專利名稱：：內(nèi)燃機燃油噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：內(nèi)燃機燃油噴嘴
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于燃油噴嘴的，尤其涉及內(nèi)燃機的燃油噴嘴。
背景技術(shù)：
：內(nèi)燃機作為一種性能優(yōu)越的動力機械，是應(yīng)用最廣泛，熱效率最高的熱機，它提供的功率占世界所有動力裝置總功率的90%以上。但是，內(nèi)燃機對環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，如能源消耗、有害氣體排放、噪聲污染和生態(tài)平衡破壞等。因此，人們對內(nèi)燃機的動力、經(jīng)濟及排放性能提出了越來越高的要求，并制定了相應(yīng)的法律和法規(guī)。上述問題的改善取決于內(nèi)燃機的燃燒過程，柴油機的燃燒過程屬于噴霧燃燒。燃油與空氣之間的混合是控制燃燒過程的重要因素，而燃油噴霧的質(zhì)量直接決定了混合氣體的優(yōu)劣。因此，燃油的噴射霧化是影響內(nèi)燃機燃燒過程和性能好壞的決定性因素之一。用高壓噴射霧化的方法可增加燃油霧化效果。將油泵產(chǎn)生的高壓，經(jīng)輸油管將燃料在突然變細(xì)的噴嘴(?。縇)中噴出，以達到較佳的霧化效果。但是，此方法的缺點是噴油系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)，會帶來系統(tǒng)的可靠性及成本等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，是提供一種在降低了噴射壓力后其霧化效果仍能達到高噴射壓力時水平的內(nèi)燃機的燃油噴嘴。本實用新型通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。本實用新型內(nèi)燃機燃油噴嘴，包括上噴嘴體l、下噴嘴體3及設(shè)置在上、下噴嘴體中間的混合室8，其特征在于，所述的下噴嘴體3的下端設(shè)置有壓電振子4，壓電振子4的圓心部位設(shè)置有噴孔7，噴孔7與混合室8相連通，所述壓電振子4與下噴嘴體3之間設(shè)置有導(dǎo)電膠6，所述上噴嘴體1和下噴嘴體3之間設(shè)置有絕緣層2。所述的絕緣層2為有機玻璃絕緣層。所述的絕緣層2為電木絕緣層。所述的壓電振子4為銻錳-鋯鈦酸鉛硬性壓電材料制成的切變模式壓電振子。所述的噴孔7的直徑為0.2mm。本實用新型的有益效果是，將壓電振子設(shè)置在內(nèi)燃機燃油噴嘴上，構(gòu)成新的燃燒噴射系統(tǒng)。通過壓電振子在內(nèi)燃機燃油噴嘴上的應(yīng)用，提高了射流液體的霧化效果，在保證燃燒質(zhì)量的同時并將噴射系統(tǒng)的燃油壓力由7Mpa降低到3Mpa,有效地提高了系統(tǒng)的可靠性并降低了成本。圖l:是本實用新型燃油噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(a):是本實用新型燃油噴嘴低壓-3Mpa噴射圖;圖2(b):是現(xiàn)有技術(shù)燃油噴嘴低壓-3Mpa噴射圖；圖3(a):是本實用新型燃油噴嘴高壓-7Mpa噴射圖;圖3(b):是現(xiàn)有技術(shù)燃油噴嘴高壓-7Mpa噴射圖。附圖標(biāo)記如下1——上噴嘴體3——下噴嘴體5——電極7——噴孔2——絕緣層4——壓電振子6——導(dǎo)電膠8——混合室具體實施方式以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。幾十年來人們對壓電陶瓷的組成、結(jié)構(gòu)、機理及性能等進行了大量的研究和規(guī)律性總結(jié)，并在工藝和技術(shù)方面不斷改進^使壓電陶瓷性能大大提高，以滿足越來越廣泛和越來越苛刻的應(yīng)用要求。將壓電振子作為燃油噴射系統(tǒng)的激勵源，則是該材料應(yīng)用于內(nèi)燃機的燃油噴嘴中的一個創(chuàng)舉。本實用新型的燃油噴嘴采用常規(guī)的金屬材料與常規(guī)的制造工藝制備。由圖l可以看到，燃油噴嘴的上噴嘴體1與下噴嘴體3之間設(shè)置有絕緣層2，使壓電振子4與上噴嘴體1絕緣，以防止短路。絕緣層2可以是有機玻璃或者電木等絕緣材料。絕緣層2與上、下噴嘴體采用丙烯酸脂膠層粘接，這種膠的剪切強度可達30MPa。噴孔7的直徑為0.2mm。為了有效地在壓電振子4的兩端施加交流電場，本實用新型采用日本住友《一夕，<卜株式會社生產(chǎn)的CRM1073A導(dǎo)電膠，將上、下噴嘴體與壓電振子粘結(jié)在一起，亦可采用其他類型的導(dǎo)電膠粘結(jié)。兩電極5外接交流電源25-30V。由于壓電振子4是在較高的交流電場諧振狀態(tài)下連續(xù)工作，因此要求壓電材料的機械品質(zhì)因數(shù)Q-和矯頑電場E。要大，且機電轉(zhuǎn)換系數(shù)K值要高。根據(jù)應(yīng)用要求，本實用新型選用了銻錳酸鉛Pb(Mn1/3Sb2/3)03(PMS)—鋯鈦酸鉛Pb(ZrTi)03(PZT)三元系壓電陶瓷材料的壓電振子，其相關(guān)壓電和介電性能列于表1。表l壓電振子的壓電和介電性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本實用新型采用漫射背景激光散射成像技術(shù)對射流噴射霧化過程進行拍攝。采用該法獲得的照片可以濾掉從射流表面剝落的粒子，從而使液體射流未完全破碎部分的表面結(jié)構(gòu)得到突出與強化。因此，可以清楚地觀察液體射流表面波的發(fā)生過程。圖2(a)、圖2(b)、圖3(a)、圖3(b)是根據(jù)上述拍攝繪制的相關(guān)示意圖。本實用新型實驗結(jié)果比較如下1.系統(tǒng)處于低噴射壓力(3MPa)時，本實用新型圖2(a)和現(xiàn)有技術(shù)圖2(b)的比較。2.較高噴射壓力(7MPa)時，本實用新型圖3(a)和現(xiàn)有技術(shù)圖3(b)的比較。3.本實用新型較低噴射壓力2(a)和本實用新型較高噴射壓力圖3(a)的比較。圖2(a)和圖2(b)示出本實用新型在低壓射流液體諧振態(tài)(諧振頻率577kHz)及現(xiàn)有技術(shù)表面波的發(fā)展過程。圖2(a)可見，在初始階段表面波幅度不大，液柱表面顯得光滑且完整，未呈現(xiàn)明顯的被撕裂現(xiàn)象。射流液體離噴嘴(畫面左端)越遠(yuǎn)，其波動幅度越大，液柱被不斷撕裂和破壞，最終導(dǎo)致液體射流破碎為液滴。顯然，諧振時液體霧化效果顯著。由圖2(b)可見，自由射流液體在噴射過程中并不被破壞，一直保持柱狀，直到畫面右端線處才略有一點兒霧化效果，顯然，低壓自由射流的霧化效果極差。圖3(a)和圖3(b)表示本實用新型在較高噴射壓力下，系統(tǒng)處于諧振態(tài)和現(xiàn)有技術(shù)的噴射情況。在較高噴射壓力下，諧振和現(xiàn)有技術(shù)的噴射效果都非常好，顯然噴射壓力在此起主要作用，壓電振子產(chǎn)生激勵的影響微不足道。比較圖2(a)和圖3(a)，本實用新型系統(tǒng)處于諧振態(tài)時，低噴射壓力(3MP)和高噴射壓力(7MPa)的噴射霧化效果是相同的。當(dāng)系統(tǒng)處于諧振態(tài)，雖然噴射壓力小，但壓電振子阻抗最小，射流液體振幅最大且能量轉(zhuǎn)換效率最高，因此，壓電振子的應(yīng)用可大大減小系統(tǒng)的噴射壓力，這也正是本實用新型要達到的目的。另外，試驗證明，激勵電壓越高，液體射流霧化效果越好，但電壓不可能無限增加。否則，在諧振、高場強和持續(xù)振動時，會導(dǎo)致壓電振子的壓電性能迅速降低，且由于機械疲勞而導(dǎo)致振子的破碎。激勵電壓以不高于75V為佳。權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機燃油噴嘴，包括上噴嘴體(1)、下噴嘴體(3)及設(shè)置在上、下噴嘴體中間的混合室(8)，其特征在于，所述的下噴嘴體(3)的下端設(shè)置有壓電振子(4)，壓電振子(4)的圓心部位設(shè)置有噴口(7)，噴口(7)與混合室(8)相連通，所述壓電振子(4)與下噴嘴體(3)之間設(shè)置有導(dǎo)電膠(6)，所述上噴嘴體(1)和下噴嘴體(3)之間設(shè)置有絕緣層(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機燃油噴嘴，其特征在于，所述的絕緣層(2)為有機玻璃絕緣層。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機燃油噴嘴，其特征在于，所述的絕緣層(2)為電木絕緣層。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機燃油噴嘴，其特征在于，所述的壓電振子(4)為銻錳-鋯鈦酸鉛硬性壓電材料制成的切變模式壓電振子.5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機燃油噴嘴，其特征在于，所述的噴孔(7)直徑為0.2mm。專利摘要本實用新型公開了一種內(nèi)燃機燃油噴嘴，包括上噴嘴體(1)、下噴嘴體(3)及設(shè)置在上、下噴嘴體中間的混合室(8)，其特征在于，所述的下噴嘴體(3)的下端設(shè)置有壓電振子(4)，壓電振子(4)的圓心部位設(shè)置有噴孔(7)，噴孔(7)與混合室(8)相連通，所述壓電振子(4)與下噴嘴體(3)之間設(shè)置有導(dǎo)電膠(6)，所述上噴嘴體(1)和下噴嘴體(3)之間設(shè)置有絕緣層(2)。本實用新型通過壓電振子在內(nèi)燃機燃油噴嘴上的應(yīng)用，提高了射流液體的霧化效果，在保證燃燒質(zhì)量的同時并將噴射系統(tǒng)的燃油壓力由7MPa降低到3MPa，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性并降低了成本。文檔編號F02M51/06GK201043505SQ20062015166公開日2008年4月2日申請日期2006年12月13日優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日發(fā)明者孫清池,陸翠敏,馬衛(wèi)兵申請人:天津大學(xué)