[发明专利]具有扭绕喷嘴孔的多孔燃料喷射器在审

专利信息
申请号: 201910678213.2 申请日: 2019-07-25
公开(公告)号: CN110778433A 公开(公告)日: 2020-02-11
发明(设计)人: 洪相镇;张晓刚;马克·米恩哈特;建文·詹姆斯·伊;约瑟夫·巴斯马基 申请(专利权)人: 福特全球技术公司
主分类号: F02M61/18 分类号: F02M61/18
代理公司: 11245 北京纪凯知识产权代理有限公司 代理人: 徐东升
地址: 美国密歇根*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 喷嘴孔 燃料喷射器 直线流动 多孔喷嘴 多孔燃料 喷嘴尖端 喷嘴 喷射器 长边 出口
【说明书】:

本公开提供了“具有扭绕喷嘴孔的多孔燃料喷射器”。提供了用于燃料喷射器的多孔喷嘴的方法和系统。在一个实例中,用于燃料喷射器的喷嘴可以包括布置在喷嘴尖端处的多个喷嘴孔,其中每一喷嘴孔具有直线流动轴线和横截面,所述横截面围绕所述直线流动轴线从所述喷嘴孔的入口扭绕到出口。另外,所述横截面的长边的长度可以沿着所述喷嘴孔从所述入口到所述出口增加。

技术领域

本描述总体上涉及发动机的燃料递送系统中的直接燃料喷射器。

背景技术

内燃发动机中的燃料递送系统已经采用了燃料喷射器以将燃料直接递送到发动机燃烧室中。在汽油发动机中,发动机几何结构可能不相对于燃料喷射器的位置对称。因此,燃料喷射器与发动机气缸表面之间的距离可以跨发动机气缸而变化。因此,配备有具有多个喷嘴孔的喷嘴的多孔喷射器可以被用来提供具有不同喷射方向的多个孔,以将喷射器与发动机气缸表面之间的不同距离和诸如气门的定位等其他几何约束条件纳入考虑。重要的是,燃料喷射器的喷雾特性被优化以减少表面润湿并且增加喷射的燃料与燃烧室(例如,气缸)内的空气的混合。表面润湿指的是抵达燃烧室的壁和端口表面的燃料的量。降低抵达燃烧室表面的燃料的量减少了发动机排放。另外,增加混合提高了燃料经济性并且减少了排放。多孔喷射器可以允许借助于喷射器位置而减少表面润湿。然而,由于更严格的排放法规,甚至可能需要进一步减少表面润湿和增加燃料混合。

用于增强雾化和燃料/空气与燃料喷射器的混合的其他尝试包括调节燃料喷射器的喷嘴孔以生成涡流运动。Stroia等人在US 6,029,913中示出了一种示例性方法。其中公开了一种多孔喷射器,其中每一孔具有椭圆形横截面并且相对于喷射器的中心轴线弯曲。这些喷嘴孔生成了增加燃料雾化和燃料/空气混合的涡流运动。

然而,本文中的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个实例,相对于喷射器的中心轴线在相同的方向上弯曲的喷射器孔生成旋转锥面喷雾模式。该模式可以增加燃料/空气混合;然而,可能无法控制喷射的燃料喷雾的行进距离,尤其是对于相对于喷射器位置不对称的燃烧室。因此,这种喷嘴孔设计可能具有增加的表面润湿,因此增加了发动机排放。

发明内容

在一个实例中,上述问题可以通过燃料喷射器的喷嘴来解决,所述喷嘴包括:多个喷嘴孔,每一喷嘴孔具有沿每一喷嘴孔的长度的直线流动轴线;以及横截面,所述横截面围绕直线流动轴线从每一喷嘴孔的入口扭绕到每一喷嘴孔的出口,其中所述直线流动轴线延伸通过所述横截面的中心。以这种方式,在每一喷嘴孔处生成了喷射的燃料的两个速度分量(旋转和直线),因此借助于喷射的喷雾的额外运动而增强混合并且通过缩短从每一喷嘴孔到发动机气缸表面的行进距离减少表面润湿。

作为一个实例,可以调整横截面的长宽比。例如,长宽比可以从喷嘴孔的入口到喷嘴孔的出口改变。换句话说,横截面形状的长边可以从喷嘴孔的入口到喷嘴孔的出口改变(例如,增加)。作为一个实例,在喷嘴出口处,喷嘴孔的横截面的宽度(例如,长边)可以是喷嘴孔的横截面的高度(例如,短边)的两倍。扭绕的喷嘴孔的角度也可以变化(例如,横截面围绕直线流动轴线从喷嘴孔的入口到喷嘴孔的出口扭转的量)。通过调整喷嘴孔的扭绕角度和长宽比,可以控制喷雾形状(例如,喷雾形状的宽度)和穿透深度,以便减少表面润湿并增加混合,因此降低排放。在一些实施例中,喷嘴孔的横截面的形状可以是矩形的(例如,狭缝状的),这可以有利于将喷雾形状和穿透深度调整到期望的水平。

应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式后面的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出内燃发动机的示意图。

图2示出图1中示出的内燃发动机中具有直接燃料喷射器的示例性气缸的横截面视图。

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