專(zhuān)利名稱(chēng)：一種四沖程增壓柴油機(jī)的新掃氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增壓柴油機(jī)掃氣方法。
對(duì)四沖程增壓柴油機(jī)，為了降低高溫零部件熱負(fù)荷，減少殘余廢氣，提高氣缸充量，均愛(ài)采用進(jìn)氣和排氣閥同時(shí)開(kāi)啟一段較長(zhǎng)時(shí)間的辦法使燃燒室掃氣。如我國(guó)4146柴油機(jī)，在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分條件下渦輪增壓時(shí)，進(jìn)氣和正常排氣重迭角為130曲軸轉(zhuǎn)角，此時(shí)排氣為580C增加度為126.34%如果這種重迭角不到40則排氣溫度為605C，增壓度僅為125%。
有掃氣的渦輪增壓柴油機(jī)，增壓后機(jī)械效率增加，過(guò)量空氣系數(shù)也稍有提高，燃油消耗率也應(yīng)下降，但在中、小功率深燃燒室增壓柴油機(jī)中發(fā)現(xiàn)，由于掃氣的讓閥坑破壞了半開(kāi)式燃燒室，導(dǎo)制渦輪增壓后柴油機(jī)的燃油消耗率不低于非增壓機(jī)。《提高柴油機(jī)功率和改善其經(jīng)濟(jì)性的途徑》一書(shū)、(中國(guó)第一機(jī)械工業(yè)部?jī)?nèi)燃機(jī)研究所)研究指出，在活塞頂部采用半開(kāi)式燃燒室時(shí)，活塞頂上讓閥坑會(huì)使混合氣的形成大大惡化，導(dǎo)致燃油消耗率增加，研究還指出，讓閥坑使半開(kāi)式燃燒室柴油機(jī)的燃燒消耗率增加4-8克/馬力小時(shí)。該書(shū)同時(shí)指出，當(dāng)活塞頂上具有開(kāi)式燃燒室時(shí)，讓閥坑對(duì)燃油消耗率的惡化不甚明顯。但中、小功率柴油機(jī)多為半開(kāi)式燃燒室，在燃燒室內(nèi)，讓閥坑使擠流或進(jìn)氣渦流遭到了不同程度的破壞，導(dǎo)致油耗增加。對(duì)于分開(kāi)式燃燒室柴油機(jī)，讓閥坑同樣會(huì)破壞混合器的形成過(guò)程。
本發(fā)明提供一種新的掃氣方法，在進(jìn)氣沖程內(nèi)和壓縮沖程的初期范圍內(nèi)，令已完成排氣的排氣閥再次開(kāi)啟，其開(kāi)啟的持續(xù)期按曲軸轉(zhuǎn)角度量為60°-150°。最佳值通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定或通過(guò)特征線(xiàn)法循環(huán)模擬程序計(jì)算確定。這種排氣方法通過(guò)雙峰排氣凸輪實(shí)現(xiàn)，既在正常排氣凸輪上增加一個(gè)輔助排氣凸輪。正常排氣凸輪與輔助排氣凸輪的型線(xiàn)可以相鄰接，也可以不相鄰接而相隔一定的角度θ＝0°-70°。采用這種掃氣方法后，由于活塞頂部無(wú)讓閥坑或讓閥坑同非增壓機(jī)一樣淺，不會(huì)破壞燃燒室，因此燃油消耗率將較普通在換氣過(guò)程上死點(diǎn)附近有較大的進(jìn)氣和正常排氣重迭角的增壓柴油機(jī)低些;由于有較大的進(jìn)氣和輔助排氣重迭角，排氣總管的排氣溫度或渦輪進(jìn)氣溫度較不掃氣的增壓柴油機(jī)低些;對(duì)于三缸一支排氣管的脈沖渦輪增壓柴油機(jī)輔助排氣的持續(xù)角應(yīng)維持到壓縮沖程初期始關(guān)，這時(shí)氣缸內(nèi)的燃燒壓力也低于普通增壓柴油機(jī)。


圖1為雙峰凸輪圖。θ1為正常排氣凸輪曲軸旋轉(zhuǎn)角，θ2為輔助排氣凸輪曲軸旋轉(zhuǎn)角度，θ為正常排氣凸輪和輔助排氣凸輪之間的相鄰角度。
圖2為四缸四沖程脈沖徑流渦輪增壓柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)圖。1為第一個(gè)氣缸，2為第二個(gè)氣缸，3為第三個(gè)氣缸，4為第四個(gè)氣缸，T為渦輪，C為壓氣機(jī)。
圖3為速度特性曲線(xiàn)。橫座標(biāo)為轉(zhuǎn)速，縱座標(biāo)為渦輪出口溫度。
圖4為負(fù)荷特性曲線(xiàn)。橫座標(biāo)為功率，縱座標(biāo)為渦輪出口溫度。
這種掃氣方法，在四缸脈沖渦輪增壓柴油機(jī)495Z上作了對(duì)比試驗(yàn)。該機(jī)增壓系統(tǒng)如圖2所示，發(fā)火次序?yàn)?-3-4-2。雙峰凸輪角度分別為θ＝0°，θ1與正常排氣無(wú)掃氣凸輪相同，θ2＝60°。該試驗(yàn)與無(wú)掃氣排氣凸輪原方案進(jìn)行比較試驗(yàn)，其它結(jié)構(gòu)參數(shù)在兩種方案中保持一致。試驗(yàn)結(jié)果的性能特性曲線(xiàn)示于圖3和圖4。這些特性曲線(xiàn)指出，新方案渦輪出口溫度可降低50℃-65℃。符合設(shè)計(jì)性能預(yù)測(cè)結(jié)論。即這種新掃氣方法可降低排氣溫度40℃以上。
一種四沖程增壓柴油機(jī)的新掃氣方法說(shuō)明書(shū)第1、2頁(yè)勘誤表
權(quán)利要求
1.一種四沖程增壓柴油機(jī)進(jìn)排閥同時(shí)開(kāi)啟的掃氣方法，其特征為在進(jìn)氣沖程至壓縮沖程初期范圍內(nèi)令已完成排汽的排汽閥再次開(kāi)啟；而活塞頂部的讓閥坑可以免去或保持同非增壓機(jī)一樣淺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃氣方法，其特征為排汽閥的再次開(kāi)啟持續(xù)期按曲軸轉(zhuǎn)角度量為60°-150°。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種增壓柴油機(jī)的新的掃氣方法。該方法的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)一個(gè)雙峰凸輪，在進(jìn)氣沖程至壓縮沖程初期范圍內(nèi)，令已完成排氣的排氣閥再次開(kāi)啟，而活塞頂部的讓閥坑可以免去或保持同非增壓機(jī)一樣淺。
文檔編號(hào)F02B3/06GK1035342SQ8810318
公開(kāi)日1989年9月6日 申請(qǐng)日期1988年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月25日
發(fā)明者蔣克生 申請(qǐng)人:華中理工大學(xué)