專利名稱：分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及內(nèi)燃機，特別是雙燃料發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，提供一種分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機。
二、技術(shù)背景目前，內(nèi)燃機剩余燃?xì)獍l(fā)電正在形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)。涉及燃?xì)獍l(fā)電的行業(yè)很多，例如焦化廠、煤礦、煉鐵廠等等，這些企業(yè)每年產(chǎn)生大量的剩余可燃?xì)怏w，如焦化煤氣、礦井瓦斯氣、高爐煤氣、沼氣等。用這些氣體作為內(nèi)燃機的燃料發(fā)電，不僅可以節(jié)約大量能源，而且可減少大氣污染。目前國內(nèi)使用較多的燃?xì)鈾C組是電點火的單燃料氣體發(fā)動機，但該種機型扭矩儲備小，承受不住生產(chǎn)企業(yè)負(fù)荷的沖擊，不具備獨立帶工廠生產(chǎn)負(fù)載的能力，只能發(fā)電入大電網(wǎng)。眾所周知，雙燃料(柴油—燃?xì)?發(fā)動機具有與柴油機相當(dāng)?shù)膭恿π?，且一般可以進(jìn)行全柴油運行，所以它可以承擔(dān)獨立帶工廠負(fù)載的使用要求。但目前的雙燃料發(fā)動機性能指標(biāo)良莠不齊，有的不具備兩種燃料自動轉(zhuǎn)換的功能，有的燃料轉(zhuǎn)換機構(gòu)復(fù)雜，使用不方便；有的不能有效地解決燃?xì)飧Z入排氣管的問題，有的通過復(fù)雜昂貴的電控方式，使燃?xì)膺M(jìn)氣避開氣門重疊來解決，使工作過程復(fù)雜化，可靠性差。以上這些制約著雙燃料發(fā)動機在剩余燃?xì)獍l(fā)電市場的發(fā)展。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型就是提供增壓型和非增壓型分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機氣雙調(diào)速。解決已有技術(shù)存在的單燃?xì)獍l(fā)動機功率小、承載負(fù)載小和雙燃料(柴油、燃?xì)?發(fā)動機兩種燃料自動轉(zhuǎn)換功能差、機構(gòu)復(fù)雜、控制不靈活的問題。
本實用新型的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機，由一臺增壓型主機及主機包括的高壓油泵和柴油調(diào)速器組成，其特征在于在原增壓型柴油機每個氣缸的空氣支管內(nèi)插入一根燃?xì)庵Ч?，燃?xì)庵Ч芘c燃?xì)饪偣芟噙B接，燃?xì)饪偣苌习惭b有燃?xì)庹{(diào)壓閥和燃?xì)夤?jié)流閥，燃?xì)庹{(diào)壓閥與增壓器之間設(shè)有平衡連通管，空氣支管與空氣總管相連，在柴油調(diào)速器上安裝一個油量止退器，止退器頂在高壓油泵的齒條上，或調(diào)速器的調(diào)速杠桿上或調(diào)速器的飛錘轉(zhuǎn)軸上，在主機上安裝一個燃?xì)庹{(diào)速器，其轉(zhuǎn)速輸入端與發(fā)動機轉(zhuǎn)動部分連接，其工作輸出端與燃?xì)夤?jié)流閥相連接。
一種非增壓型分缸負(fù)壓進(jìn)雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機，由一臺非增壓型主機及其包括的高壓油泵，柴油調(diào)速器，其特征在于在原非增壓型柴油機每個氣缸空氣支管內(nèi)插入一根燃?xì)庵Ч?，燃?xì)庵Ч芘c燃?xì)饪偣芟噙B接，燃?xì)饪偣苌习惭b有燃?xì)夤?jié)流閥，在燃?xì)夤?jié)流閥的前面安裝一個燃?xì)庹{(diào)壓閥，在燃?xì)夤?jié)流閥閥柄上通過連桿連接一個燃?xì)庹{(diào)速器，燃?xì)庹{(diào)速器的轉(zhuǎn)速輸入端與發(fā)動機的轉(zhuǎn)動部分連接；在高壓油泵的柴油調(diào)速器上安裝一個油量止退器，止退器頂在高壓油泵的齒條上，或調(diào)速器的調(diào)速杠桿上或調(diào)速器的飛錘轉(zhuǎn)軸上。
非增壓機型，是通過以下的裝置來實現(xiàn)的一臺非增壓柴油機主體，它具有普通非增壓柴油機的所有必要裝置；還包括在原柴油機高壓油泵或調(diào)速器上安裝一個油量止退器，止推桿作用在高壓油泵的齒條上或調(diào)速器的調(diào)速杠桿上或調(diào)速器的飛錘轉(zhuǎn)軸上，間隔一定間距，其作用位置設(shè)置在發(fā)動機空車油量位置與斷油位置之間，它的功能是在一定轉(zhuǎn)速時阻止高壓油泵無限制地減油，使油泵齒條退到油量某一位置就不能再退；但該油量止退器又不影響齒條減油熄火，所以一般是作用在全制式調(diào)速器的調(diào)速杠桿上；其結(jié)構(gòu)可以用很多形式，如螺紋式、凸輪式等，行程和作用點位置是可以由人工調(diào)整的，試驗時，調(diào)好后，出廠或正式使用時就可以不再動它了。安裝一套燃?xì)膺M(jìn)氣總管及其相應(yīng)缸數(shù)的燃?xì)膺M(jìn)氣支管，每缸的燃?xì)膺M(jìn)氣支管插入柴油機各缸的空氣進(jìn)氣支管內(nèi)，直到缸蓋進(jìn)氣道深處，這樣可以保證在發(fā)動機換氣工程中，在進(jìn)氣閥開啟時，燃?xì)夂涂諝饣旌系臅r間短，盡可能在缸內(nèi)混合，防止出現(xiàn)整個進(jìn)氣管充滿混合氣所容易造成的回火放炮，由于這些燃?xì)怏w的著火范圍較大，燃燒速度除沼氣外都較快(因含H2)，再加上柴油的點火能量大，所以不用擔(dān)心燃?xì)馀c空氣混合時間短而出現(xiàn)混合不均勻的問題；在燃?xì)膺M(jìn)氣總管上安裝一套燃?xì)夤?jié)流閥，在發(fā)動機主體上安裝一套燃?xì)庹{(diào)速器，其動作輸出端通過連桿與燃?xì)夤?jié)流閥的閥柄連接，其轉(zhuǎn)速輸入端與發(fā)動機轉(zhuǎn)動部分連接，發(fā)動機的轉(zhuǎn)動部分包括曲軸，凸輪軸，齒輪系，高壓油泵轉(zhuǎn)動軸等；燃?xì)夤?jié)流閥可以用蝶閥、錐閥、閘閥等多種形式，多采用蝶閥形式；燃?xì)庹{(diào)速器可以是電子式、液壓式或機械式的，燃?xì)庹{(diào)速器驅(qū)動燃?xì)夤?jié)流閥，通過控制燃?xì)饬髁縼砜刂瓢l(fā)動機轉(zhuǎn)速。每缸空氣進(jìn)氣支管上裝一個空氣支管壓力表，每缸燃?xì)膺M(jìn)氣支管上裝一個燃?xì)庵Ч軌毫Ρ?，這樣為了便于讀取各缸空氣與燃?xì)膺M(jìn)氣壓力值，在發(fā)動機工作時把燃?xì)鈮毫φ{(diào)得比空氣壓力低，即采用負(fù)壓進(jìn)氣方式。有時為了結(jié)構(gòu)上的簡化，以及具有了豐富的使用經(jīng)驗后，也可以在空氣進(jìn)氣總管和燃?xì)膺M(jìn)氣總管上安裝壓力表即可憑經(jīng)驗掌握各缸的進(jìn)氣壓力，在每缸的燃?xì)膺M(jìn)氣支管上安裝一個手動截止閥，用于調(diào)整各缸的燃?xì)鈮毫ΑＴ跉庠磁c燃?xì)夤?jié)流閥之間有燃?xì)庹{(diào)壓閥，用于穩(wěn)定調(diào)整燃?xì)鈿庠催M(jìn)氣壓力。
增壓型和上述非增壓機型的所有裝置基本相同，只是原有增壓器與燃?xì)庹{(diào)壓閥之間用平衡管連通，使燃?xì)庹{(diào)壓閥的背壓為增壓器出口壓力。在增壓器與空氣進(jìn)氣總管之間安裝空氣節(jié)流閥，主要是用于在發(fā)動機調(diào)試時由人工調(diào)節(jié)空氣進(jìn)氣壓力。
工作原理描述裝備有上述結(jié)構(gòu)的雙燃料發(fā)動機，通過一個控制柴油量的調(diào)速器(以下簡稱油調(diào)速器)，一個控制燃?xì)饬康恼{(diào)速器(以下簡稱氣調(diào)速器)，一個油量止退器，三者相互作用可以使發(fā)動機完成兩種燃料自動轉(zhuǎn)換的功能。三者動作關(guān)系如下司機分別操縱兩個調(diào)速器，使氣調(diào)速器的設(shè)定轉(zhuǎn)速比油調(diào)速器的設(shè)定轉(zhuǎn)速高一個值，即有一個轉(zhuǎn)速差，發(fā)動機的動力輸出轉(zhuǎn)速主要是由氣調(diào)速器來維持。因為有這個轉(zhuǎn)速差，那么油調(diào)速器控制的柴油量就會一直停留在預(yù)先設(shè)置的油量，這個預(yù)先設(shè)置的油量可以是被油量止退器限制的油量，也可以是比油量止阻退器所限油量略大的油量。當(dāng)燃?xì)鈿庠磯毫Σ蛔慊驍嘟^時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速就會下降到油調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速，油調(diào)速器會驅(qū)動高壓油泵加油，維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。油量止退器用來阻止當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)(如突卸負(fù)載轉(zhuǎn)速沖高)時，油調(diào)速器無限制地減油，即不允許油調(diào)速器減油減到僅夠維持正常點火油量以下，必須要保證正常點火所需的油量。油量止退器的作用點與齒條的位置相對應(yīng)，作用點位置就是引燃油量的位置。一般情況下，把油量止退器作用點設(shè)置在空車油時量下的某一位置，而發(fā)動機的實際工作油量則通過油調(diào)速器來控制，負(fù)荷大小由氣調(diào)速器來控制。
通過采用分缸負(fù)壓進(jìn)氣，可以防止燃?xì)馓貏e是含H2的燃?xì)猓诎l(fā)動機換氣時竄入排氣管的現(xiàn)象。因為把每個缸的燃?xì)膺M(jìn)氣壓力調(diào)得比空氣進(jìn)氣壓力低一個值，當(dāng)進(jìn)氣閥開啟時，先吸空氣，再吸燃?xì)?，使燃?xì)獾倪M(jìn)氣時刻有一個滯后過程，避開了排氣閥同時開啟的時間；進(jìn)氣閥關(guān)閉時，先關(guān)燃?xì)猓訇P(guān)空氣，也避免了燃?xì)獾构嗫諝夤艿膯栴}。至于燃?xì)鈮毫Ρ瓤諝鈮毫Φ偷木唧w差值，要通過臺架試驗來確定。
對于增壓機型，氣門重疊角很大，也是同樣的分缸負(fù)壓進(jìn)氣的方式，只是燃?xì)庹{(diào)壓器的背壓是增壓器出口壓力。把燃?xì)獾倪M(jìn)氣壓力調(diào)得比空氣的進(jìn)氣壓力低一個值，當(dāng)然這種負(fù)壓進(jìn)氣只是相對說法，二者的壓力都遠(yuǎn)大于大氣壓。采用這種方式同樣可以使發(fā)動機達(dá)到設(shè)計的功率，因為雖然是負(fù)壓進(jìn)氣，但只要設(shè)計的燃?xì)膺M(jìn)氣管有足夠的流通截面積，仍然能保證燃?xì)庾銐虻牧髁俊Ｔ诿扛兹細(xì)膺M(jìn)氣支管上各安裝一個單向閥，只允許向氣流進(jìn)氣方向流動，不允許氣流向反方向流動，可以防止出現(xiàn)意外的空氣倒竄入燃?xì)夤艿默F(xiàn)象。
本實用新型具有雙燃料發(fā)動機的高熱效率低排放的共有特點，動力性接近原柴油機，具有獨立帶工廠生產(chǎn)負(fù)載的能力。另外它的燃料自動轉(zhuǎn)換功能和分缸負(fù)壓進(jìn)氣的特點，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；可以使內(nèi)燃機燃?xì)獍l(fā)電行業(yè)產(chǎn)生廢氣發(fā)電，自成電網(wǎng)，節(jié)約能源，減少污染的效果。
四

圖1為本實用新型非增壓機型的方案結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型增壓機型的方案結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
為進(jìn)一步公開本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖通過實施例作詳細(xì)說明以一臺國內(nèi)常見的Z12V190增壓柴油機原型為例，標(biāo)定轉(zhuǎn)速1500r/m。本實用新型的實施方案如圖2所示Z12V190柴油機主體(1)，一套燃?xì)饪偣?10)，其上連接一個燃?xì)夤?jié)流蝶閥(11)，燃?xì)饪偣?10)根據(jù)原柴油機氣缸的布置形式也可分成兩排，每排各有六根燃?xì)庵Ч?5)插入空氣進(jìn)氣支管(6)中，直到吸氣道深處，每個空氣支管(6)上有一個壓力表(7)；每個燃?xì)庵Ч?5)上有一個壓力表(8)，一個手動截止閥(9)；燃?xì)饪偣?10)前連接燃?xì)庹{(diào)壓閥(12)；燃?xì)庹{(diào)壓閥(12)通過平衡管(16)與增壓器(15)連通；空氣進(jìn)氣總管(14)與空氣節(jié)流閥(17)連接；在柴油調(diào)速器(3)的后殼上安裝一個油量止退器(2)；在高壓油泵(4)的空余一側(cè)安裝一套與柴油調(diào)速器(3)同樣規(guī)格的機械全制式燃?xì)庹{(diào)速器(13)；燃?xì)庹{(diào)速器(13)的工作輸出端與燃?xì)夤?jié)流閥(11)連接。
該機型安裝完成后，即可調(diào)試。司機開車后，空車運行，操縱油調(diào)速器(3)把發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)定在全柴油工作轉(zhuǎn)速，一般為1300-1500r/m，調(diào)整油量止退器(2)，使其頂端與油調(diào)速器(3)的調(diào)速杠桿剛剛接觸但不受壓力時，再把油量止退器(2)向后退一個行程，此時油量止退器(2)對應(yīng)的齒條位置應(yīng)是在斷油位置與空車油量位置之間，其具體值應(yīng)通過臺架試驗或現(xiàn)場試驗來確定，油量止退器(2)位置確定后，將其鎖緊。打開燃?xì)忾y，操縱氣調(diào)速器(13)，提高氣調(diào)速器(13)的控制轉(zhuǎn)速，逐漸增加負(fù)荷，在全負(fù)荷或工作負(fù)荷時，把氣調(diào)速器(13)的轉(zhuǎn)速調(diào)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速或雙燃料工作轉(zhuǎn)速。發(fā)動機工作過程中負(fù)荷增減，都主要由氣調(diào)速器(13)控制燃?xì)饬髁縼磉m應(yīng)。此時的柴油量為空車油量或低于空車油量。若想增加柴油量的比例，如把柴油量增加到空車油量以上，把柴油調(diào)速器(3)轉(zhuǎn)速調(diào)高一些或把油量止退器(2)調(diào)進(jìn)一些即可。若想減少柴油量的比例，把柴油調(diào)速器(3)轉(zhuǎn)速調(diào)低一些或把油量止退器(2)向后退一些。雙調(diào)速系統(tǒng)調(diào)好后，該機已經(jīng)具備了燃料自動轉(zhuǎn)換功能。
在發(fā)動機運行過程中，調(diào)整空氣節(jié)流閥(17)，燃?xì)庹{(diào)壓閥(12)，使每缸的燃?xì)膺M(jìn)氣壓力比空氣進(jìn)氣壓力低0.5Pa～50Kpa的范圍，檢測發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況及排放情況，定出一個具體的壓力差值。該壓力差值就是以后調(diào)試發(fā)動機的依據(jù)；通過燃?xì)庳?fù)壓進(jìn)氣，可解決排氣管竄燃?xì)鈫栴}。
權(quán)利要求1.一種分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機，由一臺增壓型主機及主機包括的高壓油泵和柴油調(diào)速器組成，其特征在于在原增壓型柴油機每個氣缸的空氣支管內(nèi)插入一根燃?xì)庵Ч?，燃?xì)庵Ч芘c燃?xì)饪偣芟噙B接，燃?xì)饪偣苌习惭b有燃?xì)庹{(diào)壓閥和燃?xì)夤?jié)流閥，燃?xì)庹{(diào)壓閥與增壓器之間設(shè)有平衡連通管，空氣支管與空氣總管相連，在柴油調(diào)速器上安裝一個油量止退器，止退器頂在高壓油泵的齒條上，或調(diào)速器的調(diào)速杠桿上或調(diào)速器的飛錘轉(zhuǎn)軸上，在主機上安裝一個燃?xì)庹{(diào)速器，其轉(zhuǎn)速輸入端與發(fā)動機轉(zhuǎn)動部分連接，其工作輸出端與燃?xì)夤?jié)流閥相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機，其特征在于在燃?xì)膺M(jìn)氣支管上安裝有壓力表，在空氣進(jìn)氣支管上安裝有壓力表。
3.一種非增壓型分缸負(fù)壓進(jìn)雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機，由一臺非增壓型主機及其包括的高壓油泵，柴油調(diào)速器，其特征在于在原非增壓型柴油機每個氣缸空氣支管內(nèi)插入一根燃?xì)庵Ч埽細(xì)庵Ч芘c燃?xì)饪偣芟噙B接，燃?xì)饪偣苌习惭b有燃?xì)夤?jié)流閥，在燃?xì)夤?jié)流閥的前面安裝一個燃?xì)庹{(diào)壓閥，在燃?xì)夤?jié)流閥閥柄上通過連桿連接一個燃?xì)庹{(diào)速器，燃?xì)庹{(diào)速器的轉(zhuǎn)速輸入端與發(fā)動機的轉(zhuǎn)動部分連接；在高壓油泵的柴油調(diào)速器上安裝一個油量止退器，止退器頂在高壓油泵的齒條上，或調(diào)速器的調(diào)速杠桿上或調(diào)速器的飛錘轉(zhuǎn)軸上。
專利摘要一種增壓型分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速柴油——燃?xì)獍l(fā)動機，由一臺增壓型主機及主機包括的高壓油泵，柴油調(diào)速器，其特征在于在增壓型原柴油機每個氣缸空氣支管內(nèi)插入一根燃?xì)庵Ч?，燃?xì)庵Ч芘c燃?xì)饪偣芟噙B接，燃?xì)饪偣苌习惭b有燃?xì)庹{(diào)壓閥和燃?xì)夤?jié)流閥，燃?xì)庹{(diào)壓閥與增壓器之間設(shè)有平衡連通管，空氣支管與空氣總管相連，在空氣總管上增壓器的后面設(shè)有空氣節(jié)流閥；在調(diào)速器上安裝一個油量止退器，止退器可以作用在高壓油泵的齒條上，或調(diào)速器的調(diào)速杠桿上或調(diào)速器的飛錘轉(zhuǎn)軸上，隔有一定間距；在主機上安裝一個燃?xì)庹{(diào)速器，其轉(zhuǎn)速輸入端與發(fā)動機轉(zhuǎn)動部分連接，其工作輸出端與燃?xì)夤?jié)流閥相連接，實現(xiàn)分缸負(fù)壓進(jìn)氣雙調(diào)速，解決發(fā)動機功率小的問題，使其達(dá)到同等型號柴油機的動力。
文檔編號F02D31/00GK2921317SQ200520085550
公開日2007年7月11日 申請日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者張嗣釗 申請人:張嗣釗