专利名称:低压缩比多缸柴油机的制作方法
本发明涉及一种低压缩比多缸柴油内燃机，在正常工作时全部汽缸均供入燃料并产生功率，而在起动和在需要部分负荷时的所谓部分汽缸运行的情况下，一部分汽缸作为压缩机工作而不供油，并向作为发动机工作的汽缸供入压缩空气，这时各由一个压缩机汽缸与一个发动机汽缸通过一根与通常的进排气导管无关的管道相连，在管道上靠近压缩机汽缸的一端有一个在部分汽缸运行时可控制的给予阀，在它靠近发动机汽缸的另一端有一个向着压缩机汽缸的方向闭锁的接收阀，每一个压缩机汽缸的活塞相对于与其有关的发动机汽缸的活塞提前30至50度曲轴角。
这种结构利用预压缩燃烧用空气来改善发动机工作的汽缸的进气，所以在柴油发动机以部分汽缸运行时，在发动机工作汽缸中，尽管其压缩比较低，仍能达到点燃所注入的燃料所需的压缩终温。
专利DE-PS2648411中提出了一种这类柴油机。该种柴油机以部分汽缸运行时，作为压缩机工作的汽缸温度比发动机汽缸的低。这是由于在压缩机汽缸中被压缩因而加热了的空气输入发动机汽缸，而接着吸入了比排出的压缩空气温度为低的空气。这就表明，冷却系统的供热并没有补偿由于空气量流失所造成的压缩机汽缸的降温。
因此从部分汽缸运行转为全发动机工作时，压缩机汽缸点火困难，因为只有在有关汽缸经过热机阶段以后才能达到压缩终温。从而阻碍该柴油机迅速达到设计载荷。所以本发明的目的是避免在这类柴油机中那些作为压缩机工作的汽缸的汽缸内腔降温。
按本发明此任务是通过下述结构特点来解决每一个接收阀与一个可沿压缩机汽缸的方向随意打开有关管道的装置组合在一起，管道的控制是在相连的发动机汽缸的排气冲程时通过此装置来实现的;以及操纵此设备的脉冲从一个储能器通过一个与曲轴转速有关的分配器引来。此结构使发动机汽缸的废气回输到压缩机汽缸中。因此在柴油内燃机以部分汽缸运行时压缩机汽缸的温度有所提高。回输废气利用的是那些将压缩空气从压缩机汽缸通往柴油内燃机的已有的同样的连通管道。
本发明其它的结构特点为在给予阀的控制管道中装一个换向滑阀，它设计成可由两个不同的控制脉冲进气;储能器是一个压缩空气存储器，至少由一根独立的管道经单向阀向它供气;管道外面包裹着绝热材料。
本发明的突出优点是，当柴油内燃机以部分汽缸运行时，压缩机汽缸提供给发动机汽缸作为补充进气用的空气温度比没有废气回输时的要高;当转变为全发动机工作时柴油内燃机允许无延迟地接通负荷直至满负荷;已经按部分汽缸运行方式设计的柴油内燃机可以没有困难地配备本发明的结构。
附图表示了本发明的一个实施例，并在下面对其作详细说明。其中图1 具有补充进气装置的柴油内燃机中两个汽缸的结构示意图;
图2 图1所示汽缸在柴油内燃机汽缸排列中的位置示意图。
图2示意表示“V”型双排十二缸柴油内燃机。点火次序为1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12。在所举的例子中，在起动和局部负荷工作时进行所谓部分汽缸运行的情况下，第一排1至6缸作为发动机汽缸，第二排7至12缸作为压缩机汽缸。汽缸8和5、10和3、7和6、11和12、9和4以及12和1各用管道相连。图2中只表示了汽缸8和汽缸5之间的管道13。当然也可以只将所有汽缸中的一部分分为发动机和压缩机汽缸。同样可以在相同的点火次序下将两个相连的汽缸装在同一排中。
图1中表示了具有汽缸8、活塞17的压缩机汽缸14，和具有汽缸5和活塞16的发动机汽缸15，以及带控制元件的管道13。
曲轴20的两个曲轴销18、19的位置与两个活塞16、17相适应。由于汽缸排的“V”形角21为90度，使压缩机汽缸14的活塞17的曲轴角相对于发动机汽缸15的活塞16而言同样提前90度。压缩机汽缸的活塞17处于其上死点前不久并压缩了在此之前被它所吸入的空气量。发动机汽缸的活塞16处于其下死点之后不久，并因而处于压缩冲程的开始。
每一根装在一对汽缸之间的管道13被两个阀所控制。一个是位于压缩机汽缸8附近的所谓给予阀22，它与燃油截止阀44一起通过控制管道31操纵压缩机汽缸7至12。
另一个位于发动机汽缸5附近的所谓的接收阀23，与换向滑阀26一起，通过控制管道25、27、28与压缩空气分配器29相连。压缩空气来自压缩空气存储器30，它经管道31和32分别与换向滑阀26和压缩空气分配器29相连。管道31和32受电磁阀33、34控制。
在柴油内燃机以部分汽缸运行时，在管道31和32中电磁阀33、34是打开的。压缩空气从管道31到达换向阀26，并将它的滑阀35移至如图所示的导通位置。于是压缩空气从管道31经管道24到达给予阀22，从而使之移至图示的位置。管道13因而被打开。由于与此同时在管道32中电磁阀34也是开着的，所以压缩空气也到达压缩空气分配器29，分配器的转子37以曲轴的一半转速旋转。分配器转子37的位置与汽缸5的活塞16的位置相对应。在图示活塞16处于压缩冲程开始位置的情况下，压缩空气分配器29中管道32与27之间的通道被关闭。接收阀23处于图1所示的位置。这时，装在接收阀23中的活门38起作用，它在汽缸8所压出的空气压力作用下克服弹簧39的力而打开。通过设计活门38，确定空气从汽缸8输入汽缸5的时间，并确定在压缩阶段开始时汽缸5中的压力大小。
曲轴旋转一周后，发动机汽缸5的活塞16重新处于下死点排气冲程的开始，而压缩机汽缸8的活塞17位于上死点吸气冲程的开始。所述的活塞16、17的这些位置大体上如图1所表示的情况。其区别只是在于压缩空气分配器29的分配器转子37的位置转了180度。因此现在管道32和27之间的通道是打开的。于是压缩空气到达控制管道25中，并移动接收阀23至其另一个位置，从而使通道40起作用。这时在排气冲程期间热废气从汽缸5流往汽缸8，与此同时汽缸8进行了一个吸气冲程。经由通常的进气门吸入的空气在汽缸8中与经由管道13来到的热废气混合。这样一来加热了压缩机汽缸14和其充量。此废气回输的起始和持续时间由压缩空气分配器29中控制槽41的位置和长度来决定。一旦分配器转子37到达控制槽41的末端，便将截断通往接收器阀23的压缩空气，而管道27排气。接收器阀23重新回到图1所示的位置，这时活门38起作用。
当此柴油内燃机处于部分汽缸运行的情况下，给予阀22持续打开，而接收阀23按发动机汽缸15排气冲程的节奏在它的两个位置之间来回变化。当从部分汽缸运行状态过渡到全发动机工作状态时，通过管道13的废气回输再持续一段时间，有利于改善那些原先作为压缩机工作的汽缸的设计载荷。为此目的，只要关闭电磁阀33。切断压缩空气的输入使给予阀22转为关闭位置，并打开供入汽缸7至12的燃油通道。电磁阀34仍保持打开。因此，如前面所叙述的那样，管道25、27、28周期性地由压缩空气分配器供入压缩空气。压缩空气经由管道28到达换向滑阀26中差动柱塞36的下面。因为滑阀35下面的空腔现在由于电磁阀33关闭而没有压力，所以差动柱塞36的柱塞面积足以移动滑阀35至图1所示的位置。在管道28中的压缩空气现在打开了单向阀42，关闭单向阀43，并经由滑阀35到达给予阀22。在汽缸5排气冲程的持续时间里，借助于由压缩空气分配器29来到的脉冲，移动给予阀22至其导通位置，所以废气可从汽缸5经管道13流入汽缸8。当由于切断电磁阀34而中断了压缩空气从压缩空气存储器30输入压缩空气分配器29时，废气回输便终止。
至少有一根管道13经由一个单向阀46与通往压缩空气存储器30的管道45相连通，管道45用来向压缩空气存储器补充进气。为了清洁压缩空气，在管道45中设一个过滤器47。
权利要求
1.低压缩比多缸柴油内燃机，在正常工作时全部汽缸均供入燃料并产生功率，而在起动和在需要部分负荷时的所谓部分汽缸运行的情况下，一部分汽缸作为压缩机工作而不供油，并向作为发动机工作的汽缸供入压缩空气，这时各由一个压缩机汽缸与一个发动机汽缸通过一根与通常的进排气导管无关的管道相连，在管道上靠近压缩机汽缸的一端有一个在部分汽缸运行时可控制的给予阀，在它靠近发动机汽缸的另一端有一个向着压缩机汽缸的方向闭锁的接收阀，每一个压缩机汽缸的活塞相对于与其有关的发动机汽缸的活塞提前30至50度曲轴角，其特征为每一个接收阀(23)与一个可沿压缩机汽缸(14)的方向随意打开有关管道(13)的装置组合在一起，管道(13)的控制是在相连的发动机汽缸(15)的排气冲程时通过此装置来实现的；以及操纵此设备的脉冲从一个储能器通过一个与曲轴转速有关的分配器(29)处引来。
2.按照权利要求
1所述之多缸柴油内燃机，其特征为在给予阀(32)的控制管道(31)中装一个换向滑阀(26)，它设计成可由两个不同的控制脉冲进气。
3.按照权利要求
1所述之多缸柴油内燃机，其特征为储能器是一个压缩空气存储器(30)，至少由一根独立的管道(13)经单向阀(46)向它供气。
4.按照权利要求
1所述之多缸柴油内燃机，其特征为管道(13)外面包裹着绝热材料。
专利摘要
柴油机起动和部分负荷时用部分汽缸工作，汽缸(7—12)为压缩机不供油，向发动机汽缸(1—6)输入压缩空气。压缩机汽缸(8)用单独管道(13)相连，其靠压缩机汽缸一端有可控给予阀(22)，靠发动机汽缸一端有接收阀(23)。每个接收阀与向压缩机汽缸(14)方向可开启管道(13)的装置相组合，在相连发动机汽缸(15)排气冲程时籍此控制管道(13)。废气从汽缸(1至6)输回汽缸(7至12)，使部分汽缸工作时压缩机缸内温度升高。
文档编号F02D21/08GK87106281SQ87106281
公开日1988年5月4日 申请日期1987年9月12日
发明者赫伯特·多伊奇曼 申请人:腓特烈港发动机及涡轮机联合股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan