[發(fā)明專利]一種多孔擠壓旋流噴射閥

在審

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• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106948909A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱明健;居鈺生;夏少華;姚本容;陳霍;胡振奇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01N3/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 祁文彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔擠壓旋流噴射閥，用于對噴霧質(zhì)量有較高要求的流體直接噴射霧化領(lǐng)域，尤其涉及用于內(nèi)燃機中排氣裝置的噴射器和/或計量閥。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境問題和能源危機的日益嚴(yán)峻，排放法規(guī)日益嚴(yán)格，越來越多的節(jié)能減排技術(shù)被應(yīng)用在車輛上，其中SCR(選擇性催化還原)是一種將還原劑如尿素溶液噴入到發(fā)動機廢氣流中凈化氮氧化合物排放的技術(shù)。尿素溶液這種液體還原劑噴入到排氣管內(nèi)，需要盡快地蒸發(fā)、熱解產(chǎn)生氨氣，否則會影響氮氧化合物的轉(zhuǎn)化效率，甚至大液滴會產(chǎn)生排氣管的結(jié)晶問題，堵塞排氣管，因此對噴射閥的霧化質(zhì)量提出了較高的要求。

專利CN201020521660.1中所描述的尿素噴射器，主要是通過在閥座上設(shè)計能形成紊流的臺階孔來改善尿素溶液的流動狀態(tài)，來改善尿素溶液的噴霧質(zhì)量，而噴孔板無特別的結(jié)構(gòu)設(shè)計，只是在平板式的噴孔板上加工至少一個噴孔。此種結(jié)構(gòu)的尿素溶液噴射閥，噴霧質(zhì)量一般，液滴平均直徑較大。

專利CN200910096849.2中所描述的汽油機旋流式噴油器，主要是通過在閥座上加工大直徑的噴孔，同時在閥座上加工至少一個導(dǎo)流槽，當(dāng)閥芯上移時，至少一個導(dǎo)流槽與噴孔相連通。該專利從改善燃油的流動狀態(tài)，使燃油從噴孔噴出后成傘狀展開，最終改善噴霧的質(zhì)量。但此種單孔大直徑噴孔式汽油旋流噴油器，由于噴孔直徑較大，所以出口液滴初始粒徑大，霧化質(zhì)量改善有限。

專利CN200710162684.5中所述的燃料噴射閥，主要是通過在噴孔部件上設(shè)置多個噴孔，同時利用噴射孔上游產(chǎn)生的紊流來減小噴射粒徑，但需要避免相鄰噴霧之間的干涉。

本發(fā)明利用多孔擠壓旋流噴射，通過在噴孔板上設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的多孔旋流流道，可在更小的尺寸空間上，很大程度地改善噴霧質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提升現(xiàn)有尿素溶液噴射器的噴霧質(zhì)量，提供一種流體噴射閥，通過多孔擠壓旋流噴孔板的特殊結(jié)構(gòu)，顯著增強液滴初始破碎效果，降低貫穿距離，改善噴霧質(zhì)量。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種多孔擠壓旋流噴射閥，包括閥套，閥套內(nèi)設(shè)置有閥座，閥座內(nèi)開設(shè)有用于放置密封鋼球的容置腔，密封鋼球與閥座分離接觸的面為密封面，閥座下端面為流體出口端面，貫穿密封面與流體出口端面開設(shè)有一個比密封面的直徑縮徑的閥孔，還包括多孔擠壓旋流噴孔板，多孔擠壓旋流噴孔板的一個端面緊貼于流體出口端面設(shè)置，所述多孔擠壓旋流噴孔板設(shè)置有至少一個腰型的旋流流道，每個旋流流道由螺旋形外側(cè)壁、弧線形內(nèi)側(cè)壁和進(jìn)口側(cè)壁之間以弧線相切方式過渡連接形成，旋流流道的旋流中心或偏置地開設(shè)有一個貫穿多孔擠壓旋流噴孔板板厚的噴孔，且弧線形內(nèi)側(cè)壁最遠(yuǎn)突起邊沿超過噴孔的邊沿。本發(fā)明取消了常規(guī)旋流流道結(jié)構(gòu)需要設(shè)計回旋連接用通路，從閥孔進(jìn)入的液體直接進(jìn)入旋流流道進(jìn)行旋流，因此產(chǎn)生旋流所需尺寸更小，易于實現(xiàn)噴射閥頭部的小型化。

優(yōu)選地，多孔擠壓旋流噴孔板的形狀為平底碗型或圓盤形，多孔擠壓旋流噴孔板的內(nèi)壁面與閥座的流體出口端面貼合。

進(jìn)一步地，所述旋流流道是在噴孔板的內(nèi)壁面上通過沉槽實施，形成旋流流道的沉槽由沖壓或其它方式加工而成；噴孔板外壁面由沖壓沉槽形成的凸起，可以磨削進(jìn)一步去除，使得噴孔板外壁面平整，更有利于提升霧化質(zhì)量；所述腰型的旋流流道在多孔擠壓旋流噴孔板呈徑向延伸設(shè)置，進(jìn)口端面區(qū)域與閥孔連通形成至少一個相互獨立的進(jìn)液口。

更進(jìn)一步地，所述的旋流流道在多孔擠壓旋流噴孔板的內(nèi)壁面上均布設(shè)置。

本發(fā)明所述旋流流道的螺線狀外側(cè)壁末端與進(jìn)口側(cè)壁之間通過有利于形成旋流的圓弧狀或其它弧線狀的內(nèi)側(cè)壁連接，且內(nèi)側(cè)壁最遠(yuǎn)突起邊沿超過噴孔的邊沿；使得流體在旋流流道內(nèi)流動過程中，流體的運動半徑不斷減小，在接近旋轉(zhuǎn)圓周末端(360度)時，內(nèi)側(cè)壁突起的特殊設(shè)置，減小了旋流末端流線的沖突，能有效地組織流體運動軌跡，實現(xiàn)360度螺旋。此外，簡單的內(nèi)側(cè)壁連接設(shè)計，過渡圓角尺寸較大，易于沖壓加工成型。

優(yōu)選地，所述旋流流道的螺旋形外側(cè)壁以描繪對數(shù)螺線、黃金螺線或者漸開線的方式延伸設(shè)置。

本發(fā)明所述一種多孔擠壓旋流噴射閥，可用于SCR系統(tǒng)中尿素溶液噴射用，噴孔孔徑的大小依照流量需求，采用電火花或其他穿孔方式加工。

進(jìn)一步地，所述的噴孔的軸線與多孔擠壓旋流噴孔板的軸線平行或成銳角夾角。

當(dāng)多孔擠壓旋流噴射閥工作時，密封鋼球離開密封面，流體從密封鋼球與閥座的間隙及閥孔主流道流入相對應(yīng)的旋流流道的進(jìn)液口，形成至少一個盤蛇狀流道。