CN107725243A - 一种单孔雾化喷油器及其后置雾化结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单孔雾化喷油器的后置雾化结构，包括管体、阀座、分流片、旋流片和计量片，阀座顶端设置有第一安装槽，底端设置有第二安装槽，两者之间通过阀孔互相连通，计量片紧贴在第二安装槽底面，旋流片紧贴在第一安装槽底面，分流片紧贴在旋流片表面；分流片上设置有通流孔和分流槽；旋流片上设置有旋流孔和旋流槽；计量片上开设有计量孔。旋流槽和分流槽在水平面上的投影存在重叠，当流体经过分流后再进入旋流槽中，在旋流槽底部形成紊流或旋流，再通过计量孔时雾化效果将得到明显提升，雾化更加彻底，雾化颗粒粒度更加精细，燃油雾化效果得到改良，有利于与空气混合和充分燃烧。本发明还公开一种单孔雾化喷油器，其有益效果如上所述。

Description

一种单孔雾化喷油器及其后置雾化结构

技术领域

本发明涉及喷油器技术领域，特别涉及一种单孔雾化喷油器的后置雾化结构。本发明还涉及一种包括上述后置雾化结构的单孔雾化喷油器。

背景技术

随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。

在汽车制造业中，汽车零配件的种类成千上万，以发动机的燃油喷射器为例。燃油喷射器属于燃油喷射系统，而燃油喷射系统是指在一定的压力下，利用喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道内的燃油供给装置。根据喷射燃料种类的不同，可以分为汽油喷射系统、柴油喷射系统、气体燃料喷射系统等。而根据其控制方式的不同，可分为机械控制式、电子控制式以及机电混合控制式。

目前，电子控制式燃油喷射器已得到普及。喷油器接受ECU送来的喷油脉冲信号，精确的控制燃油喷射量。喷油器的喷雾特性包括雾化粒度、油雾分布、油束方向、射程和扩散锥角等。喷油器的种类很多，其上零件也较复杂，对于电控喷油器而言，雾化结构是非常重要的一环。

在现有技术中，电控喷油器的雾化结构主要包括阀体和阀孔(或喷孔)等，当阀座上的阀芯被电磁驱动机构或其余等效驱动机构提起时，汽油等燃油通过阀孔，由于阀孔直径很小，可达10^-4m量级，在燃油通过时压力骤增，液体燃油将产生雾化效果，形成大量微小雾化颗粒，冲入气缸的燃烧室内与空气良好接触、混合，有利于提高燃烧效率。然而，现有技术中的电控喷油器由于喷孔形状为圆形或环形，燃油雾化效果不良，雾化颗粒粒度较大，容易形成液束，雾化精细度较低。

因此，如何提高燃油雾化精细度，细化雾化颗粒粒度，改良燃油雾化效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单孔雾化喷油器的后置雾化结构，能够提高燃油雾化精细度，细化雾化颗粒粒度，改良燃油雾化效果。本发明的另一目的是提供一种包括上述后置雾化结构的单孔雾化喷油器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单孔雾化喷油器的后置雾化结构，包括管体和设置于其内的阀座，且所述阀座的顶端设置有用于容纳阀芯的第一安装槽，还包括分流片、旋流片和计量片，所述阀座的底端设置有第二安装槽，所述第一安装槽和第二安装槽之间通过阀孔互相连通，所述计量片紧贴在所述第二安装槽底面，所述旋流片紧贴在所述第一安装槽底面，所述分流片紧贴在所述旋流片表面；

所述分流片上设置有直径与所述阀芯直径相等并供其通行的通流孔，所述分流片的边缘位置沿周向设置有若干个用于对流体进行分流的分流槽；

所述旋流片上设置有直径与所述阀芯直径相等并供其通行的旋流孔，所述旋流孔的周向方向上还设置有若干个与其连通、用于使流体通过所述旋流孔时产生散射紊流的旋流槽，且各所述旋流槽和与其对应的所述分流槽在水平面上的投影具有重叠部分；

所述计量片上于所述阀孔的开口范围内开设有用于使流体通过时将其雾化的计量孔。

优选地，所述阀孔设置于所述第一安装槽和第二安装槽的圆心位置，所述通流孔设置于所述分流片的圆心位置，所述旋流孔设置于所述旋流片的圆心位置，所述计量孔设置于所述计量片的圆心位置，且所述阀孔、通流孔、旋流孔和计量孔四者的圆心共线。

优选地，所述旋流片和分流片的直径相同，且其外缘均与所述第一安装槽侧壁抵接。

优选地，所述旋流槽在所述旋流片上同时设置有2～5个，且各所述旋流槽沿所述旋流孔的周向均匀分布。

优选地，各个所述旋流槽均为矩形槽，其槽宽均为0.1～2mm，且其长度方向均与所述旋流孔相切。

优选地，所述分流槽在所述分流片上同时设置有2～5个，且各所述分流槽沿所述分流片的边缘位置在周向上均匀分布。

优选地，各个所述分流槽均为弧度相等的弧形槽。

优选地，所述计量孔的直径为0.1～2mm。

优选地，所述旋流片和分流片的厚度均为0.2～2mm，且所述计量片的厚度为0.1～0.5mm。

本发明还提供一种单孔雾化喷油器，包括外壳和设置于其内的后置雾化结构，其中，所述后置雾化结构具体为上述任一项所述的后置雾化结构。

本发明所提供的单孔雾化喷油器的后置雾化结构，在分流片上开设有通流孔和分流槽，在旋流片上开设有旋流孔和旋流槽，在计量片上开设有计量孔。其中，通流孔的直径与阀芯直径相等，可供阀芯进行轴向滑动通行，分流槽设置在分流片的边缘位置，并沿周向分布，主要用于对燃油等流体进行分流，当流体进入到阀座与管体之间的空腔中时，即使阀芯将通流孔封闭，也有部分流体直接被分流进入分流槽中。在阀芯从落下状态转变为提升状态时，分流槽内的存在将对从通流孔中流过的主流体束造成一定冲击，通过将主流体束周向分流的方式，使得主流体束被打散，形成雷诺数较小的紊流。旋流孔的直径与阀芯直径相等，可供阀芯进行轴向滑动通行，各旋流槽设置在旋流孔的周向上，且各旋流槽和与其对应的分流槽在水平面上的投影存在重叠，因此当部分流体通过分流槽后，可直接进入旋流槽中，但旋流槽底部由于受到第一安装槽底面的遮挡，该部分流体撞击到旋流槽底部后将迅速产生剧烈的散射，从而对其余部分流体产生冲击，将通过通流孔和旋流孔后的大部分流体束撞击形成雷诺数较大的紊流，或者沿旋流槽方向分布的旋流。计量孔的孔径很小，当燃油等流体通过时压力骤增，可产生雾化效果，而当形成紊流或旋流的流体束通过阀孔后再通过计量孔时，雾化效果将得到明显提升，液体雾化更加彻底，雾化颗粒粒度更加精细，燃油雾化效果得到改良，有利于与空气混合和充分燃烧，避免缸内积碳，提高车辆排放清洁度。另外，由于分流片上的分流槽的分流作用，当阀芯端部被提升的瞬间，分流槽和旋流槽内暂存的小部分分流流体将立刻通过阀孔和计量孔，补充从通流孔和旋流孔中通过的大部分流体的流量，提高燃油雾化响应速度，迅速达到所需雾化量。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图

图2为图1中所示的分流片的具体结构俯视图。

图3为图1中所示的旋流片的具体结构俯视图。

图4为图1中所示的计量片的具体结构俯视图。

图5为本发明所提供的一种具体实施方式中喷油器的结构示意图。

其中，图1—图5中：

管体—1，阀座—2，第一安装槽—201，第二安装槽—202，阀孔—203，旋流片—3，旋流孔—301，旋流槽—302，计量片—4，计量孔—401，阀芯—5，分流片—6，通流孔—601，分流槽—602。

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。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，单孔雾化喷油器的后置雾化结构主要包括管体1、阀座2、分流片6、旋流片3和计量片4。

其中，管体1一般为单孔雾化喷油器的壳体，可呈圆管或圆筒状，阀座2、分流片6、旋流片3和计量片4均设置于管体1内。

阀座2的顶端设置有第一安装槽201，底端设置有第二安装槽202，且两者之间设置有阀孔203实现互相连通。阀座2的第一安装槽201用于安装阀芯5、分流片6和旋流片3，第二安装槽202用于安装计量片4。

旋流片3紧贴在第一安装槽201的底面上，分流片6紧贴在旋流片3的表面上，计量片4紧贴在第二安装槽202的底面上。同时，阀孔203一般设置在第一安装槽201底面的中央位置，旋流片3环绕阀孔203的周向紧贴在第一安装槽201的底面。

如图2所示，图2为图1中所示的分流片的具体结构俯视图。

由于分流片6和旋流片3相对于阀芯5后置，阀芯5在驱动机构的驱动下轴向提升或下降时，阀芯5需要与阀孔203形成密封或放松，为此，阀芯5需要通过旋流片3和分流片6。与此配合地，在分流片6上设置有通流孔601，同时在旋流片3上设置有旋流孔301。该通流孔601和旋流孔301的直径均与阀芯5直径(阀芯5一般为球状或圆柱状)相等，一方面保证阀芯5落下时的密封性，另一方面可供其在驱动机构的驱动下正常通行。当然，在阀芯5被提升一定距离后，通流孔601和旋流孔301可供流体束通过。

同时，在分流片6上还设置有分流槽602，在旋流片3上还设置有旋流槽302。其中，分流槽602设置在分流片6的边缘位置，并且沿着分流片6的周向方向分布，当流体从管体1中流入到与阀座2之间的空腔时，可以将流体束进行分流，无论阀芯5是否处于提升状态或落下状态。总之，在阀芯5从落下状态转变为提升状态时，分流槽602内的存在将对从通流孔601中流过的主流体束造成一定冲击，通过将主流体束周向分流的方式，使得主流体束被打散，形成雷诺数较小的紊流。

如图3所示，图3为图1中所示的旋流片的具体结构俯视图。

各旋流槽302设置在旋流孔301的周向上，并且均与其连通，同时在垂向上，各个分流槽602与对应的各个旋流槽302在水平面上的投影具有重叠部分，如此，主流体束从通流孔601和旋流孔301中流过，而分流流体则从分流槽602和旋流槽302流过。然后，由于旋流片3紧贴在第一安装槽201的底面上，因此旋流槽302的底部未通透，当雷诺数较小的分流流体通过旋流槽302时，将撞击到旋流槽302底部并迅速产生剧烈的散射，从而对其余部分流体产生冲击，将通过通流孔601和旋流孔301的主流体束撞击形成雷诺数较大的紊流，或者沿旋流槽302方向分布的旋流。

如图4所示，图4为图1中所示的计量片的具体结构俯视图。

在计量片4上开设有计量孔401，该计量孔401位于阀孔203的开口范围内，当形成紊流的主流体束从旋流孔301中流出后，首先通过阀孔203，然后经过计量孔401，由于计量孔401的孔径很小，可使燃油等流体通过时产生雾化效果，因此形成紊流的主流体束通过计量孔401时，雾化效果将得到明显提升，液体雾化更加彻底，雾化颗粒粒度更加精细，其中液体(燃油或尿素等)的进油压力在0.3Mpa～1Mpa的范围内，SMD(Sauter meandiameter，索泰尔平均直径)在80～35μm内，燃油雾化效果得到改良，应用于发动机气缸时，有利于与空气混合和充分燃烧，避免缸内积碳，提高车辆排放清洁度。

另外，由于分流片6上的分流槽602的分流作用，当阀芯5被提升的瞬间，分流槽602和旋流槽302内暂存的小部分分流流体将立刻通过阀孔203和计量孔401，补充从通流孔601和旋流孔301中通过的大部分流体的流量，提高燃油雾化响应速度，迅速达到所需雾化量。

在关于阀孔203、通流孔601、旋流孔301和计量孔401的一种优选实施方式中，该阀孔203具体可设置在第一安装槽201和第二安装槽202的圆心位置，通流孔601可设置在分流片6的圆心位置，同时旋流孔301可设置在旋流片3的圆心位置，计量孔401可设置在计量片4的圆心位置，同时，该四者的圆心共线。如此设置，阀孔203、通流孔601、旋流孔301和计量孔401四者三者将在垂向上排列成一线，并可均位于管体1的轴线上。当然，阀孔203、通流孔601、旋流孔301和计量孔401四者在各自所在本体上的设置位置并不一定处于中间位置，同时四者在垂向上的分布关系并不一定成直线，四者可以互相错开一定角度(通流孔601和旋流孔301保持共线，以保证阀芯5端部通行)，当然，四者必须保证在水平面上存在共同的投影面积，如此才可使流体顺利地从上至下逐层流动。

在关于分流槽602的一种优选实施方式中，在分流片6上可同时设置2～5个分流槽602，并且各个分流槽602沿分流片6的边缘在周向方向上均匀分布。比如，可在分流片6的外缘表面上设置3个分流槽602。

进一步的，各个分流槽602具体可呈弧形，即弧形槽。为方便设计制造加工以及便于形成分流角度稳定的紊流效果，各个分流槽602的弧度可均相等，比如，在分流片6上设置有3个分流槽602时，可使每个分流槽602的圆心角均为100～110°。当然，分流槽602的具体形状并不固定，比如分流槽602还可呈矩形槽、圆形槽等。

在关于旋流片3的一种优选实施方式中，旋流片3和分流片6的直径可均相同，并且两者的外缘可均抵接在第一安装槽的侧壁上。

在关于旋流槽302的一种优选实施方式中，该旋流槽302可在旋流片3上同时设置2～5个，并且各个旋流槽302可沿着旋流孔301的周向方向均匀分布。比如，在旋流片3上同时设置有3个旋流槽302，如此，相邻两个旋流槽302的圆心夹角为120°，其余数量的旋流槽302以此类推。当然，各个旋流槽302非均匀分布也一样可行。

进一步的，各个旋流槽302具体可呈矩形状，并且其长度方向均与旋流孔301相切。如此设置，当分流流体束撞击到旋流槽302底产生散射时，相比于其余相对位置关系，将有利于散射出的流体迅速形成分布角度稳定的旋流，旋流形成速度更快，旋流分布角度更加稳定。当然，各个旋流槽302的长度方向若与旋流孔301的切向偏离一定角度也同样可行。

更进一步的，为保证旋流槽302内能够形成足够比例的旋流，可将各个旋流槽302的槽宽设置为0.1～2mm。当然，面对不同流体或不同喷射需求情况时，该数据可灵活调整。

另外，计量孔401的直径一般可为0.1～2mm。至于阀孔203的直径，一般小于旋流孔301和通流孔601的直径。

同时，旋流片3和分流片6的厚度可相等，一般为0.2～2mm，而计量片4的厚度可为0.1～0.5mm。

如图5所示，图5为本发明所提供的一种具体实施方式中喷油器的结构示意图。

本实施例还提供一种单孔雾化喷油器，主要包括外壳和设置在外壳内的旋流雾化结构，其中，该旋流雾化结构与上述相关内容相同，此处不再赘述。需要说明的是，本实施例中的后置雾化结构不仅可以适用于发动机燃烧系统的喷油器，还可用于发动机尾气排放系统的尿素溶液计量与雾化。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单孔雾化喷油器的后置雾化结构，包括管体(1)和设置于其内的阀座(2)，且所述阀座(2)的顶端设置有用于容纳阀芯(5)的第一安装槽(201)，其特征在于，还包括分流片(6)、旋流片(3)和计量片(4)，所述阀座(2)的底端设置有第二安装槽(202)，所述第一安装槽(201)和第二安装槽(202)之间通过阀孔(203)互相连通，所述计量片(4)紧贴在所述第二安装槽(202)底面，所述旋流片(3)紧贴在所述第一安装槽(201)底面，所述分流片(6)紧贴在所述旋流片(3)表面；

所述分流片(6)上设置有直径与所述阀芯(5)直径相等并供其通行的通流孔(601)，所述分流片(6)的边缘位置沿周向设置有若干个用于对流体进行分流的分流槽(602)；

所述旋流片(3)上设置有直径与所述阀芯(5)直径相等并供其通行的旋流孔(301)，所述旋流孔(301)的周向方向上还设置有若干个与其连通、用于使流体通过所述旋流孔(301)时产生散射紊流的旋流槽(302)，且各所述旋流槽(302)和与其对应的所述分流槽(602)在水平面上的投影具有重叠部分；

所述计量片(4)上于所述阀孔(203)的开口范围内开设有用于使流体通过时将其雾化的计量孔(401)。

2.根据权利要求1所述的后置雾化结构，其特征在于，所述阀孔(203)设置于所述第一安装槽(201)和第二安装槽(202)的圆心位置，所述通流孔(601)设置于所述分流片(6)的圆心位置，所述旋流孔(301)设置于所述旋流片(3)的圆心位置，所述计量孔(401)设置于所述计量片(4)的圆心位置，且所述阀孔(203)、通流孔(601)、旋流孔(301)和计量孔(401)四者的圆心共线。

3.根据权利要求2所述的后置雾化结构，其特征在于，所述旋流片(3)和分流片(6)的直径相同，且其外缘均与所述第一安装槽(201)侧壁抵接。

4.根据权利要求3所述的后置雾化结构，其特征在于，所述旋流槽(302)在所述旋流片(3)上同时设置有2～5个，且各所述旋流槽(302)沿所述旋流孔(301)的周向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的后置雾化结构，其特征在于，各个所述旋流槽(302)均为矩形槽，其槽宽均为0.1～2mm，且其长度方向均与所述旋流孔(301)相切。

6.根据权利要求5所述的后置雾化结构，其特征在于，所述分流槽(602)在所述分流片(6)上同时设置有2～5个，且各所述分流槽(602)沿所述分流片(6)的边缘位置在周向上均匀分布。

7.根据权利要求6所述的后置雾化结构，其特征在于，各个所述分流槽(602)均为弧度相等的弧形槽。

8.根据权利要求7所述的后置雾化结构，其特征在于，所述计量孔(401)的直径为0.1～2mm。

9.根据权利要求8所述的后置雾化结构，其特征在于，所述旋流片(3)和分流片(6)的厚度均为0.2～2mm，且所述计量片(4)的厚度为0.1～0.5mm。

10.一种单孔雾化喷油器，包括外壳和设置于其内的后置雾化结构，其特征在于，所述后置雾化结构具体为权利要求1-9任一项所述的后置雾化结构。