CN104736836B - 具有改善的燃料排放系数的燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了喷嘴及其制造方法。本发明所公开的喷嘴在其中具有至少一个喷嘴通孔，其中所述至少一个喷嘴通孔表现出大于约0.50的排放系数CD。本发明还公开了包含所述喷嘴的燃料喷射器。本发明还公开了喷嘴和燃料喷射器的制造和使用方法。

Description

具有改善的燃料排放系数的燃料喷射器
技术领域
本发明整体涉及适合在内燃机的燃料喷射器中使用的喷嘴。本发明还适用于结合了此类喷嘴的燃料喷射器。本发明还涉及此类喷嘴的制造方法，以及结合了此类喷嘴的燃料喷射器的制造方法。本发明还涉及在车辆中使用喷嘴和燃料喷射器的方法。
背景技术
存在三种基本类型的燃料喷射器系统。这些系统采用进气道燃料喷射(PFI)方式、汽油直接喷射(GDI)方式和直接喷射(DI)方式。PFI和GDI使用汽油作为燃料，而DI使用柴油燃料。人们仍在继续进一步研制燃料喷射器喷嘴和包含燃料喷射器喷嘴的燃料喷射系统，以便潜在地提高燃料效率、减少内燃机的危害性排放物，以及降低包含内燃机的车辆的总体能量要求。
发明内容
本发明涉及燃料喷射器喷嘴。在一个示例性实施例中，燃料喷射器喷嘴包括：入口面；与入口面相背对的出口面；和一个或多个喷嘴通孔，其中一个或多个喷嘴通孔中的每个喷嘴通孔包括位于入口面上的至少一个入口开口，该至少一个入口开口通过由内表面限定的腔连接至位于出口面上的至少一个出口开口，每个入口开口具有入口开口尺寸或直径D，每个出口开口具有出口开口尺寸或直径d，并且至少一个喷嘴通孔表现出大于约0.50的排放系数CD，该排放系数CD通过下式计算：
其中：
Q出口表示从至少一个出口开口排出的流体的体积流量；
A出口表示至少一个出口开口的出口面积；
A入口表示至少一个入口开口的入口面积；
P1表示沿至少一个入口开口的第一压力；
P2表示沿至少一个出口开口的第二压力；并且
ρ表示从至少一个出口开口排出的流体的密度，并且
其中最大的出口开口直径为约200μm。
在另一个示例性实施例中，本发明的燃料喷射器喷嘴包括：入口面，其具有入口表面积A入口表面；出口面，其与入口面相背对；和多个喷嘴通孔，其中喷嘴通孔中的每个喷嘴通孔包括位于入口面上的至少一个入口开口，该至少一个入口开口通过由内表面限定的腔连接至位于出口面上的至少一个出口开口，每个入口开口具有入口开口面积A入口，其中所述入口面表面积A入口表面包括(i)所述一个或多个喷嘴通孔的组合入口开口面积即n个A入口值，其中n表示入口开口的数量，和(ii)入口着陆面积(land area)A入口着陆，(即，A入口表面＝∑A入口+A入口着陆)，并且入口着陆面积限定入口面表面积的90.5％或更小。
本发明还涉及燃料喷射器。在一个示例性实施例中，燃料喷射器包括结合到其中的本文所公开的本发明的任一种喷嘴。
本发明甚至还涉及燃料喷射系统。在一个示例性实施例中，燃料喷射系统包括结合到其中的本文所公开的本发明的任一种喷嘴或燃料喷射器。
本发明甚至还涉及车辆。在一个示例性实施例中，车辆包括结合到其中的本文所公开的本发明的任一种喷嘴或燃料喷射器或燃料喷射系统。
本发明甚至还涉及使用本文所公开的本发明的喷嘴的方法。在一个示例性实施例中，使用本发明的喷嘴的方法包括降低车辆的总体能量要求的方法，其中该方法包括：将本文所公开的任一种喷嘴结合到车辆的燃料喷射器系统中。
在另一个示例性实施例中，使用本发明的喷嘴的方法包括提高车辆的总体燃料效率的方法，其中该方法包括：将本文所公开的任一种喷嘴结合到车辆的燃料喷射器系统中。
在另一个示例性实施例中，使用本发明的喷嘴的方法包括在利用燃料喷射器系统内的减小的压力的同时，维持穿过车辆燃料喷射器系统的流体的质量流量的方法，其中该方法包括：将本文所公开的任一种喷嘴结合到车辆的燃料喷射器系统中。
本发明还涉及制造燃料喷射器喷嘴的方法。在一个示例性实施例中，制造燃料喷射器喷嘴的方法包括制造本文所公开的任一种燃料喷射器喷嘴。
在另一个示例性实施例中，制造燃料喷射器喷嘴的方法包括：使用一个或多个增大喷嘴的总体排放系数的设计参数来形成喷嘴，所述喷嘴具有入口面、与入口面相背对的出口面，和一个或多个喷嘴通孔，其中一个或多个喷嘴通孔中的每个喷嘴通孔包括位于入口面上的至少一个入口开口，该至少一个入口开口通过由内表面限定的腔连接至位于出口面上的至少一个出口开口，每个入口开口具有入口开口尺寸或直径D，并且每个出口开口具有出口开口尺寸或直径d，其中至少一个喷嘴通孔表现出大于约0.50的排放系数CD，该排放系数CD通过下式计算：
其中：
Q出口表示从至少一个出口开口排出的流体的体积流量；
A出口表示至少一个出口开口的出口面积；
A入口表示至少一个入口开口的入口面积；
P1表示沿至少一个入口开口的第一压力；
P2表示沿至少一个出口开口的第二压力；并且
ρ表示从至少一个出口开口排出的流体的密度。
本发明还涉及制造在车辆的内燃机中使用的燃料喷射器的方法。在一个示例性实施例中，制造燃料喷射器的方法包括将本文所述的任一种喷嘴结合到燃料喷射器中。
本发明还涉及制造内燃车辆的燃料喷射系统的方法。在一个示例性实施例中，制造车辆燃料喷射系统的方法包括将本文所述的任一种喷嘴或燃料喷射器结合到燃料喷射系统中。
附图说明
结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细描述将有利于更完整地理解和体会本发明，其中：
图1是本发明的示例性喷嘴的透视图；
图2是图1所示的示例性喷嘴的入口面的视图；
图3是图1所示的示例性喷嘴的单个喷嘴通孔腔的透视图；
图4是图1所示的示例性喷嘴沿图2所示的线4-4观察时的剖视图；
图5是图1所示的示例性喷嘴沿图2所示的线5-5观察时的剖视图；
图6是本发明的另一个示例性喷嘴的透视图；
图7是本发明的另一个示例性喷嘴的剖视图；
图8是本发明的另一个示例性喷嘴的剖视图；
图9是本发明的另一个示例性喷嘴的剖视图；
图10是本发明的示例性燃料喷射系统的示意图；并且
图11是包括图10所示的示例性燃料喷射系统的车辆的视图。
在说明书中，多个附图中使用的相同附图标记是指具有相同或类似特性和功能的相同或类似元件。
具体实施方式
本发明所公开的喷嘴展现了对以下文献中公开的喷嘴的改进：(1)2011年2月3日公布的国际专利申请公开WO2011/014607，和(2)2012年2月2日提交的国际专利申请序列号US2012/023624(3M代理人案卷号67266WO003，名称为“Nozzle and Method of MakingSame”(喷嘴及其制造方法))，这两个专利申请的主题和公开内容均全文以引用的方式并入本文。本发明所公开的喷嘴相比本文所述的现有喷嘴具有一个或多个优势。例如，本发明所公开的喷嘴可有益地结合到燃料喷射器系统中以提高燃料效率。本发明所公开的喷嘴可使用与国际专利申请公开WO2011/014607和国际专利申请序列号US2012/023624中所公开类似的多光子(诸如双光子)工艺制成。具体地讲，可使用多光子工艺来制造各种可至少包括一个或多个孔成形特征结构的微结构。此类孔成形特征结构可继而用作模具来制造在喷嘴或其他应用中使用的孔。
应当理解，在本领域中，术语“喷嘴”可具有多种不同的含义。在一些具体的参考文献中，术语“喷嘴”具有广泛的定义。例如，美国专利公布2009/0308953 A1(Palestrant等人)公开了一种“雾化喷嘴”，该喷嘴包括多个元件，包括封闭室50。这区别于本申请给出的对喷嘴的理解和定义。例如，本说明书中的喷嘴大体上对应于Palestrant等人的孔插件24。一般来讲，本说明书中的喷嘴可理解为雾化喷射系统的末端锥形部分，喷雾最终从所述末端锥形部分喷出，参见例如韦氏词典(Merriam Webster′s Dictionary)对喷嘴的定义：具有用于(如在软管上)对流体流加速或导向的圆锥或缩小部的短管。其他的理解可参见授予日本刈谷市的日本电装株式会社(Nippondenso Co.，Ltd.(Kariya，Japan))的美国专利5,716,009(Ogihara等人)。在该参考文献中，流体喷射“喷嘴”再一次被广义地定义为多段阀元件10(“燃料喷射阀10用作流体喷射喷嘴......”-参见Ogihara等人的专利的第4栏第26-27行)。在此所用的术语“喷嘴”的当前定义和理解应涉及(例如)第一孔板130和第二孔板132，还可能涉及例如套筒138(参见Ogihara等人的专利的图14和图15)，它们位于紧邻燃料喷口处。与本文描述的术语“喷嘴”相似的理解用于授予日本茨城县的日立株式会社(Hitachi，Ltd.(Ibaraki，Japan))的美国专利5,127,156(Yokoyama等人)中。这里，将喷嘴10与所连接和一体化结构的元件独立地定义，所述元件诸如“旋流器”12(参见图1(II))。当在本说明书和权利要求书的整个其余内容中提及术语“喷嘴”时，应当理解上述定义。
图1-图9示出本发明的各种喷嘴10。本发明所公开的喷嘴10包括结合到喷嘴10结构中的一个或多个喷嘴通孔15，其中至少一个喷嘴通孔15显示具有大于约0.50(或大于0.50以0.01为增量最多至但不包括1.00的任何值)的排放系数CD，该排放系数CD通过下式计算：
其中：
Q出口表示从至少一个出口开口152排出的流体的体积流量；
A出口表示至少一个出口开口152的出口面积；
A入口表示至少一个入口开口151的入口面积；
P1表示沿至少一个入口开口151的第一压力；
P2表示沿至少一个出口开口152的第二压力；并且
ρ表示从至少一个出口开口152排出的流体的密度，并且其中最大的出口开口直径为约200μm。在一些实施例中，喷嘴10的两个或更多个(或所有)喷嘴通孔15显示具有通过上式计算得到的大于约0.50(或大于0.50以0.01为增量最多至但不包括1.00的任何值)的排放系数CD。
一个或多个喷嘴通孔15向喷嘴10提供以下特性中的一者或多者：(1)能够通过单个喷嘴通孔15或通过多个喷嘴通孔15提供可变的流体流(例如，穿过一个或多个出口开口152的增大的流体流和穿过同一喷嘴通孔15或多个喷嘴通孔15的其他出口开口152的减小的流体流的组合)，方法是选择性地设计沿给定喷嘴通孔15的一定长度延伸的各腔通道(即，下文所述的腔通道153’)，(2)能够经由单个喷嘴通孔15或多个喷嘴通孔15提供相对于喷嘴10的出口面14的单方向或多方向流体流，以及(3)能够经由单个喷嘴通孔15或多个喷嘴通孔15提供相对于中心法线20的单方向或多方向偏轴流体流，所述中心法线20垂直地延伸穿过喷嘴出口面14。
由于其喷嘴通孔15设计，本发明所公开的喷嘴10可以有利地结合到燃料喷射器系统100中，以便增强内燃机106的一种或多种性能特征。例如，当结合到车辆200的内燃机106的燃料喷射器系统100中时，本发明所公开的喷嘴10提供以下性能特征中的一者或多者：(1)降低车辆200的总体能量要求，(2)提高车辆200的总体燃料效率，以及(3)能够在利用与车辆的燃料喷射器系统内的正常工作压力相比减小的燃料喷射器系统100内压力(例如，至少减小40％、或至少减小50％、或至少减小60％的减小的压力)的同时，维持穿过车辆200的燃料喷射器系统100的流体的质量流量。
图1-图2和图4-图9示出本发明的示例性燃料喷射器喷嘴10的各种视图。如图1所示，示例性燃料喷射器喷嘴10包括入口面11；出口面14，其与入口面11相背对；和至少一个喷嘴通孔15，该至少一个喷嘴通孔包括位于入口面11上的至少一个入口开口151，该至少一个入口开口通过由内表面154限定的腔153连接至位于出口面14上的至少一个出口开口152。如图1所示，在该示例性喷嘴10中，出口面14在其上具有37个出口开口152，它们与37个单独的喷嘴通孔15相对应。
如图2所示，该37个单独的喷嘴通孔15沿入口面11定位，以便最小化各个喷嘴通孔15之间的入口着陆区域。在该实施例中，各个喷嘴通孔15之间的入口着陆区域由入口面11上的相邻入口开口151之间的线表示。另外，在该实施例中，各个喷嘴通孔15包括入口面11上的六边形形状的入口开口151和沿出口面14的圆形形状的出口开口152。喷嘴通孔中的一个或多个或全部可具有圆形形状的入口开口。
图3示出图1所示的示例性喷嘴10的单个喷嘴通孔腔153的透视图。每个单独的喷嘴通孔腔153可被设计成使单独的喷嘴通孔腔153的排放系数CD最大化，和/或提供如上所述的其他特征(例如，所需的流体体积流量和/或所需方向的流体流)。例如，可以考虑以下因素中的一者或多者以便使单独的喷嘴通孔腔153和单独的喷嘴通孔15的排放系数CD最大化：选择喷嘴通孔腔153和喷嘴通孔15的总长度(L)，选择喷嘴10的总厚度(nt)，移除喷嘴通孔15的入口表面11和腔153之间的锐边，选择喷嘴通孔15的入口表面11和腔153之间的会聚角，去除沿喷嘴通孔腔153的任何引起湍流的结构，选择所需的入口开口151尺寸和形状，选择所需的出口开口152尺寸和形状，选择沿喷嘴通孔15的腔153的内表面154(即，具体地讲，在从入口开口151直接延伸到出口开口152的方向上)的所需曲率量，等等。
如图6所示，本发明的喷嘴10可以包括一个或多个阵列28，其中每个阵列28包括一个或多个喷嘴通孔15。
如图7-图8所示，示例性喷嘴10的喷嘴通孔15可包括(i)连接至多个出口开口152的单个入口开口151，或(ii)连接至单个出口开口152的多个入口开口151。在这些实施例中，多个腔通道153’沿腔153延伸，其中每个腔通道153’都通向一个出口开口152或从一个入口开口151延伸。
如图9所示，本发明的示例性喷嘴10还可以包括多个任选的另外特征结构。合适的任选的另外特征结构包括但不限于沿出口面14的任何部分定位的一个或多个抗结焦微结构150，以及沿着出口面14的任何部分的一个或多个流体喷射结构1519。
如图1-图9所示，本发明的喷嘴10可包括一个或多个喷嘴通孔15，其中每个喷嘴通孔15独立地包括以下特征结构：(i)一个或多个入口开口151，它们中的每个入口开口具有其自身的独立形状和尺寸；(ii)一个或多个出口开口152，它们中的每个出口开口具有其自身的独立形状和尺寸；(iii)内表面154轮廓，其可包括一个或多个弯曲部分157、一个或多个线性部分158，或者一个或多个弯曲部分157和一个或多个线性部分158的组合；(iv)内表面154轮廓，其可包括两个或更多个腔通道153’或单个腔通道153’，在前一种情况下，所述两个或更多个腔通道从多个入口开口151延伸然后合并为单个腔通道153’，继而延伸至单个出口开口152，在后一种情况下，所述单个腔通道从单个入口开口151延伸然后分成两个或更多个腔通道153’，继而延伸至多个出口开口152，以及(v)如通过上式计算的排放系数CD。为每个独立的喷嘴通孔15选择这些特征结构，使喷嘴10能够(1)通过喷嘴通孔15提供基本上等同的流体流(即，从每个喷嘴通孔15的每个多个出口开口152排出基本上相同的流体流)，(2)通过任一个喷嘴通孔15提供可变的流体流(即，从给定喷嘴通孔15的多个出口开口152排出不相同的流体流)，(3)通过任何两个或更多个喷嘴通孔15提供可变的流体流(即，从给定喷嘴通孔15的多个出口开口152排出不相同的流体流)，(4)提供从单个喷嘴通孔15或多个喷嘴通孔15排出的单方向或多方向流体料流，(5)提供从一个或多个喷嘴通孔15排出的线性和/或弯曲流体料流，以及(6)提供从一个或多个喷嘴通孔15排出的平行和/或分支、和/或平行而后会聚的流体料流。
在一些实施例中，喷嘴通孔15中的至少一个喷嘴通孔具有入口开口151流动轴线、腔153流动轴线和出口开口152流动轴线，并且至少一条流动轴线与至少一条另外的流动轴线不同。如本文所用，“流动轴线”被定义为燃料流入、流经或流出喷嘴通孔15时燃料料流的中心轴线。就具有多个入口开口151、多个出口开口152或两者的喷嘴通孔15而言，喷嘴通孔15可以具有与所述多个开口151/152中的每个多个开口相对应的不同流动轴线。
在一些实施例中，入口开口151流动轴线可以与出口开口152流动轴线不同。在其他实施例中，入口开口151流动轴线、腔153流动轴线和出口开口152流动轴线中的每一者彼此不同。在其他实施例中，喷嘴通孔15具有腔153，该腔被操作性地调整(即，调整尺寸、构造或以其他方式设计)以使得从中流过的燃料具有弯曲的流动轴线。
有助于流动轴线的此类差异的因素的示例可包括但不限于以下因素的任何组合：(1)(i)腔153与(ii)入口面11和/或出口面14之间的不同角度；(2)入口开口151和/或腔153和/或出口开口152不彼此对准或平行，或沿着不同的方向对准，或平行但不对准，或相交但不对准；以及/或者(3)任何其他可想到的两条或三条非对准线段之间能够形成的几何关系。
本发明所公开的喷嘴10可包括任一种本发明所公开的喷嘴特征、或两种或更多种本发明所公开的喷嘴特征的任意组合(或基本上由或由任一种本发明所公开的喷嘴特征、或两种或更多种本发明所公开的喷嘴特征的任意组合组成)。此外，尽管本文的图中未示出并且/或者本文中未详细描述，但本发明的喷嘴10还可以包括一种或多种在以下美国临时专利申请中公开的喷嘴特征结构：(1)2012年8月1日提交的美国临时专利申请序列号61/678,475(3M代理人案卷号69909US002，名称为“GDI Fuel Injectors with Non-CoinedThree-Dimensional Nozzle Outlet Face”(具有非铸造的三维喷嘴出口面的GDI燃料喷射器))(例如，出口面重叠特征结构149)，(2)2012年8月1日提交的美国临时专利申请序列号61/678,356(3M代理人案卷号69910US002，名称为“Targeting of Fuel Output by Off-Axis Directing of Nozzle Output Streams”(通过偏轴引导喷嘴输出料流而使燃料输出定向))(例如，减小燃料喷射器的压力室容积的具体公开的喷嘴通孔15和/或入口面特征结构118)，(3)2012年8月1日提交的美国临时专利申请序列号61/678,330(3M代理人案卷号69911US002，名称为“Fuel Injector Nozzles with at Least One Multiple Inlet Portand/or Multiple Outlet Port”(具有至少一个多入口气门和/或多出口气门的燃料喷射器喷嘴))(例如，具有多个入口开口151、多个出口开口152或两者的喷嘴通孔15，和包含所述喷嘴通孔15的燃料喷射器101和燃料喷射系统100)，以及(4)2012年8月1日提交的美国临时专利申请序列号61/678,288(3M代理人案卷号69913US002，名称为“Fuel Injectorswith Non-Coined Three-dimensional Nozzle Inlet Face”(具有非铸造的三维喷嘴入口面的燃料喷射器))(例如，非铸造的三维入口面11)，这些美国临时专利申请中的每一个的主题和公开内容均全文以引用方式并入本文。
可使用任何方法来形成本发明所公开的喷嘴10，前提是所得的喷嘴10具有(i)位于其中的一个或多个喷嘴通孔15，并且至少一个喷嘴通孔15具有如本文所述的排放系数，以及/或者(ii)多个喷嘴通孔15，所述多个喷嘴通孔具有如本文所述的入口着陆区域构型。尽管本发明的喷嘴10可以使用在国际专利申请序列号US2012/023624中所公开的方法(例如，多光子工艺，诸如双光子工艺)形成，但制造本发明的喷嘴10的合适方法并不局限于在国际专利申请序列号US2012/023624中所公开的方法。具体地讲，参见结合国际专利申请序列号US2012/023624的图1A-图1M所述的方法步骤。
另外的实施例
喷嘴实施例
1.一种燃料喷射器喷嘴10，包括：入口面11；出口面14，其与所述入口面11相背对；和一个或多个喷嘴通孔15，其中所述一个或多个喷嘴通孔15中的每个喷嘴通孔包括位于所述入口面11上的至少一个入口开口151，该至少一个入口开口通过由内表面154限定的腔153连接至位于所述出口面14上的至少一个出口开口152，每个所述入口开口151具有入口开口尺寸或直径D，每个所述出口开口152具有出口开口尺寸或直径d，并且至少一个所述喷嘴通孔15表现出大于约0.50且以约0.01为增量(即，0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99)，最多至但不包括1.00的范围内，以及约0.50和1.00间的任何范围内的排放系数CD。期望的是，喷嘴的CD在至少约0.70且以约0.01为增量，最多至但不包括1.0的范围内，以及约0.70和1.0间的任何范围内，其中CD通过下式计算：
其中：
Q出口表示从所述至少一个出口开口152排出的流体(未示出)的体积流量；
A出口表示所述至少一个出口开口152的出口面积；
A入口表示所述至少一个入口开口151的入口面积；
P1表示沿所述至少一个入口开口151的第一压力；
P2表示沿所述至少一个出口开口152的第二压力；并且
ρ表示从所述至少一个出口开口152排出的流体的密度。优选的是，喷嘴10的出口开口152的最大出口开口直径为约200μm(或者，以约5μm递减、低至并包括约10μm，以及在约200μm和约10μm间的任何最大值或这两者间的任何范围)。
2.一种燃料喷射器喷嘴10，包括：入口面11，其具有入口表面积A入口表面；出口面14，其与所述入口面11相背对；和多个喷嘴通孔15，其中所述喷嘴通孔15中的每个喷嘴通孔包括位于所述入口面11上的至少一个入口开口151，该至少一个入口开口通过由内表面154限定的腔153连接至位于所述出口面14上的至少一个出口开口152，每个所述入口开口151具有入口开口面积A入口，每个所述出口开口152具有出口开口面积A出口，其中所述入口面表面积A入口表面由以下面积限定、组成，或至少包括以下面积：(i)所述一个或多个喷嘴通孔的组合入口开口面积(即，所有入口开口的组合面积，即，n个A入口值的总和，其中n表示入口开口151的数量)，和(ii)入口着陆面积A入口着陆(即，A入口表面＝∑A入口+A入口着陆)，并且所述入口着陆面积限定所述入口面表面积的90.5％或更少(或低于90.5％以0.1％递减的任何百分比或百分比范围)。
3.根据实施例2所述的喷嘴10，其中所述组合入口开口面积限定所述入口面表面积的9.5％或更多(或高于9.5％以0.1％为增量且低于90.5％的任何百分比或百分比范围)。
4.根据实施例2或3所述的喷嘴10，其中所述入口着陆面积限定所述入口面表面积的约90％或更少(或低于90％以0.1％递减的任何百分比或百分比范围)。
5.根据实施例4所述的喷嘴10，其中所述组合入口开口面积限定所述入口面表面积的约10％或更多(或高于10％以0.1％为增量且低于90.5％的任何百分比或百分比范围)。
6.根据实施例2至5中任一项所述的喷嘴10，其中所述入口着陆面积限定所述入口面表面积的74.5％或更少(或低于74.5％以0.1％递减的任何百分比或百分比范围)。
7.根据实施例6所述的喷嘴10，其中所述组合入口开口面积限定所述入口面表面积的25.5％或更多(或高于25.5％以0.1％为增量且低于74.5％的任何百分比或百分比范围)。
8.根据实施例2至7中任一项所述的喷嘴10，其中所述入口着陆面积限定所述入口面表面积的约74％或更少(或低于74％以0.1％递减的任何百分比或百分比范围)。
9.根据实施例8所述的喷嘴10，其中所述组合入口开口面积限定所述入口面表面积的约26％或更多(或高于26％以0.1％为增量且低于74％的任何百分比或百分比范围)。
10.根据实施例2至9中任一项所述的喷嘴10，其中每个所述出口开口152具有出口开口面积，所述出口面14具有出口表面积，该出口表面积由所述喷嘴通孔15的组合出口开口面积(即，所有出口开口的组合面积)和出口着陆面积限定、由它们组成，或至少包括它们，并且所述组合出口开口面积小于所述组合入口开口面积。
11.根据实施例10所述的喷嘴10，其中所述组合出口开口面积在所述组合入口开口面积的从约50％以约0.01递减低至并包括所述组合入口开口面积的约0.5％的范围内，以及约50％和约0.5％间的任何范围内。
12.根据实施例11所述的喷嘴10，其中所述组合出口开口面积小于所述组合入口开口面积的约6.80％(或低于6.80％以0.01％递减的任何百分比或百分比范围)。
13.根据实施例2至12中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个所述喷嘴通孔15表现出在大于约0.50且以约0.01为增量最多至但不包括1.00的范围内，以及约0.50和1.00间的任何范围内的排放系数CD。理想的是，喷嘴10的CD在至少约或高于0.70且以约0.01为增量最多至但不包括1.0的范围内，以及0.70和1.0间的任何范围内，其中CD通过下式计算：
其中：
Q出口表示从所述至少一个出口开口152排出的流体(未示出)的体积流量；
A出口表示所述至少一个出口开口152的出口面积；
A入口表示所述至少一个入口开口151的入口面积；
P1表示沿所述至少一个入口开口151的第一压力；
P2表示沿所述至少一个出口开口152的第二压力；并且
ρ表示从所述至少一个出口开口152排出的流体的密度。
14.根据实施例1至13中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有至少约0.70(或以0.01为增量最多至但不包括1.00的任何量，或约0.70和1.00间的任何范围)的排放系数CD。
15.根据实施例1至14中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有大于约0.75(或以0.01为增量最多至但不包括1.00的任何量，或约0.75和1.00间的任何范围)的排放系数CD。
16.根据实施例1至15中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有大于约0.80(或以0.01为增量最多至但不包括1.00的任何量，或约0.80和1.00间的任何范围)的排放系数CD。
17.根据实施例1至16中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有大于约0.90(或以0.01为增量最多至但不包括1.00的任何量，或约0.90和1.00间的任何范围)的排放系数CD。
18.根据实施例1至17中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的入口开口直径D最多至约500微米(μm)且以约5μm递减低至并包括约50μm，以及约500μm和约50μm间的任何最大值。
19.根据实施例1至18中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的入口开口直径D为从约50μm以约5μm为增量至约500μm，以及约50μm和约500μm间的任何范围。
20.根据实施例1至19中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的出口开口直径d最多至约200微米(μm)(且以约1.0μm递减低至并包括约10μm，以及约200μm和约10μm间的任何范围)。
21.根据实施例1至20中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的出口开口直径d为从约10μm至约200μm(以及这两者间以约1.0μm为增量的任何直径值或范围)。
22.根据实施例1至21中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的d/D值为从约0.02至约0.9(或者这两者间以0.01为增量的任何值或范围)。
23.根据实施例1至22中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的喷嘴长度nt(即，喷嘴板的形成每个喷嘴通孔的位置处的厚度)最多至约3000μm(以及高于约100μm以约1.0μm为增量的任何值，或介于100μm和3000μm之间以约1.0μm为增量的任何范围)。
24.根据实施例1至23中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有的喷嘴长度为从约100μm至约1500μm(以及这两者间以约1.0μm为增量的任何值或任何范围)。
25.根据实施例1至24中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10包括2至650(或这两者间以1为增量的任何数或范围)个所述喷嘴通孔15，或至少4个所述喷嘴通孔15。
26.根据实施例1至24中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10包括至少58(或高于58以1为增量最多至约1000的任何数或范围)个所述喷嘴通孔15。
27.根据实施例1至26中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15具有曲面轮廓157，该曲面轮廓从它的至少一个入口开口151沿着其内表面154直接延伸到它的至少一个出口开口152。
28.根据实施例27所述的喷嘴10，其中所述曲面轮廓157沿着其至少一部分具有至少10μm的曲率半径。
29.根据实施例27所述的喷嘴10，其中所述曲面轮廓157沿着其至少一部分具有在从约10μm至约4m的范围内的曲率半径，以及在这两者间以1.0μm为增量的任何值或范围的曲率半径。
30.根据实施例27至29中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15的所述曲面轮廓157从它的至少一个入口开口151沿着其内表面154以最短的直线距离延伸到它的至少一个出口开口152。
31.根据实施例27至29中任一项所述的喷嘴10，其中每个喷嘴通孔15的所述曲面轮廓157从它的至少一个入口开口151沿着其内表面154以最长的直线距离延伸到它的至少一个出口开口152。
32.根据实施例1至31中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15具有入口开口151和具有类似的形状的出口开口152。
33.根据实施例1至32中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15具有入口开口151和具有不同的形状的出口开口152。
34.根据实施例1至33中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15具有多边形形状的入口开口151，该多边形形状的入口开口具有沿所述入口表面11延伸的至少三条侧边1510(例如，三角形)、至少四条侧边(例如，四边形)、或至少六条侧边(例如，六边形)。
35.根据实施例1至34中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15具有多边形形状的入口开口151，该多边形形状的入口开口具有的沿所述入口表面11延伸的侧边1510的条数在4至12的范围内(或这两者间以1为增量的任何数或范围)。
36.根据实施例1至35中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15具有圆形形状的出口开口152。
37.根据实施例1至31以及实施例33至36中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15具有侧边1510成六边形形状的入口开口151和圆形形状的出口开口152。
38.根据实施例1至37中任一项所述的喷嘴10，其中在任何两个相邻的入口开口151之间没有入口着陆区域(或至多最小量的入口着陆区域，例如线)。
39.根据实施例1至31以及实施例33至38中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10包括多个喷嘴通孔15，每个喷嘴通孔具有侧边1510成六边形形状的入口开口151和圆形形状的出口开口152，并且每个入口开口151的至少三条、优选所有六条侧边1510中的每一条限定两个入口开口151的侧边1510。
40.根据实施例1至37中任一项所述的喷嘴10，其中所述入口表面11包括介于相邻的入口开口151之间的入口着陆区域部分，并且相邻的入口开口151之间的距离在从约1.0μm至约200μm的范围内(或为这两者间以1.0μm为增量的任何值或范围)，并且优选地在从约0μm至小于约10μm的范围内(或为这两者间以0.1μm为增量的任何值或范围)。
41.根据实施例1至40中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴通孔15形成喷嘴通孔15的两个组28，并且喷嘴通孔15的每个组28限定喷嘴通孔15的单独的图案。
42.根据实施例1至41中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15包括两个或更多个出口开口152。
43.根据实施例1至41中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15包括两个或更多个入口开口151。
44.根据实施例1至43中任一项所述的喷嘴10，其中至少一个喷嘴通孔15的所述腔153包括沿所述腔153的长度延伸的多个腔通道153’。
45.根据实施例41所述的喷嘴10，其中喷嘴通孔15的每个组28包括的喷嘴通孔15的个数在4至24的范围内(或为这两者间以1为增量的任何数或范围)。
46.根据实施例1至45中任一项所述的喷嘴10，其中所述出口面14还包括在其上具有抗结焦纳米结构150的出口表面14’。
47.根据实施例1至46中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10还包括沿着所述出口面14定位的一个或多个流体喷射构件1519。
48.根据实施例1至47中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10包含金属材料、无机非金属材料(例如，陶瓷)、或它们的组合。
49.根据实施例1至48中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10包含陶瓷，所述陶瓷选自二氧化硅、氧化锆、氧化铝、二氧化钛，或钇、锶、钡、铪、铌、钽、钨、铋、钼、锡、锌、原子数范围为57至71的镧系元素和铈的氧化物，以及它们的组合。
50.根据实施例1至49中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴通孔15将流体导向在相对于喷嘴中心轴线20的一个或多个分开的独立位置处，所述喷嘴中心轴线沿垂直于所述出口面14的法线延伸。
51.根据实施例1至50中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴通孔15将流体导向在相对于喷嘴中心轴线20的一个或多个分开的独立偏轴位置处，所述喷嘴中心轴线沿垂直于所述出口面14的法线延伸。
52.根据实施例1至51中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴通孔15包括两个或更多个喷嘴通孔15，所述喷嘴通孔将基本上平行的非会聚流体料流导向在相对于喷嘴中心轴线20的一个或多个分开的独立偏轴位置处，所述喷嘴中心轴线沿垂直于所述出口面14的法线延伸。
53.根据实施例1至52中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴通孔15包括两个或更多个喷嘴通孔15，所述两个或更多个喷嘴通孔将基本上平行的非会聚流体料流导向在相对于喷嘴中心轴线20的两个或更多个分开的独立偏轴位置处，所述喷嘴中心轴线沿垂直于所述出口面14的法线延伸。
54.根据实施例1至53中任一项所述的喷嘴10，其中所述入口面11的一部分和所述出口面14的一部分基本上彼此平行。
55.根据实施例1至54中任一项所述的喷嘴10，其中所述喷嘴10为具有基本上平坦的构型的喷嘴板10。
燃料喷射器实施例
56.一种燃料喷射器101，其包括根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10。
燃料喷射器系统实施例
57.一种燃料喷射器系统100，其包括根据实施例56所述的燃料喷射器101。(燃料喷射器系统100尤其包括燃料喷射器101、燃料源/箱104、燃料泵103、燃料过滤器102、燃料喷射器电源105、和发动机106，如图10所示。)
车辆实施例
58.一种车辆200，其包括根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10、根据实施例56所述的燃料喷射器101、或根据实施例57所述的燃料喷射器系统100。
喷嘴使用方法实施例
59.一种降低车辆200的总体能量要求的方法，所述方法包括：将根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10结合到车辆200的燃料喷射器系统100中。
60.一种提高车辆200的总体燃料效率的方法，所述方法包括：将根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10结合到车辆200的燃料喷射器系统100中。
61.一种在利用燃料喷射器系统101内的减小的压力的同时维持穿过车辆200的燃料喷射器系统101的流体的质量流量的方法，所述方法包括：将根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10结合到车辆200的燃料喷射器系统100中。
62.根据实施例61所述的方法，其中所述减小的压力比车辆200的燃料喷射器系统100内的正常工作压力至少减小40％(或以1％为增量最多至约80％的任何百分比，或40％和约80％间以1％为增量的任何百分比范围)。
63.根据实施例61或62所述的方法，其中所述减小的压力比车辆200的燃料喷射器系统100内的正常工作压力至少减小50％(或以1％为增量最多至约80％的任何百分比，或50％和约80％间以1％为增量的任何百分比范围)。
64.根据实施例61至63中任一项所述的方法，其中所述减小的压力比车辆200的燃料喷射器系统100内的正常工作压力至少减小60％(或以1％为增量最多至约80％的任何百分比，或60％和约80％间以1％为增量的任何百分比范围)。
喷嘴制造方法实施例
65.一种制造根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10的方法。
66.一种制造燃料喷射器喷嘴10的方法，所述方法包括：使用一个或多个增大喷嘴10的总体排放系数的设计参数来形成喷嘴10，所述喷嘴10具有入口面11、与入口面11相背对的出口面14，和一个或多个喷嘴通孔15，其中所述一个或多个喷嘴通孔15中的每个喷嘴通孔包括位于入口面11上的至少一个入口开口151，该至少一个入口开口通过由内表面154限定的腔153连接至位于出口面14上的至少一个出口开口152，每个入口开口151具有入口开口尺寸或直径D，并且每个出口开口152具有出口开口尺寸或直径d，其中至少一个喷嘴通孔15表现出在大于约0.50且以约0.01为增量(即，0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99)最多至但不包括1.00的范围内的排放系数CD，以及约0.50和1.00间的任何范围内的排放系数CD。理想的是，喷嘴的CD在至少约0.70且以约0.01为增量最多至但不包括1.0的范围内，以及约0.70和1.0间的任何范围内，其中CD通过下式测量：
其中：
Q出口表示从所述至少一个出口开口152排出的流体的体积流量；
A出口表示所述至少一个出口开口152的出口面积；
A入口表示所述至少一个入口开口151的入口面积；
P1表示沿所述至少一个入口开口151的第一压力；
P2表示沿所述至少一个出口开口152的第二压力；以及
ρ表示从所述至少一个出口开口152排出的流体的密度。
67.根据实施例66所述的方法，其中一个或多个设计参数包括(但不限于)(i)消除或最小化从喷嘴10的入口面11到出口面14的锐边；(ii)选择D和d的值；(iii)选择至少一个喷嘴通孔15的总长度(即，喷嘴板的厚度nt)；(iv)选择至少一个喷嘴通孔15的会聚角，所述会聚角是至少一个喷嘴通孔15的入口面11和内表面154之间的角；(v)选择至少一个喷嘴通孔15的弯曲轮廓157；(vi)最小化入口面11的一部分上的暴露于燃料喷射器系统100的球形阀出口的入口着陆区域；以及(vii)最小化相邻的喷嘴通孔15之间的入口着陆区域。
68.根据实施例66或67所述的方法，所述成形步骤包括：将喷嘴成形材料施加到包括一个或多个喷嘴孔成形特征结构的喷嘴成形微结构化图案上；将喷嘴成形材料从喷嘴成形微结构化图案分离，从而得到喷嘴15；随后根据需要从喷嘴10移除材料，以形成一个或多个喷嘴通孔15。
69.根据实施例68所述的方法，其中所述喷嘴成形微结构化图案还包括一个或多个平坦的控制腔成形特征结构。
70.根据实施例68或69所述的方法，所述成形步骤还包括：提供微结构化模具图案，所述微结构化模具图案限定模具的至少一部分并且包括一个或多个喷嘴孔复制品；以及将第一材料模塑到微结构化模具图案上，以便形成喷嘴成形微结构化图案。
71.根据实施例70所述的方法，其中所述微结构化模具图案包括至少一个流体通道特征结构，所述流体通道特征结构用于将至少一个喷嘴孔复制品连接到(a)至少一个其他喷嘴孔复制品、(b)所述微结构化模具图案的外周边以外的所述模具的一部分、或(c)(a)和(b)二者。
72.根据实施例68至71中任一项所述的方法，其中所述移除步骤形成一个或多个出口开口152。
喷嘴预成形品实施例
73.一种适用于形成根据实施例1至55中任一项所述的喷嘴10的喷嘴预成形品。参见(例如)国际专利申请序列号US2012/023624中的其他喷嘴预成形品和如何利用所述喷嘴预成形品来形成图1A-图1M中的喷嘴，以及该专利申请中对这些内容的描述。
微结构化图案实施例
74.一种适用于形成实施例1至55中任一项的喷嘴10的微结构化图案。参见(例如)国际专利申请序列号US2012/023624中的其他微结构化图案和如何利用所述微结构化图案来形成图1A-图1M中的喷嘴，以及该专利申请中对这些内容的描述。
在上述实施例的任一个中，喷嘴10可以包括具有基本上平坦的构型的喷嘴板10，在通常情况下，入口面11的至少一部分基本上平行于出口面14的至少一部分。
有利地，本发明的喷嘴10各自独立地包括整体结构。如本文所用，术语“整体”是指喷嘴具有单个一体化形成的结构，而不是多个零件或部件相互结合形成喷嘴。
可有利的是，燃料喷射器喷嘴10的厚度为至少约100μm，优选地大于约200μm；并且小于约3mm，优选地小于约1mm，更优选地小于约500μm(或为介于约100μm和约3mm之间以1.0μm为增量的任何厚度)。
另外，尽管图中未示出，但本文所述的任何喷嘴10还可以包括一个或多个对准表面特征结构，所述对准表面特征结构允许：(1)喷嘴10相对于燃料喷射器101对准(即，在X-Y平面中)；以及(2)喷嘴10相对于燃料喷射器101旋转对准/取向(即，在X-Y平面内正确旋转定位)。所述一个或多个对准表面特征结构有助于喷嘴10和其中的喷嘴通孔15的定位，以便将所述喷嘴和喷嘴通孔精准地导向在如上所述的一个或多个目标位置lt处。喷嘴10上的所述一个或多个对准表面特征结构可以沿入口面11、出口面14、周边19存在，或沿入口面11、出口面14和周边19的任何组合存在。另外，喷嘴10上的所述一个或多个对准表面特征结构可以包括(但不限于)视觉标记、喷嘴10内的凹痕、沿喷嘴10的凸起的表面部分，或此类对准表面特征结构的任何组合。
应当理解，尽管上述喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统和所述方法被描述为“包括”一个或多个部件、特征结构或步骤，但上述喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统和所述方法可以包括所述喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统和所述方法的任何上述部件和/或特征结构和/或步骤，由或基本上由所述喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统和所述方法的任何上述部件和/或特征结构和/或步骤组成。因此，在使用可广泛解释的术语诸如“包括”来描述本发明或其一部分的情况下，应当易于理解(除非另有指明)，对本发明或其一部分的这种描述还应当被解释为使用术语“基本上由...组成”或“由...组成”或如下文所述的它们的变型形式来描述本发明或其一部分。
如本文所用，术语“包括”、“具有”、“包含”、“特征在于”或它们的任何其他变型形式旨在涵盖非排他性的包涵，受到对所列举部件的另外明确指出的任何限制。例如，喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法“包括”一系列要素(如，部件或特征结构或步骤)不一定局限于仅包括这些要素(或部件或特征结构或步骤)，而是可能包括未明确地列出或所述喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法所固有的其他要素(或部件或特征结构或步骤)。
如本文所用，连接短语“由...组成”将任何未指定的要素、步骤或部件排除在外。例如，权利要求中使用的“由...组成”将权利要求限于权利要求中明确列举的部件、材料或步骤，但除了与所述部件、材料或步骤相关联的杂质(即，给定部件内的杂质)。当短语“由...组成”出现在权利要求正文的条款中，而不是紧接在前序之后时，短语“由...组成”限定只在该条款中列出的要素(或部件或步骤)；其他要素(或部件)未被排除在作为整体的权利要求之外。
如本文所用，连接短语“基本上由...组成”用于限定喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法除了照字面公开的那些之外，还包括材料、步骤、特征结构、部件或元素，前提条件是这些另外的材料、步骤、特征结构、部件或元素不会实质上影响受权利要求书保护的本发明的基本特性和新颖特性。术语“基本上由...组成”的涵义居于“包括”与“由...组成”之间。
另外，应当理解，本文所述的喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法可以包括任何本文所述的部件和特征结构、基本上由任何本文所述的部件和特征结构组成或由任何本文所述的部件和特征结构组成，本文所述的部件和特征结构如附图中所示且具有或不具有附图中未示出的任何一种或多种额外的特征结构。换句话讲，在一些实施例中，本发明的喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法可以具有附图中未明确示出的任何额外的特征结构。在一些实施例中，本发明的喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法不具有除附图中所示出的那些(即，一些或全部)之外的任何额外的特征结构，并且附图中未示出的此类额外的特征结构被明确地排除在所述喷嘴、喷嘴板、燃料喷射器、燃料喷射器系统、和/或方法之外。
本发明还通过以下实例进行说明，这些实例不应被解释为以任何方式对本发明的范围进行限制。相反，应当清楚地理解，可以采用多种其他实施例、修改形式及其等同物。在阅读了本说明书之后，在不脱离本发明的实质和/或所附的权利要求书的范围的情况下，这些实施例、修改形式及其等同物对本领域内的技术人员将是显而易见的。
实例1
制备与如图1-图2和图4-图9中所示的示例性喷嘴10类似的喷嘴，将其用于与示例性燃料喷射器系统100类似的燃料喷射器系统中。
从本发明的一般原理和前述详细说明的上述公开可知，本发明的技术人员将很容易地领会本发明所涉及的各种修改形式、重新布置和替换。因此，仅由以下权利要求书及其同等物限定本发明的范围。此外，应当理解，本发明所公开且受权利要求书保护的喷嘴可用于其他应用(即，不用作燃料喷射器喷嘴)也在本发明的范围内。因此，本发明的范围可以扩大到包括受权利要求书保护和本发明所公开的结构用于此类其他应用的用途。

Claims (15)

1.一种燃料喷射器喷嘴，包括：
入口面；与所述入口面相背对的出口面；和多个喷嘴通孔，其中所述多个喷嘴通孔中的每个喷嘴通孔包括位于所述入口面上的至少一个入口开口，所述至少一个入口开口通过由内表面限定的腔连接至位于所述出口面上的至少一个出口开口，每个所述入口开口具有入口开口直径D，每个所述出口开口具有出口开口直径d，并且至少一个所述喷嘴通孔表现出如通过下式计算的大于0.50的排放系数CD：
其中：
Q出口表示从所述至少一个出口开口排出的流体的体积流量；
A出口表示所述至少一个出口开口的出口面积；
A入口表示所述至少一个入口开口的入口面积；
P1表示沿所述至少一个入口开口的第一压力；
P2表示沿所述至少一个出口开口的第二压力；并且
ρ表示从所述至少一个出口开口排出的流体的密度，并且
其中最大的出口开口直径为200μm，
其中每个所述入口开口具有入口开口面积，所述入口面具有入口面表面积，以及所述入口面表面积包括(i)所述多个喷嘴通孔的组合的入口开口面积和(ii)入口着陆面积，并且所述入口着陆面积限定所述入口面表面积的26％至74％；以及
每个所述出口开口具有出口开口面积，所述出口面具有出口面表面积，所述出口面表面积至少包括所述喷嘴通孔的组合的出口开口面积和出口着陆面积，并且所述组合的出口开口面积小于所述组合的入口开口面积。
2.根据权利要求1所述的喷嘴，其中，每个喷嘴通孔具有曲面轮廓，该曲面轮廓从它的至少一个入口开口沿着其内表面直接延伸到它的至少一个出口开口。
3.根据权利要求2所述的喷嘴，其中所述出口面表面积包括(i)所述喷嘴通孔的组合的出口开口面积和(ii)出口着陆面积，并且所述组合的出口开口面积小于所述组合的入口开口面积的6.80％。
4.根据权利要求1所述的喷嘴，其中每个喷嘴通孔具有至少0.90的排放系数CD。
5.根据权利要求1所述的喷嘴，其中至少一个喷嘴通孔具有多边形形状的入口开口，所述多边形形状的入口开口具有沿所述入口面延伸的至少三条侧边。
6.根据权利要求1所述的喷嘴，其中在任何两个相邻的入口开口之间没有入口着陆面积。
7.根据权利要求1所述的喷嘴，其中每个喷嘴通孔具有六边形形状的带侧边的入口开口和圆形形状的出口开口，并且每个入口开口的至少三条侧边中的每条侧边限定用于两个入口开口的侧边。
8.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述入口面的一部分和所述出口面的一部分彼此平行。
9.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述喷嘴为具有基本上平坦的构型的喷嘴板。
10.一种燃料喷射器，包括根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴。
11.一种燃料喷射器系统，包括根据权利要求10所述的燃料喷射器。
12.一种使用根据权利要求1至9中的任一项所述的喷嘴的方法，所述方法包括：
将所述喷嘴结合到车辆的燃料喷射器系统中，从而实现如下效果中的至少一个：(a)降低车辆的总体能量要求，(b)提高车辆的总体燃料效率，以及(c)在利用燃料喷射器系统内减小的压力的同时，维持穿过车辆的燃料喷射器系统的流体的质量流量。
13.一种制造根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴的方法，其中所述方法包括：
使用一个或多个增大喷嘴的总体排放系数的设计参数来形成喷嘴，其中一个或多个设计参数包括：
(i)消除或最小化从喷嘴的入口面到出口面的锐边；
(ii)选择D和d的值；
(iii)选择至少一个喷嘴通孔的总长度；
(iv)选择至少一个喷嘴通孔的会聚角，所述会聚角是至少一个喷嘴通孔的入口面和内表面之间的角；
(v)选择至少一个喷嘴通孔的弯曲轮廓；
(vi)最小化入口面的一部分上的暴露于燃料喷射器系统的球形阀出口的入口着陆面积；以及
(vii)最小化相邻的喷嘴通孔之间的入口着陆面积。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述形成步骤包括：
将喷嘴成形材料施加到包括一个或多个喷嘴孔成形特征结构的喷嘴成形微结构化图案上；
将喷嘴成形材料从喷嘴成形微结构化图案分离，从而得到喷嘴；以及
随后根据需要从喷嘴移除材料，以形成一个或多个喷嘴通孔。
15.根据权利要求13或14所述的方法，所述形成步骤还包括：
提供微结构化模具图案，所述微结构化模具图案限定模具的至少一部分并且包括一个或多个喷嘴孔复制品；以及
将第一材料模塑到微结构化模具图案上，以便形成喷嘴成形微结构化图案。
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