用于车辆的喷射器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102486150 A (43)申请公布日 2012.06.06 C N 1 0 2 4 8 6 1 5 0 A *CN102486150A* (21)申请号 201110236697.9 (22)申请日 2011.08.12 10-2010-0122237 2010.12.02 KR F02M 61/18(2006.01) (71)申请人现代自动车株式会社 地址韩国首尔 (72)发明人崔昌烈 (74)专利代理机构北京戈程知识产权代理有限 公司 11314 代理人程伟 张小文 (54) 发明名称 用于车辆的喷射器 (57) 摘要 本发明公开了一种用于车辆的喷射器，其包

2、 括在喷嘴孔中形成的加速通道和至少两个扩大通 道，使得所述加速通道加快燃料的流动，所述扩大 通道通过在燃料中产生气泡而增大燃料和空气 的混合率。所述用于车辆的喷射器可以包括：外 壳，所述外壳具有圆柱形外形；多个喷嘴孔，所述 喷嘴孔位于所述外壳的下端部，且这些喷嘴孔使 所述外壳的内部与所述外壳的外部连通；以及针 状件，所述针状件配置成在所述外壳中往复运动， 且选择性地使所述喷嘴孔打开或关闭，其中每个 喷嘴孔具有加速通道和至少两个扩大通道，所述 加速通道和至少两个扩大通道的直径分别线性增 大、线性减小或保持不变。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (

3、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种用于车辆的喷射器，包括： 外壳，所述外壳具有圆柱形外形； 多个喷嘴孔，所述喷嘴孔位于所述外壳的下端，且这些喷嘴孔使所述外壳的内部与外 部连通；以及 针状件，所述针状件能够在所述外壳中往复运动，以选择性地使所述喷嘴孔打开及关 闭， 其中每个喷嘴孔具有加速通道和至少两个扩大通道，使得所述加速通道和至少两个扩 大通道的直径分别线性增大、线性减小或保持不变。 2.根据权利要求1所述的用于车辆的喷射器，其中至少两个扩大通道包括： 第一扩大通道，所述第一扩大通道具有逐渐增大的直

4、径；以及 第二扩大通道，所述第二扩大通道具有不变的直径。 3.根据权利要求2所述的用于车辆的喷射器，其中所述加速通道、所述第一扩大通道 和所述第二扩大通道从所述喷射器的内部到所述喷射器的外部依次布置，首先是所述加速 通道，接着是所述第一扩大通道和所述第二扩大通道。 4.根据权利要求3所述的用于车辆的喷射器，其中所述第一扩大通道的直径的增大率 大于所述加速通道的直径的减小率。 5.根据权利要求2所述的用于车辆的喷射器，其中所述喷嘴孔的K因数在-5到10之 间。 6.根据权利要求3所述的用于车辆的喷射器，其中所述加速通道和所述第一扩大通道 之间的边界或所述第一扩大通道和所述第二扩大通道之间的边界形

5、成为曲线。 权 利 要 求 书CN 102486150 A 1/4页 3 用于车辆的喷射器 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求于2010年12月2日提交的韩国专利申请第10-2010-0122237号的优 先权及权益，该申请的全部内容为了所有目的而通过引用结合于本文中。 技术领域 0003 本发明涉及一种用于车辆的喷射器。更特别地，本发明涉及这样一种用于车辆的 喷射器，其中在喷嘴孔中形成加速通道和至少两个扩大通道，使得加速通道加快燃料的流 动，扩大通道通过在燃料中产生气泡而增大燃料和空气的混合率。 背景技术 0004 一般地，车辆分成柴油车辆和汽油车辆，柴油车辆直接将燃料喷射到

6、燃烧腔室中， 汽油车辆将燃料喷射到进气通道中或进气歧管中，且通过进气门向燃烧腔室提供空气-燃 料混合物。 0005 在汽油车辆的情况下，喷射燃料与空气在进气通道或进气歧管充分混合，然后，喷 射燃料通过进气门而提供到燃烧腔室。因此，燃料的喷溅(spray)特性并不重要。 0006 然而，在柴油车辆的情况下，燃料通过喷射器直接喷射到燃烧腔室中且在其中燃 烧。因此，难有充分的时间使燃料与空气混合。因此，燃料喷溅特性在柴油车辆的情况下非 常重要，且燃料喷溅特性对燃烧特性有很大影响。 0007 燃料的喷溅特性与喷射器的喷嘴孔的横截面形状有着很大关系。限定喷嘴孔的横 截面形状的多个因数之一是K因数。K因数

7、限定如下。 0008 K因数(d in -d out )/10 0009 这里，d in 代表喷嘴孔的入口直径，d out 代表喷嘴孔的出口直径。 0010 如果K因数较小，则穿透长度被缩短，但是喷溅分布面较大。相反地，如果K因数 较大，则穿透长度变长，但是喷溅分布面较小。亦即，如果燃料通过具有较小K因数的喷嘴 孔而喷射，则在局部负载区域，空气和燃料充分混合且排放会减少，但是在燃料喷射量较大 的高负载区域，穿透长度较短且输出被减小。 0011 相反地，如果燃料通过具有较大K因数的喷嘴孔而喷射，则穿透长度变大，但是喷 溅分布面较小。因此，可以增大输出，但是空气和燃料未充分混合。 0012 如上文

8、所述，如果只有一个直径的增大率或减小率的喷嘴孔的K因数受到控制， 从而改进燃烧特性，则存在优点和缺点。因此，已经开始研究具有直径的至少两个变化率的 喷嘴孔。 0013 本发明背景部分公开的上述信息仅仅用来增加对本发明总体背景的理解，其不应 作为该信息构成对本领域技术人员来说已经公知的现有技术的确认和任何形式的暗示。 发明内容 0014 本发明的各个方面提供一种用于车辆的喷射器，其优点在于，通过使用具有加速 说 明 书CN 102486150 A 2/4页 4 通道和至少两个扩大通道的喷嘴孔，该喷射器加快燃料的流动且增大了燃料和空气的混合 率。 0015 根据本发明的各个方面的用于车辆的喷射器可

9、以包括：外壳，所述外壳具有圆柱 形外形；多个喷嘴孔，所述喷嘴孔位于所述外壳的下端部，且这些喷嘴孔使所述外壳的内部 与所述外壳的外部连通；以及针状件，所述针状件适合于在所述外壳中往复运动，且选择性 地使所述喷嘴孔打开或关闭，其中每个喷嘴孔具有加速通道和至少两个扩大通道，所述加 速通道和至少两个扩大通道的直径分别线性增大、线性减小或保持不变。 0016 至少两个扩大通道可以包括：第一扩大通道，所述第一扩大通道具有逐渐增大的 直径；以及第二扩大通道，所述第二扩大通道具有不变的直径。 0017 所述加速通道、所述第一扩大通道和所述第二扩大通道可以从所述喷射器的内部 到所述喷射器的外部按照所述加速通道、

10、所述第一扩大通道和所述第二扩大通道的次序布 置。 0018 所述第一扩大通道的直径的增大率(increasing rate)可以大于所述加速通道的 直径的减小率(decreasing rate)。 0019 所述喷嘴孔的K因数可以在-5到10之间。 0020 所述加速通道和所述第一扩大通道之间的边界或所述第一扩大通道和所述第二 扩大通道之间的边界可以形成为曲线。 0021 本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点可以从结合在本申请 文件中的附图以及下面的具体实施方式中变得显而易见，并在其中进行更加详细的阐述， 其中附图以及具体实施方式一起用于解释本发明的一些原理。 附图说明 002

11、2 图1是根据本发明的示例性的用于车辆的喷射器的局部剖视图。 0023 图2是在根据本发明的示例性的用于车辆的喷射器中的喷嘴孔的放大剖视图。 0024 图3A和图3B示出了在通过传统喷嘴孔而喷射燃料的情况下以及在通过根据本发 明的示例性的喷嘴孔而喷射燃料的情况下的动能。 0025 图4示出了在通过根据本发明的示例性的喷嘴孔而喷射燃料的情况下以及在通 过传统喷嘴孔而喷射燃料的情况下的排放。 具体实施方式 0026 以下将详细参考本发明的不同实施方案，本发明的实例在附图中示出并在下面进 行描述。虽然本发明将结合示例性实施方案进行描述，但应了解该描述不是旨在将本发明 限制于那些示例性实施方案。相反地

12、，本发明旨在不仅仅覆盖示例性实施方案，还覆盖可以 包括在权利要求书所限定的本发明的精神和范围里的各种替代、改进、等效结构以及其它 实施方案。 0027 如图1所示，根据本发明的各个实施方案的喷射器具有针状件30，该针状件30布 置在外壳10中。针状件30适合于在外壳10中往复运动。为了使针状件30往复运动，在 外壳10的上部设置有电磁体。因此，如果向该电磁体提供电流，则针状件30向上运动，如 果不向该电磁体提供电流，则针状件30向下运动，从而与针状件座20接触。 说 明 书CN 102486150 A 3/4页 5 0028 此外，在外壳10中形成有燃料通道。该燃料通道总是与在喷射器外部形成的

13、燃料 供给通道连接，从而接收燃料。 0029 此外，多个喷嘴孔40在外壳10的下部形成，这些喷嘴孔40从外壳10的内部穿透 到外部。多个喷嘴孔40选择性地与燃料通道连接。亦即，如果未向电磁体提供电流，且针 状件30与在外壳10的下部形成的针状件座20接触，则燃料通道与喷嘴孔40彼此并不连 通。相反地，如果向电磁体提供电流，且针状件30与针状件座20分开，则燃料通道与喷嘴 孔40彼此连通。这时，燃料通过喷嘴孔40而喷射到燃烧腔室中。 0030 如图2所示，根据本发明的各个实施方案的喷嘴孔40由三个通道(即，加速通道 42、第一扩大通道44和第二扩大通道46)形成。 0031 加速通道42布置成最

14、接近外壳10的内部，第二扩大通道46布置成最接近外壳10 的外部，第一扩大通道44布置在加速通道42和第二扩大通道46之间。 0032 加速通道42的直径逐渐变小，从而加快穿过加速通道42的燃料的速度。亦即，加 速通道42的入口直径是D，加速通道42的出口直径是h，D大于h。此外，加速通道42的直 径按照燃料的流动而线性减小。加速通道42的直径的减小率K1表示如下。 0033 K1(D-h)/l1 0034 这里，l1代表加速通道42的长度。 0035 通过将加速通道42的入口直径D设定的较大，可以减小喷嘴孔40的入口处的燃 料的流阻。因此，可以加快燃料的流动。 0036 第一扩大通道44与加

15、速通道42连通，第一扩大通道44的直径陡然增大。因此， 穿过第一扩大通道44的燃料的体积陡然扩大，部分燃料可能会雾化。这种雾化提升了燃料 和空气的混合。此外，第一扩大通道44的直径的增大率大于加速通道的直径的减小率，从 而促进气泡(bubbles)的产生。 0037 如果第一扩大通道44的入口直径是h，第一扩大通道44的出口直径是d，则第一 扩大通道44的直径的增大率表示如下。 0038 K2(d-h)/l2 0039 这里，l2代表第一扩大通道44的长度。 0040 此外，第一扩大通道44的直径按照燃料的流动而线性增大。 0041 第二扩大通道46与第一扩大通道44连通，第二扩大通道46的直

16、径保持不变。第 二扩大通道46还提升了燃料的雾化。因此，雾化的燃料和空气混合，从而可以进一步提高 燃料和空气的混合率。 0042 如上文所述，根据本发明的各个实施方案的喷嘴孔40加快燃料的流动且提高燃 料和空气的混合率。出于这一目的，应当最佳地设定喷嘴孔40的K因数。根据本发明的各 个实施方案的喷嘴孔40的K因数可以设定在-5到10之间。根据本发明的各个实施方案 的喷嘴孔40的K因数表示如下。 0043 K因数(D-d)/10 0044 同时，为了不阻碍燃料的流动，加速通道42和第一扩大通道44之间的边界或第一 扩大通道44和第二扩大通道46之间的边界可以由曲线形成。 0045 图3A示出了通

17、过传统喷嘴孔而喷射燃料的情况，图3B示出了通过根据本发明的 各个实施方案的喷嘴孔40而喷射燃料的情况。 说 明 书CN 102486150 A 4/4页 6 0046 与图3A相比，图3B中的喷射燃料的动能较大。喷射燃料的较大的动能意味着燃 料的流量较大且在燃料中产生更多的湍流。亦即，如果燃料通过根据本发明的各个实施方 案的喷嘴孔40而喷射，则燃料的流量较大，从而增大了输出，且燃料与空气充分混合，从而 减少了排放。 0047 在图4中，上方曲线表示燃料通过传统喷嘴孔而喷射时所产生的微粒和氮氧化 物，下方曲线表示燃料通过根据本发明的各个实施方案的喷嘴孔40而喷射时所产生的微 粒和氮氧化物。 00

18、48 与通过传统喷嘴孔而喷射燃料的情况相比，在通过根据本发明的各个实施方案的 喷嘴孔40而喷射燃料的情况下，氮氧化物的量最多减小了20，微粒最多减少了35到 40。 0049 如上文所述，根据本发明的各个实施方案，因为燃料的流动在加速区域加快，且在 扩大区域产生气泡从而增大了燃料和空气的混合率，所以可以增大输出，且可以改进排放。 0050 为了方便解释和准确定义所附权利要求，术语上或下、内部或外部等等依据该特 征在图中显示的位置来描述示例性实施方案的该特征。 0051 前述本发明的具体示例性实施方案的目的是阐明和描述。这些实施方案并非旨在 穷尽本发明，也不是旨在将本发明限制于所揭示的具体形式，显然，按照上述教导可以进行 许多改进和变化。这些示例性实施方案的选择和描述是为了解释本发明的一些原理及其实 际应用，从而使本领域的其他技术人员制造和使用本发明的各种示例性实施方案及其各种 替代和改进。本发明的保护范围旨在由权利要求及其等同内容限定。 说 明 书CN 102486150 A 1/3页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102486150 A 2/3页 8 图3A 图3B 说 明 书 附 图CN 102486150 A 3/3页 9 图4 说 明 书 附 图CN 102486150 A