轴针式喷嘴的制作方法

专利名称：轴针式喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷嘴，更具体地说，它是采用喷嘴的针阀尖部靠在阀座底端部分而构成的一种底部接触轴针式喷嘴。另外本发明还涉及喷嘴喷射燃油类液体的方法的改进措施。
喷嘴是通过将压力转换成流体速度而喷射液体，应用是多样的。本发明是专门但不是唯一的用于燃油喷射器的喷嘴，该喷嘴可以将喷射燃油有选择地喷入内燃机的燃烧室中。燃油喷射及相关应用中的喷嘴包括位于喷嘴顶部的弹簧负载针阀，作用是使燃油喷射受到阻止，直至传输给喷嘴压力室的燃油压力达到一个特定的最小值，这个最小值由回位弹簧的弹力，液压力或其他力决定。特定的针阀有一个精磨头呈圆锥形，可以选定其夹角。针阀顶部密封面的上部或是选用圆柱面或选用锥角比阀座锥角大的锥台。针阀尖部开启使其喷射。
现广泛用于工业上的喷嘴是大家熟知的“孔型”喷嘴。孔型喷嘴包括阀座下游射流孔的应用，以控制射流的大小和方向。孔型喷嘴包括凹型喷嘴和阀盖孔或VCO喷嘴在内。凹型喷嘴的射流孔位于阀座底部被称为阀座凹槽的槽中。VCO喷射的射流孔直接在阀座中，由于阀关闭后阀座仍有少量剩余燃油喷射，故其与凹型喷嘴相比尾气排放低。VCO喷嘴已在SAE报NO.88029公布，美国专利号是5467754，专利申请人是贝克。
孔型喷嘴的流道两端节流，在针阀开度最小值时形成一个降压，这两部分位于针阀接触面和针阀阀座的出口处。针阀阀座的降压导致有效喷射流的速度下降，由于射流孔压力降低，进而又使射流的效果变差。射流孔处的压力下降有利于射流产生，这取决于有多少压力转换成由喷嘴出口喷出的射流速度。
节流轴针式喷嘴是一种将圆柱体或其它形体插入锥形针阀尖部下面的针孔中，在阀座下面形成一种类似孔型喷嘴的环状射流孔。节流针阀在阀座处产生压降之后射流在针阀周围的环形空间也产生一个压降。针阀以最小值开启，阀座上的压降会使最大射流速度受到影响。但对节流轴针式喷嘴，其阀座流通面积随针阀开启增加而迅速增加，不久变得比针阀周围的环形空间的流通面积还大得多，以致于阀座上的压降可以忽略不计，针阀保留在流道内(至少是针阀开启不大时)，目的是按针阀形状决定的分布从喷嘴导向射流。
利用非节流轴针式喷嘴，即在阀座或直接在喷嘴的卸荷孔处产生射流速度的喷嘴可以减轻对喷嘴射流质量和效果的破坏。针阀扩展到接近其最低端形成一个偏转导流器可以产生一个0-120°角度内的锥形射流。“0°锥角针阀”没有扩大的偏转导流器，使柱形针阀形成一个同针阀直径相同的柱形射流。
非节流轴针式喷嘴直接将压力转换成速度，所以喷嘴阀座实际是喷嘴出口，使压力最大程度转换成流量而能量损耗最低。所谓的“非节流”轴针式喷嘴，在针阀与圆柱流道外壁之间形成的环形空间流通面积，比阀座孔面积大得多。相反，普通的“节流”轴针式喷嘴，在针阀与圆柱流道外壁间形成的环形空间流通面积比阀座孔面积小，环形空间将压力转换成速度后，起射流孔的作用。节流轴针式喷嘴已经对外公布，比如在《柴油喷射系统》192-194页，作者是罗伯特·博施。非节流轴针式喷嘴也公布在SAE报880299，美国专利号是3830433，专利权人是米亚克等人。由于阀座密封面磨损，因此为了改善密封性能，得到稳定的开放压力，传统的喷嘴针阀的锥形面锥度的选择比针阀顶部稍小，以产生一个1°的干涉角，形成一个后面称为“顶部接触”针阀，针阀顶部靠在阀座上端。
针阀开启很小时，检查顶部接触轴针式喷嘴的排流通道发现其在出口的横截面比进口横截面大，所以当流过扩散流道时燃油的流速降低，流速降低使经过阀座的速度降低，进而使射流的能量变小。另外，在针阀开启的最初阶段，传统的顶部接触针阀倾向偏心开启。典型的喷嘴针阀是在圆柱阀导向或导向衬套的喷嘴内进行同轴运动，衬套导向包围在位于针尖上部的针阀杆的周围，针阀杆与阀导向间必须有轴向间隙，使得针阀能坐到阀座上。当针阀开启值最小时，针阀相对喷嘴轴心线的位置由压力决定，直至针阀开启到占据了阀导向与针阀杆间的间隙为止，使针阀上方的圆柱形导向面可以进行导向作用。
贝努力原理要求压力与速度的关系成反比，顶部接触轴针式喷嘴，通过排流通道上端的窄道相对较慢。所以排流通道的上端部分压力比较高。如果针阀顶部由于某种原因离开了喷嘴轴线，通过顶部接触针阀和阀座的窄间隙的流体施加的高压倾向于使针阀顶部保持偏心，最终造成非对称射流。
本发明的主要目的是提供一种轴针式喷嘴，以改善针阀在开启较小时的喷射性能。
本发明的另一个目的是提供一种带针阀的轴针式喷嘴，针阀在开启较小时能自定心。
关于本发明的第一方面，这些目的是通过提供一种轴针式喷嘴，采用极其简单而有效的方法来完成的。该喷嘴使喷嘴针阀靠在阀座底部，即在相关阀座的底端而不是顶部。底部接触是通过在针阀顶部与阀座间提供一个负干涉角来实现的。阀座的一部分或针阀顶部的一部分最好都是锥台形，并且在阀座与针阀顶部间形成一个负干涉角，以便在针阀接触面上方形成一个排流通道，该通道的流通横截面直径从针阀接触面到阀座上端连续增加。
本发明的另一方面，该目的是通过提供一种喷嘴来完成的，该喷嘴结构具有(1)一个较低的针阀尖部；(2)一个喷嘴体，其中有一个与针阀尖部相配的阀座。接下来的步骤包括将针阀尖部安装在靠近喷嘴阀座孔的阀座上，以阻止液体由喷嘴射出，然后将针阀尖部由阀座提起喷射流体，让燃油从针阀尖部与阀座底部间形成的排流通道流过，之后流到针阀座，然后由阀座孔流出。
最好是在喷射步骤，对应的针阀开度排流通道横截面由阀座上端向针阀阀座不断缩小。液体(1)以递增速度通过排流通道；(2)在针阀座出口端以最大速度流过；(3)以实际最大速度从阀座孔流出。
压差是从环流道的上端到环流道下端形成，倾向于使针阀尖部与阀座同轴。对于底部接触阀，针阀偏离中心线会影响上述环形排流通道的压力分布，靠近环道壁的压力会因速度小而增加，反之亦然，这样使针阀自动定心。另一方面，对于顶部接触针阀在环形空间里，速度和压力的圆周分布变得不稳定，从而使针阀保持在偏心位置。
本发明的其它目的、特点及优点将在下述的详细描述及附图中得到表现。但需要说明的是，为说明本发明而给出的详细描述及特例仅仅是为了说明而不是仅限于此。只要不偏离本发明的精神，在本发明的范围内可以有许多的改变和改进，本发明包括所有这些改进。
优先推荐的本发明的实施例如附图所示，其中相同的参考号代表相同的零件。


图1表示的是底部接触轴针式喷嘴的一部分的纵剖视图，结构与推荐的实施例相符。
图2、图3是图1所示剖视图的局部放大图，图示的是针阀组件的开放和关闭位置。
图4是非节流轴针式和孔形喷嘴的流量系数对针阀开度曲线。
图5是底部接触轴针式喷嘴和顶部接触轴针式喷嘴排流通道底端流速对针阀开度曲线。
图6是零针阀轴针式喷嘴的局部剖视图，其结构是本发明的另一个实施例。
1.概述依照本发明，所提供的轴针式喷嘴，最好是非节流轴针式喷嘴，该喷嘴在喷嘴针阀的锥形顶部与配合锥形阀座间形成一个非负干涉角，使针阀与阀座接触于阀座底部而非顶部。这样的喷嘴在针阀座处，特别是针阀开启很小时，压力损失最小。从而使用于燃油加压的能量全部转化成动能。例如，实际喷射能量与理论最大喷射能量之比正比于出口速度的平方。所以针阀开度较小时喷射的分散度和穿透能力都得到很大提高。燃油通过位于锥形针阀顶部和锥形针阀阀座间的收敛直径的排流通道使喷嘴针阀在最小开度时自动定心，因此有助于保证对称喷射，进一步改善了喷射性能。上述及其它优点使喷嘴尤其适用于要求喷射量小的喷射系统，比如小型两冲程发动机的喷射系统或引燃点火气体燃料发动机喷射系统。
2.底部接触轴针式喷嘴结构参看图1-3，轴针式喷嘴10表示了本发明实施例的结构，喷嘴可用来喷射任何液体，特别适合将汽油或柴油喷入内燃机燃烧室内。因此，这里讨论喷嘴10用于燃油喷射器的情况，但应清楚，本发明包括适用喷射任何液体的轴针式喷嘴。
轴针式喷嘴10包括一个喷嘴体12，喷嘴体12内有一个针阀组件，针阀组件由喷嘴针阀14和阀座16组成。针阀14在孔18中滑动，并通过阀座16延伸至喷嘴体12。围绕针阀14较低部分形成一个压力室19，通过一个燃油进口通道20与压力油源(图未示)相接。针阀14的上端与针阀杆22相接，针阀由衬套或其它导向装置导向(图未示)，以便与孔18同心运动。针阀14靠针阀导向装置上方的回位弹簧压向阀座16。阀座16的下方在喷嘴体12里形成一个相对较短的圆柱形通道，开口朝喷嘴体12的底面26，目的见以下详述。
针阀组件的工作元件包括阀座16和针阀14的低端尖部28，最好参见图2和图3。阀座16一般直接加工在喷嘴体12内，成为孔18的底端部分，到阀座孔30处终止。针阀尖部28选配成(1)安装在阀座16上，阻止喷射；(2)由阀座16开启后喷射，此时针阀处于开启位置，在阀座16与针阀尖部28之间形成排流通道32(图2)，允许燃油从压力室19流出，通过所说的排流通道32，再通过阀座孔30喷出。阀座16和与阀座16配合起密封作用的针阀尖部28的一小部分是锥体或锥台形的(此处使用的锥体一词包括直角锥体及其它横截面由上至下递减的结构)。
针阀尖部28包括与阀座16配合的锥形部分34和由锥形部分34向下延伸的针栓36。锥形部分比阀座16长，但也可很短，甚至采用其它的形状，只要其相对阀座具有下面所述的“底部接触”。针栓36向下延伸至超出阀座16(至少针阀尖部28靠在阀座16上时)，通过圆柱形通道24向下至喷嘴体12底面26之外。图示的针栓36是采用锥形部分34延伸部分的形状，然后胫部38与导向器40连接，燃料的喷射角度取决于针栓36的配置，包括导向器40和胫部38的形状和大小，图中所示的导向器40与胫部38相比相对较大，可产生一个较大的喷嘴角。但本发明同样适用于所谓的零角度针栓，该针栓无导向器，代之以圆柱针栓零角度针栓产生的喷射角是与针栓直径相当的圆柱。本发明也适用于所谓的零针栓针阀，当针阀尖部28处于闭合或接触位置时，该针阀没有伸到圆锥阀座16之外的结构。已经发现，零针栓针阀产生很细的类似激光穿透能力很强的射流。
图示的具体结构中，轴针式喷嘴10，即所说的非节流轴针式喷嘴10，针栓36与圆柱通道24外表面间形成的间隙面积总是比阀座孔30的有效面积大，所以最小节流发生在阀座16的下游，这种结构保证了燃油以最大速度由喷嘴10排出-这是针阀开启很小时及燃油喷射量小时的一个重要考虑。但本发明也适用于所谓的节流轴针式喷嘴，其针栓与圆柱通道外表面间隙面积比阀座孔面积小，在阀座孔下游形成第二节流孔。
阀座锥形部分的夹角α和针阀锥形部分的夹角β是不同的，因而此间形成一个干涉角θ，以保证针阀有明显的接触面，该接触面沿阀座16的长度方向只有部分延伸，理论上包括线接触，通常的方法是使干涉角为正值，以便针阀接触面位于阀座上端。但根据本发明，该干涉角被设为负值，以便针阀尖部28的锥形部分34顶靠在阀座16底部配合面42上，或与阀座孔30相接，因而形成一个底部接触轴针式喷嘴。结果排流通道32的横截面由阀座孔30到其上端不断增加。干涉角θ必须足够大，以便使接触面在阀座底部需要的位置，但也必须充分小，以分散接触面上的作用力。避免针阀尖部28和阀座16上的应力过大。
干涉角θ最好在0.5°-2°之间，大多数情况下设为1°。
3.喷射器的工作原理及轴针式喷嘴的作用工作时，喷嘴10的针阀14一般是通过回位弹簧关闭或压在接触位置，如图3所示。当需要启动喷射过程时，燃油由燃油进口通道20输送到压力室19。当压力室19中的油压作用在针阀14上的开启力克服了弹簧作用的关闭力时，针阀开启。允许燃油流过排流通道32，经过配合面42，由阀座孔30流出，再由喷嘴10喷出，当压力室中的燃油压力减小到使开启力小于弹簧作用在针阀14上的关闭力时，针阀14关闭，结束喷射过程。
喷射角取决于导向器40的形状。在图示的结构中，导向器40可以产生一个约120°-125°的喷射角。但是如果针栓36被零角度针栓或零针栓针阀代替，该角度即可减少到0°。如图6所示，由零针栓针阀喷嘴110喷出的射流是象铅笔一样细的射流。零针栓针阀在锥形部分或锥台134的下端面134’下没有针栓伸出。
图6中的零针栓轴针式喷嘴110的其它所有部件与图1-3的轴针式喷嘴基本一样，标号在相应标号上增加100。
针阀关闭把弹簧力和碰撞力传给阀座16。因为配合面42靠近喷嘴体12的底面26，这些作用力会损坏喷嘴体12，但由于有圆柱形通道24，可减小局部应力集中。圆柱形通道24的壁位于配合面42与喷嘴体12的底面26之间，而且壁足够厚，足以抵抗底部接触针阀尖部28作用在喷嘴体12上的力。因此，尽管圆柱形通道24不是专门设计提供的，但仍需并入设计，加强喷嘴体12的底端部分。
采用底部接触轴针式喷嘴10有几个明显的工作优点。
首先，底部接触轴针式喷嘴10在小开度时表现出喷射性能的明显改善。这种改善的原因可以通过液体流过喷嘴的流动特性得到较好的理解。燃油喷射效果通常取决于、至少部分取决于压力转换成喷射速度的效率。这种转换可以通过计算阀座孔的实际喷射速度与理想的无压力损失最大速度的比值表示。沿排流通道任一点的实际喷射速度可通过燃油喷射体积流量除以排流通道该部分的流通面积来定义。
喷嘴的喷射效率可通过计算喷嘴流量或速度系数确定。速度系数由喷嘴出液孔的实际出口速度除以所施加压力产生的理论上最大的出口速度确定。此例适用于Re 33 270所述的蓄能型喷射器。为简化起见，只表示了喷射过程的开启部分。速度系数定义为喷嘴出口喷射速度与喷射压力产生的理论最大速度之比值。底部接触轴针式喷嘴(BSP)类似的顶部接触轴针式喷嘴(TSP)及类似的VCO喷嘴的流量系数对针阀开度的曲线分别为图中的曲线60，62和64。从这些曲线可看出在任何指定的微小针阀开度，BSP的流量系数比TSP的流量系数明显较大，比VCO的流量系数大得多。例如，当针阀开度为0.03mm，BSP、TSP、VCO的流量系数大约分别是0.65、0.40和0.25。当针阀开度超过0.35时(该点处BSP和TSP的流量变为收敛形)，TSP、BSP的流量系数基本相同，但由于进口喷射压力低，所以VCO的流量系数仍比较低。例如，当针阀开度为0.6mm时，BSP和TSP的流量系数超过0.95，而类似VCO孔型喷嘴的流量系数仍只有0.4。
在针阀开度0.0至0.035mm时，普通的TSP排流通道顶部的流通面积比在阀座孔处的面积小。另一方面，对所有针阀开度BSP排流通道在阀座孔30处流通面积小于排流通道32顶部处的流通面积。流量连续性定律要求BSP阀座孔30处流速小于排流通道32上端处流速。例如，当针阀开度0.005mm时，TSP喷嘴排流通道顶部流通面积为0.0125mm2。排流通道底端流通面积为0.025mm2，比率为0.5∶1.0。该值略一看似乎意义不大，但是考虑到，当处于相同的针阀开度和流量时，BSP10的流通面积在排流通道32顶部处为0.045mm2，在底部为0.0125mm，即在阀座孔30处。在相同针阀开度时，由于底部接触轴针式喷嘴10的排流通道30的流通面积是逐渐减小的，因此底部接触轴针式喷嘴阀座孔出口的喷射速度是顶部接触轴针式喷嘴的两倍。出于喷射动能与速度平方成正比，所以在相同针阀开度和体积流量时，底部接触轴针式喷嘴10的喷射能量将是类似的顶部接触轴针式喷嘴的四倍。
这些效果的重要性可以从图5中曲线70和72看出，这组曲线表示的BSP和TSP两种喷嘴排流通道底部的流速，表示针阀开度小于0.03mm时，BSP排流通道底部的流速比TSP排流通道底部流速大很多的曲线更能说明该效果的重要性。开度为0.01mm时，BSP的喷射速度为175m/s，而TSP为121m/s，能量比率为2∶1。
在针阀开度较小时，改善燃油流动的实际效果可以明显到惊人的程度，甚至在小开度部分仅是喷射循环的一小部分(即针阀完全开启至0.3mm到0.5mm，并在关闭前保持相当长的时间)的应用中这样优点更为明显，因为在小开度条件下，喷射的燃油占总燃油量的5％-10％。在不良喷射模式下即便很少百分比的燃油喷射也会显著增加碳氢化合物的排放量，会使某些应用中的发动机不能满足排放标准。当喷嘴应用于针阀开启较小时喷射的燃油百分比较大的情况时，这个问题变得尤为突出。这些应用包括每次喷射的燃油量较小的情况。例如小型二冲程汽油发动机的燃油供给或引燃点火气体燃料发动机的引燃燃料供给，在后一种发动机中最大针阀开度可小到0.01mm至0.02mm。
另外，该发明的底部接触轴针式喷嘴10不象传统的顶部接触轴针式喷嘴，它能在针阀开度小时自动定心。正如上面所讨论的，典型燃料喷射器的导套或其它导向结构不能使针阀定心，只有当针阀克服了针阀初开时的某一间隙才能定心。针阀初开时，针阀顶端偏离孔的轴中心线位置是很普遍的。燃油通过偏心针阀顶端和传统的顶部接触轴针式喷嘴渐宽排流通道时流动不稳定，使针阀进一步偏离中心，原因在上述技术背景中已述。结果出现非对称喷射模式。
相反，当燃油通过由底部接触轴针式喷嘴10的负干涉角θ形成的收敛排流通道32时，燃油通过最大间隙在排流通道32的顶端而不在底部。所以在排流通道顶部施加在针阀14上的径向力与顶部接触轴针式喷嘴施加的力相比是稳定的，通过底部接触轴针式喷嘴10排流通道32的流体所施加的力倾向于使偏心的针阀一顶部接触针阀再回到中心。
除了改善喷射过程开始段的喷射性能外，底部接触轴针式喷嘴10还可以减少喷射系统造成的废气排放。孔型喷嘴，甚至传统的顶部接触轴针式喷嘴，主要流道体积在针阀的下方，针阀关闭或需要终止喷射过程后，这里仍有燃油剩余。该剩下的燃油由喷嘴流出作为未燃烧碳氢化合物排出。正相反，由于轴针式喷嘴10配合面42在阀座16的底端，所以在配合面42的下方没有在针阀关闭后保留剩余燃油的流道体积。
针阀顶靠在锥形阀座16的底部使得接触面积最小，从而导致高调节比(最大供油量与最小供油量比率)，这是因为针阀开放和关闭压力几乎是一样。
利用轴针式喷嘴10增强的喷射性能可改善轴针式喷嘴各方面应用的功能，其中包括1.利用零度空心锥喷射模式产生高穿透力的射流。
2.当应用在美国专利第5392742号所述技术中产生非凝聚膨胀之喷射。
3.当用于冲击喷射，例如在SAE论文NO.940667中所述的喷射时，喷射能量最大。
4.暴露在气缸压力中的接触面积最小，因而使针阀再次打开将燃气排入喷嘴的倾向最小。
5.通过选择喷射压力，针阀开度，锥角和涡旋使喷射穿透能力的调节变得方便。
6.增强燃油在大流量时的喷射的能力，特别是当与上述贝克专利描述的蓄能型喷射器连用时。
只要不脱离本发明的精神，可以进行多种改变和改进。有些改变前面已详述，包括底部接触针阀在节流轴针式喷嘴而不是非节流轴针式喷嘴中的应用，以及用零度角针阀，甚至零针栓针阀替换图示针阀。本发明所包含的其它改进将在附后的权利要求书中详述。
权利要求
1.一种底部接触非节流轴针式喷嘴，其特征在于，包括(A)喷嘴体，它有一个锥形阀座，其直径由阀座孔底端到上端连续增大，形成夹角α；(B)可轴向移动的喷嘴针阀，与所述阀座有关，所说的喷嘴针阀包括一个针阀尖部，该针阀尖部可从(1)一个较低的配合位置，在该位置针阀与阀座接触以阻止流体流过喷嘴，移动到(2)一个开启位置，即所说针阀尖部与所说的阀座分开，允许液体流过针阀尖部与阀座间形成的排流通道，由阀座孔流出；至少针阀尖部的一部分具有锥台形的外表面，其直径由下端至上端连续增大，形成夹角β；所述的β角比所述的α角小，使得所述针阀接触位置位于所述阀座的底部。
2.如权利要求1所述的底部接触非节流轴针式喷嘴，其特征在于，β角比α角小1.0°。
3.如权利要求2所述的底部接触非节流轴针式喷嘴，其特征在于，β角为57°，α角为58°。
4.如权利要求1所述的底部接触非节流轴针式喷嘴，其特征在于，还包括在喷嘴体的阀座下方形成的圆柱形通道，该通道面积总是比阀座孔口大。
5.如权利要求4所述的底部接触非节流轴针式喷嘴，其特征在于，所述的喷嘴针阀还包括由针阀尖部向下延伸的圆柱形针栓，其直径比所述的圆柱形通道直径小。
6.如权利要求4所述的底部接触非节流轴针式喷嘴，其特征在于，所述的喷嘴针阀是零-针栓喷嘴针阀，不带从针阀尖部轴向延伸的结构。
7.一种底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，包括(A)带阀座的喷嘴体(B)喷嘴针阀，包括针阀尖部，有两种选择(1)位于阀座的配合面上，(2)相对阀座开启，允许液体流过所述阀座，再出喷嘴体流出，所述针阀配合面沿所说的阀座低端延伸一小部分。
8.如权利要求7所述的底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，所述阀座的一部分及针阀尖部的一部分都是锥台形的，它们之间形成的干涉角是负值，从而在阀座上形成一个排流通道，其横截面从配合面到阀座上端不断增大。
9.如权利要求7所述的底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，所述底部接触轴针式喷嘴是底部接触非节流轴针式喷嘴。
10.如权利要求7所述的底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，其喷嘴流量系数被定义为在相同工作条件下，喷嘴喷射出的实际速度除以理论上的最大速度，针阀开度0.03mm时，系数超过0.4。
11.如权利要求10所述的底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，所述喷嘴流量系数在针阀开度0.03mm时超过0.6。
12.如权利要求8所述的底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，干涉角在0.5°-2.0°之间。
13.如权利要求12所述的底部接触轴针式喷嘴，其特征在于，干涉角为1.0°。
14.一种喷嘴，其特征在于，包括(A)阀座；(B)可选择地固定在阀座上的喷嘴针阀，其中喷嘴流量系数定义为在相同的工作条件下喷嘴喷射流体的实际速度除以理论上的最大速度，针阀开度0.03mm时，系数超出0.5。
15.如权利要求14所述的喷嘴，其特征在于，流量系数在针阀开度0.03mm时为0.6。
16.如权利要求14所述的喷嘴，其特征在于，至少阀座的一部分和针阀尖部的一部分都是锥台形，它们之间形成的干涉角是负值，使得排流通道的横截面由配合面到阀座上端连续增加。
17.如权利要求16所述的喷嘴，其特征在于，干涉角在0.5°-2.0°之间。
18.一种喷嘴喷射液体的方式，其特征在于，包括(A)提供一个喷嘴，它具有(1)喷嘴针阀，包括较低的针阀尖部；(2)喷嘴体有一个与针阀配合的阀座；(B)使针阀尖部与阀座在邻近喷嘴阀座孔处接触以阻止液体从喷嘴喷出；(C)打开针阀，喷射液体，允许燃油流过针阀尖部与阀座间的排流通道，然后流过针阀座再由阀座孔喷出。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在步骤(C)，排流通道的横截面由阀座上端至指定针阀开度处的阀座连续减小，其中的液体(1)以递增速度流过排流通道，(2)以最大速度流过针阀座，(3)按实际的最大速度由阀座孔喷出。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，当针阀开启时，在排流通道上、下游形成的压差使针阀尖部相对阀座轴向定心。
21.一种零针栓轴针式喷嘴，其特征在于，包括(A)喷嘴体，具有一个锥台形阀座，其直径由下至上逐渐增大；(B)相对阀座可轴向移动的喷嘴针阀，喷嘴针阀包括一个较低针阀尖部，(1)可由针阀尖部靠在阀座上的一个较低的以阻止液体由喷嘴喷出的固定位置移动到(2)一个开启位置，针阀尖部与阀座分开允许液体流过针阀尖部与阀座间即针阀座间形成的排流通道，并由阀座孔排出，针阀尖部至少有一部分是锥台形外表面，其直径由下至上逐渐增大，针阀尖部没有由针阀尖部轴向向前延伸的任何结构。
22.如权利要求21所述的喷嘴，其特征在于，阀座直径以夹角α从阀座孔下端至上端递增，针阀尖部直径以β角从下端至上端递增，β角比α角小，以便针阀配合面在阀座的底端。
全文摘要
轴针式喷嘴,确切地说是非节流轴针式喷嘴,在喷嘴针阀的锥形尖部与配合锥台阀座间形成一个负值干涉角,目的是使接触面位于阀座的底部而不是顶部。得到的喷嘴在针阀座上没有速度的降低,甚至在针阀开度小时,所以最终将给液体加压的能量全部转变成动能。因此,针阀开度小时射流的分散度和穿透力都显著提高。燃油通过位于锥台形针阀尖部与锥台形针阀座间的收敛排流通道,使喷嘴针阀在小开度时自动定心,有助于保证对称喷射。
文档编号F02M61/06GK1198507SQ9810806
公开日1998年11月11日 申请日期1998年5月4日 优先权日1997年5月5日
发明者尼尔斯·J·贝克, 威廉·P·约翰逊, 克雷西米·格伯特, 侯清弘 申请人:贵州红林机械厂, 伺服产品国际公司