[發(fā)明專利]一種機車柴油機噴嘴及其制造方法

在審

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• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106948989A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 李明海;朱劭涵;王娟;姜峰;李遠哲
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: F02M61/18
• 分類號: F02M61/18;B23H1/00
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙)45113
• 代理人: 李志華

技術領域

本發(fā)明涉及一種柴油機部件及制造方法，尤其涉及一種機車柴油機噴嘴及其制造方法。

背景技術

在內(nèi)燃柴油機車噴油系統(tǒng)中，噴油器起著重要的作用，噴嘴是柴油機噴射系統(tǒng)的最終執(zhí)行部件，噴嘴內(nèi)部流動特性直接影響燃油的噴射和霧化質(zhì)量，進而影響之后的燃燒效果，也直接影響到柴油機的經(jīng)濟性、動力性及排放特性；

傳統(tǒng)的噴油器，噴嘴的噴孔多為等徑圓筒形，即噴孔從入口端至出口端的孔徑保持不變，（以如圖1所示為280A型噴油器噴嘴），存在的問題是：

1．針閥抬起后進油端與噴射口之間存在極大的壓差，主要的壓降區(qū)域集中在壓力室至噴孔入口端，這一區(qū)域油液對內(nèi)壁的剪切力增大，且油液在壓力室內(nèi)容易產(chǎn)生漩渦會加劇能量耗散；在其之后局部的湍流會產(chǎn)生小漩渦對流場的平順和流量造成影響，故這一區(qū)域的磨損通常很大；直接影響噴嘴的壽命；

2．另外伴隨著壓差的增大，噴嘴內(nèi)燃油流動易出現(xiàn)空穴區(qū)域，一方面增強湍流流動和霧化能力，另一方面卻又降低噴嘴的流動效率，影響霧化的效果以及發(fā)動機的整機性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有結構存在的缺點，提供一種結構簡單的新型的機車柴油機噴嘴及其制造方法，以克服已有技術所存在的上述不足。

為解決以上技術問題本發(fā)明采取的技術方案是：一種機車柴油機噴嘴，包括噴嘴本體和噴孔，所述噴嘴的噴孔入口端孔口為漸縮孔，噴孔出口端孔口為漸擴孔，漸縮孔與漸擴孔交界的圓孔橫截面為噴孔孔徑最小的交界截面，漸縮孔與交界截面之間為圓弧過渡，漸擴孔與交界截面之間為圓弧過渡，從而形成入口端和出口端均為喇叭狀的噴孔，所述漸縮孔的孔口直徑與漸擴孔的孔口直徑相同；

所述噴孔交界截面的位置或位于噴孔中軸線中點、或位于噴孔中軸線中點與出口端孔口即漸擴孔之間的位置。

進一步的技術方案是：所述噴孔入口端之漸縮孔與噴嘴內(nèi)腔之內(nèi)壁之間為圓弧過渡。

其另一技術方案是：一種機車柴油機噴嘴的制造方法，該方法是制造上述一種機車柴油機噴嘴的方法，包括下述步驟：

第一步：確定噴孔交界截面位置

S11．定義常數(shù)K和最佳常數(shù)K_P：

S111．設定兩倍噴孔交界截面直徑與噴孔入口端和出口端直徑之和的比值為常數(shù)K，

即：K＝2d_min/d_{in *} d_out;

其中：d_min為噴孔交界截面直徑，

d_in為噴孔入口端直徑、即漸縮孔孔口直徑，

d_our 為噴孔出口端直徑、即漸擴孔孔口直徑；

由于d_{in =}d_out，常數(shù)K可表達為： K＝d_min/d_in ， 或K＝d_min/d_out；

S112．設定當噴孔出口端即漸擴孔出口的燃油空化范圍最大、燃油霧化效果最佳時，常數(shù)K的值為最佳常數(shù)K_P；

S12．設定默認狀態(tài)：默認噴孔最小截面位于噴孔中軸線中點，設定噴孔交界截面直徑的默認值；

S13．通過模擬分析確定最佳常數(shù)K_P：

借助計算機軟件，采用空化模型對噴孔內(nèi)部流場的數(shù)值模擬分析，得到噴孔燃油空化范圍結果，從而得到最佳常數(shù)K_P或稱默認狀態(tài)下最佳常數(shù)K_P；

S14．根據(jù)噴孔燃油空化范圍結果和與最佳常數(shù)K_P對應的默認狀態(tài)，確定噴孔最小截面的位置：

在空化范圍結果為最佳常數(shù)K_P時，如果空化范圍正好在噴孔出口端，則噴孔交界截面的位置為默認位置、即位于噴孔中軸線中點；

如果空化范圍不到噴孔出口端，則噴孔交界截面位置沿噴孔中軸線中點向出口端平移，直至燃油空化范圍延伸至噴孔出口端，最終平移的位置即為交界截面位置；

第二步：確定漸縮孔和漸擴孔孔口直徑

根據(jù)步驟S1得到的最佳常數(shù)K_P的值得到與之對應的漸縮孔口直徑和漸擴孔孔口直徑，即燃油空化范圍最大、燃油霧化效果最佳時的漸縮孔口直徑和漸擴孔孔口直徑：

d_in＝d_min/K_P、 d_out＝d_min/K_P；