專利名稱：：內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于燃油噴嘴的，尤其涉及內(nèi)燃機(jī)的燃油噴嘴。
背景技術(shù)：
：內(nèi)燃機(jī)作為一種性能優(yōu)越的動(dòng)力機(jī)械，是應(yīng)用最廣泛，熱效率最高的熱機(jī)，它提供的功率占世界所有動(dòng)力裝置總功率的90%以上。但是，內(nèi)燃機(jī)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，如能源消耗、有害氣體排放、噪聲污染和生態(tài)平衡破壞等。因此，人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)及排放性能提出了越來(lái)越高的要求，并制定了相應(yīng)的法律和法規(guī)。上述問(wèn)題的改善取決于內(nèi)燃機(jī)的燃燒過(guò)程，柴油機(jī)的燃燒過(guò)程屬于噴霧燃燒。燃油與空氣之間的混合是控制燃燒過(guò)程的重要因素，而燃油噴霧的質(zhì)量直接決定了混合氣體的優(yōu)劣。因此，燃油的噴射霧化是影響內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程和性能好壞的決定性因素之一。用高壓噴射霧化的方法可增加燃油霧化效果。將油泵產(chǎn)生的高壓，經(jīng)輸油管將燃料在突然變細(xì)的噴嘴(?。縇)中噴出，以達(dá)到較佳的霧化效果。但是，此方法的缺點(diǎn)是噴油系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)，會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)的可靠性及成本等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是提供一種在降低了噴射壓力后其霧化效果仍能達(dá)到高噴射壓力時(shí)水平的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴嘴。本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，包括上噴嘴體l、下噴嘴體3及設(shè)置在上、下噴嘴體中間的混合室8，其特征在于，所述的下噴嘴體3的下端設(shè)置有壓電振子4，壓電振子4的圓心部位設(shè)置有噴孔7，噴孔7與混合室8相連通，所述壓電振子4與下噴嘴體3之間設(shè)置有導(dǎo)電膠6，所述上噴嘴體1和下噴嘴體3之間設(shè)置有絕緣層2。所述的絕緣層2為有機(jī)玻璃絕緣層。所述的絕緣層2為電木絕緣層。所述的壓電振子4為銻錳-鋯鈦酸鉛硬性壓電材料制成的切變模式壓電振子。所述的噴孔7的直徑為0.2mm。本實(shí)用新型的有益效果是，將壓電振子設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴上，構(gòu)成新的燃燒噴射系統(tǒng)。通過(guò)壓電振子在內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴上的應(yīng)用，提高了射流液體的霧化效果，在保證燃燒質(zhì)量的同時(shí)并將噴射系統(tǒng)的燃油壓力由7Mpa降低到3Mpa,有效地提高了系統(tǒng)的可靠性并降低了成本。圖l:是本實(shí)用新型燃油噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(a):是本實(shí)用新型燃油噴嘴低壓-3Mpa噴射圖;圖2(b):是現(xiàn)有技術(shù)燃油噴嘴低壓-3Mpa噴射圖；圖3(a):是本實(shí)用新型燃油噴嘴高壓-7Mpa噴射圖;圖3(b):是現(xiàn)有技術(shù)燃油噴嘴高壓-7Mpa噴射圖。附圖標(biāo)記如下1——上噴嘴體3——下噴嘴體5——電極7——噴孔2——絕緣層4——壓電振子6——導(dǎo)電膠8——混合室具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。幾十年來(lái)人們對(duì)壓電陶瓷的組成、結(jié)構(gòu)、機(jī)理及性能等進(jìn)行了大量的研究和規(guī)律性總結(jié)，并在工藝和技術(shù)方面不斷改進(jìn)^使壓電陶瓷性能大大提高，以滿足越來(lái)越廣泛和越來(lái)越苛刻的應(yīng)用要求。將壓電振子作為燃油噴射系統(tǒng)的激勵(lì)源，則是該材料應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的燃油噴嘴中的一個(gè)創(chuàng)舉。本實(shí)用新型的燃油噴嘴采用常規(guī)的金屬材料與常規(guī)的制造工藝制備。由圖l可以看到，燃油噴嘴的上噴嘴體1與下噴嘴體3之間設(shè)置有絕緣層2，使壓電振子4與上噴嘴體1絕緣，以防止短路。絕緣層2可以是有機(jī)玻璃或者電木等絕緣材料。絕緣層2與上、下噴嘴體采用丙烯酸脂膠層粘接，這種膠的剪切強(qiáng)度可達(dá)30MPa。噴孔7的直徑為0.2mm。為了有效地在壓電振子4的兩端施加交流電場(chǎng)，本實(shí)用新型采用日本住友《一夕，<卜株式會(huì)社生產(chǎn)的CRM1073A導(dǎo)電膠，將上、下噴嘴體與壓電振子粘結(jié)在一起，亦可采用其他類型的導(dǎo)電膠粘結(jié)。兩電極5外接交流電源25-30V。由于壓電振子4是在較高的交流電場(chǎng)諧振狀態(tài)下連續(xù)工作，因此要求壓電材料的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Q-和矯頑電場(chǎng)E。要大，且機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)K值要高。根據(jù)應(yīng)用要求，本實(shí)用新型選用了銻錳酸鉛Pb(Mn1/3Sb2/3)03(PMS)—鋯鈦酸鉛Pb(ZrTi)03(PZT)三元系壓電陶瓷材料的壓電振子，其相關(guān)壓電和介電性能列于表1。表l壓電振子的壓電和介電性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本實(shí)用新型采用漫射背景激光散射成像技術(shù)對(duì)射流噴射霧化過(guò)程進(jìn)行拍攝。采用該法獲得的照片可以濾掉從射流表面剝落的粒子，從而使液體射流未完全破碎部分的表面結(jié)構(gòu)得到突出與強(qiáng)化。因此，可以清楚地觀察液體射流表面波的發(fā)生過(guò)程。圖2(a)、圖2(b)、圖3(a)、圖3(b)是根據(jù)上述拍攝繪制的相關(guān)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較如下1.系統(tǒng)處于低噴射壓力(3MPa)時(shí)，本實(shí)用新型圖2(a)和現(xiàn)有技術(shù)圖2(b)的比較。2.較高噴射壓力(7MPa)時(shí)，本實(shí)用新型圖3(a)和現(xiàn)有技術(shù)圖3(b)的比較。3.本實(shí)用新型較低噴射壓力2(a)和本實(shí)用新型較高噴射壓力圖3(a)的比較。圖2(a)和圖2(b)示出本實(shí)用新型在低壓射流液體諧振態(tài)(諧振頻率577kHz)及現(xiàn)有技術(shù)表面波的發(fā)展過(guò)程。圖2(a)可見，在初始階段表面波幅度不大，液柱表面顯得光滑且完整，未呈現(xiàn)明顯的被撕裂現(xiàn)象。射流液體離噴嘴(畫面左端)越遠(yuǎn)，其波動(dòng)幅度越大，液柱被不斷撕裂和破壞，最終導(dǎo)致液體射流破碎為液滴。顯然，諧振時(shí)液體霧化效果顯著。由圖2(b)可見，自由射流液體在噴射過(guò)程中并不被破壞，一直保持柱狀，直到畫面右端線處才略有一點(diǎn)兒霧化效果，顯然，低壓自由射流的霧化效果極差。圖3(a)和圖3(b)表示本實(shí)用新型在較高噴射壓力下，系統(tǒng)處于諧振態(tài)和現(xiàn)有技術(shù)的噴射情況。在較高噴射壓力下，諧振和現(xiàn)有技術(shù)的噴射效果都非常好，顯然噴射壓力在此起主要作用，壓電振子產(chǎn)生激勵(lì)的影響微不足道。比較圖2(a)和圖3(a)，本實(shí)用新型系統(tǒng)處于諧振態(tài)時(shí)，低噴射壓力(3MP)和高噴射壓力(7MPa)的噴射霧化效果是相同的。當(dāng)系統(tǒng)處于諧振態(tài)，雖然噴射壓力小，但壓電振子阻抗最小，射流液體振幅最大且能量轉(zhuǎn)換效率最高，因此，壓電振子的應(yīng)用可大大減小系統(tǒng)的噴射壓力，這也正是本實(shí)用新型要達(dá)到的目的。另外，試驗(yàn)證明，激勵(lì)電壓越高，液體射流霧化效果越好，但電壓不可能無(wú)限增加。否則，在諧振、高場(chǎng)強(qiáng)和持續(xù)振動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致壓電振子的壓電性能迅速降低，且由于機(jī)械疲勞而導(dǎo)致振子的破碎。激勵(lì)電壓以不高于75V為佳。權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，包括上噴嘴體(1)、下噴嘴體(3)及設(shè)置在上、下噴嘴體中間的混合室(8)，其特征在于，所述的下噴嘴體(3)的下端設(shè)置有壓電振子(4)，壓電振子(4)的圓心部位設(shè)置有噴口(7)，噴口(7)與混合室(8)相連通，所述壓電振子(4)與下噴嘴體(3)之間設(shè)置有導(dǎo)電膠(6)，所述上噴嘴體(1)和下噴嘴體(3)之間設(shè)置有絕緣層(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，其特征在于，所述的絕緣層(2)為有機(jī)玻璃絕緣層。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，其特征在于，所述的絕緣層(2)為電木絕緣層。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，其特征在于，所述的壓電振子(4)為銻錳-鋯鈦酸鉛硬性壓電材料制成的切變模式壓電振子.5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，其特征在于，所述的噴孔(7)直徑為0.2mm。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴，包括上噴嘴體(1)、下噴嘴體(3)及設(shè)置在上、下噴嘴體中間的混合室(8)，其特征在于，所述的下噴嘴體(3)的下端設(shè)置有壓電振子(4)，壓電振子(4)的圓心部位設(shè)置有噴孔(7)，噴孔(7)與混合室(8)相連通，所述壓電振子(4)與下噴嘴體(3)之間設(shè)置有導(dǎo)電膠(6)，所述上噴嘴體(1)和下噴嘴體(3)之間設(shè)置有絕緣層(2)。本實(shí)用新型通過(guò)壓電振子在內(nèi)燃機(jī)燃油噴嘴上的應(yīng)用，提高了射流液體的霧化效果，在保證燃燒質(zhì)量的同時(shí)并將噴射系統(tǒng)的燃油壓力由7MPa降低到3MPa，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性并降低了成本。文檔編號(hào)F02M51/06GK201043505SQ20062015166公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2006年12月13日優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日發(fā)明者孫清池,陸翠敏,馬衛(wèi)兵申請(qǐng)人:天津大學(xué)