專利名稱：用于分流式燃油噴射器的空氣輔助霧化器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的領域本發(fā)明一般地涉及用于將燃油噴入一內燃機的空氣進氣系統(tǒng)中的空氣輔助噴油器，具體地說，本發(fā)明涉及一種配裝在這種噴油器上并用于將輔助空氣傳送給剛剛噴離噴嘴的噴射燃油而促進噴射燃油的各束分流進行霧化的霧化器。
本發(fā)明的背景及概述對從一噴油器的噴嘴噴出的液態(tài)燃油進行空氣輔助霧化是一種公知技術，這種技術用于促進引入內燃機燃燒室中的可燃空氣燃油混合物進行更好的制備。更好的混合制備既可使燃燒過程清潔，又更為有效，這從廢氣排放及節(jié)省燃油上講都是希望實現的理想目標。
這種技術當前包含大量涉及空氣輔助霧化技術的專利。這種技術的優(yōu)點，由引入專門的輔助空氣通道而獲得，這些通道用于將輔助空氣導入而使之與噴射的液態(tài)燃油相互作用。某些空氣輔助燃油噴射系統(tǒng)使用出自泵或某種其它壓力源的加壓空氣來作為輔助空氣。其它一些系統(tǒng)依靠在發(fā)動機工作的某些工況期間存在于大氣和發(fā)動機進氣系統(tǒng)之間的壓差而工作。將噴油器裝于發(fā)動機歧管中或者將油路構造得包含用于將輔助空氣傳送給單個噴油器的輔助空氣通道，這些都是普通的技術。
從普通轉讓的美國專利US5220900中可知如何來構造一空氣輔助霧化器，在該霧化器中輔助空氣通道到每個噴油器尖部的最終長度是由兩個加部件的協(xié)同配合及設置而確定的，該兩個外加部件構成了一個設置了噴油器的噴嘴與裝納噴油器的凹腔壁板之間的霧化器組件。這種發(fā)明的優(yōu)點之一是，它適應于在空氣輔助系統(tǒng)中用的其它常規(guī)電控噴油器，而不需要改動噴油器的基本結構，也不需要在噴油器裝放凹腔中設置特定的容納裝置，只需要使凹腔具有適當的大小以便接納空氣輔助霧化器。
本發(fā)明的空氣輔助霧化器類似于本人的普通轉讓美國專利5174505(名稱為噴油器用空氣輔助霧化器)中所述的霧化器，其中一單一圓盤設置得用于在燃油噴離該噴油器時將空氣導引至燃油流束中，并類似于本人參予的普通轉讓美國專利US5437413(其名稱為噴油器用多級圓盤空氣輔助霧化器)中所述的霧化器，其中兩個或多個圓盤設置得用于將輔助空氣在軸向和周向都彼此相互偏移的位置處沿徑向向內導流。然而，如從所附的說明書，附圖及權利要求書中可明顯地看出的那樣，本發(fā)明與上述兩個美國專利所述的空氣輔助霧化器存在著顯著的不同。
本發(fā)明與上述美國專利及其它先有技術中所公開的霧化器的類似之處在于霧化器包括一組沿周向相互隔開的輔助空氣開口，這些開口將輔助空氣沿徑向向內朝噴出的燃油輸送；然而顯著的不同之處在于在一單個圓盤上設置一對沿直徑對置的輔助空氣開口，其作用是為了保持一分流式噴油器的兩束油流單獨分開。圓盤沿軸向設置，夾緊于噴嘴與套筒件的端壁之間并與噴嘴和套筒件相互接觸，以便形成各輔助空氣開口，通過這些開口將輔助空氣沿徑向向內導流至剛剛噴離噴嘴的噴出的燃油中。圓盤最好由通常的沖壓技術制造而成，并且套筒件的內部不需某些先有技術中的表面精加工就可以加工出來，在這些先有技術中輔助空氣通道都是在套筒件中模制或機加工而成的，以便保持極緊密的配合公差。
本發(fā)明的其它特性，優(yōu)點及好處可在伴以附圖的隨后說明及各權利要求中看出。這些附圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該優(yōu)選實施例是在實現本發(fā)明時至今所能想到的最佳模式。
附圖的簡要說明

圖1是一個帶有一空氣輔助霧化器的噴油器的縱剖面圖；圖2是圖1所示噴油器的噴嘴端的放大圖；圖3是圖2所示霧化器圓盤的平面圖；圖4是沿圖2的線4-4剖取的局部剖視圖；其中示出了圖3所示圓盤的定位器與各分流孔口的關系；圖5是在所有6個通道中都具有空氣的噴霧模型的透示圖；圖6是沒有空氣時的實際噴霧模型圖；圖7是在有空氣時的實際噴霧模型圖。
優(yōu)化實施例的描述圖1-3表示一電控噴油器10，該噴油器包含一個體現本發(fā)明的原理的空氣輔助霧化器12。該噴油器10具有一主縱軸14并且為一頂部供油型裝置，該裝置包括一進口16和一個處于其相對的軸向端的噴嘴18。在該進口16與噴嘴18之間的液態(tài)燃油通道穿過該噴油器，并由將一金屬針閥20的圓頭端落座于一正好處于該噴嘴18內部的閥座22上和從該閥座22上離座而加以控制。該針閥20由一彈簧24彈性偏壓而落座于閥座22上，從而關閉該流動通道。當該閥借助于將勵磁電流傳送給電磁線圈26而施加電能時，該針閥離座，從而允許燃油流動。圖1和2表示該處于關閉位置的噴油器。
該噴嘴18附近的結構詳細示于圖2中。該噴油器包括一大致管狀的金屬殼體28，該殼體28在噴嘴端按組裝順序包含一金屬針閥導向件30，一金屬閥座件32，一金屬制薄圓盤孔口件34及一金屬夾緊件36。一O形密封環(huán)40設置于閥座件32與該殼體28的內壁之間。該薄圓盤孔口件34包含有一中心錐形凹坑42，該凹坑42具有沿直徑方向彼此對置并且距該噴油器的主縱軸14等距的兩個完全相同的孔口44，46。當噴油器受控開啟時，經進口16供給噴油器的壓力燃油從噴嘴18中沿兩個完全不同的發(fā)散方向(即分流方向)噴射出去，該分流方向在圖2中分別由標號48，50統(tǒng)一表示出來。該噴油器及其噴嘴端的結構至今已被描述清楚，該結構大致相似在某些普通轉讓的授權專利中公開的結構，因此為了將注意力集中于該空氣輔助霧化器12中具有的發(fā)明特征及與該噴油器10相關的發(fā)明特征，此時不必對這些相似結構進行進一步說明。
該空氣輔助霧化器包括按與該噴油器的組裝關系設置的兩個部件一個部件是一套筒件52而另一部件是一插入圓盤54。該套筒件52大致為一帽形，具有一側壁56和一端壁58。該側壁56具有一個包括一肩部60的圓柱形內直徑，該肩部60將該側壁56分成一大直徑部分62和一小直徑部分64。該小直徑部分64從與該端壁58的中部鄰接處延伸至該肩部60，而該大直徑部分62從該肩部60延伸至該套筒件52的與該端壁58相對置的端部。
部分殼體28具有一公稱的圓形外直徑66，該直徑的大小允許使該套筒52的較大直徑部分62妥貼地配裝于該外直徑66上。然而，該公稱的圓形外直徑66設有一個或多個諸如一軸向平面或槽孔68之類的隔斷件，因此與該套筒的側壁56共同限定而構成一軸向延伸的通道裝置70的進口部分，以便使輔助空氣沿該殼體28的外側朝該噴嘴18進行軸向流動。圖2中的小箭頭表示輔助空氣流。
端壁58從該側壁56沿徑向向內延伸，從而形成一軸向為截頭圓錐形的擴展孔口72，該孔口72與軸線14共軸，而剛從噴嘴18中噴出的燃油流過該孔口72。一凸起的圓環(huán)形凸緣74形成于該截頭圓錐孔72的范圍內的端壁58的內側上。該插入圓盤54軸向設置于該噴嘴18與端壁58之間，并且實際上夾緊于凸緣74與夾緊件36的外軸向端面之間。
在圓盤54的旋轉軸線14上有一中心圓孔76。圓孔由一第一環(huán)圈78限定而成，環(huán)圈圍繞兩根分流軸線48，50并且當兩根軸線48，50穿過由圓盤的平坦表面之一79形成的平面時，環(huán)圈與兩根軸線隔開。
六個沿圓周方向間隔開來的不連續(xù)部分80a-d和92a-b在遠離所述旋轉軸線的方向穿過該第一環(huán)圈。這些不連續(xù)部分分成三組，第一組為兩個相鄰的、按角度相互隔開的不連續(xù)部分80a，80b，它們沿假想的直線81a，81b取中，這些直線81a，81b穿過液流流束之一的軸線48。這些假想的直線，相對于穿過液流流束的軸線48，50的直徑84，隔開相等的角度A°。在優(yōu)選實施例中，角度A°為60度。第二組為兩個相鄰的按角度相互隔開的不連續(xù)部分80c，80d，它們沿假想的直線81c，81d取中，這些假想的直線81c，81d穿過液流另一流束的軸線50。其余兩個不連續(xù)部分92a，92b是沿直徑對置的并沿直徑94取中，直徑94垂直并平分直徑84，而直徑84穿過各液流流束的軸線48，50。
一第二環(huán)圈82圍繞該圓盤的周邊設置并用作六個開口86的外邊界。每個開口都由該第一和第二環(huán)限定而成并連接到這些不連續(xù)部分的之一上。這些開口與套筒中的通道保持流體接觸，并且適合于接受從該通道來的輔助空氣。
兩個沿直徑對置的不連續(xù)部分92a，92b接受從該流道來的空氣，以便在各液流流束之間形成一空氣簾幕97。空氣簾幕使圖5-7所示的兩流束保持顯著的分離。其它四個不連續(xù)部分80a-d將輔助空氣導入圖5-7所示的液流流束之中。
插入件54的外直徑(OD)之尺寸比側壁部分64的內直徑(I.D)稍小一點，從而允許插入件沿軸線穿過套筒，所以在將霧化器裝到噴油器上之前，插入件可設置得抵住端壁58的內側。按照這種方式，環(huán)圈82用作將插入件確切地對中于，亦即沿徑向設置于，套筒中的定位器。這種配置用于使環(huán)圈78設置于凸緣74上，以致當含有插入件的套筒借助于預先將套筒裝在殼體28的端部而裝于噴嘴上時，環(huán)圈78將被夾在凸緣74與夾緊件36的環(huán)形端面之間并與它們相互接觸，如圖1和2所示。
插入件54可由諸如不銹鋼之類的板材經沖壓處理而制成。插入件54是平的并且整個板都是等厚度的，所以總的軸向尺寸等于其厚度。如圖4所示，插入件54采取了特殊措施，如具有一平面88，以便保證平面88與套筒52中的相應平面90沿周向對齊。另外，沒有這一平面也是可以保證適當的周向對齊的。在這種情況下，在將套筒裝在噴嘴的端部上之前，可將插入件適當地沿周向定位于套筒上。在薄圓盤孔口件34具有兩個或多個分流孔口的應用場合下，這種周向對齊是很重要的。這是因為，插入件54中沿直徑對置的孔口92a-b對齊于一垂直于孔口44與46之間的公共直徑84的公共直徑94上，被認為是較為可取的。
如圖5所示，在公共直徑94上沿直徑對置的孔口92用于將空氣流沿圖示箭頭方向95導引而流過圓孔76。這股空氣用于防止從其它孔口80a-d流出的空氣擴散到從兩個噴孔44和46噴出的燃油流束之外。燃油沿兩根軸線48和50從這些軸線相應的孔口44和46流出。空氣簾幕，如圖所示，用于使空氣輔助燃油與燃油油流分開。圖6和7示出了從噴油器10中噴出不帶空氣(圖6)和帶空氣(圖7)的油流。不帶空氣時，燃油的流動錐面相當密集并形成一緊密的圓形。不過，如果在六個通道的每上中都帶空氣流，則圓形更大，但由空氣流在圖5中箭頭95的方向上所形成的空氣簾幕97使這些燃油的流動錐面分開，如圖7所示。
裝備有霧化器的噴油器10適合于裝在一個用于將輔助空氣輸送到一通道裝置70的敞開上游端的歧管(未示出)之中。設置于殼體28外側和套筒52外側上的軸向隔開的O形環(huán)98、100用于使裝備有霧化器的噴油器相對于歧管中用于裝納噴油器的凹腔保持密封。
在使用中，空氣霧化器促使噴射的燃油霧化。在圖示噴油器的情況下，沿方向48、50噴射的燃油由霧化器分別霧化成相應的云霧形，這與較窄的流束是明顯不同的。
權利要求
1.一種空氣輔助噴油器，具有一個帶有一個用于計量沿著兩根分開的軸線出自噴油器的燃油的雙分流薄緣孔口圓盤的噴嘴，一個圍繞該噴嘴設置且基本上為管形的套筒，所述套筒具有一個用于將輔助空氣沿所述噴嘴外側導流的軸向延伸通道、一端壁從側壁沿徑向延伸用于將輔助空氣導流至端壁中的孔口中，以及一個與孔口圓盤隔開并設置于端壁與噴嘴底部之間的圓盤裝置，該圓盤包括一個設置于所述圓盤的旋轉軸上的中心圓孔，所述圓孔由一第一環(huán)圈限界，第一環(huán)圈包圍兩束分流軸線并且在兩束分流軸線穿過由所述圓盤的表面之一形成的平面時與該兩束分流軸線隔開；六個沿圓周方向隔開的并在離開所述旋轉軸線的方向上延伸且穿過所述第一環(huán)圈的不連續(xù)部分，這些按角度相互隔開的不連續(xù)部分中的第一組兩相鄰不連續(xù)部分沿著穿過各液流流束之一的軸線的假想直線對中，第二組兩個相鄰的按角度相互隔開的不連續(xù)部分沿著穿過各液流流束另一軸線的假想直線對中，而其余的兩個不連續(xù)部分是沿直徑對置的，且沿一直徑對齊，該直徑垂直并平分一條穿過各液流流束的軸線的直徑；一處于圓盤的周邊周圍的第二環(huán)圈；以第一和第二環(huán)圈為界的六個開口，每個所述開口都連接到所述不連續(xù)部分之一上并適于接收來自通道的輔助空氣；所述兩個沿直徑對置的不連續(xù)部分用于在各液流流束之間形成一空氣簾幕，使各流束保持顯著的分離，所述其它四個不連續(xù)部分用于將輔助空氣導入各液流流束之中。
2.如權利要求1所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述第一環(huán)圈的形狀為圓形。
3.如權利要求1所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述的圓盤整體上是扁而平的，所以所述圓盤的總軸向尺寸等于其厚度。
4.如權利要求1所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述圓盤包括一個定位裝置，該定位裝置沿所述第一環(huán)圈的徑向設置并與所述套筒共同起作用以便使所述環(huán)圈沿徑向定位。
5.如權利要求4所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述定位裝置包括一平面，該平面沿徑向設置在所述第一環(huán)圈之外并垂直于通過各液流流束軸線的所述直徑，并與套筒的側壁共同起作用以便使所述圓盤相對于雙分流薄緣孔口定位。
6.如權利要求1所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述第二環(huán)圈是周向連續(xù)的。
7.如權利要求6所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述第二環(huán)圈和所述第一環(huán)圈兩者的形狀都是圓形的并且設置于一共同平面中。
8.如權利要求7所述的空氣輔助噴油器，其特征在于，所述圓盤整體是扁而平的，所以所述圓盤的總軸向尺寸等于其厚度。
9.如權利要求1所述的空氣輔助噴油器，其特征在于所述端壁包括一個所述第一環(huán)圈與之抵靠的內部凸起的凸臺。
全文摘要
該霧化器是一蓋帽形套筒(12),該套筒包含一扁平的沖壓而成的金屬插入件(54)。當將霧化器裝到一噴油器的噴嘴上時,霧化器使插入件沿軸向夾于套筒的端壁和噴嘴的外端之間。在夾緊區(qū)域,插入件具有六個周向不連續(xù)部分的通道(80a－d;92a－b),這些不連續(xù)部分與噴嘴端和套筒端壁一起限定了各輔助空氣開口,用于使輔助空氣沿徑向向內朝著剛剛噴離噴嘴的噴出的燃油。六個通道劃分成:一組兩個各自按角度隔開的通道(80a,80b),都指向燃油油流的兩條軸線之一(48);另外一組兩個各自按角度隔開的通道(80c,80d),都指向燃油油流的兩條軸線的另一條(50);以及兩個沿直徑對置的通道(92a,92b)處于圓盤的一直徑上,該直徑垂直于并平分一條通過燃油油流的兩軸線(48,50)的直徑,以便形成一空氣壁面(97),從而保持與空氣混合的各燃油油流的軸線分離開來。
文檔編號F02M61/18GK1193376SQ96196295
公開日1998年9月16日 申請日期1996年7月24日 優(yōu)先權日1995年8月15日
發(fā)明者沈靜明 申請人:美國西門子汽車公司