CN213235301U - 喷油器、燃油供给系统及柴油发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种喷油器、燃油供给系统及柴油发动机，喷油器包括阀体组件、壳体和喷头，喷头设置在壳体的一侧，壳体具有第一腔体，喷头具有第二腔体，第一腔体与第二腔体连通，阀体组件设置在第一腔体内并延伸至第二腔体；壳体上还具有进油道，进油道一端与进油管连接，进油道的另一端连通第二腔体，阀体组件用于控制进油道与第二腔体之间的通路开闭；喷头上开设有喷孔，喷孔与第二腔体连通，喷孔包括至少一个第一喷孔，第一喷孔包括开口端和连通端，开口端设置在喷头外壁，开口端和连通端连通，开口端朝向喷头外壁的内径大于开口端朝向连通端的内径。本实用新型提供的喷油器，可以充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁。

Description

喷油器、燃油供给系统及柴油发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机装置设计领域，尤其涉及一种喷油器、燃油供给系统及柴油发动机。

背景技术

随着燃油价格的不断上涨，在车用动力系统的竞争中，人们开始越来越多地关注发动机节能降耗问题。目前，柴油机广泛应用于汽车及非道路产品中，而且在相当长的一段时间内还将继续发挥作用。如何改善柴油机燃油耗，降低排放，是值得思考的一个问题。在柴油机中，喷油器是必不可少的一个零部件。喷油器可将燃油雾化并喷射在汽缸内，从而使得燃油可以在柴油机燃烧室内得到充分的燃烧。

现有的喷油器在喷头端设置有多个相同规格的喷孔，相同规格的喷孔的油束贯穿距离和喷雾锥角均相同，在阀体运动的过程中，通过控制喷孔之间油路的开闭使得喷孔喷出雾化后的燃油，使得油气混合后充分燃烧。

但是，现有的喷油器喷孔结构相同，油束贯穿距离和喷雾锥角均相同，雾化后的燃油容易喷射到汽缸壁上，造成燃烧不充分。

实用新型内容

本实用新型提供一种喷油器、燃油供给系统及柴油发动机，可以在不影响雾化质量下可以改变喷孔喷油时的贯穿距离，同时增加油束展开的锥角，从而充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁。

本实用新型提供喷油器，包括阀体组件、壳体和喷头，喷头设置在壳体的一侧，壳体具有第一腔体，喷头具有第二腔体，第一腔体与第二腔体连通，阀体组件设置在第一腔体内并延伸至第二腔体；

壳体上还具有进油道，进油道一端与进油管连接，进油道的另一端连通第二腔体，阀体组件用于控制进油道与第二腔体之间的通路开闭；

喷头上开设有喷孔，喷孔与第二腔体连通，喷孔包括第一喷孔，第一喷孔包括开口端和连通端，开口端设置在喷头外壁，开口端和连通端连通，开口端朝向喷头外壁的内径大于开口端朝向连通端的内径。

可选的，本实用新型提供的喷油器，开口端具有弧形的内凹面，内凹面设置在开口端的内壁上，内凹面的直径由开口端朝向连通端逐渐变小。

可选的，本实用新型提供的喷油器，喷孔还包括第二喷孔，第二喷孔形成直筒结构。

可选的，本实用新型提供的喷油器，第一喷孔和第二喷孔绕喷头外侧周向设置，第一喷孔和第二喷孔的轴线与喷头的轴线相交设置。

可选的，本实用新型提供的喷油器，第一喷孔和第二喷孔分别设置为至少四个，至少四个第一喷孔和至少四个第二喷孔间隔均匀设置。

可选的，本实用新型提供的喷油器，第一喷孔与相邻的第二喷孔在喷头周向上的夹角大于第一喷孔与另一端相邻的第二喷孔在周向上的夹角。

可选的，本实用新型提供的喷油器，开口端与连通端的连接处具有过渡面。

可选的，本实用新型提供的喷油器，过渡面沿连接处周向设置，过渡面为圆滑过渡。

本实用新型实施例还提供一种燃油供给系统，包括进油管和上述的喷油器，进油管与进油道连接。

本实用新型实施例还提供一种柴油发动机，包括：汽缸、发动机活塞以及上述的燃油供给系统；发动机活塞设置在汽缸内并能够沿汽缸的轴线方向做往复运动；喷油器位于发动机活塞的上方，喷油器与汽缸固定连接。

本申请提供的喷油器，通过设置阀体组件对进油道和第二腔体之间的通路进行开闭控制，从而达到喷油器间断喷油的效果，另外在喷头上设置有至少一个第一喷孔，第一喷孔包括开口端和连通端，开口端设置在喷头的外壁上，连通端用于连通开口端和第二腔体，开口端朝向喷头外壁的一侧直径大于开口端与连通端连接处的直径，可以在不影响雾化质量下可以改变喷孔喷油时的贯穿距离，同时增加油束展开的锥角，从而充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种喷油器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷头的结构示意图；

图3a为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷孔大小与油束贯穿距离、喷雾锥角的关系示意图a；

图3b为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷孔大小与油束贯穿距离、喷雾锥角的关系示意图b；

图4为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷头的周向截面示意图。

附图标记说明：

1-喷油器；

10-阀体组件；

20-壳体；

21-第一腔体；

22-进油道；

30-喷头；

31-第二腔体；

32-喷孔；

321-第一喷孔；

3211-开口端；

3212-连通端；

3213-内凹面；

3214-过渡面；

322-第二喷孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

现有的喷油器在喷头端设置有多个相同规格的喷孔，相同规格的喷孔的油束贯穿距离和喷雾锥角均相同，在阀体运动的过程中，通过控制喷孔之间油路的开闭使得喷孔喷出雾化后的燃油，使得油气混合后充分燃烧。但是，现有的喷油器每个喷孔的结构一样贯穿距离一样，电控喷油器喷射压力普遍在1000bar以上，高喷射压力下油束运动速度较快，燃油碰壁后反弹运动易导致外部油束交叉，油耗和排放恶化，同时气缸中心空气利用不到，燃油基本全部位于活塞凹坑台阶位置处燃烧放热，活塞壁面附近热负荷也较高。

为此，本实用新型提供一种喷油器，可以在不影响雾化质量下可以改变喷孔喷油时的贯穿距离，同时增加油束展开的锥角，从而充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁。

图1为本实用新型实施例提供的一种喷油器的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷头的结构示意图。参见图1和图2所示，本申请提供的喷油器1，包括阀体组件10、壳体20和喷头30，喷头30设置在壳体20的一侧，壳体20具有第一腔体21，喷头30具有第二腔体31，第一腔体21与第二腔体31连通，阀体组件10设置在第一腔体21内并延伸至第二腔体31。

其中，壳体20和喷头30分别设置有第一腔体21和第二腔体31，第一腔体21和第二腔体31连通，且在第一腔体21和第二腔体31内设置有阀体组件10，阀体组件10可在第一腔体21和第二腔体31内活动。

壳体20上还具有进油道22，进油道22一端与进油管连接，进油道22的另一端连通第二腔体31，阀体组件10用于控制进油道22与第二腔体31之间通路的开闭。

其中，进油道22集成在壳体20上，即进油道22与壳体20一体设置，进油道22的一端与进油管连接，进油管向进油道22中通入燃油，并由进油道22的另一端进入到喷头30的第二腔体31内。阀体组件10是设置在第一腔体21和第二腔体31内的，且阀体组件10在第一腔体21和第二腔体31内活动的过程中，可以对进油道22与第二腔体31连通的另一端的开闭进行控制，即阀体组件10在处于静置状态下时，阀体组件10可对进油道22与第二腔体31之间的通路进行隔断，当阀体组件10工作时，阀体组件10间断上下活动，在阀体组件10上升的过程中，进油道22与第二腔体31之间的通路打开，以此将燃油导入到喷头30的第二腔体31内，并由喷头30喷出。

喷头30上开设有喷孔32，喷孔32与第二腔体31连通，喷孔32包括第一喷孔321，第一喷孔321包括开口端3211和连通端3212，开口端3211设置在喷头30外壁，开口端3211和连通端3212连通，开口端3211朝向于喷头32外壁的内径大于开口端3211朝向连通端3212的内径。

其中，喷头30上设置有贯穿喷头30外壁的喷孔32，当阀体组件10工作时，进入到第二腔体31内的燃油会由喷孔32向外喷出。其中，喷孔32包括第一喷孔321，第一喷孔321包括开口端3211和连通端3212，开口端3211设置在喷头30的外壁上，连通端3212用于连通开口端3211和第二腔体31。开口端3211设置为喇叭状，即开口端3211朝向喷头30外壁的一侧直径大于开口端3211与连通端3212连接处的直径，将第一喷孔321设置为喇叭状的喷孔，在不影响雾化质量下可以改变喷孔喷油时的贯穿距离，同时增加油束展开的锥角，从而充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁。

需要注意的是，喷油器1可以为电控喷油器，例如通过电磁阀驱动阀体组件10从而控制油路开闭，喷油器1也可以为机械喷油器，通过凸轮对阀体组件10进行控制，本实施例对此不做限制。

本实施例在工作时，阀体组件10在驱动件的带动下上下往复运动，在阀体组件10上下往复运动的过程中，进油道22和第二腔体31之间的通路也会间断开闭。当阀体组件10处于上升状态时，进油道22和第二腔体31之间的通路打开，此时进油道22中通入有高压燃油，燃油进入到第二腔体31内，并由喷头30上第一喷孔321中喷出，由于第一喷孔321设置为喇叭状，在燃油由第一喷孔321中喷出时，可以有效的改变喷孔喷油时的贯穿距离，同时增加油束展开的锥角，从而充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁；当阀体组件10处于下降状态时，进油道22和第二腔体31之间的通路关闭，第一喷孔321结束喷油，从而达到喷油器1间断喷油的效果。

本申请提供的喷油器，通过设置阀体组件10对进油道22和第二腔体31之间的通路进行开闭控制，从而达到喷油器1间断喷油的效果，另外在喷头30上设置有第一喷孔321，第一喷孔321包括开口端3211和连通端3212，开口端3211设置在喷头30的外壁上，连通端3212用于连通开口端3211和第二腔体31，开口端3211朝向喷头30外壁的一侧直径大于开口端3211与连通端3212连接处的直径，可以在不影响雾化质量下可以改变喷孔喷油时的贯穿距离，同时增加油束展开的锥角，从而充分利用空气改善燃烧，降低油耗和排放，减少燃油碰壁。

以下对喷油器1的各种可能的结构和实现方式进行具体介绍。

为了进一步对喷油时的贯穿距离和油束展开的锥角进行优化，可选的，开口端3211具有弧形的内凹面3213，内凹面3213设置在开口端3211的内壁上，内凹面3213的直径由开口端3211朝向连通端3212逐渐变小。

其中，内凹面3213设置在开口端3211的内壁上，即开口端3211的内壁形成内凹面3213，且当开口端3211设置有弧形的内凹面3213时，如图2所示，弧形内凹面3213的最大直径(即开口端3211位于喷头30外壁的开口直径)由R1表示。R1的大小与喷油时的贯穿距离和油束展开的锥角有关。图3a为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷孔大小与油束贯穿距离、喷雾锥角的关系示意图a，如图3a所示，当R1越大时，如图中R1a所示，油束贯穿距离L越小，喷雾锥角γ越大，即开口端3211的开口越大，燃油由开口喷出时的喷射距离会减小，同时由于开口变大，喷雾的锥角也会变大。当燃烧室壁面的一侧与喷油器1较近时，可以在喷油器1的喷头30上对应燃烧室壁面的一侧设置有R1较大的第一喷孔321。同样的，图3b为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷孔大小与油束贯穿距离、喷雾锥角的关系示意图b，如图3b所示，当R1越小时，如图中R1b所示，开口端3211的开口越小，燃油由开口喷出时的油束贯穿距离L会增加，同时由于开口变小，喷雾的锥角γ也会变小，当燃烧室的壁面的一侧与喷油器1较远时，可以在喷油器1的喷头30上对应燃烧室壁面的一侧设置有R1较小的第一喷孔321，根据燃烧室壁面与喷油器1的位置关系进行确定即可，可以有效的减少燃油碰壁，本实施例对此不做限制。

在喷孔32中一般通入的是高压燃油，在燃油向喷孔32外侧喷射的过程中，可能会对开口端3211和连通端3212的连接处造成穴蚀。为了提高喷油器1的使用寿命，可选的，开口端3211与连通端3212的连接处具有过渡面3214。

如图2所示，可选的，过渡面3214沿开口端3211与连通端3212的连接处周向设置，且过渡面3214为圆滑过渡。在将高压燃油由连通端3212通向开口端3211的过程中，高压燃油由弧形的过渡面3214导入到开口端3211中，由于过渡面3214设置为弧形，可以有效的避免穴蚀，提高喷油器1喷头30的使用寿命。

可选的，喷孔32还包括第二喷孔322，第二喷孔322形成直筒结构，即第二喷孔322为直孔喷孔，与现有技术中的喷孔形式相同，由于出油口与喷孔油道直径相同，在喷油时喷雾锥角较小，油束贯穿距离较大，本实施例不再赘述。

为了保证喷孔32的喷雾锥角可以覆盖喷头30的周向范围，可选的，第一喷孔321和第二喷孔322绕喷头30外侧周向设置，第一喷孔321和第二喷孔322的轴线与喷头30的轴线相交设置。将第一喷孔321和第二喷孔322绕喷头30外侧周向设置，可以使得第一喷孔321和第二喷孔322在喷油时喷雾位于同一周向位置，使得喷雾锥角可以覆盖更大的范围。其中，第一喷孔321和第二喷孔322的轴线与喷头30的轴线相交设置，即第一喷孔321和第二喷孔322与喷头30的连接端均朝向喷头30的轴线设置，使得喷头30内的高压油液可以更好的由第一喷孔321和第二喷孔322内喷出。另外，为了进一步保证喷雾锥角可以覆盖喷头30外围周侧，可选的，第一喷孔321和第二喷孔33分别设置为至少四个，至少四个第一喷孔321和至少两个第二喷孔322间隔均匀设置。当喷头30上的第一喷孔321和第二喷孔322设置为多个时，示例性的，图4为本实用新型实施例提供的一种喷油器中喷头的周向截面示意图，如图4所示，第一喷孔321和第二喷孔322均设置为4个，4个第一喷孔321和4个第二喷孔322绕喷头30外侧周向间隔均匀设置。图4中箭头方向为涡流运动方向，沿涡流运动方向第一喷孔321与相邻两侧的第二喷孔322之间的夹角分别为α和β，当第一喷孔321和第二喷孔322均设置为4个时，α和β之和为90度，即相邻的两个第二喷孔322之间的夹角为直角。可选的，第一喷孔321与相邻的第二喷孔322在喷头30周向上的夹角大于第一喷孔321与另一端相邻的第二喷孔322在喷头30周向上的夹角，即α＜β。其中第一喷孔321的喷雾锥角大于第二喷孔322的喷雾锥角，当α＜β时，第一喷孔321和第二喷孔322之间的喷雾锥角可以最大范围的覆盖喷雾角度，此时α与β的值由喷孔距离活塞壁面的距离来确定，通过合理确定第一喷孔321中弧形内凹面3213的最大直径R1与α、β值就可以实现较为理想的周向油气混合，从而改善油耗和排放。

本实用新型实施例还提供一种燃油供给系统，包括进油管和上述的喷油器1，进油管与喷油器1的进油道连接，通过进油管向喷油器1提供高压燃油，以此完成油路供给。

本实施例中的喷油器与上述实施例提供的喷油器的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述实施例的描述。

在上述实施例的基础上，本实施例还提供一种柴油发动机，包括：汽缸、发动机活塞以及上述的燃油供给系统。发动机活塞设置在汽缸内并能够沿汽缸的轴线方向做往复运动。燃油供给系统中的喷油器1位于发动机活塞的上方，喷油器1与汽缸固定连接。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”(如果存在)等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种喷油器，其特征在于，包括阀体组件、壳体和喷头，所述喷头设置在所述壳体的一侧，所述壳体具有第一腔体，所述喷头具有第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述阀体组件设置在所述第一腔体内并延伸至所述第二腔体；

所述壳体上还具有进油道，所述进油道一端与进油管连接，所述进油道的另一端连通所述第二腔体，所述阀体组件用于控制所述进油道与所述第二腔体之间的通路开闭；

所述喷头上开设有喷孔，所述喷孔与所述第二腔体连通，所述喷孔包括第一喷孔，所述第一喷孔包括开口端和连通端，所述开口端设置在所述喷头外壁，所述开口端和所述连通端连通，所述开口端朝向所述喷头外壁的内径大于所述开口端朝向所述连通端的内径。

2.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述开口端具有弧形的内凹面，所述内凹面设置在所述开口端的内壁上，所述内凹面的直径由所述开口端朝向所述连通端逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述喷孔还包括第二喷孔，所述第二喷孔形成直筒结构。

4.根据权利要求3所述的喷油器，其特征在于，所述第一喷孔和所述第二喷孔绕所述喷头外侧周向设置，所述第一喷孔和所述第二喷孔的轴线与所述喷头的轴线相交设置。

5.根据权利要求4所述的喷油器，其特征在于，所述第一喷孔和所述第二喷孔分别设置为至少四个，至少四个所述第一喷孔和至少四个所述第二喷孔间隔均匀设置。

6.根据权利要求5所述的喷油器，其特征在于，所述第一喷孔与相邻的所述第二喷孔在所述喷头周向上的夹角大于所述第一喷孔与另一端相邻的所述第二喷孔在所述周向上的夹角。

7.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述开口端与所述连通端的连接处具有过渡面。

8.根据权利要求7所述的喷油器，其特征在于，所述过渡面沿所述连接处周向设置，所述过渡面为圆滑过渡。

9.一种燃油供给系统，其特征在于，包括进油管和上述权利要求1-8任一项所述的喷油器，所述进油管与进油道连接。

10.一种柴油发动机，其特征在于，包括：汽缸、发动机活塞以及权利要求9所述的燃油供给系统；

所述发动机活塞设置在所述汽缸内并能够沿所述汽缸的轴线方向做往复运动；

所述喷油器位于所述发动机活塞的上方，所述喷油器与所述汽缸固定连接。

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