專利名稱:燃油噴射預(yù)先混合供給方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及燃油噴射供給技術(shù),準(zhǔn)確地說涉及汽油發(fā)動機(jī)上使用的燃油噴射預(yù)先混合供給方法及裝置。
現(xiàn)有的汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng),大多數(shù)采用化油器來實(shí)現(xiàn)。目前,雖然在化油器上還添置了各種附加裝置,如怠速省油器、省油器、加速油泵等,以適應(yīng)發(fā)動機(jī)的不同工況,向氣缸提供過量空氣系數(shù)α值在0.2~1.15范圍內(nèi)的混合氣,但是理論和實(shí)踐證明,當(dāng)α值低于1.0時,尤其是在發(fā)動機(jī)工況頻繁轉(zhuǎn)換,加濃混合氣時,燃油未充分燃燒,化學(xué)能和熱能充分利用。因此,采用化油器供油,在發(fā)動機(jī)性能,燃油消耗,有害氣體排放方面還有不足之處。
與發(fā)明較接近的還有機(jī)械工業(yè)版社88年5月北京第一版蔡陽生所譯碼《汽車燃油系、潤滑系和冷卻系》(第144~145頁)介紹了福特公司1980年生產(chǎn)的一種電子燃油噴射系統(tǒng),該系統(tǒng)借助于廢氣中氧含量測定傳感器等多個傳感器監(jiān)視發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài),并隨時將信息傳遞給一臺微處理機(jī)(小型計算機(jī))處理,由它連續(xù)地計算出正確的噴油器開啟時間,通過電動輸油泵將燃油從垂直于節(jié)氣門的噴油器中噴出。該系統(tǒng)可以省油,減少有害氣體排放。不足之處是該系統(tǒng)太復(fù)雜,造價高、維修困難,并且不易控制混合氣的比例在最佳范圍,在一定程度上會產(chǎn)生過濃或過稀現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是提供一種燃油噴射預(yù)先混合供給方法及裝置,用該方法及裝置,同步控制燃油與空氣的混合量,在發(fā)動機(jī)低、中速工況下,提供經(jīng)濟(jì)的混合氣(α為1.0~1.15),在高速(最大功率)工況下提供功率混合氣(α為0.8~0.9),以達(dá)到最佳的發(fā)動機(jī)性能,減少燃油消耗,降低有害氣體排放。并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單,成本低,操作、維護(hù)方便。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的解決方案是通過下述方法和裝置來實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明根據(jù)發(fā)明人的實(shí)踐以及前人所做的實(shí)驗(yàn)得知,過量空氣系數(shù)α值對燃油的燃燒有很大影響,尤其是當(dāng)α值低于1.0時,燃油未燒盡,造成油耗高,廢氣排污大;又因發(fā)動機(jī)的功率隨著火焰?zhèn)鞑ニ俾实奶岣叨黾?,最高火焰?zhèn)鞑ニ俾适窃讦翞?.8~0.9時才達(dá)到。
因此,本發(fā)明提出一種汽油機(jī)上使用的燃油噴射預(yù)先混合供給方法及裝置。該方法是以發(fā)動機(jī)曲軸為動力,通過傳動連接件傳動,聯(lián)動設(shè)置的凸輪軸,利用軸上的凸輪轉(zhuǎn)動頂壓擺桿,從而使擺桿推動其上面的噴油泵柱塞上移,迫使燃油壓出,從進(jìn)風(fēng)管壁上設(shè)置的噴油咀噴出;用一個與節(jié)氣門、偏心輪相連的聯(lián)動機(jī)構(gòu)來同步控制燃油與空氣的混合量,根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同工況,向氣缸輸送α值為1.0~1.15的經(jīng)濟(jì)混合氣或0.8~0.9范圍的功率混合氣。
本發(fā)明專用于上面所述方法的供給裝置,除包括發(fā)動機(jī)曲軸,傳動連接件外,還包括a、一根凸輪軸,與發(fā)動機(jī)曲軸通過傳動連接件連接;
b、一根偏心輪軸,與凸輪軸平行布置,兩端裝在噴油泵箱兩頭相應(yīng)的軸套里;
c、至少一個頂壓機(jī)構(gòu),其凸輪頂壓擺桿能使擺桿上的柱塞式噴油泵供油,其偏心輪調(diào)節(jié)擺桿的擺動幅度,能控制噴油泵柱塞的行程;
d、至少一個柱塞式噴油泵,泵內(nèi)進(jìn)油孔有一個止回閥,其出油口與進(jìn)風(fēng)管壁上至少一個噴油咀相通,進(jìn)油口與油箱相通;
e、一個聯(lián)動機(jī)構(gòu),接在節(jié)氣門開啟線與偏心輪調(diào)節(jié)線的終端。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少有以下方面優(yōu)點(diǎn)1、由于燃油與空氣混合的比例得到合理控制,在發(fā)動機(jī)中速以下提供α值為1.0~1.15的經(jīng)濟(jì)混合氣,高速(最大功率)時提供α值為0.8~0.9的功率混合氣,因而使發(fā)動機(jī)即滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行又保證了功率要求,使發(fā)動機(jī)性能得到改善,燃油消耗可以減少到最低限度,廢氣中有害氣體排放大幅度降低。
2、進(jìn)風(fēng)管上不形成喉管阻力,能保證發(fā)動機(jī)足夠的充氣量,因而發(fā)動機(jī)功率有所提高。
3、采用燃油強(qiáng)制噴射,能形成霧化均勻的混合氣,因而提高了發(fā)動機(jī)的靈敏度,起動性能好。
4、借助于發(fā)動機(jī)曲軸提供的動力,通過頂壓機(jī)構(gòu)來頂壓柱塞式噴油泵,因此結(jié)構(gòu)簡單,成本低,操作、維護(hù)方便。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1為本發(fā)明用于單缸四沖程發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明用于四缸四沖程發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明本發(fā)明裝置及供給方法。
從圖1可以看出,本發(fā)明裝置主要包括傳動部分發(fā)動機(jī)曲軸、齒輪、凸輪軸[5],供油部分頂壓機(jī)構(gòu)[13]、柱塞式噴油泵[23]、噴油咀[29],以及調(diào)節(jié)部分聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]組成。發(fā)動機(jī)曲軸齒輪[1]以2∶1的傳動比嚙合配氣正時齒輪[2],配氣正時齒輪[2]又1∶1正時嚙合設(shè)置的噴油泵齒輪[3],凸輪軸[5]通過聯(lián)軸器[34](未示出,同圖2)與噴油泵齒輪[3]軸連接。凸輪軸[5]兩端套在噴油泵箱[37](未示出,同圖2)兩頭的相應(yīng)軸承[35]里。顯然,傳動部分也可采用正時鏈條或帶齒正時皮帶傳動。
供油部分的頂壓機(jī)構(gòu)[13]及柱塞式噴油泵[23]設(shè)計成一個整體裝配在噴油泵箱[37](未示出,同圖2)內(nèi),箱內(nèi)灌入的機(jī)油浸沒到凸輪軸[5]的一半。偏心輪軸[6]與凸輪軸[5]平行放置,兩端裝在噴油泵箱[37](未示出,同圖2)兩頭的相應(yīng)軸套[36]里。頂壓機(jī)構(gòu)[13]由凸輪[4]、偏心輪[7]、擺桿[12]組成。偏心輪[7]調(diào)整到某一角度,可限制擺桿[12]的擺動幅度,進(jìn)而控制柱塞[16]的行程。擺桿[12]設(shè)在凸輪[4]、偏心輪[7]的上部,布置方向與凸輪軸[5]垂直,有轉(zhuǎn)動副的一端固定在噴油泵箱[37](未示出,同圖2)內(nèi)的殼體上。噴油泵柱塞[16]套有彈簧[14],并且緊貼擺桿[12]。柱塞式噴油泵[23]的進(jìn)油口通過輸油管[22]與油箱[25]相通。出油口通過噴油管[24]與進(jìn)風(fēng)管[28]壁上一個噴油咀[29]相通,噴油咀[29]與節(jié)氣門[27]相對設(shè)置,其安裝角度與進(jìn)風(fēng)管[28]壁成45~90°,有利于形成均勻的混合氣。為了提高燃油霧化效果,也可將噴油咀[29]的噴頭設(shè)計“一字”型多孔或窄縫孔。為了使燃油迅速氣化,最好在噴油咀[29]上套一個低于燃油閃點(diǎn)的恒溫加熱元件[31],該元件[31]進(jìn)出頭導(dǎo)線[30]的兩端與電源(未示出)相連。
調(diào)節(jié)部分的一個聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]接在節(jié)氣門開啟線[11]與偏心輪調(diào)節(jié)線[9]的終端,安裝要求不操縱時,聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]初始狀態(tài)處于怠速位置。
為了便于發(fā)動機(jī)起動,在偏心輪[7]上還附設(shè)了一個起動拉線[8],用來加濃混合氣。
上述裝置的燃油噴射預(yù)先混合供給方法是,發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,發(fā)動機(jī)曲軸齒輪[1]以2∶1的傳動比通過配氣正時齒輪[2]、噴油泵齒輪[3],聯(lián)動凸輪軸[5],使凸輪[4]轉(zhuǎn)動,當(dāng)進(jìn)氣門[33]打開時,凸輪[4]處于升程,頂壓擺桿[12],擺桿[12]推動緊貼的噴油泵柱塞[16]給噴油泵油室內(nèi)的燃油加壓,迫使燃油頂開出油閥[19],通過噴油咀[29]噴油;當(dāng)凸輪[4]處于回程時,噴油泵柱塞彈簧[14]迫使柱塞[16]及擺桿[12]回位,同時吸開止回閥[20],將油箱[25]內(nèi)的燃油從進(jìn)油孔[21]吸入油室。操縱聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]同步調(diào)節(jié)燃油與空氣的混合量,形成所需比例的混合氣在進(jìn)氣管[32]內(nèi)進(jìn)一步混均后進(jìn)入氣缸。
若圖1所示裝置用于二沖程發(fā)動機(jī)上,則僅需將傳動部分改為發(fā)動機(jī)曲軸以1∶1輸出動力到設(shè)置的凸輪軸[5]上,即可達(dá)到燃油噴射預(yù)先混合供給的目的。
圖2示出了本發(fā)明用于四缸四沖程發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,其傳動部分同圖1未畫出。圖2中每個柱塞式噴油泵[23]下部都設(shè)有一個頂壓機(jī)構(gòu)[13]。凸輪軸[5]、偏心輪軸[6]是制作成一根整體的。凸輪軸[5]上的凸輪[4]設(shè)計方向應(yīng)保證每個氣缸進(jìn)氣門打開時,依次有一個柱塞式噴油泵正時供油;每個柱塞式噴油泵[23]出油口用一根相通的油管[38]連接,并且共用一根噴油管[24],進(jìn)油口與一根共用的輸油管[39]相通;進(jìn)風(fēng)管[28]上的節(jié)氣門[27]為翻板式,有兩個噴油咀[29]與進(jìn)風(fēng)管[28]壁成45~90°角對著節(jié)氣門[27]。聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]為腳踏式。
圖2裝置的工段原理與前面所述方法基本相同,這里不再贅述。
圖1、圖2所述的柱塞式噴油泵[23],其進(jìn)油孔[21]內(nèi)增加了一個止回閥[20],這樣,改變噴油泵柱塞[16]行程就可以控制供油量。柱塞[16]是制作成光滑的園柱體??紤]到噴油泵的耐久性,在柱塞[16]距頂部15~40%處鑲嵌有一個油封[17],用來防止上部的燃油與下部的機(jī)油接觸。另外還在相當(dāng)于柱塞[16]最大下移位置油封[17]以下的柱塞套[18]上,鉆有若干進(jìn)機(jī)油的小孔[15],使凸輪[4]轉(zhuǎn)動時飛濺到柱塞套[18]上的機(jī)油能流進(jìn)小孔[15],潤滑柱塞[16]。
實(shí)施本發(fā)明前必須根據(jù)發(fā)動機(jī)型號,確定進(jìn)風(fēng)管[28]的尺寸,再選配柱塞式噴油泵[23]。確定柱塞式噴油泵[23]的一種方法是先用外界動力帶動發(fā)動機(jī)模似運(yùn)行(保持發(fā)動機(jī)具有工作溫度),在節(jié)氣門[27]處測定在節(jié)氣門全開時,發(fā)動機(jī)中速狀況的單位進(jìn)氣量,選擇中速時某一處轉(zhuǎn)速下的單位進(jìn)氣量,再按過量空氣系數(shù)α為1.0~1.15范圍內(nèi)選定的某一α值(如選α為1.1),計算出所需要的燃油量,作為柱塞式噴油泵的最大供應(yīng)油量,初步選定柱塞式噴油泵。又因從實(shí)驗(yàn)得知,由于空氣濾清器[26]、進(jìn)氣管道[32]等所形成阻力的影響,發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量會隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而減少,根據(jù)這一特性,可對初步選定的柱塞式噴油泵進(jìn)行安裝調(diào)試,調(diào)試到使發(fā)動機(jī)在高速(最大功率)時,自動變換混合氣的比例,落在α為0.8~0.9范圍內(nèi)即可。
進(jìn)風(fēng)管[28]、柱塞式噴油泵[23]確定后,調(diào)整好節(jié)氣門開啟線[11]與偏心輪調(diào)節(jié)線[9](兩根線均有套管,圖1、2未示出),使它們拉動量一致。這樣,在發(fā)動機(jī)運(yùn)行中,操縱(手動或腳踏)聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]拉到一定位置,能使節(jié)氣門[27]開啟到某一位置的同時,同步調(diào)整偏心輪[7]的位置,進(jìn)而控制柱塞[16]行程,供給相應(yīng)的燃油量,形成所需比例的混合氣。
權(quán)利要求
1.一種汽油機(jī)上使用的燃油噴射預(yù)先混合供給方法,是以發(fā)動機(jī)曲軸為動力,通過傳動連接件傳動,其特征在于聯(lián)動設(shè)置的凸輪軸[5],利用軸上的凸輪[4]轉(zhuǎn)動頂壓擺桿[12],使擺桿[12]推動噴油泵柱塞[16]強(qiáng)制供油,將燃油從進(jìn)風(fēng)管[28]壁上的噴油咀[29]噴出;用一個聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10]同步控制燃油與空氣的混合量,根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同工況,向氣缸輸送過量空氣系數(shù)α值為1.0~1.15或0.8~0.9范圍內(nèi)的混合氣。
2.一種專用于權(quán)利要求1所述方法的供給裝置,包括發(fā)動機(jī)曲軸,傳動連接件,其特征在于它還包括a、一根凸輪軸[5],與發(fā)動機(jī)曲軸通過傳動連接件連接;b、一根偏心輪軸[6],與凸輪軸[5]平行布置,兩端裝在噴油泵箱[37]兩頭相應(yīng)的軸套[36]里;c、至少一個頂壓機(jī)構(gòu)[13],其凸輪[4]頂壓擺桿[12]能使擺桿[12]上的柱塞式噴油泵[23]供油,其偏心輪[7]調(diào)節(jié)擺桿[12]的擺動幅度,能控制噴油泵柱塞[16]的行程;d、至少一個柱塞式噴油泵[23],泵內(nèi)進(jìn)油孔[21]有一個止回閥[20],其出油口與進(jìn)風(fēng)管[28]壁上至少一個噴油咀[29]相通,進(jìn)油口與油箱[25]相通;e、一個聯(lián)動機(jī)構(gòu)[10],接在節(jié)氣門開啟線[11]與偏心輪調(diào)節(jié)線[9]的終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置,其特征在于噴油咀[29]與節(jié)氣門[27]相對布置,安裝角度與進(jìn)風(fēng)管[28]壁成45~90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置,其特征在于噴油咀[29]上安有低于燃油閃點(diǎn)的恒溫加熱元件[31]。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置,其特征在于噴油泵柱塞[16]距頂部15~40%的園周上鑲嵌一個油封[17]。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置,其特征在于噴油泵柱塞套[18]下部鉆有若干進(jìn)機(jī)油的小孔[15]。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的供給裝置,其特征在于噴油咀[29]的噴頭為“一字”型多孔或窄縫孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃油噴射預(yù)先混合供給方法及裝置。該方法是利用發(fā)動機(jī)曲軸提供的動力,通過頂壓機(jī)構(gòu)(13)推動噴油泵柱塞(16)強(qiáng)制供油,用一個聯(lián)動機(jī)構(gòu)(10)同步控制燃油與空氣的混合量,根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同工況,向氣缸輸送α值為1.0~1.15或0.8~0.9范圍內(nèi)的混合氣。所用的裝置主要由發(fā)動機(jī)曲軸、傳動連接件、頂壓機(jī)構(gòu)(13)、柱塞式噴油泵(23)、噴油嘴(29)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)(10)組成。使用該發(fā)明可以提高發(fā)動機(jī)功率,減少燃油消耗,大幅度降低有害氣體排放。
文檔編號F02M69/00GK1062955SQ9011038
公開日1992年7月22日 申請日期1990年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月31日
發(fā)明者李明武, 席建英, 李玉清, 李明峰 申請人:李明武, 席建英, 李玉清, 李明峰