[發(fā)明專利]自動調(diào)節(jié)空燃比混合器

無效

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• 申請日: 2013-02-16
• 公開（公告）號: CN103993986A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 蒙達宇
• 申請（專利權(quán)）人: 蒙達宇
• 主分類號: F02M21/04
• 分類號: F02M21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明步及一種用于燃氣發(fā)動機的燃氣空氣混合裝置，尤其是能夠根據(jù)發(fā)動機負荷工況自動調(diào)節(jié)混合氣濃度的自動調(diào)節(jié)空燃比混合器。

背景技術(shù)

目前燃氣發(fā)動機使用的燃氣空氣混合裝置，較常見的有比例式混合器，它能根據(jù)發(fā)動機進氣量按設定的空燃比同步調(diào)節(jié)空氣和燃氣的輸入量以滿足發(fā)動機對進氣量的需求，當發(fā)動機處于滿負荷工況時需要能夠兼容動力性和經(jīng)濟性的濃度混合氣、當發(fā)動機超負荷工況時需要能滿足最大功率輸出的動力性濃度混合氣、當發(fā)動機處于輕負荷工況時需要能達到燃氣使用的經(jīng)濟性濃度混合氣，由于比例式混合器工作時不能自動調(diào)節(jié)空燃比所以不能同時滿足發(fā)動機在不同的負荷工況時所需要不同濃度的混合氣的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有混合器工作時不能同時滿足發(fā)動機在不同的負荷工況時需要不同濃度混合氣的要求問題，本發(fā)明提供一種能夠自動調(diào)節(jié)空燃比的自動調(diào)節(jié)空燃比混合器，該自動調(diào)節(jié)空燃比混合器工作時能夠根據(jù)發(fā)動機負荷工況自動調(diào)節(jié)空燃比滿足發(fā)動機在不同的負荷工況時需要不同濃度混合氣的要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：包括殼體、上膜片、上膜片組件、下膜片、下膜片組件、上活塞、下活塞、上彈簧、下彈簧、上彈簧座、下彈簧座及燃氣輸入控制閥門，其特征在于：殼體具有圓柱形內(nèi)腔和相互連通的燃氣通道、空氣輸入通道、混合氣輸出通道及上彈簧安裝通道、下彈簧安裝通道，殼體頂部具有與頂部內(nèi)腔相連通的燃氣輸入控制閥門安裝通道、該通道具有燃氣輸入口，殼體中部內(nèi)腔具有上彈簧座和位于該彈簧座內(nèi)的下活塞桿安裝通道、及混合氣壓力通道和與中部內(nèi)腔相連通的大氣壓力通道，殼體下部具有至少具有1個空氣輸入量孔和至少1個燃氣輸入量孔的上活塞安裝通道、和具有至少1個混合氣輸出量孔和至少一個怠速量孔的下活塞安裝通道、并者該通道內(nèi)底面具有下彈簧座，上膜片組件裝于上膜片的頂面和底面并和上膜片一起安裝在殼體內(nèi)腔的頂部和中部的上彈簧座之間的殼體內(nèi)腔上、上膜片和上膜片組件的頂面與殼體頂部內(nèi)腔構(gòu)成燃氣壓力室，下膜片和下膜片組件的圓心位置具有上彈簧安裝通道和位于該通道內(nèi)的混合氣壓力通道及下活塞桿安裝通道，下膜片組件裝于下膜片的頂面和底面并和下膜片一起安裝在殼體中部內(nèi)腔的上彈簧座和大氣壓力通道之間的殼體內(nèi)腔上、下膜片和下膜片組件的頂面與上膜片及上膜片組件的底面以及上膜片和下膜片之間的殼體內(nèi)腔及位于殼體內(nèi)腔中部的混合氣壓力通道構(gòu)成混合氣壓力室，下膜片和下膜片組件的底面和與大氣壓力通道相連通的殼體中部內(nèi)腔構(gòu)成大氣壓力室，上活塞為圓柱形、其頂端面具有圓柱形凹狀的內(nèi)腔、內(nèi)腔的底部具有上彈簧座和位于該彈簧座內(nèi)的混合氣壓力通道及下活塞桿安裝通道、上活塞置于上活塞安裝通道內(nèi)、其圓柱形的外表面與該安裝通道的內(nèi)表面為氣密封配合并與該安裝通道的空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔相對應、上活塞的頂端面和下膜片及下膜片組件的底面相連接、其混合氣壓力通道和下活塞桿安裝通道與下膜片及下膜片組件的混合氣壓力通道及下活塞桿安裝通道相對應連接，上彈簧置于上彈簧安裝通道內(nèi)、其兩端分別安裝在殼體中部內(nèi)腔的上彈簧座和上活塞的頂端面的圓柱形凹狀內(nèi)腔底部的上彈簧座上，上活塞能跟隨下膜片及下膜片組件上下運動壓縮或釋放上彈簧并同步打開或關閉空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔，下活塞為圓柱形、其底端面具有圓柱形凹狀的內(nèi)腔、內(nèi)腔的頂部具有下彈簧座及貫穿其兩端氣壓消除通道以使得下活塞在上下運動時兩個端面沒有氣壓力差、下活塞頂端面的圓心位置具有向上延伸至上膜片及上膜片組件的圓柱形的活塞桿、下活塞置于下活塞安裝通道內(nèi)、活塞桿置于上活塞頂端面的圓柱形凹狀內(nèi)腔底部的上彈簧座內(nèi)的活塞桿安裝通道和下膜片及下膜片組件圓心位置的活塞桿安裝通道及殼體中部內(nèi)腔的上彈簧座內(nèi)的活塞桿安裝通道及上彈簧內(nèi)，下彈簧置于下彈簧安裝通道內(nèi)、其兩端分別安裝在下活塞底端面圓柱形凹狀內(nèi)腔頂部的下彈簧座和下活塞安裝通道內(nèi)底面的下彈簧座上，下活塞圓柱形的外表面與下活塞安裝通道的內(nèi)表面為氣密封配合并與該通道的混合氣輸出口相對應、下活塞的上端面和上活塞的下端面及兩個端面之間的安裝通道構(gòu)成混合區(qū)，下活塞桿的上端與上膜片和上膜片組件組件的圓心位置相連接并能跟隨上膜片和上膜片組件上下運動帶動下活塞壓縮或釋放下彈簧同時打開或關閉混合氣輸出量孔，燃氣輸入控制閥門為中間位置具有燃氣輸入通道的圓柱形、并具有控制旋鈕、并置于殼體頂部的燃氣輸入控制閥門安裝通道內(nèi)、其外表面與該通道內(nèi)表面為氣密封配合并能跟住控制旋鈕沿周向來回轉(zhuǎn)動打開或關閉燃氣輸入通道、其控制旋鈕和發(fā)動機調(diào)速機構(gòu)相連接、燃氣輸入口與燃氣減壓閥的燃氣輸出口相連接，混合氣輸出通道與發(fā)動機進氣管的輸入口相連接、空氣輸入通道與空氣濾清器的空氣輸出口相連接。當起動發(fā)動機時燃氣輸入控制閥門的控制旋鈕在發(fā)動機調(diào)速機構(gòu)的驅(qū)動下帶動燃氣輸入控制閥門把燃氣輸入通道打開、此時燃氣由燃氣輸入控制閥門的燃氣輸入通道進入燃氣壓力室和燃氣通道內(nèi)并產(chǎn)生與燃氣減壓閥輸出相同的燃氣壓力、與此同時隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)動時進氣門打開、混合氣壓力室內(nèi)的空氣由混合氣壓力通道進入混合區(qū)經(jīng)怠速量孔及混合氣輸出通道進入發(fā)動機而使得燃氣壓力室產(chǎn)生負壓力并同時作用于上膜片及上膜片組件的底面和下膜片及下膜片組件的頂面、并者混合氣壓力室內(nèi)的負壓力在發(fā)動機進氣的作用下繼續(xù)增大、為此：把上彈簧的彈力設定大于下彈簧的彈力以使得上膜片和上膜片組件在自身的重力和燃氣壓力室的燃氣壓力和混合氣壓力室的負壓力及下活塞自身的重力的共同對下活塞產(chǎn)生的向下作用力超過下彈簧的最大彈力、使得上膜片和上膜片組件及下活塞在空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔沒有打開之前向下運動壓縮下彈簧全部打開混合氣輸出量孔、同時隨著發(fā)動機的進氣使得混合氣壓力室的負壓力和大氣壓力室的大氣壓力共同作用于下膜片和下膜片組件所產(chǎn)生向上的作用力大于上彈簧的自身重力和彈力及下膜片和下膜片組件及上活塞的自身重力對上活塞的共同向下作用力時、下膜片和下膜片組件帶動上活塞向上運動壓縮上彈簧并同步打開空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔、此時空氣由空氣輸入量孔進入混合區(qū)、燃氣由燃氣壓力室經(jīng)過燃氣通道由燃氣輸入量孔進入混合區(qū)并在混合區(qū)內(nèi)和空氣合成混合氣后從怠速量孔和混合氣輸出量孔經(jīng)混合氣輸出通道進入發(fā)動機、同時隨著空氣和燃氣的進入使得混合區(qū)內(nèi)的混合氣負壓力減小并通過混合氣壓力通道使得混合氣壓力室內(nèi)的負壓力跟著減小并使得混合氣壓力室內(nèi)負壓力和大氣壓力室的大氣壓力共同作用于下膜片及下膜片組件所產(chǎn)生的向上作用力跟著減小、最后等于上彈簧的自身重力和彈力及下膜片和下膜片組件和上活塞的自身重力共同作用于下膜片和下膜片組件向下作用力、使得下膜片和下膜片組件和上活塞停止運動、同時混合區(qū)內(nèi)的負壓力穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)、此時由于發(fā)動機在起動時其調(diào)速機構(gòu)是處于發(fā)動機超負荷工況時的工作狀態(tài)并驅(qū)動控制旋鈕把燃氣閥門打開至最大、因此：根據(jù)燃氣減壓閥輸出的燃氣壓力設定空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔的比例為發(fā)動機超負荷時所需要動力性濃度混合氣空燃比的比例、因此發(fā)動機起動時空氣和燃氣在混合區(qū)內(nèi)混合成動力性濃度的混合氣，當發(fā)動機處于超負荷工況時轉(zhuǎn)速下降同時在單位時間內(nèi)進氣量減少導致混合區(qū)內(nèi)負壓力減小并通過混合氣壓力通道使得混合氣壓力室的負壓力也跟著減小、因此造成混合氣壓力室內(nèi)負壓力和大氣壓力室的大氣壓力共同作用于下膜片和下膜片組件所產(chǎn)生向上的作用力小于上彈簧的最大彈力和自身重力及下膜片和下膜片組件及上活塞的自身重力共同作用于下膜片及下膜片組件的向下作用力、此時下膜片及下膜片組件和上活塞向下運動釋放上彈簧并同步關小空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔、同時由于空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔的關小混合區(qū)內(nèi)的負壓力得到恢復并通過混合氣壓力通道使得混合氣壓力室內(nèi)的負壓力也得到恢復并使得混合氣壓力室內(nèi)的負壓力和大氣壓力室的大氣壓力共同作用于下膜片和下膜片組件的向上作用力等于上彈簧的自身重力和彈力及下膜片和下膜片組件及上活塞的自身重力共同作用于下膜片和下膜片組件的向下作用力、此時下膜片及下膜片組件和上活塞停止運動、同時發(fā)動機轉(zhuǎn)速得到穩(wěn)定、同時由于發(fā)動機處于超負荷工況其調(diào)速機構(gòu)驅(qū)動燃氣輸入控制閥門的控制旋鈕把燃氣閥門全部打開使得燃氣壓力室和燃氣通道的燃氣壓力等于燃氣減壓閥輸出的燃氣壓力、并使得上燃氣壓力室的燃氣壓力和混合氣壓力室的負壓力共同作用于上膜片和上膜片組件產(chǎn)生的向下作用力及下活塞自身重力和上膜片及上膜片組件的自身重力的共同向下作用力超過下彈簧的最大彈力、此時下膜片和下膜片組件和下活塞向下運動壓縮下彈簧全部打開混合氣輸出量孔、與此同時由于空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔的比例是根據(jù)燃氣減壓閥輸出的燃氣壓力設定為發(fā)動機超負荷工況時需要的動力性濃度混合氣時的比例、因此由燃氣輸入量孔進入混合區(qū)的燃氣在混合區(qū)內(nèi)和空氣合成的混合氣為動力性濃度的混合氣，當發(fā)動機處于滿負荷工況時轉(zhuǎn)速升高在單位時間內(nèi)進氣量增大、這時發(fā)動機調(diào)速機構(gòu)驅(qū)動控制旋鈕關小燃氣閥門的開度使得燃氣壓力室和燃氣通道的燃氣壓力小于燃氣減壓閥輸出的燃氣壓力、此時燃氣壓力室內(nèi)的燃氣壓力和混合氣壓力室的負壓力共同作用于上膜片和上膜片組件的向下作用力和上膜片及上膜片組件的自身重力和下活塞的自身重力的共同向下的作用力等于下彈簧的最大彈力而處于靜止狀態(tài)、同時下活塞處于壓縮下彈簧全部打開混合氣輸出量孔的靜止狀態(tài)、與此同時由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高在單位時間內(nèi)進氣量增大使得混合區(qū)內(nèi)負壓力跟著增大并通過混合氣壓力通道使得混合氣壓力室內(nèi)的負壓力也跟著增大、最后使得下膜片和下膜片組件自身重力及上活塞重力及上彈簧的自身重力和彈力的共同作用于下膜片和下膜片組件的向下作用力小于混合氣壓力室的負壓力和大氣壓力室大氣壓力共同作用于下膜片及下膜片組件的向上作用力、而使得下膜片和下膜片組件帶動上活塞向上運動壓縮上彈簧繼續(xù)打開空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔直至混合區(qū)內(nèi)由于空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔的繼續(xù)打開負壓力得到恢復才停止運動、此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速得到穩(wěn)定、同時發(fā)動機調(diào)速機構(gòu)停止驅(qū)動燃氣輸入控制閥門的控制旋鈕、與此同時由于燃氣壓力室和燃氣通道內(nèi)的燃氣壓力小于燃氣減壓閥輸出的燃氣壓力、因此由燃氣輸入量孔進入混合區(qū)的燃氣流量在單位時間內(nèi)得到減小并在混合區(qū)內(nèi)和空氣合成的混合氣為動力性和經(jīng)濟性兼容的濃度混合氣，當發(fā)動機輕負荷時、發(fā)動機轉(zhuǎn)速進一步升高、發(fā)動機進氣量在單位時間內(nèi)進一步增大、這時發(fā)動機調(diào)速機構(gòu)驅(qū)動燃氣輸入控制閥門的控制旋鈕進一步關小燃氣輸入控制閥門的開度使得燃氣壓力室和燃氣通道內(nèi)的燃氣壓力進一步小于燃氣減壓閥輸出的燃氣壓力、于是燃氣壓力室內(nèi)的燃氣壓力和混合氣壓力室的負壓力共同作用于上膜片和上膜片組件的向下作用力和上膜片和上膜片組件的自身重力和下活塞自身重力共同作用于下活塞的向下作用力小于下彈簧的最大彈力、為此上膜片和上膜片組件帶動下活塞向上運動釋放下彈簧并關小混合氣輸出量孔使得發(fā)動機進氣量在單位時間內(nèi)受到限制而減小、最后使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速恢復到原來的水平、同時發(fā)動機調(diào)速機構(gòu)停止驅(qū)動控制調(diào)旋鈕、此時由于發(fā)動機進氣量在單位時間內(nèi)減小使得混合區(qū)內(nèi)的負壓力跟著減小、并通過混合氣壓力通道使得混合氣壓力室的負壓力也跟著減小、因此混合氣壓力室內(nèi)的負壓力和大氣壓力室的大氣壓力共同作用于下膜片和下膜片組件的向上作用力小于下膜片及下膜片組件自身重力及上活塞自身重力及上彈簧自身重力和彈力的共同作用于下膜片和下膜片組件的向下作用力、因此上膜片和上膜片組件推動上活塞向下運動釋放上彈簧并同步關小空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔直至混合區(qū)內(nèi)負壓力由于空氣輸入量孔和燃氣輸入量孔的關小得到恢復而停止運動、此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速得到穩(wěn)定、同時時由于燃氣壓力室和燃氣通道內(nèi)的燃氣壓力進一步小于減壓閥輸出的燃氣壓力使得由燃氣輸入量孔進入混合區(qū)的燃氣流量在單位時間內(nèi)得到進一步減小、此時燃氣和空氣在混合區(qū)內(nèi)合成的混合氣為經(jīng)濟性濃度混合氣。