空气辅助雾化喷油器及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种空气辅助雾化喷油器及控制方法，该喷油器的喷油器柱体一侧内设有输油管，输油管一端连接燃油通道，另一端连通柱塞底部的油腔；喷油器柱体另一侧设有辅助空气通道，辅助空气通道一端连接输气管，另一端连通喷油器柱体与整流罩组成的整流壳体内；该喷油器从中冷器后引入气体，在输气管道中间设置电磁开关阀，该电磁阀与ECU的连接方式与喷油器控制喷油的电磁阀连接方式一致，当喷油器接收到ECU信号，在进气冲程末期开始喷油时，气道中电磁阀开关同时打开，增压气体从图示空气辅助通道喷入喷油器的整流壳体内，高压气体经过整流环、扰流环、单向阀，与喷出的汽油相遇，进行辅助雾化，提高了喷雾质量，优化了喷油器的雾化特性。

Air Assisted Atomization Injector and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
空气辅助雾化喷油器及控制方法
本专利技术涉及一种空气辅助雾化喷油器及控制方法，具体涉及一种从增压发动机中冷器后引入高压气体，经过整流装置，进行辅助雾化的喷油器及控制方法。
技术介绍
伴随着能源危机和环境问题，缸内直喷发动机凭借其在降低油耗和污染、改善发动机性能方面的显著优势，成为发动机研发领域中的一种应用趋势。它克服了进气道发动机混合气形成过程不够理想从而影响发动机动力性及经济性的缺点，通过将燃油直接喷射至气缸内形成混合气的方式来组织燃烧，使得混合气的形成方式更加灵活。由于直喷发动机的燃油喷雾容易与气缸壁或活塞顶面发生碰撞，进而会引起燃油湿壁问题，导致燃油经济性与排放性恶化。另外，较短的油气混合时间，容易造成混合气浓度的分布不均，出现过浓或过稀区域而引起燃烧恶化，因此对混合气的质量提出了更高的要求。而在燃油喷射系统中，喷油器的结构形式对喷雾质量的影响很大。传统缸内直喷喷油器按照喷嘴形状大致可以分为三类，旋流式、多孔式以及外开式。旋流式喷油器只能在较低环境背压下才能形成良好的锥形喷雾，实现良好的汽油雾化效果。工作时，汽油的雾化质量受到喷油压力和环境背压影响严重。多孔式喷油器具有良好的喷油稳定性，但是需要较高的喷油压力。外开式喷油器虽然能够在较低的喷油下形成稳定的喷油锥形，但是受限于昂贵的造价不适合用于广泛推广使用。除此以外，空气辅助直喷喷嘴因具有在较低喷射压力下实现高质量雾化效果的特点而受到越来越多的重视。此类喷油器喷出的是燃油与空气的混合物，所以其喷雾特性有别于常见的高压直喷喷嘴。以往空气辅助式喷油器是在传统喷油器的内部设计一个油气混合腔，通过向传统喷油器内部直接引入高压气体，使燃油和高压气体混合雾化后直接喷射，此类的燃油雾化质量较好，可以大幅度改善冷启动，提高燃油经济性和降低排放。但是在喷油器内部设置混合腔已经完全改变传统喷油器的构造，增加制造成本。而且由于喷油压力较低会受到环境背压的影响，喷雾形态并不会特别的稳定，不适合量产。
技术实现思路
鉴于以上情况，针对现有技术的不足，本专利技术提出一种空气辅助雾化喷油器及控制方法，从中冷器后引入高压气体，经过整流装置，进行辅助雾化的喷油器及控制方法，能够在较低的喷油压力下形成较稳定的喷油特性和和良好的喷雾特性。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种空气辅助雾化喷油器，包括喷油器柱体、柱塞，喷油器喷油的电磁阀，所述喷油器柱体一侧内设有输油管，输油管一端连接燃油通道，另一端连通柱塞底部的油腔；所述喷油器柱体另一侧设有辅助空气通道，辅助空气通道一端连接输气管，另一端连通喷油器柱体与整流罩组成的整流壳体内；整流壳体通入高压气体，高压气体与喷入的汽油在外部相遇，进行辅助雾化，可优化雾化质量。进一步，所述整流壳体内从上至下依次设置整流环、扰流环，整流环使气体流动更稳定，扰流环加速气体扰动，易于形成湍流，加速液滴破碎，提升雾化效果。进一步，所述输气管通过单向阀、电磁开关阀连接中冷器，直接从增压发动机的中冷器引入气源。进一步，所述电磁开关阀、喷油器喷油的电磁阀分别连接ECU。一种空气辅助雾化喷油器的控制方法，在发动机的不同工况下，所述ECU根据各种传感器得到发动机进气量、节气门开度、转速、冷却液温度与进气温度参数，判断出发动机所需要的喷油量和喷油时刻；当空气辅助雾化喷油器受到喷油信号时，所述ECU控制电磁开关阀和喷油器喷油的电磁阀同时打开，高压气体通过经过单向阀和辅助空气通道进入喷油器的整流壳体内，同时喷油器内的汽油喷出，与辅助空气通道内的高压气体相遇，迅速破碎、雾化，使燃油粒径减小，然后，高压气体再经过整流环后，汽油再次经过扰流环与喷出的汽油相遇，高压气体继续雾化吹散汽油，在气流的强烈扰动作用下，喷出的油-气膜碎裂、雾化为更小的油滴。本专利技术的有益效果：1.喷油器的辅助雾化结构符合空气动力学，优化了喷油器的喷雾特性，提高了发动机的工作效率。2.喷油器受环境背压的影响小，能形成缸内燃烧需要的喷雾形态。3.喷油器结构简单，制造成本较低。4.辅助雾化气源的引入方式简单、气源充足。附图说明图1是本专利技术的空气辅助雾化喷油器结构主视图；图2是本专利技术的空气辅助雾化喷油器装置简图；图3是气道中整流环的示意图；图4是气道中扰流环的示意图；图5是空气辅助雾化喷油器控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术提出了一种从中冷器后引入高压气体，经过整流装置，进行辅助雾化的喷油器及控制方法，具体结构由输油管7、输气管1、燃油通道8、辅助空气通道2、电磁开关阀6、喷油器柱体4、柱塞5、弹簧9、整流罩10、整流环11、扰流环12、单向阀3等部分组成。喷油器柱体4中具有一个柱塞5，柱塞5上端连接有弹簧9，喷油器柱体4一侧内设有输油管7，输油管7一端连接燃油通道8，另一端连通柱塞5底部的油腔；喷油器柱体4另一侧设有辅助空气通道2，辅助空气通道2一端连接输气管1，另一端连通喷油器柱体4与整流罩10组成的整流壳体内。整流壳体内从上至下依次设置整流环11、扰流环12。输气管1通过单向阀3、电磁开关阀6连接中冷器。如图2所示，输气管1中间设置电磁开关阀，ECU分别连接电磁开关阀和喷油器喷油的电磁阀。如图1、2、3所示，当发动机的气缸开始进气时，ECU根据各种传感器得到发动机进气量、节气门开度、转速、冷却液温度、进气温度等参数，控制喷油器喷油的电磁阀开启与关闭。当ECU控制喷油器喷油的电磁阀开启，缸内的喷油器开始喷油时，由于在输气管中间设置的电磁开关阀与ECU的连接方式与喷油器喷油的电磁阀连接方式一致，输气管中的电磁开关阀也同时开启。进气冲程末期，气缸内存在负压，高压气体迅速向下流动，经过单向阀3，辅助空气通道2，进入喷油器整流壳体内，同时喷油器内的汽油喷出，与辅助空气通道内的高压气体相遇，迅速破碎、雾化，燃油粒径减小，当高速油气混合体继续向气缸内流动，与缸内空气再次混合、雾化。此种方法增加了一次辅助雾化过程，便于燃油与空气形成有效的混合以满足均质燃烧的要求。为了防止后期缸内压力过大，造成辅助雾化气体回流的现象，在输气管中增加了单向阀3的机构。如图4、5所示，辅助空气通道内增加了整流环、扰流环。从增压发动机的中冷器之后引入高压气体，气体经过电磁阀6，单向阀3，进入辅助空气通道2，为了优化引入气体的稳定性，首先增加整流环机构，其结构如图4所示，在气体即将与喷出的汽油相遇之前，再增加一个扰流环机构，其结构如图5所示，使得高速气体形成湍流流动，加速汽油的破碎，提高雾化质量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气辅助雾化喷油器，包括喷油器柱体、柱塞，喷油器喷油的电磁阀，所述喷油器柱体一侧内设有输油管，输油管一端连接燃油通道，另一端连通柱塞底部的油腔，其特征在于：所述喷油器柱体另一侧设有辅助空气通道，辅助空气通道一端连接输气管，另一端连通喷油器柱体与整流罩组成的整流壳体内；整流壳体通入高压气体，高压气体与喷入的汽油在外部相遇，进行辅助雾化，可优化雾化质量。

【技术特征摘要】
1.一种空气辅助雾化喷油器，包括喷油器柱体、柱塞，喷油器喷油的电磁阀，所述喷油器柱体一侧内设有输油管，输油管一端连接燃油通道，另一端连通柱塞底部的油腔，其特征在于：所述喷油器柱体另一侧设有辅助空气通道，辅助空气通道一端连接输气管，另一端连通喷油器柱体与整流罩组成的整流壳体内；整流壳体通入高压气体，高压气体与喷入的汽油在外部相遇，进行辅助雾化，可优化雾化质量。2.根据权利要求1所述的空气辅助雾化喷油器，其特征在于：所述整流壳体内从上至下依次设置整流环、扰流环，整流环使气体流动更稳定，扰流环加速气体扰动，易于形成湍流，加速液滴破碎，提升雾化效果。3.根据权利要求1所述的空气辅助雾化喷油器，其特征在于：所述输气管通过单向阀、电磁开关阀连接中冷器，直接从增压发动机中的中冷器后引入气源。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈凯，王萍萍，树明亮，常龙，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31