CN208281109U - 一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，包括电源设备、运动系统、起动系统，所述电源设备包括外置发电机、电解电容C，外置发电机通过凸轮轴带动，发电机转轴上设置传动齿轮，所述运动系统包括曲轴，曲轴上设置曲轴齿轮，所述起动系统包括凸轮轴、人力起动摇把，人力起动摇把通过连接销活套在凸轮轴上，凸轮轴上设置凸轮轴正时齿轮，传动齿轮、曲轴齿轮分别与凸轮轴正时齿轮啮合，外置发电机通过整流稳压调节器和电解电容C连接低压电源输出电路向ECU系统供电。通过结合传统手摇起动单缸柴油机和现有电启动式电控喷射单缸柴油机的技术，提高产品的可靠性，降低排放，从而达到高效、清洁、经济、节能，以克服现有技术的不足。

Description

一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，更具体地说，是涉及一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机。

背景技术

单缸柴油机则广泛应用于农用的小型动力机械，适用于手扶、四轮拖拉机、固定动力等，在性能、价格上极具优势，占有了较大的市场份额，而且可靠性好、保养维修方便，所以深受农民喜爱。国内目前市场上的电控喷射型立式单缸柴油机为电启动式电控喷射型立式单缸柴油机，它采用内置飞轮式永磁发电机给12V电瓶充电，再由12V电瓶来给电控喷系统提供稳定的直流电压。

当电启动式电控喷射型立式单缸柴油机用于配套水田作业时，内置发电机与启动马达由于布局较低，经常接触到泥水，从而容易损坏，导致柴油机的使用可靠性下降。而目前，能适用于水田作业的电控喷射单缸柴油机产品仍处于空白。因此，本项目研发既减少燃油消耗和污染物排放，又填补了市场空白，符合国家节能减排的宏观政策导向，又是企业自身持续创新发展的战略规划，促进行业产品升级转型，满足市场发展的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机。通过结合传统手摇起动单缸柴油机和现有电启动式电控喷射型立式单缸柴油机的技术，创新出一种采用外置发电机，发电机的交流电经稳压整流调节器转换成稳定的脉动的直流电，再经过电解电容使脉动的直流电压变成相对比较稳定的直流电压，当人力手摇起动的转速高于90r/min时，相应的发电机转速高于360r/min，此时低压电路输出的直流电压就达到了ECU系统的最低工作电压，从而促使ECU系统上电控制电控喷油泵喷油工作，最终使柴油机顺利着车并稳定运行。本实用新型进一步提高了电控喷射单缸柴油机产品的可靠性与适用性，克服现有技术所存在的不足。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，包括电源设备、运动系统，所述电源设备包括外置发电机，所述外置发电机为外置转子式永磁交流电机，通过凸轮轴带动，发电机转轴上设置传动齿轮，所述运动系统包括曲轴，所述曲轴上设置曲轴齿轮，还包括起动系统，所述起动系统包括凸轮轴、人力起动摇把，所述人力起动摇把通过连接销活套在凸轮轴上，所述凸轮轴上设置凸轮轴正时齿轮，所述传动齿轮、曲轴齿轮分别与凸轮轴正时齿轮啮合，所述凸轮轴正时齿轮与传动齿轮的齿数比为4∶1，所述电源设备还包括电解电容C，所述电解电容C连接在低压电源输出电路上，所述外置发电机通过整流稳压调节器和电解电容C连接低压电源输出电路向ECU系统供电。

所述凸轮轴正时齿轮与曲轴齿轮的齿数比是4∶1。

所述低压电源输出电路还与开关连接。

还包括燃油供给系统、润滑系统，所述燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵体、柴油滤清器、电控喷油泵、回油阀、喷油器，所述润滑系统包括机油箱、机油泵体、机油滤清器，所述燃油泵体与机油泵体组成一体式输油泵。

所述一体式输油泵还包括转子轴，所述转子轴贯穿所述机油泵体、燃油泵体，所述机油泵体设置在所述转子轴的前部，所述燃油泵体设置在所述转子轴的后部，所述机油泵体与燃油泵体之间设置中隔板。

所述燃油泵体内设置油封腔，所述油封腔设置油封，所述轴承腔与所述油封腔邻接。

所述油封上与所述燃油泵体上设置相连通的检漏孔，所述检漏孔贯穿到所述燃油泵体外。

所述燃油泵体内还设置稳压腔，所述稳压腔设置稳压机构，所述稳压机构包括滑动阀、弹簧，所述滑动阀的一端设置弹簧腔、另一端设置中心油道和与中心油道相通的侧油孔。

所述稳压腔设置第一油孔、第二油孔、第三油孔，所述第一油孔与所述燃油泵体的所述出油腔相通，所述第二油孔、第三油孔与所述燃油泵体的所述进油腔相通。

所述弹簧设置在所述弹簧腔内，具有油压的燃油经第一油孔进入中心油道推动所述滑动阀，当燃油油压达到某值时，所述第二油孔与侧油孔相通。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型与电启动式电控喷射型立式单缸柴油机相比，提高了产品的可靠性与适用性，满足市场发展的需求；与传统机械式柴油机降低有害气体排放与燃油消耗率，从而达到高效、清洁、经济、节能。

通过结合传统手摇起动单缸柴油机和现有电启动式电控喷射型立式单缸柴油机的技术，创新出一种采用外置发电机，发电机的交流电经稳压整流调节器转换为脉动的直流电，再经过电解电容使脉动的直流电压变成相对比较稳定的直流电压，当人力手摇起动的转速高于90r/min时，相应的发电机转速高于360r/min，此时低压电路输出的直流电压就达到了ECU系统的最低工作电压，从而促使ECU系统上电工作，最终使柴油机顺利着车并稳定运行。本实用新型克服现有技术所存在的不足，进一步提高了电控喷射单缸柴油机产品的可靠性与适用性。同时，节省了电控喷射柴油机必须配置的12V电瓶，使整车成本降低、增加空间、减轻重量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中外置发电机的安装结构示意图。

图3是本实用新型实施例中K向齿轮啮合关系示意图。

图4是本实用新型实施例的电气原理示意图。

图5是本实用新型实施例的燃油油路示意图。

图6是本实用新型实施例中一体式输油泵的侧视图。

图7是本实用新型实施例中一体式输油泵的正视图。

图8是本实用新型实施例中一体式输油泵A-A面的结构示意图。

图9是本实用新型实施例中机油泵体的结构示意图。

图10是本实用新型实施例中机油泵体B-B面的结构示意图。

图11是本实用新型实施例中机油泵体C-C面的结构示意图。

图12是本实用新型实施例中燃油泵体的侧视图。

图13是本实用新型实施例中燃油泵体B’-B’面的结构示意图。

图14是本实用新型实施例中稳压机构的结构示意图。

图15是本实用新型实施例中摆线式转子的配合示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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”应作广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

参见图1-6，本实用新型提供一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，主要包括电源设备、运动系统、起动系统、电控系统总成、燃油供给系统、润滑系统。电源设备包括外置发电机4、整流稳压调节器3、电解电容C；运动系统包括活塞连杆机构(图中未画出)、曲轴20、飞轮(图中未画出)；起动系统包括凸轮轴24、人力起动摇把15、自动减压装置(图中未画出)；电控系统总成包括ECU系统1、转速传感器9、油门13、线束总成；燃油供给系统包括燃油箱22、燃油泵体28、柴油滤清器21、电控喷油泵10、回油阀5、喷油器8；润滑系统包括机油箱29、机油泵体26、机油滤清器11。其中燃油泵体28与机油泵体26组成一体式输油泵2。

外置发电机安装在齿轮室14上，电容C连接在低压电源输出电路41上，外置发电机通过整流稳压调节器连接低压电源输出电路向ECU系统供电，ECU系统与开关12、电控喷油泵10、CAN通讯23、油门13、转速传感器9连接。

曲轴20上设有飞轮，并与活塞连杆机构、一体式输油泵的转子轴25连接。凸轮轴24、发电机转轴161、曲轴20上分别设有凸轮轴正时齿轮17、传动齿轮16、曲轴齿轮18，传动齿轮、曲轴齿轮分别与凸轮轴正时齿轮啮合，凸轮轴正时齿轮与传动齿轮的齿数比为4∶1，凸轮轴正时齿轮与曲轴齿轮的齿数比是4∶1。传动轴齿轮与曲轴齿轮的齿数相同，运行转速也相同。

打开开关12，使外置发电机与电控系统通路，将操纵手柄6打至“起动”档，通过自动减压装置减少起动时的压缩阻力，人力起动摇把15通过连接销141活套在凸轮轴上，当摇动人力起动摇把，凸轮轴转动同时带动曲轴、传动轴转动。曲轴转动带动转子轴、飞轮转动，亦使活塞连杆机构进行活塞往复运动，转子轴转动带动一体式输油泵的机油泵内转子267、燃油泵内转子287转动，输油泵、燃油泵运作，从而使得机油输出润滑零部件、燃油经柴油滤清器过滤后输送至电控喷油泵。与此同时，凸轮轴带动外置发电机产生交流电压，经整流稳压调节器转换为脉动的直流电压，再经电解电容C变成相对比较稳定的直流电压，当人力手摇起动的转速高于90r/min时，相应的发电机转速高于360r/min，此时低压电路输出的直流电压就达到了ECU系统的最低工作电压，从而促使ECU系统上电工作。ECU系统经曲轴转速传感器采集转速信号并计算油量，发出指令控制电控喷油泵的电磁阀开启进行喷油工作。燃油喷出后经高压油管、喷油器进入燃烧腔，活塞连杆机构压缩燃油和空气，从而使得燃油燃烧，柴油机着车，同时操纵手柄经自动减压装置回至“运转”档。柴油机着车瞬间在惯性力作用下，人力起动摇把自动脱离开凸轮轴。然后可拉大油门13，ECU系统采集信号后控制增加电磁阀的开启时间，使得喷油量增加，柴油机转速提升。

燃油由低压管路71输送到电控喷油泵10，电控喷油泵与高压油管7连接，高压油管与喷油器8连接，电控喷油泵将燃油通过高压油管输送给喷油器，当电控喷油泵的油压过高时，通过回油阀5将电控喷油泵的部分油泻出，回油至燃油箱，当喷油器的油压过量时，喷油器的部分油回油至柴油滤清器。

参见图6-15，本实用新型采用一体式输油泵2，安装在齿轮室14上，一体式输油泵包括转子轴25、机油泵体26、中隔板27、燃油泵体28。转子轴贯穿机油泵体、中隔板、燃油泵体。中隔板设置在转子轴的中部，在中隔板的一侧设置机油泵体、另一侧设置燃油泵体，机油泵体、中隔板、燃油泵体按序连接。

转子轴25为一体轴式。前端设有U型开口251与O形密封圈、柴油机的曲轴20连接；中部设有环形油槽252、侧孔253、定位销孔254；后端则设有扁块结构255；轴的前半部中心设有油道256，贯通到中间的环形油槽及侧孔。

机油泵体26的前端设有轴孔260；机油泵体内设有两个相互隔离的进油腔261、出油腔262，进油腔与设置在机油泵体上的进油口263相通，出油腔与设置在机油泵体上的出油口264相通，出油口与机油滤清器11的进口相通，还设置有回油孔265，回油孔与机油滤清器的出口相通，也与转子轴上的环形油槽、侧孔相通；机油泵体的后端设置有转子腔266，与进油腔、出油腔相通，机油泵体的后端面上还设有O形密封圈。机油泵外转子268安装在转子腔内，机油泵内转子267通过定位销固定在转子轴的定位销孔上，与机油泵外转子啮合，二者之间有一定的偏心距。

中隔板27设置在转子轴的中部，位于机油泵体与燃油泵体之间。中隔板的中心设有轴孔，圆周上设有三个螺孔，通过螺栓272将机油泵体、中隔板、燃油泵体按序连接起来。中隔板既起到机油泵体与燃油泵体的联接过渡作用，又起到密封机油泵体及其转子腔的作用。

燃油泵体28的前端设有轴承腔、油封腔，轴承腔与油封腔邻接。轴承腔内安装滚动轴承289，用于支撑转子轴。油封腔内安装油封2891，油封采用双唇骨架油封，能有效地将燃油与机油分隔开来，油封上与燃油泵体上设有相连通的检漏孔2892，且溢流孔贯穿到燃油泵体外，用于日常观察是否有燃油(或机油)从检漏孔流出，从而来判断是否因为骨架油封过渡磨损后导致漏油，以便于及时进行维修处理。燃油泵体的后端面设有后盖板280，用于密封燃油泵体及其转子腔。

燃油泵体内设有两个相互隔离的进油腔281、出油腔282；进油腔与设置在燃油泵体上的进油口283相通，进油口与燃油箱22联接，出油腔与设置在燃油泵体上的出油口284相通，出油口与电控喷油泵10联接；燃油泵体的后端设有转子腔，与进油腔和出油腔相通；燃油泵体的前端面、后端面上均设有O形密封圈。燃油泵外转子288装在燃油泵体的转子腔内，可自由转动，燃油泵内转子287的中心设有U形孔与转子轴后端的扁块结构255配合连接，燃油泵内转子与燃油泵外转子啮合后，二者之间有一定的偏心距。

燃油泵体还设有稳压腔285，稳压腔的底部设有与出油腔相连通的第一油孔2851，稳压腔的中部设有与进油腔相连通的第二油孔2852、第三油孔2853。稳压腔内设有稳压机构2850，稳压机构包括滑动阀2856、弹簧2855、螺塞2854，滑动阀的后端设有弹簧腔2858、前端设有中心油道2859，滑动阀的前端还设有与中心油道连通的侧油孔2857。滑动阀安装时，带侧孔一端朝向在稳压腔底部。弹簧装在弹簧腔内，最后将螺塞压住弹簧并拧紧。

机油泵、燃油泵均使用摆线式转子，内转子273与外转子274啮合，且两者之间有一定的偏心距，当内转子转动时，内转子、外转子每个齿的齿形、齿廓线上总能互相成点接触，内转子、外转子间便形成相互隔离的四个工作腔。因此，当中某一工作腔转过进油腔时，其容积增大，产生局部真空，机油/燃油从进油口经进油腔时被吸入，当此工作腔转过出油口时，容积减小，油压升高，机油/燃油经出油腔从出油口被压出。

柴油机运转工作时，在曲轴驱动下，转子轴的两个主动的内转子(即：机油泵内转子与燃油泵内转子)和两个从动的外转子(即：机油泵外转子与燃油泵外转子)，同时一起转动工作。机油升压后经机油泵体内的出油口压入机油滤清器，精滤后的机油再流回机油泵，部分经回油孔直接进入环形油槽，并经侧孔和中心孔进入曲轴中心孔，进而润滑其它零部件；燃油经燃油泵体内的出油腔从出油口被压出进入电控喷油泵。

当燃油泵处于非工作状态时，由于螺塞压住弹簧，弹簧将滑动阀压在稳压腔的底部；当燃油泵处于稳压工作状态时，出油腔的燃油从第一油孔进入到中心油道，推动滑动阀移动较小的距离后，燃油压力与弹簧压力处于平衡状态，燃油压力被稳住，此时，滑动阀上的侧油孔与第二油孔不连通，就这样进油腔与出油腔就被隔开不连通，从而实现燃油压力稳定在特定的范围内，促使燃油经燃油泵体内的出油腔从出油口被压出，然后进入电控喷油泵，以满足柴油机燃油供给需求；但当燃油泵输出过压时，出油腔燃油压力大于弹簧压力，滑动阀移动距离较大，以至于滑动阀的侧孔与第二油孔相连通压，此时进油腔与出油腔就连通起来，升压后的燃油便马上流入进油腔，不能经出油腔的出油口被压出，就不能建立高压燃油进入到电控喷油泵。稳压腔的第三油孔与进油腔相通，燃油进入到稳压机构弹簧内的区间，以避免此空间形成较大的真空阻力，如此滑动阀就能容易地在腔体内推动弹簧压缩移动。

与传统机械式柴油机相比，使用燃油电控喷射系统后，取缔了原来机械的调速方式，使得整机稳定性更好，速度波动约±3r/min；与同缸径传统机械式柴油机相比，电控喷射立式单缸柴油机性能指标均有提升。

与电启动式电控喷射型立式单缸柴油机相比，采用电解电容C稳定直流电压后，节省了一般电控喷射柴油机配置的12V电瓶，使整车成本大大降低、空间增加、重量减轻；低压燃油路因添置一体式输油泵后，柴油机运行更稳定性能也有所提升。

一体式输油泵与曲轴联接，遏制了传统柴油机手摇起动时出现的反转现象，手摇起动操作更为安全可靠；一体式输油泵具有结构紧凑、功能强、寿命长的特点，优化了单缸电控喷射柴油机的机油与燃油的供给结构。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，包括电源设备、运动系统，所述电源设备包括外置发电机，所述外置发电机为外置转子式永磁交流电机，通过凸轮轴带动，发电机转轴上设置传动齿轮，所述运动系统包括曲轴，所述曲轴上设置曲轴齿轮，其特征在于：还包括起动系统，所述起动系统包括凸轮轴、人力起动摇把，所述人力起动摇把通过连接销活套在所述凸轮轴上，所述凸轮轴上设置凸轮轴正时齿轮，所述传动齿轮、所述曲轴齿轮分别与所述凸轮轴正时齿轮啮合，所述凸轮轴正时齿轮与所述传动齿轮的齿数比为4:1，所述凸轮轴正时齿轮与所述曲轴齿轮的齿数比是4:1，所述电源设备还包括电解电容C，所述电解电容C连接在低压电源输出电路上，所述外置发电机通过整流稳压调节器和电解电容C连接所述低压电源输出电路向ECU系统供电。

2.根据权利要求1所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述低压电源输出电路还与开关、ECU系统、电控喷油泵、转速传感器、CAN通讯、油门连接。

3.根据权利要求1所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：还包括燃油供给系统、润滑系统，所述燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵体、柴油滤清器、电控喷油泵、回油阀、喷油器，所述润滑系统包括机油箱、机油泵体、机油滤清器，所述燃油泵体与所述机油泵体组成一体式输油泵。

4.根据权利要求3所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述一体式输油泵还包括转子轴，所述转子轴贯穿所述机油泵体、燃油泵体，所述机油泵体设置在所述转子轴的前部，所述燃油泵体设置在所述转子轴的后部，所述机油泵体与燃油泵体之间设置中隔板。

5.根据权利要求4所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述燃油泵体内设置油封腔，所述油封腔设置油封，轴承腔与所述油封腔邻接。

6.根据权利要求5所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述油封上与所述燃油泵体上设置相连通的检漏孔，所述检漏孔贯穿到所述燃油泵体外。

7.根据权利要求4所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述燃油泵体内还设置稳压腔，所述稳压腔设置稳压机构，所述稳压机构包括滑动阀、弹簧，所述滑动阀的一端设置弹簧腔、另一端设置中心油道和与中心油道相通的侧油孔。

8.根据权利要求7所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述稳压腔设置第一油孔、第二油孔、第三油孔，所述第一油孔与所述燃油泵体的出油腔相通，所述第二油孔、第三油孔与所述燃油泵体的进油腔相通。

9.根据权利要求8所述手摇起动电控喷射型立式单缸柴油机，其特征在于：所述弹簧设置在所述弹簧腔内，具有油压的燃油经第一油孔进入中心油道推动所述滑动阀，当燃油油压达到某值时，所述第二油孔与侧油孔相通。