CN108457787A - 一种外开式旋流喷射器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种外开式旋流喷射器及其工作方法，包括壳体和喷油阀组件，所述壳体的内部设有进油油路、以及和进油油路连通设置的第一蓄油腔，第一蓄油腔内设置喷油阀组件，喷油阀组件包括：阀座、阀杆、弹簧以及弹簧上座，其中，阀座的侧壁与壳体固定连接，阀座具有一个外开放型槽口、以及贯穿设置在阀座内与所述外开放型槽口相连通的阀杆导向部；阀座与弹簧上座之间设置所述弹簧；阀杆的一端依次穿过外开放型槽口和阀杆导向部后与所述弹簧上座固定连接；本发明喷射器既可以防止喷孔积碳，又可以保证低压及小喷油量情况下的喷射雾化均匀。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机喷射系统领域，具体是一种外开式旋流喷射器。
背景技术
现有喷射器产品中的解决方案对工程应用考虑不够全面，如未考虑实际使用过程中的喷射雾化、喷孔防积碳等，或者设计对加工精度要求比较高。
专利文献DE102011075591A1中公开了一种气动喷嘴，该装置包含燃油通道、冷却水通道和气动通道，结构复杂。压缩气源供气可以保证燃油喷出喷嘴后有良好的雾化效果。装置外部加装保护套，能有效的减少发动机尾气对喷嘴的污染与侵蚀。
专利文献CN101454546B中公开了两种喷嘴的结构，两种结构的针阀座下行过程中均没有导向装置，阀芯开启后可能发生侧偏，喷油雾化不均匀。
专利文献CN103649479A中公开了一种流体冷却喷射单元，重点关注了喷嘴的冷却问题，但是专利中采用喷孔式的喷嘴结构，在喷嘴停止喷射时会有燃油残留，喷孔处容易产生积碳。
专利文献US20150176462A1中涉及两种不同结构形式的低压雾化喷射单元。专利设计的结构可以保证在压力较低的状态下实现高速旋流，并且工质在喷出喷孔后可实现良好的雾化。但是喷射单元中喷孔直接暴露在高温废气中，易产生积碳堵塞。
专利文献CN201558760U中介绍了一种液体旋流用喷嘴的设计结构。专利提供的喷嘴设计方法结构简单、装配工艺性好，旋流喷孔与轴向喷孔的设计属于经典的结构设计，可靠性高。但专利并未提及喷嘴积碳问题。
专利文献CN102182533B中公开了一种空气辅助喷射的喷嘴结构，本专利采用高压空气辅助喷射可以有效地增加雾化效果，与此同时在系统停止再生的时候清扫喷射单元以避免积碳现象的发生。而本专利的缺点是设计结构过于复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种既可以防止喷孔积碳问题，又可以保证低压及小喷油量情况下的喷射雾化问题的喷射器。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下具体的技术方案：
一种外开式旋流喷射器，包括壳体和喷油阀组件，所述壳体的内部设有进油油路、以及和进油油路连通设置的第一蓄油腔，第一蓄油腔内设置喷油阀组件，包括：阀座、阀杆、弹簧以及弹簧上座，其中，
阀座的侧壁与壳体固定连接，阀座具有一个外开放型槽口、以及贯穿设置在阀座内与所述外开放型槽口相连通的阀杆导向部；
阀座与弹簧上座之间设置所述弹簧；
阀杆的一端依次穿过外开放型槽口和阀杆导向部后与所述弹簧上座固定连接；
阀杆另一端具有沿阀杆径向凸起的凸缘部，在弹簧弹力的作用下，所述凸缘部能够将阀座的外开放型槽口密封，阀座上外开放型槽口密封后，阀杆与外开放型槽口之间形成第二蓄油腔；
所述阀座上开设有连通第一蓄油腔和第二蓄油腔的若干条油道，若干条所述油道围绕阀座轴线径向隔开，每条所述油道的轴线均与第二蓄油腔的周壁面相切，并且每条油道的轴线与阀座的轴线具有夹角y。
所述油道为渐缩型油道，油道的进油口内径大于出油口内径，所述油道的锥度为:1∶8～1∶11。
所述阀座的外壁设有沿阀座径向延伸出的盘形连接部、以及锥台部；
所述壳体包括一个管状的主壳体、以及与所述主壳体螺纹连接的壳体下盖，阀座上的所述盘形连接部夹固于主壳体和壳体下盖之间；
所述弹簧一端与弹簧上座连接，另一端连接在阀座外壁上的锥台部上。
所述弹簧与阀座上锥台部之间设有用于调节弹簧弹力的调节垫环。
每条油道的轴线与阀座的轴线之间夹角y的范围为0~90度。
本发明还进一步公开课一种基于所述外开式旋流喷射器的工作方法，燃油喷射器不工作时，受弹簧力作用，阀杆一端的凸缘部回落将燃油密封在喷射器内部；
当管路油压升高后，第一蓄油腔内部压力升高，在油压作用下，阀杆下行，阀杆一端凸缘部脱离阀座上的外开放型槽口，燃油流经油道进入到下部第二蓄油腔中，流经阀杆一端凸缘部与阀座形成的环状间隙呈伞状雾特性喷出。
本发明一种外开式旋流喷射器的有益效果是：
第一、阀体周边开有数个油道。燃油喷射过程中，燃油从油道流入第二蓄油腔中，在第二蓄油腔内形成旋流，在周向旋流的作用下燃油喷出后的雾化效果增强。同时油束流入第二蓄油腔后对凸缘部形成水平方向的速度分量且各方向相互抵消，在凸缘部开启时增强其稳定性。
第二、油道采用渐缩通道的设计，且出流口相对阀杆有一定的偏心距离。在增大油束流动速度的同时减少了能量损失，可以保持较高的喷射能量，从而增强喷油雾化效果。
第三、当喷射器不工作时，受弹簧弹性力的作用，凸缘部与阀座紧密贴合，两者所形成的密封便可有效中断喷射过程。
第四、采用具有导向面的外开式的喷嘴结构，在避免了旋流喷嘴发生积碳的同时，保证了阀杆在开启过程中受导向面作用，不易发生侧偏。
附图说明
图1是本发明喷射器的剖面图；
图2是本发明喷射器局部放大图；
图3是本发明阀座三维视图；
图4为本发明阀座俯视图；
图5为沿图4的A-A向剖视图；
其中，1.1为主壳体；1.2为弹簧上座；1.3为第一蓄油腔；1.4为阀座；1.5为弹簧；1.6为阀杆；1.7为调整垫片；1.8为壳体下盖；1.9为凸缘部；1.10为第二蓄油腔；1.11为油道；e为油道出油口相对于阀杆的偏心距离；a为油道入口直径；b为油道出口直径。
具体实施方式
下面结合说明书附图及具体实施例对本发明一种外开式旋流喷射器的技术方案作进一步详细说明。
如图1~图2所示，所述第一蓄油腔1.3内部有弹簧上座1.2、弹簧1.5、阀杆1.6以及调整垫片1.7。弹簧上座1.2与阀杆1.6通过焊接的方式紧固。所述弹簧上座1.2与调整垫片1.7共同压缩弹簧1.5，受弹簧力作用，阀杆一端凸缘部1.9与阀座1.4紧密贴合，喷射器处于常闭状态。所述阀座1.4侧面开有油道1.11。所述油道1.11连通第一蓄油腔1.3与第二蓄油腔1.10。
所述阀座1.4内部设计有工阀杆导向用的阀杆导向部。所述壳体包括主壳体1.1与壳体下盖1.8，主壳体1.1与壳体下盖1.8经由螺纹连接，对阀座1.4起到紧固作用。所述阀座1.4的外壁设有沿阀座径向延伸出的盘形连接部、以及锥台部；阀座上的所述盘形连接部夹固于主壳体1.1和壳体下盖1.8之间；
所述弹簧一端与弹簧上座连接，另一端连接在阀座外壁上的锥台部上。进一步优选，所述弹簧与阀座上锥台部之间设有用于调节弹簧弹力的调节垫环。
如图3、图4和图5所示，所述阀座上开设有连通第一蓄油腔和第二蓄油腔的若干条油道，若干条所述油道围绕阀座轴线径向隔开，每条所述油道的轴线均与第二蓄油腔的周壁面相切，并且每条油道的轴线与阀座的轴线具有夹角y，所述夹角的角度范围是0~90度。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述油道为渐缩型油道，油道的进油口内径大于出油口内径，所述油道的锥度为1∶8～1∶11。
本发明一种外开式旋流喷射器的具体工作过程如下：
当喷射器不工作时，受弹簧1.5弹性力的作用，阀杆一端凸缘部1.9与阀座1.4紧密贴合，两者所形成的密封便可有效中断喷射过程。当喷射器需要向排气系统喷射燃油时，进油油道内压力增大，一定压力的燃油流入喷射器内部管路，第一蓄油腔1.3内部压力升高，油压便对阀杆1.6产生向下的压力。此时，阀杆1.6受力的平衡态被打破，在压力作用下阀杆一端凸缘部1.9脱离阀座1.4，此时燃油流经油道1.11进入到下部第二蓄油腔1.10中，流经阀杆一端凸缘部1.9与阀座1.4形成的环状间隙呈伞状喷雾特性喷出。所述阀杆1.6在下行过程中沿阀杆导向部运动，保证其不会发生侧偏。
燃油喷射过程中，燃油从油道1.11流入第二蓄油腔1.10中，在第二蓄油腔1.10内形成旋流，在周向旋流的作用下燃油喷出后的雾化效果增强。同时油束流入第二蓄油腔1.10后对阀杆一端凸缘部1.9形成水平方向的速度分量，在阀杆一端凸缘部1.9开启时增强其稳定性。
Claims (6)
1.一种外开式旋流喷射器，包括壳体和喷油阀组件，所述壳体的内部设有进油油路、以及和进油油路连通设置的第一蓄油腔，其特征在于，第一蓄油腔内设置喷油阀组件，包括：阀座、阀杆、弹簧以及弹簧上座，其中，
阀座的侧壁与壳体固定连接，阀座具有一个外开放型槽口、以及贯穿设置在阀座内与所述外开放型槽口相连通的阀杆导向部；
阀座与弹簧上座之间设置所述弹簧；
阀杆的一端依次穿过外开放型槽口和阀杆导向部后与所述弹簧上座固定连接；
阀杆另一端具有沿阀杆径向凸起的凸缘部，在弹簧弹力的作用下，所述凸缘部能够将阀座的外开放型槽口密封，阀座上外开放型槽口密封后，阀杆与外开放型槽口之间形成第二蓄油腔；
所述阀座上开设有连通第一蓄油腔和第二蓄油腔的若干条油道，若干条所述油道围绕阀座轴线径向隔开，每条所述油道的轴线均与第二蓄油腔的周壁面相切，并且每条油道的轴线与阀座的轴线具有夹角y。
2.根据权利要求1所述的外开式旋流喷射器，其特征在于，所述油道为渐缩型油道，油道的进油口内径大于出油口内径，所述油道的锥度为1∶8～1∶11。
3.根据权利要求1所述的外开式旋流喷射器，其特征在于，所述阀座的外壁设有沿阀座径向延伸出的盘形连接部、以及锥台部；
所述壳体包括一个管状的主壳体、以及与所述主壳体螺纹连接的壳体下盖，阀座上的所述盘形连接部夹固于主壳体和壳体下盖之间；
所述弹簧一端与弹簧上座连接，另一端连接在阀座外壁上的锥台部上。
4.根据权利要求3所述的外开式旋流喷射器，其特征在于，所述弹簧与阀座上锥台部之间设有用于调节弹簧弹力的调节垫环。
5.根据权利要求1所述的外开式旋流喷射器，其特征在于，每条油道的轴线与阀座的轴线之间夹角y的范围为0~90度。
6.一种基于权利要求1所述外开式旋流喷射器的工作方法，其特征在于，燃油喷射器不工作时，受弹簧力作用，阀杆一端的凸缘部回落将燃油密封在喷射器内部；
当管路油压升高后，第一蓄油腔内部压力升高，在油压作用下，阀杆下行，阀杆一端凸缘部脱离阀座上的外开放型槽口，燃油流经油道进入到下部第二蓄油腔中，流经阀杆一端凸缘部与阀座形成的环状间隙呈伞状雾特性喷出。
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