[发明专利]一种带扭转式变截面喷孔的喷嘴

说明书

本发明提供一种带扭转式变截面喷孔的喷嘴，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个喷孔采用扭转式变截面结构，所述变截面喷孔出口横截面图形的长轴沿着喷孔轴线旋转。所述变截面喷孔其流体入口横截面形状或面积与出口横截面不一样，喷孔横截面长轴沿喷孔轴线扭转。本发明采用变截面结构，可以在喷孔内部形成湍流并扩大喷雾体积，促进射流扩散与混合，同时扭转后能够进一步加强喷孔内的扰流，促进喷雾破碎。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13％以上，发动机热效率提高2.3％，颗粒物排放降低23％。

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变截面喷孔的喷嘴。

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，但其雾化效果不甚理想。本发明采用扭转式变截面喷孔，首先变截面结构能够增强喷孔内扰动；而在变截面的基础上增加扭转结构设计，能够进一步加强流体湍流强度，增加喷雾混合的均匀性。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种带扭转式变截面喷孔的喷嘴。本发明与普通结构喷嘴相比能够产生更加强烈的内部湍流扰动，从而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：

一种带扭转式变截面喷孔的喷嘴，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个喷孔采用扭转式变截面结构。

进一步地，变截面喷孔的纵截面形状为矩形、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，所述变截面喷孔的入口和出口横截面形状为：圆形、矩形、圆角矩形、椭圆形、菱形、十字形、8字形、近似双菱形和近似双圆角矩形的任一种。

进一步地，所述扭转式具体为：所述变截面喷孔出口横截面图形的长轴沿着喷孔轴线旋转。

进一步地，所述变截面喷孔的入口和出口形状相同时，其面积不同。

进一步地，所述喷孔入口侧的前段不扭转，出口侧的后段扭转。

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。

本发明适用于各种需采用喷嘴、喷头或喷射器等设备进行液体或气体喷射的领域。本发明与现有技术相比，可强化喷嘴的喷孔内部湍流扰动，获得更好的混合和喷射特性，如应用于直喷式柴油机，可在相同喷射压力下使喷雾粒子平均直径减小13％，发动机热效率提高2.3％，颗粒物排放降低23％。基于上述理由本发明可在液体或气体物质喷射技术领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种带扭转式变截面喷孔的喷嘴(包括本体、扭转式变截面喷孔)示意图；