CN100385097C

CN100385097C - 隔膜式空气阀及内燃机的2次空气控制装置

Info

Publication number: CN100385097C
Application number: CNB2003801076046A
Authority: CN
Inventors: 田代素充; 铃木靖雄; 佐藤刚
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-11-19
Also published as: CN1732332A

Abstract

本装置具备：通过隔膜(34)工作的阀体(36)；配置在该阀体的移动方向的两侧并通过阀体(36)被选择性地开闭的两个阀座(37)和(38)；以及，使阀体(36)朝向一侧的阀座(37)受力的加力装置，该加力装置由一对具有不同弹性系数的弹簧(39a)和(39b)进行串联连接而构成。本发明的目的为：通过这种结构，提供一种既能够防止急减速时所发生的后燃现象和急加速时所产生的排气音的漏出，又能够确保在其它运行领域的废气净化作用的隔膜式空气阀以及内燃机的2次空气控制装置。

Description

隔膜式空气阀及内燃机的2次空气控制装置

技术领域

本发明涉及隔膜式空气阀，特别是涉及适合用于内燃机的2次空气控制装置的隔膜式空气阀。

背景技术

目前，已知的用于内燃机的2次空气控制装置的隔膜式空气阀V，例如有如图4(例如，参见专利文献1)中所示的结构。

专利文献1：特开2001-227506号公报(图2)

如图6所示，这些隔膜式空气阀设置在作为连通内燃机1的排气通道2和空气净化器3的流体通道的2次空气通道4的中途上，并根据上述内燃机1的运转状态，控制向上述排气通道2供给2次空气。

即，图4所示的隔膜式空气阀V1由密封容器状的壳体5、形成在其内部并通过导压管8与上述内燃机1的进气通道7相连通的压力工作腔9、根据作用于上述压力工作腔9的真空压力工作的隔膜10、安装在该隔膜10上的可动连杆11、安装在该可动连杆11上的阀体12、设置在上述2次空气通道4内并通过上述阀体12开闭的阀座13、以及，使上述阀体12向离开上述阀座13的方向受力而设置的弹簧14所构成。

如图7的曲线A所示，该隔膜式空气阀V1在从怠速时至急加速时的领域里，当上述压力工作腔9的真空压力低于规定值时，通过上述弹簧14使上述阀座13(即，上述2次空气通道4)处于开放状态，由此将2次空气供给上述排气通道2，使从排气通道2排出的废气中的未燃烧汽油燃烧来进行废气的净化。还有，在急减速时，当上述进气通道7内的真空压力变高使上述压力工作腔9的真空压力高于规定值时，利用上述隔膜10的作用抵抗上述弹簧14所施加的力使可动连杆11与阀体12一同移动来关闭上述阀座13，通过这种方式，停止将2次空气供给上述排气通道2并防止后燃。

另外，还有如图5中用符号V2所示结构的其他形式的隔膜式空气阀。

该隔膜式空气阀V2在上述压力工作腔9，隔着上述阀体12的两侧设置有两个阀座13和20，当上述压力工作腔9的真空压力低于第一个设定值(图7中表示为开阀压力)时，通过弹簧21的施加力关闭一侧的阀座20，当上述压力工作腔9的真空压力高于比上述第一个设定值更高的第二个设定值(图7中表示为闭阀压力)时，抵抗上述弹簧21的施加力移动阀体12来关闭上述另一侧的阀座13(参照图7的曲线B)。

然而，上述图4所示的隔膜式空气阀V1，尤其在急加速时，上述阀座13处于开放状态，因此，可能会出现在排气通道2中所发生的排气音通过2次空气通道4泄漏出去的现象。

另一方面，图5所示的隔膜式空气阀V2，在急加速时，通过关闭一侧的阀座20可防止排气音的漏出并解消上述的不良情况，可是，一侧的阀座20的开闭压力和另一侧的阀座13的开闭压力取决于弹簧21的设定，因此，如图7的曲线B所示，上述一侧的阀座20从正常行驶时的领域就开始开放。

因此，如图7中的符号C所示的在正常行驶中需要废气净化的领域里缺乏2次空气的供给。另外，如果为了能够在符号C的领域里供给2次空气而改变弹簧21的设定，则另一侧的阀座13的开闭压力变低，在减速或怠速时存在缺乏2次空气的供给问题。

本发明是鉴于上述现有技术中存在的问题所提出的，其目的在于：提供一种既能够防止急减速时所产生的后燃和急加速时所出现的排气音的漏出，又能够在其它的运行领域确保净化废气作用的隔膜式空气阀以及内燃机的2次空气控制装置。

发明内容

为达到上述目的，本发明的权利要求1所述的隔膜式空气阀具备：安装在可动连杆上的阀体；配置在阀体移动方向的两侧并通过阀体被选择性地开闭的两个阀座；使阀体向2个阀座中的一侧的阀座受力的加力装置；在空气压力作用下使阀体从一侧的阀座向另一侧的阀座移动的压力工作腔，其中，在与所述可动连杆的导向相距一定间隔的位置滑动自如地装配有可动环，所述加力装置由一对具有不同弹性系数的弹簧通过所述可动环进行串联连接而构成，所述一对弹簧中弹性系数较大的弹簧设置在所述可动环与所述导向之间，所述一对弹簧中弹性系数较小的弹簧设置在所述可动环与所述阀体之间。

本发明的权利要求2所述的隔膜式空气阀将一对弹簧的弹性系数设定为，当权利要求1所述的压力工作腔的真空压力高于预先设定的第一个设定值时，通过压缩弹性系数较小的弹簧，使一侧的阀座打开；当压力工作腔的真空压力高于比第一个设定值更高的第二个设定值时，通过压缩弹性系数较大的弹簧，使另一侧的阀座关闭。

本发明的权利要求3所述的隔膜式空气阀将一对弹簧的弹性系数设定为，当权利要求1所述的阀体相对两个阀座处于开放状态时，对作用于压力工作腔的规定的压力变化，使阀体保持在规定位置。

本发明的权利要求4所述的隔膜式空气阀将一对弹簧的弹性系数设定为，当权利要求2所述的阀体相对两个阀座处于开放状态时，对作用于压力工作腔的规定的压力变化，使阀体保持在规定位置。

本发明的权利要求5所述的内燃机的2次空气控制装置为一种组装有权利要求1至4中的任一项所述的隔膜式空气阀的内燃机的2次空气控制装置，其结构为：一侧的阀座与空气净化器连通，另一侧的阀座与排气通道连通，当进气管压力作用于压力工作腔使阀体相对两个阀座处于打开状态时，从一侧的阀座向另一侧的阀座的方向供给2次空气。

本发明的权利要求6所述的内燃机的2次空气控制装置，在权利要求5所述的另一侧的阀座的下流侧设置有防止2次空气逆流的逆止阀。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方案的垂直剖面图。

图2是说明本发明的一个实施方案的动作的垂直剖面图。

图3是说明本发明的一个实施方案的动作的垂直剖面图。

图4是表示一个已知例的垂直剖面图。

图5是表示另一种已知例的垂直剖面图。

图6是表示内燃机的2次空气控制装置的示意图。

图7是表示与内燃机的运转状态相应的2次空气的供给状态。

具体实施方式

下面参照图1至图3说明本发明的第一实施方案。

另外，在下面的说明中，与图4至图6相同的部分使用同一符号不再进行说明。

本实施方案是一种如图6所示的适用于内燃机1的2次空气控制装置的隔膜式空气阀，在图1至图3中用符号30表示。

有关本实施方案的隔膜式空气阀30，其具备：安装在可动连杆35上的阀体36；配置在该阀体36的移动方向的两侧并通过该阀体36选择性地开闭的两个阀座37和38；使阀体36朝向一侧的阀座37受力的弹簧39；通过导压管8施加真空压力使阀体36向离开一侧的阀座37的方向受力的压力工作腔32，其中，弹簧39由一对具有不同弹性系数的弹簧39a和39b进行串联连接而构成。

如做进一步详细说明，在壳体33的内部安装有将可动连杆35滑动自如地支承的导向40。

另外，在与可动连杆35的导向40相距一定间隔的位置滑动自如地装配有可动环41，在该可动环41和阀体36之间装上弹簧39a，而在可动环41和导向40之间，通过定位环40a装上弹簧39b。

在本实施方案中，将弹簧39a的弹性系数设定为小于弹簧39b的弹性系数，并按如下设定一对弹簧39a和39b的弹性系数：当压力工作腔32的真空压力高于预先设定的第一个设定值(图7表示为开阀压)时，通过压缩弹性系数较小的弹簧39a，使一侧的阀座37打开；当压力工作腔32的真空压力高于比第一个设定值更高的第二个设定值(图7表示为闭阀压)时，通过压缩弹性系数较大的弹簧39b，使另一侧的阀座38关闭。

在本实施方案中，压力工作腔32通过导压管与进气通道7连通，并由隔膜式空气阀30、2次空气通道4、以及导压管8构成内燃机1的2次空气控制装置。

如此构成的有关本实施方案的隔膜式空气阀30，根据内燃机1的运转状态进行如图7的曲线D所示的2次空气的供给控制。

即，在怠速时至正常行驶时的领域(图7用领域X表示)里，当压力工作腔32的真空压力在上述的第一个设定值和第二个设定值之间时，弹性系数较小的弹簧39a被压缩，两个阀座37和38处于开放状态。

通过这种方式，通过隔膜式空气阀30将2次空气供给排气通道2，从而可得到废气的净化作用。

在此，本发明的实施方案，只压缩弹性系数较小的弹簧39a，弹性系数较大的弹簧39b设定为至少在可动环41和阀体36相接触之前不被压缩的弹性系数，因此，即使压力工作腔的真空压力在规定范围内发生变化也能够保持在阀体36的开阀位置。

另外，在急减速时(图7用领域Z表示)，当上述压力工作腔32的真空压力高于第二个设定值时，如图2所示，通过压缩上述一对弹簧39a和39b，关闭上述另一侧的阀座38。

通过这种方式，停止向排气通道2供给2次空气并抑制后燃。

还有，在急加速时(图7用领域Y表示)，当上述压力工作腔32的真空压力低于上述第一个设定值时，如图3所示，通过上述一对弹簧39a和39b所施加的力，关闭上述一侧的阀座37。

通过这种方式，在急加速时等的情况，2次空气通道4被关闭，从而防止排气音的漏出并确保内燃机1的低噪音。

而且，在领域X和领域Z的境界部分，以及领域X和领域Y的境界部分，根据上述每个弹簧39a和39b的各自的特性，能够自由地设定阀体36的移动特性，从而可在必要的领域里供给流入2次空气通道4内的2次空气量。

如此，在本实施方案中，当适用于内燃机1的2次空气控制装置时，为了净化废气在应该供给2次空气的领域里，即，在从怠速时至正常行驶时的整个领域里，将2次空气供给排气通道2，而在急减速时等有必要防止后燃的领域，就停止向排气通道2供给2次空气，并且，在急加速时，通过关闭2次空气通道4防止排气音的漏出，从而能够确保内燃机1的低噪音。

另外，在上述实施方案中所示的各组成部件的各种形状和尺寸等只是一例，可按照设计要求等进行种种变更。

例如，将逆止阀配置在上述另一侧的阀座38的下流侧，防止废气从排气通道2向隔膜式空气阀30侧逆流。通过这种方式，可防止由排气的脉动流等引起的阀体36的自激振动现象并能够进一步抑制噪音的发生。

另外，在上述实施方案中，隔着压力工作腔32的隔膜，将相反侧的下室31的空间与2次空气通道4连通，但并不局限于此，也可以将下室31直接与大气相连。

还有，在上述实施方案中将一对弹簧配置在2次空气通道4的内部，但并不局限于此，配置在压力工作腔32的内部也会得到同样的效果。而且，也可以把弹簧配置得使阀体36向另一侧的阀座37受力。

产业上的可利用性

如上所述，根据本发明，当适用于内燃机的2次空气控制装置时，为了净化废气在应该供给2次空气的领域里，即，在怠速时至正常行驶时的整个领域里，将2次空气供给排气通道，而在急减速时等有必要防止后燃的领域里，就停止向排气通道2供给2次空气，并且，在急加速时，通过关闭2次空气通道防止排气音的漏出，从而可确保内燃机的低噪音。

Claims

1.一种隔膜式空气阀，其具备：安装在可动连杆上的阀体；配置在所述阀体的移动方向的两侧并通过所述阀体被选择性地开闭的两个阀座；使所述阀体朝向所述两个阀座中的一侧的阀座受力的加力装置；以及，在空气压力作用下使所述阀体从所述一侧的阀座向另一侧的阀座移动的压力工作腔，其特征在于：在与所述可动连杆的导向相距一定间隔的位置滑动自如地装配有可动环，所述加力装置由一对具有不同弹性系数的弹簧通过所述可动环进行串联连接而构成，所述一对弹簧中弹性系数较大的弹簧设置在所述可动环与所述导向之间，所述一对弹簧中弹性系数较小的弹簧设置在所述可动环与所述阀体之间。

2.根据权利要求1所述的隔膜式空气阀，其特征在于：所述一对弹簧的弹性系数设定为，当所述压力工作腔的真空压力高于预先设定的第一个设定值时，通过压缩弹性系数较小的弹簧，使所述一侧的阀座打开；

当所述压力工作腔的真空压力高于比所述第一个设定值更高的第二个设定值时，通过压缩弹性系数较大的弹簧，使另一侧的阀座关闭。

3.根据权利要求1所述的隔膜式空气阀，其特征在于：所述一对弹簧的弹性系数设定为，当所述阀体相对所述两个阀座处于打开状态时，对作用于所述压力工作腔的规定的压力变化，使所述阀体保持在规定位置。

4.根据权利要求2所述的隔膜式空气阀，其特征在于：所述一对弹簧的弹性系数设定为，当所述阀体相对所述两个阀座处于打开状态时，对作用于所述压力工作腔的规定的压力变化，使所述阀体保持在规定位置。

5.一种组装有权利要求1至4中的任一项所述的隔膜式空气阀的内燃机的2次空气控制装置，其特征在于：

所述一侧的阀座与空气净化器相连通，所述另一侧的阀座与排气通道相连通，当进气管压力作用于所述压力工作腔使所述阀体相对所述两个阀座处于打开状态时，从所述一侧的阀座朝向所述另一侧的阀座的方向供给2次空气。

6.根据权利要求5所述的内燃机的2次空气控制装置，其特征在于：在所述另一侧的阀座的下流侧配置有防止所述2次空气逆流的逆止阀。