CN1316157C - 车用燃气等比例混合器 - Google Patents

Abstract

车用发动机燃气等比例混合器涉及汽车、摩托车等燃气发动机等燃料供给装置，它由壳体，节气门组件，柱塞膜片组件组成，节气门组件和柱塞膜片组件安装在壳体的空气流道内，柱塞膜片组件与空气流道垂直，柱塞膜片组件的内腔与封闭安装在壳体上的真空室盖构成真空室，柱塞膜片组件内腔的平衡弹簧支撑在真空室盖上的弹簧座上，在柱塞膜片组件的圆柱表面和燃气进口之间的壳体侧壁上设有燃气计量缝，其通气长度随柱塞膜片组件的移动改变。

Description

车用燃气等比例混合器

技术领域

车用燃气等比例混合器涉及汽车、摩托车发动机燃料供给装置，属于机械动力工程领域。

技术背景

混合器是发动机燃用天然气和液化石油气的关键部件之一。目前，按其结构和工作原理常见的结构形式有以下几种：

(1)文丘里管式混合器：结构简单，其缺点是仅能满足发动机某些设计工况性能要求，对工况变化范围大的汽车和摩托车发动机，不可能达到全工况性能优化；

(2)文氏管式真空加浓阀或机械加浓阀组合式结构：这种结构复杂，文式管与加浓阀之间要经过严格匹配，才能达到对空燃比较优控制；

(3)等比例混合器：在空气阀和燃气阀匹配好时，空燃比可控制好，但是，目前国内外市场已有的此类混合器产品对空燃比的控制均是依靠设在空气通道内的膜片、平板空气阀及复合型线锥体燃气阀的组合件改变空气和燃气的环形通道面积，该阀体增加了空气流动阻力，影响发动机动力性，锥体阀型线复杂难以加工。

本发明的目的是为汽车和摩托车发动机以天然气或液化石油为燃料时，提供一种结构简单、容易加工、有利于优化发动机性能的车用燃气等比例混合器。

技术方案

本发明的目的是这样实现的，结合附图说明如下：车用燃气等比例混合器是由壳体，节气门组件，柱塞膜片组件组成，节气门组件2安装在壳体1的空气流通道内，柱塞膜片组件3安装在节气门组件2的上部，并与空气流道垂直，柱塞膜片组件3的内腔与封闭安装在壳体1上的真空室盖4构成真空室，柱塞膜片组件3内腔的平衡弹簧18支撑在真空室盖4上的弹簧座上，在柱塞膜片组件3的圆柱表面和燃气进口7之间的壳体侧壁上设有燃气计算缝6，其通气长度的由柱塞膜片组件3的移动改变，即柱塞膜片组件3的移动改变空气流道面积的同时改变燃气计量缝6的通气长度，从而改变了燃气通气面积。

燃气计量缝6可以是等宽或变宽。

本发明与现有的等比例混合器相比具有以下优点：

(1)柱体控制件和长缝燃气计量孔结构简单，易加工。

(2)燃气计量孔为长缝式使燃气计量精确，它与空气通道面积容易匹配、容易实现空燃比优化，因而，便于实现对经济性和排放性的优化。

(3)燃气计量孔设在壳体侧壁上，空气通道内没有燃气控制件，对提高充气效率有利，可适当改善动力性。

(4)混合器总体零件少，结构简单，造价低，有较好的市场前景。

附图说明

图1是车用燃气等比例混合器的结构示意图；

图2是图1的侧视图。

具体实施方案

下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的细节及其工作过程。

本发明提供的车用燃气等比例混合器是由壳体1，节气门组件2，柱塞膜片组件3，真空室盖4，平衡弹簧18，燃气进口7和燃气量缝6等组件组成。节气门组件2装在壳体1内的空气流道内，柱塞膜片组件3横置在节气门组件上方的空气流道内，并与空气流道相垂直，柱塞膜片组件3的右侧为由真空室盖4与壳体1密封构成的真空室，平衡弹簧18装在柱塞膜片组件3的内腔和真空室盖4上的弹簧座之间，在柱塞膜片组件3的圆柱表面处的壳体壁上开有燃气计量缝6，该燃气计量缝与燃气进口7相通。为了实现柱塞膜片组件有效的控制燃气量，该燃气计量缝横向开在壳体壁上。该燃气计量缝可以采用等宽或变宽，其宽度的变化规律与空气通道的设计形状有关。若设柱塞右端面与壳体1的内壁(参阅图1)之间的空气通道面积为矩形，其柱塞轴向长为变量x，随柱塞移动改变长度，垂直于柱塞轴向的边长为b，其为不变量。柱塞右端面任一位置时，矩形空气通道的面积

s₁＝x·b。由理论计算可知：

混合气的空燃比

其中，s₂：燃气量缝面积，ρ_空：空气密度，ρ_燃：燃气密度，p_a：大气压力，p_s：柱塞右端面空气通道处气体压力，p_g：汽化调压器出口燃气压力。K与燃气和空气输送流程阻力有关，在输送装置一定时，k为定值；燃料成分一定，

为常数：汽化调压器出口压力P_g≈P_a， $\sqrt{\frac{p_a-p_s}{p_g-p_s}}\≈1;$ 所以空燃比 $\frac{A}{F}={\mathrm{kk}}_1\frac{s_1}{s_2}=K\frac{s_1}{s_2},$

若确定了空气通道面积s₁＝xb时 $\frac{A}{F}=c,$ 燃气量缝为矩形长缝，s₂＝ax，则燃气量缝宽应为

$a=\frac{{\mathrm{ks}}_1}{\mathrm{cx}}=\frac{\mathrm{kxb}}{\mathrm{cx}}=\frac{\mathrm{kb}}{c},$ K＝k₁·k，为常数。

发动机工作时，旋转节气门组件2，改变片状节气门相对壳体1内腔的位置，以改变发动机负荷。当工况变化时，喉口处真空度发生变化，引起柱塞膜片组件3移动，在改变空气流道的同时，依靠柱塞膜片组件3的圆柱表面遮挡作用按比例改变壳体1侧壁上燃气计量缝的通气长度。柱塞膜片组件3上的压力和平衡弹簧5的弹性力平衡时，柱塞就在适宜位置以适宜空燃比使发动机在新的工况下稳定工作。真空室盖4与壳体1之间形成的真空室的作用是使膜片所处的空间形成一个低压区，由柱塞端面的孔将喉口真空度传至其中。

Claims (2)

1.车用燃气等比例混合器由壳体，节气门组件，柱塞膜片组件组成，节气门组件(2)安装在壳体(1)的空气流道内，其特征在于柱塞膜片组件(3)安装在节气门组件(2)的上部，并与空气流道垂直，柱塞膜片组件(3)的内腔与封闭安装在壳体(1)上的真空室盖(4)构成真空室，柱塞膜片组件(3)内腔的平衡弹簧(18)支撑在真空室盖(4)上的弹簧座上，在柱塞膜片组件(3)的圆柱表面和燃气进口(7)之间的壳体侧壁上开有燃气计量缝(6)，其通气长度由柱塞膜片组件(3)的移动改变。

2.按权利要求1所述的车用燃气等比例混合器，其特征在于燃气计量缝(6)可以是等宽或变宽。

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