節能型多缸發動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機的技術領域，特別涉及節能型多缸發動機。
【背景技術】
[0002]發動機是由汽缸注入的油量供給多或少，來決定轉速高低，供油越多可達到的最高轉速也就越高。當汽缸內注入油量固定在一個定量時，發動機轉速同樣固定在一個轉速范圍內，在重負荷時，發動機轉速就在它的轉速范圍的低點，當重負荷慢慢變為輕負荷時，發動機轉速就能達到該轉速范圍的高點。然而高速時燃油的爆炸的時間短，往往燃油沒有燃燒完全，浪費燃油。
[0003]噴油泵是汽車發動機上的一個重要組成部分。噴油泵總成通常是由噴油泵和調速器等部件安裝在一起組成的一個整體。其中調速器是保障發動機的低速運轉和對最高轉速的限制，確保噴射量與轉速之間保持一定關系的部件。噴油泵則是發動機最重要的部件，被視為發動機的“心臟”部件。
[0004]而噴油泵的關鍵零件是柱塞。柱塞與柱塞套是加工十分精密的耦合件。柱塞身上有一道傾斜槽，其上端面開有和該傾斜槽相通的小孔，柱塞套上具有燃油吸入口，一般燃油吸入口具有兩個，這個燃油吸入口充滿著燃油，柱塞通過該傾斜槽和其上端面與燃油吸入口的配合來控制進油量。噴油泵的吸油和壓油，由柱塞在柱塞套內的往復運動來完成。
[0005]當柱塞位于下部位置時，柱塞套上的兩個燃油吸入口被打開，柱塞套內腔與泵體內的油道相通，燃油迅速注滿油室。當凸輪頂到柱塞下端的滾輪體的滾輪上時，柱塞便升起。從柱塞開始間向上運動到油孔被柱塞上端面擋住前為止。在這一段時間內，由于柱塞的運動，燃油從油室被擠出，流向油道并進入柱塞套內腔，此過程為進油過程。
[0006]當柱塞將油孔擋住時，便開始壓油過程，柱塞上行，油室內油壓急劇升高。當壓力超過出油閥的彈簧彈力和上部油管內的油壓之和時，就頂開出油閥，燃油壓入油管送至噴油器。其中柱塞套上的進油孔被柱塞上端面完全擋住的時刻稱為理論供油始點。柱塞繼續向上運動時，供油也一直繼續著，壓油過程持續到柱塞上的螺旋傾斜槽與柱塞套燃油吸入孔相遇時為止，當油孔一被打開，高壓油從油室經柱塞上端面的小孔經傾斜槽回流向燃油吸入孔并流回泵體內的油道。此時柱塞套油室的油壓迅速降低，出油閥在彈簧和高壓油管中油壓的作用下落回閥座，噴油器立即停止噴油。這時雖然柱塞仍繼續上行，但供油已終止。柱塞套上回油孔被柱塞斜邊打開的時刻稱為理論供油終點。從上述的吸油和壓油過程可見，在柱塞向上運動的整個過程中，只是中間一段行程才是壓油過程，這一行程稱為柱塞的有效行程，并且該有效行程取決于柱塞上端面至其正下方位置傾斜槽的距離，理論供油始點則取決于柱塞上端面的位置。
[0007]現有技術中，如圖1所示，發動機每個噴油泵柱塞的上端面10為水平面，或如圖2所示，上端面10由怠速區至高速區B是向上傾斜的，怠速和中高速區傾角一致。而本實用新型人在長期從事車輛維修、保養的工作中發現，發動機轉速越高時燃油燃燒越不充分，特別是，發動機在中速運轉和高速運轉時供油量往往會出現供大于需的情形，高速運轉時供需差異會更加嚴重，多余的供油造成浪費，長此以往，浪費日積月累，十分嚴重。并且在中高速時，現有的發動機各缸供油量保持一致并且一味的最求較大的噴油提前角，其實并不完全合理，除造成較大噪音外，也會增加油耗。
[0008]鑒于此，本發明人為此研制出節能型多缸發動機，有效的解決了上述問題，本案由此產生。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型提供的節能型多缸發動機，隨著發動機轉速的提高，至少有一缸在中速至高速這一段，同時減少進油量和延后供油時間，使發動機的供油更加合理，減少燃油的浪費，實現節能減排。
[0010]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0011]節能型多缸發動機，至少有一缸的噴油泵柱塞的上端面在中速區至高速區的傾角低于怠速區的傾角。
[0012]進一步，其各噴油泵柱塞包括基礎柱塞和至少一個改進柱塞，改進柱塞的上端面在中速區至高速區與柱塞橫斷面所呈的角度在基礎柱塞的基礎上沿傾斜槽傾斜的方向降低。
[0013]所述改進柱塞上端面在中速區至高速區降低的角度在1-20度范圍內變化。
[0014]所述多缸發動機具有兩個以上改進柱塞，每個改進柱塞上端面中速區至高速區的角度降低值各不相同。
[0015]所述多缸發動機根據缸數交替布置有基礎柱塞和改進柱塞。
[0016]采用上述方案后，本實用新型由于至少有一缸的噴油泵柱塞的上端面在中速區至高速區的傾角低于怠速區的傾角，因此使得至少有一缸在中速至高速時的噴油量減少，并同時減小該缸的噴油提前角。經過試驗后發現，如果光減少供油量而不同時減小供油提前角，那么供油結束時間將提前，爆炸產生的最大壓力也將被提前過多，雖然仍能節油，但節油效果沒有同時減小供油提前角的好，并且由于減小了供油提前角因此噪音也更低。本實用新型通過對發動機的柱塞進行改進，使得供油更加科學、有效、合理，降低了噪音，減少燃油浪費，減少排放，可節約燃油約25%-35%。
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術柱塞上端面水平時的結構示意圖；
[0018]圖2是現有技術柱塞上端面向右上角方向傾斜的結構示意圖；
[0019]圖3是本實施例改進柱塞的結構示意圖一；
[0020]圖4是本實施例改進柱塞的結構示意圖二。
[0021]標號說明
[0022]上端面10 ；
[0023]上端面I，傾斜槽2。
【具體實施方式】
[0024]為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進行詳細闡述。
[0025]如圖3-4所示，是本實用新型揭示的節能型多缸發動機的噴油泵柱塞，至少有一缸的噴油泵柱塞的上端面在中速區至高速區的傾角低于怠速區的傾角，即使得至少有一缸在中速至高速時的噴油量減少，同時減小該缸的噴油提前角。
[0026]作為優化，其各噴油泵柱塞包括基礎柱塞和至少一個改進柱塞。改進柱塞的上端面I在中速區至高速區(圖中A至B的區域)與柱塞橫斷面所呈的角度，在基礎柱塞的基礎上(圖中虛線位置)沿傾斜槽2傾斜的方向(圖中CD線向右下角傾斜的方向)降低α角度。基礎柱塞用于區別改進柱塞，并作為改進柱塞的基礎，基礎柱塞可以為中速區至高速區的傾角不變或降低的柱塞。
[0027]從圖中可看出AB到⑶之間各點的垂直距離相對于原來的距離(原來為虛線至⑶線各點的垂直距離)有所降低，因此進油行程相對于原來也隨之縮短，自然供油量相對于原來也降低了，因此避免了過多的燃油進入發動機燃燒室。
[0028]并且由于AB線相對于原來下降，因此進油的開始時間被延后，即噴油提前角減小，但供油結束的時間沒有改變(CD線不變)，因此燃油爆炸時最大壓力的位置變化并不大，發動機仍然具有強勁的動力，并且由于噴油提前角減小，因此產生的噪音也更小。
[0029]其中柱塞上端面I降低的具體角度值根據不同的發動機而定，一般在0-20度范圍內變化即可達到要求。
[0030]為了使節油效果更好，噴油方式更加合理，多缸發動機上的噴油泵布置有2個以上的改進柱塞，并且每個改進柱塞上端面中速區至高速區的角度降低值α各不相同。或者多缸發動機交替布置有基礎柱塞和改進柱塞。
[0031]本發明之所以同時減少供油量和減小供油提前角，因為經過試驗后發現，如果光減少供油量而不同時減小供油提前角，那么供油結束時間將提前，爆炸產生的最大壓力也將被提前過多，雖然仍能節油，但節油效果沒有本發明的好，本發明節油可達25%-35%，整體略高于只減少供油提前角的節油量。并且由于減小了供油提前角因此噪音也更低。
[0032]本實用新型采用柳特神力牌大貨車進行了實驗。柳特神力牌大貨車裝載有CA60F無錫柴油發動機，載重總質量20噸，新車百公里油耗24L，8年舊車百公里油耗25L。先對其發動機進行本實用新型的改進，將其發動機各缸的噴油泵交替布置有基礎柱塞和改進柱塞，改進柱塞的噴油量減少10%，噴油提前角減小10%。經試驗后，在與改進前相同工況下，新車百公里油耗為17L，節油29%，8年舊車的百公里油耗為18L，節油28%。
[0033]以上僅為本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型的保護范圍的限定。凡依本案的設計思路所做的等同變化，均落入本案的保護范圍。
【主權項】
1.節能型多缸發動機，其特征在于:至少有一缸的噴油泵柱塞的上端面在中速區至高速區的傾角低于怠速區的傾角。
2.如權利要求1所述的節能型多缸發動機，其特征在于:其各噴油泵柱塞包括基礎柱塞和至少一個改進柱塞，改進柱塞的上端面在中速區至高速區與柱塞橫斷面所呈的角度在基礎柱塞的基礎上沿傾斜槽傾斜的方向降低。
3.如權利要求2所述的節能型多缸發動機，其特征在于:所述改進柱塞上端面在中速區至高速區降低的角度在1-20度范圍內變化。
4.如權利要求2所述的節能型多缸發動機，其特征在于:所述多缸發動機具有兩個以上改進柱塞，每個改進柱塞上端面中速區至高速區的角度降低值各不相同。
5.如權利要求2所述的節能型多缸發動機，其特征在于:所述多缸發動機根據缸數交替布置有基礎柱塞和改進柱塞。
【專利摘要】本實用新型公開了節能型多缸發動機，至少有一缸的噴油泵柱塞的上端面在中速區至高速區的傾角低于怠速區的傾角。本實用新型使得發動機至少有一缸在怠速時供油和供油提前角與在中速和高速時供油和供油時間不一樣，通過更加科學、有效、合理的供油方法，降低了噪音，減少燃油浪費，減少了排放。
【IPC分類】F02M59-20, F02D41-00, F02D1-02
【公開號】CN204610043
【申請號】CN201520293821
【發明人】洪寶童
【申請人】洪寶童
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月8日