一种防积碳黏附的发动机喷油嘴

本发明涉及发动机喷油嘴，尤其涉及一种防积碳黏附的发动机喷油嘴。

背景技术：

1、喷油嘴被广泛应用于内燃机、燃气轮机、斯特林发动机和燃油锅炉等装备中，是此类热能装备的核心零部件，直接影响到装备的性能和效率，若其损坏，严重时可导致停机。在锅炉、燃气轮机和斯特林发动机等连续燃烧的装备中，为了改善喷雾质量。

2、在斯特林发动机中，为了降低燃烧温度，实现无焰燃烧，采用了燃气再循环技术。通过进气的高速射流对高温烟气进行引射，经过引射后的高温烟气会在氧喷嘴的前端部与进气混合，随后与进气一同进入燃烧室。在这个过程中，离心式喷油嘴的前部会有很长一段始终处于高温环境中，使得喷油嘴尤其是离心式燃油喷嘴的温度大幅度上升。

3、一方面，高温使得流道内部的燃油分解，产生结焦积炭，堵塞旋流体上的细小旋流槽。另一方面，在喷油嘴的外表面，未完全燃烧的燃油会在高温的作用下产生积炭，堵塞燃油喷口，增加油耗，使燃烧室内与空气混合的燃油减少，影响柴油机的正常启动，降低机油的ph值，使机油失去润滑作用，加速零件的磨损。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，旨在便于实现燃油在阀嘴内表面上的进行单方向铺展和运输，减少积碳粘附。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，包括内部设置针阀的针阀体，所述针阀体的端部为锥面且在锥面的中心设置喷孔，所述针阀的端部与喷孔之间滑动配合，用于控制喷入发动机燃烧室内的喷油量；其特征在于：

3、所述针阀体端部的锥面上围绕喷孔四周呈放射状对称设置若干条槽脊；

4、相邻所述槽脊之间形成楔形凹槽；

5、每个所述楔形凹槽内由下向上依次由褶面分隔为多层的微结构斜槽，所述褶面的轮廓线为弧形或三角形；每层所述微结构斜槽的斜槽底面是下沿高于上沿的倾斜面，各层微结构斜槽依次形成逐层铺展的结构关系。

6、进一步的，所述褶面为弧形，所述褶面的轮廓线l与所述楔形凹槽的宽度d之间形成变量相关关系，其变量方程为：l=k×d，其中，k为常数系数且k>1。

7、进一步的，所述褶面为等腰三角形，所述褶面的轮廓线顶角角度θ与所述楔形凹槽的宽度d之间具有相关关系：d=2x，其中，θ的角度范围为60度-150度，x为三角形两侧边边长。

8、进一步的，上层所述斜槽底面的下沿与下层所述斜槽底面的上沿之间形成高度差h，所述高度差h的取值范围为h>d/2。

9、进一步的，所述褶面与所述斜槽底面之间形成楔形夹角α，所述楔形夹角α取值范围为0.5度-8度。

10、进一步的，所述槽脊与所述斜槽底面之间形成内夹角β，所述内夹角β取值范围为0.5度-18度。

11、进一步的，所述槽脊在所述针阀体上的面积与所述微结构斜槽在所述针阀体上的面积之间的比例为1/360-1/6。

12、进一步的，所述微结构斜槽在所述针阀体圆周上的阵列数量为2-7个。

13、进一步的，相邻两个所述槽脊之间的宽度e与所述喷孔之间形成变量相关关系，变量式为：s=m×e，其中，s为喷孔与锥面相接圆的周长，m为槽脊的个数。

14、进一步的，所述微结构斜槽通过电解、3d打印、生物复制成形、压印等方法加工而成。

15、本发明提供的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴的有益效果在于：

16、与现有技术相比，本发明的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，根据猪笼草口缘液体单方向铺展的功能和特征，在喷油嘴针阀体的锥面上加工具有楔形特征的结构，利用楔形结构特有的毛细楔形效应，有效的实现了燃油向尖端的单方向铺展，消除积碳在喷油嘴表面的累积，使得燃油燃烧更加充分，防止积碳的产生，有效的提高了喷油嘴的使用寿命。

技术特征：

1.一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，包括内部设置针阀（2）的针阀体（1），所述针阀体（1）的端部为锥面且在锥面的中心设置喷孔（11），所述针阀（2）的端部与喷孔（11）之间滑动配合，用于控制喷入发动机燃烧室内的喷油量；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，其特征在于，

技术总结本发明涉及一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，包括内部设置针阀的针阀体，针阀体的端部设置喷孔，针阀的端部与喷孔之间滑动配合，针阀体端部的锥面上围绕喷孔四周呈放射状对称设置若干条槽脊；相邻槽脊之间形成楔形凹槽；每个楔形凹槽内由下向上依次由褶面分隔为多层的微结构斜槽，褶面的轮廓线为弧形或三角形；每层微结构斜槽的斜槽底面是下沿高于上沿的倾斜面，各层微结构斜槽依次形成逐层铺展的结构关系。本发明的一种防积碳黏附的发动机喷油嘴，在喷油嘴针阀体的锥面上加工具有楔形特征的结构，利用楔形结构特有的毛细楔形效应，有效的实现了燃油向尖端的单方向铺展，消除积碳在喷油嘴表面的累积，使得燃油燃烧更加充分。技术研发人员：刘光,李伟腾,韩法森,张永弟,杨光受保护的技术使用者：河北科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15