专利名称：汽车节油器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机、电一体化产品领域，具体涉及一种汽车节油器。
自从汽车进入人们生活以后，给人们带来了极大的方便。然而，随着汽油用量的增多与能源的日渐枯竭的矛盾越显突出，汽车尾气中有害气体排放量的增多给人们赖以生存的自然环境造成了不可逆转的危害。怎样才能有效的节约燃油，减少污染呢？国内外出现了很多的解决办法，例如，电子燃油喷射系统。但是，要想把我国现有运行的上千万辆汽车及现有的汽车生产线生产的汽车全部改装成电子喷射系统，是不可能的。
针对这一现状，国内各化油器厂家纷纷推出怠速节油化油器。其原理是在汽车处于滑行期、强制怠速期、下坡等运行工况时，通过关闭点火开关，而使怠速节油电磁阀断电，切断怠速供油，达到节油的目的。然而，汽车安全驾驶法规规定，在下坡路段禁止熄火驾驶，同时频繁的关闭、开启点火开关，增加了司机的驾驶负担，容易造成行车事故，从而使得节油化油器这一功能形同虚设，从而失去了原有的设计作用。根据这一情况，国内相继出现了不同种类的汽车节油器，大多是利用汽车节气门本身的动作与否，取得电子开关量信号，对怠速节油电磁阀实施控制。但节气门信号的准确、可靠的取得是非常困难的，这是由千差万别的车体所决定的，所以使其节油器通用性极差，性能很不稳定，不适应大批量安装和推广使用。
本实用新型的目的是利用汽油机节气门上方真空度在节气门开启至怠速开度时的阶跃特性，将真空膜盒压力开关与电子电路相结合，提供一种对汽车发动机转速、节气门开度自动检测，实现对汽车发动机怠速进油量自动控制并可以显示发动机转速的机电一体化节油器。
该节油器包括真空膜盒压力开关2和装在真空膜盒压力开关内的电子控制器1，其中，具有测压作用的测压膜片17、具有均压作用的均压片14通过测压螺钉12、螺母13夹紧固定，测压膜片17夹在膜盒上盖16与膜盒侧体21之间，由螺钉15定位于真空膜盒的上部，在上盖16与均压片14之间的螺钉头上套有弹簧11，电子控制器电路板19由电路板螺钉20固定在膜盒侧体21的下部，固定在电子控制器电路板19上的真空开关18的横担与测压螺钉12的下部相接触，底板22通过底板螺钉23固定在膜盒侧体21上。
电子控制器1由脉冲输入单元24、模拟显示单元25、设定单元26、逻辑-测量-运算单元27、状态输入单元28、驱动显示单元29、供电单元30组成，将取自汽车高压点火初级线圈的发动机转速信号经输入端D送入脉冲输入单元24，该单元的两输出端与能进行汽车发动机转速模拟显示的模拟显示单元25、能进行发动机节油转速上限值和下限值设定的设定单元26连接，设定单元26与能进行逻辑-测量-运算的单元27连接，能输入节气门6的开启状态的状态输入单元28与逻辑-测量-运算单元27连接，逻辑-测量-运算单元27与能驱动怠速节油电磁阀并显示其工作状态的驱动显示单元29连接，由驱动显示单元29的输出信号端B输出信号控制怠速节油电磁阀5的通、断电。
本实用新型具有以下优点1．从根本上解决了节气门开度信号取得难的问题，为节油器的可靠工作提供了必要的前提。
2．将压力检测元件、电子开关二者组合为一体，结构紧凑、体积小、安装方便。
3．真空膜盒压力开关可适合所有的化油器及相配套的发动机，而不需调整。
4．电子控制电路抗干扰能力强，对不同参数的发动机，可在安装时一次性设定，而不需再次调整。
5．将体积微型化的电子控制电路，安装于真空膜盒压力开关的壳体内，使总体节油器成为机电一体化产品。
6．不对原车机械结构作任何更改，只需利用导管三通将真空感电管连结在本节油器上，接通相应连线，即可使节油器工作，无需专门的安装调试人员。
7．由于产品各机械零部件均为铸压成型，故产品的统一性好，互换性强。
8．可明显的减少汽车尾气中有害气体的排放量，保护环境。
9．利用转速显示，可校准发动机怠速运行值，进一步减少有害气体的排放。
本实用新型的实施例参见下列各图
图1为本实用新型安装在汽车内的系统构成图。
图2为本实用新型的剖面结构图。
图3为本实用新型电子控制器的原理框图。
图4为本实用新型电子控制器的电路原理图。
图5为本实用新型的外形图。
图中1—电子控制器2—真空膜盒压力开关
3—高压点火线圈 4—汽油5—怠速节油电磁阀 6—节气门7—导管三通 8—分电器真空膜盒9—真空导管 10—节油器11—弹簧12—测压螺钉13—螺母14—均压片15—螺钉16—膜盒上盖17—测压膜片18—真空开关19—电子控制器电路板20—电路板螺钉21—膜盒侧体22—底板23—底板螺钉24—脉冲输入单元25—模拟显示单元26—设定单元27—逻辑-测量-运算单元 28—状态输入单元29—驱动显示单元30—供电单元S1—电源开关T1—三端稳压器R1～R17—电阻 R18—可调电阻RV1-压敏电阻C1～C4、C6—电容C5、C7～C10—电解电容 Z1—稳压二极管D1～D3—二极管 BG1、BG2—三极管SW1—设定开关 SW2—真空开关接点L1—发光二极管 L—双色发光二极管U1:A、U1:B—时基电路M1—转速表A—地端 B—输出信号端C—+12V电源DD—速脉冲信号输入端F—固定孔本实用新型的真空膜盒压力开关部分包括弹簧11、测压螺钉12、螺母13、均压片14、膜盒螺钉15、膜盒上盖16、测压膜片17、真空开关18、膜盒侧体21，其中，具有测压作用的测压膜片17，具有均压作用的均压片14被测压螺钉12、螺母13夹紧固定后，把弹簧11套在测压螺钉12的螺头上，再将测压膜片17夹在膜盒上盖16与膜盒侧体21之间，由四个膜盒螺钉15连接固定为一体，构成了真空膜盒压力开关的主体。当电子控制器电路板19由螺钉20固定在侧体21上后，焊接于电子控制器电路板19上的真空开关18的横担触点SW2与测压螺钉12的下部相接触。
由于节气门上方的压力在节气门处于怠速状态时等于大气压力，真空度等于零；而节气门处于小开度至100％开度时，压力在71KPa-13KPa之间，真空度大于零，利用这一特性，将进气压力用导管通过膜盒上盖16的圆孔引入该真空膜盒压力开关内，当压力等于大气压力时，由于弹簧11的张力使测压膜片17移向膜盒下侧，测压螺钉12将真空开关18的横担压下，真空开关18的输出接点SW2断开，表明节气门开度处于怠速运行状态。当压力小于大气压力时，测压膜片17上产生的真空压力大于弹簧11的张力，使测压膜片17移向膜盒上侧，测压螺钉12将真空开关18的横担释放，真空开关18的输出接点SW2接通，表明节气门开度处于非怠速运行状态。
整个电子控制器所有元件安装于电子控制器电路板19上，由三个电路板螺钉20固定于膜盒侧体21的下部，底板22由固定螺钉23与膜盒侧体21联接，通过底板22(或膜盒侧体21)上的固定孔F将整体节油器固定于汽车箱体内。
插头PIN1的D端与电阻R1～R3、二极管D1、稳压二极管Z1、电容C1～C4、时基电路U1:A组成了常规的单稳态触发脉冲输入单元24，对取自汽车高压点火线圈的发动机转速脉冲输入信号进行微分整形后，输出两路标准的宽度为Td=1.1R3C4的单稳态电压脉冲方波，一路由时基电路U1:A的DIS端送给转速设定单元26，另一路由时基电路U1:A的Q端送给转速模拟显示单元25。
电阻R15～R17、可调电阻R18、三极管BG2、电解电容C10、转速表M1构成了转速模拟显示单元25，三极管BG2发射极经电阻R16接+5V电源，基极经电阻R15与时基电路U1:A的Q端相连，可调电阻R18与转速表M1串联后再和电解电容C10、电阻R17并联，接在三极管BG2的集电极与地之间。由于时基电路U1:A输出的单稳态方波宽度为Td=1.1R3C4，经电解电容C10平滑滤波的作用，而用作检测指示的转速表M1为直流毫安表，滤波后的方波信号的电压平均值为V=1.1R3C4/T,T为与转速成正比的脉冲周期。电阻R18为转速表M1的满量程电阻，所以，被测转速与流过转速表M1的电流成比例。
电阻R4～R6、电阻R7～R9、设定开关SW1、电解电容C5组成了设定单元26，电阻R7～R9一端短接后和时基电路U1:A的DIS端连接，另一端分别与设定开关SW1的三个固定端相连。电阻R4～R6的一端分别与设定开关SW1的另三个固定端相连，另一端短接后与+5V电源连接，电解电容C5的正端与设定开关SW1的活动端短接后与时基电路U1:B的TRIG端、THR端连接，电解电容C5负端接地。
时基电路U1:B、电容C6组成了逻辑-测量-运算单元27，时基电路U1:B的cvolt端通过电容C6接地。
由电解电容C7、真空开关接点SW2、发光二极管L1、电阻R11组成了状态输入单元28，电解电容C7与真空开关接点SW2并联后，再与发光二极管L1、电阻R11串联，并接在正电源与地之间，从电解电容C7的正端与真空开关接点SW2的活动引出的信号接于时基电路U1:B的R端。
由电阻R10、R12～R14、二极管D2、双色发光二极管L、三极管BG1组成了驱动显示单元29，电阻R14与双色发光二极管L中的L3端串联后并接于时基电路U1:B的Q端和地之间，电阻R10一端接正电源，另一端接接时基电路U1:B的DIS端，从时基电路U1:B的DIS端送出一信号与电阻R12一端连接，电阻R12的另一端接三极管BG1的基极，三极管BG1的发射极接正电源，集电极接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地，电阻R13与双色发光二极管L的L2串联后，并接于三极管BG1的集电极与地之间，由三极管BG1的集电极引出信号接电源开关S1的一固定端。
电源开关S1、二极管D3、电解电容C8、C9、压敏电阻RV1、三端稳压器T1组成了常规的供电稳压滤波电源30，电源开关S1的一活动端接插头PIN1的B端，另一活动端与固定端短接后接插头PIN1的C端，插头PIN1的A端接地，插头PIN1的D端接信号输入单元24，在S1的固定端与地之间并联接有二极管D3、电解电容C9、压敏电阻RV1，且非地端与三端稳压器T1的Vin端连接，电解电容C8的正端接+5V电源和三端稳压器的Vovt端，三端稳压器的GND端接地，压敏电阻RV1起到过压保护的作用，从而为整个电子控制器提供稳定+12V和+5V的工作电源。
该转速设定单元26、逻辑-测量-运算单元27、状态显示单元25接收输入电路送来的脉冲信号，根据汽车发动机具体参数，由设定开关SW1选择电阻R4,R9或R5,R8或R6,R7(例如R4,R9)参与工作。电阻R4,R9与电容C5决定的时间常数t对应发动机降速下限转速值n1(例如n1=1200转/分)及发动机升速上限转速值n2(例如n2=1600转/分)。发动机待启动和怠速时，真空开关接点SW2断开，时基电路U1:B的R端为高电平，时基电路U1:B的输出状态由其输入端TRIG的电平决定。实际转速小于n2，时基电路U1:A的DIS端输出阻抗无穷大，使时基电路U1:B的THR端上电压大于2/3电源电压，时基电路U1:B输出端Q保持低电平，双色发光二极管L的L3灭，时基电路U1:B的DIS端对地短路，三极管BG1导通，将怠速节油电磁阀供电，双色发光二极管L的L2亮，显示绿色。发动机升速过程中，真空开关接点SW2闭合，发光二极管L1亮，时基电路U1:B的R端为低电平，Q端及DIS端状态不变。发动机降速时，真空开关接点SW2断开，时基电路U1:B的R端为高电平，时基电路U1:B的输出状态再次由其输入端TRIG的电平决定。当实际转速大于n2时，时基电路U2的THR端上电压小于2/3电源电压，其输出端Q保持高电平，双色发光二极管L的L3亮，时基电路U1:B的DIS端输出阻抗无穷大，三极管BG1截止，将怠速节油电磁阀断电，双色发光二极管L的L2灭，显示红色。当实际转速小于或等于n1时，时基电路U1:B的THR端上电压大于2/3电源电压，使其输出端Q变为低电平，双色发光二极管L的L3灭，时基电路U1:B的DIS端对地短路，三极管BG1导通，将怠速节油电磁阀供电，双色发光二极管L的L2亮，显示绿色。
以上过程重复进行，控制怠速节油电磁阀的通电与否，从而控制发动机的进油量。
当使用本发明公开的真空膜盒压力开关和电子控制器制作汽车节油器时，安装和工作过程如下当汽车点火开关关闭后，电子控制器1无工作电源。按动节油器面板上电源开关S1,+12V电源通过插头PIN1的C端送入节油器的电子控制器，汽车处于待启动状态，进气压力等于零，真空开关接点SW2处于断开位置，调整设定开关SW1使节油器的怠速基础设定值与车体怠速值相适应，发光二极管L1灭，无转速脉冲输入，双色发光二极管L的L2亮L3灭，显示绿色，怠速节油电磁阀通电，为发动机启动作好准备。
发动机点火启动后，发动机处于怠速运行状态，调整发动机怠速螺钉，使转速表M1显示汽车说明书中规定的怠速值，并稳定运行。此时进气压力接近于零，真空开关接点SW2仍处于断开位置，发光二极管L1灭。取自点火初级线圈、与发动机转速成正比变化的脉冲信号加到节油器插头PIN1的D端，由电阻R1、电容C1微分运算后，为时基电路U1:A提供输入信号，经时基电路U1:A输出与输入脉冲等宽的整形后的方波信号，送入时基电路U1:B内，与设定值相比较，对输入的脉冲进行测量并计算。当转速小于1600转/分(以怠速基础设定值800转/分为例)时，时基电路U1:B的Q端输出低电平信号，时基电路U1:B的DIS端对地短路，三极管BG1导通，向怠速节油电磁阀供电，双色发光二极管L的L2亮L3灭，显示绿色，保证汽车在怠速工况下稳定运行。
当节气门踏板踏下，发动机转速升高，进气压力下降，真空度增大，真空开关接点SW2闭合，发光二极管L1亮，通过驱动电路使怠速节油电磁阀继续通电，从而保证了发动机升速的平稳过渡期的供油。
汽车进入下坡、强制怠速、滑行、刹车等运行工况后，发动机的节气门处于怠速运行开度，使得真空膜盒内压力突然升高，真空度突然为零，真空开关接点SW2闭合，电子控制器切断怠速节油电磁阀的供电，发动机进入节油运行工况，发光二极管L1灭，双色发光二极管L的L2灭L3亮，显示红色。由于没有燃料进入发动机内，从而降低了汽车有害气体的排放量，起到了减少污染保护环境的作用。
当发动机转速降至1200转/分时，时基电路U1:B输出信号，由驱动单元恢复怠速节油电磁阀的供电，双色发光二极管L的L2亮L3灭，显示绿色，汽车进入怠速运行工况。
通过上述过程周而复始的重复进行，由时基电路U1:B对不同的转速信号及真空开关输出的开关量信号，进行设定、测量计算、逻辑驱动、显示，从而控制怠速节油电磁阀的通、断，改变发动机的进油量，使发动机在不同的工况下，具有不同的空燃比。即当司机在脚离开节气门踏板不加油时，汽车即进入节油、减污状态，在转速达到怠速或中途升速时，自动恢复供油，使汽车燃油燃烧更完全，排气危害更小，从而达到节油的目的。视不同车型，CO排放量减少70～90％,HC排放量减少40～60％，节油率可达10％以上。
权利要求1．一种汽车节油器，包括真空膜盒压力开关2和装在真空膜盒压力开关内的电子控制器1，其特征在于具有测压作用的测压膜片17、具有均压作用的均压片14通过测压螺钉12、螺母13夹紧固定，测压膜片17夹在膜盒上盖16与膜盒侧体21之间，由螺钉15定位于真空膜盒的上部，在上盖16与均压片14之间的螺钉头上套有弹簧11，电子控制器电路板19由电路板螺钉20固定在膜盒侧体21的下部，固定在电子控制器电路板19上的真空开关18的横担与测压螺钉12的下部相接触，底板22通过底板螺钉23固定在膜盒侧体21上。
2．根据权利要求1所述的汽车节油器，其特征在于电子控制器1由脉冲输入单元24、模拟显示单元25、设定单元26、逻辑-测量-运算单元27、状态输入单元28、驱动显示单元29、供电单元30组成，将取自汽车高压点火初级线圈的发动机转速信号经输入端D送入脉冲输入单元24，该单元的两输出端与能进行汽车发动机转速模拟显示的模拟显示单元25、能进行发动机节油转速上限值和下限值设定的设定单元26连接，设定单元26与能进行逻辑-测量-运算的单元27连接，能输入节气门6的开启状态的状态输入单元28与逻辑-测量-运算单元27连接，逻辑-测量-运算单元27与能驱动怠速节油电磁阀并显示其工作状态的驱动显示单元29连接，由驱动显示单元29的输出信号端B输出信号控制怠速节油电磁阀5的通、断电。
3．根据权利要求2所述的汽车节油器，其特征在于电子控制器1的模拟显示单元25由电阻R15～R17、三极管BG2、电解电容C10、可调电阻R18、转速表M1组成，其中，时基电路U1:A的Q端经电阻R15与三极管BG2的基极联接，三极管BG2的发射极经电阻R16接正电源，可调电阻R18与转速表M1串联后再和电解电容C10、电阻R17并联，接在三极管BG2的集电极与地之间。
4．根据权利要求2所述的汽车节油器，其特征在于电子控制器1的设定单元26由电阻R4～R9、设定开关SW1、电解电容C5组成，其中，电阻R7～R9一端短接后和时基电路U1:A的DIS端连接，另一端分别与设定开关SW1的三个固定端相连，电阻R4～R6的一端分别与设定开关SW1的另三个固定端相连，另一端短接后与正电源连接，电解电容C5的正端与设定开关SW1的活动端短接后与时基电路U1:B的TRIG端、THR端连接，电解电容C5负端接地。
5．根据权利要求2所述的汽车节油器，其特征在于电子控制器1的逻辑-测量-运算单元27由时基电路U1:B、电容C6组成，其中电路U1:B的cvolt端通过电容C6接地。
6．根据权利要求2所述的汽车节油器，其特征在于电子控制器1的状态输入单元28由电解电容C7、真空开关接点SW2、发光二极管L1、电阻R11组成，其中，电解电容C7与真空开关接点SW2并联后，再与发光二极管L1、电阻R11串联，并接在正电源与地之间，从电解电容C7的正端与真空开关接点SW2的活动端引出的信号接于时基电路U1:B的R端。
7．根据权利要求2所述的汽车节油器，其特征在于电子控制器1的驱动显示单元29由电阻R10、R12～R14、二极管D2、双色发光二极管L、三极管BG1组成，其中，电阻R14与双色发光二极管L中的L3端串联后并接于时基电路U1:B的Q端和地之间，电阻R10一端接正电源，另一端接时基电路U1:B的DIS端，从时基电路U1:B的DIS端送出一信号与电阻R12一端连接，电阻R12的另一端接三极管BG1的基极，三极管BG1的发射极接正电源，集电极接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地，电阻R13与双色发光二极管L的L2串联后，并接于三极管BG1的集电极与地之间，由三极管BG1的集电极引出信号接电源开关S1的一固定端。
专利摘要一种汽车节油器,包括真空膜盒压力开关和装在真空膜盒压力开关内的电子控制器,真空膜盒压力开关由测压膜片、均压片、弹簧、真空开关、盒体等组成,电子控制器由脉冲输入单元、模拟显示单元、设定单元、逻辑－测量－运算单元、状态输入单元、驱动显示单元、供电单元等组成。从根本上解决了节气门开度信号取得难的问题,将压力检测元件、电子开关二者组合为一体,结构紧凑、体积小、安装方便。不对原车机械结构作任何更改,只需利用导管三通将真空感电管连结在本节油器上,接通相应连线,即可使节油器工作,无需专门的安装调试人员。利用模拟显示,可校准发动机怠速运行值,进一步减少有害气体的排放。
文档编号F02M3/045GK2324303SQ9724952
公开日1999年6月16日 申请日期1997年11月21日 优先权日1997年11月21日
发明者邢念泽 申请人:邢念泽