專利名稱：一種四沖程增壓柴油機的新掃氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增壓柴油機掃氣方法。
對四沖程增壓柴油機，為了降低高溫零部件熱負荷，減少殘余廢氣，提高氣缸充量，均愛采用進氣和排氣閥同時開啟一段較長時間的辦法使燃燒室掃氣。如我國4146柴油機，在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分條件下渦輪增壓時，進氣和正常排氣重迭角為130曲軸轉(zhuǎn)角，此時排氣為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，增壓后機械效率增加，過量空氣系數(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中發(fā)現(xiàn)，由于掃氣的讓閥坑破壞了半開式燃燒室，導制渦輪增壓后柴油機的燃油消耗率不低于非增壓機?！短岣卟裼蜋C功率和改善其經(jīng)濟性的途徑》一書、(中國第一機械工業(yè)部內(nèi)燃機研究所)研究指出，在活塞頂部采用半開式燃燒室時，活塞頂上讓閥坑會使混合氣的形成大大惡化，導致燃油消耗率增加，研究還指出，讓閥坑使半開式燃燒室柴油機的燃燒消耗率增加4-8克/馬力小時。該書同時指出，當活塞頂上具有開式燃燒室時，讓閥坑對燃油消耗率的惡化不甚明顯。但中、小功率柴油機多為半開式燃燒室，在燃燒室內(nèi)，讓閥坑使擠流或進氣渦流遭到了不同程度的破壞，導致油耗增加。對于分開式燃燒室柴油機，讓閥坑同樣會破壞混合器的形成過程。
本發(fā)明提供一種新的掃氣方法，在進氣沖程內(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啟，其開啟的持續(xù)期按曲軸轉(zhuǎn)角度量為60°-150°。最佳值通過實驗確定或通過特征線法循環(huán)模擬程序計算確定。這種排氣方法通過雙峰排氣凸輪實現(xiàn)，既在正常排氣凸輪上增加一個輔助排氣凸輪。正常排氣凸輪與輔助排氣凸輪的型線可以相鄰接，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，由于活塞頂部無讓閥坑或讓閥坑同非增壓機一樣淺，不會破壞燃燒室，因此燃油消耗率將較普通在換氣過程上死點附近有較大的進氣和正常排氣重迭角的增壓柴油機低些;由于有較大的進氣和輔助排氣重迭角，排氣總管的排氣溫度或渦輪進氣溫度較不掃氣的增壓柴油機低些;對于三缸一支排氣管的脈沖渦輪增壓柴油機輔助排氣的持續(xù)角應(yīng)維持到壓縮沖程初期始關(guān)，這時氣缸內(nèi)的燃燒壓力也低于普通增壓柴油機。


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的增壓系統(tǒng)圖。1為第一個氣缸，2為第二個氣缸，3為第三個氣缸，4為第四個氣缸，T為渦輪，C為壓氣機。
圖3為速度特性曲線。橫座標為轉(zhuǎn)速，縱座標為渦輪出口溫度。
圖4為負荷特性曲線。橫座標為功率，縱座標為渦輪出口溫度。
這種掃氣方法，在四缸脈沖渦輪增壓柴油機495Z上作了對比試驗。該機增壓系統(tǒng)如圖2所示，發(fā)火次序為1-3-4-2。雙峰凸輪角度分別為θ＝0°，θ1與正常排氣無掃氣凸輪相同，θ2＝60°。該試驗與無掃氣排氣凸輪原方案進行比較試驗，其它結(jié)構(gòu)參數(shù)在兩種方案中保持一致。試驗結(jié)果的性能特性曲線示于圖3和圖4。這些特性曲線指出，新方案渦輪出口溫度可降低50℃-65℃。符合設(shè)計性能預測結(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的新掃氣方法說明書第1、2頁勘誤表
權(quán)利要求
1.一種四沖程增壓柴油機進排閥同時開啟的掃氣方法，其特征為在進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啟；而活塞頂部的讓閥坑可以免去或保持同非增壓機一樣淺。
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)明公開了一種增壓柴油機的新的掃氣方法。該方法的實現(xiàn)是通過一個雙峰凸輪，在進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啟，而活塞頂部的讓閥坑可以免去或保持同非增壓機一樣淺。
文檔編號F02B3/06GK1035342SQ8810318
公開日1989年9月6日 申請日期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 申請人:華中理工大學