CN110748440A - 一种可调空燃比的混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调空燃比的混合器，包括壳体，其内设有进气腔、燃气腔和出气腔，在壳体中部的上面设有凸台；一燃气进孔，其设在壳体的左侧面上并与燃气腔相通；一前阀芯，其设在进气腔内且后端部伸入燃气腔，前阀芯的后端部的圆周上设有多个径向的第一次燃气过孔；一后阀芯，其设在出气腔内且前端部伸入燃气腔并与前阀芯的后端部对接，后阀芯的后端部的圆周上设有多个轴向的第二次燃气过孔；一旋转筒,其前端部的圆周上设有多个第一次燃气进孔、后端部的法兰上设有多个第二次燃气进孔；旋转筒配合在前阀芯的后端部和后阀芯的前端部上；一驱动电机固定连接在凸台的一侧。本发明能够对燃气和空气进行两次混合，并能有效调节燃气和空气的比例。

Description

一种可调空燃比的混合器
技术领域
本发明涉及燃气发动机，特别是一种可调空燃比的混合器。
背景技术
混合器用于燃气发动机，将燃气和空气混合。传统的混合器本身不能调节空气和燃气的比例，燃气发动机为了减少排放，需要采用稀薄燃烧技术，控制稀薄燃烧的关键技术之一就是空燃比控制。
因此，设计一种可调空燃比的混合器成为必要。此外，传统的混合器一般采用一次混合，燃气和空气混合不太均匀，而采用燃气和空气二次混合可以燃气和空气混合更均匀，更有利于燃气发动机的稀薄燃烧。如CN205477985U公开的“一种燃气发动机混合器”，包括：混合器壳体和设于所述混合器壳体内的混合器芯，所述混合器壳体上设有空气入口、燃气入口和混合气出口，所述混合器壳体内壁的周向上设有环状凹槽，所述环状凹槽与所述混合器芯之间形成燃气空腔，所述燃气空腔与所述燃气入口连通，所述环状凹槽内沿所述混合器壳体内壁的周向设有环状凸起，所述混合器芯的一端与所述环状凸起之间留有与所述燃气空腔连通的周向间隙。燃气从燃气入口进入环状凹槽，从所述周向间隙喷射入空气，因为所述间隙是一个沿周向设置的缝隙，所以不会出现堵塞而影响燃气喷射量的问题。同时因为燃气是沿周向喷射，保证了燃气与空气混合的均匀。毫无疑问，这是所属技术领域的一种有益的尝试。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调空燃比的混合器，其能够对燃气和空气进行两次混合，使燃气和空气混合更均匀，并能有效调节燃气和空气的比例，实现燃气发动机稀薄燃烧。
本发明所述的一种可调空燃比的混合器，包括壳体，该壳体内从前至后依次设有进气腔、燃气腔和出气腔，在所述壳体中部的上面设有凸台，该凸台内设有与燃气腔相通的凹槽，其特征是：
一燃气进孔，其设在所述壳体的左侧面上并与燃气腔相通；
一前阀芯，其设在所述进气腔内且后端部伸入燃气腔，所述前阀芯的后端部的圆周上设有多个径向的第一次燃气过孔；
一后阀芯，其设在所述出气腔内且前端部伸入燃气腔并与前阀芯的后端部对接，所述后阀芯的后端部的圆周上设有多个轴向的第二次燃气过孔；
一旋转筒,其前端部的圆周上设有多个第一次燃气进孔、中部靠前的圆周上设有V形槽、后端部的法兰上设有多个第二次燃气进孔；所述旋转筒配合在所述前阀芯的后端部和后阀芯的前端部上，所述多个第一次燃气进孔与所述多个第一次燃气过孔一一对应，所述第二次燃气进孔与所述多个第二次燃气过孔一一对应；
一驱动电机通过多颗螺栓固定连接在所述凸台的一侧，其输出端伸入凸台内的凹槽并与一主动皮带轮配合连接，该主动皮带轮通过三角皮带与所述旋转筒上的V形槽配合，形成皮带传动机构；所述驱动电机通过皮带传动机构带动旋转筒转动。
进一步，所述壳体呈横置的圆筒形状,其内设有的进气腔和出气腔的直径相等且小于燃气腔的直径；设在所述壳体中部上面的凸台的一侧面的中心部位所有一轴孔，用于安装驱动电机；在所述进气腔的内壁所有前螺栓孔，在所述出气腔的内壁所有后螺栓孔。
进一步，所述前阀芯的后端部的圆周上设有六个第一次燃气过孔，所述第一次燃气过孔为腰形孔，且六个第一次燃气过孔等距离分布；所述前阀芯通过前螺栓与所述进气腔上的前螺栓孔配合固定连接。
进一步，所述后阀芯外形呈阶梯状，其后端部的圆周上设有六个第二次燃气过孔，所述第二次燃气过孔为腰形孔，且六个第二次燃气过孔等距离分布；所述后阀芯通过后螺栓与所述出气腔上的后螺栓孔配合固定连接。
进一步，所述旋转筒前端部的圆周上设有六个第一次燃气进孔，所述六个第一次燃气进孔分别与所述六个第一次燃气过孔一一对应；所述旋转筒后端部的法兰上设有六个第二次燃气进孔，所述六个第二次燃气进孔与所述六第二次燃气过孔一一对应。
进一步，所述驱动电机的输出端从所述凸台的侧面上的轴孔伸入凸台内的凹槽并与一主动皮带轮配合连接。
本发明有益的技术效果：
由于驱动电机5的驱动轴可以旋转360度，通过驱动轴的转动，通过三角皮带带动旋转筒转动，旋转筒的转动，使第一燃气进孔与第一燃气过孔的重合度改变，同时第二燃气进孔与第二燃气过孔的重合度也改变，进而改变燃气的流通面积，重合度越大，流量面积也就越大，燃气的流量也越大，当驱动电机5的驱动轴转动至360°时，第一燃气进孔与第一燃气过孔完全重合，同时第二燃气进孔与第二燃气过孔也完全重合，这时燃气流通面积最大，当驱动电机5的驱动轴转动至0°时，第一燃气进孔与第一燃气过孔完全不重合，同时第二燃气进孔与第二燃气过孔也完全不重合，此时燃气的流量面积为0。通过驱动电机5的驱动轴的转动角度不同，燃气的流通面积也不同，燃气的流量也不同，进而燃气和空气的比值也不同，因此，本结构的混合器可以有效的控制空燃比，有利于燃气发动机达到稀薄燃烧，减少排放。
附图说明
图1是本发明的外形示意图；
图2是图1的A—A剖视图；
图3是图1的B—B剖视图；
图4是图2的C—C剖视图；
图5是壳体的外形示意图；
图6是图5的D—D剖视图；
图7是图5的F—F剖视图；
图8是前阀芯的结构示意图；
图9是后阀芯的结构示意图；
图10是图9的N—N剖视图；
图11是旋转筒的结构示意图；
图12是图11的P—P剖视图；
图13是驱动电机的结构示意图。
图中：10－壳体，11－进气腔，12－燃气腔，13－出气腔，14－凸台，15－凹槽，16－侧面，17－轴孔，18－前螺栓孔，19－后螺栓孔；
1－燃气进孔；
2－前阀芯，21－第一次燃气过孔；
3－后阀芯，31－第二次燃气过孔；
4－旋转筒，41－第一次燃气进孔，42－V型槽，43－第二次燃气进孔；
5－驱动电机，51－主动皮带轮；
6－三角皮带，7－螺栓，8－前螺栓，9－后螺栓。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的结构和功能，以下结合附图和优选的实施例对本发明作详细说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参见图1至图13，所述的一种可调空燃比的混合器,包括壳体10，该壳体内从前至后依次设有进气腔11、燃气腔12和出气腔13，在所述壳体10中部的上面设有凸台14，该凸台内设有与燃气腔12相通的凹槽15，其突出的实质性特点是：
一燃气进孔1，其设在所述壳体10的左侧面上并与燃气腔12相通；
一前阀芯2，其设在所述进气腔11内且后端部伸入燃气腔12，所述前阀芯2的后端部的圆周上设有多个径向的第一次燃气过孔21；
一后阀芯3，其设在所述出气腔13内且前端部伸入燃气腔12并与前阀芯2的后端部对接，所述后阀芯3的后端部的圆周上设有多个轴向的第二次燃气过孔31；
一旋转筒4,其前端部的圆周上设有多个第一次燃气进孔41、中部靠前的圆周上设有V形槽42、后端部的法兰上设有多个第二次燃气进孔43；所述旋转筒4配合在所述前阀芯2的后端部和后阀芯3的前端部上，所述多个第一次燃气进孔41与所述多个第一次燃气过孔21一一对应，所述第二次燃气进孔43与所述多个第二次燃气过孔31一一对应；
一驱动电机5通过多颗螺栓7固定连接在所述凸台14的一侧，其输出端伸入凸台内的凹槽15并与一主动皮带轮51配合连接，该主动皮带轮51通过三角皮带6与所述旋转筒4上的V形槽42配合，形成皮带传动机构；所述驱动电机5通过皮带传动机构带动旋转筒4转动。旋转筒转动使其上的多个第一次燃气进孔与前阀芯上的多个第一次燃气过孔完全重合或部分重合，以调节第一次燃气进入量的大小；同时旋转筒转动，还使其上的多个第二次燃气进孔与后阀芯上的多个第二次燃气过孔完全重合或部分重合，以调节第二次燃气进入量的大小。
参见图5、图6和图7，所述壳体10呈横置的圆筒形状,其内设有的进气腔11和出气腔13的直径相等且小于燃气腔12的直径；设在所述壳体10中部上面的凸台14的一侧面16的中心部位所有一轴孔17，用于安装驱动电机5；在所述进气腔11的内壁所有前螺栓孔18，在所述出气腔13的内壁所有后螺栓孔19。
参见图8，所述前阀芯2的后端部的圆周上设有六个第一次燃气过孔21，所述第一次燃气过孔21为腰形孔，且六个第一次燃气过孔21等距离分布；所述前阀芯2通过前螺栓8与所述进气腔11上的前螺栓孔18配合固定连接。
参见图9和图10，所述后阀芯3外形呈阶梯状，其后端部的圆周上设有六个第二次燃气过孔31，所述第二次燃气过孔31为腰形孔，且六个第二次燃气过孔31等距离分布；所述后阀芯3通过后螺栓9与所述出气腔13上的后螺栓孔19配合固定连接。
参见图11和图12，所述旋转筒4前端部的圆周上设有六个第一次燃气进孔41，所述六个第一次燃气进孔41分别与所述六个第一次燃气过孔21一一对应；所述旋转筒4后端部的法兰上设有六个第二次燃气进孔43，所述六个第二次燃气进孔43与所述六第二次燃气过孔31一一对应。
参见图13，所述驱动电机5的输出端从所述凸台14的侧面16上的轴孔17伸入凸台内的凹槽15并与一主动皮带轮51配合连接。
本发明的工作原理，空气从空气入口进入，燃气从燃气入口进入，然后，部分燃气由第一燃气进孔经第一燃气过孔径向喷入，使燃气和空气进行第一混合，混合气向后流向混合气出口；在混合气出口处，另一部燃气由第二燃气进孔经第二燃气过孔轴向喷入，使燃气与混合气在该处进行第二次混合，之后，经两次混合后的混合气进入发动机气缸内。
传统的混合器一般采用一次混合，燃气和空气混合不太均匀，采用本专利结构的混合器，燃气和空气分两次混合，燃气和空气混合更均匀，更有利于燃气发动机的稀薄燃烧。
混合器工作时，ECU(电子控制单元)控制驱动电机(步进电机)转动，带动三角皮带转动，三角皮带带动旋转筒转动，旋转筒的转动使旋转筒的燃气过孔与前阀芯及后阀芯的燃气过孔形成的燃气流通面积的大小不同，流通面积的大小决定了燃气的流量的大小，进而控制燃气和空气的比值，因此，本结构的混合器可以有效的控制空燃比，有利于燃气发动机达到稀薄燃烧，减少排放。

Claims (6)

1.一种可调空燃比的混合器,包括壳体(10)，该壳体内从前至后依次设有进气腔(11)、燃气腔(12)和出气腔(13)，在所述壳体(1)中部的上面设有凸台(14)，该凸台内设有与燃气腔(12)相通的凹槽(15)，其特征是：
一燃气进孔(1)，其设在所述壳体(10)的左侧面上并与燃气腔(12)相通；
一前阀芯(2)，其设在所述进气腔(11)内且后端部伸入燃气腔(12)，所述前阀芯(2)的后端部的圆周上设有多个径向的第一次燃气过孔(21)；
一后阀芯(3)，其设在所述出气腔(13)内且前端部伸入燃气腔(12)并与前阀芯(2)的后端部对接，所述后阀芯(3)的后端部的圆周上设有多个轴向的第二次燃气过孔(31)；
一旋转筒(4),其前端部的圆周上设有多个第一次燃气进孔(41)、中部靠前的圆周上设有V形槽(42)、后端部的法兰上设有多个第二次燃气进孔(43)；所述旋转筒(4)配合在所述前阀芯(2)的后端部和后阀芯(3)的前端部上，所述多个第一次燃气进孔(41)与所述多个第一次燃气过孔(21)一一对应，所述第二次燃气进孔(43)与所述多个第二次燃气过孔(31)一一对应；
一驱动电机(5)通过多颗螺栓(7)固定连接在所述凸台(14)的一侧，其输出端伸入凸台内的凹槽(15)并与一主动皮带轮(51)配合连接，该主动皮带轮(51)通过三角皮带(6)与所述旋转筒(4)上的V形槽(42)配合，形成皮带传动机构；所述驱动电机(5)通过皮带传动机构带动旋转筒(4)转动。
2.根据权利要求1所述的可调空燃比的混合器,其特征是：所述壳体(10)呈横置的圆筒形状,其内设有的进气腔(11)和出气腔(13)的直径相等且小于燃气腔(12)的直径；设在所述壳体(10)中部上面的凸台(14)的一侧面(16)的中心部位所有一轴孔(17)，用于安装驱动电机(5)；在所述进气腔(11)的内壁所有前螺栓孔(18)，在所述出气腔(13)的内壁所有后螺栓孔(19)。
3.根据权利要求1或2所述的可调空燃比的混合器,其特征是：所述前阀芯(2)的后端部的圆周上设有六个第一次燃气过孔(21)，所述第一次燃气过孔(21)为腰形孔，且六个第一次燃气过孔(21)等距离分布；所述前阀芯(2)通过前螺栓(8)与所述进气腔(11)上的前螺栓孔(18)配合固定连接。
4.根据权利要求3所述的可调空燃比的混合器,其特征是：所述后阀芯(3)外形呈阶梯状，其后端部的圆周上设有六个第二次燃气过孔(31)，所述第二次燃气过孔(31)为腰形孔，且六个第二次燃气过孔(31)等距离分布；所述后阀芯(3)通过后螺栓(9)与所述出气腔(13)上的后螺栓孔(19)配合固定连接。
5.根据权利要求4所述的可调空燃比的混合器,其特征是：所述旋转筒(4)前端部的圆周上设有六个第一次燃气进孔(41)，所述六个第一次燃气进孔(41)分别与所述六个第一次燃气过孔(21)一一对应；所述旋转筒(4)后端部的法兰上设有六个第二次燃气进孔(43)，所述六个第二次燃气进孔(43)与所述六第二次燃气过孔(31)一一对应。
6.根据权利要求1或2所述的可调空燃比的混合器,其特征是：所述驱动电机(5)的输出端从所述凸台(14)的侧面(16)上的轴孔(17)伸入凸台内的凹槽(15)并与一主动皮带轮(51)配合连接。
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