CN2888092Y - 高速四冲程柴油发动机 - Google Patents

Abstract

一种高速四冲程柴油发动机，包括曲轴(1)、连杆(2)、活塞(3)、气缸(10)、进气门(4)、排气门(5)、燃烧室(6)、涡轮增压器(7)、喷油器(8)、排气支管(11)、曲轴齿轮(1－1)、传动齿轮(12)、气门凸轮齿轮(13)、柴油泵齿轮(14)以及机箱、柴油泵、润滑系统，燃烧室由壳体(6－9)、小活塞(6－1)、连接杆(6－2)、复位弹簧(6－3)、压柱(6－4)、凸轮(6－5)、凸轮齿轮(6－5.1)、连接销(6－6)、密封环(6－7)和油环(6－8)组成，排气支管(11)上安装有气压调节阀(9)。本实用新型可以提高发动机转速和动力。

Description

高速四冲程柴油发动机

技术领域

本实用新型涉及内燃机领域，具体地说，涉及一种能提高内燃机转速的高速四冲程柴油发动机。

背景技术

目前目前四冲程柴油发动机工作一个循环如下，以单缸为例(图1所示)：

发动机在外力的带动下使曲轴旋转，通过连杆带动活塞在气缸中上下往复运动四个冲程，只有一次作功过程，当气缸中产生作功后，发动机自行运转。

1、进气冲程，曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，随着活塞顶上方的容积的增大，压力下降产生真空度，此时进气门开，可燃气被吸入气缸，直至活塞运动到下止点结束，这个冲程中排气门关。

2、压缩冲程，此时进排气门关闭，曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动随着活塞的上行，气缸中的可燃气受压缩，直到活塞运动到上止点进气冲程的可燃气被压入燃烧室中，压缩冲程结束。

3、作功冲程，在曲轴的继续转动下活塞又从上止点向下止点运动，在上一个冲程结束前，柴油泵通过喷油器向燃烧室喷油，当活塞开始离开上止点时，可燃气遇到柴油燃烧产生压力，此时进排气门仍关闭，强大的气体压力作用在活塞顶上，通过连杆传给曲轴，使曲轴旋转，活塞运动到下止点作功冲程结束。

4、排气冲程，曲轴和飞轮利用作功冲程的惯性力矩继续旋转，带动活塞由下止点向上止点运动，此时进气门关排气门打开，已燃气被活塞驱赶出气缸，直到活塞运动到上止点，排气冲程结束，四冲程工作一个循环完成。

这种四冲程柴油发动机的缺点是：

因排气冲程中，燃烧室内的已燃气没有完全被赶出气缸，因此只能作为下一个循环进入气缸可燃气的预热，而燃烧室内已燃气的气压约为(107.8-117.8千帕)，从而降低了下一个循环进气冲程中进入气缸内的可燃气的气压，使发动机的动力和转速减小。

因四冲程柴油发动机活塞行程长，增加了四个冲程工作的时间，从而降低了发动机的转速。

四冲程柴油发动机因柴油的粘度大，挥发性差，需要用高压油泵和喷油器将柴油强行喷入气缸与空气混合，又因柴油的点燃温度高，不宜点燃，需要使柴油自燃，然而柴油的自燃度为(300度左右)，因此压缩终点的温度为(500-700度)压力(3430-4410千帕)，因此为了获得压缩终点能够达到柴油自燃度和压力，目前高速四冲程柴油发动机利用排气量大于进气量的原理，用蜗轮增压器给进气冲程增压，从而增加进气压力，提高发动机动力和转速，与汽油机相比转速低。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种能提高发动机转速和动力的高速四冲程柴油发动机。

实现上述目的的技术方案是：一种高速四冲程柴油发动机，包括曲轴、连杆、活塞、气缸、进气门、排气门、燃烧室、涡轮增压器、喷油器、排气支管、曲轴齿轮、传动齿轮、气门凸轮齿轮、柴油泵齿轮以及机箱、柴油泵、润滑系统，燃烧室由壳体、小活塞、连接杆、复位弹簧、压柱、凸轮、凸轮齿轮、连接销、密封环和油环组成，凸轮齿轮安装在凸轮的轴上并与传动齿轮啮合，凸轮位于压柱上方，复位弹簧套装在压住上，压柱通过连接杆和连接销与小活塞连接，密封环和油环套装在小活塞上；排气支管上安装有气压调节阀。

采用上述技术方案后，燃烧室的结构由固定型燃烧室改成活动燃烧室，利用曲轴带动凸轮旋转，燃烧室在排气冲程中下降关闭，进气冲程上升打开，压缩和作功冲程开，使已燃气完全驱赶出气缸，提高进气冲程可燃气进气量，增加作功动力。通过这种结构可以改变曲轴的扭矩，减少活塞的行程，从而降低四个冲程运动所需时间，提高转速，因活塞行程缩短，压缩空气气压不足，因此利用排气量大于进气量的原理，在排气支管上装气压调节阀，使已燃气气压大于进气冲程进入的可燃气气压，可燃气气压在进气冲程结束后，排气门打开，曲轴旋转30度，排气门关闭，已燃气进入气缸给压缩冲程增压。

附图说明

图1为现有技术中四冲程柴油发动机的结构示意图；

图2为本实用新型高速四冲程柴油发动机的结构示意图；

图3为图2中燃烧室部位的结构放大示意图；

图4为曲轴和凸轮之间的传动关系图。

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详细的说明。

如图2、3、4所示，一种高速四冲程柴油发动机，包括曲轴1、连杆2、活塞3、气缸10、进气门4、排气门5、燃烧室6、涡轮增压器7、喷油器8、排气支管11、曲轴齿轮1-1、传动齿轮12、气门凸轮齿轮13、柴油泵齿轮14以及机箱、柴油泵、润滑系统，燃烧室由壳体6-9、小活塞6-1、连接杆6-2、复位弹簧6-3、压柱6-4、凸轮6-5、凸轮齿轮6-5.1、连接销6-6、密封环6-7和油环6-8组成，凸轮齿轮6-5.1安装在凸轮6-5的轴上并与传动齿轮12啮合，凸轮6-5位于压柱6-4上方，复位弹簧6-3套装在压住6-4上，压柱6-4通过连接杆6-2和连接销6-6与小活塞6-1连接，密封环6-7和油环6-8套装在小活塞6-1上；排气支管11上安装有气压调节阀9。

如图2、3所示，燃烧室6的壳体6-9外形呈圆柱型。

如图3、4所示，燃烧室6的工作过程如下：运动型燃烧室6在进气冲程、压缩冲程、作功冲程打开，排气冲程关闭时，曲轴1上的齿轮1-1通过传动齿轮12带动凸轮齿轮6-5.1转动，从而带动凸轮6-5旋转，当排气冲程排气门打开时，凸轮6-5旋转将压柱6-4压下，通过连接杆6-2使小活塞6-1下压直到排气冲程结束，活塞6-1运动到下止点，运动型燃烧室6关闭。进气冲程时，凸轮由低向高旋转，压住6-4在复位弹簧6-3的作用下向上复位，并带动小活塞向上运动，直到进气冲程结束，燃烧室活塞6-1运动到上止点，运动型燃烧室完全打开。由于凸轮工作面为180度，因此压缩冲程和作功冲程，运动型燃烧室开。

如图2、3、4本实用新型的工作原理如下：

(1)进气冲程，曲轴1带动活塞3从上止点向下止点运动，此时排气门5关，燃烧室6和进气门4打开，可燃气被吸入气缸10直至活塞3运动到下止点，进气门4关闭，燃烧室6完全打开，进气冲程结束。

(2)压缩冲程，活塞3由下止点向上止点运动，此时进气门4关，排气门5打开，曲轴1继续旋转30度，排气门5关闭，燃烧室6开，活塞3从下止点继续向上止点运动，随着活塞3上行，气缸10中可燃混合气受压缩，直至活塞3运行到上止点，气缸10内可燃混合气被压缩到燃烧室6中，压缩冲程结束。

(3)作功冲程，在曲轴1继续转动下活塞3又从上止点向下止点运动，在活塞3的上一个冲程结束前，柴油泵通过喷油器8将柴油喷入燃烧室6，使柴油与可燃混合气自燃，此时进排气门5关，燃烧室6开，强大的气体压力作用在活塞3顶上，通过连杆2传给曲轴1，使曲轴1旋转，对外输出动力，活塞3运动到下止点作功冲程结束。

(4)排气冲程，曲轴1和飞轮利用作功冲程存储的惯性力矩继续旋转，带动活塞3由下止点向上止点运动，此时进气门4关，排气门5打开。排气门5打开时，燃烧室6开始关闭，燃烧后废气被活塞3驱赶出气缸10，活塞3运动到上止点，排气门5和燃烧室6关闭，排气冲程结束，高速柴油发动机工作一个循环结束。

本实用新型的高速四冲程柴油发动机，由于排气支管11内已燃气与进气冲程的可燃气混合，给压缩冲程加压，使压缩终点温度过高，易使喷入燃烧室柴油爆燃。因此燃料系，需在喷入燃烧室内，柴油量同等的情况下，延长喷油时间。

当发动机启动时，排气支管11内已燃气气压不足，因此需要关闭排气支管11上的气压调节阀9，曲轴1在外力的带动下旋转，使可燃气压入排气支管11，压缩冲程排气门5打开，排气支管11内可燃气进入气缸10给压缩冲程加压，当作功冲程作功后，气压调节阀9自行调节。(发动机转速越高，排气支管内气压越高，气压调节阀阀门越大)。

Claims (2)

1、一种高速四冲程柴油发动机，包括曲轴(1)、连杆(2)、活塞(3)、气缸(10)、进气门(4)、排气门(5)、燃烧室(6)、涡轮增压器(7)、喷油器(8)、排气支管(11)、曲轴齿轮(1-1)、传动齿轮(12)、气门凸轮齿轮(13)、柴油泵齿轮(14)以及机箱、柴油泵、润滑系统，其特征在于：

a、燃烧室由壳体(6-9)、小活塞(6-1)、连接杆(6-2)、复位弹簧(6-3)、压柱(6-4)、凸轮(6-5)、凸轮齿轮(6-5.1)、连接销(6-6)、密封环(6-7)和油环(6-8)组成，凸轮齿轮(6-5.1)安装在凸轮(6-5)的轴上并与传动齿轮(12)啮合，凸轮(6-5)位于压柱(6-4)上方，复位弹簧(6-3)套装在压住(6-4)上，压柱(6-4)通过连接杆(6-2)和连接销(6-6)与小活塞(6-1)连接，密封环(6-7)和油环(6-8)套装在小活塞(6-1)上；

b、排气支管(11)上安装有气压调节阀(9)。

2、根据权利要求1所述的高速四冲程柴油发动机，其特征在于：燃烧室(6)的壳体(6-9)外形呈圆柱型。

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