可形成渦流的尿素噴射器的製作方法

2023-05-18 18:22:31

專利名稱：可形成渦流的尿素噴射器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車尾氣處理裝置，尤其涉及一種可形成渦流的尿素噴射器。
背景技術：
汽車尾氣是環境汙染的主要原因之一，因此，如何降低汽車尾氣造成的環境汙染是人類共同面臨的問題。較常用的汽車尾氣處理裝置，一般採用尿素來對尾氣進行處理，其存在的問題是現有的尿素噴射器的噴射霧化質量較差，尿素水溶液的利用率低，對汽車尾氣的處理效果差。另外，尿素噴射器上的針閥體與噴射孔體的密封性較差，究其原因主要是由針閥體長期磨損導致的針閥體與噴射孔體之間的對中性降低造成的，而且，在製造時，為了保證密封效 果，針閥體與噴射孔體的裝配精度要求非常高，造成生產效率低。目前，在車用發動機的燃油噴射技術中，為了提高燃油的噴射霧化質量，燃油噴射器上普遍設置了用於產生渦流的結構，以使燃油以渦流形式噴出，提高燃燒效率，但這類裝置中的用於產生渦流的結構並不能直接用於解決尿素噴射霧化質量較差的問題，其原因在於
燃油噴射器上，為了使燃油的霧化效果達到最佳，一般將用於產生渦流的結構設置得較為複雜，之所以可以應用如此複雜的結構，有賴於燃油噴射時的高油壓，用於燃油噴射的油壓力一般為20Mpa，但用於尾氣處理的尿素噴射器的噴射壓力較低，其壓力一般不超過0. 9Mpa，如果將燃油噴射器上用於產生渦流的複雜結構直接應用到尿素噴射器中，不僅不會增加尿素的噴射效果，反而會因結構複雜，導致尿素噴射過程中的壓力損失，使噴出的尿素的壓力大幅降低，這不僅不能提高尿素噴射時的霧化質量，反而會使霧化質量降低，降低尿素水溶液的利用率，對汽車尾氣的處理效果也更差。由於現有的其他車載裝置的設計和結構相對成熟，因此，不能貿然地將尿素溶液的噴射壓力增大，而且尿素溶液的噴射壓力大小與尾氣處理效果的好壞也不存在正相關性。

發明內容
為了解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出了一種可形成渦流的尿素噴射器，包括噴射器體、針閥體、尿素進液道、噴射孔體和尿素進液管接頭，其改進在於噴射孔體設置於噴射器體下部，噴射器體下端設置有環形凸起；
環形凸起下端面與噴射孔體上端面接觸，環形凸起將噴射孔體和噴射器體的連接處分隔為兩個腔室，環形凸起內部的腔室形成噴射腔，環形凸起外部的腔室形成進液腔，環形凸起上設置有多個弧形孔，弧形孔貫穿環形凸起，多個弧形孔的彎曲方向相同；
噴射腔上部與噴射器體的內孔連通，噴射腔下部與噴射孔體上的噴孔連通，且內孔、噴射腔、噴孔三者同軸設置；
尿素進液道設置於噴射器體內部，尿素進液管接頭設置於噴射器體的外壁上，尿素進液道內端與進液腔連通，尿素進液道外端與尿素進液管接頭連通；針閥體設置於噴射器體的內孔中，且噴射器體與針閥體之間滑動連接；
當針閥體下端與噴射孔體接觸時，噴射腔與噴孔之間相互隔離，當針閥體下端與噴射孔體分離時，噴射腔與噴孔之間相互連通；
當噴射腔與噴孔之間相互連通時，尿素液體通過弧形孔進入噴射腔內，並在噴射腔內形成渦流，最終尿素水溶液以渦流形式從噴孔噴出，使尿素水溶液的霧化質量得到提高，從而使尿素與尾氣結合得更加充分，提高尾氣處理的質量和效率。為了解決因針閥體磨損而帶來的密封性降低的問題，本發明還作了如下改進針閥體的下部設置有導向柱，導向柱處的針閥體外徑與噴射器體的內孔直徑間隙配合；導向柱處的針閥體上設置有多個螺旋槽，螺旋槽連通導向柱的上端面和下端面；針閥體上的回液孔設置於導向柱上方(現有的針閥體上也設置有回液孔，但其位置一般位於針閥體的尖部位置附近，回液孔與針閥體的內孔連通)。採用此改進方案後，當針閥體與噴射孔體接觸 時，尿素溶液只能通過導向柱上的螺旋槽向針閥體上部回流，液體壓力就對針閥體產生一螺旋形的作用力，在此作用力作用下，針閥體可繞其周向作單向轉動，即使針閥體上的某些部分被磨損，仍然可以使針閥體和噴射孔體很好的接觸，提高密封性，同時，採用此結構後，可以降低製作產品時針閥體和噴射孔體之間的對中性精度要求，提高生產效率。為了進一步提高噴射效果，本發明還作了如下改進多個弧形孔排列形成的螺旋形結構體的螺旋方向與螺旋槽的螺旋方向同向。當針閥體與噴射孔體接觸時，尿素溶液只能通過導向柱上的螺旋槽向針閥體上部回流，回流過程中，針閥體上的回液孔高度以下的液體就滯留在噴射器體的內孔中了，當針閥體再一次開啟時，這部分滯留的液體又會順著螺旋槽向下方噴孔的方向流動，在螺旋槽的導向作用下，這部分滯留的液體在下流過程中就會產生一定的渦流(記為A渦流)，由於弧形孔的螺旋方向與螺旋槽的螺旋方向同向，A渦流就對由弧形孔所形成的渦流起到了一定的增強作用，進一步提高噴射效果；
本發明的有益技術效果是在不改變其他外圍裝置的條件下，提高了尿素水溶液的噴射霧化質量，改善汽車尾氣的處理效果，結構簡單，適用面廣。


圖I、本發明的結構示意圖(圖中箭頭所示為尿素溶液流動方向)；
圖2、噴射器體的下端面結構示意 圖3、噴射器體的立體示意 圖4、針閥體的結構示意 圖中噴射器體I、環形凸起1-1，針閥體2、導向柱2-1、螺旋槽2-2，尿素進液道3，噴射孔體4、噴孔4-1，尿素進液管接頭5，噴射腔6，進液腔7。
具體實施例方式本發明的結構為包括噴射器體I、針閥體2、尿素進液道3、噴射孔體4和尿素進液管接頭5，其改進在於噴射孔體4設置於噴射器體I下部，噴射器體I下端設置有環形凸起1-1 ;環形凸起1-1下端面與噴射孔體4上端面接觸，環形凸起1-1將噴射孔體4和噴射器體I的連接處分隔為兩個腔室，環形凸起1-1內部的腔室形成噴射腔6，環形凸起1-1外部的腔室形成進液腔7，環形凸起1-1上設置有多個弧形孔，弧形孔貫穿環形凸起1-1，多個弧形孔的彎曲方向相同；噴射腔6上部與噴射器體I的內孔連通，噴射腔6下部與噴射孔體4上的噴孔4-1連通，且內孔、噴射腔6、噴孔4-1三者同軸設置；尿素進液道3設置於噴射器體I內部，尿素進液管接頭5設置於噴射器體I的外壁上，尿素進液道3內端與進液腔7連通，尿素進液道3外端與尿素進液管接頭5連通；針閥體2設置於噴射器體I的內孔中，且噴射器體I與針閥體2之間滑動連接；當針閥體2下端與噴射孔體4接觸時，噴射腔6與噴孔4-1之間相互隔離(針閥體2上設置有回液道，當噴射腔6與噴孔4-1之間相互隔離時，尿素通過回液道流回容器內；回液道通過回液孔與噴射器體I內孔連通)，當針閥體2下端與噴射孔體4分離時，噴射腔6與噴孔4-1之間相互連通；當噴射腔6與噴孔4-1之間相互連通時，尿素水溶液通過弧形孔進入噴射腔6內，並在噴 射腔6內形成渦流，最終尿素水溶液以渦流形式從噴孔4-1噴出。與本發明相關的外圍裝置還有用於控制針閥體2動作的電磁閥總成、用於盛裝尿素的容器以及為尿素溶液提供噴射壓力的泵浦裝置；電磁閥總成設置於噴射器體I上方，且與針閥體2傳動連接；盛裝尿素的容器分別與尿素進液管接頭5和針閥體2上的回液道連通；泵浦裝置設置於盛裝尿素的容器與尿素進液管接頭5之間，為尿素提供壓力。進一步，所述針閥體2的下部設置有導向柱2-1，導向柱2-1處的針閥體2外徑與噴射器體I的內孔直徑間隙配合；導向柱2-1處的針閥體2上設置有多個螺旋槽2-2，螺旋槽2-2連通導向柱2-1的上端面和下端面；針閥體2上的回液孔設置於導向柱2-1上方。針閥體2上設置有回液道，回液道即針閥體2的內孔，回液道下端通過回液孔與噴射器體I內孔連通，針閥體2將噴孔4-1封閉時，尿素就通過回液孔流入回液道內，並最終回到盛裝尿素的容器內；螺旋槽2-2在回流的尿素溶液的液體壓力作用下，就對針閥體2產生一周向的作用力，從而使針閥體2可間歇性地作周向的單向旋轉，避免因磨損造成的針閥體2和噴射孔體4之間的對中性降低和密封性降低的問題；
為了進一步提高噴射的效果，本發明還作了如下改進多個弧形孔排列形成的螺旋形結構體的螺旋方向與螺旋槽2-2的螺旋方向同向。採用此改進方案後，當針閥體2與噴射孔體4接觸時，尿素溶液只能通過導向柱2-1上的螺旋槽2-2向針閥體2上部回流，回流過程中，針閥體2上的回液孔高度以下的液體就滯留在噴射器體I的內孔中了，當針閥體2再一次開啟時，這部分滯留的液體又會順著螺旋槽2-2向下方噴孔的方向流動，在螺旋槽2-2的導向作用下，這部分滯留的液體在下流過程中就會產生一定的渦流(記為A渦流)，由於弧形孔的螺旋方向與螺旋槽2-2的螺旋方向同向，A渦流就對由弧形孔所形成的渦流起到了一定的增強作用，進一步提高噴射效果；
實際生產中，加工弧形孔的難度較高，發明人採用了變通的方式，即在環形凸起1-1下端面上加工出弧形槽(見圖3中標記B所示)，當環形凸起1-1與噴射孔體4接觸後，噴射孔體4和環形凸起1-1上的弧形槽所圍成的通道即形成了弧形孔。
權利要求
1.一種可形成渦流的尿素噴射器，包括噴射器體(I)、針閥體(2)、尿素進液道(3)、噴射孔體(4 )和尿素進液管接頭(5 )，其特徵在於噴射孔體(4 )設置於噴射器體(I)下部，噴射器體(I)下端設置有環形凸起(1-1); 環形凸起(1-1)下端面與噴射孔體(4)上端面接觸，環形凸起(1-1)將噴射孔體(4)和噴射器體(I)的連接處分隔為兩個腔室，環形凸起(1-1)內部的腔室形成噴射腔(6)，環形凸起(1-1)外部的腔室形成進液腔(7)，環形凸起(1-1)上設置有多個弧形孔，弧形孔貫穿環形凸起(1-1)，多個弧形孔的彎曲方向相同； 噴射腔(6)上部與噴射器體(I)的內孔連通，噴射腔(6)下部與噴射孔體(4)上的噴孔(4-1)連通，且內孔、噴射腔(6)、噴孔(4-1)三者同軸設置； 尿素進液道(3 )設置於噴射器體(I)內部，尿素進液管接頭(5 )設置於噴射器體(I)的外壁上，尿素進液道(3)內端與進液腔(7)連通，尿素進液道(3)外端與尿素進液管接頭(5)連通； 針閥體(2)設置於噴射器體(I)的內孔中，且噴射器體(I)與針閥體(2)之間滑動連接； 當針閥體(2)下端與噴射孔體(4)接觸時，噴射腔(6)與噴孔(4-1)之間相互隔離，當針閥體(2)下端與噴射孔體(4)分離時，噴射腔(6)與噴孔(4-1)之間相互連通； 當噴射腔(6)與噴孔(4-1)之間相互連通時，尿素水溶液通過弧形孔進入噴射腔(6)內，並在噴射腔(6)內形成渦流，最終尿素水溶液以渦流形式從噴孔(4-1)噴出。
2.根據權利要求I所述的可形成渦流的尿素噴射器，其特徵在於所述針閥體(2)的下部設置有導向柱(2-1)，導向柱(2-1)處的針閥體(2)外徑與噴射器體(I)的內孔直徑間隙配合；導向柱(2-1)處的針閥體(2)上設置有多個螺旋槽(2-2)，螺旋槽(2-2)連通導向柱(2-1)的上端面和下端面；針閥體(2)上的回液孔設置於導向柱(2-1)上方。
3.根據權利要求2所述的可形成渦流的尿素噴射器，其特徵在於多個弧形孔排列形成的螺旋形結構體的螺旋方向與螺旋槽(2-2)的螺旋方向同向。
全文摘要
一種可形成渦流的尿素噴射器，包括噴射器體、針閥體、尿素進液道、噴射孔體和尿素進液管接頭，其改進在於通過在噴射孔體和噴射器體之間設置可形成渦流的結構體，使尿素溶液以渦流形式噴出；本發明的有益技術效果是在不改變其他外圍裝置的條件下，提高了尿素水溶液的噴射霧化質量，改善汽車尾氣的處理效果，結構簡單，適用面廣。
文檔編號B01D53/94GK102828804SQ201210379189
公開日2012年12月19日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者邱龍彬, 熊長國, 卓興軍 申請人:中國重汽集團重慶燃油噴射系統有限公司