一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴制造技术

本发明专利技术涉及发动机技术领域，公开了一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，包括针阀体，其内部形成空腔作为压力室，其尾部由端面向空腔进行延伸形成与所述空腔连通的进油道；所述针阀体的头部中心设置有第一喷孔，所述第一喷孔采用三角形喷孔；所述针阀体内部沿轴向设置有针阀，两者为间隙配合；所述针阀的外表面形成有承压锥面，所述承压锥面置于所述压力室内，所述针阀的针头与所述第一喷孔的位置相对应。本发明专利技术通过针阀体上设置第一喷孔和第二喷孔，能够增大喷雾卷吸面积、卷吸率以及增强射流破碎强度，改善高强化柴油机内射流破碎效果及空气卷吸量，从而能够提升柴油机的强化程度，其结构简单、功能可靠也易于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴
本专利技术涉及发动机
，更具体的说，特别涉及一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴。
技术介绍
直喷式柴油机中的燃油雾化效果会显著地影响到燃油的破碎质量，即液滴的粒径，其主要会影响到液态燃油的蒸发速率。雾化效果也会影响到射流与空气的卷吸率，即喷雾内的空燃比。在压燃式内燃机中如果雾化效果较差，导致燃油破碎质量较差，会使蒸发速率降低，混合气的形成时间就会越长，参与预混燃烧的燃料就越多，初期放热速率过快，导致NOx(氮氧化合物)排放增加，燃烧噪声也会增大。如果雾化效果过差导致卷吸率降低，在喷雾内会形成局部的富燃区和高温区，导致Soot(碳烟)和NOx(氮氧化合物)排放增大，燃烧也会不完全，导致燃烧效率降低。在高强化柴油机中，为不断追求它的高功率密度，进气增压是一种常用的措施，这会导致缸内环境密度的增大，因而会降低喷雾的贯穿距离，阻碍喷雾在空间内的扩展及破碎，会严重削弱喷雾的卷吸率、卷吸面积以及破碎强度。高强化柴油机是现代柴油机的发展趋势，如果不改善其环境内喷雾的破碎程度、卷吸面积及卷吸率，将会大大限制柴油机的强化程度，因此本专利技术旨在设法改善高强化柴油机内喷雾的这些性能。在缸内环境参数以及喷射条件无法再改动的情况下，当环境密度过大时，喷雾被约束到一个较小的空间内，卷吸空间受限，混合质量差，而且又会阻碍大液滴的二次雾化，促进小液滴的再次聚合，因而部分液滴直径会更大。改善此问题的最好方法就是改造喷油嘴的结构，喷嘴结构可以显著改变射流的特性。通过促使喷雾在有限的空间内拥有和空气更大的接触面积，即促使卷吸面积最大化；通过促使射流自转、加速均可以强迫更大范围内的空气更快地流向喷雾，增加卷吸率，促进卷吸量的增大；通过促使射流不稳定，促进射流破碎程度的增大。目前改善内燃机中喷雾雾化效果的方法主要有以下几种：1.增大喷射压力，提高射流速度，破碎质量以及卷吸率均与射流速度呈正相关，但液相贯穿距离的提高会导致湿壁现象，造成HC(未燃碳氢化合物)排放增大，另外高压喷射系统控制复杂、成本高。2.提高喷嘴内空化程度，依靠喷孔内气穴的破灭促进燃油的雾化以及卷吸，可以通过提高喷射压力来实现，但高增压情况下又会削弱空化强度，也可以通过改造喷嘴结构，比如缩短喷孔长度、增大喷孔直径、增大喷孔倾斜角等方法，但空化往往是瞬发的，在真实内燃机环境下难以准确操控，另外空化强度的提高还会显著降低流量系数。3.空气辅助雾化、旋流雾化等依靠组织气流对射流进行扰动，促进雾化，但其效果受工况影响大，组织气流难度大。异形喷孔喷嘴能够增大卷吸面积、卷吸率以及提高射流破碎程度，常用于工业清洗和农业灌溉上，其目的旨在改变喷雾的轮廓形状、喷射方向，目前着重于研究不同形状喷孔的流量系数、流速以及冲击力。然而，异形喷孔喷嘴在内燃机中鲜有应用，从增大卷吸面积、卷吸率和破碎程度的目的来设计其形状和参数的实例也很少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，能够改善高强化柴油机内射流破碎效果及空气卷吸量。为了解决以上提出的问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，包括针阀体，其内部形成空腔作为压力室，其尾部由端面向空腔进行延伸形成与所述空腔连通的进油道；所述针阀体的头部中心设置有第一喷孔，所述第一喷孔采用三角形喷孔。所述针阀体内部沿轴向设置有针阀，两者为间隙配合；所述针阀的外表面形成有承压锥面，所述承压锥面置于所述压力室内，所述针阀的针头与所述第一喷孔的位置相对应。进一步地，所述针阀体头部的中心还设置有第二喷孔，所述第二喷孔采用三瓣式扇形喷孔，其也与所述针阀的针头的位置相对应。进一步地，所述针阀的针头形成有密封锥面，所述密封锥面与对应的针阀体内壁贴合，并将所述第一喷孔的进油端封闭；所述针阀上针头的针尖对应的针阀体内壁形成空腔作为蓄压室，所述第二喷孔与所述蓄压室连通。进一步地，所述针阀体的头部沿其周向均匀设置三组所述第一喷孔组，每组所述第一喷孔组采用两个所述第一喷孔；相邻两组第一喷孔组之间的夹角为75°，每组两个所述第一喷孔之间的夹角为45°；所述第一喷孔的轴线与针阀体的轴线之间的夹角为55°。进一步地，所述第二喷孔采用由所述针阀体中心向所述第一喷孔方向延伸形成的三瓣式扇形喷孔，每一瓣扇形喷孔的轴线分别指向对应的两个第一喷孔之间。进一步地，所述第一喷孔采用正三角形喷孔或采用狭长等腰三角形，等腰三角形的顶点对应的顶角采用120°或30°。进一步地，所述第一喷孔基于正三角形喷孔，将其三条边中部内凹形成规则的内凹六棱拟三角形喷孔，其三个顶点对应的顶角均为30°。进一步地，所述第一喷孔基于正三角形喷孔，将其每条边分别进行三等分得到等分点，三条边在每个等分处分别沿背离中心的方向向外进行扩张，得到收缩顶角式九棱拟三角形喷孔。进一步地，所述第一喷孔基于正三角形喷孔，选取每条边上一点向其中心方向运动，使对应的该边进行弯折；在该点与相邻顶点的线段上另选一点，并使其沿背离中心的方向向外进行扩张，得到锯齿状十二棱形喷孔。进一步地，所述第一喷孔上三角形截面的边长设置为0.3mm，其与直径0.22mm的圆孔面积相等，三角形截面的长高比为7；所述第一喷孔的进油端设置过渡圆角。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的强空气卷吸型喷油嘴，通过针阀体上设置第一喷孔和第二喷孔，并通过针阀体和针阀两者之间的配合作用，能够增大喷雾卷吸面积、卷吸率以及增强射流破碎强度，改善高强化柴油机内射流破碎效果及空气卷吸量，从而能够提升柴油机的强化程度，其结构简单、功能可靠也易于实现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。其中：图1为本专利技术高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴的结构示意图。图2为本专利技术高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴的主视图。图3为本专利技术喷油嘴头部的放大图。图4为本专利技术喷油嘴头部喷孔的布置图。图5为本专利技术喷油嘴头部喷孔布置的主视图。图6为本专利技术中第二喷孔实施例一的示意图。图7为本专利技术中第二喷孔实施例二的示意图。图8为本专利技术中第二喷孔实施例三的示意图。图9为本专利技术中第二喷孔实施例四的示意图。图10为本专利技术中第二喷孔实施例五的示意图。附图标记说明如下：针阀体1、针阀2、进油道3、压力室4、承压锥面5、6-第一喷孔、7-第二喷孔、8-蓄压室、9-锥面。具体实施方式除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本专利技术
的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，例如，术语“长度”、“宽度”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，其特征在于：包括针阀体，其内部形成空腔作为压力室，其尾部由端面向空腔进行延伸形成与所述空腔连通的进油道；所述针阀体的头部中心设置有第一喷孔，所述第一喷孔采用三角形喷孔；/n所述针阀体内部沿轴向设置有针阀，两者为间隙配合；所述针阀的外表面形成有承压锥面，所述承压锥面置于所述压力室内，所述针阀的针头与所述第一喷孔的位置相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，其特征在于：包括针阀体，其内部形成空腔作为压力室，其尾部由端面向空腔进行延伸形成与所述空腔连通的进油道；所述针阀体的头部中心设置有第一喷孔，所述第一喷孔采用三角形喷孔；
所述针阀体内部沿轴向设置有针阀，两者为间隙配合；所述针阀的外表面形成有承压锥面，所述承压锥面置于所述压力室内，所述针阀的针头与所述第一喷孔的位置相对应。


2.根据权利要求1所述的高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，其特征在于：所述针阀体头部的中心还设置有第二喷孔，所述第二喷孔采用三瓣式扇形喷孔，其也与所述针阀的针头的位置相对应。


3.根据权利要求1所述的高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，其特征在于：所述针阀的针头形成有密封锥面，所述密封锥面与对应的针阀体内壁贴合，并将所述第一喷孔的进油端封闭；所述针阀上针头的针尖对应的针阀体内壁形成空腔作为蓄压室，所述第二喷孔与所述蓄压室连通。


4.根据权利要求2所述的高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，其特征在于：所述针阀体的头部沿其周向均匀设置三组所述第一喷孔组，每组所述第一喷孔组采用两个所述第一喷孔；相邻两组第一喷孔组之间的夹角为75°，每组两个所述第一喷孔之间的夹角为45°；所述第一喷孔的轴线与针阀体的轴线之间的夹角为55°。


5.根据权利要求4所述的高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴，其特征在于：所述第二喷孔采...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晗，张泽宇，朱德灿，王字满，李向荣，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11