本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)燃油系統(tǒng)的噴油裝置，涉及一種帶不對(duì)稱擾動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)橢圓形噴孔噴油器，可在相同噴射壓力條件下，進(jìn)一步提高噴油嘴霧化質(zhì)量，促進(jìn)燃油/空氣的混合，優(yōu)化燃燒和排放。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的性能直接關(guān)系到燃油/空氣的混合質(zhì)量，進(jìn)而影響燃油的霧化、燃燒和排放，是影響內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性、排放性和動(dòng)力性的關(guān)鍵因素。

對(duì)噴霧射流霧化機(jī)理的研究表明，邊界條件突變、湍流、空氣擾動(dòng)和空化是射流破碎的幾種主要因素，因此改變邊界條件、增強(qiáng)湍流、加劇空氣擾動(dòng)或空化都可以提高射流霧化質(zhì)量。提高噴射壓力，減小噴孔直徑是現(xiàn)已被業(yè)內(nèi)認(rèn)可的提高燃油霧化質(zhì)量的方法，目前共軌式電控噴射系統(tǒng)可提供200—300MPa的噴射壓力，圓柱形噴孔直徑可達(dá)0.12mm左右。但是，噴射壓力的提高和噴孔直徑的減小，導(dǎo)致油泵功耗增加和可靠性下降，同時(shí)提高了噴油器針閥體與針閥精密偶件的加工制造要求。因而，改進(jìn)噴油器設(shè)計(jì)，以在相同的噴射壓力和噴孔直徑下獲得更優(yōu)的霧化、燃燒和排放性能是噴油器進(jìn)一步發(fā)展的有效途徑之一。

從通過(guò)橢圓形噴孔的射流中的橢圓渦環(huán)的演變理論可知，橢圓形渦環(huán)在長(zhǎng)短軸端點(diǎn)處曲率的差別，使其自誘導(dǎo)速度在長(zhǎng)短軸端點(diǎn)處也產(chǎn)生差別，從而產(chǎn)生橢圓射流長(zhǎng)短軸的換向，并使得橢圓射流與空氣混合能力增強(qiáng)。另外，研究還表明單相橢圓射流除了具有上述的渦結(jié)構(gòu)的自感應(yīng)變形特性通常還具有側(cè)向振蕩、飄動(dòng)和扭曲振蕩等3鐘不穩(wěn)定模式。這幾種不穩(wěn)定模式與幾何邊界條件關(guān)系緊密，且都可以增強(qiáng)射流破碎霧化。因而，人為創(chuàng)造橢圓不穩(wěn)定模式產(chǎn)生可以作為優(yōu)化噴油器設(shè)計(jì)的一種有效手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種帶不對(duì)稱擾動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)橢圓形噴孔噴油器，將噴油器原有的圓形噴孔改為橢圓形噴孔，同時(shí)在噴孔出口處內(nèi)側(cè)橢圓的短軸對(duì)應(yīng)圓周上加工凸起結(jié)構(gòu)，綜合橢圓和凸起結(jié)構(gòu)特性使得噴孔帶有強(qiáng)烈的不對(duì)稱擾動(dòng)，且增強(qiáng)了射流噴霧與空氣的混合能力，促進(jìn)射流表面表面波的形成與脫落破碎成液絲、液滴，優(yōu)化燃油霧化質(zhì)量、燃燒和排放。

本發(fā)明提出一種帶不對(duì)稱擾動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)橢圓形噴孔噴油器，使噴孔帶有強(qiáng)烈的不對(duì)稱擾動(dòng)，增強(qiáng)射流噴霧與空氣的混合能力。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種帶不對(duì)稱擾動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)橢圓形噴孔噴油器，包括針閥體、針閥、噴孔和凸起結(jié)構(gòu)，所述針閥置于針閥體內(nèi)，針閥體和針閥組成一付精密偶件；在所述針閥體頭部設(shè)有至少一個(gè)噴孔，所述噴孔橫截面為橢圓形，且出口帶有凸起結(jié)構(gòu)。

所述噴孔中心線與針閥中心線夾角為0～90°，且所述噴孔圍繞噴孔的中心線旋轉(zhuǎn)0～360°放置；所述凸起結(jié)構(gòu)位于噴孔出口處內(nèi)側(cè)下方。

特別地，當(dāng)所述噴孔中心線與針閥中心線夾角為0°(即豎直單孔)時(shí)，所述凸起結(jié)構(gòu)位于噴孔出口橢圓橫截面的短軸端點(diǎn)對(duì)應(yīng)圓周上。

所述凸起結(jié)構(gòu)為1～3個(gè)，為凸尖型實(shí)體。所述凸起結(jié)構(gòu)最大高度為所述噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)徑的0.1～0.15倍，每個(gè)所述凸起結(jié)構(gòu)沿噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)圓周方向上分布的最大長(zhǎng)度為所述噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)徑的0.1～0.15倍，相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)間距離為噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)徑的0.35～0.6倍，且無(wú)需均布。

所述凸起結(jié)構(gòu)為采用焊接或結(jié)晶法制造而成。

本發(fā)明具有的特點(diǎn)是：

將噴油器原有的圓形噴孔改為橢圓形噴孔，同時(shí)在噴孔出口處內(nèi)側(cè)橢圓的短軸對(duì)應(yīng)圓周上加工凸起結(jié)構(gòu)，噴孔出口的凸起結(jié)構(gòu)和橢圓形噴孔結(jié)構(gòu)共同作用，加劇了射流的非對(duì)稱擾動(dòng)，同時(shí)橢圓射流噴霧的換向使得空氣卷吸量大大增加，提高了燃油/空氣混合質(zhì)量，使射流霧化質(zhì)量提高，燃燒更加快速、充分。在相同噴射壓力條件下，內(nèi)燃機(jī)可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)性能、排放性能和動(dòng)力性能。

附圖說(shuō)明

圖1一種帶不對(duì)稱擾動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)橢圓形噴孔噴油器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A-A部分局部放大圖；

圖3為三種橢圓放置方式與凸起結(jié)構(gòu)相對(duì)位置大小示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：1、針閥體；2、針閥；3、噴孔；4、凸起結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

本發(fā)明一種帶不對(duì)稱擾動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)橢圓形噴孔噴油器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括針閥體1、針閥2、噴孔3、凸起結(jié)構(gòu)4。針閥2置于針閥體1內(nèi)，針閥體1和針閥2組成一付精密偶件；在針閥體1頭部設(shè)有至少一個(gè)噴孔3，噴孔3橫截面為橢圓形，且出口帶有凸起結(jié)構(gòu)4；凸起結(jié)構(gòu)4位于噴孔3出口處內(nèi)側(cè)下方。圖2為圖1中A-A部分局部放大圖。

凸起結(jié)構(gòu)4為1-3個(gè)，為凸尖型實(shí)體。凸起結(jié)構(gòu)4最大高度為噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)徑的0.1～0.15倍，每個(gè)凸起結(jié)構(gòu)沿噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)圓周方向上分布的最大長(zhǎng)度為噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)徑的0.1～0.15倍，相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)4間距離為噴孔橢圓橫截面長(zhǎng)徑的0.35～0.6倍，且無(wú)需均布。凸起結(jié)構(gòu)4為采用焊接或結(jié)晶法制造而成。

噴孔3中心線與針閥2中心線夾角能為0～90°，且噴孔能圍繞自身中心線旋轉(zhuǎn)0～360°放置。。故噴孔出口橫截面橢圓可以有多種放置方式。圖3為噴孔3出口橫截面示意圖，反映橢圓放置與凸起結(jié)構(gòu)相對(duì)大小示意圖，這里給出了幾種橢圓放置方式和凸起結(jié)構(gòu)相對(duì)于噴孔橢圓圓周的局部放大示意圖。圖3a中橢圓長(zhǎng)軸與水平面平行，3b為3a中橢圓旋轉(zhuǎn)90°的位置，3c為3a中橢圓旋轉(zhuǎn)某一角度的位置。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。