專利名稱:用于空氣動力v型多缸發(fā)動機的控制器的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種發(fā)動機用的裝置,具體而言,涉及一種用于空氣動力V型多缸發(fā)動機的控制器。
背景技術:
發(fā)動機被廣泛應用于各行各業(yè)中,在現(xiàn)代交通運輸工具比如汽車、輪船等中,一般采用以燃油作為動力源的活塞式內燃發(fā)動機。這種采用燃油作為動力源的發(fā)動機一方面因燃油燃燒不充分,使得排出的氣體中含有大量的有害物質而污染環(huán)境,另一方面因使用的燃油是從石油中提煉而獲得,石油資源的日益緊缺使得燃油發(fā)動機的發(fā)展和利用受到越來越多的限制。因此開發(fā)新的、潔凈的、無污染的替代能源,或者盡可能地減少燃油消耗、降低 排放成為發(fā)動機發(fā)展中急需解決的問題。為此,各國經歷了復雜而艱辛的探索之路,研究和開發(fā)了多種動力源,比如代用燃料、電動驅動、燃料電池和太陽能電池等。代用燃料汽車,如天然氣(CNG、LNG)汽車、醇類汽車、二甲醚汽車等仍然有排放污染和熱效應,有些燃料還有毒性,有些燃料燃燒控制困難,因而在實際使用中依然存在諸多困難和挑戰(zhàn)。電動汽車行駛中無污染排放、噪聲低、能量轉換效率高,但電池驅動的電動汽車受制于車載電池,在比功率、循環(huán)壽命、充放電性能、造價和安全性方面一時難以達到實用的程度,同時,電池本身存在嚴重的二次污染?;旌蟿恿﹄妱榆嚲哂须姵仉妱榆嚭蛢热紮C汽車的優(yōu)點,但仍存在排放和污染問題,并且由于兩套動力裝置的存在,其驅動和控制系統(tǒng)變得異常復雜,從而阻礙了實際應用和發(fā)展。燃料電池被人們寄予厚望,可實現(xiàn)動力輸出的零排放,能量轉換率高,但燃料電池的制造成本高,氫氣的安全存儲、制備和灌裝都有許多問題,這就大大制約了這種動力源的發(fā)展和使用。太陽能電池仍需減少電池體積和提高光電轉換效率,因而具體應用到交通運輸工具上仍需取得突破性進展。綜上所述,上述的各種新的動力源或它們構成的混合動力源均存在不足之處,因而,迫切需要一種沒有污染、用之不竭的新型能源,壓縮空氣動力源正好滿足了這種要求。最早研究壓縮空氣動力發(fā)動機的為法國MDI公司的設計師Guy Negre,它提出了壓縮空氣發(fā)動機的概念,試圖解決“零排放”與可循環(huán)能源的利用問題,從此揭開了發(fā)動機研究的新篇章,并于2002年推出了第一款純空氣動力的經濟型家用橋車。壓縮空氣壓縮機使用高壓壓縮空氣作為動力源,空氣作為介質,在壓縮空氣發(fā)動機工作時,將壓縮空氣存儲的壓力能轉換為其他形式的機械能。關于壓縮空氣發(fā)動機的研究可見FR2731472A1、US6311486BUUS2007010110802A1 等。FR2731472A1公開了一種可在燃料供應和壓縮空氣供應兩種模式下工作的發(fā)動機,在高速公路上采用普通燃料如汽油或柴油,在低速特別是市區(qū)和市郊,將壓縮空氣(或其他任何非污染的壓縮氣體)注入燃燒室。這種發(fā)動機雖然部分地降低了燃料消耗,由于仍然采用了燃油工作模式,排放問題依然未能解決。[0009]為了進一步減輕污染,US6311486B1公開了一種純空氣動力發(fā)動機,這種類型的發(fā)動機采用了三個獨立的室吸氣-壓縮室、膨脹排氣室和恒定容積燃燒室,并且吸氣-壓縮室通過閥連接到恒定容積燃燒室,恒定容積燃燒室通過閥連接到膨脹排氣室。這種發(fā)動機的問題之一是壓縮氣體從吸氣-壓縮室到膨脹排氣室經歷的時間較長,獲得驅動活塞做功的動力源氣體時間較長,同時,從膨脹排氣室排出的高壓氣體未能得到使用,這就限制了這類發(fā)動機的工作效率及單次充氣持續(xù)工作時間。國內一些研究人員和單位也對壓縮空氣發(fā)動機進行了研究,但絕大多數(shù)集中在壓縮空氣動力發(fā)動機的可行性及工作原理上,比如許宏等(“壓縮空氣動力汽車的可行性研究”,《中國機械工程》第13卷第17期第1512-1515頁,2002年9月)。國內一些專利文獻比如CN1851260A、CN100560946C、CN101705841A雖也對壓縮空氣發(fā)動機進行了研究,但多屬于理論研究和概念設計,均未能解決壓縮空氣的排放(通常具有較高的壓力,比如30bar左右)以及高壓壓縮空氣的控制和分配問題,離壓縮空氣發(fā)動機的產品化過程還有很長的路要走。本申請的申請人在其申請?zhí)枮?01110331831. 3的中國申請中公開一種以壓縮空氣作為動力源的二沖程動力發(fā)動機總成,該發(fā)動機包括氣缸、缸蓋系統(tǒng)、進氣管路、排氣管路、活塞、連桿、曲軸、排氣凸輪軸、進氣凸輪軸、前齒輪箱系統(tǒng)和后齒輪箱。這種發(fā)動機利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料,因此沒有廢氣排放,實現(xiàn)了 “零排放”,并且重復利用廢氣進行發(fā)電,節(jié)省了能源,降低了成本。但這種發(fā)動機是直列多缸發(fā)動機,控制器中的每個控制器氣門孔中只安裝一個控制器氣門,在發(fā)動機總體長度一定的情況下,限制了氣缸缸數(shù),因而限制了發(fā)動機的總輸出功率。顯然,201110331831. 3號申請所公開的這種二沖程動力發(fā)動機總成輸出功率不高,大大浪費了發(fā)動機的體積空間,從而限制了發(fā)動機的工業(yè)應用前景。基于上述問題,本實用新型提供一種用于空氣動力V型多缸發(fā)動機的控制器,旨在解決V型多缸發(fā)動機的壓縮空氣調節(jié)和分配問題。
實用新型內容相當于本實用新型原始要求范圍內的某些實施例作如下概括。這些實施例并非限制所請求保護的實用新型范圍,而是試圖提供本實用新型的多種可能形式的簡要概括。實際上,本實用新型可包括類似于或不同于下面提出的實施例的不同形式。根據(jù)本實用新型的一個方面,提供一種用于空氣動力發(fā)動機的控制器系統(tǒng)。所述控制器包括高壓共軌恒壓管、多個控制器單元和進氣凸輪軸外殼。所述控制器單元由控制器上蓋、具有控制器氣門和中座凸起的控制器中座和控制器下座組成;所述控制器上蓋、控制器中座和控制器下座依次通過螺栓可拆卸地密封連接,并且其中,所述控制器上蓋內設有高壓進氣管路,所述高壓進氣管路螺紋連接到高壓共軌恒壓管,所述高壓進氣管路與高壓共軌恒壓管內的腔連通,以接收來自高壓共軌恒壓管內的壓縮空氣。優(yōu)選的是,所述控制器單元的個數(shù)為6個,每一個控制器單元內含有兩個所述控制器氣門。優(yōu)選的是,所述控制器單元的控制器中座內安裝有兩個控制器氣門、兩個控制器氣門彈簧、兩個氣門座套、兩個控制器氣門彈簧座套,所述控制器氣門受控制器氣門彈簧的預作用力在發(fā)動機無需進氣時抵靠在控制器氣門座套上。優(yōu)選的是,所述兩個控制器氣門分別與第一和第二氣缸進氣孔連通,以對V型氣缸的左右兩側多個氣缸供氣。在本實用新型的實施例中,所述控制器中座內安裝有控制器進氣門、控制器氣門彈簧、油封襯套、控制器氣門彈簧下座和控制器氣門座套,所述控制器氣門受控制器氣門彈簧的預作用力在發(fā)動機無需進氣時抵靠在控制器氣門座套上。進一步地,所述控制器下座內設有控制控制器氣門開閉的控制器挺柱,所述控制器挺柱由進氣凸輪軸制動,以接收來自進氣凸輪軸的運動。進氣凸輪軸由曲軸通過前齒輪箱的曲軸齒輪和過橋齒輪帶動,以在發(fā)動機工作時,帶動控制器挺柱運動,進而實現(xiàn)控制器系統(tǒng)的控制器氣門的關閉。優(yōu)選的是,所述高壓共軌恒壓管的兩端裝配有高壓共軌恒壓管端蓋。更加優(yōu)選的是,所述高壓共軌恒壓管端蓋具有向外延伸的凸緣,該凸緣伸入到高壓進氣控制調速閥和高壓共軌恒壓管之間的管路內,并通過螺紋連接與高壓管路可拆卸地固定連接。在本實用新型的另一個方面,控制器系統(tǒng)的控制器中座在其中部對稱地設有兩組直徑不同的孔,從上到下依次為控制器氣門座套孔、控制器氣門孔、油封襯套孔、控制器氣門彈簧孔,并且其中,控制器氣門座套孔的直徑大于控制器氣門孔的直徑并且大于油封襯套孔的直徑,控制器氣門孔的直徑大于油封襯套孔的直徑,控制器氣門彈簧孔的直徑小于控制器氣門孔的直徑,控制器氣門彈簧孔的直徑小于控制器氣門孔的直徑,并且略小于控制器氣門座套孔的直徑。根據(jù)本實用新型的再一個方面,所述控制器氣門孔與氣喉孔連接孔連通,以在控制器氣門打開時,將來自高壓共軌恒壓管的壓縮空氣經由支進氣管路進入氣喉孔連接孔。此外,本實用新型的控制器系統(tǒng)還包括油封襯套,所述油封襯套安裝在油封襯套孔內,并支撐在控制器氣門彈簧之上,其內通過控制器氣門的氣門桿。此外,本實用新型的控制器系統(tǒng)的控制器氣門彈簧安裝在控制器氣門彈簧孔內,其下端支撐有控制器氣門彈簧下座,并通過控制器氣門鎖夾片緊固在控制器氣門彈簧下座之上。通過本實用新型的控制器系統(tǒng),可以有效地將來自高壓氣罐組的高壓壓縮空氣分配到發(fā)動機的各個氣缸,從而實現(xiàn)發(fā)動機的連續(xù)、可靠地操作。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本實用新型的優(yōu)選但非限制性的實施例,本實用新型的這些和其他特征、方面和優(yōu)點在參考附圖閱讀如下詳細描述時將變得顯而易見,其中圖I是根據(jù)本實用新型的移除控制器和氣缸蓋后的空氣動力V型多缸發(fā)動機主體I的三維斜視透視圖;圖2是圖I中的發(fā)動機主體的排氣凸輪軸結構示意圖;圖3是圖I中的曲軸-連桿-活塞系統(tǒng)總成的曲軸單元結構示意圖;圖4為本實用新型的用于空氣動力V型多缸發(fā)動機的控制器的立體透視圖;圖5為圖4中的控制器的縱向橫截面視圖;圖6為圖4中的控制器的橫向橫截面?zhèn)纫晥D;[0033]圖7是圖4中的發(fā)動機主體的進氣凸輪軸結構示意圖;圖8為V型多缸發(fā)動機的各氣缸的排列順序的示意圖;圖9為圖8中優(yōu)選實施例的V型多缸發(fā)動機的各氣缸的工作順序的示意圖。
具體實施方式
以下的說明本質上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應用或用途。應當理解的是,在全部附圖中,對應的附圖標記表示相同或對應的部件和特征??諝鈩恿Πl(fā)動機的做功過程比較簡單,只有壓縮空氣膨脹做功的過程。現(xiàn)在參閱圖1,圖I為根據(jù)本實用新型的移除控制器和氣缸蓋后的空氣動力V型多缸發(fā)動機主體1000的三維斜視透視圖。圖I示例性地示出了 12個活塞-連桿機構,每個活塞-連桿機構具有I個活塞1140A和I個連桿1170A。在備選方案中,活塞1140A、氣缸和連桿1170A的數(shù)目可以分別是本領域技術人員可以想得到的2個、4個、6個、8個、12個或其他數(shù)目個數(shù)。相應地,曲軸1020作適應地匹配性設計,以適應活塞-連桿單元數(shù)。在示例性實施例中,如圖3中所見,曲軸1020優(yōu)選的是具有6個單元曲拐,其對應本實用新型的優(yōu)選實施方案。從控制器來的高壓壓縮空氣經由進氣管路通過氣缸蓋上的氣喉直接進入膨脹排氣室。高壓氣體在膨脹排氣室內膨脹做功,推動活塞1140A向下運動,此為做功沖程。做功沖程輸出的功通過曲軸連桿系統(tǒng)向外輸出動力。活塞1140A在氣缸內由下止點位置向上止點位置運動時,排氣閥打開,具有一定壓力的空氣自膨脹排氣室中經由排氣管排出,此為排氣沖程。在活塞1140A快到上止點時,排氣閥關閉,控制器又開始為膨脹排氣室供氣,進入下一個循環(huán)。顯然,本實用新型的發(fā)動機的曲軸1020每轉動一圈(360度),就做功一次,而不像傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機,在曲軸轉動兩圈(720度)的過程中完成一次完整的進氣、壓縮、膨脹和排氣沖程。這就如二沖程發(fā)動機一樣,但又與傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機不同,因為傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機通常在氣缸底部設有進氣口,并在氣缸適當位置設有掃氣口和排氣口。而本實用新型的二沖程發(fā)動機是在氣缸的頂部設有用于高壓壓縮空氣進氣的氣喉和用于尾氣排放的排氣孔,并且氣喉的連通和閉合是進氣凸輪軸1150通過控制器實現(xiàn)的,而排氣孔的連通和閉合是由曲軸帶動排氣凸輪軸1070轉動,并通過搖臂控制排氣閥的打開和關閉而實現(xiàn)的。因此本實用新型的二沖程發(fā)動機是完全不同于傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機的,其有效地利用了可直接膨 脹做功的高壓空氣,曲軸1020每轉動一圈活塞1140A就做功一次,因而在相同的排氣量情況下,相比較傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機而言,功率可提高一倍?,F(xiàn)在參考圖3,曲軸1020包括飛輪連接端1021、潤滑油油孔1022、連桿旋轉軸1023和曲軸前齒輪軸1024。曲軸1020上的連桿旋轉軸1023設有一個或多個潤滑油油孔1022,以便為曲軸提供潤滑機油。曲軸前齒輪軸1024的右側相鄰處設有齒輪連接螺栓,以與前齒輪箱系統(tǒng)中的相應齒輪連接。飛輪連接端1021的外側相鄰位置設有飛輪連接螺栓,以與飛輪1120形成固定連接。在本實用新型的優(yōu)選實施例中,曲軸的單元曲拐1080包括六個單元曲拐,分別是第一單元曲拐10801、第二單元曲拐10802、第三單元曲拐10803、第四單元曲拐10804、第五單元曲拐10805、第六單元曲拐10806。其分別對應于第一至第六連桿1170A或活塞1140A。在備選實施例中,單元曲拐1080可包括不同數(shù)目的單元曲拐,比如2個、4個、6個、8個、12個或更多個,這些均是本領域技術人員容易想到的。在圖3中的優(yōu)選實施例中,各單元曲拐的相位作如下設置第一單元曲拐10801與第二單元曲拐10802相差-120度、第二單元曲拐10802與第三單元曲拐10803相差-120度、第三單元曲拐10803與第四單元曲拐10804相差180度、第四單元曲拐10804與第五單元曲拐10805相差120度、第五單元曲拐10805與第六單元曲拐10806相差120度。如此設置下的曲拐單元,可以實現(xiàn)曲拐單元的工作順序為第一和第五單元曲拐同時工作,而后第三和第六單元曲拐一起工作,最后第二和第四單元曲拐一起工作。對應的活塞以進氣凸輪軸1150對稱分為左右兩列,其中第一活塞#1、第三活塞#3、第五活塞#5、第七活塞#7、第九活塞#9、第i^一活塞#11位于左側;第二活塞#2、第四活塞#4、第六活塞#6、第八活塞#8、第十活塞#10、第十二活塞#12位于右側。如此一來,相 應的發(fā)動機活塞的工作順序為#1 — #6 — #9 — #12 — #5 —#4 — #11 — #8 — #3 — #2 — #7 — #10 — #1。根據(jù)本實用新型的教導,本領域技術人員可設置不同于本實用新型的單元曲拐及其工作相位和工作順序,但其均落在本實用新型的范圍內。繼續(xù)參考圖1,活塞1140A通過連桿1170A與曲軸1020連接。連桿1170A包括連桿小頭、連桿體和連桿大頭。連桿大頭包括連桿蓋,連桿蓋的內側形成圓形的空間,以通過置于空間內的連桿軸瓦與曲軸的曲柄銷連接?;钊?140A的外圓周表面設置有四氟乙烯阻油環(huán)和四氟乙烯活塞環(huán)。在圖示的示例性實施例中,每個活塞1140A上設置有4道四氟乙烯活塞環(huán)和2道四氟乙烯阻油環(huán)。在備選實施例中,四氟乙烯阻油環(huán)和四氟乙烯活塞環(huán)的數(shù)目可以變化,例如均可以是2道、3道、4道或更多道。四氟乙烯阻油環(huán)起阻油作用,四氟乙烯活塞環(huán)起刮油作用,它們共同作用,保證潤滑油可靠地潤滑和密封?,F(xiàn)在參考圖2,圖2為圖I中的發(fā)動機主體1000的排氣凸輪軸1070結構示意圖。排氣凸輪軸1070包括單元凸輪1110A。在示例性實施例中,單元凸輪1110A包括6個單元凸輪,其分別為第一單元凸輪2701、第二單元凸輪2702、第三單元凸輪2703、第四單元凸輪2704、第五單元凸輪2705、第六單元凸輪2706。在備選實施例中,單元凸輪1110A的數(shù)目可以是2個、4個、6個、8個、12個或更多個,這取決于發(fā)動機氣缸數(shù)和每一個氣缸的排氣閥個數(shù)。在本實用新型的示例性實施例中,每個單元凸輪1110A包括兩個凸輪,每個凸輪控制其對應的排氣閥的開啟。在圖2中的優(yōu)選實施例中,各個單元凸輪1110A的相位作如下設置第一單元凸輪2701與第二單元凸輪2702相差-120度、第二單元凸輪2702與第三單元凸輪2703相差-120度、第三單元凸輪2703與第四單元凸輪2704相差180度、第四單元凸輪2704與第五單元凸輪2705相差120度、第五單元凸輪2705與第六單元凸輪2706相差120度。如此設置下的單元凸輪,可以實現(xiàn)單元凸輪的工作順序為第一和第五單元凸輪同時工作,而后第三和第六單元凸輪一起工作,最后第二和第四單元凸輪一起工作。對應的活塞以進氣凸輪軸1150對稱分為左右兩列,其中第一活塞#1、第三活塞#3、第五活塞#5、第七活塞#7、第九活塞#9、第i^一活塞#11位于左側;第二活塞#2、第四活塞#4、第六活塞#6、第八活塞#8、第十活塞#10、第十二活塞#12位于右側。如此一來,相應的發(fā)動機活塞的工作順序為#1 — #6 — #9 — #12 — #5 — #4 — #11 — #8 — #3 — #2 — #7 — #10 — #1。根據(jù)本實用新型的教導,本領域技術人員可設置不同于本實用新型的單元凸輪及其工作相位和工作順序,但其均落在本實用新型的范圍內?,F(xiàn)在參考圖4-圖6,其為壓縮空氣發(fā)動機的控制器的視圖。如圖4所示,控制器包括高壓共軌恒壓管2070、控制器單元2000和進氣凸輪軸外殼2290。在圖4-圖6所示的控制器中,控制器包括6個控制器單元2000,其對應V型12缸多缸發(fā)動機。根據(jù)V型多缸發(fā)動機缸體數(shù)的不同,控制器單元2000的數(shù)目可以變化,其例如可以是2個、3個、4個、5個、7個等??刂破鲉卧?000包括控制器上蓋2080、控制器下座2270、控制器中座2140。每個控制器中座2140中設有I個中座凸起2291、I個中座安裝外緣2292、第一和第二控制器氣門2100、第一和第二控制器氣門彈簧2170、第一和第二控制器氣門座套2120、第一和第二控制器氣門彈簧座套2180和第一和第二油封襯套2160。為了描述的方便,我們將為左側氣缸供氣的控制器氣門2100稱為第一控制器氣門2100,為右側氣缸供氣的控制器氣門2100稱為第二控制器氣門。其他相應部件的名稱依次類推。第一和第二控制器氣門2100分別通過各自的控制器氣門座套2120支撐在中座安裝外緣2292和中座凸起2291之間。根據(jù)控制器氣門座套2120和控制器氣門2100的大小以及進氣凸輪軸1150中的相鄰兩個進氣凸輪的間距,可以確定中座凸起2291的厚度。中座凸起的存在使得每個控制器中座2140可以設定兩個控制器氣門2100,從而使得一個控制器單元2000可為V型多缸發(fā)動機的左右兩側的兩個氣缸提供壓縮空氣。在控制器中座2140內,在油封襯套2160和控制器氣門座套2120之間存在空腔(圖5中所示為控制器氣門孔2111),該空腔的側面設有進氣孔,在圖示實施例中,分別為第一氣缸進氣孔2130和第二氣缸進氣孔2280。氣缸進氣孔與氣缸蓋上
的氣喉孔相通,以在控制器氣門2100打開時,將來自高壓共軌恒壓管2070的壓縮空氣經由支進氣管路2112進入氣缸進氣孔2130、2180,從而將壓縮空氣送入膨脹排氣室,從而驅動發(fā)動機工作。高壓共軌恒壓管2070具有圓柱形外形,其也可為矩形、三角形等外形。高壓共軌恒壓管2070內部為例如是圓柱形的腔道,以接受來自進氣控制閥2020的高壓進氣,并大體上保持腔道內的壓縮空氣壓力均衡,以便使初始進入各個氣缸的膨脹排氣室內的高壓空氣具有相同的壓力,從而使發(fā)動機工作平穩(wěn)。高壓共軌恒壓管2070的兩端固定裝配有進氣后端蓋2060,在其與進氣控制閥2020連接的進氣后端蓋2060具有向外延伸的凸緣,該凸緣伸入到進氣控制閥2020和高壓共軌恒壓管2070之間的管路內,并通過例如是螺紋的連接方式與高壓管路可拆卸地固定連接。高壓共軌恒壓管2070的進氣后端蓋2060通過端蓋連接螺栓與高壓共軌恒壓管2070連接。高壓共軌恒壓管2070上設有對應于氣缸數(shù)目的上蓋連接孔(未標記),控制器上蓋2080通過上蓋連接孔固定密封地連通高壓共軌恒壓管2070。在圖示的優(yōu)選實施例中,上蓋連接孔的數(shù)目為6??刂破魃仙w2080在沿其中心線的剖面上具有倒T形,其具有圓柱形的支進氣管路2112和圓形下表面,支進氣管路2112通過其上端外圍的螺紋連接到上蓋連接孔內,以與高壓共軌恒壓管2070形成固定可拆卸地連接。控制器上蓋2080通過上蓋與中座連接螺栓或其他緊固件與控制器中座2140形成密封的、可拆卸固定連接??刂破髦凶?140通過中座與下座連接螺栓2220或其他緊固件與控制器下座2270形成密封的可拆卸固定連接。進一步參照圖4-圖6,控制器中座2140在其中部設有直徑不同的孔,從上到下依次為控制器氣門座套孔2121、控制器氣門孔2111、油封襯套孔2150、控制器氣門彈簧孔2171。在示例性實施例中,控制器氣門座套孔2121的直徑大于控制器氣門孔2111的直徑并且大于油封襯套孔2150的直徑,控制器氣門孔2111的直徑大于油封襯套孔2150的直徑??刂破鳉忾T彈簧孔2171的直徑小于控制器氣門孔2111的直徑,但要求大于油封襯套孔2150的直徑。在優(yōu)選實施例中,控制器氣門彈簧孔2171的直徑小于控制器氣門孔2111的直徑,并且略小于控制器氣門座套孔2121的直徑??刂破鳉忾T座套2120安裝在控制器氣門座套孔2121內,并支撐在控制器氣門孔2111之上。油封襯套2160安裝在油封襯套孔2150內,并支撐在控制器氣門彈簧2170之上,其內通過控制器氣門2100的氣門桿2110。該油封襯套2160除了對控制器氣門2100進行密封外還對氣門桿起導向作用??刂破鳉忾T彈簧2170安裝在控制器氣門彈簧孔2171內,其下端支撐有控制器氣門彈簧座套2180,并通過控制器氣門鎖夾片2190緊固在控制器氣門彈簧座套2180之上。在發(fā)動機不工作時,控制器氣門彈簧2170預加載一定的預張力,其將控制器氣門2100抵靠在氣門座套2120上,控制器氣門2100關閉,進而控制氣體的進入。如圖7所示,進氣凸輪軸1150上設有12個凸輪,分別為第一凸輪1151、第二凸輪1152、第三凸輪1153、第四凸輪1154、第五凸輪1155、第六凸輪1156、第七凸輪1157、第八凸輪1158、第九凸輪1159、第十凸輪1150-1、第i^一凸輪1150-2、第十二凸輪1150-3,分別用于控制V型多缸發(fā)動機的12個氣缸的進氣過程。以從進氣凸輪軸齒輪方向看順時針為正,逆時針為負,第一凸輪與第二凸輪相差90°,第二凸輪與第三凸輪相差30°,第三凸輪與第四凸輪相差90°,第四凸輪與第五凸輪相差30°,第五凸輪與第六凸輪相差90°,第六凸輪與第七凸輪相差90°,第七凸輪與第八凸輪相差90°,第八凸輪與第九凸輪相差150°,第九凸輪與第十凸輪相差90°,第十凸輪與第i^一凸輪相差150°,第i^一凸輪與 第十二凸輪相差90°?,F(xiàn)在參閱圖5和圖7,控制器下座2270經由進氣凸輪軸外殼孔2293固定焊接在進氣凸輪軸外殼2290上,其內部設有多個用于安裝控制器挺柱2200的安裝孔,其根據(jù)發(fā)動機氣缸數(shù)的不同,可以設置不同數(shù)目的用于控制器挺柱2200的安裝孔,例如可以是I個或2個??刂破魍χ?200安裝在控制器挺柱2200的安裝孔內,并隨安裝在進氣凸輪軸1150安裝孔內的進氣凸輪軸1150轉動而上下往復運動。當需要給發(fā)動機氣缸提供高壓壓縮空氣時,進氣凸輪軸1150的凸輪向上頂起控制器挺柱2200,控制器挺柱2200繼而頂起控制器氣門2100的氣門桿2110,使得氣門桿2110克服控制器氣門彈簧2170的拉力,離開控制器氣門座套2120,從而控制器氣門2100打開,高壓壓縮空氣得以從高壓共軌恒壓管2070進入膨脹排氣室,以滿足發(fā)動機的供氣需求。進氣凸輪軸1150上安裝有12個相差一定角度的凸輪,進氣凸輪軸1150轉動時就會推動12根挺柱2200上下運動,有的正在向上運動,有的達到最高點,有的向下運動,有的達到最低點,其工作順序依次為第一凸輪、第六凸輪、第九凸輪、第十二凸輪、第五凸輪、第四凸輪、第i^一凸輪、第八凸輪、第三凸輪、第二凸輪、第七凸輪、第十凸輪,當進氣凸輪軸1150隨曲軸1020轉過一定角度后,控制器氣門2100的氣門桿2110在控制器氣門彈簧2170的恢復力作用下重新坐落在控制器氣門座套2120上,控制器氣門2100關閉,供氣結束。由于本實用新型的壓縮空氣發(fā)動機為二沖程發(fā)動機,曲軸1020每轉動一周,控制器氣門2100和排氣閥各開閉一次,因此,很容易設置進氣凸輪軸1150和排氣凸輪軸1070的凸輪相位以及它們與曲軸的連接關系。本說明書詳細地公開了本實用新型,包括最佳模式,并且也能使本領域的任何人員實踐本實用新型,包括制造和使用任何設備或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何引入的方法。本實用新型的保護范圍由附加權利要求限定,并可包括在不脫離本實用新型保護范圍和精神的情況下針對本實用新型所作的各種變型、改型及等效方案。
權利要求1.一種用于空氣動力V型多缸發(fā)動機的控制器,所述控制器包括高壓共軌恒壓管(2070)、多個控制器單元(2000)和進氣凸輪軸外殼(2090);其特征在于,所述控制器單元(2000)由控制器上蓋(2080)、具有控制器氣門(2100)和中座凸起(2191)的控制器中座(2140)和控制器下座(2270)組成;所述控制器上蓋(2080)、控制器中座(2140)和控制器下座(2270)依次通過螺栓可拆卸地密封連接,并且其中,所述控制器上蓋(2080)內設有高壓進氣管路(2010),所述高壓進氣管路(2010)螺紋連接到高壓共軌恒壓管(2070),所述高壓進氣管路(2010)與高壓共軌恒壓管(2070)內的腔連通,以接收來自高壓共軌恒壓管(2070)內的壓縮空氣。
2.根據(jù)權利要求I所述的控制器,其特征在于,所述控制器單元(2000)的個數(shù)為6個,每一個控制器單元(2000 )內含有兩個所述控制器氣門(2100 )。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的控制器,其特征在于,所述控制器單元(2000)的控制器中座(2140)內安裝有兩個控制器氣門(2100)、兩個控制器氣門彈簧(2170)、兩個氣門座 套(2120)、兩個控制器氣門彈簧座套(2180),所述控制器氣門(2100)受控制器氣門彈簧(2170)的預作用力在發(fā)動機無需進氣時抵靠在控制器氣門座套(2120)上。
4.根據(jù)權利要求3所述的控制器,其特征在于,所述兩個控制器氣門(2100)分別與第一和第二氣缸進氣孔(2130,2280)連通,以對V型氣缸的左右兩側多個氣缸供氣。
5.根據(jù)權利要求I或2或4中任一項所述的控制器,其特征在于,所述控制器下座(2270)內設有控制控制器氣門(2100)開閉的控制器挺柱(2200),所述控制器挺柱(2200)由進氣凸輪軸(1150)制動,以接收來自進氣凸輪軸(1150)的運動。
6.根據(jù)權利要求3所述的控制器,其特征在于,所述控制器下座(2270)內設有控制控制器氣門(2100)開閉的控制器挺柱(2200),所述控制器挺柱(2200)由進氣凸輪軸(1150)制動,以接收來自進氣凸輪軸(1150)的運動。
7.根據(jù)權利要求5所述的控制器,其特征在于,所述進氣凸輪軸(1150)上安裝有12個凸輪,并且每個凸輪之間相差一定角度。
8.根據(jù)權利要求I或4所述的控制器,其特征在于,所述高壓共軌恒壓管(2070)的兩端裝配有進氣前端蓋(2230)和進氣后端蓋(2060)。
9.根據(jù)權利要求8所述的控制器,其特征在于,所述高壓共軌恒壓管(2070)的進氣后端蓋(2060)具有向外延伸的凸緣,該凸緣伸入到高壓進氣控制閥(2020)和高壓進氣管道(2010)之間的管路內,并通過螺紋連接與高壓管路可拆卸地固定連接。
10.根據(jù)權利要求I所述的控制器,其特征在于,所述控制器中座(2140)在其中部對稱地設有兩組直徑不同的孔,從上到下依次為控制器氣門座套孔(2121)、控制器氣門孔(2111)、油封襯套孔(2150)、控制器氣門彈簧孔(2171),并且其中,控制器氣門座套孔(2121)的直徑大于控制器氣門孔(2111)的直徑并且大于油封襯套孔(2150)的直徑,控制器氣門孔(2111)的直徑大于油封襯套孔(2150)的直徑,控制器氣門彈簧孔(2171)的直徑小于控制器氣門孔(2111)的直徑,并且略小于控制器氣門座套孔(2121)的直徑。
11.根據(jù)權利要求10所述的控制器,其特征在于,所述控制器氣門孔(2111)與氣缸進氣孔(2130,2280)連通,以在控制器氣門(2100)打開時,將來自高壓共軌恒壓管(2070)的壓縮空氣經由支進氣管路(2112)進入氣缸進氣孔(2130,2280)。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的控制器,其特征在于,所述控制器還包括油封襯套(2160),所述油封襯套(2160)安裝在油封襯套孔(2150)內,并支撐在控制器氣門彈簧(2170)之上,其內通過控制器氣門(2100)的氣門桿(2110)。
13.根據(jù)權利要求4或10所述的控制器,其特征在于,所述控制器氣門彈簧(2170)安裝在控制器氣門彈簧孔(2171)內,其下端支撐有控制器氣門彈簧座套(2180),并通過控制器氣門鎖夾片(2190)緊固在控制器氣門彈簧座套(2180)之上。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)動機用的裝置,具體而言,涉及一種用于空氣動力V型多缸發(fā)動機的控制器。該控制器包括高壓共軌恒壓管,由控制器上蓋、控制器中座和控制器下座組成的控制器單元和進氣凸輪軸外殼。并且其中,控制器上蓋內設有進氣管路,該進氣管路螺紋連接到高壓共軌恒壓管,以接收來自高壓共軌恒壓管內的壓縮空氣。
文檔編號F01B25/02GK202483633SQ20122009096
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權日2012年3月13日
發(fā)明者周劍, 周登榮 申請人:周劍, 周登榮