
图6、8是图5、7中的A-A剖视图；
图9是本发明中进气道的立体结构示意图；
图10是本发明中油、气混合对冲的物理模型图。
具体实施方式
如图5～8，直喷式柴油机喷油器包括一个帽筒状的壳体10，一端有进油口11，在靠近帽头12的一端的筒体上开设有对称布置的喷油孔13，所述的喷油孔13的轴线在帽筒状的壳体10的轴线的垂直面上的投影为一圆周的切线方向，所述的喷油孔13的轴线与壳体10的轴线的垂直面之间的夹角大于0°、小于90°。
本发明采用的切向喷油孔的设置方案，就是喷油孔13中心线与帽筒状的壳体10的轴线不相交，而是与以喷油器头中心线为轴线的某一圆柱面相切，燃油沿喷油器一圆柱面切向喷射，喷油曲线为螺旋型。
所述的喷油孔13的进油口131一端距离壳体10的进油口11一端较近，所述的喷油孔13的喷油口132一端距离壳体10的进油口11较远，换句话说就是喷油孔13为伞锥状，其喷油喷向帽头12一侧，如图5、7所示。
所述的帽头12为半球状的壳体，喷油孔13位于帽筒状的壳体10直筒部与帽头12的交界部，如图5、7所示，可以使喷油口132基本处在壳体10直筒部与帽头12的交界面处，这样喷出的燃油将处在有利的涡旋状态并保持该状态。
所述的喷油孔13设置3～10个，其进油口131位于同一个圆周上、喷油口132位于同一个圆周上，喷油孔13设置4～6个，具体个数依赖缸径和排气量，本发明的图示给出的是5个，所述的进油口131彼此之间、喷油口132彼此之间的间距相同，如图6、8所示，这样可以保证喷油的均匀状态，同时有利于简化加工工艺并可以获得可靠的加工精度。
所述的喷油孔13的轴线与帽筒状的壳体10的内腔的圆周切线接近，如图8所示，喷油孔13的轴线与以壳体10的内腔为圆周的切线接近，换句话讲就是喷油孔13的轴线到以壳体10内腔中心的距离小于并接近其内腔的半径，这样既可以保证喷油孔13的加工又减少喷油流阻。
结合图9，在所述的喷油器的旁侧设置进气道20，进气道20的出气端21为涡旋状并在气缸内切向进入。
所述的进气道20设置两个，它们的出气端21对称设置在喷油器的旁侧，两个进气道20上的出气端21的涡旋状方向相同，并与喷油器的喷油方向相对。在所述的进气道20之间设置有预热塞。
同时参见图10，进气道20采用切向进气的方式，使进气在气缸内形成涡流，压缩冲程进行时，进入的气体仍保存着涡流形态在缸内旋转，图10中箭头方向表示进入的气体为涡流形态，为后期冲散和破碎油滴提供能量。
喷油时，切向喷油与进气涡流方向相对，利用涡流和喷油的对冲使油滴破碎，相对于传统喷油，破碎效果更好，其后油气混合也更充分，而且由于喷油与涡流的相对速度增大，也使得油气混合的速度更快，油滴更小更细，油气混合程度更高，从而使燃油和进气达到最优的混合效果。进而优化燃烧，降低排放。
Claims (9)
1、一种直喷式柴油机喷油器，包括一个帽筒状的壳体(10)，一端有进油口(11)，其特征在于：在靠近帽头(12)的一端的筒体上开设有对称布置的喷油孔(13)，所述的喷油孔(13)的轴线在帽筒状的壳体(10)的轴线的垂直面上的投影为一圆周的切线方向，所述的喷油孔(13)的轴线与壳体(10)的轴线的垂直面之间的夹角β，0°<β<90°。
2、根据权利要1所述的直喷式柴油机喷油器，其特征在于：所述的喷油孔(13)的进油口(131)一端距离壳体(10)的进油口(11)一端较近，所述的喷油孔(13)的喷油口(132)一端距离壳体(10)的进油口(11)较远。
3、根据权利要1所述的直喷式柴油机喷油器，其特征在于：所述的帽头(12)为半球状的壳体，喷油孔(13)位于帽筒状的壳体(10)直筒部与帽头(12)的交界部。
4、根据权利要1或2或3所述的直喷式柴油机喷油器，其特征在于：所述的喷油孔(13)设置3～10个，其进油口(131)位于同一个圆周上、喷油口(132)位于同一个圆周上。
5、根据权利要1或2或3所述的直喷式柴油机喷油器，其特征在于：所述的喷油孔(13)的轴线与帽筒状的壳体(10)的内腔的圆周切线接近。
6、根据权利要4所述的直喷式柴油机喷油器，其特征在于：所述的喷油孔(13)设置4～6个，所述的进油口(131)彼此之间、喷油口(132)彼此之间的间距相同。
7、一种与权利要求1所述的直喷式柴油机喷油器配合使用的进气道，其特征在于：在所述的喷油器的旁侧设置进气道(20)，进气道(20)的出气端(21)为涡旋状。
8、根据权利要求7所述的进气道，其特征在于：所述的进气道(20)设置两个，它们的出气端(21)对称设置在喷油器的旁侧，两个进气道(20)上的出气端(21)的涡旋状方向相同，并与喷油器的喷油方向相对。
9、根据权利要求7或8所述的进气道，其特征在于：在所述的进气道(20)之间设置有预热塞。
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