专利名称：四冲程发动机内油料挥发组分收集方法及收集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机内挥发物收集处理技术，特别涉及诸如摩托车用的四冲程发动机内油料挥发组分收集方法及收集系统。
汽车、摩托车作为现代化交通工具越来越得到广泛的使用，其中摩托车尤以其快速、灵活、启动加速快等其它交通工具无法相比的特点，已被广泛用于城乡交通，尤其成为城市的理想代步工具。作为这类机动车辆的内燃发动机，尤其是汽油机，其所用储油箱内部液面上方充满汽油挥发物形成的蒸汽，这些汽油蒸汽可通过油箱盖等缝隙逸散到大气中，这不仅是燃油的浪费，更重要的是这将造成对大气环境的污染，特别是汽油蒸汽在大气中的积累更是一种严重的危险隐患。此外，作为所述发动机重要组成部分的曲轴箱内总要有机油用于曲轴机件间的润滑，随着机件的高速运转，特别是在机件因摩擦而升温的情况下，其中的部分机油会飞溅而雾化，这些雾状机油会沿气缸进入气缸头向周围大气逸散，造成对大气环境的污染。
及时并有效地消除大气中这种油料逸散，不使其造成积累，进而能以适当方式合理地利用这些逸散的油料，已越来越成为人们竞相研究和关注的技术课题。并且近来已有报道。如中国实用新型专利CN94208690.2在报道一种《引擎废气自动回收装置》技术的同时即指出，存在于曲轴箱内的这种“废气受到高温作用生成积碳附着于曲轴箱内壁，阻塞气孔与油孔，使引擎寿命大为降低”。于是，该装置的外壳内设置过滤芯子，“将废气所残留的不可燃物质过滤，经由回收过滤后将可燃性气体再经由排气管导入汽缸燃烧”。该装置结构过于复杂，特别不适于摩托车上安装使用。
本发明的目的在于提出一种简单易行的、能高效率收集内燃发动机，特别是汽油机油料挥发组分的收集方法。
本发明的另一目的在于提出一种实现上述收集内燃发动机油料挥发组分收集方法的、结构简单的内燃发动机，特别是汽油机用的油料挥发组分的收集系统。
为实现上述目的，本发明提出的内燃发动机，特别是汽油机油料挥发组分的收集方法包括以下步骤，为汽油机油箱提供收集、储存并且液化的支路利用汽油机吸气冲程在与进气管一侧相连的负压管中形成负压作用，将收集后的液态油分导入化油器。曲轴箱内的机油雾滴聚集在汽缸头，在发动机压缩冲程时，被压缩导入化油器。
本发明提出的实现上述内燃发动机油料挥发组分收集方法的内燃发动机，特别是汽油机油料挥发组分的收集系统包括汽油机油箱顶部经收集管与一个活性炭罐相连，活性炭罐的出口端经管路与三通转换阀的进气接口连接。所述三通转换阀的另两个接口一个为出气接口，另一个为负压控制接口，后者经一负压真空管与化油器相通。所述三通转换阀内设有密封垫，用以以脉动方式控制其进气接口与出气接口的连通或阻断。三通转换阀的出气接口接到发动机的化油器。
发动机气缸头盖上有一个收集导入管，该管的另一端接入发动机的化油器与空气滤清器的通道上。在发动机压缩冲程时，机油雾滴被压缩导入化油器。此外还可借助发动机吸入燃油/气体混合物过程中形成的负压，使曲轴箱内的雾状机油滴被吸引，汇入燃油/气体混合物一起进入汽缸。
具有上述结构的本发明内燃发动机，特别是汽油机油料挥发组分的收集系统，利用内燃机吸气冲程在缸头区域形成的负压效应，使三通转换阀控制接通其进气接口与出气接口，使被液化的汽油蒸汽经化油器，汇入燃油/气体混合物一起进入汽缸。
经对比测试，使用相同品牌、相同排气量卧式单缸四冲程内燃机的摩托车采用本发明汽油机油料挥发组分的收集系统后，不仅避免了油箱内的汽油蒸汽及曲轴箱内的雾状机油滴向大气的逸散，消除了易燃油气集聚可能带来的隐患，特别是与废气处理系统同时使用还能大大改善汽缸内燃油的燃烧状况，使排放到大气中的废气所含CO的体积百分比平均低于1.5％(最低可低于1.1％)；废气中碳氢化合物浓度含量平均低于560ppm。
以下结合附图，通过对实现本发明的具体实施例的详细描述，进一步说明本发明内容，其中
图1是说明本发明一种实施例的汽油机油料挥发组分的收集系统总体布置的结构示意图；图2是说明所述实施例汽油机油料挥发组分的收集系统中所用三通转换阀内部结构的剖面示意图。
参见图1，该图示意地示出本发明一种实施例的汽油机油料挥发组分收集系统的总体布置结构。汽油机油箱1顶部经收集管2与一个活性炭罐3相连，活性炭罐3用于收集、储存并且液化自油箱上部经收集管2送入的汽油蒸汽。被液化油分自活性炭罐3的出口端31经导入管5与一个三通转换阀4的一个油料入口41′连接。所述三通转换阀4的另两个接口一为油料出口42′，一为负压控制接口43′，后者经一负压真空管6与化油器8相通。所述三通转换阀4内设有密封垫(见图2)，用以以脉动方式控制其油料入口41′与油料出口42′的连通或阻断。三通转换阀4的油料出口42′接到汽油机的化油器8。
发动机气缸头盖上有一收集导入管9，该管的另一端接入发动机的化油器8与空气滤清器间的通道上。在发动机压缩冲程时，机油雾滴被压缩导入化油器。此外还可借助发动机吸入燃油/气体混合物形成的负压，使曲轴箱内的雾状机油滴被吸引，汇入燃油/气体混合物一起进入汽缸10。
对照图2可知，上述三通转换阀4实际为一个三向连通阀。在其内部沿其轴向为一贯通的通道41，通道周围有一与之隔开布置的腔室45，腔室45的开口即为前述经管路与前述油料出口42′。通道41与腔室45间可有通路46相通。所述通道41的上下两段41a和41b分别与负压管6和导入管5密接，其中上段41a的直径大于下段41b的直径。通道41的中央部位有阶梯状凹槽42，所述凹槽的直径大于通道41上段41a的直径，槽内用以容纳密封垫43，将通道41的上下两段41a和41b隔开。凹槽42的轴向深度大于密封垫43的厚度，使得密封垫43可在槽内沿轴向移动。在密封垫43的朝向负压管6的一侧，并在所述通道41的上段41a内布置有小弹簧44。当密封垫43两侧压力平衡(即相等或接近)时，小弹簧44抵住密封垫43，使得密封垫43同时封闭通道41的下段41b和与通路46。
当汽缸10经历吸气冲程时，与化油器8相通的负压真空管6内形成“真空”状态，破坏了密封垫43上下两侧的压力平衡，以致密封垫43被迫向着压力小的一侧，即通道41的上段41a方向移动，密封垫43封闭通道41的上段41a。与此同时，通路46被打开，使通道41的下段41b与腔室45连通，于是，经活性炭罐3液化的油分经由导入管5进入三通转换阀4，经通道41的下段41b、通路46及腔室45和油料出口42′进入发动机的化油器8，并进入汽缸。
发动机曲轴箱的顶盖上有一收集导入管9，该管的另一端接入发动机的化油器8与空气滤清器的通道上。在发动机压缩冲程时，机油雾滴被压缩导入化油器。此外还可借助发动机吸入燃油/气体混合物形成的负压，使曲轴箱内的机油雾滴被吸引，汇入燃油/气体混合物一起进入汽缸10。
经此多段收集过程，则不仅免除了汽油机油箱内汽油蒸汽逸散的可能，也使曲轴箱内的机油雾滴得以被收集，既消除了对环境的污染，避免了危险隐患，同时还节省了燃油，特别是避免了曲轴箱内的积碳，有利于延长发动机的使用寿命。而且通过上述对油料的前期收集处理，还提高了汽缸内工质的燃烧状况，进一步减少了内燃机排放废气中有害物质的含量，使之可远远低于容许的排放标准，最终达到净化排气的目的，从而确保实现对周围环境的有效保护，以此实现整个发动机，乃至使用该发动机的车辆成为“绿色发动机”、“绿色摩托车”等。
权利要求
1.一种内燃发动机，特别是汽油机油料挥发组分的收集方法包括以下步骤，为汽油机油箱提供收集、储存并且液化的支路；利用汽油机吸气冲程在与进气管一侧相连的负压管中形成负压作用，将收集后的液态油分导入化油器；曲轴箱内的机油雾滴聚集在汽缸头，在发动机压缩冲程时，被压缩导入化油器。
2.一种用于实现权利要求1所述方法的四冲程内燃机，特别是汽油机油料挥发组分的收集系统，汽油机油箱顶部经收集管与一个活性炭罐相连，活性炭罐的出口端经管路与三通转换阀的油料入口连接；所述三通转换阀的另两个接口一个为油料出口，另一个为负压控制接口，后者经一负压真空管与化油器相通；所述三通转换阀内设有密封垫，以脉动方式控制其油料入口与油料出口的连通或阻断；三通转换阀的油料出口接到发动机的化油器发动机气缸头盖上有一个收集导入管，该管的另一端接入发动机的化油器与空气滤清器的通道上。
3，一种如权利要求2所述的收集系统，其特征在于，所述与内燃机的化油器相连的三通转换阀(4)以脉动方式控制活性炭罐(3)的液化油分进入化油器(8)。
4，一种如权利要求2或3所述的收集系统，其特征在于，所述三通转换阀(4)，在其内部沿其轴向为一贯通的通道(41)，通道周围有一腔室(45)，腔室(45)经导入管(5)与化油器(8)相通；通道(41)与腔室(45)间有通路(46)相通。
5，一种如权利要求4所述的收集系统，其特征在于，所述通道(41)的上下两段(41a，41b)分别与负压管(6)和导入管(5)密接，上段(41a)的直径大于下段(41b)的直径；通道(41)的中央部位有阶梯状凹槽(42)，所述凹槽的直径大于通道(41)上段(41a)的直径，槽内容纳密封垫(43)，将通道(41)的上下两段(41a，41b)隔开凹槽(42)的轴向深度大于密封垫(43)的厚度，密封垫(43)可在槽内沿轴向移动。
6，一种如权利要求5所述的收集系统，其特征在于，在密封垫(43)的朝向负压管(6)的一侧，并在通道(41)的上段(41a)内布置有小弹簧(44)；密封垫(43)两侧压力平衡，则小弹簧(44)抵住密封垫(43)，同时封闭通道(41)的下段(41b)和通路(46)。
全文摘要
利用汽油机吸气冲程形成负压作用,将经液化收集液态油分导入化油器;曲轴箱内的机油雾滴聚集在汽缸头,在发动机压缩冲程时,被压缩导入化油器,从而免除了油箱内汽油蒸汽的逸散,并使曲轴箱内的机油雾滴得以被收集,消除了对环境的污染,避免了危险隐患,同时还节省了燃油,还提高了汽缸内工质的燃烧状况,进一步减少了内燃机排放废气中有害物质的含量。
文档编号F02M33/02GK1193074SQ9810038
公开日1998年9月16日 申请日期1998年1月25日 优先权日1998年1月25日
发明者李书通 申请人:吉利集团有限公司