專利名稱：電磁蝶閥汽車強制怠速節(jié)油裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是用于汽車強制怠速行駛時的節(jié)油裝置。
汽車行駛中有10－40％的行程，需要帶檔滑行，在這種情況下，發(fā)動機靠汽車帶動做強制怠速運轉(zhuǎn)。這是因為汽車在下長而陡的坡道時，為了不致過多使用剎車必需用發(fā)動機牽制制動。雨雪天，冰雪路面和夜間行車，為了行車安全也不宜脫檔滑行，即使是正常行駛，尤其在城鎮(zhèn)和路面較差的道路，也因經(jīng)常處理情況而需帶檔滑行。這時發(fā)動機化油器處于怠速工況，節(jié)氣門在關閉狀態(tài)，怠速量孔噴出一定數(shù)量汽油，由于進入的空氣很不充分，而使形成的混合氣很濃(空氣過量系數(shù)α＜0.6－0.8)，這種濃混合氣燃燒很不完全，會形成大量的游離炭在排氣管以黑煙排出，同時有一部分積附于活塞頂、氣缸蓋和火花塞上，并由此而產(chǎn)生一些相應的問題。如果長時間強制怠速行駛，會使發(fā)動機溫度下降，進入氣缸的很多汽油得不到燃燒，一部分沿氣缸壁流入曲軸箱，同時破壞缸壁上的潤滑油膜，加速機件磨損并沖淡機油。沒有燃燒的汽油在排出時使人嗅到討厭的“生油味”，如果這部分汽油在排氣管后燃燒就會出現(xiàn)消聲氣“放炮”。據(jù)國外對有代表性的汽車排出物的測定結(jié)果表明，強制怠速時所排出的碳氫化合物，醛、一氧化碳、乙炔是定速行駛時的幾倍到十多倍。就是說，強制怠速行駛不僅在發(fā)動機不輸出動力時白白消耗大量燃料，而且還造成嚴重的空氣污染。汽車廢氣是重要的大氣污染源，而強制怠速時所排放的廢氣則是這一污染源最重要的一部分。
強制怠速時，由于節(jié)氣門處在關閉狀態(tài)，而活塞仍在高速運動，造成節(jié)氣門后至氣缸內(nèi)負壓急劇增高，可達65－85KPa，致使較多的機油從活塞和缸壁之間，汽門導管和氣門桿之間竄入氣缸，這些進入汽缸的機油除部分隨廢氣排出外，還有一部分在氣缸內(nèi)燃燒，因為車用機油分子量大，并加有抗氧物質(zhì)等添加劑，難以完全燃燒，而形成質(zhì)的堅硬的積附物，這些積附物又加速了機件的磨損和機油的變壞。
為了解決上述問題，國內(nèi)外研究出很多種強制怠速節(jié)油裝置，這些節(jié)油裝置按其控制方式大致可分為一、手控，如CN91223351.6。這類控制方式，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但要增加駕駛員操縱負擔。因為伴隨著汽車進入強制怠速，駕駛員還要做很多動作，而無法顧及再操作強制怠速節(jié)油開關，其使用效果受到限制。
二、半自動控制，如CN91214676.1，這類控制方式，在結(jié)構(gòu)上和使用效果上介于手控與自動控制之間，這是因為在起步后和發(fā)動機需要怠速運轉(zhuǎn)時都要操作開關，這對在城鎮(zhèn)行駛的汽車仍需要頻繁操作，否則節(jié)油效果將受影響。
三、自動控制，如CN89206642.3，這類方式不增加駕駛員操作負擔，效果比上兩類都好，但這類控制方式多用電子線路來實現(xiàn)的，不僅成本較高，且易發(fā)生故障，而發(fā)生故障后駕駛員缺乏檢查、排除的手段。另外，這種方式只有發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時才能起節(jié)油作用，其應用價值將受到限制。
強制怠速節(jié)油是靠汽車在強制怠速行駛時，停止向發(fā)動機供油實現(xiàn)的。按其停止供油的方式大致可分為一、利用電磁控制閥，真空控制閥阻斷向化油器浮子室、主量孔、怠速量孔供油。這類方式占現(xiàn)有技術的大部分，這類方式可以有效節(jié)油，并且使汽車始終處于發(fā)動機牽制狀態(tài)，對制動有利。但這類結(jié)構(gòu)的不足之處在于，很難保證各裝配件的同軸度，因而就決定這類結(jié)構(gòu)很難做到完全密封。剛性結(jié)構(gòu)的針與閥，在長期撞擊中會使其幾何尺寸發(fā)生變化，增大過油截面，由此產(chǎn)生油耗增大的新因素。采用端面彈性密封結(jié)構(gòu)的電磁閥，每動作一次，即做一次泵油，而且是在不需要油時向浮子室及油道內(nèi)注油，而用油時則向外吸油。即使是這種結(jié)構(gòu)能夠完全密封，已進入化油器油道的油仍會被吸出，造成浪費，并對下次需要供油時造成瞬時缺油。不能節(jié)約機油。不能有效利用汽車貫性和汽車勢能，因滑行阻力大，使加油行駛的距離增加，于節(jié)油不利。
二、利用節(jié)氣門后的負壓，通過真空或電磁閥門，使空氣不經(jīng)化油器而進入氣缸。這類方式也比較多。在這類方式中，小通徑引入空氣不能完全制止化油器內(nèi)有氣流通過，汽油仍隨氣流噴出，節(jié)油不完全。大通徑引入空氣，可基本實現(xiàn)化油器不噴出汽油，節(jié)油比較徹底。同時由于空氣充分進入降低了氣缸內(nèi)的負壓，克服了竄機油的問題，節(jié)約機油。因為氣缸內(nèi)負壓的減小，發(fā)動機對汽車牽制阻力減小，可以有效利用汽車慣性和勢能，增大滑行距離，于節(jié)油有利。但這類方式由于使汽車部分失去發(fā)動機的牽制阻力，對汽車制動產(chǎn)生影響，不利于安全行車。特別是對以進氣管真空度為動力源的液壓真空助力汽車影響更大。采用平面或錐形的截止閥，閥門受到較大的負壓，需要較大的開啟力矩，使電磁鐵體積較大。同時開啟瞬間，發(fā)動機會出現(xiàn)瞬時轉(zhuǎn)速變化，進而影響汽車行駛的平穩(wěn)性。
三、通過控制閥門，向怠速油道引入空氣，利用汽油密度比空氣大的特點，制動汽油噴出。這類方式很難做到使汽油完全不噴出，節(jié)油不完全。對于機油消耗，對汽車慣性的利用及汽車制動的影響，介于以上兩類之間。這類方式比較少。
根據(jù)流體的附壁效應，化油器至進氣門的混合氣通道中，有一層汽油膜積附于其內(nèi)壁上。無論以上各類方式，尤其第二種，只要化油器沒有適量汽油噴出，進入的空氣都會吹干這層油膜，而造成汽油的浪費，對于發(fā)動機由強制怠速變?yōu)檩敵鰟恿r，會出現(xiàn)瞬間供油不足，進而造成瞬時動力不足，影響加速的圓滑過度。
本實用新型的目的是要提供一種汽車在強制怠速行駛時可節(jié)約汽油；節(jié)約機油；減少機件磨損；消除排氣污染；即可有效的利用汽車慣性，又可在汽車制動時，令發(fā)動機迅速進行牽制制動的電磁蝶閥汽車強制怠速節(jié)油裝置。


圖1是電磁碟閥汽車強制怠速節(jié)油裝置使用狀態(tài)示意圖；圖2是電磁碟閥汽車強制怠速節(jié)油裝置；圖3是怠速調(diào)整螺絲的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是動斷開關示意圖；圖5是動合開關示意圖；本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的蝶形閥7由閥體15，閥片16，閥門軸39及旋扭回位彈簧(圖中沒畫出)等組成。
電磁鐵8由電磁鐵外殼24，滑動磁鐵33，兼做滑動磁鐵33導管用的繞線架34，其外面兩端各有一個橡膠圈20，里面兩端各有一個絕緣墊21，在繞線架34上繞有線徑較粗，匝數(shù)較少的起動繞組22和線徑較細、匝數(shù)較多的維持繞組23，在固定磁鐵28的中孔內(nèi)有導柱開關31，由彈簧30壓緊在導電片25上，彈簧30的另一端置于開關外殼29的凸起處，導電片25用緊固件26，裝在固定磁鐵28上，通往繞組的軟導線(圖中沒畫出)從絕緣膠圈27內(nèi)引出。
電磁鐵外殼24，固定磁鐵28和開關外殼29用緊固組件32組裝在一起。
電磁鐵8與蝶形閥7用和電磁鐵外殼24點焊在一起的連接板19通過緊固件36組裝在一起。
蝶形閥7的閥片16上置有連桿接頭17，經(jīng)連桿18與滑動磁鐵33前端帶孔的螺柱35連接在一起，螺柱35用螺帽37緊固在滑動磁鐵33上，連桿18兩端各裝有一個開口銷38。
當電磁鐵8電路導通后，起動繞組22和維持繞組23同時有電流通過，產(chǎn)生磁場，滑動磁鐵33在磁場作用下，經(jīng)連桿18帶動閥片16，克服旋扭彈簧扭力和滑動磁鐵33與固定磁鐵28氣隙間的磁阻向后運動，當滑動磁鐵33后端頂?shù)綄е_關31時，使起動繞組22開路。在滑動磁鐵33的慣性和維持繞組23磁場的作用下，兩磁鐵吸合在一起的同時，使閥片16完全打開。
當電磁鐵8電路斷路后，維持繞組23電流消失，在旋扭彈簧的作用下由閥門軸39帶動閥片16，經(jīng)連桿18牽滑動磁鐵33回到起始位置。導柱開關31在彈簧30作用下，被壓緊在導電片25上。
這種結(jié)構(gòu)的特點在于1.閥片16兩邊同時受到負壓，其負壓抵消，因而開啟力距小。2.電磁鐵8在起動瞬間兩個繞組同時通電，可產(chǎn)生較強磁場，有較大的力矩。線徑較粗的起動繞組22，只是瞬時通電，因而發(fā)熱量很少。維持繞組23線徑較細，電流較小，發(fā)熱量也很小，可以長時間工作。由于這時兩個磁鐵磁隙很小，較小電流產(chǎn)生的磁場即可使它們牢固的吸合在一起，因此電磁鐵可以設計的較小。3.整個電磁蝶閥除閥片16和閥體15內(nèi)壁加工精度要求較高外，由于采用活絡連接，其它零件在加工精度上要求不高，因而可使生產(chǎn)成本降低。
在汽車發(fā)動機進氣管靠近氣門處，按裝一個與發(fā)動機進氣管相似的付進氣管。其上端裝有一個雙繞組電磁蝶閥，閥的進氣口與空氣濾清器相連。電磁閥控制電路由點火開關和分別按裝在離合器、制動器、變速器和加速踏板各操作機構(gòu)相聯(lián)動的開關組成。當汽車強制怠速行駛時，通過各開關相互作用令電磁閥打開，使空氣濾清器來的空氣，不經(jīng)化油器直接進入氣缸，因為化油器內(nèi)無空氣通過就不會有汽油噴出，而節(jié)約了汽油。因為閥門通徑較大，進氣充分，氣缸內(nèi)負壓降低，機油竄入減少，節(jié)約了機油。由于發(fā)動機是進空氣，排空氣，便沒有污染物產(chǎn)生。因為沒有汽油和機油進入氣缸，便不會出現(xiàn)產(chǎn)生積炭和破壞潤滑油膜的現(xiàn)象，減少機件磨損。由于氣缸內(nèi)負壓減小，發(fā)動機的牽制阻力減小，有利于汽車滑行。當汽車因減速或停車踏下制動踏板時，與該踏板聯(lián)動的開關斷開，使控制電路開路，電磁鐵線圈電流消失，在回位彈簧的作用下，將閥門關閉，發(fā)動機恢復成為牽制制動狀態(tài)，與制動器共同實現(xiàn)汽車的減速或停車。
圖1是根據(jù)本實用新型提出的節(jié)油裝置示意圖。
下面結(jié)合
圖1說明本實用新型的總體布局，電路聯(lián)接和工作情況。
本實用新型包括一個按裝在發(fā)動機進氣管5，緊靠進氣門處的付進氣管4，其支管與發(fā)動機進氣管5支管數(shù)量相同，上面裝有雙繞組電磁鐵8和蝶形閥7，其進氣口與空氣濾清器1上蓋的開口用氣管6相聯(lián)。
電磁鐵控制電路包括鈕子開關11，點火開關10，喇叭繼電器9，按裝在離合器踏板處的動斷開關13，按裝在制動器踏板處的動斷開關12，按裝在變速器處的動合開關14，換裝的化油器2怠速調(diào)整螺絲3組成。
汽車正常行駛時離合器是抬起的，由其控制的動斷開關13通路。變速器是掛在檔上的，由其控制的動合開關14通路。制動踏板是抬起的，由其控制的動斷開關12通路。由于此時加速踏板是踏下的，怠速調(diào)整螺絲3觸點離開化油器2下體搭鐵處，電磁閥電路不通路。當抬起加速踏板時，既進入強制怠速，換裝的怠速調(diào)整螺絲3觸點與化油器2下體搭鐵，整個控制電路形成回路，繼電器9觸點閉合，電磁鐵8繞組有電流通過，產(chǎn)生磁場，吸引滑動磁鐵向后運動，通過連桿帶動蝶形閥7閥片轉(zhuǎn)動，使閥片16打開?？諝庥煽諝鉃V清器1上蓋開口處，經(jīng)氣管6和付進氣管4進入氣缸，由于節(jié)氣門基本處于關閉狀態(tài)，進氣截面很小，而蝶形閥通徑很大，另外由于氣管6的進氣口設在空氣濾清器1蓋上面，其氣流方向與化油器2氣流方向相反，制動空氣向化油器方向流動，所以流經(jīng)化油器2的空氣很少，因而極少有汽油噴出，從而實現(xiàn)節(jié)約汽油的目的。
當踏下加速踏板時，控制電路斷路，電磁鐵8磁場消失，在旋扭回位彈簧的作用下，閥片16壓緊在閥座上，阻止向付進氣管6供氣，由于閥門的突然關閉，氣管6內(nèi)空氣反彈，有助于空氣向化油器2方向流動，因而有利于化油器2向氣缸供給混合氣。
當踏下離合器時，踏下制動踏板時，變速桿在空檔時，電磁蝶閥都不工作。總之，在整個駕駛操作過程中，沒有影響汽車使用性能的現(xiàn)象。整個節(jié)油過程都是在駕駛員正常操作中實現(xiàn)的。
換裝的怠速調(diào)整螺絲3(見附圖3)，其外形幾何尺寸與原件完全一樣，所不同的是，外面是注塑螺紋44，內(nèi)部鐵蕊42呈齒牙狀，以防止在擰動時與外面的注塑材料滑脫。與導線連接的接線片40靠在螺絲的鐵質(zhì)部分上，另一面用絕緣片41與彈簧43隔開。
按裝在離合器、制動器處的動斷開關13、12(見附圖4)是可延遲斷開，提前導通的雙彈簧動斷開關。由底板45，兼作導線接頭的觸點46，導電盤47，小彈簧51，大彈簧49，兼作彈簧座的導筒50和外殼48組成。
它的工作情況是這樣的當踏下制動踏板(或離合器踏板)時，在自由行程和制動力很小的行程內(nèi)，導筒50雖然也因其壓力的解除而運動，但這時的運動，只是大彈簧49的彈性增長，導電盤47仍被壓在觸點46上，只有在繼續(xù)運動，待大彈簧49壓力不足以克服小彈簧51的張力時，在小彈簧51的作用下，使導電盤47與觸點46脫離接觸。
當抬起制動踏板(或離合器踏板)時，踏板臂壓導筒50運動，因大彈簧49的彈性大于小彈簧51，所以，小彈簧51首先壓縮，使導電盤47在踏板沒完全抬起前，就將開關接通。既保證行車安全，又可以盡量增加節(jié)油裝置工作時間。
按裝在變速器處的動合開關14(見附圖5)，是一個用沉頭螺絲53，固定在變速器頂蓋58上端同樣大小的塑料圈52，里面有U型彈性導電絲57，其園弧部分夾在塑料圈52內(nèi)，其U型開口處59用于接導線。在變速桿54下端繞有絕緣層55，其外面是導電環(huán)56。
在掛檔時，使導電環(huán)56與導電絲57接觸，空擋時使兩者分離。
按裝在駕駛室內(nèi)的鈕子開關11一端接喇叭繼電器9按鈕接柱，一端搭鐵。在正常操作中不用動，只在如下情況下使用1.用于檢查電磁鐵工作情況時。2.發(fā)動機因進油過多不易起動時，將此開關打開，使空氣由付進氣管4直接進入氣缸，發(fā)動機起動后，將開關關閉。3.在發(fā)動機由于自燃，隨然關閉點火開關但仍轉(zhuǎn)動時。4.在關閉點火開關前，打開此開關，以利于節(jié)油和下一次起動，在發(fā)動機較熱和夏季使用效果甚佳。
本裝置試驗情況一、臺架試驗在以電動機帶動的冷磨合試驗臺架上，進行按裝和不按裝本裝置的模擬強制怠速試驗按裝本裝置的油耗僅為不按裝的2.5％。兩條油耗曲線基本是兩條平行線。節(jié)油97.5％。
二、道路試驗以連續(xù)計時秒表，累計出本裝置工作時間，占總行車時間的百分比。在市區(qū)本裝置工作時間占總行車時間15－30％。公路10－40％。節(jié)油率5－15％。節(jié)約機油40％以上?；鸹ㄈ緵]有積炭。
汽車強制怠速時，由于本裝置的作用，發(fā)動機基本是進空氣、排空氣，有害物質(zhì)的排放得到根治性解決。
本實用新型與其它節(jié)油裝置比較有以下特點一、本裝置適用于各種制動形式的汽車。對于汽壓制動汽車，因為始終保持空壓機工作狀態(tài)，一直提供制動氣源，于行車安全有利。對液壓制動汽車沒有不良影響。對液壓真空助力制動汽車，在實施制動時，能在迅速恢復發(fā)動機牽制制動的同時，迅速恢復液壓助力器所需要的真空度。
二、本實用新型除可用于各種汽油車外，還可用于柴油車。在使用時除去掉制動踏扳上的開關外，控制電路基本相同，電磁蝶閥去掉閥門部分，只用電磁鐵牽動高壓油泵停止供油機構(gòu)，即可實現(xiàn)柴油汽車強制怠速節(jié)油。
三、本裝置控制開關的通斷是與汽車各操作機構(gòu)聯(lián)動進行的，因此，不僅不增加駕駛員任何操作負擔，而且不需要脫檔滑行即可節(jié)油，還減少了駕駛員操作負擔。
四、向氣缸供給的空氣是緊靠進氣門處送入的，因為不會吹干混合氣通道內(nèi)的油膜，所以節(jié)油徹底，發(fā)動機輸出動力迅速。
五、本裝置在汽車需要強制怠速滑行時，可以消除因氣缸內(nèi)負壓造成的發(fā)動機牽制阻力，能有效利用汽車慣性和汽車的勢能增大滑行距離，利于節(jié)油。在汽車制動時，又可迅速恢復發(fā)動機對汽車的牽制制動，利于行車安全。
六、本裝置結(jié)構(gòu)簡單、直觀、成本低廉、工作可靠，不易發(fā)生故障，既使發(fā)生故障，也不影響汽車正常行駛，并且駕駛員可以自行檢查排除。
權(quán)利要求1.電磁蝶閥汽車強制怠速節(jié)油裝置，其特征在于所說的蝶形閥7由閥體(15)，閥片(16)，閥門軸(39)及旋扭回位彈簧組成電磁鐵8由電磁鐵外殼(24)，滑動磁鐵(33)，兼做滑動磁鐵(33)導管用的繞線架(34)，上繞有起動繞組(22)和維持繞組(23)，在固定磁鐵(28)的中心孔內(nèi)有導柱開關(31)，由彈簧(30)壓緊在導電片(25)上，閥片(16)與滑動磁鐵(33)之間由連桿接頭(17)，經(jīng)連桿(18)和螺柱(35)連接在一起，電磁鐵8與蝶形閥7通過緊固件(36)組裝在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁蝶閥汽車強制怠速節(jié)油裝置，其特征在于電磁鐵外殼(24)，固定磁鐵(28)和開關外殼(29)，用緊固件(32)組裝在一起，彈簧(30)的另一端置于開關外殼(29)的凸起處，導電片(25)用緊固件(26)裝在固定磁鐵(28)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的電磁蝶閥汽車強制怠速節(jié)油裝置，其特征在于繞線架(34)，外面兩端各有一個橡膠圈(20)，里面兩端各有一個絕緣墊(21)。
專利摘要本實用新型提供一種電磁蝶閥汽車強制怠速節(jié)油裝置的電磁鐵與蝶形閥通過緊固件組裝在一起。蝶形閥由閥體、閥片、閥門軸及旋扭回位彈簧組成；電磁鐵由外殼，滑動磁鐵，兼做滑動磁鐵導管用的繞線架上繞有起動繞組和維持繞組，在固定磁鐵的中心孔內(nèi)有導柱開關由彈簧壓緊在導電片上，閥片與滑動磁鐵間由連桿接頭經(jīng)連桿和螺栓連接在一起，用于汽車強制怠速節(jié)油。
文檔編號F02M3/00GK2165235SQ9323082
公開日1994年5月18日 申請日期1993年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月30日
發(fā)明者李鴻金, 趙麗雅 申請人:山東省分析測試中心, 李鴻金