[发明专利]改进型汽化器及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月27日提交的、申请号为12/913,629的美国申请的优先权，其要求申请日为2010年7月2日、申请号为61/361,117的美国临时申请的优先权，在此通过引用结合上述申请的全部内容。

背景技术

汽化器（carburetor）是对到内燃机的燃料进行有效地计量的可靠的鲁棒性机构。汽化器基于吸入之发动机的气流根据发动机需求来计量合适的燃料量。大体上，汽化器根据以下原理运行，即随着经过油门（restriction）的气流速度增加，其压力降低。汽化器被配置成通常通过文丘里管的方式利用在围绕汽化器的大气压力和汽化器内形成的低压区域之间的压力差。随着发动机通过文丘里管吸入空气，由增大的空气速度形成的低压区域计量进入吸入气流流体中的燃料的比例的量。作为被动器件，汽化器是可靠且鲁棒性的，同时将燃料与输入气流充分混合以促进有效地燃烧。

尽管汽化器是简单且成本有效的燃料输送系统，然而现代的排放要求限制了将汽化器应用在更新的产品上。很多应用使用电子燃料注射，以维持燃料输送的精确控制，其让催化转换器用于排放减少技术。电子燃料注射的引入增加了复杂性、成本、重量，且增加了对现代发动机的电子负载。燃料注射系统依靠传感器网络。任何单个传感器的失效可大大地降低燃料系统的排放性能。

为了继续利用汽化器的优点，需要改进常规的汽化器设计以保证汽化器的性能符合现代发动机的排放要求。

发明内容

这里提供了内燃机的汽化器，包括本体，其具有空气入口开口部分、空气出口开口部分和在其间延伸的喉管部分。燃料箱与所述喉管部分流体连通，滑块组件可移动地设置在所述本体中以横过所述喉管部分移动。所述滑块组件包括节流阀滑块和延伸横过所述喉管部分并进入所述燃料箱的量油杆。所述空气入口开口包括一对凹部，其可操作地将气流引向所述量油杆。所述凹部从所述入口开口部分的外周边缘附近开始，并随着所述凹部趋近所述喉管部分而向内延伸。所述喉管部分包括上和下部分，且所述凹部与所述上部分相邻。

还可理解，一种具有空气入口开口的汽化器，空气入口开口包括可以是拱形洞的形式的歧管，其与入口开口部分的外周边缘的一部分相邻并沿着其延伸。该歧管与燃料箱流体连通。该歧管具有与喉管部分的横截面积成比例的容积。该喉管部分包括上和下部分，且所述歧管与上部分相邻。该汽化器还可包括空气入口开口，其包括一对凹部以可操作地将气流引向被定位成接近歧管的任一端的量油杆。其中所述凹部从所述入口开口部分的外周边缘附近开始，并随着所述凹部趋近所述喉管部分而向内延伸。

在另一个实施方式中，内燃机的汽化器包括可移动地布置在本体中以移动横过喉管部分的滑块组件。该滑块组件包括具有量油杆孔和定位孔的节流阀滑块。量油杆延伸通过所述量油杆孔并横过喉管部分进入燃料箱。该滑块组件包括定位机构，其可操作以调节量油杆相对于节流阀滑块的位置。该定位机构包括可旋转地布置在定位孔中的桶。该桶可与所述量油杆螺纹地接合，使得所述桶的旋转调节所述量油杆的位置。

所述桶包括制动器，用于将所述桶选择性地分度进给在多个旋转位置中的一个。所述制动器可操作以与定位在所述定位孔的底部的多个凹口中的一个接合。例如，所述多个凹口可形成在所述定位孔的底部，或形成在布置于在所述定位孔的底部中的制动器垫片中。

在另一个实施方式中，内燃机的汽化器包括具有出口门和入口门的节流阀滑块，入口门包括设置在所述入口门上的与所述量油杆相对准的流动引导部。所述流动引导部将所述入口门的下侧上的拱形释放口二等分从而形成一对漏斗形槽。所述拱形释放口可以是截头圆锥结构且所述流动引导部可以是金字塔尖的形式。此外，所述节流阀滑块包括布置在所述入口门上的台阶部分以使气流加速通过所述节流阀滑块的下端。

还公开了一种用于配置汽化器的喉管以优化至发动机的气流的方法。其中所述汽化器包括第一直径的上部分和从所述第一直径偏移的第二直径的下部分，所述方法根据发动机的质量气流要求导出所述第一和第二直径以及所述偏移的最佳尺寸。概括地，所述方法包括确定所述汽化器的文丘里管流量系数（C_v）以及确定所述发动机的质量气流要求根据所述质量气流要求和文丘里管流量系数导出所述第一和第二直径以及所述偏移的最佳尺寸。所述文丘里管流量系数和所述质量气流要求都可通过实验地确定。此外，确定所述发动机的所述质量气流要求可包括测量压力差（ΔP）和空气密度（ρ）。

所述方法包括根据以下方程解出作为节流阀滑块位置（y）的函数的宽度（w）