汽油机进气歧管回火保护装置 |
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| 申请号 | CN201710769245.4 | 申请日 | 2017-08-31 | 公开(公告)号 | CN107420235A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司; | 发明人 | 虞卫飞; 李杰; 李书华; 程剑峰; 胡福建; 杜成磊; 张波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 汽油 机进气 歧管 回火保护装置，其包括 阀 座、阀盖、阀杆、触压 开关 、回位 弹簧 和ECU；其中， 阀座 固设在 进气歧管 上，阀座上设有与进气歧管连通的泄压口；阀盖与阀座固定连接，阀盖上设有泄压孔，泄压腔体的顶盖上设有滑孔；阀杆滑动穿设在滑孔中，阀杆的两端分别设有阀片和限位片，阀片抵顶在泄压口的边缘处，限位片抵顶在顶盖外侧面上；触压开关固设在顶盖的外侧面上，与限位片配合，且触压开关与ECU电连接；回位弹簧套设在阀杆上，且回位弹簧的一端固设在顶盖的内侧面上，另一端固设在阀片上。本发明提供的汽油机进气歧管回火保护装置，实现了对进气歧管的排气或密封；同时也实现了对阀片闭合或开启状态的检测。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种汽油机进气歧管回火保护装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 汽油机进气歧管回火保护装置技术领域背景技术[0002] 汽油机进气岐管总成由稳压腔和进气岐管组成，稳压腔上游连接进气总管、节气门，进气岐管下游连接发动机机体的进气道，在节气门关闭或开度很小时，节气门、进气岐管、进气道、气门和部分气缸形成一个封闭的空间。对于进气道喷射汽油机，进气歧管或进气道上安装有喷油器，以将适量的燃油喷射到进气道和进气门背面处，燃油挥发与空气混合形成可燃混合气。对于缸内直喷汽油机，进气回流、炭罐清洗和废气再循环都有可能引入可燃混合气到进气岐管。一般自然吸气发动机进气岐管压力不大于大气压，增压发动机进气岐管相对压力一般在400kPa以内。发动机在中小负荷运行时，进气岐管压力低于大气压。 [0003] 传统的进气岐管材料一般为金属，如铸铝、铸铁等。为降低整车质量和成本，进气岐管材料逐渐更换为塑料，如尼龙/玻璃纤维复合材料。塑料进气岐管除质量轻、成本低之外，还具有造型自由、进气阻力小的优点。但其强度有所下降，一般进气岐管的耐压能力在10bar以下。 [0004] 汽油机回火是可燃混合气在进气歧管燃烧的异常现象，点火系统故障、正时故障均有可能导致回火。而使用越来越多的可变气门正时系统会增加气门重叠角，增大回火概率。发生回火时，进气岐管压力瞬间可达10-18bar，较高的压力会损伤进气温度压力传感器、喷油器、进气歧管、节气门等零部件。目前常用的塑料进气岐管，回火压力可能会超过其耐压限值，导致进气岐管爆裂。 [0005] 为避免回火造成的进气岐管爆裂，现有技术中最直接和常用的方法是提升进气岐管的耐压强度，如增加塑料进气岐管厚度、增加加强筋、或更换高强度材料。但是，进气岐管强度增强不能降低岐管内压力，对进气温度压力传感器、喷油器和节气门等的损伤依然存在。 [0006] 而为了释放多余的压力，现有技术中通常采用橡胶类材料单向阀，未发生回火时单向阀依靠自身弹性和进气负压关闭；在发生回火时，进气岐管气体冲开单向阀，释放多余压力。但是，这种橡胶材质的单向阀并不适用于增压型汽油机，且橡胶材料的单向阀易因其老化变形后异物堵塞而导致单向阀关闭不严，进而导致进气歧管漏气的问题。 发明内容[0007] 本发明的目的是提供一种汽油机进气歧管回火保护装置，以释放汽油机发生回火时的压力，同时保证发动机正常运行时泄压阀的密封性，另外，通过对泄压阀关闭状态的检测，避免进气歧管漏气导致的进气失控、飞车等问题。 [0008] 本发明提供了一种汽油机进气歧管回火保护装置，其特征在于，包括： [0009] 阀座，所述阀座固定设置在进气歧管上，所述阀座上设置有泄压口，所述泄压口与所述进气歧管连通； [0010] 阀盖，所述阀盖与所述阀座固定连接，所述阀盖上设置有泄压腔体，所述泄压腔体的侧壁上设置有泄压孔，所述泄压腔体的顶盖上设置有滑孔； [0011] 阀杆，所述阀杆滑动穿设在所述滑孔中，所述阀杆的两端分别固定设置有阀片和限位片，所述阀片抵顶在所述泄压口的边缘处，且所述阀片的直径小于所述泄压腔体的内径，所述限位片抵顶在所述顶盖的外侧面上； [0013] 回位弹簧，所述回位弹簧套设在所述阀杆上，且所述回位弹簧的一端固定设置在所述顶盖的内侧面上，所述回位弹簧的另一端固定设置在所述阀片上。 [0014] 如上所述的汽油机进气歧管回火保护装置，其中，优选的是，还包括密封圈，所述阀座上设置有密封槽，所述密封槽的直径大于所述泄压口的内径，所述密封槽与所述泄压口同轴，所述密封圈固定嵌设在所述密封槽中。 [0015] 如上所述的汽油机进气歧管回火保护装置，其中，优选的是，在发动机正常运行的情况下，当所述进气歧管中的压力大于大气压时，所述回位弹簧对所述限位片的预紧力大于所述限位片受到来自所述进气歧管的气体压力。 [0016] 如上所述的汽油机进气歧管回火保护装置，其中，优选的是，所述阀盖上设置有翻边，所述阀盖通过所述翻边与所述阀座固定连接。 [0018] 如上所述的汽油机进气歧管回火保护装置，其中，优选的是，所述泄压孔的数量为多个，且多个所述泄压孔在所述阀盖的周向均匀分布。 [0020] 本发明提供的汽油机进气歧管回火保护装置，通过在阀盖上滑动设置阀杆，在阀杆的一端固定设置阀片，并利用阀片两侧的压差，实现了对进气歧管的排气或密封；此外，通过设置触压开关，并通过ECU的检测，实现了对阀片闭合或开启状态的判断，同时也可以及时检测和解决阀片异常开启的问题。附图说明 [0021] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 [0022] 图1为本发明实施例提供的汽油机进气歧管回火保护装置的俯视图； [0023] 图2为本发明实施例提供的汽油机进气歧管回火保护装置在闭合时的状态图； [0024] 图3为本发明实施例提供的汽油机进气歧管回火保护装置在开启时的状态图。 [0025] 附图标记说明： [0026] 100-阀座 110-安装凸起 120-泄压口 [0027] 130-密封圈 200-阀盖 210-翻边 [0028] 220-泄压腔体 230-泄压孔 300-触压开关 [0029] 400-阀杆 500-阀片 600-限位片 [0030] 700-回位弹簧 800-ECU 900-进气歧管 具体实施方式[0031] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。 [0032] 请同时参照图1至图3，本发明实施例提供了一种汽油机进气歧管回火保护装置，其包括阀座100、阀盖200、阀杆400、触压开关300、回位弹簧700和ECU800；其中，阀座100固定设置在进气歧管900上，阀座100上设置有泄压口120，泄压口120与进气歧管900连通；阀盖200与阀座100固定连接，阀盖200上设置有泄压腔体220，泄压腔体220的侧壁上设置有泄压孔230，泄压腔体220的顶盖上设置有滑孔；阀杆400滑动穿设在滑孔中，阀杆400的两端分别固定设置有阀片500和限位片600，阀片500抵顶在泄压口120的边缘处，且阀片500的直径小于泄压腔体220的内径，限位片600抵顶在顶盖外侧面上；触压开关300用于向ECU800发出触发电平信号，且触压开关300固定设置在顶盖的外侧面上，限位片600可以随着阀杆400的上下运动来压紧或脱离触压开关300；回位弹簧700套设在阀杆400上，且回位弹簧700的一端固定设置在顶盖的内侧面上，回位弹簧700的另一端固定设置在阀片500上。 [0033] 本发明实施例提供的汽油机进气歧管回火保护装置的工作原理如下： [0034] 发动机正常运行时，对于自然吸气式发动机和增压发动机中的小负荷运行模式，进气歧管900内为负压(低于大气压，相对压力为-0.8bar～0bar)，由于阀杆400的两端分别与大气和进气歧管900连通，故在阀片500的两侧存在压差，即阀片500上方的压力大于阀片500下方的压力，如图2所示，从而使阀片500压紧在阀座100上，使泄压口120封闭，同时回位弹簧700处于压缩状态，其弹力也作用在阀片500上，进一步将阀片500压紧，使该汽油机进气歧管回火保护装置具有良好的密封。 [0035] 发动机发生回火时，进气歧管900中的压力瞬间可达到10-18bar，远大于大气压，阀片500受到来自进气歧管900的气体压力大于回位弹簧700的预紧力和阀片500、阀杆400及限位片600的重力之和，阀片500受到向上的推力而与阀座100分离，如图3所示，此时，来自进气歧管900的气流在阀片500与阀座100之间以及阀片500与泄压腔体220之间流动，并最终从泄压孔230流出，从而可以使进气歧管900中的压力迅速下降，气体对阀片500的推力随之减小，当该推力小于回位弹簧700的预紧力和阀片500、阀杆400及限位片600的重力之和时，阀片500会再次将泄压口120封闭，以保证发动机在正常运行时的密封性。 [0036] 可以理解的是，泄压孔230的数量可以为多个，且多个泄压孔230在阀盖200的周向均匀分布，以加快气体排放，提升泄压效率。 [0037] 其中，当阀片500压紧在阀座100上时，限位片600可以压紧在触压开关300上，而当阀片500与阀座100分离时，限位片600同时与触压开关300分离，由于触压开关300与ECU800电连接，ECU800可以检测到阀片500的密封状态，从而可以实时判断该汽油机进气歧管回火保护装置是否正常。 [0038] 具体地，触压开关300上设置有第一端子和第二端子，第一端子与ECU800电连接，第二端子可以接地或电池正极，在本实施例中，以第二端子接地为例。当阀片500压紧在阀座100上时，限位片600压紧在触压开关300上，此时触压开关300接通，ECU800检测到触压开关300的输出端为地，从而可以判断阀片500处于闭合状态；当阀片500与阀座100分离时，限位片600与触压开关300分离，此时触压开关300断开，ECU800检测到触压开关300的输出端悬空，从而可以判断阀片500处于打开状态。因此，ECU800根据触压开关300的输出端为地或者悬空即可判断泄压阀关闭与否。 [0039] 需要说明的是，当阀片500意外打开，比如卡滞、异物阻隔等，ECU800检测到触压开关300的输出端长时间悬空，则表明该汽油机进气歧管回火保护装置出现故障，此时结合发动机状态可执行断油、报警等动作，以避免进气参数不准确而导致发动机熄火、转速失控或飞车的等问题。 [0040] 进一步地，在发动机正常运行的情况下，当进气歧管900中的压力大于大气压时，回位弹簧700对限位片600的预紧力大于限位片600受到来自进气歧管900的气体压力。即在发动机正常运行时，对于增压发动机中的大负荷运行模式或自然吸气式发动机的谐波增压技术，在此运行状态下，进气歧管900内为正压(高于大气压，相对压力为0bar～4bar)，此时阀片500下方的压力大于阀片500上方的压力，使阀片500具有向上运行的趋势，由于回位弹簧700对限位片600的预紧力大于限位片600受到来自进气歧管900的气体压力，故在进气歧管900中的压力大于大气压时，阀片500仍然能够压紧在泄压口120上，保证了该汽油机进气歧管回火保护装置的密封性。 [0041] 可以理解的是，为了保证阀片500与阀座100压紧时具有良好的密封，该汽油机进气歧管回火保护装置还包括密封圈130，阀座100上设置有密封槽，密封槽的直径大于泄压口120的内径，密封槽与泄压口120同轴，密封圈130固定嵌设在密封槽中，以使阀片500在闭合状态下可以压紧在密封圈130上。 [0042] 进一步地，阀盖200上可以设置有翻边210，阀盖200通过翻边210与阀座100固定连接。 [0043] 相应地，阀座100上可以设置有与翻边210配合的安装凸起110，通过安装凸起110与翻边210的配合，可以增强阀盖200与阀座100的连接强度，具体地，安装凸起110上可以设置有螺纹孔，阀盖200与阀座100通过螺栓与螺纹孔的配合固定连接，从而可以便于阀盖200与阀座100的装配，进而便于对阀盖200与阀座100之间的零部件的维护。 [0044] 本发明实施例提供的汽油机进气歧管回火保护装置，通过在阀盖上滑动设置阀杆，在阀杆的一端固定设置阀片，并利用阀片两侧的压差，实现了对进气歧管的排气或密封；此外，通过设置触压开关，并通过ECU的检测，实现了对阀片闭合或开启状态的判断，同时也可以及时检测和解决阀片异常开启的问题。 |
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