CN109944728A - 一种螺旋式喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺旋式喷嘴，包括阀体、阀座、阀芯、油路，阀体的一端设有进油口，另一端与阀座相连接，阀座上开设有雾化孔，阀芯设置在阀体内且其一端与阀座密封连接，油路设置在阀芯与阀体之间且两端分别与进油口和雾化孔相连通，阀座上设置有对介质起到旋流作用的旋流结构，油路通过旋流结构与雾化孔相连通。本发明创新性的在阀座上增加了螺旋槽的设计，使介质在垂直及螺旋方向均有切变的压力的相互作用下开始旋转，加速进入阀座的雾化孔，大大提高喷嘴的雾化性能。

Description

一种螺旋式喷嘴

技术领域

本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种螺旋式喷嘴。

背景技术

喷油嘴作为发动机的关键部件之一，它的工作好坏将严重影响发动机的性能。在现有的汽车发动机中，人们采用了各种类型的喷嘴来提高喷雾质量，如高低压直射喷嘴、涡流喷嘴等。

公开号为CN2606192的实用新型专利，具体公开了一种汽车电喷喷油器，包括有阀体、喷孔板、球头、外壳，在喷孔板上的喷孔为2-3个。该专利具有结构简单、燃烧充分、对环境污染小等优点。但是，这种多孔高低压直射喷嘴由于是实心喷射，在喷射压力较低时，雾化性能较差，对喷射压力的要求很高，只有在喷孔比较小且射流速度较高时，才具有较好的雾化性能。

公布号为CN 101737218A的发明专利具体公开了一种用于直喷发动机的喷嘴，包括：壳体、阀杆、喷油孔、进油孔和油路，其中：喷油孔和进油孔分别设置于壳体的两端，油路位于壳体内且两端分别与进油孔和喷油孔相连接，阀杆的一端设置于壳体近进油孔的一侧内部且位于若干条油路的中央，阀杆上设有若干螺旋槽，阀杆的顶端及阀座为球面结构。该专利在低喷射压力和较高背压下能保证较大的喷雾锥角，从而提升喷嘴的雾化性能。但是，该专利提升的喷嘴雾化性能有限，需要进一步优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种螺旋式喷嘴，创新性的在阀座上增加了螺旋槽的设计，使介质在垂直及螺旋方向均有切变的压力的相互作用下开始旋转，加速进入阀座的雾化孔，大大提高喷嘴的雾化性能。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种螺旋式喷嘴，包括阀体、阀座、阀芯、油路，阀体的一端设有进油口，另一端与阀座相连接，阀座上开设有雾化孔，阀芯设置在阀体内且其一端与阀座密封连接，油路设置在阀芯与阀体之间且两端分别与进油口和雾化孔相连通，阀座上设置有对介质起到旋流作用的旋流结构，油路通过旋流结构与雾化孔相连通。

优选地，旋流结构包括开设在阀座的外壁上的螺旋槽，位于螺旋槽上且贯穿阀座内外壁的导流孔，介质通过油路流经螺旋槽和导流孔进入雾化孔。

进一步优选地，螺旋槽沿阀座的周向从上向下螺旋延伸，延长介质的运动路径，使得介质得到更高的运动速度，进而具有更好的雾化性能。

优选地，螺旋槽的开口形状设置为多边形或弧形，优选为梯形，便于介质更好的进入螺旋槽。

优选地，螺旋槽为多条，且在阀座上均匀分布，保证每一段介质压力的稳定性，达到每一次雾化效果的一致性。

优选地，导流孔设置在螺旋槽的下端部，导流孔对应阀座中心环状均匀分布，并沿阀座中心单向旋转设置，且导流孔的旋转方向与螺旋槽的旋转方向一致，进一步充分利用介质由螺旋槽引起的旋流，获得更好的雾化效果。

优选地，阀芯包括设置在一端的球体，阀座内设有球体放置腔，球体安放在球体放置腔内，且球体与阀座的内壁通过位于上方的第一密封面和位于下方的第二密封面双密封，阀座的内壁在第一密封面和第二密封面之间设置有增压槽，导流孔与增压槽相连通，利用旋流加油压，获得更好的雾化效果。

进一步优选地，增压槽的截面形状为弧形或多边形，优选为弧形。

优选地，阀座的内壁在第二密封面的下方设有真空槽，真空槽包括与第二密封面连接的侧壁，侧壁与雾化孔通过一圆台的侧面相连接，侧壁与圆台的上平面相垂直，真空槽的设置可以避免残留介质、杂质硬化干结后堵塞雾化孔，影响雾化效果。

本发明还要提供又一技术方案是：

一种汽车，包括如上所述的螺旋式喷嘴。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明创新性的在阀座上增加了螺旋槽的设计，使介质在垂直及螺旋方向均有切变的压力的相互作用下开始旋转，加速进入阀座的雾化孔，大大提高喷嘴的雾化性能；

2、本发明在阀座上开设有增压槽，利用介质的旋流速度在增压槽中产生压力，使介质获得更好的雾化效果；

3、本发明在阀座上增加了真空槽的设计，在阀芯打开后与阀座形成0.05-0.2mm的间隙时，高低压介质高速流入真空槽后将处于真空区域，空气的扰流能够完全带走阀座内介质，避免残留介质、杂质硬化干结后堵塞喷油孔，影响雾化效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图2中的局部结构示意图；

图4为阀座的结构示意图；

图5为图4的纵向俯视图；

图6为图4的横向剖视图；

其中：1、阀座；11、球体放置腔；12、雾化孔；13、第一密封面；14、第二密封面；2、阀芯；21、本体；22、球体；3、阀体；4、螺旋槽；5、导流孔；6、增压槽；7、真空槽；71、侧壁；8、油路；9、倒角。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。为了更清楚的公开，本发明中的“上”、“下”是相对于介质走向来定义的。附图中介质先经过的元件位置定义为“上”，附图中介质后经过的元件位置定义为“下”。

如附图1至附图6所示，本发明一种螺旋式喷嘴，包括阀体3、阀座1、阀芯2、油路8。阀体3为内设型腔的管状结构，其上端设有进油口，其下端与阀座1相密封连接。阀座1为内设球体放置腔11的圆柱状结构，阀座1上在球体放置腔11的下方中心位置处设有雾化孔12，雾化孔12为偏离阀座1的中心轴线的斜孔。阀芯2设置在阀体3内，包括本体21和设置在本体21下端的球体22，球体22设置在球体放置腔11内盖设在雾化孔12上，球体22与阀座1通过第二密封面14实现球面密封。第二密封面14为圆锥台的侧面。阀体3与阀芯2之间形成油路8，油路8分别与进油口和雾化孔12相连通。阀芯2能够在电磁阀的作用下以1秒10-20次的上下开闭状态工作，使介质高速进入阀座1的雾化孔12。

本发明在阀座1上设置有对介质起到旋流加速作用的旋流结构，旋流结构包括开设在阀座1的外壁上的螺旋槽4，位于螺旋槽4的下端部上且贯穿阀座1的内外壁的导流孔5，介质通过油路8流经螺旋槽4和导流孔5进入雾化孔12。螺旋结构使介质在垂直及螺旋方向均有切变的压力的相互作用下开始旋转，加速进入阀座1的雾化孔12，大大提高喷嘴了的雾化性能。

为了延长介质的运动路径，使得介质得到更高的运动速度，进而具有更好的雾化性能，螺旋槽4沿阀座1的周向从上向下螺旋延伸，且螺旋槽4的开口形状设置为梯形，便于介质更好的进入螺旋槽4。本实施例中螺旋槽4的数量为3条，在阀座1上均匀分布，保证每一段介质压力的稳定性，达到每一次雾化效果的一致性。最为重要的是，螺旋槽4的运动路径并非是沿着阀座1的上端一直延伸直至延伸到下端，而是有限制的，以螺旋槽4的下端部高于第二密封面14为准。如此设置才能利用螺旋加速，进而达到提高雾化的效果。

本实施例中每条螺旋槽4的下端部均设有导流孔5，又由于螺旋槽4在阀座1上均匀分布，因此，导流孔5对应阀座1的中心环状均匀分布。为了更进一步充分利用螺旋槽4的螺旋加速，获得更好的雾化效果，导流孔5沿阀座1的中心单向旋转设置，且导流孔5的旋转方向与螺旋槽4的旋转方向一致，3个导流孔5设置在一个平面上。导流孔5与对应位置处的阀座1的内壁相切，阀座1中心到导流孔5位于阀座1内壁位置的连线与导流孔5的中轴线相垂直。导流孔5的旋转角度为10-30度，导流孔5的中轴线与阀座1中心到导流孔5位于阀座外壁位置的连线之间的夹角为10-30度。

除此之外，在其他的实施例中，多个导流孔5也可以不设置在同一平面上，而是设置在同一圆锥面上，即多个导流孔5在阀座1上向下向内旋转，旋转方向与螺旋槽4的旋转方向一致。更优选地，多个导流孔5在阀座1上的起始位置和重点位置分别位于同一平面上。

作为本发明的又一改进，阀座1的内壁上设置有位于第二密封面14上方的与球体22密封的第一密封面13。第一密封面13为圆柱面的侧面。阀座1的内壁在第一密封面13和第二密封面14之间设置有增压槽6，导流孔5与增压槽6相连通。通过第一密封面13和第二密封面14的密封，增压槽6内形成一密闭空间，介质通过导流孔5进入该密闭空间，增加油压，能够获得更好的雾化效果。

在本实施例中，增压槽6的截面形状为多边形，由从上向下依次设置的两个梯形，一个长方形，一个梯形组成。在其他的实施例中，增压槽6的截面形状还可以设置为弧形，扰流效果更好。

作为本发明的又一改进，阀座1的内壁在第二密封面14的下方设有真空槽7，真空槽7包括与第二密封面14连接的侧壁71，侧壁71与雾化孔12通过一圆台的侧面相连接，侧壁71与圆台的上平面相垂直，侧壁71与第二密封面14所在的圆锥台的下平面相垂直。真空槽7的设置在高低压介质高速流入真空槽7后将在直角处暂时形成真空区域，实现空气的扰流，能够完全带走阀座内介质，避免残留介质、杂质硬化干结后堵塞喷油孔，影响雾化效果。

作为本发明的又一改进，阀座1的上端部上设置有倒角9，便于介质流入螺旋槽4，为介质提供行进方向。

作为本发明的又一改进，变更阀体3的下端部设计，使阀体3完全套设在阀座1的外面，将阀座1完全包裹在阀体3的里面，使阀体3与阀座1更好匹配，使介质能够精确识别螺旋槽4，保证由螺旋槽4汇入导流孔5内的每一段汽油压力的均衡性，达到每一次雾化效果的一致性。

本发明还要提供一种汽车，包括如上所述的螺旋式喷嘴。

本发明的进油原理如下：

介质从进油管进入进油口，经油路8至阀座1上的螺旋槽4，经过旋流方式加速经过导流孔5进入增压槽6，阀芯2与阀座1球面密封，阀芯2在电磁阀作用下以1秒10-20次的上下开闭状态工作，使介质高速进入阀座1的雾化孔12，以实现新型雾化。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋式喷嘴，包括阀体、阀座、阀芯、油路，所述阀体的一端设有进油口，另一端与所述阀座相连接，所述阀座上开设有雾化孔，所述阀芯设置在所述阀体内且其一端与所述阀座密封连接，所述油路设置在所述阀芯与阀体之间且两端分别与进油口和雾化孔相连通，其特征在于：所述阀座上设置有对介质起到旋流作用的旋流结构，所述油路通过旋流结构与雾化孔相连通。

2.根据权利要求1所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述旋流结构包括开设在所述阀座的外壁上的螺旋槽，位于螺旋槽上且贯穿阀座内外壁的导流孔，介质通过油路流经螺旋槽和导流孔进入所述雾化孔。

3.根据权利要求2所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述螺旋槽沿所述阀座的周向从上向下螺旋延伸。

4.根据权利要求2所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述螺旋槽的开口形状设置为多边形或弧形。

5.根据权利要求2所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述螺旋槽为多条，且在所述阀座上均匀分布。

6.根据权利要求2所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述导流孔设置在所述螺旋槽的下端部，所述导流孔对应所述阀座中心环状均匀分布，并沿阀座中心单向旋转设置。

7.根据权利要求2所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述阀芯包括设置在一端的球体，所述阀座内设有球体放置腔，所述球体安放在所述球体放置腔内，且所述球体与阀座的内壁通过位于上方的第一密封面和位于下方的第二密封面双密封，所述阀座的内壁在第一密封面和第二密封面之间设置有增压槽，所述导流孔与所述增压槽相连通。

8.根据权利要求7所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述增压槽的截面形状为弧形或多边形。

9.根据权利要求7所述的螺旋式喷嘴，其特征在于：所述阀座的内壁在所述第二密封面的下方设有真空槽，所述真空槽包括与所述第二密封面连接的侧壁，侧壁与所述雾化孔通过一圆台的侧面相连接，所述侧壁与圆台的上平面相垂直。

10.一种汽车，包括如权利要求1至9所述的螺旋式喷嘴。