CN101158317A - 高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置 - Google Patents

高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置单元，装置包括壳体，其上设置有进气口，进气口的后端有两个进气通道，一个通道为进气涡流连续可变通道，另一个通道为EGR废气再循环通道，所述的进气涡流连续可变通道的通道内设置有一个节流阀。本发明成功地实现了燃油和空气的充分混合，提高燃油经济性和排放，采用可变涡流控制后的柴油机燃油消耗率最低205g/kwh，排放达到欧IV标准；另外，本发明铸造、加工、装配都比较简单，而且成本低廉。

Description

高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置
技术领域
本发明涉及一种用于高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置单元，属于柴油发动机进气涡流系统技术领域。
背景技术
柴油机属于压缩点火式发动机，对大部分柴油机而言，尤其是高速柴油机，单靠燃油的雾化很难保证燃油和空气的良好混合，因此都借助于空气涡流来促进混合。良好的混合气形成能缩短滞燃期和燃烧持续期，使柴油机工作柔和，燃烧完善，减少有害排放物，尤其是降低NOX含量和排气烟度，从而得到良好的经济性、动力性和排放指标。然而，进气涡流强度并非越高越好，既制约于发动机的充气性能，又受到相邻油束间相互干涉的限制。对于一定缸径和转速的发动机，选用多大的进气涡流，要根据燃油系统参数和燃烧室结构参数来确定。过强或过弱的进气涡流都会造成燃烧恶化及有害废气排放量的增加。因而可以说高速柴油机对空气和燃油充分混合提出更苛刻的要求，也就是说在不同工况下对涡流比有着不同的要求，因此，加强燃烧室内的空气扰动和加速空气与燃料的混合，对保证燃料在上止点附近迅速且完全地燃烧有重要作用。通常来说由于提高涡流比可使燃烧加速并且完全，其结果可导致缸内最高燃烧压力与温度的升高，从而使NOX的排放明显增加；若减少进气涡流的强度虽可减少NOX的排放，但又势必会牺牲柴油机的动力性和经济性。传统的柴油机就是对进气涡流没有控制，以致于柴油机的动力性、经济性不是太好，排放差等诸多缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，使涡流比在合适的范围内变化，以兼顾柴油机在整个工况范围内各个方面的性能，提高燃油经济性并减少有害排放物。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：装置包括壳体，其上设置有进气口，进气口的后端有两个进气通道，一个通道为进气涡流连续可变通道，另一个通道为EGR废气再循环通道，所述的进气涡流连续可变通道的通道内设置有一个节流阀。
由上述技术方案可知，本发明提供的涡流连续可变机械装置的进气口后端有两个进气通道，一个通道为进气涡流连续可变通道，采用电子控制或是真空控制节流阀来使通道为进气涡流连续可变通道的通径截面连续变化，使涡流比在0.2-2.5范围内变化，以满足不同工况负荷下匹配的涡流比需要，可以精确的控制涡流比，使燃油和空气的充分混合，提高燃油经济性和排放，采用可变涡流控制后的柴油机燃油消耗率最低205g/kwh，排放达到欧IV标准。；另外，本发明铸造、加工、装配都比较简单，而且成本低廉。
附图说明
图1是本发明立体构造示意图；
图2是涡流连续可变机械装置经过进气口后的进气涡流连续可变通道和EGR废气再循环通道示意图；
图3是图2的A-A剖面示意图；
图4是图3中的EGR废气再循环通道的文丘里管局部剖面详细视图；
图5是图3中的进气涡流连续可变通道与节流阀全开位置状态的局部剖面详细视图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，包括壳体10，其上设置有进气口20，进气口20外部连接进气软管，在壳体10内部，进气口20的后端有两个进气通道，一个通道为进气涡流连续可变通道30，另一个通道为EGR废气再循环通道40，所述的进气涡流连续可变通道30的通道内设置有一个节流阀50。
所述的进气涡流连续可变通道30的通道口31、EGR废气再循环通道40的两个通道口41、42延伸至壳体10的表面处，所述的EGR废气再循环通道40为文丘里管，所述的EGR废气再循环通道40的小直径管口42周围有个EGR预混合腔43。
所述的进气涡流连续可变通道30、EGR废气再循环通道40与进气口20大致位于同一个弯曲面内，管口42、通道口31位于同侧，通道口41为两者的旁侧，EGR通道口41连接经过冷凝器的EGR管。该涡流连续可变机械装置单元设有EGR通道口41和新鲜空气预混合腔43并且EGR通道口41后的通道上采用了文丘里管，使EGR废气和新鲜空气能够充分混合和利用且不会产生倒流，该装置的进气涡流通道和EGR废气再循环通道设计布置紧凑，重量轻。
所述的节流阀50包括一个位于进气涡流连续可变通道30内的碟片状的阀板51，阀板51与设置在壳体10上转轴52相连，转轴4与壳体10配合处设置密封，位于壳体10外部的转轴52与驱动机构相连，驱动机构可以是电子控制拉杆或也可以采用真空控制方式。
所述的转轴52与摆臂53的一端相连，摆臂53的另一端驱动机构相连，例如，摆臂53的端头可以设计成球形接头54用来与电子控制拉杆连接。
所述的阀板51回转轴芯与进气涡流连续可变通道30方向垂直，阀板51的板面与进气涡流连续可变通道30方向之间的夹角为0~90°，涡流比的范围为0.2-2.5。
所述的进气涡流连续可变通道30进口截面形状为方形孔，其四个角处为圆角过渡，过渡圆角直径约为方形孔边长的十分之七。
为了实现对进气涡流连续可变通道30的节流控制的具体结构，可以参考有关阀门结构。
本发明的核心在于对进气涡流连续可变通道的通径截面连续变化实现控制，以满足不同工况负荷下匹配的涡流比需要，可以精确的控制涡流比，使燃油和空气的充分混合。

Claims (8)

1.一种高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：装置包括壳体(10)，其上设置有进气口(20)，进气口(20)的后端有两个进气通道，一个通道为进气涡流连续可变通道(30)，另一个通道为EGR废气再循环通道(40)，所述的进气涡流连续可变通道(30)的通道内设置有一个节流阀(50)。
2.根据权利要求1所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的进气涡流连续可变通道(30)的通道口(31)、EGR废气再循环通道(40)的两个通道口(41)、(42)延伸至壳体(10)的表面处，所述的EGR废气再循环通道(40)为文丘里管，所述的EGR废气再循环通道(40)的小直径管口(42)周围有个EGR预混合腔(43)。
3.根据权利要求1或2所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的进气涡流连续可变通道(30)、EGR废气再循环通道(40)与进气口(20)大致位于同一个弯曲面内，管口(42)、通道口(31)位于同侧，通道口(41)为两者的旁侧。
4.根据权利要求1或2或3所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的节流阀(50)包括一个位于进气涡流连续可变通道(30)内的碟片状的阀板(51)，阀板(51)与设置在壳体(10)上转轴(52)相连，转轴4与壳体(10)配合处设置密封，位于壳体(10)外部的转轴(52)与驱动机构相连。
5.根据权利要求4所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的转轴(52)与摆臂(53)的一端相连，摆臂(53)的另一端驱动机构相连。
6.根据权利要求4所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的阀板(51)回转轴芯与进气涡流连续可变通道(30)方向垂直，阀板(51)的板面与进气涡流连续可变通道(30)方向之间的夹角为0~90°。
7.根据权利要求4所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的阀板(51)回转轴芯与进气涡流连续可变通道(30)方向垂直，阀板(51)的板面与进气涡流连续可变通道(30)方向之间的夹角为0~90°，涡流比的范围为0.2~2.5。
8.根据权利要求4所述的高速柴油机电子控制涡流连续可变机械装置，其特征在于：所述的进气涡流连续可变通道(30)进口截面形状为方形孔，其四个角处为圆角过渡，过渡圆角直径约为方形孔边长的十分之七。
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