化油器空气‑燃料混合物调节组件和工具的制作方法

相关申请的引用

本申请主张于2015年11月6日提交的美国临时专利申请序列第62/251,997号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明总体上涉及用于发动机的化油器，并且更具体地涉及用于调节由化油器向运行的发动机供应的空气-燃料混合物的空气-燃料比的组件。

背景技术：

美国国家环境保护局（epa）、加利福尼亚空气管理署（carb）以及其它国内外政府组织和机构已建立发动机废气空气污染规章和限制，被供应到运行的内燃发动机的空气-燃料混合物的空气-燃料比的不恰当调节和/或设置能够导致超过该限制。这些规章包括限制或甚至防止诸如由终端用户进一步调节或改变针对使发动机在这些废气空气污染限制内运行的恰当的空气-燃料比的制造商或工厂设置。

许多化油器具有可调节阀组件（通常为针阀），其仅提供空气-燃料比的工厂设置的有限的调节或改变或者甚至无调节或改变（诸如由终端用户进行的），这使得不具有专用工具的任何人难以篡改或改变阀组件的工厂设置。在美国专利7,070,173中公开了带有有限的调节或防篡改的针阀组件并且需要专用工具来调节或改变针阀的工厂设置的这样的化油器。这些防篡改针阀中的每一个均螺纹连接到化油器本体中的凹部内，并具有仅能够由带有互补d形承口的专用工具接合的非圆形总体上d形的头部，以通过使其旋转来初始地形成或改变针阀的化油器制造商或工厂设置。化油器制造商使得该d形工具仅对于工厂授权的人员能够获得，以便当化油器向具体的运行的发动机供应空气-燃料混合物时，形成针阀的工厂设置，在该发动机上使用所述化油器以符合政府发动机废气排放要求。通常，安装在每个发动机上的每个化油器的（多个）防篡改针阀由原始设备发动机制造商调节以使每个这样的发动机符合政府废气排放要求。

技术实现要素：

在至少一些实施方式中，可旋转地调节的阀具有带有外部总体上圆筒表面的紧密地接收在化油器本体中的接受器的互补圆形通道中的头部，其中它们之间仅存在微小间隙。专用调节工具的一种形式可具有弹性指部的夹头（collet），其能够插在头部和接受器的通道之间并且能够运动成与头部的外表面牢固接合，以通过工具的夹头的旋转实现针阀的旋转调节。在另一形式中，阀头可具有在外圆筒表面中的环形凹槽，并能够通过另一专用工具可旋转地调节，所述另一专用工具具有接收在凹槽中的钩和能够运动成牢固地压在头部的外部端面上的相对构件，以便通过使该工具旋转来进行阀的旋转调节。

在另一形式中，圆筒形阀头能够具有在其中的圆筒形凹处（pocket），另一专用调节工具的夹头的指部被接收在所述圆筒形凹处内并且扩展以牢固接合凹处的圆筒侧表面，从而通过该工具的夹头指部的旋转实现针阀的旋转调节。

在另一形式中，圆筒形阀头的圆筒形凹处具有在其中的一个或多个凹口或凹部，并且该凹口或凹部总体上朝向或者穿过阀头的外部圆筒表面径向向外延伸，并且在每个凹口或凹部中，接收插入凹处中的另一专用调节工具的卡爪（dog），从而当该爪被接收在凹口或凹部中时，通过该工具的旋转实现针阀的旋转调节。

在这些针阀中的每一个的工厂调节完成之后，这些工具中的每一个均可以从阀的头部脱离和移除，并且此后不能够通过使用常规的容易获得的手工工具（诸如针头钳、艾伦扳手、梅花起子（torxdriver）、螺丝起子等）篡改或改变阀的工厂调节或设置。

附图说明

将参考附图阐述阀调节组件和互补专用调节工具的优选形式和最佳模式的以下详细描述，附图中：

图1是包括本发明的空气-燃料比混合物调节组件的第一形式的化油器的透视截面视图；

图2是图1的化油器和调节组件的局部截面侧视图；

图3是图1&2的化油器和调节组件的放大的局部端部视图；

图4是图1的调节组件的针阀的放大侧视图（部分呈截面）；

图5是图4的针阀的头部的放大的端部视图；

图6是用于可旋转地调节图1-5的针阀的专用调节工具的呈截面的侧视图（其中部分脱离）；

图7是沿图6的线7-7截取的图6的调节工具的放大的端部视图；

图8是图6的调节工具的闩锁构件的放大的侧视图；

图9是图1的化油器的局部透视图，并且其中可调节针阀的第二形式被接收在其中；

图10是图9的针阀的第二形式的放大的侧视图（部分呈截面）；

图11是用于可旋转地调节图9和10的针阀的第二形式的第二专用调节工具的截面视图；

图12是沿图11的线12-12截取的图11的第二调节工具的放大端部视图；

图13是图11的第二工具的凸轮头部和杆的侧视图；

图14是在图13的线14-14上截取的截面视图；

图15是图1的化油器的局部透视图（部分呈截面），并且其中可调节针阀的第三形式被接收在其中；

图16是图15的针阀的第三形式的放大的侧视图（部分呈截面）；

图17是用于可旋转地调节图15和16的针阀的第三形式的第三专用调节工具的截面侧视图；

图18是沿图17的线18-18截取的图17的调节工具的放大端部视图；

图19是图1的化油器本体的接受器通道的修改形式的放大的局部截面视图，并且其中针阀的第四形式被接收在其中；

图20是图19的接受器和针阀的放大的端部视图；

图21是图19&20的针阀的放大的侧视图；

图22是当用于可旋转地调节针阀的第四形式的第四专用调节工具被接收在图1的化油器的图19&20的修改的接受器中时的侧视图（部分呈截面）；以及

图23是在图22的线23-23上截取的放大的截面视图。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1和图2图示体现本发明以便调节由化油器32供应到运行的发动机的空气-燃料混合物的空气-燃料比的装置。该装置包括至少一个针阀34并且通常包括两个针阀34，每个针阀34均被接收在化油器的主体40的轴毂（boss）38中的单独接受器36中。每个接受器均具有限定燃料通道的孔42，和限定燃料室44、密封室46、带螺纹通道48以及开放通过轴毂的外端部52的阀头通道50的一系列实质上同心且为圆筒形的埋头孔（counterbore）。在一些化油器32中，主体40是压铸铝或白合金，并且这些埋头孔具有1°或2°的侧拔模斜度并且未被机加工，而是作为铸件使用，并出于本发明的目的仍被认为是圆筒形的。

针阀34具有带有头部54的一件式本体，优选地带有用于接收o形环密封件58的凹槽56、在通道48中能够与互补螺纹62接合的带螺纹的柄（shank）60、能够与被接收在室46中的密封件66接合的圆筒形部分64以及锥形尖端68。在组装时，尖端68延伸进入燃料通道42中，并且在其间限定孔口69，并且通过阀34的旋转，能够使锥形尖端68轴向地前进和退回以改变孔口69的尺寸或有效流动面积，以调节空气-燃料混合物的空气-燃料比。通常，化油器具有一个针阀34以针对发动机的空转和低速运行调节空气-燃料比，和具有第二针阀34以针对高速和节气门大开的发动机运行调节空气-燃料比。通常，每个针阀34由金属（诸如钢、不锈钢或黄铜）制成，不过对于一些应用，其可以是诸如尼龙的塑料材料。

如图2中所示，在使用化油器32时，燃料流动通过通道70进入燃料室44内，通过孔口69进入通道42内，并且然后通过通道72进入化油器的空气和燃料混合通道74内。

化油器32可以是膜片式化油器（其在图1中图示）、浮子式化油器或者利用针阀调节由化油器向运行的发动机供应的空气-燃料混合物的空气-燃料比的任何其它类型的化油器。

针阀34的头部54具有总体上同轴的圆筒外表面74和带有内圆筒侧壁78的内部凹部或凹处76，其中外表面74的直径略微小于被接收在组件中的通道50的直径，并且在所述凹处76中可以接收用于使针阀旋转的专用工具。狭槽或凹口80从凹处76总体径向向外延伸并优选地通过头部54的外圆筒表面74。

为防止针头钳等使针阀34受迫接合和旋转，外圆筒表面74和圆筒形通道50之间的最大径向间隙a（图3）不大于2.5毫米（mm），期望地2.0mm，且优选地1.5mm，并且头部54的外部端面82被接收在通道50中从轴毂38的外部端面52轴向向内至少1mm且优选地2mm的轴向距离b处（图2）。化油器本体40中的圆筒形通道50的最大直径c（图2）优选地是6.7mm，并且阀头的外圆筒表面74的最小直径d（图4）优选地是4.95mm。优选地，头部中的凹处76的内侧直径e（图4）是3.35±0.30mm，即在3.00到3.7mm的范围中。该直径e足够小以防止头部与t20梅花起子或者4mm或9/64”的艾伦扳手受迫接合。该直径e也对于由t15梅花起子或者3mm或1/8”的艾伦扳手的接合而言过大。优选地，头部54的外部端面82与凹口80的外侧边缘之间的最小轴向距离f（图4）是2mm。因此，一旦针阀34被组装在化油器的凹部36中并被可旋转地调节以提供向运行的发动机供应的空气-燃料混合物的期望空气-燃料比，使得其不超过政府废气排放要求时，就不能够使用诸如发动机的终端用户通常可获得的常规工具篡改或调节或改变针阀设置。

图6-8中示出适合于可旋转地调节针阀34的专用工具100。该工具具有固定在把手104中并从把手104轴向地延伸的柄102。杠杆臂106通过柄102的自由端被接收在狭槽108中，并且由横向地延伸通过杠杆臂和柄的销109枢转地安装在其中。如图6和8中所示，杠杆臂106具有邻近一端的总体上径向延伸的卡爪110和邻近另一端的突出部112，该突出部112在组装时从柄102总体上径向向外延伸。卡爪110被构造成使得其能够被接收在阀54的凹口80中。优选地，卡爪的前边缘或端部114逐渐变细或向后倾斜，以便在使卡爪110沿弧线总体上径向运动进出阀头中的凹口80时，提供与凹处76的底端116的间隙。

在组装时，由螺钉120被附接到柄102的板簧118能够屈服地将杠杆臂106偏压到图6中以实线示出的位置，其中卡爪110从柄总体上径向向外地突伸。通过手动地抓持把手并用拇指朝向柄按压突出部112，能够使卡爪110退回柄内，如图6中以虚线示出的。柄具有小于针阀34的凹处76的直径e的外直径，使得当使卡爪110退回时，卡爪和柄的邻近端部可以被插入凹处76内，并然后被旋转，使得卡爪变得与头部中的凹口80对齐并总体上径向向外运动进入头部中的凹口80中（如图6中所示）。当卡爪110被接收在凹口80中时，能够手动地使工具的把手104旋转，以使针阀34旋转，从而使其尖端68前进或退回，以提供由化油器向运行的发动机供应的空气-燃料混合物的期望空气-燃料比。一旦获得了针阀的期望旋转设置，就可以克服弹簧118的偏压径向向内按压突出部112，以使卡爪110从阀头54中的凹口80退回并脱离，并且然后能够将工具100从头部中的凹处76总体上轴向地撤出，以从针阀34移除工具100。此后，不能够通过常规手工工具改变针阀34的调节位置或设置，并且必须利用特定工具100来改变针阀34的调节位置或设置。

图9图示被接收在化油器32的接受器36中的针阀的第二形式34'。如图10中所示，针阀34'与针阀34相同，除了其在其头部中不具有任何径向狭槽或凹口80，并且因此其凹处76的内部圆筒表面78和其头部54'的外部圆筒表面74两者都是周向连续和不间断的。

图11-14图示用于接合头部54'的凹处76并使针阀34'旋转以调节由化油器产生的空气-燃料混合物的空气-燃料比的第二专用工具130。该工具具有延伸通过把手134并固定到把手134的中空圆筒形柄或管132。两个或多个夹头指部136由轴向地和径向地延伸通过管的自由端的两个或多个狭槽138形成在管132的自由端中。指部136是稍微柔性的，并优选地是弹性的，且能够由总体上同轴地并且能够滑动地延伸通过管132的杆142的一端上的凸轮头部140使其总体上径向向外运动。凸轮头部140具有能够与指部136的端部上的互补从动表面146接合的截头圆锥形凸轮表面144，并且至少一个并且优选地两个在直径上相对的突出部148从杆142径向向外突伸，并且每一个均被能够滑动地接收在狭槽138中的一个中以限制杆相对于管132的旋转，同时容许凸轮头部和杆的一致的轴向运动。作为突出部138的替代方案，小直径的销能够被布置成横向地通过杆142和/或凸轮头部140并且延伸进入狭槽138内，以限制凸轮头部和杆相对于工具130的管132的旋转。

在其非弯曲状态下，指部136的周边具有至少稍微小于针阀34'的头部54'的圆筒形凹处76的直径e的直径。为使指部总体上径向向外运动，能够通过使翼形螺母148旋转来使凸轮140总体上轴向地运动进入管132内，该翼形螺母148螺纹连接于延伸出管132的另一端的杆142的互补螺纹部分150上。

在使用工具130以使针阀34'旋转时，处于其未弯曲状态中的夹头指部136的自由端被总体上轴向地插入圆筒形凹处76内，并且把手134被手动地抓持，同时使翼形螺母148旋转以使凸轮头部140总体上轴向向内运动以压抵夹头指部136的端部146上，并且使其总体上径向向外运动形成与阀头54’的凹处76的圆筒形侧壁78的牢固的摩擦接合。此后，使工具130旋转以使针阀34'旋转并轴向地前进或退回，从而调节或设置由化油器供应到运行的发动机的空气-燃料混合物的空气-燃料比，使得其废气排放符合政府规章。此后，使翼形螺母150旋转以容许凸轮头部140向外运动，使得夹头指部136总体上径向向内运动并从圆筒形凹处壁78脱离，并且然后在不改变阀34'的设置或旋转调节的情况下，总体上轴向地从阀头54'的凹处76移除工具130。此后，不能够通过使用普通手工工具篡改或改变针阀34'的旋转设置，并且必须利用专用工具（诸如工具130）来改变针阀34'的设置或旋转调节。

图15图示被接收在化油器32的本体40的轴毂38中的接受器36中的针阀的第三形式34''。如图15和16中所示，每个针阀34''均与针阀34相等，除了其头部54''不具有在其中的凹处，并且是带有周向连续外表面74的实心圆筒形头部。

如图17&18中图示的，能够使用专用工具160来接合头部54''并使针阀34''旋转以对其进行调节，从而提供由化油器32产生的空气-燃料混合物的期望空气-燃料比。工具160优选地具有带有两个或更多个稍微柔性的并且优选地弹性的指部164的圆筒形柄162，该指部164由在柄的一端中的盲孔166和狭槽170形成，该狭槽170轴向地延伸进入并且径向地通过柄的该端部的至少一部分，并且优选地围绕柄的该端部的周边相等地周向间隔分开。在组装时，柄162被接收在环形凸轮套筒或套圈（collar）172中，其优选地是周向连续的并在一端上具有锥形的或截头圆锥形的凸轮表面174，该凸轮表面174能够与每个指部164的外部上的环形肋部部分178上的互补从动表面176接合，并且优选地围绕其相关联的指部总体上周向地延伸。邻近另一端，套圈172具有能够与柄上的互补外螺纹182螺纹地接合的内螺纹部分180。销184横向地延伸并且优选地在直径上通过柄162，并且从柄径向向外延伸，以促进手动地抓持和保持柄162，同时手动地使套圈172旋转。作为通过柄的销184的替代方案，能够将旋钮附接到柄或与其一体化，以促进手动地保持柄。为促进将指部164在其非弯曲状态下插入凹部12中的圆筒形通道50内并在针阀34''的头部54''上，指部共同地具有稍微小于通道50的内直径c的外直径和稍微大于阀头54''的外直径d的内直径。

为在凹部12中组装的同时使用工具160以使针阀34''旋转，处于非弯曲状态下的夹头指部164被总体上轴向地插入通道50内并在阀34''的头部54''上，并且然后优选地手动地使套圈172相对于柄旋转，以使套圈的凸轮表面174运动成与夹头指部164的从动表面176接合，从而使指部总体上径向向内运动成与阀34''的头部54''的外圆筒表面74牢固地摩擦接合。在摩擦地接合头部54''的同时，能够使工具旋转以使针阀34''前进或退回，从而改变或调节由化油器供应到运行的发动机的空气-燃料混合物的空气-燃料比，以便维持发动机废气污染物处于由政府规章建立的限制内。此后，能够手动地使套圈172旋转，同时手动地保持柄以使凸轮表面174退回，从而使其从夹头指部164的凸轮从动表面176脱离，以便使其返回其未弯曲位置，由此使指部从与阀34''的头部54''的牢固摩擦接合脱离，并且然后能够将工具160从头部和通道54总体上轴向地退回。此后，不能够通过使用通常可获得的手工工具来篡改或改变针阀34''的调节，并且其设置仅能够通过使用工具160这样做来改变。

图19-21图示带有被接收在化油器32中的第四形式的针阀34'''的化油器32的修改的接受器12'。每个接受器12'与化油器32的接受器12相同，除了其具有两个细长的狭槽或凹槽190，当针阀34'''被接收在凹部12'中时，该狭槽或凹槽190轴向地延伸进入阀头通道50内并终止于未及o形环凹槽56处。为容纳具有两个枢转杠杆臂的专用工具，能够使凹槽190相等地周向间隔分开或在直径上相对，如图19和图20的左手侧中所示，或者为了容纳具有三个枢转杠杆臂的工具，两个凹槽可如图20的右手侧中所示的那样分开120°，并与中心区域192相等地周向间隔分开，在中心区域192中，两个接受器12'的阀头通道50通向彼此。

如图19和图21中所示，每个针阀34'''均与针阀34等同，除了其头部54'''具有在其中的通向该头部的外圆筒表面74的周向连续凹槽192，并且该头部不具有在其中的任何凹处。该头部的外圆筒表面74具有稍微小于接受器12'的圆筒形通道50的直径c的直径d。

当针阀34'''被接收在凹部12'中时，能够由图22和23中图示的专用工具200使其旋转。工具200具有两个杠杆臂202，其每一个均由销204枢转地安装在总体上圆筒形的承载本体208中的轴向和径向向外延伸的凹部206中，并且其中杠杆臂和凹部围绕承载本体的纵向轴线相等地周向间隔分开。工具200被示为带有两个杠杆臂202和互补凹部，不过其也可以被构造成带有三个或更多个优选地相等地周向间隔分开的杠杆臂和凹部。每个杠杆臂202具有在一端处的径向向内延伸的卡爪或钩210和邻近另一端的总体上径向向外延伸的驱动臂212，并且优选地以单件式制成。为提供间隙以便钩210总体上径向枢转运动进出阀头54'''中的凹槽192，优选地每个钩的端部或边缘213逐渐变细或朝向钩的后面向内倾斜。

带有圆筒形头部216的夹持销214和优选地带有半球形尖端220的柄218，被可滑动和可旋转地接收在承载本体208中的优选的同轴孔222中。承载本体具有在其中的能够与圆筒形致动器杆或管230的互补螺纹部分228接合的内螺纹部分226。管230在一端处具有能够与半球形销尖端220接合的半球形凹部232，并且邻近另一端处具有促进致动器管相对于承载本体208的手动旋转的旋钮234，致动器管的旋转使夹持销214相对于承载本体总体上前进或者容许夹持销214相对于承载本体退回。径向延伸的凸缘或旋钮236被固定于承载本体208或与其一体化，以容许手动地保持承载本体同时使管230旋转以使夹持销214前进或容许其退回。

为使杠杆臂202枢转以使钩210总体上径向向外运动，致动器套圈238被可滑动地接收在管230上并由线或优选地刚性链接件240连接，其中链接件240延伸通过承载本体208中的间隙孔洞（clearancehole）242并在一端处枢转地连接到相关联的驱动臂212且在另一端处枢转地连接到致动器套圈238。杠杆臂202由覆于其上并环绕其的o形环或卷簧244总体上朝向彼此可屈服地偏压，并且定位成总体上轴向地处于钩210与驱动臂212之间。优选地，可以使杠杆臂的钩210总体上径向向外运动的程度由其驱动臂212接合凹部206的停止端表面246所限制，其中每个杠杆臂均被接收在凹部206中。

为使用工具200以使被接收在相关联的凹部12'中的针阀34'''旋转，致动器套圈238被手动地抓持并使其朝向旋钮234运动，以使钩210和杠杆臂202的相关联的端部总体上径向向外地充分地枢转运动，使得杠杆臂可以总体上轴向地被插入通过间隙凹槽190进入通道50内，使得钩经过头部54'''的轴向向外部分并覆在其中的凹槽192上，此时手动地释放致动器套圈并且o形环或卷簧244的偏压使钩径向向内运动进入凹槽192内，并且通过链接件240使致动器套圈238相对于承载本体208退回。然后，优选地通过手动地使旋钮234转动同时手动地保持承载本体208以使致动器管230旋转，从而使夹持销214的头部216总体上轴向地前进形成与阀头54'''的外部端面248的优选地牢固的摩擦接合，并将钩210拉入与头部中的凹槽192的侧壁248的牢固接合，并且然后能够使工具作为整体旋转，以使针阀34'''旋转，从而使其尖端68相对于孔口69前进或退回，以调节由化油器供应到运行的发动机的空气-燃料混合物的空气-燃料比，使得其废气排放处于政府规章的限制内。在使针阀34'''旋转到其期望位置之后，手动地使管230旋转同时手动地保持承载本体208以将管相对于承载本体退回，使得夹持销214被释放并能够在不使针阀旋转或改变针阀的设置或调节的位置的情况下从针阀34'''的头部54'''的外部端面248脱离。然后，能够手动地使致动器套圈238朝向管230的旋钮234运动，并且使工具旋转，使得每个杠杆臂202的自由端将运动进入通道50中的凹槽190中的一者中，使得钩210从阀头凹槽192被移除，并且然后手动地使工具总体上轴向向外运动并远离头部并离开凹部12'且从凹部移除。在从凹部移除该工具之后，不能够通过任何常规手工工具（诸如梅花起子、艾伦扳手、针头钳、螺丝起子等）改变针阀34'''的设置或调节的旋转位置。因此，必须使用专用工具200来对针阀34'''的调节的位置做出任何进一步的调节或改变。

当前优选的尺寸a、b、c、d、e和f中的每一个均适用于本文所公开的针阀中的每一个和与每个针阀相关联的接受器12或12'的阀头通道50。尺寸b确保即使在已将针阀调节到其期望设置之后，其头部也不向外延伸超过化油器本体40（所述头部被接收在其中）的轴毂38的端面52，并且因此不能够通过使用普通手工工具可旋转地调节。然而，对于在其头部中带有凹处的针阀34和34'而言，能够减小尺寸b或尺寸b甚至为0.0mm，只要在其期望调节之后，其头部不从轴毂38的端面52向外延伸。

工具130和160中的每一个的夹头指部可由弹簧钢、不锈钢或钢制成，并在其从其未弯曲位置弯曲或移位的程度的弹性极限内是稍微柔性和弹性的。每个工具的把手和旋钮可由塑料或金属（诸如钢）制成，并且每个工具的其它部件中的任何部件均可由钢制成，除非对于给定部件明确地陈述了一些其它材料。化油器本体通常由铝或白合金制成，不过如本领域技术人员可以容易地确定的那样，对于给定应用而言其可由其它材料制成。

尽管本文所公开的本发明的形式组成了当前优选的实施例，但许多其它实施例是可能的。本文不旨在提及本发明的所有可能的等价形式或分支。理解的是，本文所使用的术语仅是描述性的，而不是限制性的，并且在不偏离本发明的精神或范围的情况下可做出各种改变。