CN100387820C - 用于发动机的自动阻风门 - Google Patents

Abstract

一种包括化油器的内燃机。这种内燃机包括一个设置在化油器内部的阻风门阀，和一根与阻风门阀互连且用于与其一同移动的阻风门杠杆。这种内燃机还包括一个设置在化油器内部的节气门阀，和一根与节气阀相互连接起来用于与其一同运动的节气门杠杆。一根中间杠杆被设置在节气门杠杆与阻风门杠杆之间，用于与它们一同运动。在一个实施例中，这种内燃机包括一根联接在节气门杠杆与中间杠杆之间的连杆，该连杆能够随着所述阻风门杠杆的运动而发生移动，以便将所述阻风门杠杆的运动转换成所述中间杠杆的运动。

Description

用于发动机的自动阻风门

相关申请

本申请是2004年8月24日提交的、序列号为No.10/925111的美国专利申请的部分继续申请，在此通过引用将该美国专利申请的全部内容结合入本发明。

技术领域

本发明涉及用于内燃机的阻风门组件。更具体地说，本发明涉及一种在阻风门与节气门之间发生配合的自动阻风门组件。

背景技术

在采用化油器的小型内燃机中，比如在那些用于剪草机、吹雪机或者其它室外动力设备的发动机中，发动机一般包括一个阻风门组件和一个节气门组件，其中阻风门组件在发动机启动时在进气歧管中形成一种富含燃料的燃料-空气混合物，来支撑燃烧反应，而节气门组件敏感于发动机的转速和发动机上的负载。在许多小型发动机中，阻风门组件均被手动操作。

在具有自动阻风门组件的发动机中，比如在那些利用热敏感机构对阻风门开启进行控制或者采用了自减压阻风门的发动机中，在化油器内部波动的气压有可能导致阻风门组件中的阻风门阀在阻风门已经被打开之后发生抖动。尽管在某些发动机工作状况下可能需要某种程度的抖动，但是自动阻风门装置中的非受控抖动有可能对发动机的工作产生负面影响，比如导致发动机喘振以及加重部件磨损和发动机疲劳。

发明内容

本发明提供了一种包括化油器的内燃机。这种发动机还包括一个设置在化油器内部的阻风门阀和一根联接在阻风门阀上用于与其一同运动的阻风门杠杆。所述阻风门阀能够在一个打开位置和一个闭合位置之间移动，并且节气门阀能够在一个节气门全开位置、一个高速空载位置以及一个空转位置之间移动。这种发动机还包括一根联接在节气门杠杆与阻风门杠杆之间的中间杠杆，用于与节气门杠杆和阻风门杠杆一同运动。在一个实施例中，所述中间杠杆包括一个用于与阻风门杠杆和节气门杠杆中之一滑动配合的切槽。

在一个实施例中，这种发动机还包括一个导热组件，其用于在热机再启动过程中保持阻风门打开，该导热组件包括一个响应于由该导热组件感测到的发动机温度发生移动的机构。

在另外一个实施例中，所述切槽包括一个膨大部分，用于容许阻风门阀在化油器内部抖动。在再一个实施例中，可改变中间杠杆的参数，包括所述切槽的长度或者宽度，来校准发动机内部的工作特性。

本发明还提供了一种化油器，该化油器具有一个阻风门阀和一根与阻风门阀联接起来用于与其一同运动的阻风门杠杆，以及一个节气门阀和一根与节气门阀联接起来用于与其一同运动的节气门杠杆。这种化油器还包括一根经由连杆联接在阻风门杠杆上的中间杠杆。所述连杆将阻风门杠杆的运动转换成中间杠杆的运动。

在一个实施例中，所述中间杠杆还包括一个节气门配合表面，其在化油器工作过程中与一个位于节气门杠杆上的突起发生配合。至少所述节气门配合表面的形状和位置可以发生变化，来改变发动机的工作特性。

在另外一个实施例中，所述发动机还包括一个导热组件，该导热组件能够在热机再启动过程中保持阻风门打开，该导热组件包括一个响应于由该导热组件感测到的发动机温度发生移动的机构。所述机构被联接在一根阻风门保持杠杆上，该阻风门保持杠杆能够随着所述机构的运动而发生旋转，来保持阻风门打开。

结合下面的附图，本发明的其它构造和优点，以及其工作体系和方式，将通过下面对本发明的详细描述变得明白，其中在所有附图中相同的元件具有相同的附图标记。

附图说明

下面参照附图对本发明进行进一步描述，其中这些附图示出了本发明的某些实施例。但是，需要指出的是在附图中公开的本发明仅作为示例进行图示。下面所描述和在附图中示出的各种元件以及元件组合可以以不同方式设置和组织，来获得仍旧处于本发明的技术构思和保护范围之内的实施例。

图1是一部内燃机的局部透视图，包括一个实施了本发明的化油器实施例，示出了化油器中处于闭合位置的阻风门组件；

图2是图1中所示内燃机的局部透视图，示出了处于打开位置的阻风门组件；

图3是图1中所示化油器的透视图，示出了处于闭合位置的阻风门组件和处于节气门全开位置的节气门组件；

图4是图1中所示化油器的侧视图，详细地示出了阻风门阀；

图5是图3中所示化油器的底部透视图；

图6是图1中所示化油器的透视图，示出了处于打开位置的阻风门组件和处于高速空载位置的节气门组件；

图7是图1中所示化油器的透视图，示出了处于打开位置的阻风门组件和处于节气门全开位置的节气门组件；

图8是一个按照本发明另一实施例的化油器的透视图；

图9是一个按照本发明再一实施例的化油器的透视图；

图10是一个按照本发明又一实施例的化油器的透视图；

图11是另外一个按照本发明一实施例的化油器的俯视图，示出了处于闭合位置的阻风门组件和处于节气门全开位置的节气门组件；

图12是图11中所示化油器的俯视图，示出了处于打开位置的阻风门组件和处于高速空载位置的节气门组件；

图13是另外一个按照本发明一实施例的化油器的俯视图，示出了处于闭合位置的阻风门组件和处于节气门全开位置的节气门组件；

图14是图13中所示化油器的俯视图，示出了处于打开位置的阻风门组件和处于高速空载位置的节气门组件；

图15是另外一个按照本发明一实施例的化油器透视图，示出了处于闭合位置的阻风门组件和处于节气门全开位置的节气门组件；

图16是图15中所示化油器的透视图，示出了处于部分打开位置的阻风门组件和处于高速空载位置的节气门组件；而

图17是图15中所示化油器的透视图，示出了处于打开位置的阻风门组件和处于高速空载位置的节气门组件。

具体实施方式

图1和2示出了一部按照本发明一实施例的内燃机10。该发动机10包括一个阻风门组件14，其环绕一个阻风门支点16进行枢转并且包括一个阻风门阀18(在图3和4中示出)和一个阻风门操作装置。阻风门组件14还包括一根阻风门杠杆20，其联接在阻风门阀18上用于与该阻风门阀18一同运动(环绕阻风门支点16)。下面将参照图4更为详细地对阻风门阀18进行描述。

在闭合位置，阻风门阀18限制流入发动机内的空气，在发动机启动过程中增加送往发动机10的燃料的量，以确保当发动机10温度较低时可维持发动机10内部的燃烧反应。随着发动机10变暖，不再需要富含燃料的燃料-空气混合物，并且阻风门阀18旋转打开，容许更多的空气进入发动机10内。

发动机10还包括一个导热组件22和一个固连在发动机10的排气歧管26上的发动机消声器(未示出)。导热组件22与由发动机10产生的废气相通，以容许该导热组件22从废气中传导热量，指示发动机10中的温度。导热组件22包括一个能够响应于发动机温度发生移动的机构30。该机构30与阻风门组件14发生接触，正如下面将要更为详细讨论的那样，来在热机再启动过程中和热机工作状态下保持阻风门阀18打开，以防止过度富含燃料的燃料-空气混合物导致发动机10劈啪作响、熄火或者产生过量排放。一种适当的导热组件22的详细构造在于2004年2月23日提交的序列号为No.10/784542的未决美国专利申请中给予了描述，在此通过参考将该美国专利申请中的全部内容结合入本发明。导热组件22与阻风门组件14的相互作用容许阻风门组件14如同一个自动阻风门那样进行工作。

下面参照图3，发动机10还包括一个化油器34。该化油器34包括一条进气通道38，阻风门阀18被可旋转地安装于其中。化油器34还包括一个节气门组件42，该节气门组件42包括一个可旋转地安装在化油器34内部的节气门阀46，和一根联接在节气门阀46上的节气门杠杆50。节气门杠杆50被联接成用于与节气门阀46一同旋转。

化油器34还包括一根设置于阻风门杠杆20与节气门杠杆50之间的中间杠杆54，用于与杠杆20和50一同运动。该中间杠杆54容许在发动机工作过程中阻风门杠杆20与节气门杠杆50之间相互作用，以便在节气门组件42处于高速空载位置时将阻风门阀18至少保持在部分打开的位置，以防止阻风门阀18发生过度抖动。中间杠杆54的构造会控制阻风门打开的速度和控制与节气门的相互作用力，以控制发动机的转速升高。下面将更为详细地讨论中间杠杆54的各种可以进行调节来校准发动机10内部工作状况的参数。

一个偏压构件，在所示出的实施例中被图示为一个弹簧58，在一端处被联接在一根位于阻风门杠杆20上的弹簧轴62上，在另外一端处被联接在一根位于中间杠杆54上的弹簧锚固轴66上。该弹簧58在发动机启动时将阻风门阀18偏压在闭合位置，并且还用于在发动机变暖之后将阻风门阀18偏压在打开位置。

在图1-10所示出的实施例中，中间杠杆54包括一个贯穿的切槽70。一根联接在阻风门杠杆20上的柱74在切槽70的内部移动，以便使得阻风门杠杆20的运动会促使中间杠杆54发生某些运动。切槽70包括第一表面78和第二表面82。随着阻风门阀18从闭合位置移动至打开位置，柱74会与第一表面78发生配合，使得中间杠杆54与其一同移动。随着阻风门阀18从打开位置移动至闭合位置，柱74会与切槽70的第二表面82发生配合。

正如在图3-10中清晰示出的那样，中间杠杆54还包括一个柄脚86。根据工作状况，一个位于节气门杠杆50上的第一突起90会在发动机工作过程中与柄脚86发生配合。一个位于节气门杠杆50上的第二突起94与位于中间杠杆54上的唇缘96的内侧发生配合。如图5中所示，第二突起94在节气门组件42处于节气门全开位置时与唇缘96发生配合。在所述节气门全开位置，唇缘96用作一个节气门挡块，防止节气门阀46过度旋转。如图6中所示，第一突起90在所述高速空载位置与柄脚86发生配合。随着节气门杠杆50由于其从所述节气门全开位置移动至高速空载位置而与中间杠杆54发生配合，该节气门杠杆50会在中间杠杆54上施加一个力，对抗弹簧58的偏压力。

中间杠杆50的许多参数可以发生变化以校准或者改变发动机内部用于不同应用需求的工作参数。例如，位于中间杠杆54上的柄脚86和唇缘96的形状和位置，以及位于节气门杠杆50上的第一和第二突起的形状和位置，均会影响中间杠杆54与节气门杠杆50之间的力(通过改变力的角度)。相应地，所述力会控制发动机内部的转速升高和降低。在另外一个示例中，使中间杠杆54上的切槽70变宽会容许阻风门阀18发生更大抖动，这又会使得燃料-空气混合物中的燃料比例升高。调节切槽70的宽度会容许对抖动的量进行控制(在变暖过程中提供预期的富含燃料的燃料-空气混合物，但是不容许抖动过大以致于产生发动机喘振和发动机磨损问题)。通过控制这些参数，可以校准在发动机变暖过程中的发动机转速升高(例如，在冷机启动过程中提供更大的转速升高)，可以在发动机启动过程中获得富含燃料的燃料-空气混合物，并且较小的阻风门抖动会使得发动机工作更为可靠、发动机磨损更低、以及可利用的弹簧恢复范围更宽。

回过来参照图4，阻风门阀18环绕一根阻风门轴98进行旋转。所图示实施例中的阻风门阀18是一种自减压阻风门，同时阻风门轴98偏离阻风门阀18的中心。阻风门阀18越偏离中心，由于发动机内部的气压作用，就会在该阻风门阀18上产生更大的扭矩。扭矩越大，使得越易于克服将阻风门阀18保持在闭合位置的弹簧偏压力。需要明白的是，尽管在所图示的实施例中，阻风门利用偏心阻风门轴98进行自减压，但是也可以使用其它类型的自减压阻风门，并且仍旧落入本发明的保护范围之内。其它类型的自减压阻风门可以包括：一种具有两件式阻风门板的阻风门组件，其中一块板在所述阻风门轴上枢转；一种在中心阻风门轴上具有贯穿的减压孔的阻风门阀；一种某些或者所有减压孔均在其中包括一个菌形阀或者提升阀的阻风门阀，其中所述菌形阀或者提升阀利用化油器内部的吸力得以打开；以及其它已知的自减压阻风门组件。

在发动机启动时，阻风门阀18处于闭合位置而节气门阀46处于节气门全开位置。通过进气通道38的空气流入和发动机的变暖会使得阻风门阀18移动至打开位置。阻风门杠杆20的旋转会使得柱74在切槽70内部与中间杠杆54滑动配合，促使中间杠杆54发生旋转。在发动机10已经通过启动而变暖的情况下，导热组件22中的机构30用来将阻风门阀18至少保持在部分打开的位置，以防止在发动机10不再需要如此富含燃料的混合物来维持燃烧时形成过度富含燃料的燃料-空气混合物。机构30与阻风门杠杆20上的柱74发生接触，来保持阻风门打开。在所述节气门全开位置，第二突起94与中间杠杆54上的唇缘96发生配合。

在发动机启动之后，节气门阀46从节气门全开位置移动至高速空载位置，在图6中清晰示出。在此高速空载位置，位于节气门杠杆50上的第一突起90与中间杠杆54上的柄脚86发生配合，防止中间杠杆54发生抖动。随着向发动机10施加一个载荷，节气门阀46，以及节气门杠杆50，均会朝向所述节气门全开位置反向旋转，如图7中清晰示出。

图8和9示出了采用本发明的某些方面的其它化油器110和114。在工作状况下，化油器110和114均类似于前面详细描述过的化油器34。参照图8，弹簧锚固轴66的位置已经远离所述支点，朝向中间杠杆54的中间移动。在图9所示的实施例中，弹簧轴62已经远离阻风门支点16。通过调节弹簧锚固轴66或者弹簧轴62的位置，弹簧58的有效弹簧刚度系数得以改变。改变弹簧刚度系数会改变发动机内部的转速降低量。在某些应用中，比如当化油器被用在发电机中时，需要较少的转速降低来更为严格地保持发动机的转速，由此需要一个更低的优选弹簧刚度系数。

例如，如图8中所示移动弹簧锚固轴66的位置会通过在阻风门阀18打开时给出一个较低的力而获得一个较低的优选弹簧刚度系数。中间杠杆54向阻风门打开位置的旋转会使得所述弹簧松弛，导致阻风门阀18发生较小抖动，因为较小的力将阻风门阀18偏压在闭合位置。

图10示出了采用本发明的某些方面的另外一种化油器118。如图10中所示，中间杠杆54上的切槽70包括一个膨大部分122。该膨大部分122会形成一个变暖位置，在该位置阻风门杠杆20(以及阻风门阀18)闲置同时阻风门阀18部分闭合。这样就能够在发动机变暖过程中，特别是在冷机启动过程中，提高化油器中燃料与空气的比率。膨大区域122的尺寸和构造被认真计算以便对燃料的富含程度加以控制。

图11和12示出了采用本发明的某些方面的其它化油器130。如图11中所示，阻风门杠杆20经由连杆138联接在一根中间杠杆134上。连杆138被联接在阻风门杠杆20上的连接柱142上，用于与其一同运动。连杆138在另外一端处通过穿孔146联接在中间杠杆134上。连接柱142和穿孔146的位置能够发生变化。改变连接柱142和穿孔146中任一个的位置均能够对发动机内部的工作特性进行校准，比如改变有效弹簧刚度系数。

阻风门杠杆20的运动通过连杆138转换成中间杠杆134的运动。在所图示的实施例中，在阻风门杠杆20与中间杠杆134之间存在着四比一的运动比率，以便使得阻风门杠杆20每运动四度，中间杠杆134移动一度。

弹簧58同样在一端处被联接到位于阻风门杠杆20上的连接柱142上，在另外一端处被连接到位于中间杠杆134上的弹簧锚固柱66上。中间杠杆134还包括一个节气门配合表面148，随着节气门杠杆50朝向高速空载位置旋转，该表面148与一个位于节气门杠杆50上的突起150发生配合。节气门配合表面148和突起150的形状和位置可以发生变化，这样也能够对发动机内部的工作特性进行校准，比如改变所施加力的角度(如前面详细讨论过的那样)。

图13和14示出了采用本发明的某些方面的其它化油器154。在工作过程中，化油器154类似于前面讨论过的化油器130。但是，如图13和14中所示，弹簧58在一端处被连接在一个位于连杆138上的柱158上，而非被直接联接在阻风门杠杆20上。将弹簧连接点从阻风门杠杆20移动至连杆138上会获得更为恒定的有效弹簧刚度系数，降低弹簧力曲线的斜度。

正如在图13和14中进一步示出的那样，热敏感组件22中的机构30与中间杠杆134发生接触，来在热机再启动过程中保持阻风门打开。机构30被联接到一个位于中间杠杆134上的延展部162上。当发动机10变暖时，机构30将促使中间杠杆134发生旋转，这样又会将阻风门杠杆20(以及阻风门阀18)保持在至少部分打开的位置，以防止化油器154中的燃料过度富余。在其它实施例中，机构30与一个位于阻风门杠杆20上的柱166发生接触，来保持阻风门打开。

图15-17示出了采用本发明中的某些方面的另外一种化油器170。在工作过程中，化油器170类似于前面讨论过的化油器130。如同在图11所示的实施例中(即化油器130)，阻风门杠杆20经由连杆138联接在中间杠杆134上。连杆138被联接到位于阻风门杠杆20上的连接柱142上，用于与其一同运动。连杆138在另外一端处通过穿孔146联接在中间杠杆134上。连接柱142和穿孔146的位置能够发生变化。改变连接柱142和穿孔146中任意一个的位置，能够对发动机内部的工作特性进行校准，比如改变有效弹簧刚度系数。

弹簧58在一端处被联接在弹簧锚固柱66上，而在另外一端处被联接在连接柱142上。中间杠杆134还包括一个节气门配合表面148，随着节气门杠杆50朝向高速空载位置旋转，该表面148会与一个位于节气门杠杆50上的突起150发生配合。节气门配合表面148和突起150的形状和位置可以发生变化，这样也能够对发动机内部的工作特性进行校准，比如改变所施加力的角度(如前面详细描述过的那样)。

热敏感组件22包括一个机构174，该机构174与一根阻风门保持杠杆178发生接触，以在热机再启动过程中保持阻风门打开。阻风门保持杠杆178能够环绕柱180发生枢转。机构174被联接在一个位于阻风门保持杠杆178上的穿孔182中，以便使得机构174由于发动机温度变化而产生的运动导致阻风门保持杠杆178发生运动。

阻风门保持杠杆178包括一个凸轮构件186，该凸轮构件186能够与阻风门杠杆20发生配合，以保持阻风门打开。阻风门杠杆20包括一个凸轮表面190，随着阻风门保持杠杆178利用机构174的运动而发生旋转，该表面190与凸轮构件186相互作用。

在发动机10的工作过程中，热敏感组件22的机构174随着发动机10的温度升高而发生移动。机构174的运动会促使阻风门保持杠杆178发生旋转。与此同时，由于通过进气通道38的空气流入和发动机10的变暖，阻风门阀18会从闭合位置(参见图15)移动至部分打开位置(参见图16)。随着阻风门保持杠杆178朝向阻风门杠杆20发生旋转，位于阻风门保持杠杆178上的凸轮构件186凸压在阻风门杠杆20的凸轮表面190上，来将阻风门18移动至完全打开位置(参见图17)。凸轮构件186与凸轮表面190之间的相互作用还用于在热机再启动过程中保持阻风门18至少部分打开。

本发明的各种特征在所附权利要求中予以阐明。

Claims (17)

1.一种内燃机，包括：

化油器；

设置在所述化油器内部的阻风门阀；

与所述阻风门阀相连的阻风门杠杆，该阻风门杠杆被配置成与所述阻风门阀一同移动；

设置在所述化油器内部的节气门阀；

与所述节气门阀相连的节气门杠杆，所述节气门杠杆被配置成与所述节气门阀一同运动；以及

与所述化油器相连的中间杠杆，该中间杠杆被配置成与阻风门杠杆相配合，从而阻风门杠杆的运动被转换成中间杠杆的运动；

导热组件，该导热组件包括一个被配置成响应于发动机排气温度而发生移动的机构；以及

凸轮构件，该凸轮构件被配置成响应于所述机构的运动而与所述阻风门杠杆发生配合，从而保持阻风门阀打开。

2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述凸轮构件被配置成与阻风门杠杆的一个凸轮表面相配合，以使阻风门阀朝打开位置移动。

3.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述凸轮构件被配置成与一个凸轮表面相配合，以保持阻风门阀打开。

4.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述凸轮构件被配置成响应于所述机构的运动而移动，以在热机再启动过程中保持阻风门阀打开。

5.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述凸轮构件被设置在与化油器相连的阻风门保持杠杆上，且其中所述阻风门保持杠杆被配置成响应于所述机构的运动而移动，以使凸轮构件与阻风门杠杆相配合。

6.如权利要求5所述的内燃机，其特征在于，所述机构被配置成与阻风门保持杠杆相接触，以使所述凸轮构件与所述阻风门杠杆相配合。

7.如权利要求6所述的内燃机，其特征在于，所述阻风门杠杆包括一个凸轮表面，且其中所述阻风门保持杠杆被配置成使得阻风门保持杠杆的运动会导致所述凸轮表面和所述凸轮构件之间的相互作用。

8.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述节气门阀包括打开位置和闭合位置，其中所述阻风门阀包括打开位置和闭合位置，且其中所述节气门杠杆被配置成与阻风门杠杆相配合，从而在启动发动机时节气门阀朝闭合位置的运动被转换成阻风门阀朝打开位置的运动。

9.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，一个偏压构件与所述阻风门杠杆相连，以使阻风门阀朝闭合位置偏置，且其中所述节气门杠杆被配置成响应于节气门阀朝闭合位置的移动而与中间杠杆相配合，以反作用于偏压构件的偏压并且使阻风门阀朝打开位置移动。

10.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述节气门杠杆包括一个突起，所述突起被配置成与设在中间杠杆上的节气门配合表面相配合，且其中节气门配合表面的形状和位置中的至少一个被配置成可改变，以改变发动机的工作特性。

11.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，还包括：

连接在所述阻风门杠杆与中间杠杆之间的连杆，以便将所述阻风门杠杆的运动转换成所述中间杠杆的一些运动。

12.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述阻风门杠杆被配置成使得阻风门杠杆的第一移动度被转换中间杠杆的第二移动度，其中所述第二移动度小于第一移动度。

13.如权利要求12所述的内燃机，其特征在于，所述阻风门杠杆被配置成使阻风门杠杆的四个移动度被转换成中间杠杆的一个移动度。

14.如权利要求11中所述的内燃机，其特征在于，所述连杆在一端处被联接在一个位于所述阻风门杠杆上的连接柱上，并且所述连杆在相对端处被联接在一个位于所述中间杠杆上的穿孔中，且其中所述连接柱和穿孔中的至少一个的位置可被改变，以改变该发动机的工作特性。

15.如权利要求1中所述的内燃机，其特征在于，一个偏压构件被联接在所述阻风门杠杆与中间杠杆之间，且其中该偏压构件被配置成将所述阻风门阀保持在打开和闭合位置中的至少一个中。

16.如权利要求15所述的内燃机，其特征在于，所述偏压构件被配置成在发动机启动时使所述阻风门阀偏压到闭合位置，且其中所述偏压构件被配置成在发动机变暖后使所述阻风门阀偏压到打开位置。

17.如权利要求1中所述的内燃机，其特征在于，所述阻风门阀是一种自减压阻风门。

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