專利名稱：燃油噴射預先混合供給方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃油噴射供給技術(shù)，準確地說涉及汽油發(fā)動機上使用的燃油噴射預先混合供給方法及裝置。
現(xiàn)有的汽油機燃油供給系統(tǒng)，大多數(shù)采用化油器來實現(xiàn)。目前，雖然在化油器上還添置了各種附加裝置，如怠速省油器、省油器、加速油泵等，以適應(yīng)發(fā)動機的不同工況，向氣缸提供過量空氣系數(shù)α值在0.2～1.15范圍內(nèi)的混合氣，但是理論和實踐證明，當α值低于1.0時，尤其是在發(fā)動機工況頻繁轉(zhuǎn)換，加濃混合氣時，燃油未充分燃燒，化學能和熱能充分利用。因此，采用化油器供油，在發(fā)動機性能，燃油消耗，有害氣體排放方面還有不足之處。
與發(fā)明較接近的還有機械工業(yè)版社88年5月北京第一版蔡陽生所譯碼《汽車燃油系、潤滑系和冷卻系》(第144～145頁)介紹了福特公司1980年生產(chǎn)的一種電子燃油噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助于廢氣中氧含量測定傳感器等多個傳感器監(jiān)視發(fā)動機的工作狀態(tài)，并隨時將信息傳遞給一臺微處理機(小型計算機)處理，由它連續(xù)地計算出正確的噴油器開啟時間，通過電動輸油泵將燃油從垂直于節(jié)氣門的噴油器中噴出。該系統(tǒng)可以省油，減少有害氣體排放。不足之處是該系統(tǒng)太復雜，造價高、維修困難，并且不易控制混合氣的比例在最佳范圍，在一定程度上會產(chǎn)生過濃或過稀現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是提供一種燃油噴射預先混合供給方法及裝置，用該方法及裝置，同步控制燃油與空氣的混合量，在發(fā)動機低、中速工況下，提供經(jīng)濟的混合氣(α為1.0～1.15)，在高速(最大功率)工況下提供功率混合氣(α為0.8～0.9)，以達到最佳的發(fā)動機性能，減少燃油消耗，降低有害氣體排放。并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作、維護方便。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的解決方案是通過下述方法和裝置來實現(xiàn)的。
本發(fā)明根據(jù)發(fā)明人的實踐以及前人所做的實驗得知，過量空氣系數(shù)α值對燃油的燃燒有很大影響，尤其是當α值低于1.0時，燃油未燒盡，造成油耗高，廢氣排污大;又因發(fā)動機的功率隨著火焰?zhèn)鞑ニ俾实奶岣叨黾?，最高火焰?zhèn)鞑ニ俾适窃讦翞?.8～0.9時才達到。
因此，本發(fā)明提出一種汽油機上使用的燃油噴射預先混合供給方法及裝置。該方法是以發(fā)動機曲軸為動力，通過傳動連接件傳動，聯(lián)動設(shè)置的凸輪軸，利用軸上的凸輪轉(zhuǎn)動頂壓擺桿，從而使擺桿推動其上面的噴油泵柱塞上移，迫使燃油壓出，從進風管壁上設(shè)置的噴油咀噴出;用一個與節(jié)氣門、偏心輪相連的聯(lián)動機構(gòu)來同步控制燃油與空氣的混合量，根據(jù)發(fā)動機的不同工況，向氣缸輸送α值為1.0～1.15的經(jīng)濟混合氣或0.8～0.9范圍的功率混合氣。
本發(fā)明專用于上面所述方法的供給裝置，除包括發(fā)動機曲軸，傳動連接件外，還包括a、一根凸輪軸，與發(fā)動機曲軸通過傳動連接件連接;
b、一根偏心輪軸，與凸輪軸平行布置，兩端裝在噴油泵箱兩頭相應(yīng)的軸套里;
c、至少一個頂壓機構(gòu)，其凸輪頂壓擺桿能使擺桿上的柱塞式噴油泵供油，其偏心輪調(diào)節(jié)擺桿的擺動幅度，能控制噴油泵柱塞的行程;
d、至少一個柱塞式噴油泵，泵內(nèi)進油孔有一個止回閥，其出油口與進風管壁上至少一個噴油咀相通，進油口與油箱相通;
e、一個聯(lián)動機構(gòu)，接在節(jié)氣門開啟線與偏心輪調(diào)節(jié)線的終端。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少有以下方面優(yōu)點1、由于燃油與空氣混合的比例得到合理控制，在發(fā)動機中速以下提供α值為1.0～1.15的經(jīng)濟混合氣，高速(最大功率)時提供α值為0.8～0.9的功率混合氣，因而使發(fā)動機即滿足經(jīng)濟運行又保證了功率要求，使發(fā)動機性能得到改善，燃油消耗可以減少到最低限度，廢氣中有害氣體排放大幅度降低。
2、進風管上不形成喉管阻力，能保證發(fā)動機足夠的充氣量，因而發(fā)動機功率有所提高。
3、采用燃油強制噴射，能形成霧化均勻的混合氣，因而提高了發(fā)動機的靈敏度，起動性能好。
4、借助于發(fā)動機曲軸提供的動力，通過頂壓機構(gòu)來頂壓柱塞式噴油泵，因此結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作、維護方便。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細的描述。


圖1為本發(fā)明用于單缸四沖程發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明用于四缸四沖程發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明裝置及供給方法。
從圖1可以看出，本發(fā)明裝置主要包括傳動部分發(fā)動機曲軸、齒輪、凸輪軸[5]，供油部分頂壓機構(gòu)[13]、柱塞式噴油泵[23]、噴油咀[29]，以及調(diào)節(jié)部分聯(lián)動機構(gòu)[10]組成。發(fā)動機曲軸齒輪[1]以2∶1的傳動比嚙合配氣正時齒輪[2]，配氣正時齒輪[2]又1∶1正時嚙合設(shè)置的噴油泵齒輪[3]，凸輪軸[5]通過聯(lián)軸器[34](未示出，同圖2)與噴油泵齒輪[3]軸連接。凸輪軸[5]兩端套在噴油泵箱[37](未示出，同圖2)兩頭的相應(yīng)軸承[35]里。顯然，傳動部分也可采用正時鏈條或帶齒正時皮帶傳動。
供油部分的頂壓機構(gòu)[13]及柱塞式噴油泵[23]設(shè)計成一個整體裝配在噴油泵箱[37](未示出，同圖2)內(nèi)，箱內(nèi)灌入的機油浸沒到凸輪軸[5]的一半。偏心輪軸[6]與凸輪軸[5]平行放置，兩端裝在噴油泵箱[37](未示出，同圖2)兩頭的相應(yīng)軸套[36]里。頂壓機構(gòu)[13]由凸輪[4]、偏心輪[7]、擺桿[12]組成。偏心輪[7]調(diào)整到某一角度，可限制擺桿[12]的擺動幅度，進而控制柱塞[16]的行程。擺桿[12]設(shè)在凸輪[4]、偏心輪[7]的上部，布置方向與凸輪軸[5]垂直，有轉(zhuǎn)動副的一端固定在噴油泵箱[37](未示出，同圖2)內(nèi)的殼體上。噴油泵柱塞[16]套有彈簧[14]，并且緊貼擺桿[12]。柱塞式噴油泵[23]的進油口通過輸油管[22]與油箱[25]相通。出油口通過噴油管[24]與進風管[28]壁上一個噴油咀[29]相通，噴油咀[29]與節(jié)氣門[27]相對設(shè)置，其安裝角度與進風管[28]壁成45～90°，有利于形成均勻的混合氣。為了提高燃油霧化效果，也可將噴油咀[29]的噴頭設(shè)計“一字”型多孔或窄縫孔。為了使燃油迅速氣化，最好在噴油咀[29]上套一個低于燃油閃點的恒溫加熱元件[31]，該元件[31]進出頭導線[30]的兩端與電源(未示出)相連。
調(diào)節(jié)部分的一個聯(lián)動機構(gòu)[10]接在節(jié)氣門開啟線[11]與偏心輪調(diào)節(jié)線[9]的終端，安裝要求不操縱時，聯(lián)動機構(gòu)[10]初始狀態(tài)處于怠速位置。
為了便于發(fā)動機起動，在偏心輪[7]上還附設(shè)了一個起動拉線[8]，用來加濃混合氣。
上述裝置的燃油噴射預先混合供給方法是，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機曲軸齒輪[1]以2∶1的傳動比通過配氣正時齒輪[2]、噴油泵齒輪[3]，聯(lián)動凸輪軸[5]，使凸輪[4]轉(zhuǎn)動，當進氣門[33]打開時，凸輪[4]處于升程，頂壓擺桿[12]，擺桿[12]推動緊貼的噴油泵柱塞[16]給噴油泵油室內(nèi)的燃油加壓，迫使燃油頂開出油閥[19]，通過噴油咀[29]噴油;當凸輪[4]處于回程時，噴油泵柱塞彈簧[14]迫使柱塞[16]及擺桿[12]回位，同時吸開止回閥[20]，將油箱[25]內(nèi)的燃油從進油孔[21]吸入油室。操縱聯(lián)動機構(gòu)[10]同步調(diào)節(jié)燃油與空氣的混合量，形成所需比例的混合氣在進氣管[32]內(nèi)進一步混均后進入氣缸。
若圖1所示裝置用于二沖程發(fā)動機上，則僅需將傳動部分改為發(fā)動機曲軸以1∶1輸出動力到設(shè)置的凸輪軸[5]上，即可達到燃油噴射預先混合供給的目的。
圖2示出了本發(fā)明用于四缸四沖程發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖，其傳動部分同圖1未畫出。圖2中每個柱塞式噴油泵[23]下部都設(shè)有一個頂壓機構(gòu)[13]。凸輪軸[5]、偏心輪軸[6]是制作成一根整體的。凸輪軸[5]上的凸輪[4]設(shè)計方向應(yīng)保證每個氣缸進氣門打開時，依次有一個柱塞式噴油泵正時供油;每個柱塞式噴油泵[23]出油口用一根相通的油管[38]連接，并且共用一根噴油管[24]，進油口與一根共用的輸油管[39]相通;進風管[28]上的節(jié)氣門[27]為翻板式，有兩個噴油咀[29]與進風管[28]壁成45～90°角對著節(jié)氣門[27]。聯(lián)動機構(gòu)[10]為腳踏式。
圖2裝置的工段原理與前面所述方法基本相同，這里不再贅述。
圖1、圖2所述的柱塞式噴油泵[23]，其進油孔[21]內(nèi)增加了一個止回閥[20]，這樣，改變噴油泵柱塞[16]行程就可以控制供油量。柱塞[16]是制作成光滑的園柱體?？紤]到噴油泵的耐久性，在柱塞[16]距頂部15～40%處鑲嵌有一個油封[17]，用來防止上部的燃油與下部的機油接觸。另外還在相當于柱塞[16]最大下移位置油封[17]以下的柱塞套[18]上，鉆有若干進機油的小孔[15]，使凸輪[4]轉(zhuǎn)動時飛濺到柱塞套[18]上的機油能流進小孔[15]，潤滑柱塞[16]。
實施本發(fā)明前必須根據(jù)發(fā)動機型號，確定進風管[28]的尺寸，再選配柱塞式噴油泵[23]。確定柱塞式噴油泵[23]的一種方法是先用外界動力帶動發(fā)動機模似運行(保持發(fā)動機具有工作溫度)，在節(jié)氣門[27]處測定在節(jié)氣門全開時，發(fā)動機中速狀況的單位進氣量，選擇中速時某一處轉(zhuǎn)速下的單位進氣量，再按過量空氣系數(shù)α為1.0～1.15范圍內(nèi)選定的某一α值(如選α為1.1)，計算出所需要的燃油量，作為柱塞式噴油泵的最大供應(yīng)油量，初步選定柱塞式噴油泵。又因從實驗得知，由于空氣濾清器[26]、進氣管道[32]等所形成阻力的影響，發(fā)動機的進氣量會隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高而減少，根據(jù)這一特性，可對初步選定的柱塞式噴油泵進行安裝調(diào)試，調(diào)試到使發(fā)動機在高速(最大功率)時，自動變換混合氣的比例，落在α為0.8～0.9范圍內(nèi)即可。
進風管[28]、柱塞式噴油泵[23]確定后，調(diào)整好節(jié)氣門開啟線[11]與偏心輪調(diào)節(jié)線[9](兩根線均有套管，圖1、2未示出)，使它們拉動量一致。這樣，在發(fā)動機運行中，操縱(手動或腳踏)聯(lián)動機構(gòu)[10]拉到一定位置，能使節(jié)氣門[27]開啟到某一位置的同時，同步調(diào)整偏心輪[7]的位置，進而控制柱塞[16]行程，供給相應(yīng)的燃油量，形成所需比例的混合氣。
權(quán)利要求
1.一種汽油機上使用的燃油噴射預先混合供給方法，是以發(fā)動機曲軸為動力，通過傳動連接件傳動，其特征在于聯(lián)動設(shè)置的凸輪軸[5]，利用軸上的凸輪[4]轉(zhuǎn)動頂壓擺桿[12]，使擺桿[12]推動噴油泵柱塞[16]強制供油，將燃油從進風管[28]壁上的噴油咀[29]噴出；用一個聯(lián)動機構(gòu)[10]同步控制燃油與空氣的混合量，根據(jù)發(fā)動機的不同工況，向氣缸輸送過量空氣系數(shù)α值為1.0～1.15或0.8～0.9范圍內(nèi)的混合氣。
2.一種專用于權(quán)利要求1所述方法的供給裝置，包括發(fā)動機曲軸，傳動連接件，其特征在于它還包括a、一根凸輪軸[5]，與發(fā)動機曲軸通過傳動連接件連接;b、一根偏心輪軸[6]，與凸輪軸[5]平行布置，兩端裝在噴油泵箱[37]兩頭相應(yīng)的軸套[36]里;c、至少一個頂壓機構(gòu)[13]，其凸輪[4]頂壓擺桿[12]能使擺桿[12]上的柱塞式噴油泵[23]供油，其偏心輪[7]調(diào)節(jié)擺桿[12]的擺動幅度，能控制噴油泵柱塞[16]的行程;d、至少一個柱塞式噴油泵[23]，泵內(nèi)進油孔[21]有一個止回閥[20]，其出油口與進風管[28]壁上至少一個噴油咀[29]相通，進油口與油箱[25]相通;e、一個聯(lián)動機構(gòu)[10]，接在節(jié)氣門開啟線[11]與偏心輪調(diào)節(jié)線[9]的終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置，其特征在于噴油咀[29]與節(jié)氣門[27]相對布置，安裝角度與進風管[28]壁成45～90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置，其特征在于噴油咀[29]上安有低于燃油閃點的恒溫加熱元件[31]。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置，其特征在于噴油泵柱塞[16]距頂部15～40%的園周上鑲嵌一個油封[17]。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置，其特征在于噴油泵柱塞套[18]下部鉆有若干進機油的小孔[15]。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的供給裝置，其特征在于噴油咀[29]的噴頭為“一字”型多孔或窄縫孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃油噴射預先混合供給方法及裝置。該方法是利用發(fā)動機曲軸提供的動力，通過頂壓機構(gòu)(13)推動噴油泵柱塞(16)強制供油，用一個聯(lián)動機構(gòu)(10)同步控制燃油與空氣的混合量，根據(jù)發(fā)動機的不同工況，向氣缸輸送α值為1.0～1.15或0.8～0.9范圍內(nèi)的混合氣。所用的裝置主要由發(fā)動機曲軸、傳動連接件、頂壓機構(gòu)(13)、柱塞式噴油泵(23)、噴油嘴(29)、聯(lián)動機構(gòu)(10)組成。使用該發(fā)明可以提高發(fā)動機功率，減少燃油消耗，大幅度降低有害氣體排放。
文檔編號F02M69/00GK1062955SQ9011038
公開日1992年7月22日 申請日期1990年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月31日
發(fā)明者李明武, 席建英, 李玉清, 李明峰 申請人:李明武, 席建英, 李玉清, 李明峰