CN105275702B - 一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置，自激振荡腔是由衬套以及衬套上下两端分别通过上密封圈、下密封圈密封的自激振荡腔上喷嘴、自激振荡腔下喷嘴所围成的圆柱形空心腔，自激振荡腔的内壁即衬套侧壁上开有开孔，导油管插入开孔中与衬套固定连接，进气管与自激振荡腔上喷嘴固定连接，喷管与自激振荡腔下喷嘴固定连接；所述开孔的位置位于自激振荡腔腔体高度的1/2处。本发明自激振荡腔内的自激振荡效应，一方面可使导油管内的燃油根据空气的自激振荡频率自行调整吸入量，实现空燃比的自适应调节，弥补现有化油器式发动机在准确控制空燃比上能力的不足；另一方面可加强燃油雾化效果，弥补了现有技术中喷射油滴不均的缺陷。

Description

一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置

技术领域

本发明涉及一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置。

背景技术

以车用汽油机为代表的汽油机装置因其具有复杂多变的工况而对化油器的空燃比提出了较高的要求，与此同时，汽油机的空燃比也是衡量发动机工作性能和废气排放量的重要指标。

传统的化油器式发动机通过在进气管道内设置喉管对气流加速，将燃油吸入管道内进行混合，通过这种方式配置可燃混合气有几个缺点：第一，难以对混合气的空燃比进行准确调节，尤其无法实现对汽油机在过渡工况条件下的精确控制；第二，由于对油液的雾化能力较弱，难以保证混合气的均匀性，尤其对低辛烷值的燃料无法充分混合燃烧；第三，喉管的设置使得进气阻力增加，导致充气效率低下。现代电子控制喷油技术在一定程度上弥补了传统化油器的不足，但同时引入了大量复杂的控制系统使得工作可靠性难以保证，同时对燃油的雾化能力依然有所欠缺。

中国专利号：ZL201210347306.5名为“自激振荡脉冲液气射流泵”的中国发明专利公开了一种自激振荡脉冲液气射流泵，它由上喷嘴、自激振荡腔、碰撞体、下喷嘴、吸入室、喉管、扩散管组成，它利用了射流的自激振荡脉冲效应，能够提高射流泵卷吸能力，但是无法自适应调节空燃比。

发明内容

本发明提出了一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置，能够根据汽油机实际工况对空燃比作出自适应性调节，使其达到较好的配比状态同时加强燃油雾化效果。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的：

一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置，自激振荡腔是由衬套以及衬套上下两端分别通过上密封圈、下密封圈密封的自激振荡腔上喷嘴、自激振荡腔下喷嘴所围成的圆柱形空心腔，自激振荡腔的内壁即衬套侧壁上开有开孔，导油管插入开孔中与衬套固定连接，进气管与自激振荡腔上喷嘴固定连接，喷管与自激振荡腔下喷嘴固定连接；所述开孔的位置位于自激振荡腔腔体高度的1/2处。

进一步地，所述导油管内油液液面高度应保持在自激振荡腔上开孔位置以下。

进一步地，自激振荡腔与自激振荡腔下喷嘴交界的碰撞壁区表面呈倾斜朝下状。

利用上述喷油器雾化装置自适应调节空燃比的方法，当空气通过自激振荡腔上喷嘴进入自激振荡腔并向自激振荡腔下喷嘴流动时，射流中一定频率范围内的涡流扰动得到放大，在自激振荡腔中形成一连串离散漩涡，当这些漩涡达到自激振荡腔与自激振荡腔下喷嘴交界的碰撞壁区并与碰撞壁区相互作用时，将在碰撞壁区产生压力振荡波，该波将以声速向上传播，又诱发新的涡流脉动，如果自激振荡腔上喷嘴与自激振荡腔交界的分离区与碰撞壁区的脉动相互反相，就会形成涡流扰动—放大—新的涡流脉动产生的循环过程，该过程不断重复，造成强烈的自激振荡现象；

自激振荡效应发生后，周期性的在自激振荡腔内中部位置形成低压区和导油管出口处形成负压区，在导油管内油液水平面与衬套侧壁的开孔位置之间留有一定的距离；若汽油机未工作，即自激振荡腔内的压力为大气压时，导油管内的油液无法进入腔内，一旦汽油机开始工作，进入的气体在自激振荡腔内将产生自激振荡现象，此时当低压区的压力达到临界压力时，导油管内的油液被吸入自激振荡腔内，与空气发生混合；当汽油机工况发生改变，来自传感器的信号将决定进气管进入的空气量，若输入气体流速增大，进气量增加，此时自激振荡频率将加快也即低压区出现临界压力的频率加快，则导油管吸入油液的速度加快，吸入油量增加，使得此时的空燃比符合当前工况条件；若输入气体流速减小，进气量减少，此时自激振荡频率将变慢，相应的低压区出现临界压力的频率变慢，则导油管吸入油液的速度变慢，吸入量减少；

在自激振荡腔内，由于有负压区的存在，造成来流被负压区周围形成的气囊周期性的阻挡和释放，相应的能量得以聚集和释放，使得经过充分混合的油气混合物以脉冲射流方式从喷管喷出，由于脉冲峰值压力较高，混合可燃气将会得到最大程度的雾化。

本发明产生的有益效果为：本发明所涉及喷嘴依靠自身特殊结构可使空气与燃油在混合腔内产生周期性的自激振荡效应，该效应一方面可使导油管内的燃油根据空气的自激振荡频率自行调整吸入量，实现空燃比的自适应调节，弥补现有化油器式发动机在准确控制空燃比上能力的不足，同时绕开了现有电控技术复杂的控制系统；另一方面，自激振荡效应可加强燃油雾化效果，弥补了现有技术中喷射油滴不均的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为自激振荡腔结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～2所示，一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置，自激振荡腔8是由衬套3以及衬套3上下两端分别通过上密封圈2、下密封圈5密封的自激振荡腔上喷嘴1、自激振荡腔下喷嘴7所围成的圆柱形空心腔，自激振荡腔8的内壁即衬套3侧壁上开有开孔，导油管4插入开孔中与衬套3固定连接，进气管9与自激振荡腔上喷嘴1固定连接，喷管6与自激振荡腔下喷嘴7固定连接；所述开孔的位置位于自激振荡腔腔体高度的1/2处，所述导油管4内油液液面高度应保持在自激振荡腔上开孔位置以下，自激振荡腔8与自激振荡腔下喷嘴7交界的碰撞壁区12表面呈倾斜朝下状。

对自激振荡腔内空气与油液的混合振荡过程描述如下：当空气通过自激振荡腔上喷嘴1进入自激振荡腔8并向自激振荡腔下喷嘴7流动时，射流中一定频率范围内的涡流扰动得到放大，在自激振荡腔8中形成一连串离散漩涡，当这些漩涡达到自激振荡腔8与自激振荡腔下喷嘴7交界的碰撞壁区12并与碰撞壁区12相互作用时，将在碰撞壁区12产生压力振荡波，该波将以声速向上传播，又诱发新的涡流脉动，如果自激振荡腔上喷嘴1与自激振荡腔8交界的分离区10与碰撞壁区12的脉动相互反相，就会形成涡流扰动—放大—新的涡流脉动产生的循环过程，该过程不断重复，造成强烈的自激振荡现象；

对自激振荡腔内空燃比的自适应调节过程描述如下：自激振荡效应发生后，周期性的在自激振荡腔8内中部位置形成低压区11和导油管出口处4形成负压区13，在导油管4内油液水平面与衬套3侧壁的开孔位置之间留有一定的距离；若汽油机未工作，即自激振荡腔8内的压力为大气压时，导油管4内的油液无法进入腔内，一旦汽油机开始工作，进入的气体在自激振荡腔8内将产生自激振荡现象，此时当低压区压力达到临界压力时，导油管4内的油液被吸入自激振荡腔内，与空气发生混合；当汽油机工况发生改变，来自传感器的信号将决定进气管9进入的空气量，若输入气体流速增大，进气量增加，此时自激振荡频率将加快也即低压区11出现临界压力的频率加快，则导油管4吸入油液的速度加快，吸入油量增加，使得此时的空燃比符合当前工况条件；若输入气体流速减小，进气量减少，此时自激振荡频率将变慢，相应的低压区11出现临界压力的频率变慢，则导油管4吸入油液的速度变慢，吸入量减少；

对自激振荡效应加强燃油雾化效果的描述如下：在自激振荡腔8内，由于有负压区13的存在，造成来流被负压区13周围形成的气囊周期性的阻挡和释放，相应的能量得以聚集和释放，使得经过充分混合的油气混合物以脉冲射流方式从喷管6喷出，由于脉冲峰值压力较高，混合可燃气将会得到最大程度的雾化。

本发明较传统的化油器式汽油机以及电控喷油系统最明显的优势在于：在无运动部件和复杂的控制系统的条件下，仅依靠自身特殊结构实现对空燃比的自适应性调节，同时加强混合可燃气的雾化效果，使燃油具有较高的燃烧效率和较少的废气排放。喷嘴依靠自身特殊结构可使空气与燃油在混合腔内产生周期性的自激振荡效应，一方面可使导油管内的燃油根据空气的自激振荡频率自行调整吸入量，实现空燃比的自适应调节，弥补现有化油器式发动机在准确控制空燃比上能力的不足，同时绕开了现有电控技术复杂的控制系统；另一方面，自激振荡效应可加强燃油雾化效果，弥补了现有技术中喷射油滴不均的缺陷。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置，其特征在于，自激振荡腔(8)是由衬套(3)以及衬套(3)上下两端分别通过上密封圈(2)、下密封圈(5)密封的自激振荡腔上喷嘴(1)、自激振荡腔下喷嘴(7)所围成的圆柱形空心腔，自激振荡腔(8)的内壁即衬套(3)侧壁上开有开孔，导油管(4)插入开孔中与衬套(3)固定连接，进气管(9)与自激振荡腔上喷嘴(1)固定连接，喷管(6)与自激振荡腔下喷嘴(7)固定连接；所述开孔的位置位于自激振荡腔腔体高度的1/2处，所述导油管(4)内油液液面高度应保持在自激振荡腔上开孔位置以下。

2.如权利要求1所述的一种空燃比自适应调节的喷油器雾化装置，其特征在于，自激振荡腔(8)与自激振荡腔下喷嘴(7)交界的碰撞壁区(12)表面呈倾斜朝下状。

3.利用权利要求1-2任一项所述喷油器雾化装置自适应调节空燃比的方法，其特征在于，当空气通过自激振荡腔上喷嘴(1)进入自激振荡腔(8)并向自激振荡腔下喷嘴(7)流动时，射流中一定频率范围内的涡流扰动得到放大，在自激振荡腔(8)中形成一连串离散漩涡，当这些漩涡达到自激振荡腔(8)与自激振荡腔下喷嘴(7)交界的碰撞壁区(12)并与碰撞壁区(12)相互作用时，将在碰撞壁区(12)产生压力振荡波，该波将以声速向上传播，又诱发新的涡流脉动，如果自激振荡腔上喷嘴(1)与自激振荡腔(8)交界的分离区(10)与碰撞壁区(12)的脉动相互反相，就会形成涡流扰动—放大—新的涡流脉动产生的循环过程，该过程不断重复，造成强烈的自激振荡现象；

自激振荡效应发生后，周期性的在自激振荡腔(8)内中部位置形成低压区(11)和导油管(4)出口处形成负压区(13)，在导油管(4)内油液水平面与衬套(3)侧壁的开孔位置之间留有一定的距离；若汽油机未工作，即自激振荡腔(8)内的压力为大气压时，导油管(4)内的油液无法进入腔内，一旦汽油机开始工作，进入的气体在自激振荡腔(8)内将产生自激振荡现象，此时当低压区(11)的压力达到临界压力时，导油管(4)内的油液被吸入自激振荡腔内，与空气发生混合；当汽油机工况发生改变，来自传感器的信号将决定进气管(9)进入的空气量，若输入气体流速增大，进气量增加，此时自激振荡频率将加快也即低压区(11)出现临界压力的频率加快，则导油管(4)吸入油液的速度加快，吸入油量增加，使得此时的空燃比符合当前工况条件；若输入气体流速减小，进气量减少，此时自激振荡频率将变慢，相应的低压区(11)出现临界压力的频率变慢，则导油管(4)吸入油液的速度变慢，吸入量减少；

在自激振荡腔(8)内，由于有负压区(13)的存在，造成来流被负压区(13)周围形成的气囊周期性的阻挡和释放，相应的能量得以聚集和释放，使得经过充分混合的油气混合物以脉冲射流方式从喷管(6)喷出，由于脉冲峰值压力较高，混合可燃气将会得到最大程度的雾化。