TWI316984B - Intake regulation system - Google Patents

Description

1316984 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種引擎進氣調節系統，且特別是有關於一種 使引擎的吐漏氣經由一空氣調節閥與外界空氣混合後重新送入引 擎燃燒者。 【先前技術】 車引擎的搖臂蓋上均設有曲轴箱強制通風糸統，一般稱之積 極式曲軸箱通風裝置（Positive Crankcase Ventilation, PCV)， PCV裝置通常設於曲軸箱通孔與進氣歧管之間。 設置PCV裝置的目的，係使從引擎燃燒室洩漏到曲軸箱内的氣 體(含有碳氫化合物(HC)及-氧化碳⑼)等有害的瓦斯），不被直接 排入大氣中，而利用引擎進氣時的吸力將之從進氣歧管吸入燃燒室 再度燃燒。現在各騎出產喊車為了減少污染，規定必須裝設強 制循^^氣的PCV裝置，俾將曲軸箱内所產生的有害健康的碳氫(⑶) 和氧化石反(C0)等化合物吸入汽缸再度燃燒，避免直接放逸在大氣中 造成空氣污染。 按’-般傳統化油！I引擎的共同限制，，，不論單氣門或多氣門 的引擎’在引擎轉速到達3__時氣門的麵FF作動時間約僅 1/100秒’其中氣門0N的時間佔識’氣門〇ff的時間佔6⑽。因此汽 料擎研發者不斷研究如何於氣門進·刚供應，，有效及足夠的 1316984 麵於此，坊間已有—種引擎進氣調節裝置丨（如第2圖所示) ' 與引擎的空氣管路連接而構成-引擎進氣調節系統（如第1圖所 ’ 不）其中引擎進氣調節農置1係含有一殼體1卜一對彈簧12及13、 門門/舌塞14及一閥門調整紐ι5。在殼體丨丨上還設有一進氣孔 Π〇 域孔111及—連接負壓的細孔112。其中閥Η活塞14係可 .彳i復/讀地裝置於題u内並形成—㈣，—端為氣密滑動部 141表面套置複數個氣密封環142與丨43，藉之使滑動部Μ〗與殼體 11内部鱗氣密地滑動配合。_活塞Η的另-端設有—錐面144 可與殼體11密接。 彈簧13的彈力應大於彈簧12，以便藉彈簧12及13之間的彈力差 使閥門活塞14的錐面144與殼體⑽持密接，截斷進氣孔11〇與出氣 孔111之間的氣流。 :引擎2活基作動時，空氣會從第i圖中的空氣遽清器2卜及入， 經風管210、節氣門22、氣歧管23被從進氣口2〇吸入引擎。傳統化 • 油器係藉文氏管原理(venture tube)自動吸入燃油，新型電噴引擎 則係利用電子控制單元(Electronic c〇ntr〇1 _，ECu)根據空氣 流量計(AFM)22(^_M果控綱油噴嘴，讓燃油與空氣維持一定 的比例混合從進入氣口 20進入引擎燃燒產生動力。 在引擎2曲軸箱内機油的液面上方’設有—孔用以連接啤吸軟 管24而與風管210中的外氣相通’藉此可維持曲轴箱内的壓力和外 界的大氣壓平衡。曲鋪_吐漏氣有—部份可經此呼吸軟管24 進入風管210，再隨空氣進入進氣歧管23，另—部份則經由pcv裝置 5 1316984 25、進氣歧管23進入引擎2的進氣口2〇。 請回到第1圖，習知引擎進氣調節裝置丨的出氣孔U1係與第j 圖中繪示㈣擎2魏歧管23械。當汽轉駛者踩踏關進行加 速時，車上的牽動機構會使節氣門22打開，引擎2的活塞因加速作 動而從進氣歧麵吸人更多空氣，如此造成出氣孔⑴端的壓力下 降，閥門活塞14上端的氣密滑動部141兩端因此產生壓力差，藉此 壓力差及彈簧12的力量制將制活紐往下推移，如此將造成閥 門活塞14的錐面144下移而開啟閥門，使外氣從進氣孔u_由出氣 孔11卜進氣歧管23及進氣口20被吸入引擎，提供燃燒所需之有效 及足夠的空氣。為了避免狀不潔淨的外氣，進氣孔丨職常需再 連接一空氣濾清器1101，藉以保護引擎進氣調節裝置1及引擎2。 在實際運作上’發現第1圖所示的習知引擎進氣調節系統存有 下列缺點： 卜從引擎贱錢漏到曲軸箱的油接從呼吸軟f24進入風 管及進氣歧管23，遇冷空氣溫度下降而凝結在管壁上，造成無 法清除的油潰污染。 2、習知系統所用的引擎進氣調節農置}無法有效調整閥門活賴 的可開啟極限位置適應所有不同規格的引擎進氣需求。 【發明内容】 為避免在上述習知系統出現的缺點，本發明提出一種引擎進氣 調節系統，利用-進氣調I隨置與1擎的呼吸軟管連接，用以吸 1316984 人引擎啤吸軟管中的吐漏氣與外氣混合，然後再將混合後的氣體送 引擎重新燃燒。此—進氣調節裝置紗—壓力感綱門、一進氣 孔出氣孔及一連接負壓的細孔，其中出氣孔及連接負壓的細孔 可直接或間接與引擎的進氣口相通，藉以利用引擎進氣速度的變化 產生壓差變化’讓壓力感應閥門得以關閉或變化其開啟幅度。較佳 者調節裳置中尚可設有一控制閥η開啟極限的調整紐，使 進氣調節褒置能適用於不同吸氣量的引擎進氣調節。 • 為讓本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉 較佳實施利’並配合所_式，轉細說明如下： 【實施方式】 請參考第3®麻之彡丨擎進氣調料統實關，含有—進氣調 節裝置3與一引擎2的呼吸軟管24連接，用以吸入引擎2之呼吸軟管 24中的吐漏氣與從空氣濾清H11 〇1進人的外氣混合，然後將混合後 的氣體經由進氣歧管23、進氣口2〇吸入引擎24重新燃燒。 籲此進氣調節裝置3包括-壓力感應閥門30及-閥門作動速度調 整鈕35。在壓力感應閥門30設有一連接負壓的細孔351通過閥門作 動速度調整紐3的中心、，另一端設有一進氣孔36及一出氣孔37。在 此實施例，壓力感應閥門30所設之連接負壓的細孔351係經由進氣 歧管23與引擎的進氣口2〇相通，出氣孔37則與PCV裝置25會合再經 由進氣歧管23與引擎的進氣口20相通，並利用引擎2的進氣速度變 化產生壓差變化，讓進氣調節裝置3内部的壓力感應閥門3〇隨之關 閉或變化其開啟幅度。 7 1316984 〃當引擎2的活塞下行，外界空氣被活塞從空氣遽清器21經過節 氣門22,進氣歧官23吸人進氣口2〇 ’風管中的空氣流量計⑽)咖 制工氣飢里，電子控鮮元根據空氣流量計⑽獅的細控制 喷油嘴的油量；這時，壓力感應閥門3〇受進氣歧管中的負壓吸引開 啟二使空氣渡清器的空氣與來自呼吸軟管24中的吐漏氣一起從 進氣孔36、出氣孔37與從pcv襄置25吐出的吐漏氣會集，一起被吸 入進氣歧細、域n2Q進人賴罐。此時，由於進氣口如進 •氣時正逢曲軸箱内的空間受活塞下行的壓縮，加速使箱内油氣及吐 漏驗PCV裳置及呼吸軟管24向外逸出，循上述路徑吸入引擎2 燃燒。 ’ 當引擎2的活塞上行，活塞下方的曲轴箱空間瞬間增加而形成 箱内的負壓，這負壓使呼吸軟管24自動從空氣遽清器引入空氣 填補’迅速消_負壓。如此，從呼吸軟管24吐出廢氣、油氣不能 直接進入風管，目此*再會有遇冷凝結在風f2職進氣歧管23 0 裡面形成油潰污染。 清參考第4圖’有鑑於目前—魏㈣車引擎4已在其進氣口 預留有通氣孔’因此前-實施例的進氣調節裝置3出氣孔37亦可直 接利用該通氣孔與進氣口40相通，而連接負壓的細孔351則可利用 二又頭與PCV裝置及進氣歧管23相通。如此同樣可對進氣調節襄置3 的壓力感應閥門3〇形成壓差，使空氣可從空氣滤清器而進入，混 合從呼吸軟管24中吐出的廢氣及油氣送入引擎4重新燃燒。 此外，前一實施例亦可參考第5圖，改將進氣調節裝置3的連接 8 1316984 負壓的細孔351與出氣孔37和引擎4的進氣口 4〇相通。由於連接負壓 _孔351與出氣孔37管徑-粗、-細，受引擎活塞下行吸氣時， . _可對進氣調節裝置3的壓力感顧門3_成壓差，使空氣可從 空氣滤清H11G1進人進氣調節裝置3，與呼吸軟管2钟吐出的廢氣 及油氣混合後送入引擎4重新燃燒。 ；； 纟於-般輪㈣轉财PGV裝置與進氣歧管雜，因此最 便利的改裝方式如第6圖所示，利用三叉接頭將引擎2的,吸軟管 # 24、空氣遽、凊氣器1101與進氣調節裝置3的進氣孔36連接，利用十 字接頭將連接負壓的細孔35卜出氣孔37、pcv裝置連接至進氣歧 官。同理，由於連接負壓的細孔351與出氣孔37管徑一粗、一細， 嗳引擎活塞下行吸氣時，同樣可對進氣調節裝置3的壓力感應間門 30形成壓差，使空氣可從空氣濾清器進入進氣調節裝置3，與 呼吸軟管24中吐出的廢氣及油氣混合後送入引擎2重新燃燒。 如第7圖所不，前述的進氣調節裝置3的壓力感應閥門3〇的實 • 施例，尚包含一殼體3丨供容納一對彈簧32及33、一閥門活塞34。殼 體31的一端與一閥門作動速度調整紐35相接，另一設有一進氣孔 36，側邊設有一出氣孔37。閥門作動速度調整鈕邪設有一螺牙部352 供其鎖入殼體31的一端’並利用其鎖入的深淺改變殼體31所容納之 彈菁32的伸縮空間；當彈簧32的伸縮空間被閥門作動速度調整鈕35 壓縮’將增加使閥門加速度開啟的力量（即閥門活塞34滑動速度會 因彈脊32被壓縮而加快，增加對壓差反應的速度。）而為穩定地壓 縮彈簧32 ’在閥門作動速度調整鈕35端部尚可設有一墊圈352使彈 9 1316984 簧32的受力趨於平均。 在閥門作動速度調整鈕35的中心設一連接負壓的細孔351。再 次參考第3圖至第6圖所示，其中出氣孔37及連接負壓的細孔351係 用以分別連接到進氣歧管23或與引擎進氣口2〇，利用引擎2進氣的 速度形成壓差以改變閥門活塞34的位置，從而使能與殼體内部密合 的部位342(譬如如圖示之錐面則)移動，改變壓力感應闕門3〇的開 幅。由於閥門作動速度調整鈕35的連接負壓的細孔351位於殼體的 • 車由心上，因此受引擎進氣吸引時，將可避免閥門活塞34的作動偏斜 的問題。 請接著參閱第8圖所示。本實施例的閥門活塞34係可往復滑動 地設置於殼體31内，形成-控繼氣孔36與出氣孔幻之間通氣的闕 門。閥門活塞34-端設有-氣密滑動部34卜另一端設有一能與殼 =31内部密合的部位342(譬如圖示之錐面3421。）闕門活塞％的氣 ^滑，部341表面設有-或複數個環槽期供其裝設—或複數個氣 春後、封％341卜氣密滑動部341的内部設有一貯油池3412及一或複數 2油孔3413通往氣密滑動部341的表面，藉以提侧滑及維持氣密 滑動。在貯油池3412之内可裝入防;東且/或耐高溫的潤滑油，使; Η活細的爾能不受天候的影響。此外貯油池⑽除可裝入吸油 2或其它能Ρ方止爾油濺起或流失的物件，並可作為固定彈菩犯的 '請參閱第9圖所示，前一實施例的殼體31在原本設置進氣孔邪 _阿改設-閥門開啟幅度調整細。閥門開啟幅度調整娜的 1316984 一端設有一螺牙部381，内部設一進氣孔382取代第5圖的進氣孔 36 °閥門開啟幅度調整蝴可改魏人殼顧的深度，藉以調整彈 簧33的伸縮空間，使進氣孔382與出氣孔37最大的通氣量得以調 整，以適應不同規格的引擎調氣的需求。閥門開啟幅度調整鈕洲的 端部可頂接一墊圈383’利用墊圈383間接頂推以調整彈簧33的伸縮 空間。 如第9圖中繪示之箭頭所示意，當引擎被加速時，引擎活塞加 速攸其進氣門吸入空氣，將在進氣歧管裡擴大負壓。由於殼體31 的出氣孔37的孔徑大於閥門作動速度調整紐35的連接負壓的細孔 351 ’因此便在閥門活塞34的氣密滑動部34丨的兩端形成壓力差。此 壓力差結合彈簣32的力量軸關活塞34下滑，造成能與殼體以 内部密合的部位342開啟，引擎的吸氣量愈大，與殼體31内部密合 的部位3伽開啟愈大，藉以加速提供更大量的空氣給引擎吸入， 使嘴入引擎_料與空氣維持於接近可完全燃燒的油氣比例，孽如 為 1:15。 ° 藉由本系統的進氣瓣’引擎在賴吸人適餅部冷空氣和曲 軸箱内之吹漏氣，進人雜室域充分燃燒，紐點包括： 1.冷空氣降低引擎職室溫度，因此減少NQx之排放。 2·冷空氣降低引擎燃燒室溫度，因此提高引擎容積效率 〈volumetric efficiency〉因此，增加引擎扭力。 3.適里外部空氣進入燃燒室’瞬間改善燃燒不完全之現象，減 1316984 少碳氫化合物OiC)及-氧化碳(⑼等有害廢氣的排放，降低空氣汗 染。 4·外部线未經空氣流量計⑽)進人燃燒室，可減少喷油量。 5·改變呼吸軟管巾之吹域進人進·管之路徑，改由本發明 之引擎進氣調節裝置吸人轉外氣混合後再進人進氣岐管，其吐出 之油氣不致汙染進風管，且由鮮狀之空氣不娜如貞測，可 減少喷油。 以上詳細說明係針對本發明之較佳實施例所提供的具體說 明，惟該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明 技藝精神所為之等效實施或更動，均應包含於本案的專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖、習知的引擎進氣調節系統示意圖。 第2圖、習知的引擎進氣調節系統之空氣調節閥剖面圖。 第3圖、本發明之引擎進氣調節系統實施例示意圖。 第4圖、本發明之引擎進氣調節系統的變化實施例示意圖。 第5圖、本發明之引擎進氣調節系統的另一變化實施例示意圖。 第6圖、本發明之引擎進氣調節系統的再一變化實施例示意圖。 第7圖、本發明之引擎進氣調節系統的空氣調節閥實施例剖面圖。 第8圖、本發明之引擎進氣調節系統的空氣調節閥變化實施例剖 面圖。 1316984 第9圖、本發明之引擎進氣調節系統的空氣調節閥另一變化實施 例剖面圖。

【主要元件符號說明】 1 引擎進氣調節裝置 2 引擎 3 引擎進氣調節裝置 11 殼體 12 彈簧 13 彈簧 14 閥門活塞 15 閥門調整鈕 20 進氣口 21 空氣遽清1§ 22 節氣門 23 進氣歧管 24 呼吸軟管 25 PCV裝置 30 壓力感應閥門 31 殼體 32 彈簧 33 彈簧 34 閥門活塞 35 閥門作動速度調整鈕 36 進氣孔 37 出氣孔 38 閥門開啟幅度調整鈕 111 出氣孔 110 進氣孔 112 連接負壓的細孔 141 氣密滑動部 142 氣密封環 143 氣密封環 210 風管 220 空氣流量計 341 氣密滑動部 342 能與殼體内部密合的部位 351 連接負壓的細孔 352 螺牙部 13 1316984 353 墊圈 382 進氣孔 1101空氣濾清器 3411氣密封環 381 螺牙部 383 墊圈 3410環槽 3412貯油池 3413油孔 3421錐面

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Claims (1)

1316984 十、申請專利範圍： 卜一種引擎進氣調節系統，包括 之翻iim *丄 已枯料進關郎裝置與-引擎 進乱通路連接，其中該料進氣調節裝置含有 一出氣孔，與該引擎之進氣口相通； 一連接負壓的細孔’該引擎之進氣口相通；及 一 &力感應閥門，利用該出氣孔與該連接負壓的細孔提供歷力差 驅動，用以改變該進氣孔與該出氣孔之間的通路大小。 2、根據申請專利範圍第〗項所述之引擎進氣調節系統，盆中該 ，氣孔係利用-三又接頭連接該空氣遽清器及該引擎之呼吸軟 管。 3、 根射請專利範圍第丨項所述之引擎魏調節純，其中該 出氣孔係湘-三又接顧時連接則擎的積極式曲轴箱通氣 A置(PCVI置)與該引擎之進氣歧管，然後經由該進氣歧管與該 進氣口相通。 4、 根據申請專利範®第1項所述之料進氣調料統，其中該 連接負壓的細孔係經由該引擎之進氣歧管與該進氣口相通。 5、 根據中請專利範圍帛i項所述之弓丨擎進氣調節系統，其中該 出氣孔係直接與該進氣口相通。 15 1316984 6、 根據申請翻_第1項所狀引擎進_料統，豆中1 ^妾負壓的細孔係三叉接頭同時連接則擎的積極式曲/ 通氣裝置⑽奸)與該引擎之進氣歧管，然後經由該進氣 歧管與該進氣口相通。 ” 7、 根據申請專利範圍第1項所述之引擎進氣調節系統，其中該 連接負壓的細孔與該出氣孔係利用—三叉接頭連接而與該引°擎 之進氣口相通。

8、 根據中請專利範圍第1項所述之引擎進氣調節系統，其中該 連接負壓的細孔、該出氣孔及該引擎的積極式曲軸箱通氣裝置 (pcv襄置)係_—十字接頭連接而經由則擎之進氣歧管 氣口相通。 、 9、 根據中請專概圍第丨柄述之引擎進氣調節祕，其中該 壓力感應閥門係包括 〜 一殼體； -閥門活塞，可滑動地容置於該殼體之内，含有—氣密滑動部及 一能與該殼體内部密合的部位； -對彈簧’可彈性伸縮地容置於該鐘之内，並係分別設置於該 閥門活塞的兩端。 10、 根據申請專利範圍第9項所述之引擎進氣調節系統，其中該 進氣孔係设於該殼體的一端，且該出氣孔係設於該殼體的一侧。 11、 根據申請專利範圍第9項所述之引擎進氣調節系統，其中該 16 1316984 閥門活塞之能與該殼體内部密合的部位係一錐面。 . 12、根據申請專利範圍第9項所述之引擎進氣調節系統，其中該 • 殼體的—端尚連接—閱Π作動速度調整鈕，用糊整該對彈簧其 中之一的伸縮空間。 ’〃 13、 根據申專利範岭9項所述之引擎進氣調節系統，其中該 閥門活塞的氣捃滑動部之内係設有一貯油池。 14、 根射請專利範圍第13項所述之引擎進氣調節系統，其中 • 制門活塞的氣密滑動部係設有-油孔使該貯油池與該氣密滑 動部的表面相通。 θ 15、 根據申請翻_第13項所述之引擎進_料統，其中 該閥門活塞的氣歸_係設有-賴供套設—氣密封環。 16、 根據巾μ專她圍第9項所述之引擎進氣調節系統，其中該 該引擎進氣調_裝置的連接貞壓的細⑽設於關 調整鈕的中心。

17、根據申請專利範圍第9項所述之引擎進氣調節系統，其中該 閥門作動速度調整轉該對彈簧之紅尚包括—麵，利用如 速度調整紐的端部頂推該塾圈，再利用該塾圈頂推該對; ，其中 閥門開 =、根射請專利顧第12項所述之引擎進氣調節系統 该㈣於連接該閥門作動速度調整㈣相對端尚連接一 啟幅度調施’収調整該對彈簧其中之—的伸縮空間。 17 、根射請專利範圍第18項所述之將進氣調㈣統，並中 該引擎魏_裝置㈣氣孔储於闕卩㈣啟财調整紅 軸心位置。 20、根據申請專利範圍第18項所述之引擎進氣調 尚包括塾圈設於該閥門開啟幅度調整並用 '，、中 部娜該塾圈侧該塾圈

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