專利名稱：發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
在發(fā)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(tài)時，燃油最能夠完全、充分燃燒。使內(nèi)燃機獲得最大的輸出功率，同時降低燃油的消耗，并且由于氣體完全燃燒，廢氣中的一氧化碳等有害氣體的含量減少，有利于環(huán)?！，F(xiàn)有技術(shù)中，一、對汽油發(fā)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(nèi)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(jīng)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(shè)計壓力。它能滿足內(nèi)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(chǎn)生的廢氣最少。而內(nèi)燃機工作在低速工況，尤其是怠速狀態(tài)時，進氣量減少，其混合空氣壓力也相應(yīng)減少，其燃燒效果也就越差，也即采用固定氣缸體積的發(fā)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(dǎo)致油耗的增加，廢氣排放量的增加。二、對柴油發(fā)動機而言它沒有點火系統(tǒng)，柴油進入高壓縮空氣的氣缸內(nèi)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(nèi)的柴油量不同，只有在經(jīng)濟功率輸出、油量加入最適時，油氣比例才最佳；它能滿足內(nèi)燃機在高速運動狀態(tài)下的工作情況，此時燃燒最充分，熱效率最高，經(jīng)濟性最好，產(chǎn)生的廢氣最少。而柴油機工作在低速工況，尤其是怠速狀態(tài)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(dǎo)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(dǎo)致油耗增加，廢氣排放量增加，經(jīng)濟性變差?？傊F(xiàn)有的采用固定氣缸體積的汽油或柴油發(fā)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(dǎo)致油耗的增加，廢氣排放量的增加。在環(huán)保要求越來越嚴格的今天，使用內(nèi)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(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是提供一種發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，它能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使汽油發(fā)動機氣體的壓力不產(chǎn)生大的變化、基本恒定；柴油發(fā)動機油氣比及氣體壓力均不產(chǎn)生大的變化、基本恒定；從而保證內(nèi)燃機在各種工作情況下均獲得最佳的燃燒性能，減少內(nèi)燃機的油耗和廢氣的排放，達到節(jié)能和環(huán)保的目的。
本實用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，含有發(fā)動機氣缸、發(fā)動機活塞，其結(jié)構(gòu)特點為a、發(fā)動機氣缸的火花塞附近連有一調(diào)節(jié)活塞缸，該調(diào)節(jié)活塞缸的后部連有貯油缸；b、隔板安裝在調(diào)節(jié)活塞缸和貯油缸之間，隔板上安裝一液壓閥；調(diào)節(jié)活塞缸和貯油缸內(nèi)充有液壓油；c、調(diào)節(jié)活塞缸內(nèi)的調(diào)節(jié)活塞上連有自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
本實用新型的工作原理是一、汽油發(fā)動機當發(fā)動機氣缸壓縮沖程開始時，發(fā)動機活塞向調(diào)節(jié)活塞缸方向運動，壓縮氣缸內(nèi)的混合空氣，如混合空氣的進入量偏小，其壓縮壓力低于預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)機構(gòu)不動作，調(diào)節(jié)活塞不向后運動，使氣缸內(nèi)的燃燒室空間保持最小，缸內(nèi)空氣壓力保持較大的狀態(tài)；當混合空氣量較大，其壓力達到預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)機構(gòu)動作使調(diào)節(jié)活塞缸中的調(diào)節(jié)活塞向后移動，加氣量越多，調(diào)節(jié)活塞的后移量越大，，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恒定。當發(fā)動機活塞運動至點火位置時開始做功沖程，調(diào)節(jié)機構(gòu)將調(diào)節(jié)活塞位置固定，發(fā)動機活塞反向運動做功。然后，當氣缸內(nèi)的氣體壓力減少到預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)活塞在調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)作用下，向下運動，發(fā)動機活塞做功完畢后，調(diào)節(jié)活塞回到壓縮沖程時的起始位置。氣缸隨后進行排氣、吸氣，開始新的壓縮沖程。如此周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù)。
二、柴油發(fā)動機當發(fā)動機氣缸壓縮沖程開始時，發(fā)動機活塞向調(diào)節(jié)活塞缸方向運動，壓縮氣缸內(nèi)的空氣。如柴油進入量較小，進氣機構(gòu)使其進氣量也減少，壓縮空氣壓力低于預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)機構(gòu)不動作，使調(diào)節(jié)活塞不向后運動，氣缸內(nèi)的燃燒室空間保持最小，缸內(nèi)空氣壓力仍保持較大的狀態(tài)，油氣比也處于最佳狀態(tài)；當加大油門，柴油進入量增大，柴油機的進氣機構(gòu)使其進氣量也增大，使油氣比處于最佳狀態(tài)的同時，缸內(nèi)空氣壓力達到預(yù)設(shè)值，調(diào)節(jié)機構(gòu)動作，使調(diào)節(jié)活塞向后移動，調(diào)節(jié)活塞的后移量越大，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，空氣壓力基本保持恒定。當發(fā)動機活塞運動至噴油位置、噴油嘴噴油、缸內(nèi)空氣燃燒、開始做功沖程后，調(diào)節(jié)機構(gòu)將調(diào)節(jié)活塞位置固定，發(fā)動機活塞反向運動做功。然后，當氣缸內(nèi)的氣體壓力減少到預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)機構(gòu)又驅(qū)動調(diào)節(jié)活塞向下運動，發(fā)動機活塞做功完畢后，調(diào)節(jié)活塞回到壓縮沖程時的起始位置。氣缸隨后進行排氣、吸氣，開始新的壓縮沖程。如此周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是它能保證內(nèi)燃機在各種工作情況下，發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃燒室容積得以自動調(diào)節(jié)，而使壓縮空氣的壓力不產(chǎn)生大的變化、基本恒定，而始終處于最佳的氣體壓縮狀態(tài)，并能使柴油發(fā)動機氣缸內(nèi)的油氣比例保持不變而始終處于最佳狀態(tài)，提高內(nèi)燃機的燃燒效率和做功功率，減少內(nèi)燃機的油耗和廢氣的排放，既節(jié)能又環(huán)保。
以下結(jié)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沖程開始時的示意圖。
圖2是本實用新型實施例一在壓縮沖程中，調(diào)節(jié)活塞向后運動的示意圖。
圖3是本實用新型實施例一在做功沖程開始時的示意圖。
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(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，含有發(fā)動機氣缸1、發(fā)動機活塞2。發(fā)動機氣缸1的火花塞12附近連有一調(diào)節(jié)活塞缸3，該調(diào)節(jié)活塞缸4的后部連有貯油缸5；隔板6安裝在調(diào)節(jié)活塞缸3和貯油缸5之間，隔板6上安裝一液壓閥7；調(diào)節(jié)活塞缸3和貯油缸5內(nèi)充有液壓油；調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)的調(diào)節(jié)活塞8上連有自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞8位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
本實施例的自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞8位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)的組成為調(diào)節(jié)活塞8的后部安裝有彈簧9，彈簧9的后端安裝有彈簧壓蓋10，彈簧壓蓋10通過其后部的頂桿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(fā)動機圖1示出，當發(fā)動機氣缸1壓縮沖程開始時，發(fā)動機活塞2向調(diào)節(jié)活塞缸4方向運動，壓縮氣缸1內(nèi)的混合空氣。如混合空氣的進入量偏小，壓縮沖程直至完成時，其壓力還低于預(yù)設(shè)值，調(diào)節(jié)活塞缸3中的調(diào)節(jié)活塞8在彈簧9的預(yù)緊力作用下，調(diào)節(jié)活塞8不向后運動，也即調(diào)節(jié)機構(gòu)不動作，使氣缸1內(nèi)的燃燒室空間保持最小，缸內(nèi)空氣壓力保持較大的狀態(tài)，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(xiàn)有發(fā)動機的相同。
圖2示出，當混合空氣量較大，壓縮沖程的某一時刻，空氣壓力達到預(yù)設(shè)值，調(diào)節(jié)活塞缸3中的調(diào)節(jié)活塞8受壓向后壓縮彈簧9(調(diào)節(jié)機構(gòu)動作)，調(diào)節(jié)活塞8向后移動，調(diào)節(jié)活塞缸3后部的液壓油通過常開閥7流向貯油缸5；加氣量越多，調(diào)節(jié)活塞8的后移量越大，調(diào)節(jié)活塞8前部挪出的調(diào)節(jié)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恒定。
圖3示出，當發(fā)動機活塞2運動至點火位置時、開始做功沖程，火花塞點火，缸內(nèi)空氣燃燒、膨脹做功、壓力陡增，調(diào)節(jié)活塞8后部的調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)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(guān)閉。調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)的液壓油封閉，調(diào)節(jié)活塞8位置被固定，發(fā)動機活塞2反向運動做功。
然后，當氣缸1內(nèi)的氣體壓力減少到預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)活塞8在彈簧9的回彈作用力下向下運動，調(diào)節(jié)活塞缸4內(nèi)的油壓減少，常開閥7重新打開，液壓油流入調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)，發(fā)動機活塞2做功完畢后，調(diào)節(jié)活塞8回到圖1的壓縮沖程時的起始位置。氣缸隨后進行排氣、吸氣，開始新的壓縮沖程。如此周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù)。
二、柴油發(fā)動機圖1示出，當發(fā)動機氣缸1壓縮沖程開始時，發(fā)動機活塞2向調(diào)節(jié)活塞缸4方向運動，壓縮氣缸1內(nèi)的空氣。如柴油進入量較小，進氣機構(gòu)使其進氣量也減少，壓力低于預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)活塞缸4中的調(diào)節(jié)活塞8在彈簧9的預(yù)緊力作用下，調(diào)節(jié)活塞8不向后運動，使氣缸1內(nèi)的燃燒室空間保持最小，缸內(nèi)空氣壓力仍保持較大的狀態(tài)，油氣比也處于最佳狀態(tài)。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(xiàn)有柴油發(fā)動機相同，只是進氣機構(gòu)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(gòu)使其進氣量也增大，油氣比處于最佳狀態(tài)的同時；在壓縮沖程的某一時刻，缸內(nèi)混合空氣壓力達到預(yù)設(shè)值，調(diào)節(jié)活塞缸3中的調(diào)節(jié)活塞8受壓向后壓縮彈簧9，調(diào)節(jié)活塞8向后移動，調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)的液壓油通過常開閥7流向貯油缸5；油氣量越多，調(diào)節(jié)活塞8的后移量越大，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恒定。
圖3示出，當發(fā)動機活塞2運動至噴油位置、開始做功沖程時，噴油嘴噴油，缸內(nèi)空氣燃燒、膨脹做功，壓力陡增，調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)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(guān)閉。調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)的液壓油封閉，調(diào)節(jié)活塞8位置被固定，發(fā)動機活塞2反向運動做功。
然后，當氣缸1內(nèi)的氣體壓力減少到預(yù)設(shè)值時，調(diào)節(jié)活塞8在彈簧9的回彈力作用下，向下運動，使調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)的油壓減少，常開閥7重新打開，液壓油流入調(diào)節(jié)活塞缸3內(nèi)，發(fā)動機活塞2做功完畢后，調(diào)節(jié)活塞8回到圖1的壓縮沖程時的起始位置。氣缸1隨后進行排氣、吸氣，開始新的壓縮沖程。如此周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù)。
頂桿11以螺紋方式與隔板6相連，并穿出隔板6。這樣，通過微調(diào)頂桿，可以調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力，從而調(diào)節(jié)最佳壓力以適應(yīng)不同的燃油和發(fā)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(diào)節(jié)機構(gòu)的組成不同本例的自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞8位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)的組成為調(diào)節(jié)活塞8內(nèi)空，形成調(diào)節(jié)活塞腔8a，并向后開口；調(diào)節(jié)活塞8后部連有伸入貯油缸5的內(nèi)空的定位桿21，其伸入貯油缸5內(nèi)的柱壁上開有出油孔23，調(diào)節(jié)桿24在貯油缸5內(nèi)與定位桿相連，而該調(diào)節(jié)桿24與油門調(diào)節(jié)機構(gòu)相連；定位桿21前端外部有凸起的外環(huán)25，該外環(huán)25與調(diào)節(jié)活塞腔8a的后壁之間的定位桿上設(shè)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(diào)節(jié)機構(gòu)的組成不同，因而調(diào)節(jié)活塞缸3中的調(diào)節(jié)活塞8的位移是由與油門調(diào)節(jié)機構(gòu)相連的調(diào)節(jié)桿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(diào)節(jié)機構(gòu)相連的調(diào)節(jié)桿24不動作，本實施例在此種情況下的工作過程和原理與現(xiàn)有發(fā)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(diào)節(jié)機構(gòu)相連的調(diào)節(jié)桿24向后提升，相應(yīng)帶動定位桿21并壓縮彈簧26向后移動，定位桿21前端頭離開調(diào)節(jié)活塞缸3底部，調(diào)節(jié)活塞腔8a內(nèi)底的液壓油經(jīng)定位桿21及出油口23流向貯油缸5。隨后，調(diào)節(jié)活塞8向后移動到位，在彈簧26的回彈作用下，定位桿21前端頭與調(diào)節(jié)活塞腔8a內(nèi)底部緊密接觸，液壓油不能再經(jīng)過定位桿21內(nèi)腔；并且，止回閥7此時也處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓油被完全封閉，調(diào)節(jié)活塞8位置被固定。
圖6示出，當油門減小時，調(diào)節(jié)桿24前移，推動調(diào)節(jié)活塞8前移，調(diào)節(jié)活塞腔8a的壓力減少，止回閥7被打開，貯油缸5內(nèi)的油流入調(diào)節(jié)活塞腔8a。壓力平衡后止回閥7關(guān)閉，調(diào)節(jié)活塞8穩(wěn)定在此位置，燃燒室空間調(diào)小，并得以保持。
因此，本實施例通過調(diào)節(jié)活塞8與油門調(diào)節(jié)機構(gòu)的連動，可使氣缸1做功沖程開始時的燃燒室容積調(diào)整到與油門開啟程度(也即油氣加入量)成正相關(guān)的對應(yīng)值，從而確保發(fā)動機氣缸1在不同的加氣量下，缸內(nèi)空氣壓力保持基本恒定。
本例的調(diào)節(jié)機構(gòu)中的定位桿21最前端的腔壁為外直內(nèi)傾的楔形27。這樣可確保定位桿21最前端在與調(diào)節(jié)活塞腔8a內(nèi)腔底部接觸時，調(diào)節(jié)活塞腔8a中液壓油對定位桿21前端直壁外表面的作用力垂直于定位桿21，不會產(chǎn)生沿定位桿21向上的分力；且楔形27便于定位桿21與調(diào)節(jié)活塞腔8a內(nèi)底部的緊密接觸，從而能可靠地將調(diào)節(jié)活塞腔8a內(nèi)的液壓油與定位桿21內(nèi)腔的液壓油隔斷、分開。
本實用新型用于柴油發(fā)動機時，需將柴油機的固定量進氣機構(gòu)采用現(xiàn)有技術(shù)，改裝為進氣量與油門進油量同比連動的可調(diào)進氣機構(gòu)。
本實用新型的調(diào)節(jié)活塞8上連有的自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞8位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)，還可以是電子或機械式液壓飼服機構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，含有發(fā)動機氣缸(1)、發(fā)動機活塞(2)，其特征在于a、所述的發(fā)動機氣缸(1)的火花塞(12)附近連有一調(diào)節(jié)活塞缸(3)，該調(diào)節(jié)活塞缸(3)的后部經(jīng)液壓閥(7)與貯油缸(5)相連，調(diào)節(jié)活塞缸(3)和貯油缸(5)內(nèi)充有液壓油；b、隔板(6)安裝在調(diào)節(jié)活塞缸(3)和貯油缸(5)之間，隔板(6)上安裝一液壓閥(7)；c、調(diào)節(jié)活塞缸(3)內(nèi)的調(diào)節(jié)活塞(8)上連有自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞(8)位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞(8)位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)的組成為調(diào)節(jié)活塞(8)的后部安裝有彈簧(9)，彈簧(9)的后端安裝有彈簧壓蓋(10)，彈簧壓蓋(10)通過其后部的頂桿(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(quán)利要求2所述的發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的頂桿(11)以螺紋方式與隔板(6)相連，并穿出隔板(6)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞(8)位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)的組成為調(diào)節(jié)活塞(8)內(nèi)空，形成調(diào)節(jié)活塞腔(8a)，并向后開口；調(diào)節(jié)活塞(8)后部連有伸入貯油缸(5)的內(nèi)空的定位桿(21)，其伸入貯油缸(5)內(nèi)的柱壁上開有出油孔(23)，調(diào)節(jié)桿(24)在貯油缸(5)內(nèi)與定位桿(21)相連，而該調(diào)節(jié)桿(24)與油門調(diào)節(jié)機構(gòu)相連；定位桿(21)前端外部有凸起的外環(huán)(25)，該外環(huán)(25)與調(diào)節(jié)活塞腔(8a)的后壁之間的定位桿(21)上設(shè)有彈簧(26)；隔板(6)上安裝的液壓閥(7)為止回閥。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的定位桿(21)最前端的腔壁為外直內(nèi)傾的楔形(27)。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)動機氣體壓力自動調(diào)節(jié)裝置，它的發(fā)動機氣缸(1)的火花塞(12)附近連有一調(diào)節(jié)活塞缸(3)，該調(diào)節(jié)活塞缸(3)的后部連有貯油缸(5)；隔板(6)安裝在調(diào)節(jié)活塞缸(3)和貯油缸(5)之間，隔板(6)上安裝一液壓閥(7)；調(diào)節(jié)活塞缸(3)和貯油缸(5)內(nèi)充有液壓油；調(diào)節(jié)活塞缸(3)內(nèi)的調(diào)節(jié)活塞(8)上連有自動調(diào)整調(diào)節(jié)活塞(8)位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)。它能保證內(nèi)燃機在各種工作情況下，壓縮空氣的壓力基本恒定，而始終處于最佳的氣體壓縮狀態(tài)，并能使柴油發(fā)動機氣缸內(nèi)的油氣比例保持不變而始終處于最佳狀態(tài)，提高內(nèi)燃機的燃燒效率和做功功率，減少內(nèi)燃機的油耗和廢氣的排放，既節(jié)能又環(huán)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(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者張繼培 申請人:張繼培