CN114278478A - 缓释夹气喷射气体喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缓释夹气喷射气体喷嘴，包括衔铁、为衔铁分别提供吸力和推力的电磁铁与弹性件，以及喷射器体、针阀和油滴附着阀芯，喷射器体具有贯通孔，针阀滑动安装在贯通孔内，衔铁与针阀固连，针阀具有导流通道，油滴附着阀芯安装在导流通道内。上述缓释夹气喷射气体喷嘴，通过电磁铁吸附衔铁带着针阀下移，针阀打开进行喷射，电磁铁断电，针阀在弹性件作用下关闭并结束喷射，由此实现气体喷射操作。喷射过程中，气体通过多孔缝隙时会将吸附在多孔材料内的液态燃油带走，避免了气嘴喷射初期液体燃油较多而喷射后期液体燃油较少并由此造成喷雾液体颗粒大小差别较大的现象。能够有效的改善喷雾特性，能够在有限的气流下实现液体的均匀破碎。

Description

缓释夹气喷射气体喷嘴

技术领域

本发明涉及发动机燃料喷射技术领域，特别是涉及一种缓释夹气喷射气 体喷嘴。

背景技术

节能减排是碳达峰和碳中和目标实现的重要途径，在能源与动力领域， 发动机缸内燃烧技术的进一步提升则能有效的提前达成双碳目标。电控燃油 喷射技术、气门可变和增压技术给发动机新燃烧技术的开发提供了无限可能。 其中，燃油喷射技术是燃烧系统开发的关键，决定了发动机开发的技术路线 和开发方案。

常规的汽油机都依赖火花塞点火，而柴油机一般采用压缩着火，由于在 某些特殊领域的需求，二冲程柴油点燃技术变得越来越重要，而决定柴油能 否被点燃的关键在于柴油喷雾的液滴的粒径分布。目前柴油机缸内直喷的喷 射压力高达2200bar，但最小液滴粒径仍在25μm以上，而夹气喷射技术能够 大幅提高雾化的效果，最小的液滴直径可以达到10μ以下，同时采用的气体 喷射的压力不超过10bar，是一项非常有前途的技术。

目前夹气喷射技术采用的是将液体燃油通过电控喷油器喷入到电控气嘴 上游的压缩空气内，当电控气嘴的气阀打开后，空气将先前喷入的燃油撕裂 粉碎，雾化成微小液体与空气一起喷出。夹气喷射系统中的喷油器负责计量 燃油的质量，而喷气嘴负责液滴的雾化和喷射时刻，夹气喷射技术将喷油质 量的准确计量与提高雾化质量的这两个需求相互分开，这样更便于实现。一 般来讲，两个喷嘴的喷射策略是燃油最先开始喷，间隔一段时间后气嘴才开 始打开。以上可以看出，先喷射的液态燃油会进入气嘴上游的容腔，而气嘴打开的时间范围内，燃油基本上会在早期被空气夹裹从缝隙内喷出，而在气 体喷射的后期，几乎全部都是空气，而液体的燃油很少。初期的液滴颗粒较 大，而后期的液滴滴径较小，从燃烧对喷雾特性的要求来看，液体颗粒的滴 径越小越好，因此目前夹气喷射早期较大的喷雾粒径对于喷雾的均匀性和后 期的燃烧排放不利。

发明内容

基于此，针对传统的气体喷嘴在早期较大的喷雾粒径对于喷雾的均匀性 和后期的燃烧排放不利的问题，有必要提供一种缓释夹气喷射气体喷嘴。

一种缓释夹气喷射气体喷嘴，包括衔铁、为所述衔铁分别提供吸力和推 力的电磁铁与弹性件，以及喷射器体、针阀和油滴附着阀芯，所述喷射器体 具有贯通孔，所述针阀滑动安装在所述贯通孔内，所述衔铁与所述针阀固连， 所述针阀具有导流通道，所述油滴附着阀芯安装在所述导流通道内。

进一步的，所述针阀的一端为所述导流通道的入口，另一端为可密封所 述贯通孔的针阀头部，所述导流通道包括纵向通道和横向通道，所述横向通 道靠近所述针阀头部处并贯穿所述针阀侧壁，所述纵向通道的底部与所述横 向通道相通。

进一步的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的两端分别抵靠在所述衔铁与 所述喷射器体上。

进一步的，所述油滴附着阀芯为筒状阀芯，所述筒状阀芯的顶端开口， 筒壁和底部由多孔介质滤网构成。

进一步的，所述导流通道入口处设置有导流孔板，所述筒状阀芯的顶部 翻边安装在所述导流孔板上，底部延伸至所述导流通道内。

进一步的，所述油滴附着阀芯为油杯，所述油杯置于所述纵向通道的底 部，且所述油杯的杯壁上部延伸至横向通道上侧。

进一步的，所述油滴附着阀芯为填充物，所述填充物安装在所述纵向通 道内，且填充物的底端高于所述横向通道。

进一步的，所述针阀内壁设置有油滴附着结构。

进一步的，所述油滴附着结构为嵌入所述针阀内壁的环形长管。

进一步的，所述油滴附着结构为在所述针阀内壁上加工的连续性网纹或 网格。

上述缓释夹气喷射气体喷嘴，通过电磁铁吸附衔铁带着针阀下移，可以 进行夹气喷雾操作，通过弹性件进行复位操作，燃油进入安装在喷射器体内 的针阀内的纵向通道内，由于油滴附着阀芯为液体燃料的集液腔容器，该容 器的材质为多孔的吸附性材料，具有收集燃油的功能，但同时由于其缝隙的 存在，在进行气体喷射时，由于上游的气体压力较高，气体通过多孔缝隙时 会将吸附在多孔材料内的液态燃油带走，即该集液腔具有液体燃料收集并缓 慢释放的作用，避免了原气嘴喷射初期液体燃油较多而喷射后期液体燃油较 少的现象，能够有效的改善喷雾特性，能够在有限的气流下实现液体的均匀 破碎，不至于产生太大的颗粒，满足高效清洁燃烧对燃料喷射系统的新要求。

上述缓释夹气喷射气体喷嘴，通过在针阀内壁嵌入环形长管，环形长管 为吸附性材料，吸取并收集液体燃油后，当电磁铁吸引衔铁控制针阀下移时， 由于上游的气体压力较高，气体将冲击吸附在环形长管上的液体燃油，燃油 将缓慢释放以后与气体一起从环形缝隙喷出，达到缓慢释放的目的。

上述缓释夹气喷射气体喷嘴，通过在针阀内壁加工连续性网纹或网格， 连续性网纹可以附着燃油，网格可以储存燃油，当电磁铁吸引衔铁控制针阀 下移时，由于上游的气体压力较高，气体将冲击连续性网纹或储存燃油的网 格上的液体燃油，燃油将缓慢释放以后与气体一起从环形缝隙喷出，达到缓 慢释放的目的。

附图说明

图1为一个实施例的具有筒状阀芯的缓释夹气喷射气体喷嘴的结构示意 图；

图2为一个实施例的具有油杯的缓释夹气喷射气体喷嘴的结构示意图；

图3为一个实施例的具有填充物的缓释夹气喷射气体喷嘴的结构示意图；

图4为一个实施例的缓释夹气喷射气体喷嘴与电控喷油器的装配结构示 意图。

图中：100、喷射器体；110、导流孔板；200、油滴附着阀芯；210、筒 状阀芯；220、油杯；230、填充物；300、针阀；310、横向通道；320、纵向 通道；330、油滴附着结构；400、衔铁；500、电磁铁；600、弹性件；700、 电控喷油器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，在一个实施例中，一种缓释夹气喷射气体喷嘴，包括衔铁 400、为衔铁400分别提供吸力和推力的电磁铁500与弹性件600，以及喷射 器体100、针阀300和油滴附着阀芯200，喷射器体100具有贯通孔，针阀300 滑动安装在贯通孔内，衔铁400与针阀300固连，针阀300具有导流通道， 油滴附着阀芯200安装在导流通道内。

上述缓释夹气喷射气体喷嘴，通过电磁铁500吸附衔铁400带着针阀300 下移，可以进行气体喷射操作，通过弹性件600进行复位操作，燃油进入安 装在喷射器体100内的针阀300内的纵向通道320内，由于油滴附着阀芯200 为液体燃料的集液腔容器，该容器的材质为多孔的吸附性材料，具有收集的 功能，但同时由于其缝隙的存在，在进行喷射时，由于上游的气体压力较高， 气体通过多孔缝隙时会将吸附在多孔材料内的液态燃油带走，即该集液腔具 有液体燃料收集并缓慢释放的作用，避免了气嘴喷射初期液体燃油较多而喷 射后期液体燃油较少的现象，能够有效的改善喷雾特性，能够在有限的气流 下实现液体的均匀破碎，不至于产生太大的颗粒，满足高效清洁燃烧对燃料 喷射系统的新要求。

在本实施例中，针阀300的一端为导流通道的入口，另一端为可密封贯 通孔的针阀300头部，导流通道包括纵向通道320和横向通道310，横向通道 310靠近针阀300头部处并贯穿针阀300侧壁，纵向通道320的底部与横向通 道310相通。气体从纵向通道320进入，流向横向通道310，电磁铁500控制 针阀300下移时，针阀300头部与喷射器体100之间形成缝隙，气体携带液 体可以从缝隙中喷出。

在本实施例中，弹性件600为弹簧，弹簧的两端分别抵靠在衔铁400与 喷射器体100上。弹簧对衔铁400进行弹性支撑，电磁铁500吸附衔铁400 时，弹簧收缩，电磁铁500停止吸附时，衔铁400通过弹簧的作用力复位。

在本实施例中，油滴附着阀芯200为筒状阀芯210，筒状阀芯210的顶端 开口，筒壁和底部由多孔介质滤网构成，导流通道入口处设置有导流孔板110， 筒状阀芯210的顶部翻边安装在导流孔板110上，底部延伸至导流通道内。 通过导流孔板110对气体进行导流，筒状阀芯210会收集并吸附喷射的液体 燃油，将燃油储存在由多孔介质组成的滤网内部，当电磁铁500吸引衔铁400 控制针阀300下移时，由于上游的气体压力较高，气体将冲击吸附在多孔滤 网上的燃油，滤网内的燃油将缓慢释放以后与气体一起从环形缝隙喷出，达 到缓慢释放的目的。

如图2所示，在本实施例中，油滴附着阀芯200为油杯220，油杯220置 于纵向通道320的底部，且油杯220的杯壁上部延伸至横向通道310上侧。 油杯220由吸附性材料组成，油杯220会收集并吸附喷射的液体燃油，当电 磁铁500吸引衔铁400控制针阀300下移时，由于上游的气体压力较高，气 体将冲击吸附在油杯220上的液体燃油，燃油将缓慢释放以后与气体一起从 环形缝隙喷出，达到缓慢释放的目的。

如图3所示，在本实施例中，油滴附着阀芯200为填充物230，填充物 230安装在纵向通道320内，且填充物230的底端高于横向通道310。填充物 230由吸附性材料组成，填充物230会收集并吸附喷射的液体燃油，当电磁铁500吸引衔铁400控制针阀300下移时，由于上游的气体压力较高，气体将冲 击吸附在油杯220上的液体燃油，燃油将缓慢释放以后与气体一起从环形缝 隙喷出，达到缓慢释放的目的。

如图4所示，在本实施例中，针阀300内壁设置有油滴附着结构330，油 滴附着结构330为嵌入所述针阀300内壁的环形长管。环形长管为吸附性材 料，吸取并收集液体燃油后，当电磁铁500吸引衔铁400控制针阀300下移 时，由于上游的气体压力较高，气体将冲击吸附在环形长管上的液体燃油， 燃油将缓慢释放以后与气体一起从环形缝隙喷出，达到缓慢释放的目的。

在本实施例中，油滴附着结构330为在所述针阀300内壁上加工的连续 性网纹或网格。连续性网纹可以附着燃油，网格可以储存燃油，当电磁铁500 吸引衔铁400控制针阀300下移时，由于上游的气体压力较高，气体将冲击 连续性网纹或储存燃油的网格上的液体燃油，燃油将缓慢释放以后与气体一 起从环形缝隙喷出，达到缓慢释放的目的。

在本实施例中，夹气喷射技术采用的是将液体燃油通过电控喷油器700 喷入到电控气嘴上游的压缩空气内，当电控气嘴的气阀打开后，空气将先前 喷入的燃油撕裂粉碎，雾化成为小液体与空气一起喷出。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变 形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应 以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，包括衔铁、为所述衔铁分别提供吸力和推力的电磁铁与弹性件，以及喷射器体、针阀和油滴附着阀芯，所述喷射器体具有贯通孔，所述针阀滑动安装在所述贯通孔内，所述衔铁与所述针阀固连，所述针阀具有导流通道，所述油滴附着阀芯安装在所述导流通道内。

2.根据权利要求1所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述针阀的一端为所述导流通道的入口，另一端为可密封所述贯通孔的针阀头部，所述导流通道包括纵向通道和横向通道，所述横向通道靠近所述针阀头部处并贯穿所述针阀侧壁，所述纵向通道的底部与所述横向通道相通。

3.根据权利要求1所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的两端分别抵靠在所述衔铁与所述喷射器体上。

4.根据权利要求1所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述油滴附着阀芯为筒状阀芯，所述筒状阀芯的顶端开口，筒壁和底部由多孔介质滤网构成。

5.根据权利要求4所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述导流通道入口处设置有导流孔板，所述筒状阀芯的顶部翻边安装在所述导流孔板上，底部延伸至所述导流通道内。

6.根据权利要求2所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述油滴附着阀芯为油杯，所述油杯置于所述纵向通道的底部，且所述油杯的杯壁上部延伸至横向通道上侧。

7.根据权利要求2所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述油滴附着阀芯为填充物，所述填充物安装在所述纵向通道内，且填充物的底端高于所述横向通道。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述针阀内壁设置有油滴附着结构。

9.根据权利要求8所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述油滴附着结构为嵌入所述针阀内壁的环形长管。

10.根据权利要求8所述的缓释夹气喷射气体喷嘴，其特征在于，所述油滴附着结构为在所述针阀内壁上加工的连续性网纹或网格。

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