專利名稱：燃料噴霧噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料噴霧噴嘴。
背景技術(shù)：
以往，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在排氣氣體所流動(dòng)通過(guò)的排氣管的途中裝備顆粒過(guò)濾器，通過(guò)該顆粒過(guò)濾器來(lái)捕集在排氣氣體中含有的顆粒(Particulate Matter :顆粒物質(zhì))，在這種顆粒過(guò)濾器中，一體地?fù)?dān)載著以Pt或Pd等為活性中心的氧化催化劑，使已捕集的顆粒從極低的排氣溫度開始自燃。
但是，在排氣溫度低的運(yùn)行區(qū)域中，捕集量多于顆粒的處理量，所以如果持續(xù)這樣的低排氣溫度下的運(yùn)行狀態(tài)，則顆粒過(guò)濾器的再生無(wú)法良好地進(jìn)行，該顆粒過(guò)濾器可能陷于過(guò)捕集狀態(tài)。因此，以往提出了以下方案在顆粒過(guò)濾器的前段設(shè)置排氣氣體升溫用燃燒器，將由該排氣氣體升溫用燃燒器的燃燒爐(burner)燃燒產(chǎn)生的排氣氣體升溫，并將該高溫排氣氣體導(dǎo)入顆粒過(guò)濾器，由此，積極地提高顆粒過(guò)濾器的催化劑床溫度，使已捕集的顆粒充分燃燒，實(shí)現(xiàn)顆粒過(guò)濾器的再生化。另外，作為與這樣使用燃燒爐將顆粒過(guò)濾器等升溫的技術(shù)有關(guān)的在先技術(shù)文獻(xiàn)信息，例如，已經(jīng)存在下述專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2等。專利文獻(xiàn)I :日本特開平5-86845號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平6-167212號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題。然而，這種排氣氣體升溫用燃燒器的燃料噴霧噴嘴，調(diào)節(jié)比(最小和最大的燃料流量之比)需要為10 20倍，而且必須能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的微小粒子噴霧，但是現(xiàn)有的燃燒爐和蒸汽渦輪機(jī)等中的燃料噴霧噴嘴采用基于壓力調(diào)整的燃料流量調(diào)整的機(jī)構(gòu)，所以調(diào)節(jié)比不足10倍，此外，在為了實(shí)現(xiàn)10 20倍調(diào)節(jié)比而采用基于占空比控制(PWM控制)的燃料流量調(diào)整的機(jī)構(gòu)時(shí)，存在無(wú)法得到均勻且微小的噴霧的問(wèn)題。S卩，在通過(guò)燃燒器來(lái)實(shí)現(xiàn)顆粒過(guò)濾器的再生的情況下，需要將該顆粒過(guò)濾器的床溫度保持在約600°C左右，但是排氣氣體的流量和溫度相應(yīng)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)(轉(zhuǎn)速和負(fù)荷)而時(shí)刻變化，所以如果調(diào)節(jié)比沒(méi)有10 20倍左右，則難以使燃燒器的燃燒狀態(tài)跟隨柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而將顆粒過(guò)濾器的床溫度保持在約600°C左右，需要更精細(xì)且高精度地控制燃料流量。另一方面，占空比控制是指以下控制在將燃料保持為一定壓力的基礎(chǔ)上，使電磁閥以一定周期驅(qū)動(dòng)，在該周期中以將電磁閥開閉的時(shí)間的比率調(diào)整燃料流量。如果采用這樣的控制，那么如圖4的曲線圖所示，與基于壓力控制的燃料流量調(diào)整相比，能夠大幅地增大調(diào)節(jié)比，但特別是在少量噴射燃料的情況下，燃料噴霧的粒徑變粗，難以得到微小的噴霧，其燃燒性和著火性變差，有可能導(dǎo)致耗油量的惡化或白煙的產(chǎn)生。本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而做出的，其目的在于，提供一種燃料噴霧噴嘴，其實(shí)現(xiàn)10 20倍的調(diào)節(jié)比，并且即使在少量噴射燃料時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻且微小的噴霧。用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案。本發(fā)明涉及一種燃料噴霧噴嘴，其特征在于，具備噴霧單元，其在內(nèi)部具備霧化空氣所流過(guò)的空氣流路，構(gòu)成為筒狀；以及燃料噴射閥，其在該噴霧單元的內(nèi)部的空氣流路的途中通過(guò)占空比控制來(lái)調(diào)整流量，噴射燃料，該燃料噴霧噴嘴構(gòu)成為從前述噴霧單元的基端側(cè)將霧化空氣以流速9m/s以上導(dǎo)入，從前端側(cè)噴出。于是，如果這樣做，那么從燃料噴射閥噴射的燃料中的微小粒子在噴射后立即隨著霧化空氣的流動(dòng)從噴霧單元的前端側(cè)噴出，另一方面，從燃料噴射閥噴射的燃料的粒子中的大粒子與空氣流路的內(nèi)壁碰撞而分散，從而被微?；?，沿著該空氣流路的內(nèi)壁被引導(dǎo)至噴霧單元的前端側(cè)的大粒子也在該噴霧單元的前端側(cè)的噴射口的邊緣被霧化空氣的流 動(dòng)撕碎而飛散，從而被微?；Ｒ虼?，在通過(guò)占空比控制來(lái)調(diào)整從燃料噴射閥噴射的燃料的流量、將調(diào)節(jié)比設(shè)為10 20倍來(lái)進(jìn)行燃料噴射控制、縮小燃料的噴射量而實(shí)施少量噴射時(shí)，即使難以得到均勻且微小的噴霧而平均粒徑變大，通過(guò)與空氣流路的內(nèi)壁碰撞而分散的作用以及在噴霧單元的前端側(cè)的噴射口的邊緣被撕碎而飛散的作用，促進(jìn)了燃料的粒子的微粒化，所以也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻且微小的噴霧。此外，本發(fā)明優(yōu)選地構(gòu)成為能夠?qū)⑷紵諝獾闹辽僖徊糠肿鳛殪F化空氣來(lái)導(dǎo)入，如果這樣做，那么即使不確保霧化空氣的新的供給源，也能夠通過(guò)將燃燒空氣的一部分挪用而維持，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)施成本的大幅削減。發(fā)明的效果。依照上述的本發(fā)明的燃料噴霧噴嘴，能夠得到如下所述的各種優(yōu)異效果。(I)通過(guò)采用占空比控制，能夠?qū)崿F(xiàn)10 20倍的調(diào)節(jié)比，所以能夠更精細(xì)且高精度地控制燃料流量，而且，在少量噴射燃料時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻且微小的噴霧，所以能夠顯著地提高其燃燒性和著火性，事先防止耗油量的惡化或白煙的產(chǎn)生。(II)如果構(gòu)成為能夠?qū)⑷紵諝獾闹辽僖徊糠肿鳛殪F化空氣導(dǎo)入，那么即使不確保霧化空氣的新的供給源，也能夠通過(guò)將燃燒空氣的一部分挪用而維持，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)施成本的大幅削減。


圖I是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的概略圖。圖2是表示圖I的燃燒器所具備的燃料噴霧噴嘴的詳細(xì)情況的截面圖。圖3是表示霧化空氣的空氣流速和平均粒徑的關(guān)系的曲線圖。圖4是表示燃料的噴射量和平均粒徑的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖I表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖I中的符號(hào)I表示裝備有渦輪增壓機(jī)2的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，從空氣清潔器3導(dǎo)入的吸氣4通過(guò)吸氣管5被送至前述渦輪增壓機(jī)2的壓縮機(jī)2a，由該壓縮機(jī)2a加壓后的吸氣4被送至中間冷卻器6而被冷卻，將吸氣4進(jìn)一步從該中間冷卻器6導(dǎo)向吸氣歧管7,分配給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)I的各氣筒8 (在圖I中舉例不出直列6氣筒的情況)，此外，從前述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)I的各氣筒8排出的排氣氣體9經(jīng)由排氣歧管10被送往渦輪增壓機(jī)2的渦輪機(jī)2b，在驅(qū)動(dòng)該渦輪機(jī)2b后向排氣管11送出。而且，在前述排氣管11的途中，一體地?fù)?dān)載有氧化催化劑的顆粒過(guò)濾器12(排氣凈化部件)被保持在消聲器13上而裝備，并且，在該顆粒過(guò)濾器12的前段裝備有燃燒器14，其噴射適量的燃料并使之著火燃燒，在該燃燒器14，具備噴射適量燃料的燃料噴霧噴嘴和用于對(duì)從該噴射口噴射的燃料點(diǎn)火的點(diǎn)火塞。另外，相對(duì)于前述燃燒器14，連接有從渦輪增壓機(jī)2的壓縮機(jī)2a的下游分支的燃燒用空氣供給管15，通過(guò)該燃燒用空氣供給管15，能夠?qū)⒂汕笆鰤嚎s機(jī)2a增壓的吸氣4的一部分取出而作為兼做燃燒空氣的霧化空氣來(lái)導(dǎo)入。圖2表示前述燃燒器14所具備的燃料噴霧噴嘴16的詳細(xì)情況，具備噴霧單元18和燃料噴射閥20，噴霧單元18在內(nèi)部具備使由前述壓縮機(jī)2a增壓的吸氣4的一部分作為霧化空氣4’流過(guò)的空氣流路17，構(gòu)成為筒狀，燃料噴射閥20在該噴霧單元18的內(nèi)部的空氣流路17的途中通過(guò)占空比控制來(lái)調(diào)整流量，噴射燃料19。適當(dāng)?shù)卦O(shè)定前述空氣流路17的流路截面積，使得能夠從前述噴霧單元18的基端側(cè)將霧化空氣4’以流速9m/s以上導(dǎo)入，從前端側(cè)的噴射口 21噴出。而且，如果這樣地構(gòu)成燃料噴霧噴嘴16，那么從燃料噴射閥20噴射的燃料19中的微小粒子在噴射后立即隨著霧化空氣4’的流動(dòng)從噴霧單元18的前端側(cè)噴出，另一方面，從燃料噴射閥20噴射的燃料19的粒子中的大粒子與空氣流路17的內(nèi)壁碰撞而分散,從而被 微?；?，沿著該空氣流路17的內(nèi)壁被引導(dǎo)至噴霧單元18的前端側(cè)的大粒子也在該噴霧單元18的前端側(cè)的噴射口 21的邊緣被霧化空氣4’的流動(dòng)撕碎而飛散，從而被微?；Ｒ虼?，在通過(guò)占空比控制來(lái)調(diào)整從燃料噴射閥20噴射的燃料19的流量、將調(diào)節(jié)比設(shè)為10 20倍來(lái)進(jìn)行燃料噴射控制、縮小燃料19的噴射量而實(shí)施少量噴射時(shí)，即使難以得到均勻且微小的噴霧而平均粒徑變大，通過(guò)與空氣流路17的內(nèi)壁碰撞而分散的作用以及在噴霧單元18的前端側(cè)的噴射口 21的邊緣被撕碎而飛散的作用，促進(jìn)了燃料19的粒子的微?；砸材軌?qū)崿F(xiàn)均勻且微小的噴霧。事實(shí)上，依照本發(fā)明者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)了 如圖3的曲線圖所示，在沒(méi)有霧化空氣4’的情況下(圖3的曲線圖中的空氣流速為Om/s)，平均粒徑越接近ΙΟΟμπι，在縮小了燃料流量的條件(參照?qǐng)D4)下，如果使霧化空氣4’為流速9m/s以上，那么從噴霧單元18的噴射口 21噴霧的燃料19的平均粒徑能夠降低至低于40 μ m那樣的非常小的粒徑。所以，依照上述實(shí)施例，通過(guò)采用占空比控制，能夠?qū)崿F(xiàn)10 20倍的調(diào)節(jié)比，所以能夠更精細(xì)且高精度地控制燃料流量，即使排氣氣體9的流量和溫度相應(yīng)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)行狀態(tài)(轉(zhuǎn)速和負(fù)荷)而時(shí)刻變化，也能夠使燃燒器14的燃燒狀態(tài)跟隨該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)行狀態(tài)而將顆粒過(guò)濾器12的床溫度可靠地保持在約600°C左右，而且，在少量噴射燃料19時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻且微小的噴霧，所以能夠顯著地提高其燃燒性和著火性，事先防止耗油量的惡化和白煙的產(chǎn)生。此外，特別是在本實(shí)施例中，由于構(gòu)成為能夠?qū)⒂蓧嚎s機(jī)2a增壓的吸氣4的一部分作為兼做燃燒空氣的霧化空氣4’來(lái)導(dǎo)入，因而即使不確保霧化空氣4’的新的供給源，也能夠通過(guò)將燃燒空氣的一部分挪用而維持，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)施成本的大幅削減。另外，當(dāng)然，本發(fā)明的燃料噴霧噴嘴不僅限于上述實(shí)施例，不限于用于將顆粒過(guò)濾器再生的燃燒器所具備的燃料噴霧噴嘴，此外，霧化空氣不必限于將由壓縮機(jī)增壓的吸氣的一部分導(dǎo)入，也可以具備專用的鼓風(fēng)機(jī)來(lái)導(dǎo)入，此外，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更。符號(hào)說(shuō)明 4’霧化空氣
16燃料噴霧噴嘴 17空氣流路 18噴霧單元 19燃料 20燃料噴射閥。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴霧噴嘴，具備噴霧單元和燃料噴射閥，所述噴霧單元在內(nèi)部具備霧化空氣所流過(guò)的空氣流路，構(gòu)成為筒狀，所述燃料噴射閥在該噴霧單元的內(nèi)部的空氣流路的途中通過(guò)占空比控制來(lái)調(diào)整流量，噴射燃料，所述燃料噴霧噴嘴構(gòu)成為從所述噴霧單元的基端側(cè)將霧化空氣以流速9m/s以上導(dǎo)入，從前端側(cè)噴出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料噴霧噴嘴，其特征在于，構(gòu)成為能夠?qū)⑷紵諝獾闹辽僖徊糠肿鳛殪F化空氣而導(dǎo)入。
全文摘要
構(gòu)成一種燃料噴霧噴嘴(16)，其具備噴霧單元(18)，其在內(nèi)部具備霧化空氣(4')所流過(guò)的空氣流路(17)，構(gòu)成為筒狀；以及燃料噴射閥(20)，其在該噴霧單元(18)的內(nèi)部的空氣流路(17)的途中通過(guò)占空比控制來(lái)調(diào)整流量，噴射燃料(19)，該燃料噴霧噴嘴(16)從前述噴霧單元(18)的基端側(cè)將霧化空氣(4')以流速9m/s以上導(dǎo)入，從前端側(cè)的噴射口(21)噴出。
文檔編號(hào)F01N3/20GK102884289SQ201180023850
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者津曲一郎 申請(qǐng)人:日野自動(dòng)車株式會(huì)社