專利名稱：由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使用氣體燃料的內燃機，特別是一種由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機。
柴油機是一種廣泛使用的內燃機，其優點是使用壽命長，維護保養成本低，在高強度使用情況下，上述優勢尤為顯著。但柴油機的缺點是排放廢氣中有害成分含量較高，對環境污染較大。傳統的解決辦法是在發動機的燃料供給系統與燃燒室之間插入一個電子控制系統以減少排放廢氣中有害成分含量。但由于柴油機本身性質所限以及運行工況復雜等因素，很難有效地解決其排放污染問題。
本實用新型目的是提供一種由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，該內燃機能使排放廢氣中有害成分含量顯著降低，從而有效地解決了排放污染問題。此外采用該內燃機還能節約燃料和潤滑油料費用。
本實用新型是按如下技術方案實現的。該內燃機包括有氣缸蓋和活塞，將原有氣缸蓋和活塞之間所形成燃燒室加以擴大，以降低其壓縮比使適合使用氣體燃料，并配備火花點火設備，該火花點火設備可為現有汽油機的火花點火用的技術產品。擴大后的燃燒室可由該內燃機的活塞頂部的凹坑和氣缸蓋上相鄰的偏置凹坑所形成。可更換或修改原有氣缸蓋，在其上加工出該氣缸蓋上的凹坑；根據所需的燃燒室容積，既可使用原有的活塞，也可在原有的活塞上加工出所需凹坑。在氣缸蓋上凹坑和活塞頂部的凹坑之間形成部分重疊。氣缸蓋凹坑與活塞頂部的凹坑之間的重疊部分可小于氣缸蓋上凹坑的寬度。氣缸蓋上凹坑與活塞頂部的凹坑之間的重疊部分大體上等于氣缸蓋上凹坑寬度的三分之一時，效果最好。
也可只改變原有活塞頂部以擴大原有燃燒室，而不必在缸蓋上加工出凹坑。即只將活塞頂部加工出凹坑或將活塞頂部原有凹坑加以擴大，形成擴大的燃燒室。
上述的更改結構，可用于單缸或多缸內燃機上。使用的燃料可為天然氣或LPG或甲醇。
由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，還可配備調速裝置，與點火裝置一起，共同控制燃氣閥，以限制該內燃機的轉速。
下面以斯太爾WD(STEYR WD)系列柴油機做為改裝的實施例做具體介紹。
圖1為本實用新型的剖面示意圖，
圖2為
圖1所示結構的頂視示意圖，表示燃燒室各凹坑、火花塞、進排氣門間的位置關系，圖3為氣缸蓋凹坑與活塞頂部凹坑之間的重疊情況示意圖，圖4為改裝后的內燃機的調速和點火裝置的方框圖，圖5為調速器輸出及燃氣閥的設置示意圖，圖6、7和8為將原有燃燒室擴大的示意圖。
如
圖1、2所示為改裝后的燃燒室的結構，在氣缸蓋1和活塞4之間形成的擴大了的燃燒室2，該燃燒室是由活塞4頂部的凹坑11與氣缸蓋上相鄰的偏置凹坑5所形成的，小室6在凹坑5附近，火花塞7安裝在該小室6中，原有的進排氣門8、9位于火花塞7的兩側，氣缸蓋1上具有冷卻水套10，活塞頂部的凹坑11可利用原有斯太爾WD(STEYR WD)系列柴油機的帶凹坑的活塞，也可將原有活塞頂部凹坑加工擴大。可將氣缸蓋更換或修改，在氣缸蓋1上加工出來的凹坑5大體是半球形的并與活塞4的頂部3上的歐米茄截形的凹坑11相重疊一部分，凹坑5和凹坑11的形狀和大小均可根據使用要求而變化，圖示僅做為舉例之用。如圖3所示為氣缸蓋上凹坑5及活塞頂上凹坑11的重疊情況，寬度為D的凹坑5與凹坑11之間有一段重疊距離D1，該重疊距離D1比寬度D的一半還小，優選的D1約為D的三分之一。圖4、5為本實用新型內燃機用的調速和點火裝置的一種可能形式，該系統包括一個發動機轉速和飛輪位置傳感器20，一個轉速電壓轉換器21，一個轉速調節器輸出裝置22，一個真空提前調節裝置24及一個速度提前調節裝置25。轉速調節器輸出裝置22控制燃氣閥23，裝置24和25與點火輸出裝置26及發動機火花塞的點火線圈27可進行信息交換。轉速調節器輸出裝置22記錄下轉速電壓，裝置22中的比較器28通過三極管T來控制燃氣閥23中的繼電器J，并通過一個電磁閥F去控制該燃氣閥23，以限制該內燃機轉速。這樣，燃氣的輸入就受到調速裝置的控制。
圖6、7和8所示為該燃燒室和各種可能的修改方式，用以降低該柴油機原有的壓縮比，使適合于燃燒氣體燃料如天然氣，LPG或甲醇。
圖6所示方式為由氣缸蓋凹坑5和活塞頂部凹坑11形成的燃燒室2，但只在氣缸蓋1上改動，即在氣缸蓋1上加工一偏置凹坑5，歐米茄形凹坑11是活塞4頂部原有的。
圖7所示方式為燃燒室2的改動只在活塞4上進行，在氣缸蓋1上不另做出有關燃燒室的改動。燃燒室2由位于活塞4頂部的一個加大了的歐米茄形截面的凹坑11所形成，虛線所示為原有活塞頂部的凹坑，在氣缸蓋1上沒有凹坑。圖8所示方式為燃燒室2由氣缸蓋上凹坑5和活塞頂部凹坑11形成，既改動活塞4，又改動氣缸蓋1，改動處為在氣缸蓋1上加工出的偏置凹坑5和在活塞頂部將原有凹坑加工擴大成歐米茄截形的凹坑11，虛線所示為原有活塞頂部的凹坑。
在上述各種方式中，均有火花塞7伸入到燃燒室2內。
按上述方式更改的柴油機，以斯太爾WD系列柴油機為例，更改后經試驗，其燃燒過程大為改善，以致無需在該內燃機上安裝用于控制排放有害氣體含量的電子控制系統，即能達到規定的排放標準；且消耗的氣體燃料費用與柴油相比，也顯著下降；此外，還延長了潤滑油的使用期限。
綜上所述，本實用新型采用將柴油機燃燒室擴大的措施，降低其壓縮比；配備點火裝置，使其成為能使用氣體燃料的內燃機，并配備與點火裝置聯合使用的控制裝置，以控制其燃氣閥從而控制其轉速，并以斯太爾WD(STEYR WD)系列柴油機為實施例說明了各種可能的改動方式，使該由柴油機改裝成的使用氣體燃料的內燃機能燃燒完全，在廢氣排放中，有害成分含量顯著地降低，從而有效地解決了內燃機的排放污染問題。此外，采用氣體燃料還會降低燃料費用和延長潤滑油的壽命，在經濟上也是可取的。
本實用新型由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機適于工業、交通運輸行業使用，尤適于在柴油昂貴及對環境要求嚴格的地區使用。
權利要求1．由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，包括氣缸蓋、活塞，其特征是將原有氣缸蓋和活塞之間所形成的燃燒室加以擴大，并配備火花點火裝置。
2．根據權利要求1所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述擴大后的燃燒室是由活塞頂部的凹坑和氣缸蓋上相鄰的偏置的凹坑所形成，在氣缸蓋上的凹坑和活塞頂部的凹坑之間形成了部分的重疊。
3．根據權利要求2所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是在所述氣缸蓋上的凹坑和活塞頂部的凹坑之間形成的重疊小于氣缸蓋上凹坑的寬度。
4．根據權利要求3所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是在所述氣缸蓋上的凹坑和活塞頂部的凹坑之間形成的重疊，其寬度約等于氣缸蓋上凹坑的寬度的三分之一。
5．根據權利要求1所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述擴大的燃燒室是由活塞頂部的原有凹坑擴大而成。
6．根據權利要求1至5中任意一項所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述的內燃機具有一個或多個氣缸。
7．根據權利要求1至5中任意一項所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是還包括有與點火裝置聯合控制該內燃機燃氣閥的控制裝置。
8．根據權利要求6所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是還包括有與點火裝置聯合控制該內燃機燃氣閥的控制裝置。
9．根據權利要求1至5中任意一項所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述活塞頂部的凹坑的截面為歐米茄形。
10．根據權利要求6所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述活塞頂部的凹坑的截面為歐米茄形。
11．根據權利要求1至4中任一項所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述氣缸蓋上的凹坑，大體上為半球形。
12．根據權利要求6所述的由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機，其特征是所述氣缸蓋上的凹坑，大體上為半球形。
專利摘要由柴油機改裝成使用氣體燃料的內燃機,包括氣缸蓋、活塞,將原有由氣缸蓋1和活塞4之間形成的燃燒室2加以擴大,并配備火花點火裝置,該燃燒室2由氣缸蓋凹坑5和活塞頂部凹坑11形成,二者部分地重疊,凹坑5為半球形,凹坑11截面呈歐米茄形,該內燃機能使排放廢氣中有害成分含量顯著降低,從而有效地解決了排放污染問題,本內燃機適用于工業、交通運輸行業,特別適于在柴油昂貴及對環境保護要求嚴格的地區使用。
文檔編號F02M21/00GK2320803SQ9820164
公開日1999年5月26日 申請日期1998年2月27日 優先權日1998年2月27日
發明者李尤力, 漢斯·維克斯 申請人:新西蘭運輸燃料系統有限公司