喷嘴结构和动力装置的制作方法

1.本实用新型涉及动力装置冷却技术领域，尤其涉及一种喷嘴结构和动力装置。


背景技术：

2.为降低污染，保护环境，国家排放法规日趋严格，世界各大汽车公司都在为提高发动机性能而投入重金。为满足汽油机高性能要求，大多数主机厂一方面采用缸内直喷和涡轮增压等技术，另一方面大力降低发动机的重量和尺寸，减轻整车的有效质量，这两个方面造成了发动机的升功率不断提升。发动机升功率不断提升，带来的直接影响是发动机的热负荷增加，燃烧室和活塞的工作温度升高。然而，过高的活塞温度将引起活塞膨胀烧蚀、油液碳化、摩擦加剧等严重问题，同时还可能导致汽油机产生爆震和拉缸等现象，发动机的可靠性和使用寿命也会大打折扣。
3.为解决燃烧室和活塞的温度过高的问题，常设置冷却喷嘴喷射油液进行冷却和润滑。目前的技术方案中喷嘴是固定的，喷射的油液只能覆盖很小的面积，冷却效果有限。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种喷嘴结构和动力装置，设置旋转的喷嘴，使得喷出的油液能够覆盖更大的面积，提升冷却效果。
5.为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
6.第一方面，本实用新型提供一种喷嘴结构，包括喷油管和旋转组件，所述喷油管内设有第一油道，所述旋转组件与所述喷油管转动连接，且所述旋转组件部分伸入所述第一油道，所述旋转组件内设有第二油道，所述旋转组件开设有进油孔和喷油孔，所述进油孔连通所述第一油道和所述第二油道，所述喷油孔的入口与所述第二油道连通，且所述喷油孔的出口与所述旋转组件的转动轴线具有间隔距离；油液从所述第一油道经所述进油孔进入所述第二油道，并从所述喷油孔喷出，油液在所述第一油道流动推动所述旋转组件相对所述喷油管旋转，以使所述喷油孔向四周喷射油液。
7.一种实施方式中，所述旋转组件包括涡轮和旋转轴，所述涡轮连接在所述旋转轴的一端，所述涡轮容置在所述第一油道，所述进油孔和所述第二油道开设在所述旋转轴。
8.一种实施方式中，所述涡轮包括转动轴和连接在所述转动轴上的多个叶片，多个所述叶片在所述转动轴的周向上间隔设置，所述转动轴与所述旋转轴连接。
9.一种实施方式中，所述喷油管和所述旋转轴同向延伸，所述转动轴与所述旋转轴平行。
10.一种实施方式中，所述旋转组件还包括轴承和支撑件，所述轴承的外圈与所述喷油管连接，所述轴承的内圈与所述支撑件连接，所述旋转轴穿设于所述支撑件。
11.一种实施方式中，所述旋转组件还包括喷头，所述喷头连接在所述旋转轴背向所述涡轮的一端，所述喷头内设有喷油腔，所述喷油腔与所述第二油道连通，所述喷油孔开设在所述喷头上。
12.一种实施方式中，所述旋转组件还包括喷嘴，所述喷嘴设置在所述喷头上，所述喷嘴中部开设所述喷油孔，所述喷嘴相对所述喷头的外周表面凸出。
13.一种实施方式中，所述喷嘴的数量为多个，多个所述喷嘴中心对称地布置。
14.一种实施方式中，所述喷油管包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，所述第一油道在所述第一管段和所述第三管段处的直径大于在所述第二管段处的直径，所述涡轮位于所述第二管段的所述第一油道，所述旋转轴位于所述第一管段的所述第一油道，所述旋转轴与所述第一管段转动连接，油液依次流经所述第三管段、所述第二管段和所述第一管段的所述第一油道。
15.一种实施方式中，所述进油孔的数量为多个，多个所述进油孔沿所述旋转轴的轴向和/或周向间隔地设置。
16.一种实施方式中，还包括进油管和阀座，所述进油管和所述喷油管均设置在所述阀座上，所述进油管用于与油液泵连接，油液从所述进油管经所述阀座输送到所述喷油管。
17.第二方面，本实用新型还提供一种动力装置，包括第一方面各种实施方式中任一项所述的喷嘴结构。
18.通过设置喷油管和旋转组件，油液从喷油管流动至旋转组件向外喷射时，流动的油液推动旋转组件相对喷油管旋转，而喷油孔的出口与旋转组件的转动轴线具有间隔距离，使得旋转组件转动带动喷油孔作圆周运动，油液从喷油孔喷出时会覆盖四周的区域，相比于现有技术，增大了喷嘴结构喷出的油液的覆盖面积，可提升冷却和润滑动力装置关键零部件的效果。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为一种实施例的喷嘴结构的结构示意图。
21.图2为一种实施例的喷嘴结构的部分结构示意图。
22.图3为一种实施例的喷嘴结构的部分结构示意图。
23.图4为一种实施例的喷嘴结构的剖视结构示意图。
24.附图标记说明：
25.100-喷嘴结构；
26.10-进油管；
27.20-阀座；
28.30-喷射头，301-第一油道，302-第二油道，303-进油孔，304-喷油腔，305-喷油孔，31-喷油管，311-第一管段，312-第二管段，313-第三管段，32-旋转组件，321-涡轮，322-旋转轴，323-轴承，324-支撑件，325-喷头，326-喷嘴。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案
进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
30.请参考图1，本实用新型实施例提供一种喷嘴结构100，包括进油管10、阀座20和喷射头30，进油管10和喷射头30均设置在阀座20上，进油管10用于与油液泵(图中未示出)连接，油液泵泵送油液经进油管10到阀座20，阀座20用于控制是否向喷射头30供油，也可分配油液的流量，从阀座20流出的油液经喷射头30喷射到动力装置的活塞、曲柄等关键零部件上，从而对发动机的关键零部件进行冷却，同时油液还具有润滑效果，可以提升关键零部件的减摩擦效果，减少机械损耗，提升燃油经济性、可靠性和耐久性。动力装置可包括发动机，上述的关键零部件可为发动机内部的各种结构。油液可为机油、润滑油、冷却油等。
31.请结合图1和图4，喷射头30包括喷油管31和旋转组件32。
32.喷油管31的一端与阀座20连接，喷油管31内设有第一油道301，油液从阀座20流入第一油道301。旋转组件32与喷油管31远离阀座20的一端转动连接，且旋转组件32伸入第一油道301。
33.旋转组件32内设有第二油道302，旋转组件32开设有进油孔303和喷油孔305，进油孔303位于第一油道301，并连通第一油道301和第二油道302，喷油孔305位于喷油管31的外部，喷油孔305的入口与第二油道302连通，喷油孔305的出口与旋转组件32的转动轴线具有间隔距离。
34.油液从第一油道301经进油孔303进入第二油道302，并从喷油孔305喷出，油液在第一油道301流动推动旋转组件32相对喷油管31旋转，以使喷油孔305向四周喷射油液。
35.第一油道301、第二油道302、进油孔303和喷油孔305的横截面均可为圆形，可方便加工制作，当然，也可为其他任意可行的形状，本实施例不做限制。
36.喷油管31和旋转组件32的主体材质为硬质材料，具体如金属或金属合金、耐高温的高分子材料等，使得喷油管31和旋转组件32具有足够的结构强度。喷油管31的局部也可设置为具有延展性或弹性的材料，使得喷油管31可局部弯折，方便喷油管31安装或调整到合适的位置。
37.旋转组件32与喷油管31的转动连接方式可为任意可行的方式，应当理解的是，旋转组件32一方面与喷油管31转动连接，另一方面，旋转组件32还密封喷油管31，避免油液从第一油道301中通过旋转组件32和喷油管31的间隙流出。
38.可选的，喷油孔305可以为直线延伸的形状，其延伸方向相对旋转组件32的转动轴线倾斜。喷油孔305可呈自旋转轴322向逐渐远离喷油管31的方向延伸，即喷油孔305的入口比出口更靠近第一油道301。可选的，喷油孔305的延伸方向相对旋转组件32的转动轴线倾斜的角度可为15
°‑
75
°
，进一步可选的，喷油孔305的延伸方向相对旋转组件32的转动轴线倾斜的角度可为30
°‑
60
°
，进一步可选的，喷油孔305的延伸方向相对旋转组件32的转动轴线倾斜的角度可为30
°
、45
°
、60
°
等。
39.其他可选的，喷油孔305呈如“l”形等弯折延伸的形状。
40.本实施例中，通过设置喷油管31和旋转组件32，油液从喷油管31流动至旋转组件32向外喷射时，流动的油液推动旋转组件32相对喷油管31旋转，而喷油孔305的出口与旋转组件32的转动轴线具有间隔距离，使得旋转组件32转动带动喷油孔305作圆周运动，油液从
喷油孔305喷出时会覆盖四周的区域，相比于现有技术，增大了喷嘴结构100喷出的油液的覆盖面积，可提升冷却和润滑动力装置关键零部件的效果。
41.此外，可根据动力装置的负载情况调整油液泵的泵送油液的流量，当负载较低时油液的流量较小，进而在第一油道301的油液的流速较低，使得旋转组件32的转速较低；当负载较高时油液的流量较大，进而在第一油道301的油液的流速较高，使得旋转组件32的转速较高，从而实现全工况的动力装置关键零部件的冷却和润滑要求。
42.一种实施例中，请参考图1、图3和图4，旋转组件32包括涡轮321和旋转轴322，涡轮321连接在旋转轴322的一端，涡轮321容置在第一油道301，进油孔303和第二油道302开设在旋转轴322。
43.旋转轴322呈直线延伸的杆状，其横截面可为圆形。涡轮321包括转动轴和连接在转动轴上的多个叶片，多个叶片在转动轴的周向上间隔设置，转动轴与旋转轴322连接。油液流动作用在涡轮321的多个叶片上，涡轮321的多个叶片带动转动轴转动，进而带动旋转轴322转动。旋转轴322的延伸方向即为旋转组件32的转动轴线。
44.通过设置涡轮321和旋转轴322，在第一油道301流动的油液能通过涡轮321带动旋转轴322转动，进而带动喷油孔305转动，驱动方式简单。
45.其他可选的，也可通过其他任意可行的方式驱动喷油孔305转动。
46.可选的，请参考图1、图3和图4，喷油管31和旋转轴322同向延伸，涡轮321的转动轴与旋转轴322平行。旋转轴322沿直线延伸，喷油管31在对应旋转轴322的位置处为沿直线延伸。应当理解的是，喷油管31在远离旋转轴322的位置处可沿直线或曲线延伸，也可进行弯折等。涡轮321的转动轴与旋转轴322平行，可以是涡轮321的转动轴与旋转轴322同轴或具有间隔距离，涡轮321的转动轴可与旋转轴322一体成型，也可以是涡轮321的转动轴线与旋转轴322通过焊接等方式连接为一体。如上设置，可以使得旋转轴322和涡轮321有足够的转动和布置空间，旋转轴322可做的较长，可方便在细长的喷油管31内进行布置，使得第一油道301内的较小的油液流动就可驱动涡轮321和旋转轴322转动。同时，涡轮321的转动轴和旋转轴322平行可以使得转动更为顺畅，减小阻力。
47.可选的，进油孔303的数量为多个，多个进油孔303沿旋转轴322的轴向和/或周向间隔地设置。设置多个进油孔303，可以提升从第一油道301进入到第二油道302的油液的流量，提升油液流动的效率。
48.一种实施例中，请参考图1、图3和图4，旋转组件32还包括轴承323和支撑件324，轴承323的外圈与喷油管31连接，轴承323的内圈与支撑件324连接，旋转轴322穿设于支撑件324。
49.轴承323可为圆柱轴承323，承受力较大，可靠性高。支撑件324可呈板状，支撑件324封闭第一油道301。支撑件324的圆心处开有通孔，旋转轴322穿过该通孔，旋转轴322与支撑件324之间可设密封圈等结构。通过设置轴承323和支撑件324，使得旋转轴322与喷油管31之间的相对转动以轴承323为媒介，摩擦阻力小，能够更灵敏的响应第一油道301内油液的流动。
50.其他实施例中，旋转轴322与喷油管31之间的相对转动也可不通过轴承323为媒介，而是通过其他任意可行的方式。
51.一种实施例中，请参考图1、图3和图4，旋转组件32还包括喷头325，喷头325连接在
旋转轴322背向涡轮321的一端，喷头325内设有喷油腔304，喷油腔304与第二油道302连通，喷油孔305开设在喷头325上。喷头325位于支撑件324背向涡轮321的一侧，喷头325的横截面也可为圆形。喷头325可与旋转轴322为一体式结构。喷油腔304的横截面也可为圆形，喷油腔304横截面的尺寸(直径)可比第二油道302横截面的尺寸更大，使得喷油腔304形成第二油道302流过来的油液的临时储存场所。喷油腔304也可第二油道302的一部分，也即喷油腔304横截面的尺寸和第二油道302横截面的尺寸相同。要使得油液通过喷油孔305形成喷射的效果，需要喷油孔305具有较长的延伸距离，因此，设置喷头325可以使得喷油孔305具有足够的设置空间，以形成油液喷射的效果。
52.可选的，请参考图1、图3和图4，旋转组件32还包括喷嘴326，喷嘴326设置在喷头325上，喷嘴326中部开设喷油孔305，喷嘴326相对喷头325的外周表面凸出。
53.喷嘴326可与喷头325为一体式结构，喷嘴326的横截面可为圆形。通过设置喷嘴326，可以使得喷油孔305具有更长的延伸距离，使得油液形成的喷射效果更好。
54.进一步可选的，请参考图1、图3和图4，喷嘴326的数量为多个，多个喷嘴326中心对称地布置。
55.多个喷嘴326形成多个喷油孔305，油液依次通过第一油道301、进油孔303、第二油道302流到喷油腔304，并在喷油腔304分配到各个喷油孔305，旋转轴322转动带动喷头325及其上的多个喷嘴326同步转动，使得旋转轴322转动一圈时，每个喷头325都完成一圈的油液喷射，多个喷头325共同实现了多圈的油液喷射，提升了喷射到发动机关键零部件上的油液的量，进一步提升了对发动机关键零部件的冷却和润滑效果。
56.请参考图1、图2和图4，喷油管31包括依次连接的第一管段311、第二管段312和第三管段313，第一油道301在第一管段311和第三管段313处的直径大于在第二管段312处的直径，涡轮321位于第二管段312的第一油道301，旋转轴322上开设的进油孔303位于第一管段311的第一油道301，旋转轴322与第一管段311转动连接，油液依次流经第三管段313、第二管段312和第一管段311的第一油道301。
57.其中，第一管段311、第二管段312和第三管段313中的任意相邻两段或三段可为一体式或分体式结构，如图2示出了第一管段311与第二管段312为分体式结构的实施例，分体式结构可方便安装，也便于对现有的冷却喷嘴进行改进，即只需新增一第一管段311和旋转组件32，直接将第一管段311与现有的喷油管31连接即可，可在最小的成本下实现对现有的冷却喷嘴的升级改造。第一管段311和第二管段312可为不可变形的结构，以具有良好的结构稳定性和支撑性，以使得旋转组件32可以稳定的旋转，第三管段313可为可变形的结构，以适应各种位置的发动机关键零部件的冷却和润滑需求。
58.设置第二管段312的直径更小，油液从第三管段313流到第二管段312处时，由于第一油道301的尺寸缩小，在第二管段312处的油液流速加快，更快的流速更有利于驱动涡轮321转动。而油液从第二管段312流到第一管段311处时，为使得油液能够更多的通过旋转轴322上的进油孔303进入第二油道302，需使得第一管段311处的油液流速尽可能的低，故设置第一管段311处的第一油道301的直径更大些。第一管段311和第三管段313处的第一油道301的直径的关系可不做限定。
59.请参考图1至图4，本实用新型实施例还提供一种动力装置，包括本实用新型实施例提供的喷嘴结构100。本实施例的动力装置可为各种包括发动机的设备，如汽车、工程机
械、特种车辆等。
60.本实用新型实施例的动力装置，通过设置喷油管31和旋转组件32，油液从喷油管31流动至旋转组件32向外喷射时，流动的油液推动旋转组件32相对喷油管31旋转，而喷油孔305的出口与旋转组件32的转动轴线具有间隔距离，使得旋转组件32转动带动喷油孔305作圆周运动，油液从喷油孔305喷出时会覆盖四周的区域，相比于现有技术，增大了喷嘴结构喷出的油液的覆盖面积，可提升冷却和润滑动力装置关键零部件的效果。
61.以上所揭露的仅为本实用新型的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。