低壓縮比多缸柴油機的製作方法
2023-07-01 17:20:56 1
專利名稱:低壓縮比多缸柴油機的製作方法
本發明涉及一種低壓縮比多缸柴油內燃機，在正常工作時全部汽缸均供入燃料並產生功率，而在起動和在需要部分負荷時的所謂部分汽缸運行的情況下，一部分汽缸作為壓縮機工作而不供油，並向作為發動機工作的汽缸供入壓縮空氣，這時各由一個壓縮機汽缸與一個發動機汽缸通過一根與通常的進排氣導管無關的管道相連，在管道上靠近壓縮機汽缸的一端有一個在部分汽缸運行時可控制的給予閥，在它靠近發動機汽缸的另一端有一個向著壓縮機汽缸的方向閉鎖的接收閥，每一個壓縮機汽缸的活塞相對於與其有關的發動機汽缸的活塞提前30至50度曲軸角。
這種結構利用預壓縮燃燒用空氣來改善發動機工作的汽缸的進氣，所以在柴油發動機以部分汽缸運行時，在發動機工作汽缸中，儘管其壓縮比較低，仍能達到點燃所注入的燃料所需的壓縮終溫。
專利DE-PS2648411中提出了一種這類柴油機。該種柴油機以部分汽缸運行時，作為壓縮機工作的汽缸溫度比發動機汽缸的低。這是由於在壓縮機汽缸中被壓縮因而加熱了的空氣輸入發動機汽缸，而接著吸入了比排出的壓縮空氣溫度為低的空氣。這就表明，冷卻系統的供熱並沒有補償由於空氣量流失所造成的壓縮機汽缸的降溫。
因此從部分汽缸運行轉為全發動機工作時，壓縮機汽缸點火困難，因為只有在有關汽缸經過熱機階段以後才能達到壓縮終溫。從而阻礙該柴油機迅速達到設計載荷。所以本發明的目的是避免在這類柴油機中那些作為壓縮機工作的汽缸的汽缸內腔降溫。
按本發明此任務是通過下述結構特點來解決每一個接收閥與一個可沿壓縮機汽缸的方向隨意打開有關管道的裝置組合在一起，管道的控制是在相連的發動機汽缸的排氣衝程時通過此裝置來實現的;以及操縱此設備的脈衝從一個儲能器通過一個與曲軸轉速有關的分配器引來。此結構使發動機汽缸的廢氣回輸到壓縮機汽缸中。因此在柴油內燃機以部分汽缸運行時壓縮機汽缸的溫度有所提高。回輸廢氣利用的是那些將壓縮空氣從壓縮機汽缸通往柴油內燃機的已有的同樣的連通管道。
本發明其它的結構特點為在給予閥的控制管道中裝一個換向滑閥，它設計成可由兩個不同的控制脈衝進氣;儲能器是一個壓縮空氣存儲器，至少由一根獨立的管道經單向閥向它供氣;管道外面包裹著絕熱材料。
本發明的突出優點是，當柴油內燃機以部分汽缸運行時，壓縮機汽缸提供給發動機汽缸作為補充進氣用的空氣溫度比沒有廢氣回輸時的要高;當轉變為全發動機工作時柴油內燃機允許無延遲地接通負荷直至滿負荷;已經按部分汽缸運行方式設計的柴油內燃機可以沒有困難地配備本發明的結構。
附圖表示了本發明的一個實施例，並在下面對其作詳細說明。其中圖1 具有補充進氣裝置的柴油內燃機中兩個汽缸的結構示意圖;
圖2 圖1所示汽缸在柴油內燃機汽缸排列中的位置示意圖。
圖2示意表示「V」型雙排十二缸柴油內燃機。點火次序為1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12。在所舉的例子中，在起動和局部負荷工作時進行所謂部分汽缸運行的情況下，第一排1至6缸作為發動機汽缸，第二排7至12缸作為壓縮機汽缸。汽缸8和5、10和3、7和6、11和12、9和4以及12和1各用管道相連。圖2中只表示了汽缸8和汽缸5之間的管道13。當然也可以只將所有汽缸中的一部分分為發動機和壓縮機汽缸。同樣可以在相同的點火次序下將兩個相連的汽缸裝在同一排中。
圖1中表示了具有汽缸8、活塞17的壓縮機汽缸14，和具有汽缸5和活塞16的發動機汽缸15，以及帶控制元件的管道13。
曲軸20的兩個曲軸銷18、19的位置與兩個活塞16、17相適應。由於汽缸排的「V」形角21為90度，使壓縮機汽缸14的活塞17的曲軸角相對於發動機汽缸15的活塞16而言同樣提前90度。壓縮機汽缸的活塞17處於其上死點前不久並壓縮了在此之前被它所吸入的空氣量。發動機汽缸的活塞16處於其下死點之後不久，並因而處於壓縮衝程的開始。
每一根裝在一對汽缸之間的管道13被兩個閥所控制。一個是位於壓縮機汽缸8附近的所謂給予閥22，它與燃油截止閥44一起通過控制管道31操縱壓縮機汽缸7至12。
另一個位於發動機汽缸5附近的所謂的接收閥23，與換向滑閥26一起，通過控制管道25、27、28與壓縮空氣分配器29相連。壓縮空氣來自壓縮空氣存儲器30，它經管道31和32分別與換向滑閥26和壓縮空氣分配器29相連。管道31和32受電磁閥33、34控制。
在柴油內燃機以部分汽缸運行時，在管道31和32中電磁閥33、34是打開的。壓縮空氣從管道31到達換向閥26，並將它的滑閥35移至如圖所示的導通位置。於是壓縮空氣從管道31經管道24到達給予閥22，從而使之移至圖示的位置。管道13因而被打開。由於與此同時在管道32中電磁閥34也是開著的，所以壓縮空氣也到達壓縮空氣分配器29，分配器的轉子37以曲軸的一半轉速旋轉。分配器轉子37的位置與汽缸5的活塞16的位置相對應。在圖示活塞16處於壓縮衝程開始位置的情況下，壓縮空氣分配器29中管道32與27之間的通道被關閉。接收閥23處於圖1所示的位置。這時，裝在接收閥23中的活門38起作用，它在汽缸8所壓出的空氣壓力作用下克服彈簧39的力而打開。通過設計活門38，確定空氣從汽缸8輸入汽缸5的時間，並確定在壓縮階段開始時汽缸5中的壓力大小。
曲軸旋轉一周後，發動機汽缸5的活塞16重新處於下死點排氣衝程的開始，而壓縮機汽缸8的活塞17位於上死點吸氣衝程的開始。所述的活塞16、17的這些位置大體上如圖1所表示的情況。其區別只是在於壓縮空氣分配器29的分配器轉子37的位置轉了180度。因此現在管道32和27之間的通道是打開的。於是壓縮空氣到達控制管道25中，並移動接收閥23至其另一個位置，從而使通道40起作用。這時在排氣衝程期間熱廢氣從汽缸5流往汽缸8，與此同時汽缸8進行了一個吸氣衝程。經由通常的進氣門吸入的空氣在汽缸8中與經由管道13來到的熱廢氣混合。這樣一來加熱了壓縮機汽缸14和其充量。此廢氣回輸的起始和持續時間由壓縮空氣分配器29中控制槽41的位置和長度來決定。一旦分配器轉子37到達控制槽41的末端，便將截斷通往接收器閥23的壓縮空氣，而管道27排氣。接收器閥23重新回到圖1所示的位置，這時活門38起作用。
當此柴油內燃機處於部分汽缸運行的情況下，給予閥22持續打開，而接收閥23按發動機汽缸15排氣衝程的節奏在它的兩個位置之間來回變化。當從部分汽缸運行狀態過渡到全發動機工作狀態時，通過管道13的廢氣回輸再持續一段時間，有利於改善那些原先作為壓縮機工作的汽缸的設計載荷。為此目的，只要關閉電磁閥33。切斷壓縮空氣的輸入使給予閥22轉為關閉位置，並打開供入汽缸7至12的燃油通道。電磁閥34仍保持打開。因此，如前面所敘述的那樣，管道25、27、28周期性地由壓縮空氣分配器供入壓縮空氣。壓縮空氣經由管道28到達換向滑閥26中差動柱塞36的下面。因為滑閥35下面的空腔現在由於電磁閥33關閉而沒有壓力，所以差動柱塞36的柱塞面積足以移動滑閥35至圖1所示的位置。在管道28中的壓縮空氣現在打開了單向閥42，關閉單向閥43，並經由滑閥35到達給予閥22。在汽缸5排氣衝程的持續時間裡，藉助於由壓縮空氣分配器29來到的脈衝，移動給予閥22至其導通位置，所以廢氣可從汽缸5經管道13流入汽缸8。當由於切斷電磁閥34而中斷了壓縮空氣從壓縮空氣存儲器30輸入壓縮空氣分配器29時，廢氣回輸便終止。
至少有一根管道13經由一個單向閥46與通往壓縮空氣存儲器30的管道45相連通，管道45用來向壓縮空氣存儲器補充進氣。為了清潔壓縮空氣，在管道45中設一個過濾器47。
權利要求
1.低壓縮比多缸柴油內燃機，在正常工作時全部汽缸均供入燃料並產生功率，而在起動和在需要部分負荷時的所謂部分汽缸運行的情況下，一部分汽缸作為壓縮機工作而不供油，並向作為發動機工作的汽缸供入壓縮空氣，這時各由一個壓縮機汽缸與一個發動機汽缸通過一根與通常的進排氣導管無關的管道相連，在管道上靠近壓縮機汽缸的一端有一個在部分汽缸運行時可控制的給予閥，在它靠近發動機汽缸的另一端有一個向著壓縮機汽缸的方向閉鎖的接收閥，每一個壓縮機汽缸的活塞相對於與其有關的發動機汽缸的活塞提前30至50度曲軸角，其特徵為每一個接收閥(23)與一個可沿壓縮機汽缸(14)的方向隨意打開有關管道(13)的裝置組合在一起，管道(13)的控制是在相連的發動機汽缸(15)的排氣衝程時通過此裝置來實現的；以及操縱此設備的脈衝從一個儲能器通過一個與曲軸轉速有關的分配器(29)處引來。
2.按照權利要求
1所述之多缸柴油內燃機，其特徵為在給予閥(32)的控制管道(31)中裝一個換向滑閥(26)，它設計成可由兩個不同的控制脈衝進氣。
3.按照權利要求
1所述之多缸柴油內燃機，其特徵為儲能器是一個壓縮空氣存儲器(30)，至少由一根獨立的管道(13)經單向閥(46)向它供氣。
4.按照權利要求
1所述之多缸柴油內燃機，其特徵為管道(13)外面包裹著絕熱材料。
專利摘要
柴油機起動和部分負荷時用部分汽缸工作，汽缸(7—12)為壓縮機不供油，向發動機汽缸(1—6)輸入壓縮空氣。壓縮機汽缸(8)用單獨管道(13)相連，其靠壓縮機汽缸一端有可控給予閥(22)，靠發動機汽缸一端有接收閥(23)。每個接收閥與向壓縮機汽缸(14)方向可開啟管道(13)的裝置相組合，在相連發動機汽缸(15)排氣衝程時籍此控制管道(13)。廢氣從汽缸(1至6)輸回汽缸(7至12)，使部分汽缸工作時壓縮機缸內溫度升高。
文檔編號F02D21/08GK87106281SQ87106281
公開日1988年5月4日 申請日期1987年9月12日
發明者赫伯特·多伊奇曼 申請人:腓特烈港發動機及渦輪機聯合股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan