专利名称：复合型空气泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气泵，特别涉及一种既具有发动机二次进气系统，又具有废气再循环结构的复合型空气泵。
背景技术：
目前摩托车发动机所采用的空气泵通常由一个真空膜片阀和一个簧片阀组合而成，通过引入新鲜空气进入发动机排气道和发动机排出的废气混合再燃烧以降低发动机废气污染，实现机外净化即二次进气的作用。其净化发动机废气的作用只是在发动机燃烧后排出的废气上，因此公知空气泵对废气的净化作用有很大的局限性。
发动机的运行工况是一个复杂的过程，发动机本身的气道行状和发动机的运行工况变化都会对发动机的排放造成影响。大量研究表明，发动机运行工况变化导致发动机废气排放增多有以下几种情况(1)发动机在减速过程中，进气负压的突然升高会导致发动机吸入过多的燃油。此时发动机是一个减速并不需很多动力的过程，过多的燃油不但使能源浪费，而且发动机废气的排放增多，造成大气的污染。(2)在汽车下坡等速行驶时，因要保持车速不变，所以必须逐渐关小节气门，这样进气管内的真空度必然逐渐增大，当真空度增大到一定程度时同样会造成发动机吸入过多的燃油，使发动机废气的排放增多，造成大气污染。减速负压生成的主要原因是，在节气门开度很大的情况下气体流动速度很大，当节气门突然减小时，前面大量的气体流进缸头后，节气门后的气体流动由于受到节气门的阻挡只有很少一部分气体能流过，这就在节气门的地方形成一个真空度，那么这就会迫使过多的一部分油从主量孔流出。而这一部分油是不需要的，这就形成了污染源。通过实际测量，减速负压远远大于等速负压，这说明加速和减速过程是生成废气的主要过程，其远远大于等速时所产生的废气。而实际减速过程几乎占了汽车全过程的1/3，因此对加速和减速过程中负压的合理控制具有十分重大的意义。
此外，公知的空气泵还存在高速时不起作用的缺陷。发动机在高速运转时油耗大，废气排放量多，所以发动机高速运转时的净化处理显得更为重要。而公知空气泵的结构特点使其主要应用于发动机中速和低速的机外净化，当发动机在高速运行时，由于其结构本身的制约，簧片阀无法及时开闭，故此时机外净化不起作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有空气泵的缺陷和不足，提供一种集二次进气系统和废气再循环结构于一体的复合型空气泵，同时利用废气再循环和二次进气两种方式，使发动机每一工况的废气都得到净化，废气净化更加彻底。
本发明的另一个目的是解决现有技术中空气泵在发动机高速运转时不起作用的技术问题，同时，通过废气再循环结构控制发动机减速时的负压，避免在减速时吸入过多的燃油，使燃油消耗更加经济，废气排放进一步降低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合型空气泵，包括一真空膜片和一簧片阀门构成的二次进气结构，所述真空膜片上部设有与化油器真空连通的真空室，并固接一连接杆，所述连接杆为中空结构，其一端与所述真空室连通，另一端通过一连通器与一单向球阀连接，所述单向球阀的另一端与发动机排气管连接。
所述单向球阀包括一导引管，所述导引管的一端固接一固定盖，另一端与发动机排气管连接，腔内设置一凸台，一小回位弹簧和钢球设置在所述固定盖和凸台之间，所述导引管的侧壁上还设置有与所述连通器连接的导引口。
所述连接杆上还固接一密封罩，所述密封罩与所述真空膜片之间设有一回位弹簧。所述真空膜片和所述密封罩之间腔体的侧壁上设有一废气孔，所述废气孔与连接废气管的废气接口连通，所述簧片阀门设置在所述废气孔和废气接口连通的通道上。所述簧片阀门还连接有簧片阀护板。
在上述技术方案中，所述连通器为波纹管，进一步地，所述波纹管为折叠橡胶管。
本发明在对现有空气泵运行特点及其技术问题产生原因的深入分析基础上，结合发动机运行中产生废气污染的工况特点，提供了一种集二次进气系统和废气再循环结构于一体的复合型空气泵。本发明的核心是增加了一单向球阀，一具有波纹管结构的连通器，并将连接杆设计成中空结构。单向球阀的一端与发动机排气管路连通，用于在需要时引入废气，另一端通过连通器、中空的连接杆形成一废气输送通道，用于将发动机排气管路引入的废气通过连通器和中空的连接杆送往真空室。当发动机高速运转时，利用此时排气压力较大的特点，使单向球阀开启，将废气引入真空室。当发动机减速时，利用进气负压升高、连接杆向上移动的特点，通过连通器产生负压，使单向球阀开启，将废气引入真空室。当发动机正常行使时，引新鲜空气达到机外净化作用。
本发明单向球阀采用简捷的设计，通过小回位弹簧、钢球和凸台的简单结构，将导引管腔内密封分隔成二个气室与发动机排气管连通的阀前室和与连通器连通的阀后室，并通过阀前室和阀后室的压差以及小回位弹簧的预紧力和恢复力，使本发明只采用一套结构就有效、可靠地完成了发动机高速、减速二种不同工况下单向球阀的开启和关闭。本发明采用了波纹管结构的连通器，使其在发动机高速状态下正常工作，又在发动机减速时起到产生负压、使单向球阀开启的作用。
本发明使得废气再循环和二次进气两种方式同时利用，使得发动机每一工况的废气都得到净化，使废气净化更加彻底。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明复合型空气泵结构示意图；
图2为本发明连接杆结构示意图；图3为本发明单向球阀的结构示意图；图4a为本发明单向球阀中固定盖结构示意图；图4b为图4a的侧视剖面图；图5为本发明单向球阀支架结构示意图；图6为本发明折叠橡胶管结构示意图。
附图标记说明1a-真空室；1b-排气室；1c-进气室；2-真空膜片；3-回位弹簧；4-连接杆； 4a-中空腔体；5-密封罩；6-导引管；6a-凸台；6b-导引口；6c-阀前室；6d-阀后室；7-钢球；8-废气孔；9-簧片阀门；10-簧片阀护板；11-废气接口；12-卡子；13-连通器；14-固定盖；15-小回位弹簧；16-单向球阀；17-进气接口；18-泵体；19-化油器接口；21-支架。
具体实施例方式
图1为本发明复合型空气泵结构示意图，其结构主体包括一膜片阀、一簧片阀和一单向球阀，构成既具有二次进气系统，又具有废气再循环的复合型空气泵结构。具体地，泵体18为上端面封闭、下端口开敞的腔体结构，腔内形成排气室1b。泵体18的侧壁上设置一废气孔8，废气孔8与连接废气管的废气接口11连通，在废气孔8和废气接口11的连通通道上设置有簧片阀门9和簧片阀护板10，形成簧片阀。当排气室1b内的气体压力达到设定值时，簧片阀门9开启，将排气室1b内的空气排往废气管，进行机外净化。化油器接口19的上端与化油器连接，下端固接在泵体18的上封闭端面上。真空膜片2上固接一连接杆4，并使化油器接口19的上部形成了与化油器真空连通的真空室1a。真空膜片2用于反映真空室1a的负压变化，当真空室1a的真空度增加时，真空膜片2受真空室1a负压吸力作用，产生向上变形，并带动连接杆4一起向上运动。进气接口17的下端与进气系统相连通，上端固接泵体18的下端口，形成进气室1c。泵体18的腔内还设置一与连接杆4固接的密封罩5，密封罩5与泵体18的上端面之间设置一回位弹簧3。密封罩5在连接杆4的拉动和回位弹簧3的弹力作用下上下移动，使排气室1b和进气室1c连通或隔绝。
图2为本发明连接杆结构示意图，连接杆4为具有中空腔体4a的中空结构，具有双重作用，一方面通过依次穿过真空膜片2、泵体18的上端面、回位弹簧3和密封罩5，使连接杆4的中空腔体4a与真空室1a连通，形成与真空室1连通的传输通道；另一方面通过分别与真空膜片2和密封罩5固接，使真空膜片2、连接杆4和密封罩5形成一连动机构，随真空室1a真空度提高，真空膜片2产生向上形变，因此带动连接杆4和密封罩5一起向上运动。
图3为本发明单向球阀的结构示意图，单向球阀16的一端与发动机排气管路连通，用于在需要时引入废气，另一端通过一连通器13与连接杆4的中空腔体4a连通，用于将发动机排气管路引入的废气通过连通器13和连接杆4的中空腔体4a送往真空室1。具体地说，单向球阀16包括导引管6、小回位弹簧15、钢球7和导引口6b。导引管6为一空腔体，腔内设置一凸台6a，端面固接一固定盖14，导引口6b设置在导引管6的侧壁上，与连通器13连通。小回位弹簧15和钢球7设置在导引管6的腔内，并连接在固定盖14和凸台6a之间。回位小弹簧15有一定的预紧力，持续向钢球7施加压力，使钢球7与凸台6a紧密配合，将导引管6腔内密封分隔成二个气室与发动机排气管连通的阀前室6c和与连通器13连通的阀后室6d，形成单向球阀16的封闭状态。当阀前室6c和阀后室6d的压力差(即钢球7两侧的压差)增加到足以克服回位小弹簧15的预紧力时，钢球7向离开凸台6a的方向运动，发动机废气从钢球7和凸台6a之间的间隙进入，使阀前室6c和阀后室6d连通，形成单向球阀16的开启状态。发动机废气依次经过导引口6b、连通器13、连接杆4的中空腔体4a进入真空室1，实现本发明的废气再循环。图4a为单向球阀中固定盖结构示意图，图4b为图4a的侧视剖面图。
图5为本发明单向球阀支架结构示意图，支架21的一端与导引管6连接，另一端固定在泵体18和进气接口17的连接面上。该结构设计使本发明单向球阀16成为一个稳定的整体结构，在摩托车实际使用的各种状态下，均能保持其可靠工作。
图6为本发明折叠橡胶管结构示意图。由于本发明实际运行中连接杆4是上下移动的，而单向球阀16则固定不动，所以本发明在单向球阀16的导引口6b和连接杆4的中空腔体4a之间设置连通器13，不论连接杆4在何位置均能实现废气的传送。在本发明优选技术方案中，连通器13采用波纹管结构，进一步地采用折叠橡胶管，通过卡子12分别与连接杆4和导引口6b连接。在连接杆4移动过程中，波纹管结构的连通器13将产生体积变化，进而改变导引管6中阀后室6d的压力，即改变阀前室6c和阀后室6d的压差。具体地说，当连接杆4向上移动时(真空室1a真空度增大)，波纹管拉长，其内产生负压，则阀后室6d的压力降低，阀前室6c和阀后室6d的压差增大，当压差增加到一定值时，单向球阀16打开，废气将进入真空室1a，减低真空室1a的真空度。真空室1a的真空度降低后，连接杆4向下移动，波纹管缩短，其内负压逐渐消失，阀前室6c和阀后室6d的压差减小，当压差减小到不能克服小回位弹簧15的预紧力时，单向球阀16再次封闭。本发明通过对连通器13的巧妙设计，使本发明不仅实现了高速状态的废气再循环，也同时实现了发动机减速时的废气再循环，有效地实现在发动机各种工作状态下节省燃油、降低废气排放的作用。
公知空气泵的工作过程是这样的当发动机高速运转时，由于化油器接口19与节气门真空室相通，真空室1的真空度不断增大，使真空膜片2变形，产生拉动连接杆4的作用力。当真空度达到一定值时，真空膜片2变形产生的作用力即可克服回位弹簧3的预紧力，使真空膜片2拉动连接杆4和密封罩5一起向上移动。发动机转速进一步提高，密封罩5将上升到最高位置，即密封罩5完全密封排气室1b，将进气室1c和排气室1b隔绝，此时，簧片阀门9不再起作用，空气不能进入废气管，因此机外净化不起作用。
本发明在公知空气泵的结构基础上，增加了单向球阀16，并将连接杆4设计成具有中空腔体4a的中空结构，通过单向球阀16、连通器13和中空腔体4a形成的向真空室1输送废气的传输通道，构成了既可以通过二次进气进行机外净化，又通过废气再循环进一步减少尾气排放的复合型空气泵结构。根据本发明的技术方案，当发动机高速运转时，由于排气压力较大，本发明单向球阀16的阀前室6c的压力也会较大，较大的阀前室6c和阀后室6d的压差(即钢球7两侧的压差)会使单向球阀16处于开启状态，废气从单向球阀16进入，通过连通器13和连接杆4的中空腔体4a进入真空室1。废气进入真空室1一方面降低真空室1的真空度，使密封罩5保持排气室1b和进气室1c连通，使簧片阀门9起到将排气室1b内的空气排往废气管进行机外净化的作用；另一方面又使废气进入发动机进气管，并在发动机内再次燃烧，既节省了燃油，又降低了尾气排放中的污染物。
当发动机减速时，进气负压突然升高。由于化油器接口19与节气门真空室相通，真空室1的真空度也相应增大，使真空膜片2变形，产生拉动连接杆4的作用力。当真空膜片2产生的作用力能克服回位弹簧3的预紧力时，真空膜片2拉动连接杆4以及密封罩5一起向上移动。在连接杆4向上移动过程中，连通器13内将产生一定的负压，使与连通器13连通的阀后室6d的压力随之降低，即阀前室6c和阀后室6d的压差(钢球7两侧的压差)增大，来自排气管的排气压力促使钢球7压缩小回位弹簧15。当阀前室6c和阀后室6d的压差增加到一定值时，单向球阀16打开，废气通过单向球阀16、连通器13和中空腔体4a进入真空室1。废气进入真空室1后，真空室1的真空度降低，使连接杆4向下移动，连通器13内的负压逐渐消失，与连通器13连通的阀后室6d的压力随之升高，阀前室6c和阀后室6d的压差降低，钢球7在小回位弹簧15的恢复力作用下复位，单向球阀16关闭，隔断废气流动，以保证发动机的转速稳定性。在连接杆4向下移动的同时，回位弹簧3促使密封罩5下移，排气室1b内的空气通过簧片阀门9排向废气管，保证机外净化不受影响。上述将废气引入真空室1的过程一方面可以将进气负压的最高值稳定在一定值之下，避免发动机因进气负压过高导致吸入过多的燃油，起到减少油耗的作用；另一方面，废气可进一步进入发动机进气管，实现废气再循环利用，起到进一步节约燃油、进一步减少废气排放的作用。
当发动机正常行使时，本发明通过簧片阀门9引新鲜空气进入发动机排气道和发动机排出的废气混合再燃烧以降低发动机废气污染，达到机外净化的作用。
综上所述，本发明使得废气再循环和二次进气两种方式同时利用，使得发动机每一工况的废气都得到净化，使废气净化更加彻底。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种复合型空气泵，包括一真空膜片(2)和一簧片阀门(9)构成的二次进气结构，所述真空膜片(2)上部设有与化油器真空连通的真空室(1a)，并固接一连接杆(4)，其特征在于，所述连接杆(4)为中空结构，其一端与所述真空室(1a)连通，另一端通过一连通器(13)与一单向球阀(16)连接，所述单向球阀(16)的另一端与发动机排气管连接。
2.如权利要求1所述的复合型空气泵，其特征在于，所述单向球阀(16)包括一导引管(6)，所述导引管(6)的一端固接一固定盖(14)，另一端与发动机排气管连接，腔内设置一凸台(6a)，一小回位弹簧(15)和一钢球(7)设置在所述固定盖(14)和凸台(6a)之间，所述导引管(6)的侧壁上还设置有与所述连通器(13)连接的导引口(6b)。
3.如权利要求1所述的复合型空气泵，其特征在于，所述连接杆(4)上还固接一密封罩(5)，所述密封罩(5)与所述真空膜片(2)之间设有一回位弹簧(3)。
4.如权利要求1或3所述的复合型空气泵，其特征在于，所述真空膜片(2)和所述密封罩(5)之间腔体的侧壁上设有一废气孔(8)，所述废气孔(8)与连接废气管的废气接口(11)连通，所述簧片阀门(9)设置在所述废气孔(8)和废气接口(11)连通的通道上。
5.如权利要求4所述的复合型空气泵，其特征在于，所述簧片阀门(9)还连接有簧片阀护板(10)。
6.如权利要求1或2所述的复合型空气泵，其特征在于，所述连通器(13)为波纹管。
7.如权利要求6所述的复合型空气泵，其特征在于，所述波纹管为折叠橡胶管。
全文摘要
本发明涉及一种复合型空气泵，包括一真空膜片和一簧片阀门构成的二次进气结构，所述真空膜片上部设有与化油器真空连通的真空室，并固接一连接杆，所述连接杆为中空结构，其一端与所述真空室连通，另一端通过一连通器与一单向球阀连接，所述单向球阀的另一端与发动机排气管连接。在发动机高速或减速过程中，单向球阀将废气引入真空室，进行废气再循环，实现节省燃油、降低排气污染的作用。当发动机正常运转时，本发明可引新鲜空气进入发动机排气道和废气混合再燃烧以降低发动机废气污染，实现机外净化的作用。本发明集二次进气系统和废气再循环结构于一体，使发动机每一工况的废气都得到更加彻底净化。
文档编号F02M25/07GK101021176SQ20061000749
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者郭才冬 申请人:重庆宗申技术开发研究有限公司