專利名稱：多級量孔比例式氣體燃料混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體燃料發(fā)動機用混合器。
背景技術(shù)：
氣體燃料發(fā)動機用混合器是發(fā)動機使用清潔氣燃料的關(guān)鍵部件之一。按其結(jié)構(gòu)和工作原理常見的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種1.文丘里管式混合器，結(jié)構(gòu)最簡單，其缺點是僅能滿足發(fā)動機某些設(shè)定工況性能要求，對工況變化范圍大的汽車和摩托車發(fā)動機，不可能達到全工況性能優(yōu)化；2.文氏管式與真空加濃閥或機械加濃閥組合式結(jié)構(gòu)，這種混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，文氏管與加濃閥之間要經(jīng)過嚴(yán)格匹配，才能達到對空燃比較優(yōu)控制；3.等比例混合器在空氣閥和燃氣閥匹配好時，空燃比可控制好，但是，目前國內(nèi)外市場已有的此類混合器產(chǎn)品，其對空燃比的控制均是依靠設(shè)在空氣通道內(nèi)的膜片、平板空氣閥及復(fù)合型線錐體燃氣閥的組合件，來改變?nèi)細夂涂諝獾沫h(huán)形通道面積。其缺點是閥體增加空氣流動阻力，影響發(fā)動機動力性，錐體閥型線復(fù)雜難以加工。4.長縫計量燃氣的等比例混合器，燃氣計量孔為長縫式使燃氣計量精確，與空氣通道面積容易匹配容易實現(xiàn)空燃比優(yōu)化，因而便于實現(xiàn)對經(jīng)濟性和排放性的優(yōu)化。本申請人以前申請的“車用燃氣等比例混合器(專利號002468697)”實用新型專利是柱塞控制長縫，控制方法是連續(xù)控制。其不足之處在于控制的是矩形口或者是梯形口，對于其它復(fù)雜形線的口都純在無法加工的問題，無法實現(xiàn)對發(fā)動機的最優(yōu)控制，特別是在試制開發(fā)階段單件加工更加困難，在批量生產(chǎn)中長縫的尺寸精度對發(fā)動機性能影響很大，較難保證發(fā)動機性能的一致性。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的多級量孔比例式燃氣混合器要解決長縫混合器的如下問題1.加工問題精確控制空燃比量縫形線復(fù)雜難于加工，在試制階段不使用模具加工困難；2.控制精度問題采用簡單的長縫，矩形或梯形較難實現(xiàn)發(fā)動機空燃比的最優(yōu)控制；3.產(chǎn)品一致性問題不規(guī)則長縫加工精度較難控制，產(chǎn)品的一致性差，直接影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、容易優(yōu)化氣體燃料發(fā)動機性能的多級量孔比例式氣體燃料混合器。
本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的，結(jié)合


如下多級量孔比例式氣體燃料小型混合器，由殼體1、節(jié)氣門2、柱塞3、平衡彈簧4、真空膜片5、真空室蓋6、燃氣管接頭7、節(jié)氣門旋鈕8、多級燃氣計量孔9和柱塞運動可控制圓弧10組成，多級燃氣計量孔9是在殼體上柱塞行程內(nèi)可控制導(dǎo)向圓柱壁面上鉆出，該量孔沿柱塞軸線方向分布為1～3排，每個量孔的直徑在0.2～2mm之間，數(shù)目為5～100個。
本發(fā)明的多級量孔比例式燃氣混合器通過若干個小孔的不同分布，根據(jù)需要實現(xiàn)連續(xù)或間斷控制，從而達到對發(fā)動機的最優(yōu)控制；并且，量孔是在殼體上根據(jù)匹配要求用鉆頭鉆出，加工方便成本低，當(dāng)產(chǎn)品定型后，可以用壓鑄的方法在鑄造殼體時直接鑄出，更可以降低成本，保證產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明與現(xiàn)有的比例式混合器相比具有以下優(yōu)點1.使用圓孔作為燃氣計量孔，每個孔形狀簡單、加工容易、加工精度和加工一致性容易保證，使產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性容易保證，降低加工成本；2.燃氣計量孔可以在柱塞運動可控制的圓筒面上根據(jù)發(fā)動機匹配空燃比的需要在任意位置鉆出，在新產(chǎn)品試制階段具有極大的加工優(yōu)越性；3.多級燃氣計量孔在柱塞運動可控制的圓筒面上加工，孔的分布可以沿著柱塞軸線是連續(xù)的也可以是間斷的，這樣就可以實現(xiàn)對通過量孔的燃氣量進行連續(xù)或間斷性控制，達到按要求控制，這是其它形式的混合器無法實現(xiàn)的；4.多級燃氣計量孔在柱塞的行程內(nèi)分布，柱塞的行程大，因此對燃氣的控制精度高；5.多級燃氣量孔涉及在混合器殼體上，不需要增加其它計量機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、零部件少、造價低，同時對進氣系統(tǒng)帶來的阻力小，對與提高發(fā)動機的沖量系數(shù)改善發(fā)動機的動力、經(jīng)濟性能有利。

圖1是混合器柱塞控制空氣的流量的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖，是燃氣入口與殼體的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的柱塞附近放大圖，是柱塞3運動可控制的殼體側(cè)壁圓弧10的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3的A向視圖，是多級燃氣量孔布置局部放大圖。
圖中1殼體、2節(jié)氣門、3柱塞、4平衡彈簧、5真空膜片、6真空室蓋、7燃氣管接頭、8節(jié)氣門旋鈕、9多級燃氣量孔、10柱塞控制圓弧。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖所示實施例進一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其工作過程。
參閱圖1、圖2燃氣管接頭7安裝在殼體1上，柱塞3上端與真空膜片5連接，柱塞3的圓柱部分在殼體1的導(dǎo)向圓柱筒內(nèi)，且可沿著圓筒軸線滑動，真空膜片5的外圓周通過真空室蓋6壓緊在殼體1上，在自由狀態(tài)下平衡彈簧4把柱塞3壓在遠離真空室蓋6的方向，當(dāng)有氣體流過柱塞3與殼體1形成的喉口時，喉口處產(chǎn)生真空度，通過柱塞下端面上開出的通氣孔將真空度作用在膜片5的上方，膜片5的下方與入口大氣相通，在壓力差作用下膜片5向上移動，柱塞也向上滑動。喉口通過空氣能力增加同時，在柱塞導(dǎo)向圓筒上鉆出的燃氣量孔漏出的數(shù)量也增加，供給到喉口處的燃氣量也增加，這樣就實現(xiàn)了按空氣量控制燃氣量的目的，從而達到控制空燃比的目的。
通過控制節(jié)氣門旋鈕8改變節(jié)氣門2的開度來改變通過混合器的混合氣通過量，氣體通過殼體1的空氣管時，在柱塞端面與管壁之間形成喉口，真空度增大使柱塞3、膜片5在壓差作用下向真空室蓋6方向移動，當(dāng)平衡彈簧5的彈性力與膜片左右的氣體壓差力平衡時，喉口的面積不變，柱塞3的柱面沒遮擋的燃氣量孔形成進入燃氣孔，不同的柱塞位置通過的空氣量和燃氣量不同，發(fā)動機即可在該控制空燃比所確定工況下穩(wěn)定工作。
參閱圖3在柱塞3運動可控制的殼體1的側(cè)壁圓弧10上鉆出多個量孔9，每個量孔均為圓孔，工藝性好，加工精度高。量孔在柱塞行程內(nèi)沿柱塞軸線方向分布1～3排，每個量孔的直徑在0.2～2mm之間，數(shù)目為5～100個。根據(jù)不同發(fā)動機特性不同，匹配出的量孔尺寸、數(shù)目和分布不同。柱塞控制量孔的范圍是柱塞的行程，控制距離長，控制精度高。以用在CH-125mL液化石油氣摩托車上的混合器為例，其設(shè)計參數(shù)為燃氣計量孔直徑為0.3mm和1mm組合，在圓周上1.2mm寬度范圍內(nèi)呈3排分布，沿著柱塞軸向分布距離為25mm，在小負荷設(shè)計小量孔20個，在大負荷設(shè)計大量孔8個。使該車的發(fā)動機動力性與原汽油機相當(dāng)，在不用電控技術(shù)、不用尾氣后處理技術(shù)，摩托車十五工況排放優(yōu)于歐I限值，HC和NOx排放優(yōu)于歐II限值、CO排放接近歐II限值。
權(quán)利要求
1.多級量孔比例式氣體燃料混合器，由殼體(1)、節(jié)氣門(2)、柱塞(3)、平衡彈簧(4)、真空膜片(5)、真空室蓋(6)、燃氣管接頭(7)、節(jié)氣門旋鈕(8)、多級燃氣計量孔(9)和柱塞運動可控制圓弧(10)組成，其特征在于多級燃氣計量孔(9)是在殼體上柱塞行程內(nèi)可控制導(dǎo)向圓柱壁面上鉆出，該量孔沿柱塞軸線方向分布為1～3排，每個量孔的直徑在0.2～2mm之間，數(shù)目為5～100個。
全文摘要
本發(fā)明的多級量孔比例式氣體燃料混合器涉及一種氣體燃料發(fā)動機用混合器。它又殼體1、節(jié)氣門2、柱塞3、平衡彈簧4、真空膜片5、真空室蓋6、燃氣管接頭7、節(jié)氣門旋鈕8、多級燃氣計量孔9和柱塞運動可控制圓弧10組成,其特征在于多級燃氣計量孔9是在殼體上柱塞行程內(nèi)可控制導(dǎo)向圓柱壁面上鉆出,該量孔沿柱塞軸線方向分布為1～3排,每個量孔的直徑在0.2～2mm之間,數(shù)目為5～100個。本發(fā)明通過改變進氣道面積的同時,按比例地改變殼體側(cè)壁面上通過燃氣量孔的數(shù)目,從而改變?nèi)細獾耐ㄟ^量,即達到按要求控制空燃比的目的。
文檔編號F02M21/04GK1388313SQ02132439
公開日2003年1月1日 申請日期2002年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月10日
發(fā)明者鄧寶清, 肖宗成, 李理光 申請人:吉林大學(xué)