[发明专利]一种带扭转式复合孔的喷嘴

说明书

本发明提供一种带扭转式复合孔的喷嘴，本发明包括喷嘴本体，所述喷嘴本体上设有一个或多个喷孔，其中至少1个喷孔采用多入孔作为子喷孔、单出孔作为扰动区出口的多孔交汇复合孔结构，所述扭转式复合孔的子喷孔和扰动区出口中至少一个采用非圆柱形结构，其横截面沿喷孔轴线顺时针或逆时针扭转一定角度。本发明采用多孔交汇的扭转式复合结构，可以在喷孔内部形成湍流扰动，促进射流扩散与混合。如应用于直喷式柴油机，可在相同喷射压力下使喷雾粒径减小25％以上，发动机热效率提高3.5％，颗粒物排放降低35％。

技术领域

本发明涉及液体或气体物质喷射技术领域，具体而言，尤其涉及一种带扭转式复合孔的喷嘴。

背景技术

在国防军事、能源动力、工业生产、农业灌溉、医疗卫生等众多领域的不同应用中，均涉及到流体喷射技术，在一定压力下利用喷嘴、喷头或喷射器等设备喷射流体，以实现各自的目的。如在内燃机领域，根据所用燃料的不同，需要采用压力喷嘴将一定量的液体或气体燃料在极短的时间内喷入进气管路或气缸，以便燃料与空气快速、充分混合及燃烧，喷嘴作为实施喷射的载体，对气体或液体物质的喷射流动特性有重要影响，进而影响内燃机的燃烧和排放特性。

在流体喷嘴中一般需要设置喷孔，喷孔的几何结构及尺寸对喷射特性有重要影响。当前使用最多的是柱形喷孔，也有喷嘴采用渐缩锥形、渐扩锥形或拉法尔管(渐缩-渐扩锥形)等形状的喷孔。此外，还有将2个或更多的子喷孔交叉汇聚而成复合喷孔的结构。

专利文献CN101333993A公布了一种带扰动区的交叉喷孔式喷油嘴，该喷嘴采用了两个子喷孔交叉汇流并设置一个扰动区的复合结构，形成强烈的内流扰动，提高了雾化质量。但是，该喷嘴方案是基于机械钻削或电火花加工工艺提出的，出口形状受制于加工工艺，其加工精度和一致性不易保证。本发明方案提出的扭转式复合孔解决了加工一致性的问题，同时兼具交叉孔喷孔内湍流强烈的优点；在此基础上，本发明进一步提出了增加扭转式子喷孔或扰动区出孔结构，能够进一步增强扰流作用，促进喷雾破碎和混合。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种带扭转式复合孔的喷嘴。本发明能够产生更加强烈的内部湍流扰动，从而进一步改善流体的喷射与混合特性。如该类喷嘴应用于内燃机，则可进一步改善发动机的喷雾混合气形成和燃烧性能。

本发明采用的技术手段如下：

一种带扭转式复合孔的喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体上设有一个或多个喷孔，其中至少1个喷孔采用多入孔作为子喷孔、单出孔作为扰动区出口的多孔交汇复合孔结构，所述扭转式复合孔的子喷孔和扰动区出口中至少一个采用非圆柱形结构，其横截面沿喷孔轴线顺时针或逆时针扭转一定角度。

进一步地，所述复合孔的子喷孔和扰动区出口的轴截面形状为矩形、渐缩型、渐扩型、渐缩-渐扩型和渐扩-渐缩型的任一种。

进一步地，所述复合孔的子喷孔和扰动区出口中，至少有一个横截面为窄缝结构、圆角矩形结构、椭圆形结构、菱形结构、近似双矩形结构、近似双菱形结构和8字形结构的其中一种。

进一步地，所述扭转式复合孔的子喷孔、扰动区出口其横截面面积或形状沿轴线方向可变。

进一步地，所述扭转式复合孔的子喷孔或扰动区出口前段不扭转、后段扭转。

进一步地，所述扭转式复合孔的所有子喷孔和扰动区出口之中至少有一个采用螺旋喷孔，子喷孔都采用螺旋孔道时螺旋方向一致，螺旋方向可以是顺时针或逆时针。

进一步地，所述喷嘴采用模具成型的加工方法，保证喷孔的加工精度和一致性。

进一步地，所述喷嘴采用3D打印快速成型技术。