專利名稱：用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制混合器的制作方法
用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制混合器
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)混合器，可燃混合氣濃度不會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)，空燃比很難準(zhǔn)確穩(wěn)定在最佳狀態(tài)，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和最佳排放性能無法得到保證，但是，由于這種燃料供給裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，使用維護(hù)成本低，因此，在經(jīng)濟(jì)型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域得到廣范應(yīng)用；現(xiàn)有用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)怆娮訃娚湎到y(tǒng)，具備可燃混合氣自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，空燃比能準(zhǔn)確穩(wěn)定在最佳狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和最佳排放性能得到了保證，但是，由于這種燃料供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用維護(hù)成本高，因此，在經(jīng)濟(jì)型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域得到廣范應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:通過簡單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)混合器空燃比自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，使新一代混合器具備燃?xì)怆娮訃娚湎到y(tǒng)的準(zhǔn)確精度，又保持傳統(tǒng)混合器經(jīng)濟(jì)可靠的特點(diǎn)，解決經(jīng)濟(jì)型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和最佳排放性能無法得到保證的技術(shù)問題。本發(fā)明由:混合器、電子控制器組成；混合器由混合器體、調(diào)節(jié)開關(guān)、恒壓彈簧組成；混合器體為氣缸狀結(jié)構(gòu)，混合器體上有方形空氣輸入口、方形燃?xì)廨斎肟诤涂扇蓟旌蠚廨敵隹?，方形空氣輸入口與空氣慮清器連接，方形燃?xì)廨斎肟谂c燃?xì)廨斎牍艿肋B接，可燃混合氣輸出口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連接；混合器體上有空燃比調(diào)節(jié)旋扭，空燃比調(diào)節(jié)旋扭為圓形結(jié)構(gòu)，一端與控制電機(jī)動(dòng)力連接，另一端有偏芯定位銷與調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)向槽聯(lián)運(yùn)；調(diào)節(jié)開關(guān)為活塞狀結(jié)構(gòu)，安裝在混合器體內(nèi)，有方形空氣輸入口、方形燃?xì)廨斎肟诜謩e與混合器體上的方形空氣輸入口、方形燃?xì)廨斎肟谙鄬?duì)應(yīng)，形成混合器的方形空氣輸入恒壓閥門和方形燃?xì)廨斎牒銐洪y門；調(diào)節(jié)開關(guān)上有導(dǎo)向槽與混合器體上的空燃比調(diào)節(jié)旋扭的偏芯定位銷聯(lián)動(dòng)；調(diào)節(jié)開關(guān)頂面與大氣連通；調(diào)節(jié)開關(guān)底部與恒壓彈簧連接、與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連通；電子控制器由氧傳感器、控制器、控制電機(jī)組成；氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣道上；控制電機(jī)為直流減速電機(jī)，安裝在混合器體上，輸出動(dòng)力與空燃比調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)扭連接；控制器由BG1、BG2、BG3、BG4、BG5、BG6、BG7、BG8、BG9、BG10、BGll 和 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7 組成；BG1 為耗盡型場效應(yīng)管，柵極與氧傳感器連接，源極與地連接，漏極通過Rl與正電源連接；BG2為PNP三極管，基極與BGl漏極連接，發(fā)射極通過R2與正電源連接、通過R3與地連接；BG4為NPN三極管；基極與BGl漏極連接，發(fā)射極通過R5與正電源連接、通過R4與地連接；BG3為NPN三極管，基極與BG2集電極連接，發(fā)射極與地連接，集電極通過BG7與控制電機(jī)左接線端子連接；BG5為NPN三極管，基極與BG4集電極連接，集電極與正電源連接，發(fā)射極通過BG6與控制電機(jī)左接線端子連接；BG8為PNP三極管，基極通過R6與BG3集電極連接，發(fā)射極與正電源連接，BG9為NPN三極管，基極與BG8集電極連接，集電極與正電源連接，發(fā)射極與控制電機(jī)右接線端子連接；BG10為NPN三極管，基極通過R7與BG5的發(fā)射極連接，集電極與控制電機(jī)右接線端子連接；BG11為NPN三極管，基極與BGlO發(fā)射極連接，發(fā)射極與地連接，集電極與控制電機(jī)右接線端子連接。與傳統(tǒng)混合器對(duì)比，本發(fā)明的可燃混合氣濃度具備自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，保證了燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃耗和排放任何工況都處于最佳狀態(tài)；與現(xiàn)有的燃?xì)怆娮訃娚湎到y(tǒng)對(duì)比，本發(fā)明不但具備同等的空燃比自動(dòng)控制精度，而且保留傳統(tǒng)混合器經(jīng)濟(jì)可靠的特點(diǎn)，能解決經(jīng)濟(jì)型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃耗和排放性能不穩(wěn)定的技術(shù)問題。


附圖1為本發(fā)明混合器的原理結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明電子控制器的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由:混合器(附圖1)、電子控制器(附圖2)組成；混合器由混合器體1、調(diào)節(jié)開關(guān)2、恒壓彈簧3組成；混合器體上有方形空氣輸入口 4、方形燃?xì)廨斎肟?5和可燃混合氣輸出口 8，方形空氣輸入口 4與空氣慮清器連接，方形燃?xì)廨斎肟?5與燃?xì)廨斎牍艿肋B接，可燃混合氣輸出口 8與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連接；混合器體上有空燃比調(diào)節(jié)旋扭11，空燃比調(diào)節(jié)旋扭11為圓形結(jié)構(gòu)，一端與控制電機(jī)12動(dòng)力連接，另一端有偏芯定位銷9與調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)向槽10連動(dòng)；調(diào)節(jié)開關(guān)2為活塞狀結(jié)構(gòu)，安裝在混合器體I內(nèi)，調(diào)節(jié)開關(guān)上有方形空氣輸入口 6、方形燃?xì)廨斎肟?7分別與混合器體上的方形空氣輸入口 4、方形燃?xì)廨斎肟?5相對(duì)應(yīng)，形成混合器的空氣輸入恒壓閥門和燃?xì)廨斎牒銐洪y門；調(diào)節(jié)開關(guān)2頂面與大氣連通，底部與恒壓彈簧連接、與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連通；電子控制器由氧傳感器、控制器、控制電機(jī)組成；氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣道上；控制電機(jī)安裝在混合器體I上；控制器由BG1、BG2、BG3、BG4、BG5、BG6、BG7、BG8、BG9、BG10、BG11 和 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7 組成；BG1 為耗盡型場效應(yīng)管，柵極與氧傳感器13連接，源極與地連接，漏極通過Rl與正電源連接；BG2為PNP三極管，基極與BGl漏極連接，發(fā)射極通過R2與正電源連接、通過R3與地連接；BG3為NPN三極管，基極與BG2集電極連接，發(fā)射極與地連接，集電極通過BG7與控制電機(jī)12左接線端子連接；BG4為NPN三極管，基極與BGl漏極連接，發(fā)射極通過R5與正電源連接，通過R4與地連接；BG5為NPN三極管，基極與BG4集電極連接，集電極與正電源連接，發(fā)射極通過BG6與控制電機(jī)12左接線端子連接；BG8為PNP三極管，基極通過R6與BG3集電極連接，發(fā)射極與正電源連接；BG9為NPN三極管，基極與BG8集電極連接，集電極與正電源連接，發(fā)射極與控制電機(jī)12右接線端子連接；BG10為NPN三極管，基極通過R7與BG5發(fā)射極連接，集電極與控制電機(jī)12右接線端子連接；BG11為NPN三極管，基極與BGlO發(fā)射極連接，發(fā)射極與地連接，集電極與控制電機(jī)12右接線端子連接。靜態(tài)時(shí)，混合器的調(diào)節(jié)開關(guān)2在恒壓彈簧3的彈力作用下處于上止點(diǎn)位置，調(diào)節(jié)開關(guān)的空氣輸入口 6、燃?xì)廨斎肟?7與混合器體的空氣輸入4、燃?xì)廨斎肟?5在垂直方向完全錯(cuò)開，混合器的空氣輸入恒壓閥門和燃?xì)廨斎牒銐洪y門處于關(guān)閉狀態(tài)；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣真空度使用調(diào)節(jié)開關(guān)2下部氣壓力下降，調(diào)節(jié)開關(guān)頂面與下部之間產(chǎn)生壓力差，該壓力差在調(diào)節(jié)開關(guān)2上產(chǎn)生作用力，當(dāng)該作用力大于恒壓彈簧3的彈力時(shí)，調(diào)節(jié)開關(guān)2向下直線運(yùn)動(dòng)，空氣恒壓閥門與燃?xì)夂銐洪y門同步打開，由于空氣閥門與燃?xì)忾y門是方形結(jié)構(gòu)，它們垂直方向邊長相等，隨調(diào)節(jié)開關(guān)直線運(yùn)動(dòng)同步變化，所以，在兩個(gè)閥門邊長同步改變的過程中，它們之間的面積比例始終保持不變，調(diào)節(jié)開關(guān)2直線運(yùn)動(dòng)，可燃混合氣的空燃比就不會(huì)改變；混合器空氣閥門與燃?xì)忾y門的開度隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況同步變化，混合器具備輸入壓降恒定功能，目的是降低空氣燃?xì)廨斎雺毫ψ兓瘜?duì)可燃混合器濃度的影響，解決類似文丘里混合器輸出可燃混合氣濃度隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況明顯變化的技術(shù)問題，為精確控制空燃比打下基礎(chǔ)，改變恒壓彈簧力可改變混合器的輸入壓降，混合器的輸入壓降過小會(huì)減弱混合器對(duì)空氣燃?xì)廨斎雺毫ψ兓倪m應(yīng)能力，混合器的輸入壓降過大會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率，一般情況下，混合器的輸入壓降設(shè)定在3KPa左右較為合理；發(fā)動(dòng)機(jī)工作后，由于某種因素造成可燃混合氣過稀時(shí)，氧傳感器輸出電壓低于0.45V, BGl漏極電壓降低使BG2導(dǎo)通，BG3跟隨飽和導(dǎo)通，飽和電流通過BG7使控制電機(jī)12左接線端子與地接通，同時(shí)R6通過電源負(fù)極向BG8提供正向偏流使BG8道通，BG9跟隨飽和道通，BG9把控制電機(jī)12右接線端子與正電源接通，結(jié)果使控制電機(jī)12右接線端子與正電源連接，左接線端子與負(fù)電源連接，控制電機(jī)12得到正向工作電源正向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)空燃比調(diào)節(jié)旋扭11正轉(zhuǎn)，偏芯定位銷9帶動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)2順時(shí)針方向角度轉(zhuǎn)動(dòng)，減小空氣閥門與燃?xì)忾y門水平方向邊長的比例，改變混合器空氣閥門與燃?xì)忾y門的面積比例，減小可燃混合氣的空燃比，使可燃混合氣變濃；在BG2道通期間，R4、R5分壓使BG4處于截止?fàn)顟B(tài)，BG5也因?yàn)闆]有正向偏流處于截止?fàn)顟B(tài)，電源正極無法通過BG5與控制電機(jī)12左接線端子連通，由于BG5截止，BGlO和BGll也因沒有得到正偏電流而截止，電源負(fù)極無法通過BGll加到控制電機(jī)12右接線端子上；當(dāng)混合氣濃度處于合理范圍時(shí)，氧傳感器輸出電壓在0.45V 0.6V之間，在此階段，R2、R3分壓使BG2處于截止?fàn)顟B(tài)，R4、R5分壓使BG4處于截止?fàn)顟B(tài)，BG5、BG10、BGll跟隨BG4處于截止?fàn)顟B(tài)，BG3、BG8、BG9跟隨BG2處于截止?fàn)顟B(tài)，控制電機(jī)12左右兩端接線端子處于懸空狀態(tài)；當(dāng)某種因素造成可燃混合氣過濃時(shí)氧傳感器輸出電壓超過0.6V，BGl漏極電壓升高使BG2反偏加深、BG4正偏導(dǎo)通，BG5飽和道通，正電源通過BG6與控制電機(jī)12左接線端子連通，同時(shí)正電源經(jīng)BG5、R7向BGlO提供正偏電流，使BGlO道通，BGl I跟隨道通，負(fù)電源通過BGl I與控制電機(jī)12右接線端子連接，控制電機(jī)12得到反向工作電源而反向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)空燃比調(diào)節(jié)旋扭11角度轉(zhuǎn)動(dòng)，偏芯定位銷9帶動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)2逆時(shí)針方向角度轉(zhuǎn)動(dòng)，增大空氣閥門與燃?xì)忾y門水平方向邊長的比例，改變混合器空氣閥門與燃?xì)忾y門的面積比例，加大可燃混合氣的空燃比，使可燃混合氣變稀，直至合理狀態(tài)，達(dá)到空燃比閉環(huán)自動(dòng)控制目的，保證可燃混合氣的空燃比時(shí)刻處于最佳狀態(tài)；控制器中，BG6、BG7的主要作用是在BG2、BG4同時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，阻止正電源通過BG8、BG6、BG7、BG10、BGl1、電源負(fù)極形成回路使BG8、BG9、BG10、BG11導(dǎo)通，保證BG2、BG3、BG8、BG9工作時(shí)，BGll處于截止?fàn)顟B(tài)。本發(fā)明在混合器的基礎(chǔ)上增加了結(jié)構(gòu)極為簡單的電子控制器，使混合器產(chǎn)生精確的空燃比自動(dòng)控制功能，具備燃?xì)怆娮訃娚湎到y(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)，電子控制器的主要成本是氧傳感器13 (100元 200元/個(gè))，其次是直流控制電機(jī)12 (50元/個(gè))，再次是控制電路附圖2 (20元/個(gè))，電子控制器的總成本在200元/套左右，與現(xiàn)有的燃?xì)怆娮訃娚湎到y(tǒng)(幾千元/套)比較，經(jīng)濟(jì)效益一目了然。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的新型混合器，其特征在于由:混合器、電子控制器組成；混合器由混合器體、調(diào)節(jié)開關(guān)、恒壓彈簧組成；混合器體為氣缸狀結(jié)構(gòu)，混合器體上有方形空氣輸入口、方形燃?xì)廨斎肟诤涂扇蓟旌蠚廨敵隹?，方形空氣輸入口與空氣慮清器連接，方形燃?xì)廨斎肟谂c燃?xì)廨斎牍艿肋B接，可燃混合氣輸出口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連接；混合器體上有空燃比調(diào)節(jié)旋扭，空燃比調(diào)節(jié)旋扭為圓形結(jié)構(gòu)，一端與控制電機(jī)動(dòng)力連接，另一端有偏芯定位銷與調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)向槽聯(lián)運(yùn)；調(diào)節(jié)開關(guān)為活塞狀結(jié)構(gòu)，安裝在混合器體內(nèi)，有方形空氣輸入口、方形燃?xì)廨斎肟诜謩e與混合器體上的方形空氣輸入口、方形燃?xì)廨斎肟谙鄬?duì)應(yīng)，形成混合器的方形空氣輸入恒壓閥門和方形燃?xì)廨斎牒銐洪y門；調(diào)節(jié)開關(guān)上有導(dǎo)向槽與混合器體上的空燃比調(diào)節(jié)旋扭的偏芯定位銷聯(lián)動(dòng)；調(diào)節(jié)開關(guān)頂面與大氣連通；調(diào)節(jié)開關(guān)底部與恒壓彈簧連接、與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道連通；電子控制器由氧傳感器、控制器、控制電機(jī)組成；氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣道上；控制電機(jī)為直流減速電機(jī)，安裝在混合器體上，輸出動(dòng)力與空燃比調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)扭連接；控制器由 BG1、BG2、BG3、BG4、BG5、BG6、BG7、BG8、BG9、BG10、BG11 和 RUR2、R3、R4、R5、R6、R7組成；BG1為耗盡型場效應(yīng)管，柵極與氧傳感器連接，源極與地連接，漏極通過Rl與正電源連接；BG2為PNP三極管，基極與BGl漏極連接，發(fā)射極通過R2與正電源連接、通過R3與地連接；BG4為NPN三極管；基極與BGl漏極連接，發(fā)射極通過R5與正電源連接、通過R4與地連接；BG3為NPN三極管，基極與BG2集電極連接，發(fā)射極與地連接，集電極通過BG7與控制電機(jī)左接線端子連接；BG5為NPN三極管，基極與BG4集電極連接，集電極與正電源連接，發(fā)射極通過BG6與控制電機(jī)左接線端子連接；BG8為PNP三極管，基極通過R6與BG3集電極連接，發(fā)射極與正電源連接，BG9為NPN三極管，基極與BG8集電極連接，集電極與正電源連接，發(fā)射極與控制電機(jī)右接線端子連接；BG10為NPN三極管，基極通過R7與BG5的發(fā)射極連接，集電極與控制電機(jī)右接線端子連接；BG11為NPN三極管，基極與BGlO發(fā)射極連接，發(fā)射極與地連接，集電極與控制電機(jī)右接線端子連接。
全文摘要
一種用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的新型混合器，具備空燃比自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，保證燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性和排放性能時(shí)刻處于最佳狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
文檔編號(hào)F02D41/20GK103195614SQ20131008487
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者蒙國寧 申請(qǐng)人:蒙國寧