燃料系統的起動注油迴路的製作方法

2023-10-24 03:22:17 2

專利名稱：燃料系統的起動注油迴路的製作方法
技術領域：
本發明 一般地涉及內燃機的燃料系統，並且更具體而言涉及包括起 動注油迴路的燃*+系統。
背景技術：
小型內燃機通常具有從化油器淨化燃料蒸氣和失效液體燃料的淨 化泵，或者利用注入液體燃^牛對化油器起動注油以便於起動發動才幾的起 動注油泵。這些泵具有手動致動的球頭，並且通常直接附裝到化油器或 者位於遠離化油器。當球頭被按壓時，球頭內的液體燃料和燃料蒸氣流 過下遊燃料管路到燃料箱。當球頭被鬆開時，它返回到其非按壓狀態， 由此通過上遊燃料管路將液體燃料和燃料蒸氣抽回球頭中。淨化通常按 需要重複以確保燃料蒸氣從上遊燃料管路淨化。起動注油泵球頭被類似 地致動至按壓狀態，然而與引導流進入燃料箱不同，該流通常被引導進 入化油器的燃料和空氣混合通道以對化油器起動注油。不幸的是，已知用戶將淨化泵誤作起動注油泵，並且限制該泵的致 動次數以避免"溢流"內燃機的擔心。結果，在開始發動機的起動過程 之前化油器不能完全淨化燃料蒸氣，因此使得起動發動機困難。類似地， 有時用戶將起動注油泵誤作淨化泵並且過度致動起動注油泵，由此使得 發動機"溢流"。結果，使得起動發動機更困難，而不是更容易。發明內容一種用於內燃機的起動注油和淨化燃料系統，對發動機的膜片式化 油器淨化失效液體燃料以及蓄積燃料蒸氣和空氣，同時利用液體燃料對 發動才幾起動注油以進4亍起動。燃並+系統的起動泵至少供應液體燃4牛到起 動注油迴路並且優選地至少供應燃料蒸氣和空氣至燃料系統的淨化回 路。起動注油迴路經由管路將起動注油燃料傳送到發動機，該管道與位 於入口噴口和優選出口噴口之間的》文大隔離腔連通。噴口的 f黃截面流動 面積,皮確定尺寸以允許所需液體燃津+量流動到發動才幾以進4亍起動而不 會使發動才幾溢流。放大隔離腔和噴口的結合可以防止在發動機正常操作期間燃剩-,人起動注油迴路滴落並進入發動才幾。優選地，起動泵被手動操作並且為球頭型，其使得燃料從化油器的 燃料計量設備流動。當致動時，起動泵增大起動注油迴路的管路和淨化 迴路的分支迴路中的燃料壓力。淨化迴路的管路中的偏置關閉單向閥被 校準以保持關閉直到在單向閥上實現足夠的壓差，同時單向閥打開並且 流過一部分液體燃料和蒸氣返回燃料箱。由起動泵產生並且打開淨化回 路單向閥所需的正燃料壓力也暴露到起動注油迴路，並因此被噴口和隔 離腔觀察到，使得一注起動注油燃料進入化油器。


參照當前優選實施例和最佳衝莫式的以下詳細描述、所附權利要求和附圖，本發明的這些和其他目的、特徵及優點將變得明顯，附圖中圖1是起動注油和淨化燃料系統的示意圖，詳細示出在內燃機的化油器、進氣歧管和曲軸箱之間的燃料系統的起動注油迴路的替代布置； 圖2是包括起動泵與起動注油和淨化燃料系統的起動注油迴路的化油器的橫截面圖；圖3是具有起動泵與起動注油迴路的化油器的示意圖，並示出了起 動注油和淨化燃料系統的其他部件的示意性布置，以及起動注油迴路與 內燃機的化油器、進氣歧管和曲軸箱的詳細替代布置； 圖4是修改的起動注油和淨化系統的示意圖；和 圖5是修改的化油器淨化和起動注油系統的示意圖。
具體實施方式
詳細參照附圖，圖1和3示出了用於內燃機22的起動注油和淨化 燃料系統20,該內燃機具有化油器24,化油器優選為膜片式。當發動 機22運行時，燃料和空氣的混合物流過化油器24的混合通道，並且流 到發動機22的進氣歧管26，進氣歧管可以將混合物分配到發動機的至 少一個燃燒室或者到曲軸箱28。優選地由化油器24承載的燃料泵66從 第一迴路30吸入或者接收液體燃料，該第一迴路與遠處的燃料箱32連 通。化油器24的燃料計量設備68按需從燃料泵66接收燃料，並且使 得燃料以受控的體積和壓力流過初級燃料供應通道33,並進入混合通道 58以與進入空氣混合。燃料系統20通常可以分為起動注油迴路和淨化迴路，在圖1中分別由箭頭34、 36表示。起動注油迴路34利用液體燃料對發動機22起 動注油以進行改進的或者更可靠的起動，並且淨化迴路36從化油器去 除失效的液體燃料、氣態蒸氣和/或空氣,也用於可靠的發動機起動。回 路34和36兩者通常共享手動起動泵38，該起動泵優選地通過進入通道 40從化油器24的計量設備68和未操作燃料泵66吸入燃料和蒸氣。燃 料和蒸氣於是通過出口通道42排出，該出口通道42在接頭或者連接44 處丁字形連接到起動注油迴路34的第二管3各46和淨化迴路36的第三 管路48。淨化迴路36通常不僅包括起動泵38 (與起動注油迴路34共 享)和第三管路48,而且包括管路48中的偏置關閉單向閥56、燃料箱 32和第一管路30。如圖3最佳示出，化油器24此處表示為膜片式化油器，其具有主 體60中的燃料和空氣混合通道58以提供燃料和空氣的混合物到發動機 22的進氣歧管26中。化油器24的節氣門62 (優選為旋轉擋板式)被 接納在混合通道58中以在怠速和全開位置之間旋轉。優選地，阻風門 64位於節氣門62上遊，阻風門在便於冷起動的關閉位置和發動機22正 常運行期間的打開位置之間旋轉或者移動。對於特定發動機應用，使用 起動注油迴路34及其燃料混合物加濃能力可以避免需要完全關閉阻風 門64,或者對於包括但不限於小排量發動機的應用而言完全避免對阻風 門的需要。優選地，化油器24支撐燃料泵66和計量設備68並且與它們成為 一體，其中燃料泵66使得燃料通過優選形成在化油器主體60中的燃料 通道70流動到計量設備68。當運4亍時在發動沖幾22的曲軸箱28中優選 地產生燃3+泵66壓力脈衝。可以至少部分形成在主體60中的壓力通道 78將曲軸箱28中產生的壓力脈衝傳遞到燃料泵66的致動腔74。致動 腔74 ^t限定在主體60和彈性地柔性的泵膜片72的幹側之間。泵膜片 72的相反溼側和主體60限定燃料泵66的泵腔76。來自曲軸箱28的壓力脈衝使得泵膜片72在腔74、 76之間撓曲。 對於負的脈沖壓力，膜片72撓曲以減小致動腔74的體積從而在泵腔76 中產生更大負壓力。這使得定位在泵腔76的入口處的偏置關閉單向閥 或者針閥80打開並且在泵腔76的出口處的偏置單向閥或者針閥82保 持關閉。當閥80、 82在這些位置中時，燃料從管路30和遠處的燃料箱32流入泵腔76。在更大正脈沖壓力時，泵膜片72移動以減小泵腔76 的體積由此在泵腔76中產生更大正壓力。這使得入口單向閥80關閉並 且出口單向閥82打開。當閥80、 82處於這些位置時，如果需要，燃料 流入燃|+計量設備68。通常，燃料泵66將僅僅在計量設備68的入口或者隔離閥84(位於 出口單向閥82的下遊)打開時才泵送燃料到計量設備68。計量設備68 也具有由主體60支撐的彈性地柔性計量膜片86、限定在主體60和膜片 86的溼側之間的計量腔88、和限定在膜片86的相反幹側和底蓋92之 間的大氣壓腔或者參考腔90。如圖3最佳示出，多個螺紋緊固件93優 選地將蓋92附裝到主體60,同時密封地按壓其間的膜片86的連續外周 邊緣95。優選地，蓋92中的孔94使參考腔90與優選地處於基本大氣 壓的周圍環境連通。如圖3最佳示出，燃料通道70在主體60中的泵腔76和到計量腔 88的入口埠之間延伸，燃料泵66的出口單向閥82布置在其間。計量 i殳備68的入口閥84優選地位於計量腔88中，並且由主體60樞轉支撐， 並利用由膜片兩側的壓差引起的計量膜片86的運動致動，這是本領域 公知的。在需要燃料流通過供應通道33並進入混合通道58時，計量膜 片86撓曲以減小計量腔88的體積以維持基本恆定的燃料壓力。此撓曲 引起入口閥84優選地克服閥壓縮彈簧91而樞轉打開，因此提升入口閥 84的閥頭部95從環形閥座離開，該環形閥座由主體60 7fc載並且環繞入 口埠 。燃料因此從燃料通道70流入計量腔88直到計量腔中的燃料壓 力使得膜片86在相反方向上撓曲並且減小參考腔卯的體積，使得入口 閥84樞轉關閉。通過舉例而非限制，起動注油和淨化燃料系統20的手動起動泵38 可以為膜片式泵、容積式活塞型泵、或者如圖2和3所示的球頭式泵， 其具有柔性圓頂形球頭96,該球頭圍繞其周邊優選地密封到化油器主體 60以限定泵腔98。泵閥IOO具有兩個部分，每個部分允許單向流動， 但該閥整體上允許雙向流動(離開和進入腔98)。閥100的傘形部分 102被彈性地偏置關閉以覆蓋位於入口通道40的出口端處的腔98的環 形入口埠 104。閥100的鴨嘴部分106優選地被按壓裝配到出口通道 42的沉孔108中，並且一皮彈性;也偏置關閉以將出口通道42/人泵腔98密 封開。在起動泵98的操作期間，傘形部分和鴨嘴部分102、 106被構造為使得燃料和蒸氣僅僅在從入口通道40到出口通道的一個方向上流動。除了第二管路46，起動注油迴路34還包括優選位於第二管路46的 出口端處並且優選由化油器24承載的諧振腔或者隔離腔50(參見圖3 )。 隔離腔50優選地位於第 一或入口流動控制器52和第二或出口流動控制 器54之間，每個控制器可以限制或者以其他方式影響流過其的燃料流， 並因此限制或者以其他方式影響進入或者離開隔離腔50的燃料流。流 動控制器52、 54可以包括限制燃料流的小孔或者噴口。當發動機不運 行並且起動泵38,皮致動時，噴口可以產生第二和第三管路46、 48中的 背壓，由此通過產生足夠的壓差打開淨化迴路36的偏置關閉單向閥56 以允許淨化迴路36的操作。隔離腔50與入口和出口噴口 52、 54結合 還用作抑制或者諧振腔以防止在發動機操作期間燃料滴落到化油器24 的混合通道58中。為了不暴露到怠速發動機的更高真空壓力，出口噴口優選地在節氣 門62上遊並且優選地在任何阻風門64下遊與混合通道58連通。為了 簡化組件並且降低成本，第二管路46、噴口 52、 54、隔離腔50可以限 定在化油器主體60中和/或由化油器主體60承載。如圖3最佳示出，主 體60具有在各自表面116、 118之間的墊圏114 (圖2)處密封在一起 的下和上板IIO、 112。起動泵38通常由上^反112支撐，並且混合通道 58優選地在下板110中。連接44 (圖1 )優選地限定在上板112和墊圏 114之間，其中起動注油迴路34的第二管路46連通通過墊圏並且延伸 進入由下板110支撐並且在下板110中的基本圓柱形插入件120中。第 三管^各的上遊部分122優選地限定在上板112和墊圈114之間，其中由 上板112支撐並且恰好在噴嘴124上遊的單向閥56密封附裝到上板112 以便於組裝。噴嘴124連接到位於化油器主體60外部的第三管路48的 下遊部分或管道126。在製造期間，隔離腔50優選地為通過表面116進入下板110中的 沉孔。出口噴口 54優選地為與沉孔或者隔離月空50同心布置的通孔，並 且與混合通道58直接連通。入口噴口 52可以機加工到圓柱形插入件中， 該插入件4姿壓裝配到沉孔50中，並且可以具有比出口噴口 54小的流動 面積。例如，在入口流動控制器或者噴口 52中的開口尺寸可以相對較 小，優選地具有約0.2至0.4mm的直徑，並且在一種實現中為0.32mm。 出口噴嘴54可以被鑽孔到主體60的下段110中，並且可以具有約0.4至0.6mm直徑的開口並且在一種實現中具有約0.5毫米的直徑。為了操作起動加油和淨化燃料系統20,並且在起動發動機之前，起 動泵38通過按壓球頭96糹皮手動致動以淨化化油器24的失效燃料和蒸 氣以及對發動機22起動注油。當球頭96 一皮手動+〉開，球頭96的彈性 使得其恢復到其正常非按壓狀態，因此在泵腔98中產生使得鴨嘴部分 106關閉的負壓，並且還產生傘形部分102上的壓差以將其打開。 一旦 傘形部分102打開，燃料和蒸氣以及空氣從入口通道40、計量腔88、 燃料通道70、燃料泵66的泵腔76額第一管路30糹皮抽入泵腔98。當球頭96恢復其正常狀態，泵閥100的傘形部分102關閉並且流 體被捕獲到泵腔98中。通過按壓球頭96再次致動起動泵38,使得泵腔 98中的壓力增大，迫使閥100的鴨嘴部分106打開而傘形部分102保持 關閉。在鴨嘴部分106打開的情況下，泵腔98內捕獲的流體量被泵送 通過出口通道42、通過連接44並且通過起動注油迴路34的第二管路 46和淨化迴路36的第三管路48。起動注油迴路34的入口和出口噴嘴 52、 54的流動面積和淨化回^各36的單向閥56的打開阻力的經-驗大小和 校準將確定排出到各個燃料和空氣混合通道58和流回燃料箱32的液體 燃料的分布。為了淨化化油器24並且提供足夠量的液體燃料以對化油 器24起動注油，大部分液體燃*+和蒸氣將流回燃*+箱32，並且當起動 泵38被致動時僅僅小部分燃料將排出到混合通道58。當然，對起動注油和淨化燃料系統20的改進是可能的。例如，某 些化油器應用可能需要起動泵38的遠處定位，對此可以使用軟管來形 成所需管路。此外並且如圖l和3最佳示出，對於某些二衝程發動機應 用，噴口 52、 54和隔離腔50的位置可以由歧管或者曲軸箱殼體60'承載 而非由化油器主體60,其中起動注油燃料直接噴射到歧管26或曲軸箱 28中，而非在節氣門上遊的混合通道58中。然而在這些應用中，噴口 52、 54應當被正確確定尺寸以在發動機怠速期間處理真空壓力的增大， 以防止來自隔離腔50的不期望燃料滴落，其否則可能過度加濃燃料混 合物。此外，可以-使用除了噴口 52、 54的流動控制器。例如，網孔或 者濾網材料，其例如當被浸溼並且遭受低於闊值的壓力時通過毛細作用 阻止燃料流，當然也可以採用其他布置。圖5圖示了具有淨化和起動注油系統202的另一個實施例的化油器 200。化油器200可以大致如圖2所示地構造，包括具有燃料和空氣混合通道204的主體203、接收燃料供應以通過一個或多個出口或噴口 208 傳送到燃料和空氣混合通道204的計量腔206、和可以由主體203承載 或者與其隔開的淨化起動注油泵210。泵210包括入口 212,該入口與燃詩+計量力空206連通以當泵210一皮 致動時從計量腔206吸取流體進入泵210的腔214中，如上所述。泵210 還包4舌流體可以通過其排出到燃料箱218的出口 216。泵210可以大致 如上所述地構造，具有柔性球頭220,該球頭祐j安壓和;^開以使得流體 流出化油器200並且到燃料箱218以淨化化油器200,並且離開燃料箱 218到化油器210中以對化油器起動注油。入口單向閥222防止燃津十通 過入口 212從泵210流到計量腔206，並且出口單向閥224防止燃料通 過泵出口 216/人燃^牛箱218流入泵210。入口和出口單向閥222、 224可 以如圖2所示結合在一個閥結構中。第一流動控制器230布置在泵210和燃料箱218之間。第二流動控 制器232布置在泵210與燃料和空氣混合通道204之間。在所示的實現 中，第一流動控制器230由泵210的出口 216限定，並且第二流動控制 器232布置在泵210和燃料計量腔206之間。第二流動控制器232可以 包括使計量腔206與泵210的腔214連通的通道或者開口 234。在泵210 的輸出行程或者操作期間(例如當球頭220被按壓時)第二流動控制器 232優選地從泵210提供受限的流體流到計量腔216中。第二流動控制器232可以具有比第一流動控制器230小的流動面 積，使得腔214中的大部分流體通過第一流動控制器230排出到燃料箱 218。少量流體流可以傳送到計量腔206,並且在至少某些情況下，將使 得燃料從計量腔206排出並且進入燃料和空氣混合通道204。在所示的 實現中，燃料從計量腔206通過化油器200的已有(多個)燃料迴路236 傳送到燃料和空氣混合通道204。例如，某些化油器包括怠速或者低速 燃^j"迴路和高速燃料回^各，每個迴路與通向燃津牛和空氣混合通道204的 開口、噴口或者噴嘴208連通。第二流動控制器232可以由泵210、化油器200、泵210和化油器 200之間的管路、或者在其他任何位置所承載。在所示的實現中，第二 流動控制器232包括泵210的第二出口 ，並且可以是在泵210的主體240 中形成期望尺寸的流動面積的開口、孔或者通道。第二流動控制器232 也可以由具有期望限制流動面積並且由泵、化油器或者以其他方式承載的噴口或者噴嘴所限定。為了防止燃料從計量腔206回流到泵中，單向 閥242可以布置在燃料計量腔206和泵210之間的第二流動控制器232 的流動^各徑中。在使用化油器200的發動枳4喿作中，在發動才幾起動前泵210可以^皮 致動一次或者兩次。泵210的致動使得燃料從燃料箱218進入化油器燃 #+泵和計量腔206中，將失效流體/人化油器200移動到泵210，並且將 該流體的至少一部分從泵排出到燃料箱218。在此實現中，從泵210排 出的流體的一部分返回到計量腔206,以使得燃料從計量腔206進入計 量腔206下遊的(多個)燃料回^各236,以及燃料和空氣混合通道204。 與第二流動控制器232相比通過第 一流動控制器230排出的燃料量取決 於特定流動條件，例如包括流動控制器230、 232的相對尺寸和每個流 動控制器處以及兩側的壓力。因此，該系統可以一皮4吏準以對化油器200 淨化和起動注油而不會使化油器200溢流。並且泵210可以在使用化油 器的發動機操作期間從化油器200有效隔離，例如通過單向閥。雖然此處已經公開的本發明形式當前構成優選實施例，但許多其他 形式也是可能的。此處並非意在提及本發明的所有可能等效形式或者分 支。應當理解此處所用的術語僅僅是描述性的，而非限制性的，並且可 以進行各種變化而不會背離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種化油器，具有主體、在主體中以提供燃料和空氣混合物到發動機並構造為與燃料箱連通的燃料和空氣混合通道、以及燃料起動注油迴路，包括泵，具有與化油器連通以從化油器接收流體的入口和與燃料箱連通以排出流體到燃料箱的出口；布置在泵和燃料箱之間的第一流動控制器，燃料通過該第一流動控制器從泵流動到燃料箱；布置在泵與燃料和空氣混合通道之間的第二流動控制器，使得當泵致動時燃料可以流入燃料和空氣混合通道中以提供起動注油燃料供應到燃料和空氣混合通道。
2. 根據權利要求1所述的化油器，還包括化油器的燃料計量腔，此 燃料計量腔在使用化油器的發動機操作期間與燃料和空氣混合通道連 通並且接收燃料供應以傳送到燃料和空氣混合通道，並且其中泵的入口 與計量腔連通以在泵致動時從計量腔吸入流體和通過第一與第二流動 控制器排出流體。
3. 根據權利要求2所述的化油器，其中第二流動控制器布置在泵和 計量腔之間，使得泵的致動將燃料排出到計量腔中，以使得在泵致動時 起動注油燃料供應從計量腔排出到燃料和空氣混合通道。
4. 根據權利要求2所述的化油器，其中第二流動控制器布置在泵和 隔離腔之間，該隔離腔與燃料和空氣混合通道連通。
5. 根據權利要求1所述的化油器，還包括在第一流動控制器和燃料 箱之間的單向閥，以防止來自燃料箱的燃料流通過第一流動控制器。
6. 根據權利要求1所述的化油器，其中第一流動控制器的流動面積 大於笫二流動控制器的流動面積。
7. 根據權利要求1所述的化油器，其中泵的出口限定該第一流動控制器。
8. 根據權利要求7所述的化油器，其中該泵包括限定出該第二流動 控制器的第二出口。
9. 根據權利要求8所述的化油器，其中該第二流動控制器具有比第 一流動控制器小的流動面積。
10. 根據權利要求1所述的化油器，其中該第一流動控制器與第二流動控制器連通，使得在第一流動控制器處的流體流動狀況影響通過第 二流動控制器的流體的流率。
11. 根據權利要求10所述的化油器，其中在第一流動控制器處的流 動狀況包括第 一 流動控制器上遊的壓力。
12. 根據權利要求1所述的化油器，還包括 由該主體承載的隔離腔；入口流動控制器，由該主體承載並且與燃料泵的出口連通用於起動 注油燃料流進入隔離腔；該第二流動控制由主體承載並且使隔離腔與燃料和空氣混合通道 連通，使得起動注油燃料可以流入燃料和空氣混合通道；和其中該入口和第二流動控制器一起在發動機運行時阻止燃料流從 隔離腔進入燃料和空氣混合通道。
13. 根據權利要求12所述的化油器，還包括構造和布置為在燃料和 空氣混合通道中在怠速位置和全開位置之間移動的節氣門，並且其中第 二流動控制器在節氣門上遊與混合通道連通。
14. 根據權利要求12所述的化油器，還包括與化油器的燃料計量設 備連通的淨化迴路，通過該淨化迴路液體和氣體可以從化油器排出，並且其中泵#皮構造和布置為當液體燃津牛流過起動注油回^各時同時4吏至少 液體燃料流過淨化回3各。
15. 根據權利要求14所述的化油器，其中第一流動控制器包括偏置 關閉單向閥，該偏置關閉單向閥至少與入口流動控制器的流動面積聯合 校準，並且布置為保持關閉直到經由泵的致動在單向閥上達到預定壓差。
16. 根據權利要求15所述的化油器，其中泵的出口與起動注油迴路 的管路和淨化迴路的管路連通，並且其中入口和第二流動控制器以及隔 離腔在起動注油迴路管路中並且單向閥在淨化回^各管路中。
17. 根據權利要求16所述的化油器，還包括具有第一表面的主體第 一板，和具有第二表面的主體第二板，第二表面密封到第一表面，並且 其中隔離腔限定在第 一板中，並且第 一流動控制器由第 一板承載的插入 件所限定。
18. 根據權利要求12所述的化油器，其中入口流動控制器由入口噴 口限定，並且第二流動控制器由出口噴口所限定，並且入口和第二噴口限定出隔離腔的入口和出口 。
19. 根據權利要求12所述的化油器，其中入口流動控制器具有比第 二流動控制器小的流動面積。
20. 根據權利要求18所述的化油器，其中該入口流動控制器具有比出口流動控制器小的流動面積。
全文摘要
一種用於內燃機的起動注油和淨化燃料系統對內燃機的膜片式化油器淨化失效液體燃料和蓄積的燃料蒸氣與空氣，同時利用液體燃料對化油器和/或發動機起動注油以進行起動。燃料系統的燃料泵至少供應液體燃料到起動注油迴路，並且優選地至少供應燃料蒸氣和空氣到燃料系統的淨化迴路。起動注油迴路經由通向隔離腔的管路傳送起動注油燃料到發動機，該隔離腔位於入口噴口和優選地出口噴口之間。噴口的橫截面流動面積被適當地確定尺寸以使所需量的起動注油燃料流動到化油器和/或發動機以進行起動而不會使發動機溢流。放大的隔離腔和噴口的結合至少基本上防止在運行時燃料從起動注油迴路滴落並進入發動機。
文檔編號F02M17/04GK101216002SQ20081000240
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月7日 優先權日2007年1月5日
發明者G·U·格利尼基, M·S·斯萬森 申請人:沃爾布羅發動機使用有限責任公司