CN200975298Y - 改善柴油机冒烟的补气节油装置 - Google Patents

Abstract

一种改善柴油机冒烟的补气节油装置，是在原空气滤清器、进气管、进气门供气系统的进气管壁丝孔中，安装一只可向气缸内喷气的向下弯形喷气嘴，它以管子与正压气源相连通。在手动、水温、机械和气压差阀件的调节控制下可对初加速、大负荷、低怠速下出现冒烟时的汽缸内准时、适量的补入空气，使燃油完全燃烧，实现改善冒烟、节油环保的目的。它仅用几只阀管小件组成，即可广泛用于自吸式、增压式的新机或新车出厂前的配套件，也可作为对旧机的改装用件。它所具有的使初加速时柴油机缸内既可获得油多气足状态下去压燃的原理特征已明显的优于现代的电控喷油系统和增压补偿器柴油机的技术水平。

Description

改善柴油机冒烟的补气节油装置

技术领域

本实用新型涉及一种以柴油机为动力的车、船、工程机械、农机等设备上，已有或经安装有空气压缩机正压气源的柴油机，在出现冒烟时的补气节油装置。它可广泛用于自吸式、废气涡轮增压式多型号柴油机上。

技术背景

目前，公知的改善柴油机冒烟，有的是在个别大中型以上柴油机上安装加速冒烟限制器、增压补偿器、在极少量柴油机上采用电控喷射供油系统；或者采用提高废气涡轮增压柴油机怠转速的办法，虽然也有效果，但也存在以下问题：(一)它们都是在柴油机急需快提速升功去应对克服大负荷时，反而削减了对缸内的供油量，要么是按初加速期缸内因转速低而抽吸力小，吸入空气量正少时，去作为向缸内确定供油量的主要依据，结果缸内都处在气少油贫状态下，去压燃点火，去提速升功来应对大负荷的，这种状态很不理想，也不妥当。(二)为改善冒烟，有的把怠速定得很高，稍加油门废气涡轮增压器即向缸内增压空气量以改善冒烟，但这会增大柴油机的热负荷、机械负荷，增大了燃料消耗和内部机件的磨损，还直接影响到整机的使用寿命。(三)以上设置仅只可适用于较大排量的高性能柴油机上，大量地一般性能中、小型柴油机由于使用环境条件及这些电子器件成本高与不适用性，使得这些大量柴油机的冒烟、高油耗依然存在。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种改善柴油机冒烟的补气节油装置，它可以在柴油机初加速时、大负荷下、低怠速中，因缸内吸气量少，缺少氧气燃烧不完全而出现冒烟时，利用柴油机体的外部正压气源，通过手动、水温、机械和气压差调节与控制，向气缸内补入适当空气量，使缸内在气多油足的空燃比值下达到较为完全的燃烧，从而可改善冒烟、节油、减少对环境污染。

本实用新型是这样实现的：在柴油机的空气滤清器、进气管、进气门与气缸顺序联通的供气系统，在单缸机的进气管上或多缸机的进气管总口上方管壁丝孔中，穿入固定一只向下弯形喷气咀，它的喷气咀口朝向气缸方向，而背着空气滤清器下行气流。向下弯形喷气咀的进气口一端，由一根从储气筒内把正压气源引入总气压管路中手动旋塞式开关阀、非溢流式调压阀、水温腊式感应体及方向截止阀到了总气压管路的分岐点。

从总气压管路分岐点，先把正压气流分入一条加速补气管路中，经油门杆上方调节机构控制开启下的可调节流量阀内，再经加速补气管路中的真空膜片与流量针阀、补气汇合总点后，可与向下弯形喷气咀进气口一端相连接通。

从总气压管路的分岐点，把正压气流又分入一条大负荷补气管路中，由油门杆下方调节机构，控制开启的可调节流量阀内到汇合气路点，进入汇合补气管路，当判断需要时才开启的手动锁止通气阀到真空膜片与流量针阀、补气汇合总点，可与向下弯形喷气咀进气口一端相连接通。

在总气压管路上低怠速气路点，把正压气流又分入一条低怠速补气管路中的真空膜片与流量针阀，经汇合补气管路，当判断需要时才开启的手动锁止通气阀到真空膜片与流量针阀、补气汇合总点，可与向下弯形喷气咀的进气口一端相连接通。

该装置共三条补气管路，先从总气压管路中的低怠速气路点，把正压气源引至一条低怠速补气管路；到总气压管路分歧点又分出加速补气管路和大负荷补气管路。它们在手动、水温、机械和气压差阀件调节、控制后，经补气汇合总点汇合启，进入向下弯形喷气咀；正压气源可正时、间歇地与气缸内相连通；可正时适量地向气缸内补入空气量。

因机型很多，可参照本技术方案的结构工作原理，与所用机型匹配相应尺寸和参数的阀管器件实现正时适量与气缸内相连通补入空气皆可。

在加速补气的过程是：在柴油机启动预热，达到可加载负荷时，气流从总气压管路分支点，到加速补气管路中可调节流量阀前，均已充入了正压气流。当加油门初期，由于柴油机转速低，抽吸入气缸内空气量少，油多缺少氧气助燃，而燃烧不完全出现冒烟时，油门杆上方调节机构已开启了的可调节流量阀，气流经加速补气管路中的真空膜片与流量针阀、补气汇合总点、向下弯形喷气咀，在进气门开启下向缸内适量补气，使气缸内总气量达到适于加速所需空燃比值量，在氧气充分地助燃下而可完全地燃烧，从而改善了冒烟。

当柴油机转速渐渐升高，靠缸内自身抽吸入的空气量已可与所供油量能达到合理空燃比值，可完全地燃烧，而不会冒烟的此刻进气管内吸力度也增大，通过真空管正可把加速补气管路中的真空膜片与流量针阀中的膜片吸动变形，带动其内针阀芯杆下行，其针尖部正好落入到阀座调节件的进气孔中，从而关断了补气孔，完成一次加速补气的过程。

在以上瞬间低转速下补气中，由于时间短促，向下弯形喷气咀有一定构型朝向，以至上方气柱向下推进，进气门座口位又常处在低压区，所以所补气流不会反窜向上方而流失。

在大负荷下的补气过程是：当柴油机遇到大负荷而由高转速被迫压降到大扭矩的中转速时，缸内吸气量减少，且油门下踩行程大，缸内油气比过浓，而缺乏氧气助燃，出现燃烧不完全而冒烟时，在人的判断下，才开启手动锁止通气阀，使正压气流，方可进入汇合补气管路中真空膜片与流量针阀、补气汇合总点与向下弯形喷气咀进气口一端之中，经进气门向气缸内补入适于大负荷工况下足量的所需空燃比值空气量，使之可完全地燃烧，改善了冒烟，又可保障最大扭矩力输出。

当柴油机负荷又发生新的变化，需要换入新一档位前，先行关闭手动锁止通气阀，停止补气，而再行换档。由而转入向加速补气新一轮的过渡与转换。在上述加速与大负荷补气过程中所选用的可调节流量阀内的阀柄与调节流量阀芯杆体是一个组合体；阀芯杆体下针尖部与阀座调节件中心孔应同居于一个轴心线上。

低怠速补气过程是：当柴油机冷启动，机内温度低，机油的粘稠度大，机件运转阻力大，其转速远远低于正常怠速转数，此时缸内吸入空气量少，压缩出温度也低，又缺少氧气，燃油不易被快速点燃，缸内柴油难以完全燃烧，出现明显冒烟时，将已进入的低怠速补气管路中真空膜片与流量针阀的气流，经判断下而开启的汇合补气管路中手动锁止通气阀，经真空膜片与流量针阀、到补气汇合总点、向下弯形喷气咀、进气门，向气缸内补入适量的空气量，在较多的氧气助燃下，使低怠速的缸内燃油能得到较好地燃烧，冒烟现象也有所改善。

当柴油机运转升温，润滑到位，机件运转阻力减少，转速达到该机型所规定怠转速数时，缸内活塞抽吸气量也随之增多，不再明显冒烟时，而此刻的进气管内真空吸力度也增大，足以可把低怠速补气管路上真空膜片与流量针阀内的膜片吸动变形，在压缩其下方弹簧同时，也带动针阀芯杆下行，使针阀芯杆下部的针尖部，渐渐的缩小补气孔口，直止落入阀座调节件进气孔内，关闭了补气通道，结束了低怠速补气。随即也关闭手动锁止通气阀，完成了低怠速补气过程。

附图说明：

图1是本实用新型的各气管路组成结构示意图；

图2是本实用新型加速补气管路组成结构及实施例示意图；

图3是本实用新型的大负荷补气管路组成结构及实施例示意图；

图4是本实用新型的低怠速补气管路组成结构及实施例示意图；

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做以下详细描述：

图1中，由正压气源1、总气压管路2、手动旋塞式开关阀3、非溢流式调压阀4、水温腊式感应体及方向截止阀5顺序连通到总气压管路分支点15、构成一条总气压管路2。

由总气压管路分支点15处向左以管路分岐出加速补气管路16，它与由油杆上方调节机构25-1调控下的可调节流量阀17-1的进气口相连通连接，由此阀出气口又以管路同真空膜片与流量针阀26-1的进气口相连接，经此阀的出气口可到补气汇合总点43、向下弯形喷气嘴45、进气门48、同气缸50内依次相连通连接。

从总气压管路分岐点15，向右以管路又分支出一条大负荷补气管路52，连接着通过油门杆下方可调节机构25-2调控下的可调节流量阀17-2，经汇合气路点53、进入汇合补气管路54中，以管路同手动锁止通气阀的55进气口相连通连接，到真空膜片与流量针阀26-2至补气汇合总点43、向下弯形喷嘴45、进气门48，依次与气缸50内相连通连接，构成大负荷补气管路52。

在总气管路2中的低怠速气路点61，以管路分支出一条低怠速补气管路62；顺次地连通着真空膜片与流量针阀26-3、经汇合气路点53、进入汇合补气管路54中，由手动锁止通气阀55、真空膜片与流量针阀26-2、补气汇合总点43、向下弯形喷气嘴45、进气门48与气缸50内依次的连通连接，组成低怠速补气管路62。

图中46是空气滤清器，47进气管，49排气管，51气缸体，63真空管路。向下弯形喷气嘴45，它同进气管47管壁上丝口相连接，喷嘴口朝向气缸50方向，而其进气口44与补气汇合总点43的管路相连通连接。

在总气压管路中的水温腊式感应体及方向截止阀5，其正中下方有一节金属通水管8，连接着容水器壳体6内被夹持在弹性爪套9中的腊式感应体10，其内中心杆11，通过上方盖子的中心孔，可与调节杆12的下端相配合；调节杆12上端同方向截止阀芯杆与锁帽13相配合。当水温达到一定值，腊式感应体10内的石腊澎胀，将中心杆11向上推挤时，可使方向截止阀(芯杆与锁帽)13，同阀座出现间隙，正压气流可连通到总气压管路分歧点15。

图2：是本实用新型加速补气管路组成结构及实施例示意图；

本图2上总气压管路2中的水温腊式感应体及方向截止阀5的截止阀，已居于虚线位置，正压气源1已可到达总气压管路分歧点15，并连通进入加速补气管路16中的可调节流量阀17-1内，当手动油门22或脚踏油门23，驱动油门杆24，按箭头所示方向移动，而油门杆上方可调节机构25-1，压动圆盘形阀柄18-1，将芯杆19-1左端针尖部到达虚线所示位置，而使阀座调节件20-1的进气孔出现间隙时，正压气流通过管路可经过真空膜片与流量针阀26-1、补气汇合总点43、向下弯形喷气嘴45、进气门48同气缸50内相连通连接。

油门杆可调节机构25-1是焊固在油门杆24上两块代内丝孔的凸块，其丝孔内各配有罗杆与锁帽，中间可夹持与调节圆盘形阀柄18-1的前、后间隙。

可调节流量阀17-1壳体上有进出气孔，阀内的阀芯杆体19-1的右端有压力弹簧，外面端部有圆盘形阀柄18-1，其内的阀芯杆体19-1的左端针尖部与阀座调节件20-1中心孔相配合；阀座调节件上有锁帽21-1。

图3是本实用新型的大负荷补气管路组成结构及实施例示意图；

从总气压管路分歧点15向右以管路分歧出大负荷补气管路52，它在油门杆下方可调节机构25-2调控开启下，可经过可调节流量阀17-2，经汇合气路点53，进入汇合补气管路54后与手动锁止阀55的下方进气口连通连接，并经过出气孔可与真空膜片与流量针阀26-2、补气汇合总点43、向下弯形喷气嘴45、进气门48、气缸50内，依次连通连接，组成大负荷补气管路52；

上述的油门杆下方可调节机构25-2，同图2中的油门杆上方可调节机构25-1在结构、功能与调节方法完全相同。

上述的可调节流量阀17-2，同图2中的可调节流量阀17-1在结构、功能与调节方式均完全相同；

在本图3中排挡球57旁边的手动锁止通气阀55的下部，设有进气口，侧边有出气口，壳体内安装有手动定位阀柄件56，其内下端设置有密封锥形胶垫60，手动定位阀柄件的中部设置的两个凹槽与锁止组件58相配合。

当大负荷工况下，经判断需要补气时，可把手动锁止阀柄件56，向下按动，当其上面的凹槽穴因手动锁止阀柄件下移与锁止组件契入时，则下端的密封锥形胶垫60，到达了上方的虚线位置，补气流孔口可经真空膜片与流量针阀26-2、补气汇合总点43、向下弯形喷气嘴45、进气门48与气缸50相依次连接连通。欲切断向气缸50内连通的通路时，则可把手动锁止阀柄件56向上提起，下部密封锥形胶垫60，可回到实线密封位置。

图4是本实用新型的低怠速补气管路组成结构及实施例示意图；

在总在总气压管路2中的低怠速气路点61，经真空膜片与流量针阀26-3、汇合气路点53、进入汇合补气管路54中手动锁止通气阀55、真空膜片与流量针阀26-2、补气汇合总点43，通过管路依次连接向下弯形喷气咀45、进气门48、与气缸50可构成低怠速补气管路62。

在低怠速补气管路62中，所述的真空膜片与流量针阀26-3、加速补气管路16中所述的真空膜片与流量针阀26-1、大负荷补气管路52中，真空膜片与流量针阀26-2其构造全都相同；其膜片下室均都与真空管路63及进气管47直接连通；其上壳中央安装着由调压弹簧控制的通大气孔罗杆29-1-2-3，膜片阀上壳28-1-2-3与膜片阀下壳35-1-2-3用罗钉34-1-2-3紧固；膜片阀上下壳内装着膜片27-1-2-3；下方有弹簧33-1-2-3均卡在弹簧托盘32-1-2-3内。膜片阀壳体下方安装的流量针阀壳体37-1-2-3，是以调节用锁紧罗帽36-1-2-3相连接；流量针阀壳体37-1-2-3的下方又以锁帽40-1-2-3与针阀座调节件41-1-2-3相连接组合；针阀座调节件41-1-2-3正下方中央是补气进孔，此孔上口与真空针阀芯杆39-1-2-3的下针尖部构成适当可通气孔口。

真空膜片与流量针阀26-1-2-3的下壳室均都以管路同真空管路63，进气管47，相连通；当发动机达到一定转速，在进气管47中所产生大小不同的真空度吸力下，随之可吸动克服其内事先调节定的各自弹簧33-1-2-3，所需的不同预压力，使得其内的真空针阀芯杆39-1-2-3下部的针尖部与针阀座调节件41-1-2-3上部孔口渐渐地缩小，直到膜片27-1-2-3到达其虚线位置时，则针阀座调节件41-1-2-3上部孔口被真空针阀芯杆39-1-2-3的下部针尖全部堵断气流通路停止补气，这时通向气缸50内的气流管路全被切断。

Claims (6)

1、一种改善柴油机冒烟的补气节油装置，包括空气滤清器(46)、进气管(47)、气缸(50)的供气系统，其特征是：将柴油机动力的设备上正压气源(1)通过手动旋塞式开关阀(3)、非溢流式调压阀(4)连接着水温腊式感应体及方向截止阀(5)，到总气压管路分歧点(15)构成的总气压管路(2)；

从总气压管路分歧点(15)处先分支出一条加速补气管路(16)，它通过油门杆上方可调节机构(25-1)调控下的可调节流量阀(17-1)通过管路连接真空膜片流量针阀(26-1)，其出气口通过管路依次连接着到补气汇合总点(43)、向下弯形喷气咀(45)、进气门(48)、气缸(50)顺序相连通所构成加速补气管路(16)；

从总气压管路分歧点(15)又分支出一条大负荷补气管路(52)，连接着通过油门杆下方可调节机构(25-2)调控下的可调节流量阀(17-2)，经汇合气路点(53)进入汇合补气管路(54)中，通过管路依次连接着手动锁止通气阀(55)、真空膜片与流量针阀(26-2)至补气汇合总点(43)、向下弯形喷气咀(45)、进气门(48)、气缸(50)顺序连接通而构成的大负荷补气管路(52)；

在总气压管路(2)中的低怠速气路点(61)，经真空膜片与流量针阀(26-3)、汇合气路点(53)、进入汇合补气管路(54)中，由手动锁止通气阀(55)、真空膜片与流量针阀(26-2)、补气汇合总点(43)，通过管路依次连接向下弯形喷气咀(45)、进气门(48)与气缸(50)，所构成的低怠速补气管路(62)。

2、根据权利要求1所述改善柴油机冒烟的补气节油装置，其特征是：总气压管路(2)中的水温腊式感应体及方向截止阀(5)是一个组合体，经其下方中央一节金属通水管(8)，连接着容水器壳体(6)内被夹持在弹性爪套(9)中的腊式感应体(10)，其内中心杆(11)，通过盖子(7)上中心孔可与调节杆(12)的下端相配合；调节杆(12)上端同方向截止阀芯杆与锁帽(13)相配合。

3、根据权利要求1所述改善柴油机冒烟的补气节油装置，其特征是：加速补气管路(16)和大负荷补气管路(52)中分别依次连接着油门杆上方调节机构(25-1)、可调节流量阀(17-1)以及油门杆下方调节机构(25-2)、可调节流量阀(17-2)；在油门杆(24)上前后焊固有两块代丝孔的凸块，丝孔内各有一个可拧入的罗杆和锁帽，其中间都夹持着圆盘型阀柄(18-1-2)；可调节流量阀(17-1-2)，其外壳上都有进气孔、出气孔，阀内的阀芯杆体(19-1-2)的右侧都有压力弹簧，外面右端有圆盘型阀柄(18-1-2)；阀芯杆体(19-1-2)的左端尖部都被弹簧压在阀座调节件(20-1-2)中心孔内；阀座调节件(20-1-2)都有锁帽(21-1-2)。

4、根据权利要求1所述改善柴油机冒烟的补气节油装置，其特征是：大负荷补气管路(52)中的排挡球(57)旁边，手动锁止通气阀(55)的下部设有进气孔，侧边设有出气孔，壳体内安装有手动定位阀柄件(56)，其内下端设置有密封锥形胶垫(60)；手动定位阀柄件(56)的中部设置的两个凹槽与锁止组件(58)相配合。

5、根据权利要求1所述改善柴油机冒烟的补气节油装置，其特征是：低怠速补气管路(62)中，所述的真空膜片与流量针阀(26-3)、加速补气管路(16)中所述的真空膜片与流量针阀(26-1)、大负荷补气管路(52)中，真空膜片与流量针阀(26-2)，其构造全都相同；其膜片下室均都与真空管路(63)及进气管(47)直接连通；其上壳中央安装着有调压弹簧控制的通大气孔罗杆(29-1-2-3)；膜片阀上壳(28-1-2-3)与膜片阀下壳(35-1-2-3)，用罗钉(34-1-2-3)紧固；膜片阀上下壳内装着膜片(27-1-2-3)，下方有弹簧(33-1-2-3)均卡在弹簧托盘(32-1-2-3)内；膜片阀壳体下方安装的流量针阀壳体(37-1-2-3)是以调节用锁紧罗帽(36-1-2-3)相连接；流量针阀壳体(37-1-2-3)的下方又以锁帽(40-1-2-3)与针阀座调节件(41-1-2-3)相连接组合；针阀座调节件(41-1-2-3)，正下方中央是补气进孔，此孔上口与真空针阀芯杆(39-1-2-3)的下针尖部构成适当可通气孔口。

6、根据权利要求1所述改善柴油机冒烟的补气节油装置，其特征是：进气管(47)的丝孔内固定的向下弯形喷气咀(45)，它的喷气咀口是朝向气缸(50)方向；其向下喷气咀进气口(44)是与补气汇合总点(43)的管路相连通、连接。

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