专利名称：真空活塞式燃气混合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于燃气车的燃气混合器，尤其涉及一种真空活塞式燃气混合器。
液化石油气和压缩天然气已被公认为清洁燃料，已成功地取代汽油而应用于汽车上。为减少空气污染，市面上也出现了燃气摩托车。目前有一种液化气混合器，如中国专利CN2364228Y所公开的《液化气混合控制器》，能较好的解决了在使用过程中缓慢起步加速和超越加速、等速行驶等工况的使用要求，但由于该种结构的液化气混合控制器是一种拉线柱塞式结构，在起步时，尤其起步加速行驶，如果突然加大气门转把，钢索拉着柱塞迅速提升时，车速通常非但不能迅速增加，反而很易熄火，使用者感到很不方便。其原因是钢索拉着柱塞迅速提升时，混合器中喉管的空气流通面积迅速加大，导致喉管真空度迅速下降，空气流速也随之下降很多，所以实际流到混合室内的空气量不多。而与此同时，柱塞阀下面的气针跟着柱塞迅速提升，液化气主喷口与气针之间的环形面积也随之迅速扩大，加之液化气有一定的压力，使液化气喷出量较多，造成可燃混合气的浓度很易超出燃烧限界，从而出现发动机功率下降，甚至立即熄火停车。其次，发动机在稳定工况工作时，其车辆的尾气排放能符合标准，但在复杂道路上行驶时，发动机的工况常处于变动的不稳定工况，使空燃比经常处于不能精确控制，导致车辆的尾气排放往往不稳定，碳氢化合物的排放很易超标。
本实用新型的目的是提供一种真空活塞式燃气混合器，通过操纵节气门的开度，就能根据发动机的转速和负荷所产生的真空度来自动控制真空活塞及气针的移动，从而保证不论如何操纵节气门的开度，发动机在任何工况下都不会熄火。
为达到上述目的，本实用新型技术方案是1、一种真空活塞式燃气混合器，混合器体上具有空气进气口、空气进气腔、喉管、燃气进口、主量孔、燃气主喷口、怠速喷孔、混合腔及混合气出口，气针装在燃气主喷口及气针孔内，燃气主喷口、气针孔及主量孔与燃气进口相通，其特征在于a、设置在喉管内可移动的真空活塞，其顶部与真空膜片连接，下部与气针连接，真空膜片的周边固定在真空室盖与混合器体之间，真空膜片的上部与真空室盖之间的空腔构成真空室，并经真空活塞底部的负压孔与喉管相通；真空膜片的下部与混合器体及真空活塞之间的空腔构成大气压力室，并经混合器体的大气气道与空气进气腔或空气进气口相通，真空室盖与真空活塞之间设有复位元件，b、混合腔内装有节气门，怠速喷孔设在节气门的后部；c、混合器体上设有燃气怠速气道，燃气怠速气道上设有怠速量孔或/和怠速调节阀，其一端通怠速喷孔，另一端与主量孔相通。
在本实用新型的最佳实施例中所述的混合腔内还设有怠速过渡喷口。
所述的气针孔与空气进气腔或大气压力室之间设有主补偿空气道，主补偿空气道上设有主空气量孔。
所述的气针孔内还可装有空气主渗气管，空气主渗气管的外壁与气针孔的内壁构成一环形空腔，空气主渗气管的管壁上有若干空气渗气小孔，且渗气小孔通过环形空腔、主补偿空气道与主空气量孔相通，内经预混合腔与主量孔相通。
所述的怠速量孔与怠速喷孔之间的燃气怠速气道上设有与空气进气腔或大气压力室相通的怠速补偿空气道，怠速补偿空气道上设有怠速空气量孔。
所述的怠速量孔与怠速喷孔之间的燃气怠速气道上还设有怠速空气渗气管，怠速空气渗气管外壁与燃气怠速气道的内壁组成一环形腔，怠速空气渗气管的管壁上有若干空气渗气小孔，且渗气小孔经环形腔、怠速补偿空气道与怠速空气量孔相通，内与怠速量孔相通。
所述的燃气进口处还设有燃气负压开关，燃气负压开关主要由膜片组件、弹簧、负压室盖组成，膜片组件与负压室盖之间的空腔形成负压室，负压室通过负压气道或管道与节气门后部的混合腔或发动机上的进气管相通，膜片组件与负压室盖之间装有弹簧，膜片组件上另一侧的阀瓣堵头设置在燃气进口处。
所述的怠速空气量孔与怠速量孔之间的怠速补偿空气道上还设有强制怠速空气切断阀，强制怠速空气切断阀主要由膜片组件、弹簧、负压室盖组成，膜片组件与负压室盖之间的空腔形成负压室，负压室通过负压气道或管道与节气门后部的混合腔或发动机上的进气管相通，膜片组件与负压室盖之间装有弹簧，膜片组件上另一侧的柱塞与怠速补偿空气道之间设有阀门，或者膜片组件上另一侧的柱塞设置在怠速补偿空气道的一侧孔内。
所述的混合器体上还设有自动启动阀或手动启动阀或电磁阀。
所述的混合器体上还设有燃气功率加浓阀。
本实用新型采用上述技术方案后的优点是由于在混合器体的喉管内设置了真空活塞，真空活塞上连真空膜片、下连气针，在混合腔内设置了节气门，有操纵机构与节气门连接，气门转把通过钢索操纵的是节气门，而不是真空活塞。所以本实用新型是依靠节气门的开度和发动机的转速、负荷所产生的真空度，使真空膜片上部的真空室与下部的大气压力室这两室产生的压力差，与真空活塞、气针的重力和复位元件的压力这两个合力相比较而使真空活塞向上或向下运动，从而自动改变喉管截面。当起步加速行驶、急剧操纵气门转把时，由于进气真空度小，真空活塞也不会突然向上运动。当真空活塞向上运动时，由于真空活塞下端装连气针，气针则同步向上运动，喉管截面的开度与燃气主喷口同气针之间的环形截面有一定的关系，亦即通过喉管的空气量与燃气的供气量有一定的比例，就不会出现可燃混合气浓度超出燃烧界限范围，因此，不论如何粗暴操纵气门转把都不会出现发动机功率下降和熄火现象，同时由于空燃比配比合适，就能确保尾气排放达标。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。
图1为本实用新型结构的真空活塞式燃气混合器的结构示意图之一。
图2是本实用新型结构实施例的结构示意图之二。
图3是本实用新型结构实施例的结构示意图之三。
图4是本实用新型结构实施例的结构示意图之四。
图5是本实用新型结构实施例的结构示意图之五。
图6是本实用新型结构实施例的结构示意图之六。
图7是本实用新型结构实施例的结构示意图之七。
图8是本实用新型结构实施例的结构示意图之八。
图9是本实用新型结构实施例的结构示意图之九。
图10是本实用新型结构实施例的结构示意图之十。
图11是本实用新型结构实施例的结构示意图之十一。
图12是本实用新型结构实施例的结构示意图之十二。
图13是本实用新型结构实施例的结构示意图之十三。
图14是本实用新型结构实施例的结构示意图之十四。
图15是本实用新型结构实施例的结构示意图之十五。
图16是本实用新型结构实施例的结构示意图之十六。
图17是本实用新型结构实施例的结构示意图之十七。
图18是本实用新型结构实施例的结构示意图之十八。
图19是本实用新型结构实施例的结构示意图之十九。
图20是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十。
图21是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十一。
图22是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十二。
图23是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十三。
图24是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十四。
图25是本实用新型结构实施例节气门的结构示意图之一。
图26是本实用新型结构实施例节气门的结构示意图之二。
图27是本实用新型结构实施例节气门的结构示意图之三。
图28是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十五。
图29是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十六。
图30是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十七图31是本实用新型结构实施例的结构示意图之二十八。
如
图1～24、28～31所示，本实用新型的真空活塞式燃气混合器，混合器体1上具有空气进气口5、空气进气腔6、喉管8、燃气进口34、主量孔16、燃气主喷口7、怠速喷孔28、混合腔24及混合气出口25，气针12装在燃气主喷口7及气针孔11内，燃气主喷口7、气针孔12及主量孔16与燃气进口34相通。可移动的真空活塞3设置在喉管8内，真空活塞3的顶部通过铆接或压接或胶接与真空膜片2连接，真空活塞3的下部与气针12连接，其连接方式可采用螺纹连接、螺钉压板连接，或通过复位元件压紧压板连接。真空膜片2的周边固定在真空室盖17与混合器体1之间，为便于装配，真空膜片2可设有定位标记，也可在真空活塞3上有相应导向槽或筋。真空膜片2的上部与真空室盖17之间的空腔构成真空室19，本实用新型的真空室盖17可采用整体或分体式结构的金属件，或者采用塑料件，真空室盖17上有复位元件18的导向。真空室19经真空活塞3底部的负压孔23与喉管8相通，因负压孔23不起节流作用，故真空室19的压力可认为是喉管8处的压力。真空膜片2的下部与混合器体1及真空活塞3之间的空腔构成大气压力室20，并经混合器体1的大气气道4与空气进气腔6或空气进气口5相通。当忽略空气滤清器的进气阻力时，则大气压力室20的压力可认为与当时当地的大气压力相等。真空室盖17与真空活塞3之间设有复位元件18。
本实用新型的真空活塞式燃气混合器，其混合腔24内装有节气门26。如图25～27所示，节气门26为蝶阀式节气门，主要由蝶阀26-1、转轴26-2、操纵盘26-5、扭力弹簧26-3等组成。蝶阀26-1压紧在转轴26-2上，其压紧方式有二种图25为蝶阀26-1压在转轴26-2的外面，图26、27为转轴26-2中间开槽，蝶阀26-1压紧在转轴26-2中间。为防止转轴26-2与安装孔因使用后磨损造成间隙过大而漏气，从而影响真空度降低，所以图26、27装有密封件26-4。如图25、26所示的操纵盘26-5为整体式结构，也可为图27所示的装配式结构。在混合器体1上或安装架上装有节气门开度调节螺钉26-8，以调节启动和怠速时的节气门26开度，使怠速转速、怠速排放在规定范围内。节气门26通过转轴26-2上的操纵盘26-5经钢索组件与燃气车的气门转把相连接。或者如图28所示，节气门26为柱塞滑阀式节气门，主要由柱塞滑阀26-9、复位弹簧26-10、螺钉26-11、盖26-12等组成，在混合器体1上安装有节气门开度调节螺钉26-8用来调节启动和怠速时的节气门26开度，节气门26则通过柱塞滑阀26-9内的螺钉26-11经钢索组件与燃气车上的气门转把相连接；图28所示的柱塞滑阀式节气门为垂直设置，为缩短空气进气口5端面与混合气出口25端面之间的距离，柱塞滑阀式节气门也可倾斜或水平设置。这样，操纵气门转把就能直接控制节气门26的开度，满足使用者车速的要求。
在混合器体1的混合腔24内，还有怠速喷孔28并设在节气门26的后部。在怠速工况时，喉管8内的真空度很低，真空活塞3处于最低位置，真空活塞3的下端面压在燃气主喷口7的端面上，为防止渗漏，必要时可在燃气主喷口7与真空活塞3端面之间设有密封圈，喉管8内有少量空气流动，燃气主喷口7没有燃气喷出，而燃气则从怠速喷孔28喷出。
本实用新型的真空活塞式燃气混合器的混合器体1上设有燃气怠速气道30，对一定排量的发动机，燃气怠速气道30上可只设有怠速量孔33。如
图1所示，怠速量孔33可直接加工在燃气怠速气道30上，或用装配固定在燃气怠速气道30上；怠速量孔33与主量孔16并联相通，即燃气分别进入怠速量孔33和主量孔16，使怠速燃气与主供燃气互不影响。还可以如
图10所示，燃气怠速气道30上的怠速量孔33与主量孔16串联相通，即燃气进入主量孔16后再进入怠速量孔33，再经燃气怠速气道30从怠速喷孔28喷出，以扩大选用范围。而对怠速转速和怠速尾气排放的调整，只需调节节气门开度调节螺钉26-8即可。燃气怠速气道30上也可只设有怠速调节阀29。怠速调节阀29由尾部带锥度的怠速调节螺钉29-1、锁紧弹簧29-2和密封圈29-3组成。如图2所示，怠速调节阀29与主量孔16并联相通；或者如
图11所示怠速调节阀29与主量孔16串联相通；这样可通过调节怠速调节阀29来调整怠速燃气，并配合节气门开度调节螺钉26-8来调节怠速空气，使怠速转速和尾气排放达标。本实用新型的真空活塞式燃气混合器还可以在燃气怠速气道30上同时设有怠速量孔33和怠速调节阀29，如图3～9所示怠速量孔33和怠速调节阀29与主量孔16并联相通，即一路燃气经主量孔16到达燃气主喷口7，另一路燃气经怠速量孔33和怠速调节阀29到达怠速喷孔28。或者如
图12～18所示怠速量孔33和怠速调节阀29与主量孔16串联相通，即燃气先进入主量孔16，再先后进入怠速量孔33和怠速调节阀29，到达怠速喷孔28。这样，无论对于新车，或对使用后的旧车都便于微量调节。
如图4～8、13～17所示，蝶阀式节气门前部的混合腔24内还设有怠速过渡喷口27；或如图28所示，混合腔24内的怠速过渡喷口27设置在柱塞滑阀式节气门的柱塞滑阀26-9圆柱侧面下部的混合器体1上。这样，在怠速状态时，如图4～8、13～17所示的怠速过渡喷口27在混合腔24内蝶阀式节气门的前部，并离开蝶阀26-1周边很近，空气气流流过蝶阀26-1与混合腔24的周围隙缝时，因隙缝很小，虽然空气量不大，但流速却很高，就能克服燃气压力而从怠速过渡喷口27渗入燃气怠速气道30经怠速调节阀29从怠速喷孔28喷出。如图28所示的怠速过渡喷口27在怠速状态时，因被柱塞滑阀26-9的圆柱面所遮档住，燃气不能喷出来。当节气门26开度进一步开大向中小负荷过渡时，怠速过渡喷口27和怠速喷孔28可同时喷出燃气，形成浓度合适的可燃混合气，使发动机转速平滑过渡。
如图5所示，气针孔11与空气进气腔6或大气压力室20之间设有主补偿空气道10，主补偿空气道10上设有主空气量孔9，空气通过主空气量孔9、主补偿空气道10后与气针孔11内的燃气进行稀释后从燃气主喷口7喷出，对混合器供气特性进行部分校正，因而在中小负荷时，可提高经济性。在上述的基础上，如图6所示，气针孔11内还可装有空气主渗气管13，空气主渗气管13的外壁与气针孔11的内壁构成一环形空腔14，空气主渗气管13的管壁上有若干空气渗气小孔，渗气小孔通过环形空腔14、主补偿空气道10、与主空气量孔9相通，内通预混合腔15。空气通过主空气量孔9、主补偿空气气道10、环形空腔14经若干空气渗气小孔与预混合腔15内的燃气进行预混合，对混合器供气特性进行多级校正，使可燃混合气符合理想混合气特性的要求。主量孔16与空气主渗气管13可制成一体或分开式结构，燃气主喷口7可直接制作在混合器体1上，也可与空气主渗气管13制成一体式结构，当制成分开式结构时，其端面连接处通常需加密封圈，以防漏气。
如
图14所示，怠速量孔33与怠速喷孔28之间的燃气怠速气道30上还设有与空气进气腔6或大气压力室20相通的怠速补偿空气道22，怠速补偿空气道22上设有怠速空气量孔21。这样少量空气经怠速空气量孔21、怠速补偿空气道22直接进入燃气怠速气道30内与燃气混合后，从怠速喷孔28和怠速过渡喷口27喷入混合腔24，达到部分校正混合器供气特性的目的。如图7、8所示，怠速量孔33与怠速喷孔28之间的燃气怠速气道30上还设有怠速空气渗气管31，怠速空气渗气管31的外壁与燃气怠速气道30的内壁组成一环形腔32，怠速空气渗气管31的管壁上有若干空气渗气小孔，渗气小孔经环形腔32与怠速空气量孔21相通，内与怠速量孔33相通。这样少量怠速空气经怠速空气量孔21、怠速补偿空气道22先进入环形腔32内，再通过管壁上的渗气小孔与从怠速量孔33来的燃气预混合，再经燃气怠速气道30从怠速喷孔28和怠速过渡喷口27喷入混合腔24，达到多级校正混合器供气特性的目的。
为了避免停车状况下，燃气供气装置中燃气开关至混合器之间一段较长管道中的燃气、经燃气怠速气道30扩散到发动机进气管，因混合气浓度太高而造成下次启动困难，更为了避免这段管道中的燃气经燃气怠速气道30从空滤器扩散到其周围环境而造成不安全因素，如图9、18所示，本实用新型在燃气进口34处可设有燃气负压开关35，燃气负压开关35主要由膜片组件35-2、弹簧35-3、负压室盖35-4组成，膜片组件35-2与负压室盖35-4之间的空腔构成负压室35-5，负压室35-5通过负压气道35-6或管道与节气门26后部的混合腔24或发动机上的进气管相通。膜片组件35-2与负压室盖35-4之间装有弹簧35-3，膜片组件35-2上的阀瓣堵头35-1设置在燃气进口34处。在停车时，因无真空度，弹簧35-3克服燃气压力而使阀瓣堵头35-1关闭燃气进口34；当启动发动机时，由发动机转动产生负压，作用在负压室35-5，使膜片上产生负压力，而膜片另一侧的压力不变，在膜片组件35-2两侧压力差的作用下，克服弹簧35-3的压力使膜片组件35-2向负压室盖35-4一侧运动，这时膜片组件35-2上另一侧的阀瓣堵头35-1跟着向负压室盖35-4一侧运动，从而打开燃气进口34。
为避免强制怠速时会造成尾气排放超标或排气管放炮现象，如
图19～21所示可在怠速空气量孔21与怠速量孔33之间的怠速补偿空气道22上设有强制怠速空气切断阀36。强制怠速空气切断阀36主要由柱塞36-1、膜片组件36-2、弹簧36-4、负压室盖36-5组成。膜片组件36-2与负压室盖36-5之间的空腔形成负压室36-3，负压室36-3通过负压气道36-6或管道与节气门26后部的混合腔24或发动机上的进气管相通，膜片组件36-2与负压室盖36-5之间装有弹簧36-4，如
图19所示，膜片组件36-2上的柱塞36-1设置在怠速补偿空气道22的一侧孔内；或如图20、21所示，膜片组件36-2上的柱塞36-1与怠速补偿空气道22之间设有阀门36-7。强制怠速空气切断阀36的结构基本上与燃气负压开关35类似，但燃气负压开关是常闭式，弹簧35-3刚度较小，发动机启动时的负压力就能打开燃气负压开关35。强制怠速空气切断阀36是常开式，弹簧36-4刚度较大，只在发生强制怠速时的高真空度才能关闭强制怠速空气切断阀36。
当不发生强制怠速工况时，弹簧36-4的压力克服发动机正常使用时的真空吸力，将膜片组件36-2上另一侧的柱塞36-1顶开怠速补偿空气道22，保持从怠速空气量孔21来的怠速空气经过强制怠速空气切断阀36至怠速量孔33、怠速补偿空气道22畅通。当出现强制怠速时，由于节气门26后的真空度急剧增大，急剧增大的真空度经负压气道36-6或管道使负压室36-3的负压也随之增加，作用在膜片组件36-2上的吸力也增大许多，而膜片组件36-2另一侧的压力仍不变，在膜片组件36-2两侧压力差的作用下，就克服弹簧36-4的压力将膜片组件36-2向负压室36-3一侧移动，这时装在膜片组件36-2上另一侧的柱塞36-1跟着膜片向负压室36-3方向移动。如
图19所示，柱塞36-1退到怠速补偿空气道22的一侧配合孔内，如图20、21所示，柱塞36-1退出阀门36-7，从而切断怠速补偿空气道22，形成了浓度合适的空燃比，以达到排放达标和消除排气管放炮现象。当节气门26后的负压恢复正常，强制怠速空气切断阀36的真空度也恢复到正常状态时，膜片组件36-2在弹簧36-4压力作用下复原，膜片组件36-2上的柱塞36-1跟着复位，于是怠速补偿空气道22恢复常开状态。本实用新型的强制怠速空气切断阀36可如
图19所示可完全切断怠速补偿空气道22，这时只有一条通道；或如图20、21所示有二条怠速补偿空气道22，可部分切断怠速补偿空气道22，这时只切断其中一条通道；这可根据强制怠速工况时不使尾气排放超标来选用。
为便于在昼夜温差较大地区冷车顺利启动，如图22、23所示混合器体1上装有自动启动阀37，自动启动阀37主要由PTC发热体元件37-7、黄蜡37-6、启动加浓阀等组成，启动加浓阀主要由阀瓣37-2、定位弹簧37-3、定位套37-4、推杆37-5、阀体37-8等组成。发动机停机时，黄蜡37-6在常温下收缩为固体，启动加浓阀在定位弹簧37-3作用下处于全开状态，启动气道37-9畅通。发动机启动时，自动启动阀37通电，电流开始流经PTC发热元件37-7，燃气从启动气道37-9经阀口37-1，流到节气门26后的混合腔24内喷出，起到加浓作用，使发动机得以顺利启动。启动成功后，PTC发热元件37-7已发热，黄蜡37-6受热后体积膨胀，通过推杆37-5使阀瓣37-2向下运动顶在阀口37-1上，从而关闭启动气道37-9，完成自动启动加浓作用。从开始启动到停止加浓的整个过程很短。发动机工作期间，自动启动阀37一直处于关闭状态。当发动机停止工作，待机温降到环境温度时，黄蜡37-6又收缩为固态，启动加浓阀又重新打开，供下次发动机启动加浓时使用。图22与图23基本结构相同，图22的阀口37-1中有与阀瓣37-2相连的阀针，而图23的阀口37-1中没有阀针，所以在阀口37-1处设置了启动量孔37-10，也可在启动气道37-9的其他位置设置启动量孔37-10。图24是混合器体1上装有手动启动阀38，主要由柱塞阀瓣38-1、弹簧38-2、压盖38-3、钢索组件38-5组成，通过操纵钢索组件38-5，使柱塞阀瓣38-1向上运动，燃气从阀孔38-4经启动气道37-9从节气门26后的混合腔24内喷出，起到启动加浓作用。启动成功，立即放松钢索组件38-5，柱塞阀瓣38-1在弹簧38-2作用下复位，从而关闭阀孔38-4切断燃气启动气道37-9。图24所示的启动量孔37-10设在阀孔38-4中，也可设置在其他位置。混合器体1上还可装有电磁阀，通过电磁阀控制燃气经启动阀孔38-4、启动气道37-9从节气门26后的混合腔24内喷出，起到加浓作用。启动成功，关闭电磁阀，切断燃气启动气道37-9。总之通过设置启动阀，适当提高可燃混合气的浓度配比，以便燃气车在特定条件下更顺利启动。
对于质量较大的燃气车，在混合器体1上可设有燃气功率加浓阀39，如图29、30所示，它主要由带有凸轮曲面的操纵盘26-5、装在混合器体1上的阀盖39-3、膜片组件39-5、阀孔39-6、柱塞阀瓣39-7和压力弹簧39-8组成。蝶阀26-1装在转轴26-2上，气门转把通过钢索与转轴26-2上的带有凸轮曲面的操纵盘26-5连接。停车时，压力弹簧39-8的一端使柱塞阀瓣39-7紧紧压在阀孔39-6上，关闭功率加浓气道39-2，同时，通过柱塞阀瓣39-7将膜片组件39-5上的顶杆39-4压在操纵盘26-5的凸轮曲面上。节气门26的开度为3/4之前，凸轮曲面与转轴26-2为同心圆弧，所以在停车、启动乃至部分负荷阶段，操纵盘26-5转动时，顶杆39-4、膜片组件39-5没有轴向运动，功率加浓气道39-2关闭。当节气门26的开度从3/4到全开时，操纵盘26-5上的凸轮曲面不断升高，将膜片组件39-5连同顶杆39-4向下压，柱塞阀瓣39-7克服压力弹簧39-8的压力离开阀孔39-6，从而打开功率加浓气道39-2，燃气就经功率加浓气道39-2、功率加浓量孔39-1流到混合腔24从喷口喷出。当节气门26的开度恢复到3/4时，压力弹簧39-8的压力使柱塞阀瓣39-7、膜片组件39-5上部的顶杆39-4复位，从而关闭功率加浓气道39-2，并准备下次功率加浓。图29、30的燃气功率加浓阀39是机械下压式，二者结构基本相同，图29的压力弹簧39-8和柱塞阀瓣39-7是从上面装配进去。而图30是从下面螺塞孔安装进去的，所以在图29的基础上增加了螺塞39-9和密封垫。图31的燃气功率加浓阀39是机械上拉式，是在操纵盘26-5上设置了钢索拉线孔，当停车及节气门26开度在3/4之前，柱塞阀瓣39-7在压力弹簧39-8作用下紧压在阀孔39-6上，从而切断功率加浓气道39-2；在节气门26的开度从3/4到全开时，装在操纵盘26-5上的钢索组件39-10就拉动柱塞阀瓣39-7克服压力弹簧39-8的压力而向上运动，使柱塞阀瓣39-7离开阀孔39-6，从而打开功率加浓气道39-2，燃气经功率加浓气道39-2、功率加浓量孔39-1流到混合腔24从喷口喷出。当节气门26的开度恢复到3/4之前，压力弹簧39-8的压力使柱塞阀瓣39-7紧压在阀孔39-6上，从而关闭功率加浓气道39-2，并准备下次功率加浓。对柱塞滑阀式节气门的燃气功率加浓阀39，可采用手动双线钢索连接方式，即节气门转把上装有二条钢索组件39-10。二条钢索组件39-10的另一端分别装在柱塞滑阀式节气门和如图31的柱塞阀瓣39-7上，当节气门26的开度在3/4以前，气门转把拉动双线钢索组件39-10时，节气门26可立即动作，而与柱塞阀瓣39-7连接的一条钢索组件39-10却是空行程，柱塞阀瓣39-7不动。当节气门26的开度从3/4到全开时的某一位置继续拉动双线钢索组件39-10，一条钢索组件39-10继续提升柱塞滑阀式节气门，另一条钢索组件39-10同时拉动柱塞阀瓣39-7提升，从而打开功率加浓气道39-2。其情况类同图31的说明，不同之处仅是钢索组件39-10的一端如图31，是连接在操纵盘26-5上，而柱塞滑阀式节气门没有操纵盘26-5，故钢索组件39-10这一端就只能连接在气门转把上。图31的钢索组件39-10一端连接柱塞阀瓣39-7，另一端如不连接在操纵盘26-5上，而直接连接在气门转把上，形成双线钢索，效果相同。本实用新型的燃气功率加浓阀39，在缓慢均匀操纵时起功率加浓作用，而急速操作时则可起加速作用。
本实用新型的真空活塞式燃气混合器，工作状态有以下6点1、停车状态。发动机曲轴不转，没有进气冲程，即无真空吸力(真空度)；此时，混合器体1内的喉管8、负压孔23与空气进气口5相通，都为大气压力，所以作用于真空膜片2上、下的压力相等，在真空活塞3、气针12的重力和复位元件18的压力作用下，真空活塞3下降到最低位置，气针12也随之处在最低位置。此时，燃气负压开关35、燃气功率加浓阀39及手动启动阀38处于关闭状态，而自动启动阀37和强制怠速空气切断阀36处于常开状态。
2、启动工况。启动发动机时，不能操纵燃气车上的气门转把，只需直接脚蹬或电启动发动机，燃气负压开关35自动打开，一方面燃气经燃气怠速气道30上的怠速量孔33或/和怠速调节阀29从节气门26后的怠速喷孔28喷到混合腔24内，另一方面空气在真空吸力的作用下从空滤器经混合器体1上的空气进气腔6、喉管8、节气门26与混合腔24的间隙进入混合腔24，上述燃气与空气在混合腔24内混合后进入发动机，使发动机起动；此时可燃混合气浓度配比的调整，空气量可用节气门开度调节螺钉26-8进行调整，而燃气供给量对制造厂商可用燃气的压力高低及怠速量孔33的大小来进行调节，产品出厂后对使用者就只需要将燃气的压力高低调到规定值。混合器体1上如有怠速调节阀29时则还可用怠速调节阀29来调节燃气供气量。在昼夜温差较大进行冷启动时，还可通过启动阀进行启动(一般情况下可不用)，启动成功即关闭启动阀，发动机自动进入怠速工况。
3、怠速工况。转入怠速工况后，这时由于发动机转速很低，真空度很低，真空膜片2上、下两室的压力差不足以克服真空活塞3、气针12的自重和复位元件18的压力，真空活塞3仍处在最低位置，喉管8中有少量空气流动，且流速也很低，燃气主喷口7处因有真空活塞3的自重和复位元件18的压力，没有燃气喷出。由于节气门26几乎处于关闭状态，使节气门26后的混合腔24内真空度较大，在此真空吸力作用下，空气才从空气进气腔6经喉管8流过节气门26与混合腔24的间隙，到达节气门26后的混合腔24，与怠速喷孔28喷出的燃气相混合，然后进入发动机。在暖机数分钟后，对怠速转速和怠速尾气排放浓度进行调整。其调整方法同启动工况。怠速工况时启动阀和燃气功率加浓阀39处于关闭状态，而强制怠速空气切断阀36处于常开状态。有少量空气经怠速空气量孔21渗入燃气怠速气道30，或经怠速空气量孔21、怠速空气渗气管31渗入燃气怠速气道30。对有蝶阀式节气门的怠速过渡喷口27，因在蝶阀26-1前周边很近，也会有少量空气从怠速过渡喷口27渗入燃气怠速气道30稀释燃气后从怠速喷孔28喷入混合腔24，而对柱塞滑阀式节气门的怠速过渡喷口27则无燃气喷出。在怠速工况向中小负荷工况过渡时，需要将节气门26的开度进一步开大，发动机转速就会进一步增加，汽缸内真空度也随之增加，喉管8内空气流速增加，真空膜片2上部真空室19内的空气经真空活塞3底部的负压孔23被进一步吸出，真空膜片2的上、下压力差增大使真空活塞3略微上升，此时，由于真空活塞3的底部离开了燃气主喷口7的端面，燃气主喷口7开始喷出燃气。其喷出量由燃气压力大小，燃气主喷口7与气针12的环形间隙大小和喉管8真空度决定。这样，就满足发动机从怠速工况向中小负荷工况过渡的需要。如果混合器体1上设置了怠速过渡喷口27，则这时对蝶阀式节气门而言，怠速过渡喷口27已在节气门26的后部，对柱塞滑阀式节气门而言，怠速过渡喷口27已露出柱塞滑阀26-9的底部，所以，怠速过渡喷口27就同时参与喷出少量燃气，就更能满足发动机从怠速工况向中小负荷工况圆滑过渡的需要。怠速喷孔28在启动工况、怠速工况、部份负荷及全负荷工况都一直在喷燃气。
4、部份负荷工况。从怠速工况开始，操纵燃气车上的气门转把，就能使节气门26的开度增大，这时发动机转速上升，空气进气量增多，如真空活塞3仍在原位置，则喉管8处的气流速度随之增大，喉管8处的真空度也随之增大，这时真空效应通过真空活塞3底部的负压孔23进入真空室19并作用于真空膜片2的上方，由于真空室19的空气被吸出，真空室19的压力减少，而真空膜片2下方的大气压力室20仍为大气压力，这样真空膜片2上、下两室的压力差使真空膜片2克服真空活塞3、气针12的自重和复位元件18的压力，使真空活塞3上移到新的位置。这时，由于真空活塞3上移使喉管8通过面积增大的同时，因喉管8流通截面积的增加使喉管8的空气流速又降低，致使喉管8处的真空度也随之减少，直至真空膜片2的上下两室压力差与真空活塞3、气针12的自重和复位元件18的压力的这两个合力达到新的平衡，真空活塞3就停留在新的平衡位置。反之，节气门26开度减小时，发动机转速降低，空气进气量减少，喉管8处空气流速减少，喉管8处真空度随之减小，作用在真空膜片2的上、下两室压力差随之减小，真空活塞3就下滑，喉管8截面随之减小，真空活塞3又停留在新的平衡位置上。真空膜片2由橡胶材料制成，能吸收发动机进气脉动造成的冲击。这样，在部份负荷工况时，能使喉管8处的真空度相对稳定，通过喉管8处的空气流速也基本保持不变，这时虽然喉管8处的空气流速基本不变，但空气流动面积却不一样，所以空气流量也不一样。真空活塞3上下移动时带动气针12跟随上下移动，由于气针12的下部有一定锥度，燃气主喷口7的喷气环形间隙截面随气针12的上下移动也随之增加或减小。这样燃气供应量始终与空气的供应量相匹配，亦即保持向发动机提供理想空燃比的可燃混合气。当节气门26的开度不同时，就可获得部分负荷工况的各种发动机转速、功率以及车速。
5、全负荷工况。当节气门26开至最大时，发动机转速也达到最大，喉管8内真空度达到最大，真空室19与大气压力室20的压力差也达最大值，就进一步克服真空活塞3、气针12的自重和复位元件18的压力，使喉管8处于全开位置。此时，喉管8中空气进气量最大，气针12上升到最高位置，使气针12与燃气主喷口7之间的环形间隙截面达到最大，已超过了主量孔16的截面积，燃气主喷口7的燃气喷气量也达到最大。对质量较大的燃气车，还可通过设置燃气功率加浓阀39，一方面在缓慢均匀操纵时起发挥最大功率的作用，另一方面在快速操纵时又能起加速作用。
6、强制怠速工况。这时发动机因惯性仍处于很高转速，节气门26后的真空度很大，而高速流动的空气因流动惯性作用，仍有较多的空气加速通过节气门26，造成可燃混合气变稀，从而出现在排气管滞后燃烧的放炮现象，尾气排放超标。这时因设置了强制怠速空气切断阀36，利用节气门26后很大的真空度，通过负压气道36-6或管道作用于强制怠速空气切断阀36的负压室36-3，由膜片组件36-2带动柱塞36-1向负压室36-3一侧移动，从而切断了怠速补偿空气道22，减小了强制怠速空气，避免了排气管放炮现象和尾气排放超标。当真空活塞3下降到最低位置，发动机转速减小，节气门26后的真空度恢复正常后，强制怠速空气切断阀36中的负压室36-3的负压亦减小，柱塞36-1连同膜片组件36-2在弹簧36-4压力作用下复原，怠速补偿空气道22又恢复通畅状态。
本实用新型的真空活塞式燃气混合器，使用时，操纵燃气车上的气门转把，即改变节气门26的开度，从而由发动机转速、负荷所产生的真空度来改变真空活塞3的上、下位置，而真空活塞3的上、下位置又决定了燃气主喷口7的出气量，所以可燃混合气的空燃比始终处于理想状态，不会出现可燃混合气浓度失控现象，也不会造成发动机功率下降和熄火现象，尾气排放稳定达标，是目前一种较好的产品。
权利要求1.一种真空活塞式燃气混合器，混合器体(1)上具有空气进气口(5)、空气进气腔(6)、喉管(8)、燃气进口(34)、主量孔(16)、燃气主喷口(7)、怠速喷孔(28)、混合腔(24)及混合气出口(25)，气针(12)装在燃气主喷口(7)及气针孔(11)内，燃气主喷口(7)、气针孔(11)及主量孔(16)与燃气进口(34)相通，其特征在于a、设置在喉管(8)内可移动的真空活塞(3)，其顶部与真空膜片(2)连接，下部与气针(12)连接，真空膜片(2)的周边固定在真空室盖(17)与混合器体(1)之间，真空膜片(2)的上部与真空室盖(17)之间的空腔构成真空室(19)，并经真空活塞(3)底部的负压孔(23)与喉管(8)相通；真空膜片(2)的下部与混合器体(1)及真空活塞(3)之间的空腔构成大气压力室(20)，并经混合器体(1)的大气气道(4)与空气进气腔(6)或空气进气口(5)相通，真空室盖(17)与真空活塞(3)之间设有复位元件(18)，b、混合腔(24)内装有节气门(26)，怠速喷孔(28)设在节气门(26)的后部；c、混合器体(1)上设有燃气怠速气道(30)，燃气怠速气道(30)上设有怠速量孔(33)或/和怠速调节阀(29)，其一端通怠速喷孔(28)，另一端与主量孔(16)相通。
2.根据权利要求1所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于混合腔(24)内还设有怠速过渡喷口(27)。
3.根据权利要求1所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于气针孔(11)与空气进气腔(6)或大气压力室(20)之间设有主补偿空气道(10)，主补偿空气道(10)上设有主空气量孔(9)。
4.根据权利要求3所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于气针孔(11)内还可装有空气主渗气管(13)，空气主渗气管(13)的外壁与气针孔(11)的内壁构成一环形空腔(14)，空气主渗气管(13)的管壁上有若干空气渗气小孔，且渗气小孔通过环形空腔(14)主补偿空气道(10)与主空气量孔(9)相通，内经预混合腔(15)与主量孔(16)相通。
5.根据权利要求1所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于怠速量孔(33)与怠速喷孔(28)之间的燃气怠速气道(30)上设有与空气进气腔(6)或大气压力室(20)相通的怠速补偿空气道(22)，怠速补偿空气道(22)上设有怠速空气量孔(21)。
6.根据权利要求5所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于怠速量孔(33)与怠速喷孔(28)之间的燃气怠速气道(30)上还设有怠速空气渗气管(31)，怠速空气渗气管(31)外壁与燃气怠速气道(30)的内壁组成一环形腔(32)，怠速空气渗气管(31)的管壁上有若干空气渗气小孔，且渗气小孔经环形腔(32)、怠速补偿空气道(22)与怠速空气量孔(21)相通，内与怠速量孔(33)相通。
7.根据权利要求1所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于燃气进口(34)处还设有燃气负压开关(35)，燃气负压开关(35)主要由膜片组件(35-2)、弹簧(35-3)、负压室盖(35-4)组成，膜片组件(35-2)与负压室盖(35-4)之间的空腔形成负压室(35-5)，负压室(35-5)通过负压气道(35-6)或管道与节气门(26)后部的混合腔(24)或发动机上的进气管相通，膜片组件(35-2)与负压室盖(35-4)之间装有弹簧(35-3)，膜片组件(35-2)上另一侧的阀瓣堵头(35-1)设置在燃气进口(34)处。
8.根据权利要求5或6所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于怠速空气量孔(21)与怠速量孔(33)之间的怠速补偿空气道(22)上还设有强制怠速空气切断阀(36)，强制怠速空气切断阀(36)主要由膜片组件(36-2)、弹簧(36-4)、负压室盖(36-5)组成，膜片组件(36-2)与负压室盖(36-5)之间的空腔形成负压室(36-3)，负压室(36-3)通过负压气道(36-6)或管道与节气门(26)后部的混合腔(24)或发动机上的进气管相通，膜片组件(36-2)与负压室盖(36-5)之间装有弹簧(36-4)，膜片组件(36-2)上另一侧的柱塞(36-1)与怠速补偿空气道(22)之间设有阀门(36-7)，或者膜片组件(36-2)上另一侧的柱塞(36-1)设置在怠速补偿空气道(22)的一侧孔内。
9.根据权利要求1所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于混合器体(1)上还设有自动启动阀(37)或手动启动阀(38)或电磁阀。
10.根据权利要求1所述的真空活塞式燃气混合器，其特征在于混合器体(1)上还设有燃气功率加浓阀(39)。
专利摘要一种真空活塞式燃气混合器,混合器体的喉管内装有与真空膜片及气针连接的真空活塞,真空膜片上、下两室形成真空室和大气压力室,真空室经负压孔与喉管相通,大气压力室经气道与空气进气腔或空气进气口相通,混合腔内装有节气门,节气门的后部有怠速喷孔,燃气怠速气道上设有怠速量孔或/和怠速调节阀并与主量孔相孔。操纵节气门,就能按发动机所产生的真空度来控制真空活塞及气针的移动,不论如何操纵节气门,发动机都不会熄火。
文档编号F02M21/04GK2480207SQ0123752
公开日2002年3月6日 申请日期2001年4月25日 优先权日2001年4月25日
发明者印听兴 申请人:印听兴