專利名稱:車用汽油發(fā)動機的閉缸節(jié)油裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種車用汽油發(fā)動機的閉缸節(jié)油裝置，特別適用于頂置氣門汽油發(fā)動機。
對于車用汽油發(fā)動機，在交通運輸中，大部份時間在中小負荷工況下工作，是導致經(jīng)濟性能差的根本原因。因此采用關閉部份汽缸以節(jié)約燃油這一方法早已引起有關人員的注意。實現(xiàn)關閉發(fā)動機部份汽缸的方法或裝置，在國外已有很多專利獲得批準。其中一類是采用切斷化油器向發(fā)動機進氣支管供燃油的方法，或者采用切斷供可燃混合氣的方法以實現(xiàn)關閉發(fā)動機部份氣缸的。例如美國專利US-4.192.278，US-4.204.514和US-4.187.824等。另一類專利是采用一種可伸縮的氣門挺桿機構代替原發(fā)動機中長度固定的氣門挺桿，實現(xiàn)關閉發(fā)動機部份汽缸。國外也有不少專利對伸縮氣門挺桿設計做了大量的改進工作。如有的采用將發(fā)動機凸輪軸設在氣缸蓋上部，在氣門搖臂和凸輪軸之間安裝了一個可伸縮機構，代替了原發(fā)動機所用的固定長度的氣門挺桿，以實現(xiàn)發(fā)動機部份汽缸進排氣門的常關閉或常開放的閉缸節(jié)油方法。也有采用可伸縮氣門搖臂支座的辦法實現(xiàn)關閉發(fā)動機部份進排氣門，達到節(jié)約燃油。綜上所述的車用發(fā)動機局部閉缸技術，機構比較復雜，或者涉及設計新發(fā)動機才能實現(xiàn)。同時從節(jié)約燃油上也存在一定問題。例如那種將汽油發(fā)動機的一部份汽缸進氣閥關閉而排氣閥常開的辦法，會使換氣損失增大，降低了節(jié)油效果。加之如化油器不作相應匹配，也難以大幅度降低油耗。
本發(fā)明的特點是專門針對汽油發(fā)動機，特別是最適合于頂置氣門的汽油發(fā)動機，設計出一種由離合選擇器，可伸縮氣門搖臂推桿，以及步進電機及其驅動機構，微機及其驅動電源所組成的節(jié)油裝置。發(fā)動機工作時，進排氣門的開放是因凸輪軸轉動，凸輪頂動氣門搖臂推桿下面的挺桿、推桿再推動搖臂驅動氣門克服氣門彈簧力而實現(xiàn)的，當凸輪凸起部份轉動離開挺桿之后，氣門彈簧又迫使氣門關閉。本發(fā)明將氣門搖臂推桿設計成可伸縮的，再通過離合選擇器的操縱，使推桿體和芯軸兩部份結合而成一個剛性體或使兩部份可以作相對軸向運動，當推桿的兩部份處于分離狀態(tài)時，凸輪的轉動，不能通過推桿驅動氣門搖臂頂開氣門，其對應的氣缸就被關閉，發(fā)動機在中小負荷工況下，關閉部份氣缸，可減少工作汽缸的節(jié)流損失和不工作汽缸的換氣損失，從而提高了發(fā)動機的充氣效率。在部份氣缸關閉的使用過程中，由于采用化油器浮子室油面高度調節(jié)器的合理匹配，與單獨采用關閉部份汽缸相比較，大大提高使用中節(jié)油效果，使該裝置節(jié)油率可達15%～30%。根據(jù)發(fā)動機的負荷實現(xiàn)關閉一個或逐級關閉多個汽缸，不僅功率跳躍小，閉缸轉換過渡平穩(wěn)，而且輸出功率變化范圍大，實用性廣泛。由于改善了發(fā)動機內部工作狀態(tài)，顯著降低了排放中的CO、CH化合物對大氣的污染。
車用頂置氣門汽油發(fā)動機的閉缸節(jié)油裝置是由離合選擇器、可伸縮氣門搖臂推桿、步進電機及其驅動機構，微機及其驅動電源，加上與發(fā)動機關閉部份汽缸工作狀態(tài)相匹配的化油器浮子室油面高度調節(jié)器，空燃比調節(jié)器所組成?？缮炜s氣門搖臂推桿是由空心推桿體、裝入桿內的彈簧、分離芯軸、套在推桿體外的分離套、四個以上鋼球所組成。其空心推桿體的某一斷面上有四個以上與上述鋼球配合的均布圓周的通孔，鋼球分別裝入孔內，并在通孔內外有露出部份，其孔的圓柱面與鋼球面接合，其分離芯軸上也有四個以上與鋼球配合的均布圓周球面凹坑和軸向圓弧導槽，裝入空心推桿體中，下有彈簧，端部有球形凸坑與搖臂調整氣門間隙的調節(jié)螺栓球頭配合。分離套內圓表面上部有一環(huán)形槽，下部有一與鋼球配合的環(huán)形弧槽。鋼球相對推桿體內的露出部份與芯軸的球面凹坑相配合。鋼球相對推桿體外部的露出部份與分離套內表面上部環(huán)形槽相配合，當分離套向下滑動，鋼球進入其內表面的環(huán)形槽，芯軸便可在空心推桿體內靈活上下運動，芯軸與推桿體呈松開狀態(tài)，當分離套向上抬起，鋼球進入分離套下部環(huán)形弧槽及分離芯軸凹坑內，芯軸與推桿體呈鎖緊狀態(tài)。氣門搖臂推桿形成長度固定剛性體。離合選擇器是由螺旋彈簧、分離壓套、分離套、分離拉桿、分離臂傳動軸所組成。分離壓套裝在空心推桿體上，一端與分離套上部接觸，螺旋彈簧裝在分離套下面，另一端汽缸蓋的推桿孔端部接觸，分離壓套下壓，或者脫離分離套沿推桿體向上滑動，可使分離套向上滑動或向上抬起。微型步進電機及其傳動機構、微機及其驅動電源由蝸桿、蝸輪、軸所組成。當微機根據(jù)發(fā)動機應該閉缸的車速工況向驅動電源發(fā)出信號，再由驅動電源發(fā)出脈沖信號驅動步進電機所要求的角度，裝在步進電機軸上的蝸桿驅動蝸輪轉動，則帶動蝸輪軸轉動，再帶動裝在軸上的分離臂順時針方向轉動，繼而驅動分離拉桿壓迫分離壓套，分離壓套又壓迫位于下面的分離套，使之克服螺旋彈簧力向下滑動，此時空心推桿內呈鎖緊狀態(tài)的鋼球變位于分離套內表面上部的環(huán)形槽內，由于安裝在空心推桿內的彈簧力小于氣門彈簧的力量，分離芯軸使能在空心推桿內上下平穩(wěn)滑動，致使相應的氣門處于關閉狀態(tài)，即閉缸狀態(tài)。反之，當步進電機接受微機及其驅動電源信號向反方向轉動時，其軸上的蝸桿驅動蝸輪、傳動軸、分離臂向反時針方向轉動，使分離拉桿向上運動，這時，分離壓套不再壓住分離套而向上滑動，而位于分離套下面的螺旋彈簧使分離套向上抬起，分離套內表面下部的弧形槽與鋼球分離芯軸凹坑接合而形成剛性推桿，隨著發(fā)動機凸輪軸轉動，可伸縮氣門搖臂推桿作上下運動，完成進排氣門的正常開放，即開缸狀態(tài)。這樣，只要控制系統(tǒng)的微機有選擇地驅動一個或幾個氣缸進排氣閥門所對應的離合選擇器就可使這些氣缸的進、排氣閥處于完全關閉狀態(tài)。為了使化油器的工作能適應關閉部份氣缸發(fā)動機工作狀態(tài)的要求，本發(fā)明設置了化油器油面高度調節(jié)器和空燃比調節(jié)器?；推饔兔娓叨日{節(jié)器是由殼體、裝在殼體內的微型電磁鐵、調節(jié)螺栓，防止轉動的扭力彈簧和插頭所組成。其作用是當發(fā)動機處于閉缸狀態(tài)下工作時，微機自動控制電磁鐵處于吸合狀態(tài)，使調節(jié)螺栓產(chǎn)生位移，使化油器浮子上升一定高度，從而使浮子室油面下降到適應閉缸狀態(tài)的高度。當發(fā)動機完全開缸時，微機切斷電磁鐵電源，化油器浮子在彈簧作用下恢復原位置，浮子室油面高度又回升到全部開缸所要求的高度?？杖急日{節(jié)器的作用是對可燃混合氣濃度進行調整。當發(fā)動機在關閉部份汽缸工作時用稀混合氣，反之混合氣濃度加大，適應閉缸發(fā)動機的要求。
下面結合附圖1至2所表示的實施例對本實用新型進行描述。
附圖1為處于鎖緊狀態(tài)的可伸縮氣門搖臂推桿剖視圖。其中1-發(fā)動機氣門桿，2-氣門搖臂，3-氣門間隙調整螺絲，4-可伸縮氣門搖臂推桿體，5-鋼球，6-分離套，7-分離芯軸，8-彈簧，9-結合彈簧，10-分離壓套，11-分離拉桿，12-分離臂，13-氣門彈簧，14-銷軸，15-蝸輪傳動軸，16-蝸輪，17-蝸桿，18-步進電機。
附圖2為處于松開狀態(tài)的可伸縮氣門搖臂推桿剖視圖，其各零件與附圖1相同。
本發(fā)明實施例的閉缸節(jié)油裝置，關閉部份汽缸和開放已關閉的部份汽缸的動作過程是發(fā)動機中小負荷下如果要實現(xiàn)關閉一個汽缸，首先是步進電機18按微機驅動電源信號轉動某一角度，裝在步進電機軸上的蝸桿17驅動蝸輪16轉動，并帶動裝在傳動軸15上的分離臂12順時針轉動，帶動接合在分離臂上的分離拉桿11向下運動向分離壓套10施加向下作用力。迫使分離套6克服彈簧9的力量向下滑動，鋼球5進入分離套內表面上部弧形槽將分離推桿鎖緊成為剛體的狀態(tài)解體，由于氣門彈簧13的力大于可伸縮氣門搖臂推桿體內彈簧8的彈力，分離芯軸在空心推桿內壓縮彈簧上下滑動，發(fā)動機凸輪軸的轉動不再對氣門搖臂起作用，進排氣門處于關閉狀態(tài)，即閉缸工作狀態(tài)，又因各氣缸進排氣門分離臂12是調整在不同角度的位置，角度大的分離臂首先將所對應的汽缸進排氣門關閉，當需要關閉二個汽缸時，步進電機再轉動一個角度就可實現(xiàn)。因此關閉多個缸是逐級進行的。反之，當發(fā)動機工況要求多缸工作時，微機及其驅動電源控制步進電機及其傳動機構，帶動的分離臂反時針轉動分離拉桿11向上運動帶動分離壓套10向上抬起，在它下面的分離套在螺旋彈簧9的作用下向上抬起，鋼球5進入分離套內表面下部弧形槽內，使空心推桿體中分離芯軸7分離套6結合成為剛性體，發(fā)動機氣門已關閉的氣缸正常開放，按常規(guī)狀態(tài)工作。在關閉或開放汽缸的同時，微機發(fā)出信號控制化油器浮子室油面高度，調節(jié)油面下降與升高，與空燃比調節(jié)器對混合氣濃度的控制與閉缸機相適應。實施例證明，使用本發(fā)明是提高頂置氣門汽油發(fā)動機經(jīng)濟性能的有效措施。
權利要求
1.一種車用汽油發(fā)動機的閉缸節(jié)油裝置，特別適用于頂置氣門汽油發(fā)動機上，其特征在于它是由離合選擇器，可伸縮氣門搖臂推桿、化油器浮子室油面高度調節(jié)器、步進電機及其驅動機構、微型計算機及驅動電源所組成。
2.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的離合選擇器是由螺旋彈簧，分離壓套、分離拉桿、分離臂傳動軸所組成。
3.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的可伸縮氣門搖臂推桿是由空心推桿體、彈簧、分離芯軸、分離套、鋼球所組成。
4.根據(jù)權利要求
3所述的裝置，其特征在于所述的可伸縮氣門搖臂推桿中，有四個以上鋼球，其可伸縮推桿體的某一斷面上，有四個以上與上述鋼球配合的均布圓周通孔，其孔的圓柱面與鋼球的球面接合，端部有球形凹坑與氣門搖臂調整氣門間隙螺栓球頭配合，其分離芯軸的相應斷面上亦有上述鋼球配合的均布圓周的球面凹坑和通過凹坑軸向的弧形的導槽，其分離套內圓表面上部有一環(huán)形槽，下部有一與鋼球配合的配形槽。
5.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的步進電機及其驅動機構和微機及其驅動電源由步進電機、蝸桿、蝸輪、軸及微型計算機和脈沖發(fā)生器所組成。
6.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的化油器浮子室油面高度調節(jié)器是由微型電磁鐵，調整螺絲及防轉動的回位彈簧所組成。
專利摘要
一種車用頂置氣門汽油發(fā)動機的閉缸節(jié)油裝置。在中小負荷工況下，該裝置能關閉部分氣缸，能調整空燃比，在閉缸條件下燃燒稀混合氣，以節(jié)約燃油。該裝置是由離合選擇器、可伸縮的氣門搖臂推桿、化油器浮子室油面高度調節(jié)器、空燃比調節(jié)器、步進電機及其傳動機構和微型計算機所組成。使用本發(fā)明的裝置，能較大幅度地提高裝用頂置氣門汽油發(fā)動機的汽車經(jīng)濟性能，顯著降低排放在CO、CH化合物對大氣的污染。
文檔編號F02D13/06GK87103742SQ87103742
公開日1988年12月21日 申請日期1987年6月1日
發(fā)明者張恩, 張恩奇 申請人:成都汽車制造廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan