[发明专利]柴油机用油水瞬时乳化喷油器

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机部件，具体涉及一种类型的柴油机喷油器。

背景技术

从上世纪60年代人们就开始对柴油掺水乳化技术进行研究。研究表明：柴油掺水乳化燃烧能降低柴油机的燃油消耗率，节约能源。因此柴油掺水乳化技术引起了国内外学者的广泛兴趣和注意。所谓乳化油，就是油和水按一定的比例混合，经搅拌或振荡，使水以直径为0.5～5μm的微粒均匀地分散于油中，微细水滴被油膜包围而形成油包水型的液珠，颜色呈乳白色。

实验表明：乳化柴油喷雾束的锥角在喷射前期小于纯柴油，但到中后期其锥角明显大于纯柴油。由于乳化燃料中分散相为低沸点的水，连续相为柴油，所形成的乳化燃料是属于油包水型。燃烧室内温度不断升高，使油滴在高温下受热，当相内的水处于过热状态，饱和蒸汽压增大到足以使油滴破碎，即发生所谓的“微爆”现象。由于“微爆”的发生而使油滴破碎，水蒸汽发散到喷雾中，从而使喷雾束膨胀，锥角增大。这种现象表明了在高温环境下，乳化燃料具有二次雾化作用，促进了柴油的汽化，从而改善了喷雾质量，使柴油燃烧更迅速，更完全。

柴油的乳化根据其稳定性分为稳定乳化和不稳定（transient）乳化。稳定乳化油稳定时间长，油水不会分层，但需要利用表面活性剂(乳化剂) ，它是一种包含亲水基和亲油基的两亲分子，可分为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂和高分子型表面活性剂。离子型表面活性剂又可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及两性离子表面活性剂。这类乳化剂价格昂贵，成本高，而且由乳化剂产生的乳化柴油和一般柴油在物理和化学性质上存在一些差异, 主要表现在稳定性、燃烧性和腐蚀性等方面，由于这些差异, 使得稳定性乳化柴油在实际使用中出现了很多问题, 例如点火困难, 流动性能差等，所以迄今这种技术仍未得到推广应用；不稳定乳化是指稳定时间很短，但需要保证从喷油器出来后能稳定地进入燃烧室里燃烧。本发明的目的是在现有柴油机喷油系统的结构基本不变的条件下，只改变喷油嘴的结构使它既能实现雾化喷雾，而且又能将水引入振荡腔室形成不稳定乳化油喷出，能保证从喷油器出来后能稳定地进入燃烧室里燃烧，迄今为止国内外均未见类似的研究报道。

中国专利文献CN102619663A于2012年8月1日公开了“一种用于柴油机喷油器的自激振荡雾化喷嘴”， 其结构如图1所示，它包括有针阀体2，针阀体内腔3的圆锥形顶端开设有一个上喷嘴孔7，针阀体2外部顶端为截面，该截面与自激振荡喷嘴9密封固定连接，所述上喷嘴孔7与自激振荡喷嘴9的振荡腔室8、下喷孔10相连通，振荡腔室8为圆柱形空腔，下喷孔10为向外扩张的锥形喷孔；其中，振荡腔室8的直径为上喷嘴孔7直径的1.5～8.8倍、振荡腔室8的长度为上喷嘴孔7直径的2～3倍，下喷孔10的内口直径为上喷嘴孔7直径的1～2倍、下喷孔10的长度为下喷孔10内口直径的2倍，下喷嘴孔10的锥形扩张角为35～70°。

该自激振荡雾化喷嘴依靠针阀体2上油道1的压力和振荡腔室8的特定规格以及下喷孔的边界条件，使燃油变为脉动喷雾，流出的压力峰值高于进口压力的（15～30）%，并使出口燃油获得更加均匀的、实心的雾化效果，增强燃烧效果，但它不能实现柴油掺水乳化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种柴油机用油水瞬时乳化喷油器，它能够实现柴油的不稳定乳化，又能实现喷出的燃油足以保持瞬时稳定的状态进入燃烧室里进行燃烧。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有喷油器本体和安装在喷油器本体下端的针阀体，在喷油器本体与针阀体结合处装有垫块，针阀体具有针阀体内腔，针阀体内腔的圆锥形顶端开设有一个上喷嘴孔，针阀体外部顶端为截面，该截面与自激振荡喷嘴密封固定连接，所述上喷嘴孔与自激振荡喷嘴的振荡腔室、下喷孔相连通，振荡腔室为圆柱形空腔，下喷孔为向外扩张的锥形喷孔；其中，振荡腔室的直径为上喷嘴孔直径的1.5～8.8倍、振荡腔室的长度为上喷嘴孔直径的2～3倍，下喷孔的内口直径为上喷嘴孔直径的1～2倍、下喷孔的长度为下喷孔内口直径的2倍，下喷嘴孔的锥形扩张角为50～70°；在喷油器本体、垫块和针阀体上开设有连通的进水道，该进水道的出口位于振荡腔室的侧壁上。