CN1323239C - 喷油嘴 - Google Patents
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Abstract
一种可实现多次喷射的喷油嘴，其属于内燃机燃油系统的喷射装置。由于这种喷油嘴的针阀下端部设有周向环槽和针阀体的内圆柱面上设有导油槽，在针阀跳起时，高压燃油经导油槽进入针阀的周向环槽。在针阀一次开启的过程中，完成预喷射、主喷射和后喷射。由于预喷射和后喷射时间短，喷油量少，且不随工况的变化而变化，又与主喷射的喷油方向不同，避免了油束互相干扰，加大了燃烧室内的空气扰动，促进了油气的均匀混合。采用预喷射改善了内燃机的噪音和启动性能，采用后喷射降低了排放。使发动机的燃烧充分和完善，有利于发动机的经济性能、排放性能和动力性能进一步提高。利用预喷射和后喷射喷油量不随工况变化而变化的特点，该喷油嘴还可以应用到直喷点火式发动机。
Description
技术领域
本发明涉及一种可实现多次喷射的喷油嘴，其属于内燃机燃油系统的喷油装置。
背景技术
目前，为了提高内燃机的经济性和排放性指标，对内燃机的喷油系统提出了更高的要求，随之出现了双喷油器喷射、双弹簧喷油器、双喷油泵以及电控喷射等一系列手段和措施。但要采用上述供油方式的机械结构相对来说还比较复杂，使内燃机的制造成本增加较多，不利于大规模地推广使用。在压燃式内燃机中，已经证明预喷油可以改善内燃机的噪音和启动性能，在主喷射后的喷油则可以降低碳烟排放。在主喷油后的后喷油要求响应时间快，而这是连包括电喷在内的上述一些手段都难以实现的。
发明内容
为了克服上述现有技术所存在的不足，按发动机各项性能指标要求来组织供油，本发明提供一种喷油嘴，该喷油嘴应把发动机一个工作循环相应负荷的油量以预喷射、主喷射、后喷射三种方式喷入燃烧室，喷雾质量高，改善可燃混合气形成，使发动机的燃烧充分和完善，有利于发动机的经济性能、排放性能和动力性能进一步提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种喷油嘴，它由针阀体和针阀组成，在针阀体头部设有上下二排喷油孔，针阀中设有一个下端为开放的纵向孔，针阀的中部设有与纵向孔相通的横向孔，在针阀体和针阀之间设有锥形密封段。在针阀体的锥形密封面上部的内圆柱面周向上设有导油槽，下排喷油孔在内圆柱面上的位置低于上排喷油孔在内圆柱面上的位置。在针阀的头部设有周向环槽。在针阀跳起时，高压燃油经导油槽进入周向环槽，并在针阀跳起的上升过程中，周向环槽与喷油孔接通。在针阀体内圆柱面上设置的所述导油槽至少为一个，一般为4～8个。第一方案是在针阀落座时周向环槽位于下排喷油孔在内圆柱面上位置的下方；第二方案是在针阀落座时周向环槽位于下排喷油孔在内圆柱面上的位置和上排喷油孔在内圆柱面上的位置之间。
上述技术方案的指导思想是：由于针阀的下端部设有周向环槽和针阀体的内圆柱面上设有导油槽，在油压作用下针阀跳起时，高压燃油经密封锥面进入导油槽和针阀的周向环槽。以第一方案为例：在针阀跳起的上升过程中，针阀的周向环槽首先接通下排喷油孔，进行预喷射；当针阀位于最大升程时，针阀的周向环槽接通上排喷油孔，进行主喷射，此时，下排喷油孔停止供油；在针阀落座过程中，针阀的周向环槽再次接通下排喷油孔，进行后喷射。在针阀体头部设有二排不同锥角的喷油孔，而且其位置相互错开，在预喷射后，主喷射的燃油通过上排喷油孔喷出，避免了油束喷入预喷射所形成的混合气中，有利于减少碳烟的形成和充分利用燃烧室内的空气，并且加大了燃烧室内的空气扰动，促进了油气的均匀混合。在针阀落座过程中快速形成后喷射，响应时间快，而且喷油量也较小，有利于改善燃烧过程，降低排放。这种喷油嘴还特别适用于燃用多种燃料具有副燃烧室的发动机。
本发明的有益效果是：由于这种喷油嘴针阀的下端部设有周向环槽和针阀体的内圆柱面上设有导油槽，在针阀跳起时，高压燃油经导油槽进入针阀的周向环槽。在针阀一次开启的过程中，完成预喷射、主喷射和后喷射。由于预喷射和后喷射时间短，喷油量少，又与主喷射的喷油方向不同，避免了油束互相干扰，加大了燃烧室内的空气扰动，促进了油气的均匀混合。采用预喷射改善了内燃机的噪音和启动性能，采用后喷射降低了排放。使发动机的燃烧充分和完善，有利于发动机的经济性能、排放性能和动力性能进一步提高。利用预喷射和后喷射喷油量不随工况变化而变化的特点，该喷油嘴还可以应用到直喷点火式发动机，保证点火的稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是一种喷油嘴的结构图。
图2是图1所示喷油嘴的头部放大图。
图3是另一种喷油嘴的头部放大图。
图4是针阀体的头部放大图。
图5是图4的A-A剖视图。
图6是图2所示喷油嘴的针阀位于预喷射或后喷射的位置。
图7是图2所示喷油嘴的针阀位于主喷射的位置。
图8是图3所示喷油嘴的针阀位于预喷射或后喷射的位置。
图9是图3所示喷油嘴的针阀位于主喷射的位置。
图10是这种喷油嘴应用于具有副燃烧室的直喷点火式发动机的结构图。
图中：1、针阀体，1a、下排喷油孔，1b、上排喷油孔，1c、导油槽，2、针阀，2a、横向孔，2b、纵向孔，2c、周向环槽，3、锥形密封段，3a、3b、锥形密封面，4、内圆柱面，5、活塞，6、气缸套，7、气缸盖，8、燃料喷嘴，9、火花塞，10、副燃烧室，A、B、喷油孔与中心线的夹角，h、针阀升程。
具体实施方式
在图1、2、4、5所示的实施例中，一种喷油嘴，它由针阀体1和针阀2组成，在针阀体1头部设有相互交错的上下二排喷油孔1a、1b，针阀2上设有一个下端为开放的纵向孔2b，针阀2的中部设有与纵向孔2b相通的横向孔2a，在针阀体1和针阀2之间设有锥形密封段3。在针阀体1的锥形密封面3a上部的内圆柱面4周向设有四个导油槽1c；四个下排喷油孔1a与中心线的夹角A为50度，四个上排喷油孔1b与中心线的夹角B为75度；四个下排喷油孔1a在内圆柱面4上的位置低于四个上排喷油孔1b在内圆柱面4上的位置。在针阀2的头部设有周向环槽2c，其下端部设有锥形密封面3b。周向环槽2c的中心至上排喷油孔1b在内圆柱面4上的中心距离等于针阀升程h。图4、5示出了四个导油槽1c位于针阀体1的内圆柱面4上的位置，而且也清楚可见下排喷油孔1a在内圆柱面4上的位置低于上排喷油孔1b在内圆柱面4上的位置。
图2中，在针阀2落座时，周向环槽2c位于下排喷油孔1a在内圆柱面4上位置的下方。图6示出了下排喷油孔1a喷油的位置，一种是在针阀2跳起时发生的预喷射位置，另一种是针阀2落座时发生的后喷射位置。因为针阀2在高压燃油的作用下，锥形密封段3脱离，高压燃油就从锥形密封面3a、3b之间的间隙进入导油槽1c和周向环槽2c，当周向环槽2c正好位于下排喷油孔1a位置时，下排喷油孔1a就开始喷油，这种喷油在针阀2跳起或落座过程中各发生一次，即为上述的预喷射或后喷射。图7示出了上排喷油孔1b喷油的位置，即针阀2位于最大升程时发生的主喷射位置。
图3中，在针阀落座时，周向环槽2c位于下排喷油孔1a在内圆柱面4上的位置和上排喷油孔1b在内圆柱面4上的位置之间。图8示出了上排喷油孔1b喷油的位置，一种是在针阀2跳起时发生的预喷射位置，另一种是针阀2落座时发生的后喷射位置。图9示出了下排喷油孔1a喷油的位置，即针阀2位于最大升程时发生的主喷射位置。
图10示出了这种喷油嘴也适用于具有副燃烧室的直喷点火式发动机。一个由活塞5、气缸套6和气缸盖7组成的主燃烧室内设有一个副燃烧室10，在副燃烧室10中装有火花塞9，燃料喷嘴8的部分燃料经用于预喷和后喷的喷孔喷入副燃烧室10上的开孔，在副燃烧室中形成混合气，由火花塞9点燃。
Claims (4)
1.一种喷油嘴，它由针阀体(1)和针阀(2)组成，在针阀体(1)头部设有上下二排喷油孔(1a，1b)，针阀(2)中设有一个下端为开放的纵向孔(2b)，针阀(2)的中部设有与纵向孔(2b)相通的横向孔(2a)，在针阀体(1)和针阀(2)之间设有锥形密封段(3)，其特征是：在针阀体(1)的锥形密封面(3a)上部的内圆柱面(4)周向上设有导油槽(1c)，下排喷油孔(1a)在内圆柱面(4)上的位置低于上排喷油孔(1b)在内圆柱面(4)上的位置，在针阀(2)的头部设有周向环槽(2c)；在针阀(2)跳起时，高压燃油经导油槽(1c)进入周向环槽(2c)，并在针阀(2)跳起的上升过程中，周向环槽(2c)与喷油孔接通。
2.据权利要求1所述的喷油嘴，其特征是：在针阀体(1)内圆柱面(4)上设置的所述导油槽(1c)至少为一个。
3.据权利要求2所述的喷油嘴，其特征是：在针阀落座时，周向环槽(2c)位于下排喷油孔(1a)在内圆柱面(4)上位置的下方。
4.据权利要求2所述的喷油嘴，其特征是：在针阀落座时，周向环槽(2c)位于下排喷油孔(1a)在内圆柱面(4)上的位置和上排喷油孔(1b)在内圆柱面(4)上的位置之间。
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