[發明專利]噴嘴

有效

• 申請號: 200980145359.5
• 申請日: 2009-11-12
• 公開（公告）號: CN102216602A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: N·古爾拉斯;L·多拉道西;C·加斯;C·勒西尤
• 申請（專利權）人: 德爾福技術控股有限公司
• 主分類號: F02M61/18
• 分類號: F02M61/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宋寶庫

技術領域

本發明涉及一種噴嘴。更具體地，本發明涉及改進的噴嘴的形成和輪廓，所述噴嘴用于將流體從內部噴嘴體積噴射成外部體積。本發明特別適用于燃料噴射系統，但是也可應用于采用噴嘴布置將流體從第一體積噴射成第二體積的任何裝置。

背景技術

對于使用直接噴油技術的內燃機，燃料通常是從采用多孔噴嘴設計的噴嘴噴射的，在所述多孔噴嘴設計中每個獨立孔(噴嘴出口)都具有由專用工具精密制造的內部幾何形狀。該內部孔幾何形狀被限定并優化以便獲得允許燃料和空氣在燃燒室內快速混合的高效液體燃料霧化性能。這種優化導致較低的廢氣排放、優化的燃燒噪聲和較低的燃料消耗。

為改進燃料／空氣混合的現有努力包括將孔的入口制成圓角，應當理解的是，孔入口的圓角增加噴嘴的流量系數，從而增加噴霧動量并且導致燃燒室內更好的燃料混合。這種類型的圓角使用具有磨粒的糊劑來實現，但是所述圓角具有制造過程冗長的缺點，而制造過程冗長會影響噴嘴的總體制造成本。

最近(例如參見申請人的EP0352926、EP1669157和EP1669158)已經提出，錐形孔的使用能夠在減少制造過程時間和成本的同時提供等效的噴嘴效率性能(與具有圓角孔口的噴嘴相比)。在過去，由因數K_factor表示的錐形孔角度(逐漸減小的)的特性，所述因數K_factor限定如下：

其中D_in和D_out分別是以微米(μm)為單位的噴嘴入口直徑和噴嘴出口直徑。

當前可用的噴嘴產品具有在1到2.5之間的典型K_factor值，該K_factor值與孔入口和孔出口之間的10至25μm的孔直徑減小量相等(通常，噴嘴孔本身的長度是1mm=1000μm)。應當指出，這些K_factor值已通過涉及噴射的物理過程的現有知識并且還通過現有制造設備布置被確定。

可通過噴嘴流量系數C_d表示噴嘴孔效率的特性，所述噴嘴流量系數C_d是使用柏努利公式計算的，所述柏努利公式如下：

其中Q是測量的孔流動速率、P_in和P_out分別是入口孔壓力和出口孔壓力(燃料噴射壓力和可以是燃燒室氣體壓力的背壓)、s_out是孔出口截面并且ρ是入口孔壓力和溫度條件下的液體燃料密度。

供汽車在制造期間應用的Cd值通常測量為在0.80和0.88之間(噴嘴上游壓力是101巴而噴嘴下游壓力是1巴)，而且應當指出，現有的公知孔設計不能提供大于0.88的噴嘴孔流量系數。

噴嘴孔設計中的一個進一步的因素是孔需要被制造的精度，以便噴嘴孔有效地操作。關于這點，應當指出，設計成K_factor值在1和2.5之間的孔對孔的長度敏感，使得孔長度的變化可潛在地對噴嘴性能構成不利影響。因而現有噴嘴中的噴嘴孔的機加工需要高規格的精度，從而導致冗長并且昂貴的制造過程。

因此，本發明的目的是提供一種克服或基本減輕上述問題的噴嘴。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種用于噴射流體的噴嘴，該噴嘴包括：噴嘴本體和限定用于流體的流動通道的噴嘴孔，所述流動通道包括通道壁，并且噴嘴孔具有通過流動通道與出口流體連通的入口，其中，入口大于出口，而且在通過入口和出口并沿著流動通道的至少一個截面中，對于流動通道的絕大部分長度內的所有距離X，所述噴嘴孔由下述條件限定：

45微米／毫米，其中S=通道壁分隔值，并且X是距入口的距離。

本發明提供一種噴嘴，該噴嘴具有錐度遠大于常規噴嘴設計的錐形噴嘴孔(入口大于出口)。更具體地，應當指出，如果沿著孔的長度截取一片(截面)，那么對該截面的絕大部分而言，條件|dS/dx|（即壁分隔值(相對的內孔壁)隨距離的變化率的量值)?對于所述絕大部分內所有距離X將大于每毫米45微米。