CN101225772B - 喷射式机车引擎的空气流量控制装置 - Google Patents

Abstract

一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置，包含一节流阀体，以及设于该节流阀体上的一主调节单元、一旁通单元，与一辅助调节单元。该空气流量控制装置可以在不改变该节流阀体的阀片预开角度的前提下，藉由调整该辅助调节单元之调整件于沟槽内的位置，以调节适当的空气流量流入引擎内；或是在改变阀片预开角度的前提下，藉由该旁通单元的怠速控制阀随着该阀片的预开角度，补偿相对应的空气流量送入引擎内；该空气流量控制装置藉由上述任一种设计，都能有效调节适当的空气流量流入引擎内，藉此改善引擎于怠速状态时的稳定性。

Description

喷射式机车引擎的空气流量控制装置

技术领域

本发明是有关于一种空气流量控制装置，特别是指一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置。

背景技术

参阅图1，一般用于喷射式机车引擎20的空气流量控制装置1，系用以将调节适量的外界空气导入引擎20中，并藉由阀门预开角度感知器21感知阀片13的预开角度，讯息回传至电子控制单元22，该电子控制单元22便控制喷油机构23将适量燃油喷入引擎20中，以使油气混合形成油雾状，并藉由点火机构24将油雾点燃，而供引擎20内之活塞产生往复运动以输出动力。

一般空气流量控制装置1包含一可供空气流入的节流阀体11，及一设于该节流阀体11外的怠速空气旁通阀12，该节流阀体11具有一可供外界空气进入通过的进气口111、一与引擎20相连通的出气口112，及一控制该进气口111流至出气口112的空气流量的阀片13，以调节适量的空气经由该节流阀体11导入引擎20中。

该怠速空气旁通阀12则是藉由一进气管路121与一出气管路122而与该节流阀体11相连通，使得由该节流阀体11的进气口111通过的部分空气，可经由该进气管路121、出气管路122、出气口112，而流入引擎20中，至于该怠速空气旁通阀12是用以补偿该节流阀体11导入引擎20的空气流量，使引擎20可以维持稳定的作动。

机车一般实际作动时，是分为加速与怠速两种状况，也就是俗知的加油门与不加油门。当加速时，进入引擎20之燃油量增加，同时，该节流阀体11的阀片13的预开角度亦会变大，而增加流入引擎20内的空气流量，使得燃油与空气混合成雾状，再加以爆炸燃烧产生动力，以提供机车前进之动力；当怠速时，该节流阀体11的阀片13的预开角度变小，使得通过的空气流量大幅减少，同时，该怠速空气旁通阀12可补偿固定微量的空气导入引擎20中，以使引擎20的怠速转速可以维持稳定，避免熄火。

然而，由于引擎20内的雾状油气于爆炸燃烧时，容易因为燃烧不完全而产生碳粒，长时间使用之后，积碳容易形成于该节流阀体11的内壁面，导致怠速状态时，该阀片13与该节流阀体11内壁面的间隙更为狭隘，实际通过该节流阀体11的空气流量更为减少，致使怠速时引擎20转速不稳定，甚至熄火。

此时，便可将该阀片13的预开角度增加，以供怠速时能够有更多空气流经该节流阀体11，然而，倘若该阀片13预开角度过大而超过该阀门预开角度感知器21的范围时，电子控制单元22便有可能判定为行走状态，而令喷油机构23喷射燃油，以致引擎20极不稳定，甚至有可能输出动力而产生机车暴冲的情况，形成相当高的危险性。

参阅图2、3，为避免上述情形发生，德国DE4003274号专利案揭露一种阀片13的设计，该阀片13具有一片体131、两个贯通该片体131的空气调节孔132，及两支分别插设于该二空气调节孔132的插棒133，藉此设计，倘若图1所示的节流阀体11内壁面产生积碳现象时，此时，便可移除插棒133，以供适量的空气经由空气调节孔132流入引擎20中，确保引擎20的怠速转速维持稳定。

参阅图4、5，德国DE4002135号专利案则揭露另一种阀片13的设计，该阀片13具有一片体131、一贯通该片体131的空气调节孔132，及一可转动地设置于该片体131上的遮蔽环134，该遮蔽环134具有一弧形穿孔135，当欲供给最大空气流量时，则转动该遮蔽环134，使其穿孔135与空气调节孔132完全重合，当欲减少空气流量时，则使该遮蔽环134的穿孔135与空气调节孔132部分重合，藉此方式，以使引擎20于怠速时仍有适量空气输入而能维持转速稳定。

上述两件前案所揭露的技术手段皆是直接调整该阀片13的空气调节孔132大小，而不是调整该阀片13的预开角度，所以该阀门预开角度感知器21自然不会受到影响，进而使得该引擎20于怠速状态时不会有燃油输入；但是，虽然该节流阀体11的空气流量增大，可是该怠速空气旁通阀12所供给的空气流量并不能随之调节，因此，往往会造成过多空气流量流入引擎20，超越了一般怠速时所供给的空气流量，导致引擎20内的油气比例过低，不易爆炸燃烧，该引擎20仍容易在怠速时熄火。

因此，如何维持引擎20于怠速状态时的稳定性，使其不易发生暴冲或熄火，便成为相关业者所亟欲努力研究的课题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置，可进一步调节节流阀体的空气流量，以改善引擎于怠速状态时的稳定性。

本发明的另一目的，也是在提供一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置，可进一步随着阀片预开角度的改变，而调整旁通单元的空气流量，同样可改善引擎于怠速状态时的稳定性。

于是，本发明喷射式机车引擎的空气流量控制装置，该引擎具有一引擎本体，以供油气于其内部混合爆炸而输出动力，该空气流量控制装置则包含一节流阀体，以及设于该节流阀体上的一主调节单元、一旁通单元，与一辅助调节单元。

该节流阀体具有一环壁，及一由该环壁所围绕界定且可供空气输送入该引擎本体内的流道，该主调节单元具有一可转动地径穿过该环壁的控制件，及一连接该控制件且可于该流道内转动并具有至少一贯孔的阀片，该节流阀体的环壁可被该阀片区分为一入口壁部与一出口壁部，该旁通单元具有一位于该环壁外侧且其两端分别贯通该入口壁部与出口壁部的旁通管，及一设于该旁通管上的怠速控制阀，以供该引擎本体怠速时，补偿空气流量经由该旁通管、流道，输送入该引擎本体内，该辅助调节单元具有一形成于该环壁内壁面上且跨过该阀片的沟槽，及一由该环壁外壁面向内贯穿至该沟槽内的调整件，该调整件可加以调整移动，进而改变该沟槽被调整件所遮蔽的面积，以调节该沟槽内的空气流量。

本发明另一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置，包含一节流阀体，以及设于该节流阀体上的一主调节单元与一旁通单元。

该节流阀体具有一环壁，及一由该环壁所围绕界定且可供空气输送入该引擎本体内的流道，该主调节单元具有一可转动地径穿过该环壁的控制件、一连接该控制件且可于该流道内转动并具有至少一贯孔的阀片，及一设于该环壁外壁面上的压移件，该节流阀体的环壁可被该阀片区分为一入口壁部与一出口壁部，该压移件可加以调整移动，进而压抵该控制件，以连动调整该阀片于流道内的预开角度，调节该流道内的空气流量，该旁通单元具有一位于该环壁外侧且其两端分别贯通该入口壁部与出口壁部的旁通管，及一设于该旁通管上的怠速控制阀，且该怠速控制阀可随着该阀片于流道内的不同预开角度，在该引擎本体怠速时，补偿相对应的空气流量经由该旁通管、流道，输送入该引擎本体内。

本发明的功效在于，除了藉由该阀片上的贯孔设计，以扩大空气流量之外，本发明可以再藉由该辅助调节单元的调整件可活动地遮蔽该沟槽，以进一步调节该流道的空气流量，避免过多(或过少)的空气流量流入引擎本体内，藉此改善该喷射式引擎于怠速状态时的稳定性。

另一方面，本发明也可以再藉由调整移动该压移件，以改变该控制件的压移距离，连动调整该阀片于流道内的预开角度，调节该流道内的空气流量，同时，该怠速控制阀可随着该阀片的预开角度不同，在该引擎本体怠速时，补偿相对应的空气流量经由该旁通管、流道，输送入该引擎本体内，避免过多(或过少)的空气流量流入引擎本体内，同样可改善该喷射式引擎于怠速状态时的稳定性。

附图说明

图1是一架构图，说明一般用于喷射式机车引擎的空气流量控制装置；

图2是一正视图，说明德国DE4003274号专利案所揭露的阀片；

图3是一侧视剖视图，辅助说明图2所示的阀片；

图4是一正视图，说明德国DE4002135号专利案所揭露的阀片；

图5是一侧视剖视图，辅助说明图4所示的阀片；

图6是一系统架构图，说明本发明喷射式机车引擎的空气流量控制装置的第一较佳实施例，与其它引擎构件的作动关系；

图7是一立体图，说明该第一较佳实施例的立体态样；

图8是一侧视剖视图，说明该第一较佳实施例的侧视剖视态样；

图9是一端视剖视图，说明该第一较佳实施例的端视剖视态样；

图10是一侧视剖视图，说明本发明喷射式机车引擎的空气流量控制装置的第二较佳实施例，其侧视剖视态样；

图11是一端视剖视图，说明该第二较佳实施例的端视剖视态样；及

图12是一系统架构图，说明该第二较佳实施例，与其它引擎构件的作动关系。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的两个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图6，本发明喷射式机车引擎3的空气流量控制装置4的第一较佳实施例，该引擎3具有一可供油气于其内部混合爆炸而输出动力的引擎本体31、一感知该空气流量控制装置4阀门预开角度的感知器32、一连接该感知器32的电子控制单元33、一受该电子控制单元33控制的喷油机构34，及一点燃该引擎本体31内部油气的点火机构35。

参阅图7、8、9，该空气流量控制装置4则包含一节流阀体41，以及设于该节流阀体41上的一主调节单元42、一旁通单元43，与一辅助调节单元44。

该节流阀体41具有一环壁411，及一由该环壁411所围绕界定且可供空气输送入该引擎本体31内的流道412，该环壁411具有一突设于其外壁面上且内部呈中空状的突伸部413。

该主调节单元42具有一可转动地径穿过该环壁411的控制件421、一缠绕于该控制件421上且可自动弹性复归的弹性件422，及一连接该控制件421且可于该流道412内转动并具有一贯孔424的阀片423，该节流阀体41的环壁411可被该阀片423区分为一入口壁部414与一出口壁部415。

该旁通单元43具有一位于该环壁411外侧且其两端分别贯通该入口壁部414与出口壁部415的旁通管431，及一设于该旁通管431上的怠速控制阀432，该旁通管431具有一贯通该入口壁部414的旁通引入端433，及一贯通该出口壁部415的旁通引出端434，以供该引擎本体31怠速时，补偿空气流量(如图8箭头所示)经由该旁通引入端433、旁通管431、旁通引出端434、流道412，输送入该引擎本体31内。

该辅助调节单元44具有一形成于该环壁411内壁面上且跨过该阀片423的沟槽441、一容置于该环壁411的突伸部413内且由该环壁411外壁面向内贯穿至该沟槽441内的调整件442，及一盖设于该调整件442上且位于该突伸部413内的帽盖443。

在本实施例中，该调整件442是一螺合穿伸过该环壁411的螺丝，当然该调整件442也可以使用其它相同于螺丝的等效构件，例如插销等，所以不应以本实施例的说明为限。

一并参阅图6～9，该空气流量控制装置4于实际作动时，是与现有空气流量控制装置1相同，分为加速与怠速两种状况；当加速时，该主调节单元42的控制件421会产生转动，而使该弹性件422积蓄弹性回复力，该控制件421带动该阀片423于流道412内形成较大预开角度，以增加该流道412内的空气流量，同时，该感知器32即会感知该阀片423的预开角度而将讯号送至该电子控制单元33，该电子控制单元33便控制该喷油机构34将适量的燃油射入该引擎本体31内，以使得燃油与空气于引擎本体31形成雾状再藉由点火机构35加以爆炸燃烧而产生机车之动力；当放松该主调节单元42的控制件421时，该弹性件422即释放其弹性回复力而自动复归，并且带动该控制件421弹回原本位置，此时，该阀片423就会被该控制件421连动而于该流道412内形成小幅预开角度的状态，提供微量空气流至该引擎本体31内，以使该引擎本体31呈现怠速状态。

而为了避免该引擎3于长时间使用之后，在该节流阀体41的环壁411内壁面形成积碳现象，进而使得该阀片423呈小幅预开角度时，该流道412内的空气流量被积碳所阻隔减少，本实施例一方面是藉由在该阀片423上开设有该贯孔424，以达到扩大空气流量的目的；另一方面，则可以视该流道412内的空气流量大小，螺合移动该调整件442，进而改变该沟槽441被调整件442所遮蔽的面积，以调节该沟槽441内的空气流量，使得该阀片423毋需再开设、封闭贯孔424，或是改变阀片423预开角度，即可达到调整空气流量的目的。

相较于现有空气流量控制装置1或是两件德国专利前案，本实施例可以在不改变该阀片423预开角度的前提下，有效地调节该节流阀体41的空气流量，因此，该感知器32所感应到的阀片423预开角度讯号是正常状态，不会超出怠速状态的设定范围，该电子控制单元33即不会控制该喷油机构34将燃油射入该引擎本体31内，该引擎本体31于怠速时就不易产生暴冲现象。

再者，本实施例也可以于积碳现象发生时，调整该调整件442，以改变该沟槽441被调整件442所遮蔽的面积，进一步扩大空气流量，所以可有效避免怠速时空气流量过低而导致熄火的情况。

因此，据上所述，本实施例确实可以调节适当的空气流量流入引擎本体31内，同时，该电子控制单元33也能够作出正确判断而不会于怠速状态时将燃油射入该引擎本体31内，藉此改善该喷射式引擎3于怠速状态时的稳定性，而不易产生暴冲或熄火。

除此之外，一旦积碳现象发生进而导致空气流量减少时，以往是直接进行清除积碳的动作，然而，藉由本实施例之设计，空气流量仍能适当调节而维持正常，所以能够暂时停止清除积碳，不需繁复地多次进行清除动作，可有效减少清除频率。

参阅图10、11、12，本发明喷射式机车引擎3的空气流量控制装置4的第二较佳实施例，大致类似于前述第一较佳实施例，不同之处在于：本实施例不包含图7所示的辅助调节单元44，并且该主调节单元42更具有一设于该环壁411外壁面上的压移件425，该压移件425可加以调整移动，进而压抵该控制件421，以连动调整该阀片423于流道412内的预开角度，调节该流道412内的空气流量，该旁通单元43的怠速控制阀432则可随着该阀片423于流道412内的不同预开角度，在该引擎本体31怠速时，补偿相对应的空气流量(如图10箭头所示)经由该旁通引入端433、旁通管431、旁通引出端434、流道412，输送入该引擎本体31内。

在本实施例中，该压移件425是一螺合穿设于该环壁411外壁面上的螺丝，且其底端是压抵于该控制件421上，当然该压移件425也可以使用其它相同于螺丝的等效构件，例如插销等，所以不应以本实施例的说明为限。

藉此设计，由于调整该压移件425时，会压抵该控制件421而连动调整该阀片423于流道412内的预开角度，一旦，该感知器32所感应到的阀片423预开角度讯号超出怠速状态的设定范围，此时，该电子控制单元33便会作出错误判断而将燃油射入该引擎本体31内，导致引擎本体31内之油气比例偏高；然而，本实施例的怠速控制阀432具有智能学习的功能，可随着该阀片423于流道412内的不同预开角度，在该引擎本体31怠速时，补偿相对应的空气流量经由该旁通引入端433、旁通管431、旁通引出端434、流道412，输送入该引擎本体31内，因此，能够降低引擎本体31内之油气比例。藉由上述两种手段同时作动，怠速状态时的油气比例就能够维持稳定，不易产生暴冲或熄火，确实改善该喷射式引擎3于怠速状态时的稳定性。

至于前述第一较佳实施例所述之减少积碳清除频率的功效，本实施例也因为空气流量可以适当调节而维持正常供给，所以同样能够达到暂时停止清除积碳、减少清除频率的功效。

归纳上述，本发明喷射式机车引擎3的空气流量控制装置4于怠速时，可以在不改变阀片423预开角度的前提下，利用该调整件442调整其于该沟槽441内的位置，以调节适当的空气流量流入引擎本体31内；或是在改变阀片423预开角度的前提下，藉由该怠速控制阀432随着该阀片423的预开角度，补偿相对应的空气流量经由该旁通管431、流道412，输送入该引擎本体31内；该空气流量控制装置4藉由上述任一种设计，都能避免过多(或过少)的空气流量流入引擎本体31内，藉此改善该喷射式引擎3于怠速状态时的稳定性，所以确实能够达到本发明的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆属于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置，该引擎具有一引擎本体，以供油气于其内部混合爆炸而输出动力，该空气流量控制装置则包含：

一节流阀体，具有一环壁，及一由该环壁所围绕界定且能供空气输送入该引擎本体内的流道；

一主调节单元，具有一能转动地径向穿过该环壁的控制件，及一连接该控制件且能于该流道内转动并具有至少一贯穿孔的阀片，该节流阀体的环壁能被该阀片区分为一入口壁部与一出口壁部；

一旁通单元，具有一位于该环壁外侧且其两端分别贯通该入口壁部与出口壁部的旁通管，及一设于该旁通管上的怠速控制阀，以供该引擎本体怠速时，补偿空气流量经由该旁通管、所述流道，输送入该引擎本体内；及

一辅助调节单元，具有一形成于该环壁内壁面上且跨过该阀片的沟槽，及一由该环壁外壁面向内贯穿至该沟槽内的调整件，该调整件能加以调整移动，进而改变该沟槽被调整件所遮蔽的面积，以调节该沟槽内的空气流量。

2.依据权利要求1所述的喷射式机车引擎的空气流量控制装置，其特征在于，该主调节单元更具有一缠绕于该控制件上且能自动弹性复归的弹性件。

3.依据权利要求2所述的喷射式机车引擎的空气流量控制装置，其特征在于，该节流阀体的环壁具有一设于其外壁面上且供该调整件容置其中的突伸部，该辅助调节单元更具有一盖设于该调整件上且位于该突伸部内的帽盖。

4.依据权利要求3所述的喷射式机车引擎的空气流量控制装置，其特征在于，该辅助调节单元之调整件是一螺合穿伸过该环壁的螺丝。

5.一种喷射式机车引擎的空气流量控制装置，该引擎具有一引擎本体，以供油气于其内部混合爆炸而输出动力，该空气流量控制装置则包含：

一节流阀体，具有一环壁，及一由该环壁所围绕界定且能供空气输送入该引擎本体内的流道；

一主调节单元，具有一能转动地径向穿过该环壁的控制件、一连接该控制件且能于该流道内转动并具有至少一贯穿孔的阀片，及一设于该环壁外壁面上的压移件，该节流阀体的环壁能被该阀片区分为一入口壁部与一出口壁部，该压移件能加以调整移动，进而压抵该控制件，以连动调整该阀片于流道内的预开角度，调节该流道内的空气流量；及

一旁通单元，具有一位于该环壁外侧且其两端分别贯通该入口壁部与出口壁部的旁通管，及一设于该旁通管上的怠速控制阀，且该怠速控制阀能随着该阀片于流道内的不同预开角度，在该引擎本体怠速时，补偿相对应的空气流量经由该旁通管、所述流道，输送入该引擎本体内。

6.依据权利要求5所述的喷射式机车引擎的空气流量控制装置，其特征在于，该主调节单元更具有一缠绕于该控制件上且能自动弹性复归的弹性件。

7.依据权利要求6所述的喷射式机车引擎的空气流量控制装置，其特征在于，该主调节单元的压移件是一螺合穿设于该环壁外壁面上的螺丝，且其底端是压抵于该控制件上。

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