CN1047721A - 喷射式化油器的燃油喷射装置 - Google Patents

Abstract

喷射式化油器的燃油喷射装置包括由调节器的常压腔和燃油腔构成的低速燃油控制装置，一个由调节器的另一个常压腔和另一个燃油腔构成的主燃油控制装置。低速燃油控制装置和主烧油控制装置有一个共同的燃油供给通道，前者的燃油控制装置位于后者的燃油控制装置的下游。这个燃油喷射装置有宽的控制范围、高的精度、其成本低并且能长期保持初始性能。

Description

本发明涉及一种喷射式化油器的燃油喷射装置，它能够根据吸入的空气流速所产生的负压，准确地控制燃油喷射率。

作为这种类型化油器的传统燃油喷射装置的一个例子是众所周知的、用于飞机的本迪克斯-斯托姆博格（Bendix-Stromberg）燃油喷射系统（见“点燃式发动机：燃油喷射系统”CHARLES    H.FISHER，CHARLES    &    HALL，1966）。下面将简单地描述这个燃油喷射系统的结构和功能。这种燃油喷射系统包括一个燃油控制装置，由调节器空气腔和燃油腔构成，其中空气腔被空气隔膜分成引入动压的常压腔和引入喉口压力的低压腔;调节器的燃油腔被燃油隔膜分成由燃油泵供入燃油的燃油压力腔和通过计量喷咀与燃油压力腔相通的燃油喷射腔，一个连接在空气隔膜和燃油隔膜上的连接件，并且有一个开、闭燃油压力腔进口的提升阀。一个连接到燃油喷射腔并用于向位于节流阀下游的吸管喷射燃油的燃油喷咀。发动机起动后，在燃油控制装置中确定了通过节流阀吸入的空气流速，在调节器的空气腔中的常压腔和低压腔之间就产生了相应于空气流速的压差，空气隔膜则把连接件向低压腔方向移动，以便充分打开提升阀。另一方面，燃油压力腔和燃油喷射腔之间的压差施加于燃油隔膜上，它把连接件向相反的方向位移以关闭提升阀。在此作用于相反方向的压力差互相平衡，就确定了提升阀的开度，进而确定了导入燃油压力腔的燃油流速。由于燃油喷咀以不变的压力喷射燃油，计量喷咀下游的燃油压力便按正比于喷咀压力的预定值确定。相应地，在计量喷咀的上游和下游之间产生一个压力差，其值等于产生于调节器空气腔的大气腔和低压腔之间的压力差。由于空气流速和燃油流速二者正比于上述的压力差的平方根，因此射入吸管的燃油流速正比于吸入的空气流速，且空燃比保持不变。

然而，这个燃油喷射装置实际上仅能在最小流速的8倍或10倍的范围内控制吸入的流速和喷射燃油的流速。例如，当对于最大输出，由空气流在喉口产生的负压假设为大约30mmHg（毫米汞柱），可控的最小空气流速产生的负压为0.3mmHg（4.1mmAq），这个燃油喷射装置不能控制低于0.3mmHg的压力的空气流速。另一方面，通常的汽车发动机必须在最小流速的60倍范围内有能力控制空气流速和燃油流速。因而，上述燃油喷射系统不能作为汽车的燃油喷射装置。

本发明的主要目的是提供一种可以应用于汽车或摩托车的具有宽的控制范围的上述类型燃油喷射装置。

本发明的另一个目的是提供一种能保持高的控制精度和准确地调节供入发动机的混合物的空燃比的机械式燃油喷射装置。

本发明的第三个目的是提供一种制造成本低并能长期保持其初始性能的机械式燃油喷射装置。

根据本发明，通过把根据吸入相对低的空气流速而能够射出低速燃油的低速燃油控制装置与根据吸入的相对高的空气流速而能够射出高速燃油的主燃油控制装置的结合而完成这些发明目的。

根据本发明，在低速驱动区域中，依据低空气流速产生的负压被引入流速相应于负压值喷射出燃油的低速燃油控制装置，而在主驱动区域中，依据高空气流速产生的负压被引入流速相应于负压值喷射出燃油的主燃油控制装置。在主驱动区域中，从主燃油控制装置和低速燃油控制装置中以计量出的量喷出燃油。

在本发明的最佳实施例中，用于计量从低速燃油控制装置喷射出的燃油的流速的低速燃油计量元件位于用于计量从主燃油控制装置中射出的燃油的流速的主燃油控制装置的下游。由于在低速驱动区域中，喷射的燃油由主燃油计量元件计量，而后又一次由低速燃油计量元件计量，因而燃油喷射装置能在整个低速驱动范围内高精度地计量燃油并且更充分地使之混合。

在本发明的另一个最佳实施例中，每个主燃油计量元件和低速燃油计量元件上装有供油率调节装置，该装置能够通过旁路绕过所说的燃油计量元件调节附加的燃油。这些装置可以提高设定的燃油喷射率的灵活性并且能够更准确地调节喷射的燃油。

当结合附图从最佳实施例的详细描述中可以明显地看出本发明的这些目的和其它目的以及特点和优点。

图1示出了根据本发明的喷射式化油器的燃油喷射装置的第一个实施例的剖视图。

图2示出了根据本发明的喷射式化油器的燃油喷射装置的第二个实施例的剖视图。

现在，参照图1在下面描述本发明的第一个实施例。图中标号1代表一个吸管，即一个化油器的吸孔，标号2表示了一个位于喉口3下游可以开启的盘式空气阀，标号4指示了一个与杠杆2a相衔接的制动器，其中杠杆2a与空气阀2的转动轴固定地连接。在最小开度（初始开度）的条件下，杠杆2a与制动器4衔接（此条件如图1所示），以防止吸管1被空气阀2完全关闭并且在吸管1的内壁和空气阀2的外围之间留有狭窄的间隙5a和5b。标号6代表一个位于空气阀2下游的节流阀。标号7指示了一个负压驱动器，它包括了一个连接到空气阀2的杠杆2a上的隔膜以控制空气阀2的开度。标号9代表一个由隔膜8分开的低压腔，该腔通过位于间隙5a下游的开口9a而与吸管1相连通。当发动机不工作时，隔膜8适于保持在图1所示的由弹簧9b施加偏置力的位置。当发动机起动之后，在开口9a中产生的负压超过预定值时，隔膜8向低压腔9方向位移顶着弹簧9b的弹力而打开空气阀2。具体地讲实际运行，在慢速驱动范围内负压驱动器7不工作，以使空气阀2保持在初始开度。标号10代表一个与节流阀杆6a相衔接的制动器，该杆6a固定地与节流阀6的转动轴相连以保持节流阀6位于最小开度。

标号11表示了一个装有调节器12的空气腔和调节器13的燃油腔的主燃油控制装置。标号14代表了一个把调节器12的空气腔分成常压腔15和低压腔16的隔膜。标号17指示了一个主负压通道，其一端与负压腔16相通，另一端开向吸管1中的喉管3。标号18代表了一个把调节器13的燃油腔分为燃油压力腔19和燃油喷射腔20的隔膜。标号21代表了一个设计为燃油计量元件的主喷咀，它把燃油压力腔19和燃油喷射腔20连通。标号22指示了一个把隔膜14连接到隔膜18的连接元件，它装有能打开和关闭燃油喷射口20a燃油喷射阀22a。标号23指示了一个装于燃油压力腔19中的弹簧，以便把隔膜18向下位移。标号24代表了一个主燃油喷射通道，其一端与燃油喷射口20a相通，另一端与位于空气阀2和节流阀6之间的吸管1相通。标号25代表了一个主旁路通道，它通过旁路绕过主喷咀21把燃油压力腔19和燃油喷射腔20连通。标号26指示了一个位于主旁路通道26中的电磁阀，用于控制分离主喷咀21的燃油流速。电磁阀26须由一个控制电路（未示出）负责控制并且调节燃油流速以控制在主驱动范围中混合物的空燃比。标号27代表了一个从燃油箱28通过燃油供给通道29向燃油压力腔19供燃油的燃油泵。标号30指示了一个与燃油供给通道29相通的燃油压力调节腔。这个燃油压力调节腔30调节处于燃油供给通道29中的燃油压力以便控制经过燃油供给通道29进入燃油压力腔19的供给燃油的流速，同时也用于把多余的燃油通过返回通道31送回燃油箱28。

标号32指示了一个装有调节器33的空气腔和装有调节器34的燃油腔的低速燃油控制装置。标号35代表了一个把调节器33的空气腔分成常压腔36和低压腔37的隔膜。标号38指示了一个辅助负压通道，其一端与低压腔37相通，另一端开向位于空气阀2下游的间隙5a下游的吸管1。标号39指示了一个把调节器34的燃油腔分成燃油压力腔40和燃油喷射腔41的隔膜。标号42代表了一个连通燃油压力腔和燃油喷射腔41的导向喷口，导向喷口42设计成用于计量在慢速驱动区域中喷射的燃油量的燃油计量元件。标号43代表了一个通常连接到隔膜35和隔膜39上的连接元件，其末端装有燃油供给阀43a，隔膜35把低压腔37从燃油喷射腔41中分开。阀43a适于在燃油进口40a中向燃油压力腔40移动，用以控制进入燃油压力腔40的供油率并且当发动机不工作时保持燃油进口40a处于最小的开度。标号44指示了一个燃油通道，其一端与主燃油控制装置11的燃油喷射腔相连通，另一端与低速燃油控制装置32的燃油压力腔40的燃油进口40a相通。标号45代表了一个低速燃油喷射阀，它包括了一个由隔膜46分开的喷咀腔47和低压腔48，所述的喷咀腔47装有燃油喷咀47a而所述的低压腔48与低压腔37相通，针阀49固定地连接到隔膜46上并且能打开和关闭燃油喷咀47a，一个弹簧50借助于隔膜46把针阀49位移以便关闭燃油喷咀47a。标号51代表了一个连通燃油喷射腔41和喷咀腔47的低速燃油通道。当发动机不工作时，燃油喷咀47a开向节流阀6的下游的吸管1并由针阀49开闭喷咀47a。

现在，将在下面描述本发明第一实施例的功能。

首先，在发动机起动之后的低速驱动区域中，确定空气阀2的初始开度如图1所示。当节流阀6打开一点时，空气流过空气阀2的间隙5a和5b，于是在所述的间隙下游产生负压。这个负压太小以至不能驱动负压驱动器7，空气阀2保持在初始开度。另一方面，通过辅助负压通道38，这个负压引入低速燃油控制装置32的低压腔37和低速燃油喷射阀45的低压腔48。这样，隔膜35和46二者向右位移，从而使隔膜39也向右位移并且针阀49打开燃油喷咀47a。当隔膜39如上所述向右位移时，由于在引导喷口42下游产生压力损失，在燃油喷射腔41中的燃油压力下降和燃油进口40a的开度增加，从而提高了压力腔40中的燃油压力。相应地，一个向左偏置的力作用于向右位移的隔膜39上，其结果是隔膜39向右位移直到两个偏置力相互平衡为止。因此，燃油进口40a的开度由引入低压腔37的负压而定，引入燃油压力腔40的燃料量正比于引入低压腔37的负压值。结果，由导向喷口42计量的并正比于负压值的燃油从燃油压力腔40导入燃油喷射腔41，进而通过低速燃油通道51进入燃油喷咀腔47，并通过燃料喷咀47a喷向经过吸管1的空气气流。如上所述由于提高了气体经过间隙5a和5b速率，隔膜35、39及连接元件43进一步向右位移，低速喷射阀45允许燃油高速喷射，这样提高了从燃油压力腔40通过引导喷口42进入燃油喷射腔41的供油速率，同时提高了通过燃油进口40a进入燃料压力腔41的进油速率。另一方面，由于通过主负压通道17进入负压腔16喉口3处的压力与常压腔15中的压力相等，主控制装置11不工作，主燃油喷射阀22a使燃油通道24处于关闭状态。相应地，供入主燃油控制装置11的燃油压力腔19的燃油在量上与通过低速燃油喷射阀45的喷射率相匹配，它由主喷咀21计量，而后通过燃油通道44供入低速燃油控制装置32的燃油入口40a。结果，在燃油最小流速范围内能由主喷咀21计量的燃油在低速驱动区域里可以进一步由导向喷口42计量和喷射。

在上述条件下当节流阀6进一步打开，提高了通过间隙5a和5b的空气流速。当通过开口9a引入负压驱动器7的低压腔9的负压超过预定值，负压驱动器便开始工作并且空气阀2从其初始开度的位置逆时针转动。相应地，在吸管1中的喉口处产生负压，通过主负压通道17且被引入主燃油控制装置11的低压腔16，从而使隔膜14在顶着弹簧23的偏置力作用下向上位移。相应地，连接元件22便向上位移使燃油喷射阀22a离开燃油喷射口20a，从而允许燃油喷射腔20中的燃油通过主燃油喷射通道24向吸管1中喷射，同时隔膜18也向上位移。如上所述因为隔膜18向上位移，加压的燃油导入燃油压力腔19，并在计量后通过主喷咀21从燃油压力腔19向燃油喷射腔20导入。由于燃油压力腔19和燃油喷射腔20之间升高的燃油压力差在开闭燃油喷射口20a的方向上施加一个力，当作用于隔膜14上的力与作用于隔膜18上的力平衡的状态下，燃油喷射阀22a静止不动。燃油喷口20a的开度根据负压的增加和减少而变化，燃油喷射率便相应提高或降低。进而，供入燃油喷射腔20的燃油量与由主喷咀21计量的量和根据发动机驱动状况所需要的混合物的空燃比而通过旁路通道25由电磁阀26的动作供给的燃油量的总和相等，然而总量的一部分也供入低速燃油控制装置32中。

从前述的描述中我们可以了解：本发明的第一实施例适于根据低速驱动范围中的低的空气流速，由低速燃油控制装置32喷射低速燃油和据主驱动范围中的高的空气流速，由主燃油控制装置11喷射高速燃油。即使当由燃油控制装置11和32控制的空气流速与燃油喷射率的最大值和最小值的比例大约分别为8X，燃油喷射装置作为一个整体可以提供一个大约为64X的控制比率，足以用作汽车或摩托车的燃油喷射装置。另外，由于由低速燃油控制装置32喷出的燃油由主喷咀21计量并通过燃油通路44供给，燃油便是主驱动范围内由主喷咀21计量的一部分并且在主驱动范围内对计量的准确性无影响。

图2表示了根据本发明的燃油喷射装置的第二个实施例。下面将参照图2描述实施例2，其中跟实施例1的相同元件由相同的标号代表，对这些元件不做专门描述。在图2中，标号52代表了一个引导燃油进入低速燃油控制装置32的燃油压力腔40的低速燃油通道，这些燃油是用来供入主燃油控制装置11的燃油喷射腔20的。标号53指示了一个低速燃油喷射通道，其一端开向低速燃油控制装置32中的燃油喷射口41a，另一端开向位于节流阀6下游的吸管1。燃油喷射口41a和燃油喷射阀43a之间的关系设置成与主燃油控制装置11中的燃油喷口20a和燃油喷射阀22a之间的关系相同。标号54代表了一个通过旁路绕过引导喷口42把燃油压力腔40与燃油喷射腔41相连通的低速旁路。标号55表示一个在低速旁路54中的低速空燃比控制电磁阀，它与主空燃比控制阀26有相同的结构。

现在，在下面描述实施例2的功能。在低速驱动区域，空气气流经由空气阀2产生的间隙5a和5b在辅助负压通路38的开口处产生的负压引入低速燃油控制装置32的低压腔37、隔膜35和39与连接元件43一起向上移动，燃油喷口41a被打开，燃油由燃油喷射腔41通过低速燃油喷射通路53以相应于负压值的量，根据图1中描述的主燃油控制装置11相同的工作原理喷入吸管1。由于提高了空气阀2下游的负压值，燃油喷射部分41a的开度增加，从而提高了燃油喷射率。供入燃油喷射腔41的燃油量等于由引导喷口42计量的燃油量和根据发动机的驱动条件所需要的混合物的空燃比由电磁阀55的动作通过旁路54的供给燃油量的总和。由于在这一阶段中主旁路25由电磁阀26关闭，因此燃油仅通过主喷咀21供入燃油压力腔40。

在主驱动区域，通过如上所述的主负压通道17引入的负压打开主燃油控制装置11中的燃油喷口20a。燃油通过主燃油喷射通道24向吸管1喷入燃油，其量与喉口3处产生的负压值相应。进入燃油喷射腔20的燃油量等于由主喷咀21计量的燃油量和依照发动机的驱动状况所需的混合物的空燃比，借助于电磁阀26的动作通过旁路25的供油量的总和。然而，总量的一部分也供入低速燃油控制装置32。

从前边的描述我们知道，本发明的实施例1和2能够在低速和主驱动区域中准确地控制供入发动机的混合物的空燃比。

另外，毫无疑问可以用活塞阀或类似元件代替实施例中采用的盘式空气阀2。

Claims (10)

1、一种喷射式化油器的燃油喷射装置，包括一个根据吸入吸管的相对低的空气流速向吸管射入相对低流速燃油的低速燃油控制装置，一个根据吸入吸管相对高的空气流速向吸管射入相对高流速的燃油的主燃油控制装置，每个所述的低速燃油控制装置和所述的主燃油控制装置包括一对调节器的空气腔和调节器的燃油腔，所述的低速燃油控制装置和所述的主燃油控制装置的调节器的燃油腔有一个共同的燃油通道，所述的低速燃油控制装置调节器的燃油腔位于主燃油控制装置调节器的燃油腔的下游。

2、根据权利要求1所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，其中位于低速燃油控制装置燃油腔中用于计量射出燃油量的低速燃油计量元件位于在所述主燃油控制装置燃油腔中用于计量燃油射出量的主燃油计量元件的下游。

3、根据权利要求2所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，其中所述低速燃油控制装置的调节器的燃油腔有一个绕过所述低速燃油计量元件设置的低速燃油旁路，所述主燃油控制装置调节器的燃油腔有一个绕过所述主燃油计量元件设置的主燃油旁路，一个控制混合物空燃比的燃油供给率控制装置位于每个低速燃油旁路和主燃油旁路中。

4、根据权利要求2所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，其中一个燃油喷射阀位于低速燃油控制装置的燃油进口，当所述低速燃油计量元件下游的压力超过预定压力值时用以排放燃油。

5、根据权利要求4所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，其中所述燃油喷射阀包括由隔膜分开的一个喷咀腔和一个低压腔，低压腔设计成能够接收在相对低的吸入空气流速下而产生的低压，一个针阀件固定地连接到所述的隔膜上并且与所述燃油喷射口一起工作。

6、根据权利要求1～3之一所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，其中一个燃油泵和一个燃油压力调节腔与连通燃油进口和主燃油控制装置调节器的燃油腔的燃油供给通道相通。

7、根据权利要求6所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，它还包括一个绕过所述主喷咀设置的燃油旁路和一个能打开和关闭燃油旁路的电磁阀。

8、根据权利要求1～3之一所述的喷射式化油器的燃油喷射阀，其中所述的低速燃油控制装置包括由第一隔膜分开的第一常压腔和第一低压腔，所述第一低压腔与位于空气阀下游的吸管相通，空气阀借助于其下游的负压驱动的负压驱动器而被打开或关闭，第二隔膜把第一燃油压力腔和第一喷射腔彼此分开，一个连接元件连到第一、第二隔膜上并装有能控制第一燃油压力腔燃油入口开度的燃油供给阀，一个导向喷口位于第一燃油压力腔和第一燃油喷射腔之间，一个通常是关闭的燃油喷射阀位于引导喷口下游并由引入第一低压腔的负压开启，所述的主燃油控制装置包括由第三隔膜彼此隔开的第二常压腔和第二低压腔，所述的第二低压腔与吸管的喉口相通，第二燃油压力腔和第二燃油喷射腔由第四隔膜彼此分开，一个连接元件连到所述的第三、第四隔膜上并且装有能控制所述第二燃油喷射腔燃油喷射口开度的通常是关闭的燃油喷射阀，一个位于所述第二燃油压力腔和所述第二燃油喷射腔之间的主喷咀。

9、根据权利要求1～3之一所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，其中所述的低速燃油控制装置包括由第一隔膜彼此分开的第一常压腔和第一低压腔，所述第一低压腔与位于空气阀下游的吸管相通，空气阀由其下游的负压驱动负压驱动器打开或关闭，第一燃油腔和第一喷射腔由第二隔膜彼此分开，一个连接元件连接到第一、第二隔膜上并装有能控制第一燃油喷射腔燃油喷口开度的通常是关闭的燃油喷射阀，一个导向喷口位于第一燃油压力腔和第一燃油喷射腔之间，所述的主燃油控制装置包括由第三隔膜彼此分开的第二常压腔和第二低压腔，第二低压腔与吸管的喉口相连通，第四隔膜把第二燃油压力腔和第二燃油喷射腔彼此分开，一个连接元件连接到第三、第四隔膜上并且装有能控制所述第三燃油喷射腔燃油喷口开度的通常是关闭的燃油喷射阀，一个主喷咀位于第二燃油压力腔和第二燃油喷射腔之间。

10、根据权利要求9所述的喷射式化油器的燃油喷射装置，它还进一步包括绕过所述导向喷口设置的第一燃油旁路，一个能打开或关闭第一燃油旁路的电磁阀，一个绕过所述主喷咀设置的第二燃油旁路，一个能打开或关闭所述第二燃油旁路的电磁阀。

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