一種提高柴油機性能的方法及其方法的設置結構的製作方法
2023-08-09 19:01:16 2
專利名稱：一種提高柴油機性能的方法及其方法的設置結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種提高柴油機性能的方法及其方法的設置結構。
背景技術：
現在農村、機械化的迅速發展，柴油機是農業生產中普遍使用的動力設備，然而普遍存在的問題是1、燃油利用率低，排放量大，大量的熱能浪費。2、部分柴油機為節能，把供油時間提前，使起動困難而且機器不能低轉速運轉，給拖拉機駕駛員造成操作不便，造成人身安全隱患。多空直噴燃油質量要求高，不適應農村。3、廢氣從氣門導管與氣門杆的間隙中串入氣門室蓋內，造成潤滑油碳化，降低氣門杆與導管壽命。潤滑油從進氣門杆與氣門導管間隙中到達氣缸內，造成燒機油。4、柴油機不具備體積小、馬力大，轉速量程大。5、柴油機氣缸內空氣是吸入方式，高轉速壓縮比低。6、供油時間不能隨轉速變化。7、柴用風冷降溫機器，用水泵，長期低負荷，機體溫度低，不利於燃油燃燒，而且消耗功能。8、舊機器有時在20℃-30℃的氣溫下，需點火起動，從此看出吸入空氣溫度對燃油燃燒的重要性。
發明內容
本發明的目的是針對以上問題，現發明一種提高柴油機性能的方法及其方法的設置結構，使柴油機具備體積小、馬力大、易起動、節約燃油、潤滑油，降低廢氣排放，高速機器能長期作負荷、低轉速運轉，轉速量程大，高轉速具備能耗低的目的。操作方便、安全。
為實現本發明方法將採取以下技術方案1、氣門杆與氣門導管密封；2、單缸油量限制螺釘上設起動油量加濃裝；3、供油時提前逐變器；4、廢氣助燃利用；5、利用自然能；6、空氣壓縮機；7、調整配氣；8、單缸柴油機改用調速雙拉簧；9、空氣加熱氣箱。
本發明其特徵在於利用自然能把水箱中熱量送入空氣壓縮機前散熱器，由空氣壓縮機吸收，隨壓縮機產生的高密度空氣進入空氣加熱氣箱，再由排氣口排出的廢氣給空氣加熱後，根據機器需要送入氣缸，再通過改變配氣時間，增加有效壓縮行程，使氣缸內空氣提前達到燃油燃燒溫度，利用供油時逐變器把供油時改為逐機器轉速變化，將氣門杆與導管密封，使進氣道空氣不外漏，排氣道廢氣不入氣門室。降低機器對潤滑油的消耗和碳化速度，調速雙拉簧使高轉速運轉穩，馬力能充分發揮，油量限制螺釘上設油量加濃裝制，能最大限減少平時燃油浪費，而且具備臨時超載能力，空氣加熱箱設消聲片能降低廢氣排放速度增加氣箱溫度和消聲的目的。通過以上方案使機器易起動、節能、環保、體積小、馬力大。高轉速機器能長期低轉速有利於操作、安全。
圖1是氣門杆與氣門導管密封圈；圖2是油量限制螺釘上設起動油量加濃裝置圖；圖3是供油時提前逐變器圖；
圖4是廢氣助燃機器進排氣流程圖；圖5是自然能利用接水器圖；圖6是空氣壓縮機橫切圖；圖7是單缸柴油機增加發明設置外觀圖。
具體實施例方式
圖中1氣門杆行程、2帶油環、3油眼、4密封環、5氣門導管、6氣門杆、7邊蓋、8彈簧、9飛球、10油量限制鎖緊螺帽、11空心螺管、12起動油量加濃調整螺帽、13油量限定螺釘、14彈簧、15螺釘、16供油提前角最大限制螺帽、17鎖緊螺母、18護罩、19油泵滾輪、20油泵凸輪、21轉動盤(凸輪軸正時齒輪)、22推動盤、23壓縮機外罩、24壓縮機外罩、25壓縮機外罩、26出氣口、27輸氣管、28氣缸蓋、29空氣濾芯、30廢氣道、31空氣箱、32氣缸蓋罩、33進氣口、34散熱器、35皮帶輪、36機器進氣口、37廢氣出口、38軸承座、39排氣口、40空氣、41空氣穩定閥、42多餘空氣輸氣管、43接水槽、44浮子、45水箱、46下水管、A浮水上反口、47風輪定位襯套、48壓縮機外罩、49壓縮機軸、50壓鎖螺母、51壓縮機風輪、52壓縮機風輪、53壓縮機風輪、54空氣壓縮機、55消聲片。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
一、氣門杆與氣門導管密封。
1、作用封閉氣門杆與氣門導管，圖1所示，降低機器對機油的需求量，使空氣壓縮機的高密度空氣不會從此漏掉。廢氣也不會從此間隙中到達氣門室，從而降低潤滑油碳化速度。延長氣門杆與導管壽命。
2、結構它是由氣門杆上的油環2、4和氣門導管上的油眼3、氣門杆、氣門導管等組成。
3、性能實施原理當機器開始起動，潤滑系向氣門室中輸送潤滑油，當氣門打開時，由帶油環2把油帶入集結於氣門導管5和氣門杆6的間隙中，當氣門關閉時，由封閉環4把油收集於密封環4中，形成油環自封，進氣門封閉靠密封環4，排氣門封閉是密封環4帶油環2都起作用。
二、油量限制螺釘上設起動油量加濃裝置。圖2所示。
1、作用解決柴油機平時燃油的浪費，使機器具備臨時超載能力，易起動。
2、結構邊蓋7、彈簧8、密封環4、油量限制螺帽10、空氣螺管11、起動油量加濃調整鎖緊螺帽12、油量限制螺釘13組成。
3、實施原理由加密調整鎖緊螺帽12、調整彈簧8的彈力，在起動和臨時超載時，調速外拉簧的拉力才能克服彈簧8的彈力，由空心螺管11、油量限制鎖緊螺帽10調整平時供油量最大不大於氣缸空氣的需求量。
三、調整雙拉簧(油門拉簧)。
1、作用柴油機馬力能充分發揮，運轉性能更好。
2、結構調速雙拉簧它是由一個強度大、一個強度小的兩個彈簧組成，實施原理柴油轉速低時強度小的起作用，高轉速兩個簧都起作用，克服飛錘離心力(離心力與平方速轉成正比)。
四、供油時提前逐變器，圖3所示。
1、作用能使柴油機工作時，供油提前角隨轉速升高而加大。供油提前角低轉速小，高轉速大。
2、結構供油時提前逐變器它是由彈簧14、螺釘15、供油提前角最大限制螺帽16、鎖緊螺帽17、油泵滾輪19、油泵凸輪20、飛球9、傳動盤(凸輪軸正時齒輪)21、推動盤22、凸輪軸56組成。
3、實施原理當柴油機起動時，柴油機的供油時間提前角小容易起動，當轉速達到600轉/分時，在傳動盤21的作用下，飛球9產生離心力推動推動盤22向右，逐轉速的提高飛球9的力增大，推動盤22在飛球9力的作用下，推動油泵凸輪20向右，克服彈簧14的阻力，至到油泵凸輪20與供油提前角最大限制螺帽16接觸，這時供油提前角最大，當機器轉速降低時，飛球9的力降低，油泵凸輪20在彈簧14的作用下，左移供油提前角變小。此設置可調供油角度14-34°，供油提前角最大限制螺帽16可調油泵凸輪20的行程，彈簧14可多少轉時供油提前角達到最大，油泵凸輪20形狀也可調整提前角量程。各部件尺寸因需而定。
4、設置要求a、油泵凸輪20上設油眼，用於潤滑清理軸間。b、在停止供油時，油泵滾輪19與凸輪20留有間隙，使油泵凸輪移動靈活。
5、性能供油時提前逐變器能使機器起動時，供油提前角小易起動，能使低轉速供油提前角小，使低轉速的燃油爆發點與上至點的曲軸轉角度加大，增加扭矩，使機器能長期低傳速運轉，能向外輸出功率，低負荷用低轉速，一定程度減少部分無用吸壓排行程的動能消耗，給駕駛員操作帶來方便。不同程度的降低能耗。
供油時提前逐變器機器在重負荷情況下，需高轉速，這時供油時提前逐變器，將供油時間提高到最高點，縮小燃油爆發點與上至點的距離，爆發時的壓縮比增大，提高輸出功率因數，增加作功有效行程，提高燃油利用率，減少廢氣排放。
五、廢氣助燃利用，圖4所示。
1、作用利用廢熱給空氣加熱，使機器氣缸壓縮比低於沒有利用廢氣加熱時壓縮比，氣缸內空氣溫度就可以達到燃油燃燒溫度，為高轉速供油時間提前奠定基礎，提高燃油的爆發速度。達到提高燃油利用率目的，使廢熱變相轉變動能。
2、結構廢氣助燃利用是由散熱器34、空氣壓縮機54、輸氣管27、加熱空氣氣箱31、廢氣道30等組成。
3、實施原理由空氣壓縮機54收集散熱器34上的熱量，在把這有一定溫度的空氣送入空氣加熱氣箱31中，當排氣口39排出的廢熱氣給空氣加熱，根據柴油機的需要供給氣缸。
六、空氣加熱氣箱，圖4所示。
1、作用消聲和給空氣加熱，供柴油機使用。
2、結構空氣加熱氣箱是由氣箱31、廢氣道30和消聲片55等組成。
實施原理當機器低轉速時，機器對空氣需求量小，空氣在氣箱中停的時間長，而機器排放少，廢氣道溫度低；當機器高轉速時，機器空氣需求量大，空氣在需求量大，空氣在氣箱中停的時間短而機器排放量大，廢氣道溫度高，這樣以來，空氣溫度高速與低速基本一致。消聲片起到消聲而且起到降低廢氣排放速度，提高氣箱溫度的作用。
七、自然能利用，圖5、圖7所示。
1、作用收集水箱中廢熱，節約用水泵動能消耗，解決用水泵機器長期低負荷，高轉速，機體溫度低，不利用燃油燃燒的缺點。、2、結構它是由水箱45接水器水槽43、接水器浮子44、進出水管46、散熱器34等組成。
3、工作原理當機器低負荷，低轉速時，由於機器的振動，行走時的擺動，水箱中水受到振動，振蕩水從接水器四周進入接水器水槽，由於接水器浮子的作用，使接水器水槽水位與水箱水位，形成水位差，使接水器水→出水管→散熱器→進水管→水箱連通流動；當重負荷水箱中水向上反，沸水從接水器中心口A進入接器槽，這時整個系統將滿負荷工作。
八、空氣壓縮機，圖6所示。
1、作用收集散熱器的熱，對機器起降溫作用，提高氣箱中的空氣溫度與密度，使機器進氣速度加快，減少吸氣行程功能消耗，使高轉速與低轉速，氣缸內空氣品質一致，為供油提前角加大創造條件，保證機器供油時，氣缸內的壓縮比、空氣溫度達到燃油燃燒高度。
2、結構空氣壓縮機是由軸承座38、散熱器34、皮帶輪35、壓縮機風輪51、壓縮機風輪52、壓縮機風輪53、風輪定位襯套47、壓縮機外罩48、壓縮機軸49、壓鎖螺母50、出氣口26等組成。
3、工作原理發動機動力輸給壓縮機皮帶輪35，由皮帶輪35帶動壓縮機軸49傳於風輪51、風輪52、風輪53、，空氣在風輪51、風輪52、風輪53的逐機作用下高密度空氣從出氣口26送入氣箱，壓縮機性能由皮帶輪35與柴漬機的動力配比決定。
九、調整配氣。
1、作用由於空氣壓縮機，氣缸進氣速度快，進氣門提前關閉，能提高氣缸內壓縮比，由於曲軸轉角下至點50°時，扭矩縮小，已設有輸出功率的能力，提前打開排氣門，減輕排氣行程阻力。
由於氣箱內是高密度空氣，進氣門打開早，會給排氣行程帶來阻力。排氣門關晚，會影響氣缸內空氣的密度。
2、根據以上情況，調整配氣如下進氣門開，上至點前8°，關下至點後8°。
排氣門開，下至點前50°，關上至點後8°。
九、如本發明這種提高柴油機性能的方法，用於現有的高壓多空直噴單缸柴油機，高轉速增加電點火系統，那柴油機將發揮更大的節能效果。以上這種提高單缸柴油機性能的方法的原理，也可用於多缸。
實施舉例一、提高柴油機性能的方法用於鄭州飛馬X195型柴油機1、長處高效節能、環保，易起動，馬力大，燃油質量要求低，有利於農村適用。
2、提高柴油機性能方法各部設置圖3、圖4、圖7所示。
3、需要調整的(1)配氣進氣門開，上至點前8°，關下至點後8°。排氣門開，下至點前50°，關上至點後8°。
(2)供油時間≤600轉/分14°，1000轉分達到30°，圖3所示。調整彈簧14，使供油逐變器在600轉起作用，1000轉達到最高。
(3)空氣壓縮機在機器轉速800轉/分時，氣箱空氣壓縮比達到1.3。
(4)氣門杆與氣門導管密封，進排氣口朝上，進排氣門對換位置。
(5)空氣壓縮機固定在缸蓋下，與缸蓋機器地座相連。空氣加熱氣箱安裝在缸蓋上方，與水箱相連接，與缸蓋相連。
(6)供油時，提前逐變器，安裝在正時齒輪室內的凸輪軸上，供油時提前逐變器軸與凸輪軸是一個整體。
4、調速使用雙拉簧。
當柴油機開始起動，轉速達到340轉/分時，雖然氣箱內空氣壓力小，進氣門晚開，早閉，但由於轉速低，進氣時間長，所以氣缸內空氣在上至點前14°的壓縮比，也能達到要求高度。當柴油機起動後，轉速升高的同時，由於空氣壓縮機與柴油機是一整體，所以空氣加熱氣箱氣壓也在升高，而且機器第一次作功結束，排氣口排出的廢氣就開始工作。由於排氣口朝上，排氣口排出的廢熱給空氣加熱的同時，也在給噴體內的燃油加著熱，當柴油機轉速達到700轉/分時，供油時提前逐變器把供油提到上至點前17°，這個度數空氣的壓縮比也能達到要求。當轉速達到800轉/分時供油時提前逐變器把供油調到上至點前21°，這時氣箱空氣壓力已到1.3個壓縮比。當轉速達到900轉/分時，供油時提前逐變器把供油提高到上至點前25°，當轉速達到1000轉/分時，供油時提前逐變器把供油調到最高，上至點前30°，由於空氣壓縮機的作用，進入氣缸內的空氣壓縮比是1.3，進氣門關閉時，活塞剛上行，這樣活塞壓縮的有效行程是114，活塞行至上至點前30°時，氣缸內的空氣壓縮比已達到15.5，再加上空氣和燃油有一定的溫度，這樣燃油射入燃燒是必然的。由於氣缸內上至點前的壓縮比增高，使燃燒室溫度提高加快燃燒速度，再加上供油時的提前，這樣大大縮短了燃油爆發點時活塞與上至點的距離，從而提高爆發時的壓力，提高輸出功率因數，而且也增加了作功有效行程，降低排放，由於氣缸內空氣品質增大，調速使用雙拉簧如果射入相當20馬力的燃油也能完全燒完。所以他將具備20馬力的能力。由600轉以下供油提前角上至點前14°，所以，在600轉時，爆發點與上至點的曲軸轉角度已達到11°700轉/分，已達到12°。所以，能長期低轉速而且有輸出功率的能力。當轉速超過1000轉/分時。供油提前逐變器把供油提前角提到上至點前30°，再加上空氣溫度與空氣壓縮比增大，與柴油機供油提前角上至點前18°相比，使用提高柴油機性能方法後，燃油爆發點將提前曲軸轉角度12°以上。這樣的效果，它的節能能力將30％以上，降低排放將有50％排氣門導管與氣門杆密封，降低潤滑油碳化速度，延長柴油機各部件壽命。降低機器對機油的消耗。
權利要求
1.一種提高柴油機性能的方法及其方法的設置結構，包括方案供油時提前逐變器、氣門杆與氣門導管密封、調速雙拉簧、油量限制螺釘上設起動油量加濃裝置、廢氣助然利用、自然能利用、空氣壓縮裝置、減少一氧化碳排放、調整配氣時間、電點火系統，它們的總體結構、方法原理、性能，其特徵在於a、氣門杆與氣門導管密封，在原有氣門杆與氣門導管的基礎上，增加導管上的油眼(3)，氣門杆上油環槽(2、4)利用導管上的油眼(3)收集潤滑油，由帶環(2)帶入氣門杆與導管的間隙中，由封閉環(4)收集形成油環(2)帶入氣門杆與導管的間隙中，由封閉環(4)收集，形成油環自封，與帶油環一起密封；b、調速使用雙拉簧，低轉速用一弱簧，高轉速高負荷時強弱都用；油量限制螺釘上設起動油量加濃裝置，由加密調整鎖緊螺帽(12)調整加密簧(8)的彈力，使油門外拉簧在起動和臨時超載時，才能克服加密簧(8)彈力；c、供油時提前逐變器能使柴油機供油提前角隨轉速高低而變化，當柴油機轉動時，在傳動盤(21)的作用下，飛球(9)產生離心力推動推動盤(22)向右，隨著轉速的升高，飛球(9)的力增大，推動盤(22)在飛球(9)的力作用下，推動油泵凸輪(20)向右克服彈簧(14)的力，直到油泵凸輪(20)與供油提前角最大限定螺帽(16)接觸，這時供油提前角最大，當轉速降低時，飛球(9)的力減弱，油泵凸輪(20)在彈簧(14)的作用下，油泵凸輪(20)左移離開(16)，供油提前角變小，此設置可調性強，供油提前角最大限制螺帽(16)、飛球(9)、傳動盤(21)、可調油泵(20)的行程，彈簧(14)可調多少轉時供油提前角達到最大，油泵凸輪(20)形狀也可調整供油提前角量程，供油時提前逐變器各部尺寸，因需而定供油提前角可調範圍14°-34°，高轉速機器彈簧(14)可用雙簧一個長而弱，一個短而強；d、廢氣助燃利用利用自然能把水箱中廢熱送入散熱器(34)，由空氣壓縮機(54)吸收散熱器廢熱，再把空氣經過輸氣管(27)送入氣箱(31)，再利用排氣管廢氣加溫後送入發動機，由於排氣口朝上，排氣口廢熱給空氣加熱的同時，也在給噴體內的燃油加著熱；e、自然能利用是用水箱(45)接水器散熱器(34)組成，利用機器運轉的振動，行走時的擺動使水箱水振蕩飛入接水器，重負荷沸騰飛入接水器，利用浮子浮力使接水器水位高於水箱水位形成連通循環；f、空氣壓縮機是由皮帶輪(35)、軸(49)、風輪(51、52、53)、散熱器組成，利用風輪逐吸作用，其動力來源發動機輸給皮帶輪(35)，皮帶輪(35)帶動壓縮機軸(49)帶動壓縮機風輪(51、52、53)，空氣在風輪(51、52、53)g的逐級作用下，由輸氣管輸入氣箱；g、減少一氧化碳排放，在氣箱上安裝空氣穩定閥(41)，由輸氣管(42)與發動機排氣口(34)相通，由於空氣壓縮機動力來於發動機，所以穩定閥(41)放氣時，正與機器排氣時間一致；h、調整配氣進氣門開，上至上點前8°，關下至點後8°，排氣門關，上至點後8°，開下至點前50°；i、空氣加熱氣箱設消聲片(55)及空氣濾芯(29)、廢氣道、空氣箱。
2.根據權利要求1所述的氣門杆與氣門導管密封的方法，其特徵在於，在原有氣門杆上增加油環槽，利用潤滑油在油環槽內產生油環自封。
3.根據權利要求1所述的單缸柴油機調整使用雙拉簧方法，其特徵在於，使用多拉簧。
4.根據權利要求1所述的單缸柴油機起動油量加濃裝置方法，其特徵在於，起動油量加濃裝置設在油量限制螺釘上，而且還設置高速螺帽(10、12)。
5.根據權利要求1所述的供油時提前逐變器方法，其特徵在於，改變供油時間利用油泵凸輪與油泵滾輪位移的方法，及各部件調整性強。
6.根據權利要求1所述的空氣壓縮機方法，其特徵在於，空氣壓縮機使用多風輪逐級作用方法用於柴油機。
7.根據權利要求1所述的廢氣助燃方法，其特徵在於，在柴油上利用廢熱給空氣加熱，實現廢熱能變向轉變動能的方法。
8.根據權利要求1所述的自然能利用方法，其特徵在於，接水器結構設置方法。
9.一種設置在單缸柴油機上的方法，其特徵在於，空氣加熱氣箱(31)在缸蓋(28)上方與水箱(45)相連，空氣壓縮機(54)在缸蓋(28)下方與機座相連，進排氣門位置對換供油時提前逐變器安裝在凸輪軸上，調整雙拉簧，接水器安裝於水箱(45)中，油量限制螺釘上設起動油量加濃，改變配氣時間，氣門杆與氣門導管密封方案相互的連繫性、互助性、統一性。
10.根據權利要求1所述的提高柴油機性能的方法，其特徵在於，使用供油時提前逐變器、氣門杆與導管密封，調速雙拉簧自然能利用，廢氣助燃，增加氣缸空氣壓縮比。
全文摘要
本發明涉及一種提高柴油機性能的方法及其方法的設置結構，該方法利用自然能廢氣變象轉變動能空氣壓縮機空氣熱氣箱，供油時提前逐變器，氣門杆與氣門導管密封，調速雙拉簧，油量限制螺釘上設起動油量加濃，減少一氧化碳排放，調整配氣時間，電點火系統，使機器性能燃油利用率最高60％，易起動、體積小、馬力大、轉速量程大，高轉速機器能長期低轉速運轉，適應性強，節約潤滑油，降低潤滑油碳化速度，高轉速具備能耗低，而且構造簡單。性能好投資費用少的優點各方案方法可調性強。
文檔編號F02B33/44GK101067387SQ200610168118
公開日2007年11月7日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年12月15日
發明者郭書申 申請人:郭書申