CN101694198B - 大功率柴油机喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大功率柴油机喷嘴，包括采用镍基合金粉末热等压压制而成的喷嘴本体，喷嘴本体制有装配针阀偶件的喷嘴内腔，喷嘴本体在喷嘴内腔端口处的肩部为用于和针阀偶件相配合的刚性密封平面，喷嘴本体的外周壁制四个喷孔，分别为第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔；第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔在喷嘴本体外周壁上成半圆弧形间距弧度排列，且与喷嘴内腔连通，在第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔的内孔口处分别设有需进行放电加工制成的第一圆弧凹槽、第二圆弧凹槽、第三圆弧凹槽和第四圆弧凹槽，在喷嘴本体的端沿口外制有用于确定喷孔位置的定位槽。

Description

大功率柴油机喷嘴

技术领域

本发明涉及船用柴油机喷油器技术领域，具体地说是一种大功率船用柴油机喷嘴。

背景技术

喷嘴是柴油机喷油器的重要组成部件，其主要功能是将来自喷油泵的高压柴油按一定的要求进行雾化，并分布到燃烧室中形成良好的可燃混合气。喷嘴具有一定的喷射压力、射程和喷雾角度，其对喷油器的工作性能起着决定性作用。喷嘴是通过针阀偶件中外针阀与针阀体的密封锥面的开启与关闭而实现自身的喷油状态。

发明内容

本发明针对现有技术现状，提供一种结构新颖、体积小、耐高温、耐腐蚀、耐磨，可满足喷油器总成耗油低、排放少、可靠性好和使用寿命长的大功率柴油机喷嘴。

本发明的大功率柴油机喷嘴，包括采用镍基合金粉末热等压压制而成的喷嘴本体，喷嘴本体制有装配针阀偶件的喷嘴内腔，喷嘴本体在喷嘴内腔端口处制有一肩部，该肩部的端面构成用于和针阀偶件相配合的刚性密封平面，喷嘴本体的外周壁制四个喷孔，分别为第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔；第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔在喷嘴本体外周壁上成半圆弧形间距弧度排列，且与喷嘴内腔连通，在第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔的内孔口处分别设有需进行放电加工制成的第一圆弧凹槽、第二圆弧凹槽、第三圆弧凹槽和第四圆弧凹槽，在喷嘴本体的端沿口外制有用于确定喷孔位置的定位槽。

为优化上述技术方案，所采取的措施还包括：

上述的第一喷孔的孔腔轴心线与其在刚性密封平面上的第一投影线构成的夹角为26°至28°，定位槽和喷嘴内腔轴心线的连线(N)的垂直线构成垂线；垂线与第一投影线构成的夹角为1°至3°，第一喷孔的外孔口距密封平面的距离为40.3mm至42.3mm，定位槽和喷嘴内腔轴心线构成第一定位平面，垂线和喷嘴内腔轴心线构成第二定位平面，第一投影线和第一定位平面的交点与喷嘴内腔轴心线的垂直距离为1.8mm至2.0mm，第一圆弧凹槽的中心和第二定位平面的垂直距离为2.2mm至2.4mm，第一圆弧凹槽的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第一圆弧凹槽的中心与刚性密封平面的距离为38.2mm至40.2mm。

上述的第二喷孔的孔腔轴心线与其在刚性密封平面上的第二投影线构成的夹角为16°至18°，垂线与第二投影线构成的夹角为11°至13°，第二喷孔的外孔口距密封平面的距离为39.6mm至41.6mm，第二投影线和第一定位平面的交点与喷嘴内腔轴心线的垂直距离为0.3mm至0.5mm，第二圆弧凹槽的中心与第二定位平面的垂直距离为2.5mm至2.7mm，第二圆弧凹槽的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第二圆弧凹槽的中心与刚性密封平面的距离为38.3mm至40.3mm。

上述的第三喷孔的孔腔轴心线与其在刚性密封平面上的第三投影线构成的夹角为12°至14°，垂线与第三投影线构成的夹角为29°至31°，第三喷孔的外孔口距密封平面的距离为39.3mm至41.3mm，第三圆弧凹槽的中心与第一定位平面的垂直距离为1.6mm至1.8mm，第三投影线和第二定位平面的交点与喷嘴内腔轴心线的垂直距离为1.7mm至1.9mm，第三圆弧凹槽的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第三圆弧凹槽的中心与刚性密封平面的距离为38.3mm至40.3mm。

上述的第四喷孔的孔腔轴心线与其在刚性密封平面上的第四投影线构成的夹角为11°至13°，垂线与第四投影线构成的夹角为47°至49°，第四喷孔的外孔口距密封平面的距离为39.1mm至41.1mm，第四圆弧凹槽的中心与第一定位平面的垂直距离为0.30mm至0.5mm，第四投影线和第二定位平面的交点与喷嘴内腔轴心线的垂直距离为3.0mm至3.2mm，第四圆弧凹槽的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第四圆弧凹槽的中心与刚性密封平面的距离为38.2mm至40.3mm。

上述的第一喷孔、第二喷孔、第三喷孔和第四喷孔的外孔口呈喇叭形开口，开口角度为55°至65°。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、喷嘴毛坯采用镍基合金粉末热等压压制(HIP)而成，具有硬度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、耐磨等特点，大大提高了其使用寿命和工作可靠性；

2、中孔与端面刚性密封面采用三工位磨床磨削加工，保证制造精度和形位公差，再通过研磨技术，提高其表面粗糙度和尺寸精度；

3、喷嘴采用刚性平面密封技术，通过研磨喷嘴平面和针阀体平面，两平面结合后具有良好的密封性能，能有效地满足喷嘴工作要求；

4、通过合理的工艺及工装设计，保证喷嘴的加工精度及形位公差，同时开发设计电极和靠模，电解加工喷孔内孔口圆弧凹槽，从而改善喷油器的供油特性和工作性能，降低柴油机的油耗和排放，减少对外界环境的污染，满足柴油机对喷油器的要求；

5、喷嘴外圆设有定位槽，通过定位销定位，调整方便，定位可靠，喷嘴通过外针阀能直接开启或关闭喷嘴喷孔，并能减少喷嘴空腔内残余燃油碳化物而造成堵塞喷嘴喷孔，提高使用寿命。

附图说明

图1A是本发明大功率柴油机喷嘴的剖面结构示意图；

图1B是图1A中的定位槽旋转后的结构示意图；

图1C是图1A中的D处局部放大示意图；

图2A是本发明的第一喷孔的结构示意图；

图2B是图2A中的A-A向剖视图；

图3A是本发明的第二喷孔的结构示意图；

图3B是图3A中的B-B向旋转后的剖视图；

图4A是本发明的第三喷孔的结构示意图；

图4B是图4A中的C-C向旋转后的剖视图；

图5A是本发明的第四喷孔的结构示意图；

图5B是图5A中的D-D向旋转后的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1A至图5B所示为本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：喷嘴本体1、喷嘴内腔2、定位槽3、第一圆弧凹槽4、第二圆弧凹槽5、第一喷孔6、第二喷孔7、第三喷孔8、第四喷孔9、第三圆弧凹槽10、刚性密封平面11、第四圆弧凹槽12。

如图1A所示，本发明的大功率柴油机喷嘴包括采用镍基合金粉末热等压压制而成的喷嘴本体1，喷嘴本体1制有装配针阀偶件的喷嘴内腔2，喷嘴本体1在喷嘴内腔2端口处的肩部为用于和针阀偶件相配合的刚性密封平面11。喷嘴本体1的外周壁制四个喷孔，分别为第一喷孔6、第二喷孔7、第三喷孔8和第四喷孔9。第一喷孔6、第二喷孔7、第三喷孔8和第四喷孔9在喷嘴本体1外周壁上成半圆弧形间距弧度排列，且与喷嘴内腔2连通，在第一喷孔6、第二喷孔7、第三喷孔8和第四喷孔9的内孔口处分别设有需进行放电加工制成的第一圆弧凹槽4、第二圆弧凹槽5、第三圆弧凹槽10和第四圆弧凹槽12，在喷嘴本体1的端沿口外制有用于确定喷孔位置的定位槽3。

刚性密封平面11通过研磨技术，具有良好的表面光洁度和平面度，与针阀偶件装配以后，具有良好的密封性能。

各喷孔内孔口处的第一圆弧凹槽4、第二圆弧凹槽5、第三圆弧凹槽10和第四圆弧凹槽12需放电加工控制部位，通过合理设计靠模和电极进行电解加工，从而改善喷油器的供油特性和工作性能，降低柴油机的油耗和排放，减少对外界环境的污染。

如图1B中所示的定位槽3，加工时通过与定位销配合定位，具有良好的操作性及定位可靠性。

图1C为图1A中的D处局部放大视图。图1A中的D处为喷嘴与针阀配合部位，通过外针阀直接开启或关闭喷嘴喷孔，具有防止燃油滴漏的作用，减少喷嘴空腔内残余燃油碳化物而造成堵塞喷嘴喷孔，从而提高使用寿命和满足工作稳定性要求。

如图2A和图2B所示，第一喷孔6的孔腔轴心线M1与其在刚性密封平面11上的第一投影线M1a构成的夹角为27°，定位槽3和喷嘴内腔轴心线O的连线N的垂直线构成垂线L。垂线L与第一投影线M1a构成的夹角为2°，第一喷孔6的外孔口距密封平面11的距离为41.3mm。定位槽3和喷嘴内腔轴心线O构成第一定位平面，垂线L和喷嘴内腔轴心线O构成第二定位平面。第一投影线M1a和第一定位平面的交点Q与喷嘴内腔轴心线O的垂直距离为1.9mm，第一圆弧凹槽4的中心和第二定位平面的垂直距离为2.3mm，第一圆弧凹槽4的半径为1mm，放电加工后，第一圆弧凹槽4的中心与刚性密封平面11的距离为39.2mm。

如图3A和图3B所示，第二喷孔7的孔腔轴心线M2与其在刚性密封平面11上的第二投影线M2a构成的夹角为17°，垂线L与第二投影线M2a构成的夹角为12°，第二喷孔7的外孔口距密封平面11的距离为40.6mm，第二投影线M2a和第一定位平面的交点Q与喷嘴内腔轴心线O的垂直距离为0.4mm，第二圆弧凹槽5的中心与第二定位平面的垂直距离为2.6mm，第二圆弧凹槽5的半径为1mm，放电加工后，第二圆弧凹槽5的中心与刚性密封平面11的距离为39.3mm。

如图4A和图4B所示，第三喷孔8的孔腔轴心线M3与其在刚性密封平面11上的第三投影线M3a构成的夹角为13°，垂线L与第三投影线M3a构成的夹角为30°，第三喷孔8的外孔口距密封平面11的距离为40.3mm，第三圆弧凹槽10的中心与第一定位平面的垂直距离为1.7mm，第三投影线M3a和第二定位平面的交点P与喷嘴内腔轴心线O的垂直距离为1.8mm，第三圆弧凹槽10的半径为1mm，放电加工后，第三圆弧凹槽10的中心与刚性密封平面11的距离为39.3mm。

如图5A和图5B所示，第四喷孔9的孔腔轴心线M4与其在刚性密封平面11上的第四投影线M4a构成的夹角为12°，垂线L与第四投影线M4a构成的夹角为48°，第四喷孔9的外孔口距密封平面11的距离为40.1mm，第四圆弧凹槽12的中心与第一定位平面的垂直距离为0.4mm，第四投影线M4a和第二定位平面的交点P与喷嘴内腔轴心线O的垂直距离为3.1mm，第四圆弧凹槽12的半径为1mm，放电加工后，第四圆弧凹槽12的中心与刚性密封平面11的距离为39.2mm。

第一喷孔6、第二喷孔7、第三喷孔8和第四喷孔9的外孔口呈喇叭形开口，开口角度为60°。

喷嘴装配完成后，进行开启压力和雾化特性等试验。

虽然本发明已通过参考优选的实例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (5)

1.大功率柴油机喷嘴，包括采用镍基合金粉末热等压压制而成的喷嘴本体(1)，其特征是：所述的喷嘴本体(1)制有装配针阀偶件的喷嘴内腔(2)，喷嘴本体(1)在喷嘴内腔(2)端口处制有一肩部，该肩部的端面构成用于和针阀偶件相配合的刚性密封平面(11)，所述的喷嘴本体(1)的外周壁制四个喷孔，分别为第一喷孔(6)、第二喷孔(7)、第三喷孔(8)和第四喷孔(9)；所述的第一喷孔(6)、第二喷孔(7)、第三喷孔(8)和第四喷孔(9)在喷嘴本体(1)外周壁上成半圆弧形间距弧度排列，且与喷嘴内腔(2)连通，在第一喷孔(6)、第二喷孔(7)、第三喷孔(8)和第四喷孔(9)的内孔口处分别设有需进行放电加工制成的第一圆弧凹槽(4)、第二圆弧凹槽(5)、第三圆弧凹槽(10)和第四圆弧凹槽(12)，在喷嘴本体(1)的端沿口外制有用于确定喷孔位置的定位槽(3)；所述的第一喷孔(6)的孔腔轴心线(M1)与其在刚性密封平面(11)上的第一投影线(M1a)构成的夹角为26°至28°，定位槽(3)和喷嘴内腔轴心线(O)的连线(N)的垂直线构成垂线(L)；所述的垂线(L)与所述的第一投影线(M1a)构成的夹角为1°至3°，第一喷孔(6)的外孔口距密封平面(11)的距离为40.3mm至42.3mm，定位槽(3)和喷嘴内腔轴心线(O)构成第一定位平面，所述的垂线(L)和喷嘴内腔轴心线(O)构成第二定位平面，所述第一投影线(M1a)和所述第一定位平面的交点(Q)与喷嘴内腔轴心线(O)的垂直距离为1.8mm至2.0mm，第一圆弧凹槽(4)的中心和所述第二定位平面的垂直距离为2.2mm至2.4mm，第一圆弧凹槽(4)的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第一圆弧凹槽(4)的中心与刚性密封平面(11)的距离为38.2mm至40.2mm。

2.根据权利要求1所述的大功率柴油机喷嘴，其特征是：所述的第二喷孔(7)的孔腔轴心线(M2)与其在刚性密封平面(11)上的第二投影线(M2a)构成的夹角为16°至18°，所述的垂线(L)与所述的第二投影线(M2a)构成的夹角为11°至13°，第二喷孔(7)的外孔口距密封平面(11)的距离为39.6mm至41.6mm，所述第二投影线(M2a)和所述第一定位平面的交点(Q)与喷嘴内腔轴心线(O)的垂直距离为0.3mm至0.5mm，第二圆弧凹槽(5)的中心与第二定位平面的垂直距离为2.5mm至2.7mm，第二圆弧凹槽(5)的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第二圆弧凹槽(5)的中心与刚性密封平面(11)的距离为38.3mm至40.3mm。

3.根据权利要求2所述的大功率柴油机喷嘴，其特征是：所述的第三喷孔(8)的孔腔轴心线(M3)与其在刚性密封平面(11)上的第三投影线(M3a)构成的夹角为12°至14°，所述的垂线(L)与所述的第三投影线(M3a)构成的夹角为29°至31°，第三喷孔(8)的外孔口距密封平面(11)的距离为39.3mm至41.3mm，第三圆弧凹槽(10)的中心与第一定位平面的垂直距离为1.6mm至1.8mm，所述第三投影线(M3a)和所述第二定位平面的交点(P)与喷嘴内腔轴心线(O)的垂直距离为1.7mm至1.9mm，第三圆弧凹槽(10)的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第三圆弧凹槽(10)的中心与刚性密封平面(11)的距离为38.3mm至40.3mm。

4.根据权利要求3所述的大功率柴油机喷嘴，其特征是：所述的第四喷孔(9)的孔腔轴心线(M4)与其在刚性密封平面(11)上的第四投影线(M4a)构成的夹角为11°至13°，所述的垂线(L)与所述的第四投影线(M4a)构成的夹角为47°至49°，第四喷孔(9)的外孔口距密封平面(11)的距离为39.1mm至41.1mm，第四圆弧凹槽(12)的中心与第一定位平面的垂直距离为0.30mm至0.5mm，所述第四投影线(M4a)和所述第二定位平面的交点(P)与喷嘴内腔轴心线(O)的垂直距离为3.0mm至3.2mm，第四圆弧凹槽(12)的半径为0.8mm至1.2mm，放电加工后，第四圆弧凹槽(12)的中心与刚性密封平面(11)的距离为38.2mm至40.3mm。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的大功率柴油机喷嘴，其特征是：所述的第一喷孔(6)、第二喷孔(7)、第三喷孔(8)和第四喷孔(9)的外孔口呈喇叭形开口，开口角度为55°至65°。

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