本發(fā)明屬內燃發(fā)動機領域，具體涉及活塞往復內燃機增壓缸內噴水中冷系統。

背景技術：

我國發(fā)明專利ZL200710193938.X中發(fā)明了一種活塞往復內燃機體內與動力機構復合的活塞往復式增壓機構，該增壓機構利用了動力機構的工作部件和運轉的空間，增壓缸活塞與發(fā)動缸活塞同步運行且行程相同，結構簡單傳動直接，其積極效果是：消除了現有渦輪增壓瞬時反應滯后，須添加諸多的輔助設置而結構復雜工作性能差，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)動機上難以應用等缺陷和不足之處；該機構可以很方便地實現增壓度≥4，同時還配有增壓缸內吸入空氣量調控系統，可隨發(fā)動機工況按設計要求壓縮一定量的空氣，即可隨發(fā)動機工況的變化按設計的要求準確地向發(fā)動缸內供入一定質量的空氣，以便提供最佳空燃比提高發(fā)動機的熱效率和消除不良燃燒污染物生成，為了主動準確地掌握發(fā)動缸內的燃燒溫度，還設置了本領域先前工作者曾經為之探索的隨發(fā)動機工況變化向增壓缸內噴入水霧的增壓缸內噴水中冷壓縮泵噴系統(以下簡稱“背景中冷系統”)，但該系統具有結構復雜、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”由“二次發(fā)動缸內噴水系統(10)”的挺桿(18)側作出斜形挺桿頭(28)向上驅動噴咀(25)正對增壓缸進風管(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；結合圖5示出：與泵頭(29)作牽引聯接的拉桿(32)，橫向穿過構件座一(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)裝在機體外壁(35)上，機體外壁(35)外面還裝有調節(jié)板(45)；調節(jié)手柄(37)在調節(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節(jié)斜形挺桿頭(28)對泵噴水咀泵頭(29)的驅動量，從而調控噴水咀(25)噴出水液的量，螺母(38)進行微調。結合圖4和6示出：上端側伸出部分(40)作有輪齒、下端作出扇形凸輪(39)的圓筒構件(43)套裝在構件座一(39)上。圓筒構件(43)上側伸出部分(40)作出的輪齒，與裝配在隨發(fā)動機工況作軸向運動滑動軸(46)筒套(41)上的齒條(44)嚙合；調節(jié)手柄(37)使離合板(35)朝上，與圓筒構件(43)下端的扇形凸輪接觸，于是，當滑動軸套筒(41)隨發(fā)動機工況作軸向運動時，扇形凸輪(39)帶動拉桿(32)作進退運動，泵噴水咀(31)就隨發(fā)動機工況的變化向增玉缸進風管噴入水液。

上述背景中冷系統，耗用所述諸多的工作部件，且運動件多，結構復雜，不僅造成制造安裝和維護的困難及其費用的增加，同時造成工作性能差，難以達到準確穩(wěn)定可靠的要求，尤其是如圖4示出：側挺桿頭(28)對異型噴水咀的泵頭(29)只作垂直驅動，此兩者之間沒有相對橫向移動的機制，由此，該系統只有噴水量的調控，而沒有緩沖、定時、定速率的調控功能，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。

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

從說明書附圖2、3、4的示出，噴咀(25)正對增壓缸進風管(23)，是背景中冷系統和發(fā)明中冷系統兩系統共有的必要的不可改變的技術特征；在圖4中示出，背景中冷系統噴咀(25)的左邊，是“二次發(fā)動缸內噴水系統(10)”的挺桿(18)，這表明了在發(fā)動機原結構中沒有上述擬定的“發(fā)明中冷系統”設置挺桿(7)的位置；背景中冷系統隨發(fā)動機工況變化作軸向運動的調控軸即滑動軸(46)的尾段，是以齒條牙齒軸向地驅動“增壓缸內吸入空氣量調控機構”的調節(jié)桿(12)，故而不允許其滑動軸(45)作轉動動作，但“發(fā)明中冷系統”的一搖臂(6)固定在滑動軸軸段一(1)上(見圖1、3示出)，當挺桿頭(7)驅動搖臂(6)時，滑動軸段一(1)會轉動一定的角度，如果用滑動軸(46)作發(fā)明中冷系統的滑動軸，這與滑動軸(45)尾段只作軸向運動而不允許滑動軸(45)轉動相抵觸；如果用圖4示出的背景技術中“二次發(fā)動缸內噴水系統(10)”的滑動軸(42)作發(fā)明中冷系統中的搖桿機構搖臂軸即滑軸時，同理，由于“二次發(fā)動機缸內噴水系統(10)”的挺桿(18)驅動該系統的搖臂時，其滑動軸(42)轉動的角度和速度，與所發(fā)明中冷系統挺桿頭(7)驅動搖臂(6)時滑動軸轉動的角度和速度不同，同樣造成了系統運轉時相互沖突的現象；若將發(fā)明中冷系統另設置一滑動軸，則增加發(fā)動機的復雜性，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”，必須首先解決所述設置位置及滑動軸共用存在的問題。

技術實現要素：

為了解決[0006]段所述的問題，采用以下技術手段：1、將“二次發(fā)動缸內噴水系統(10)”在圖4示出的背景技術中位置向后移動，在移出的位置上作出發(fā)明中冷系統(如圖1和2示出)；2、去掉背景滑動軸(42、46)，重新設置一隨發(fā)動機工況變化作軸向運動且在軸座內滑動的調控軸即滑動軸，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)相聯接的一端各作出圓柱(14)，分別吻合且可以轉動地插入軸段二(17)作出的圓筒內；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轉動，當“二次發(fā)動缸內噴水系統(10)”和“發(fā)明中冷系統”的挺桿分別驅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計的轉動速度和角度不受干擾地自由運動。由上技術手段構成的滑動軸，可同時分別地對本“發(fā)明中冷系統”、“二次發(fā)動缸內噴水系統”以及軸段三(13)對應的“增壓系缸內吸入空氣量調控系統”進行隨發(fā)動機工況變化而工作的調控。

本發(fā)明的一種增壓缸內噴水中冷壓縮泵噴系統，主要由一種挺桿、一種搖桿機構、一種泵噴水咀構成，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構框架(20)上，其上段固定聯接挺桿頭(7)；挺桿頭(7)與搖桿機構搖臂(6)相對的一面，順搖桿軸軸向依設計的發(fā)動機最低至最高各工況中冷噴水參數的連線(即各工況下緩沖，噴水定時、速率、水量參數的連線)，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計的增壓缸內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)。所述搖桿機構用[0007]段所述隨發(fā)動機工況軸向運動的滑動軸(即調控軸)的軸段一(1)作搖臂軸，該搖臂軸可在軸座內滑動；搖臂(6)一端與挺桿頭(7)上的工作形狀正對，另一端固定聯接在軸段一(1)上，在固定一端與異型搖臂(3)結合處形成臂頭(5)，臂頭(5)可在異型搖臂(3)作出的臂頭槽內軸向滑動，并帶動異型搖臂(3)上下搖動；異型搖臂(3)一端套在軸段一(1)上與軸段一(1)為滑動聯接，由軸座(2、8)固定其軸向位置，另一端聯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)構成，噴咀(25)正對增壓缸(21)的進風管(23)；當軸段一(1)隨發(fā)動機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，必定對應發(fā)動機的某一工況，搖臂(6)與挺桿頭(7)相對的一端就對應挺桿頭(7)工作形狀上的該某一工況，于是，當挺桿頭上工作形狀驅動搖臂(6)工作時，系統就在該某一工況設計的工作參數下工作，泵噴水咀的噴咀(25)就隨發(fā)動機工況的要求向增壓缸進風管內噴射水霧。

積極效果

說明書[0008]段記載和附圖1、2、3聯合示出：本發(fā)明的增壓缸內噴水中冷系統，其挺桿頭(7)固定聯接在挺桿(24)上，與挺桿為一整體結構，挺桿(24)固定聯接在與發(fā)動缸活塞同步運動的增壓機構框架(20)上，且挺桿垂直運動有機體橫隔板(19)和頂蓋板(27)的挺桿通口定位，挺桿頭(7)上下往復運動穩(wěn)定準確可靠；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)有機的結合，使得“發(fā)明中冷系統”依發(fā)動機工況的變化，按設計要求的緩沖、定時、速率和噴水量的參數準確可靠地工作。相對于“背景中冷系統”，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，其中尤其是構件(43)和(46)；節(jié)省了大量的生產費用和安裝維護的麻煩，同時克服了“背景中冷系統”工作性能差、難以準確、穩(wěn)定、可靠地工作和調控功能欠缺的缺陷。相對于現有技術具有突出的實質性的特點和顯著的進步。

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，分別調控“增壓缸內噴水中冷系統”、“二次發(fā)動缸內噴水冷卻系統”、“增壓缸內吸入空氣量調控系統”，在同一根軸上實現了具有調控上述三個重要工作系統隨發(fā)動機工況變化工作的功能(如圖1、2示出)。由此，簡化了發(fā)動機的結構，節(jié)省了發(fā)動機制造安裝及維護的費用。

圖4示出，將“背景中冷系統”的調控部分，設置在發(fā)動機體內，而本“發(fā)明中冷系統”設置在發(fā)動機頂蓋板(27)上(圖1、2示出)，消除了“背景中冷系統”安裝、檢測、維護和更換困難的缺陷。

提高活塞往復發(fā)動機的增壓度進而提高發(fā)動機的功重比，是本領域競爭和發(fā)展的重要課題之一。當發(fā)動機的增壓技術解決了增壓度的提高(如前[0002]段所述增壓機構)和增壓空氣量準確地隨發(fā)動機工況變化的調控技術(發(fā)明申請201610312425.5中作出)后，準確地隨發(fā)動機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，就成為了增壓系統的關鍵技術，它直接關系到發(fā)動缸內燃燒溫度而導致熱效率下降、不良燃燒污染物的生成、以及熱負荷的危害。此項技術的重要性和要求，如同發(fā)動機的燃油泵噴技術一樣的重要和嚴格。本發(fā)明的增壓缸內噴水中冷泵噴系統的技術特征，能使泵噴水液的工作達到如同燃油泵噴同樣的隨發(fā)動機工況的變化依設計的定時、定量、定速率地進行泵噴工作的要求，而且結構簡單、傳動直接、工作性能穩(wěn)定、準確可靠；解決了本領域先前工作者曾經為之控索而未能實現的：向增壓空氣噴入設計的一定量的水霧，使其與空氣混合壓縮，既對壓縮空氣進行了適當的冷卻，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)動缸內噴水冷卻配合，既可以抑制發(fā)動缸內高溫污染物NO的出現，又不致于因水蒸汽的成份過剩而導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“一種活塞往復內燃機的噴水系統”中作有詳細論述，該申請已通過實質審查進入授權階段)的技術手段。使發(fā)動機超高增壓(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，促進了活塞往復內燃機的進步和發(fā)展，可產生積極的經濟效果和良好的社會效益。

附圖說明

圖1：系統結構發(fā)動機蓋板上平面圖；圖2：系統結構左視圖；圖3：系統結構前視圖；圖4：系統背景技術左視圖；圖5：系統背景技術機體蓋板下面平面圖；圖6：背景技術前視圖。

具體實施方式

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

將圖4背景技術中“二次發(fā)動缸內噴水冷卻系統(10)”和“增壓缸內噴水中冷系統”(下簡稱“背景系統”)的隨發(fā)動機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)動機工況的變化作軸向運動，并與軸座(2、8、16)作滑動聯接可在軸孔內滑動，如圖1、2示出。

如圖1和2示出：將背景技術中“二次發(fā)動缸內噴水冷卻系統(10)”從圖4中示出的發(fā)動機結構中的原位置后移，用軸段二(17)替代背景技術中滑動軸(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”的滑動軸，軸段一(1)與軸段二(17)相聯接的一段作出圓柱，圓柱吻合地插入軸段二(17)前段的圓筒內，由軸向定位銷從定位口固定在圓柱上作軸向定位聯接，定位銷和定位口軸向吻合且可在定位口內作橫向滑動，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自由地轉動一定的角度。軸段二(17)與軸段三(13)之間的聯接同軸段一與軸段二的聯接方式相同，同理，軸段二(17)在作軸向運動的同時也可以自由地轉運一定角度，而軸段三(13)與增壓缸內吸入空氣量調控系統的伸縮桿(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)的軸向依設計的、發(fā)動機從低至高各工況的緩沖、定時、定量、定速率工作參數連線作出的工作形狀；另一端固定聯接在軸段一(1)上，其固定端與異型搖臂(3)結合處形成的臂頭(5)與異型搖臂(3)上作出的滑動槽吻合，帶動異型搖臂(3)作上下搖動，并可在異型搖臂(3)的滑動槽內作軸向滑動；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)聯接。

挺桿頭(7)固定聯接在挺桿(24)上，挺桿(24)固定聯接在與發(fā)動缸活塞同步運動的增壓機構框架(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)構成的泵噴水咀(30)，其噴咀(25)正對增壓缸(21)的進風管(23)，泵頭(4)與搖桿機構異型搖臂(3)聯接。