专利名称:汽车用多油缸燃油雾化器的制作方法
本发明涉及一种用于汽车的燃油雾化器，这种燃油雾化器可以解决多种燃料和多点喷射的燃油供应问题。
到现在为此，汽车的燃料供应装置可大致分为汽化器和油喷器两种。汽化器适用于一连续燃油测量系统，而喷油器适用于一间歇燃油测量系统。这两者都是安装在多油缸发动机上。
不过这类燃料供应装置所形成的燃油液滴的直径不是很小而且又不均匀。因此，难以实现向多油缸发动机的相应油缸内均匀分配燃油，供给各个油缸的燃料也是不均匀的。所产生的这种不均匀的供油使燃烧不稳定，并导致废气净化率和燃烧率的降低，而废气净化率和燃烧率的降低正是导致燃料消费量和有害气体排出量增加的因素，尤其是最近，因使用不同种类的燃油并降低燃油的品位，以上述两种度量系统为基础的燃料供应系统就不能适应这种情况了。因此，现在迫切需要一种带有新颖的雾化装置的燃料供应系统。
当然，从购买汽车的观点来看，人们都希望汽车发动机的功率大，而价格便宜。考虑到这一点，在每个油缸中的喷油器都装有一喷射阀，并且使用能利用吸气惯性的装置在这种装置上延伸有一吸气管。因此，从提高功率的角度来说，此系统颇具效力，但是，由于其结构复杂，使成本提高。另外，在汽化器系统中，燃油测量元件通常集中在一个位置。虽然它的结构安排比较简单，价格也不高，但它的问题在于其吸气管的结构形状不能利用吸气惯性。因此，不可能实现提高发动机功率的目的。
由于这些原因，最近已提出一种用一超声波振动系统的环形振动器喷射燃油的技术，如在已公开的日本专利公报第53-140415号申请中所描述的。但是用这种环形振动器，燃料必须集中在一点，这就产生了一个问题它不能用于一个多点燃油喷射类型的发动机，因此，这种环形振动器技术被限制在只适用于汽化器型和单点燃油喷射型的发动机，并且不能提高发动机的功率。
本发明的目的是为汽车提供一种多油缸的燃油雾化器，这种雾化器同样适用于多点喷射型的发动机。而且能够消除各个油缸内的不稳定燃烧，甚至在用低品位燃油时这一作用仍能生效，还可以在低成本的前提下提高发动机功率。
本发明的结构是这样的，一个机电转换机构安装在为产生吸气作用的集中油缸和各个吸气管之间，悬臂环形振动器固定在机电转换机构的一端，部分暴露给吸气管，燃油喷入悬臂环形振动器的内臂，以便使燃油雾化，并将雾化燃油引入各个油缸内。
根据本发明，以上所说明的结构能够产生这样的效果即使对一个多点燃油喷射型发动机，仍可以向其油缸供给雾化燃料，并且没有不稳定燃烧现象，从而达到低成本、高效率的目的。这一结构所取得的进一步效果是在吸气惯性小的急速行程中的油耗可以减少。
下面对附图进行简要说明。
图1本发明所提供的一个发动机系统实施例的总体布置图。
图2示出了安装在吸气管内的环形振动器结构实例。
图3示出了安装在吸气管内的环形振动器的另一结构实例。
图4是一个环形振动器的装配结构，在此结构中有一燃油测量装置。
图5是图4的俯视剖面图。
图6示出了一个环形振动器实例的结构。
图7是另一个环形振动器实例的结构。
图8(a)-图8(c)是悬臂结构的实例。
图9是图8(b)的俯视剖面图。
图10(a)-图10(c)是悬臂结构的另一实例。
图11图10(b)的俯视剖面图。
图12(a)和12(b)分别是一个剖面图和一个平面图，示出了悬臂结构与环形振动器的联接部分结构。
图13(a)-图13(c)是另一个悬臂结构的实例。
图14图13(b)的俯视剖面图。
图15是基本部件的安置图，示出了本发明的第三个实施例，在此实施例中安装有两个超声波振动器。
图16是基本部件的安置图，示出了本发明的第四个实施例，在此实施例中安装有两个燃油喷射阀。
图17图16的剖面图。
图18图16的局部放大图。
图19示出了环形振动器的另一实例。
图20图19的剖面图。
下面对所推荐的实施例进行详细描述。
图1是本发明所提供的一个发动机系统实施例的总体布置图。
参照图1，空气和燃油通过开启和关闭发动机1的吸气阀2，由吸气管6吸入，火花塞3使空气和燃油的混合物点燃并燃烧，发动机的动力传到车轮上(车轮未示出)。在这种情况下，火花塞3的结构使它能以如下方式产生电火花曲柄角传感器5的信号送给一计算机20，20在一必要的时间将此信号送给一点火线圈4。同时，为结束不断延续的吸气隋性，在吸气管6的上游装配有一集中油缸8，此集中油缸8的体积不小于发动机1的一个油缸的容量，在吸气管6的下游装置有相互独立的吸气管6a，6b，6c和6d，与各个相对应的油缸相连接。对这种吸气系统吸入空气的数量的控制通过控制开启节流阀9来执行。在这种情形下，节流阀9的开启是由一个节流阀开启传感元件10来指示的，这个指示提供给计算机20并存贮在计算机内。
集中油缸8装置在节流阀9的下游，在它的出口端有吸气管口11a，11b，11c，11d，它们与相应的吸气管6a，6b，6c，和6d相连接。与本发明要点相关的超声波振动器12插入吸气管口11a，11b，11c，和11d。
超声波振动器12的结构是这样的环形振动器21a和21b相对于振动器对称地安装，而且，环形振动器21a和21b各自的中心恰好与吸气管口11a，11b之间的空间的中心，及吸气口11c、11d之间空间的中心相对准。在超声波振动器12的上端，通过集中油缸8的侧壁，在其外壳装配一燃油喷射阀13。由小细管22a，22b，22c和22d做成的燃油供应喷嘴装配在喷射阀13的前端，喷嘴22a，22b，22c和22d的前端在结构安排上靠近环形振动器21a和21b的环形部分。一个燃油压力调节器14与喷射阀13整体安装。从油箱17中吸入的燃油，通过泵18和燃油过滤器19进入调节器14，通过调节器14将燃油的压力调节到预定的数值。调好压力的燃油被送到喷嘴22a，22b，22c和22d，剩余的燃油仍返回到油箱17。一个为测量空气流量的空气流量传感器15(可以是任一种可移动节气阀型，热金属丝型，或凯瑞曼(Karman)涡流型)装配在节流阀9的上端，它的出口与计算机20相连，用来控制燃油喷射时间和燃油喷射时间周期。同时，通过燃烧产生的已燃气体通过排气管道7，将残留的氧气密集，由一氧气传感器16测定，然后通过一种催化剂和一回气管(图中没有示出)排入大气。氧气传感器16具有其输出信号随排气管道中残留氧气的密集程度变化的特性。利用这种特性，可由发动机1将吸入的混合气浓缩，并控制喷射阀13的开启时间，以保证节省燃油和保证预定的排出气体的净化。
下面参照图2详细解释与吸气管口11a，11b，11c和11d相一致的由环形振动器部分所固定的超声波振动器12的详细结构。
图2是集中油缸8的从其吸气上游水平看去的水平截面图。集中油缸8带有四个吸气口11a、11b、11c和11d，这四个吸气口连续地排列，并通过吸气管6a，6b，6c和6d相互独立的管道与发动机1相应的油缸各自配套。超声波振动器12的元件23a和23b装配在吸气管口11b和11c之间与其中间部分相连接。环形振动器21a和21b与元件23a、23b的结构安排，使其在遍布吸气口11a，11b和11c，11d的同时，分别为各吸气口提供相等的喷射截面。
因此，当从燃油喷射阀嘴22a，22b，22c和22d喷出的燃油射向环形振动器21a和21b的表面，它就强烈地得到雾化，随后，由于吸进气体的携带，使燃油均匀地吸入到各个相应的油缸中去。
图3是一当吸气管非串联排列时的环形振动器装配结构的实例的截面图。吸气口11a，11b和11c，11d相互平行，超声波振动器处于两排吸气管口11a，11b和11c，11d之间的中央位置。而且，振动器悬臂24a和24b并不伸入到吸气管口，这样，通过空气的各个吸气管6a，6b，6c和6d的横截面的面积就可以是相等的。
下一步将解释把燃油平均地输进环形振动器21a和21b的方法。
图4是一应用实例。从喷射阀13喷射的燃油F通过燃油管道27a和27b进入喷嘴28a和28b，燃油喷向环形振动器21a和21b的内表面或外表面，然后雾化。这里，环形振动器21a和21b是各自安装在吸气管口11a和11b以及11c和11d之间。另外，两个喷嘴28a和28b都是在相应的环形振动器21a和21b上分为两路，并且，喷嘴的位置恰好选择得能使燃油喷入到相应的吸气气口内，在这种情况下，分为两路的喷嘴的理想的结构应该是使喷射的燃油撞击环形振动器21a和21b的上端，或稍微低一点的位置。
图5是图4的局部俯视剖面图。示出了为装配超声波振动器12a，12b和燃油通道底座26的定位架25的详细结构，此定位架25和底座26是为测量燃油和使燃油喷射撞击环形振动器而设置的。当超声波振动器12a，12b装配在吸气管部分的结构如图4、图5所示时，对四油缸发动机来说实现雾化是可能的，并可提高发动机功率和降低燃油消耗。
下面，将解释一下超声波振动器的装置。图6是一可行的超声波振动器实施例的视图。在图6中，由电致伸缩元件P或磁阻元件组成的机电转换器31a和31b用螺栓32与悬臂33和34固定，其间还夹有一阳极30。在一个悬臂33上装配有一固定用法兰盘29。环形振动器21a和21b固定在相应的悬臂33和34的末端，用银钎接或用这种方式焊接，即，使它们的端面共处同一平面。这种结构的超声波振动器用法兰盘29与吸气管固定，所提供的驱动信号跨接在作为阴极的法兰盘29和阳极30。
图7是另一个超声波振动器实施例的视图，机电转换器31a，31b和阳极30装配在悬臂33和34之间，在悬臂33和34上有两个独立的法兰盘29a和29b，这两个法兰盘29a和29b用螺栓35a和35b夹紧并固定。环形振动器21a和21b分别用螺旋或焊接固定在悬臂33和34的末端。在中心部有一撑板36。此撑板36与悬臂33为一整体，它的作用是在装配超声波振动器时，为转换器31a、31b，阳极30和悬臂33，34的中心轴定向。在转换器31a、31b和撑板36之间填装一绝缘体37(合成树脂)。
现在详细描述一下超声波振动器悬臂的形状。
图8(a)-8(c)是一可用实施例视图。图8(a)是从前面看的悬臂34的正视图。法兰盘29是方形的，在法兰盘上有螺钉孔38a和38b。另外，在悬臂34的末端有一圆柱体39和一为固定环形振动器21a或21b的插口凸台40。图8(c)是从背面看的悬臂34的视图。与撑板36同轴有一槽41，以使机电转换器31a和31b(参照视图7)处于紧密接触，并可以防止中心轴偏斜。图8(b)是悬臂34的侧面图。此外，图9是图8(a)所示悬臂34的剖面图。悬臂34a与法兰盘29的连接部分被倒成圆角，如图中数字42所示。
图10(a)-图10(c)中所示的悬臂34的结构与图8(a)-图8(c)中所示的结构非常相近，只是撑板36被取消了。图11是图10(a)-图10(c)中所示悬臂34的剖面图。在槽41中有一凹口43，此凹口43在直径上比图8(b)和图8(c)中所示的撑板36稍大。这样一个凹口43的作用是当两个机电转换器(图中未示出)如图10(a)-图10(c)所示被固定在两个悬臂之间，整体装配时，作为插口。
图12(a)是悬臂34带有一环形振动器21的截面图。一个加强板43压进安装在悬臂34末端的插口凸台40，用银焊或焊接与环形振动器21固定。图12(b)是带有一环形振动器21的悬臂34从上面看的俯视图。环形振动器21装配后其中心轴线与悬臂34的中心轴线垂直相交。
图13(a)-图13(c)是另一个关于导臂形状的实施例，其中图13(a)是悬臂34的正视图，13(b)是侧视图，13(c)是背视图。为便于机械加工，悬臂14的形状做成一圆柱形。图14是图13(a)-13(c)中所示圆柱形悬臂34的剖面图。
图15是另外靠近吸气管部分配有两个超声波振动器的实施例的视图。为使集中油缸8的吸气口11a、11b、11c和11d与相应的多油缸发动机(1)的支管6a、6b、6c和6d相接合，两个超声波振动器12a和12b的环形振动器21a和21b分别被装配在介乎于吸气口11a和11b及11c和11d之间，并使其各自的中心与相应的一对吸气口之间空间的中心相吻合。这样，进入到两个吸气管口的燃油是由一个单独的振动器雾化。在这样的结构中，控制信号(例如发动机的转数、点火时间、节流阀开启及发动机载荷的信号)54提供给一驱动电路55，然后，在此驱动电路55输出信号的控制下，两个振动器12a和12b同步振动。
图16和17是另一个靠近吸气管配有两个喷射阀的实施例的图示，两个喷射阀13a和13b装配在油路底座26上，两个喷射阀13a和13b的出口部分从喷嘴28a和28b向环形振动器21a和21b的内壁喷射8燃油。应用这种结构，燃油喷射是随着发动机的吸气冲程而完成的。图17是图16的相应的部面图。振动器12a和12b是安装在定位架25内，喷嘴28从油路底座26上悬挂下来，从油路底座26的上侧到环形振动器21a和21b的中心。图18将图17放大了许多。燃油从喷射阀13喷射，通过油路57到达喷嘴28，然后，燃油从末端油路58向相应的环形振动器21内喷射，末端油路58的孔径比油路57的孔径要小。这样，所喷射燃油的数量是相等的。
图19和20所示是当两个环形振动器21a和21b由一个单独的环形超声波振动器31所激发的情况的实施例。一个圆柱形的悬臂50贯穿环形振动器31的侧壁，并通过加强板51a和51b用螺母52a和52b与环形超声波振动器31紧固。环形振动器21a和21b焊接在悬臂50的两端。因为，在这种情况下，环形超声波振动器31沿径向振动，所以，振动被传送到圆柱形悬臂50，通过加强板51a、51b，又被传送到环形振动器21a和21b，使其沿轴向振动。与前面所提到过的兰杰文(Langevin)型振动器相比较，这种装置的优点是，由于振动器的全部表面是沿圆周方向的，因此可以调定振动平面。
权利要求
1.在汽车发动机的燃油供应系统中，汽车的多油缸燃油雾化器包括一个装配在与吸气通道相连的集中油缸和从所述集中油缸到各个相应油缸的独立的分吸气管之间的机电转换器，一个固定在所述机电转换器一端的悬臂环形振动器，此悬臂环形振动器一部分暴露给所述吸气管，一个喷油器，此喷油器安装在所述机电转换器的上游，并向所述的悬臂环形振动器喷射燃油，燃油由于所述悬臂环形振动器的振动而雾化。
2.在权利要求
1所述的汽车多油缸燃油雾化器中，一对环形振动器对应于所述的机电转换器对称地装配。
3.在权利要求
1所述的汽车多油缸燃油雾化器中，固定在所述的机电转换器上的所述的环形振动器在结构安排上是这样的使它的中心与所述吸气管吸气口之间的中心位置相吻合。
4.在权利要求
1，2或3中所述的汽车多油缸燃油雾化器，所述喷油器包括一燃油输送喷嘴，此喷油嘴的前端与所述环形振动器的环形部分相邻近。
5.在权利要求
1，2或3中所述的汽车多油缸燃油雾化器，所述的喷油器包括一燃油输送喷嘴，此喷嘴在所述环形振动器上分为两路，分为两路的喷嘴的位置选择得能使燃油喷射到所述吸气管相应的吸气口。
6.在权利要求
1所述的汽车多油缸燃油雾化器中，所述的喷油器包括至少两个安装在油路中的燃油喷射阀，各个喷射阀的前端的结构使燃油能够喷射到所述环形振动器的内表面，以便燃油向内扩展。
7.在权利要求
1、2或3所述的汽车多油缸燃油雾化器中，所述机电转换器是一超声波振动器。
8.在汽车发动机燃油供应系统中，汽车的多油缸燃油雾化器包括一安装在与吸气管道相连的集中油缸和从所述集中油缸到各个相应油缸独立的分吸气管之间的超声波振动器，此超声波振动器对所述吸气管来说是共有的。多个悬臂环形振动器和所述吸气管相对应，这些环形振动器固定在所述超声波振动器端部，并部分暴露于相应的吸气管，一个喷嘴，此喷嘴使来自燃油喷射阀的油道分支，并向所述多个悬臂环形振动器的内表面喷射燃油，以便使燃油由于所述悬臂环形振动器的振动作用而雾化。
专利摘要
一种用于汽车的多油缸燃油雾化器，其中包括装配在与吸气通道相连的集中油缸和从所述集中油缸到各个相应油缸的独立的分吸气管之间的机电转换机构固定在所述的机电转换机构一端的悬臂环形振动器，悬臂环形振动器部分暴露给所述的吸气管。燃油通过喷油嘴喷入环形振动器的内壁，使燃油雾化，并将雾化燃油引入各个油缸内。本发明提出的雾化器可适用于多点喷射型发动机，并能消除各个油缸内的不稳定燃烧，即使在用低品位燃油时，这一作用仍能生效，还可在低成本的前提下提高发动机的功率。
文档编号F02M27/08GK85103276SQ85103276
公开日1988年2月10日 申请日期1985年4月29日
发明者山内照夫, 大山宜茂 申请人:株式会社日立制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan