ES2388946T3 - Fuel injector atomizer for automobile mixing preparation systems - Google Patents

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ES2388946T3 ES08162767T ES08162767T ES2388946T3 ES 2388946 T3 ES2388946 T3 ES 2388946T3 ES 08162767 T ES08162767 T ES 08162767T ES 08162767 T ES08162767 T ES 08162767T ES 2388946 T3 ES2388946 T3 ES 2388946T3
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Michael Pontoppidan
Gino Montanari
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Marelli Sistemas Automotivos Industria e Comercio Ltda
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Magneti Marelli Sistemas Automotivos Industria e Comercio Ltda
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    • F02M61/1806Injection 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
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    • F02M61/1813Discharge 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

Abstract

Atomizador del inyector de combustible para sistemas de inyección, constituido por una placa del atomizador (1),colocada en el lado aguas abajo de una aguja del inyector (2) con una pieza superior de una estructura del asiento(3), provista de un área central del atomizador (4), colocada en el interior del perímetro limitado por un anillo deestanqueidad de dicha estructura del asiento (3) y provisto de dos capas concéntricas de orificios de la tobera (5, 6)en el área central del atomizador (4), en donde la capa interior (5) tiene un radio R1 y la capa exterior (6) tiene unradio R2 con respecto al eje de simetría (AA) del inyector, dichos orificios de la tobera colocados en la capa interior(5) estando provistos de ejes que forman un ángulo divergente positivo αespecto al eje del inyector (AA),caracterizado porque los orificios de la tobera colocados en la capa exterior (6) están provistos de ejes los cualesson paralelos al eje del inyector (AA).Atomizer of the fuel injector for injection systems, consisting of an atomizer plate (1), placed on the downstream side of an injector needle (2) with an upper part of a seat structure (3), provided with a central area of the atomizer (4), placed inside the perimeter limited by a sealing ring of said seat structure (3) and provided with two concentric layers of nozzle holes (5, 6) in the central area of the atomizer ( 4), wherein the inner layer (5) has a radius R1 and the outer layer (6) has a radius R2 with respect to the axis of symmetry (AA) of the injector, said nozzle holes placed in the inner layer (5) being provided with axes that form a positive divergent angle α relative to the axis of the injector (AA), characterized in that the nozzle holes placed in the outer layer (6) are provided with axes which are parallel to the axis of the injector (AA).

Description

Atomizador del inyector de combustible para sistemas de preparacion de la mezcla para automoviles  Fuel injector atomizer for automobile mixing preparation systems

La presente solicitud de patente se refiere a una distribucion de un atomizador del inyector de combustible de doble capa para sistemas de preparacion de la mezcla, el cual proporciona un modelo de pulverizacion conformado de una forma deseada y con un impulso apropiado sin la utilizacion de ningun adaptador mecanico en el lado aguas abajo del atomizador. Estado de la tecnica El inyector de combustible es un elemento clave en el proceso de control de la combustion de cualquier motor de combustion interna encendido por chispa. La calidad de la combustion (presion y productos posteriores a la combustion) esta muy relacionada, entre otras cosas, con la homogeneidad de la preparacion de la mezcla en la camara de combustion antes de la combustion. Por lo tanto la mezcla de combustible y gas producida en el puerto de admision (lado aguas arriba de los asientos de las valvulas) en cada ciclo del motor es decisiva para el resultado de la combustion. El ciclo primario en un motor de encendido por chispa es el ciclo del aire, el cual introduce en cada carrera de admision una cierta cantidad de gas fresco (mas adelante en este documento referido como el nucleo gaseoso) en la camara de combustion. El combustible liquido es inyectado en el interior del nucleo gaseoso para que se mezcle con el gas antes de ser introducido en el interior del cilindro. Para todas las distribuciones relacionadas con la invencion la dosificacion del combustible en el interior del nucleo gaseoso se realiza mediante un inyector de combustible controlado por un ciclo de trabajo. El inyector de combustible basicamente puede estar dividido en tres piezas funcionales: la pieza del accionamiento, la cual trabaja en un ciclo de trabajo si es electromecanica o simplemente en conexion y desconexion si es puramente mecanica, la pieza de estanqueidad, la cual normalmente esta integrada en la cara superior de la placa del atomizador; la pieza de dosificacion/atomizacion, la cual es la placa del atomizador en forma de disco en la cual estan colocados los orificios de la tobera de combustible y la cual realiza la dosificacion y la atomizacion del combustible. El combustible generalmente es distribuido por un carril del combustible (de aqui en adelante en este documento referido como carril) (100) a la parte superior del inyector de combustible (200) entonces pasa a traves del area del asiento de estanqueidad (300) y finalmente es dosificado e inyectado en el interior del nucleo gaseoso a traves de la placa del atomizador (400). La figura 1 muestra un ejemplo de una distribucion de inyector de asiento plano. Trabajos experimentales recientes con combustibles de baja vaporizacion tales como etanol tanto puro como mezclado con gasolina (combustible flex) han mostrado que los procesos del mezclado fisico y vaporizacion dependen de la relacion dinamica entre el impulso (impulso = masa x velocidad) del pulverizado y aquel del nucleo gaseoso. En el nucleo gaseoso la masa esta distribuida uniformemente en el volumen. Esto no es cierto para el pulverizado del combustible. El pulverizado esta compuesto por gotas de diversos diametros producidas por la capacidad de fragmentacion del dispositivo atomizador y de vapor, el cual se propaga desde las superficies de las gotas libres. Inicialmente, la fraccion de masa mas importante esta contenida en las gotas. Los vectores de velocidad de las gotas tambien estan determinados por el diseno del atomizador. La placa del atomizador normalmente esta disenada con uno o multiples orificios de la tobera, los cuales guian cada pulverizado producido en una direccion determinada segun la relacion entre la longitud (LH) y el diametro (DH) de cada orificio de la tobera. La distribucion del impulso del pulverizado varia a traves del volumen de pulverizado principalmente controlado por tres factores: la distribucion inicial de las gotas, la vaporizacion de la trayectoria libre de las gotas y cualquier combinacion de las gotas en el volumen del pulverizado. Generalmente, la distribucion inicial de las gotas se realiza a la presion del carril disponible y el area del flujo efectivo de los orificios de la tobera. El area del flujo efectivo de un orificio o de los orificios de la tobera no se puede escoger libremente. Esta determinada por el requisito de flujo promedio constante impuesto por el tipo de motor y el desplazamiento. El numero de orificios en la tobera determinara la fragmentacion inicial de las gotas (tamano y velocidad). Para proporcionar una distribucion del impulso homogenea en el interior del pulverizado es importante que las gotas iniciales y sus vectores de velocidad esten contenidos dentro de unos limites precisos determinados tanto por el impulso del nucleo gaseoso dinamico como por un control preciso del fenomeno de la combinacion de las gotas.  The present patent application relates to a distribution of a double-layer fuel injector atomizer for mixing preparation systems, which provides a spray pattern shaped in a desired manner and with an appropriate boost without the use of any mechanical adapter on the downstream side of the atomizer. State of the art The fuel injector is a key element in the combustion control process of any internal combustion engine ignited by a spark. The quality of combustion (pressure and products after combustion) is closely related, among other things, to the homogeneity of the preparation of the mixture in the combustion chamber before combustion. Therefore the mixture of fuel and gas produced in the intake port (upstream side of the valve seats) in each engine cycle is decisive for the combustion result. The primary cycle in a spark ignition engine is the air cycle, which introduces a certain amount of fresh gas into each intake stroke (later referred to as the gas core) in the combustion chamber. The liquid fuel is injected into the gas core to mix with the gas before being introduced into the cylinder. For all distributions related to the invention, the dosage of the fuel inside the gas core is carried out by means of a fuel injector controlled by a duty cycle. The fuel injector can basically be divided into three functional parts: the drive part, which works in a duty cycle if it is electromechanical or simply in connection and disconnection if it is purely mechanical, the sealing part, which is normally integrated on the upper face of the atomizer plate; the dosing / atomization part, which is the disk-shaped atomizer plate on which the holes in the fuel nozzle are placed and which performs the dosing and atomization of the fuel. The fuel is generally distributed by a rail of the fuel (hereinafter referred to as lane) (100) to the top of the fuel injector (200) then passes through the sealing seat area (300) and It is finally dosed and injected into the gas core through the atomizer plate (400). Figure 1 shows an example of a flat seat injector distribution. Recent experimental work with low vaporization fuels such as ethanol both pure and mixed with gasoline (flex fuel) have shown that the processes of physical mixing and vaporization depend on the dynamic relationship between the impulse (impulse = mass x speed) of the spray and that of the gas core. In the gas nucleus the mass is evenly distributed in volume. This is not true for fuel spraying. The spray is composed of drops of various diameters produced by the fragmentation capacity of the atomizer and steam device, which propagates from the surfaces of the free drops. Initially, the most important mass fraction is contained in the drops. The velocity vectors of the drops are also determined by the atomizer design. The atomizer plate is normally designed with one or multiple nozzle holes, which guide each spray produced in a certain direction according to the relationship between the length (LH) and the diameter (DH) of each nozzle hole. The distribution of the pulse of the spray varies through the spray volume mainly controlled by three factors: the initial distribution of the drops, the vaporization of the free path of the drops and any combination of the drops in the volume of the spray. Generally, the initial distribution of the drops is done at the pressure of the available lane and the area of the effective flow of the nozzle holes. The area of the effective flow of a hole or of the nozzle holes cannot be freely chosen. It is determined by the requirement of constant average flow imposed by the type of engine and displacement. The number of holes in the nozzle will determine the initial fragmentation of the drops (size and speed). In order to provide a distribution of the homogenous impulse inside the spray it is important that the initial drops and their velocity vectors are contained within precise limits determined both by the impulse of the dynamic gas nucleus and by a precise control of the phenomenon of the combination of the drops.

Actualmente la practica general en los disenos de los atomizadores de combustible es aplicar un enfoque de multiples orificios de la tobera en donde la forma del pulverizado global se alcanza mediante varios pulverizados individuales que emergen de uno o mas grupos de orificios. Normalmente, un grupo de orificios, que forma un pulverizado individual se aplica a motores con una valvula de admision por cilindro y dos grupos separados de orificios (atomizadores de pulverizados gemelos) a motores con dos valvulas de admision por cilindro. Currently, the general practice in fuel atomizer designs is to apply a multi-hole approach to the nozzle where the shape of the overall spray is achieved by several individual sprays emerging from one or more groups of holes. Normally, a group of holes, which forms an individual spray is applied to engines with an intake valve per cylinder and two separate groups of holes (twin spray atomizers) to engines with two intake valves per cylinder.

Como se ha indicado previamente, un aumento en el numero de orificios de la tobera producira, mediante una presion del carril y un area del flujo efectivo sin cambios, una fragmentacion inicial del liquido en gotas con diametros promedio menores. El resultado promedio en el area del campo proximo a la punta del inyector (en el lado aguas abajo del atomizador) es un aumento de la superficie activa del pulverizado y por lo tanto una capacidad de vaporizacion aumentada, lo cual contribuye a una disminucion del impulso del pulverizado global. As previously indicated, an increase in the number of holes in the nozzle will produce, by means of a rail pressure and an area of the effective flow without changes, an initial fragmentation of the liquid in drops with smaller average diameters. The average result in the area of the field next to the tip of the injector (on the downstream side of the atomizer) is an increase in the active surface of the spray and therefore an increased vaporization capacity, which contributes to a decrease in momentum of the global spray.

Una argumentacion simplificada basada en las condiciones de contorno limite de estado constante, la cual desgraciadamente no es correcta en las condiciones de flujo no constante de alta turbulencia en el area del puerto de admision, a menudo conduce a la conclusion de que la simple multiplicacion de los orificios de la tobera automaticamente mejorara la homogeneidad del vaporizado y la capacidad de vaporizacion tanto en el campo distante del inyector como en el cilindro. A simplified argument based on the boundary conditions of constant state boundary, which unfortunately is not correct in the conditions of non-constant flow of high turbulence in the area of the intake port, often leads to the conclusion that the simple multiplication of The nozzle holes will automatically improve the homogeneity of the vaporized and the vaporization capacity both in the distant field of the injector and in the cylinder.

Muchos experimentos de visualizaciones de alta velocidad y de simulacion numerica en 3D realizados en el puerto de admision o en el cilindro han mostrado que este casi nunca es el resultado obtenido. Debido a la combinacion incontrolada y la alta turbulencia en el campo distante del inyector el pulverizado se recompone aleatoriamente en un estado altamente no homogeneo. Many experiments of high-speed visualizations and 3D numerical simulation performed at the intake port or in the cylinder have shown that this is almost never the result obtained. Due to the uncontrolled combination and the high turbulence in the distant field of the injector the spray is randomly recomposed in a highly non-homogeneous state.

Adicionalmente, la multiplicacion del numero de orificios de la tobera en el atomizador genera otros inconvenientes. Por debajo de un cierto valor del diametro una reduccion adicional en el diametro del orificio aumenta exponencialmente los requisitos de las tolerancias de fabricacion y por lo tanto el coste del proceso de fabricacion entero. Additionally, the multiplication of the number of holes of the nozzle in the atomizer generates other inconveniences. Below a certain diameter value an additional reduction in the hole diameter exponentially increases the requirements of manufacturing tolerances and therefore the cost of the entire manufacturing process.

LosdocumentosDE10021073 A1, US 2002/063175A1y US 60 89 476Arevelan atomizadores delinyectorde combustible segun la parte del preambulo de la reivindicacion 1. Ambas capas de orificios de la tobera en la placa del atomizador estan en el lado aguas abajo de una estructura de asiento conico que define una superficie de anillo de estanqueidad en cooperacion con un elemento de valvula de bola del inyector de combustible. The documents DE10021073 A1, US 2002 / 063175A1 and US 60 89 476 reveal fuel atomizer atomizers according to the part of the preamble of claim 1. Both layers of nozzle holes in the atomizer plate are on the downstream side of a conical seating structure that defines a sealing ring surface in cooperation with a fuel injector ball valve element.

Unicamente un control preciso de ambos fenomenos, la fragmentacion inicial de las gotas y la combinacion mediante una distribucion de doble capa apropiada, como se propone mediante la invencion, genera una vaporizacion y homogeneizacion mejoradas controladas de la mezcla transferida a la camara de combustion durante la carrera de admision. Only a precise control of both phenomena, the initial fragmentation of the drops and the combination by means of an appropriate double layer distribution, as proposed by the invention, generates controlled improved vaporization and homogenization of the mixture transferred to the combustion chamber during the admission race.

Breve descripcion de la invencion Brief Description of the Invention

El objeto de la presente invencion es un atomizador del inyector de combustible segun la reivindicacion 1. Formas de realizacion ventajosas del atomizador son la materia sujeto de las reivindicaciones 2 -9. Efectos ventajosos de un atomizador de este tipo son que las dos capas circulares concentricas de orificios de la tobera generan gotas con un tamano y una direccion del pulverizado promedio deseados para permitir un control del impulso del pulverizado mejorado en el campo distante del inyector y de ese modo mejorar la distribucion de la mezcla en la camara de combustion. La presente invencion se refiere unicamente a un atomizador del inyector de combustible, el cual puede ser utilizado en una amplia gama de inyectores, sin limitacion a un diseno especifico del accionamiento del inyector The object of the present invention is a fuel injector atomizer according to claim 1. Advantageous embodiments of the atomizer are the subject matter of claims 2-9. Advantageous effects of such an atomizer are that the two concentric circular layers of nozzle orifices generate droplets with a desired average size and direction of spray to allow improved spray pulse control in the distant field of the injector and that mode improve the distribution of the mixture in the combustion chamber. The present invention relates only to a fuel injector atomizer, which can be used in a wide range of injectors, without limitation to a specific design of the injector drive

o del dispositivo de dosificacion. or of the dosing device.

Descripcion de las figuras Description of the figures

La presente solicitud se entendera mejor a la luz de las figuras adjuntas, proporcionadas como meros ejemplos, pero no limitativos, en los cuales: The present application will be better understood in the light of the attached figures, provided as mere examples, but not limiting, in which:

la figura 1 muestra un carril de combustible y detalles de un inyector electromecanico con sus respectivas piezas principales; Figure 1 shows a fuel rail and details of an electromechanical injector with its respective main parts;

la figura 2 muestra la distribucion de una placa del atomizador de asiento plano con detalles de ambos, las areas de estanqueidad y de los orificios de la tobera; Figure 2 shows the distribution of a flat seat atomizer plate with details of both the sealing areas and the nozzle holes;

la figura 3a muestra en detalle el area de interes para un diseno de atomizador sugerido, en donde el eje A -A representa el eje de simetria del inyector; Figure 3a shows in detail the area of interest for a suggested atomizer design, wherein the A-A axis represents the axis of symmetry of the injector;

la figura 3b muestra la colocacion de las dos capas concentricas de orificios de la tobera, la cual caracteriza la invencion; Figure 3b shows the placement of the two concentric layers of nozzle holes, which characterizes the invention;

la figura 4a muestra una placa del atomizador con una distribucion asimetrica de las posiciones de los orificios de la tobera en las capas concentricas; Figure 4a shows an atomizer plate with an asymmetric distribution of the positions of the nozzle holes in the concentric layers;

la figura 4b muestra una placa del atomizador con una distribucion simetrica de las posiciones de los orificios de la tobera en las capas concentricas; Figure 4b shows an atomizer plate with a symmetric distribution of the positions of the nozzle holes in the concentric layers;

la figura 5 muestra un ejemplo no reivindicado en el cual los ejes de los orificios de la tobera estan inclinados con respecto al eje del inyector, no siendo parte de la invencion reivindicada. Figure 5 shows an unclaimed example in which the axes of the nozzle holes are inclined with respect to the axis of the injector, not being part of the claimed invention.

La descripcion de una conflagracion preferible de la invencion se podra entender mejor mediante la figura 2, la cual muestra una placa del atomizador plana (1) junto con la pieza inferior de la aguja cilindrica (2) que incluye la pieza superior integrada de la estructura del asiento plano (3). El nucleo de la presente invencion concierne unicamente al area del centro del atomizador (4), la cual esta colocada en el interior del perimetro limitado por el anillo de estanqueidad interior de la estructura de asiento plano (3). Esta pieza del atomizador (4) esta enteramente colocada en el lado aguas abajo del area de estanqueidad. The description of a preferable conflagration of the invention can be better understood by means of Figure 2, which shows a flat atomizer plate (1) together with the lower part of the cylindrical needle (2) which includes the integrated upper part of the structure of the flat seat (3). The core of the present invention concerns only the area of the center of the atomizer (4), which is placed inside the perimeter limited by the inner sealing ring of the flat seat structure (3). This piece of the atomizer (4) is entirely placed on the downstream side of the sealing area.

La figura 3 muestra detalles adicionales del area de interes del atomizador. El eje A -A representa el eje de simetria del inyector. Aunque se utiliza un area plana en el presente ejemplo para representar el area central del atomizador (4), se pueden utilizar otras formas (en cupula o conica) que puedan ser de interes. Figure 3 shows additional details of the area of interest of the atomizer. The A-A axis represents the axis of symmetry of the injector. Although a flat area is used in the present example to represent the central area of the atomizer (4), other shapes (in dome or conic) may be used that may be of interest.

Segun la presente invencion, dos capas concentricas de orificios de la tobera (5, 6) estan colocadas en el area central del atomizador (4), con una capa interior (5) caracterizada por un radio �1 y una capa exterior (6) caracterizada por un radio �2 desde el eje de simetria A - A. According to the present invention, two concentric layers of nozzle holes (5, 6) are placed in the central area of the atomizer (4), with an inner layer (5) characterized by a radius �1 and an outer layer (6) characterized by a radius �2 from the axis of symmetry A - A.

�alores tipicos pero no limitativos para �1 estan entre 0,2 y 0,5 mm y para �2 estan entre 0,6 y 1 mm. Typical but non-limiting values for �1 are between 0.2 and 0.5 mm and for �2 are between 0.6 and 1 mm.

Los ejes de los orificios de la tobera colocados en la capa exterior (6) y por lo tanto el eje de cada pulverizado que emerge desde un orificio son siempre paralelos al eje del inyector A - A. Mediante este diseno, los pulverizados producidos por los orificios de la tobera en la capa exterior (6) forman una forma de tronco conica con un angulo del cono �, tipicamente entre 10� y 20�, un eje de simetria c olocado en el eje del inyector A -A y engloban los pulverizados de la capa interior. The axes of the nozzle holes placed in the outer layer (6) and therefore the axis of each spray that emerges from a hole are always parallel to the axis of the A-A injector. By this design, the sprays produced by the nozzle holes in the outer layer (6) form a conical trunk shape with an angle of the cone �, typically between 10� and 20�, an axis of symmetry placed in the axis of the injector A -A and encompasses the sprays of the inner layer.

Los ejes de los orificios de la tobera colocados en la capa interior (5) forman un angulo positivo � con el eje del inyector A -A. El valor de � se determina de tal modo que los pulverizados generados por la capa interior (5) producen una colision de roce con los pulverizados desde la capa exterior (6) a una distancia deseada de la punta del inyector, como muestra la figura 3b. Por este medio el fenomeno de la combinacion se controla bien. Tipicamente, los valores de � se mantienen entre 3� y 10�, pero no estan limitad os a esos valores. The axes of the nozzle holes placed in the inner layer (5) form a positive angle � with the axis of the injector A -A. The value of � is determined in such a way that the sprays generated by the inner layer (5) produce a friction collision with the sprays from the outer layer (6) at a desired distance from the tip of the injector, as shown in Figure 3b . By this means the phenomenon of the combination is well controlled. Typically, the values of � remain between 3� and 10�, but are not limited to those values.

Preferiblemente, el numero total de orificios de la tobera esta distribuido unicamente en las capas interior y exterior de tal modo que el numero de orificios de la tobera en la capa exterior (6) sea siempre igual o superior al numero de orificios de la tobera en la capa interior (5). Preferably, the total number of nozzle holes is distributed only in the inner and outer layers so that the number of nozzle holes in the outer layer (6) is always equal to or greater than the number of nozzle holes in the inner layer (5).

La figura 4 muestra dos ejemplos ilustrativos de posibles distribuciones de las colocaciones de los orificios de la tobera. La figura 4a muestra un atomizador provisto de una capa interior (5) con dos orificios de la tobera opuestos y una capa exterior (6) con tresorificiosde latobera con unaseparacion angular de 72�entre losdos orificios de la tobera mas proximos y 144�entre estos y el tercer orificio de la tobera. La figura 4b muestra un atomizador provisto de una capa interior (5) con tres orificios de la tobera y una capa exterior (6) con tres orificios de la tobera con una separacion angular de 120�en ambas capas. Figure 4 shows two illustrative examples of possible distributions of the nozzle hole fittings. Figure 4a shows an atomizer provided with an inner layer (5) with two opposite nozzle holes and an outer layer (6) with three nozzle holes with an angular separation of 72� between the two closest nozzle holes and 144� between these and the third hole of the nozzle. Figure 4b shows an atomizer provided with an inner layer (5) with three nozzle holes and an outer layer (6) with three nozzle holes with an angular separation of 120� in both layers.

La figura 5 muestra un ejemplo no reivindicado de otra distribucion del atomizador de capa doble. En esta disposicion la configuracion entera de ambos pulverizados paralelos generados por los orificios de la capa exterior de la tobera (6) y los pulverizados divergentes generados por los orificios de la capa interior de la tobera (5) estan inclinados un angulo de desplazamiento �, tipicamente entre 1�y 10�, con respecto al eje d el inyector. Figure 5 shows an unclaimed example of another distribution of the double layer atomizer. In this arrangement the entire configuration of both parallel sprays generated by the holes in the outer layer of the nozzle (6) and the divergent sprays generated by the holes in the inner layer of the nozzle (5) are inclined at a displacement angle �, typically between 1� and 10�, with respect to the axis d the injector.

Pruebas de motores, las cuales comparan la distribucion del atomizador de doble capa inventado con distribuciones de pulverizados de multiples orificios convencionales tanto paralelos como divergentes, han mostrado que la mejora en la homogeneidad del impulso del pulverizado en un motor de combustible flex tipico a cargas bajas en condiciones de motor caliente proporciona una reduccion promedio del 6� en las emisiones de gases de escape de hidrocarburos no combustionados (HC). Engine tests, which compare the distribution of the invented double-layer atomizer with distributions of conventional parallel and divergent multi-hole sprays, have shown that the improvement in the homogeneity of the spray pulse in a typical flex fuel engine at low loads in hot engine conditions it provides an average reduction of 6� in the emissions of exhaust gases from non-combustion hydrocarbons (HC).

Claims (10)

REIVINDICACIONES?  CLAIMS? 1. Atomizador del inyector de combustible para sistemas de inyeccion, constituido por una placa del atomizador (1), colocada en el lado aguas abajo de una aguja del inyector (2) con una pieza superior de una estructura del asiento (3), provista de un area central del atomizador (4), colocada en el interior del perimetro limitado por un anillo de estanqueidad de dicha estructura del asiento (3) y provisto de dos capas concentricas de orificios de la tobera (5, 6) en el area central del atomizador (4), en donde la capa interior (5) tiene un radio �1 y la capa exterior (6) tiene un radio �2 con respecto al eje de simetria (AA) del inyector, dichos orificios de la tobera colocados en la capa interior  1. Fuel injector atomizer for injection systems, consisting of an atomizer plate (1), placed on the downstream side of an injector needle (2) with an upper part of a seat structure (3), provided of a central area of the atomizer (4), placed inside the perimeter limited by a sealing ring of said seat structure (3) and provided with two concentric layers of nozzle holes (5, 6) in the central area of the atomizer (4), wherein the inner layer (5) has a radius �1 and the outer layer (6) has a radius �2 with respect to the axis of symmetry (AA) of the injector, said nozzle holes placed in the inner layer (5) estando provistos de ejes que forman un angulo divergente positivo � con respecto al eje del inyector (AA), caracterizado porque los orificios de la tobera colocados en la capa exterior (6) estan provistos de ejes los cuales son paralelos al eje del inyector (AA). (5) being provided with shafts that form a positive divergent angle � with respect to the axis of the injector (AA), characterized in that the nozzle holes placed in the outer layer (6) are provided with shafts which are parallel to the axis of the injector (AA).
2. 2.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado porque la placa del atomizador (1) esta provista de una forma plana, conica de cupula o esferica. Atomizer according to claim 1 characterized in that the atomizer plate (1) is provided with a flat, conical dome or spherical shape.
3. 3.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado porque dicha capa exterior (6) esta provista de un numero de orificios de la tobera igual o mayor que el numero total de orificios de la tobera en la capa interior (5). Atomizer according to claim 1 characterized in that said outer layer (6) is provided with a number of holes of the nozzle equal to or greater than the total number of holes of the nozzle in the inner layer (5).
4. Four.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado porque � esta comprendido entre 3�y 10�con respecto al ej e del inyector (AA). Atomizer according to claim 1 characterized in that � is comprised between 3� and 10� with respect to the injector e e (AA).
5. 5.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado porque esta provisto de orificios de la tobera en la capa exterior (6) que producen pulverizados que forman una forma tronco conica con un angulo del cono �, un eje de simetria colocado en el eje del inyector (AA) y que engloban los pulverizados producidos por los orificios de la tobera en la capa interior (5). Atomizer according to claim 1 characterized in that it is provided with holes of the nozzle in the outer layer (6) that produce sprays that form a conical trunk shape with a cone angle �, a symmetry axis placed in the axis of the injector (AA) and which encompass the sprays produced by the nozzle holes in the inner layer (5).
6. 6.
Atomizador segun la reivindicacion 5 caracterizado porque esta provisto de un angulo del cono � entre 10� y 20�. Atomizer according to claim 5 characterized in that it is provided with a cone angle � between 10� and 20�.
7. 7.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado porque esta provisto de una capa interior (5) con dos orificios de la tobera opuestos y una capa exterior (6) con tres orificios de la tobera con una separacion angular de 72�entre los dos orificios de la tobera mas proximos y 144� entre cada uno de estos orificios de la tobera mas proximos y el tercer orificio de la tobera. Atomizer according to claim 1 characterized in that it is provided with an inner layer (5) with two opposite nozzle holes and an outer layer (6) with three nozzle holes with an angular separation of 72� between the two holes of the nozzle closer and 144� between each of these nearest nozzle holes and the third hole of the nozzle.
8. 8.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado porque esta provisto de una capa interior (5) con tres orificios de la tobera y una capa exterior (6) con tres orificios de la tobera con una separacion angular de 120�en ambas capas (5, 6). Atomizer according to claim 1 characterized in that it is provided with an inner layer (5) with three nozzle holes and an outer layer (6) with three nozzle holes with an angular separation of 120� in both layers (5, 6) .
9. 9.
Atomizador segun la reivindicacion 1 caracterizado por el hecho de que la estructura del asiento es una estructura de asiento plano (3). Atomizer according to claim 1 characterized in that the seat structure is a flat seat structure (3).
FIGU�A 1  FIGURE 1   FIGU�A 2  FIGURE 2   FIGU�A 3a  FIGURE 3a   FIGU�A 4a FIGU�A 4b  FIGURE 4a FIGURE 4b   FIGU�A 5 FIGURE 5
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB400836A (en) * 1932-03-19 1933-11-02 Schweizerische Lokomotiv Improvements in or relating to fuel nozzles for internal combustion engines
DE19642513A1 (en) * 1996-10-15 1998-04-16 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve for internal combustion engines
JP3164023B2 (en) * 1997-06-25 2001-05-08 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection valve for internal combustion engine
JP2000314360A (en) 1999-04-30 2000-11-14 Aisan Ind Co Ltd Fuel injection valve
JP3837282B2 (en) * 2000-10-24 2006-10-25 株式会社ケーヒン Fuel injection valve
DE10060290A1 (en) * 2000-12-05 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Fuel injector
US20050224605A1 (en) * 2004-04-07 2005-10-13 Dingle Philip J Apparatus and method for mode-switching fuel injector nozzle
US20070068142A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Robel Wade J Engine system with low and high NOx generation algorithms and method of operating same

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