專利名稱:燃料控制裝置的制作方法
本發(fā)明系有關(guān)于任何型式內(nèi)燃引擎之燃料控制系統(tǒng)，特別是有關(guān)于使內(nèi)燃引擎之燃油消耗降低的方法和裝置，尤其是供驅(qū)動車輛使用之引擎。
在此種引擎減速的時候，引擎實際是當做一種泵在工作，試著要從進氣歧管吸入氣體，使得進氣歧管內(nèi)形成相當高度的真空。例如，在一個具有化油器，由汽油驅(qū)動的引擎之中，在怠速出口
有一個高度吸力，吸出汽油空氣之混合氣，亦可能在鄰近的加速出口吸出油氣，因此使得具有相當濃的含油量的混合氣進入燃燒室。這會造成高度污染廢氣，并且浪費燃料。在汽車上一般用來避免形成此種污染的增加的技術(shù)是提供相對相當大量的空氣，但這雖然減低了污染，亦降低了引擎剎車的效力。并且亦浪費燃油。
本發(fā)明之目的在于為所有型式的內(nèi)燃引擎提供解決上述問題的方法。
燃用汽油的引擎通常會擁有某種形式的化油器，其中一種常見的化油器包括有一蝶式節(jié)流閥，供控制進入進氣歧管的空氣的量，一主出油路出口，在高速運轉(zhuǎn)時，油和空氣的混合氣由此主出油出口被吸出，和一個怠速出油出口，在低速運轉(zhuǎn)時，油氣混合氣由此怠速出油出口被吸出。怠速出油出口通常位于被關(guān)閉的蝶式節(jié)流閥的下游，而主出油出口則位于節(jié)流閥之上游，在怠速情況下便通常不產(chǎn)生作用。因此在引擎減速時，經(jīng)由此一怠速出油出口曾被吸出相當大量的燃油，造成浪費。
油氣驅(qū)動的引擎通常會具有某種形式的汽化器以將液態(tài)之油氣汽化。要避免和上述燃用汽油的引擎的問題，在減速的時候?qū)σ孢M氣歧管的油氣供應(yīng)必須加以截斷。
至于柴油引擎，在減速時亦須截斷燃油的供應(yīng)。
依據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃引擎，其燃油的供應(yīng)，不論是汽油，油氣或柴油，在引擎減速或剎車時皆應(yīng)切斷。
在汽油引擎的情況中，根據(jù)本發(fā)明之一較佳實施例，一個化油器具有一個怠速混合氣通道，連接至位于節(jié)流閥下游的一個怠速油氣出口，和可有可無的，位于怠速出口上游，鄰近于節(jié)流閥的關(guān)閉位置的一個或多個加速出口，一個插件，與怠速出口相配合以形成一個曲折的通道，由怠速混合氣通道連接通過出口至節(jié)流閥的下游，和在引擎剎車或減速時供怠速混合氣通道下游通氣的裝置，使得至少在通氣音速流經(jīng)由插件的曲折通道排出，且有足夠的通風(fēng)空氣進入怠速混合氣通道的下游時，能避免從引擎進氣歧管經(jīng)由怠速出口和加速出口(若有的話)吸出燃料，以確保在通氣時不曾有燃油空氣混合氣沿此通道被吸出。
該一插件最好具有一個軸向通道，連接于一個以上的橫向通道，并與怠速混合氣通道的較下端相連通。這一系列的通道形成通過怠速出口的空氣和燃油空氣混合氣的一個曲折路線，因此形成音速流。這種設(shè)計有一個優(yōu)點，即在引擎正常怠速運轉(zhuǎn)時，可增加燃油霧化的程度，使燃料在引擎內(nèi)燃燒更完全。因此在怠轉(zhuǎn)甚至低馬力運轉(zhuǎn)時，引擎可以較為稀薄的混合氣操作，達成燃油的節(jié)省。
最后，插件應(yīng)伸展出于空氣通道壁之外，以避擾在該壁上造成燃油滴的凝聚。
本發(fā)明的一個重要優(yōu)點是，在現(xiàn)有的化油器上只需要加以極小的改變即可，但應(yīng)用在幾乎任何大小的引擎，任何此類型的化油器上的工作情形卻非常良好。這樣，此種具有怠速混合氣調(diào)整螺絲的化油器皆可將螺絲卸下，并將該插件插入于怠速出口的洞口中。
通氣裝置可由包含一個以管連接的位于較遠位置的通氣閥，該閥可利用電磁線圈加以控制，可隨引擎減速時節(jié)流閥下游出現(xiàn)的高度真空而開動。此一高度真空不需要直接測量，只要利用測量引擎轉(zhuǎn)速，例如利用離心力速度開關(guān)，或利用測量點火脈沖的速率，或在曲軸上利用轉(zhuǎn)動產(chǎn)生光脈沖，或利用節(jié)流閥是否開啟即可測知。這樣，這些裝置可在節(jié)流閥下游的真空超過某一程度，亦即引擎剎車或減速時啟動通風(fēng)，以免燃料繼續(xù)送出。歧管內(nèi)的真空亦可以直接測量出來，例如利用一個以壓力操作的開關(guān)來測定。
當?shù)∷俪隹诘恼{(diào)整螺被依據(jù)本發(fā)明的裝置取代時，仍然要提供一種調(diào)整怠速混合氣的方法才行。這可以利用在正常運轉(zhuǎn)情況下經(jīng)由通氣裝置提供一個可調(diào)整的常定空氣流而做到。這樣，利用控制氣流的速率，怠速混合氣的濃度可以隨意地調(diào)整，而不必真的以機械的方式去調(diào)化油器，因為氣流可從化油器靠近通氣閥處提供。而持續(xù)的氣流亦可避免汽油在通氣裝置積聚起來。
依據(jù)本發(fā)明此一觀念動作的化油器的實例顯示于圖1之中。
圖1之中只顯示出化油器10的一小部分。這包括一主空氣通道12，一做為燃料空氣混合氣通道的怠速/加速通道14。流過空氣通道12的空氣之控制是利用傳統(tǒng)的蝶式樞轉(zhuǎn)閥來控制的。
一怠速出口18設(shè)在通道14較下端和蝶式閥16下游的空氣通道12之間。在傳統(tǒng)的化油器之中，此一出口18是打開的，且刻有螺紋的開口20之中容納有一支調(diào)整螺絲(未顯示)，該螺絲的頂端被調(diào)于出口18之附件以控制開口的大小并控制混合油氣的濃度。
但在本發(fā)明的化油器中，并沒有具有螺紋的怠速混合氣調(diào)整螺絲，相反的，另有一支插件24突出于出口18。此一插件具有一個中間通道26，通道的內(nèi)端和一條橫向的通道28相連通。插件24被一壓力彈簧30固持在怠速出口18中，該彈簧30把插件和以螺紋裝在具有螺紋的開口20之內(nèi)的一個管道裝置件32連接在一起。
裝置件32具有一個中空的軸向通道34，連接至怠速混合氣通道14的下游端，并以可撓性管36連接至遠方的一個控制單元40。
亦設(shè)在通道14和主空氣通道12之間的還有一些加速出口42。并非所有化油器都有這些出口，有時有一個開口，有時兩個或更多，有時則為一條槽狀開口。它們被設(shè)在非常鄰接于蝶式閥16關(guān)閉時的位置。額外的燃料空氣混合氣通過其中，和通過怠速出口一般。
單元40包括有一個中空的裝置件46，具有一中央通道47，其一端連接于管36的一端。此一中空裝置件46有一O形環(huán)座48，其上有壓著一個閥塞柱50。塞柱50的動作由一個電力操作的電磁線圈52所控制，當線圈被通電時，塞柱50向箭頭54所示的方向移動，以使裝置件46之內(nèi)的中空通道47通氣。其結(jié)果，空氣經(jīng)由管36和裝置件32而流通至怠速混合氣通道14的較下端。
圖2以示意圖的方式顯示控制電磁線圈52動作的電路。這樣子，線圈的動作系由電子速度開關(guān)56，例如一脈沖積體電路，和一節(jié)流閥位置感測開關(guān)60的組合來控制的，其中開關(guān)60控制一個繼電器62并進而控制線圈52的動作。在引擎正常操作時，即如圖2所示的情況，引擎轉(zhuǎn)速大于例如1000rpm而節(jié)流閥打開，由于線圈52未被充能，因此塞柱50利用彈簧64被保持在圖1所示的位置。但是，在引擎減速時，節(jié)流閥16被關(guān)閉，而節(jié)流閥位置開關(guān)及引擎轉(zhuǎn)速開關(guān)皆被關(guān)閉，后者在引擎轉(zhuǎn)速保持超過例如1000rpm時保持關(guān)閉，繼電器62被充能并進而將電磁線圈52充能。其結(jié)果，塞柱50被沿箭頭54的方向移動，以允許通道14的較下端通氣。
通氣時，大量的空氣進入通道14的較下端在標示為X的區(qū)域造成可觀的亂流。其結(jié)果，從通道34至加速出口42有合理的空氣層流。這有在主空氣通道12使任何吸力失效的作用，因此使燃油空氣混合氣避免沿通道14產(chǎn)生。事實上，同時有在該較低端的通氣作用及在出口18的阻擋作用發(fā)生，阻擋作用的發(fā)生是因為在X區(qū)域由于空氣亂流形成阻擋之故。
再者，由于曲折通道26和28之故，限制了空氣流不能輕易地通過怠速出口。若沒有此種曲折通道的安排，通道12之內(nèi)相當大的吸力作用
從通道14經(jīng)由加速出口42吸出汽油空氣混合氣。正常操作，當線圈52尚未起動時，通過插件內(nèi)曲折通道的燃油空氣混合氣由于插件內(nèi)音速流的關(guān)系具有提高燃料高度霧化的優(yōu)點，這樣子，直角的通道26和28即足夠小是以確保不
發(fā)生大于2比1以上的壓力降于所造成的音速壓力波中，以在兩通道26和28交接之處造成極大的亂流。
同樣的，可以注意到插件延伸通過怠速出口18，出于主空氣通道12的壁部之外。其結(jié)果，在怠速出口之下的主空氣通道12部分的壁上產(chǎn)生燃油滴凝聚的現(xiàn)象的機會將大大縮小，亦可確保霧化的增進。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是彈簧30和插件24的組合能夠適合于相當廣范圍的化油器，因為在出口18和開口20之間任何壓力差值都可利用彈簧30的彈性加以平衡。
插件32最好能做成可反轉(zhuǎn)裝用的形式。這是說，插件可在其一端具有相當粗的螺紋33a，如10/32螺紋，而在相反的一端則可具有相對較細的螺紋33b，如5×0.5mm者。在此種情況下，插件的合適的一端可以根據(jù)已經(jīng)存在于開口20中的螺紋而旋入開口中，而管36則連接至插件的另一端。事實上利用兩種不同的螺紋，如上述兩種，便可適合于大部分的現(xiàn)有螺紋，如10/32，5×0.75mm，5×0.8mm，和5×0.5mm等。
由于插件在怠速出口中的位置是固定的，便需要有一種變通的調(diào)整怠速混合氣的方法。這可利用經(jīng)由管36提供一可調(diào)之小空氣流而做到。
中空裝置件46具有一個外螺紋的表面，其上旋有一螺帽70。后者將一個過濾材料的環(huán)72壓緊于它自身及裝置件46的向外突出的突緣74之間。一分枝通道78由中空通道47徑向地朝外延伸，且經(jīng)由此一分枝通道可提供一個穩(wěn)定的空氣流以控制怠速混合氣的濃度。流量的大小由螺帽70旋入的大小與過濾材料72被壓的大小程度而控制到相當精確的程度，因此怠速混合氣的濃度亦可受控制。過濾器72的采用是要確保進入化油器的空氣的干凈。最好亦有另一過濾器(未顯示)來確保減速時通過通道47的空氣的干凈。
采用持續(xù)空氣流來控制怠速混合氣的濃度的另一個優(yōu)點是可以避免燃油在管36之內(nèi)聚積。另一個優(yōu)點是螺帽70可以設(shè)在遠離化油器的一個容易構(gòu)到的位置，而且調(diào)整起來非常容易，亦不需任何特別的工具。
圖1A中顯示一種經(jīng)過修改的插件24A。此一插件是一個在靠近出口18的表面上切割有一橫向槽80的實體。如圖所示可有一條槽，亦可有兩條以上。這些槽具有在通道14的較下端和出口18之間提供曲折通道的作用，亦具有如前述有關(guān)圖1中的特性優(yōu)點等，亦以同樣原理動作。
圖1B中顯示另一個經(jīng)修改的插件24B。此插件具有一尖端90，部分突入于出口18的開口之內(nèi)。它亦具有一個放大的圓形突緣92，鄰接于尖端的較寬一端之處，以替流出于出口18的氣流提供曲折的通道。此插件又具有一個整體形成的螺紋端94，可旋入于開口20之中，要調(diào)整怠速混合氣濃度時，插件在開口20中被調(diào)整前后位置，以變化尖端突入于出口18的大小。環(huán)形突緣92的優(yōu)點是可以提供空氣流在通氣時的曲折通道，即如圖1相關(guān)部分之說明者，但此種安排并不具有和插件24和24A一樣的可易于適合于大部分化油器的優(yōu)點，因為這樣安排并非易于調(diào)整在出口18和開口20之間的位置。
某些汽車具有某種形式的反柴油閥，當引擎點火開關(guān)被關(guān)閉時可切斷燃料的供應(yīng)，以停止引擎的運轉(zhuǎn)。因此做為另一種選擇，圖2中所示的電路可用來控制該反柴油閥。這樣線70便可不和圖1一樣的接至電磁線圈52，而可以接至操作該反柴油閥的電磁線圈。
同樣的，由于并非所有的引擎皆由汽油驅(qū)動，但使用不同的燃料時仍可以采用本發(fā)明之原理。例如，某些引擎系由油氣所驅(qū)動，亦即，此種引擎并不燒用汽油，而是燒用經(jīng)汽化的液態(tài)石油燃料，例如丙烷。因此在引擎減速或剎車時可利用連接于線70的電磁線圈來中斷供應(yīng)給引擎的油氣。
柴油引擎亦可利用本發(fā)明之優(yōu)點而在引擎減速或剎車時不將燃油供給噴咀。這樣可以利用現(xiàn)有柴油引擎中的現(xiàn)有控制機構(gòu)來進行以在引擎剎車或減速時中斷燃油的供應(yīng)以停止柴油引擎的運作。
在某些柴油引擎中，使用馬達，電磁線圈或真空感測器來中斷經(jīng)由噴咀的燃油供應(yīng)，以中止引擎的運作，例如，利用將被加壓的燃油加以旁路。在其它的柴油引擎中，利用一齒條來控制速度控制器的位置，并將燃油于泵循環(huán)中的一點將加壓的燃油旁路，以控制送至噴咀的料油量。要停止引擎時，齒條被移向一端之極限，燃油中的壓力即持續(xù)降低，便沒有燃料會被送到噴咀了。
如圖2中所說明的，汽油引擎的速度可以利用計算點火脈沖來決定。很明顯的這在柴油引擎中是不可能的，引擎的轉(zhuǎn)速可以利用在引擎的輸出軸的風(fēng)扇驅(qū)動帶輸，凸輪軸驅(qū)的齒輪，或任何其它連接而與引擎同時轉(zhuǎn)動的軸上附裝一或多塊的磁鐵，并準備一個靜止的拾取器，在引擎曲軸轉(zhuǎn)動時感應(yīng)磁鐵通過的次數(shù)，而決定引擎的轉(zhuǎn)速。又節(jié)流閥的位置可以利用和圖2中一樣的方法決定。
圖3顯示柴油引擎剎車或減速時切斷燃油供應(yīng)的數(shù)種不同選擇。
有一引擎速度感測器300包括有裝在引擎曲軸上的一或多個磁鐵301，和一個磁性霍爾拾取器302，當引擎運轉(zhuǎn)時可提供相對于磁鐵通過感測器的電脈沖輸出。其輸出信號乃相當于汽油引擎的點火脈沖，而速度感測器開關(guān)50及節(jié)流閥位置開關(guān)60，則和上述圖2者相似。
由速度感測裝置送出的輸出信號可以用來操作引擎中的一個現(xiàn)有的馬達，電磁線圈或真空控制器，以在引擎準備要中止運轉(zhuǎn)時切斷燃料的供應(yīng)。這樣任何現(xiàn)有的供停止運轉(zhuǎn)的裝置皆可使用。且在某一方面當引擎減速時這些裝置被控制來停止引擎的運轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一內(nèi)燃引擎，其燃料供應(yīng)，不論是汽油、石油氣或柴油燃料，在引擎減速或剎車時被中止供應(yīng)。
2.如權(quán)利要求
1項之引擎，該引擎系由汽油所驅(qū)動者，并具有一反柴油閥以在引擎點火被關(guān)閉時切斷燃料供應(yīng)，該引擎具有感測引擎減速剎車的裝置，這些裝置可起動所述反柴油閥以在引擎減速或剎車時切斷燃料供應(yīng)。
3.如權(quán)利要求
第1項之引擎，該引擎系由石油氣所驅(qū)動者，并具有一閥以切斷石油氣之供應(yīng)，就引擎并具有感測引擎減速或剎車的裝置，這些裝置可在引擎減速或剎車時起動所述閥以切斷燃料供應(yīng)。
4.如權(quán)利要求
第1項之引擎，該引擎為一柴油引擎，并具有利用中斷柴油供應(yīng)而停止柴油引擎的控制器，該引擎并有感測引擎減速或剎車的裝置，這些裝置可在引擎減速或剎車時起動所述控制器以切斷燃料供應(yīng)。
5.一汽油驅(qū)動之內(nèi)燃引擎之化油器，該化油器具有一個怠速混合氣通道，連接至位于節(jié)流閥下游的一個怠速油氣出口，和可有可無的，位于怠速出口上游，鄰近于節(jié)流閥的關(guān)閉位置的一個或多個加速出口，一個插件，與怠速出口相配合以形成一個曲折的通道，由怠速混合氣通道連接通過出口至節(jié)流閥的下游，和在引擎剎車或減速時供怠速混合氣通道下游通氣的裝置，使得至少在通氣音速流經(jīng)由插件的曲折通道排出，且有足夠的通風(fēng)空氣進入怠速混合氣通道的下游時，能避免從引擎進氣歧管經(jīng)由怠速出口和加速出口(若有的話)吸出燃料，以確保在通氣時不會有燃油空氣混合氣沿此通道被吸出。
6.如權(quán)利要求
第5項之化油器，其中該一插件具有一個軸向通道，連接于一個以上的橫向通道，并與怠速混合氣通道的較下端相連通。這一系列的通道形成通過怠速出口的空氣和燃油空氣混合氣的一個曲折路線，因此形成音速流。
7.如權(quán)利要求
第5或6項之化油器，其中該插件朝內(nèi)延伸出于空氣通道之壁外以避免燃料滴在該壁上凝聚。
8.如權(quán)利要求
第5至7項之任一項之化油器，其中該通氣裝置包包含一個以管連接的位于較遠位置的通氣閥，該閥系利用測定節(jié)流閥下游代表引擎減速之高度真空的存在而受到控制。
9.如權(quán)利要求
第8項之化油器，其中之高度真空系直接以裝置感測引擎之轉(zhuǎn)速及節(jié)流閥位置而測得。
10.如權(quán)利要求
第5至9項中之任一項之化油器，其中在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下之怠速混合氣系列用提供一可調(diào)整常定空氣流通過通氣裝置而加以調(diào)整。
專利摘要
內(nèi)燃機在減速或剎車時停止供油。汽油的化油器最好具有一接于節(jié)流閥下游怠速油氣出口的怠速混合氣通道，一個或多個位于怠速出口上游，鄰于節(jié)流閥關(guān)閉位置的加速出口，一與怠速出口相配形成一由怠速混合氣通道通過出口至節(jié)流閥下游的曲折通道的接頭，一在引擎剎車或減速時供怠速混合氣通道下游通氣的裝置，使得至少在通氣時音速流由曲折通道排出，且有足夠的通風(fēng)空氣進入怠速混合氣通道的下游，以避免從引擎進氣歧管經(jīng)由怠速出口和加速出口吸出燃料，以確保通氣時無有燃油空氣混合氣沿此通道被吸出。
文檔編號F02M3/00GK85101645SQ85101645
公開日1987年1月24日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者約翰·巴拿斯 申請人:艾波科電子有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan