CN104912694B

CN104912694B - 具有低流速流体通道的化油器

Info

Publication number: CN104912694B
Application number: CN201510175393.4A
Authority: CN
Inventors: M·P·伯恩斯
Original assignee: WOLBURO ENGINE USE CO Ltd
Current assignee: WOLBURO ENGINE USE CO Ltd
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2019-03-15
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: US20150247476A1; US9599066B2; CN104912694A

Abstract

本发明涉及具有低流速流体通道的化油器，其中化油器包括本体，本体具有主腔，用于发动机的燃料和空气混合物通过所述主腔从所述化油器排放以用于由发动机使用；灌注通道，与所述主腔相连通；将流体移入所述灌注通道的泵；以及节流器，其接纳于所述灌注通道的至少一部分内以用来减小所述灌注通道的最小有效流通面积。节流器具有至少部分地接纳在所述灌注通道内的本体，从而使得流体绕节流器和在限定所述灌注通道的结构与节流器之间流动。

Description

具有低流速流体通道的化油器

共同待决申请的引用

本申请要求于2014年2月28日提交的美国临时专利申请序列号61/945,847的权益，其全部内容合并入本文以供参考。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于向发动机提供燃料和空气混合物的化油器。

背景技术

化油器是一种能够用于将燃料与空气相混合以提供给动力燃烧发动机的装置。化油器可能包括一种燃料计量系统，其有助于控制向流动通过化油器的空气所供应的燃料的量，以提供从化油器递送出的具有所期望的燃料与空气比率的燃料和空气混合物。化油器中的至少确定的流体通道的尺寸可以是有限的，至少以该方式能经济地制造它们。例如，精确且经济地在一种金属的化油器本体中形成一种小直径通道可能是困难的。

发明内容

化油器包括具有主腔/主膛(main bore)的本体，用于由发动机使用的燃料和空气混合物通过主腔而从化油器释放；灌注通道(priming)，与所述主腔相连通；泵，其将流体移动进入灌注通道；和限流器/节流器(flow restrictor)，其被接纳于所述灌注通道的至少一部分内用来减小所述灌注通道的最小有效流通面积(flow area)。节流器具有至少部分地接纳在所述灌注通道内的本体，从而使得流体流动绕过节流器以及在限定所述灌注通道与所述节流器的结构之间。

在至少某些实施方式中，节流器限定了对在灌注通道中的流量的最大限制/最大的节流，节流器具有至少为4的长度厚度比，且可具有至少为2的长度周长比。同样在至少某些实施方式中，节流器可由丝线所限定。在至少某些实施方式中，灌注通道具有至少0.4mm的直径，以及在节流器和灌注通道之间的总流通面积小于0.12mm²，且可能小于0.08mm²。灌注通道可具有减小直径的区段，且节流器可延伸完全通过所述减小直径区段。化油器可包括与灌注通道相交的至少一个通道，且其提供通往所述节流器的末端的通路，从而使得节流器的末端可能是变形的以抑制/阻碍所述节流器的非故意的移除。同样，与灌注通道相交的通道可能是主腔，并且节流器的一部分可能延伸到主腔内。

化油器可能包括本体，本体具有主腔，空气流动通过其中，并且燃料被允许进入其中来向发动机提供燃料和空气混合物；流体流过的通道；和节流器，其被设置通过至少一部分的通道中来减小所述通道的最小有效流通面积，节流器包含了至少部分地接纳在所述通道内的本体从而使得流体流动绕过节流器和在限定所述灌注通道与所述节流器的本体的部分之间，灌注通道具有至少0.4mm的直径，以及在节流器和灌注通道之间的总流通面积小于0.12mm²。空气和/或燃料可流动通过所述通道。通道可能被替代或者也限定了化油器的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴向主腔内打开以用于提供燃料到主腔内。并且节流器可能由延伸到通道的丝线所限定。

预想到的是，在前述段落中，在权利要求中和/或在如下说明书和附图中所陈述的多种特征可被视为独立地或彼此任意组合。例如，与一个实施例相关联而披露的特征可适用于所有实施例，除了那些其中存在着不相容特征的实施例。

附图说明

将参考附图而陈述某些实施例的下列详细描述和最优模式，附图中：

图1是包括清洗/灌注组件的隔膜型化油器的侧视图；

图2是图1的化油器的截面图；

图3是化油器的放大截取视图，显示了清洗和灌注组件包括化油器的内部灌注通道和清洗通道；

图4是化油器的透视图，其具有在远处定位的清洗灌注泵；

图5是清洗灌注泵体的底部透视图；

图6是移除了致动球的清洗灌注泵体的顶部透视图；

图7是化油器本体和节流器的分解截面图；

图8是图7的节流器本体的装配截面图，示出了节流器安装到本体的通道的一部分中；

图9是化油器本体的一部分的局部截面图，示出了节流器在灌注通道的一部分中；

图10是化油器本体的截面图，示出了节流器在化油器的燃料喷嘴中；以及

图11是节流器的侧视图。

具体实施方式

更具体地参看附图，图1-3显示了一种化油器10，其提供燃料和空气混合物到发动机以支持发动机的运行。化油器10具有主体12(通常地为铸造金属)，其中有主腔14，空气流过其中，从空气净化器到发动机进气口。化油器10还具有燃料回路，燃料穿过其中被提供到主腔14内并且与空气气流相组合以形成燃料和空气混合物。燃料回路包括了燃料泵组件16和燃料计量组件18。燃料计量组件18包括隔膜20(附图2)，其控制着燃料被递送到主腔14内的速率与计量隔膜20的压力差相一致/匹配。燃料泵组件16包括隔膜22，其被驱动以从燃料源获取燃料并且排放燃料到燃料计量组件18。为便利起动所述发动机，燃料回路也可具有清洗和灌注回路24，通过其则陈腐/旧的燃料以及蒸汽可被从化油器10中移除，同时新燃料在起动发动机之前被抽吸/汲取到化油器内。与此同时，被计量的燃料量可被排放或变得可以用于主腔中以简化发动机的起动和/或初始预热/暖机。

如附图2和3所示，燃料泵组件16可包括燃料泵体28，其限定了燃料泵组件的一部分，包括燃料泵组件的燃料流动路径，并且截留所述燃料泵隔膜22抵紧所述化油器主体12。所述燃料计量组件18可包括燃料计量本体40，其截留了燃料计量隔膜20抵紧所述化油器主体12，而且与燃料计量隔膜20一起，限定了参考腔室42，参考腔室42可以处于大气压力，这是由于在本体40中所形成的排气口44。燃料计量腔室45被限定在燃料计量隔膜的与参考腔室相对着的侧面上，并且燃料在化油器10和发动机正常运行的状态下，从所述燃料计量腔室45被提供到主腔14。燃料泵组件16和燃料计量组件18的一般构造和功能在现有技术中是已知的，且将不作进一步描述。

清洗和灌注回路24被显示在附图2和3中。回路24包括了清洗/灌注球46和燃料通道，阀门以及用来控制燃料在回路中流动的节流器。球46的周围边缘由保持器48而被截留抵紧所述燃料泵体28，所述保持器48可由一个或更多的螺纹件50而连接到燃料泵体28上，也可使燃料泵体28联接至主体12。清洗/灌注腔室52被限定在球46的内部和燃料泵体28之间。当球46被驱动(例如，被压下或压缩)时腔室52中的压力增加，以从腔室52排放流体；并且当球46从其被压下的状态恢复到其正常状态时腔体52中的压力下降，以抽吸/汲取流体进入腔体52内。双向阀54控制了允许流体进入所述清洗/灌注腔体52以及将流体从中排放出去。在一种形式中，阀54可能是蘑菇形阀，其具有杆56，流体通过其可从球状腔室52中被排放出来，并且进入到通向燃料箱的清洗通道58(图3)内，但其被关闭以避免流体通过清洗通道58进入球状腔室52。阀54也可具有挠性/柔性头60，其周缘被在腔体52中的降低的压力所移位，这是当球46恢复到其未压缩或正常状态以允许流体流动通过入口通道62进入腔体52时，由球46的膨胀所造成的。当球46被压下以关闭入口通道62并且避免流体从腔体52通过入口通道62排放出来时，头60被挤压抵紧所述泵体28。这样，流体可能通过化油器10而被抽取进入腔室52，并且然后从腔室52被排放到清洗通道58中以清洗化油器10中旧的燃料和/或蒸汽。这样的泵送动作也可能抽取了新的燃料进入化油器燃料通道来便利于/促成发动机的起动和初始运行。

除了所述清洗通道58之外，流体通过其被发送到燃料箱，清洗和灌注回路24也可能包括灌注通道64(如附图2和3中所示)。所述灌注通道64与球状腔室52和化油器10的主腔14相连通以当液体燃料存在于腔室52中且球46被挤压时向主腔内提供燃料的灌充/填充。在如图2所示的例子中，更详细地，灌注通道64可能具有一种位于阀54的头60外侧的第一端66，从而使得通过灌注通道64的流动不受阀54的控制。所述灌注通道64可能延伸通过燃料泵体28，通过燃料泵隔膜22，通过位于燃料泵隔膜22和泵体28之间的垫片68，并且进入主体12内，其中，其第二端70(图3)要么直接地终止于主腔14内、要么终止于通向主腔14的一个通道或腔室中。灌注通道64可提供燃料到主腔14、在沿所述主腔的长度方向的任何位置处。在主腔14包括了有所减小直径的颈部或文丘里管部分的情况下，灌注通道64可提供燃料到文丘里管下游，尽管到文丘里管上游也是可行的。同样的，灌注通道64可提供燃料到化油器10的节流阀72的下游，尽管到节流阀72的上游，或者在节流阀中的相同区域中也是可能的。

灌注通道64可能与清洗通道58分离开而并不与清洗通道58相连通，尽管灌注通道64可以是清洗通道58的分支而不直接开口到球状腔室52内。如果需要，在灌注通道64中可能提供止回阀74，以防止流体通过灌注通道64被抽吸入所述腔室52。这样，止回阀74可确保流体仅从灌注通道64流入主腔14内、而不从主腔14流出而进入到灌注通道64内。

重复驱动(例如，下压)球46将从化油器10中清洗旧的流体，并且向化油器灌注新的液体燃料。一部分新的液体燃料可能从球状腔室52中排放，通过灌注通道64，并且进入一个或更多贮存通道和/或进入化油器10的主腔14以在起动所述发动机之前提供燃料的灌充/填充，以便利于/促成起动所述发动机。

在用于小型发动机的化油器中，仅需要非常少量的燃料来促成发动机的起动和初始运行。如果太多燃料被从灌注通道64提供，则发动机可能变得“满溢”，其基本含义是提供了太过丰裕/富余的燃料和空气混合物给发动机，且发动机无法容易地被起动。在被设计用于25cc到35cc之间的发动机的化油器的至少某些实施例中，已发现燃料的灌注体积在大约0.4ml到0.85ml之间是合适的，尽管那些体积对不同化油器和/或用于不同发动机可能是不同的，且本文所公开的技术革新可被用于许多更大型的发动机。这些燃料体积可能被馈送/输送到贮存通道或化油器内的与主腔14相连通的内部体积中，和/或在灌注过程期间至少某些燃料可能被排放进入主腔内。

在化油器内形成一个足够小的燃料通道、或者甚至在化油器内安装一种单独的喷嘴或喷口，以防止过多燃料流在灌注过程期间流入而不借助于昂贵的处理技术如激光成型或蚀刻，是很困难的。在一些实施例中，化油器本体12由铸造铝(或其它金属)成型，并且能在批量生产中形成的最小实际孔/通道为大约0.46mm直径。而稍微略小一些的孔/通道可以在金属体上钻出，这在批量生产中可靠地进行是困难的。甚至一个如0.46mm直径般小的孔/通道也允许比所需燃料流率更高的燃料流率用于对这样的化油器进行清洗和灌注。因此，更小的孔/通道已通过激光成型或酸蚀刻以更高费用而制造出来。一个普通合适的孔尺寸为大约0.1mm直径，其提供的流率在Solex流量计上为大约480到495(具有0.27mm喷射)，其可以折合为在20kpa的气压的情况下大约4.5到7升/小时的空气流率。因此，在至少一些化油器的实施例中，需要非常小直径的开口。

如图2中所示，为了控制流动通过所述灌注通道64的燃料的流率，一种节流器/流量限制器(flow restrictor)80可被设置在灌注通道64中。代替具有小开口的喷口或喷嘴限定所述节流/流量限制，节流器可能是一种实心体，燃料必须绕过其流动。安装了节流器，通过通道的最小有效流通面积是通道的横截面积减去节流器的横截面积。通过减小通过灌注通道64的燃料流率，仅所期望的燃料流率对于主腔用于起动和起始发动机运行将是有效的/可用的。同时，从球状腔52排放的大部分流体将被通过相比于节流具有更大直径或流通面积的清洗通道58而输送到燃料箱中，且仅所期望的燃料量将从灌注通道64流入主腔14内。

节流器使得更大直径的开口/通道64能够被使用，其能够容易地在化油器的生产运行中被加工。例如，通道可具有0.46mm或更大的直径，此时节流器将通道的有效流通面积减小到所期望的水平，并且通道可以具有介于0.05与0.4mm之间的直径，并且在一些应用中，在0.05与0.2mm之间。在一个实验装置中，一种具有0.41mm直径的节流器的0.46mm直径的孔提供了485的Solex空气流，并且在20kpa气压下的空气流率是6.8升每小时。在另一个试验装置中，一种具有1.03mm直径的节流器的1.05mm直径的孔提供了在20kpa气压下的空气流率4.5升每小时。在至少一些实施例中，灌注通道为至少为0.4mm直径，并且在节流器和灌注通道之间总的流通面积少于0.12mm²，以及在至少一些实例中可能少于0.08mm²，诸如在0.002mm²与0.08mm²之间。

如图2，7-9和11中所示，节流器80可能是细长的构件，例如，一种细的，实体线，其被插入到灌注通道64内，并可能延伸穿过通道的整个或大部分轴向长度。节流器可能是圆柱的或任何其它所期望的形状，且其可能是直的，弯的或弯曲的，波浪的，螺旋的或任何其它期望的形式。在至少一些实施例中，灌注通道64可能包括一种减小直径的部分82，并且节流器被设计成容纳于、且在很多实例中完全通过所述通道64的减小直径的部分。因此，对通过通道64的流体流动的最大的节制发生在节流器80所在的区域中，以及在节流器80和限定所述通道64的壁之间，是比由其中没有节流器的通道所提供的流通面积更小的流通面积(即使在减小直径部分的区域中)。如图11所示，节流器80可能具有比其最大径向尺寸(r)更大的轴向长度(l)(其中，当节流器在横截面上是环状的，其最大径向尺寸等于其直径)。在不同的条件下，节流器80具有比其宽度或厚度更大的长度(l)。至少在一些实例中，节流器80的长度(l)与其最大径向尺寸(r)(或宽度/厚度)之间的比例大于4，且节流器80的长度(l)与其周长的比例可以大于2。

为了牢固固定所述节流器80在化油器10中，节流器80的一个或两个端可能是变形的，诸如通过被弯曲或折边以防止该端非故意地从通道64中穿过或移除。节流器80可能是由适合用于在有燃料流过的化油器中使用的任何材料所制成，这些材料诸如多种金属(例如，不锈钢、铜、黄铜)，塑料或合成材料。节流器80可能在横截面上是环状的或具有任何其它所期望的形状以当其被插入孔或通道中时提供所期望的节流。

在灌注过程期间所提供的灌注燃料的量是球46被驱动/促动的次数、以及与利用球在通道中移动所述流体通过的体积相比所述球的体积的函数。尽管不是在每个实施例中所需要的，其中具有节流器80的通道64的有效流率可能少于通过化油器的生产运行中所加工的通道的最小流率。用于化油器的常规喷口或喷嘴是被钻孔或加工的零件，其具有至少0.3mm的流通面积或开口尺寸。因此，利用在此处所描述的节流器能够经济地达到更小得多的节流。当然，利用相同尺寸的通道64能够通过替代不同尺寸的节流器80来实现不同的流率。

除了如图2和3所示的灌注通道64之外，节流器80可能被定位在化油器10中的其它位置，且被用于不同类型的化油器。图4显示了一种具有远程定位的清洗/灌注泵的化油器，其中远程定位含义是清洗/灌注球46并非直接被化油器本体所承载，而是替代地由一个或更多的流体管道或导管联接到该处。

如图4中所示，一种被化油器所承载的软管接头/软管适配件86可接收在本实施例中限定所述灌注通道62一部分的软管88的一端。除了软管88，一种软管90输送来自化油器10的清洗流到清洗和灌注球46，且一种软管92输送来自清洗/灌注球46的清洗流到燃料箱。如图4和5中所示，球可能由基座94所承载，基座94具有适配件95，96，97以及通过所述基座94对于每个软管88，90，92的相关联通道，限定了用于多种流体流进和流出所述球形腔52的通道的部分。图6示出了灌注通道的入口端66′和阀54′的头60′。如图所示，化油器10′是一种旋转节流阀化油器，具有围绕着垂直于主腔14′的轴线98而旋转的圆柱形节流阀72′，以改变孔通过节流阀与主腔的对齐/对准，如现有技术中已知的那样。当然，化油器10′可能是与前述化油器10同样的类型。在该例子中，节流器80′可能在软管接头86的下游被插入灌注通道64′内。

图7和8显示了化油器本体100，其具有通向主腔104并与之相交的灌注通道102，且具有承载于其中的节流器106，如在本实施例中所示延伸贯穿过。节流器106的一端可能经由主腔104而进入并且可能向外延伸进入主腔104内。节流器106的另一端可能经由钻出的或相交的通道108而进入，并且向外延伸而进入交叉钻出的或相交的通道108，通道108随后可能被紧塞。节流器106的一部分，诸如一端或两端，可能是变形的(例如弯曲)以维持所述节流器在灌注通道102内并且避免从通道非有意的移除所述节流器。

图9显示了一个灌注通道102的不同部分，其如图7和8中所示在所述灌注通道102的部分的上游。如图9中所示的灌注通道102的部分是在内部贮存器(例如，腔或通道)的上游，灌注的燃料在被排放到主腔内之前被提供到内部贮存器中，并且如图7和8中所示的通道102的部分是在所述内部贮存器的下游。因此，在灌注通道102中的最大节流可能如所期望的那样，被设置于不同位置或在多个位置处。通道102的此部分包括或通向腔110，腔110中接收了用于清洗和灌注泵的软管接头(如同图4的实施例中的软管接头86)；以及在腔110下游的减小直径的部分112。节流器106可能被插入穿过所述腔110并且进入减小直径的部分112内以在如图7和8中所示的上游的灌注通道102的部分中提供受约束的燃料流率，并且也可在装配所述化油器期间从化油器本体100的外部进入。在装配时，节流器106的与软管接头腔110邻近的一端可能变形以避免该端进入减小直径部分112，且节流器106可能具有一定长度从而使得其变形的一端将在腔110中接合所述软管接头，而节流器的相反端仍然位于另一侧上或至少在减小直径部分112内。这样，节流器106在直径减小部分112内的位置被维持，而没有使得节流器的两端都变形。

当或多或少松弛地插入通道内时，节流器80，80′，106可能相对于通道而移动。这可能改变通过通道的燃料流动特性，但是这已被发现是在本文中所预期的尺寸范围内可接受的，并且用于其中可以容忍燃料流率的特定变化的灌注通道64，64′，102。由于节流器能在通道内移动，污染物不太可能被截留在节流器和限定着其中接纳了节流器的所述通道的壁之间。这是因为介于节流器和所述壁之间的最大距离随着节流器移动而改变，并且当节流器不在通道内位于中心时所述最大距离更大。

如图10中所示，一种其中具有节流器122的更大开口120可能被用来限定和调整从主燃料喷嘴124出来的流率，在高速或高负荷发动机运行期间，燃料通过所述主燃料喷嘴进入所述主腔126。主喷嘴124可通过在化油器本体128上钻出的或铸造的孔120而成形，并且可通过使用不同尺寸的流动节流器122为不同的发动机实现不同的流率。节流器122可能被保持在孔内所期望的位置中就位，诸如通过按需设计的保持器或夹子130。这可保持所述节流器122在化油器的生产运行中在一个相似的位置以确保相似的性能，由于在孔和节流器之间的最大流通面积将随着节流器在孔内的位置变化而变化(总的流通面积将保持相同，但介于节流器的周缘与形成所述孔的壁之间的最大距离将变化)。节流器的使用可能减少用以针对不同发动机而制造和组装化油器的部件数和费用，和/或通过精细地调整节流器的尺寸来调适在具有节流器的、限定着所述主喷嘴的孔中的制造公差而改善所述化油器在生产运行中的校准。

进一步地，在如上文所述被收纳在化油器的燃料通道中的同时，节流器也可能以同样的方式被设置在化油器的空气通道中。化油器中的空气通道是已知的，且例如，可以传递发动机压力脉冲到化油器隔膜，为化油器提供排气口，和/或供应空气流到化油器的所期望的区域，诸如在至少一些发动机运行工况下放气进入主腔内以使得能稀释燃料和空气混合物。

在本文中所披露的本发明的形式构成了当前优选实施例的同时，许多其它的形式也是可能的。例如，在所示的化油器包括蝴蝶型节流阀和旋转阀化油器的同时，清洗和灌注组件，灌注通道，节流器，以及其它特征可被用于其它类型的化油器，包括浮筒化油器，其可被用于不同尺寸的发动机，例如但不限于，用于割草机、除雪机/吹雪机和园艺拖拉机的发动机。当然，用于甚至更大发动机的化油器可使用前述的概念和革新。这里并不是意图提及本发明的所有可能的等价形式或衍生物。可以被理解到，这里所用的形式仅仅是描述性的，而不是限制性的，且可以做出多种变化而不背离本发明的精神或范围。

Claims

1.一种化油器，包括：

本体，其具有主腔以及通道，燃料和空气混合物通过所述主腔从所述化油器排放以用于由发动机使用，且所述通道与所述主腔相连通，所述通道具有0.4mm的最小直径；以及

节流器，其接纳于所述通道的至少一部分内以减小所述通道的最小有效流通面积，所述节流器包括细长本体，所述细长本体具有至少为4的长度与最大厚度的比值并且至少部分接纳在所述通道内，从而使得流体绕所述节流器以及在限定所述通道的结构与所述节流器之间流动。

2.如权利要求1所述的化油器，其特征在于，所述通道是灌注通道，灌注燃料的供应通过所述灌注通道而提供到主腔。

3.如权利要求2所述的化油器，其特征在于，其还包括将流体移入所述灌注通道内的泵。

4.如权利要求1或2所述的化油器，其特征在于，所述节流器限定对于所述通道中的流动的最大节流，并且所述通道具有至少0.46mm的直径。

5.如权利要求1或2所述的化油器，其特征在于，所述节流器限定对于所述通道中的流动的最大节流，并且所述节流器具有至少为2的长度与周长的比值。

6.如权利要求1所述的化油器，其特征在于，所述节流器由丝线所限定。

7.如权利要求1或2所述的化油器，其特征在于，所述节流器与所述通道之间的总流通面积小于0.12mm²。

8.如权利要求2所述的化油器，其特征在于，其还包括与所述灌注通道相交的、并且提供通向节流器一端的通路的至少一个通道，从而使得所述节流器的一端可能变形以抑制节流器的非有意的移除。

9.如权利要求1所述的化油器，其特征在于，空气或燃料流动通过所述通道。

10.如权利要求1所述的化油器，其特征在于，所述通道限定所述化油器的燃料喷嘴，其向主腔内开口以提供燃料进入主腔的内。

11.如权利要求7所述的化油器，其特征在于，灌注通道具有减小直径的区段，且节流器延伸完全通过所述减小直径区段。

12.如权利要求8所述的化油器，其特征在于，与灌注通道相交的通道是主腔，并且节流器的一部分延伸到主腔内。