專利名稱：用于車輛的噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的噴射器。更特別地，本發(fā)明涉及這樣一種用于車輛的噴射器，其中在噴嘴孔中形成加速通道和至少兩個擴大通道，使得加速通道加快燃料的流動，擴大通道通過在燃料中產(chǎn)生氣泡而增大燃料和空氣的混合率。
背景技術(shù)：
一般地，車輛分成柴油車輛和汽油車輛，柴油車輛直接將燃料噴射到燃燒腔室中， 汽油車輛將燃料噴射到進氣通道中或進氣歧管中，且通過進氣門向燃燒腔室提供空氣-燃料混合物。在汽油車輛的情況下，噴射燃料與空氣在進氣通道或進氣歧管充分混合，然后，噴射燃料通過進氣門而提供到燃燒腔室。因此，燃料的噴濺(spray)特性并不重要。然而，在柴油車輛的情況下，燃料通過噴射器直接噴射到燃燒腔室中且在其中燃燒。因此，難有充分的時間使燃料與空氣混合。因此，燃料噴濺特性在柴油車輛的情況下非常重要，且燃料噴濺特性對燃燒特性有很大影響。燃料的噴濺特性與噴射器的噴嘴孔的橫截面形狀有著很大關(guān)系。限定噴嘴孔的橫截面形狀的多個因數(shù)之一是K因數(shù)。K因數(shù)限定如下。K 因數(shù)=(din_d。ut)/10這里，din代表噴嘴孔的入口直徑，d。ut代表噴嘴孔的出口直徑。如果K因數(shù)較小，則穿透長度被縮短，但是噴濺分布面較大。相反地，如果K因數(shù)較大，則穿透長度變長，但是噴濺分布面較小。亦即，如果燃料通過具有較小K因數(shù)的噴嘴孔而噴射，則在局部負載區(qū)域，空氣和燃料充分混合且排放會減少，但是在燃料噴射量較大的高負載區(qū)域，穿透長度較短且輸出被減小。相反地，如果燃料通過具有較大K因數(shù)的噴嘴孔而噴射，則穿透長度變大，但是噴濺分布面較小。因此，可以增大輸出，但是空氣和燃料未充分混合。如上文所述，如果只有一個直徑的增大率或減小率的噴嘴孔的K因數(shù)受到控制， 從而改進燃燒特性，則存在優(yōu)點和缺點。因此，已經(jīng)開始研究具有直徑的至少兩個變化率的噴嘴孔。本發(fā)明背景部分公開的上述信息僅僅用來增加對本發(fā)明總體背景的理解，其不應(yīng)作為該信息構(gòu)成對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說已經(jīng)公知的現(xiàn)有技術(shù)的確認和任何形式的暗示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面提供一種用于車輛的噴射器，其優(yōu)點在于，通過使用具有加速通道和至少兩個擴大通道的噴嘴孔，該噴射器加快燃料的流動且增大了燃料和空氣的混合率。根據(jù)本發(fā)明的各個方面的用于車輛的噴射器可以包括外殼，所述外殼具有圓柱形外形；多個噴嘴孔，所述噴嘴孔位于所述外殼的下端部，且這些噴嘴孔使所述外殼的內(nèi)部與所述外殼的外部連通；以及針狀件，所述針狀件適合于在所述外殼中往復(fù)運動，且選擇性地使所述噴嘴孔打開或關(guān)閉，其中每個噴嘴孔具有加速通道和至少兩個擴大通道，所述加速通道和至少兩個擴大通道的直徑分別線性增大、線性減小或保持不變。至少兩個擴大通道可以包括第一擴大通道，所述第一擴大通道具有逐漸增大的直徑；以及第二擴大通道，所述第二擴大通道具有不變的直徑。所述加速通道、所述第一擴大通道和所述第二擴大通道可以從所述噴射器的內(nèi)部到所述噴射器的外部按照所述加速通道、所述第一擴大通道和所述第二擴大通道的次序布置。所述第一擴大通道的直徑的增大率(increasing rate)可以大于所述加速通道的直徑的減小率(decreasing rate)。所述噴嘴孔的K因數(shù)可以在-5到10之間。所述加速通道和所述第一擴大通道之間的邊界或所述第一擴大通道和所述第二擴大通道之間的邊界可以形成為曲線。本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點可以從結(jié)合在本申請文件中的附圖以及下面的具體實施方式
中變得顯而易見，并在其中進行更加詳細的闡述， 其中附圖以及具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明的一些原理。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于車輛的噴射器的局部剖視圖。圖2是在根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于車輛的噴射器中的噴嘴孔的放大剖視圖。圖3A和圖:3B示出了在通過傳統(tǒng)噴嘴孔而噴射燃料的情況下以及在通過根據(jù)本發(fā)明的示例性的噴嘴孔而噴射燃料的情況下的動能。圖4示出了在通過根據(jù)本發(fā)明的示例性的噴嘴孔而噴射燃料的情況下以及在通過傳統(tǒng)噴嘴孔而噴射燃料的情況下的排放。
具體實施例方式以下將詳細參考本發(fā)明的不同實施方案，本發(fā)明的實例在附圖中示出并在下面進行描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合示例性實施方案進行描述，但應(yīng)了解該描述不是旨在將本發(fā)明限制于那些示例性實施方案。相反地，本發(fā)明旨在不僅僅覆蓋示例性實施方案，還覆蓋可以包括在權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍里的各種替代、改進、等效結(jié)構(gòu)以及其它實施方案。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴射器具有針狀件30，該針狀件30布置在外殼10中。針狀件30適合于在外殼10中往復(fù)運動。為了使針狀件30往復(fù)運動，在外殼10的上部設(shè)置有電磁體。因此，如果向該電磁體提供電流，則針狀件30向上運動，如果不向該電磁體提供電流，則針狀件30向下運動，從而與針狀件座20接觸。
此外，在外殼10中形成有燃料通道。該燃料通道總是與在噴射器外部形成的燃料供給通道連接，從而接收燃料。此外，多個噴嘴孔40在外殼10的下部形成，這些噴嘴孔40從外殼10的內(nèi)部穿透到外部。多個噴嘴孔40選擇性地與燃料通道連接。亦即，如果未向電磁體提供電流，且針狀件30與在外殼10的下部形成的針狀件座20接觸，則燃料通道與噴嘴孔40彼此并不連通。相反地，如果向電磁體提供電流，且針狀件30與針狀件座20分開，則燃料通道與噴嘴孔40彼此連通。這時，燃料通過噴嘴孔40而噴射到燃燒腔室中。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40由三個通道(即，加速通道 42、第一擴大通道44和第二擴大通道46)形成。 加速通道42布置成最接近外殼10的內(nèi)部，第二擴大通道46布置成最接近外殼10 的外部，第一擴大通道44布置在加速通道42和第二擴大通道46之間。加速通道42的直徑逐漸變小，從而加快穿過加速通道42的燃料的速度。亦即，加速通道42的入口直徑是D，加速通道42的出口直徑是h，D大于h。此外，加速通道42的直徑按照燃料的流動而線性減小。加速通道42的直徑的減小率Kl表示如下。Kl = (D-h)/ll這里，11代表加速通道42的長度。通過將加速通道42的入口直徑D設(shè)定的較大，可以減小噴嘴孔40的入口處的燃料的流阻。因此，可以加快燃料的流動。第一擴大通道44與加速通道42連通，第一擴大通道44的直徑陡然增大。因此， 穿過第一擴大通道44的燃料的體積陡然擴大，部分燃料可能會霧化。這種霧化提升了燃料和空氣的混合。此外，第一擴大通道44的直徑的增大率大于加速通道的直徑的減小率，從而促進氣泡(bubbles)的產(chǎn)生。如果第一擴大通道44的入口直徑是h，第一擴大通道44的出口直徑是d，則第一擴大通道44的直徑的增大率表示如下。K2=(d_h)/12這里，12代表第一擴大通道44的長度。此外，第一擴大通道44的直徑按照燃料的流動而線性增大。第二擴大通道46與第一擴大通道44連通，第二擴大通道46的直徑保持不變。第二擴大通道46還提升了燃料的霧化。因此，霧化的燃料和空氣混合，從而可以進一步提高燃料和空氣的混合率。如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40加快燃料的流動且提高燃料和空氣的混合率。出于這一目的，應(yīng)當最佳地設(shè)定噴嘴孔40的K因數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40的K因數(shù)可以設(shè)定在-5到10之間。根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40的K因數(shù)表示如下。K 因數(shù)=(D_d)/10同時，為了不阻礙燃料的流動，加速通道42和第一擴大通道44之間的邊界或第一擴大通道44和第二擴大通道46之間的邊界可以由曲線形成。圖3A示出了通過傳統(tǒng)噴嘴孔而噴射燃料的情況，圖3B示出了通過根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40而噴射燃料的情況。
與圖3A相比，圖;3B中的噴射燃料的動能較大。噴射燃料的較大的動能意味著燃料的流量較大且在燃料中產(chǎn)生更多的湍流。亦即，如果燃料通過根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40而噴射，則燃料的流量較大，從而增大了輸出，且燃料與空氣充分混合，從而減少了排放。在圖4中，上方曲線表示燃料通過傳統(tǒng)噴嘴孔而噴射時所產(chǎn)生的微粒和氮氧化物，下方曲線表示燃料通過根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40而噴射時所產(chǎn)生的微粒和氮氧化物。與通過傳統(tǒng)噴嘴孔而噴射燃料的情況相比，在通過根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的噴嘴孔40而噴射燃料的情況下，氮氧化物的量最多減小了 20%，微粒最多減少了 35%到 40%。如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案，因為燃料的流動在加速區(qū)域加快，且在擴大區(qū)域產(chǎn)生氣泡從而增大了燃料和空氣的混合率，所以可以增大輸出，且可以改進排放。為了方便解釋和準確定義所附權(quán)利要求，術(shù)語上或下、內(nèi)部或外部等等依據(jù)該特征在圖中顯示的位置來描述示例性實施方案的該特征。前述本發(fā)明的具體示例性實施方案的目的是闡明和描述。這些實施方案并非旨在窮盡本發(fā)明，也不是旨在將本發(fā)明限制于所揭示的具體形式，顯然，按照上述教導(dǎo)可以進行許多改進和變化。這些示例性實施方案的選擇和描述是為了解釋本發(fā)明的一些原理及其實際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其各種替代和改進。本發(fā)明的保護范圍旨在由權(quán)利要求及其等同內(nèi)容限定。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的噴射器，包括 外殼，所述外殼具有圓柱形外形；多個噴嘴孔，所述噴嘴孔位于所述外殼的下端，且這些噴嘴孔使所述外殼的內(nèi)部與外部連通；以及針狀件，所述針狀件能夠在所述外殼中往復(fù)運動，以選擇性地使所述噴嘴孔打開及關(guān)閉，其中每個噴嘴孔具有加速通道和至少兩個擴大通道，使得所述加速通道和至少兩個擴大通道的直徑分別線性增大、線性減小或保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的噴射器，其中至少兩個擴大通道包括 第一擴大通道，所述第一擴大通道具有逐漸增大的直徑；以及第二擴大通道，所述第二擴大通道具有不變的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車輛的噴射器，其中所述加速通道、所述第一擴大通道和所述第二擴大通道從所述噴射器的內(nèi)部到所述噴射器的外部依次布置，首先是所述加速通道，接著是所述第一擴大通道和所述第二擴大通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車輛的噴射器，其中所述第一擴大通道的直徑的增大率大于所述加速通道的直徑的減小率。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車輛的噴射器，其中所述噴嘴孔的K因數(shù)在-5到10之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車輛的噴射器，其中所述加速通道和所述第一擴大通道之間的邊界或所述第一擴大通道和所述第二擴大通道之間的邊界形成為曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于車輛的噴射器，其包括在噴嘴孔中形成的加速通道和至少兩個擴大通道，使得所述加速通道加快燃料的流動，所述擴大通道通過在燃料中產(chǎn)生氣泡而增大燃料和空氣的混合率。所述用于車輛的噴射器可以包括外殼，所述外殼具有圓柱形外形；多個噴嘴孔，所述噴嘴孔位于所述外殼的下端部，且這些噴嘴孔使所述外殼的內(nèi)部與所述外殼的外部連通；以及針狀件，所述針狀件配置成在所述外殼中往復(fù)運動，且選擇性地使所述噴嘴孔打開或關(guān)閉，其中每個噴嘴孔具有加速通道和至少兩個擴大通道，所述加速通道和至少兩個擴大通道的直徑分別線性增大、線性減小或保持不變。
文檔編號F02M61/18GK102486150SQ20111023669
公開日2012年6月6日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者崔昌烈 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社