CN102345505A - 单缸柴油机废气摆扇增压装置 - Google Patents

Abstract

一种单缸柴油机废气摆扇增压装置，包括空滤器、压缩空气箱、摆动增压器、进气单向阀、出气单向阀和消声器，摆动增压器中增压叶片和推动叶片能利用柴油机的高压排气和复位弹簧的弹力产生往复摆动，从而使增氧腔内的空气不断增压并输入压缩空气箱中，由于压缩空气箱中压缩空气中的氧气含量高，压缩空气箱就能为柴油机气缸盖的进气口提供更充分的氧气，保证柴油机的柴油更充分地燃烧，从而提高了柴油机的输出功率，降低了柴油机的排放，同时噪声也得到进一步降低。经实际验证，单缸柴油机配备本发明后，柴油机的动力性、经济性、噪声、排放有明显改善；功率可提高15％～50％，噪声下降10分贝～15分贝，排放达到国II排放标准。

Description

单缸柴油机废气摆扇增压装置

技术领域：

本发明涉及单缸柴油机的环保节能技术领域，尤其涉及适用于单缸柴油机的增压技术。

背景技术：

单缸柴油机是国内外最常用的移动动力，是小型拖拉机、旋耕机、插秧机、水泵机组、发电机组等农业机械的理想动力，柴油机与汽油机相比，具有功率储备大，使用成本低的特点，但工作噪声大，排放污染难以解决，柴油燃烧不充分，功率输出较低。主要原因是缺乏与单缸柴油机配套使用的增压装置。柴油机存在氧气供应不足，油料燃烧不充分，排气功力无法利用诸多难题。能否在单缸柴油机上使用增压技术，是本领域技术人员长期想解决而无法实现的技术难题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种单缸柴油机废气摆扇增压装置，它利用单缸柴油机排出的废气为动力，为柴油机进气口提供压缩空气，不仅为柴油机提供更充足的氧气，确保油料充分燃烧，从而提柴油机的输出功率，降低排放，同时还能进一步降低噪声。

本发明采取的技术方案如下：

一种单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：包括空滤器、压缩空气箱、摆动增压器、进气单向阀、出气单向阀和消声器，所述摆动增压器包括对称扇形壳、摆动轴、增压叶片、推动叶片、复位弹簧和中心轴套，所述对称扇形壳为双扇形柱体结构，包括四个侧面板、二个对称扇形端盖、二个圆弧顶板和配合圆弧段，摆动轴套装在中心轴套中，摆动轴和中心轴套中有一个为静止件，另一个为转动件，静止件固定在对称扇形端盖的中心位置上，摆动轴和中心轴套的结合件将对称扇形壳的内腔分隔成增氧腔和排气腔，增压叶片和推动叶片对称地固定在转动件上，增压叶片位于增氧腔中并将增氧腔分成增压腔和复位腔，在增压腔所对应的侧面板上设有进气单向阀和出气单向阀，进气单向阀与空滤器的出气口相通连，出气单向阀与压缩空气箱相通连，压缩空气箱与柴油机的气缸盖的进气口相通连；在复位腔所对应的侧面板上也设有进气单向阀和出气单向阀，进气单向阀与空滤器的出气口相通连，出气单向阀与压缩空气箱相通连，或者复位腔与外界相通连；推动叶片位于排气腔中，推动叶片将排气腔分隔成施压腔和御压腔，在施压腔所对应的侧面板上设有排气入口，在御压腔所对应的圆弧顶板上设有排气出口，排气出口设置在推动叶片处摆动极限位置的内侧，所述排气入口与气缸盖的排气口密封对接，所述排气出口与柴油机的消声器的进气端相连接，复位弹簧能使摆动轴、增氧叶片和推动叶片的结合体在无外力作用时自动复位。

进一步，在复位腔所对应的侧面板上设有进气单向阀和出气单向阀，进气单向阀与空滤器的出气口相通连，出气单向阀与压缩空气箱相通连。

进一步，摆动轴为静止件，中心轴套为转动件，中心轴套套装在摆动轴上，两者之间为间隙配合，摆动轴的两端固定安装在对称扇形壳的对称扇形端盖上，中心轴套的外圆与对称扇形壳的两段配合圆弧段间隙配合，增压叶片和推动叶片对称地固定在中心轴套上，复位弹簧设置在增压腔所对应的侧面板和增氧叶片之间。

进一步，摆动轴改为转动件，中心轴套改为静止件，中心轴套的两端固定安装在对称扇形壳的对称扇形端盖上，中心轴套的外圆与对称扇形壳的两段配合圆弧段固定连接，摆动轴套装在中心轴套的内孔中，增压叶片和推动叶片对称地固定在摆动轴上，复位弹簧设置在增压腔所对应的侧面板和增氧叶片之间。

进一步，在增压叶片与增氧腔上的圆弧顶板内壁之间设有软质端面密封片。

进一步，在推动叶片与排气腔上的圆弧顶板内壁之间设有金属密封薄片。

由于本发明是利用单缸柴油机排出的废气流作为动力，将柴油机排出的高温废气流输入摆动增压器的排气腔的施压腔中，进入施压腔的高压气流直接冲击推动叶片，迫使推动叶片绕摆动轴或中心轴套转动，当推动叶片转到极限位置时，开设在御压腔的圆弧顶板上的排气出口与排气入口相通连，此时御压腔处于御压状态，在此过程中，增压叶片随推动叶片作同步转动，迫使增压腔中的压力升高，迫使出气单向阀打开，从而向压缩空气箱内充入压缩空气，当此时，由于复位腔与外界相通，增压叶片在复位弹簧的压迫下自动反向转动复位，在复位过程中，设置在增压腔对应侧面板上的进气单向阀被打开，从空滤器中吸收新鲜空气，为下个压缩循环打好基础。若在复位腔所对应的侧面板上设有进气单向阀和出气单向阀，即便在增压叶片自动复位过程中也能利用复位弹簧的能量对压缩空气箱进行充气，实现增压叶片全程摆动充气。这样压缩空气箱中压缩空气中氧气的含量提高，压缩空气箱就能为柴油机气缸盖的进气口提供更充分的氧气，能保证柴油机的柴油更充分地燃烧，从而提高了柴油机的输出功率，降低了柴油机的排放，同时噪声也得到进一步降低。经实际验证，单缸柴油机配备本发明后，柴油机的动力性、经济性、噪声、排放有明显改善；功率可提高15％～50％，噪声下降10分贝～15分贝，排放达到国II排放标准。

附图说明：

图1为本发明实施例1的工作原理示意图；

图2为摆动式增压器的结构示意图；

图3为图3中的A-A剖视图；

图4为摆动式增压器的对称扇箱壳的结构示意图；

图5为增压叶片、摆动轴、推动叶片、软质端面密封片和金属密封薄片之间的连接结构示意图；

图6为本发明实施例2的工作原理示意图；

图中：1-空滤器；2-压缩空气箱；3-摆动增压器；4-进气单向阀；5-出气单向阀；6-消声器；31-对称扇形壳；32-摆动轴；33-增压叶片；34-推动叶片；35-复位弹簧；36-中心轴套；37-增氧腔；38-排气腔；39-软质端面密封片；40-金属密封薄片；311-侧面板；312-对称扇形端盖；313-圆弧顶板；314-配合圆弧段；371-增压腔；372-复位腔；381-施压腔；382-御压腔；383-排气入口；384-排气出口。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

实施例1：一种单缸柴油机废气摆扇增压装置，如图1所示，它包括空滤器1、压缩空气箱2、摆动增压器3、进气单向阀4、出气单向阀5和消声器6，所述摆动增压器3如图2、图3所示，它包括对称扇形壳31、摆动轴32、增压叶片33、推动叶片34、复位弹簧35和中心轴套36，所述对称扇形壳31为双扇形柱体结构，由四个侧面板311、二个对称扇形端盖312、二个圆弧顶板313和配合圆弧段314围合而成，摆动轴32为静止件，中心轴套36为转动件，中心轴套36套装在摆动轴32上，两者之间为间隙配合，摆动轴32的两端固定安装在对称扇形壳31的对称扇形端盖312上，中心轴套36的外圆与对称扇形壳31的两段配合圆弧段314间隙配合，摆动轴32和中心轴套36的结合件将对称扇形壳31的内腔分隔成增氧腔37和排气腔38，增压叶片33和推动叶片34对称地固定在中心轴套36上，增压叶片33位于增氧腔37中并将增氧腔37分成增压腔371和复位腔372，在增压腔371所对应的侧面板311上设有进气单向阀4和出气单向阀5，进气单向阀4与空滤器1的出气口相通连，出气单向阀5与压缩空气箱2相通连，压缩空气箱2与柴油机的气缸盖的进气口相通连，在复位腔372所对应的侧面板311上也设有进气单向阀4和出气单向阀5，进气单向阀4与空滤器1的出气口相通连，出气单向阀5与压缩空气箱2相通连；推动叶片34位于排气腔38中，推动叶片34将排气腔38被分隔成施压腔381和御压腔382，在施压腔381所对应的侧面板311上设有排气入口383，在御压腔382所对应的圆弧顶板313上设有排气出口384，排气出口384设置在推动叶片34处摆动极限位置的内侧，所述排气入口383与气缸盖的排气口密封对接，所述排气出口384与柴油机的消声器6的进气端相连接，复位弹簧35设置在增压腔371所对应的侧面板311和增氧叶片33之间，它能使摆动轴32、增氧叶片33和推动叶片34的结合体在无外力作用时自动复位。

实施例2：将实施例1中的摆动轴32改为转动件，中心轴套36改为静止件，中心轴套36的两端固定安装在对称扇形壳31的对称扇形端盖312上，中心轴套36的外圆与对称扇形壳31的两段配合圆弧段314固定连接，摆动轴32套装在中心轴套36的内孔中，增压叶片33和推动叶片34对称地固定在摆动轴32上，如图6所示，其它结构与实施例1相同。

实施例3：在上述两种实施例中，将设置在复位腔372所对应的侧面板311上的进气单向阀4和出气单向阀5去除，使复位腔372与外界相通连，其它结构不变，同样具有增氧效果。

实施例4：在上述三种实施方式中，在增压叶片33与增氧腔37上的圆弧顶板313内壁之间设有软质端面密封片39，在推动叶片34与排气腔38上的圆弧顶板313内壁之间设有金属密封薄片40，这样就能有效防止增氧腔37中的增压腔371和复位腔372窜气，从而进一步提高增压效果。

Claims (6)

1.一种单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：包括空滤器(1)、压缩空气箱(2)、摆动增压器(3)、进气单向阀(4)、出气单向阀(5)和消声器(6)，所述摆动增压器(3)包括对称扇形壳(31)、摆动轴(32)、增压叶片(33)、推动叶片(34)、复位弹簧(35)和中心轴套(36)，所述对称扇形壳(31)为双扇形柱体结构，包括四个侧面板(311)、二个对称扇形端盖(312)、二个圆弧顶板(313)和配合圆弧段(314)，摆动轴(32)套装在中心轴套(36)中，摆动轴(32)和中心轴套(36)中有一个为静止件，另一个为转动件，静止件固定在对称扇形端盖(312)的中心位置上，摆动轴(32)和中心轴套(36)的结合件将对称扇形壳(31)的内腔分隔成增氧腔(37)和排气腔(38)，增压叶片(33)和推动叶片(34)对称地固定在转动件上，增压叶片(33)位于增氧腔(37)中并将增氧腔(37)分成增压腔(371)和复位腔(372)，在增压腔(371)所对应的侧面板(311)上设有进气单向阀(4)和出气单向阀(5)，进气单向阀(4)与空滤器(1)的出气口相通连，出气单向阀(5)与压缩空气箱(2)相通连，压缩空气箱(2)与柴油机的气缸盖的进气口相通连，在复位腔(372)所对应的侧面板(311)上也设有进气单向阀(4)和出气单向阀(5)，进气单向阀(4)与空滤器(1)的出气口相通连，出气单向阀(5)与压缩空气箱(2)相通连，或者复位腔(372)与外界相通连；推动叶片(34)位于排气腔(38)中，推动叶片(34)将排气腔(38)分隔成施压腔(381)和御压腔(382)，在施压腔(381)所对应的侧面板(311)上设有排气入口(383)，在御压腔(382)所对应的圆弧顶板(313)上设有排气出口(384)，排气出口(384)设置在推动叶片(34)处摆动极限位置的内侧，所述排气入口(383)与气缸盖的排气口密封对接，所述排气出口(384)与柴油机的消声器(6)的进气端相连接，复位弹簧(35)能使摆动轴(32)、增氧叶片(33)和推动叶片(34)的结合体在无外力作用时自动复位。

2.根据权利要求1所述单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：在复位腔(372)所对应的侧面板(311)上设有进气单向阀(4)和出气单向阀(5)，进气单向阀(4)与空滤器(1)的出气口相通连，出气单向阀(5)与压缩空气箱(2)相通连。

3.根据权利要求1所述单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：摆动轴(32)为静止件，中心轴套(36)为转动件，中心轴套(36)套装在摆动轴(32)上，两者之间为间隙配合，摆动轴(32)的两端固定安装在对称扇形壳(31)的对称扇形端盖(312)上，中心轴套(36)的外圆与对称扇形壳(31)的两段配合圆弧段(314)间隙配合，增压叶片(33)和推动叶片(34)对称地固定在中心轴套(36)上，复位弹簧(35)设置在增压腔(371)所对应的侧面板(311)和增氧叶片(33)之间。

4.根据权利要求1所述单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：摆动轴(32)改为转动件，中心轴套(36)改为静止件，中心轴套(36)的两端固定安装在对称扇形壳(31)的对称扇形端盖(312)上，中心轴套(36)的外圆与对称扇形壳(31)的两段配合圆弧段(314)固定连接，摆动轴(32)套装在中心轴套(36)的内孔中，增压叶片(33)和推动叶片(34)对称地固定在摆动轴(32)上，复位弹簧(35)设置在增压腔(371)所对应的侧面板(311)和增氧叶片(33)之间。

5.根据权利要求1所述单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：在增压叶片(33)与增氧腔(37)上的圆弧顶板(313)内壁之间设有软质端面密封片(39)。

6.根据权利要求1所述单缸柴油机废气摆扇增压装置，其特征是：在推动叶片(34)与排气腔(38)上的圆弧顶板(313)内壁之间设有金属密封薄片(40)。

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