一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括預(yù)燃裝置，所述預(yù)燃裝置分別安裝于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸上，所述預(yù)燃裝置包括噴油器、點(diǎn)火器和渦流室，所述預(yù)燃裝置上設(shè)有一通道以連接所述渦流室與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，所述噴油器的燃油噴嘴連入所述渦流室，所述點(diǎn)火器的延伸部分連入所述渦流室內(nèi)。本發(fā)明的有益效果是：通過在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸上安設(shè)預(yù)燃裝置，以實(shí)現(xiàn)在上止點(diǎn)前完全混合的油氣混合氣預(yù)燃和隨后在上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃的燃?xì)鈬娚溥M(jìn)入到燃燒室，實(shí)現(xiàn)這樣的過程能有效改良對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，另一方面也能改善對(duì)置活塞對(duì)置氣缸柴油機(jī)的冷啟動(dòng)特性。
【專利說明】一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，具體涉及一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如一些單軸布置的對(duì)置活塞對(duì)置氣缸的內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)這些發(fā)動(dòng)機(jī)由柴油驅(qū)動(dòng)時(shí)，它們的冷啟動(dòng)總是不能達(dá)到很好的效果，本專利旨在改善對(duì)置活塞對(duì)置氣缸式柴油機(jī)的冷啟動(dòng)特性。
[0003]中國專利CN202707314U公開了一種使柴油機(jī)能夠在高寒、高海拔的環(huán)境工作的柴油機(jī)冷啟動(dòng)裝置，包括循環(huán)水加熱系統(tǒng)和冷啟動(dòng)氣路控制系統(tǒng)，所述冷啟動(dòng)氣路控制系統(tǒng)包括主控制器、柴油機(jī)油罐、減荷閥、放空閥、旁通電磁閥、反比例閥、加載電磁閥和控制氣路管道，所述主控制器通過控制線與旁通電磁閥和加載電磁閥相連，所述柴油機(jī)油罐分別通過控制氣路管道與放空閥、旁通電磁閥和加載電磁閥相連，所述放空閥與減荷閥、反比例閥和加載電磁閥相連。此專利公開的柴油機(jī)冷啟動(dòng)裝置，使空壓機(jī)能適合高寒、高海拔的環(huán)境；低溫啟動(dòng)效果明顯，性能可靠；操作簡單，使用方便，此專利與本申請(qǐng)都是為了改善柴油機(jī)的冷啟動(dòng)，但兩者在具體結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型上均存在顯著的區(qū)別。
[0004]中國專利CN102493905A公開了一種柴油機(jī)冷啟動(dòng)輔助裝置及控制方法。由于該發(fā)明中的柴油機(jī)冷啟動(dòng)輔助控制方法根據(jù)實(shí)際水溫調(diào)整預(yù)熱塞的加熱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)根據(jù)環(huán)境溫度的變化調(diào)整預(yù)熱塞的加熱時(shí)間，并且在啟動(dòng)階段和怠速暖機(jī)階段均能起到加熱的作用，提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及尾氣排放會(huì)得到明顯的改善；同時(shí)通過檢測實(shí)際溫度和啟動(dòng)開關(guān)的位置控制噴油泵提前裝置的開啟時(shí)間和噴油量，從而改變了柴油機(jī)的供油提前角，水溫偏低時(shí)，能夠輔助柴油機(jī)噴油，進(jìn)一步改善柴油機(jī)的冷啟動(dòng)性能?；谏鲜龇椒ǖ牟裼蜋C(jī)冷啟動(dòng)輔助裝置改善了柴油機(jī)的冷啟動(dòng)性能，此專利在改善柴油機(jī)冷啟動(dòng)中采用的具體結(jié)構(gòu)以及使用的具體方法均與本申請(qǐng)存在明顯區(qū)別，而且本申請(qǐng)是具體運(yùn)用在對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)上的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種改善冷啟動(dòng)特性的對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括預(yù)燃裝置，所述預(yù)燃裝置分別安裝于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸上，所述預(yù)燃裝置包括噴油器、點(diǎn)火器和渦流室，所述預(yù)燃裝置上設(shè)有一通道以連接所述渦流室與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，所述噴油器的燃油噴嘴連入所述渦流室，所述點(diǎn)火器的延伸部分連入所述渦流室內(nèi)。
[0008]上述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述預(yù)燃裝置連接機(jī)體的燃油供給系統(tǒng)。
[0009]上述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述渦流室為圓形漩渦狀。
[0010]上述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述點(diǎn)火器為電熱塞，所述點(diǎn)火器布置于所述渦流室的渦流下游，所述點(diǎn)火器的延伸部分為所述點(diǎn)火器的點(diǎn)火尖端，且所述點(diǎn)火尖端位于所述渦流室的中心位置。
[0011]上述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述通道的通道口為與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)壁相匹配的橢圓形，氣流通過所述通道口進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)活塞頂上安設(shè)的凹坑中，使與所述燃燒室的氣流互不干擾。
[0012]上述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述通道既可以使空氣經(jīng)由其進(jìn)入所述渦流室，也可以讓點(diǎn)燃的燃油混合氣從所述渦流室膨脹進(jìn)入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述燃燒室內(nèi)。
[0013]由于采用了上述技術(shù)，上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的積極效果是:
[0014]通過在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸上安設(shè)預(yù)燃裝置，以實(shí)現(xiàn)在上止點(diǎn)前完全混合的油氣混合氣預(yù)燃和隨后在上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃的燃?xì)鈬娚溥M(jìn)入到燃燒室，實(shí)現(xiàn)這樣的過程能有效改良對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，另一方面也能改善對(duì)置活塞對(duì)置氣缸柴油機(jī)的冷啟動(dòng)特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的右側(cè)氣缸內(nèi)的活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)的剖視圖；
[0016]圖2是圖1中A-A部分的剖視圖；
[0017]圖3是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的右側(cè)氣缸內(nèi)的活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)的剖視圖；
[0018]圖4是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的右側(cè)氣缸內(nèi)的活塞在達(dá)到上止點(diǎn)前的剖視圖；
[0019]圖5是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞達(dá)到上止點(diǎn)前預(yù)燃裝置的主要端口連接燃燒室的放大剖視圖；
[0020]圖6是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)預(yù)燃裝置的主要端口連接燃燒室的放大剖視圖；
[0021]圖7是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞剛達(dá)到上止點(diǎn)后預(yù)燃裝置的主要端口連接燃燒室的放大剖視圖；
[0022]圖8是本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火器的安裝位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0024]如圖1和2所示本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖，包括預(yù)燃裝置200，預(yù)燃裝置200分別安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸上，預(yù)燃裝置200包括噴油器250、點(diǎn)火器230和渦流室210，預(yù)燃裝置200上設(shè)有一通道208以連接渦流室210與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，噴油器250的燃油噴嘴252連接入渦流室210，點(diǎn)火器230的延伸部分連入渦流室210內(nèi)。
[0025]進(jìn)一步的,對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的右側(cè)氣缸總成100。對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，在普通的曲軸上通常有完全相同的對(duì)置氣缸被指定作為左側(cè)氣缸和右側(cè)氣缸。為了便于簡單理解，這里只有將發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)氣缸詳細(xì)描述來給其技術(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)做示例。然而，這種所想的描述方式同樣適用于對(duì)置的另一氣缸，并且在后面沖程中所描述氣缸的方式同樣適用這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。[0026]進(jìn)一步的，圖1和圖2中所描述的右側(cè)氣缸總成100，包括在右側(cè)氣缸110內(nèi)達(dá)到其上止點(diǎn)位置時(shí)的內(nèi)外活塞。安裝在右側(cè)氣缸110里的內(nèi)外活塞形成了往復(fù)運(yùn)動(dòng)并且通過活塞連桿連接在曲軸上(這里沒有顯示)。右側(cè)外活塞與對(duì)應(yīng)的活塞連桿總成300相連。右側(cè)外活塞有著與右側(cè)內(nèi)活塞頂面102相對(duì)的右側(cè)外活塞頂面105。這里所要介紹的右側(cè)外活塞頂面105有著凹形的球面結(jié)構(gòu)，而右側(cè)內(nèi)活塞頂面102有著凸形的球面結(jié)構(gòu)。這里所體現(xiàn)的兩個(gè)活塞頂球形半徑是完全一樣的，這是為了能夠在兩個(gè)活塞達(dá)到上止點(diǎn)位置時(shí)形成鑲嵌式結(jié)構(gòu)或精密的配合。為了加深其優(yōu)勢，右側(cè)內(nèi)活塞頂面102有著可以在活塞達(dá)到其上止點(diǎn)時(shí)提供額外的凹坑104。在凹坑104內(nèi)部靠近內(nèi)活塞外部邊緣處形成了第一通道106，它可以在凹坑104和內(nèi)活塞邊緣之間提供持續(xù)連接。右側(cè)外活塞頂面105上所示的傾斜通道107 (如圖6所示)且從右側(cè)外活塞頂面105頂部延伸到右側(cè)外活塞的邊緣并且和第一通道106相對(duì)。
[0027]進(jìn)一步的，當(dāng)右側(cè)內(nèi)外活塞達(dá)到上止點(diǎn)位置時(shí)，右側(cè)氣缸110上所形成的噴油端口 121位置正好和第一通道106以及傾斜通道107的位置相配合。
[0028]進(jìn)一步的，有著鼻形末端202的預(yù)燃裝置200與右側(cè)氣缸110相連。預(yù)燃裝置200為噴油器250和點(diǎn)火器230提供裝配位置。預(yù)燃裝置200也包含其內(nèi)部的渦流室210和嚴(yán)格匹配噴油端口 121的鼻形末端202。預(yù)燃裝置200的鼻形末端202有著位于噴油端口 121和渦流室210之間的通道208以及其外部末端的通道口 212。在右側(cè)氣缸110的這個(gè)位置，由于活塞的安裝可以預(yù)防關(guān)閉，所以通道口 212是為了經(jīng)常保持通路。從這個(gè)角度看，通道口 212最短的幾何尺寸呈彎曲的橢圓形并且和活塞的運(yùn)動(dòng)是對(duì)齊的，其對(duì)稱軸位于和氣缸內(nèi)壁圓曲線相對(duì)應(yīng)的曲線上。
[0029]進(jìn)一步的，如圖2中所示，在這個(gè)角度的圓形剖視圖上渦流室210 —般呈螺旋狀，并且有單獨(dú)的通道口 212和通道208相連接。噴油器250有和渦流室210直接相連的燃油噴嘴252。點(diǎn)火器230有延伸到渦流室210內(nèi)部的點(diǎn)火尖端232。
[0030]如圖3所不本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，右側(cè)氣缸110的視圖闡明了兩個(gè)活塞正從下止點(diǎn)的位置，進(jìn)入到使空氣由通道口 212和通道208被壓入到渦流室210的壓縮沖程中。
[0031]如圖4和5所示發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，內(nèi)外活塞達(dá)到各自上止點(diǎn)位置。如圖5中，當(dāng)右側(cè)內(nèi)活塞達(dá)到其上止點(diǎn)位置時(shí)，第一通道106和通道口 212對(duì)齊以便使通過活塞壓縮進(jìn)入到渦流室210的空氣不相互影響。第一通道106的形狀及尺寸和對(duì)齊的通道口 212實(shí)質(zhì)上是一樣的。在壓縮沖程中活塞彼此接近對(duì)方的時(shí)刻，雖然外活塞的傾斜通道107并不和通道口 212對(duì)齊，但也不在與其干涉的位置上。那是因?yàn)檫@款水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)一無二不對(duì)稱的活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)間。關(guān)于這點(diǎn)，內(nèi)活塞在外活塞之前達(dá)到它的上止點(diǎn)。結(jié)果是當(dāng)內(nèi)活塞往左運(yùn)動(dòng)并開始它的做功沖程時(shí)，外活塞才達(dá)到它的上止點(diǎn)位置。
[0032]如圖6所示本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)外活塞達(dá)到上止點(diǎn)位置時(shí)，定義在內(nèi)外活塞頂形成的燃燒室正處于其最小體積。整個(gè)周期的這個(gè)時(shí)刻，在渦流室210里燃油被噴射到形成渦流的空氣中并且該燃油混合氣在流過加熱后的點(diǎn)火器230被點(diǎn)燃。燃油混合氣通過點(diǎn)火過程中化學(xué)反應(yīng)形成爆炸擴(kuò)張產(chǎn)生等離子混合氣，并從渦流室210由通道208和通道口 212被噴射到燃燒室內(nèi)，并進(jìn)入第一通道106和傾斜通道107。
[0033]進(jìn)一步的，第一通道106和傾斜通道107邊緣的位置并不影響被噴射出來的等離子混合氣通過通道口 212，因此在這些位置也不產(chǎn)生不必要的熱點(diǎn)。
[0034]如圖7所示本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，內(nèi)外活塞剛過上止點(diǎn)位置并伴隨著外活塞向左移動(dòng)到傾斜通道107正和通道口 212邊緣對(duì)齊的這個(gè)時(shí)刻。但并不提供足夠的優(yōu)勢為膨脹的等離子混合氣產(chǎn)生熱點(diǎn)。
[0035]進(jìn)一步的，壓縮沖程運(yùn)轉(zhuǎn)中，內(nèi)外活塞之間壓縮的新鮮空氣被允許進(jìn)入到燃燒室，同樣也被壓入到渦流室210。對(duì)應(yīng)于在上止點(diǎn)前大約25°的時(shí)刻，從燃油噴嘴252噴射出的燃油霧進(jìn)入到渦流室210中形成燃油混合氣。點(diǎn)火尖端232順著燃油噴嘴252以便使形成漩渦流的氣體在足夠的熱度下開始燃燒化學(xué)反應(yīng)。該化學(xué)反應(yīng)的延遲使得燃油混合氣在上止點(diǎn)前10° -15°發(fā)生完全點(diǎn)燃。伴隨著燃燒反應(yīng)的過程，產(chǎn)生的等離子混合氣通過通道口 212和鼻形末端202膨脹進(jìn)入到定義在內(nèi)外活塞頂之間的燃燒室。凹坑104產(chǎn)生的額外空間允許更多的等離子混合氣在活塞達(dá)到上止點(diǎn)位置時(shí)進(jìn)入到收縮的燃燒室內(nèi)并能遍布于活塞頂很大一塊區(qū)域。在上止點(diǎn)后隨著燃燒氣體的膨脹，其產(chǎn)生的力能夠克服活塞的慣性力并隨之進(jìn)入做功沖程。在做功沖程的末端，由于壓降使得燃燒后的廢氣完全從渦流室排出，僅遺留非常少的剩余廢氣在下一次壓縮沖程中影響著新鮮燃油混合氣的燃燒。
[0036]如圖8所示本發(fā)明一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，渦流室210內(nèi)用兩個(gè)角度去說明點(diǎn)火器230各自安裝的位置及在其中延伸的位置。在第一個(gè)交替的角度，點(diǎn)火器230所處的位置可以使其點(diǎn)火尖端232處在任意平面并且配合在上述所描述的燃油混合氣渦流路線下游的一般平面。在第二個(gè)交替的角度，點(diǎn)火器230所處的位置可以使其點(diǎn)火尖端232垂直于渦流路線并且可以在靠近渦流室210中心部分提供著火點(diǎn)。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍，所以凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所做出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括預(yù)燃裝置，所述預(yù)燃裝置分別安裝于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸上，所述預(yù)燃裝置包括噴油器、點(diǎn)火器和渦流室，所述預(yù)燃裝置上設(shè)有一通道以連接所述渦流室與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，所述噴油器的燃油噴嘴連入所述渦流室，所述點(diǎn)火器的延伸部分連入所述渦流室內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述預(yù)燃裝置連接機(jī)體的燃油供給系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述渦流室為圓形漩渦狀。
4.如權(quán)利要求1所述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述點(diǎn)火器為電熱塞，所述點(diǎn)火器布置于所述渦流室的渦流下游，所述點(diǎn)火器的延伸部分為所述點(diǎn)火器的點(diǎn)火尖端，且所述點(diǎn)火尖端位于所述渦流室的中心位置。
5.如權(quán)利要求1所述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述通道的通道口為與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)壁相匹配的橢圓形，氣流通過所述通道口進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)活塞頂上安設(shè)的凹坑中，使與所述燃燒室的氣流互不干擾。
6.如權(quán)利要求1所述對(duì)置活塞對(duì)置氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述通道既可以使空氣經(jīng)由其進(jìn)入所述渦流室，也可以讓點(diǎn)燃的燃油混合氣從所述渦流室膨脹進(jìn)入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述燃燒 室內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F02B75/24GK104018939SQ201310066967
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】陳新, 左朝鳳, 李傳友, 陳榜, 陳立新 申請(qǐng)人:優(yōu)華勞斯汽車系統(tǒng)（上海）有限公司