气液混合喷射器的制作方法

本发明涉及一种喷射器，特别是一种用于缸内直喷汽油发动机的气液混合喷射器。

背景技术：

缸内直喷汽油发动机是一种由安装在气缸内部的喷射器将高压的燃油直接喷射到气缸内部的汽油发动机，可分层燃烧和多次喷射，能实现极薄燃烧，具有可控精度高、油气混合均匀、燃烧充分、经济性好的特点，近年来得到了较快的发展。而喷射器是缸内直喷汽油发动机的核心部件,喷射器在燃烧室内的布置方式、喷嘴结构形式、油束的喷雾形状都直接影响燃油的雾化、油气混合及燃烧过程，最后影响发动机的性能。现有的缸内直喷喷射器中，一般都是单相流体喷射器，这些单相流体喷射器在低温低压、高粘度液压油时，雾化效果并不理想，如单相流体喷射器在250～300Mpa时，其雾化颗粒为15～18微米。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种在低温低压时也能达到较好雾化效果的气液混合喷射器。

解决上述技术问题的技术方案是：一种气液混合喷射器，包括外壳、进油组件、电磁回路组件、流量调整组件、阀门组件、电气接头Ⅰ，还包括有进气组件；所述的外壳设有进气端、进油端；所述的进气组件与外壳的进气端连接，进油组件与外壳的进油端连接；所述的电磁回路组件安装在外壳的内腔中，电气接头Ⅰ安装在外壳上并与电磁回路组件连接；所述的阀门组件包括阀芯、阀芯连杆和阀座，阀芯安装在电磁回路组件内，且阀芯与进油组件、进气组件之间的空腔形成气液混合腔；所述的阀芯连杆为管状结构，该阀芯连杆的固定端与阀芯连接且阀芯连杆的内孔连通气液混合腔，阀芯连杆的喷射端位于阀座内，在阀座与阀芯之间安装有所述的流量调整组件；阀座的固定端连接在电磁回路组件内，阀座的喷射端伸出外壳外，且阀座的喷射端与阀芯连杆的喷射端相互配合形成拉法尔喷嘴。

本发明的进一步技术方案是：所述的阀座的喷射端内设有喷射腔，该喷射腔由直线形扩气段、锥形扩张段构成，锥形扩张段的直径沿喷嘴出口的方向逐渐变大；所述的阀芯连杆的喷射端在对应阀座的直线形扩气段位置上设有喷射孔，阀芯连杆的喷射端端部设为与阀座的直线形扩气段相吻合的锥形扩散端。

本发明的进一步技术方案是：所述的进油组件包括油帽、电磁阀式喷射体、电气接头Ⅱ、进油滤网，所述的进油滤网安装在油帽的进油端，电气接头Ⅱ安装在油帽的接线端，电磁阀式喷射体安装在油帽内，电磁阀式喷射体的喷射端与外壳的进油端连接。

本发明的进一步技术方案是：所述的进气组件包括进气嘴、安装在进气嘴进气端内的进气滤网，进气嘴与外壳的进气端形成一个整体，且进气嘴的进气通道连通外壳内的气液混合腔。

本发明的进一步技术方案是：所述的电磁回路组件包括导磁套Ⅰ、隔磁套、电磁线圈、线圈架、导磁套Ⅱ、主轴，所述的主轴安装在隔磁套内，导磁套Ⅰ的一端、线圈架、导磁套Ⅱ依次安装在隔磁套上，且导磁套Ⅱ、线圈架的外圆与导磁套Ⅰ另一端的内孔壁相配合；导磁套Ⅰ的外圆与外壳的内孔壁相配合；所述的电磁线圈安装在线圈架上，线圈架还与电气接头Ⅰ连接。

本发明的进一步技术方案是：所述的流量调整组件包括回位弹簧，该回位弹簧位于主轴内且套在阀芯连杆上，回位弹簧的一端与阀芯相连接，回位弹簧的另一端与阀座相连接。

本发明的再进一步技术方案是：所述的进油组件的油压压力大于进气组件的气压压力。

本发明的更进一步技术方案是：所述的进油组件的油压压力为650～850Kpa，进气组件的气压压力为450～600Kpa。

由于采用上述结构，本发明之气液混合喷射器与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.雾化效果较好：

（1）在低温低压时也能达到较好的雾化效果：

由于本发明包括外壳、进油组件、电磁回路组件、流量调整组件、阀门组件、电气接头Ⅰ、进气组件；其中，阀门组件包括阀芯、阀芯连杆和阀座，阀芯安装在电磁回路组件内，且阀芯与进油组件、进气组件之间的空腔形成气液混合腔；阀芯连杆为管状结构，其固定端与阀芯连接且阀芯连杆的内孔连通气液混合腔，阀芯连杆的喷射端位于阀座内，在阀座与阀芯之间安装有所述的流量调整组件；阀座的固定端连接在电磁回路组件内，阀座的喷射端伸出外壳外，且阀座的喷射端与阀芯连杆的喷射端相互配合形成拉法尔喷嘴。该拉法尔喷嘴的阀座的喷射端内设有喷射腔，该喷射腔由连接在一起的直线形扩气段、锥形扩张段构成，锥形扩张段的直径沿喷嘴出口的方向逐渐变大；所述的阀芯连杆的喷射端在对应阀座的直线形扩气段位置上设有喷射孔，阀芯连杆的喷射端端部设为与阀座的直线形扩气段相吻合的锥形扩散端。

使用时，将高于气体压力的液压油喷射到气液混合腔内，当气体阀门打开的时候，气体从进气组件进入外壳的气液混合腔内，并与液压油形成两相流进入阀芯连杆（即拉法尔管）内，在阀芯连杆的作用下，两相流从阀芯连杆的喷射孔喷出，并在直线形扩气段与锥形扩张段的交接处形成超音速的流速，在超音速的作用下，气体的速度把液压油撕裂成直径仅为8～10微米的颗粒。因此，本发明在低温低压时也能达到较好的雾化效果，其雾化效果远优于一般单相流体喷射器的雾化效果。

（2）对于高粘度的液压油也能在到较好的雾化效果：

由于本发明的进油组件包括有电磁阀式喷射体，通过该电磁阀式喷射体不仅可以精确控制液压油的喷射量，还可将液压油首先雾化成较小的颗粒，使其在气液混合腔与气体进行充分混合形成两相流，并在在阀芯连杆的作用下，两相流从阀芯连杆的喷射孔喷出，并在直线形扩气段与锥形扩张段的交接处形成超音速的流速，在超音速的作用下，气体的速度把液压油撕裂成直径仅为8～10微米的颗粒，因此，本发明对于高粘度的液压油也能达到较好的雾化效果。

2.性能可靠：

由于本发明在低温低压、高粘度液压油时也能达到较好的雾化效果，可保证气缸内气液两相混合的均匀度，从而保证了缸内直喷汽油发动机的燃烧和排放。

此外，本发明还通过将进油组件的油压压力设为大于进气组件的气压压力，可防止进油组件的油喷不出、进气组件的气体会往回倒的现象。因此，本发明的性能比较可靠。

3.经济性好：

由于本发明在低温低压、高粘度液压油时也能达到较好的雾化效果，可大大降少能源的消耗，因而具有较好的经济性能。

4.结构简单，生产成本低，易于推广使用。

下面，结合附图和实施例对本发明之气液混合喷射器的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之气液混合喷射器的主视剖视图，

图2：图1的左视图。

在上述附图中，各标号说明如下：

1-外壳，

101-进气端，102-进油端，

2-进油组件，

201-油帽，202-电磁阀式喷射体，203-电气接头Ⅱ，204-进油滤网，

3-电磁回路组件，

301-导磁套Ⅰ，302-隔磁套，303-电磁线圈，304-线圈架，305-导磁套Ⅱ，306-主轴，

4-流量调整组件，

401-回位弹簧，

5-阀门组件，

501-阀芯，502-阀芯连杆，5021-喷射孔，5022-锥形扩散端，

503-阀座，5031-喷射腔，50311-直线形扩气段，50312-锥形扩张段，

6-电气接头Ⅰ，

7-进气组件，701-气嘴，702-进气滤网，

Q-气液混合腔。

具体实施例

实施例一：

一种气液混合喷射器，包括外壳1、进油组件2、电磁回路组件3、流量调整组件4、阀门组件5、电气接头Ⅰ6、进气组件7；其中，

所述的外壳1设有进气端101、进油端102。

所述的进油组件2包括油帽201、电磁阀式喷射体202、电气接头Ⅱ203、进油滤网204，所述的进油滤网204安装在油帽201的进油端，电气接头Ⅱ203安装在油帽201的接线端，电磁阀式喷射体202安装在油帽201内，电磁阀式喷射体202的喷射端与外壳1的进油端102连接。

所述的电磁回路组件3包括导磁套Ⅰ301、导磁套Ⅱ305、线圈架304、电磁线圈303、隔磁套302、主轴306，所述的主轴306安装在隔磁套302内，导磁套Ⅰ301的一端、线圈架304、导磁套Ⅱ305依次安装在隔磁套302上，且导磁套Ⅱ305、线圈架304的外圆与导磁套Ⅰ301另一端的内孔壁相配合；导磁套Ⅰ301的外圆与外壳1的内孔壁相配合；所述的电磁线圈303安装在线圈架304上，线圈架304还与电气接头Ⅰ6连接，该电气接头Ⅰ6安装在外壳1上。

所述的流量调整组件4包括回位弹簧401，该回位弹簧401位于主轴306内且套在阀芯连杆502上，回位弹簧401的一端与阀芯501相连接，回位弹簧401的另一端与阀座503相连接。该流量调整组件4可起到调整控制液体流量特性和雾化特性的作用。

所述的阀门组件5可在电磁力作用下产生打开和关闭阀的动作以及实现密封功能，该阀门组件5包括阀芯501、阀芯连杆502和阀座503，阀芯501安装在电磁回路组件3内，且阀芯501与进油组件2、进气组件7之间的空腔形成气液混合腔Q；所述的阀芯连杆502为管状结构，该阀芯连杆502的固定端与阀芯501连接且阀芯连杆502的内孔连通气液混合腔，阀芯连杆502的喷射端位于阀座503内，在阀座503与阀芯501之间安装有所述的流量调整组件4；阀座503的固定端连接在电磁回路组件3内，阀座503的喷射端伸出外壳外，且阀座503的喷射端与阀芯连杆502的喷射端相互配合形成拉法尔喷嘴。该拉法尔喷嘴的阀座503的喷射端内设有喷射腔5031，喷射腔5031由直线形扩气段50311、锥形扩张段50312构成，锥形扩张段50312的直径沿喷嘴出口的方向逐渐变大；所述的阀芯连杆502的喷射端在对应阀座的直线形扩气段50311位置上设有喷射孔5021，阀芯连杆502的喷射端端部设为与阀座的直线形扩气段50311相吻合的锥形扩散端5022。

所述的进气组件7包括进气嘴701、安装在进气嘴进气端内的进气滤网702，进气嘴701与外壳1的进气端101连接形成一个整体，且进气嘴701的进气通道连通外壳内的气液混合腔Q。所述的进油组件2的油压压力大于进气组件7的气压压力，即进油组件2的油压压力为750Kpa，进气组件7的气压压力为500Kpa。

本发明的工作原理如下：

本发明通过将阀座的喷射端与阀芯连杆的喷射端相互配合形成拉法尔喷嘴，即阀座503的喷射端内设有喷射腔5031，该喷射腔5031由直线形扩气段50311、锥形扩张段50312构成，锥形扩张段50312的直径沿喷嘴出口的方向逐渐变大；所述的阀芯连杆502的喷射端在对应阀座的直线形扩气段50311位置上设有喷射孔5021，阀芯连杆502的喷射端端部设为与阀座的直线形扩气段50311相吻合的锥形扩散端5022。使用时，将高于气体压力的液压油喷射到气液混合腔内，当气体阀门打开的时候，气体从进气组件进入外壳的气液混合腔内，并与液压油形成两相流进入阀芯连杆（即拉法尔管）内，在阀芯连杆的作用下，两相流从阀芯连杆的喷射孔喷出，并在直线形扩气段与锥形扩张段的交接处形成超音速的流速，在超音速的作用下，气体的速度也能把液压油撕裂成直径仅为8～10微米的颗粒。因此，本发明在低温低压、高粘度时也能达到较好的雾化效果，其雾化效果远优于一般单相流体喷射器的雾化效果。

作为本实施例一的变换，所述的进油组件2的油压压力一般为650～850Kpa，进气组件7的气压压力为450～600Kpa。

作为本实施例一的又变换，所述的进油组件2也可以采用液压控制阀来代替电磁阀式喷射体202、电气接头Ⅱ203，但其雾化效果没那么好。