專利名稱：用于內(nèi)燃發(fā)動機的真空度恒壓、混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬內(nèi)燃發(fā)動機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有文丘里式混合器和比例式混合器，沒有進(jìn)氣恒壓功能，不能在燃料抗爆能力不變的前提下提高發(fā)動機的許用壓縮比達(dá)到節(jié)能目的；另一方面，這兩種混合器的空氣量孔和燃?xì)饬靠椎谋壤冀K保持不變，混合氣濃度無法隨發(fā)動機各種工況的合理需要變化而變化，發(fā)動機高低轉(zhuǎn)速的動力性和經(jīng)濟性矛盾突出，造成部份工況燃燒不完全，經(jīng)濟性差，排放不良，小排量摩托車起動困難，怠速不穩(wěn)定；文丘里式混合器為了滿足發(fā)動機進(jìn)氣量需要，空氣量孔不能過小，在怠速工況和起動工況時，混合器喉管處無法產(chǎn)生足夠的真空度有效吸出燃?xì)饬靠變?nèi)的可燃?xì)?，混合氣濃度很難達(dá)到起動工況和怠速工況的要求(特別是小排量摩托車發(fā)動機)，造成發(fā)動機起動困難，怠速不穩(wěn)定，排放增加；比例式混合器發(fā)動機的起動工況燃?xì)夤┙o采用正壓供氣，無法根據(jù)空氣量孔流入的空氣數(shù)量供給合理數(shù)量的可燃?xì)猓l(fā)動機起動工況的混合氣濃度無法穩(wěn)定在合理值，造成發(fā)動機起動性能的不穩(wěn)定，怠速排放不良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在燃料抗爆能力不變的前提下提高發(fā)動機的許用壓縮比，提高燃料熱效率，降低燃耗；另一方面，同時滿足燃?xì)獍l(fā)動機各種工況對混合氣濃度的合理要求，解決現(xiàn)有混合器部份工況混合氣濃度不合理、燃燒不完全的技術(shù)問題和小排量摩托車燃?xì)獍l(fā)動機的起動困難、怠速性能差的技術(shù)問題。
本發(fā)明以下述方式實現(xiàn)其目的在發(fā)動機節(jié)氣門與空氣慮清器之間安裝一個“用于內(nèi)燃發(fā)動機的真空度恒壓、混合器”(下述簡稱混合器)，混合器由混合器體、調(diào)節(jié)開關(guān)、恒壓彈簧組成；混合器體內(nèi)有空氣量孔、燃?xì)饬靠?、出氣孔；混合器體是調(diào)節(jié)開關(guān)、恒壓彈簧的載體和配合件；空氣量孔與空氣慮清器連接，燃?xì)饬靠着c減壓閥連接，出氣孔與節(jié)氣門的進(jìn)氣道口連接；調(diào)節(jié)開關(guān)安裝在空氣量孔、燃?xì)饬靠住⒊鰵饪字g的混合器體內(nèi)，把空氣量孔、燃?xì)饬靠?、出氣孔分隔開，并且能在混合器體內(nèi)往復(fù)運動；調(diào)節(jié)開關(guān)上部與空氣量孔對應(yīng)，控制空氣量孔的大小，中部與燃?xì)饬靠着浜峡刂迫細(xì)饬靠椎拇笮?，上部?jīng)空氣慮清器與大氣相通，接受大氣壓力作用，下部與恒壓彈簧連接，接受恒壓彈簧的彈力作用，與出氣孔相通，接受進(jìn)氣壓力作用，是這三者的合力決定調(diào)節(jié)開關(guān)的運動狀態(tài)，從而改變空氣量孔和燃?xì)饬靠淄饷娣e的大小；恒壓彈簧安裝在調(diào)節(jié)開關(guān)下部的混合器體內(nèi)，向調(diào)節(jié)開關(guān)提供控制基準(zhǔn)力，該控制基準(zhǔn)力決定發(fā)動機的最大進(jìn)氣壓力、最大氣缸壓縮力，從而決定發(fā)動機的許用壓縮比；空氣量孔的結(jié)構(gòu)為圓形狀，其通氣截面積隨調(diào)節(jié)開關(guān)下移而線性增大，燃?xì)饬靠椎慕Y(jié)構(gòu)為非線性形狀，其通氣截面積隨調(diào)節(jié)開關(guān)下移而非線性增大，這種非線性變化產(chǎn)生的結(jié)果使空氣量孔和燃?xì)饬靠椎慕孛娣e比例發(fā)生變化，混合氣濃度隨之變化，這種混合氣濃度的變化特性與發(fā)動機各種工況所需要的合理混合氣濃度相對應(yīng)，使發(fā)動機全面工況的混合氣濃度都達(dá)到合理值。
由于混合器與節(jié)氣門是串聯(lián)關(guān)系，發(fā)動機氣缸進(jìn)氣壓力等于大氣壓力減去混合器的恒壓壓降和節(jié)氣門的阻流壓降，由于混合器的恒壓壓降恒定不變，發(fā)動機的進(jìn)氣壓力隨節(jié)氣門的阻流壓降變化而變化，發(fā)動機進(jìn)氣量由節(jié)氣門控制，當(dāng)節(jié)氣門的阻流壓降為零時，節(jié)氣門對發(fā)動機的進(jìn)氣量失去控制作用，發(fā)動機的進(jìn)氣壓力等于大氣壓力減去混合器的恒壓壓降，發(fā)動機氣缸進(jìn)氣量完全由混合器控制，發(fā)動機進(jìn)氣壓力被混合器控制在某一數(shù)值內(nèi)，該最大進(jìn)氣壓力產(chǎn)生的最大氣缸壓縮力在燃料抗爆能力允許的范圍內(nèi)，確保發(fā)動機不產(chǎn)生爆震現(xiàn)象；改變恒壓彈簧彈力，就能改變發(fā)動機氣缸最大進(jìn)氣量，改變氣缸最大壓縮力，滿足燃料抗爆能力要求；所以，不論發(fā)動機壓縮比有多高，通過改變恒壓彈簧的彈力，都能把氣缸最大壓縮力控制在燃料抗爆能力允許的范圍內(nèi)，在燃料抗爆能力不變的前提下提高發(fā)動機的許用壓縮比因此得以實現(xiàn)。
由于本發(fā)明必需限制發(fā)動機氣缸最大進(jìn)氣量才能提高發(fā)動機的許用壓縮比，所以，它在大幅度降低油耗的同時也造成發(fā)動機最大輸出扭矩明顯下降，最大輸出功率先隨壓縮比的提高而提高，后隨壓縮比的繼續(xù)提高而下降，是這些因素左右本發(fā)明發(fā)動機的合理壓縮比，限制本發(fā)明的節(jié)能應(yīng)用范圍。


圖一是本發(fā)明混合器實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖二是本發(fā)明混合器實施例燃?xì)饬靠椎男螤罱Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
見附圖，本實施例混合器由混合器體2、調(diào)節(jié)開關(guān)4、恒壓彈簧5組成；混合器體2安裝在發(fā)動機節(jié)氣門與空氣慮清器之間，是調(diào)節(jié)開關(guān)4和恒壓彈簧5的載體和配合件，其內(nèi)有空氣量孔3、燃?xì)饬靠?、出氣孔6；空氣量孔3與空氣慮清器連接，燃?xì)饬靠?與減壓閥連接，出氣孔6與節(jié)氣門的進(jìn)氣道口連接；調(diào)節(jié)開關(guān)4安裝在空氣量孔3、燃?xì)饬靠?、出氣孔6之間的混合器體內(nèi)，把空氣量孔3、燃?xì)饬靠?、出氣孔6分隔開；調(diào)節(jié)開關(guān)4上部是蘑菇狀的圓形體，與空氣量孔3相對應(yīng)，配合空氣量孔3改變空氣量孔通氣截面積的大小，上面經(jīng)空氣量孔3、空氣慮清器與大氣相通，接受大氣壓力作用，下面與出氣孔6相通，接受進(jìn)氣壓力作用；調(diào)節(jié)開關(guān)4下部是活塞狀的圓柱體，起導(dǎo)向作用，與恒壓彈簧5連接，接受恒壓彈簧5的彈力作用，側(cè)面與燃?xì)饬靠?配合改變?nèi)細(xì)饬靠?通氣截面積的大小；恒壓彈簧5安裝在調(diào)節(jié)開關(guān)4下部的混合器體內(nèi)，其主要作用是向調(diào)節(jié)開關(guān)4提供控制基準(zhǔn)力，該基準(zhǔn)力決定發(fā)動機的最大進(jìn)氣壓力，氣缸最大壓縮力，從而決定發(fā)動機的許用壓縮比；空氣量孔3是圓形狀，其通氣截面積隨調(diào)節(jié)開關(guān)4下移而產(chǎn)生線性增大，燃?xì)饬靠?的結(jié)構(gòu)為非線性形狀，其通氣截面積隨調(diào)節(jié)開關(guān)4下移而非線性增大，這種非線性變化使調(diào)節(jié)開關(guān)4處于不同位置，空氣量孔和燃?xì)饬靠椎谋壤筒幌嗤?，這兩個量孔截面積的比例隨調(diào)節(jié)開關(guān)4的運動而不斷變化，混合氣濃度也隨之不斷改變，設(shè)計合理形狀的燃?xì)饬靠?，使這種混合氣濃度的變化與發(fā)動機各種工況所需混合氣濃度相對應(yīng)，就能使發(fā)動機全面工況的混合氣濃度都達(dá)到合理值。
本實施例的控制動力來自調(diào)節(jié)開關(guān)4上部頂面的大氣壓力和底面的進(jìn)氣壓力差，該壓力差產(chǎn)生的控制動力直接作用在調(diào)節(jié)開關(guān)4上，控制動力的大小隨發(fā)動機進(jìn)氣壓力變化而變化。
靜態(tài)時，調(diào)節(jié)開關(guān)4在恒壓彈簧5彈力的作用下處于上死點位置，空氣量孔3、燃?xì)饬靠?處于關(guān)閉狀態(tài)。
發(fā)動機起動時，由節(jié)氣門傳來的進(jìn)氣負(fù)壓通過出氣孔6送到調(diào)節(jié)開關(guān)4上部的底面，調(diào)節(jié)開關(guān)4上部頂面與底面之間產(chǎn)生壓力差，當(dāng)該壓力差產(chǎn)生的壓力超過恒壓彈簧5的彈力時，調(diào)節(jié)開關(guān)4向下運動，同步打開空氣量孔3和燃?xì)饬靠?，向發(fā)動機供給混合氣；由于燃?xì)饬靠状蜷_的先決條件是“先具備足夠的真空度”，所以起動工況不存在文丘里式混合器沒有足夠真空度吸出燃?xì)饬靠變?nèi)的可燃?xì)獾募夹g(shù)問題，由于燃?xì)饬靠椎男螤钐匦?，在調(diào)節(jié)開關(guān)4下移初始，空氣量孔截面積和燃?xì)饬靠捉孛娣e的比例較小，混合氣濃度就較濃，滿足發(fā)動機起動工況的混合氣濃度要求；隨著節(jié)氣門的開大，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不斷升高，空氣消耗量不斷增大，調(diào)節(jié)開關(guān)4為了適應(yīng)空氣量需要也不斷下移加大量孔通氣面積，空氣量孔面積和燃?xì)饬靠酌娣e的比例也隨著調(diào)節(jié)關(guān)4的下移不斷變大，混合氣濃度不斷變稀，在發(fā)動機處于常用工況的中等轉(zhuǎn)速時，空氣量孔通氣截面積和燃?xì)饬靠淄饨孛娣e的比例達(dá)到最大，混合氣濃度達(dá)到最稀，這時的混合氣濃度為經(jīng)濟混合氣；發(fā)動機由中速向高速變化時，空氣量孔截面積和燃?xì)饬靠捉孛娣e的比例又由大變小，混合氣由稀變濃，滿足發(fā)動機高速大功率需要，發(fā)動機全面工況混合氣濃度都達(dá)到合理值。
發(fā)動機怠速工況、低負(fù)工況、中負(fù)工況時，氣缸進(jìn)氣壓力等于大氣壓力減去調(diào)節(jié)開關(guān)4上部的恒壓壓降和節(jié)氣門的阻流壓降，氣缸進(jìn)氣量產(chǎn)生的氣缸壓縮力沒有達(dá)到燃料抗爆能力允許的極限值，發(fā)動機不會產(chǎn)生爆震現(xiàn)象，發(fā)動機的氣缸進(jìn)氣量由節(jié)氣門控制，發(fā)動機的氣缸壓縮力隨節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而變化；發(fā)動機滿負(fù)工況時，節(jié)氣門對發(fā)動機的氣缸進(jìn)氣量失去控制作用，節(jié)氣門的阻流壓降消失，發(fā)動機氣缸進(jìn)氣壓力等于大氣壓力減去混合器的恒壓壓降，氣缸最大壓縮力由混合器控制，由恒壓彈簧5調(diào)節(jié)，這個氣缸最大壓縮力只能接近燃料抗爆能力允許的極限值，保證滿負(fù)工況發(fā)動機依然正常燃燒，不會產(chǎn)生爆震現(xiàn)象，可見，本發(fā)明的氣缸最大壓縮力不是由發(fā)動機壓縮比決定，而是由混合器決定，氣缸最大壓縮力不是隨發(fā)動機壓縮比的提高而提高，而是隨恒壓彈簧5彈力的減小而提高，氣缸最大壓縮力與壓縮比脫離了傳統(tǒng)的正比關(guān)系，做到了提高發(fā)動機壓縮比，不提高發(fā)動機氣缸最大壓縮力，使在燃料抗爆能力不變的前提下提高發(fā)動機的許用壓縮比得以實現(xiàn)。
具體實施例1、用于CNG/電噴燃油兩用燃料汽車，發(fā)動機采用12.5∶1的壓縮比，燃?xì)鈺r，盡量減小恒壓彈簧5彈力，加大發(fā)動機最大氣缸進(jìn)氣量，提高燃?xì)鈩恿?，混合器單起混合作用；燃油時，加大恒壓彈簧5彈力，控制發(fā)動機最大氣缸進(jìn)氣量，使氣缸最大壓縮力符合汽油燃料抗爆能力要求，避免發(fā)動機發(fā)生爆震現(xiàn)象，混合器單起進(jìn)氣恒壓作用。
2、用于LPG單燃料汽車；(1)優(yōu)先考慮動力性，采用10∶1的壓縮比，盡量減小恒壓彈簧5彈力，混合器單起空氣、燃?xì)饣旌献饔茫?2)優(yōu)先考慮燃料經(jīng)濟性，采用15∶1的壓縮比，加大恒壓彈簧彈力，控制發(fā)動機氣缸最大進(jìn)氣量，使氣缸最大壓縮力滿足LPG燃料抗爆能力要求，避免發(fā)動機發(fā)生爆震現(xiàn)象，混合器起進(jìn)氣恒壓、混合作用。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的真空度恒壓、混合器，其特征在于由混合器體、調(diào)節(jié)開關(guān)、恒壓彈簧組成；混合器體內(nèi)有空氣量孔、燃?xì)饬靠缀统鰵饪祝諝饬靠着c空氣慮清器連接，燃?xì)饬靠着c減壓閥連接，出氣孔與節(jié)氣門的進(jìn)氣道口連接；調(diào)節(jié)開關(guān)上部是蘑菇狀的圓形體，下部是活塞狀的圓形體，安裝在空氣量孔、燃?xì)饬靠?、出氣孔之間的混合器體內(nèi)，上部頂面與空氣量孔對應(yīng)、底面與出氣孔相通，中部側(cè)面與燃?xì)饬靠着浜希虏窟B接恒壓彈簧，能在混合器體內(nèi)往復(fù)運動；恒壓彈簧安裝在調(diào)節(jié)開關(guān)下部的混合器體內(nèi)，下端與底坐連接，上端與調(diào)節(jié)開關(guān)連接。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的真空度恒壓、混合器，適用于單燃油、單燃?xì)?、燃?燃?xì)獍l(fā)動機，能使汽車、摩托車節(jié)能15％以上，同時具備優(yōu)良的燃?xì)馄饎有院头€(wěn)定的怠速性能，準(zhǔn)確配氣使排放污染大幅度降低，結(jié)構(gòu)簡單、造價低，可造性高。
文檔編號F02M21/04GK1673514SQ20051005463
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者蒙國寧 申請人:蒙國寧