专利名称：高压缩比化油器式汽油发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压缩比化油器式汽油发动机。
背景技术：
随着世界石油能源的进一步紧张，欧美国家对废弃排放要求越来越高，我国也对 二轮和三轮摩托车制定了同国外标准相等的国III标准，并且对非道路使用的通用发动机 也制定了等同欧美的排放法规。我国是摩托车的生产大国，而非道路通用发动机年产量超 过了 1700万台，但大部分产品都达不到以上排放法规的要求。要不要严格执行已制定的法 规是摆在执法部门和本行业相关人员面前的一个严肃的问题。现有的非道路使用的小型汽油发动机主要与小型发电机、水泵、割草机等配套，由 于其结构的特殊性、又因重量和成本等因素的制约，其全部采用化油器式的供油形式。摩托 车发动机的供油系统也大部分采用化油器，少数高档车型在开发“电喷”的供油方式。所以 研究高效(动力大)、节能、排放好的小型汽油发动机，尤其是小型通用汽油机是本行业的 追求目标。如前述，小型通用汽油机(包括大部分的摩托车汽油发动机)都是采用化油器式 供油方式，所以压缩比只能做到8. 5左右。要想提高压缩比，常规的化油器是达不到所需 要求的，如果盲目地提高压缩比，发动机要产生“爆震”，功率下降、油耗增加、发动机的可靠 性和耐久性都要降低。非道路的通用发动机的化油器的喷口在喉管的下部，利用节气门的 开启大小和在油杯中的泡沫管一起控制从喷口喷出的燃油的多少，满足发动机所需的空燃 比，但它的雾化是比较差的。摩托车发动机的柱塞式化油器和等真空式化油器只是增加了 油针，但喷出的汽油的雾化程度也不够理想。目前，只有采用“电喷”技术的供油方式，因为 其雾化效果好，才能提高压缩比。采用缸外喷射的发动机压缩比可以做到10左右，宝马公 司的缸内喷射发动机由于其喷射的压力大，雾化更好，压缩比提高到了 12。但它的结构复 杂，成本高，在小型通用发动机上是无法、不宜使用的。由于非道路小型通用动机和摩托车发动机的特殊性，研制一种国内外还未有的、 既用化油器、又能提高发动机压缩比，使之保持结构简单的特点、能耗低、排放好、特别是动 力大的新型发动机的设想就提了出来。本发明是把发明人02年设计并申请了专利的“固定喉管喷雾管式化油器”(专利 号ZL02242630. 2)经改进后和“蝶阀式可调微孔喷雾管化油器”(申请号200510086136x) 用到非道路通用发动机上的；把2000年设计并申请专利的“柱塞式可调微孔喷雾管化油 器”(申请号002034573)应用到需不断改变转速和输出功率的摩托车发动机上来实现上述 设想的。
发明内容
本发明的目的在于提供结构简单，成本基本不增加而动力提高，能耗低，排放好 的，压缩比可提高到10以上的小型四冲程、二冲程汽油发动机。如果各受力部件重新设计，压缩比可提高到12。本发明包括非道路通用高压缩比发动机的普及型和提高型。普及型为满足美国的 EPA排放标准和更高排放要求的加州标准而设计；提高型是为了今后的更高标准要求而所 作的技术储备。此外本发明还包括摩托车的高压缩比的发动机。普及型非道路通用发动机的压缩比设计为10-12，它所配的化油器是改进的“固定 喉管喷雾管式化油器”，改进了原一排及其以上的微孔，改成二排以上，这样保证了成扇型 立体式的喷射方式，使与空气混合更好。另外适当加大了与发动机排量匹配的化油器的喉 管直径，使有足够的空气进入发动机的汽缸。提高型的非道路通用发动机的压缩比同样设计为10-12，它所配的化油器是“蝶阀 式可调微孔喷雾管化油器”，它的主要特点是平面凸轮配合蝶阀的开启大小控制油针的上 下移动，打开喷雾管微孔的多少，既保证精确供给所需的油量，又能保证雾化好和混合好的 目的。摩托车的高压缩比发动机的压缩比设计同样为10-12，与其匹配的化油器是“柱塞 式可调微孔喷雾管化油器”，它利用同柱塞一起移动的油针控制喷雾管微孔的打开数量来 实现油量的精确供给和雾化好、混合好的要求。以上三种高压缩比发动机都是用“化油器”，都是通过“喷雾管”来实现雾化好、混 合好的目的。本设计的小型高压缩比化油器式汽油发动机同现有的小型汽油机相比有如下优点。1、由于采用了喷雾管技术，不但雾化好，而且比“电喷”装置的混合情况更好。由 于喷雾管设计在整个喉管中，在喉管的真空度最高的中部也有许多微孔，不像传统化油器 一个喷口在喉管的下部。这样不但经微孔喷出的汽油雾化好，而且整个进气过程都在喷油， 立体扇形状喷油充分同空气接触混合。“电喷”的喷口只是在一个进气行程的某一个瞬间， 例如一个进气行程所需0. 008秒时间，而喷油时间只有0. 001秒，喷油时间只占进气行程的 1/8，所以同空气混合不够好。从以上的分析，采用该技术，发动机的压缩比可以做到同“缸 内喷射”一样，达到12。2、可比采用常规化油器的发动机功率提高10%以上，如168F的增压型发动机功 率可达到普通173F型发动机的功率。3、能节约能耗15%以上，在168F汽油机上实验，燃油消耗率可做到300g/kwh以 下。4、废气排放可减少20%以上。5、成本低，基本上比原来的机型不增加成本。
附图是非道路通用高压缩比化油器发动机之一普及型(或称基本型)的示意图。 因为非道路通用高压缩比化油器发动机的提高型的所匹配的“蝶阀式可调微孔喷雾管化油 器”和高压缩比摩托车发动机所配用的“柱塞式可调微孔喷雾管化油器”的示意图都是在 前述的专利申请文件中都已标明，所以就简略了。图号1是高压缩比发动机，图号2是固定 喉管喷雾管式化油器，图号3是喷雾管，图号4是针型式堵头，图号5是喉管，图号6是泡沫管，图号7是主量孔，图号8是节气门，图号9是阻风门。现结合附图详细说明本设计。据附图，图号1高压缩比发动机，缩小了燃烧室的容积，把压缩比提高到10以上， 匹配的化油器是雾化好、混合好的“固定喉管喷雾管式化油器”，见图号2 ；喷雾管，见图号 3，改为了二排及其二排以上的微孔，比原来一排及其一排以上的微孔设计更为合理，例如 二排孔比一排孔的喷油更扇型立体化，更有利于同空气混合；油针堵头，见图号4同原来的 功能一样；喉管，见图号5比传统的化油器的喉管直径加大了 l_2mm，保证足够的空气通过； 泡沫管，见图号6，主量孔，见图号7和节气门，见图号8的设计和功能同传统化油器一样； 阻风门，见图号9也是为了启动方便而设置的。
具体实施例方式本行业的人员都知道，压缩比是活塞在上止点时活塞顶以上的气缸容积(称燃烧 室)和活塞在下止点时活塞顶以上的气缸容积(称工作总容积)之比值。减少燃烧室容 积就提高了压缩比。我们的试验样机用了活塞直径68mm，行程45mm，排量为163ml的168F 的发动机，把原来的1. 2mm厚的汽缸垫改为0. 2mm厚的汽缸垫，这样燃烧室容积从21. 6ml 减少到了 18ml左右，压缩比提高到了 10;喷雾管在进气方向的背面设计了 3排(中间一 排，二边各隔30° —排的直径0. 3mm的小孔，为了保证雾化的效果，小孔直径最大不要超过 0. 4mm)21个小孔。原化油器的喉管直径为14mm，现改为15mm。发动机的点火提前角增加了 1度，从原来的11度变为12度。原168F发动机同发电机配套后的整机，额定功率为2千 瓦，现增加了压缩比后，额定功率可提高到2. 2千瓦以上，发动机外特性试验最低油耗可达 到^Og/kwh以下，经排放试验，测试结果远优于美国EPA排放标准。
权利要求
1.一种高压缩比化油器式汽油发动机，其特征在于发动机的压缩比在10-12之间，与 之匹配的化油器是固定喉管喷雾管式化油器。
2.一种高压缩比化油器式汽油发动机，其特征在于发动机的压缩比在10-12之间，与 之匹配的化油器是蝶阀式可调微孔喷雾管化油器。
3.一种高压缩比化油器式摩托车汽油发动机，其特征在于发动机的压缩比在10-12 之间，与之匹配的化油器是柱塞式可调微孔喷雾管化油器。
4.根据权利要求1所述的发动机匹配的化油器，由节气门、固定喉管、喷雾管、针型式 堵头、泡沫管、主量孔、阻风门及化油器本体等组成，喷雾管安装在整个喉管内，喷雾管的在 喉管进气方向的背面设置了二排及其以上的小孔，喉管比传统化油器的加大l_2mm。
5.根据权利要求2所述的发动机匹配的化油器，由安装在节气门轴上的平面凸轮，配 合蝶阀的开启大小，控制油针上下移动，实现了打开所需喷雾管的微孔数量。
6.根据权利要求3所述的发动机匹配的化油器，由同柱塞一起移动的油针控制所需喷 雾管微孔的打开数量。
7.根据权利要求1、2、3所述的发动机，点火提前角比常规发动机的点火提前角提前 1° —3°。
全文摘要
一种高压缩比化油器式汽油发动机，压缩比可以从常规的8.5提高到10-12，它主要利用化油器喉管内安装的喷雾管解决了常规化油器雾化差、混合不好的缺点，避免了提高压缩比后要产生爆震的问题，达到了比原型发动机功率大、能耗低、排放好的目的。
文档编号F02M19/06GK102128103SQ20101002727
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者陈焱, 陈磊, 陈非常 申请人:上海非常化油器有限公司