【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种配置为向内燃机的燃烧室喷射燃油的燃油喷射器喷嘴，进一步涉及一种燃油喷射器、一种包含燃油喷射器的内燃机以及一种包含内燃机的车辆。
技术介绍
1、内燃机，如四冲程内燃机，包括一个或多个气缸，每个气缸内配有一个活塞。所述活塞连接至内燃机的曲轴，并设置为当曲轴转动时在气缸内往复运动。内燃机通常还包括一个或多个进气阀和排气阀，以及一个或多个燃油供应装置。所述一个或多个进气阀和排气阀由其各自的一个阀门控制装置进行控制。所述阀门控制装置通常包括一个或多个凸轮轴。所述一个或多个凸轮轴通过皮带、链条、齿轮或类似装置可旋转地连接到内燃机的曲轴上。一个四冲程内燃机在转动曲轴的同时完成四个独立的冲程。一个冲程指的是所述活塞在气缸内沿两个方向中的任意一个方向完成整个行程。
2、所述冲程按以下顺序完成：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在一个传统四冲程内燃机的运行过程中，进气阀控制装置控制气缸的进气阀，使其在活塞的进气冲程期间保持开启状态，以允许空气或空气与燃油的混合物进入气缸。在压缩冲程期间，所有阀门应关闭，以允许对气缸内的空气或空气与燃油的混合物进行压缩。如果内燃机处于动力产生状态，气缸内的燃油通常在压缩冲程的末端被点燃，例如通过火花塞或通过气缸内压缩产生的热量点燃。
3、燃油在气缸内燃烧会大大升高气缸内的压力和温度。燃油的燃烧通常会持续到随后膨胀冲程的很大一部分。因燃油燃烧而在气缸内产生的升高的压力和温度部分转化为膨胀冲程期间施加给曲轴的机械动力。由于通常大部分燃烧发生在膨胀冲程期间，所以膨胀冲程通常也称为
4、燃油喷射器是一种用于向内燃机的燃烧室供应燃油的装置。压燃式发动机，如柴油发动机，以及一些火花点火式发动机，如奥托发动机，使用配置为向燃烧室供应燃油的燃油喷射器。配有用于向燃烧室供应燃油的燃油喷射器的汽油发动机通常被称为“汽油直喷发动机”。在柴油发动机中，喷射的燃油通过压缩产生的热量或预热塞来点燃。在奥托发动机中，喷射的燃油通过火花塞的火花来点燃。
5、还有其他类型的燃油喷射器，如配置为向汽油发动机的进气歧管喷射燃油的燃油喷射器。然而，这些类型的燃油喷射器在技术上与配置为向燃烧室喷射燃油的燃油喷射器有着本质的不同，并且通常以显著低于配置为向燃烧室喷射燃油的燃油喷射器的燃油喷射压力运行。此外，配置为向内燃机的燃烧室喷射燃油的燃油喷射器在设计上面临着与配置为向进气歧管喷射燃油的燃油喷射器完全不同的挑战，部分原因在于配置为向燃烧室喷射燃油的燃油喷射器承受的峰值温度和压力显著高于配置为向内燃机进气歧管喷射燃油的燃油喷射器。
6、配置为向内燃机的燃烧室喷射燃油的燃油喷射器通常包括一个喷嘴，所述喷嘴带有一喷嘴头，喷嘴头凸出伸入燃烧室。所述喷嘴头通常包括一个阀座，所述阀座设在喷嘴头的内表面，其中在一个针形件的针尖的外表面与所述喷嘴的喷嘴头内表面之间，形成一个所谓的油囊体积。此外，这些类型的燃油喷射器通常包括多个燃油喷射孔，每个所述燃油喷射孔在所述喷嘴头的内表面形成一个入口开口，在所述喷嘴头的外表面形成一个出口开口。针尖通常向着喷嘴或者远离喷嘴移动，以与喷嘴的阀座相互作用，从而开启或关闭燃油喷射器的燃油腔与油囊体积之间的流体连接。如上文所述，所述喷嘴头通常配置为凸出伸入燃烧室，并因此包括一个与燃烧室相邻的外表面。
7、燃油喷射器喷嘴是实现燃油经济性和内燃机排放控制的关键部件。燃油喷射器的发展升级使燃油喷射压力升高，这有利于发动机减少排放物，如烟尘的形成。此外，燃油喷射器已升级为能够在一个燃烧周期内执行多次连续喷射的结构，这便对燃油喷射器喷嘴的设计提出了要求。一个燃烧周期内的不同的喷射事件可以包括预喷射、主喷射和后喷射。此外，许多燃油喷射器可以通过控制装置实现在一个燃烧周期内执行多次连续的预喷射和后喷射。
8、主喷射事件需要快速发展，并且与预喷射相比，喷射量更大。此外，主喷射的大小，即在主喷射期间喷射的燃油量，基本上随着发动机输出功率的变化而变化。因此，至少在某些情况下，燃油喷射器必须能够向燃烧室喷射大量燃油，此项要求加上因燃油喷射器发展升级而实现的高喷射压力，对燃油喷射器喷嘴的设计提出了新的挑战。
9、总体来说，需要设计出一款使油囊空间尽可能小的燃油喷射器喷嘴。此项要求的其中一个原因是，当油囊体积与燃油喷射器的燃油腔之间的流体连接被针形件关闭时，就会有燃油被圈闭在油囊体积内。由于油囊体积内缺乏氧气，所以这里的燃油通常无法燃烧，但是会被周围燃烧室内燃油燃烧产生的热量加热。燃油在缺乏氧气的情况下被加热，通常会导致烟尘颗粒的形成。因此，油囊体积内的燃油被加热，会增加烟尘/烟雾的排放，并可能导致发动机油耗的微量增加。
10、此外，在许多发动机中，如果燃油喷射器喷嘴能够配置大量燃油喷射孔，则是一种优势。大量的燃油喷射孔可导致燃烧室内形成大量的火焰前锋，这可以提高发动机的燃油效率，因为总燃烧中更多的部分可以在膨胀冲程的早期进行。早期燃烧可以提高燃油效率，这是因为，因燃烧而升高的压力可以在活塞膨胀冲程的更多部分产生动力，当燃油在膨胀冲程的早期阶段燃烧时，与燃油在膨胀冲程的后期阶段燃烧相比，可在膨胀冲程的更多部分产生动力。
11、然而，如上文所述，对于更小油囊体积的需求和/或大量燃油喷射孔的需求存在相互冲突，原因很简单，在很小的油囊体积的界定面上无法设置大量的入口开口。此外，燃油喷射孔的入口开口之间通常不能彼此过于靠近。这是因为燃油喷射孔的相邻入口开口之间的距离过小可能导致因喷嘴材料被腐蚀而发生孔混合。由于腐蚀而造成的孔混合可能会导致喷嘴故障。
12、与燃油喷射器喷嘴相关的另一个问题是气蚀。气蚀特别容易发生在燃油喷射器喷嘴入口开口的边缘周围。所述燃油喷射器喷嘴的入口开口位于喷嘴上喷嘴头的内表面。如上文所述，气蚀可能导致喷嘴材料被腐蚀，并可能引起孔混合，从而可能导致喷嘴故障。
13、由于燃油喷射器和燃油喷射器喷嘴都是实现内燃机功能的关键部件，因此一般要求这两个部件耐用且可靠。
14、与燃油喷射器喷嘴相关的另一个问题是燃油流过所述喷嘴上大量燃油喷射孔的流动特性。也就是说，如果所述喷嘴的设计，能够保证流过所述喷嘴上大量燃油喷射孔的燃油具有有利的流动特性，从而优化燃烧，则是一种优势。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于克服或者至少缓解至少部分上述问题和缺点。
2、根据本专利技术的第一方面，上述目的可以通过将喷嘴配置为向内燃机的燃烧室喷射燃油的结构来实现。所述喷嘴包括一个喷嘴头，所述喷嘴头包括一个内表面和一个外表面。所述内表面形成一个油囊体积的界定面，所述外表面配置为与燃烧室相邻。所述喷嘴进一步包括一个阀座，所述阀座被配置为可与针形件相互作用，以打开和关闭油囊体积与燃油喷射器的燃油腔之间的流体连接。所述燃油喷射器包括所述喷嘴。所述喷嘴还包括多个燃油喷射孔，每一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种配置为向内燃机(40)的燃烧室(42)喷射燃油的燃油喷射器喷嘴(9)，所述喷嘴(9)包括：
2.根据权利要求1所述的喷嘴(9)，其中所述几何中心线(c1)沿着至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1)连续弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1)包括所述至少一个燃油喷射孔(11)的入口部分(31’)。
4.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1)的长度(L1)构成所述至少一个燃油喷射孔(11)的总长度(L)的至少30％，优选地至少60％，所述长度是从入口开口(31)开始测量的到出口开口(32)的长度。
5.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的总长度(L)至少比所述出口开口(32)的直径(d32)大3倍，或至少比所述出口开口(32)的直径(d32)大4倍。
6.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中所述入口开口(31)是椭圆形的。
7.根据上述任一权利要求所述的喷嘴
8.根据权利要求7所述的喷嘴(9)，其中，从入口开口(31)沿着d1'方向朝出口开口(32)看，所述椭圆形横截面(cs1)的离心率是减小的。
9.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中所述至少一个燃油喷射孔(11)的所述入口开口(31)的有效横截面面积大于所述至少一个燃油喷射孔(11)的所述出口开口(32)的有效横截面面积。
10.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中所述至少一个燃油喷射孔(11)的有效横截面面积沿着所述至少一个燃油喷射孔(11)的所述整个第一部分(p1)连续减小。
11.一种配置为向内燃机(40)的燃烧室(42)喷射燃油的燃油喷射器(1)，所述燃油喷射器(1)包括：
12.一种内燃机(40)，包括权利要求11所述的燃油喷射器(1)，其中所述燃油喷射器(1)配置为向所述内燃机(40)的燃烧室(42)喷射燃油。
13.一种车辆(2)，所述车辆(2)包括权利要求12所述的内燃机(40)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种配置为向内燃机(40)的燃烧室(42)喷射燃油的燃油喷射器喷嘴(9)，所述喷嘴(9)包括：
2.根据权利要求1所述的喷嘴(9)，其中所述几何中心线(c1)沿着至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1)连续弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1)包括所述至少一个燃油喷射孔(11)的入口部分(31’)。
4.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1)的长度(l1)构成所述至少一个燃油喷射孔(11)的总长度(l)的至少30％，优选地至少60％，所述长度是从入口开口(31)开始测量的到出口开口(32)的长度。
5.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的总长度(l)至少比所述出口开口(32)的直径(d32)大3倍，或至少比所述出口开口(32)的直径(d32)大4倍。
6.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中所述入口开口(31)是椭圆形的。
7.根据上述任一权利要求所述的喷嘴(9)，其中至少一个燃油喷射孔(11)的第一部分(p1...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·康斯坦泽，
申请(专利权)人：斯堪尼亚商用汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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