專利名稱：無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電噴發(fā)動機技術(shù)，具體是一種無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃
燒室換氣裝置。
背景技術(shù)：
:隨著汽車行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機已由化油器時代進入電噴時代，電噴發(fā)動機為獲得高排氣凈化率，降低排氣中一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化合物成份(NOx)等有害成分，減少排氣污染，必須利用三元催化器二次燃燒和元素分解，當(dāng)混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比或者三元催 化器溫度降低，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降。為了能有效使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃t匕，采取的措施是使用氧傳感器監(jiān)控排氣中氧的濃度，所述氧傳感器與三元催化器一起安裝在排氣歧管內(nèi)，并向ECU (電腦)發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。所述氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比(14.7:1)附近它輸出的電壓有突變。這種特性被利用來檢測排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當(dāng)實際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)(小電動勢:0伏)通知ECU ;當(dāng)空燃比比理論空燃比低時，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)(大電動勢:1伏)通知(ECU)電腦，ECU根據(jù)來自氧傳感器的電動勢差別判斷空燃比的低或高，并相應(yīng)地控制嗔油持續(xù)的時間。綜上所述，氧傳感器的作用是測定發(fā)動機燃燒后的排氣中氧是否過剩的信息，SP氧氣含量，并把氧氣含量轉(zhuǎn)換成電壓信號傳遞到發(fā)動機計算機，使發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)以過量空氣因數(shù)為目標(biāo)的閉環(huán)控制；確保三元催化轉(zhuǎn)化器對排氣中的碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOX)三種污染物都有最大的轉(zhuǎn)化效率，最大程度地進行排放污染物的轉(zhuǎn)化和凈化。如氧傳感器有故障使輸出的電動勢不正常，或機械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差，或者人為改變空燃比，(ECU)電腦就不能精確控制空燃比。此處重點探討人為改變空燃比的情況。發(fā)動機排氣過程中廢氣和廢熱無法排盡，這不僅是傳統(tǒng)發(fā)動機存在的問題，也是當(dāng)下渦輪增壓發(fā)動機存在的問題。這是因為運動至氣缸上止點的活塞無法排盡燃燒室內(nèi)的殘存廢氣和廢熱，下一循環(huán)進氣時殘存無氧廢氣和廢熱(約400° 500° )混入新進入的空氣中，影響了進入空氣的質(zhì)量，增加了進入空氣的溫度，影響了進入空氣的密度，由于還混入一定量的無氧廢氣，就更不利于混合燃料完全燃燒做功，發(fā)動機的壓縮比因為進氣溫度聞為避免爆震無法進一步提聞，眾所周知缸內(nèi)壓縮比是提聞發(fā)動機動力的關(guān)鍵條件。為解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)中米用掃氣方式，在氣缸的活塞做排氣運動時、排氣裝置關(guān)閉前向氣缸的燃燒室內(nèi)噴出清掃廢氣的壓縮空氣(由增壓裝置實現(xiàn))，將燃燒室內(nèi)的殘存廢氣和廢熱從排氣支管經(jīng)氧傳感器和三元催化器排盡。
掃氣方式的正面效應(yīng)是:通過清掃發(fā)動機尾氣而排空高溫?zé)o氧廢氣、降低氣缸進氣前的溫度、提高新進空氣的氣密度和含氧量，進而提高燃料的燃燒效率和發(fā)動機功率；掃氣方式負(fù)面效應(yīng)是:改變了排氣中的三元催化器溫度和廢氣中的氧含量，導(dǎo)致三元催化器效能降低，氧傳感器發(fā)出錯誤指令，造成噴油量和持續(xù)時間的誤差，使發(fā)動機不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容:為此，本發(fā)明提出了 一種無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置。本發(fā)明無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置有兩種形式:1、本發(fā)明燃燒室換氣裝置包括，由運動接近上止點的活塞、氣缸體和缸蓋構(gòu)成的燃燒腔室，進氣機構(gòu)和排氣機構(gòu)通過進氣管和排氣管分別連通燃燒腔室的進氣口和排氣口，三元催化器及氧傳感器設(shè)于排氣管內(nèi)，所述氧傳感器通過線路連接電腦控制噴油器的噴油量，所不同的是還包括一個抽氣機構(gòu)，以及控制抽氣機構(gòu)啟閉及調(diào)節(jié)抽氣量的控制中心，并于燃燒腔室增設(shè)出氣口，所述抽氣機構(gòu)通過抽氣管連通出氣口，于發(fā)動機的排氣沖程，所述控制中心控制抽氣機構(gòu)在排氣機構(gòu)提前關(guān)閉排氣口、進氣機構(gòu)提前開啟進氣口時，從燃燒腔室內(nèi)抽出殘余的高溫廢氣，使清新空氣進入到燃燒腔室中，排氣沖程完成關(guān)閉出氣口，然后開始進氣沖程。所述抽氣機構(gòu)為可以驅(qū)動氣體的任何機構(gòu)。所述抽吸氣機構(gòu)為抽氣泵或負(fù)壓泵。所述抽氣泵或負(fù)壓泵的動力取自車載蓄電池或發(fā)動機。2、本發(fā)明燃燒室換氣裝置包括由運動接近上止點的活塞、氣缸體和缸蓋構(gòu)成的燃燒腔室，進氣機構(gòu)和排氣機構(gòu)通過進氣管和排氣管分別連通燃燒腔室的進氣口和排氣口，三元催化器及氧傳感器設(shè)于排氣管內(nèi)，所述氧傳感器通過線路連接電腦控制噴油器的噴油量，所不同的是還包括一個用吹氣管接入進氣管的吹氣機構(gòu)，以及控制吹氣機構(gòu)啟閉及調(diào)節(jié)吹氣量的控制中心，并于燃燒腔室增設(shè)出氣口，于發(fā)動機的排氣沖程，所述控制中心控制吹氣機構(gòu)在排氣機構(gòu)提前關(guān)閉排氣口、進氣機構(gòu)提前開啟進氣口時從燃燒腔室內(nèi)吹走殘余的廢氣，排氣沖程完成關(guān)閉出氣口，然后開始進氣沖程。所述吹氣機構(gòu)為小功率機械增壓器。所述機械增壓器的動力取自車載蓄電池或發(fā)動機。上述第1、第2中，排氣口的提前關(guān)閉時間對應(yīng)于活塞大于或等于90%而小于100%的排氣行程。本發(fā)明的優(yōu)點:1、本發(fā)明無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置采用抽氣或吹氣的方式通過專用出氣口排空廢氣，降低氣缸溫度，有利于提高發(fā)動機壓縮比，提高燃油效率，降低爆燃發(fā)生的機率。2、本發(fā)明在排空廢氣的同時并不影響三元催化器及氧傳感器的工作環(huán)境，不改變排氣管中原有廢氣溫度和氧氣含量，可有效維持三元催化器工作效能，不干擾氧傳感器發(fā)出的指令，保證發(fā)動機正常的運行工況。

:圖1是本發(fā)明一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖號標(biāo)識:1、活塞；2、氣缸體；3、缸蓋；4、進氣管；5、排氣管；6、三兀催化器；7、氧傳感器；8、出氣口 ；9、抽氣管；10、抽氣泵；11、機械增壓器；12、曲柄連桿機構(gòu)；13、噴油器；
14、吹氣管。
具體實施方式
:下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明:本發(fā)明無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置涉及一種汽油內(nèi)燃發(fā)動機，發(fā)動機為一缸發(fā)動機或多缸發(fā)動機，如圖1、圖2所示為發(fā)動機的單缸結(jié)構(gòu)及其配套部件。所述單缸發(fā)動機的氣缸體2上口由缸蓋3封蓋，缸蓋3中心設(shè)置噴油裝置的噴油器13，氣缸體2的進氣口和排氣口開設(shè)于缸蓋3上；氣缸體2的下口連接曲柄箱，曲柄箱內(nèi)設(shè)有曲柄連桿機構(gòu)12 ;氣缸體2內(nèi)配合有活塞1，所述活塞I連接曲柄連桿機構(gòu)12 ;所述氣缸體2、運行接近上止點的活塞I以及缸蓋3構(gòu)成發(fā)動機的燃燒腔室；所述進氣口通過進氣管4連通進氣機構(gòu)(包括進氣門)，排氣口通過排氣管5連通排氣機構(gòu)(包括排氣門)，所述排氣管5內(nèi)設(shè)有三元催化器6和氧傳感器7，所述氧傳感器7通過線路連接(ECU)電腦控制噴油器13的噴油量，如圖1、圖2所示。本發(fā)明燃燒室換氣裝置有兩種方式，但都是通過專用出氣口 8而實現(xiàn)，所述出氣口 8開設(shè)于缸蓋3上，處于進氣口和排氣口之間。1、采用抽氣機構(gòu)換氣，抽氣機構(gòu)的啟閉及調(diào)節(jié)抽氣量由控制中心控制，所述中心控制還同時控制進氣機構(gòu)的進氣門開閉、排氣機構(gòu)的排氣門開閉和噴油裝置的噴油器13噴油量。所述抽氣機構(gòu)為抽氣泵10，所述抽氣泵10通過抽氣管9連通專用出氣口 8，抽氣泵10的動力來自發(fā)動機，于發(fā)動機的排氣沖程，即活塞I向上止點運行，在活塞I的行程末端(活塞I大于或等于90%而小于100%的排氣行程)，所述控制中心控制排氣機構(gòu)(通過排氣門)提前關(guān)閉排氣口，并同時控制進氣機構(gòu)(通過進氣門)同步開啟進氣口，并控制抽氣泵10完成從燃燒腔室內(nèi)抽出殘余的廢氣而抽進清新空氣，等排氣沖程完成后關(guān)閉出氣口 8，然后開始通常的進氣沖程，如圖1所示。2、采用吹氣機構(gòu)換氣，吹氣機構(gòu)的啟閉及調(diào)節(jié)吹氣量由控制中心控制，所述中心控制還同時控制進氣機構(gòu)的進氣門開閉、排氣機構(gòu)的排氣門開閉和噴油裝置的噴油器13噴油量。所述吹氣機構(gòu)為小功率機械增壓器11，所述機械增壓器11的動力來自發(fā)動機，機械增壓器11通過吹氣管14接入進氣管4，于發(fā)動機的排氣沖程，即活塞I向上止點運行，在活塞I的行程末端(活塞I大于或等于90%而小于100%的排氣行程)，所述控制中心控制排氣機構(gòu)(通過排氣門)提前關(guān)閉排氣口，并同時控制進氣機構(gòu)(通過進氣門)同步開啟進氣口，并控制機械增壓器11吹氣入燃燒腔室，在補充清新空氣的同時將殘余的廢氣從專用出氣口 8清掃出去，等排氣沖程完成后關(guān)閉出氣口 8，然后開始通常的進氣沖程，如圖2所示。無論是抽氣機構(gòu)換氣還是吹氣機構(gòu)換氣，由于此時的排氣門均關(guān)閉，換氣過程中不會影響到已進入排氣管5內(nèi)廢氣的溫度及含氧量，因而三元催化器6和氧傳感器7仍然正常工作，發(fā)動機的運行工況持續(xù)穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，包括由運動接近上止點的活塞(I)、氣缸體(2)和缸蓋(3)構(gòu)成的燃燒腔室，進氣機構(gòu)和排氣機構(gòu)通過進氣管(4)和排氣管(5 )分別連通燃燒腔室的進氣口和排氣口，三元催化器(6 )及氧傳感器(7 )設(shè)于排氣管(5)內(nèi)，所述氧傳感器(7)通過線路連接電腦控制噴油器(13)的噴油量，其特征在于:還包括一個抽氣機構(gòu)，以及控制抽氣機構(gòu)啟閉及調(diào)節(jié)抽氣量的控制中心，并于燃燒腔室增設(shè)出氣口( 8 )，所述抽氣機構(gòu)通過抽氣管(9 )連通出氣口( 8 )，于發(fā)動機的排氣沖程，所述控制中心控制抽氣機構(gòu)在排氣機構(gòu)提前關(guān)閉排氣口、進氣機構(gòu)提前開啟進氣口時從燃燒腔室內(nèi)抽出殘余的廢氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，其特征在于:所述抽吸氣機構(gòu)為抽氣泵(10)或負(fù)壓泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，其特征在于:所述抽氣泵(10)或負(fù)壓泵的動力取自車載蓄電池或發(fā)動機。
4.無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，包括由運動接近上止點的活塞(I )、氣缸體(2)和缸蓋(3)構(gòu)成的燃燒腔室，進氣機構(gòu)和排氣機構(gòu)通過進氣管(4)和排氣管(5 )分別連通燃燒腔室上開設(shè)的進氣口和排氣口，三元催化器(6 )及氧傳感器(7 )設(shè)于排氣管(5)內(nèi)，所述氧傳感器(7)通過線路連接電腦控制噴油器(13)的噴油量，其特征在于:還包括一個用吹氣管(14)接入進氣管(4)的吹氣機構(gòu)，以及控制吹氣機構(gòu)啟閉及調(diào)節(jié)吹氣量的控制中心，并于燃燒腔室增設(shè)出氣口(8)，于發(fā)動機的排氣沖程，所述控制中心控制吹氣機構(gòu)在排氣機構(gòu)提前關(guān)閉排氣口、進氣機構(gòu)提前開啟進氣口時從燃燒腔室內(nèi)吹走殘余的廢氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，其特征在于:所述吹氣機構(gòu)為小功率機械增壓器(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，其特征在于:所述機械增壓器(11)的動力取自車載蓄電池或發(fā)動機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項所述的無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，其特征在于:排氣口提前關(guān)閉時間對應(yīng)于活塞(I)大于或等于90%而小于100%的排氣行程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無干擾三元催化器及氧傳感器工作的燃燒室換氣裝置，包括由運動接近上止點的活塞、氣缸體和缸蓋構(gòu)成的燃燒腔室，進氣機構(gòu)和排氣機構(gòu)通過進氣管和排氣管連通燃燒腔室的進氣口和排氣口，三元催化器及氧傳感器設(shè)于排氣管內(nèi)，所述氧傳感器通過線路連接電腦控制噴油器的噴油量；還包括一個抽氣機構(gòu)或吹氣機構(gòu)，于發(fā)動機的排氣沖程，抽氣機構(gòu)在排氣機構(gòu)提前關(guān)閉排氣口并開啟進氣門時從燃燒腔室內(nèi)抽出殘余的廢氣，或吹氣機構(gòu)在排氣機構(gòu)提前關(guān)閉排氣口、進氣機構(gòu)提前開啟進氣口時從燃燒腔室內(nèi)吹走殘余的廢氣。本發(fā)明在排空廢氣的同時并不影響三元催化器及氧傳感器的工作環(huán)境，維持三元催化器工作效能，不干擾氧傳感器的指令，保證發(fā)動機正常的運行工況。
文檔編號F02B25/00GK103195554SQ20131011750
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者麥鎮(zhèn)榮 申請人:麥鎮(zhèn)榮