专利名称：用于分流式燃油喷射器的空气辅助雾化器的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明一般地涉及用于将燃油喷入一内燃机的空气进气系统中的空气辅助喷油器，具体地说，本发明涉及一种配装在这种喷油器上并用于将辅助空气传送给刚刚喷离喷嘴的喷射燃油而促进喷射燃油的各束分流进行雾化的雾化器。
本发明的背景及概述对从一喷油器的喷嘴喷出的液态燃油进行空气辅助雾化是一种公知技术，这种技术用于促进引入内燃机燃烧室中的可燃空气燃油混合物进行更好的制备。更好的混合制备既可使燃烧过程清洁，又更为有效，这从废气排放及节省燃油上讲都是希望实现的理想目标。
这种技术当前包含大量涉及空气辅助雾化技术的专利。这种技术的优点，由引入专门的辅助空气通道而获得，这些通道用于将辅助空气导入而使之与喷射的液态燃油相互作用。某些空气辅助燃油喷射系统使用出自泵或某种其它压力源的加压空气来作为辅助空气。其它一些系统依靠在发动机工作的某些工况期间存在于大气和发动机进气系统之间的压差而工作。将喷油器装于发动机歧管中或者将油路构造得包含用于将辅助空气传送给单个喷油器的辅助空气通道，这些都是普通的技术。
从普通转让的美国专利US5220900中可知如何来构造一空气辅助雾化器，在该雾化器中辅助空气通道到每个喷油器尖部的最终长度是由两个加部件的协同配合及设置而确定的，该两个外加部件构成了一个设置了喷油器的喷嘴与装纳喷油器的凹腔壁板之间的雾化器组件。这种发明的优点之一是，它适应于在空气辅助系统中用的其它常规电控喷油器，而不需要改动喷油器的基本结构，也不需要在喷油器装放凹腔中设置特定的容纳装置，只需要使凹腔具有适当的大小以便接纳空气辅助雾化器。
本发明的空气辅助雾化器类似于本人的普通转让美国专利5174505(名称为喷油器用空气辅助雾化器)中所述的雾化器，其中一单一圆盘设置得用于在燃油喷离该喷油器时将空气导引至燃油流束中，并类似于本人参予的普通转让美国专利US5437413(其名称为喷油器用多级圆盘空气辅助雾化器)中所述的雾化器，其中两个或多个圆盘设置得用于将辅助空气在轴向和周向都彼此相互偏移的位置处沿径向向内导流。然而，如从所附的说明书，附图及权利要求书中可明显地看出的那样，本发明与上述两个美国专利所述的空气辅助雾化器存在着显著的不同。
本发明与上述美国专利及其它先有技术中所公开的雾化器的类似之处在于雾化器包括一组沿周向相互隔开的辅助空气开口，这些开口将辅助空气沿径向向内朝喷出的燃油输送；然而显著的不同之处在于在一单个圆盘上设置一对沿直径对置的辅助空气开口，其作用是为了保持一分流式喷油器的两束油流单独分开。圆盘沿轴向设置，夹紧于喷嘴与套筒件的端壁之间并与喷嘴和套筒件相互接触，以便形成各辅助空气开口，通过这些开口将辅助空气沿径向向内导流至刚刚喷离喷嘴的喷出的燃油中。圆盘最好由通常的冲压技术制造而成，并且套筒件的内部不需某些先有技术中的表面精加工就可以加工出来，在这些先有技术中辅助空气通道都是在套筒件中模制或机加工而成的，以便保持极紧密的配合公差。
本发明的其它特性，优点及好处可在伴以附图的随后说明及各权利要求中看出。这些附图公开了本发明的优选实施例，该优选实施例是在实现本发明时至今所能想到的最佳模式。
附图的简要说明
图1是一个带有一空气辅助雾化器的喷油器的纵剖面图；图2是图1所示喷油器的喷嘴端的放大图；图3是图2所示雾化器圆盘的平面图；图4是沿图2的线4-4剖取的局部剖视图；其中示出了图3所示圆盘的定位器与各分流孔口的关系；图5是在所有6个通道中都具有空气的喷雾模型的透示图；图6是没有空气时的实际喷雾模型图；图7是在有空气时的实际喷雾模型图。
优化实施例的描述图1-3表示一电控喷油器10，该喷油器包含一个体现本发明的原理的空气辅助雾化器12。该喷油器10具有一主纵轴14并且为一顶部供油型装置，该装置包括一进口16和一个处于其相对的轴向端的喷嘴18。在该进口16与喷嘴18之间的液态燃油通道穿过该喷油器，并由将一金属针阀20的圆头端落座于一正好处于该喷嘴18内部的阀座22上和从该阀座22上离座而加以控制。该针阀20由一弹簧24弹性偏压而落座于阀座22上，从而关闭该流动通道。当该阀借助于将励磁电流传送给电磁线圈26而施加电能时，该针阀离座，从而允许燃油流动。图1和2表示该处于关闭位置的喷油器。
该喷嘴18附近的结构详细示于图2中。该喷油器包括一大致管状的金属壳体28，该壳体28在喷嘴端按组装顺序包含一金属针阀导向件30，一金属阀座件32，一金属制薄圆盘孔口件34及一金属夹紧件36。一O形密封环40设置于阀座件32与该壳体28的内壁之间。该薄圆盘孔口件34包含有一中心锥形凹坑42，该凹坑42具有沿直径方向彼此对置并且距该喷油器的主纵轴14等距的两个完全相同的孔口44，46。当喷油器受控开启时，经进口16供给喷油器的压力燃油从喷嘴18中沿两个完全不同的发散方向(即分流方向)喷射出去，该分流方向在图2中分别由标号48，50统一表示出来。该喷油器及其喷嘴端的结构至今已被描述清楚，该结构大致相似在某些普通转让的授权专利中公开的结构，因此为了将注意力集中于该空气辅助雾化器12中具有的发明特征及与该喷油器10相关的发明特征，此时不必对这些相似结构进行进一步说明。
该空气辅助雾化器包括按与该喷油器的组装关系设置的两个部件一个部件是一套筒件52而另一部件是一插入圆盘54。该套筒件52大致为一帽形，具有一侧壁56和一端壁58。该侧壁56具有一个包括一肩部60的圆柱形内直径，该肩部60将该侧壁56分成一大直径部分62和一小直径部分64。该小直径部分64从与该端壁58的中部邻接处延伸至该肩部60，而该大直径部分62从该肩部60延伸至该套筒件52的与该端壁58相对置的端部。
部分壳体28具有一公称的圆形外直径66，该直径的大小允许使该套筒52的较大直径部分62妥贴地配装于该外直径66上。然而，该公称的圆形外直径66设有一个或多个诸如一轴向平面或槽孔68之类的隔断件，因此与该套筒的侧壁56共同限定而构成一轴向延伸的通道装置70的进口部分，以便使辅助空气沿该壳体28的外侧朝该喷嘴18进行轴向流动。图2中的小箭头表示辅助空气流。
端壁58从该侧壁56沿径向向内延伸，从而形成一轴向为截头圆锥形的扩展孔口72，该孔口72与轴线14共轴，而刚从喷嘴18中喷出的燃油流过该孔口72。一凸起的圆环形凸缘74形成于该截头圆锥孔72的范围内的端壁58的内侧上。该插入圆盘54轴向设置于该喷嘴18与端壁58之间，并且实际上夹紧于凸缘74与夹紧件36的外轴向端面之间。
在圆盘54的旋转轴线14上有一中心圆孔76。圆孔由一第一环圈78限定而成，环圈围绕两根分流轴线48，50并且当两根轴线48，50穿过由圆盘的平坦表面之一79形成的平面时，环圈与两根轴线隔开。
六个沿圆周方向间隔开来的不连续部分80a-d和92a-b在远离所述旋转轴线的方向穿过该第一环圈。这些不连续部分分成三组，第一组为两个相邻的、按角度相互隔开的不连续部分80a，80b，它们沿假想的直线81a，81b取中，这些直线81a，81b穿过液流流束之一的轴线48。这些假想的直线，相对于穿过液流流束的轴线48，50的直径84，隔开相等的角度A°。在优选实施例中，角度A°为60度。第二组为两个相邻的按角度相互隔开的不连续部分80c，80d，它们沿假想的直线81c，81d取中，这些假想的直线81c，81d穿过液流另一流束的轴线50。其余两个不连续部分92a，92b是沿直径对置的并沿直径94取中，直径94垂直并平分直径84，而直径84穿过各液流流束的轴线48，50。
一第二环圈82围绕该圆盘的周边设置并用作六个开口86的外边界。每个开口都由该第一和第二环限定而成并连接到这些不连续部分的之一上。这些开口与套筒中的通道保持流体接触，并且适合于接受从该通道来的辅助空气。
两个沿直径对置的不连续部分92a，92b接受从该流道来的空气，以便在各液流流束之间形成一空气帘幕97。空气帘幕使图5-7所示的两流束保持显著的分离。其它四个不连续部分80a-d将辅助空气导入图5-7所示的液流流束之中。
插入件54的外直径(OD)之尺寸比侧壁部分64的内直径(I.D)稍小一点，从而允许插入件沿轴线穿过套筒，所以在将雾化器装到喷油器上之前，插入件可设置得抵住端壁58的内侧。按照这种方式，环圈82用作将插入件确切地对中于，亦即沿径向设置于，套筒中的定位器。这种配置用于使环圈78设置于凸缘74上，以致当含有插入件的套筒借助于预先将套筒装在壳体28的端部而装于喷嘴上时，环圈78将被夹在凸缘74与夹紧件36的环形端面之间并与它们相互接触，如图1和2所示。
插入件54可由诸如不锈钢之类的板材经冲压处理而制成。插入件54是平的并且整个板都是等厚度的，所以总的轴向尺寸等于其厚度。如图4所示，插入件54采取了特殊措施，如具有一平面88，以便保证平面88与套筒52中的相应平面90沿周向对齐。另外，没有这一平面也是可以保证适当的周向对齐的。在这种情况下，在将套筒装在喷嘴的端部上之前，可将插入件适当地沿周向定位于套筒上。在薄圆盘孔口件34具有两个或多个分流孔口的应用场合下，这种周向对齐是很重要的。这是因为，插入件54中沿直径对置的孔口92a-b对齐于一垂直于孔口44与46之间的公共直径84的公共直径94上，被认为是较为可取的。
如图5所示，在公共直径94上沿直径对置的孔口92用于将空气流沿图示箭头方向95导引而流过圆孔76。这股空气用于防止从其它孔口80a-d流出的空气扩散到从两个喷孔44和46喷出的燃油流束之外。燃油沿两根轴线48和50从这些轴线相应的孔口44和46流出。空气帘幕，如图所示，用于使空气辅助燃油与燃油油流分开。图6和7示出了从喷油器10中喷出不带空气(图6)和带空气(图7)的油流。不带空气时，燃油的流动锥面相当密集并形成一紧密的圆形。不过，如果在六个通道的每上中都带空气流，则圆形更大，但由空气流在图5中箭头95的方向上所形成的空气帘幕97使这些燃油的流动锥面分开，如图7所示。
装备有雾化器的喷油器10适合于装在一个用于将辅助空气输送到一通道装置70的敞开上游端的歧管(未示出)之中。设置于壳体28外侧和套筒52外侧上的轴向隔开的O形环98、100用于使装备有雾化器的喷油器相对于歧管中用于装纳喷油器的凹腔保持密封。
在使用中，空气雾化器促使喷射的燃油雾化。在图示喷油器的情况下，沿方向48、50喷射的燃油由雾化器分别雾化成相应的云雾形，这与较窄的流束是明显不同的。
权利要求
1.一种空气辅助喷油器，具有一个带有一个用于计量沿着两根分开的轴线出自喷油器的燃油的双分流薄缘孔口圆盘的喷嘴，一个围绕该喷嘴设置且基本上为管形的套筒，所述套筒具有一个用于将辅助空气沿所述喷嘴外侧导流的轴向延伸通道、一端壁从侧壁沿径向延伸用于将辅助空气导流至端壁中的孔口中，以及一个与孔口圆盘隔开并设置于端壁与喷嘴底部之间的圆盘装置，该圆盘包括一个设置于所述圆盘的旋转轴上的中心圆孔，所述圆孔由一第一环圈限界，第一环圈包围两束分流轴线并且在两束分流轴线穿过由所述圆盘的表面之一形成的平面时与该两束分流轴线隔开；六个沿圆周方向隔开的并在离开所述旋转轴线的方向上延伸且穿过所述第一环圈的不连续部分，这些按角度相互隔开的不连续部分中的第一组两相邻不连续部分沿着穿过各液流流束之一的轴线的假想直线对中，第二组两个相邻的按角度相互隔开的不连续部分沿着穿过各液流流束另一轴线的假想直线对中，而其余的两个不连续部分是沿直径对置的，且沿一直径对齐，该直径垂直并平分一条穿过各液流流束的轴线的直径；一处于圆盘的周边周围的第二环圈；以第一和第二环圈为界的六个开口，每个所述开口都连接到所述不连续部分之一上并适于接收来自通道的辅助空气；所述两个沿直径对置的不连续部分用于在各液流流束之间形成一空气帘幕，使各流束保持显著的分离，所述其它四个不连续部分用于将辅助空气导入各液流流束之中。
2.如权利要求1所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述第一环圈的形状为圆形。
3.如权利要求1所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述的圆盘整体上是扁而平的，所以所述圆盘的总轴向尺寸等于其厚度。
4.如权利要求1所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述圆盘包括一个定位装置，该定位装置沿所述第一环圈的径向设置并与所述套筒共同起作用以便使所述环圈沿径向定位。
5.如权利要求4所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述定位装置包括一平面，该平面沿径向设置在所述第一环圈之外并垂直于通过各液流流束轴线的所述直径，并与套筒的侧壁共同起作用以便使所述圆盘相对于双分流薄缘孔口定位。
6.如权利要求1所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述第二环圈是周向连续的。
7.如权利要求6所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述第二环圈和所述第一环圈两者的形状都是圆形的并且设置于一共同平面中。
8.如权利要求7所述的空气辅助喷油器，其特征在于，所述圆盘整体是扁而平的，所以所述圆盘的总轴向尺寸等于其厚度。
9.如权利要求1所述的空气辅助喷油器，其特征在于所述端壁包括一个所述第一环圈与之抵靠的内部凸起的凸台。
全文摘要
该雾化器是一盖帽形套筒(12),该套筒包含一扁平的冲压而成的金属插入件(54)。当将雾化器装到一喷油器的喷嘴上时,雾化器使插入件沿轴向夹于套筒的端壁和喷嘴的外端之间。在夹紧区域,插入件具有六个周向不连续部分的通道(80a－d;92a－b),这些不连续部分与喷嘴端和套筒端壁一起限定了各辅助空气开口,用于使辅助空气沿径向向内朝着刚刚喷离喷嘴的喷出的燃油。六个通道划分成:一组两个各自按角度隔开的通道(80a,80b),都指向燃油油流的两条轴线之一(48);另外一组两个各自按角度隔开的通道(80c,80d),都指向燃油油流的两条轴线的另一条(50);以及两个沿直径对置的通道(92a,92b)处于圆盘的一直径上,该直径垂直于并平分一条通过燃油油流的两轴线(48,50)的直径,以便形成一空气壁面(97),从而保持与空气混合的各燃油油流的轴线分离开来。
文档编号F02M61/18GK1193376SQ96196295
公开日1998年9月16日 申请日期1996年7月24日 优先权日1995年8月15日
发明者沈静明 申请人:美国西门子汽车公司