[发明专利]一种小缸径涡流室式柴油机用加长型喷油嘴

说明书

技术领域

本发明涉及小缸径涡流室式柴油机，尤其涉及缸径为60-80毫米的单缸风冷涡流室式柴油机用喷油嘴。

背景技术

我国小型柴油机行业产量大，居世界之首。其中缸径≤80mm的小缸径柴油机，产量超过200万台。多数小缸径柴油机采用的是涡流室燃烧室，采用的是早期较大缸径的单缸柴油机所匹配的短型轴针式喷油嘴（见图2）。该类型喷油嘴在小缸径柴油机使用存在如下缺陷：一是针阀与针阀体运动导向配合面即轴向密封面较为靠近密封座面的锥面及喷孔，小缸径涡流室式柴油机受气缸盖结构及尺寸限制，涡流室周围及喷油器安装处热负荷较高，短型轴针式喷油嘴下部喷孔处的外圆柱直径为14mm，与燃烧室接触面积较大，特别是在喷油器安装密封面下部的喷油嘴都在燃烧室直接与高温燃气接触，热量直接从气缸盖燃烧室传递到针阀与针阀体轴向密封面的间隙配合处，其配合处温度不均匀或超过油嘴正常工作温度使针阀轴向密封配合面处间隙变化，出现针阀被卡死在针阀体内的故障，油嘴咬死严重影响了柴油机的工作可靠性；二是柴油机缸径小，涡流室容积小，涡流室直径与短型轴针式喷油嘴头部外圆柱直径相当，两者相贯涡流室形状不规则，气体流动阻力大，形成涡流能力受到影响，有害容积增大；三是喷油嘴针阀头部尺寸对小排量柴油机来说不合理，造成喷油过程针阀不能全部开启，柴油机的怠速稳定性及柴油机经济性、排放、燃烧噪声性能恶化。上述因素使柴油机排放批量生产不能达到我国现行排放标准限值，喷油器的喷油嘴咬死现象频发，柴油机性能差，不能满足节能减排的要求，困扰我国小缸径柴油机产品质量的提高，已是行业急待解决的难题。

针对小型柴油机的问题，发明者对小缸径柴油机的喷油嘴进行结构分析和柴油机性能关系进行分析研究，对其进行了结构创新设计，能降低柴油机热负荷对针阀偶件的影响，能解决喷油嘴过热导致咬死的问题，同时能降低柴油机排放、提高经济性，能提高小缸径涡流室柴油机的性能。

发明内容

本发明的目标是提供一种小缸径涡流室式柴油机用加长型轴针式喷油嘴，解决目前涡流室柴油机排放性能差、经济性差、油嘴易卡死整机可靠性差的技术问题。

本发明改变喷油嘴与喷油器紧帽的压紧配合面位置，与现在使用的轴针式喷油嘴原结构相比，将喷油器安装压紧面上移到盛油槽的下部；增加针阀体和针阀的长度，将喷油嘴的针阀和针阀体的轴向密封配合位置比原喷油器的配合位置更远离喷油嘴喷孔头部，承压锥面的下沿与喷油嘴密封锥面上沿的长度比原轴针式喷油嘴的长度长，轴向密封配合面远离燃烧室的传热源，此外盛油槽以下针阀与针阀体间有较大间隙（0.5mm以上）提供燃油流到喷油孔处的通道，发动机工作时，流动的燃油对针阀进行了冷却，这样靠近燃烧室处的喷油嘴部分热负荷大大降低；针阀和针阀体的轴向密封配合位置上移后，针阀体底部外圆尺寸减小到原尺寸的近一半，在气缸盖上安装，喷油嘴底面与燃烧室燃气接触面积减小，使得燃烧室燃气对喷油嘴的底面加热面积减少到原有的25～41.3%，传递到针阀与针阀体的热量也将降低，该发明的得益是喷油嘴针阀与针阀体偶件热负荷降低，能明显减少针阀卡死在针阀体的故障问题，喷油嘴卡死是目前涡流室柴油机最易发生的故障之一。

本发明具体包括针阀体，针阀，针阀体上部的内径和针阀上部的外径相同且间隙配合，形成高压燃油的轴向密封面；针阀体下部的锥体和针阀下部锥体形成控制高压燃油喷射的喷油嘴密封锥面，所述加长喷油嘴的针阀的针阀的承压锥面的下沿与喷油嘴密封锥面上沿的距离L1在12mm以上，使轴向密封面远离喷油器紧帽的压紧配合面和柴油机燃烧室的高温燃气；在针阀的承压锥面的下沿与喷油嘴密封锥面上沿的长度内针阀体内径比针阀外径大0.9—1.1mm，形成盛油槽到喷油嘴头部喷孔的燃油通道，喷油嘴与喷油器紧帽的压紧配合面在盛油槽底部的以下，喷油嘴的针阀体下部外径d2在7～9mm。

针阀和针阀体的轴向密封配合位置上移后，针阀体底部外圆直径尺寸减小到原尺寸的近一半，喷油器在气缸盖上安装，喷油嘴底部圆柱与燃烧室球头相贯的尺寸小，燃烧室形状保持了半球形，燃烧室内气体流动阻力减少，涡流强度增加，本发明的得益是有利于涡流室气体流动性能的改善。