[发明专利]喷嘴及其制造方法

说明书

本专利申请是申请日为2010年7月29日，发明名称为“喷嘴及其制造方法”的中国专利申请201080042612.7（对应于PCT国际申请PCT/US2010/043628）的分案申请。

技术领域

本发明整体涉及喷嘴。本发明还适用于带有此类喷嘴的燃料喷射器。

背景技术

燃料喷射越来越成为在内燃机中混合燃料和空气的优选方法。燃料喷射通常可用来提高发动机的燃料效率并减少有害排放。燃料喷射器通常包括用于在压力下使燃料雾化以供燃烧的喷嘴。越来越严格的环境标准要求使用更高效的燃料喷射器。

发明内容

大体上，本发明涉及喷嘴及制造喷嘴的方法。在一个实施例中，一种生产喷嘴的方法包括以下步骤：(a)提供第一材料，该第一材料能够经历多光子反应；(b)采用多光子过程在所述第一材料内形成第一微结构化图案；(c)在不同于所述第一材料的第二材料中复制所述第一微结构化图案以制作第一模具，该第一模具包括在所述第二材料中的第二微结构化图案；(d)在不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料中复制所述第二微结构化图案以制作第二模具，该第二模具包括在所述第三材料中的包括多个微结构的第三微结构化图案；(e)采用与所述第三材料不同的第四材料层使所述第二模具的第三微结构化图案平整化，其中所述层使在第三微结构化图案中的所述多个微结构中的微结构顶部暴露；和(f)去除所述第三材料获得在所述第四材料中具有多个孔的喷嘴，其中所述孔对应于所述第三微结构化图案中的所述多个微结构。在一些情形中，所述方法中的所述步骤按顺序实施。在一些情形中，所述第一材料包括聚甲基丙烯酸甲酯。在一些情形中，所述第一材料能够经历双光子反应。在一些情形中，所述第一微结构化图案包括多个离散微结构。在一些情形中，所述多个离散微结构包括一离散微结构，其为三维直线主体、三维直线主体的一部分，立体曲线主体、立体曲线主体的一部分、多面体、锥体、锥形微结构或螺旋微结构。在一些情形中，采用双光子工艺在所述第一材料中形成所述第一微结构化图案。在一些情形中，在所述第一材料中形成所述第一微结构化图案的步骤包括使所述第一材料的至少一部分曝光从而使多个光子被同时吸收。在一些情形中，在所述第一材料中形成所述第一微结构化图案的步骤包括去除所述第一材料的曝光部分、或所述第一材料的未曝光部分。在一些情形中，在所述第二材料中复制所述第一微结构化图案包括电镀所述第一微结构化图案。在一些情形中，所述第二材料包括电镀材料。在一些情形中，所述第一模具包括金属。在一些情形中，所述第一模具包括Ni。在一些情形中，所述第二微结构化图案实质上为所述第一微结构化图案的复制阴模。在一些情形中，所述在第三材料中复制所述第二微结构化图案的步骤包括注模。在一些情形中，所述第三材料包括聚合物，如聚碳酸酯。在一些情形中，所述第二模具包括聚合物。在一些情形中，所述第三微结构化图案实质上为所述第二微结构化图案的复制阴模。在一些情形中，所述使第三微结构化图案平整化的步骤包括电镀所述第三微结构化图案。在一些情形中，所述使第三微结构化图案平整化的步骤包括采用所述第四材料涂覆所述第三微结构化图案。在一些情形中，所述使第三微结构化图案平整化的步骤包括采用所述第四材料电镀所述第三微结构化图案。在一些情形中，所述使第三微结构化图案平整化的步骤包括去除所述第四材料的一部分，其中在一些情形中，所述被涂覆的第四材料的所述部分通过研磨方法去除。在一些情形中，所述第四材料包括电镀材料。在一些情形中，所述喷嘴包括金属。在一些情形中，所述喷嘴包括Ni。

在另一个实施例中，喷嘴包括中空内部空间和至少一个将所述中空内部空间与所述喷嘴的外侧连接的孔。所述至少一个孔包括具有第一形状且位于所述喷嘴的所述中空内部空间处的孔入口和具有不同于所述第一形状的第二形状且位于所述喷嘴的外侧处的孔出口。在一些情形中，所述第一形状为椭圆形，所述第二形状为圆形。在一些情形中，所述第一形状为跑道形，所述第二形状为圆形。在一些情形中，所述第一形状的周边包括多个紧密堆积的圆的外圆弧，其中所述外圆弧由类似曲线的圆角连接。