[发明专利]具有涡流室的流体喷射器喷嘴

说明书

本发明公开了一种喷嘴(100)，喷嘴包括在入口侧上的入口面(12)、在出口侧上的出口面(12)、在所述入口面和所述出口面之间的厚度，以及涡流室(20)，涡流室位于所述厚度内，其中所述涡流室包括底表面(22)和外侧壁(28)，外侧壁从所述底表面朝向所述出口侧延伸以便在所述出口面上形成所述涡流室的出口开口(24)的外周边；以及至少一个进料器通孔(30)，进料器通孔具有在所述入口面上的入口开口(32)以及开放到所述涡流室中的出口开口，以便引导流经所述至少一个进料器通孔的流体沿着所述外侧壁并在所述涡流室内围绕所述涡流室的中心轴线(11)流动。

本发明涉及流体(例如，液体或气体燃料)喷射器、这些流体喷射器的制造方法和这些流体喷射器的使用方法，这些流体喷射器具体地具有流体(例如，液体或气体燃料)喷射器喷嘴，该流体喷射器喷嘴更具体地具有流体喷射器喷嘴结构或部件(例如，喷嘴板、整体式喷嘴板和阀引导件、或组装式喷嘴板和阀引导件)，该流体喷射器喷嘴结构或部件具有流体喷射供应端口，该流体喷射供应端口包括涡流室和将流体连通提供到涡流室中的至少一个进料器通孔。

背景技术

此处提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的背景的目的。在此背景技术部分中描述本公开的范围内，目前命名的发明人的工作，以及在提交时可能无法以其他方式视为现有技术的说明书的方面，未明确或暗含地承认为反对本公开的现有技术。

燃料喷射已经成为在内燃(IC)机的燃烧室中进行燃料输送的优选方法，从而最小化对基于化油器的系统的需求或需要。在燃料喷射式系统中，燃料喷射器喷嘴旨在将燃料以液滴的喷雾式样或羽流的形式输送到燃烧室中，这些液滴在燃烧过程中提供适当的空气/燃料混合物以用于最佳的发动机性能和发动机寿命。然而，常规燃料喷射器喷嘴设计可能无法表现出提供这种燃料喷雾式样或羽流的灵活性。例如，在燃烧室的约束内，燃料可能无法在与喷嘴相距的最佳距离处分解成最佳液滴尺寸和分布式样或羽流。此外，在每个喷射事件期间，喷嘴可能无法一致地产生最佳液滴尺寸和分布式样或羽流。不良形成的燃料喷雾式样或羽流或其不一致的形成可能导致不完全燃烧，这继而导致更高的排放、更低的燃料经济性、以及在发动机的燃烧室内的燃烧副产物(例如，焦化)的积累。

发明内容

存在可产生锥形燃料喷雾羽流或式样的燃料喷射器(例如，压电致动的燃料喷射器)(例如，美国专利6，420，817)。可期望此类燃料喷雾形状，但用于制造此类羽流的喷射器是非常复杂且昂贵的。此类燃料喷射器也可能发生故障，使得其喷嘴在整个燃烧循环期间保持打开(即，不闭合)。本发明的一个期望目的是提供一种燃料喷射器喷嘴设计，该设计可以表现出以下属性中的一种或任意组合：减小产生锥形燃料羽流的成本，一致地产生相同的锥形燃料羽流，在打开位置不会发生故障，并且能够进行修改以产生各种各样的锥形燃料喷雾羽流。

本发明提供了一种新的流体供应或喷射器喷嘴结构(例如，以整体式喷嘴板、整体式喷嘴板和阀引导件、或组装式喷嘴板和阀引导件的形式)，其具有至少一个流体喷射供应端口或通孔。流体喷射供应端口包括：涡流室，其在喷嘴结构的出口侧的出口面上具有至少一个出口开口；以及一个或多个进料器通孔，其提供从喷嘴结构的入口侧上的入口面到涡流室中的流体连通。

在一个或多个实施方案中，开放到涡流室中的每个进料器通孔被配置为引导流经进料器通孔的流体沿涡流室的外侧壁涡流或以其他方式流动，其中外侧壁围绕涡流室的轴线(例如，也可以是法向轴线的中心轴线)定位。进料器通孔的出口开口开放到涡流室中，使得流经进料器通孔并流出涡流室的出口开口的流体被引导以便在流体处于涡流室内时围绕涡流室轴线流动。

在一个或多个实施方案中，离开涡流室的流体(例如，液体燃料)可以在与涡流室的出口开口相距的期望距离处一致地分裂成液滴，并且液滴分裂成期望的平均液滴尺寸、液滴分布和液滴式样或羽流。当在用于内燃机的燃料喷射系统中使用时，由本发明的一个或多个实施方案提供的喷雾式样和分裂距离可以改善所输送的燃料的燃烧特性，这继而可以导致较低排放、改善的燃料经济性、以及内燃(“IC”)机内的减小的副产物积聚中的一者或任意组合。