CN105484919A - 一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，包括针阀和针阀体，所述针阀设于所述针阀体内，所述针阀体的尖端部设有喷孔，所述喷孔包括喷孔通道和扩口，所述扩口的起始端以喷孔通道的末端为基准，扩口的末端延伸至所述喷孔的出口，所述扩口任一位置的截面直径大于所述喷孔通道的截面直径；所述扩口的内壁上还设有一组微凸起结构。与采用高喷射压力和先进的喷射技术来改善燃油喷雾的雾化性能相比，本发明简单易行，直接有效，只需采用扩孔工艺并在扩大喷孔出口内侧采用结晶法加工一组微凸起结构，便可达到很的雾化效果，改善柴油机气缸内的油气混过程，使其混合更为均匀，为之后柴油机的高效运转奠定了基础。

Description

一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴
技术领域
本发明属于机械设计制造领域，具体是柴油机燃油系统中的一种喷油嘴结构。
背景技术
在环境危机和能源短缺问题日益严重的当下，柴油发动机因具有良好的燃油经济性、动力性和排放性而得到广泛使用，而柴油机性能的好坏与其喷雾性能息息相关。目前，一些先进的燃油喷射技术如共轨喷射、脉冲喷射、多段喷射等极大的改善了燃油的喷雾性能，且初步研究结果显示燃油雾化特性与燃油喷射压力、缸内气流、喷嘴内流(湍流和空穴)以及喷嘴几何结构等因素密切相关。相较于采用先进的燃油喷射技术和提高燃油喷射压力，改进喷油嘴结构是一种优化喷雾性能和燃烧的直接有效的措施。扰动雾化理论认为射流在湍流、空穴和气流作用下，其表面会产生非稳定波，并在空气作用下初始表面波会发生失稳和增长过程，进而使得射流雾化。因此，增强射流表面的扰动可以促进燃油雾化，提高燃油喷雾的雾化质量。本发明即是以扰动雾化理论为技术背景，在保证喷孔流量系数不变的条件下，在扩大喷孔内部对射流进行扰动，使得燃油喷雾锥角增大，贯穿距减小，从而改善喷雾性能，减少燃油喷射到燃烧室壁面，使柴油机的动力性、经济性、排放性得到极大改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在不采用很高的喷射压力和先进的喷射技术的条件下，提出一种能够显著提高喷雾质量和喷雾液滴空间分布均匀性的新型柴油机燃油喷射系统喷油嘴部件。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，包括针阀和针阀体，所述针阀设于所述针阀体内，所述针阀体的尖端部设有喷孔，所述喷孔包括喷孔通道和扩口，所述扩口的起始端以喷孔通道的末端为基准，扩口的末端延伸至所述喷孔的出口，所述扩口任一位置的截面直径大于所述喷孔通道的截面直径；所述扩口的内壁上还设有一组微凸起结构。
进一步，所述扩口末端的截面直径为喷孔通道截面直径的1.1～1.5倍。
进一步，所述扩口的起始端到末端的距离为所述喷孔通道截面直径的0.25～0.4倍。
进一步，所述扩口内任意两个截面的直径均相等。
进一步，扩口内壁上的微凸起结构为半球形凸台，所述半球形凸台的半径为所述喷孔通道截面直径的0.1～0.15倍，且所述半球形凸台均匀分布于所述扩口的截面圆周上。
进一步，所述半球形凸台的顶点到所述喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
进一步，自所述扩口的起始端到末端的截面直径逐渐增大，且所述扩口的内壁为朝向所述喷孔中心轴的弧形过渡面。
进一步，所述微凸起结构为半球形凸台与弧形过渡面相贯而成的球形凸台，所述半球形凸台半径为所述喷孔通道截面直径的0.1～0.15倍，且所述半球形凸台与弧形过渡面相贯而成的球形凸台均匀分布于所述扩口的截面圆周上。
进一步，所述球形凸台的顶点到所述喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
进一步，所述微凸起结构通过结晶法生成。
有益效果：
与采用高喷射压力和先进的喷射技术来改善燃油喷雾的雾化性能相比，本发明简单易行，直接有效，只需采用扩孔工艺并在扩大喷孔出口内侧采用结晶法加工一组微凸起结构，便可达到很的雾化效果，改善柴油机气缸内的油气混过程，使其混合更为均匀，为之后柴油机的高效运转奠定了基础。
附图说明
图1为本发明的喷油嘴结构示意图；
图2为实施例1中喷油嘴A部分放大示意图；
图3为实施例1中A部分的B方向示意图；
图4为实施例2中喷油嘴A部分放大示意图；
图5为实施例2中A部分的C方向示意图。
图中，1，针阀；2，针阀体；3，喷孔；4，半球形凸台；5，球形凸台
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：
如图1～5所示，一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，包括针阀1和针阀体2，所述针阀1设于所述针阀体2内，所述针阀体2的尖端部设有喷孔3，其特征在于，所述喷孔3包括喷孔通道和扩口，所述扩口的起始端以喷孔通道的末端为基准，扩口的末端延伸至所述喷孔3的出口，所述扩口任一位置的截面直径大于所述喷孔通道的截面直径；所述扩口的内壁上还设有一组微凸起结构。所述扩口末端的截面直径为喷孔通道截面直径的1.1～1.5倍；所述扩口的起始端到末端的距离为所述喷孔通道截面直径的0.25～0.4倍；所述半球形凸台4的顶点到所述喷孔3的喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
实施例1：
如图2、3所示，该喷孔3的扩口为突扩型，从扩口起始端到扩口出口等宽，即所述扩口内任意两个截面的直径均相等；在这种情况下，扩口内壁上的微凸起结构为半球形凸台4，所述半球形凸台4的半径为所述喷孔通道截面直径的0.1～0.15倍，且所述半球形凸台4均匀分布于所述扩口的截面圆周上；所述半球形凸台4的顶点到所述喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
实施例2：
如图3、4所示，该喷孔3的扩口为弧形过渡型，即自所述扩口的起始端到末端的截面直径逐渐增大，且所述扩口的内壁为朝向所述喷孔3中心轴的弧形过渡面，类似于喇叭口；在这种情况下，所述微凸起结构为半球形凸台4与弧形过渡面相贯而成的球形凸台5，所述半球形凸台4半径为所述喷孔通道截面直径的0.1～0.15倍，且所述半球形凸台4与弧形过渡面相贯而成的球形凸台5均匀分布于所述扩口的截面圆周上；所述球形凸台5的顶点到所述喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
实施例1和2中的微凸起结构均通过结晶法生成。

Claims (10)

1.一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，包括针阀(1)和针阀体(2)，所述针阀(1)设于所述针阀体(2)内，所述针阀体(2)的尖端部设有喷孔(3)，其特征在于，所述喷孔(3)包括喷孔通道和扩口，所述扩口的起始端以喷孔通道的末端为基准，扩口的末端延伸至所述喷孔(3)的出口，所述扩口任一位置的截面直径大于所述喷孔通道的截面直径；所述扩口的内壁上还设有一组微凸起结构。
2.根据权利要求1所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述扩口末端的截面直径为喷孔通道截面直径的1.1～1.5倍。
3.根据权利要求1所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述扩口的起始端到末端的距离为所述喷孔通道截面直径的0.25～0.4倍。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述扩口内任意两个截面的直径均相等。
5.根据权利要求4所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，扩口内壁上的微凸起结构为半球形凸台(4)，所述半球形凸台(4)的半径为所述喷孔通道截面直径的0.1～0.15倍，且所述半球形凸台(4)均匀分布于所述扩口的截面圆周上。
6.根据权利要求5所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述半球形凸台(4)的顶点到所述喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，自所述扩口的起始端到末端的截面直径逐渐增大，且所述扩口的内壁为朝向所述喷孔(3)中心轴的弧形过渡面。
8.根据权利要求7所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述微凸起结构为半球形凸台(4)与弧形过渡面相贯而成的球形凸台(5)，所述半球形凸台(4)半径为所述喷孔通道截面直径的0.1～0.15倍，且所述半球形凸台(4)与弧形过渡面相贯而成的球形凸台(5)均匀分布于所述扩口的截面圆周上。
9.根据权利要求8所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述球形凸台(5)的顶点到所述喷孔通道内壁的径向距离为喷孔通道截面直径的0.03～0.05倍。
10.根据权利要求1所述的一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴，其特征在于，所述微凸起结构通过结晶法生成。
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