CN102619663A - 一种用于柴油机喷油器的自激振荡雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油机燃油喷嘴，它包括有针阀体，针阀体内腔的圆锥形顶端开设有一个上喷嘴孔，针阀体外部顶端为截面，该截面与自激振荡喷嘴密封固定连接，所述上喷嘴孔与自激振荡喷嘴的振荡腔室、下喷孔相连通，振荡腔室为圆柱形空腔，下喷孔为向外扩张的锥形喷孔；其中，振荡腔室的直径为上喷嘴孔直径的1.5～8.8倍、长度为上喷嘴孔直径的2～3倍，下喷孔的内口直径为上喷嘴孔7直径的1～2倍、长度为下喷孔内口直径的2倍，下喷嘴孔的锥形扩张角为35～70°。本发明的优点是：在改善燃油雾化质量的同时避免了喷油嘴喷孔的堵塞，简化了现有喷油器的加工工艺。

Description

一种用于柴油机喷油器的自激振荡雾化喷嘴

技术领域

本发明涉及一种柴油机部件，具体涉及一种类型的柴油机燃油喷嘴。

背景技术

目前广泛应用的柴油机喷油器有孔式喷油嘴和轴针式喷油嘴两种，图1为现有柴油机孔式喷油嘴的结构图，它包括有针阀体2和装在针阀体内腔的针阀4，针阀体内腔的顶端开有多个细小的喷孔5，通常喷孔5的直径为0.2 ~0.5毫米。供油时，油压通过油道1作用在针阀2的承压锥面6上，产生向上的推力，针阀4升起，打开喷孔5，高压的柴油经喷孔5进入燃烧室。这种喷油嘴的缺点是，喷孔数目多、孔径小，造成喷孔的加工困难，且容易堵塞喷孔。

专利号为ZL200510057466.6、名称为“管道脉冲流发生器”的中国发明专利公开了一种管道脉冲流发生器包括上喷嘴体、自激振荡腔体、下喷嘴体和管道，它能够将管道内连续流体转变为脉冲流，并将出流压力的峰值提高到来流压力的（115～130）%。本发明的设计构思中应用了该发明的工作原理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种单一的大孔径喷孔，使喷孔的加工工艺简化，又能避免柴油机燃油喷嘴的堵塞。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有针阀体，其特征在于，针阀体内腔的圆锥形顶端开设有一个上喷嘴孔，针阀体外部顶端为截面，该截面与自激振荡喷嘴密封固定连接，所述上喷嘴孔与自激振荡喷嘴的振荡腔室、下喷孔相连通，振荡腔室为圆柱形空腔，下喷孔为向外扩张的锥形喷孔；其中，振荡腔室的直径为上喷嘴孔直径的（1.5～8.8）倍、振荡腔室的长度为上喷嘴孔直径的（2～3）倍，下喷孔的内口直径为上喷嘴孔直径的（1～2）倍、下喷孔的长度为下喷孔内口直径的2倍，下喷嘴孔的锥形扩张角为35～70°。

优选地使针阀体内腔、上喷嘴孔、振荡腔室和下喷孔安装在同一中心线上。

本发明具依靠针阀体油道的压力和振荡腔室的特定规格以及下喷孔的边界条件，使燃油变为脉动喷雾，流出的压力峰值高于进口压力的（15～30）%，并使出口油液获得更加均匀的、实心的雾化效果，增强燃烧效果。本发明以连通的上喷嘴孔、振荡腔室和下喷孔替代多个细小的喷孔，实现了喷孔数唯一、孔径大，喷孔的加工容易且能避免堵塞。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为现有柴油机孔式喷油嘴的结构图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2中振荡腔室的结构示意图。

图中：1.油道；2.针阀体；3.针阀体内腔；4.针阀；5.喷孔；6.锥面；7.上喷嘴孔；8.振荡腔室；9.自激振荡喷嘴； 10.下喷孔；11. 碰撞壁；12.分离区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图2所示，本发明包括有针阀体2，针阀体内腔3的圆锥形顶端开设有一个上喷嘴孔7，针阀体2外部顶端为截面，该截面与自激振荡喷嘴9密封固定连接，所述上喷嘴孔7与自激振荡喷嘴9的振荡腔室8、下喷孔10相连通，振荡腔室8为圆柱形空腔，下喷孔10为向外扩张的锥形喷孔；其中，振荡腔室8的直径为上喷嘴孔7直径的1.5～8.8倍、振荡腔室8的长度为上喷嘴孔7直径的2～3倍，下喷孔10的内口直径为上喷嘴孔7直径的1～2倍、下喷孔10的长度为下喷孔10内口直径的2倍，下喷嘴孔10的锥形扩张角为35～70°。

上述下喷孔的内口直径是指下喷孔10与振荡腔室8连通位置的直径；上述下喷嘴孔的锥形扩张角是指沿中心线剖切的剖视图上两条对称的锥形轮廓线之间的夹角。

优选地，针阀体内腔3、上喷嘴孔7、振荡腔室8和下喷孔10安装在同一中心线上。针阀体2外部顶端截面与自激振荡喷嘴9连接方式为加密封垫的螺纹连接。

在图3所示的振荡腔室中，本发明产生自激振荡雾化的过程是：当一股高速油流经上喷嘴孔7向下游流动进入轴对称的振荡腔室8时，高速射流与周围静止气体出现紊流混合，产生能量交换，形成不稳定剪切层，由于射流速度大且剪切层的不稳定性，剪切层周围的流体被夹带形成轴对称漩涡，通过不稳定剪切层的选择性放大作用，一定频率范围内的涡量扰动在振荡腔室8内得到放大，形成大尺度涡环结构并形成一连串离散涡环，与下游碰撞壁11碰撞后产生压力扰动波并向上游反射（以声速向上游传播），在上游的敏感区又诱发新的涡量扰动。若分离区12与碰撞区的压力扰动相互为反相，就会形成涡量扰动——放大——新的涡量脉动产生的循环过程，导致振荡腔室8内流体阻抗发生周期性变化，完成对射流的“完全阻断”、“部分阻断”及“不阻断”的调制过程，该过程不断重复，在振荡腔室内形成强烈的自激振荡，最终通过下喷孔10出来的油液就已被强烈雾化。

本发明以连通的上喷嘴孔7、振荡腔室8和下喷孔10替代图1中的多个细小喷孔5，上喷嘴孔7和下喷孔10的孔径较大，加工容易，又能避免油污堵塞；同时由于燃油在振荡腔室8产生强烈的自激振荡，使燃油雾化，增强燃烧效果。本发明的优点是：在改善燃油雾化质量的同时避免了喷油嘴喷孔的堵塞，简化了现有喷油器的加工工艺。本发明适用于直喷式柴油机、半直喷式（复合式等）柴油机和分割室式柴油机。

Claims (2)

1.一种用于柴油机喷油器的自激振荡雾化喷嘴，包括有针阀体（2），其特征在于，针阀体内腔（3）的圆锥形顶端开设有一个上喷嘴孔（7），针阀体（2）外部顶端为截面，该截面与自激振荡喷嘴（9）密封固定连接，所述上喷嘴孔（7）与自激振荡喷嘴（9）的振荡腔室（8）、下喷孔（10）相连通，振荡腔室（8）为圆柱形空腔，下喷孔（10）为向外扩张的锥形喷孔；其中，振荡腔室（8）的直径为上喷嘴孔（7）直径的1.5～8.8倍、振荡腔室（8）的长度为上喷嘴孔（7）直径的2～3倍，下喷孔（10）的内口直径为上喷嘴孔（7）直径的1～2倍、下喷孔（10）的长度为下喷孔（10）内口直径的2倍，下喷嘴孔（10）的锥形扩张角为35～70°。

2.根据权利要求1所述的自激振荡雾化喷嘴，其特征在于，针阀体内腔（3）、上喷嘴孔（7）、振荡腔室（8）和下喷孔（10）安装在同一中心线上。

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