專利名稱:車用頂置氣門汽油發(fā)動機(jī)的閉缸節(jié)油裝置的制作方法
本實用新型涉及一種車用汽油發(fā)動機(jī)的閉缸節(jié)油裝置，特別適用于頂置氣門汽油發(fā)動機(jī)。
對于車用汽油發(fā)動機(jī)，在交通運(yùn)輸中，大部份時間在中小負(fù)荷工況下工作，是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性能差的根本原因。因此采用關(guān)閉部份汽缸以節(jié)約燃油這一方法早已引起有關(guān)人員的注意。實現(xiàn)關(guān)閉發(fā)動機(jī)部份汽缸的方法或裝置，在國外已有很多專利獲得批準(zhǔn)。其中一類是采用切斷化油器向發(fā)動機(jī)進(jìn)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(guān)閉發(fā)動機(jī)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(jī)構(gòu)代替原發(fā)動機(jī)中長度固定的氣門挺桿，實現(xiàn)關(guān)閉發(fā)動機(jī)部份汽缸。國外也有不少專利對伸縮氣門挺桿設(shè)計做了大量的改進(jìn)工作。如有的采用將發(fā)動機(jī)凸輪軸設(shè)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(jī)構(gòu)，代替了原發(fā)動機(jī)所用的固定長度的氣門挺桿，以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)部份汽缸進(jìn)排氣門的常關(guān)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(guān)閉發(fā)動機(jī)部份進(jìn)排氣門，達(dá)到節(jié)約燃油。綜上所述的車用發(fā)動機(jī)局部閉缸技術(shù)，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，或者涉及設(shè)計新發(fā)動機(jī)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(jī)的一部份汽缸進(jìn)氣閥關(guān)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(yīng)匹配，也難以大幅度降低油耗。
本實用新型的特點是專門針對汽油發(fā)動機(jī)，特別是最適合于頂置氣門的汽油發(fā)動機(jī)，設(shè)計出一種由離合選擇器，可伸縮氣門搖臂推桿，以及步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)，微機(jī)及其驅(qū)動電源所組成的節(jié)油裝置。發(fā)動機(jī)工作時，進(jìn)排氣門的開放是因凸輪軸轉(zhuǎn)動，凸輪頂動氣門搖臂推桿下面的挺桿、推桿再推動搖臂驅(qū)動氣門克服氣門彈簧力而實現(xiàn)的，當(dāng)凸輪凸起部份轉(zhuǎn)動離開挺桿之后，氣門彈簧又迫使氣門關(guān)閉。本實用新型將氣門搖臂推桿設(shè)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(jié)合而成一個剛性體或使兩部份可以作相對軸向運(yùn)動，當(dāng)推桿的兩部份處于分離狀態(tài)時，凸輪的轉(zhuǎn)動，不能通過推桿驅(qū)動氣門搖臂頂開氣門，其對應(yīng)的氣缸就被關(guān)閉，發(fā)動機(jī)在中小負(fù)荷工況下，關(guān)閉部份汽缸，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(jī)的充氣效率。在部份氣缸關(guān)閉的使用過程中，由于采用化油器浮子室油面高度調(diào)節(jié)器的合理匹配，與單獨采用關(guān)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(dá)15％～30％。根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷實現(xiàn)關(guān)閉一個或逐級關(guān)閉多個汽缸，不僅功率跳躍小，閉缸轉(zhuǎn)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(jī)內(nèi)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(jī)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(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)，微機(jī)及其驅(qū)動電源，加上與發(fā)動機(jī)關(guān)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(diào)節(jié)器，空燃比調(diào)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(nèi)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(nèi)，并在通孔內(nèi)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(dǎo)槽，裝入空心推桿體中，下有彈簧，端部有球形凸坑與搖臂調(diào)整氣門間隙的調(diào)節(jié)螺栓球頭配合。分離套內(nèi)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(nèi)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(nèi)表面上部環(huán)形槽相配合，當(dāng)分離套向下滑動，鋼球進(jìn)入其內(nèi)表面的環(huán)形槽，芯軸便可在空心推桿體內(nèi)靈活上下運(yùn)動，芯軸與推桿體呈松開狀態(tài)，當(dāng)分離套向上抬起，鋼球進(jìn)入分離套下部環(huán)形弧槽及分離芯軸凹坑內(nèi)，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(jìn)電機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)、微機(jī)及其驅(qū)動電源由蝸桿、蝸輪、軸所組成。當(dāng)微機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)應(yīng)該閉缸的車速工況向驅(qū)動電源發(fā)出信號，再由驅(qū)動電源發(fā)出脈沖信號驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)所要求的角度，裝在步進(jìn)電機(jī)軸上的蝸桿驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，則帶動蝸輪軸轉(zhuǎn)動，再帶動裝在軸上的分離臂順時針方向轉(zhuǎn)動，繼而驅(qū)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(nèi)呈鎖緊狀態(tài)的鋼球變位于分離套內(nèi)表面上部的環(huán)形槽內(nèi)，由于安裝在空心推桿內(nèi)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(nèi)上下平穩(wěn)滑動，致使相應(yīng)的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，即閉缸狀態(tài)。反之，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)接受微機(jī)及其驅(qū)動電源信號向反方向轉(zhuǎn)動時，其軸上的蝸桿驅(qū)動蝸輪、傳動軸、分離臂向反時針方向轉(zhuǎn)動，使分離拉桿向上運(yùn)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(nèi)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(jī)凸輪軸轉(zhuǎn)動，可伸縮氣門搖臂推桿作上下運(yùn)動，完成進(jìn)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(jī)有選擇地驅(qū)動一個或幾個氣缸進(jìn)排氣閥門所對應(yīng)的離合選擇器就可使這些氣缸的進(jìn)、排氣閥處于完全關(guān)閉狀態(tài)。為了使化油器的工作能適應(yīng)關(guān)閉部份氣缸發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)的要求，本實用新型設(shè)置了化油器油面高度調(diào)節(jié)器和空燃比調(diào)節(jié)器。化油器油面高度調(diào)節(jié)器是由殼體、裝在殼體內(nèi)的微型電磁鐵、調(diào)節(jié)螺栓，防止轉(zhuǎn)動的扭力彈簧和插頭所組成。其作用是當(dāng)發(fā)動機(jī)處于閉缸狀態(tài)下工作時，微機(jī)自動控制電磁鐵處于吸合狀態(tài)，使調(diào)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(yīng)閉缸狀態(tài)的高度。當(dāng)發(fā)動機(jī)完全開缸時，微機(jī)切斷電磁鐵電源，化油器浮子在彈簧作用下恢復(fù)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{(diào)節(jié)器的作用是對可燃混合氣濃度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)發(fā)動機(jī)在關(guān)閉部份汽缸工作時用稀混合氣，反之混合氣濃度加大，適應(yīng)閉缸發(fā)動機(jī)的要求。
下面結(jié)合附圖1至2所表示的實施例對本實用新型進(jìn)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(jī)氣門桿，2－氣門搖臂，3－氣門間隙調(diào)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(jié)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(jìn)電機(jī)。
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。
本實用新型實施例的閉缸節(jié)油裝置，關(guān)閉部份汽缸和開放已關(guān)閉的部份汽缸的動作過程是發(fā)動機(jī)中小負(fù)荷下如果要實現(xiàn)關(guān)閉一個汽缸。首先是步進(jìn)電機(jī)18按微機(jī)驅(qū)動電源信號轉(zhuǎn)動某一角度，裝在步進(jìn)電機(jī)軸上的蝸桿17驅(qū)動蝸輪16轉(zhuǎn)動，并帶動裝在傳動軸15上的分離臂12順時針轉(zhuǎn)動，帶動接合在分離臂上的分離拉桿11向下運(yùn)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(jìn)入分離套內(nèi)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(nèi)彈簧8的彈力，分離芯軸在空心推桿內(nèi)壓縮彈簧上下滑動，發(fā)動機(jī)凸輪軸的轉(zhuǎn)動不再對氣門搖臂起作用，進(jìn)排氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，即閉缸工作狀態(tài)，又因各氣缸進(jìn)排氣門分離臂12是調(diào)整在不同角度的位置，角度大的分離臂首先將所對應(yīng)的汽缸進(jìn)排氣門關(guān)閉，當(dāng)需要關(guān)閉二個汽缸時，步進(jìn)電機(jī)再轉(zhuǎn)動一個角度就可實現(xiàn)。因此關(guān)閉多個缸是逐級進(jìn)行的。反之，當(dāng)發(fā)動機(jī)工況要求多缸工作時，微機(jī)及其驅(qū)動電源控制步進(jìn)電機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)，帶動的分離臂反時針轉(zhuǎn)動分離拉桿11向上運(yùn)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(jìn)入分離套內(nèi)表面下部弧形槽內(nèi)，使空心推桿體中分離芯軸7分離套6結(jié)合成為剛性體，發(fā)動機(jī)氣門已關(guān)閉的氣缸正常開放，按常規(guī)狀態(tài)工作。在關(guān)閉或開放汽缸的同時，微機(jī)發(fā)出信號控制化油器浮子室油面高度，調(diào)節(jié)油面下降與升高，與空燃比調(diào)節(jié)器對混合氣濃度的控制與閉缸機(jī)相適應(yīng)。實施例證明，使用本實用新型是提高頂置氣門汽油發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的有效措施。
權(quán)利要求
1.一種車用汽油發(fā)動機(jī)的閉缸節(jié)油裝置，特別適用于頂置氣門汽油發(fā)動機(jī)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(diào)節(jié)器、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)、微型計算機(jī)及驅(qū)動電源所組成。
2.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(diào)整氣門間隙螺栓球頭配合，其分離芯軸的相應(yīng)斷面上亦有與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(dǎo)槽，其分離套內(nèi)圓表面上部有一環(huán)形槽，下部有一與鋼球配合的弧形槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)和微機(jī)及其驅(qū)動電源由步進(jìn)電機(jī)、蝸桿、蝸輪、軸及微型計算機(jī)和脈沖發(fā)生器所組成。
6.根據(jù)權(quán)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(diào)節(jié)器是由微型電磁鐵，調(diào)整螺絲及防轉(zhuǎn)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(jī)的閉缸節(jié)油裝置。在中小負(fù)荷工況下，該裝置能關(guān)閉部分氣缸，能調(diào)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、比油器浮子室油面高度調(diào)節(jié)器、空燃比調(diào)節(jié)器、步進(jìn)電機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)和微型計算機(jī)所組成。使用本實用新型的裝置，能較大幅度地提高裝用頂置氣門汽油發(fā)動機(jī)的汽車經(jīng)濟(jì)性能，顯著降低排放中CO、CH化合物對大氣的污染。
文檔編號F02D17/00GK86209009SQ86209009
公開日1987年8月12日 申請日期1986年11月11日
發(fā)明者張恩 申請人:成都汽車制造廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan