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申请/专利权人：江苏大学

摘要：本发明公开了一种分段式喷油嘴及其优化设计方法，喷油嘴包括针阀、针阀体和扰流环套，针阀与针阀体同轴配合且位于针阀体内部；针阀体设置周向均匀分布的喷油孔，扰流环套设置扰流凹腔和喇叭口，扰流凹腔、喇叭口与喷油孔同轴分布且数量相同；扰流环套与针阀体螺纹连接，相邻边界形状一致且紧密配合，此结构可同时增强喷油嘴流通性能及雾化性能。基于该分段式喷油嘴，本发明通过搭建透明喷油嘴内流及喷雾可视化实验台；提取分段式喷嘴结构设计的因素、水平和指标，基于正交试验设计进行实验并对数据进行敏感性分析；基于MATLAB建立并训练BP神经网络模型，利用此模型求取最优解组合及多指标权重系数，通过可视化实验验证结果的正确性，完成对喷油嘴设计的优化。

主权项：1.一种用于燃油喷射系统的分段式喷油嘴，其特征在于，包括针阀、针阀体和扰流环套，所述针阀和针阀体同轴配合，且针阀位于针阀体内部；在针阀体的下端部设置光滑外环面，光滑外环面的上边沿处加工有外螺纹，在光滑外环面（121）上沿周向均匀设置喷油孔（124），喷油孔（124）与针阀体（12）内部连通；在针阀体（12）的外部套装扰流环套（13），扰流环套（13）内部设有阶梯孔，且自上往下，第一阶孔内侧开设有内螺纹（131），内螺纹（131）与针阀体（12）的外螺纹（123）相配合；第二阶孔为光滑内环面（133），与针阀体（12）的光滑外环面（121）相配合；第二阶孔的壁面为环套外壁面（135），在环套外壁面（135）上沿周向设置与喷油孔（124）对应的阶梯孔，环套外壁面（135）上的阶梯孔由内向外分别是扰流凹腔（132）和喇叭口（134），且喷油孔（124）和与该喷油孔（124）对应的扰流凹腔（132）、喇叭口（134）三者保持同轴设置；所述扰流凹腔的孔径大于喷油孔和喇叭口的最小孔径，所述喷油孔和喇叭口的最小孔径相同；利用BP神经网络模型求最优解组合及多指标权重系数，过程如下：步骤1：基于所述分段式喷油嘴，设计并搭建高压共轨透明喷嘴内部流动及喷雾可视化试验系统；步骤2：基于某型常规喷油器，提取分段式喷油嘴结构设计的关键因素、水平和指标；所述分段式喷油嘴结构设计的关键因素均进行无量纲化，所述无量纲化的关键因素为：扰流凹腔相对位置L2L、扰流凹腔孔径比D2D1、扰流凹腔孔长比L1L、入口圆角半径比2RD1和喇叭口出口孔径比D3D1；上述五个关键因素所取的水平分别为：0.1-0.4、0.05-0.2、1.4-2、1.5-3和0.1-1.5；所述分段式喷油嘴结构设计所取评价指标为：流量系数Cd和喷雾锥角α；步骤3：根据正交试验表确定实验方案，进行可视化实验并对数据进行敏感性分析；步骤4：基于MATLAB建立并训练BP神经网络模型；步骤5：利用BP神经网络模型求最优解组合及多指标权重系数并验证。

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