專利名稱：空燃比控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能控制汽油發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況時(shí)的空氣與燃油比例的控制閥。
背景技術(shù)：
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的動(dòng)力來源是被壓縮的空氣一汽油混合氣點(diǎn)燃爆發(fā)后推動(dòng)活塞及曲柄機(jī)構(gòu)做功，這就要求其做功過程中的化學(xué)能、物理能的轉(zhuǎn)化利用率最高?；瘜W(xué)能利用率最高即要求汽油燃燒充分，轉(zhuǎn)化為物理能；物理能利用率最高即燃燒后的氣體爆發(fā)力做功最大。
化學(xué)能利用率最高的必要條件是保證適合的空燃比，即空氣與燃油氣保持一定的混合比例。如混合氣過濃(即空氣相對(duì)比較少)，不能提供充分燃燒的氧氣，使燃油不能完全燃燒而大大降低了化學(xué)能的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)造成點(diǎn)火可靠性下降；混合氣過稀，由于混合氣分子間運(yùn)動(dòng)相對(duì)緩慢，在燃燒過程中有很大一部分混合氣的燃燒會(huì)在活塞向下止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，燃燒空間容積很快增大的情況下進(jìn)行的，這部分混合氣燃燒放出的熱量中變?yōu)闄C(jī)械功的相對(duì)較少。加之過稀的混合氣燃燒時(shí)，單位容積的混合氣所能放出的熱量也較少，結(jié)果汽油機(jī)輸出的功率下降。一般而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，特別是冷啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要較濃的混合氣，而在正常工作時(shí)又需要相對(duì)較稀的混合氣，同時(shí)需要根據(jù)不同的情況對(duì)空燃比進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在稀燃的條件下能正常燃燒。但是現(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用簡(jiǎn)單化油器式燃油供給系統(tǒng)，空燃比不能得到精確控制，從而使動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)較差。實(shí)驗(yàn)證明，燃燒時(shí)由于空燃比不足，在初始燃燒期間造成相對(duì)低溫缺氧時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的HC，而在高峰燃燒期間造成高溫缺氧時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的CO，因此，要求空燃比在任何時(shí)刻都能滿足最佳值，才能實(shí)現(xiàn)最充分合理的燃燒，達(dá)到減少排放物中CO及HC含量的目的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，電噴和三元催化是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有效排放的一種新型技術(shù)。采用這種技術(shù)的裝置由5個(gè)傳感器獲取汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度、曲軸相位(轉(zhuǎn)速)、缸頭溫度節(jié)流閥位置等工況參數(shù)及大氣壓力的環(huán)境參數(shù)，在排氣系統(tǒng)中安裝有三元催化反應(yīng)器和氧傳感器。通過電子控制裝置輸出控制信號(hào)控制電子噴嘴的開啟時(shí)刻和開啟延續(xù)時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的空燃比近似為1，使三元催化反應(yīng)器有效的工作，排放大大降低。從原理上來講，采用電噴并不一定省油。由于該裝置成本高，難維護(hù)和使用壽命等原因，目前僅在轎車上使用。難已在單缸、小排量的摩托車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種體積小、成本低，能控制汽油發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況時(shí)的空氣與燃油比例，節(jié)油的空燃比控制閥。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，空燃比控制閥，包括尾蓋、鎖緊套、O形圈、接線板6、波形簧、閥體、閥芯、閥座、壓簧、前蓋、氣嘴。尾蓋1用定位銷4固定在閥座9上，并用鎖緊套2和螺釘3鎖緊。O形圈5套接于尾蓋1的外壁密封槽與閥座9的內(nèi)腔間。前蓋18和O形圈19用螺釘緊固在閥體的前端。構(gòu)成閥體進(jìn)氣通道的氣嘴20通過螺紋和O形圈12與閥體聯(lián)接。電機(jī)10驅(qū)動(dòng)閥芯11產(chǎn)生軸向位移。閥體上安壓簧17。接線板6通過墊圈7和波形簧8固定于閥體9上。電機(jī)10采用步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)。
附圖
為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附圖，尾蓋1通過定位銷4與閥座9定位后再用鎖緊套2和螺釘3鎖緊，O形圈5套接于尾蓋1的外壁密封槽與閥座9的內(nèi)腔間，以實(shí)現(xiàn)閥體尾端密封。前蓋18和O形圈19對(duì)閥體的前端密封。氣嘴20通過螺紋和O形圈12與閥體9聯(lián)接，構(gòu)成本閥體的進(jìn)氣通道。閥芯11通過電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生軸向位移，改變氣流通道間的通氣面積，實(shí)現(xiàn)氣流量的調(diào)節(jié)控制，達(dá)到ECU中的預(yù)定氣流量。閥體上安裝微調(diào)螺釘16，通過微調(diào)螺釘16上下位移的微量改變來輔助調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道的氣流量，其主要用于對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)所需最佳空燃比時(shí)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。接線板6通過墊圈7和波形簧8固定于閥體9上，用于提供ECU控制部分與驅(qū)動(dòng)電機(jī)10的電路通道。
本發(fā)明與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣座直接連結(jié)，通過數(shù)字控制模塊輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)10，電機(jī)10將帶動(dòng)與之相連結(jié)的閥芯11向其軸向前后產(chǎn)生位移，這樣就改變了閥芯11與閥座15間的通流面積，于是氣嘴20通入的氣體流量被精確地控制在數(shù)字控制模塊中的預(yù)設(shè)定流量值中，使空燃比達(dá)到最佳。
數(shù)字控制模塊采用了本申請(qǐng)人的專利《一種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工況的裝置》(專利號(hào)01201544.x)。數(shù)字控制模塊CPU的A端與負(fù)荷傳器裝置相連，B端與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)相連，C端與缸頭溫度信號(hào)相連，輸出端E與可變進(jìn)氣控制裝置的伺服電機(jī)相連，并通過可變進(jìn)氣裝置傳遞于化油器兩端的接氣座與空氣濾清器之間，與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連通。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、閥芯11與閥座15間采用非接觸無級(jí)氣流調(diào)節(jié)方式，即通過調(diào)整閥芯11在軸向的位移來改變氣流通道間的通氣面積達(dá)到調(diào)節(jié)通氣量的目的，閥芯11與閥體9沒有直接接觸面，提高閥的使用壽命。
2、在連接上，本發(fā)明與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣座直接連接，采用一體化或分體螺桿連接方式，使本閥對(duì)進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)效果達(dá)到最佳；閥體與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)間在設(shè)計(jì)上采用了隔熱墊；電氣部分進(jìn)氣通道通過墊圈7和波形簧8實(shí)現(xiàn)防爆隔離措施。
3、采用了一只微調(diào)螺釘16，通過改變其上下位移來輔助調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道的氣流量，達(dá)到對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的最佳空燃比進(jìn)行微量調(diào)整的目的。
4、數(shù)字控制模塊中預(yù)設(shè)有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下所需的控制值，對(duì)直流或步進(jìn)電機(jī)10進(jìn)行開環(huán)或閉環(huán)控制，達(dá)到控制閥體進(jìn)氣量的目的。
采用本發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)油耗可平均降低41％，排污量也有大幅度降低。本發(fā)明體積小，成本低、成本僅為目前電噴裝置的1/10，安裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上容易。
權(quán)利要求
1.空燃比控制閥，包括尾蓋、鎖緊套、O形圈、接線板(6)、波形簧、閥體、閥芯、閥座、壓簧、前蓋、氣嘴，其特征在于尾蓋(1)用定位銷(4)固定在閥座(9)上，并用鎖緊套(2)和螺釘(3)鎖緊，O形圈(5)套接于尾蓋(1)的外壁密封槽與閥座(9)的內(nèi)腔間，前蓋(18)和O形圈(19)用螺釘緊固在閥體的前端，構(gòu)成閥體進(jìn)氣通道的氣嘴(20)通過螺紋和O形圈(12)與閥體聯(lián)接，電機(jī)(10)驅(qū)動(dòng)閥芯(11)產(chǎn)生軸向位移，閥體上安壓簧(17)，接線板(6)通過墊圈(7)和波形簧(8)固定于閥體(9)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其特征在于閥體上安裝微調(diào)螺釘(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其特征在于電機(jī)(10)為步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)。
全文摘要
空燃比控制閥,涉及一種能控制汽油發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況時(shí)的空氣與燃油比例的控制閥。它由尾蓋、鎖緊套、O形圈、接線板、波形簧、閥體、閥芯、閥座、壓簧、前蓋、氣嘴、微調(diào)螺釘?shù)葮?gòu)成。本發(fā)明與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣座直接連結(jié),通過數(shù)字控制模塊CPU輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī),帶動(dòng)閥芯軸向產(chǎn)生位移,以改變閥芯與閥座間的通流面積,使氣嘴通入的氣體流量能被精確地控制在CPU的預(yù)先設(shè)定值,從而使空燃比達(dá)到最佳。本發(fā)明還通過微調(diào)螺釘?shù)纳舷挛灰苼磔o助調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道的氣流量,能對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空燃比進(jìn)行微量調(diào)節(jié)。采用本閥汽油發(fā)動(dòng)機(jī)油耗可平均降低41%,排污量大幅度降低。本發(fā)明體積小,成本低、安裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上容易。
文檔編號(hào)F02D9/12GK1373290SQ0211551
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月1日
發(fā)明者高世倫, 李金生, 熊志剛, 夏金輝 申請(qǐng)人:應(yīng)城市神風(fēng)發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司