CN110274260A - 一种自助气体辅助喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自助气体辅助喷嘴，将喷油孔与外部连通的端部设置为油气混合腔，油气混合腔为由半球和圆台形成的空腔，圆台小端朝外，且喷油孔的直径小于半球部分的直径；半球一端与喷油孔相通，圆台的出口为喷油口；喷嘴头部设有两个以上沿圆周方向均布的自助夹气孔，自助夹气孔与油气混合腔的半球部分连通。本发明能够改善液体燃料的雾化效果、提高燃烧效率。

Description

一种自助气体辅助喷嘴

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种自助气体辅助喷嘴。

背景技术

随着国六排放法规的日趋严格，特别是路况实测的出现，对发动机的燃烧效率和汽车尾气的排放提出了新的要求。针对这一问题的解决，关键在于燃油的充分燃烧，而燃油的快速蒸发，充分雾化，合理的温度分布是燃油充分燃烧的必要条件。

喷雾装置是汽油发动机的核心部件，是液体燃料燃烧器的重要组件，其性能好坏直接关系发动机的工作效率和燃烧器的综合性能。喷油器的喷雾特性是影响汽油燃烧质量的重要因素，其喷射时的油雾形状、雾化程度等性能指标对燃油的燃烧利用效率有关键影响。雾化喷嘴作为喷油器中的关键部件，它的性能决定着燃油的雾化质量、进一步影响到其燃烧完全程度，采用合理的喷口布局形成合理的雾场分布将对NOx的抑制产生显著的效果。而雾化喷嘴的结构因素：油孔直径，气、液及混合孔的截面比，油气孔夹角，混合孔长度等，对气液的撞击及混合起关键作用；混合孔与混合单元的中心轴线的夹角决定着喷嘴整体的雾化效果。其中，喷油器喷嘴结构的改变将影响燃油在气缸中的空间分布，从而影响混合气浓度的分布，对燃烧过程以及排放产生重要的影响。此外，气液间的撞击及混合过程是影响雾化粒度的关键因素。

传统的燃料喷嘴存在油路的液态燃料经喷嘴后雾化效果差，气体经喷嘴旋流效果不好从而导致了燃料燃烧不完全，火焰被拉长，燃烧效率低，产生大量的未燃尽碳氢化合物，造成了严重污染问题。提高液态燃料的雾化效果，改善燃烧状况，提高燃烧稳定性对增加发动机的燃烧效率和降低汽车的尾气排放有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自助气体辅助喷嘴，能够改善液体燃料的雾化效果、提高燃烧效率。

本发明的具体实施方案如下：

一种自助气体辅助喷嘴，将喷油孔与外部连通的端部设置为油气混合腔，所述油气混合腔为由半球和圆台形成的空腔，圆台小端朝外，且喷油孔的直径小于半球部分的直径；所述半球一端与喷油孔相通，圆台的出口为喷油口；

所述喷嘴头部设有两个以上沿圆周方向均布的自助夹气孔，所述自助夹气孔与油气混合腔的半球部分连通。

进一步地，所述自助夹气孔为锥形孔，由外向内收缩。

进一步地，所述自助夹气孔中心线与位于喷油孔一侧的喷嘴中心线的夹角为65°。

进一步地，所述圆台出口处直径和喷油孔直径相等，且均为半球直径的1/3。

有益效果：

1、在喷雾过程中，喷油孔内液体流动速度极高，引起液体周围压力降低，本发明通过在喷嘴上设置多个自助夹气孔引导周围气体迅速进入油气混合腔，与燃油撞击混合，发生强烈的能量交换和动量交换，气液两相流在油气混合腔内充分混合、形成均匀的两相流，最后油气混合气经混合腔外侧的圆台部分进一步强化后喷出，克服了液态燃料经喷嘴后雾化效果差、燃料燃烧不完全、燃烧效率低以及产生大量未燃尽碳氢化合物造成严重污染的问题，加速汽车厂商匹配国六标准的进程，对内燃机喷雾科学研究有很大的促进作用。

2、本发明的自助夹气孔为锥形孔，可以在收缩处进气加压，提高空气流速，进一步使气体与燃油充分混合。

3、本发明自助夹气孔中心线与喷嘴中心线的夹角为65°，能够在油气混合腔的半球部分内形成局部涡流区，强化油气混合效果。

4、本发明喷油孔直径为半球直径的1/3，可以使喷油更流畅，比例太大导致压力降低，流场可能发生变化，比例太小喷油速率会受到影响。

附图说明

图1是燃油喷射系统整体结构示意图；

图2是本发明喷嘴头部局部放大示意图；

图3(a)、(b)、(c)分别是本发明自助夹气孔采用三个、六个以及八个的布置形式图；

其中，1-针阀体，2-针阀，3-喷头，4-喷嘴头部，5-喷油孔，6-自助夹气孔，7-油气混合腔。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种自助气体辅助喷嘴，位于针阀体1的下端，与针阀体1是一体的，针阀2被包裹在针阀体1内部，针阀体1和针阀2间隙配合，喷嘴、针阀体1和针阀2组成燃油喷射系统，如图1所示。喷嘴采用耐磨耐热钢，有效提高产品的耐蚀性及耐磨性。

如图2所示，喷嘴头部4设有喷头3、喷油孔5自助夹气孔6及油气混合腔7，喷头3的出口端与喷油孔5的入口端连通，喷头3通过喷油孔5与油气混合腔7连通，油气混合腔7为由半球和圆台形成的空腔，圆台小端朝外，且喷油孔5的直径小于半球部分的直径，半球一端与喷油孔5相通，圆台的出口为喷油口，圆台出口处直径和喷油孔5直径相等，且均为半球直径的1/3。

两个以上自助夹气孔6沿喷嘴头部4圆周方向均布，当喷油器喷油时，由于高压使得流速很大，进而在夹气孔中形成负压，把空气吸进来，故将夹气孔命名为自助夹气孔6。自助夹气孔6与油气混合腔7的半球部分连通，自助夹气孔6为锥形孔，由外向内收缩，自助夹气孔6中心线与位于喷油孔5一侧的喷嘴中心线的夹角为65°。

如图3(a)、图3(b)、图3(c)所示，自助夹气孔6分别采用三个、六个以及八个，每种布置形式下自助夹气孔6之间的夹角分别为120°、60°、45°。

自助气体辅助喷嘴工作时，燃油从针阀体1、针阀2和喷头3组成的油液腔中喷出，经由喷气孔5进入油气混合腔7中。喷油器喷油时，喷孔内液体流动速度极高，引起液体周围压力降低，气体通过自助夹气孔6进入油气混合腔7的半球部分与燃油撞击混合，发生强烈的能量交换和动量交换，气液两相流在混合孔内充分混合、形成均匀的两相流，同时在半球部分腔内形成局部涡流区，强化了油气混合效果。最后油气混合气经混合腔的圆台部分进一步强化后，从喷嘴喷出。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自助气体辅助喷嘴，其特征在于，将喷油孔与外部连通的端部设置为油气混合腔，所述油气混合腔为由半球和圆台形成的空腔，圆台小端朝外，且喷油孔的直径小于半球部分的直径；所述半球一端与喷油孔相通，圆台的出口为喷油口；

所述喷嘴头部设有两个以上沿圆周方向均布的自助夹气孔，所述自助夹气孔与油气混合腔的半球部分连通。

2.如权利要求1所述的自助气体辅助喷嘴，其特征在于，所述自助夹气孔为锥形孔，由外向内收缩。

3.如权利要求1所述的自助气体辅助喷嘴，其特征在于，所述自助夹气孔中心线与位于喷油孔一侧的喷嘴中心线的夹角为65°。

4.如权利要求1所述的自助气体辅助喷嘴，其特征在于，所述圆台出口处直径和喷油孔直径相等，且均为半球直径的1/3。