一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置

技术领域

本发明涉及一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置，属于燃油喷射技术领域。

背景技术

夹气喷射系统通过压缩空气与燃油在混合腔混合，随后将气液两相混合物喷入缸内，燃油被高速气流裹挟，雾化为更小的液滴并迅速蒸发。该技术可以在相对低的供油压力下实现燃油的雾化和燃烧。

但由于油气混合腔的尺寸较小，燃油射入混合腔后不可避免地发生撞壁现象，这部分燃油附壁形成油膜后，无法与混合腔内的空气充分混合，蒸发速度较慢。当混合气喷射电磁阀打开后，混合腔内悬浮的燃油颗粒随气流喷入缸内，但壁面上的油膜大部分仍然留在混合腔内，导致发动机动态响应变差。虽然有一小部分油膜也可以随气流进入缸内，但其燃油颗粒尺寸较大，雾化不良，导致碳氢排放升高，燃油经济性下降。因此如何改善夹气喷射过程中的混合腔内的燃油附壁特性，对整个喷射系统的性能提升具有重要意义。

超声波是指振动频率大于20000Hz以上的声波，其本质上是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内传播，是一种能量的传播形式。它的频率高，波长短，尤其一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。根据这个特点，可以利用超声波的定向高频振动，将附壁的油膜振动剥离壁面，并破碎形成更小的液滴，在空中参与混合蒸发，当混合气电磁阀打开后，在高速气流的裹挟下进入发动机缸内，可以进一步雾化混合，更好地参与燃烧。

某夹气块装置包括油嘴安装组件、气嘴安装组件、旋流器、进油口和进气口。其特征是：夹气块装置用于安装燃油喷嘴、混合器喷嘴和旋流器，旋流器设置于所述混合腔处；油嘴安装组件用于安装燃油喷嘴；气嘴安装组件与所述油嘴安装组件连通，用于安装混合气喷嘴；进油口设置于所述油嘴安装组件上，以输入油至混合腔；进气口与所述混合腔连通，用于向所述混合腔输入压缩空气；旋流器设置于所述混合腔处，用于对所述压缩空气和所述油进行混合并通过安装的所述混合气喷嘴输出；稳压腔设置于进气口和所述混合腔之间，分别与所述进气口和所述混合腔连通。该发明通过夹气块内的旋流器使油气混合，在较低的供油压力下，提高燃油喷雾的雾化效果，尤其对于航空发动机一般常用的航空重油雾化效果，从而改善发动机的燃油经济性，动力性以及排放性能。但是上述技术中混合腔体积很小，旋流器对油气混合的作用有限，且混合腔中附壁的燃油无法进入旋流器参与油气混合，进而造成雾化效果受影响的问题。

此外，还有一夹气喷射器，包括外壳、进油组件、电气接头、电磁回路组件、流量调整组件、阀门组件、进气组件。阀门组件包括阀芯、阀芯连杆和阀座，阀座的喷射端与阀芯连杆的喷射端相互配合形成拉法尔喷嘴；阀座的喷射端内设有收腰型弧形喷射腔，它由依次连在一起的弧形扩气段、弧形收缩段以及弧形扩张段构成；阀芯与进油组件、进气组件之间的空腔形成气液混合腔；阀芯连杆的喷射端设有喷射孔，阀芯连杆的喷射端端部设为与阀座的弧形扩张段相吻合的弧形扩散端。在阀芯连杆的作用下，液气两相流从阀芯连杆的喷射孔喷出到弧形扩气段，并在弧形收缩段与弧形扩张段的交接处形成超音速的流速，在超音速的作用下，气体的速度把液压油撕裂成颗粒。因此，该夹气喷射器在低温低压时也能达到较好的雾化效果，其雾化效果远优于一般单相流体喷射器的雾化效果。但是上述技术未考虑燃油与压缩空气在混合腔混合时因燃油附壁而造成的油滴较大，进而造成雾化效果下降、反应缓慢的问题。

在上述这些发明中均未考虑到油气混合腔空间狭小带来的燃油附壁问题，这会对发动机动态响应、排放、燃油经济性等性能造成不良影响。

发明内容

本发明的目的在于解决燃油与压缩空气在混合腔混合时由于燃油附壁所导致发动机动态响应变差、碳氢排放升高、燃油经济性下降等问题，提出了一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置。

为达上述目的，本发明采取如下技术方案：

所述带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置，包括喷油组件、进气组件、混合管以及混合喷射组件；

其中，喷油组件包括进油管、喷油电磁阀以及喷油嘴，且所述喷油嘴的油压大于进气管的气压；进气组件包括进气管；混合喷射组件包括油气混合喷射电磁阀和油气混合喷嘴；

且所述喷油电磁阀的喷油开启时刻早于油气混合喷射电磁阀；

混合管内包含超声波振动片组，具体为：所述混合管内部成型有混合腔，混合腔内安装有所述超声波振动片组，所述超声波振动片组为由多个圆弧形超声波振动片组成的圆环套状结构，镶嵌于混合腔壁。

所述夹气喷射装置中各部件的连接关系如下：

进油管经喷油电磁阀与喷油嘴相连，具体为：所述喷油电磁阀通过螺纹连接所述进油管以及喷油嘴；喷油嘴以及进气管均与混合管相连，具体为：喷油嘴、所述进气管通过螺纹连接所述混合管；混合管内包含超声波振动片组，混合管与油气混合喷射电磁阀相连，油气混合喷射电磁阀与油气混合喷嘴相连，具体地：所述油气混合喷射电磁阀通过螺纹连接所述混合管、所述油气混合喷嘴。

所述夹气喷射装置中各部件的安装关系及安装过程如下：

所述进油管通过所述喷油电磁阀连接所述喷油嘴；所述进气管下端与所述混合管相连；所述混合管连接内部的超声波振动片；所述混合管出口端与油气混合喷射电磁阀相连；所述油气混合喷射电磁阀一端安装有油气混合喷嘴。

所述夹气喷射装置中各部件的功能如下：

所述进油管起进油作用，所述喷油电磁阀起控制通断作用；所述进气管起进气从而和油液混合进行雾化；所述油气混合喷射电磁阀起控制通断作用，所述油气混合喷嘴起喷油作用；所述混合管起混合作用，所述超声波振动片组使附壁油液脱离壁面并形成小液滴；所述喷油电磁阀的喷油开启时刻早于油气混合喷射电磁阀，从而达到喷油效果。

有益效果：

本发明所述的一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置，与现有夹气喷射装置相比，具有如下有益效果：

1、所述装置利用混合管内部混合腔壁面安装有超声波振动片组，能够将附壁燃油剥离壁面并形成小液滴，克服了燃油与压缩空气在混合腔混合时因燃油附壁造成的液滴粒径大、蒸发迟缓、雾化效果不好、混合不均匀、发动机响应性差等问题；

2、所述装置中燃油喷嘴喷入混合腔中的燃油在混合喷射喷嘴打开时全部喷入气缸，不会有残余，对燃油的计量更准确，经济性更好；

3、所述装置利用混合腔内的超声波振动片组将附壁燃油剥离，并悬浮在空中。当混合气电磁阀打开时，这些悬浮的油滴更容易和气流一起射入缸内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置的内部结构示意图；

图示说明：

1、进油管；2、喷油电磁阀；3、喷油嘴；4、进气管；5、混合管；6、油气混合喷射电磁阀；7、油气混合喷嘴；8、超声波振动片组。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置进行详细阐述。

实施例1

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述装置中超声波振动片将附壁油液剥离壁面并破碎，而不是工业上使用的超声波喷嘴，直接将油管中的油束雾化，二者在结构上差异很大。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种带有附壁油滴剥离功能的夹气喷射装置，包括喷油组件、进气组件、混合管和混合喷射组件。喷油组件包括进油管1、喷油电磁阀2、喷油嘴3，进油管1通过喷油电磁阀2连接喷油嘴3，进气组件包括进气管4，进气管4下端连接有混合管5，混合管5内部设置有超声波振动片组8，混合管5出口端连接有混合喷射组件，混合喷射组件包括油气混合喷射电磁阀6以及油气混合喷射电磁阀6一端安装的油气混合喷嘴7。

优选的：喷油电磁阀2通过螺纹连接进油管1、喷油嘴3，进油管1起进油作用，喷油电磁阀2起控制通断作用；喷油嘴3、进气管4通过螺纹连接混合管5，进气管4起进气作用，从而和油液混合进行雾化；油气混合喷射电磁阀6通过螺纹连接混合管5、油气混合喷嘴7，油气混合喷射电磁阀6起控制通断作用，油气混合喷嘴7起喷油作用；混合管5内部成型有混合腔，超声波振动片组8为由多个圆弧形超声波振动片组成的圆环套状结构，镶嵌于混合腔壁，混合管5起混合作用，超声波振动片组8将附壁油液剥离并破碎。

工作原理：同时向进油管1内提供初始油液，同时向进气管4内提供高压气体，利用发动机上的外部控制器控制超声波振动片组8启动，当需要喷雾化油时，外部控制器开启喷油电磁阀2，此时初始雾化油液到达混合管5内部，混合管内部混合腔壁面安装有超声波振动片组8，能够将附壁燃油剥离壁面并破碎为满足要求的小液滴，同时和进气管4内部高压气体混合，当油气混合喷射电磁阀打开时，这些悬浮在空中的燃油更容易和气流一起射入缸内，进一步雾化和混合后，进行燃烧放热。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，喷油嘴3的油压大于进气管4的气压，喷油电磁阀2的喷油开启时刻早于油气混合喷射电磁阀6，从而达到喷油效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。