专利名称：燃烧式发动机用单叶轮节油器及双叶轮节油器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于燃烧式发动机的节油器，也即安装于汽油发动机或柴油发动机进气岐管进口一端的进气管上方的节油器。
国产汽油或柴油发动机一般采用传统的铂金触点式点火装置，使用一段时间后，触点因烧烛氧化而使接触电阻增大，此时对粒径稍大的油气雾滴则不易点燃，使油气的不完全燃烧增多，因而废气排放量较多，特别是在启动、怠速状态下的废气排放量更多，严重影响了环境质量。解决此问题的途径一般有两条。一是改革现有的传统点火装置，如采用电子点火系统。二是采取一定措施使空气与燃油更充分混合并使混合的油气雾滴粒径进一步缩小，以便燃烧较完全。后一条途径的一种方法是，在汽油或柴油发动机的化油器和进气岐管进口一端的进气管之间安装有利于油气进一步混合、雾化的节油器。此种节油器一般分为两大类，一类是带有固定式叶片的节油器，若要产生较好的进一步混合雾化的效果，则此类节油器的叶片必须具有一定的曲线形状，但往往会因此造成油气流动不畅或减小油气流径向截面积而影响发动机总功率较多。如中国专利申请CN2094624U、CN2168960Y及CN1096079A即属此类产品。另一类是带有旋转式叶轮的节油器，此类节油器一般均可获得较好的进一步混合和雾化的效果，但也存在影响发动机总功率的问题，如中国专利申请CN2111374U其圆形涡流片有许多叶片会造成油气流动不畅而影响总功率较多。CN2040157U使用两个支撑架，而下支撑架的存在则对发动机总功率影响较多。作为其改进的方式之一是采用将叶轮轴支撑架固定在节油器的油气入口处，将叶轮设在节油器的油气出口处，这种方式对发动机总功率影响较小，如中国专利申请CN2133680U和CN2189210Y即属此例，但均存在相对运动部件易磨损而寿命较短以及使用安全性的问题，前者用普通螺帽对叶轮进行轴向锁定，在实际使用时，因剧烈振动，油气流的高速冲击及叶轮的高速旋转下，螺帽极易产生松动并脱落，则会毁坏发动机气缸，这给发动机的安全运行带来严重危险；后者在叶轮下部的卡槽中卡入一个弹性档圈，因叶轮的高速旋转会使弹性档圈跟着转动，时间一长就会严重磨损，最终使弹性档圈和叶轮脱落，而使节油器失效并给发动机带来危险；另外该申请在说明书的积极效果部分公开其除叶轮轴外可以全部由塑料注成，并未指明是何种塑料，因而按通常技术判断，产品受热时易变形，不仅使用寿命较短，且叶轮轴若采用金属制成，因其嵌固在塑料的支撑架的圆柱中，所以当塑料受热变形时，会使金属叶轮轴脱落，给发动机的安全使用带来危险。改进的方式之二是，在进气通道外的两侧分别设有两个叶轮轴，其轴线与进气通道轴线相平行，叶轮轴上的叶轮伸入进气通道中，此种节油器，从结构上保证了使用的安全性，且对发动机总功率影响较小，如CN2037000U即属此例，但仍存在结构较复杂，寿命较短的问题。因为该产品的叶轮轴上端装在轴承座上，下端通过助转钢珠设在调节螺钉上，因高速旋转致使该调节螺钉及叶轮轴的磨损以及因振动而使调节螺钉松动，均会使钢珠脱落，不仅使节油器寿命较短而且对气缸的安全性产生危险。
本发明的目的是，提供一种结构简单、寿命较长，使用时对油气进一步混合雾化效果较好、安全可靠，对发动机总功率基本不影响的燃烧式发动机用单叶轮节油器以及双叶轮节油器。
实现本发明目的的总的技术构思是，在保持油气流畅通的前提下，采用耐高温高强度工程塑料制作叶轮，相对运动部件之间采用耐高温油性高韧塑料作为耐磨件，用安全可靠的方式安装叶轮轴和叶轮。
实现本发明目的中的提供一种燃烧式发动机用单叶轮节油器的技术方案是，本单叶轮节油器具有基本形状类似法兰盘的基座，基座的中间设有径向截面积为圆形的进气通道，两旁设有用于将本节油器固定在燃烧式发动机上的安装孔，本节油器还具有连为一体的由不锈钢或薄钢板制成的上盖板和叶轮轴支架，上盖板的基本形状与基座相对应，其中间设有与基座相应的进气通孔、两旁设有与基座相应的安装孔，叶轮轴支架中部是带有孔的叶轮轴固定板，叶轮轴固定板的四周对称分布有2～5根支撑筋，支撑筋的外端与上盖板板体连为一体；上盖板置于基座上且与基座固定连接在一起；本节油器还具有叶轮轴和耐高温高强度工程塑料制成的叶轮，叶轮的叶片有2～5片；叶轮轴为销轴，叶轮轴从下至上依次为止挡头、较粗的轴段、较细的轴段；叶轮轴的较粗轴段上从下至上依次套有耐高温油性高韧塑料制成的下垫圈、叶轮和耐高温油性高韧塑料制成的上垫圈，在叶轮轴和叶轮之间设有套在叶轮轴较粗轴段上的耐高温油性高韧塑料制成的套管；金属挡圈套在叶轮轴较细的轴段上，基下端面与叶轮轴较粗轴段的上端面相接触；叶轮轴的上端穿过叶轮轴固定板的孔且与叶轮轴支架固定连接，叶轮轴与叶轮轴支架的固定连接为强化式固定连接；叶轮与叶轮轴通过套管转动连接。
考虑到使本节油器具有更好的密封性，在上盖板与基座之间设有基本形状与基座相对应的红钢纸密封衬垫，密封衬垫中间设有与基座相对应的进气通孔，两旁设有与基座相对应的安装孔；上盖板、密封衬垫、基座固定连接在一起。
上述叶轮轴支架有3根支撑筋，叶轮有3片叶片，上述叶轮轴与叶轮轴支架的强化式固定连接的具体方式是铆接、钎焊连接或用偏心螺母固定连接或用止档螺母固定连接或用弹簧垫圈、螺母加耐高温粘结剂固定连接。
上述用于制备叶轮的耐高温高强度工程塑料是PPS工程塑料，即含玻璃纤维的聚苯硫醚塑料，用于制备下垫圈、上垫圈和套管的耐高温油性高韧塑料是聚四氟乙烯塑料。
上述PPS工程塑料含玻璃纤维25～45％(重量)，含聚苯硫醚55～75％(重量)，最佳含量为玻璃纤维30～40％，聚苯硫醚60～70％。
实现本发明目的中的提供一种燃烧式发动机用双叶轮节油器的技术方案是，本双叶轮节油器水平设置的叶轮有2只，本节油器具有基本形状是有两只耳攀的具有碟形内腔的扁腰圆形的基座，基座的耳攀上设有可将本节油器固定在燃烧式发动机上的安装孔，基座的底板的中间开有进气通孔，在基座底板的进气通孔两侧的基座底板上，每侧各设有一个向上的与基座底板连为一体的有孔的叶轮轴凸台；本节油器还具有基本形状与基座底板形状相对应的上盖板，上盖板中间设有与基座底板相应的进气通孔，两旁设与基座耳攀上的安装孔相应的安装孔，在与基座叶轮轴凸台对应位置处设有叶轮轴孔；本节油器还具有叶轮轴和用耐高温高强度工程塑料制成的叶轮，叶轮的叶片有2～5片；叶轮轴为销轴，叶轮轴从下至上依次为下轴段、直径最大的外凸轴段、直径比外凸轴段小的中轴段和直径比中轴段小的上轴段；叶轮轴的下轴段穿人基座叶轮轴凸台的孔中且与叶轮轴凸台固定连接，在叶轮轴的中轴段上从下至上依次套有耐高温油性高韧塑料制成的下垫圈、叶轮、耐高温油性高韧塑料制成的上垫圈，在叶轮轴和叶轮之间设有套在叶轮轴中轴段上的耐高温油性高韧塑料制成的套管；金属挡圈套在叶轮轴的上轴段上，其下端面与叶轮轴中轴段的上端面相接触；叶轮轴上轴段的上端置于上盖板的叶轮轴孔内；上盖板置于基座上且与基座固定连接。
考虑到使本节油器具有更好的密封性，在基座侧壁的上端面和上盖板之间，设有基本形状与基座侧壁上端面形状相对应的红钢纸密封衬垫，上盖板、密封衬垫和基座固定连接在一起。
上述叶轮有3片叶片，用于制备叶轮的耐高温高强度工程塑料是PPS工程塑料，即含玻璃纤维的聚苯硫醚塑料，用于制备下垫圈、上垫圈、套管的耐高温油性高韧塑料是聚四氟乙烯塑料。
上述PPS工程塑料含玻璃纤维25～45％(重量)，含聚苯硫醚55～75％(重量)，最佳含量为玻璃纤维30～40％(重量)，聚苯硫醚60～70％(重量)。
本发明具有积极的效果(1)本发明用于汽油或柴油发动机时，不需对原有的发动机进行结构改造，可直接夹装在化油器和进气岐管进口一端的进气管之间使用。(2)本发明结构简单合理，采用旋转式叶轮使油气的进一步混合雾化效果较好；本发明的单叶轮节油器将叶轮设置在叶轮轴支架下方，对油气的进气量基本上无影响；本发明的双叶轮节油器仅是其叶片设在油气的通道中，同样对油气的进气量基本上无影响。经检测，在发动机全负荷情况工作时，最大功率、最大扭矩基本不变，怠速性能有所提高、怠速排放减少。经在汽油机汽车上实际应用，节油率大于10％，降低CO、碳氢化合物排放量30％。(3)本节油器的叶轮采用以耐高温高强度的PPS工程塑料制成叶轮，在高温状态可保证叶轮的强度基本不变，排除了塑料叶轮易软化变形或被折断的弊端，延长了节油器的使用寿命；在叶轮的旋转部位设置耐高温油性高韧塑料制成的上下垫圈和套管，使相对运动部件的磨损大大减小，从而进一步延长了本节油器的使用寿命。(4)本发明的单叶轮节油器的叶轮轴和叶轮轴支架的连接采用强化式的固定连接方式，确保了使用中的安全可靠，避免了因承受不了恶劣的环境条件造成连接松动、使金属零件落入气缸而损坏发动机的危险；同样双叶轮节油器的结构也确定了各零件之间的可靠连接，从而确保了使用中的安全可靠；再有采用PPS工程塑料制成的叶轮，即使在使用中因超过使用寿命期有可能被折断，其落入气缸则被气化不会对发动机气缸造成损坏，避免了因采用金属叶轮超期使用产生疲劳、而造成叶片折断落入气缸而损坏发动机的危险，可使应用单位放心使用。(5)本发明制造工艺简单，成本较低，性能突出，适合用于国产汽油或柴油发动机，尤其适合用于以国产汽油机为动力机的汽车作为降污节油的高效产品。
图1为本发明的单叶轮节油器的结构示意图。
图2为图1俯视图。
图3为本发明的双叶轮节油器的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为本发明的单叶轮节油器应用于汽油发动机的示意图。
以下结合附图和实施例及应用例对本发明作进一步描述。
实施例1单叶轮节油器见图1和图2，用铸铝为材料经模具浇注成如图所示的基座11，基座11中间设有圆柱形进气通道112，两旁设有用于将本节油器固定在汽油发动机上的安装孔113；用1Cr18Ni9T不锈钢薄钢板冲制成如图所示的连为一体的上盖板13和叶轮轴支架14，上盖板13的基本形状与基座11相对应，其中间设有与基座11相应的进气通孔132，两旁设有与基座11相应的安装孔133，叶轮轴支架14中部是带有圆孔的叶轮轴固定板141，叶轮轴固定板141的四周对称分布有3根支撑筋142，支撑筋142的外端与上盖板板体131连为一体用红钢纸板冲制成如图所示的密封衬垫12，密封衬垫12的基本形状与基座11相对应，其中间设有与基座11相应的进气通孔，两旁设有与基座11相应的安装孔，上盖板13、密封衬垫12和基座11从上至下通过4只十字沉头螺钉18以及基座11的螺孔固定连接在一起。用H62黄钢棒制成如图所示的作为叶轮轴16的销轴，叶轮轴16从下至上依次为止挡头、较粗的轴段和较细的轴段用玻璃纤维含量为30％的PPS塑料粒料注塑制成如图所示的三片式叶轮15；用聚四氟乙烯塑料制成如图所示的耐高温油性高韧塑料下垫圈171、上垫圈173和套管172；用薄铜板冲制成金属挡圈174；叶轮轴16较粗的轴段上从下至上依次套有下垫圈171、三片式叶轮15和上垫圈173，止档头的上端面与下垫圈171的下端面相接触，下垫圈171的上端面与三片式叶轮15中部筒体的下端面相接触，三片式叶轮15中部筒体的上端面与上垫圈173的下端面相接触；在叶轮轴16和三片式叶轮15之间设有套在叶轮轴16较粗轴段上的套管172；三片式叶轮15通过套管172与叶轮轴转动连接；金属挡圈174套在叶轮轴16较细的轴段上，其下端面与叶轮轴16较粗轴段的上端面相接触；叶轮轴16较细轴段的上端穿过叶轮轴支架14的叶轮轴固定板141的圆孔，铆接在叶轮轴固定板141上。
实施例2，双叶轮节油器见图3和图4，用铸铝为材料经模具浇注制成如图所示的基本形状是有两只耳攀的具有碟形内腔的扁腰圆形的基座(21)，基座(21)的耳攀(213)上设有可将本节油器固定在汽油发动机上的安装孔，基座(21)的底板(211)的中间开有进气通孔，在基座底板进气通孔两侧的基座底板(211)上，每侧各设有一个向上的与基座底板(211)连为一体的有圆孔的叶轮轴凸台(212)；用厚度为2.5mm的08F薄钢板冲制成如图所示的上盖板(23)，上盖板(23)的基本形状与基座底板(211)形状相对应，中间设有与基座底板(211)相应的进气通孔(231)，两旁设有与基座耳攀(213)上的安装孔相应的安装孔(232)，在与基座叶轮轴凸台(212)对应位置处开有圆形叶轮轴孔；用红钢纸板冲制成如图所示的基本形状与基座侧壁上端面形状相对应的密封衬垫(22)；用H62黄钢棒制成如图所示的作为叶轮轴26的销轴2只，叶轮轴从下至上依次为下轴段、直径最大的外凸轴段、直径小于外凸轴段的中轴段和直径小于中轴段的上轴段；用含玻璃纤维40％的PPS工程塑料粒料注塑成如图所示的三片式叶轮25两只；叶轮轴(26)的下轴段穿入基座叶轮轴凸台212的圆孔且与其过盈配合；外凸轴段的下端面与叶轮轴凸台212的上端面相接触；在叶轮轴26的中轴段上从下至上依次套有聚四氟乙烯塑料制成的下垫圈271、三片式叶轮25和聚四氟乙烯塑料制成的上垫圈273，在叶轮轴26和叶轮25之间设有套在叶轮轴26中轴段上的聚四氟乙烯塑料制成的套管272，叶轮轴26上轴段上套有用黄铜制成的金属挡圈274，其下端面与叶轮轴26中轴段的上端面相接触；将密封衬垫22置于基座21侧壁上端面上，将上盖板23置于密封衬垫22上，并使叶轮轴26上轴段的上端设在上盖板23的叶轮轴孔中，并与上盖板23间隙配合；然后用6只紧固螺钉28通过基座21的螺孔将上盖板23、密闭衬垫22和基座21固定连接在一起。
应用例1见图1、图2及图5图5中各部件编号为51空气滤清器，52喉管，53喷油管，54节气门，55密封垫，56螺杆，57螺母，58弹簧垫圈，59平垫圈。
将由实施例1所得的单叶轮节油器1固定安装于如图5所示的汽油发动机的化油器(由喉管52、节气门54及所处位置的相应进气管段组成)与进气岐管进口一端的进气管之间，当汽油机运转时，由于进气管不断吸气，油气高速冲入本节油器，并经进气岐管到气缸，叶轮被油气流冲击而高速旋转，使气油和空气充分混合且使油气进一步雾化，从而可在气缸中燃烧较完全。
权利要求
1.一种燃烧式发动机用单叶轮节油器，具有基本形状类似法兰盘的基座(11)，基座(11)的中间设有径向截面积为圆形的进气通道(112)，两旁设有用于将本节油器固定在燃烧式发动机上的安装孔(113)，其特征在于。本节油器还具有连为一体的由不锈钢或薄钢板制成的上盖板(13)和叶轮轴支架(14)，上盖板(13)的基本形状与基座(11)相对应，其中间设有与基座(11)相应的进气通孔(132)、两旁设有与基座(11)相应的安装孔(133)，叶轮轴支架(14)中部是带有孔的叶轮轴固定板(141)，叶轮轴固定板(141)的四周对称分布有2～5根支撑筋(142)，支撑筋(142)的外端与上盖板板体(131)连为一体；上盖板(13)置位于基座(11)上且与基座(11)固定连接在一起；本节油器还具有叶轮轴(16)和耐高温高强度工程塑料制成的叶轮(15)，叶轮的叶片有2～5片；叶轮轴(16)为销轴，叶轮轴(16)从下至上依次为止挡头、较粗的轴段、较细的轴段；叶轮轴(16)的较粗轴段上，从下至上依次套有耐高温油性高韧塑料制成的下垫圈(171)、叶轮(15)和耐高温油性高韧塑料制成的上垫圈(173)，在叶轮轴(16)和叶轮(15)之间设有套在叶轮轴(16)较粗轴段上的耐高温油性高韧塑料制成的套管(172)；金属挡圈(174)套在叶轮轴(16)较细的轴段上，其下端面与叶轮轴(16)较粗轴段的上端面相接触；叶轮轴(16)的上端穿过叶轮轴固定板(141)的孔且与叶轮轴支架(14)固定连接；叶轮轴(16)与叶轮轴支架(14)的固定连接为强化式固定连接；叶轮(15)与叶轮轴(16)通过套管(172)转动连接。
2.根据权利要求1所述的燃烧式发动机用单叶轮节油器，其特征在于，在上盖板(13)和基座(11)之间还设有基本形状与基座(11)相对应的红钢纸密封衬垫(12)，密封衬垫(12)中间设有与基座(11)相应的进气通孔，两旁设有与基座(11)相应的安装孔；上盖板(13)、密封衬垫(12)和基座(11)固定连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧式发动机用单叶轮节油器，其特征在于，所述的叶轮轴支架(14)有3根支撑筋，叶轮(15)有3片叶片。
4.根据权利要求1或2所述的燃烧式发动机用单叶轮节油器，其特征在于，叶轮轴(16)与叶轮轴支架(14)的强化式固定连接的具体方式是铆接、钎焊连接或用偏心螺母固定连接或用止档螺母固定连接或用弹簧垫圈、螺母加耐高温粘结剂固定连接。
5.根据权利要求1或2所述的燃烧式发动机用单叶轮节油器，其特征在于，用于制备叶轮(15)的耐高温高强度工程塑料是PPS工程塑料，即含玻璃纤维的聚苯硫醚塑料，用于制备下垫圈(171)、上垫圈(173)和套管(172)的耐高温油性高韧塑料是聚四氟乙烯塑料。
6.根据权利要求5所述的燃烧式发动机用单叶轮节油器，其特征在于，所述的PPS工程塑料含玻璃纤维25～45％(重量)，含聚苯硫醚55～75％(重量)。
7.一种燃烧式发动机用双叶轮节油器，其水平设置的叶轮(25)有2只，其特征在于，还具有基本形状是有两只耳攀的具有碟形内腔的扁腰圆形的基座(21)，基座(21)的耳攀(213)上设有可将本节油器固定在燃烧式发动机上的安装孔，基座(21)的底板(211)的中间开有进气通孔，在基座底板(211)的进气通孔两侧的基座底板(211)上，每侧各设有一个向上的与基座底板(211)连为一体的有孔的叶轮轴凸台(212)；本节油器还具有基本形状与基座底板(211)形状相对应的上盖板(23)，上盖板(23)中间设有与基座底板(211)相应的进气通孔(231)，两旁设有与基座耳攀(213)上的安装孔相应的安装孔(232)，在与基座叶轮轴凸台(212)对应位置处设有叶轮轴孔；本节油器还具有叶轮轴(26)和用耐高温高强度工程塑料制成的叶轮(25)，叶轮的叶片有2～5片，叶轮轴(26)为销轴，叶轮轴从下至上依次为下轴段、直径最大的外凸轴段、直径比外凸轴段小的中轴段和直径比中轴段小的上轴段；叶轮轴(26)的下轴段穿入基座的叶轮轴凸台(212)的孔中，且与叶轮轴凸台(212)固定连接，在叶轮轴(26)的中轴段上从下至上依次套有耐高温油性高韧塑料制成的下垫圈(271)、叶轮(25)、耐高温油性高韧塑料制成的上垫圈(273)，在叶轮轴(26)和叶轮(25)之间设有套在叶轮轴(26)中轴段上的耐高温油性高韧塑料制成的套管(272)；金属挡圈(274)套在叶轮轴(26)的上轴段上，其下端面与叶轮轴(26)中轴段的上端面相接触；上盖板(23)置于基座(21)上，且叶轮轴(26)上轴段的上端置于上盖板(23)的叶轮轴孔内；上盖板(23)与基座(21)固定连接。
8.根据权利要求7所述的燃烧式发动机用双叶轮节油器，其特征在于，在基座(21)侧壁的上端面和上盖板(23)之间设有基本形状与基座侧壁上端面形状相对应的红钢纸密封衬垫(22)，上盖板(23)、密封衬垫(22)和基座(21)固定连接在一起。
9.根据权利要求7或8所述的燃烧式发动机用双叶轮节油器，其特征在于，所述的叶轮(25)有3片叶片，用于制备叶轮(25)的耐高温高强度工程塑料是PPS工程塑料，即含玻璃纤维的聚苯硫醚塑料，用于制备下垫圈(271)、上垫圈(273)、套管(272)的耐高温油性高韧塑料是聚四氟乙烯塑料。
10.根据权利要求9所述的燃烧式发动机用双叶轮节油器，其特征在于，所述的PPS工程塑料含玻璃纤维25-40％(重量)，含聚苯硫醚55-75％(重量)。
全文摘要
本发明涉及一种用于燃烧式发动机的节油器。本发明采用耐高温高强度工程塑料制成叶轮，相对运动部件之间采用耐高温油性高韧塑料作为耐磨件，并用安全可靠的方式安装叶轮。本发明使用寿命较长，不仅结构简单合理，使油气的进一步混合雾化效果较好，而且使油气的进气量基本不变，故对发动机总功率基本不影响，特别是安全性好，解除了因零件脱落而损坏发动机气缸之忧。国产发动机可不经改造直接使用。
文档编号F02M29/00GK1137607SQ95111059
公开日1996年12月11日 申请日期1995年6月5日 优先权日1995年6月5日
发明者张志文 申请人:张志文, 俞小虎