一種汽油機(jī)油氣混合控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽油機(jī)油氣混合控制裝置，裝置將汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR系統(tǒng))及油氣混合腔相結(jié)合，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)性能開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在汽油機(jī)車(chē)輛進(jìn)氣系統(tǒng)多采用電子節(jié)氣門(mén)設(shè)計(jì)，電子節(jié)氣門(mén)為傳統(tǒng)的蝶閥式節(jié)氣門(mén)，由節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器控制，節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器由一臺(tái)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)蝸桿和滾珠齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)軸，根據(jù)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，調(diào)節(jié)閥片的旋轉(zhuǎn)角度，可控制進(jìn)氣量。怠速時(shí)汽油機(jī)的進(jìn)氣量由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)怠速控制閥控制，在冷車(chē)、啟閉冷氣、空檔與D檔變換等時(shí)機(jī)，ECU控制怠速電機(jī)的動(dòng)作，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)具有合適的進(jìn)氣量。
[0003]EGR廢氣的吸入由EGR閥控制，主要通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管路與進(jìn)氣管路之間的壓力差實(shí)現(xiàn)，廢氣氣流由EGR閥截止。
[0004]冷啟動(dòng)噴油器在冷啟動(dòng)及怠速時(shí)加濃噴射，將增加的供油量由冷啟動(dòng)噴油器直接噴入進(jìn)氣管內(nèi)，靠熱敏延時(shí)開(kāi)關(guān)控制冷啟動(dòng)噴油器的噴油持續(xù)時(shí)間，往往需要很大的噴油量。
[0005]當(dāng)前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的蝶閥式節(jié)氣門(mén)靠閥盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度控制閥片與進(jìn)氣管之間的流通截面大小，進(jìn)而控制進(jìn)氣量的大小，而蝶閥的節(jié)流損失較大，且閥桿處易卡阻。此夕卜，怠速時(shí)，由閥盤(pán)旋轉(zhuǎn)角度控制的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度難以實(shí)現(xiàn)對(duì)微小進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)，因而必須輔以怠速控制閥來(lái)調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速。一般怠速時(shí)，控制節(jié)氣門(mén)全部關(guān)閉，由另外的怠速控制旁通閥控制怠速轉(zhuǎn)速，額外的怠速控制系統(tǒng)無(wú)形中增加了成本也占用了部分空間；
EGR廢氣引入系統(tǒng)完全依賴進(jìn)、排氣壓差實(shí)現(xiàn)，當(dāng)排氣壓力較低或者進(jìn)氣采用渦輪增壓時(shí)很難引入廢氣，難以實(shí)現(xiàn)大EGR率的控制，此外，冷啟動(dòng)噴油器加濃噴射時(shí)燃油的霧化效果也不甚理想，油霧液滴易粘附在進(jìn)氣管路上，造成噴油量偏大、冷啟動(dòng)排放差等問(wèn)題。
[0006]此外，以上三套系統(tǒng):節(jié)氣門(mén)、EGR閥及冷啟動(dòng)/怠速油氣混合裝置均為獨(dú)立系統(tǒng)，三者分別實(shí)現(xiàn)自身功能而無(wú)相互聯(lián)系，由于整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝空間有限，這些設(shè)備在進(jìn)氣系統(tǒng)上的布置、安裝存在很多問(wèn)題，且不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于提供一種節(jié)流損失更小，控制精確，汽油霧化完全的汽油機(jī)油氣混合控制裝置。
[0008]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
一種汽油機(jī)油氣混合控制裝置，包括外殼、節(jié)氣門(mén)芯、EGR管、冷啟動(dòng)噴油器及油氣混合腔；其特征在于:所述節(jié)氣門(mén)芯為流線型梭形體，設(shè)置在所述EGR管上，與外殼的進(jìn)氣口形成環(huán)形流道，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置軸向位移控制進(jìn)氣量；所述節(jié)氣門(mén)芯上設(shè)有通孔作為所述EGR管廢氣出口 ；所述進(jìn)氣口處具有提供怠速進(jìn)氣量的螺旋流道；所述油氣混合腔位于節(jié)氣門(mén)芯后部，所述冷啟動(dòng)噴油器噴嘴設(shè)置在油氣混合腔內(nèi)。
[0009]一種方式:所述螺旋流道設(shè)置在節(jié)氣門(mén)芯本體內(nèi)。
[0010]另一種方式:所述外殼上加工有螺旋渦殼，和節(jié)氣門(mén)芯配合形成螺旋流道。
[0011]其進(jìn)一步特征在于:所述EGR管為直角彎管；所述的節(jié)氣門(mén)芯套在所述EGR管上由電機(jī)牽引的鋼絲驅(qū)動(dòng)；所述節(jié)氣門(mén)芯的復(fù)位由回位彈簧控制。
[0012]所述節(jié)氣門(mén)芯上安裝有位移傳感器，將位移傳感器接收到的節(jié)氣門(mén)芯位移信號(hào)輸送至E⑶并結(jié)合電機(jī)對(duì)節(jié)氣門(mén)芯進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0013]進(jìn)一步的:所述冷啟動(dòng)噴油器噴油方向與進(jìn)氣方向相逆。
[0014]本發(fā)明方案通過(guò)設(shè)計(jì)，一方面采用一種節(jié)流損失更小的流線型節(jié)氣門(mén)，并結(jié)合螺旋形流道組織進(jìn)氣裝置內(nèi)氣體渦流，同時(shí)利用節(jié)氣門(mén)與管路內(nèi)表面之間或者節(jié)氣門(mén)自身流道設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)怠速進(jìn)氣流通量的控制功能，并結(jié)合傳感器反饋信號(hào)閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)氣門(mén)微小位移量的控制，以實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)/怠速進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)；另一方面利用進(jìn)氣旋流中心的氣流慣性及低壓主動(dòng)引入發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，實(shí)現(xiàn)大EGR率的調(diào)節(jié)，從而降低NOx排放物生成；此外冷啟動(dòng)噴油器設(shè)計(jì)在節(jié)氣門(mén)后，將汽油噴入螺旋氣流空間可與新鮮空氣、EGR廢氣逆向撞擊充分混合，有利于冷啟動(dòng)噴油器加濃噴射的汽油的霧化，利于可燃混合氣的迅速形成，利于降低汽油機(jī)冷啟動(dòng)及怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)CO、CH等污染排放物。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1中節(jié)氣門(mén)芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為圖3中外殼結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)及其使用情況。
[0020]本發(fā)明分兩種實(shí)施方式，圖1及圖3分別為兩種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式一，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通過(guò)裝置左側(cè)進(jìn)氣管I進(jìn)入裝置，進(jìn)氣管I前可安裝熱線式進(jìn)氣流量計(jì)以對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行測(cè)量，在進(jìn)氣管I上固定了一根直角EGR彎管4，其一端垂直進(jìn)氣管引出管外，另一端順氣流方向伸入裝置中間腔內(nèi)，在EGR彎管管4上套裝一個(gè)梭形體節(jié)氣門(mén)芯2，用沿裝置外殼與EGR彎管4布置的鋼絲5將節(jié)氣門(mén)芯2與驅(qū)動(dòng)電機(jī)6相連，通過(guò)電機(jī)6控制節(jié)氣門(mén)芯2在EGR彎管4水平管上移動(dòng)，節(jié)氣門(mén)芯2向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，控制進(jìn)氣流通面積減小，從而控制進(jìn)氣量降低，當(dāng)向左側(cè)移動(dòng)到最大位移處時(shí)，為汽油機(jī)節(jié)氣門(mén)怠速工況。通過(guò)節(jié)氣門(mén)芯2上的四個(gè)螺旋流道3提供怠速進(jìn)氣量。本實(shí)施方案中梭形體節(jié)氣門(mén)芯2外形尺寸較大，采用在梭形體節(jié)氣門(mén)芯2上繞中心軸加工的四個(gè)螺旋流道3組織進(jìn)氣旋流，此時(shí)在節(jié)氣門(mén)芯2后EGR彎管出口 8附近的較小直徑范圍內(nèi)形成一個(gè)氣流漩渦，在旋流中心形成低壓，當(dāng)EGR閥打開(kāi)時(shí)，廢氣管路中的廢氣與此低壓旋流中心所建立的壓差將更利于EGR廢氣的引入，從而可以實(shí)現(xiàn)大的EGR率調(diào)節(jié)，經(jīng)EGR彎管4進(jìn)入油氣混合腔9的EGR廢氣、螺旋進(jìn)氣流與節(jié)氣門(mén)芯/裝置內(nèi)殼之間的進(jìn)氣流實(shí)現(xiàn)快速而均勻的混合。在油氣混合腔9處，逆氣流旋轉(zhuǎn)方向安裝一個(gè)或者多個(gè)冷啟動(dòng)汽油噴油器10，冷啟動(dòng)噴油器10噴射的燃料與旋轉(zhuǎn)氣流正面撞擊，更利于汽油的霧化，并能更好的促進(jìn)油霧與進(jìn)氣流和EGR廢氣之間的混合，從而快速形成均勻混合氣。當(dāng)不采用EGR時(shí)，EGR閥關(guān)閉，此時(shí)EGR彎管沒(méi)有氣體流通，EGR彎管4的水平桿只起導(dǎo)向作用，節(jié)氣門(mén)芯2在回位彈簧7的作用下恢復(fù)初始位置，此時(shí)旋流氣流與節(jié)氣門(mén)芯2和裝置內(nèi)殼之間形成的環(huán)形流道氣流的總的流通截面大小與進(jìn)氣管流道截面大小相等，進(jìn)氣流基本不產(chǎn)生任何節(jié)流效應(yīng)，但仍可實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣渦流的組織。
[0022]啟動(dòng)或者怠速工況下，節(jié)氣門(mén)芯2在電機(jī)6控制下向進(jìn)氣側(cè)移動(dòng)至最大位移處，此時(shí)節(jié)氣門(mén)芯2將左側(cè)進(jìn)氣流道堵死，氣流只能從4個(gè)螺旋流道流通，此流量即為怠速進(jìn)氣流通量，也即進(jìn)氣系統(tǒng)的最小流量?？赏ㄟ^(guò)控制節(jié)氣門(mén)芯2向右側(cè)移動(dòng)微小位移在節(jié)氣門(mén)外表面形成較小的環(huán)形流通截面來(lái)控制怠速氣流流通量的大小，此時(shí)由于旋流混合氣流的擴(kuò)張，節(jié)氣門(mén)芯外部的直流氣體與此旋流混合氣進(jìn)一步撞擊混合，可形成強(qiáng)烈的氣流擾動(dòng)，此時(shí)將冷啟動(dòng)噴油器10對(duì)準(zhǔn)螺旋氣流及順流的交匯處噴射汽油，可使啟動(dòng)或怠速工況下可燃混合氣混合的更均勻迅速。
[0023]圖2為節(jié)氣門(mén)芯2外形圖，節(jié)氣門(mén)芯2用于控制進(jìn)氣流通量，并采用四個(gè)螺旋流道3在節(jié)氣門(mén)芯2后組織強(qiáng)旋轉(zhuǎn)氣流，其中間通孔8為EGR彎管4廢氣出口。
[0024]裝置由電機(jī)6拉動(dòng)鋼絲5并配合回位彈簧7控制節(jié)氣門(mén)芯2在裝置內(nèi)的位置，并通過(guò)位移傳感器11精確測(cè)量節(jié)氣門(mén)芯2的位置并將測(cè)量信號(hào)傳送至E⑶中，E⑶可根據(jù)先前標(biāo)定好的控制策略閉環(huán)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)進(jìn)而控制節(jié)氣門(mén)芯2位置以滿足駕駛員意愿。
[0025]圖3為本發(fā)明的實(shí)施方式二，進(jìn)氣由節(jié)氣門(mén)芯2及螺旋渦殼12之間的環(huán)形流道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，與實(shí)施方式一不同，方式二中的節(jié)氣門(mén)芯2尺寸稍小，略顯瘦長(zhǎng)，并且在節(jié)氣門(mén)芯2上不加工任何流道，但在裝置內(nèi)殼中加裝了一個(gè)螺旋渦殼，此時(shí)，節(jié)氣門(mén)芯2表面與螺旋渦殼之間形成螺旋流道3。進(jìn)氣由裝置左側(cè)進(jìn)氣管I進(jìn)入裝置后，經(jīng)由螺旋流道3亦可在節(jié)氣門(mén)芯后EGR彎管廢氣出口處形成旋流低壓中心，從而增大EGR管路壓力差，利于引入EGR廢氣。
[0026]啟動(dòng)或者怠速工況下，節(jié)氣門(mén)芯2在電機(jī)6控制下向進(jìn)氣側(cè)移動(dòng)至最大位移處，此時(shí)節(jié)氣門(mén)芯最大直徑處完全位于進(jìn)氣管I內(nèi)，節(jié)氣門(mén)芯I與進(jìn)氣管I之間的環(huán)形流道流通截面達(dá)到最小，亦即發(fā)動(dòng)機(jī)怠速進(jìn)氣流通截面，怠速流通量的大小依然通過(guò)控制節(jié)氣門(mén)芯2向右側(cè)的微小位移量來(lái)控制，位移傳感器11用來(lái)測(cè)取節(jié)氣門(mén)芯2的位置信號(hào)。
[0027]圖4為螺旋渦殼12的外形圖，渦殼上加工了三個(gè)螺旋流道3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽油機(jī)油氣混合控制裝置，包括外殼、節(jié)氣門(mén)芯、EGR管、冷啟動(dòng)噴油器及油氣混合腔；其特征在于:所述節(jié)氣門(mén)芯為流線型梭形體，設(shè)置在所述EGR管上，與外殼的進(jìn)氣口形成環(huán)形流道，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置軸向位移控制進(jìn)氣量；所述節(jié)氣門(mén)芯上設(shè)有通孔作為所述EGR管廢氣出口 ；所述進(jìn)氣口處具有提供怠速進(jìn)氣量的螺旋流道；所述油氣混合腔位于節(jié)氣門(mén)芯后部，所述冷啟動(dòng)噴油器噴嘴設(shè)置在油氣混合腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油機(jī)油氣混合控制裝置，其特征在于:所述螺旋流道設(shè)置在節(jié)氣門(mén)芯本體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油機(jī)油氣混合控制裝置，其特征在于:所述外殼上加工有螺旋渦殼，和節(jié)氣門(mén)芯配合形成螺旋流道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的汽油機(jī)油氣混合控制裝置，其特征在于:所述EGR管為直角彎管；所述的節(jié)氣門(mén)芯套在所述EGR管上由電機(jī)牽引的鋼絲驅(qū)動(dòng)；所述節(jié)氣門(mén)芯的復(fù)位由回位彈簧控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽油機(jī)油氣混合控制裝置，其特征在于:所述節(jié)氣門(mén)芯上安裝有位移傳感器，將位移傳感器接收到的節(jié)氣門(mén)芯位移信號(hào)輸送至ECU并結(jié)合電機(jī)對(duì)節(jié)氣門(mén)芯進(jìn)行閉環(huán)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的汽油機(jī)油氣混合控制裝置，其特征在于:所述冷啟動(dòng)噴油器噴油方向與進(jìn)氣方向相逆。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公布了一種汽油機(jī)油氣混合控制裝置，包括外殼、節(jié)氣門(mén)芯、EGR管、冷啟動(dòng)噴油器及油氣混合腔；所述節(jié)氣門(mén)芯為流線型梭形體，設(shè)置在EGR管上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置軸向位移控制進(jìn)氣量，進(jìn)氣經(jīng)所述外殼內(nèi)壁與節(jié)氣門(mén)芯之間的環(huán)形流道流向發(fā)動(dòng)機(jī)；所述節(jié)氣門(mén)芯上設(shè)有通孔作為所述EGR管廢氣出口；所述環(huán)形流道后部具有螺旋流道；所述油氣混合腔位于節(jié)氣門(mén)芯后部，所述冷啟動(dòng)噴油器噴嘴設(shè)置在油氣混合腔內(nèi)。本發(fā)明節(jié)流損失更小，可實(shí)現(xiàn)怠速進(jìn)氣流通量的控制功能，并可以對(duì)節(jié)氣門(mén)微小位移量進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷啟動(dòng)/怠速進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)。還可以實(shí)現(xiàn)大EGR率的調(diào)節(jié)，從而降低NOx排放物生成；汽油霧化效果好，利于降低汽油機(jī)冷啟動(dòng)及怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)污染排放物生成。
【IPC分類(lèi)】F02D41-16, F02D9-12, F02D41-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104533633
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410759421
【發(fā)明人】趙智博, 鄭金保, 繆雪龍, 徐秀華, 夏少華, 袁寶良
【申請(qǐng)人】中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司無(wú)錫油泵油嘴研究所, 中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日