發動機氣體壓力自動調節裝置的製作方法

2023-06-02 23:58:46 2

專利名稱：發動機氣體壓力自動調節裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發動機氣體壓力自動調節裝置。
背景技術：
在發動機的工作過程中，要對進入氣缸的空氣進行壓縮，當壓縮空氣的壓力達到最佳狀況，也即壓縮空氣被壓縮的程度達到最佳狀態時，燃油最能夠完全、充分燃燒。使內燃機獲得最大的輸出功率，同時降低燃油的消耗，並且由於氣體完全燃燒，廢氣中的一氧化碳等有害氣體的含量減少，有利於環保。現有技術中，一、對汽油發動機而言氣缸體積是固定的，而在不同功率的情況下，加入氣缸內的油、氣量是不同的，因此其壓縮空氣的壓力是隨時變化的。只是在經濟功率輸出、油氣量加入最適時的壓縮空氣的壓力，才是最佳壓力，也即設計壓力。它能滿足內燃機做功時，做功的效率最高，也即熱效率最高，保證油耗最少，產生的廢氣最少。而內燃機工作在低速工況，尤其是怠速狀態時，進氣量減少，其混合空氣壓力也相應減少，其燃燒效果也就越差，也即採用固定氣缸體積的發動機不能保證在不同的進氣量下均達到最佳的燃燒效果，則必然導致油耗的增加，廢氣排放量的增加。二、對柴油發動機而言它沒有點火系統，柴油進入高壓縮空氣的氣缸內自動燃燒，其氣缸體積同樣是固定的。但在不同功率(檔位)的情況下，加入氣缸內的柴油量不同，只有在經濟功率輸出、油量加入最適時，油氣比例才最佳；它能滿足內燃機在高速運動狀態下的工作情況，此時燃燒最充分，熱效率最高，經濟性最好，產生的廢氣最少。而柴油機工作在低速工況，尤其是怠速狀態時，進油量減少，但進氣量不減少，油氣比例變差，空氣過量，造成低溫燃燒，生成一氧化碳，且過多地氧氣導致生成氧化氮，氧化氮既是有害氣體，生成過程中又要吸熱，導致油耗增加，廢氣排放量增加，經濟性變差。總之，現有的採用固定氣缸體積的汽油或柴油發動機都不能保證在不同的功率時，均達到最佳的燃燒效果，導致油耗的增加，廢氣排放量的增加。在環保要求越來越嚴格的今天，使用內燃機的汽車尾氣中的廢氣排放量，在某種程度上，決定了汽車的「生死」。

發明內容
本實用新型的目的就是提供一種發動機氣體壓力自動調節裝置，它能克服現有技術的不足，使汽油發動機氣體的壓力不產生大的變化、基本恆定；柴油發動機油氣比及氣體壓力均不產生大的變化、基本恆定；從而保證內燃機在各種工作情況下均獲得最佳的燃燒性能，減少內燃機的油耗和廢氣的排放，達到節能和環保的目的。
本實用新型解決其技術問題，所採用的技術方案為一種發動機氣體壓力自動調節裝置，含有發動機氣缸、發動機活塞，其結構特點為a、發動機氣缸的火花塞附近連有一調節活塞缸，該調節活塞缸的後部連有貯油缸；b、隔板安裝在調節活塞缸和貯油缸之間，隔板上安裝一液壓閥；調節活塞缸和貯油缸內充有液壓油；c、調節活塞缸內的調節活塞上連有自動調整調節活塞位移的調節機構。
本實用新型的工作原理是一、汽油發動機當發動機氣缸壓縮衝程開始時，發動機活塞向調節活塞缸方向運動，壓縮氣缸內的混合空氣，如混合空氣的進入量偏小，其壓縮壓力低於預設值時，調節機構不動作，調節活塞不向後運動，使氣缸內的燃燒室空間保持最小，缸內空氣壓力保持較大的狀態；當混合空氣量較大，其壓力達到預設值時，調節機構動作使調節活塞缸中的調節活塞向後移動，加氣量越多，調節活塞的後移量越大，，從而越多地增加氣缸的燃燒室空間，使氣缸的在不同的加氣量下，混合空氣壓力基本保持恆定。當發動機活塞運動至點火位置時開始做功衝程，調節機構將調節活塞位置固定，發動機活塞反向運動做功。然後，當氣缸內的氣體壓力減少到預設值時，調節活塞在調節機構的調節作用下，向下運動，發動機活塞做功完畢後，調節活塞回到壓縮衝程時的起始位置。氣缸隨後進行排氣、吸氣，開始新的壓縮衝程。如此周而復始、循環往復。
二、柴油發動機當發動機氣缸壓縮衝程開始時，發動機活塞向調節活塞缸方向運動，壓縮氣缸內的空氣。如柴油進入量較小，進氣機構使其進氣量也減少，壓縮空氣壓力低於預設值時，調節機構不動作，使調節活塞不向後運動，氣缸內的燃燒室空間保持最小，缸內空氣壓力仍保持較大的狀態，油氣比也處於最佳狀態；當加大油門，柴油進入量增大，柴油機的進氣機構使其進氣量也增大，使油氣比處於最佳狀態的同時，缸內空氣壓力達到預設值，調節機構動作，使調節活塞向後移動，調節活塞的後移量越大，從而越多地增加氣缸的燃燒室空間，使氣缸的在不同的充氣量下，空氣壓力基本保持恆定。當發動機活塞運動至噴油位置、噴油嘴噴油、缸內空氣燃燒、開始做功衝程後，調節機構將調節活塞位置固定，發動機活塞反向運動做功。然後，當氣缸內的氣體壓力減少到預設值時，調節機構又驅動調節活塞向下運動，發動機活塞做功完畢後，調節活塞回到壓縮衝程時的起始位置。氣缸隨後進行排氣、吸氣，開始新的壓縮衝程。如此周而復始、循環往復。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是它能保證內燃機在各種工作情況下，發動機氣缸內的燃燒室容積得以自動調節，而使壓縮空氣的壓力不產生大的變化、基本恆定，而始終處於最佳的氣體壓縮狀態，並能使柴油發動機氣缸內的油氣比例保持不變而始終處於最佳狀態，提高內燃機的燃燒效率和做功功率，減少內燃機的油耗和廢氣的排放，既節能又環保。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的描述。


圖1是本實用新型實施例一在壓縮衝程開始時的示意圖。
圖2是本實用新型實施例一在壓縮衝程中，調節活塞向後運動的示意圖。
圖3是本實用新型實施例一在做功衝程開始時的示意圖。
圖4是本實用新型實施例二在小油門、低功率工作時示意圖。
圖5是本實用新型實施例二在油門加大，油氣進入量增多時的示意圖。
圖6是本實用新型實施例二在油門減小，油氣進入量減少時的示意圖。
具體實施方式
實施例一圖1-3示出，本實用新型的一種具體實施方式
為一種發動機氣體壓力自動調節裝置，含有發動機氣缸1、發動機活塞2。發動機氣缸1的火花塞12附近連有一調節活塞缸3，該調節活塞缸4的後部連有貯油缸5；隔板6安裝在調節活塞缸3和貯油缸5之間，隔板6上安裝一液壓閥7；調節活塞缸3和貯油缸5內充有液壓油；調節活塞缸3內的調節活塞8上連有自動調整調節活塞8位移的調節機構。
本實施例的自動調整調節活塞8位移的調節機構的組成為調節活塞8的後部安裝有彈簧9，彈簧9的後端安裝有彈簧壓蓋10，彈簧壓蓋10通過其後部的頂杆11與隔板6相連；隔板6上安裝的液壓閥7為常開閥。
本實施例工作過程和工作原理是一、汽油發動機圖1示出，當發動機氣缸1壓縮衝程開始時，發動機活塞2向調節活塞缸4方向運動，壓縮氣缸1內的混合空氣。如混合空氣的進入量偏小，壓縮衝程直至完成時，其壓力還低於預設值，調節活塞缸3中的調節活塞8在彈簧9的預緊力作用下，調節活塞8不向後運動，也即調節機構不動作，使氣缸1內的燃燒室空間保持最小，缸內空氣壓力保持較大的狀態，本實施例在此種情況下的工作過程和原理與固定氣缸體積的現有發動機的相同。
圖2示出，當混合空氣量較大，壓縮衝程的某一時刻，空氣壓力達到預設值，調節活塞缸3中的調節活塞8受壓向後壓縮彈簧9(調節機構動作)，調節活塞8向後移動，調節活塞缸3後部的液壓油通過常開閥7流向貯油缸5；加氣量越多，調節活塞8的後移量越大，調節活塞8前部挪出的調節活塞缸3空間越大，從而越多地增加氣缸1的燃燒室空間，使氣缸1在不同的進氣量下，混合空氣壓力基本保持恆定。
圖3示出，當發動機活塞2運動至點火位置時、開始做功衝程，火花塞點火，缸內空氣燃燒、膨脹做功、壓力陡增，調節活塞8後部的調節活塞缸3內的液壓油在常開閥7的油道處高速流過，使此處壓力減少，常開閥7關閉。調節活塞缸3內的液壓油封閉，調節活塞8位置被固定，發動機活塞2反向運動做功。
然後，當氣缸1內的氣體壓力減少到預設值時，調節活塞8在彈簧9的回彈作用力下向下運動，調節活塞缸4內的油壓減少，常開閥7重新打開，液壓油流入調節活塞缸3內，發動機活塞2做功完畢後，調節活塞8回到圖1的壓縮衝程時的起始位置。氣缸隨後進行排氣、吸氣，開始新的壓縮衝程。如此周而復始、循環往復。
二、柴油發動機圖1示出，當發動機氣缸1壓縮衝程開始時，發動機活塞2向調節活塞缸4方向運動，壓縮氣缸1內的空氣。如柴油進入量較小，進氣機構使其進氣量也減少，壓力低於預設值時，調節活塞缸4中的調節活塞8在彈簧9的預緊力作用下，調節活塞8不向後運動，使氣缸1內的燃燒室空間保持最小，缸內空氣壓力仍保持較大的狀態，油氣比也處於最佳狀態。本實施例在此種情況下的工作過程和原理與固定氣缸體積的現有柴油發動機相同，只是進氣機構需將進氣量減少。
圖2示出，當加大油門，柴油進入量增大，進氣機構使其進氣量也增大，油氣比處於最佳狀態的同時；在壓縮衝程的某一時刻，缸內混合空氣壓力達到預設值，調節活塞缸3中的調節活塞8受壓向後壓縮彈簧9，調節活塞8向後移動，調節活塞缸3內的液壓油通過常開閥7流向貯油缸5；油氣量越多，調節活塞8的後移量越大，從而越多地增加氣缸1的燃燒室空間，使氣缸1在不同的充氣量下，混合空氣壓力基本保持恆定。
圖3示出，當發動機活塞2運動至噴油位置、開始做功衝程時，噴油嘴噴油，缸內空氣燃燒、膨脹做功，壓力陡增，調節活塞缸3內的液壓油在常開閥7的油道處高速流過，使此處壓力減少，常開閥7關閉。調節活塞缸3內的液壓油封閉，調節活塞8位置被固定，發動機活塞2反向運動做功。
然後，當氣缸1內的氣體壓力減少到預設值時，調節活塞8在彈簧9的回彈力作用下，向下運動，使調節活塞缸3內的油壓減少，常開閥7重新打開，液壓油流入調節活塞缸3內，發動機活塞2做功完畢後，調節活塞8回到圖1的壓縮衝程時的起始位置。氣缸1隨後進行排氣、吸氣，開始新的壓縮衝程。如此周而復始、循環往復。
頂杆11以螺紋方式與隔板6相連，並穿出隔板6。這樣，通過微調頂杆，可以調節彈簧的預緊力，從而調節最佳壓力以適應不同的燃油和發動機。
實施例二圖4-6示出，本實施例與實施例一基本相同，但調節機構的組成不同本例的自動調整調節活塞8位移的調節機構的組成為調節活塞8內空，形成調節活塞腔8a，並向後開口；調節活塞8後部連有伸入貯油缸5的內空的定位杆21，其伸入貯油缸5內的柱壁上開有出油孔23，調節杆24在貯油缸5內與定位杆相連，而該調節杆24與油門調節機構相連；定位杆21前端外部有凸起的外環25，該外環25與調節活塞腔8a的後壁之間的定位杆上設有彈簧26；隔板6上安裝的液壓閥7為止回閥。
本實施例二的工作過程和原理與前述實施例一基本相同，不同的僅僅是調節機構的組成不同，因而調節活塞缸3中的調節活塞8的位移是由與油門調節機構相連的調節杆24控制而不是由彈簧26控制。具體而言圖4示出，小油門、低功率工作時，與油門調節機構相連的調節杆24不動作，本實施例在此種情況下的工作過程和原理與現有發動機相同。
圖5示出，當油門加大，油氣進入量增多時，與油門調節機構相連的調節杆24向後提升，相應帶動定位杆21並壓縮彈簧26向後移動，定位杆21前端頭離開調節活塞缸3底部，調節活塞腔8a內底的液壓油經定位杆21及出油口23流向貯油缸5。隨後，調節活塞8向後移動到位，在彈簧26的回彈作用下，定位杆21前端頭與調節活塞腔8a內底部緊密接觸，液壓油不能再經過定位杆21內腔；並且，止回閥7此時也處於關閉狀態，液壓油被完全封閉，調節活塞8位置被固定。
圖6示出，當油門減小時，調節杆24前移，推動調節活塞8前移，調節活塞腔8a的壓力減少，止回閥7被打開，貯油缸5內的油流入調節活塞腔8a。壓力平衡後止回閥7關閉，調節活塞8穩定在此位置，燃燒室空間調小，並得以保持。
因此，本實施例通過調節活塞8與油門調節機構的連動，可使氣缸1做功衝程開始時的燃燒室容積調整到與油門開啟程度(也即油氣加入量)成正相關的對應值，從而確保發動機氣缸1在不同的加氣量下，缸內空氣壓力保持基本恆定。
本例的調節機構中的定位杆21最前端的腔壁為外直內傾的楔形27。這樣可確保定位杆21最前端在與調節活塞腔8a內腔底部接觸時，調節活塞腔8a中液壓油對定位杆21前端直壁外表面的作用力垂直於定位杆21，不會產生沿定位杆21向上的分力；且楔形27便於定位杆21與調節活塞腔8a內底部的緊密接觸，從而能可靠地將調節活塞腔8a內的液壓油與定位杆21內腔的液壓油隔斷、分開。
本實用新型用於柴油發動機時，需將柴油機的固定量進氣機構採用現有技術，改裝為進氣量與油門進油量同比連動的可調進氣機構。
本實用新型的調節活塞8上連有的自動調整調節活塞8位移的調節機構，還可以是電子或機械式液壓飼服機構。
權利要求1.一種發動機氣體壓力自動調節裝置，含有發動機氣缸(1)、發動機活塞(2)，其特徵在於a、所述的發動機氣缸(1)的火花塞(12)附近連有一調節活塞缸(3)，該調節活塞缸(3)的後部經液壓閥(7)與貯油缸(5)相連，調節活塞缸(3)和貯油缸(5)內充有液壓油；b、隔板(6)安裝在調節活塞缸(3)和貯油缸(5)之間，隔板(6)上安裝一液壓閥(7)；c、調節活塞缸(3)內的調節活塞(8)上連有自動調整調節活塞(8)位移的調節機構。
2.如權利要求1所述的發動機氣體壓力自動調節裝置，其特徵在於所述的自動調整調節活塞(8)位移的調節機構的組成為調節活塞(8)的後部安裝有彈簧(9)，彈簧(9)的後端安裝有彈簧壓蓋(10)，彈簧壓蓋(10)通過其後部的頂杆(11)與隔板(6)相連，隔板(6)上安裝的液壓閥(7)為常開閥。
3.如權利要求2所述的發動機氣體壓力自動調節裝置，其特徵在於所述的頂杆(11)以螺紋方式與隔板(6)相連，並穿出隔板(6)。
4.如權利要求1所述的發動機氣體壓力自動調節裝置，其特徵在於所述的自動調整調節活塞(8)位移的調節機構的組成為調節活塞(8)內空，形成調節活塞腔(8a)，並向後開口；調節活塞(8)後部連有伸入貯油缸(5)的內空的定位杆(21)，其伸入貯油缸(5)內的柱壁上開有出油孔(23)，調節杆(24)在貯油缸(5)內與定位杆(21)相連，而該調節杆(24)與油門調節機構相連；定位杆(21)前端外部有凸起的外環(25)，該外環(25)與調節活塞腔(8a)的後壁之間的定位杆(21)上設有彈簧(26)；隔板(6)上安裝的液壓閥(7)為止回閥。
5.如權利要求4所述的發動機氣體壓力自動調節裝置，其特徵在於所述的定位杆(21)最前端的腔壁為外直內傾的楔形(27)。
專利摘要本實用新型公開了一種發動機氣體壓力自動調節裝置，它的發動機氣缸(1)的火花塞(12)附近連有一調節活塞缸(3)，該調節活塞缸(3)的後部連有貯油缸(5)；隔板(6)安裝在調節活塞缸(3)和貯油缸(5)之間，隔板(6)上安裝一液壓閥(7)；調節活塞缸(3)和貯油缸(5)內充有液壓油；調節活塞缸(3)內的調節活塞(8)上連有自動調整調節活塞(8)位移的調節機構。它能保證內燃機在各種工作情況下，壓縮空氣的壓力基本恆定，而始終處於最佳的氣體壓縮狀態，並能使柴油發動機氣缸內的油氣比例保持不變而始終處於最佳狀態，提高內燃機的燃燒效率和做功功率，減少內燃機的油耗和廢氣的排放，既節能又環保。
文檔編號F02B23/00GK2811576SQ20052003481
公開日2006年8月30日 申請日期2005年7月13日 優先權日2005年7月13日
發明者張繼培 申請人:張繼培