CN108533432A - 一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴 - Google Patents

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杨海涛
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Abstract

一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，包括针阀和针阀体，针阀下部表面具有第一锥面和第二锥面与针阀体密封锥面形成针阀密封面；针阀体底部具有压力室，针阀体位于压力室内具有多个喷射孔；第一锥面和第二锥面之间针阀表面具有凹槽与针阀体内壁形成环形槽；针阀头部具有多个直径相等、交叉设置的调节孔，调节孔一端开口于环形槽内，另一端开口于压力室内。在针阀发生偏心时，流入调节孔的燃油在调节孔交汇处发生碰撞后通过同侧调节孔下部将一部分针阀偏离侧燃油流向针阀偏向侧喷射孔，使从针阀偏离侧多流入的燃油流向针阀偏向侧，圆周上进入压力室的燃油流量将更加均匀。本发明在针阀偏心时也可以通过所有喷射孔对称喷射，避免了不均匀喷射的缺点。

Description

一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴
技术领域
本发明属于内燃机喷油系统领域，具体来说是涉及一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴。
背景技术
在理想状态下，针阀和针阀体轴线重合。然而，由于结构上喷油嘴往往从盛油槽的单侧进油，如专利CN102828857 A、CN1831321A、CN1651755A所示，会对针阀产生燃油流动冲击，导致针阀发生偏心。此外，针阀和针阀体密封面加工的误差导致针阀头部在圆周上流动液压力条件不同，往往也将导致针阀发生偏心。针阀密封面和针阀体密封锥面间的流通截面将在圆周出现非对称分布，在圆周上进入压力室的燃油流量将不对称，也会导致各孔间的喷油量存在一定的差异，如文献SAE 2007-01-0250、SAE 2008-01-0927所示。因为喷油嘴喷孔流动的不对称将导致不同喷孔喷雾形态的差异, 进而影响燃油喷射质量及雾化后燃油质量的分布均匀性，使得燃烧室内混合气分布不均匀，使得燃烧室内局部区域燃油的“缺氧”或混合气过稀，从而导致发动机燃烧质量下降，碳烟和未燃HC排放增加,导致燃烧质量下降，热负荷不均匀以及排放恶化。
发明内容
本发明目的在于提供一种通过在针阀密封锥面设有调节孔，使进入压力室的燃油流量在圆周方向更加均匀,消除了针阀偏心对各孔喷油均匀性的影响，提高了喷油嘴各孔喷油均匀性。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，包括针阀和针阀体，所述针阀下部表面与针阀体密封锥面形成针阀密封面；所述针阀体底部腔体和针阀端部形成压力室，所述针阀体位于压力室内具有多个喷射孔；其特征在于：所述针阀下部表面具有第一锥面和第二锥面与针阀体密封锥面配合；所述第一锥面和第二锥面之间针阀表面具有凹槽与针阀体内壁形成环形槽；所述针阀头部具有多个直径相等、交叉设置的调节孔，所述调节孔一端开口于所述环形槽内，另一端开口于所述压力室内。
其进一步特征在于：所述第一锥面和针阀上部圆柱结构交汇的棱B在针阀落座时贴靠在阀体密封锥面上起密封棱的作用；所述第二锥面和环形槽交汇形成的环形棱C的直径大于针阀体密封锥面同压力室交接形成的环形棱D的直径。
进一步的：所述调节孔在针阀圆周上均匀或不均匀分布。
所述所有调节孔的轴线交汇于一点。
所有所述调节孔流通截面面积总和大于针阀最大升程时位于针阀密封面第二锥面和针阀体密封锥面之间的最小流通截面面积。
所有所述调节孔的轴线和喷射孔轴线为母线形成的锥面交点A位于所述喷射孔出口圆心以上。
本发明的积极效果是：
针阀密封面中设有环形槽，将针阀密封面分为第一、第二锥面，其中第二锥面相对于第一锥面设置在燃烧室一侧。喷油嘴开始喷油时，针阀升起过程如发生偏心，针阀密封面和针阀体密封锥面间的流通截面将在圆周出现非对称分布，导致在密封面圆周上燃油流动液压力将不同，环形槽可以使压力高的燃油流向压力低的燃油，环槽中燃油液压力更均匀，从而减小、削弱针阀偏心的影响。在针阀升起过程中第二锥面和针阀体密封锥面之间将发生节流，大部分燃油通过调节孔流入压力室。当针阀不发生偏心时，所有调节孔中流入燃油动量相同，在调节孔交汇处发生碰撞后通过对面调节孔下部导向作用下各自流向来流侧喷孔侧压力室。在针阀发生偏心时，因针阀偏离侧针阀密封面和针阀体密封面流通截面大，流过针阀偏离侧的燃油比针阀偏向侧多，因此流入调节孔的燃油量大于偏向侧的调节孔，在调节孔交汇处发生碰撞后通过同侧调节孔下部将一部分针阀偏离侧燃油流向针阀偏向侧喷射孔，使从针阀偏离侧多流入的燃油流向针阀偏向侧，圆周上进入压力室的燃油流量将更加均匀。采用这种方式，可以保证燃油均匀地流入所有喷射孔，在针阀偏心时也可以通过所有喷射孔对称喷射，避免了不均匀喷射的缺点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2没有偏心下针阀升起时示意图。
图3 发生偏心下针阀升起时示意图。
图 4 为发生偏心下针阀截面示意图。
图中：1-针阀；2-针阀体；3-针阀密封锥面；4-针阀体孔；5-环形槽；6-第一锥面；7-第二锥面；8-圆柱结构；9-喷射孔；10-压力室；11-调节孔；12-交点A；13-棱B；14-棱C；15-棱D；16-调节孔下部；17-针阀偏离侧；18-针阀偏向侧；19-调节孔交汇处；20-针阀密封面和针阀体密封锥面间的流通截面。
具体实施方式
本发明一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴可参考附图1、2、3的描述。
一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，包括针阀1和针阀体2，针阀体2中构造有一个孔，该孔在其燃烧室一侧的端部以一个锥形阀座为限界，构成针阀体密封锥面3。针阀1具有活塞状结构设置在针阀体2孔中并可纵向移动，针阀1在它的燃烧室一侧的端部具有一个锥面的针阀密封面和针阀体密封锥面3配合，在针阀密封面中设有环形槽5，将针阀密封面分为第一锥面7、第二锥面6，其中第二锥面6相对于第一锥面7设置在燃烧室一侧。针阀1的第一锥面7远离燃烧室一侧连接的针阀1具有圆柱结构，第一锥面7和圆柱结构8交汇的棱B 13在针阀1落座时贴靠在阀体密封锥面3上起密封棱的作用。针阀体2的底端设有压力室10，所述的压力室10的侧壁上至少设置了两个以上的喷射孔9与燃烧室连接。在环形槽5中设有调节孔11，调节孔11一端连接环形槽5，另一端连接调节孔11对面针阀体密封锥面3下面的压力室10。第二锥面6和环形槽5交汇形成的环形棱C 14的直径大于针阀体密封锥面3同压力室10交接形成的环形棱D 15的直径。调节孔11为多个，直径相等，在针阀1圆周上均匀或不均匀分布。
喷油嘴开始喷油时，针阀1升起过程如发生偏心，针阀密封面和针阀体密封锥面3间的流通截面将在圆周出现非对称分布，针阀偏离侧17针阀和针阀体密封锥面3之间流通面积将大于针阀偏向侧18，从而导致针阀偏离侧17的流动阻力相对更小，流过针阀偏离侧17的燃油比针阀偏向侧18多，在圆周上进入压力室10的燃油流量将不对称，也会导致各孔间的喷油量存在一定的差别。针阀偏心将导致密封面圆周上燃油流动液压力不同，设在针阀密封面中的环形槽5可以使压力高的燃油流向压力低的燃油，环形槽5中燃油液压力更均匀，从而减小、削弱针阀偏心的影响。所有调节孔11流通截面面积总和大于针阀1最大升程时位于针阀密封面第二锥面6和针阀体密封锥面3之间的最小流通截面面积，因此第二锥面6和针阀体密封锥面3之间将发生节流，大部分燃油通过调节孔11流入压力室10。所有调节孔11的轴线和喷射孔12轴线为母线形成的锥面交点位于喷射孔9出口圆心以上，确保调节孔11下部流入压力室10的燃油可以顺畅流入来流侧喷射孔9，而不是流入压力室10底部。所有调节孔11的轴线交汇于一点，当针阀1不发生偏心时，所有通过环形槽5流入调节孔11中流入燃油动量相同，在调节孔交汇处19发生碰撞后通过对面调节孔11下部导向作用下各自流向来流侧喷孔侧压力室10。在针阀1发生偏心时，因针阀偏离侧17的针阀密封面和针阀体密封面流通截面20较大，流过针阀偏离侧17的燃油比针阀偏向侧18多，因此流入调节孔11的燃油量大于针阀偏向侧18的调节孔11，在调节孔交汇处19发生碰撞后通过同侧调节孔11下部将一部分针阀偏离侧17燃油流向针阀偏向侧18喷射孔，使从针阀偏离侧17多流入的燃油流向针阀偏向侧18，圆周上进入压力室11的燃油流量将更加均匀。采用这种方式，可以保证燃油均匀地流入所有喷射孔9，在针阀偏心时也可以通过所有喷射孔9对称喷射，避免了不均匀喷射的缺点。

Claims (6)

1.一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，包括针阀和针阀体，所述针阀下部表面与针阀体密封锥面形成针阀密封面；所述针阀体底部腔体和针阀端部形成压力室，所述针阀体位于压力室内具有多个喷射孔；其特征在于：所述针阀下部表面具有第一锥面和第二锥面与针阀体密封锥面配合；所述第一锥面和第二锥面之间针阀表面具有凹槽与针阀体内壁形成环形槽；所述针阀头部具有多个直径相等、交叉设置的调节孔，所述调节孔一端开口于所述环形槽内，另一端开口于所述压力室内。
2.根据权利要求1所述的提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，其特征在于：所述第一锥面和针阀上部圆柱结构交汇的棱B在针阀落座时贴靠在阀体密封锥面上起密封棱的作用；所述第二锥面和环形槽交汇形成的环形棱C的直径大于针阀体密封锥面同压力室交接形成的环形棱D的直径。
3.根据权利要求1所述的提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，其特征在于：所述调节孔在针阀圆周上均匀或不均匀分布。
4.根据权利要求1-3任一项所述的提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，其特征在于：所述所有调节孔的轴线交汇于一点。
5.根据权利要求1-3任一项所述的提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，其特征在于：所有所述调节孔流通截面面积总和大于针阀最大升程时位于针阀密封面第二锥面和针阀体密封锥面之间的最小流通截面面积。
6.根据权利要求1-3任一项所述的提高各孔喷油均匀性的喷油嘴，其特征在于：所有所述调节孔的轴线和喷射孔轴线为母线形成的锥面交点A位于所述喷射孔出口圆心以上。
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