专利名称：一种能产生预喷射的孔式喷油嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于柴油机的孔式喷油嘴，用于将燃油喷入柴油机的燃烧室。
背景技术：
当柴油机的喷油系统能够提供由少到多的理想喷油规律时，即能够将燃油喷射分为小油量预喷射和全油量主喷射两个阶段时，就可在减小柴油机噪声和振动的同时获得良好的经济性和动力性。为此，人们采用了多种技术方案。专利号为99115038.4，名为“一种能够提供小油量预喷射的孔式喷油器”的中国发明专利就公开了其中的一种方案。该方案涉及的喷油器有一种孔式喷油嘴，该孔式喷油嘴的刚性阀芯和阀座除构成一个与常规孔式喷油嘴一样的锥阀外，还构成一缝隙型节流段，该节流段在锥阀刚开启时产生节流作用，形成喷油器的小流量预喷射；随着阀芯的升高，阀芯上的节流段与阀座上的节流段错开，节流作用消失，形成喷油器的全油量主喷射；并采用较高的初始闭阀压力，以使喷油快结束时压力室内的燃油仍有较高的流速和压力，以免雾化不良。该方案虽可有效的形成预喷射，但仍显不够理想。由于该油嘴阀座节流段直径D和阀芯节流段直径d之差的一半为节流段间隙s，即s＝(D-d)/2，且D与d尺寸接近，s大大小于D和d，因此节流段间隙s对D和d的尺寸误差非常敏感，无论是阀座节流段的加工误差还是阀芯节流段的加工误差都会造成节流段间隙发生较大的变化，从而使参与初期燃烧的预喷射油量也发生较大的变化，不易使由预喷射决定的柴油机在滞燃期形成的混合气的数量以及柴油机的燃烧初期放热率保持一致，即该喷油器预喷射产生的降噪减振性能的一致性不易保证。为此，需要额外增加检测、选配等工艺，喷油嘴的加工要求高、难度大，导致喷油嘴的成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的喷油嘴方案，可用于中国专利号为99115038.4的“一种能够提供小油量预喷射的孔式喷油器”，和使由喷油器预喷射性能决定的柴油机在滞燃期形成的混合气的数量和柴油机的燃烧初期放热率易于保持一致，从而降低喷油嘴的制造成本。
本发明涉及的喷油嘴，与专利号为99115038.4的“一种能够提供小流量预喷射的孔式喷油器”上所用油嘴一样，在锥阀的下端，阀芯和阀座也另构成一缝隙型节流段，但喷孔分成上下两层，上层喷孔通向节流段与锥阀之间的通道，下层喷孔通向节流段下方的压力室，下层喷孔的截面之和既大于节流段间隙截面，也大于上层喷孔的截面之和。在喷油嘴刚开启时，喷油量由上层喷孔截面和节流段间隙截面决定，这两部分截面之和小于喷油嘴的全部喷孔截面之和，此时为喷油嘴的预喷射阶段；在喷油嘴的预喷射阶段，通过节流段节流后由下层喷孔喷出的部分燃油在节流作用的影响下，压力降低，雾化质量稍差，蒸发、混合的速度被减慢，从而主要参与速燃期后的燃烧，而另一部分在高压作用下由上层喷孔喷出的雾化质量较好的燃油，则迅速蒸发混合，为滞燃期内混合气的主要来源。当油嘴完全开启后，节流作用消失，燃油在相同的压力作用下由上层喷孔和下层喷孔同时喷出，形成雾化良好的主喷射。为消除上、下两层喷孔在预喷射阶段因喷油压力不同而对燃油分布产生的不利影响，各喷孔在空间的分布被布置得与其喷油量相匹配，从而使喷嘴喷出的燃油在燃烧室中分布均匀；或者令上层喷孔的直径小于下层喷孔的直径，使得全油量喷射时各喷孔的喷油量保持一致。
由上述本发明的技术方案可知，本发明涉及的孔式喷油嘴不仅可以产生预喷射，而且由加工尺寸易于保证的上层喷孔喷出的燃油是滞燃期内混合气的主要来源，是速燃期参与燃烧的燃油的主要部分，柴油机的燃烧初期放热率主要由上层喷孔喷出的燃油量决定。如此一来，节流段加工尺寸误差对柴油机的燃烧初期放热率的影响大为减小，喷油器预喷射产生的降噪减振性能的一致性得到了有效改善，喷油嘴的加工难度和成本因而可以显著降低。
图1是本发明涉及的孔式喷油嘴的一种结构形式的示意图。1是阀座，2是阀芯，阀座1 c段和阀芯2c段构成锥阀，阀座1d段和阀芯2d段构成一缝隙型节流段。1a为下层喷孔，通向阀座1d段下方的压力室；1b为上层喷孔，通向阀座1c段和1d段之间。图2和图3上所标各符号的含义与图1完全相同。图2为图1所示喷油嘴处于预喷射状态时的示意图，此时阀座1d段和阀芯2d段有部分重合，产生节流效应。图3为图1所示喷油嘴处于全油量主喷射状态时的示意图，此时阀座1d段和阀芯2d段完全错开，节流作用消失。
具体实施例方式
下面是一个实施例。对大功率船用柴油机的12孔喷油嘴而言，可将8个孔布置在第一层，如图1的1a，4个孔布置在第二层，如图1的1b，并使各孔在空间布置的位置与其喷油量相配合，上层喷孔的直径小于下层喷孔的直径。下层喷孔的截面之和不仅大于节流段间隙截面，也大于上层喷孔截面之和。在喷油嘴刚打开时，如图2所示，阀座1c段和阀芯2c段形成的锥阀打开，阀座1d段和阀芯2d段产生节流效应，此时为预喷射阶段，下层喷孔喷出的燃油因节流而雾化质量稍差，蒸发混合的速度被减慢，主要参与速燃期以后的燃烧。当阀芯2继续上移，如图3所示，阀座1d段和阀芯2d段错开，节流效应消失，燃油以相同的压力从上层喷孔1b和下层喷孔1a同时喷出，形成主喷射。由于受阀芯升程的限制，节流段长度很短，且该长度随阀芯的上升还将不断缩短，因此在预喷射期间不可能将燃油完全封闭在节流段的上方，总有部分燃油会进入压力室由下层8个喷孔1a喷出。然而，这并无不妥之处，因为只需降低由下层8个喷孔1a喷出的部分燃油的蒸发、混合速度，使其主要参与速燃期以后的燃烧，即可使柴油机燃烧的前期放热率主要由上层4个孔1b喷出的燃油决定，有效的抑制柴油机的噪声和振动。
下面是另一个实施例。对中小功率柴油机上使用的4孔喷油嘴而言，可将其中的一个孔布置在第二层，如图1的1b，将其余的喷孔布置在第一层，如图1的1a，并使各孔在空间布置的位置与其喷油量相配合。该喷油嘴的其余特征和工作原理与上一实施例完全相同。
权利要求
1.一种能产生预喷射的孔式喷油嘴，曲阀座[1]和阀芯[2]构成，阀座[1]和阀芯[2]除构成一锥阀外，还在锥阀的下端构成一节流段，其特征是阀座[1]上的喷孔分为上下两层，上层喷孔[1b]通向节流段与锥阀密封处之间的通道，下层喷孔[1a]通向节流段下方的压力室；下层喷孔[1a]的截面之和既大于节流段间隙截面，也大于上层喷孔[1b]的截面之和；在喷油嘴刚开启时，喷油量由上层喷孔[1b]的截面和节流段间隙的截面决定，该两部分截面之和小于全部喷孔截面之和，此时为喷油嘴的预喷射阶段，在该阶段，通过节流段节流后由下层喷孔[1a]喷出的部分燃油压力下降，雾化质量稍差，蒸发混合的速度被减慢，主要参与速燃期后的燃烧，而另一部分在高压的作用下由上层喷孔[1b]喷出的雾化质量较好的燃油，则迅速蒸发、混合，为滞燃期内所形成的混合气的主要来源；当喷油嘴完全开启后，节流作用消失，燃油在相同的压力作用下由上层喷孔[1b]和下层喷孔[1a]同时喷出，形成主喷射；各喷孔在空间布置的位置与其喷油量相配合，从而使喷出的燃油在燃烧室中分布均匀。
2.如权力要求1所述一种能产生预喷射的孔式喷油嘴，其特征是阀座[1]的上层各喷孔[1b]的直径小于其下层各喷孔[1a]的直径。
全文摘要
一种能够产生预喷射的孔式喷油嘴，用于将燃油喷入柴油机的燃烧室，该孔式喷油嘴不仅能产生预喷射，而且易于制造、成本低廉，可有效的降低柴油机的噪音和振动。
文档编号F02M61/00GK1540157SQ20031011080
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者金剑, 金 剑 申请人:金剑, 金 剑