CN113187637B - 一种带交汇结构的复合孔喷嘴 - Google Patents

一种带交汇结构的复合孔喷嘴 Download PDF

Info

Publication number
CN113187637B
CN113187637B CN202110368892.0A CN202110368892A CN113187637B CN 113187637 B CN113187637 B CN 113187637B CN 202110368892 A CN202110368892 A CN 202110368892A CN 113187637 B CN113187637 B CN 113187637B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
nozzle
nozzle body
port
spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202110368892.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113187637A (zh
Inventor
田华
王斌
赵成微
王作峰
李志杰
隆武强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Weichai Power Co Ltd
Original Assignee
Dalian University of Technology
Weichai Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology, Weichai Power Co Ltd filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202110368892.0A priority Critical patent/CN113187637B/zh
Publication of CN113187637A publication Critical patent/CN113187637A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113187637B publication Critical patent/CN113187637B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1813—Discharge orifices having different orientations with respect to valve member direction of movement, e.g. orientations being such that fuel jets emerging from discharge orifices collide with each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1833—Discharge orifices having changing cross sections, e.g. being divergent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/184—Discharge orifices having non circular sections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种带交汇结构的复合孔喷嘴，涉及液体或气体物质喷射技术领域。包括喷嘴本体，喷嘴本体具有多个子喷孔，子喷孔在喷嘴本体内部一侧开口为入射口，在喷嘴本体外部一侧开口为出射口；多个子喷孔的轴线在喷嘴本体中心线上方向上投影成星型排布，每两个相邻的子喷孔共用一个出射口或入射口。本发明可强化喷嘴的喷孔内部湍流扰动，获得更好的混合和喷射特性，如应用于直喷式柴油机，可在相同喷射压力下使喷雾粒子平均直径减小30％，发动机热效率提高3％，颗粒物排放降低30％。

Description

一种带交汇结构的复合孔喷嘴
技术领域
本发明涉及液体或气体物质喷射技术领域，特别是涉及一种带交汇结构的复合孔喷嘴。
背景技术
在国防军事、能源动力、工业生产、农业灌溉、医疗卫生等众多领域的不同应用中，均涉及流体喷射技术，在一定压力下利用喷嘴、喷头或喷射器等设备喷射流体，以实现各自的目的。如在内燃机领域，根据所用燃料的不同，需要采用压力喷嘴将一定量的液体或气体燃料在极短的时间内喷入进气管路或气缸，以便燃料与空气快速、充分混合及燃烧，喷嘴作为实施喷射的载体，对气体或液体物质的喷射流动特性有重要影响，进而影响内燃机的燃烧和排放特性。
在流体喷嘴中，喷孔的几何结构及尺寸对喷射特性有重要影响。当前使用最多的是圆柱形喷孔，也有喷嘴采用渐缩锥形、渐扩锥形或拉法尔管(渐缩-渐扩锥形)等形状的喷孔。此外，还有将2个或更多的子喷孔交叉汇聚而成复合喷孔的结构。
专利文献CN101333993A公布了一种带扰动区的交叉喷孔式喷油嘴，该喷嘴采用了两个子喷孔交叉汇流并设置一个扰动区的复合结构，形成强烈的内流扰动，提高了雾化质量。但是，该喷嘴方案是基于机械钻削或电火花加工工艺提出的，出口形状受制于加工工艺，其加工精度和一致性不易保证。本发明提出的多孔入口、出口交汇结构能够有效解决加工工艺一致性的问题，并能有效增强入口流体湍流强度，加强了交叉喷孔出口湍流强度，利于减小喷雾索特直径，具有很大的市场应用潜力。
发明内容
本发明主要目的在提供一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其能够产生更加强烈的内部湍流扰动，从而进一步改善流体的喷射与混合特性，如该类喷嘴应用于内燃机，则可进一步改善发动机的喷雾混合气形成和燃烧性能。
为达上述目的，本发明提供一种带交汇结构的复合孔喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体具有多个子喷孔，所述子喷孔在喷嘴本体内部一侧开口为入射口，在喷嘴本体外部一侧开口为出射口；多个所述子喷孔的轴线在喷嘴本体中心线上方向上投影成星型排布，每两个相邻的子喷孔共用一个出射口或入射口。
进一步的，多个所述子喷孔轴线均处于在同一水平面。
进一步的，多个所述子喷孔轴线均处于同一锥面。
进一步的，所述入射口、出射口以及子喷孔轴截面形状为矩形、渐缩型、渐扩型、渐缩-渐扩型、渐扩-渐缩型中的任一种。
进一步的，所述子喷孔采用直孔、弧形孔或螺旋孔中的一种。
进一步的，所述入射口、出射口与喷嘴本体相交处均为曲面过渡；所述子喷孔与子喷孔相交而形成的拐角均为曲面过渡。
本发明与现有技术相比具备如下优点：可强化喷嘴的喷孔内部湍流扰动，获得更好的混合和喷射特性，如应用于直喷式柴油机，可在相同喷射压力下使喷雾粒子平均直径减小30％，发动机热效率提高3％，颗粒物排放降低30％。
附图说明
图1为本发明一种带交汇结构的复合孔喷嘴结构示意图。
图2为本发明一种带交汇结构的复合孔喷嘴俯视结构示意图。
图3为本发明一种带交汇结构的复合孔喷嘴三维结构局部示意图。
图4为本发明一种带交汇结构的复合孔喷嘴三维结构整体示意图。
图5为本发明一种带交汇结构的复合孔喷嘴双层结构示意图。
图6为本发明一种带交汇结构的复合孔喷嘴内部流体流线示意图。
图7为普通直孔内部流体流线图。
其中，1-喷嘴本体；2-压力室；3-入射口；4-出射口；5-子喷孔。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及构造，结合附图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能。
如附图所示，本发明提供一种带交汇结构的复合孔喷嘴，包括喷嘴本体1，所述喷嘴本体内部设置有压力室2，所述喷嘴本体1具有多个子喷孔5，所述子喷孔5在喷嘴本体1内部一侧开口为入射口3，在喷嘴本体1外部一侧开口为出射口4；多个所述子喷孔5的轴线在喷嘴本体1中心线上方向上投影成星型排布，每两个相邻的子喷孔5共用一个出射口4或入射口3，所述入射口3与压力室2连通，形成多孔交汇复合孔结构。
在一些实施例中，多个所述子喷孔5轴线均处于在同一水平面。
在一些实施例中，多个所述子喷孔5轴线均处于同一锥面。
在一些实施例中，所述入射口3、出射口4以及子喷孔5轴截面形状为矩形、渐缩型、渐扩型、渐缩-渐扩型、渐扩-渐缩型中的任一种。
在一些实施例中，所述子喷孔5采用直孔、弧形孔或螺旋孔中的一种。
在一些实施例中，所述入射口3、出射口4与喷嘴本体1相交处均为曲面过渡；所述子喷孔5与子喷孔5相交而形成的拐角均为曲面过渡。
在一些实施例中，如图5所示，设置有双层复合孔结构。
需要说明的是，在工作时，压力室2内流体沿子喷孔5喷出，在入射口3两个子喷孔5内流体相撞，流体扰动增强，湍动能增加，流线弯曲(普通直孔内流体流线平滑)，此外，流体沿子喷孔5在出射口4再次碰撞，进一步增强流体扰动，利于液滴破碎，从而降低喷雾粒径；此外，复合孔喷嘴利用复合孔结构使流体产生汇聚和挤压的作用，将一部分射流动能转化为湍动能，在有效减小喷雾贯穿距的同时，增加燃油喷出后的喷雾锥角，在直喷柴油机中可有效提升燃烧性能，颗粒物排放降低达30％。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，非全部实施例，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其特征在于，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体具有多个子喷孔，所述子喷孔在喷嘴本体内部一侧开口为入射口，在喷嘴本体外部一侧开口为出射口；多个所述子喷孔的轴线在喷嘴本体中心线上方向上投影成星型排布，每两个相邻的子喷孔共用一个出射口或入射口；每个入射口对应两个相邻的子喷孔，每个出射口对应两个相邻的子喷孔。
2.如权利要求1所述的一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其特征在于，多个所述子喷孔轴线均处于在同一水平面。
3.如权利要求1所述的一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其特征在于，多个所述子喷孔轴线均处于同一锥面。
4.如权利要求1所述的一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其特征在于，所述入射口、出射口以及子喷孔轴截面形状为矩形、渐缩型、渐扩型、渐缩-渐扩型、渐扩-渐缩型中的任一种。
5.如权利要求1所述的一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其特征在于，所述子喷孔采用直孔、弧形孔或螺旋孔中的一种。
6.如权利要求1所述的一种带交汇结构的复合孔喷嘴，其特征在于，所述入射口、出射口与喷嘴本体相交处均为曲面过渡；所述子喷孔与子喷孔相交而形成的拐角均为曲面过渡。
CN202110368892.0A 2021-04-06 2021-04-06 一种带交汇结构的复合孔喷嘴 Expired - Fee Related CN113187637B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110368892.0A CN113187637B (zh) 2021-04-06 2021-04-06 一种带交汇结构的复合孔喷嘴

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110368892.0A CN113187637B (zh) 2021-04-06 2021-04-06 一种带交汇结构的复合孔喷嘴

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113187637A CN113187637A (zh) 2021-07-30
CN113187637B true CN113187637B (zh) 2022-09-23

Family

ID=76975451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110368892.0A Expired - Fee Related CN113187637B (zh) 2021-04-06 2021-04-06 一种带交汇结构的复合孔喷嘴

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113187637B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114226019B (zh) * 2021-12-21 2022-11-22 河北牧标生物科技有限公司 一种用于制备饲料奶粉的均质过滤设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310628A (ja) * 1994-05-17 1995-11-28 Nissan Motor Co Ltd 燃料噴射弁
JP2007032489A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃料噴射装置
JP2013083227A (ja) * 2011-10-12 2013-05-09 Isuzu Motors Ltd 燃料噴射装置
JP2016029284A (ja) * 2015-12-04 2016-03-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
EP3252301A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-06 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Fuel injector for a dual fuel engine
WO2019133585A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 3M Innovative Properties Company Fuel injector nozzle structure with choked through-hole outlet opening

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008255834A (ja) * 2007-04-02 2008-10-23 Toyota Motor Corp 燃料噴射装置
CN101333993B (zh) * 2008-07-15 2011-02-02 大连理工大学 带扰动区的内燃机交叉喷孔式喷油嘴
CN101825045A (zh) * 2010-04-13 2010-09-08 大连理工大学 柴油机燃烧系统
DE102010063844A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Continental Automotive Gmbh Düsenkörper mit einem Einspritzloch mit mindestens zwei Eintrittsöffnungen
CN102705125A (zh) * 2012-07-07 2012-10-03 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 交叉扰动喷口喷油器
EP2880301A1 (en) * 2012-08-01 2015-06-10 3M Innovative Properties Company Fuel injector nozzles with at least one multiple inlet port and/or multiple outlet port
US10502171B2 (en) * 2012-11-20 2019-12-10 Nostrum Energy Pte. Ltd. Liquid injector atomizer with colliding jets
JP2015078603A (ja) * 2013-10-15 2015-04-23 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
CN106493008A (zh) * 2016-12-08 2017-03-15 广西玉柴机器股份有限公司 交叉孔尿素喷嘴
CN111306577B (zh) * 2020-02-21 2021-10-26 南京航空航天大学 一种应用于加力燃烧室凹腔结构的直射式扇形喷嘴

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310628A (ja) * 1994-05-17 1995-11-28 Nissan Motor Co Ltd 燃料噴射弁
JP2007032489A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃料噴射装置
JP2013083227A (ja) * 2011-10-12 2013-05-09 Isuzu Motors Ltd 燃料噴射装置
JP2016029284A (ja) * 2015-12-04 2016-03-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
EP3252301A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-06 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Fuel injector for a dual fuel engine
WO2019133585A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 3M Innovative Properties Company Fuel injector nozzle structure with choked through-hole outlet opening

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"不凝性气体及湍流扰动对喷嘴孔内空化现象的影响";麻斌等;《农业机械学》;20170430;第48卷(第4期);全文 *
"湍流扰动对液滴破碎的影响及模拟方法研究";齐文亮等;《哈尔滨工程大学学报》;20180206;第39卷(第4期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113187637A (zh) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6708905B2 (en) Supersonic injector for gaseous fuel engine
CN110805512A (zh) 一种带扭转式复合孔的喷嘴
CN112228262B (zh) 一种基于喷嘴内涡线空化诱导中空喷雾结构的柴油机喷油器
US20180171954A1 (en) Fluid injector orifice plate for colliding fluid jets
CN113187637B (zh) 一种带交汇结构的复合孔喷嘴
CN108644810A (zh) 一种双预膜式超声波喷嘴
CN216094337U (zh) 一种气溶胶喷嘴
CN100422545C (zh) 一种喷油嘴
CN105728219A (zh) 一种撞击加自激振荡的高粘稠流体两相喷嘴
WO2019127936A1 (zh) 喷嘴结构、喷射装置和发动机
CN208382230U (zh) 一种双预膜式超声波喷嘴
CN104662283B (zh) 内燃机的燃料喷射系统
CN2611045Y (zh) 常温烟雾机二相流喷头
CN201092922Y (zh) 一种涡旋伞喷喷油嘴偶件
CN110801950A (zh) 一种带部分扭转式窄缝型喷孔的喷嘴
CN114682404A (zh) 一种外部旋流交叉孔喷射器
CN105484919B (zh) 一种微扰动外扩型喷孔的喷油嘴
WO2020199347A1 (zh) 一种龙卷风式喷嘴
CN210022551U (zh) 一种双流体多级雾化喷嘴
CN215566341U (zh) 一种喷油器用高分散喷油嘴
CN220610865U (zh) 一种新型二流体雾化喷嘴
CN205868583U (zh) 燃油预雾化器及燃油雾化接头和燃油过滤导杆
CN212468538U (zh) 一种可气泡协同雾化的喷嘴
JP3356062B2 (ja) 燃料噴射弁および内燃機関，燃料旋回素子，燃料旋回素子の製造方法
CN216714841U (zh) 一种新型流体喷射器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220923

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee