本发明专利技术提供了一种喷射装置，包括：针阀、阀套以及气束喷射导向装置，所述针阀和阀套之间具有供气体燃料通过的流道，通过所述针阀的往复运动实现对所述流道的开闭控制，所述针阀包括上部结构和与之相连的下部结构，所述针阀的下部结构的底面至少包括底部球面；所述气束喷射导向装置装配在所述阀套上，其用于改变气体燃料喷出后的形态结构，所述气束喷射导向装置的底部内壁面包括内壁球面。本发明专利技术通过对针阀的下部结构的底面和气束喷射导向装置的底部内壁面采用球面设计，可以避免内部涡流的产生，从而提高喷射装置的气体喷射稳定性和准确性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
喷射装置
[0001]本专利技术涉及汽车发动机
，特别涉及一种喷射装置。
技术介绍
[0002]为应对全球环境和气候变化，汽车发动机的节能减排是必然的趋势，而气体燃料是实现这一目标的有效方法之一，如天然气、氢气等燃料。为实现气体燃料的喷射，气体喷嘴是必不可少的重要零件之一，能够精确供给发动机各类工况条件下所需的燃料，并与缸内的空气形成良好的可燃混合气，其工作性能对发动机的动力性能和排放等有着至关重要的影响。
[0003]气体喷嘴由多个部件组成，由于气体燃料密度相比液体燃料要低很多，故气体喷嘴喷射发动机燃烧所需的燃料时，其喷射流道面积也要显著大于液体燃料喷嘴的流道面积。而燃料喷嘴在发动机缸盖安装时对其外形尺寸有严格的要求，故为在有限尺寸下实现气体燃料的喷嘴，满足气体喷射的要求，气体喷嘴(即喷射装置)通常采用外开式设计，其喷射端口结构示意如图1所示。气体喷嘴通过针阀01的往复运动对针阀01和阀套02之间的的流道03进行开闭。喷嘴关闭时，针阀01向上运动，其密封区域011与阀套02的密封区域021相互接触，流道03关闭；喷嘴开启时，针阀01向下(向外)运动，气体燃料通过管路流入气体喷嘴，然后经由针阀01和阀套02间的流道03向外部喷射。
[0004]由于外开式喷嘴的特性，气体燃料沿流道03喷出喷嘴后，其形成的气束04呈沿喷嘴中心轴中心对称的伞状结构，其与喷嘴中心轴的夹角由密封面011和021与喷嘴中心轴的夹角α决定。由于气体呈环状经喷嘴喷出，其质量较为分散，故其贯穿环境气体的能力较弱，喷射距离较短，不利于气体燃料在发动机内与空气进行良好的混合。此外，由于密封的特性要求，夹角α的变动范围较小，气体喷嘴喷射形成的气束形状结构单一，很难匹配不同的发动机结构。尤其是侧置安装的喷嘴，其要求气束相对喷嘴中心轴线的一侧喷射，而外开式喷嘴无法实现这一要求。此外，通过对气体喷射的研究发现，喷射气体在经过外开式的针阀体时，喷射气体很容易脱离针阀体的壁面，并在针阀体的外侧形成涡流，而该涡流结构并不稳定，且会相互干扰，而这会导致喷嘴腔体内喷射气体流动稳定性差。因此需要在外开式喷嘴的针阀外侧设计气束喷射导向装置。
[0005]专利申请CN107849960A中公开了一种气束喷射导向装置，该喷射阀的喷射介质主要为液体，故其导向结构相对简单，其主要专利技术点为喷孔板上的特殊喷孔(喷孔板边缘位置的喷孔)和中间位置的喷孔设计，通过特殊的喷孔方向设计，使其喷射出的液体与中间位置的喷孔喷射的液体在喷射阀中心轴处碰撞，进而促进喷射液体的雾化和蒸发，使喷射的液体与内燃机废气形成良好的混合，进而提高废气中有害物质NOx的处理效率。但是该专利申请的针阀与喷孔间的腔体结构设计较为简单，没有针对气体流动进行优化，所以气体在流过针阀后易产生涡流，使得气体的喷射稳定性较差。
[0006]专利申请US2001/0025892A1中公开了一种气束喷射导向装置，该喷嘴主要用于气体燃料喷射，其主要专利技术点为阀体上的喷孔的特殊结构设计，通过喷孔的收缩再放大的结
构设计，实现气体燃料的超音速喷射。但是该专利申请也没有针对气体流动进行优化，所以气体在流过针阀后易产生涡流，使得气体的喷射稳定性较差。
[0007]由于目前并没有针对气体流动进行优化，使气体在流过针阀后不易产生涡流，进而提高气体的喷射稳定性的装置。因此，有必要在针阀外侧设计气体气束喷射导向装置，并设计良好的内腔结构，使得气体经针阀以及喷孔喷射后具有良好的喷射稳定性，为发动机提供稳定且精准的气体燃料喷射。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于提供一种喷射装置，以提高气体燃料的喷射稳定性。
[0009]为了实现上述目的以及其他相关目的，本专利技术提供了一种喷射装置，包括：针阀、阀套以及气束喷射导向装置，
[0010]所述针阀和阀套之间具有供气体燃料通过的流道，通过所述针阀的往复运动实现对所述流道的开闭控制，所述针阀包括上部结构和与之相连的下部结构，所述针阀的下部结构的底面至少包括底部球面；
[0011]所述气束喷射导向装置装配在所述阀套上，其用于改变气体燃料喷出后的形态结构，所述气束喷射导向装置的底部内壁面至少包括内壁球面，且所述气束喷射导向装置的内径大于所述针阀的下部结构的外径。
[0012]可选的，在所述的喷射装置中，所述针阀的下部结构包括所述底面、与所述底面连接的针阀侧壁以及与所述针阀侧壁连接的密封曲面，所述阀套的下端面至少包括密封锥面，通过所述针阀向上运动，以使所述针阀的密封曲面与所述阀套的密封锥面相接触来关闭所述流道；通过所述针阀向下运动，以使所述针阀的密封曲面离开所述阀套的密封锥面来开启所述流道。
[0013]可选的，在所述的喷射装置中，所述针阀的下部结构的底面包括与所述针阀侧壁圆弧倒角连接的底部锥形面和与所述底部锥形面相切连接的底部球面。
[0014]可选的，在所述的喷射装置中，所述底部锥形面的夹角≤90
°
。
[0015]可选的，在所述的喷射装置中，所述针阀的下部结构的底面包括与所述针阀侧壁相切连接的底部球面。
[0016]可选的，在所述的喷射装置中，所述气束喷射导向装置的底部内壁面包括与所述气束喷射导向装置的上侧内壁圆弧倒角连接的内壁球面，且所述内壁球面与所述底部球面的方向相同。
[0017]可选的，在所述的喷射装置中，所述气束喷射导向装置的底部内壁面包括与所述气束喷射导向装置的上侧内壁圆弧倒角连接的特殊内曲面和与所述特殊内曲面相切连接的内壁球面，所述特殊内曲面包括锥形面或者抛物面。
[0018]可选的，在所述的喷射装置中，所述气束喷射导向装置上设置有喷孔，且所述喷孔与所述喷射装置中轴线的夹角为β，且0
°
≤β≤45
°
[0019]可选的，在所述的喷射装置中，所述气束喷射导向装置的底部外壁面包括与所述气束喷射导向装置的上侧外壁圆弧倒角连接的外壁球面，所述喷孔设置在所述外壁球面上。
[0020]可选的，在所述的喷射装置中，所述气束喷射导向装置的底部外壁面包括与所述
气束喷射导向装置的上侧外壁倒角连接的环形平台面、与所述环形平台面圆弧倒角连接的特殊外曲面和与所述特殊外曲面相切连接的外壁球面，所述喷孔设置在所述特殊外曲面上，所述特殊外曲面包括锥形面或者抛物面。
[0021]可选的，在所述的喷射装置中，所述气体燃料由所述流道流动到所述针阀、阀套和气束喷射导向装置之间的腔体，然后通过所述喷孔喷射至外部，所述腔体在气体燃料流动方向上任意位置的横截面积大于所述流道在气体燃料流动方向上的最小横截面积。
[0022]可选的，在所述的喷射装置中，所述气束喷射导向装置装配在所述阀套上的方法包括：焊接或者过盈配合。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0024]本专利技术通过对针阀的下部结构的底面和气束喷射导向装置的底部内壁面采用球面设计，可以优化其内腔的气体流动，避免内部涡流的产生，从而提高喷嘴的气体喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种喷射装置，其特征在于，包括：针阀、阀套以及气束喷射导向装置，所述针阀和阀套之间具有供气体燃料通过的流道，通过所述针阀的往复运动实现对所述流道的开闭控制，所述针阀包括上部结构和与之相连的下部结构，所述针阀的下部结构的底面至少包括底部球面；所述气束喷射导向装置装配在所述阀套上，其用于改变气体燃料喷出后的形态结构，所述气束喷射导向装置的底部内壁面至少包括内壁球面，且所述气束喷射导向装置的内径大于所述针阀的下部结构的外径。2.如权利要求1所述的喷射装置，其特征在于，所述针阀的下部结构包括所述底面、与所述底面连接的针阀侧壁以及与所述针阀侧壁连接的密封曲面，所述阀套的下端面至少包括密封锥面，通过所述针阀向上运动，以使所述针阀的密封曲面与所述阀套的密封锥面相接触来关闭所述流道；通过所述针阀向下运动，以使所述针阀的密封曲面离开所述阀套的密封锥面来开启所述流道。3.如权利要求2所述的喷射装置，其特征在于，所述针阀的下部结构的底面包括与所述针阀侧壁圆弧倒角连接的底部锥形面和与所述底部锥形面相切连接的底部球面。4.如权利要求3所述的喷射装置，其特征在于，所述底部锥形面的夹角≤90
°
。5.如权利要求2所述的喷射装置，其特征在于，所述针阀的下部结构的的底面包括与所述针阀侧壁相切连接的底部球面。6.如权利要求3～5中任一项所述的喷射装置，其特征在于，所述气束喷射导向装置的底部内壁面包括与所述气束喷射导向装置的上侧内壁圆弧倒角连接的内壁球面，且...
【专利技术属性】
技术研发人员：李天云，叶俊亭，蔡森叶，强浩，伍中宇，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。