本發(fā)明屬內(nèi)燃發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，具體涉及活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)增壓缸內(nèi)噴水中冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國發(fā)明專利ZL200710193938.X中發(fā)明了一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)體內(nèi)與動力機(jī)構(gòu)復(fù)合的活塞往復(fù)式增壓機(jī)構(gòu)，該增壓機(jī)構(gòu)利用了動力機(jī)構(gòu)的工作部件和運轉(zhuǎn)的空間，增壓缸活塞與發(fā)動缸活塞同步運行且行程相同，結(jié)構(gòu)簡單傳動直接，其積極效果是：消除了現(xiàn)有渦輪增壓瞬時反應(yīng)滯后，須添加諸多的輔助設(shè)置而結(jié)構(gòu)復(fù)雜工作性能差，其增壓度(增壓后增大的功率與未增壓功率之比)低，且在用途最廣用量最大的中小型發(fā)動機(jī)上難以應(yīng)用等缺陷和不足之處；該機(jī)構(gòu)可以很方便地實現(xiàn)增壓度≥4，同時還配有增壓缸內(nèi)吸入空氣量調(diào)控系統(tǒng)，可隨發(fā)動機(jī)工況按設(shè)計要求壓縮一定量的空氣，即可隨發(fā)動機(jī)工況的變化按設(shè)計的要求準(zhǔn)確地向發(fā)動缸內(nèi)供入一定質(zhì)量的空氣，以便提供最佳空燃比提高發(fā)動機(jī)的熱效率和消除不良燃燒污染物生成，為了主動準(zhǔn)確地掌握發(fā)動缸內(nèi)的燃燒溫度，還設(shè)置了本領(lǐng)域先前工作者曾經(jīng)為之探索的隨發(fā)動機(jī)工況變化向增壓缸內(nèi)噴入水霧的增壓缸內(nèi)噴水中冷壓縮泵噴系統(tǒng)(以下簡稱“背景中冷系統(tǒng)”)，但該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作性能差的缺陷和不足之處(詳見發(fā)明專利ZL200710193940.7說明書第[0020]段記載和附圖1.5①、1.5②、1.5③示出)，為了方便了解，在本申請用附圖4、5、6重新示出并在下段作出簡要介紹。

圖4示出：“背景噴水系統(tǒng)”由“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水系統(tǒng)(10)”的挺桿(18)側(cè)作出斜形挺桿頭(28)向上驅(qū)動噴咀(25)正對增壓缸進(jìn)風(fēng)管(23)且與柱塞泵成90°的異型泵噴咀(31)泵頭(29)使噴咀(25)噴射水霧；結(jié)合圖5示出：與泵頭(29)作牽引聯(lián)接的拉桿(32)，橫向穿過構(gòu)件座一(34)和一端作有離合板(35)另一端裝有手柄(37)的套筒一(36)，伸出套筒一(36)的端頭裝有螺母(38)；套筒一(36)裝在機(jī)體外壁(35)上，機(jī)體外壁(35)外面還裝有調(diào)節(jié)板(45)；調(diào)節(jié)手柄(37)在調(diào)節(jié)板(45)上的位置，通過對拉桿(32)的牽動和柱塞泵彈簧的壓力可調(diào)節(jié)斜形挺桿頭(28)對泵噴水咀泵頭(29)的驅(qū)動量，從而調(diào)控噴水咀(25)噴出水液的量，螺母(38)進(jìn)行微調(diào)。結(jié)合圖4和6示出：上端側(cè)伸出部分(40)作有輪齒、下端作出扇形凸輪(39)的圓筒構(gòu)件(43)套裝在構(gòu)件座一(39)上。圓筒構(gòu)件(43)上側(cè)伸出部分(40)作出的輪齒，與裝配在隨發(fā)動機(jī)工況作軸向運動滑動軸(46)筒套(41)上的齒條(44)嚙合；調(diào)節(jié)手柄(37)使離合板(35)朝上，與圓筒構(gòu)件(43)下端的扇形凸輪接觸，于是，當(dāng)滑動軸套筒(41)隨發(fā)動機(jī)工況作軸向運動時，扇形凸輪(39)帶動拉桿(32)作進(jìn)退運動，泵噴水咀(31)就隨發(fā)動機(jī)工況的變化向增玉缸進(jìn)風(fēng)管噴入水液。

上述背景中冷系統(tǒng)，耗用所述諸多的工作部件，且運動件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅造成制造安裝和維護(hù)的困難及其費用的增加，同時造成工作性能差，難以達(dá)到準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠的要求，尤其是如圖4示出：側(cè)挺桿頭(28)對異型噴水咀的泵頭(29)只作垂直驅(qū)動，此兩者之間沒有相對橫向移動的機(jī)制，由此，該系統(tǒng)只有噴水量的調(diào)控，而沒有緩沖、定時、定速率的調(diào)控功能，此項功能的欠缺是不能容忍的，以上缺陷和不足之處必須加以克服。

上述背景中冷系統(tǒng)所屬專利ZL200710193940.7中，還發(fā)明了主要由一種挺桿、一種搖桿機(jī)構(gòu)和泵噴咀構(gòu)成的一種隨發(fā)動機(jī)工況變化工作的燃油泵噴系統(tǒng)，本發(fā)明擬采用類似該系統(tǒng)技術(shù)方案，發(fā)明一種新的增壓缸內(nèi)噴水中冷壓縮泵噴系統(tǒng)(下簡稱“發(fā)明中冷系統(tǒng)”，如圖1、2、3示出，其技術(shù)特征在后面詳細(xì)說明)。

從說明書附圖2、3、4的示出，噴咀(25)正對增壓缸進(jìn)風(fēng)管(23)，是背景中冷系統(tǒng)和發(fā)明中冷系統(tǒng)兩系統(tǒng)共有的必要的不可改變的技術(shù)特征；在圖4中示出，背景中冷系統(tǒng)噴咀(25)的左邊，是“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水系統(tǒng)(10)”的挺桿(18)，這表明了在發(fā)動機(jī)原結(jié)構(gòu)中沒有上述擬定的“發(fā)明中冷系統(tǒng)”設(shè)置挺桿(7)的位置；背景中冷系統(tǒng)隨發(fā)動機(jī)工況變化作軸向運動的調(diào)控軸即滑動軸(46)的尾段，是以齒條牙齒軸向地驅(qū)動“增壓缸內(nèi)吸入空氣量調(diào)控機(jī)構(gòu)”的調(diào)節(jié)桿(12)，故而不允許其滑動軸(45)作轉(zhuǎn)動動作，但“發(fā)明中冷系統(tǒng)”的一搖臂(6)固定在滑動軸軸段一(1)上(見圖1、3示出)，當(dāng)挺桿頭(7)驅(qū)動搖臂(6)時，滑動軸段一(1)會轉(zhuǎn)動一定的角度，如果用滑動軸(46)作發(fā)明中冷系統(tǒng)的滑動軸，這與滑動軸(45)尾段只作軸向運動而不允許滑動軸(45)轉(zhuǎn)動相抵觸；如果用圖4示出的背景技術(shù)中“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水系統(tǒng)(10)”的滑動軸(42)作發(fā)明中冷系統(tǒng)中的搖桿機(jī)構(gòu)搖臂軸即滑軸時，同理，由于“二次發(fā)動機(jī)缸內(nèi)噴水系統(tǒng)(10)”的挺桿(18)驅(qū)動該系統(tǒng)的搖臂時，其滑動軸(42)轉(zhuǎn)動的角度和速度，與所發(fā)明中冷系統(tǒng)挺桿頭(7)驅(qū)動搖臂(6)時滑動軸轉(zhuǎn)動的角度和速度不同，同樣造成了系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時相互沖突的現(xiàn)象；若將發(fā)明中冷系統(tǒng)另設(shè)置一滑動軸，則增加發(fā)動機(jī)的復(fù)雜性，同時，在位置上也不能布置。為此，若采用上段所述擬定方案作出“發(fā)明中冷系統(tǒng)”，必須首先解決所述設(shè)置位置及滑動軸共用存在的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決[0006]段所述的問題，采用以下技術(shù)手段：1、將“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水系統(tǒng)(10)”在圖4示出的背景技術(shù)中位置向后移動，在移出的位置上作出發(fā)明中冷系統(tǒng)(如圖1和2示出)；2、去掉背景滑動軸(42、46)，重新設(shè)置一隨發(fā)動機(jī)工況變化作軸向運動且在軸座內(nèi)滑動的調(diào)控軸即滑動軸，并將其分為軸段一(1)、軸段二(17)、軸段三(13)；3、軸段二(17)的前后部分作出圓筒并在圓筒部分作出一定弧面寬度的軸向定位口(9、11)；軸段一(1)和軸段三(13)與軸段二(17)相聯(lián)接的一端各作出圓柱(14)，分別吻合且可以轉(zhuǎn)動地插入軸段二(17)作出的圓筒內(nèi)；之后將與軸段二(17)圓筒弧面定位口(9、11)軸向吻合且可在定位口內(nèi)橫向滑動的軸向定位塊固定在軸段一(1)和軸段三(13)的圓柱上，由此，所述3個軸段同步地隨發(fā)動機(jī)工況的變化作軸向運動；4、由于軸段二(17)圓筒上軸向定位口(9、17)有一定的弧面寬度，軸段一和三上作出的圓柱可以在軸段二作出的圓筒內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水系統(tǒng)(10)”和“發(fā)明中冷系統(tǒng)”的挺桿分別驅(qū)動固定在各自軸段上的搖臂時，軸段一和軸段二可按照自己設(shè)計的轉(zhuǎn)動速度和角度不受干擾地自由運動。由上技術(shù)手段構(gòu)成的滑動軸，可同時分別地對本“發(fā)明中冷系統(tǒng)”、“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水系統(tǒng)”以及軸段三(13)對應(yīng)的“增壓系缸內(nèi)吸入空氣量調(diào)控系統(tǒng)”進(jìn)行隨發(fā)動機(jī)工況變化而工作的調(diào)控。

本發(fā)明的一種增壓缸內(nèi)噴水中冷壓縮泵噴系統(tǒng)，主要由一種挺桿、一種搖桿機(jī)構(gòu)、一種泵噴水咀構(gòu)成，其特征在于：所述挺桿(24)固定在與發(fā)動缸活塞同步運動的增壓機(jī)構(gòu)框架(20)上，其上段固定聯(lián)接挺桿頭(7)；挺桿頭(7)與搖桿機(jī)構(gòu)搖臂(6)相對的一面，順搖桿軸軸向依設(shè)計的發(fā)動機(jī)最低至最高各工況中冷噴水參數(shù)的連線(即各工況下緩沖，噴水定時、速率、水量參數(shù)的連線)，作出類似凸輪工作性能的工作形狀；

增壓缸活塞位于下止點即發(fā)動缸活塞位于下止點時，挺桿頭上工作形狀的噴水始點距搖臂(6)下面工作始點的距離，等于活塞頂面從下止點上行至設(shè)計的增壓缸內(nèi)噴水始點位置的行程，即活塞行程S-(S/180°)×噴水提前角，以此確定工作形狀上噴水始點的位置和挺桿的總長度(含挺桿頭)。所述搖桿機(jī)構(gòu)用[0007]段所述隨發(fā)動機(jī)工況軸向運動的滑動軸(即調(diào)控軸)的軸段一(1)作搖臂軸，該搖臂軸可在軸座內(nèi)滑動；搖臂(6)一端與挺桿頭(7)上的工作形狀正對，另一端固定聯(lián)接在軸段一(1)上，在固定一端與異型搖臂(3)結(jié)合處形成臂頭(5)，臂頭(5)可在異型搖臂(3)作出的臂頭槽內(nèi)軸向滑動，并帶動異型搖臂(3)上下?lián)u動；異型搖臂(3)一端套在軸段一(1)上與軸段一(1)為滑動聯(lián)接，由軸座(2、8)固定其軸向位置，另一端聯(lián)接在泵噴水咀柱塞泵的泵頭(4)上；所述泵噴水咀(30)由柱塞泵(26)和噴咀(25)構(gòu)成，噴咀(25)正對增壓缸(21)的進(jìn)風(fēng)管(23)；當(dāng)軸段一(1)隨發(fā)動機(jī)工況變化作軸向運動時，軸段一(1)上固定搖臂(6)的任一某一軸向位置，必定對應(yīng)發(fā)動機(jī)的某一工況，搖臂(6)與挺桿頭(7)相對的一端就對應(yīng)挺桿頭(7)工作形狀上的該某一工況，于是，當(dāng)挺桿頭上工作形狀驅(qū)動搖臂(6)工作時，系統(tǒng)就在該某一工況設(shè)計的工作參數(shù)下工作，泵噴水咀的噴咀(25)就隨發(fā)動機(jī)工況的要求向增壓缸進(jìn)風(fēng)管內(nèi)噴射水霧。

積極效果

說明書[0008]段記載和附圖1、2、3聯(lián)合示出：本發(fā)明的增壓缸內(nèi)噴水中冷系統(tǒng)，其挺桿頭(7)固定聯(lián)接在挺桿(24)上，與挺桿為一整體結(jié)構(gòu)，挺桿(24)固定聯(lián)接在與發(fā)動缸活塞同步運動的增壓機(jī)構(gòu)框架(20)上，且挺桿垂直運動有機(jī)體橫隔板(19)和頂蓋板(27)的挺桿通口定位，挺桿頭(7)上下往復(fù)運動穩(wěn)定準(zhǔn)確可靠；由于挺桿頭(7)的垂直運動與搖臂(6)的軸向運動(即搖臂(6)與挺桿頭上的工作形狀作橫向的運動)有機(jī)的結(jié)合，使得“發(fā)明中冷系統(tǒng)”依發(fā)動機(jī)工況的變化，按設(shè)計要求的緩沖、定時、速率和噴水量的參數(shù)準(zhǔn)確可靠地工作。相對于“背景中冷系統(tǒng)”，省去了大量相對運動的精度要求高且難以制造的工作部件，其中尤其是構(gòu)件(43)和(46)；節(jié)省了大量的生產(chǎn)費用和安裝維護(hù)的麻煩，同時克服了“背景中冷系統(tǒng)”工作性能差、難以準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠地工作和調(diào)控功能欠缺的缺陷。相對于現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性的特點和顯著的進(jìn)步。

前第[0007]段記載和附圖1、2示出，用一具有圖4示出的兩滑動軸(42、45)功能的隨發(fā)動機(jī)工況變化作軸向運動的滑動軸，將其分為軸段一(1)、軸段二(17)、軸段三(13)三個部分，分別調(diào)控“增壓缸內(nèi)噴水中冷系統(tǒng)”、“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水冷卻系統(tǒng)”、“增壓缸內(nèi)吸入空氣量調(diào)控系統(tǒng)”，在同一根軸上實現(xiàn)了具有調(diào)控上述三個重要工作系統(tǒng)隨發(fā)動機(jī)工況變化工作的功能(如圖1、2示出)。由此，簡化了發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了發(fā)動機(jī)制造安裝及維護(hù)的費用。

圖4示出，將“背景中冷系統(tǒng)”的調(diào)控部分，設(shè)置在發(fā)動機(jī)體內(nèi)，而本“發(fā)明中冷系統(tǒng)”設(shè)置在發(fā)動機(jī)頂蓋板(27)上(圖1、2示出)，消除了“背景中冷系統(tǒng)”安裝、檢測、維護(hù)和更換困難的缺陷。

提高活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)的增壓度進(jìn)而提高發(fā)動機(jī)的功重比，是本領(lǐng)域競爭和發(fā)展的重要課題之一。當(dāng)發(fā)動機(jī)的增壓技術(shù)解決了增壓度的提高(如前[0002]段所述增壓機(jī)構(gòu))和增壓空氣量準(zhǔn)確地隨發(fā)動機(jī)工況變化的調(diào)控技術(shù)(發(fā)明申請201610312425.5中作出)后，準(zhǔn)確地隨發(fā)動機(jī)工況的變化對增壓空氣中冷及其增壓空氣中水蒸汽成份控制的技術(shù)，就成為了增壓系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它直接關(guān)系到發(fā)動缸內(nèi)燃燒溫度而導(dǎo)致熱效率下降、不良燃燒污染物的生成、以及熱負(fù)荷的危害。此項技術(shù)的重要性和要求，如同發(fā)動機(jī)的燃油泵噴技術(shù)一樣的重要和嚴(yán)格。本發(fā)明的增壓缸內(nèi)噴水中冷泵噴系統(tǒng)的技術(shù)特征，能使泵噴水液的工作達(dá)到如同燃油泵噴同樣的隨發(fā)動機(jī)工況的變化依設(shè)計的定時、定量、定速率地進(jìn)行泵噴工作的要求，而且結(jié)構(gòu)簡單、傳動直接、工作性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠；解決了本領(lǐng)域先前工作者曾經(jīng)為之控索而未能實現(xiàn)的：向增壓空氣噴入設(shè)計的一定量的水霧，使其與空氣混合壓縮，既對壓縮空氣進(jìn)行了適當(dāng)?shù)睦鋮s，又可節(jié)省大量的壓縮耗功；增壓空氣中含有一定量合適的水蒸汽或有微量的水霧，與二次發(fā)動缸內(nèi)噴水冷卻配合，既可以抑制發(fā)動缸內(nèi)高溫污染物NO的出現(xiàn)，又不致于因水蒸汽的成份過剩而導(dǎo)致熱效率下降和低溫污染物生成(此效果在發(fā)明申請201420022888.4“一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)的噴水系統(tǒng)”中作有詳細(xì)論述，該申請已通過實質(zhì)審查進(jìn)入授權(quán)階段)的技術(shù)手段。使發(fā)動機(jī)超高增壓(即增壓后的功率為不增壓功率的4-5倍)可以很順利很方便地實現(xiàn)，促進(jìn)了活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)步和發(fā)展，可產(chǎn)生積極的經(jīng)濟(jì)效果和良好的社會效益。

附圖說明

圖1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)蓋板上平面圖；圖2：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)左視圖；圖3：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)前視圖；圖4：系統(tǒng)背景技術(shù)左視圖；圖5：系統(tǒng)背景技術(shù)機(jī)體蓋板下面平面圖；圖6：背景技術(shù)前視圖。

具體實施方式

本發(fā)明增壓缸內(nèi)噴水中冷系統(tǒng)(下簡稱“發(fā)明系統(tǒng)”)具體實施方式如下：

將圖4背景技術(shù)中“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水冷卻系統(tǒng)(10)”和“增壓缸內(nèi)噴水中冷系統(tǒng)”(下簡稱“背景系統(tǒng)”)的隨發(fā)動機(jī)工況變化作軸向運動的滑動軸(42)和(46)合并為一條滑動軸；并將該滑動軸分為3段：即軸段一(1)、軸段二(17)、軸段三(13)，此3個軸段用軸向定位銷連成一體同步地隨發(fā)動機(jī)工況的變化作軸向運動，并與軸座(2、8、16)作滑動聯(lián)接可在軸孔內(nèi)滑動，如圖1、2示出。

如圖1和2示出：將背景技術(shù)中“二次發(fā)動缸內(nèi)噴水冷卻系統(tǒng)(10)”從圖4中示出的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)中的原位置后移，用軸段二(17)替代背景技術(shù)中滑動軸(42)，軸段二(17)的前后兩段作出圓筒，兩圓筒上分別開有一定弧面寬度的軸向定位口(9、14)。

圖1示出：用軸段一(1)作本“發(fā)明中冷系統(tǒng)”的滑動軸，軸段一(1)與軸段二(17)相聯(lián)接的一段作出圓柱，圓柱吻合地插入軸段二(17)前段的圓筒內(nèi)，由軸向定位銷從定位口固定在圓柱上作軸向定位聯(lián)接，定位銷和定位口軸向吻合且可在定位口內(nèi)作橫向滑動，由于軸段二(17)圓筒上的定位口有一定的弧面寬度，軸段一的圓柱可在其圓筒內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動一定的角度。軸段二(17)與軸段三(13)之間的聯(lián)接同軸段一與軸段二的聯(lián)接方式相同，同理，軸段二(17)在作軸向運動的同時也可以自由地轉(zhuǎn)運一定角度，而軸段三(13)與增壓缸內(nèi)吸入空氣量調(diào)控系統(tǒng)的伸縮桿(12)只作軸向運動。

圖1和3示出：用軸段一(1)作搖桿軸，其一搖臂(6)的一端，正對挺桿頭(7)上順軸段一(1)的軸向依設(shè)計的、發(fā)動機(jī)從低至高各工況的緩沖、定時、定量、定速率工作參數(shù)連線作出的工作形狀；另一端固定聯(lián)接在軸段一(1)上，其固定端與異型搖臂(3)結(jié)合處形成的臂頭(5)與異型搖臂(3)上作出的滑動槽吻合，帶動異型搖臂(3)作上下?lián)u動，并可在異型搖臂(3)的滑動槽內(nèi)作軸向滑動；異型搖臂(3)的一端套在軸段一(1)上，與軸段一(1)作滑動聯(lián)接并由軸座(2、8)固定其軸向位置，另一端與泵噴咀的泵頭(4)聯(lián)接。

挺桿頭(7)固定聯(lián)接在挺桿(24)上，挺桿(24)固定聯(lián)接在與發(fā)動缸活塞同步運動的增壓機(jī)構(gòu)框架(20)上，挺桿頭(7)上作出的工作形狀與搖臂(6)一端正對。

圖2和3示出：由柱塞泵(26)和噴咀(25)構(gòu)成的泵噴水咀(30)，其噴咀(25)正對增壓缸(21)的進(jìn)風(fēng)管(23)，泵頭(4)與搖桿機(jī)構(gòu)異型搖臂(3)聯(lián)接。