CN1077207C - 柴油机的2级增压补偿系统装置 - Google Patents

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Abstract

一种柴油机的2级增压补偿系统装置，它即使在车辆起动或突然加速时有瞬间的高压作用，也能由2个弹簧的合力将空燃比保持，从而能得到最大的力矩。其中，BCS装置包括：上部形成流入口、以便流入经压缩机压缩的高压空气，内部底面呈同心圆地形成弹簧设置沟的外壳；设置在外壳内部的中间部的隔膜；与隔膜中间部相连、使燃料喷射泵动作的致动器；在外壳的弹簧沟里重叠成双重、有设定的高度差、同时由其中的一个支持隔膜的2级弹簧。

Description

柴油机的2级增压补偿系统装置
本发明涉及柴油机的2级增压补偿系统(BOOST COMPENSATOR SYSTEM，以下简称BCS)装置，它适用于柴油机一类的涡轮增压器发动机和涡轮增压中间冷却器发动机等。
图3是表示现有技术的涡轮增压中间冷却器发动机的概略结构图。它是这样作用的，即、当利用排出到气缸(1)的排气管(1b)里的高温高压的排出气体(2)而使涡轮(3)回转时，就使与这涡轮(3)同轴连接的压缩机(4)进行回转，这个压缩机(4)吸入大气中的空气(5)并对其加压，通过吸气管(1a)将空气强制地注入发动机的气缸(1)里，这时燃料喷射泵(6)和BCS装置(7)进行自动调节，可以随着空气量增大而联动地以较低的速度增加或减少燃料量。
由于能在同样排气量的发动机中，在较多空气量流入时，能与此相对应地流入燃料量，因而与早期的自然吸气式发动机相比，能得到输出功率高的发动机性能。
上述说明中是把由压缩机(4)的回转形成的空气压力传入燃料喷射泵(6)的BCS装置(7)，使BCS装置(7)内的压力上升，这上升的压力作用在隔膜(7a)侧上，在克服预先设定的弹簧(7b)的初始张力之前燃料喷射泵(6)的燃料量不变化。
这是由于涡轮增压器发动机的涡轮增压器在转速较低的低速区域，由涡轮增压器的惯性力吸入的空气量比自然吸气式的小，在使燃料量增加时，相反地会造成黑烟过多等问题，因而为抑制这类问题而采用上述机构，使其发挥作用。
因此，BCS装置(7)是在涡轮增压器机能发挥到某种程度时、由预先设定的弹簧常数特性、沿着燃料量增加的方向、使喷射泵(6)动作的装置。
但是，现有技术的BCS装置(7)是只用1个弹簧(7b)感知压缩机(4)的压力而使燃料喷射泵(7)动作的，当不在非常低的转速区域时，虽然发挥涡轮增压器(8)的本来的机能，但是BCS装置(7)不能用1个弹簧(7b)线性特性使涡轮增压器的机能得到充分发挥。
即，由于在车辆起动或突然加速时，由压缩机(4)瞬间使大量空气被吸入，分别供给气缸(1)和BCS装置(7)，因而就有高压作用在BCS装置(7)上，由BCS装置(7)的高压一边瞬间地压缩1个弹簧(7b)、一边缩减体积，由此使燃料喷射泵(6)动作，将与空气量相比、更多的燃料供给气缸(1)。因此，虽然与空气量相比，供给非常多的燃料，但实质上却如图4的曲线所示，由于与压力上升相比转矩缓慢地上升，因而就不能得到高输出功率。
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其目的是提供一种柴油机用的2级BCS装置，它是将2个弹簧双重地重叠在BCS装置内，使这2个弹簧有设定的高度差。这样，即使在车辆起动或突然加速时有瞬间的高压作用，也能由2个弹簧的合力保持空燃比，从而能得到最大力矩。
为了达到上述目的而作出的本发明的柴油机的2级BCS装置，在柴油机的涡轮增压发动机中，该涡轮增压发动机是由以下部分构成，即、与气缸的排气管相连、由高温高压的排出气体驱动回转的涡轮；与涡轮同轴地相接、接受回转力而使空气压缩后供到气缸的吸气管的压缩机；由压缩机输出的压缩空气作用而动作的BCS装置；由BCS装置调节气缸的燃料量的燃料喷射泵；其特征在于：上述BCS装置由以下部分构成，即、在上部形成流入口、以便流入经压缩机压缩的高压空气、在内部底面、呈同心圆地形成双重弹簧设置沟的外壳；密闭地设置在外壳内部的中间部的隔膜；成一体地与隔膜中间部相连、使燃料喷射泵动作的致动器；在外壳的双重弹簧沟里重叠成双重、使它们之间有设定的高度差、同时由其中的一个弹性地支持隔膜的2级弹簧。
图1是本发明的结构图。
图2是用本发明形成的空气压力和力矩的关系曲线图。
图3是现有技术的涡轮增压器发动机的概略结构图。
图4是用以前的BCS装置形成的空气压和燃料量的关系曲线图。
下面、参照着附图对本发明的实施例进行详细的说明。图3是表示柴油机的涡轮增压器发动机概括的结构图。将图3与图1相结合地进行说明，符号(1)表示发动机气缸，形成有吸气管(1a)和排气管(1b)，由活塞(1c)的往复移动而进行吸入、压缩、爆发、排气等4个冲程。
符号(3)是涡轮，它与排气管(1b)相连，由高温、高压的排出气体(2)使其回转。符号(4)是压缩机，它与涡轮(3)同轴地连接，接受回转力而使空气(5)压缩后供到气缸(1)的吸气管(1a)。图1是表示本发明的2级BCS装置(7)的结构图，符号(71)是内部形成空气室(71d)的壳体，上部形成与图3的压缩机(4)相连的空气流入口(71a)，内部底面上呈同心圆地形成双重的弹簧设置沟(71b)(71c)。
符号(72)是密闭地设置在壳体(71)内部的中间部位的隔膜，由压缩机(4)通过流入口(71a)流入上部侧的空气室(71d)的高压空气压作用时，隔膜(72)被向下曲伸地弯曲，这时，由2级弹簧(74)(75)以弹簧常数的合力、分级地将其支持，使致动器(73)逐渐地与空气压成比例地被加压。
符号(73)是成一体地与隔膜(72)的中间部相连的致动器，在涡轮(3)处于低速区域时，使燃料喷射泵(6)动作，以调节燃料量。
符号(74)(75)是2级弹簧，它们重叠成双重地设置在壳体(71)的双重弹簧设置沟(71b)(71c)里，有设定的高度差，同时，其中的一个用弹力支持隔膜(72)。
下面、参照着图3来说明本发明的实施例的作用。
在利用被排出到气缸(1)的排气管(1b)里的高温高压的排出气体(2)使涡轮(3)回转时，就使与这涡轮(3)同轴相连接的压缩机(4)回转，该压缩机(4)吸入大气中的空气(5)并对其加压后，通过吸气管(1a)将空气强制地供到发动机的气缸(1)中。
另一方面，由压缩机(4)的回转形成的压缩空气的压力传入到本发明的图1所示的2级BCS装置(7)，使BCS装置(7)内的压力上升，上升的压力作用在隔膜(72)侧上，在克服被设定的1级弹簧(74)的初始张力之前，燃料喷射泵(6)的燃料量没有变化。
但是，在车辆起动或突然加速时，由压缩机(4)瞬间吸入的较多空气量分别被供给气缸(1)和图2的2级BCS装置(7)，高压作用在BCS装置(7)上，由流入到上侧空气室(71d)的高压的压缩空气使隔膜(72)瞬间压缩1级弹簧(74)，一旦1级弹簧(74)被压缩到被设定的间隔(X)，隔膜(72)就与2级弹簧(75)相接触，同时压缩2个弹簧(74)(75)。
这时，致动器(73)受压，如它的下降量那样程度地将压力作用在燃料喷射泵(6)上。
但是，由高压的压缩空气压缩的2个弹簧(74)(75)以弹簧常数的合力，弹性地支持隔膜(72)，使急骤的高压的空气压逐渐缓和，从而使致动器(73)的急骤下降变成逐渐地下降。因此，就与致动器(73)的逐渐的下降成比例地使燃料喷射泵(6)动作，就能将压缩机(4)供给的空气量和由燃料喷射泵(6)供给的燃料量的空燃比保持成设定值地在气缸(1)内充分燃烧，从而得到最大的转矩。
由此可见，如图2的曲线所示，在空气压急骤上升时，一边将1级弹簧(74)压缩、一边与空气量成比例地急骤供给较多的燃料量，在2级弹簧(75)被压缩，2个弹簧(74)(75)同时被压缩的情况下，以弹簧常数确定的合力，与空气量成比例地缓慢地供给燃料量，因此，与现有技术的力矩相比，本发明的转矩是由压力的上升逐渐地提高的。
在将2个弹簧双重地重叠设置在BCS装置内、并使它们有设定的高度差，即使在车辆起动或突然加速时受到瞬间的高压作用，也能用2个弹簧的合力保持设定的空燃比，能得到最大的转矩，因此能在发动机的低速区域有效地提高输出功率。

Claims (1)

1，一种柴油机的2级增压补偿系统装置，在柴油机的涡轮增压发动机中，该涡轮增压发动机由以下部分构成，即、与气缸的排气管相连接、由高温高压的排出气体驱动回转的涡轮；与涡轮同轴地相接、接受回转力而使空气压缩后供到气缸的吸气管的压缩机；由压缩机输出的压缩空气而动作的BCS装置；由BCS装置调节气缸的燃料量的燃料喷射泵；其特征在于：上述BCS装置由以下部分构成，即、在上部形成流入口、以便流入经压缩机压缩的高压空气、在内部底面、呈同心圆地形成双重弹簧设置沟的外壳；密闭地设置在外壳内部的中间部的隔膜；成一体地与隔膜中间部相连、使燃料喷射泵动作的致动器；在外壳的双重弹簧沟里重叠成双重、使它们之间有设定的高度差、同时由其中的一个弹性地支持隔膜的2级弹簧。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054112A (en) * 1974-08-01 1977-10-18 Diesel Kiki Co., Ltd. Fuel injection governor
US4736721A (en) * 1986-06-17 1988-04-12 Diesel Kiki Co., Ltd. Boost compensator for use with internal combustion engine with supercharger

Patent Citations (2)

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