CN1218121C - 燃料－空气混合设备 - Google Patents

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Abstract

在燃料-空气混合设备中，于节流门(10)和燃料引入装置的下游设有沿着整个一次空气通道(2)的组件(51)。组件内有许多通过其中的通道(54)，使气流经此而流向入口歧管。这样就改进了燃料与空气的混合。

Description

燃料-空气混合设备
技术领域
本发明涉及燃料-空气混合设备，特别是用于内燃机的燃料-空气混合设备。
背景技术
把燃料与空气在引入发动机的气缸内之前加以混合的这种燃料-空气混合设备，通常取决于此设备的用来将燃料引入其中的节流门处的压力降(此时的设备已知为化油器)，或取决于在空气通过设备时注入到空气中的燃料。
一般，这种先有技术的设备取决于燃料与空气的单级混合，并在它们所感生的液滴尺寸以及燃料在空气中总的汽化程度方面受到限制。汽化不适当和过大的液滴尺寸会在发动机的排气中形成尚未燃烧的和/或燃烧不完全的燃料。
本发明人在其国际申请No.WO 97/48897中曾描述并提出了申请专利的一项发明，这项发明以下将称作“本人先前的发明”，其中所包括的燃料-空气混合设备具有：
一次空气通道，它有入口、可调节流门与出口；
二次空气通道，它在一次空气通道的可调节流门与出口之间具有相对于一次空气通道的入口与出口；
变孔喷嘴，用于将燃料引入二次空气通道，此喷嘴具有口部和在口部中指向下游的锥形阀针，通过阀针的轴向运动使所述孔可以变动；
连接或控制装置，用于连接或控制上述针的位置至一次空气通道中可调节流门位置，以调节此喷嘴的孔；
它们经布置成，在使用时，燃料在同流入一次空气通道的空气混合之前与流过二次空气通道的空气混合，而来自喷嘴的燃料流则与所调节流门的位置相配合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种进一步改进了的燃料-空气混合设备。
本发明所根据的是，使燃料-空气混合物通过此设备中一有孔的汽化组件，以提高燃料与空气的混合度。
根据本发明提供的燃料-空气混合设备包括：
一次空气通道，它有入口、可调节流门与出口，可调节流门安装在旋转柄臂上，旋转柄臂横向于一次空气通道设置；
二次空气通道，它具有在上述一次空气通道的入口和可调节流门之间的于此一次空气通道的入口，以及在上述一次空气通道的可调节流门与出口之间的引到此一次空气通道的出口；
变孔喷嘴，它用于将燃料引入一次空气通道且具有：用于将燃料分配入所述二次空气通道内其出口上游内的口；在此口内的锥形的阀针，垂直于一次空气通道设置，通过此阀针的轴向运动使所述的孔改变，此阀针垂直所述一次空气通道设置且以其小直径一端指向此一次空气通道；
在使用中让燃料在同流入一次空气通道的空气混合之前与流过二次空气通道的空气混合；
连接装置，用于连接上述阀针的位置至所述一次空气通道中该可调节流门的位置，以调节此喷嘴的孔；其特征在于该设备包括：
有孔汽化组件，通过此组件有许多空气通道，它们将所述一次空气通道在燃料引入位置与出口之间的纵向部分进行细划分，而所取的布置形式使得燃料、流过二次空气通道的空气与流过一次空气通道的空气全部通过前述空气通道，以将燃料与空气混合；
该连接装置包括：控制所述阀针位置相对于此一次空气通道中可调节流门位置，用于调节所述喷嘴的孔的机构，此机构包括：承载于横向的载承所述节流门的柄臂上的凸轮板；凸轮表面导向一次空气通道；用于使所述锥形阀针抵靠到凸轮板上的致动器，阀针在致动器和喷嘴的燃料分配口之间延伸，在此布置成使得当节流门打开时，所述阀针从一次空气通道移出并从该喷嘴的口中出来，以使来自此喷嘴的燃料流与所述可调节流门的位置相配合。
上述有孔汽化组件可以与一限定此一次空气通道的部件成为整体，或可以配合到后者之上。在后一情形，此有孔汽化组件可以安装成能由超声激励。典型的是它可以被安装到超音波激励环上。此外，组件中的这些通道能够用可超声激励的管道衬里。
此有孔的汽化组件可以是于其中通过机加工或浇注形成空气通道的固实组件。或者，这种有孔汽化组件可以由许多层组装而最好是卷绕形成，这些层各具有从其上伸出使其与下一层分开的规则形成件。各层的形成件可以与下一层的形成件成为连续的或成为相分开的。
在一最佳实施例中，所述有孔汽化组件完全设在燃料引入装置所在位置的下游，且此有孔汽化组件的上游面则最好形成凹形，而尤为最好是取锥状的凹形。
在另一最佳实施例中，此有孔汽化组件设在燃料引入装置所在位置处并向下游延伸。
尽管本发明人正视那种相反的情形，但本发明人还是认为这里给出的燃料-空气混合设备应完全遵循本人先前的发明，也即应包括有：
二次空气通道，它在一次空气通道的可调节流门与出口之间具有相对于一次空气通道的入口与出口，
在此所取的布置形式使得，在使用时，燃料在同流入一次空气通道的空气混合之前与流过二次空气通道的空气混合，而来自喷嘴的燃料流则与可调节流门的位置相配合。
在有孔汽化组件设在燃料引入装置所在位置处并向下游延伸的这一实施例中，此有孔汽化组件具有至少一个从该二次空气通道通向经过此组件的空气通道的相应横向腔。每一个通道可具有一从二次空气通道延伸出的横向腔。或者，某些空气通道可不与二次空气通道连通，不接收所用的燃料空气混合物，某些空气通道则只能经由其他一些空气通道才能与二次空气通道连通。
前述燃料引入阀针可以伸入有孔汽化组件的一或多个空气通道内。
应该注意到，上述具有横向腔的通道可以取文杜里管构型，以其最窄的颈部位于此横向腔的孔口处。
为有助于在所述通道中混合燃料与空气，通道中可以在横向腔的下游设置紊流感生部件。
附图说明
为有助于理解本发明，下面以举例方式并参照附图描述本发明一具体实施形式，附图中：
图1是本发明的燃料-空气混合设备的横剖侧视图；
图2是图1中设备的阀针致动器在阀针处于其关闭位置时放大的局部横剖图；
图3是上述致动器以其阀针处于打开位置时类似的图；
图4是备择的空气通道组件的类似的图；
图5是本发明的备择的设备与图1类似的图；
图6是图5设备中的空气通道组件的横剖端视图；
图7是另一种备择的空气通道组件的端视与透视图；
图8是又一种空气通道组件类似的成对的图。
具体实施方式
图1中所示的燃料-空气混合设备是化油器，它具有的空气通道件1限定出的一次空气通道2具有入口、可调节流门3和出口4。此入口在使用时连接在空气过滤器(未图示)，出口与发动机进气歧管(未图示)相连而节流门则与节流门控制器(也未图示)相连。节流门的叶片6安装于轴颈支承在一主体8的此节流门的柄臂7上，前述空气通道件1则装配于此主体8内，而该主体8的一端上有凸轮板9，在此凸轮板9上压靠着阀针致动器10。
再请参看图2与3，所述阀针致动器10可滑动地置纳于配合到主体8的腔12中一阀针座11内并在此由一对密封环13密封。此阀针座为一上面有组件15作用的凸缘14阻挡住，此组件15则由节流门柄臂7保持就位。在这对密封环13之间，阀针座11有一与其内部空间17相通的环形槽16。上述主体内的一燃料输送管18与燃料供应线19和所述槽16通连。阀针座11的内部由其中以不透燃料方式置纳着阀针致动器10的腔20所限定，所述的不透燃料方式密封由此致动器底端的槽内有一密封件21所实现。润滑室23中有一弹簧22在凸缘24之下作用到阀针致动器10之上，经由一拱形端25推迫此致动器抵靠凸轮板9的旋转凸轮面26上。阀针27由阀针致动器10中腔28内的阀针座沿轴向安放。阀针27的针头29置纳在致动器内。由拱形端25栓住的弹簧30将阀针27推向一次空气通道2。阀针上的密封件31使阀针相对于其致动器10密封。阀针的柄32从致动器延伸出，在其相对端上有一槽载置一密封件33和一陡斜的锥体34，此锥体34可以在阀针致动器由凸轮位移到促使针头29和/或密封件31从阀针座11中的通常与之配合的支撑面36上举起，如图2所示时，落坐于阀针座11的内孔35中并以密封件33恰好位在此内孔之外(参看图2)。
在凸轮板9的正常工作位置，如图3所示，阀针致动器即由弹簧提升起，而针头29、密封件31和支撑而36则保持到一起，同时尖锥体34便拉离开孔35。阀针27有一细的尖锥体37，它从前述锥体34的细端延伸出通过所述的孔，得以根据阀针的纵向位置改变此孔相对燃料通道的敞开程度。这样一个位置则是通过凸轮与节流门的位置直接相连。
阀针27终止于“尖头”38，此尖头有助于任何沿此细的尖锥体37流出的燃料成为细滴排出。
在阀针座11的孔35之外的延伸部39有两个外部的槽40、41，从这两个槽可使腔42、43通到此阀针座外向的锥形口44，后者与空气通道件1中的通入一次空气通道2中的类似锥形口45对准。
二次空气通道46从节流门4的上游的一次空气通道2引出。此通道46分成两支47、48。较小的分支47经由低速运转的二次空气流调节件49通向上部槽40，此上部槽40的两个腔42与锥形口44的窄端相通，较大的那个二次空气分支48则与节流门柄臂7轴颈支承在的腔49交叉。在此交叉处，柄臂7有一平坦部分50，它当节流门打开时与分支48准直，而当节流门关闭进行低速运转时则关闭，由此使二次空气完全通过另一分支。较大的分支通向槽41，而此分支中的空气经过此槽41通到腔43并进入口44而与所述阀针计量的燃料混合。
口44的下游，顺沿着整个一次空气通道设有组件51。组件51安装于设有激励电路53的压电材料环52之中。组件51上贯穿地设有许多通道用于使空气流向入口歧管。这些通道在对应于单缸发动机的压缩、点火与排气的停滞时间，会加大气流的紊流同时增大燃料取细滴形式时可以沉积于其上的面积。
在化油器工作时，节流门是打开的。这就可使阀针从其关闭孔34的位置返回。燃料，一般是汽油，则能与节流门开口相适应的速率流动，进入口44内而同二次空气流混合。这种空气与燃料是一种浓的不均匀的混合物，流到一次空气通道中，在此，此燃料与空气达到所需的组成。进到通道54内时，由于停滞时期和空气流动中的再汽化，通道中的紊流和提供了燃料可沉积于其上的大面积，便改进了燃料与空气混合的均匀性。在这些通道的出口处还另外产生紊流。
图4示明了组件51′的另一种结构，其中不再用环件52而代之以一系列都可以激励的压电管55。这种组件还具有锥形的凹状上游面56，它促进了管55中的层流。在另一更简单的可供选择的结构中，如在下述实施例中，可以去掉压电件。
现来参看图5与6，所示的化油器与图1、2与3中的实质上类似，例外的是组件151定位成接收直接流入其通道154中的二次空气。代替口44，空气通道件101内切出有V形槽144，部分环绕此组件分布。此组件有许多从槽144开出的腔160，用来将二次空气与燃料输送给某些通道1541。另一些通道1542则不接收二次空气流。所输送的燃料由于离开通道的空气流中的紊流而同组件151下游中的空气流混合。
可以设计出许多变型，所述的阀针可以插入与其准直的径向孔之一。如图所示，这些通道154是一些平行的腔。至少是为径向腔所通入的那些通道1541可以在其与这些腔会合处由文杜里管形成，以促进二次空气流入其中。在这些腔的更下游处，可以让通道的表面糙化以有助于气流同流入其中的燃料与空气的混合物形成紊流。
虽然有孔的汽化组件51、51′、151是固实的组件而在其中经机加工或浇注形成了通道，而图6与7所示的另外的组件251、351则是由许多层状件2511、3511形成。这些层状件是金属片取螺旋卷绕形式、层状件2511有一系列隔件2512，这些隔件所具的厚度是两层金属片紧靠并粘合到一起形成隔件时的厚度，而其高度即是层状件的间距。所述隔件按直线形式排列以加固此组件的结构。层状件3511具有类似的隔件3512，但它们并不毗邻而是在其峰巅3513处与下一层遇合并粘合到下一层上。这些隔件可以相对于它们螺旋卷绕的方向弯曲，以使通过组件的气流成为涡流。作为这种卷绕式隔件的其他可供选择形式，可以用浇铸或模制形式。
本发明并不为上述实施例的细节所限。在紧接附图描述之前所作的说明中，业已给出了若干其他可能的实施形式。此外，所述的通道可以用种种尺寸设置。正如本人先前的发明所述，阀针位置与节流门位置间的直接机构连接可以由电子控制取代。

Claims (27)

1.燃料-空气混合设备，此设备包括：
一次空气通道，它有入口、可调节流门与出口，可调节流门安装在旋转柄臂上，旋转柄臂横向于一次空气通道设置；
二次空气通道，它具有在上述一次空气通道的入口和可调节流门之间的于此一次空气通道的入口，以及在上述一次空气通道的可调节流门与出口之间的引到此一次空气通道的出口；
变孔喷嘴，它用于将燃料引入一次空气通道且具有：用于将燃料分配入所述二次空气通道内其出口上游内的口；在此口内的锥形的阀针，垂直于一次空气通道设置，通过此阀针的轴向运动使所述的孔改变，此阀针垂直所述一次空气通道设置且以其小直径一端指向此一次空气通道；
在使用中让燃料在同流入一次空气通道的空气混合之前与流过二次空气通道的空气混合；
连接装置，用于连接上述阀针的位置至所述一次空气通道中该可调节流门的位置，以调节此喷嘴的孔；其特征在于该设备包括：
有孔汽化组件，通过此组件有许多空气通道，它们将所述一次空气通道在燃料引入位置与出口之间的纵向部分进行细划分，而所取的布置形式使得燃料、流过一次空气通道的空气与流过一次空气通道的空气全部通过前述空气通道，以将燃料与空气混合；
该连接装置包括：控制所述阀针位置相对于此一次空气通道中可调节流门位置，用于调节所述喷嘴的孔的机构，此机构包括：承载于横向的载承所述节流门的柄臂上的凸轮板；凸轮表面导向一次空气通道；用于使所述锥形阀针抵靠到凸轮板上的致动器，阀针在致动器和喷嘴的燃料分配口之间延伸，在此布置成使得当节流门打开时，所述阀针从一次空气通道移出并从该喷嘴的口中出来，以使来自此喷嘴的燃料流与所述可调节流门的位置相配合。
2.权利要求1所述的燃料-空气混合设备，此设备包括有弹簧，用来在上述节流门打开时于该凸轮板控制下，将上述阀针从该喷嘴的口中提升出。
3.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件是与限定上述一次空气通道的部件形成整体。
4.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件是装配到上述一次空气通道上的部件。
5.权利要求4所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件安装成可由超声激励。
6.权利要求5所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件安装在可由超声激励的环件中。
7.权利要求5所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件中的通道是以可超声激励的管道衬里。
8.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中前述有孔汽化组件为一在内部经机加工或浇铸形成了空气通道的固实组件。
9.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件是由许多层状件组成，这些层各具有从其上伸出与其下一层分开的规则形成件。
10.权利要求9所述的燃料-空气混合设备，其中所述各层的形成件是与下一层的形成件成为连续的。
11.权利要求9所述的燃料-空气混合设备，其中所述各层的形成件是与下一层的形成件相分开的。
12.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件完全设在燃料引入装置所在位置的下游。
13.权利要求12所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔组件的上游面形成为凹形。
14.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔组件设在变孔喷嘴所在位置处并向下游延伸。
15.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中所述有孔汽化组件具有至少一个从该二次空气通道通向经过此有孔汽化组件的空气通道的相应横向腔。
16.权利要求15所述的燃料-空气混合设备，其中各所述通道都有从该二次空气通道引出的横向腔。
17.权利要求15所述的燃料-空气混合设备，其中一些所述的空气通道不与该二次空气通道相连，因而它们不接收使用中的燃料-空气混合物。
18.权利要求15所述的燃料-空气混合设备，其中一些所述的空气通道只经过其他的所述空气通道与该二次空气通道通连。
19.权利要求14所述的燃料-空气混合设备，其中所述燃料引入阀针伸入所述有孔汽化组件的一或多个空气通道内。
20.权利要求15所述的燃料-空气混合设备，其中所述具有横向腔的通道取文杜里管构型，以其最窄的颈部位于此种横向腔的孔口处。
21.权利要求15所述的燃料-空气混合设备，其中所述通道在上述横向腔的下游具有紊流感生部件，以有助于在这种通道中使燃料与空气混合。
22.权利要求1或2所述的燃料-空气混合设备，其中阀针致动器以不透燃料方式置纳于阀针座中并伸入所述凸轮板作用于其上的润滑室内。
23.权利要求22所述的燃料-空气混合设备，其中所述阀针是由前述阀针致动器沿轴向载承，并由弹簧偏移向上述一次空气通道，通过使此阀针的锥体配合到燃料出口孔口中，而关闭从阀针座到所述一次空气通道的燃料出口孔。
24.权利要求23所述的燃料-空气混合设备，其中所述阀针载有密封圈，配置成由此阀针进一步密封上述孔。
25.权利要求22所述的燃料-空气混合设备，其中所述阀针座具有与前述一次空气通道通连的延伸部，而此延伸部则有两个从前述二次空气通道到上述延伸部内的出口。
26.权利要求25所述的燃料-空气混合设备，其中所述两出口之一来自前述二次空气通道的低速运转分支而此分支具有低速运转气流调节件，同时第二分支是常开的，只有在所述节流门关闭时此第二分支关闭。
27.权利要求26所述的燃料-空气混合设备，其中所述关闭阀包括在此节流门柄臂上的平坦部，后者布置成在打开节流门时打开所述第二分支。
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