CN106968858B - 一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，包括喷油器适配器、O形密封圈槽、可调压盖、圆弧槽、喷油器、冷却水腔盖、螺纹孔、延伸管、冷却水腔、铜垫片；喷油器适配器中间有斜置的阶梯孔，阶梯孔和喷油器之间通过铜垫片密封，喷油器斜置使喷射油束处于高压容器可视窗口的直径方向，实现喷雾油束的最大可视化；喷油器顶部与可调压盖的卡槽配合，可调压盖开有两段圆弧槽，安装压紧螺栓，压紧螺栓在圆弧槽内旋转实现喷油器喷孔方向的调节；喷油器外侧开有冷却水腔，冷却水腔盖上开有两个螺纹孔，用于连接进排水管，进水孔下部连有延伸管使高速冷却水直接冲击冷却水腔最低处，强制该处冷却水流动换热，防止出现水流死点产生大量蒸汽。

Description

一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置

技术领域

本发明涉及到属于高压容器窗口设计领域，尤其涉及到一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置。

背景技术

改善柴油机的喷雾燃烧过程是柴油机研究中的重要部分，与柴油机经济性、动力性、排放性等性能的提高直接相关。为研究内燃机气缸内喷雾燃烧的效果，多采用如定容弹等的高压容器实验装置。喷油器在高压容器中的固定方式和位置决定着我们所能从高压容器光学窗口观察拍摄到的喷雾的长度和方向，对研究燃烧喷雾起着重要作用。

柴油机喷油器多为多孔喷油器，喷孔方向与喷油器轴线成一定角度，并且各个喷孔与喷油器夹持部位的位置关系也各不相同，喷雾燃烧研究中常对多孔喷油器的单个喷孔进行研究，需要将喷油器调整到单个喷孔轴线位于拍摄光路方向的垂直面内并且实现可拍摄的喷雾长度最大化，在这样的前提下如何设计喷油器适配器使喷油器喷孔方向可调显得至关重要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，本发明将多孔喷油器斜置并且设计了可调压盖，从而解决了在喷油燃烧实验中对多孔喷油器的单个喷孔进行拍摄研究时，实现喷射油束最大可视化的问题。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，包括喷油器适配器、 O形密封圈槽、可调压盖、喷油器、圆弧槽、冷却水腔盖、螺纹孔、延伸管、冷却水腔、铜垫片和喷油嘴；

其中，所述喷油器适配器加工有倾斜设置的阶梯孔，所述阶梯孔用于安装所述喷油器，所述阶梯孔的倾斜角度根据所述喷油器的喷孔与所述喷油器轴线夹角确定；所述喷油器适配器的端面设置两个平行于所述喷油器的螺纹孔，用于安装所述喷油器的压紧螺栓；所述O形密封圈槽对整个喷油器适配器与高压容器之间进行密封；

所述冷却水腔的倾斜角度与所述喷油器的倾斜角度相同，所述冷却水腔顶部设置有圆环状的冷却水腔盖，所述冷却水腔盖的内外圆面与所述喷油器适配器斜孔的端面焊接固定，形成封闭的冷却空间；所述冷却水腔盖上设置有两个螺纹孔，下方的螺纹孔为进水孔，上方的螺纹孔为排水孔，所述进水孔的下方通过快拧接头连接所述延伸管，通过进水孔的水的冲击力增强所诉冷却水腔内冷却水的流动；

所述可调压盖受到所述压紧螺栓的挤压从而压紧喷油器，所述喷油器压紧所述铜垫片实现喷油器的密封。

上述技术方案中，所述冷却水腔为环槽状，设置在所述喷油器的外侧并包裹所述喷油器。

上述技术方案中，所述喷油器与所述压紧螺栓均为斜置且倾斜角度相同。

上述技术方案中，所述可调压盖中间设置一个卡槽，用于夹持喷油器，所述卡槽两侧分别是圆弧槽，所述喷油器顶部与所述可调压盖的卡槽配合从而固定喷油器的周向位置，所述喷油器的压紧螺栓穿过所述圆弧槽旋拧入喷油器适配器端面的螺纹孔。

上述技术方案中，所述可调压盖的卡槽内侧的圆弧槽使喷油器处于可调压盖的中心。

上述技术方案中，所述压紧螺栓在圆弧槽的任意位置压紧可调压盖，实现喷油器喷孔方向的调节。

上述技术方案中，所述喷油器适配器、所述冷却水腔盖以及所述可调压盖材质均为304不锈钢。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明中喷油器和压紧螺栓均为倾斜设置，在有效安装固定喷油器的情况下可使喷射油束处于高压容器可视窗口的直径方向，从而尽可能通过可视窗口观察和拍摄到更长的喷雾油束。

本发明中喷油器的压紧螺栓可以在圆弧槽的任意位置压紧可调压盖，随着可调压盖的旋转可使喷油器的喷孔轴线处于拍摄光路方向的垂直面内，从而得到喷雾的真实形状，便于后期的图像处理和分析。

本发明中冷却水腔为环槽状，包裹在喷油器外侧可以阻断弹体向喷油器的热量传递，起到良好的冷却效果；冷却水腔盖进水孔连接的延伸水管可使流速较高的冷却水直接冲击冷却水腔的最低处，强制该处冷却水流动换热，防止出现水流死点产生大量蒸汽。

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它附图。

图1为本发明的可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置的剖面图；

图2为本发明的高压容器的剖面图；

图3为本发明的喷油器三维示意图；

图4为本发明的可调压盖的三维示意图；

图5为喷油器适配器在一个喷油器安装角度下的三维示意图；

图6为喷油器适配器在另一个喷油器安装角度下的三维示意图。

其中，附图标记分别为：1-喷油器适配器；2-O形密封圈槽；3-可调压盖；4-喷油器；5-圆弧槽；6-冷却水腔盖；7-螺纹孔；8-延伸管；9-冷却水腔；10-铜垫片；11-喷油嘴；12-固定旋盖；13-高压容器；14-光学通道；15-喷雾油束；16-压紧螺栓；17-喷油器加持部位；18-喷孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明的可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置的剖面图；如图1所示，本发明的可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，包括喷油器适配器1、O形密封圈槽2、可调压盖3、喷油器4、圆弧槽5、冷却水腔盖6、螺纹孔7、延伸管8、冷却水腔9、铜垫片10和喷油嘴11。

喷油器适配器加工有三段倾斜设置的阶梯孔，孔径分别为8mm、22mm 和52mm，分别与冷却水腔盖、喷油器和喷嘴配合，中间均留出适量的间隙，阶梯孔用于安装所述喷油器4，喷油器斜置能够使喷射油束处于高压容器可视窗口的直径方向，实现喷雾油束的最大可视化，阶梯孔的倾斜角度根据喷油器4的喷孔与喷油器4轴线夹角确定；喷油器适配器1的端面设置两个平行于喷油器4的螺纹孔，用于安装喷油器4的压紧螺栓。

喷油器适配器和喷油器之间用铜垫片密封，铜垫片选用 16mm*8mm*1.5mm的尺寸；喷油器适配器外侧开有O型密封圈槽，可以安装180mm*7mm的氟橡胶O型密封圈槽2实现喷油器适配器与高压容器之间的密封。

冷却水腔9的倾斜角度与所述喷油器4的倾斜角度相同，冷却水腔9 顶部设置有圆环状的冷却水腔盖6，冷却水腔盖6的内外圆面与喷油器适配器1斜孔的端面焊接固定，形成封闭的冷却空间，内部冷却水可以阻断弹体向喷油器的热量传递，起到良好的冷却效果；所述冷却水腔盖6 上设置有两个螺纹孔7，下方的螺纹孔为进水孔，上方的螺纹孔为排水孔，进水孔的下方通过快拧接头连接所述延伸管8，通过进水孔的水的冲击力增强所诉冷却水腔9冷却水的流动，防止出现水流死点产生大量蒸汽。

压紧螺栓的螺帽压紧所述可调压盖3并从而压紧喷油器4，所述喷油器4挤压所述铜垫片10实现密封，所述压紧螺栓压紧可调压盖3，调节所述喷油器4的喷孔方向。喷油器适配器1、冷却水腔盖6以及可调压盖3材质均为304不锈钢。压紧螺栓为2个M8的高强度螺栓。

冷却水腔9为环槽状，包裹在喷油器的周围，设置在喷油器4的外侧并包裹喷油器4的一端，与喷油器之间有一定壁厚的隔层，隔层在保证强度以及可焊接冷却水腔盖的情况下尽可能薄以增强冷却效果；冷却水腔内径32mm，槽宽8mm，深度为35.6mm，水腔深度不能太深，应至少保证该处强度能够承受高压容器内最大的压力冲击；冷却水腔盖厚度 7mm，内径比冷却水腔内径稍小，外径比冷却水腔外径稍大，以使二者能够焊接，冷却水腔盖上开有两个M6的螺纹孔，通过M6-6的快拧接头连接6mm*4mm的水管；右下方的螺纹孔为进水口，下方连接一段长 30mm的延伸管将进水通入水腔底部，保证冷却水的流动循环。

图2为本发明的高压容器的剖面图，如图2所示，所述喷油器轴线与喷孔中心线所成角度为72°，通过三维仿真计算出喷油器倾斜角度为 27°时，喷雾油束能够穿过可视窗口的直径方向，并且喷孔位置接近于可视窗口的边缘，从而使可视的油束长度最大，此时喷雾油束与竖直方向呈45°；在设置喷油器倾斜角度时还要考虑到斜置的喷油器和可调压盖是否与固定旋盖或高压容器干涉以及扭紧压紧螺栓时是否容易放置扳手的问题，因此一般该角度不能设置太大。

图3为本发明的喷油器三维示意图，图4为本发明的可调压盖的三维示意图，如图3-4所示，所述可调压盖3中间设置一个卡槽，加持喷油器4的夹持部位，喷油器顶部与可调压盖的卡槽配合从而固定喷油器的周向位置，所述卡槽两侧分别是圆弧槽5，所述喷油器4的压紧螺栓穿过所述圆弧槽5旋拧入喷油器适配器1端面的螺纹孔。所述可调压盖厚度10mm，可以支撑压紧螺栓的压紧力；所述喷油器主体直径19.30mm，夹持部位为14mm，可调压盖卡槽宽度为13.95mm，与喷油器的过盈配合，卡槽顶端为一段圆弧，可将喷油器固定在可调压盖的中心位置；可调压盖有两段分别为100°的圆弧槽，槽宽9mm，可以穿过两个M8的压紧螺栓压紧喷油器实现密封。所述压紧螺栓在圆弧槽5的任意位置压紧可调压盖3，实现喷油器喷孔方向的调节。

所述喷油器适配器1是可拆卸的。图5和图6分别为喷油器适配器在两个喷油器安装角度下的三维示意图，所述喷油器顶部与所述可调压盖的卡槽配合从而固定喷油器的周向位置，所述可调压盖两侧有两段圆弧槽，所述喷油器的压紧螺栓穿过所述圆弧槽压紧喷油器，所述压紧螺栓可以旋转至所述圆弧槽的任何位置，实现喷油器喷孔方向的调节，使所述喷油器不同喷孔的中心线均可处于拍摄光路方向的垂直面内。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，其特征在于，包括喷油器适配器(1)、O形密封圈槽(2)、可调压盖(3)、喷油器(4)、圆弧槽(5)、冷却水腔盖(6)、螺纹孔(7)、延伸管(8)、冷却水腔(9)、铜垫片(10)和喷油嘴(11)；

其中，所述喷油器适配器(1)加工有倾斜设置的阶梯孔，所述阶梯孔用于安装所述喷油器(4)，所述阶梯孔的倾斜角度根据所述喷油器(4)的喷孔与所述喷油器(4)轴线夹角确定；所述喷油器适配器(1)的端面设置两个平行于所述喷油器(4)的螺纹孔，用于安装所述喷油器(4)的压紧螺栓(16)；所述O形密封圈槽(2)对整个喷油器适配器与高压容器之间进行密封；

所述冷却水腔(9)为环槽状，设置在所述喷油器(4)的外侧并包裹所述喷油器(4)，所述冷却水腔(9)的倾斜角度与所述喷油器(4)的倾斜角度相同，所述冷却水腔(9)顶部设置有圆环状的冷却水腔盖(6)，所述冷却水腔盖(6)的内外圆面与所述喷油器适配器(1)斜孔的端面焊接固定，形成封闭的冷却空间；所述冷却水腔盖(6)上设置有两个螺纹孔(7)，下方的螺纹孔为进水孔，上方的螺纹孔为排水孔，所述进水孔的下方通过快拧接头连接所述延伸管(8)，通过进水孔的水的冲击力增强所述 冷却水腔(9)内冷却水的流动；

所述可调压盖(3)受到所述压紧螺栓(16)的挤压从而压紧喷油器(4)，所述喷油器(4)压紧所述铜垫片(10)实现喷油器的密封。

2.根据权利要求1所述的一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，其特征在于，所述喷油器(4)与所述压紧螺栓(16)均为斜置且倾斜角度相同。

3.根据权利要求1所述的一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，其特征在于，所述可调压盖(3)中间设置一个卡槽，用于夹持喷油器(4)，所述卡槽两侧分别是圆弧槽(5)，所述喷油器(4)顶部与所述可调压盖(3)的卡槽配合从而固定喷油器的周向位置，所述喷油器(4)的压紧螺栓(16)穿过所述圆弧槽(5)旋拧入喷油器适配器(1)端面的螺纹孔。

4.根据权利要求3所述的一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，其特征在于，所述可调压盖(3)的卡槽内侧的圆弧槽(5)使喷油器(4)处于可调压盖(3)的中心。

5.根据权利要求3所述的一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，其特征在于，所述压紧螺栓(16)在圆弧槽(5)的任意位置压紧可调压盖(3)，实现喷油器(4)喷孔方向的调节。

6.根据权利要求1所述的一种可调喷射方向的斜孔喷油器适配器装置，其特征在于，所述喷油器适配器(1)、所述冷却水腔盖(6)以及所述可调压盖(3)材质均为304不锈钢。