專(zhuān)利名稱：燃料－空氣混合設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料-空氣混合設(shè)備，特別是用于內(nèi)燃機(jī)的燃料-空氣混合設(shè)備。
把燃料與空氣在引入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)之前加以混合的這種燃料-空氣混合設(shè)備，通常取決于此設(shè)備的用來(lái)將燃料引入其中的節(jié)流門(mén)處的壓力降(此時(shí)的設(shè)備已知為化油器)，或取決于在空氣通過(guò)設(shè)備時(shí)注入到空氣中的燃料。
一般，這種先有技術(shù)的設(shè)備取決于燃料與空氣的單級(jí)混合，并在它們所感生的液滴尺寸以及燃料在空氣中總的汽化程度方面受到限制。汽化不適當(dāng)和過(guò)大的液滴尺寸會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中形成尚未燃燒的和/或燃燒不完全的燃料。
本發(fā)明人在其國(guó)際申請(qǐng)No.WO 97/48897中曾描述并提出了申請(qǐng)專(zhuān)利的一項(xiàng)發(fā)明，這項(xiàng)發(fā)明以下將稱作“本人先前的發(fā)明”，其中所包括的燃料-空氣混合設(shè)備具有一次空氣通道，它有入口、可調(diào)節(jié)流門(mén)與出口；；二次空氣通道，它在一次空氣通道的可調(diào)節(jié)流門(mén)與出口之間具有相對(duì)于一次空氣通道的入口與出口；變孔噴嘴，用于將燃料引入二次空氣通道，此噴嘴具有口部和在口部中指向下游的錐形閥針，通過(guò)閥針的軸向運(yùn)動(dòng)使所述孔可以變動(dòng)；連接或控制裝置，用于連接或控制上述針的位置至一次空氣通道中可調(diào)節(jié)流門(mén)位置，以調(diào)節(jié)此噴嘴的孔；它們經(jīng)布置成，在使用時(shí)，燃料在同流入一次空氣通道的空氣混合之前與流過(guò)二次空氣通道的空氣混合，而來(lái)自噴嘴的燃料流則與所調(diào)節(jié)流門(mén)的位置相配合。
本發(fā)明的目的在于提供一種進(jìn)一步改進(jìn)了的燃料-空氣混合設(shè)備。
本發(fā)明所根據(jù)的是，使燃料-空氣混合物通過(guò)此設(shè)備中一有孔的汽化組件，以提高燃料與空氣的混合度。
根據(jù)本發(fā)明提供的燃料-空氣混合設(shè)備包括一次空氣通道，它有入口、可調(diào)節(jié)流門(mén)與出口；變孔噴嘴，用于將燃料引入一次空氣通道，此噴嘴具有口部和在口部中指向下游的錐形閥針，通過(guò)閥針的軸向運(yùn)動(dòng)使所述孔可以變動(dòng)，此針沿橫切一次空氣通道的方向設(shè)置；連接裝置或控制裝置，用于連接或控制上述閥針的位置是一次空氣通道中可調(diào)節(jié)流門(mén)的位置，以調(diào)節(jié)此噴嘴的孔；有孔的汽化組件，通過(guò)此組件有許多空氣通道，這些通道對(duì)一次空氣通道在燃料引入位置與出口之間的部分進(jìn)行細(xì)劃分。
上述有孔汽化組件可以與一限定此一次空氣通道的部件成為整體，或可以配合到后者之上。在后一情形，此有孔汽化組件可以安裝成能由超聲激勵(lì)。典型的是它可以被安裝到超音波激勵(lì)環(huán)上。此外，組件中的這些通道能夠用可超聲激勵(lì)的管道襯里。
此有孔的汽化組件可以是于其中通過(guò)機(jī)加工或澆注形成空氣通道的固實(shí)組件。或者，這種有孔汽化組件可以由許多層組裝而最好是卷繞形成，這些層各具有從其上伸出使其與下一層分開(kāi)的規(guī)則形成件。各層的形成件可以與下一層的形成件成為連續(xù)的或成為相分開(kāi)的。
在一最佳實(shí)施例中，所述有孔汽化組件完全設(shè)在燃料引入裝置所在位置的下游，且此有孔汽化組件的上游面則最好形成凹形，而尤為最好是取錐狀的凹形。
在另一最佳實(shí)施例中，此有孔汽化組件設(shè)在燃料引入裝置所在位置處并向下游延伸。
盡管本發(fā)明人正視那種相反的情形，但本發(fā)明人還是認(rèn)為這里給出的燃料-空氣混合設(shè)備應(yīng)完全遵循本人先前的發(fā)明，也即應(yīng)包括有二次空氣通道，它在一次空氣通道的可調(diào)節(jié)流門(mén)與出口之間具有相對(duì)于一次空氣通道的入口與出口，在此所取的布置形式使得，在使用時(shí)，燃料在同流入一次空氣通道的空氣混合之前與流過(guò)二次空氣通道的空氣混合，而來(lái)自噴嘴的燃料流則與可調(diào)節(jié)流門(mén)的位置相配合。
在有孔汽化組件設(shè)在燃料引入裝置所在位置處并向下游延伸的這一實(shí)施例中，此有孔汽化組件具有至少一個(gè)從該二次空氣通道通向經(jīng)過(guò)此組件的空氣通道的相應(yīng)橫向腔。每一個(gè)通道可具有一從二次空氣通道延伸出的橫向腔。或者，某些空氣通道可不與二次空氣通連，不接收所用的燃料空氣混合物，某些空氣通道則只能經(jīng)由其他一些空氣通道才能與二次空氣通道通連。
前述燃料引入閥針可以伸入有孔汽化組件的一或多個(gè)空氣通道內(nèi)。
應(yīng)該注意到，上述具有橫向腔的通道可以取文杜里管構(gòu)型，以其最窄的頸部位于此橫向腔的孔口處。
為有助于在所述通道中混合燃料與空氣，通道中可以在橫向腔的下游設(shè)置紊流感生部件。
為有助于理解本發(fā)明，下面以舉例方式并參照附圖描述本發(fā)明一具體實(shí)施形式，附圖中

圖1是本發(fā)明的燃料-空氣混合設(shè)備的橫剖側(cè)視圖；圖2是圖1中設(shè)備的閥針致動(dòng)器在閥針處于其關(guān)閉位置時(shí)放大的局部橫剖圖；圖3是上述致動(dòng)器以其閥針處于打開(kāi)位置時(shí)類(lèi)似的圖；圖4是備擇的空氣通道組件的類(lèi)似的圖；圖5是本發(fā)明的備擇的設(shè)備與圖1類(lèi)似的圖；圖6是圖5設(shè)備中的空氣通道組件的橫剖端視圖；圖7是另一種備擇的空氣通道組件的端視與透視圖；圖8是又一種空氣通道組件類(lèi)似的成對(duì)的圖。
圖1中所示的燃料-空氣混合設(shè)備是化油器，它具有的空氣通道件1限定出的一次空氣通道2具有入口3、可調(diào)節(jié)流門(mén)3和出口4。此入口在使用時(shí)連接在空氣過(guò)濾器(未圖示)，出口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管(未圖示)相連而節(jié)流門(mén)則與節(jié)流門(mén)控制器(也未圖示)相連。節(jié)流門(mén)的葉片6安裝于軸頸支承在一主體8的此節(jié)流門(mén)的柄臂7上，前述空氣通道件1則裝配于此主體8內(nèi)，而該主體8的一端上有凸輪板9，在此凸輪板9上壓靠著閥針致動(dòng)器10。
再行參看圖2與3，所述閥針致動(dòng)器10可滑動(dòng)地置納于配合到主體8的腔12中一閥針座11內(nèi)并在此由一對(duì)密封環(huán)13密封。此閥針座為一上面有組件15作用的凸緣14阻擋住，此組件15則由節(jié)流門(mén)柄臂7保持就位。在這對(duì)密封環(huán)13之間，閥針座11有一與其內(nèi)部空間17相通的環(huán)形槽16。上述氣體內(nèi)一燃料輸送管18與燃料供應(yīng)線19和所述槽16通連。閥針座11的內(nèi)部由其中以不透燃料方式置納著閥針致動(dòng)器10的腔20所限定，所述的不透燃料方式密封由此致動(dòng)器底端的槽內(nèi)有一密封件21所實(shí)現(xiàn)。潤(rùn)滑室23中有一彈簧22在凸緣24之下作用到閥針致動(dòng)器10之上，經(jīng)由一拱形端25推迫此致動(dòng)器抵靠凸輪板9的旋轉(zhuǎn)凸輪面26上。閥針27由閥針致動(dòng)器10中腔28內(nèi)的閥針座沿軸向安放。閥針27的針頭29置納在致動(dòng)器內(nèi)。由拱形端25栓住的彈簧30將閥針27推向一次空氣通道2。閥針上的密封件31使閥針相對(duì)于其致動(dòng)器10密封。閥針的柄32從致動(dòng)器延伸出，在其相對(duì)端上有一槽載置一密封件33和一陡斜的錐體34，此錐體34可以在閥針致動(dòng)器由凸輪位移到促使針頭29和/或密封件31從閥針座11中的通常與之配合的支撐面36上舉起，如圖2所示時(shí)，落坐于閥針座11的內(nèi)孔35中并以密封件33恰好位在此內(nèi)孔之外(參看圖2)。
在凸輪板9的正常工作位置，如圖3所示，閥針致動(dòng)器即由彈簧提升起，而針頭29、密封件31和支撐而36則保持到一起，同時(shí)尖錐體34便拉離開(kāi)孔35。閥針27有一細(xì)的尖錐體37，它從前述錐體34的細(xì)端延伸出通過(guò)所述的孔，得以根據(jù)閥針的縱向位置改變此孔相對(duì)燃料通道的敞開(kāi)程度。這樣一個(gè)位置則是通過(guò)凸輪與節(jié)流門(mén)的位置直接相連。
閥針27終止于“尖頭”38，此尖頭有助于任何沿此細(xì)的尖錐體37流出的燃料成為細(xì)滴排出。
在閥針座11的孔35之外的延伸部39有兩個(gè)外部的槽40、41，從這兩個(gè)槽可使腔42、43通到此閥針座外向的錐形口44，后者與空氣通道件1中的通入一次空氣通道2中的類(lèi)似錐形口45對(duì)準(zhǔn)。
二次空氣通道46從節(jié)流門(mén)4的上游的一次空氣通道2引出。此通道46分成兩支47、48。較小的分支47經(jīng)由低速運(yùn)轉(zhuǎn)的二次空氣流調(diào)節(jié)件49通向上部槽40，此上部槽40的兩個(gè)腔42與錐形口44的窄端相通，較大的那個(gè)二次空氣分支48則與節(jié)流門(mén)柄臂7軸頸支承在的腔49交叉。在此交叉處，柄臂7有一平坦部分50，它當(dāng)節(jié)流門(mén)打開(kāi)時(shí)與分支48準(zhǔn)直，而當(dāng)節(jié)流門(mén)關(guān)閉進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)則關(guān)閉，由此使二次空氣完全通過(guò)另一分支。較大的分支通向槽41，而此分支中的空氣經(jīng)過(guò)此槽41通到腔43并進(jìn)入口44而與所述閥針計(jì)量的燃料混合。
口44的下游，順沿著整個(gè)一次空氣通道設(shè)有組件51。組件51安裝于設(shè)有激勵(lì)電路53的壓電材料環(huán)52之中。組件51上貫穿地設(shè)有許多通道用于使空氣流向入口歧管。這些通道在對(duì)應(yīng)于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮、點(diǎn)火與排氣的停滯時(shí)間，會(huì)加大氣流的紊流同時(shí)增大燃料取細(xì)滴形式時(shí)可以沉積于其上的面積。
在化油器工作時(shí)，節(jié)流門(mén)是打開(kāi)的。這就可使閥針從其關(guān)閉孔34的位置返回。燃料，一般是汽油，則能與節(jié)流門(mén)開(kāi)口相適應(yīng)的速率流動(dòng)，進(jìn)入口44內(nèi)而同二次空氣流混合。這種空氣與燃料是一種濃的不均勻的混合物，流到一次空氣通道中，在此，此燃料與空氣達(dá)到所需的組成。進(jìn)到通道54內(nèi)時(shí)，由于停滯時(shí)期和空氣流動(dòng)中的再汽化，通道中的紊流和提供了燃料可沉積于其上的大面積，便改進(jìn)了燃料與空氣混合的均勻性。在這些通道的出口處還另外產(chǎn)生紊流。
圖4示明了組件51′的另一種結(jié)構(gòu)，其中不再用環(huán)件52而代之以一系列都可以激勵(lì)的壓電管55。這種組件還具有錐形的凹狀上游面56，它促進(jìn)了管55中的層流。在另一更簡(jiǎn)單的可供選擇的結(jié)構(gòu)中，如在下述實(shí)施例中，可以去掉壓電件。
現(xiàn)來(lái)參看圖5與6，所示的化油器與圖1、2與3中的實(shí)質(zhì)上類(lèi)似，例外的是組件151定位成接收直接流入其通道154中的二次空氣。代替口44，空氣通道件101內(nèi)切出有V形槽144，部分環(huán)繞此組件分布。此組件有許多從槽144開(kāi)出的腔160，用來(lái)將二次空氣與燃料輸送給某些通道1541。另一些通道1542則不接收二次空氣流。所輸送的燃料由于離開(kāi)通道的空氣流中的紊流而同組件151下游中的空氣流混合。
可以設(shè)計(jì)出許多變型，所述的閥針可以插入與其準(zhǔn)直的徑向孔之一。如圖所示，這些通道154是一些平行的腔。至少是為徑向腔所通入的那些通道1541可以在其與這些腔會(huì)合處由文杜里管形成，以促進(jìn)二次空氣流入其中。在這些腔的更下游處，可以讓通道的表面糙化以有助于氣流同流入其中的燃料與空氣的混合物形成紊流。
雖然有孔的汽化組件51、51′、151是固實(shí)的組件而在其中經(jīng)機(jī)加工或澆注形成了通道，而圖6與7所示的另外的組件251、351則是由許多層狀件2511、3511形成。這些層狀件是金屬片取螺旋卷繞形式、層狀件2511有一系列隔件2512，這些隔件所具的厚度是兩層金屬片緊靠并粘合到一起形成隔件時(shí)的厚度，而其高度即是層狀件的間距。所述隔件按直線形式排列以加固此組件的結(jié)構(gòu)。層狀件3511具有類(lèi)似的隔件3512，但它們并不毗鄰而是在其峰巔3513處與下一層遇合并粘合到下一層上。這些隔件可以相對(duì)于它們螺旋卷繞的方向彎曲，以使通過(guò)組件的氣流成為渦流。作為這種卷繞式隔件的其他可供選擇形式，可以用澆鑄或模制形式。
本發(fā)明并不為上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)所限。在緊接附圖描述之前所作的說(shuō)明中，業(yè)已給出了若干其他可能的實(shí)施形式。此外，所述的通道可以用種種尺寸設(shè)置。正如本人先前的發(fā)明所述，閥針位置與節(jié)流門(mén)位置間的直接機(jī)構(gòu)連接可以由電子控制取代。
權(quán)利要求
1．燃料-空氣混合設(shè)備，此設(shè)備包括一次空氣通道，它有入口、可調(diào)節(jié)流門(mén)與出口；變孔噴嘴，它用于將燃料引入上述一次空氣通道，且具有口部和在口部中指向下游的錐形閥針，通過(guò)閥針的軸向運(yùn)動(dòng)使所述孔可以變動(dòng)，此閥針沿橫切上述一次空氣通道的方向設(shè)置；連接裝置或控制裝置，用于連接或控制上述閥針的位置至一次空氣通道中可調(diào)節(jié)流門(mén)的位置，以調(diào)節(jié)此噴嘴的孔，有孔的汽化組件，通過(guò)此組件有許多空氣通道，這些通道對(duì)前述一次空氣通道在燃料引入位置與出口之間的部分再劃分。
2．權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件是與限定上述一次空氣通道的部件形成整體。
3．權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件是裝配到上述一次空氣通道上的部件。
4．權(quán)利要求3所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件安裝成可由超聲激勵(lì)。
5．權(quán)利要求4所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件安裝在可由超聲激勵(lì)的環(huán)件中。
6．權(quán)利要求4所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述組件中的通道是以可超聲激勵(lì)的管道襯里。
7．上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中前述有孔汽化組件為一在內(nèi)部經(jīng)機(jī)加工或澆鑄形成了空氣通道的固實(shí)組件。
8．權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件是由許多層狀件組成而最好是卷繞而成，這些層各具有從其上伸出與其下一次分開(kāi)的規(guī)則形成件。
9．權(quán)利要求8所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述各層的形成件是與下一層的形成件成為連續(xù)的。
10．權(quán)利要求8所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述各層的形成件是與下一層的形成件相分開(kāi)。
11．上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件完全設(shè)在燃料引入裝置所在位置的下游。
12．權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔組件的上游面經(jīng)形成為凹形面最好是錐狀的凹形。
13．權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔組件設(shè)在變孔噴嘴所在位置處并向下游延伸。
14．上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃料-空氣混合設(shè)備，此設(shè)備包括二次空氣通道，它在所述一次空氣通道的可調(diào)節(jié)流門(mén)與出口之間具有相對(duì)于一次空氣通道的入口與出口，其所取的布置形式使得，在使用時(shí)，燃料在同流入該一次空氣通道的空氣混合之前與流過(guò)此二次空氣通道的空氣混合，而來(lái)自所述噴嘴的燃料流則與上述可調(diào)節(jié)流門(mén)的位置相配合。
15．權(quán)利要求14所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述有孔汽化組件具有至少一個(gè)從該二次空氣通道通向經(jīng)過(guò)此組件的空氣通道的相應(yīng)橫向腔。
16．權(quán)利要求15所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中各所述通道都有從該二次空氣通道引出的橫向腔。
17．權(quán)利要求15所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中某些所述的空氣通道不與該二次空氣通道通連，因而它們不接收使用中的燃料-空氣混合物。
18．權(quán)利要求15、16或17所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中某些所述的空氣通道只經(jīng)過(guò)其他的所述空氣通道與該二次空氣通道通連。
19．權(quán)利要求14～18中任一項(xiàng)所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述燃料引入閥針伸入所述有孔汽化組件的一或多個(gè)空氣通道內(nèi)。
20．權(quán)利要求15～19中任一項(xiàng)所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述具有橫向腔的通道取文杜里管構(gòu)型，以其最窄的頸部位于此種橫向腔的孔口處。
21．權(quán)利要求15～20中任一項(xiàng)所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述通道在上述橫向腔的下游具有紊流感生部件，以有助于在這種通道中使燃料與空氣混合。
22．上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中此設(shè)備包括載承在所述節(jié)流門(mén)上的柄臂；載承在此柄臂上的凸輪板；壓靠在此凸輪板上的所述錐形閥針致動(dòng)器。
23．權(quán)利要求22所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述閥針致動(dòng)器以不透燃料方式置納于閥針座中并伸入所述凸輪板作用到的潤(rùn)滑室內(nèi)。
24．權(quán)利要求23所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述閥針是由前述閥針致動(dòng)器沿軸向載承，并由彈簧偏移向上述一次空氣通道，通過(guò)使此閥針的錐體配合到燃料出口孔中，而使此燃料出口孔的關(guān)閉從閥針座變換到所述一次空氣通道。
25．權(quán)利要求24所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述閥針載有密封圈，配置成由此閥針進(jìn)一步密封上述孔。
26．權(quán)利要求23、24或25所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述閥針座具有與前述一次空氣通道通連的延伸部，而此延伸部則有兩個(gè)從前述二次空氣通道到上述延伸部?jī)?nèi)的出口。
27．權(quán)利要求26所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述兩出口之一來(lái)自前述二次空氣通道的低速運(yùn)轉(zhuǎn)分支而此分支具有低速運(yùn)轉(zhuǎn)氣流調(diào)節(jié)件，同時(shí)來(lái)自第二分支而此第二分支除非在關(guān)閉所述節(jié)流門(mén)時(shí)為關(guān)閉閥關(guān)閉時(shí)一般是敞開(kāi)的。
28．權(quán)利要求27所述的燃料-空氣混合設(shè)備，其中所述關(guān)閉閥包括在此節(jié)流門(mén)柄臂上的平坦部，后者布置成在打開(kāi)節(jié)流門(mén)時(shí)打開(kāi)所述第二分支。
全文摘要
在燃料－空氣混合設(shè)備中,于節(jié)流門(mén)(10)和燃料引入裝置的下游設(shè)有沿著整個(gè)一次空氣通道(2)的組件(51)。組件內(nèi)有許多通過(guò)其中的通道(54),使氣流經(jīng)此而流向入口歧管。這樣就改進(jìn)了燃料與空氣的混合。
文檔編號(hào)F02M7/22GK1308711SQ99808129
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期1999年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月1日
發(fā)明者克里斯蒂安·比約登·奧馬松 申請(qǐng)人:克里斯蒂安·比約登·奧馬松