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CN102203407A - 用于内燃机的液体喷射器 - Google Patents

用于内燃机的液体喷射器 Download PDF

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CN102203407A
CN102203407A CN2009801401459A CN200980140145A CN102203407A CN 102203407 A CN102203407 A CN 102203407A CN 2009801401459 A CN2009801401459 A CN 2009801401459A CN 200980140145 A CN200980140145 A CN 200980140145A CN 102203407 A CN102203407 A CN 102203407A
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CN
China
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liquid
multihole device
injector
ejector
porous element
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Pending
Application number
CN2009801401459A
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English (en)
Inventor
迈克尔·迪尔克·布特
约斯·约翰内斯·埃伊迪乌斯·赖恩德尔斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eindhoven Technical University
Original Assignee
Eindhoven Technical University
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1846—Dimensional characteristics of discharge orifices

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

一种液体喷射器(1)，具有设置有喷射通道(7)的喷射器本体(3)，所述喷射通道由喷射器本体的内壁(9)与针状物(5)之间的腔以及位于喷射器本体的壁(11)中的孔(13)中的腔构成。液体喷射器(1)还具有球形中空多孔元件(15)，该多孔元件延伸到喷射器本体(3)之外，并由固定到喷射器本体并且封闭喷射通道(7)的半球体构成。多孔元件(15)的各处壁厚不相等。中间的壁比边缘附近的壁薄，使得在喷射作用期间燃料蒸汽(19)具有半椭圆形形状。

Description

用于内燃机的液体喷射器
技术领域
本发明涉及一种用于将液体燃料喷射到燃烧室中的液体喷射器，其包括具有喷射通道的喷射器本体以及多孔元件，多孔元件连接到喷射器本体并且封闭喷射通道，多孔元件包括具有互相连接的细孔网的固体材料。
更具体地，本发明涉及一种用于将液体燃料直接喷射到内燃机、尤其是柴油机的气缸中的液体喷射器。多孔元件例如可以是烧结材料或者泡沫状材料或天然多孔材料。
与将燃料喷射通过多个直径为150微米的微小通路相比，将燃料喷射通过细孔尺寸小于50微米的多孔元件，可使燃料更好地汽化(即产生了更小的小滴)。这样提供了更完全地燃烧，并因此导致形成更少烟尘。此外，更低的燃料压力也会满足要求，从而使得可以以更节省成本的方式制造喷射系统。
背景技术
从DE-A-4200710中可获知这种类型的液体喷射器。这种已知的液体喷射器中的多孔元件位于液体喷射器的尖端的壁中的孔处的喷射通道中。因此，在运转期间液体喷射器所喷射的汽化燃料呈锥形。
由于燃料蒸汽的这种锥形，燃料不能充满气缸和/或活塞中的燃烧室的全部腔，使得未充分利用燃烧室中存在的空气。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在起始段落中所限定的液体喷射器，在该液体喷射器中，能够以更好的方式使用燃烧室中的腔。为此，根据本发明的液体喷射器的特征在于，多孔元件至少部分延伸到喷射器本体之外。由于燃料蒸汽的锥角大于已知的液体喷射器，因此能够以更好的方式使用燃烧室中的腔。
应注意，从US-A-2005/0193984中可获知一种也具有延伸到喷射器本体之外的多孔元件的气体喷射器。但是，该专利是关于气体喷射器而不是液体喷射器。这种多孔元件的目的和效果也与本发明的目的和效果完全不同。对于这种已知的气体喷射器而言，首要且最重要的是，气体燃料被喷射到喷射器本体，因此多孔元件的功能并不是用来汽化液体。此外，这个多孔元件的功能也不是将燃料尽可能均匀地散布在燃烧室中。由于所述的两个差异，在气体喷射器领域中将不能得到上述问题的解决方案。
还应注意，从US-A-2007/204836和EP-A-1302635中获知具有包括多个孔的元件的液体喷射器，所述多个孔用于在燃烧室中汽化并分配液体燃料。但是，在这种形式的喷射器中，孔由孔洞(bore)构成而不是由连续的微孔网构成。
至少多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分优选为球形。在这种情况下，球形部分可被理解为或多或少是延伸到喷射器本体之外的球形凸部。由于活塞中的球形燃烧室，燃料蒸汽充满燃烧室中的全部腔，使得在燃烧期间用尽存在的全部空气。
此外，至少多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分优选是中空的并且设置有连接到喷射通道的进气口(intake opening)。因此，与固体多孔元件相比，燃料沿旁路方向散布的更好。
对于应用到燃烧室不是精确的球形形状的内燃机的情形而言，根据本发明的液体喷射器的实施例的特征在于，多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分的壁厚在各处不相等。多孔元件的球形形状上适当的壁厚变化能够有助于获得基本上任何形式的燃料蒸汽。
本发明还涉及一种用于将液体燃料喷射到燃烧室中的液体喷射系统，该系统包括液泵以及根据本发明并且连接到液泵的液体喷射器。
此外，本发明涉及一种将液体燃料喷射到燃烧室中的方法。关于这种方法，本发明的特征在于，液体通过多孔元件而被压入到燃烧室中，多孔元件包括设置有互相连接的细孔网的固体材料。
根据本发明的方法的实施例的特征在于，液体通过多孔元件而被压入到燃烧室中，至少多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分是中空的并且设置有连接到喷射通道的进气口。
根据本发明的方法的再一实施例的特征在于，液体通过多孔元件而被压入到燃烧室中，多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分的壁厚在各处不相等。
根据本发明的方法的又一实施例的特征在于，液体通过多孔元件而被压入到燃烧室中，至少多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分的壁厚为球形。
附图说明
下面的描述涉及附图，全部附图作为根据本发明的液体喷射器的非限制性示例给出，并对如何能够实现本发明提供更好的理解，其中
图1示出了根据本发明的液体喷射器的第一实施例；
图2示出了液体喷射器的尖端以及燃料蒸汽的详细示图；
图3到图6示出了从已知的液体喷射器改造到根据本发明的液体喷射器期间的各个阶段；
图7示出了根据本发明的液体喷射器的第二实施例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的液体喷射器的第一实施例的纵向剖面。液体喷射器1具有喷射器本体3，喷射器本体3的内部具有针状物5，由于喷射器本体腔中主要的燃料压力，针状物5克服弹簧(弹簧未示出)的压力而移动到所示位置。喷射器本体3具有喷射通道7，喷射通道7由喷射器本体的内壁9与针状物5之间的腔以及设置在喷射器本体的壁11中的孔13中的腔构成。
液体喷射器1还包括球形多孔元件15，该多孔元件15延伸到喷射器本体3之外，并且多孔元件由固定到喷射器本体并且封闭喷射通道7的半球体构成。多孔元件15的细孔尺寸小于50微米，并且多孔元件具有连接到喷射通道7的进气口17。
图2示出了液体喷射器的尖端的放大图，其中描绘了在喷射期间形成的燃料蒸汽19的形状。多孔元件15的壁21在各处的厚度不相等。中间部23的壁厚小于边缘部25附近的壁厚。因此，中间部的燃料受到的阻力将比边缘部附近受到的阻力小，使得中间部的燃料与边缘部附近的燃料相比，被以更大的动力喷射到气缸中，因此燃料蒸汽19具有半椭圆形状。
图3到图6示出了从已知的液体喷射器27改造到根据本发明的液体喷射器1期间的各个阶段。图3示出了已知的液体喷射器27，在该液体喷射器27中，多孔元件29位于喷射器本体37的尖端的壁33中的孔31中。在第一步，沿线39移除喷射器的尖端。图4示出了没有尖端的液体喷射器27。
新的多孔元件15通过烧结而在模具41中制造。这在图5中示意性示出。模具由两个半模具43、45组成，所述两个半模具封闭形状对应于多孔元件的形状的腔。多孔元件15例如由不锈钢或陶瓷制成。然后将新的多孔元件15固定到喷射器本体37。这也可以通过烧结实现，并在图6中示意性示出。在图6中，模具47被抵靠喷射器本体37放置。
图7示出了根据本发明的液体喷射器49的第二实施例。在图7中，多孔元件51以插入物的形式存在，该插入物固定在喷射器本体53的内部，同时只有多孔元件的部分55延伸到喷射器本体之外。
虽然前面已经基于附图描述了本发明，但是应注意，本发明不以任何方式或方法限制到图中所示的实施例。本发明还延伸到在权利要求书中所限定的精神和范围内与附图所示的实施例偏离的全部实施例。

Claims (9)

1.一种用于将液体燃料喷射到燃烧室中的液体喷射器，包括具有喷射通道的喷射器本体以及多孔元件，所述多孔元件连接到所述喷射器本体并且封闭所述喷射通道，所述多孔元件包括具有互相连接的细孔网的固体材料，其特征在于，所述多孔元件至少部分延伸到所述喷射器本体之外。
2.如权利要求1所述的液体喷射器，其特征在于，至少所述多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分优选是中空的并且设置有连接到所述喷射通道的进气口。
3.如权利要求2所述的液体喷射器，其特征在于，所述多孔元件的延伸到所述喷射器本体之外的所述部分的壁厚在各处不相等。
4.如权利要求1、2或3所述的液体喷射器，其特征在于，至少所述多孔元件的延伸到所述喷射器本体之外的所述部分为球形。
5.一种用于将液体燃料喷射到燃烧室中的液体喷射器系统，包括液泵以及如前述权利要求中任一项所述的并且连接到所述液泵的液体喷射器。
6.一种将液体燃料喷射到燃烧室中的方法，其特征在于，液体通过多孔元件而被压入到燃烧室中，所述多孔元件包括具有互相连接的细孔网的固体材料。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，液体通过多孔元件而被压入到所述燃烧室中，至少所述多孔元件的延伸到喷射器本体之外的部分是中空的并且设置有连接到喷射通道的进气口。
8.如权利要求7所述的液体喷射器，其特征在于，液体通过多孔元件而被压入到所述燃烧室中，至少所述多孔元件的延伸到所述喷射器本体之外的所述部分的壁厚在各处不相等。
9.如权利要求6、7或8所述的液体喷射器，其特征在于，液体通过多孔元件而被压入到所述燃烧室中，至少所述多孔元件的延伸到所述喷射器本体之外的所述部分的壁厚为球形。
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