内燃机污染控制装置的制作方法

专利名称:内燃机污染控制装置的制作方法
相关申请本申请是申请号为729，656、申请日为1985年5月2日的美国专利申请的部分继续。
背景技术：
本发明是关于内燃机，更具体地说是一种对进入发动机的空气燃料混合物进行适合于发动机工况的自动控制、以确保发动机适应广阔工作范围的改进系统，因而，它还可以改进混合汽的燃烧、减少污染。
所用内燃机为汽油机的汽车上包括油箱、燃油泵和汽化器。汽化器中有一个接收来自燃油泵的汽油的浮子室和一个控制浮子室中的汽油保持在一定液面的浮子室控制阀。在通常的汽化器中有一个喉管，用于燃烧的空气经喉管以很大的速度吸入，使喉管处的压力明显地小于大气压力。这个压力降使汽化器浮子室的燃油，如液态汽油由喉管上的量孔或喷嘴中射出，然后燃油雾化、蒸发，与流经喉管的空气混合。
空气燃油混合物流入进气管，在活塞的吸气冲程中，又从进气管流入到发动机的气缸中。空气燃油混合物在活塞的压缩冲程中被压缩，然后又被点燃。点燃的方式既可以是传统发动机中的火花塞点火，也可是如柴油机的压燃(带不带辅助热源均可)。在理想情况下，空气燃油混合物的燃烧是从火花塞点火间隙跳火开始，很快地进行燃烧，直到气缸做功冲程的末端才完全结束。如果燃烧过程过快或者产生爆燃，那么就会导致敲缸并造成浪费;但是如果燃烧过程过慢，就会使一些燃油不能得到燃烧，而从废气中排走。人们现在已经认识到在通常的汽油机中有大量的燃油浪费掉了。燃油中的总的可用能，转换成发动机的有用能的百分比是比较小的。
由于现有发动机的效率低，人们已经进行了许多尝试，来提高与燃油汽化系统有关部分的效率，其最终目的就是要提高缸内总的燃油燃烧百分比，从而增加燃油经济性，减少燃烧废气中的如碳氢化合物，一氧化碳等有害物，增加如二氧化碳等正常燃烧废物的成份。
人们现在已经普遍接受了这样的观点，即供给发动均匀的燃油空气混合物，形成可以完全燃烧的稀混合物，这样可以减少有害物的排放。现在传统的内燃机上使用的汽化燃油的吸入装置能供给空燃比约为185∶1可完全燃烧的混合物。这个空燃比值可以有效地减少燃烧废物中的碳氢化合物和一氧化碳等有害物的成份。
以前在常用来提高燃烧效率、减少某些燃烧有害物成份的系统中包括有加热和/或汽化将要喷入汽化器喉管的燃油装置;予热还未与喷射入的燃油相混的空气的装置;还有其它各种各样的将燃油在与空气相混之前按轻重分离的系统。虽然，已经采用了许多不同的系统来使发动机的效率提高，污染减少，但是还没有发现任何一种方式能够完全满足那些通常安装在汽车上的发动机适应大的工作范围的各种要求。
在此，人们发现不仅应该有一个对空燃比严格控制的系统，同时还应该随着负荷的变化而相应灵活地改变空燃比。如果这个系统没有灵活性，而只能将空燃比保持在一个固定的数值，那么它只能在一个发动机要求或给定的工作范围里有效，超出了这个范围，系统就不起作用了。
因此，需要对内燃机污染控制系统进行改进，使它既能严格地控制进气管中的空燃比，同时还具有一定的使空燃比随发动机负荷和转速的变化而改变的灵活性。特别重要的是这个改进系统能够在空燃比随发动机的典型工况改变时具有最大的燃油效率。这样的系统最好用于有燃油汽化系统的发动机上，因为系统只需做很小的改进，并且其结构是由已公知的能够承受车用发动机长期重载运行的部件构成。此外，与前面所述相比，系统中还需要有一个新的装置，它能够安全地、有效地对燃油加热和部分蒸发以形成一个特定的混合比，而且还需要将加热的、部分蒸发的燃油混合物控制送入汽化器的联接装置。这种系统和装置结构简单，最大限度地应用了现有发动机的部件。本发明不仅满足了上述需要，而且还有另外一些优点。发明概述本发明是关于内燃机污染控制系统的改进，即改进发动机的燃油汽化部分，以减少废气中的污染成份，同时使发动机能够同步响应于汽化器节气门的变化。为此，在这一改进系统中是将吸入汽化器的空气加热到160°F到180°F温度范围内，而且，燃油在与热的空气混合前的混合物体积中约有占总体积30%的液态燃油、70%的汽态燃油，其温度是在115°F到125°F的范围内。
当发动机处于怠速的情况下，节气门关闭，只有热的液态燃油进入汽化器内，以维持发动机的稳定运转。节气门打开以后，立刻就有热的附加液态燃油喷入汽化器，接着热的汽态燃油也喷入汽化器。如果发动机的转速进一步增加，热的液态和汽态的燃油相混合喷入汽化器内与热空气混合，形成适应发动机工况的可燃混合气。最后，随着节气门的关闭，本系统减少或停止喷入汽化器的热的汽化燃油量，使发动机又进入怠速状态，并且只有热的液态燃油进入汽化器内。
在本发明的最佳实施例中，采用了一个标准的汽化器，因为该发明系统的其它部件可以加到这个标准汽化器上，并对任何现有的内燃机实现有效的改进。一般说来，标准的汽化器都有一个混合喉管，它的一端与空气的进气口相联，另一端与发动机的进气管相联。这种标准汽化器还有一个浮子室和将燃油从浮子室吸入汽化器混合喉管的多个通道。
与标准汽化器相联，本发明择优的系统中还至少要包括一个安装在空气进气管内的电阻加热部件，用来加热供给汽化器混合喉管的空气。使其温度处在165°F到175°F范围之内。电阻加热元件的温度是由安装在其下游的空气温度热敏电阻感应控制的，这个热敏电阻还可以作为输入到空气加热元件的电压控制开关。
空气加热元件的附近通常装有一个自由旋转的风扇，用来增加吸入混合喉管的热空气的漩流。人们已经了解到增加这部分空气的漩流，使混合喉管处空气和燃油的混合程度得以加强，从而可改善发动机中蒸发混合气的燃烧。
在燃油泵和汽化器中间，加入燃油加热汽化装置，它将燃油转变成约占总体积30%的液态热燃油和约70%的热的汽态燃油。加热汽化装置包括一个电阻加热部件和一个有进口和出口的蛇形吸热器;燃油温度传感装置和一个热敏电阻是用来调整吸热器的温度，使燃油在蛇形吸热器的出口处温度处于115°F到125°F之间。在蛇形吸热器的进口处有一个流量限制阀，以促使进入蛇形吸热器的燃油汽化并加大漩流。
最后，本发明最佳实施例的装置中还包括有控制从蛇形吸热器的出口到浮子室的液态和汽态燃油混合流量的装置。更具体地说，这个控制装置包括一个流量控制阀，阀的一个入口与蛇形吸热器的出口相联，阀的一个出口与汽化器的浮子室相联，一个阀的通道将其入口和出口相连通，一个阀件的位置和形状用来控制通过阀的通道的燃油流量，并且控制装置中还包括根据阀的通道使阀件运动的装置。
阀件的运动装置包括一个其一端与阀件相联的阀轴，和一个与阀轴另一端相连的弹性隔膜。弹性隔膜的一面受到大气压力的作用，另一面受到部分真空压力的作用。在隔膜的上方装有一个弹簧，以使隔膜向下偏移，从而推动阀件，正确地限定阀通道的流量。弹簧的拉伸力可以进行调整，以满足有特殊汽化要求的细调装置的特殊标准。此外，在阀的通道的壁面上还加了一种筋板，以防止被阀件完全关死。这种特殊的结构安排使得流量控制阀可以有效地控制从加热汽化装置到汽化器的燃油流量，但也不把阀门全部关死。
前面提到的这些装置，特别是流量控制阀，使汽化器浮子室在发动机怠速时能充满液态燃油，此时泄漏出去的燃油可以不断地由蛇形吸热器中的燃油补充。发动机转速增加时，流量控制阀打开使更多的燃油从蛇形吸热器流入浮子室。由于发动机转速的增加需要更多的燃油，因此浮子室中燃油的液面要下降，足以使汽态燃油能够通过浮子室，直接流入混合喉管，与从空气进气管中吸入的热空气混合。
本发明的其它特征和优点，从下面的详述中就能了解清楚。为此配合附图，借助实例，对本发明的原理加以说明。
附图描述说明本发明的附图图1.一个内燃机汽化系统的说明简图，它包括有本发明的改进特征，这些特殊的部件结构，将结合发动机怠速工况进行说明;
图2.一个构成本发明的燃油加热汽化装置的部分截面放大立体图，取自图1中的截面指示线2-2;
图3.一个与图1类似的说明简图，它说明了发动机在中速运行时系流某些构件的位置;
图4.一个与图1和图3类似的说明简图，它说明了发动机在加速和全速时汽化器各部件的位置;
图5.一个燃油加热汽化装置的局部平面简图，取自图2中的截面指示线5-5;
图6.一个燃油加热汽化装置的横截面放大图，取自图2中的截面指示线6-6;
图7.一个安装在燃油加热汽化装置吸热器上的电阻加热器的横截面放大图，取自图5中的截面指示线7-7;
图8.一个表示进气管真空压力与节气门开度的关系曲线;
图9.表示了在发动机怠速到全速范围内工作时，装有和没有装有本发明系统的标准汽化器的空燃比曲线。
最佳实施例的详细描述如图所示，本发明是关于内燃机污染控制系统的改进，总的来说是对系统10的设计。这个改进的污染控制系统10大体上包括一个燃油加热汽化装置12，它吸收从燃油泵14来的液态燃油，并将送向汽化器18的液态和汽态燃油预先形成混合物16，流量控制阀20控制从加热汽化装置12到汽化器18的预混燃油16的流量。
本发明改进的污染控制系统可以严格控制由汽化器18送入进气管22的空燃比，这个混合气直接进入燃烧室24。同时改进的系统10，还具有一定的灵活性，它能根据发动机负荷和转速的变化改变混合空燃比。如果改进系统10装在车用发动机上，这一点就显得特别重要，因为在发动机从怠速到全速范围变化时，汽化系统所需燃油量的变化范围是很大的。
为了更好地了解本发明在技术上的优点，现将内燃机上的有关部件作出说明。标准汽化器(在图1、3和4中有图示说明)通常包括一个混合喉管26和一个燃油浮子室28，燃油浮子室28存有可知数量的供给混合喉管的燃油，这一点将在后面提到。汽化器18的上端口与吸气装置30相联。吸气装置30中包括一个空气滤清器32，用以去除吸入汽化器混合喉管26的空气中的尘粒。汽化器18的下端口与进气管22相联，直接从混合喉管26将空燃混合物送入发动机的燃烧室24。
在吸气装置30和混合喉管26中间的空气通道中装有节气阀34，在发动机冷起动时它可以使空燃混合物变浓。在混合喉管26与进气管22之间一般还装有一个类似的油门36，来控制由于空燃混合物吸入燃烧室24所引起的汽化器18的真空压力的变化，为了能够了解后面将要提到的术语，将歧管真空度定义为油门36和燃烧室24之间产生的负压，将进气管真空度定义为汽化器喉管38和油门之间的负压，将喉管真空度定义为节气门34和汽化器喉管之间的负压。
燃油从燃油泵14，经过一个汽化器进油管40和浮子室阀门通道42进入浮子室28。浮子室44有一个向上的调整塞阀46，浮子安装在浮子室28的铰接点48上，这样浮子室通道42可以打开让燃油通过，直至浮子室中充满燃油使浮子44升高，塞阀46正好填住浮子室油门通道42。图1就表示了浮子室阀门通道堵住的情况。
在浮子室28和混合喉管26之间置有多个燃油通道，使浮子室中的燃油与空气混合，形成混合气，送入燃烧室24。在这些通道中的第一个通道50构成怠速通路，从浮子室28中流出的燃油流到汽化器18中紧挨着油门36下面的部分。从通道50中流出的燃油是由调整针阀52控制的。经过针阀流出的燃油与经过空气进气装置30的怠速泄漏通道54流进的空气混合。第二个通道56，它位于浮子室28和混合喉管26之间，包括有一个主出油管，出油管的入口处比怠速通道50的入口处高一些，从通道56的出口向汽化器喉管38排放燃油。最后，第三个通道58是在汽车发动机的汽化器中常用的，包括一个加浓通道，当它打开使燃油通过时，便在喉管38和油门36之间的混合喉管26中直接加入了附加燃油。
在发动机怠速时，油门36完全关闭，以避免由于足够的进气管真空压力使燃油从主出油管56流进混合喉管26。足够的进气管真空压力与在浮子室28中的大气压共同作用，使燃油经过怠速通道50流入汽化器18。泄漏通道54中的空气与怠速通道50中的燃油的混合，由针阀52进行控制，以保证发动机怠速时有足够的空燃混合物(见图1)。当油门36打开以后，进气管真空压力下降到足以使燃油从主出油管56流入，供给发动机稳定工作所需要的充足的燃油(见图3)。在发动机加速和全速运转需要附加燃油量时，就要使用加浓通道58。
一般在加浓通道的入口处装有一个由机械联杆开启的阀60，用来关闭加浓通道。该机械联杆包括一个与典型加速踏板(未画出)相联的部件62，一个与部件62的一端相联而另一端与联结杆66的相联的支架64。联结杆与支架相对的另一端装有阀60。当油门36转到一个打开的位置(见图4)，部件62的运动使支架64绕铰接点68运动，将联接杆66向上提起，从而使阀60从加浓通道58的入口处移开，使得附加液态燃油从加浓通道58流入混合喉管26，以加浓流入进气管22的空燃混合物。
根据本发明，如上面已经简单提到过的，燃油加热汽化装置12和流量控制阀20安装在燃油泵14和汽化器浮子室28之间的燃油通道上。流量控制阀20通过进气真空管70与汽化器混合喉管26相联，并且当进气管真空压力下降时，流量阀20产生相应的压力变化来增加燃油混合物16的流量，而在进气管真空压力增加时减少燃油混物16的流量。正如下面要进一步说明的燃油加热汽化装置12，以及位于燃油泵14和汽化器18之间的燃油流量控制阀20调节着与内燃机相连的汽化器的工作。浮子室28中装满液态燃油，当发动机怠速时，这些液态燃油从浮子室28中流经怠速通道50进混合喉管26，必要时加热汽化装置将加热了的燃油又补充了进来。发动机转速增加时，流量控制阀20使浮子室中的燃油液面下降，汽化的燃油便可进入混合喉管26，以与加热后的从吸气装置30吸入的空气相混合。
现在结合图2、5、6和7来详细描述一下燃油加热汽化装置12。从燃油泵14流出的液态燃油，一般是经过油管72流入加热汽化装置的入口76的。油管72通过一个联接杆74与加热汽化装置12相连。整个加热汽化装置12是装在一个箱式容器78中的。箱式容器78有一个可移动的上盖80，一个类似的可移动的下盖82(见图2)。由装置的入口76流入的燃油，进入到一个吸热装置84中。吸热装置84中由多层交错的壁面86形成了一个燃油蛇形通道88，它的入口92装有一个限流阀或量孔90，以利于通过蛇形通道被加热的液态燃油的汽化。蛇形通道的出口94与加热汽化装置的出口96相连。装置12还有一个温度传感器98，用来测量热的液态和汽态的燃油混合物16的温度(见图6)。
在吸热器84上有许多并联的电阻加热元件100，它们通过一个调整热敏电阻104与电池102相联。更具体地说是电池102引出的正极106通过一容器78在电阻加热元件的引出端108与热敏电阻104相连。如果蛇形通道中的燃油温度不是在预定范围内，那么热敏电阻104就允许电池102输出的电压通过，使加热元件100对吸热器84进行加热。为了使电路能够接通，加热元件100的另一端还要接地110，同时导出端106也要经过容器78回到电池102的负极。热敏电阻104包括一个温度选择开关112，它能够对装置的出口96中燃油混合物16的温度进行精确的控制。
同时为了进一步防止燃油温度超出所需的范围产生过热，在吸热器84的上表面附近装有一个标准热偶104，用作温度传感器98的备用件(见图5)。
从加热汽化装置12流出的燃油混合物16中最好有占总体约30%的液态燃油、约70%的汽态液油，温度最好在115°F到125°F的范围内。
加热的、部分汽化的燃油混合物16进入加热汽化装置12的第二级油管116，它直接将燃油混合物16送入流量控制阀20的入口118。流量控制阀20包括一个与入口118相通的进气室120;一个和流量控制阀的出口124相通的排气室122;一个与进气室和排气室相连的阀门通道126。流量控制阀的出口124通过联接螺纹128接到汽化器的入口40上，这样在需要的时候燃油加热汽化装置12中的燃油便可直接进入汽化器18。
阀头130安装在阀杆132的下端，沿阀门通道126轴向调节，在一些情况下，可对通过的流量进行限制。杆132穿过排气室122的上面墙，杆的上端装有弹性隔膜136。上面墙134有聚四氟乙烯套管138，它与装在杆132上的一对0形环140相互配合，形成密封环，以防止任何燃油混合物16除了从出口124以外的地方泄漏。
弹性隔膜136安装在流量控制阀20的上盖中并横向放置。上盖的结构要如此设置，即使弹性隔膜136的下面与大气相通，而隔膜的上面只承受进气管真空压力，这可以通过进气真空管70将汽化器18的真空进气管与隔膜136上表面的真空室144相通来完成。在上盖142的上部与隔膜136的上面之间的真空室144还装有一个弹簧146，当发动机不工作，杆132向下运动时，弹簧146推动隔膜，阀头130停在阀门通道126内凸起的一对筋板148上。安装筋板的目的是为了防止阀门通道126完全关闭，不让燃油通过。这样流量控制阀20就可以简单地控制由此流出的燃油混合物16的流量了，但又不是任何流量总可以由此阀控制的。就本例而言，在阀头完全落下时，筋板148所产生的阀门通道126与阀头130之间的最小间隙最好为0.015英吋。最后，在上盖142的上端装有一个调整螺母150，调整作用在隔膜136上的弹簧146的张力。
除了上面所述的以外，本发明的最佳实施例还包括一个加热装置，它用来加热进入汽化器混合喉管26以前、由空气吸气装置30吸入的空气，这个空气加热装置包括有一个安装在空气吸入装置30中的电阻加热元件152，和一个装在电阻加热元件152下游的热敏电阻154，以确保由空气吸入装置吸入混合喉管26的空气是处于160°F到180°F温度范围内。自由旋转的风扇156安装在空气吸入装置30中，在空气滤清器32的下面、加热元件152的上面，其作用是增加吸入汽化器混合喉管26的热空气的漩流。增加热空气的漩流可以使燃烧室24内的空燃混合气的燃烧得以改进。
现在对本发明所述的装置中，即采用了改进系统10的内燃机汽化部分参照图1进行说明。在发动机起动之前，浮子室28中装满了燃油，油门36关闭，阀头130处于使通过流量控制阀20的燃油流量最小的位置上。在发动机起动到怠速这段范围内，液态燃油通过怠速通道50进入汽化器18的油门36下面部分，供给保持发动机怠速稳定运转所必须的可燃混合气。空气加热元件152和吸热器加热元件100应连到电源(电池102)上，这样点火系统便与这些加热元件同步作用。燃油从怠速通道50流出时，浮子44将要稍有下降，使塞阀46离开浮子室阀门通道42，让补充的燃油进入浮子室28。进入浮子室28的燃油被燃油加热汽化装置12慢慢地加热，直至其体积成份中有约30%的液态燃油和约70%的汽态燃油，并使温度处于115°F到125°F的范围之内。这样随着发动机温度的升高，由于燃油加热设备的作用提高了发动机总体的热效率，从而减少造成污染的燃烧废物。
发动机转速增加时，油门36打开，空气通过空气吸入装置30、空气加热元件152进入汽化器混合喉管26。空气的高速流动导致汽化器喉管38处的压力下降，足以使燃油经主油管56，从浮子室28中吸入喉管，同时进气管的真空压力下降，使阀头130抬起，即和弹簧146的向下偏移方向相反，而且阀门通道126，燃油加热汽化装置12中的加热汽化燃油，以及通过燃油控制阀20增加燃油混合物16的作用，使流量控制阀的作用，超过浮子室28一般的作用，因此它允许浮子室的燃油液面下降到热的汽态燃油可以直接从浮子室经主出油管56进入汽化器混合喉管26。
图8表示了一个汽化器18的进气管真空压力(用英吋汞柱表示)与油门开关的关系曲线158。人们将会注意到，在发动机怠转运动时，进气管真空压力几乎等于大气压力;在发动机中速运行时，这个压力下降到大约为18、19英吋汞柱;在汽化器全开的情况下，进气管真空压力只是7、8英吋汞柱数量级的。由曲线158确定的压力作用在隔膜136上，从而控制流量控制阀20的动作。
在油门36进一步打开，发动机加速到全速时(见图4)，维持发动机稳定运转需要更多的燃油。这时前面提到过的与加浓通道58相联的联接机构便打开，让热的液态燃油经加浓通道直接流进汽化器18的混合喉管26。这部分液态燃油和经主出油管56流出的浮子室中的热的液态燃油一起，与从空气吸入装置30中吸入的热空气相混合，形成更多益于燃烧的空燃混合物，送入燃烧室24。
从前面的描述中，人们可以了解到，本发明的改进系统10是容易附加到现有内燃油的汽化系统中，用来提高流向燃烧室24的空燃混合物的可燃性，从而有利于提高燃油效率和减少燃烧废气中的有害物质。
图9是空燃比为发动机怠速到全速时变化函数的曲线160，它表示了在燃油泵14和汽化器18之间没有加入改进系统10的情况，从中可以看出怠速时的空燃比约为10∶1，中速时上升为15∶1，加速以后空燃比可以达到16∶1。
现在，考虑一下加上改进系统10以后，发动机汽化系统的动作要适应于进气管真空压力变化(如图8所示)，这样怠速时空燃比要增加到15∶1，中速时增加到20∶1左右，在加速以后要增加到21∶1，形成相对较稀的混合气，改进了燃烧。从曲线162可以明显地看出，在发动机的整个工作范围内，其空燃比始终是高于没有增加改进系统10的相应值。一方面这种改进不需要对现有的汽化器作过多的修改，另外也不会削弱发动机的工作性能和可靠性。
当油门36从全开又回到怠速时，第一加浓通道58则关闭，从而混合气16中的热的汽态燃油将不再经主出油管56进入混合喉管26。此后由于进气管真空压力随发动机回到怠速状态而增加，则弹簧146就向下推动隔膜136，以限制从阀门通道126流出的燃油量。因为在进气管真空压力不足以克服弹簧146的偏移力时，还会有一部分混合燃油16必须通过阀门通道126，所以阀门通道126表面上设置筋板146用来防止阀门完全关死。
更具体地说就是，在发动机温度升高，并从中速到全速运转某些时间以后，如发动机突然关闭，则浮子室28中的液态燃油将会降得如图3和4中所示的低位置。为了确定阀头130和阀门126之间的间隙，应该使燃油混合物16中热的汽态燃油冷凝后正好能把浮子室28中的燃油液面充满到如图1所示的位置，这样在冷起动和怠速状态，保证了汽化器中有足够量的液态燃油，这是先前已经讨论过的。
在加入改进系统10前后，不同发动机转速下测量发动机污染的主要试验结果如下试验1。 1977 试验车PLYMONTH FURY改进前 改进后1)发动机转速839转/分(怠速) 874转/分(怠速)废气中成份CO 5.33% CO 1.58%CO28.2% CO29.2%HC 92PPM(百万分数) HC 11 PPM2)发动机转速2495转/分(中速) 2651转/分(中速)废气中成份CO 3.40% CO 0.54%CO210.1% CO213.0%HC 55 PPM HC 1 PPM试验2 1969 试验车OLDSMOBILE DELTA 98改进前 改进后1)发动机转速728转/分(怠速) 686转/分(怠速)废气中成份CO 3.58% CO 1.14%CO28.9% CO29.8%HC 112PPM HC 53PPM2)发动机转速2400转/分(中速) 2536转/分(中速)废气中成份CO 3.10% CO 0.33%CO213.3% CO215.2%HC 57 PPM HC 64 PPM试验3 试验 试验车HONDA改进前 改进后1)发动机转速1008转/分(怠速) 1044转/分(怠速)
废气中成份CO 0.37% CO 0.19%CO214.3% CO29.1%HC 167 PPM HC 106PPM2)发动机转速2082转/分(中速) 2500转/分(中速)废气中成份CO 0.74% CO 0.79%CO214.6% CO214.7%HC 121PPM HC 94PPM试验4 1976 试验车DODGE VAN改进前 改进后1)发动机转速844转/分(怠速) 882转/分(怠速)废气中成份CO 1.3% CO 0.43%CO211.54% CO210.76%HC 94PPM HC 6PPM2)发动机转速2502转/分(中速) 2574转/分(中速)废气中成份CO 0.46% CO 0.37%CO210.79% CO210.59%HC 4PPM HC 3PPM从上可以清楚地看到，本发明的改进系统10只需对现有的汽化系统作很小的改进便可使用，而且改进的系统可以由那些已知能够承受发动机长期严酷条件使用的部件构成，所述的那些特殊装置也能够安全地、有效地加热和部分汽化一定混合比的燃油，并且对进入汽化器18与热空气相混的混合燃油通道进行控制。
显然已对本发明的一个特殊的实施例进行了详细的描述，但是根据这种发明构思还可以做出各种各样的改进。因此除了从属的权利要求
以外，本发明不应受到限制。
权利要求
1.内燃机的污染控制系统，它不仅有一个燃油泵，一个进气装置、一个有浮子室和与吸气装置相联的空气燃油混合喉管的汽化器，以及使燃油从浮子室进入混合喉管的通道，而且污染控制系统还包括加热汽化从燃油泵中流出的燃油的装置，使燃油加热汽化装置的出口处预定产生一定数量的液态和汽态的燃油混合物；控制从加热汽化装置的出口到浮子室的液态和汽态燃油混合物流量的装置，由于它与流化器相连通，从而感受到该处进气管真空压力的作用，随着进气管真空压力的下降和增加，使液态和汽态燃油混合物的流量相应地增加和减少，在发动机怠速时，浮子室基本上装满液态燃油，由此泄漏到混合喉管的液态燃油由加热汽化装置中产生的热的燃油来补充，发动机的转速增加时，流量控制装置使浮子室内燃油的液面下降到足以使汽化的燃油流入混合喉管，与从进气装置吸入的空气相混合。
2.按照权利要求
1所说的系统，其中燃油加热汽化装置预定产生的液态和汽态燃油混合物中，其体积成份为30%左右的液态燃油和70%左右的汽态燃油。
3.按照权利要求
2所说的系统，其中燃油加热汽化装置出口处预定产生的液态和汽态燃油混合物的温度是在115°F到125°F范围内。
4.按照权利要求
1所说的系统，还包括一个在空气从进气装置吸入后、进入混合喉管之前，将空气加热到160°F到180°F温度范围内的加热装置。
5.按照权利要求
4所说的系统，还包括一个自由旋转的风扇，它装在空气进气装置与汽化器混合喉管的接口处，使空气和燃油的混合得到改善，从而改进了发动机的燃烧。
6.按照权利要求
1所说的系统，其中燃油加热汽化装置还包括一个电阻加热单元;一个有入口和出口的蛇形吸热器，燃油从燃油泵流入进口，在与吸热器进行热交换以后，从出口流出，到控制装置中;燃油温度传感装置，该装置与控制输入到电阻加热单元中电量的热敏电阻相联，它调整吸热器的温度，从而控制蛇形吸热器的燃油温度，热敏电阻的预置温度是可调的;一个安装在燃油通道上靠近蛇形吸热器进口处的限流阀，在燃油进入蛇形吸热器时，该阀有利于燃油的汽化，并能增加燃油的紊流。
7.按照权利要求
1所说的系统，其中控制装置包括一个其进口与燃油加热汽化装置出口相联的流量限制阀;一个与汽化器浮子室相联的阀的出口;一个与阀的进口和出口相联的阀的通道;一个其位置和形状能够控制经过通道的燃油流量的阀件;使阀件沿阀的通道运动的装置，它包括一个一端与阀件相联的阀杆和一个联在阀杆另一端的弹性隔膜，弹性隔膜的一面承受大气压力，另一面承受进气管真空压力;使隔膜偏移的弹簧装置，使阀件能够控制流过阀通道的燃油流量;调整弹簧张力的装置;防止流量控制阀完全关闭的装置。
8.一个内燃机空气燃油混合系统，它包括一个具有燃油混合喉管、燃油浮子室和将浮子室的燃油送入混合喉管的燃油通道的汽化器;将过滤后的空气送入汽化器混合喉管的装置;把将要进入浮子室的燃油，按其体积成份约为30%的液态燃油和约70%的汽态燃油混合物的调制装置(其为加热汽化装置);用于浮子室燃油液面的控制装置，它能在发动机怠速时，使浮子室内充满液态燃油，通过燃油通道从浮子室中流出的燃油，由上述燃油调制装置中预先处理的燃油进行补充，控制装置还能在发动机转速增加时，使浮子室燃油液面下降，让汽化燃油直接进入混合喉管，以与吸气装置吸入的空气相混合。
9.按照权利要求
8所说的系统，其中吸气装置包括将其吸入的空气加热到160°F到180°F的温度范围内的装置。
10.按照权利要求
9所说的系统，其中空气加热装置包括至少一个安装在空气进气装置内的电阻加热元件，电阻加热元件的温度是由装在电阻加热元件下游的空气温度传感装置控制的。
11.按照权利要求
9所说的系统，还包括在空气进气装置内装有一个自由旋转风扇，用来增加吸入汽化器混合喉管的空气的漩流，使空气和燃油的混合得到加强，从而改善了发动机的燃烧。
12.按照权利要求
8所说的系统，其中燃油调制装置包括加热装置，将调制装置出口处的燃油混合物温度提高到115°F到125°F范围内。
13.按照权利要求
12所述的系统，燃油调制装置包括一个电阻加热单元;一个具有进口和出口的蛇形吸热器;燃油温度传感装置，与控制电阻加热元件电量的热敏电阻相联，它调整吸热器的温度，从而控制蛇形吸热器出口处的温度;一个安装在燃油通道上靠近蛇形吸热器进口处的限流阀，在燃油进入蛇形吸热器时，该阀有利于燃油的汽化，并能增加燃油的紊流。
14.按照权利要求
8所述的系统，其中的控制装置由于和汽化器相通从而感受到该处的进气真空压力的作用，随着进气管真空压力的下降和增加，使液态和汽态燃油混合物的流量相应地增加和减少。
15.按照权利要求
14所述的系统，其中控制装置的流量控制阀包括一个与燃油调制装置相联的阀的进口;一个与汽化器浮子室相联的阀的出口;一个联接阀的进口和出口的阀的通道;一个其位置和形状能够控制经过阀的通道燃油流量的阀件;使阀件沿阀的通道运动的装置，它包括一个一端与阀件相联的阀杆;一个联在阀杆另一端的弹性隔膜，弹性隔膜的一面承受大气压力，另一面承受进气管真空压力;使隔膜偏移的弹簧装置，它使阀件能够控制流过阀的通道的燃油流量;还有调整弹簧张力的装置;防止阀件完全关闭阀通道的装置。
16.一种内燃机减少废气中的污染，并能响应于油门变化的汽化方法，其步骤包括加热吸入汽化器的空气;加热、汽化与热空气混合前的、部分液态和部分汽态混合的燃油混合物;控制与吸入汽化器的热空气相混的热的燃油的状态和流量，其控制步骤还包括当油门关闭，发动机怠速时，将热的液态燃油喷入汽化器;随着油门打开，附加的热的液态燃油立刻喷入汽化器内，接着将热的汽化燃油喷入汽化器内，热的液态和汽态燃油与热空气混合，形成维护发动机运转所需的可燃混合气;还有，随着油门关闭，喷入汽化器的热的汽化燃油量减少，直至油门全关时，只有热的液态燃油喷入。
17.按照权利要求
16所述的方法，还包括增加吸入汽化器的热空气漩流的步骤，加强空气和燃油的混合，从而改善发动机的燃烧。
18.按照权利要求
17所述的方法，其中吸入汽化器的空气被加热到160°F到180°F的范围内。
19.按照权利要求
16所述的方法，其中部分汽态的燃油混合物，按其体积成份约有30%为液态燃油，约有70%为汽态燃油，并且其温度在115°F到125°F的范围内。
20.按照权利要求
16所述的方法，还包括在发动机加速到全速过程中，油门进一步打开，将附加的热的液态燃油喷入汽化器的步骤。
专利摘要
一个内燃机的汽化系统，它包括一个燃油加热汽化装置，它将送入汽化器的燃油加热为30％的液态、70％的汽态混合物；一个响应于汽化器进气管真空压力的流量控制阀，在进气管真空压力变化时，使流入汽化器热的汽态燃油相应地变动。随着发动机温度的升高，由热敏电阻控制的加热件，使吸入汽化器的空气温度在160到180范围内。流量控制阀与汽化器浮子室供给热的液态和汽态燃油，使之与汽化器中热空气相混合，改善发动机的燃烧，减少废气的污染。
文档编号F01M13/04GK86103804SQ86103804
公开日1987年4月29日 申请日期1986年5月2日
发明者凯利·R·拉林格斯 申请人:安蒂普公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan