CN109653922A - 一种柴油发动机及其喷油器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柴油发动机及其喷油器，将喷油器由固定式改为旋转式，以提高油气的混合均匀度。本发明的喷油器为孔式喷油器，对称地设有四个以上喷油孔，包括通过旋转轴连接的固定部和旋转部，所述固定部设有进油口，所述旋转部设有所述喷油孔；所述旋转轴的一端与所述固定部可转动连接，另一端与所述旋转部固定连接，以带动所述旋转部沿与进气涡流相反的方向旋转，所述喷油器还设有用于连通所述固定部和所述旋转部的油道。当喷油器需要喷射燃油时，旋转轴带动旋转部转动，旋转部沿与进气涡流相反的方向转动，从而沿与进气涡流相反的方向喷射燃油，使得油气充分混合，提高了油气的混合均匀度，进而实现燃油的充分燃烧，降低燃烧污染物的排放。

Description

一种柴油发动机及其喷油器
技术领域
本发明涉及柴油机燃烧系统技术领域，特别是涉及一种柴油发动机及其喷油器。
背景技术
孔式喷油器的喷油压力高，喷雾质量好，适用于整体式燃烧室的柴油发动机。现有的柴油发动机主要是采用了多孔喷油器，喷射压力一般是1600bar～2000bar，孔数一般为6～8个。由于柴油机主要采用ω型燃烧室，这种燃烧室的结构十分对称，所以，喷油器一般也是对称结构，以便与燃烧室匹配。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的喷油器的结构示意图.
如图1所示，现有技术中，喷油器为固定式结构，设有进油口1’和喷油孔2’，喷油器内设有针阀3’和与针阀3’连接的弹簧4’，高压油泵通过进油口1’向喷油器内输送高压燃油，当弹簧4’不受电磁力作用时，在弹簧4’力的作用下，针阀3’封堵喷油孔2’，燃油不喷射；当弹簧4’受到电磁力作用时，电磁力克服弹簧4’力，弹簧4’释放针阀3’，开启喷油孔2’，燃油开始喷射。
上述现有的喷油器，采用固定式结构，油气的混合均匀度不高。
因此，亟需设计一种柴油发动机及其喷油器，将喷油器设置为旋转式，以提高油气的混合均匀度。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油发动机及其喷油器，将喷油器由固定式改为旋转式，以提高油气的混合均匀度。
为实现上述目的，本发明提供了一种柴油发动机的喷油器，所述喷油器为孔式喷油器，对称地设有四个以上喷油孔，所述喷油器包括通过旋转轴连接的固定部和旋转部，所述固定部设有进油口，所述旋转部设有所述喷油孔；所述旋转轴的一端与所述固定部可转动连接，另一端与所述旋转部固定连接，以带动所述旋转部沿与进气涡流相反的方向旋转，所述喷油器还设有用于连通所述固定部和所述旋转部的油道。
本发明的喷油器包括固定部和旋转部，其中，喷油器设有用于连通固定部和旋转部的油道，进油口设于固定部，便于将燃油输入喷油器中，然后经由固定部引入旋转部，不仅可以实现燃油的顺利输入，部影响旋转部的转动，还可以简化喷油器的结构；旋转部与旋转轴固定连接，并设有喷油孔，当喷油器需要喷射燃油时，旋转轴带动旋转部转动，旋转部沿与进气涡流相反的方向转动，从而沿与进气涡流相反的方向喷射燃油，以使得油气充分混合，提高了油气的混合均匀度，进而实现燃油的充分燃烧，降低燃烧污染物的排放。
可选地，所述旋转轴为空心轴，并以其中空腔形成所述油道。
可选地，所述旋转轴连接有驱动其转动的驱动件，所述驱动件包括动力源和与动力源连接的驱动齿条，所述旋转轴与所述驱动齿条采用齿啮合连接，所述动力源驱动所述驱动齿条在垂直于所述旋转轴的方向做直线运动，以带动所述旋转轴沿与进气涡流相反的方向周向转动。
可选地，还包括针阀和与其连接的弹性件，所述弹性件抵压所述针阀以封堵所述喷油孔，并在电磁力的作用下释放所述针阀而开启所述喷油孔。
可选地，所述旋转部的旋转速度根据柴油发动机所需的涡流比进行设置。
可选地，所述喷油孔的个数根据柴油发动机的缸径和排量进行设置。
可选地，所述固定部和所述旋转部之间的间距小于预定值。
本发明还提供了一种柴油发动机，包括上述任一项所述的喷油器。
可选地，所述柴油发动机采用ω型燃烧室。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的喷油器的结构示意图；
图2为本发明所提供喷油器在一种实施方式中的结构示意图。
图1中：
进油口1’、喷油孔2’、针阀3’、弹簧4’；
图2中：
旋转轴1、固定部2、旋转部3、进油口4、喷油孔5、动力源6、驱动齿条7、针阀8、弹性件9。
具体实施方式
本发明提供了一种柴油发动机及其喷油器，将喷油器由固定式改为旋转式，以提高油气的混合均匀度。
以下结合附图，对本发明进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本发明的技术方案。
如图2所示，本发明提供了一种柴油发动机的喷油器，为多孔喷油器，该喷油器采用对称式结构，对称地设有四个以上的喷油孔5，理论上讲，由于喷油器采用对称结构，故油束的结构对称，如果将喷油器由固定式改为旋转式，也不会影响混合，反而能够提高油气的混合均匀度。
本发明的喷油器包括固定部2和旋转部3，固定部2设有进油口4，旋转部3设有喷油孔5，喷油器设有用于连通固定部2与旋转部3的油道，高压油泵可以与固定部2的进油口4连接，将高压燃油输送至固定部2内，然后经由油道引入旋转部3；一方面，进油口4设于固定部2，不会影响与高压油泵的连接，另一方面，固定部2与旋转部3之间通过油道连通，可以将燃油输送至旋转部3，以便在旋转部3转动的同时将燃油通过喷油孔5喷射。
固定部2和旋转部3通过旋转轴1连接，旋转轴1的一端与固定部2可转动连接，另一端与旋转部3固定连接，旋转轴1带动旋转部3沿与进气涡流相反的方向旋转，如此，喷射的燃油能够与进气充分混合，提高了油气的混合均匀度。
固定部2和旋转部3之间的间距小于预定值，此时可以降低旋转轴1的长度，降低旋转轴1带动旋转部3转动时所承受的扭矩，提高驱动可靠性，保证旋转部3稳定可靠地转动，进行改善喷油的均匀性。该预定值根据旋转轴1的强度、旋转部3所需的转速以及旋转轴1与旋转部3的连接位置等进行综合设置。
具体地，旋转轴1可以设置为空心轴，该空心轴的中空腔构成连通固定部2和旋转部3的油道。此时，采用旋转轴1连通固定部2和旋转部3，实现燃油由固定部2向旋转部3的输送，无需额外设置油道，简化了喷油器的结构；同时，旋转轴1的中空腔形成油道时，相对于额外设置油道，降低了燃油外漏的风险，提高了燃油的输送可靠性。还可以根据需要设置旋转轴1的尺寸，在保证固定部2和旋转部3连接可靠性的同时，通过设置其中空腔的内径满足输油需求。
本发明的喷油器还设有驱动旋转轴1转动的驱动件，由于旋转轴1的一端伸入固定部2的内腔中，并不容易与动力源6直接连接，因此，本发明的驱动件包括动力源6和与动力源6连接的驱动齿条7，动力源6具体可以为电机，该驱动齿条7伸入固定部2内，并与旋转轴1采用齿啮合连接，动力源6能够驱动该驱动齿条7在垂直于旋转轴1的方向做直线运动，驱动齿条7带动旋转轴1沿与进气涡流相反的方向转动，即驱动齿条7的直线运动转化为旋转轴1的周向转动。
采用齿啮合的连接方式，齿条可以伸入固定部2内与旋转轴1连接，固定部2内存有燃油，可以对齿进行润滑，以降低摩擦力，提高了驱动可靠性；同时，这种齿啮合的连接方式较为简单，将动力源6设于固定部2的侧部即可，如图2所示，便于装配，提高了使用便捷性。
再者，本发明还包括用于启闭喷油孔5的针阀8，该针阀8连接有弹性件9，弹性件9具体可以为弹簧，并对针阀8施加抵压力，使得针阀8封堵喷油孔5，不进行喷油；在电磁力作用下，弹簧释放针阀8，从而开启喷油孔5，进行喷油。
旋转部3的旋转速度可以根据柴油发动机工况的需求来调节，具体可以根据柴油发动机所需的涡流比进行设置。例如，柴油发动机的缸内要求的涡流比为5，现在可以通过气道的设计达到3个涡流比，另外可以通过旋转部3的旋转进一步提供2个涡流比，从而满足柴油发动机对涡流比的需求。
此外，喷油孔5的个数可以根据柴油发动机的缸径和排量进行设置，缸径大、排量大的柴油发动机可以设计更多的喷油孔5。
本发明还提供了一种柴油发动机，该柴油发动机采用上述的喷油器，在旋转部3转动的过程中进行喷油，且转动方向与进气涡流方向相反，能够提高油气的混合均匀度，从而使得燃油充分燃烧，降低燃烧污染物的排放。
本发明的柴油发动机采用ω型燃烧室，该种结构的燃烧室结构十分对称，能够与对称结构的喷油器相互配合，使得喷油器在旋转过程中均匀地喷射燃油。
柴油发动机包括的部件较多，各部件的结构较为复杂，本文仅对其喷油器进行说明，其他未尽之处烦请参照现有技术，此处不再赘述。
以上对本发明所提供柴油发动机及其喷油器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种柴油发动机的喷油器，所述喷油器为孔式喷油器，对称地设有四个以上喷油孔，其特征在于，所述喷油器包括通过旋转轴(1)连接的固定部(2)和旋转部(3)，所述固定部(2)设有进油口(4)，所述旋转部(3)设有所述喷油孔(5)；所述旋转轴(1)的一端与所述固定部(2)可转动连接，另一端与所述旋转部(3)固定连接，以带动所述旋转部(3)沿与进气涡流相反的方向旋转，所述喷油器还设有用于连通所述固定部(2)和所述旋转部(3)的油道。
2.如权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述旋转轴(1)为空心轴，并以其中空腔形成所述油道。
3.如权利要求1或2所述的喷油器，其特征在于，所述旋转轴(1)连接有驱动其转动的驱动件，所述驱动件包括动力源(6)和与动力源(6)连接的驱动齿条(7)，所述旋转轴(1)与所述驱动齿条(7)采用齿啮合连接，所述动力源(6)驱动所述驱动齿条(7)在垂直于所述旋转轴(1)的方向做直线运动，以带动所述旋转轴(1)沿与进气涡流相反的方向周向转动。
4.如权利要求3所述的喷油器，其特征在于，还包括针阀(8)和与其连接的弹性件(9)，所述弹性件(9)抵压所述针阀(8)以封堵所述喷油孔(5)，并在电磁力的作用下释放所述针阀(8)而开启所述喷油孔(5)。
5.如权利要求3所述的喷油器，其特征在于，所述旋转部(3)的旋转速度根据柴油发动机所需的涡流比进行设置。
6.如权利要求3所述的喷油器，其特征在于，所述喷油孔(5)的个数根据柴油发动机的缸径和排量进行设置。
7.如权利要求3所述的喷油器，其特征在于，所述固定部(2)和所述旋转部(3)之间的间距小于预定值。
8.一种柴油发动机，其特征在于，包括上述权利要求1-7任一项所述的喷油器。
9.如权利要求8所述的柴油发动机，其特征在于，所述柴油发动机采用ω型燃烧室。
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