CN100357585C - 摩托车发动机废气利用系统 - Google Patents

Abstract

一种摩托车发动机废气利用系统，包括发动机和变速箱，还包括控制开关、增压泵、控制阀和多个连接管道，控制开关、增压泵和控制阀通过连接管道彼此连接，控制开关又分别与摩托车发动机的废气管和变速箱的废气管相连，控制开关上还设有新风入口；控制阀上设有管道与发动机的进气管相连，还设有排气管道。该系统的工作流程为使用新鲜空气由进气系统吸入发动机的燃烧室中燃烧，将燃烧的废气与新鲜空气按比例混合后增压送回发动机重新燃烧，再将废气排出。本发明结构简单，系统运行可靠，实用性强；该系统运用增压原理，将废气再循环，并通过增压，增加进气的密度和质量，达到提高发动机的动力性能和提高环保性能的目的。

Description

摩托车发动机废气利用系统

技术领域

本发明涉及一种摩托车发动机废气利用系统。

背景技术

现在摩托车行业的竞争已达到白热化阶段，要想在竞争中取得胜利，必须不断的提高产品质量，并使产品的排放符合国家的环保要求。现有的摩托车发动机为了提高性能，采取各种优化措施，如气道改进、采用稀薄燃烧等；为提高排放性能，采用三元催化等措施，以上措施虽然可以取得一定的效果，但效果并不明显。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种摩托车发动机废气利用系统，其结构简单，系统运行可靠，实用性强。

本发明的另一目的在于针对现有技术的不足，提供一种摩托车发动机废气利用系统，该系统进一步提高发动机的动力性能和提高环保性能，运用增压的原理，将废气再循环，并通过增压系统，增加进气的密度和质量，达到提高发动机的动力性能和提高环保性能的目的。

为了实现上述目的，本发明提供一种摩托车发动机废气利用系统，它包括摩托车发动机和变速箱，它还包括控制开关、增压泵、控制阀和多个连接管道，控制开关、增压泵和控制阀通过连接管道彼此连接，控制开关又分别与摩托车发动机的废气管和变速箱的废气管相连，控制开关上还设有新风入口；控制阀上设有管道，该管道与发动机的进气管相连，控制阀上还设有排气管道。控制开关上的新风入口与滤清器相连。

控制开关由开关体、管接头、旋转阀芯和盖板组成，开关体为端部开口的圆柱筒，其端部通过盖板封闭，在开关体的外壁上，分别向上、下和前、后四个方向开设通孔；管接头为圆筒形，插设在通孔处，且上、下两管接头分别与前、后两管接头垂直；旋转阀芯由阀芯和旋转端组成，盖板上开设通孔且阀芯穿过该通孔置入开关体的内腔，旋转端凸伸到盖板之外，阀芯为圆柱体，沿轴线开设一盲孔，从阀芯外表面朝轴线方向开设两个开孔与盲孔连通，阀芯能够在开关体内腔旋转，使阀芯内的开孔和盲孔构成的通道与开关体上的管接头内腔以可变的开度相互连通。从阀芯外表面朝轴线方向开设两个开孔的开设方向夹角优选为90度。

控制阀由阀体、管接头、旋转阀芯和盖板组成，阀体为端部开口的圆柱筒，其端部通过盖板封闭，在阀体的外壁上，分别向上、下两个方向开设通孔，在阀体表面与上通孔垂直方向向前开设通孔；管接头为圆筒形，插设在通孔处；旋转阀芯由阀芯和旋转端组成，盖板上开设通孔且阀芯穿过该通孔置入阀体的内腔，旋转端凸伸到盖板之外，阀芯为圆柱体，沿轴线开设一盲孔，从阀芯外表面朝轴线方向开设两个开孔与盲孔连通，两个开孔的开设夹角是90度，阀芯能够在阀体内腔旋转，使阀芯内的开孔和盲孔构成的通道与阀体上的管接头内腔以可变的开度相互连通。

为了实现上述目的，本发明的摩托车发动机废气利用系统的工作流程包括如下步骤：

步骤1：新鲜空气由进气系统经空滤器、化油器、进气管被吸入发动机的燃烧室中燃烧；

步骤2：将燃烧室排出的废气和变速箱排出的废气混合成混合气；

步骤3：对混合气进行增压后形成增压混合气，该混合气沿进气管进入发动机的燃烧室；

步骤4：燃烧室中燃烧后生成的废气进入消声器后排出。

步骤2还进一步包括：将混合气与新鲜空气按比例混合，新鲜空气经滤清器过滤后再与废气按比例混合。

该摩托车发动机废气利用系统属新型的摩托车发动机增压系统，可用于各种类型的摩托车发动机。该系统简单易实施，能有效的提高发动机的动力性能，并减少废气排放中的污染物，达到净化尾气的目的。该摩托车发动机废气利用系统，进一步提高发动机的动力性能和提高环保性能，运用增压的原理，将废气再循环，并通过增压系统，增加进气的密度和质量，达到提高发动机的动力性能和提高环保性能的目的。

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为本发明废气利用发动机的整体结构示意图；

图2为本发明废气利用系统结构简图；

图3为本发明控制开关的连接结构示意图；

图4为本发明控制开关的剖面结构示意图之一；

图5为图4的A-A剖面示意图；

图6为本发明控制开关的剖面结构示意图之二；

图7为本发明控制阀连接结构示意图；

图8为本发明控制阀的剖面结构示意图；

图9为图8的A-A剖面示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，为本发明废气利用发动机的结构示意图和本发明废气利用系统结构简图。从图1、图2中可知，本发明为一种摩托车发动机废气利用系统，它包括摩托车发动机和变速箱，它还包括控制开关8、增压泵10、控制阀12和多个连接管道3、5、6、9和11，控制开关8、增压泵10和控制阀12通过连接管道彼此连接，控制开关8又分别与摩托车发动机的废气连接管道5和变速箱的废气连接管道6相连，控制开关8上还设有新风入口，该入口与滤清器7相连；控制阀12上设有连接管道3与发动机的进气管4相连；控制阀12上还设有排气管道13。

如图3所示，为本发明控制开关的连接结构示意图。从图3中可知，控制开关8通过连接管道5与发动机缸头排气道相连，通过连接管道6与变速箱相连，通过连接管道70与新风进口相连，通过连接管道9与增压泵10相连。

控制开关8的内部结构如图4、图5和图6所示，它由开关体81、管接头82、旋转阀芯83和盖板84组成，开关体81为端部开口的圆柱筒，其端部通过盖板84封闭，在开关体81的外壁上，分别向上、下和前、后四个方向开设通孔；管接头82为圆筒形，插设在通孔处，且上、下两管接头分别与前、后两管接头垂直；旋转阀芯83由阀芯831和旋转端832组成，盖板84上开设通孔且阀芯831穿过该通孔置入开关体81的内腔，旋转端832凸伸到盖板84之外，阀芯831为圆柱体，沿轴线开设一盲孔，从阀芯831外表面朝轴线方向开设两个开孔与盲孔连通，两个开孔的开设夹角优选为90度，阀芯831能够在开关体81内腔旋转，使阀芯831内的开孔和盲孔构成的通道与开关体81上的管接头内腔以可变的开度相互连通。

如图7所示，为本发明控制阀连接结构示意图。从图7中可知，控制阀12通过连接管道11与增压泵10相连，通过连接管道3与进气管4或空滤器1相连，通过连接管道13与消声器相连。

如图8、图9所示，控制阀12由阀体121、管接头122、旋转阀芯123和盖板124组成，阀体121为端部开口的圆柱筒，其端部通过盖板124封闭，在阀体121的外壁上，分别向上、下两个方向开设通孔，在阀体121表面与上通孔垂直方向向前开设通孔；管接头122为圆筒形，插设在通孔处；旋转阀芯123由阀芯1231和旋转端1232组成，盖板124上开设通孔且阀芯1231穿过该通孔置入阀体121的内腔，旋转端1232凸伸到盖板124之外，阀芯1231为圆柱体，沿轴线开设一盲孔，从阀芯1231外表面朝轴线方向开设两个开孔与盲孔连通，两个开孔的开设夹角是90度，阀芯1231能够在阀体121内腔旋转，使阀芯121内的开孔和盲孔构成的通道与阀体上的管接头内腔以可变的开度相互连通。

如图5所示，控制开关8的工作过程是这样的，在A-A剖示图中，当旋转阀芯831，右旋由a点转到b点，通过连接管道5的缸头排气道废气逐渐减小到关闭，这时主要是通过连接管道70来的新空气和少量通过连接管道6来的变速箱废气；当旋转阀芯831，左旋由c点转到d点，通过连接管道70的新空气逐渐减小到关闭，这时主要是通过连接管道5来的缸头排气道废气和少量通过连接管道6来的变速箱废气。气体的混合比例可根据a、b的过通大小确定，也可根c、d的过通大小确定。

如图9所示，控制阀12的工作过程是这样的，在A-A剖示图中，在图9所示的状态下，控制阀12内部的空腔与连接管道3和13都是连通的，一部分废气从连接管道3进入进气管4或空滤器1之后进入发动机；当旋转阀芯1231，右旋由a点转到b点，通过连接管道3的缸头排气道废气逐渐减小到关闭；气体流量的大小可根据a、b的过通大小来确定。

需要说明的是，控制开关8和控制阀12的外形不仅限于圆柱筒形状，可依据空间位置和外观及安装要求确定其具体形状；同时，其上的开孔位置也可以根据实际需要确定采用不同方向和数量。

结合图1、图2可知，本发明所提供的这种废气利用发动机的工作过程是这样的：该发动机首先与传统摩托车发动机相同，进气系统空气由空滤器1、化油器2、进气管4被吸入发动机的燃烧室中燃烧；其次，将燃烧室排出的废气通过管道5和变速箱排出的废气通过管道6引导到控制开关8内，同时可以将一部分新鲜空气通过滤请器7吸入控制开关8内，控制开关8可以控制废气和新鲜空气的吸入量的比例。由于不同的发动机的排放和充气量是不同的，因此具体的最佳比例范围点是不同的。若混合气中废气的含有量为100％时，即新鲜空气的吸入量为0时，其排放要求可以达到“Euro II”标准；若混合气中废气的含有量为0时，即新鲜空气的吸入量为100％时，发动机的动力可以增加10％～20％。若废气和新鲜空气的比例在0～100％之间变化时，可以兼顾排放和动力性能的要求，如CG125发动机，当废气占40％时，动力可提高7％，排放达“Euro I”标准。吸入的气体通过管道9进入增压泵10内，通过增压的气体由管道11进入控制阀12内，然后增压气体可通过管道3，进气管4进入发动机的燃烧室。增压气体也可以通过管道3从空滤器1，化油器2，进气管4进入发动机的燃烧室。如发动机不需要增压时，则增压气体可以通过控制阀12，管道13直接进入消声器排出。增压泵10可以由机油泵轴驱动，也可以通过曲轴上的主驱动齿驱动，还可以由离合器齿轮驱动，从而增压泵10可以安装在右盖的不同位置。发动机的增压目的就是增加发动机的充气量，从而达到提高发动机的输出功率，这时的增压气体是新空气，本发明可根据调节增压气体的质量成分，从而达到提高发动机的输出功率，或提高环保，或提高发动机的输出功率和提高环保两者兼顾的目的。

变速箱废气管6通过控制开关直接进入增压泵10，而燃烧废气通过管道5和新鲜空气通过滤清器7进入控制开关8。控制开关8通过旋转阀芯8 3控制燃烧废气和新鲜空气的进入比例，从而改善发动机的尾气排放情况。

由于传统摩托车发动机的进气系统空气由空滤器1、化油器2、进气管4被吸入发动机的燃烧室中，通过燃烧的气体由消声器直接排到大气中。而本发明所提供的废气利用系统则将部分废气及新鲜空气通过增压后再送回燃烧室中燃烧，从而达到净化废气的目的。增压后空气的密度变大，从而进入发动机燃烧室的空气质量变大，提高了发动机的充气效率，可以较大的提高发动机的动力性能。

该增压发动机工作时，增压泵10运转增压它可将废气和新鲜空气两种气体增压后送入汽缸燃烧、也可以采用任意一种气体，通过控制开关8实现对气体成分的控制。例如：完全用废气时，相当于发动机的二次燃烧，排到大气中的废气体中的CO，CH等化合物会显著减少，从而减少有害气体的排放，达到净化尾气排放的目的。这种燃烧方式可以用于环保要求特别高的时间或地点。完全使用新鲜空气时，增加发动机可燃气体的充气量，则能够提高发动机的动力。如果废气和新鲜空气两种气体都用时，是兼顾排放指标和动力性能。上述气体成分的调节是通过控制开关8来实现的。但是该增压系统在增压时可能导致实际油耗的增高，若使用者对发动机的动力性要求和环保要求不高时，可以通过控制阀12来关闭增压系统，气体直接从消音器排出。

废气和新鲜空气的比例，主要依据使用者对环保和动力之间的要求的来决定的，其比例可以是从0到100％之间调节，最佳比例依据各种机型具体的试验数据来确定。例如：CG125发动机，当废气占40％时，动力可提高7％，排放达“Euro I”标准。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1、一种摩托车发动机废气利用系统，它包括摩托车发动机和变速箱，其特征在于，它还包括控制开关、增压泵、控制阀和多个连接管道，控制开关、增压泵和控制阀通过连接管道彼此连接，控制开关又分别与摩托车发动机的废气管和变速箱的废气管相连，控制开关上还设有新风入口；控制阀上设有管道，该管道与发动机的进气管相连，控制阀上还设有排气管道。

2、根据权利要求1所述的摩托车发动机废气利用系统，其特征在于，所述的控制开关上的新风入口与滤清器相连。

3、根据权利要求1或2所述的摩托车发动机废气利用系统，其特征在于，所述的控制开关由开关体、管接头、旋转阀芯和盖板组成，开关体为端部开口的圆柱筒，其端部通过盖板封闭，在开关体的外壁上，分别向上、下和前、后四个方向开设通孔；管接头为圆筒形，插设在通孔处，且上、下两管接头分别与前、后两管接头垂直；旋转阀芯由阀芯和旋转端组成，盖板上开设通孔且阀芯穿过该通孔置入开关体的内腔，旋转端凸伸到盖板之外，阀芯为圆柱体，沿轴线开设一盲孔，从阀芯外表面朝轴线方向开设两个开孔与盲孔连通，阀芯能够在开关体内腔旋转，使阀芯内的开孔和盲孔构成的通道与开关体上的管接头内腔以可变的开度相互连通。

4、根据权利要求3所述的摩托车发动机废气利用系统，其特征在于，所述的从阀芯外表面朝轴线方向开设两个开孔的开设方向夹角为90度。

5、根据权利要求1所述的摩托车发动机废气利用系统，其特征在于，所述的控制阀由阀体、管接头、旋转阀芯和盖板组成，阀体为端部开口的圆柱筒，其端部通过盖板封闭，在阀体的外壁上，分别向上、下两个方向开设通孔，在阀体表面与上通孔垂直方向向前开设通孔；管接头为圆筒形，插设在通孔处；旋转阀芯由阀芯和旋转端组成，盖板上开设通孔且阀芯穿过该通孔置入阀体的内腔，旋转端凸伸到盖板之外，阀芯为圆柱体，沿轴线开设一盲孔，从阀芯外表面朝轴线方向开设两个开孔与盲孔连通，两个开孔的开设夹角是90度，阀芯能够在阀体内腔旋转，使阀芯内的开孔和盲孔构成的通道与阀体上的管接头内腔以可变的开度相互连通。

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