CN105003360A - 发动机燃气混合器 - Google Patents

Abstract

本发明创造公开了一种发动机燃气混合器，燃气进气道(40)设置在文氏管进气道(b)的下方并与第一减压室(f)相连，第一减压室(f)与第二减压室(g)相连；主气通道包括相互连接倾斜通路(34)和垂直通路(35)，倾斜通路(34)与第二减压室(g)相连，垂直通路(35)与节气门组件相连；怠速固定通道一端与节气门组件相连，另一端与第二减压室(g)相连；怠速调节通道包括可调怠速量孔(29)、水平通路(32)、上升通路(33)、怠速调节螺钉(7)，水平通路(32)与节气门组件相连，上升通路(33)连接在倾斜通路(34)与水平通路(32)之间，怠速调节螺钉(7)的阀尖调节燃气流量大小。采用本结构后，具有结构简单合理、工作稳定、启动性能好、怠速可调、可适应不同地域和温度要求等优点。

Description

发动机燃气混合器

技术领域

本发明创造涉及一种燃气混合器，特别是一种小型手持式园林工具丙烷发动机的燃气混合器。

背景技术

园林工具有着广阔市场，市场需求量巨大，越来越多的厂商聚焦园林工具。随着对环境保护意识的加强，新的排放法规不断推出，采用清洁环保，经济实用的燃料代替汽油作为燃料的手持园林工具产品应运而生。丙烷发动机与汽油发动机相比具有运转平稳，噪音小，使用寿命长、燃料经济性好、安全可靠、低温启动性能好、绿色环保、方便实用、应用广泛的独特优势。能广泛用于园林工具产品，并以其独特的燃料经济性、可靠性、良好的低温启动性能、环保性、便携性，对汽油机园林工具市场形成了巨大的冲击，并有代替原有汽油园林工具产品趋势。

现存的车用混合器结构复杂，体积庞大，难以适应手持工具产品对重量和体积的要求，现有的混合器采用汽油发动机化油器的原理，通过旋转阀控制油门开度和油针开启高度控制燃料流量，由于主喷管尺寸很大，控制油针提升的凸轮设计难度大，导致怠速的流量控制很困难，可调整的范围很窄，生产效率低，大批量的生产困难，很难保证一致性。产品的启动转速波动大，很难控制在标准要求的转速范围内。急需一种结构简单，生产高效，易启动的小型手持园林工具发动机用的燃料混合器。针对上述问题，许多生产厂家及有识之士不断进行开发和研究，但至今尚未有较理想的产品面世。

发明内容

为克服现有小型手持园林工具发动机的燃气混合器所存在的上述问题，本发明创造的目的是设计一种混合器，特别设计的气路通道，完成燃料气体和空气按设计比例进行混合后为发动机提供混合燃气，提高发动机初次使用发动机或长时间闲置以后重新使用时的启动性能，同时实现了混合气浓度的可调节功能，以适应不同地域、温度情况下的使用要求，而无需更换混合器。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案，它包括机体、文氏管进气道、第一减压室、第二减压室、节气门组件、燃气进气道、主气通道、怠速固定通道、怠速调节通道等。所述的燃气进气道设置在文氏管进气道的下方并通过橡胶阀与第一减压室相连，第一减压室通过阻塞阀与第二减压室相连；所述的主气通道包括相互连接倾斜通路和垂直通路，倾斜通路的进口通过主量孔接口与第二减压室的压力室相连，垂直通路内设置主量孔后与节气门组件进气端相连；所述的怠速固定通道包括固定怠速通路、固定怠速接口，固定怠速通路一端与节气门组件出气端相连，另一端通过固定怠速接口与第二减压室的压力室相连；所述的怠速调节通道包括可调怠速量孔、水平通路、上升通路、怠速调节螺钉，水平通路通过可调怠速量孔与节气门组件出气端相连，上升通路连接在倾斜通路与水平通路之间，怠速调节螺钉的阀尖与上升通路配合调节燃气流量大小。

所述的第一减压室通过密封薄膜分隔成内腔室和外腔室，弹簧座固定在密封薄膜上，弹簧设置在外腔室的罩盖与弹簧座之间，内腔室的机体上通过摇臂轴铰接有摇臂，橡胶阀的阀芯设置在摇臂的一侧，摇臂另一侧的圆柱销轴与弹簧座上的摇臂销孔连接，橡胶阀的阀座安装在第一减压室与燃气进气道之间并与橡胶阀的阀芯配合。

本发明创造进一步方案，所述的第二减压室上设有密封薄膜，密封薄膜把第二减压室分隔成常压室和压力室，压力室的机体上通过销轴铰接有摇臂杠杆，摇臂杠杆的一端与阻塞阀的阀芯连接，摇臂杠杆的另一端与机体之间设有弹簧，阻塞阀的阀座安装在第一减压室与第二减压室之间的进气通道上并与阻塞阀的阀芯配合。

本发明创造进一步方案，所述的第二减压室上设有易启动装置，该装置包括按钮、复位弹簧、顶块，顶块固定在密封薄膜上，按钮套上复位弹簧后从外向内安装在外罩盖的按钮孔后用挡圈限位。

本发明创造进一步方案，所述的节气门组件包括风门板、怠速风门开度调节螺钉、风门拉线钢丝头卡件、风门控制板、风门复位弹簧、风门最大开度限位块、风门接线固定座，风门板可转动地安装在文氏管进气道上，风门复位弹簧通过风门控制板安装在风门板的转轴上。

本发明创造进一步方案，所述燃气进气道的进口依次设有气体发散装置和燃料气管，燃料气管通过气体发散装置与燃气进气道相连。

本发明创造进一步方案，所述的风门板上设有风门板小孔，风门板小孔在风门板关闭时与可调怠速量孔正对。

采用上述结构后，与现有技术比较有如下优点或效果：一是结构紧凑、体积小、重量轻，特别适用于手持式工具，比如微耕机，冰钻等，并具有良好的低温运转性能。二是高压燃气经两次降压并根据设定比例与空气进行混合后输入到发动机的进气道中，怠速调节通道可以在发动机怠速工作的时候为怠速固定通道补偿部分燃气和空气，快速调整和精确控制发动机怠速时的燃气供应量，实现怠速性能最优化，在发动机高速工作时，与怠速固定通道和主气通道一起为发动机供应燃气。三是通过第一减压室的弹簧和摇臂与室内压力的平衡来控制橡胶阀，以此来控制通过第一减压室内燃气的压力。四是通过外界大气压和发动机吸气负压的压差来控制第一减压室和第二减压室之间气路上的阻塞阀，以此来控制进入腔室的气体压力和气量，实现为发动机工作提供适量、稳定的燃气。五是节气门组件通过风门拉线带动风门板旋转调节发动机进气量。六是易启动装置可以在冷机启动前手动按压该装置，强制打开第二减压室内的阻塞阀，往发动机进气道内放入少量燃气，从而使冷机启动更加容易，可在低温低压等较恶劣环境中依然保持良好的启动性能。

附图说明

图1为本发明创造结构立体结构示意图。

图2为本发明创造另一方向的立体结构示意图。

图3为本发明创造第一减压室内部结构示意图。

图4为本发明创造第二减压室内部结构示意图。

图5为本发明创造主气通道和怠速调节配合结构剖视示意图。

图6为本发明创造气道立体结构示意图。

图7为本发明创造燃气进气道结构剖视示意图。

图8为本发明创造第一减压室摇臂结构示意图。

图9为本发明创造第二减压室摇臂杠杆和阻塞阀结构示意图。

其中a操作与调节功能区，b文氏管进气道，c发动机安装面，d空滤器安装面，e燃料气管，f第一减压室，g第二减压室，1怠速风门开度调节螺钉，2风门拉线钢丝头卡件，3风门控制板，4风门复位弹簧，5风门最大开度限位块，6风门接线固定座，7怠速调节螺钉，8风门板,8-1风门板小孔，9按钮，10复位弹簧，11外罩盖，12密封薄膜，13顶块，14调节阀，15罩盖，16弹簧，17密封薄膜，18弹簧座，19阀座，20摇臂，20-1圆柱销轴，20-2阀芯，21摇臂轴，22摇臂杠杆，22-1半球形凸点，23主量孔接口，24弹簧，25销轴，26阀芯，27固定怠速接口，28机体，29可调怠速量孔，30固定怠速通路， 31弹簧，32水平通路，33上升通路，34倾斜通路，35垂直通路，36主量孔，37密封圈，38气体发散装置，39易启动装置，40燃气进气道，41阀座。

具体实施方式

图1至图9所示，为本发明创造一种发动机燃气混合器的具体实施方案，它包括机体28、文氏管进气道b、第一减压室f、第二减压室g、节气门组件、燃气进气道40、主气通道、怠速固定通道、怠速调节通道，节气门组件安装在操作与调节功能区a，文氏管进气道b的空滤器安装面d与空滤器连接，文氏管进气道b的发动机安装面c与发动机的进气道连接，所述的燃气进气道40设置在文氏管进气道b的下方并通过橡胶阀与第一减压室f相连，第一减压室f通过阻塞阀26与第二减压室g相连，高压燃气经第一减压室f和第二减压室g两次降压并根据匹配后设定的比例与空气进行混合后进入到发动机的进气道中；所述的主气通道包括相互连接倾斜通路34和垂直通路35，倾斜通路34的进口通过主量孔接口23与第二减压室g的压力室相连，垂直通路35内设置主量孔36后与节气门组件进气端相连，主量孔接口23可以在调试时调节燃气的大小，主量孔36可以精准控制燃气的流量；所述的怠速固定通道包括固定怠速通路30、固定怠速接口27，固定怠速通路30一端与节气门组件出气端相连，另一端通过固定怠速接口27与第二减压室g的压力室相连，固定怠速接口27可以在调试时调节固定怠速的燃气大小；所述的怠速调节通道包括可调怠速量孔29、水平通路32、上升通路33、怠速调节螺钉7，水平通路32通过可调怠速量孔29与节气门组件出气端相连，上升通路33连接在倾斜通路34与水平通路32之间，怠速调节螺钉7通过弹簧31和密封圈37密封设置在机体28上，怠速调节螺钉7的阀尖与上升通路33配合调节燃气流量大小。

怠速固定通道的固定怠速通路30通过固定怠速接口27与第二减压室g连接，直接为节气门组件出气端供应燃气；另一条怠速调节通道通过调节怠速调节螺钉7的阀尖开度来调节通气量，怠速调节通道可以在发动机怠速工作的时候为怠速固定通道补偿部分燃气和空气，快速调整和精确控制发动机怠速时的燃气供应量，两条怠速通道的设置可以让发动机的怠速稳定性增强，实现怠速性能最优化，可以在调试中快速将发动机怠速性能调至最佳，可大大减少混合器加工制造过程中的差异性以及各地域、季节的气温气压变化所造成的影响。在发动机高速工作时与怠速固定通道和主气通道一起为发动机供应燃气。

所述的第一减压室f通过密封薄膜17分隔成内腔室和外腔室，弹簧座18固定在密封薄膜17上，弹簧16设置在外腔室的罩盖15与弹簧座18之间，内腔室的机体28上通过摇臂轴21铰接有摇臂20，橡胶阀的阀芯20-2设置在摇臂20的一侧，摇臂20另一侧的圆柱销轴20-1与弹簧座18上的摇臂销孔18-1连接，橡胶阀的阀座41安装在第一减压室f与燃气进气道40之间并与橡胶阀的阀芯20-2配合。根据弹簧16压力与内腔室内压力平衡，摇臂20可跟随密封薄膜17进行上下运动，实现橡胶阀打开或者关闭燃气进气。

在发动机非工作状态时，混合器内各腔室均保持与外界相同的大气压力，弹簧16尽量张开，由于弹簧16的弹力作用，使摇臂另一端的橡胶阀的阀芯20-2远离阀座41，燃料进气道40处于打开状态。当燃料气管e接入混合器，并打开钢瓶气阀，高压气体进入内腔室内，随着内腔室内压力增加，密封薄膜17压缩弹簧16，使弹簧16收缩，当密封腔内压力达到控制压力时，摇臂20上的阀芯20-2与阀座41配合关闭橡胶阀停止进气。当燃气通过后续气路放走或被发动机使用后，内腔室内气体压力下降，弹簧16伸长使摇臂20重新打开橡胶阀进气。摇臂20的杠杆比例系数以及弹簧16的劲度系数通过供气管路压力及理想的腔内控制压力进行优化选择，而内腔室的理想控制压力又考虑了平衡发动机吸气负压和第二减压室g的工作状态，进行优化选择，即做到方便进行精确控制，又实现方便加工和安装的最小尺寸。

所述的第二减压室g上设有密封薄膜12，密封薄膜12把第二减压室g分隔成常压室和压力室，压力室的机体28上通过销轴25铰接有摇臂杠杆22，摇臂杠杆22的一端与阻塞阀的阀芯26连接，摇臂杠杆22的另一端与机体28之间设有弹簧24，摇臂杠杆22上设有定位弹簧24的半球形凸点22-1，阻塞阀的阀座19安装在第一减压室f与第二减压室g之间的进气通道上并与阻塞阀的阀芯26配合。第二减压室g上分别有主气通道和怠速固定通道两条气道与文氏管进气道b相连。

所述的第二减压室g上设有易启动装置39，该装置包括按钮9、复位弹簧10、顶块13，顶块13固定在密封薄膜12上，按钮9套上复位弹簧10后从外向内安装在外罩盖11的按钮孔后用挡圈14限位。

当混合器处于非工作状态时，由于弹簧24的弹力作用，摇臂杠杆22被顶起，阻塞阀的阀芯26压在阀座19，而第一减压室f内的气体压力无法打开阻塞阀，此时阻塞阀处于关闭状态。在发动机准备启动前，按住易启动装置的按钮9数秒，按钮9压下有弹性的密封薄膜12下行，使密封薄膜12上的顶块13压住摇臂杠杆22，使摇臂杠杆22另一端阻塞阀打开，从而使一定量的燃气进入第二减压室g，进而从主量孔接口23及固定怠速接口27进入发动机。当按钮9松开时，由于第二减压室g仍然保持与外界一样的大气压，密封薄膜12将会恢复原始的平衡位置，阻塞阀在摇臂杠杆22另一端弹簧24的作用下重新关闭。

发动机启动，发动机吸气作用会产生进气道负压，第二减压室g的压力室内将与发动机进气道保持相近的负压，而密封薄膜12另一侧常压室连接空气，将保持外界的大气压力。由于密封薄膜12两侧压差，密封薄膜12连带薄膜上的顶块13将会往压力小的一侧凹陷，顶块13压下摇臂杠杆22并压缩弹簧24，摇臂杠杆22会带动阻塞阀打开，使燃气进入第二减压室g，进而进入文氏管进气道b。

所述的节气门组件包括风门板8、怠速风门开度调节螺钉1、风门拉线钢丝头卡件2、风门控制板3、风门复位弹簧4、风门最大开度限位块5、风门接线固定座6，风门板8可转动地安装在文氏管进气道b上，风门复位弹簧4通过风门控制板3安装在风门板8的转轴上。

所述燃气进气道40的进口依次设有气体发散装置38和燃料气管e，燃料气管e通过气体发散装置38与燃气进气道40相连。工作时燃料气管e与工作气源丙烷钢瓶连接。

所述的风门板8上设有风门板小孔8-1，风门板小孔8-1在风门板8关闭时与可调怠速量孔29正对，圆孔的圆心在门板的圆弧上。通气口可使发动机怠速运行时保证必要量的空气通过，并可使燃料气体和空去进行充分混合。

在发动机怠速运行时，风门板8处于基本关闭状态，风门板8外侧气压大于发动机侧，风门板8外侧空气除通过门板小孔8-1及缝隙进入内侧外，还将从垂直通路35的主量孔36进入倾斜通路34，同时，第二减压室g的燃气也会通过主量孔接口23进入倾斜通路34，在倾斜通路34内空气与燃气混合成混合气体，混合气体经上升通路33并通过怠速调节螺钉7进入水平通路32、怠速调节量孔29，再进入文氏管进气道b，为固定怠速通路30的燃气进行补偿。怠速调节螺钉7可以调节燃气的进入水平通路32的燃气量，从而调节怠速性能。

在发动机风门板8开度逐渐加大，发动机进气道进气负压逐渐增大，特别是风门板8外侧的负压逐渐与发动机吸气负压接近，主量孔36将逐渐转变成主要的燃气供气通道，两条怠速供气通道作为辅助供气通道为主量孔36进行补偿。

以上所述，只是本发明创造的具体实施例，并非对础上，所作出的简单修改、等同变化或修饰，均落入本发明创造的保护本发明创造作出任何形式上的限制，在不脱离本发明创造的技术方案基范围。

Claims (7)

1.一种发动机燃气混合器，包括机体(28)、文氏管进气道(b)、第一减压室(f)、第二减压室(g)、节气门组件、燃气进气道(40)、主气通道、怠速固定通道、怠速调节通道，其特征是：所述的燃气进气道(40)设置在文氏管进气道(b)的下方并通过橡胶阀（20-2）与第一减压室(f)相连，第一减压室(f)通过阻塞阀（26）与第二减压室(g)相连；所述的主气通道包括相互连接倾斜通路(34)和垂直通路(35)，倾斜通路(34)的进口通过主量孔接口(23)与第二减压室(g)的压力室相连，垂直通路(35)内设置主量孔(36)后与节气门组件进气端相连；所述的怠速固定通道包括固定怠速通路(30)、固定怠速接口(27)，固定怠速通路(30)一端与节气门组件出气端相连，另一端通过固定怠速接口(27)与第二减压室(g)的压力室相连；所述的怠速调节通道包括可调怠速量孔(29)、水平通路(32)、上升通路(33)、怠速调节螺钉(7)，水平通路(32)通过可调怠速量孔(29)与节气门组件出气端相连，上升通路(33)连接在倾斜通路(34)与水平通路(32)之间，怠速调节螺钉(7)的阀尖与上升通路(33)配合调节燃气流量大小。

2.根据权利要求1所述的发动机燃气混合器，其特征是：所述的第一减压室(f)通过密封薄膜(17)分隔成内腔室和外腔室，弹簧座(18)固定在密封薄膜(17)上，弹簧(16)设置在外腔室的罩盖(15)与弹簧座(18)之间，内腔室的机体(28)上通过摇臂轴(21)铰接有摇臂(20)，橡胶阀的阀芯(20-2)设置在摇臂(20)的一侧，摇臂(20)另一侧的圆柱销轴(20-1)与弹簧座(18)上的摇臂销孔(18-1)连接，橡胶阀的阀座(41)安装在第一减压室(f)与燃气进气道(40)之间并与橡胶阀的阀芯(20-2)配合。

3.根据权利要求1或2所述的发动机燃气混合器，其特征是：所述的第二减压室(g)上设有密封薄膜(12)，密封薄膜(12)把第二减压室(g)分隔成常压室和压力室，压力室的机体(28)上通过销轴(25)铰接有摇臂杠杆(22)，摇臂杠杆(22)的一端与阻塞阀的阀芯(26)连接，摇臂杠杆(22)的另一端与机体(28)之间设有弹簧(24)，阻塞阀的阀座(19)安装在第一减压室(f)与第二减压室(g)之间的进气通道上并与阻塞阀的阀芯(26)配合。

4.根据权利要求3所述的发动机燃气混合器，其特征是：所述的第二减压室(g)上设有易启动装置(39)，该装置包括按钮(9)、复位弹簧(10)、顶块(13)，顶块(13)固定在密封薄膜(12)上，按钮(9)套上复位弹簧(10)后从外向内安装在外罩盖(11)的按钮孔后用挡圈(14)限位。

5.根据权利要求4所述的发动机燃气混合器，其特征是：所述的节气门组件包括风门板(8)、怠速风门开度调节螺钉(1)、风门拉线钢丝头卡件(2)、风门控制板(3)、风门复位弹簧(4)、风门最大开度限位块(5)、风门拉线固定座(6)，风门板(8)可转动地安装在文氏管进气道(b)上，风门复位弹簧(4)通过风门控制板(3)安装在风门板(8)的转轴上。

6.根据权利要求5所述的发动机燃气混合器，其特征是：所述的风门板(8)上设有风门板小孔(8-1)，风门板小孔(8-1)在风门板(8)关闭时与可调怠速量孔(29)正对。

7.根据权利要求1所述的发动机燃气混合器，其特征是：所述燃气进气道(40)的进口依次设有气体发散装置(38)和燃料气管(e)，燃料气管(e)通过螺纹与燃气进气道(40)相连。