TWI404878B - Engine secondary air channel of the one-way valve - Google Patents

Description

引擎二次空氣通道之單向氣閥

本發明提供一種引擎二次空氣通道之單向氣閥，特別是關於一種間隔於內燃機引擎之二次空氣通道上的單向氣閥，並涉及該氣閥之斜傾面和閥孔，以及斜傾面上之膜片。

按，目前用來降低汽、機車引擎廢氣之有毒物質排放的相關技術中，包含有一種導入二次空氣的技術，係在引擎之廢氣排放端導入二次空氣，致使排放之廢氣中的CO、HC及NO_X (氮氧化物)在富氧狀態及適當溫度下，經由消音器(silencer)內之觸媒轉換器(catalytic converter)氧化或還原成無害的CO₂ 、H₂ O、N₂ 及O₂ ，據以淨化引擎廢氣。上述導入二次空氣之技術，係在引擎廢氣排放端外接一二次空氣供應管，且該二次空氣供應管內之二次空氣通道上介設一單向氣閥，藉由引擎之排氣負壓引動該氣閥的閥門，而使外界新鮮空氣經由該二次空氣通道及單向氣閥供應至廢氣排放端，同時藉由單向氣閥阻斷引擎排放之廢氣經由二次空氣通道外洩至外界大氣中。

且知，現有關於上述單向氣閥的技術，可見揭露於日本特開第P2007-333106A號專利案，係在氣閥座體上形成一閥孔，且座體一側設一金屬簧片及一限制簧片開啟角度的檔板，該簧片係遮蓋於閥孔上，且檔板係遮蔽於簧片上；日本特開第P2008-2595A號專利案也揭露有一單向氣閥，係在氣閥座體上形成一閥孔及一扣槽，且座體一側設一金屬簧片，該簧片係遮蓋於閥孔上，並延伸至扣槽內，致使簧片接受扣槽限制開啟角度；上述所揭露之各種單向氣閥，都是藉由引擎廢氣排放端所產生之負壓引動簧片彈性掀擺，以開啟及關閉該閥孔；惟其缺點在於，所述簧片在長期掀擺後容易與閥孔之間產生間隙，且所述簧片都是利用金屬材料製成，導致簧片接受負壓引動而掀擺的靈敏度難以提升，並存在著難以節省生產成本的問題。

有鑑於此，現有較為先前之單向氣閥技術中，也揭露有利用耐熱型塑膠製成之膜片取代上述金屬簧片的技術，可見於台灣第I316109號專利案中，係在氣閥之分隔壁上設置多組呈環狀排列的複數開口，以及多組能夠遮蓋所述開口的圓形塑膠膜片，藉由引擎廢氣排放端所產生之負壓引動膜片開啟及關閉所述開口；惟其缺點在於，所述膜片在長期掀擺後也容易與開口之間產生間隙，且所述各組複數開口都須要各自配置一膜片，徒增產製上複雜度及成本；此外，上述膜片之固定端是位於膜片圓心，因此引擎負壓需吸引膜片扭曲而呈喇叭狀，才能開啟所述開口，顯然容易減損該膜片接受負壓引動而掀擺的靈敏度，故亟需加以改善。

本發明之目的在於克服上述先前技術中，長期掀擺後容易產生間隙的問題，接受負壓引動的靈敏度難以提升的問題，以及難以節省生產成本和降低產製上之複雜度的問題。

為達上述目的，本發明一引擎二次空氣通道之單向氣閥，包含：一板件，間隔於一引擎之一二次空氣通道上，且該板件雙側具有一內端面及一外端面，該板件係由聚苯硫醚(polyphenylene sulfide ether,PPS)添加30%的玻璃纖維(glass fiber,GF)所製成；至少一凸塊，形成於該內端面上，且該凸塊頂部形成一沿單一方向延伸至該內端面的斜傾面；至少一閥孔，形成於該板件的該斜傾面與該外端面之間，而連通該二次空氣通道；及一撓性膜片，固定於該內端面上，且該膜片延伸至該斜傾面上遮蓋該閥孔，而使該膜片於該內端面與該斜傾面銜接處形成一彈性彎曲部，驅使該膜片按壓該閥孔，該膜片並接受該二次空氣通道一端之該引擎負壓引動而單向彈性掀擺，以開啟所述閥孔。

據此，該膜片經由彎曲部產生一朝斜傾面方向的推力，迫使膜片貼緊該閥孔外圍的斜傾面，以提升閥孔與膜片之間的氣密性，並能夠接受引擎負壓吸引而沿單一軸向產生彎曲掀擺，以提升膜片接受負壓引動而掀擺的靈敏度；此外，藉由單一膜片管制該板件上的所述閥孔，能夠節省膜片逐一對等配對閥孔所需零件數量，以降低其產製上的複雜度。其中，所述凸塊係為複數，且所述凸塊相鄰且對稱形成於該內端面上，該膜片之中央部位固定於所述凸塊之間的該內端面上，而使該膜片雙端分別遮蓋所述閥孔。

所述膜片係由塑膠製成，且膜片呈條片狀輪廓，而使膜片雙端能夠各自沿單一軸向產生彎曲掀擺。

本發明另一引擎二次空氣通道之單向氣閥，包含：一板件，間隔於一引擎之一二次空氣通道上，且該板件雙側具有一內端面及一外端面；至少一閥孔，形成於該板件的該內端面與該外端面之間，而連通該二次空氣通道；及一利用聚醯亞胺(polyimide,PI)製成的塑膠膜片，固定於該內端面上，且該膜片遮蓋該閥孔，該膜片並接受該二次空氣通道一端之該引擎負壓引動而單向彈性掀擺，以開啟該閥孔。

據此，該膜片具有較佳之耐熱性及耐久使用壽命，並能夠提升膜片接受引擎負壓引動而掀擺的靈敏度，同時節省生產成本。

此外，本發明也包含：所述板件係由聚苯硫醚(polyphenylene sulfide ether,PPS)及玻璃纖維(glass fiber,GF)混合而成，且板件周邊套設一利用氟素橡膠(FKM)製成的止氣墊圈。

所述二次空氣通道係連通於一進氣端及該引擎之一廢氣排放端之間，該閥孔於該板件之外端面形成一連通該進氣端的通口，且該閥孔於該板件之內端面形成一連通該廢氣排放端的閥口，該膜片係遮蓋於該閥口上。

所述閥孔之間的板件上形成一定位孔，該膜片中央部位形成一穿孔，且該定位孔及該穿孔內穿設一扣件，以扣合該板件及該膜片，進而固定膜片中央部位於所述閥孔之間的板件端面；該扣件可為一卯釘或一栓塞。

然而，為能明確且充分揭露本發明，併予列舉較佳實施之圖例，以詳細說明其實施方式如後述：

首觀圖1所示，揭示出本發明較佳實施例的立體圖，並配合圖3至圖5說明本發明引擎二次空氣通道之單向氣閥，包含一板件1、至少一凸塊121、至少一閥孔21及一撓性塑膠膜片3；該板件1可由聚苯硫醚(polyphenylene sulfide ether,PPS)添加30%的玻璃纖維(glass fiber,GF)混合製成，而使板件1具有較佳之耐高溫穩定性、阻燃性、耐化學腐蝕性、耐久使用壽命及良好的機械強度，且板件1可呈長方形輪廓；該板件1係介設於一車輛引擎5之一二次空氣供應管4內(如圖2所示)，而間隔於該二次空氣供應管5內之一二次空氣通道40上，且二次空氣通道40係連通於一進氣端41及該引擎5之一廢氣排放端42之間，該板件1雙側具有一內端面12及一外端面11；在更加具體的實施上，該二次空氣供應管4上介設一殼體6(配合圖9所示)，且二次空氣通道40係通過該殼體6，該板件1位於該殼體6內，而間隔殼體6內部形成一經由二次空氣通道40連通該進氣端41的外氣室61，以及一經由二次空氣通道40連通該廢氣排放端42的內氣室62；該板件1周邊套設有一止氣墊圈7，而使該止氣墊圈7迫緊於板件1周邊與殼體6內壁之間，該止氣墊圈7可由氟素橡膠(FKM)所製成，而使止氣墊圈7具有較佳的耐熱性及耐化學腐蝕性。

該凸塊121形成於該內端面12上(如圖3及圖5所示)，且凸塊121頂部形成一沿單一方向延伸至內端面12上的斜傾面122；該閥孔21形成於該板件1的斜傾面122與外端面11之間，而連通該二次空氣通道40(配合圖9所示)；所述凸塊121亦可為複數，在本實施上舉以二凸塊121、123為例，說明所述二凸塊121、123係相鄰且對稱形成於該內端面12上，並分別位於板件1中央的雙側，而使各凸塊121、123之斜傾面122、124及其閥孔21、22相鄰且對稱；該閥孔21、22於該板件1之外端面11形成一經由二次空氣通道40連通該進氣端41的通口211、221，且閥孔21、22於該板件1之斜傾面122、124形成一經由二次空氣通道40連通該廢氣排放端42的閥口212、222。在一具體的實施上，所述閥孔21、22可為相互鄰近且對稱的矩形孔(如圖4所示)；在另一具體的實施上，亦可於該板件1的斜傾面122、124與外端面11之間形成二個以上之矩形閥孔21、22、23、24(如圖7及圖8所示)，所述閥孔21、22、23、24可沿縱向或橫向排列，且板件1中央一側之所述閥孔21、23，係對稱於板件1中央另一側的所述閥孔22、24。

該膜片3係利用聚醯亞胺(polyimide,PI)製成，而使膜片3具有較佳之耐熱性、耐磨性、耐潛變性、耐放射性及耐久使用壽命；該膜片3係呈條片狀輪廓(如圖3及圖4所示)，固定於內端面12上，且膜片3延伸至該斜傾面122、124上遮蓋該閥孔21、22；在本實施上，該膜片3之中央部位31固定於所述二凸塊121、123之間的內端面12上，而使膜片3裸露於該內氣室62內(配合圖9所示)，且該中央部位31雙側的膜片3雙端分別遮蓋於所述閥孔21、22的閥口212、222上(如圖5所示)，而使膜片3於內端面12與二斜傾面122、124銜接處，分別接受該斜傾面122、124壓迫而形成一彈性彎曲部35、36，能夠驅使該膜片3雙端各自按壓閥孔21、22，致使膜片3雙端分別形成一能夠啟、閉閥口212、222的閥門33、34；如此，該膜片3能夠於內氣室62內接受二次空氣通道40之廢氣排放端42的負壓引動(如圖2所示)，而使所述閥門33、34朝該廢氣排放端42方向產生單向彈性掀擺，以開啟所述閥孔21、22之閥口212、222。

所述二斜傾面122、124的閥孔21、22之間的板件1上形成一定位孔13(如圖3及圖5所示)，連通於內端面12與外端面11之間，該膜片3之中央部位31形成一對應定位孔13的穿孔32，且定位孔13及穿孔32內穿設有一利用耐熱型橡膠製成的扣件8，以扣合該板件1及膜片3，進而固定膜片3中央部位31於所述二斜傾面122、124之間的內端面12上，該扣件8實際上可為一卯釘81或一栓塞82(如圖6所示)；在本實施上，所述定位孔13、穿孔32及扣件8可實施成複數組，且所述定位孔13於內端面12的二斜傾面122、124之間沿單一軸向14排列呈一直線(如圖4所示)，而使該膜片3雙端能夠各自沿該軸向14產生彎曲掀擺。

藉由上述構件之組成，可供據以實施本發明，特別是在引擎5運轉期間(如圖2所示)，其間歇排放之廢氣會經由廢氣排放端42連接之一消音器9向外界排出，同時在廢氣排放端42產生間歇性排氣正壓及負壓；該排氣正壓會充斥於該殼體6的內氣室62(如圖10所示)，以壓迫該膜片3雙端之閥門33、34各自朝進氣端41方向緊貼於內端面12的斜傾面122、124上，並遮蓋所述閥口212、222，進而關閉所述閥孔21、22，以阻擋廢氣排放端42之廢氣經由二次空氣通道40洩露至外界。該排氣負壓會在殼體6的內氣室62產生抽吸作用(如圖9所示)，而引動該膜片3雙端之閥門33、34各自朝廢氣排放端42方向產生彈性彎曲掀擺，致使所述閥門33、34分別開啟所述閥口212、222，進而開放所述閥孔21、22，讓外界空氣自該進氣端41經由二次空氣通道40、外氣室61、通口211、221、閥孔21、22、閥口212、222及內氣室62導入廢氣排放端42，進而增加引擎5所排放廢氣中之含氧量，據以提升該消音器9內觸媒轉化器淨化廢氣中有害物質的效能。期間，該膜片3雙端閥門33、34之掀擺程度，能夠控制所述閥孔21、22的開啟量。

依據上述，該膜片3能夠利用耐熱型PI塑膠製成，而具有較佳之耐熱性及耐久使用壽命，並能夠提升膜片3之閥門33、34接受引擎5負壓甲動而掀擺的靈敏度，同時節省生產成本，且膜片3雙端之閥門33、34各自藉由彎曲部35、36產生一朝斜傾面122、124方向的推力，迫使膜片3雙端閥門33、34各自貼緊閥孔21、22外圍的斜傾面122、124，以提升閥孔21、22與膜片3之間的氣密性，並能夠各自接受引擎5負壓吸引而沿單一軸向14產生彎曲掀擺，能夠更進一步提升膜片3之閥門33、34接受負壓引動而掀擺的靈敏度；此外，藉由單一膜片3管制該板件1上的所述閥孔21、22，能夠節省膜片3逐一對等配對閥孔21、22所需零件數量，以降低其產製上的複雜度。

綜上所陳，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明；凡其他未脫離本發明所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

1．．．板件

11．．．外端面

12．．．內端面

121、123．．．凸塊

122、124．．．斜傾面

13．．．定位孔

14．．．軸向

21、22、23、24．．．閥孔

211、221．．．通口

212、222．．．閥口

3．．．膜片

31．．．中央部位

32．．．穿孔

33、34．．．閥門

35、36．．．彎曲部

4．．．二次空氣供應管

40．．．二次空氣通道

41．．．進氣端

42．．．廢氣排放端

5．．．引擎

6．．．殼體

61．．．外氣室

62．．．內氣室

7．．．止氣墊圈

8．．．扣件

81．．．卯釘

82．．．栓塞

9．．．消音器

圖1：為本發明較佳實施例的立體圖。

圖2：為圖1之板件的配置示意圖。

圖3：為圖1的立體分解圖。

圖4：為圖1的俯視圖。

圖5：為圖4的A-A斷面圖。

圖6：為圖5的附加實施狀態圖。

圖7：為圖4的一附加實施狀態圖。

圖8：為圖4的另一附加實施狀態圖。

圖9：為圖2之殼體的局部放大剖示圖。

圖10：為圖9的次一使用狀態圖。

1．．．板件

12．．．內端面

121、123．．．凸塊

122、124．．．斜傾面

3．．．膜片

33、34．．．閥門

35、36．．．彎曲部

7．．．止氣墊圈

8．．．扣件

Claims (7)

1. 一種引擎二次空氣通道之單向氣閥，包含：一板件，間隔於一引擎之一二次空氣通道上，且該板件雙側具有一內端面及一外端面；兩相對稱的凸塊，分別相鄰地形成於該內端面上，且所述凸塊頂部分別形成一相對稱的斜傾面，所述斜傾面分別沿一相對方向向下延伸斜傾至該內端面上；兩相對稱的閥孔，分別形成於所述斜傾面與該外端面之間，而連通該二次空氣通道；及一撓性膜片，其中央部位固定於所述凸塊之間的內端面上，且該膜片雙端分別延伸至所述斜傾面上遮蓋所述閥孔，而使該膜片於該內端面與所述斜傾面銜接處形成一彈性彎曲部，驅使該膜片按壓該閥孔，該膜片並接受該二次空氣通道一端之該引擎負壓引動而單向彈性掀擺，以開啟所述閥孔；其中，所述凸塊之間的內端面上形成一定位孔，該膜片中央部位形成一穿孔，且該定位孔及該穿孔內穿設一扣件以固定該膜片。
2. 如申請專利範圍第1項所述引擎二次空氣通道之單向氣閥，其中該膜片係由塑膠製成。
3. 如申請專利範圍第1項所述引擎二次空氣通道之單向氣閥，其中該膜片呈條片狀輪廓。
4. 如申請專利範圍第1項所述引擎二次空氣通道之單向氣閥，其中該板件係由聚苯硫醚及玻璃纖維混合而成。
5. 如申請專利範圍第1項所述引擎二次空氣通道之單向氣閥，其中該板件周邊套設一利用氟素橡膠製成的止氣墊圈。
6. 如申請專利範圍第1項所述引擎二次空氣通道之單向氣閥，其中該二次空氣通道係連通於一進氣端及該引擎之一廢氣排放端之間，該閥孔於該板件之外端面形成一連通該進氣端的通口，且該閥孔於該板件之內端面形成一連通該廢氣排放端的閥口，該膜片係遮蓋於該閥口上。
7. 如申請專利範圍第1項所述引擎二次空氣通道之單向氣閥，其中該扣件係為一卯釘或一栓塞。