CN221032850U - 涡轮增压柴油机压缩比调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涡轮增压柴油机压缩比调节装置，包括气缸套升降单元、升降导向单元和自适应调节单元，气缸套升降单元的上油缸两端分别固定在上板下侧和气缸盖上侧之间，下油缸两端分别固定在气缸套法兰下侧与机架上侧之间。数个气缸套环内孔分别嵌入固定在气缸套下部外缘中，数个气缸套环外圆分别与机架上部的气缸套安装孔间隙配合；升降导向单元上下两端分别与上板两端和机架上侧固定连接，自适应调节单元包括控制气缸和发讯机构。本实用新型使柴油机的压缩比随柴油机负荷变化而自适应变化。显著提升了柴油机低负荷的动力性和经济性，避免柴油机发生爆震，提高了柴油机运行的安全性。

Description

涡轮增压柴油机压缩比调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种柴油机压缩比调节装置，特别涉及一种通过改变涡轮增压柴油机柴油机气缸盖与机架顶面距离来改变柴油机压缩比的装置，属于柴油机技术领域。

背景技术

柴油机压缩比的提高，可以使压缩冲程终点的燃烧室内温度、压力增高，有利于喷入燃烧室的柴油的点燃，可以有效提升柴油机的动力性和经济性。但是涡轮增压柴油机在工作负荷≥80％额定负荷的高负荷状态运行时，由于增压空气压力较高，因此高负荷时压缩比太高极易引起爆震。柴油机的压缩比在12～22之间且不可变。为避免高负荷状态运行时发生爆震，通常将压缩比控制在15～17之间。

现有的涡轮增压柴油机压缩比固定不变，在0～30％额定负荷的低负荷工作状态和30％～80％额定负荷的中负荷工作状态时，其压缩比同样也是15～17，虽然可以避免出现爆震，但15～17的压缩比没有达到最优设计，涡轮增压柴油机的经济性和动力性都有待提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压缩比随柴油机运行负荷提高而增大的涡轮增压柴油机压缩比调节装置。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种涡轮增压柴油机压缩比调节装置，包括气缸盖、气缸垫片、气缸套、气缸套升降单元、升降导向单元、自适应调节单元和控制单元，所述气缸盖下侧通过气缸垫片固定在气气缸套顶端上，连杆上下端分别与活塞及曲轴的曲柄颈铰接；所述气缸套升降单元包括上板、一对上油缸、一对下油缸、电磁换向阀和数个气缸套环，上板长度与气缸盖外径匹配，上油缸活塞杆朝下,下油缸活塞杆朝上，上油缸两端分别固定在上板下侧和气缸盖上侧之间，下油缸两端分别固定在气缸套法兰下侧与机架上侧之间，上下间隔排列的数个气缸套环内孔分别嵌入固定在气缸套下部外缘中，数个气缸套环外圆分别与机架上部的气缸套安装孔间隙配合；电磁换向阀的输入管道与液压源相连，电磁换向阀的各输出管道分别与一对上油缸和一对下油缸对应的有杆腔和无杆腔相连；所述升降导向单元的上下两端分别与上板两端和机架上侧固定连接；所述自适应调节单元包括控制气缸和发讯机构，所述控制气缸固定在机架一端上侧，所述发讯机构分别设置在控制气缸活塞杆上端和相邻的气缸盖外缘之间；控制单元的信号线分别与电磁换向阀及发讯机构相连。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，所述升降导向单元包括2根导向杆和数个紧固螺母，所述导向杆上端分别伸出上板的两端端头，通过上板上侧的2个紧固螺母和上板下侧的1个紧固螺母分别夹紧固定在上板的两端端头上，导向杆中部分别与气缸盖外缘对应的导向孔间隙配合，导向杆下端分别固定在机架上侧对应的位置上。

进一步的，所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述三位四通电磁换向阀的中位机能为中位卸荷的m型，液压源的输出管道与三位四通电磁换向阀的输入端相连，三位四通电磁阀第一输出端分成四路，其中两路通过软管分别与上油缸无杆腔相连，另两路通过软管分别与下油缸有杆腔相连，三位四通电磁换向阀的第二输出端的输出管道亦分成四路，其中两路通过软管分别与上油缸有杆腔相连，另两路通过软管分别与下油缸无杆腔相连；控制单元的信号线分别与三位四通电磁换向阀两端的电磁铁相连。

进一步的，所述控制气缸为通过弹簧复位的单作用气缸，增压尾气通过输气管与控制气缸无杆腔相连，控制气缸底部通过支座固定在机架的顶面上；发讯机构包括发讯组件和触发杆组件，所述发讯组件包括垂直绝缘杆和上下平行排列的上信号杆和下信号杆，垂直绝缘杆下端拧入控制气缸活塞杆顶端中，上信号杆中部和下信号杆中部分别与垂直绝缘杆上部垂直固定连接；触发杆组件包括水平触发杆和直角杆，水平触发杆一端的触头位于上信号杆一端内侧的上触发块和下信号杆一端内侧的下触发块之间；柴油机空载时，触头上下侧与对应的上触发块和下触发块距离A相等，直角杆上端与水平触发杆另一端垂直固定连接，直角杆下端固定在气缸盖外缘上；水平触发杆另一端的接线柱、上信号杆另一端的接线柱和下信号杆另一端的接线柱分别与通向控制单元的信号线连接。

本实用新型结构简单，安装方便，易于维护，利用柴油机不同负荷时增压尾气的压力变化来带动控制气缸活塞杆的升降，进而带动发讯组件的上信号杆和下信号杆上下移动，再通过与上信号杆的上触发块或下信号杆的下触发块接触的水平触发杆一端的触头发送信号给控制单元，控制单元发出指令来控制电磁换向阀的换向或中位卸荷，使得一对上液压缸和一对下液压缸通过活塞杆的一伸一缩来驱动气缸盖、气缸垫片及气缸套的上下移动，从而使柴油机的压缩比随柴油机负荷变化而自适应变化。实现了柴油机低负荷时压缩比较高，中负荷时压缩比有所提高，高负荷时压缩比较低。显著提升了柴油机低负荷的动力性和经济性，避免柴油机发生爆震，提高了柴油机运行的安全性。

本实用新型的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的Ⅰ部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括气缸盖1、气缸垫片2、气缸套3、气缸套升降单元4、升降导向单元5、自适应调节单元6和控制单元7，气缸盖1下侧通过气缸垫片2固定在气气缸套3顶端上，连杆20上下端分别与活塞10及曲轴30的曲柄颈31铰接。

气缸套升降单元4包括上板41、一对上油缸42、一对下油缸43、电磁换向阀44和3个气缸套环45，上板41长度与气缸盖1的外径匹配，上油缸活塞杆421朝下,下油缸活塞杆431朝上，上油缸42两端分别固定在上板41下侧和气缸盖1上侧之间，下油缸43两端分别固定在气缸套法兰31下侧与机架40上侧之间，上下间隔排列的3个气缸套环45内孔分别嵌入固定在气缸套3下部外缘中，3个气缸套环45的外圆分别与机架40上部的气缸套安装孔401间隙配合。

电磁换向阀44为三位四通电磁换向阀，三位四通电磁换向阀的中位机能为中位卸荷的m型，显著降低了液压源46的能耗。液压源46的输出管道461与三位四通电磁换向阀输入端441相连，三位四通电磁换向阀回油端444通过回油管道通向液压油箱47。三位四通电磁阀第一输出端442的输出管道462分成四路，其中两路通过软管463分别与上油缸42的无杆腔相连，另两路通过软管462分别与下油缸43的有杆腔相连。三位四通电磁换向阀第二输出端443的输出管道462亦分成四路，其中两路通过软管463分别与上油缸42的有杆腔相连，另两路通过软管462分别与下油缸43的无杆腔相连。控制单元7的信号线71分别与三位四通电磁换向阀两端的电磁铁445相连。

升降导向单元5的上下两端分别与上板41两端和机架40上侧固定连接。升降导向单元5包括2根导向杆51以及分别与每根导向杆51相配的3个紧固螺母52，导向杆51上端分别伸出上板41的两端端头，通过上板41上侧的2个紧固螺母52和上板41下侧的1个紧固螺母52分别夹紧固定在上板41的两端端头上，导向杆51下端分别拧入固定在机架40上侧对应的位置上，装配本实用新型时，上板41上侧的导向杆51端头分别通过液压预应力拉伸器拉长后再用2个紧固螺母52锁紧，使得上板41、两根导向杆51和机架40上侧构成了稳固的矩形框架，长期使用后上板41也不会松动。导向杆51中部分别与气缸盖1外缘对应的导向孔11间隙配合，对气缸套3的上下移动提供精确的导向。

如图2所示，自适应调节单元6包括控制气缸61和发讯机构62，控制气缸61底部通过支座63固定在机架40的顶面上。发讯机构62分别设置在控制气缸活塞杆611上端和相邻的气缸盖1外缘之间。发讯机构62包括发讯组件63和触发杆组件64，发讯组件63包括垂直绝缘杆631和上下平行排列的上信号杆632和下信号杆633，垂直绝缘杆631下端拧入控制气缸活塞杆611顶端中，上信号杆632中部和下信号杆633中部分别与垂直绝缘杆631上部垂直固定连接。触发杆组件64包括水平触发杆641和直角杆642，水平触发杆641右端的触头6411位于上信号杆632左端内侧的上触发块6321和下信号杆633一端内侧的下触发块6322之间。柴油机空载时，触头6411的上下侧与对应的上触发块6321和下触发块6322的距离A相等，直角杆642上端与水平触发杆641左端垂直固定连接，直角杆642下端固定在气缸盖1外缘上。水平触发杆641左端的接线柱65、上信号杆632右端的接线柱65和下信号杆633右端的接线柱65分别与通向控制单元7的信号线71连接。

本实用新型工作过程如下：

柴油机运行时，先启动液压源46，液压源46输出液压油经过处于中位的三位四通电磁换向阀回油端444回到液压油箱47，液压源46处于卸荷状态。当柴油机负荷减小至0～30％额定负荷的低负荷工作状态时，增压尾气压力减小至0.02～0.4Mpa，此时在控制气缸61有杆腔内的复位弹簧612的复位弹性力作用下，控制气缸活塞杆611下移，通过垂直绝缘杆631带动上信号杆632下移，直至水平触发杆641右端的触头6411上侧与上触发块6321导通而发讯给控制单元7，控制单元7指令三位四通电磁换向阀右端的电磁铁445得电，阀芯移动至左位，液压源46输出的液压油从三位四通电磁阀第一输出端442的输出管道462分成四路，其中两路通过软管463分别进入上油缸42的无杆腔，另两路通过软管463分别进入下油缸43的有杆腔，上油缸42的有杆腔下油缸43的无杆腔的液压油回油箱47。气缸盖1带动气缸垫片2和气缸套3在3个气缸套环45和导向杆51的导向下精确下移，气缸盖1下表面与上止点的活塞10上表面的距离A2减小，A1/A2增大，柴油机压缩比增大。此时水平触发杆641随气缸盖1下降而下降，直至水平触发杆641右端的触头6411上侧接触上触发块6321而发讯，控制单元7指令三位四通电磁换向阀两端的电磁铁445均失电，阀芯在阀芯复位弹簧的作用下回到中位，液压源46输出液压油经过处于中位的三位四通电磁换向阀回油端444回到液压油箱47，液压源46回到卸荷状态。上油缸42和下油缸42的油口均关闭而锁定气缸盖1，柴油机保持在压缩比增大的状态。

当柴油机负荷增大至≥80％额定负荷的高负荷状态运行时，从图1中空心箭头指示的方向进入控制气缸6无杆腔的增压尾气压力增大至0.32Mpa，控制气缸活塞杆611克服复位弹簧612的弹性力而上移，通过垂直绝缘杆631带动上信号杆632上移，直至水平触发杆641右端的触头6411下侧与下触发块6322导通发讯给控制单元7，控制单元7指令三位四通电磁换向阀左端的电磁铁445得电，阀芯移动至右位，液压源46输出的液压油从三位四通电磁阀第二输出端443的输出管道462分成四路，其中两路通过软管462分别进入上油缸42的有杆腔，另两路通过软管462分别进入下油缸43的无杆腔，上油缸42的无杆腔和下油缸43的有杆腔的液压油回油箱47。气缸盖1带动气缸垫片2和气缸套3在3个气缸套环45和导向杆51的导向下精确上移，气缸盖1下表面与上止点的活塞10上表面的距离A2增大，A1/A2减小，柴油机压缩比减小。此时水平触发杆641随气缸盖1上移而上升，直至水平触发杆641右端的触头6411上侧导通上触发块6321而发讯给控制单元7，控制单元7指令三位四通电磁换向阀两端的电磁铁445均失电，阀芯复位至中位，液压源46输出液压油经过处于中位的三位四通电磁换向阀回油端444回到液压油箱47，液压源46回到卸荷状态。上油缸42和下油缸42的油口均关闭而锁定上移位置的气缸盖1，柴油机保持在压缩比减小的状态。实现了柴油机的压缩比随柴油机负荷变化而自适应变化。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种涡轮增压柴油机压缩比调节装置，包括气缸盖、气缸垫片和气缸套，所述气缸盖下侧通过气缸垫片固定在气缸套顶端上，连杆上下端分别与活塞及曲轴的曲柄颈铰接；其特征在于：还包括气缸套升降单元、升降导向单元、自适应调节单元和控制单元，所述气缸套升降单元包括上板、一对上油缸、一对下油缸、电磁换向阀和数个气缸套环，上板长度与气缸盖外径匹配，上油缸活塞杆朝下,下油缸活塞杆朝上，上油缸两端分别固定在上板下侧和气缸盖上侧之间，下油缸两端分别固定在气缸套法兰下侧与机架上侧之间，上下间隔排列的数个气缸套环内孔分别嵌入固定在气缸套下部外缘中，数个气缸套环外圆分别与机架上部的气缸套安装孔间隙配合；电磁换向阀的输入管道与液压源相连，电磁换向阀的各输出管道分别与一对上油缸和一对下油缸对应的有杆腔和无杆腔相连；所述升降导向单元的上下两端分别与上板两端和机架上侧固定连接；所述自适应调节单元包括控制气缸和发讯机构，所述控制气缸固定在机架一端上侧，所述发讯机构分别设置在控制气缸活塞杆上端和相邻的气缸盖外缘之间；控制单元的信号线分别与电磁换向阀及发讯机构相连。

2.如权利要求1所述的涡轮增压柴油机压缩比调节装置，其特征在于：所述升降导向单元包括2根导向杆和数个紧固螺母，所述导向杆上端分别伸出上板的两端端头，通过上板上侧的2个紧固螺母和上板下侧的1个紧固螺母分别夹紧固定在上板的两端端头上，导向杆中部分别与气缸盖外缘对应的导向孔间隙配合，导向杆下端分别固定在机架上侧对应的位置上。

3.如权利要求1所述的涡轮增压柴油机压缩比调节装置，其特征在于：所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述三位四通电磁换向阀的中位机能为中位卸荷的m型，液压源的输出管道与三位四通电磁换向阀输入端相连，三位四通电磁换向阀回油端通过回油管道通向液压油箱；三位四通电磁阀第一输出端分成四路，其中两路通过软管分别与上油缸无杆腔相连，另两路通过软管分别与下油缸有杆腔相连，三位四通电磁换向阀第二输出端的输出管道亦分成四路，其中两路通过软管分别与上油缸有杆腔相连，另两路通过软管分别与下油缸无杆腔相连；控制单元的信号线分别与三位四通电磁换向阀两端的电磁铁相连。

4.如权利要求1所述的涡轮增压柴油机压缩比调节装置，其特征在于：所述控制气缸为通过弹簧复位的单作用气缸，增压尾气通过输气管与控制气缸无杆腔相连，控制气缸底部通过支座固定在机架的顶面上；发讯机构包括发讯组件和触发杆组件，所述发讯组件包括垂直绝缘杆和上下平行排列的上信号杆和下信号杆，垂直绝缘杆下端拧入控制气缸活塞杆顶端中，上信号杆中部和下信号杆中部分别与垂直绝缘杆上部垂直固定连接；触发杆组件包括水平触发杆和直角杆，水平触发杆一端的触头位于上信号杆一端内侧的上触发块和下信号杆一端内侧的下触发块之间；柴油机空载时，触头上下侧与对应的上触发块和下触发块距离A相等，直角杆上端与水平触发杆另一端垂直固定连接，直角杆下端固定在气缸盖外缘上；水平触发杆另一端的接线柱、上信号杆另一端的接线柱和下信号杆另一端的接线柱分别与通向控制单元的信号线连接。