[發明專利]一種帶交匯結構的復合孔噴嘴

有效

• 申請號: 202110368892.0
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113187637B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 田華;王斌;趙成微;王作峰;李志杰;隆武強
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F02M61/18
• 分類號: F02M61/18
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 龍濤

本發明公開了一種帶交匯結構的復合孔噴嘴，涉及液體或氣體物質噴射技術領域。包括噴嘴本體，噴嘴本體具有多個子噴孔，子噴孔在噴嘴本體內部一側開口為入射口，在噴嘴本體外部一側開口為出射口；多個子噴孔的軸線在噴嘴本體中心線上方向上投影成星型排布，每兩個相鄰的子噴孔共用一個出射口或入射口。本發明可強化噴嘴的噴孔內部湍流擾動，獲得更好的混合和噴射特性，如應用于直噴式柴油機，可在相同噴射壓力下使噴霧粒子平均直徑減小30％，發動機熱效率提高3％，顆粒物排放降低30％。

技術領域

本發明涉及液體或氣體物質噴射技術領域，特別是涉及一種帶交匯結構的復合孔噴嘴。

背景技術

在國防軍事、能源動力、工業生產、農業灌溉、醫療衛生等眾多領域的不同應用中，均涉及流體噴射技術，在一定壓力下利用噴嘴、噴頭或噴射器等設備噴射流體，以實現各自的目的。如在內燃機領域，根據所用燃料的不同，需要采用壓力噴嘴將一定量的液體或氣體燃料在極短的時間內噴入進氣管路或氣缸，以便燃料與空氣快速、充分混合及燃燒，噴嘴作為實施噴射的載體，對氣體或液體物質的噴射流動特性有重要影響，進而影響內燃機的燃燒和排放特性。

在流體噴嘴中，噴孔的幾何結構及尺寸對噴射特性有重要影響。當前使用最多的是圓柱形噴孔，也有噴嘴采用漸縮錐形、漸擴錐形或拉法爾管(漸縮-漸擴錐形)等形狀的噴孔。此外，還有將2個或更多的子噴孔交叉匯聚而成復合噴孔的結構。

專利文獻CN101333993A公布了一種帶擾動區的交叉噴孔式噴油嘴，該噴嘴采用了兩個子噴孔交叉匯流并設置一個擾動區的復合結構，形成強烈的內流擾動，提高了霧化質量。但是，該噴嘴方案是基于機械鉆削或電火花加工工藝提出的，出口形狀受制于加工工藝，其加工精度和一致性不易保證。本發明提出的多孔入口、出口交匯結構能夠有效解決加工工藝一致性的問題，并能有效增強入口流體湍流強度，加強了交叉噴孔出口湍流強度，利于減小噴霧索特直徑，具有很大的市場應用潛力。

發明內容

本發明主要目的在提供一種帶交匯結構的復合孔噴嘴，其能夠產生更加強烈的內部湍流擾動，從而進一步改善流體的噴射與混合特性，如該類噴嘴應用于內燃機，則可進一步改善發動機的噴霧混合氣形成和燃燒性能。

為達上述目的，本發明提供一種帶交匯結構的復合孔噴嘴，包括噴嘴本體，所述噴嘴本體具有多個子噴孔，所述子噴孔在噴嘴本體內部一側開口為入射口，在噴嘴本體外部一側開口為出射口；多個所述子噴孔的軸線在噴嘴本體中心線上方向上投影成星型排布，每兩個相鄰的子噴孔共用一個出射口或入射口。

進一步的，多個所述子噴孔軸線均處于在同一水平面。

進一步的，多個所述子噴孔軸線均處于同一錐面。

進一步的，所述入射口、出射口以及子噴孔軸截面形狀為矩形、漸縮型、漸擴型、漸縮-漸擴型、漸擴-漸縮型中的任一種。

進一步的，所述子噴孔采用直孔、弧形孔或螺旋孔中的一種。

進一步的，所述入射口、出射口與噴嘴本體相交處均為曲面過渡；所述子噴孔與子噴孔相交而形成的拐角均為曲面過渡。

本發明與現有技術相比具備如下優點：可強化噴嘴的噴孔內部湍流擾動，獲得更好的混合和噴射特性，如應用于直噴式柴油機，可在相同噴射壓力下使噴霧粒子平均直徑減小30％，發動機熱效率提高3％，顆粒物排放降低30％。

附圖說明

圖1為本發明一種帶交匯結構的復合孔噴嘴結構示意圖。

圖2為本發明一種帶交匯結構的復合孔噴嘴俯視結構示意圖。

圖3為本發明一種帶交匯結構的復合孔噴嘴三維結構局部示意圖。

圖4為本發明一種帶交匯結構的復合孔噴嘴三維結構整體示意圖。

圖5為本發明一種帶交匯結構的復合孔噴嘴雙層結構示意圖。