CN101040114A - 用于将碳罐空气滤清器连接到内燃机化油器的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一套由用于将空气过滤装置(50)连接至发动机的组件组成的成套件。所述成套件包括连接器组件(58)，其具有第一个连接器末端和第二个连接器末端，以及软管(60)，该软管具有第一个弯曲和第二个弯曲以及第一个软管末端和第二个软管末端，其中，所述第一个软管末端设计成连接到所述空气过滤装置(50)的输出端，以及第二个软管末端能够连接至所述连接器组件的第一个连接器末端。所述连接器组件(58)进一步包括通往所述第二个连接器末端的直管部分，使得当相对于所述发动机装配所述连接器组件时，空气从所述直管部分导入至所述发动机。

Description

用于将碳罐空气滤清器连接到内燃机化油器的装置

技术领域

本发明涉及采用化油器和空气过滤器的内燃机，所述空气过滤器是例如那些配置在碳罐(canister)空气滤清器中用于在将空气提供给化油器之前对空气进行过滤的装置。

背景技术

内燃机通常采用化油器，化油器将空气和燃料进行混合以得到燃料空气混合物，这种燃料空气混合物进而被提供给发动器气缸进行燃烧。提供给化油器的空气必须尽可能清洁，以获得高效率的发动机工作状况，因此提供给化油器的空气通常在进入化油器之前，首先由一个或更多的空气过滤装置进行过滤。在许多这种发动机中，空气过滤装置包含在碳罐空气滤清器中，而碳罐空气滤清器安装在发动机上，并且通过各种不同的连接装置与化油器相连。

图1和3显示了现有技术中具有化油器的内燃机的典型结构，化油器通过不同的连接装置接受碳罐空气滤清器所提供的过滤空气。图1详细显示了典型的水平轴内燃机2(例如，威斯康星州科勒镇的科勒公司(KohlerCo.of Kohler，Wisconsin)生产的Command Twin水平轴发动机)，在该水平轴内燃机2的顶部安装了传统的碳罐空气滤清器4。该碳罐空气滤清器4的输出端6通过第一套连接装置12与第一个碳罐空气入口8相连。与图1相反，图3显示了典型的垂直轴内燃机10，在其上安装了碳罐空气滤清器4。在这种情况下，该碳罐空气滤清器4的输出端6通过第二套连接装置16连接到发动机10的第二个碳罐空气入口14。如图所示，水平轴内燃机2的第一个碳罐空气入口8沿着该发动机的顶面18，而垂直轴内燃机的第二个碳罐空气入口14沿着该发动机的侧面20。

此外，参见图2和4，分别以分解方式更详细地显示了第一套连接装置12和第二套连接装置16。如图2所具体显示的，第一套连接装置12包括7个组件，即，铸铝弯头22、垫圈24、铸铝连接器26、模制橡胶软管28、两个螺钉30和通气软管32。橡胶软管28模制成具有单个弯曲，并用于将弯头22连接到碳罐空气滤清器4的出口端6，而两个螺钉30用于保持弯头22的法兰34、垫圈24和连接器26被装配到第一个碳罐空气入口8。通气软管安装到沿垫圈24的外周存在的出口短管接头36上。根据发动机，能够安装碳罐空气滤清器4，使得出口端6的方位如图1所示或在发动机的相对侧。

第一套连接装置12可使空气入口8连接到碳罐空气滤清器4上，而不管其方位如何，因为弯头22能够相对于空气入口8旋转180度(并仍通过螺钉30连接到该空气入口)，而且橡胶软管28能够按照需要旋转以便将处于任何位置的弯头连接到碳罐空气滤清器上。至于图4所示的第二套连接装置16，这些装置包括铸铝弯头38、垫圈40、连接器42、橡胶软管44(同样模制成具有单个弯曲)、通气软管46和两个垫圈和O形圈(没有显示)。同样，基于弯头38相对于第二个碳罐空气入口14的旋转定位和橡胶软管44相对于弯头38的旋转定位，这些连接装置能够适应碳罐空气滤清器4相对于发动机20的两种不同方位。

虽然第一套和第二套连接装置12、16可以分别将来自碳罐空气过滤器4的过滤空气充分地传送到第一个和第二个碳罐空气入口8和14中，但是这些连接装置仍然具有一定的缺点。首先，第一套和第二套连接装置12，16中的每套连接装置所采用的零件数目相对较多，这使得这些连接装置的制造和装配非常复杂且昂贵。第二，不同连接装置之间的某些连接构成潜在的空气泄漏通道，这些通道可能使得未过滤的空气绕过碳罐空气虑清器直接进入发动机化油器，在这种情况下，是不利的。尤其是，垫圈24、40和垫圈两侧的连接装置之间的连接(例如，连接器26和42分别与弯头22和38之间)可能使空气泄漏。

进一步，由于它们具有大数量的部件，很难以一种持续稳定的方式将连接装置相互组装并装配到碳罐空气入口8、14上，这种持续稳定的方式能够确保持续稳定的空气流进入化油器，进而确保发动机持续稳定的工作性能，在这种情况下，第一套和第二套连接装置12，16是不利的。结果，在安装期间，通常需要做出巨大的努力，以便相对化油器空气入口8，14完全对准和校准连接装置，这样产生所需要的空气流。实际上，在某些具体实施例中，必须将专门的特征加工到连接装置中以方便它们的校准，从而保证所需的空气流。

进一步，当在装配和配置连接装置的过程中修改这些装置，以适应上述碳罐空气滤清器4的不同方位时，与这些连接装置的正确装配和校准相关的难度加剧。弯头的22，38的重新定位尤其影响连接装置的校准，以致消极地影响进入发动机化油器的所希望的空气流型态。

因此，如果能够设计出用于连接碳罐空气滤清器(或其他空气过滤装置)的输出端和化油器的空气入口的新的连接装置，将是有利的。如果这种新的连接装置所具有比上述装置少的部件，以致减少加工和安装成本和难度，并且降低或消除不希望有的潜在的空气泄漏路径，将尤其有利。进一步地，如果这种新的连接装置继续有可能将化油器连接到具有多个(至少两个)方位的碳罐空气滤清器(或其他空气过滤装置)中，将是有利的。另外，如果设计出这种新的连接装置以致提供进入化油器的所希望的空气流型态，而在安装期间无需巨大的校准努力或无需专门的校准特征，将是有利的。

发明内容

当前的发明者已经认识到，能够通过使用经配置直接连接到化油器空气入口的单个连接器部件，以及用于将连接器部件连接到碳罐空气滤清器的具有两个弯曲的单个橡胶软管，以比上述所讨论的现有技术具体实施例简单得多的方式，将碳罐(canister)空气滤清器(或其他空气过滤装置)连接到发动机化油器中。根据连接器部件是否是针对水平轴发动机和垂直轴发动机而使用，精密的连接器部件有所变化。对于水平轴发动机，连接器部件仅包括单个通常为直线的管状部分，而对于垂直轴发动机，连接器部件仅包括单个90度的管状弯头。在每一种情况下，连接器部件紧邻化油器部件安装的那部分包括相对长的直管部分。

在每种情况下，将碳罐空气滤清器和发动机化油器连接的所需部件数目是少的，这样降低了制造和安装成本，以及减轻了空气泄漏的可能性。进一步，在每种情况下，当碳罐空气滤清器处于两种方位中的任何一种时，通过使用合适的单个橡胶软管，能够利用连接器将其各自的化油器空气入口连接到碳罐空气滤清器中，而无需调整连接器相对于化油器空气入口的位置。因为连接器不需要相对于化油器空气入口进行移动，以适应碳罐空气滤清器的定位变化，并且因为每个连接器包括紧邻化油器空气入口的相对长的直管部分，所以能够将所希望的空气流型态持续稳定地提供到化油器中，而无需花费巨大努力来校准或对准连接装置与化油器空气入口，并且无需在连接器部件上加工出其它专门的校准特征。

尤其是，本发明涉及一套由用于将空气过滤装置连接到发动机的组件组成的成套件。该成套件包括具有第一个和第二个连接器末端的连接器组件，以及具有第一个和第二个弯曲和第一个和第二个软管末端的软管，其中，第一个软管末端配置成连接到空气过滤装置的输出端，而第二个软管末端能够连接到连接器组件的第一个连接器末端。连接器组件进一步包括通往第二个连接器末端的直管部分，使得当相对于发动机装配连接器组件时，空气直接从直管部分导入至发动机。

本发明进一步涉及内燃机，该内燃机包括空气过滤装置、化油器以及一套用于将空气过滤装置的输出端连接到化油器的空气入口的连接装置。这套连接装置包括软管和连接器组件，其中，连接器直接连接到空气入口，而软管直接连接在输出端和连接器组件之间。

附图说明

图1是典型的水平轴内燃机的透视图，其上安装有碳罐空气滤清器，其中，发动机的化油器和空气滤清器通过第一套现有技术连接装置相互连接；

图2是图1的第一套连接装置的透视分解图；

图3是典型的垂直轴内燃机的透视图，其上安装有碳罐空气滤清器，其中，发动机的化油器和空气滤清器通过第二套现有技术连接装置相互连接；

图4是图3的第二套连接装置的透视分解图；

图5是以切去一部分的方式显示的典型水平轴内燃机的透视图，其上安装有碳罐空气滤清器，其中，发动机化油器和空气滤清器通过根据本发明一个具体实施例的第一套连接装置相互连接；

图6是图5的第一套连接装置的透视分解图；

图7是图5-6第一套连接装置的连接器组件的透视图；

图8-13是图7连接器组件的各个表面的正视图；

图14是沿图9的14-14剖面线截取的连接器组件的横断面视图；

图15是以切去一部分的方式显示的典型的垂直轴内燃机的透视图，在其上安装有碳罐空气滤清器，其中，发动机化油器和空气滤清器通过根据本发明另一个具体实施例的第二套连接装置相互连接；

图16是图15的第二套连接装置的透视分解图；

图17是图15-16的第二套连接装置的连接器组件的透视图；

图18-23是图17的连接器组件各个表面的正视图；以及

图24是沿图19的24-24剖面线截取的连接器组件的横断面视图。

具体实施方式

参见图5，碳罐空气滤清器50显示为安装在典型的水平轴内燃机52上(以切去一部分的方式显示)，例如水平轴内燃机可能为如上述根据图1讨论的科勒公司所生产的Command Twin发动机。空气滤清器50的空气输出端54通过第一套连接装置56连接到发动机52的化油器空气入口(没有显示)。

如在图6中更清楚地所示，第一套连接装置56包括第一个连接器组件58和第一个橡胶软管60。橡胶软管60可以由任何一种橡胶类型或弹性或柔性材料制成，并且，如图所示，模制成具有第一个弯曲62和第二个弯曲64。在某些具体实施例中，软管60的内直径为2″。软管60的第一个末端66安装到空气滤清器50的空气输出端54，而软管的第二个末端68配置成安装到连接器组件58的椭圆形末端70上。

更确切地，连接器组件58的椭圆形末端70包括凸缘84和法兰86。除了简单地凭借张力(由于强制采用椭圆形)相对于椭圆形末端70固定橡胶软管60的第二个末端68以外，还可以凭借凸缘84相对于橡胶软管60所产生的附加压力，相对于椭圆形末端固定橡胶软管60的第二个末端68。第二个末端68与凸缘84的相互作用不仅用来固定橡胶软管60以防止软管从椭圆形末端70处脱落(例如，当其它夹钳放置在软管上时)，而且也用来防止空气泄漏。至于法兰86，当橡胶软管60的第二个末端68放置在椭圆形末端70上时，该法兰用作橡胶软管60的第二个末端68的前挡块。另外，各个凸缘84和法兰86用作有助于保持椭圆形末端70的椭圆形状的加强肋。

如图6-14所示的连接器组件58通常是从椭圆形末端70延伸至相对端72的直管部分，法兰74位于相对端72处，设计成与发动机化油器空气入口连接。法兰74包括两个螺钉孔76，穿过这两个螺钉孔可安装两个螺钉78(见图5)，通过这两个螺钉78，法兰74能够安装到化油器空气入口上。根据具体实施方式，法兰74能够直接连接化油器空气入口，或通过放置在两者之间的垫圈(没有显示)连接化油器空气入口。由于螺钉孔76没有被椭圆形末端70的任何部分所覆盖(最好如图9所示)，所以椭圆形末端70的椭圆形状便利于通过螺钉78将法兰74安装到化油器空气入口处。

连接器组件58进一步包括短管接头80，通气软管82可固定到该短管接头80上。短管接头80包括凸缘88，凸缘88以与凸缘84保持橡胶软管60相同的方式保持通气软管82，这样进一步阻止不希望有的材料(例如，污物)进入连接器组件58，然后进入化油器。连接器组件58可由不同的材料制成，在一个具体实施例中，连接器组件58由填充玻璃的聚丙烯所构制，鉴于连接器组件不可能经受到极高温度的事实，以及鉴于其相对高的硬度和相对低的成本，填充玻璃的聚丙烯是令人满意的。

根据碳罐空气滤清器50相对于发动机52的方位，使用不同的橡胶软管60。具体地，当碳罐空气滤清器50的方位如图5所示时，使用图5-6所示的软管60；然而，当碳罐空气滤清器50的方位与图5所示的相反时(例如，通过将空气滤清器旋转180度)，使用具有图5-6所示软管的镜像形状的软管。

通过根据空气滤清器50的方位，使用合适的软管，空气滤清器能够与连接器组件58连接，进而连接到化油器空气入口，而连接器组件无需相对于化油器空气入口进行任何附加的调整、旋转或其他移动。因此，第一套连接装置56相对于碳罐空气滤清器50和发动机化油器的装配方式是高度标准化的。进一步地，在不影响连接器组件的任何校准或定位的情况下，调整碳罐空气滤清器的方位是可能的，这种校准和定位可能消极或以其它方式影响进入化油器的空气流型态。

另外，由于第一套连接装置56仅包括连接器组件58和橡胶软管60(以及还有通气软管82和螺钉78)，第一套连接装置具有最小数量的部件，因此相对于参见图1-2所讨论的现有技术的一套连接装置，相对便宜而且制造和安装简单。进一步，由于部件数目的最小化，未过滤空气(如果有的话)能够在不经过碳罐空气滤清器50过滤的情况下而传送到化油器空气入口的机会相对很小。

详细参见图14，更显然地，连接器组件58的内部横截面形成管90。虽然管90可从在椭圆形末端70处具有椭圆横截面，变化到在法兰74处具有圆形横截面，然而该管沿着其中心轴92是一个直通道，而且比较长(例如，至少两英寸长)。

由于该管直且比较长，以及(如上述所讨论的)连接器组件58设计成仅仅以一种标准方式安装到化油器空气入口的事实，从连接器组件进入化油器空气入口的空气流以所希望的持续稳定、直线方式行进。也就是，在许多种情况下，重要的校准操作，或者沿着管90的内部或与化油器空气入口连接的法兰74加工出任何重要的专门特征，对于获得所希望的进入化油器空气入口的空气流都是不必要的。进一步地，在某些情况下，需要相对于化油器(或化油器的)空气入口对连接器组件58进行一些校准，就此而言，即使后期替换碳罐空气滤清器或改变其配置，也只需要进行一次这种校准。

借助于图15，显示了本发明结合垂直轴内燃机94(不是水平轴内燃机)实施的替换典型实施例。如图更详细所示，本实施例中的空气滤清器50的空气输出端54通过第二套连接装置96连接到垂直轴内燃机94的化油器空气入口(未显示)。

进一步参见16，第二套连接装置96包括第二个连接器组件98和第二个橡胶软管100。橡胶软管100能够使用任意橡胶类型或弹性或所谓柔性的材料，并且如图所示，橡胶软管100模制成具有第一个弯曲102和第二个弯曲104。软管100的第一个末端106安装到空气滤清器50的空气输出端54上，而软管的第二个末端108配置成安装到连接器组件98的圆形末端110上，在本具体实施例中圆形末端的外径为50.8mm(虽然不是必要)。

更详细地，连接器组件98的圆形末端110包括第一个耳状物124和第二个耳状物126(见图19)。通过张力(由于被施加在末端110上)相对于圆形末端110固定橡胶软管60的第二个末端108，这可用来防止空气泄漏，并且用来防止软管从末端110处脱落(例如，当固定夹钳时)。当橡胶软管100的第二个末端108放置在圆形末端110上时，耳状物124、126用作橡胶软管100的第二个末端108的前挡块。

如图16-24所示的连接器组件98通常是90度的肘形管(或简单的“肘形管”)。更详细地，连接器组件98具有第一个管状部分111和第二个管状部分113，这两个管状部分通过接头114(例如，见图24)相互连接。第一个管状部分111从圆形末端110延伸至接头114，而第二个管状部分113从接头114延伸到相对端112，相对端112设计用来连接发动机的化油器空气入口。虽然第一个管状部分111和第二个管状部分113各自的中心轴都能够以不同的方式来确定方位(例如，根据设计碳罐空气滤清器如何安装到发动机上，以及橡胶软管100如何配置)，但是在本具体实施例中，第一个管状部分111和第二个管状部分113具有基本上相互垂直的各自的中心轴。

沿着第二个管状部分113的第一个侧面115和第二个侧面117的是螺钉槽116，通过螺钉槽116能够放置2个螺钉118(见图15)，通过这2个螺钉，相对端112能够连接在化油器空气入口处。根据具体实施例，相对端112直接连接到化油器空气入口，或利用放置在两者之间的垫圈(未显示)连接化油器的空气入口。

连接器组件98进一步包括通气口120，其可安装通气软管122。在可替代具体实施例中，诸如参见图6-14所讨论的短管接头能够代替通气口120使用。连接器组件98可用各种材料制成，在一个具体实施例中，连接器组件98由铸铝制成，考虑到由于这个连接器组件可能放置在消音器上，因而可能经受到非常高的温度，所以连接器组件98由铸铝制成是合适的。在可替代的具体实施例中，可采用能够耐高温的塑性材料。

根据化油器空气滤清器50相对于发动机94的方位，使用不同的橡胶软管100。具体地，当碳罐空气滤清器50的方位如图15所示时，使用如图15所示的软管100；然而当碳罐空气滤清器50的方位与如图15所示的方位相反时(例如，通过将空气滤清器旋转180度)，将使用具有如图16所示形状的软管(即，形状是图15所示形状的镜像)。

通过根据空气滤清器50的方位使用合适的软管，空气滤清器能够连接至连接器组件98，由此连接到化油器空气入口，而连接器组件无需相对于化油器空气入口进行任何附加调整、旋转或其它移动。因此，第二组连接装置96相对于碳罐空气滤清器50和发动机化油器的装配方式是高度标准化的。进一步地，在不影响连接器组件的任何校准或定位的情况下，调整碳罐空气滤清器的方位是可能的，这种校准或定位可能消极或以其它方式影响进入化油器的空气流型态。

另外，因为第二套连接装置96仅包括连接器组件98和橡胶软管100(以及还有通气软管122和螺钉118)，第二套连接装置具有最小数量的部件，结果相对于参见图3-4所讨论的现有技术的连接装置，第二套连接装置相对便宜而且制造和安装简单。进一步地，由于部件数目的最少化，未过滤的(如果有的话)能够在不经过碳罐空气滤清器50过滤的情况下而传送到化油器空气入口的机会相对很小。

如上所述，管状部分113是比较直的管状部分，而且长度比较长(例如，两英寸或更长)。由于管状部分113直且比较长，以及(如上述所讨论的)连接器组件98设计成仅仅以一种标准方式安装到化油器空气入口的事实，从连接器组件进入化油器空气入口的空气流以所希望的持续稳定、直线方式行进。也就是，在许多种情况下，重要的校准操作，或者沿着管状部分113与化油器空气入口连接的内部加工出任何重要的专门特征，对于获得所希望的进入化油器空气入口的空气流都是不必要的。进一步地，在某些情况下，需要相对于化油器(或化油器的)空气入口对连接器组件98进行一些校准，就此而言，即使后期替换碳罐空气滤清器或改变其配置，也只需要进行一次这种校准。

上述说明书说明和描述了本发明的优选具体实施例，应当认识到本发明不局限于本文所公开的明确结构。本发明能够以其它特定方式体现，而不偏离其宗旨和本质特征。例如，本发明的连接装置能够潜在地为了连接发动机化油器和其它空气过滤装置而不仅仅如图所示的碳罐空气滤清器的目的而使用。另外，根据具体实施例，某些特征可不同于如图所示的特征。例如，在一些具体实施例中，椭圆形末端70可用圆形末端代替。相应地，在指出本发明的范围时，应当参见所附权利要求，而不是上文的说明书。

Claims (7)

1.一套用于将空气过滤装置连接至发动机的组件的成套件，所述成套件包括：

连接器组件，其具有第一个连接器末端和第二个连接器末端；以及

软管，其具有第一个弯曲和第二个弯曲以及第一个软管末端和第二个软管末端，其中所述第一个软管末端配置成用于连接所述空气过滤装置的输出端，以及所述第二个软管末端可连接至所述连接器组件的第一个连接器末端；

其中，所述连接器组件进一步包括通往所述第二个连接器的直管部分，使得当所述连接器组件相对于所述发动机进行装配时，空气从所述直管部分导入至所述发动机。

2.如权利要求1所述的成套件，其中所述直管部分从所述连接器组件的第一个末端延伸到第二个末端。

3.如权利要求2所述的成套件，其中所述发动机为水平轴内燃机。

4.如权利要求1所述的成套件，其中所述直管部分从90度接头延伸至所述第二个末端，和所述连接器组件。

5.如权利要求4所述的成套件，其中所述发动机为垂直轴内燃机。

6.如权利要求1所述的成套件，其中所述连接器组件包括至少一个延伸段，用来便利于将所述软管和附加通气软管中的至少一个连接至所述连接器组件。

7.一种内燃机，包括：

空气过滤装置；

化油器；以及

一套连接装置，其用于将所述空气过滤装置的输出端连接至所述化油器的空气入口，所述一套连接装置包括：

软管；以及

连接器组件，

其中所述连接器与所述空气入口直接连接，并且所述软管直接连接在所述输出端和所述连接器组件之间。

Images