CN111997775A - 一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统,进气道及排气道之间设有用于气体流通的通道，进气门的气门杆中部套设沿其轴线旋转的进气旋转套，进气旋转套、进气道的喉口以及进气门三者围成第一空气腔，进气旋转套的侧壁上设有进气孔；排气门的气门杆中部套设沿其轴线旋转的排气旋转套，排气旋转套、排气道的喉口以及排气门三者围成第二空气腔，排气旋转套的侧壁上设有排气孔。本发明一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统,在柴油机底板面积受限的情况下，能够有效提高换气效率以及喷油量，最终提升柴油机的整体性能，具有性能可靠，结构坚固以及应用广泛的特点。

Description

一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其是涉及一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统。
背景技术
内燃机至今仍然是热效率最高、单位体积和单位重量功率最大的原动机，应用非常广泛，然而随着世界能源的逐渐短缺以及环境资源的不断恶化，我们需要内燃机满足更严格的油耗标准和排放法规。
传统柴油机为了实现较高的热效率，几何压缩设定较高，缸盖底板难以像汽油机设置成屋脊形状，随着发动机功率的进一步提高，一方面发动机需要更多的进气量，但由于目前气道都为渐缩口形式，受气道喉口面积限制，存在进排气阻力大，流通能力受限问题，另一方面需要更多的喷油量，喷油的持续期延长，燃烧时间损失增加，制约功率与热效率的提高，因此急需提高柴油机的喷油及换气效率。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，在柴油机底板面积受限的情况下，能够有效提高换气效率以及喷油量，最终提升柴油机的整体性能，具有性能可靠，结构坚固以及应用广泛的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，包括凸轮轴；凸轮轴上设有进气凸轮及排气凸轮；凸轮轴下方设有缸盖，缸盖内部两侧设有进气道及排气道；进气门底端的气门上沿与进气道的喉口下沿配合，进气门顶端伸出缸盖与进气凸轮位置对应，排气门底端的气门上沿与排气道的喉口下沿配合，排气门顶端伸出缸盖与排气凸轮位置对应；进气门顶端与缸盖之间的气门杆上套设气门弹簧，排气门顶端与缸盖之间的气门杆上套设气门弹簧；
进气道及排气道之间设有用于气体流通的通道，进气门的气门杆中部套设沿其轴线旋转的进气旋转套，进气旋转套、进气道的喉口以及进气门三者围成第一空气腔，进气旋转套的侧壁上设有进气孔；排气门的气门杆中部套设沿其轴线旋转的排气旋转套，排气旋转套、排气道的喉口以及排气门三者围成第二空气腔，排气旋转套的侧壁上设有排气孔；缸盖内设有旋转齿轮，旋转齿轮驱动进气旋转套及排气旋转套转动；第一喷油器及第二喷油器分设在进气门与排气门之间部位的两侧。
进一步的，旋转齿轮设置在通道上方。
相对于现有技术，本发明一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，具有以下优势：
本发明一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，在柴油机底板面积受限的情况下，能够有效提高换气效率以及喷油量，最终提升柴油机的整体性能，具有性能可靠，结构坚固以及应用广泛的特点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施例一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统结构示意图；
图2为本发明实施例一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统进气状态示意图；
图3为本发明实施例一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统排气状态示意图；
图4为本发明实施例一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统双喷油器示意图。
附图标记说明：
1-凸轮轴；2-旋转齿轮；3-进气凸轮；4-排气凸轮；5-气门弹簧；6-排气旋转套；61-排气孔；7-排气道；8-第二空气腔；9-排气门；10-通道；11-进气门；12-第一空气腔；13-进气道；14-进气旋转套；141-进气孔；15-缸盖；16-第一喷油器；17-第二喷油器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-4所示，一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，包括凸轮轴1；凸轮轴1上设有进气凸轮3及排气凸轮4；凸轮轴1下方设有缸盖15，缸盖15内部两侧设有进气道13及排气道7；进气门11底端的气门上沿与进气道13的喉口下沿配合，进气门11顶端伸出缸盖15与进气凸轮3位置对应，排气门9底端的气门上沿与排气道7的喉口下沿配合，排气门9顶端伸出缸盖15与排气凸轮4位置对应；进气门11顶端与缸盖15之间的气门杆上套设气门弹簧5，排气门9顶端与缸盖15之间的气门杆上套设气门弹簧5；
进气道13及排气道7之间设有用于气体流通的通道10，进气门11的气门杆中部套设沿其轴线旋转的进气旋转套14，进气旋转套14、进气道13的喉口以及进气门11三者围成第一空气腔12，进气旋转套14的侧壁上设有进气孔141；排气门9的气门杆中部套设沿其轴线旋转的排气旋转套6，排气旋转套6、排气道7的喉口以及排气门9三者围成第二空气腔8，排气旋转套6的侧壁上设有排气孔61；
缸盖15内设有旋转齿轮2，旋转齿轮2驱动进气旋转套14及排气旋转套6转动；第一喷油器16及第二喷油器17分设在进气门11与排气门9之间部位的两侧。
如图1-4所示，旋转齿轮2设置在通道10上方。
在本实施例中，具体工作过程如下：
如图1所示，进气凸轮3的凸起端未与进气门11顶端接触，排气凸轮4的凸起端未与排气门9顶端接触，在气门弹簧5的作用力下，进气门11和排气门9都处于关闭状态，与此同时，在旋转齿轮2的控制下，进气孔141与进气道13不相通，排气孔61与排气道7不相通。
当发动机处于进气状态时，如图2所示，随着凸轮轴1的继续旋转，进气凸轮3凸起端和排气凸轮4的凸起端分别与进气门11顶端和排气门9顶端接触，克服气门弹簧5的作用力，驱动进气门11和排气门9向下运动，进气门11和排气门9处于打开状态，此时在旋转齿轮2的控制下，进气旋转套14旋转，进气孔141与进气道13相通，排气孔61与排气道7不相通，进气道13内部的新鲜空气一部分通过第一空气腔12和进气门11进入缸内，另一部分新鲜空气通过第一空气腔12、通道10、第二空气腔8和排气门9进入缸内，实现更加充分进气。
当发动机处于排气状态时，如图3所示，随着凸轮轴1的继续旋转，进气凸轮3凸起端和排气凸轮4的凸起端分别与进气门11顶端和排气门9顶端接触，克服气门弹簧5的作用力，驱动进气门11和排气门9向下运动，进气门11和排气门9处于打开状态，此时在旋转齿轮2的控制下，进气孔141与进气道13不相通，排气旋转套6旋转，排气孔61与排气道7相通，此时缸内的废气一部分通过排气门9和第二空气腔8进入排气道7，另一部分废气通过进气门11、第一空气腔12、通道10和第二空气腔8进入排气道7，实现更加充分排气。
本发明通过旋转齿轮2分别控制进气旋转套14转动及排气旋转套6转动，实现第一空气腔12、第二空气腔8、进气道13、排气道7及发动机气缸之间的通断，在进气及排气的时候，进气门11和排气门9都处于打开状态，有效增大气门喉口流通面积，有效提高发动机充气效率，并通过设置双喷油器，有效提高发动机喷油能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，其特征在于：包括凸轮轴(1)；所述凸轮轴(1)上设有进气凸轮(3)及排气凸轮(4)；所述凸轮轴(1)下方设有缸盖(15)，所述缸盖(15)内部两侧设有进气道(13)及排气道(7)；进气门(11)底端的气门上沿与所述进气道(13)的喉口下沿配合，所述进气门(11)顶端伸出所述缸盖(15)与所述进气凸轮(3)位置对应，排气门(9)底端的气门上沿与所述排气道(7)的喉口下沿配合，所述排气门(9)顶端伸出所述缸盖(15)与所述排气凸轮(4)位置对应；所述进气门(11)顶端与所述缸盖(15)之间的气门杆上套设气门弹簧(5)，所述排气门(9)顶端与所述缸盖(15)之间的气门杆上套设气门弹簧(5)；
所述进气道(13)及所述排气道(7)之间设有用于气体流通的通道(10)，所述进气门(11)的气门杆中部套设沿其轴线旋转的进气旋转套(14)，所述进气旋转套(14)、所述进气道(13)的喉口以及所述进气门(11)三者围成第一空气腔(12)，所述进气旋转套(14)的侧壁上设有进气孔(141)；所述排气门(9)的气门杆中部套设沿其轴线旋转的排气旋转套(6)，所述排气旋转套(6)、所述排气道(7)的喉口以及所述排气门(9)三者围成第二空气腔(8)，所述排气旋转套(6)的侧壁上设有排气孔(61)；
所述缸盖(15)内设有旋转齿轮(2)，所述旋转齿轮(2)驱动所述进气旋转套(14)及所述排气旋转套(6)转动；第一喷油器(16)及第二喷油器(17)分设在所述进气门(11)与所述排气门(9)之间部位的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于柴油机的快速喷油与高效协同换气系统，其特征在于：所述旋转齿轮(2)设置在所述通道(10)上方。
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