專利名稱：防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)和單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明新涉及一種單缸柴油機(jī)，特別涉及一種防反轉(zhuǎn)著火的單缸 柴油機(jī)和單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法。
技術(shù)背景-通常的單缸四沖程柴油機(jī)，通過(guò)氣缸內(nèi)活塞的上下運(yùn)動(dòng)方向和 起、止位置(也稱之為上止點(diǎn)和下止點(diǎn))構(gòu)成不同的沖程，四個(gè)沖程 組成一個(gè)工作循環(huán)，即依次由進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、作功沖程、排氣 沖程組成一個(gè)完整連續(xù)的工作循環(huán)。由柴油機(jī)正時(shí)齒輪的強(qiáng)制傳動(dòng)關(guān) 系，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)活塞、活塞銷(xiāo)、連桿、曲軸、正時(shí)齒輪、凸 輪軸、挺柱、推桿、搖臂、氣門(mén)構(gòu)成的傳動(dòng)鏈，使進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)嚴(yán) 格按照一定的規(guī)律或相位開(kāi)啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、噴油、燃燒 做功和排氣等過(guò)程。由于單缸柴油機(jī)的噴油凸輪一般是與進(jìn)、排氣凸 輪在同一凸輪軸上的，噴油過(guò)程也嚴(yán)格按照相位是由凸輪軸總成上的 噴油凸輪驅(qū)動(dòng)噴油泵、噴油器來(lái)完成的。進(jìn)氣沖程中，曲軸帶動(dòng)連桿通過(guò)活塞銷(xiāo)把活塞由上止點(diǎn)向下拉， 此時(shí)，通過(guò)柴油機(jī)正時(shí)齒輪傳動(dòng)作用，曲軸帶動(dòng)凸輪軸以2: 1的速 比轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)氣沖程時(shí)，進(jìn)氣門(mén)通過(guò)凸輪軸上帶有的進(jìn)氣凸輪驅(qū)動(dòng)挺柱 體，帶動(dòng)推桿，通過(guò)進(jìn)氣門(mén)搖臂打開(kāi)進(jìn)氣門(mén)，由于活塞向下運(yùn)動(dòng)形成 較大的負(fù)壓空間，新鮮的空氣通過(guò)進(jìn)氣道流過(guò)打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)進(jìn)入氣 缸，即完成進(jìn)氣沖程。當(dāng)活塞下行到下止點(diǎn)后，活塞開(kāi)始向上壓縮進(jìn)入氣缸的新鮮空 氣。此時(shí)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)同時(shí)閉合，活塞壓縮進(jìn)入氣缸的新鮮空氣至 上止點(diǎn)，完成壓縮沖程。在活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，凸輪軸上的高壓油泵 凸輪驅(qū)動(dòng)高壓燃油泵，通過(guò)高壓油管和噴油器，向氣缸內(nèi)噴入高壓霧 化的燃油，由于在壓縮行程終了時(shí)，氣缸內(nèi)己形成高壓高溫的苧氣的 環(huán)境，此時(shí)高壓霧化燃油因高溫和富氧的空氣自燃著火，推動(dòng)活塞下行，形成作功沖程。在活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，高壓高溫的燃?xì)庾鞴就瓿?，此時(shí)凸輪 軸上的排氣凸輪，驅(qū)動(dòng)挺柱體、推桿和排氣門(mén)搖臂及時(shí)打開(kāi)排氣門(mén)， 隨著活塞上行的推動(dòng)，較高壓力和高溫的廢氣流過(guò)排氣門(mén)，通過(guò)排氣 道排氣管和消聲器進(jìn)入大氣形成一個(gè)排氣沖程。以上所述為單缸四沖 程柴油機(jī)的一個(gè)完整的工作循環(huán)。由于這是一項(xiàng)傳統(tǒng)的技術(shù)，人們?cè)诓僮魃鲜质炀毞奖悖S著柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑的擴(kuò)大和人們手搖起動(dòng)力量和技術(shù)的區(qū)別，在起動(dòng)柴油 機(jī)時(shí)，及在壓縮沖程時(shí)由于活塞上行壓縮進(jìn)入氣缸的新鮮空氣，消耗 了大量的功，起動(dòng)人員由于體力消耗大或技術(shù)不當(dāng)，導(dǎo)致活塞不能沖 過(guò)上止點(diǎn)，形成的高壓空氣把未沖過(guò)上止點(diǎn)的活塞快速向下推動(dòng)。導(dǎo) 致柴油機(jī)反向運(yùn)動(dòng)，并在反向運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，經(jīng)歷反向的迸氣沖程、壓 縮沖程、作功沖程、排氣沖程可能并著火并反向工作。此時(shí)起動(dòng)人員 不能及時(shí)松開(kāi)或退出起動(dòng)搖手把，而反向運(yùn)轉(zhuǎn)著火的柴油機(jī)帶動(dòng)起動(dòng)
搖手把打傷手臂或其他部位，甚至?xí)騻裼蜋C(jī)旁邊的人員，造成安 全事故。這樣頻繁的傷人事故在國(guó)內(nèi)屢見(jiàn)不鮮。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有單缸^l袖機(jī)凸輪軸技術(shù)，在手搖起動(dòng)時(shí)，肉反向運(yùn)轉(zhuǎn)易 傷人的缺陷，我們改進(jìn)了高壓油泵凸輪型線以及其與進(jìn)排氣凸輪相位 夾角的匹配，即在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，我們通過(guò)改進(jìn)高壓油泵凸輪型 線，當(dāng)高壓油泵反向轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)噴袖器向氣缸內(nèi)噴油的同時(shí)，我們讓進(jìn) 氣門(mén)或排氣門(mén)處于打開(kāi)的狀態(tài)。這樣噴入氣缸內(nèi)的霧化燃油就缺乏高 溫富氧的壓縮空氣，無(wú)法自燃著火。因此我們改進(jìn)了高壓袖泵凸輪型 線使能有效的杜絕因柴油機(jī)在反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)著火而反向工作的可能性。木發(fā)明提供一種防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，它包括凸輪軸主體、 油泵凸輪、進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪；凸輪軸主體上的油泵凸輪驅(qū)動(dòng)高壓 油泵，通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油；凸輪軸主體上的進(jìn)氣凸輪 驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣挺柱體，帶動(dòng)進(jìn)氣推桿，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)及時(shí)打 開(kāi)與關(guān)閉；凸輪軸主體上的排氣凸輪驅(qū)動(dòng)排氣挺柱體，帶動(dòng)排氣推桿， 驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉;其中當(dāng)柴油機(jī)反轉(zhuǎn)至 噴油狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)任意之一處于開(kāi)啟狀態(tài)。在高壓油泵凸輪驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體，推動(dòng)油泵柱塞通過(guò)噴油器 向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油對(duì)，此時(shí)排氣門(mén)在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充當(dāng)進(jìn)氣 門(mén)，已處于完全打開(kāi)的狀態(tài)，氣缸內(nèi)壓力略高于大氣壓，氣缸內(nèi)不能 形成高壓高溫的富氧壓縮空氣，這樣噴入氣缸內(nèi)的高壓燃油就不能產(chǎn) 生壓燃著火。
本發(fā)明還提供一種單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，當(dāng)柴油機(jī)反轉(zhuǎn) 至噴油狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)任意之一處于開(kāi)啟狀態(tài)。本發(fā)明單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法是當(dāng)柴油機(jī)反向工作時(shí)，所 述的高壓油泵凸輪于升程段驅(qū)動(dòng)高壓油泵通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入 高壓燃油，供油結(jié)束時(shí)刻，將所述的進(jìn)、排氣挺柱體任意之一處于升 程段。本發(fā)祖單缸柴池機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，還將油泵凸輪達(dá)到最高升 程段后最大基圓段的相位角加大至臨近內(nèi)基圓段臨界點(diǎn)。當(dāng)柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法著火，所以柴油機(jī)飛輪在反向轉(zhuǎn)動(dòng)半圈 時(shí)及可以自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不能著火工作。這祥在晈合起動(dòng)爪上的起動(dòng) 搖把就不能對(duì)正在起動(dòng)的人員因柴油機(jī)反轉(zhuǎn)著火形成的高轉(zhuǎn)動(dòng)速度 打傷起動(dòng)人員的手臂或旁邊的非操作人員。由于本發(fā)明中對(duì)高壓油泵,凸輪的型錢(qián)進(jìn)行改進(jìn)以及高壓油泵凸 輪與進(jìn)排氣凸輪的相位夾角優(yōu)化，對(duì)原柴油機(jī)的任何尺寸和相關(guān)裝配 接口及要求一致，這樣就有可能對(duì)原柴油機(jī)凸輪軸技術(shù)改進(jìn)提供了可 能，可以很容易的實(shí)現(xiàn)批量或全部更換而不影響其它零件的裝配和整機(jī)性能，這樣的^:明對(duì)操作人員的安全有了保障，同對(duì)保證柴油機(jī)成 本也不增加。


圖ia、 m為現(xiàn)有技術(shù)中的單缸柴油機(jī)油泵凸輪與進(jìn)排氣凸輪形狀及相位夾角示意屈，其中圖1b為圖1a的側(cè)視圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)凸輪軸部件驅(qū)動(dòng)示意圖3為現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)的油泵凸輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的 挺柱體升程及相位示意圖r圖4為現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，袖泵凸輪與進(jìn)、排氣 凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位示意圖；圖5A、 5B.為本發(fā)明為的單缸柴袖機(jī)油泵凸輪與進(jìn)排氣凸輪形狀 及相位夾角示意圖，實(shí)中圖5B為圖5A的側(cè)視圖；恩6為本發(fā)明的單缸柴油機(jī)凸輪軸部件驅(qū)動(dòng)示意圖；風(fēng)7A為本發(fā)明單缸柴油機(jī)的油泵凸l&與現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī) 的袖泵凸輪相位對(duì)比示意圖；圖7B為本發(fā)明單缸柴油機(jī)的撒泵凸輪與現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī) 的袖泵凸輪相位展開(kāi)對(duì)比示意圖；圖8為本發(fā)吸的帶有防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)正佝運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，袖泵 凸輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位示意圖；圖9為本發(fā)明韻帶有防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油泵 凸輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位示意圖。其中附圖標(biāo)記表示如下在現(xiàn)有技術(shù)附齒中所使用附圖標(biāo)記如下1、凸輪軸齒輪；2、平鍵；3、凸輪軸；4、進(jìn)氣挺柱體； 5、進(jìn)氣推桿；6、排氣推杼；7、排氣挺柱體；8、高壓 油泵凸輪；9、進(jìn)氣凸輪；.10、排氣凸輪；11、油泵挺柱 體；12、油泵柱塞。為了以示區(qū)別，本發(fā)明附圖中所使用附圖標(biāo)記如下1r、凸輪軸齒輪 2'、平鍵 3'、凸輪軸 4'、進(jìn)氣挺 柱體5'、進(jìn)氣推桿 6'、排氣推桿 7'、排氣挺柱體 8'、 高壓油泵凸輪 9'、進(jìn)氣凸輪10'、排氣凸輪 11'、油 泵挺柱體12'、灘泵柱塞具體實(shí)施方式
如圖1A、 1B、 2所示，圖1A、 1B為現(xiàn)有技術(shù)中的單缸柴油機(jī) 油泵凸輪與進(jìn)排氣凸輪形狀及相位夾角示意凰，其中圖1B為圖1A 的側(cè)視圖，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)凸輪軸部件驅(qū)動(dòng)示意圖。該 凸輪軸總成包括有凸輪輸3、油泵凸輪8、凸輪軸齒輪1、進(jìn)氣凸輪9、 排氣凸輪IO。通過(guò)圖1A、圖1B所示的夾角相位，保證噴油與進(jìn)排 氣相配合，實(shí)現(xiàn)單缸柴油機(jī)進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、作功沖程、排氣沖 程，即完成一個(gè)完整連續(xù)的工作循環(huán)。如圖2所示，圖2為:現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)凸輪軸部伴驅(qū)動(dòng)示意 圖。當(dāng)柴袖機(jī)正常工作時(shí)，由曲軸正時(shí)齒輪作為主動(dòng)力驅(qū)動(dòng)凸輪軸齒 輪l，通過(guò)平鍵2帶動(dòng)凸輪軸3工作，當(dāng)凸輪軸3正常工作時(shí)，由高 壓油泵凸輪8驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體11，推動(dòng)油泵柱塞12，并通過(guò)噴 袖器向氣缸內(nèi)噴入髙壓燃油，由進(jìn)氣凸輪9驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣挺柱體4，帶動(dòng) 進(jìn)氣推桿5，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉。由排氣凸 輪10驅(qū)動(dòng)排氣挺柱體7，帶動(dòng)排氣推桿6，驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)排 氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉。如圖3和1B所示，圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)的油泵凸 輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位圖，而圖TB示出現(xiàn)有技
術(shù)中單缸柴油機(jī)的油泵ft輪與進(jìn)、排氣凸輪形狀及相位夾角，結(jié)合圖3和IB所示，在進(jìn)氣過(guò)程結(jié)束并由活塞壓縮接近上死點(diǎn)時(shí)，在X到 Y段，高壓油泵凸輪8驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體11，推動(dòng)油泵柱塞12， 并通過(guò)噴油器佝氣缸內(nèi)噴入高壓燃油。由于進(jìn)、徘氣門(mén)此時(shí)關(guān)閉，壓 縮產(chǎn)生了高溫富氧的壓縮空氣使噴入氣缸的燃油fi燃著火，柴油機(jī)正 常運(yùn)轉(zhuǎn)做功，后通過(guò)排氣凸輪IO，驅(qū)動(dòng)排氣挺柱體7，帶動(dòng)排氣推桿6:，驅(qū)動(dòng)排氣f:l搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)排氣f:l及時(shí)打開(kāi)排氣a維出廢氣，再由進(jìn)氣凸輪9驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣挺柱體4，帶動(dòng)進(jìn)氣推桿5，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū) 動(dòng)進(jìn)氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)進(jìn)氣門(mén)吸人新鮮空氣。從而形成一個(gè)完整的工作循 環(huán)。當(dāng)操作人員由于起動(dòng)力量小或技術(shù)不好造成柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 如圖2所示，原來(lái)的進(jìn)氣門(mén)將被充當(dāng)成排氣門(mén)，原來(lái)的排氣門(mén)充當(dāng)成 進(jìn)氣門(mén)，高壓油泵凸輪8的升程段變?yōu)榛爻潭?，原?lái)回程段變?yōu)楦邏?油泵凸輪8升程段，在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油泵凸輪原回程段轉(zhuǎn) 變成升程段，如圖4和圖1B所示，圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油 機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油泵凸輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位圖， 而圖1B示出了現(xiàn)有技術(shù)中的單缸柴油機(jī)油泵凸輪與進(jìn)排氣凸輪形狀 及相位夾角圖。由于高壓油泵凸輪8在X'到Y(jié)'段驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱 體ll，推動(dòng)油泵柱塞12,并通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油，而 進(jìn)、排氣門(mén)此時(shí)處于接近即將關(guān)閉狀態(tài)，活塞通過(guò)壓縮新鮮空氣產(chǎn)生 高溫富氧的壓縮空氣，使噴入氣缸的髙壓燃油自燃著火，并做功。這 樣就會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)著火。在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)
時(shí)，由于搖把不能和起動(dòng)爪脫開(kāi)，高速運(yùn)動(dòng)的搖把很容易打傷起動(dòng)人 員和旁邊的操作人員。本發(fā)明通過(guò)對(duì)高壓油泵凸輪8'進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)油 泵凸輪8'重新設(shè)計(jì)，如圖5A、 5B和圖6所示，圖5A示出了本發(fā)明 單缸柴油機(jī)凸輪軸結(jié)構(gòu)，圖6為本發(fā)明的單缸柴油機(jī)凸輪軸部件驅(qū)動(dòng) 示意圖。該凸輪軸總成包括有凸輪軸3'、油泵凸輪8'、凸輪軸齒輪r、 進(jìn)氣凸輪9'、排氣凸輪10'，其中凸輪軸齒輪1'通過(guò)平鍵2'與凸輪軸 3'相連，而油泵凸輪8'、進(jìn)氣凸輪9'、排氣凸輪10'與凸輪軸3'連為 一體。如圖6所示，圖6示出了單缸柴油機(jī)凸輪軸部件驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)柴 油機(jī)正常工作時(shí)，由曲軸正時(shí)齒輪作為主動(dòng)力驅(qū)動(dòng)凸輪軸齒輪l'，凸 輪軸齒輪l'再通過(guò)平鍵2'帶動(dòng)凸輪軸3'旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪軸3'正常工作 時(shí)，凸輪軸3'上的油泵凸輪8'驅(qū)動(dòng)高壓油泵，并通過(guò)噴油器向氣缸 內(nèi)噴入高壓燃油，由凸輪軸3'上的進(jìn)氣凸輪9'驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣挺柱體4'， 帶動(dòng)進(jìn)氣推桿5'，從而驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉。 由凸輪軸3'上的排氣凸輪10'驅(qū)動(dòng)排氣挺柱體7'，帶動(dòng)排氣推桿6'， 從而驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉。其中高壓油泵的 挺柱體與油泵凸輪8'接觸副可以為雙圓弧接觸副，即高壓油泵挺柱體 底端為弧形面，也可以為圓弧-平底接觸副，即高壓油泵的挺柱體底 端為水平面。本發(fā)明的油泵凸輪8'的升程型線被重新設(shè)計(jì)，其油泵凸 輪的寬度在8~16毫米之間，油泵凸輪8'的外徑尺寸應(yīng)包括在4>30 4>80毫米之間。油泵凸輪最大外圓半徑與油泵凸輪最小外圓半徑差
為6 14毫米，從而確保高壓油泵的挺柱體的直線升程在6 14毫米 之間。本發(fā)明油泵凸輪8'的形狀發(fā)生很大變化。我們把油泵凸輪8'達(dá) 到最高升程段后基岡段的相位角加大。如圖7A、圖7B所示，圖7A 為本發(fā)明單缸柴油機(jī)的油泵凸輪與現(xiàn)有技術(shù)中單缸柴油機(jī)的油泵凸 輪相位對(duì)比示意圖，而圖7B為本發(fā)明單缸柴油機(jī)的油泵凸輪與現(xiàn)有 技術(shù)中單缸柴油機(jī)的油泵凸輪相位展開(kāi)對(duì)比示意圖。高壓油泵凸輪 8'的形狀發(fā)生很大變化。圖中所示的c點(diǎn)為髙壓油泵凸輪8'內(nèi)基圓段 終點(diǎn)，c到d段為高壓油泵凸輪8'的切線上升段，在c到d段之間有 X到Y(jié)段為高壓油泵凸輪8'驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體11'，推動(dòng)油泵柱塞 12'，并通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油的區(qū)間。d到e段為外基 圓段(或稱之為最大外圓段)，此段高壓油泵凸輪8'的升程保持最大 不變，e到f段為高壓油泵凸輪8'的回程段，此時(shí)高壓油泵凸輪8'的 升程下降，其驅(qū)動(dòng)的高壓油泵柱塞12'在高壓油泵彈簧作用下，下 降吸入柴油。f到c段為內(nèi)基圓段(或稱之為最小內(nèi)圓段)，在此內(nèi)基 圓段，高壓油泵凸輪8'的升程保持最小值0不變。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的高 壓油泵凸輪8,圖中所示的c點(diǎn)為高壓油泵凸輪8內(nèi)基圓段終點(diǎn)，c 到d段為高壓油泵凸輪8的切線上升段，在c到d段之間有X到Y(jié) 段為高壓油泵凸輪8驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體11，推動(dòng)油泵柱塞12，并 通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油的區(qū)間。d到f段為高壓油泵凸輪 8的回程段，此時(shí)高壓油泵凸輪8的升程下降，其驅(qū)動(dòng)的高壓油泵柱 塞12在高壓油泵彈簧作用下，下降吸入柴油。f到c段為內(nèi)基圓段，
此內(nèi)基圓段高壓油泵凸輪8的升程保持最小值0不變。我們可以清楚 的發(fā)現(xiàn)，全新設(shè)計(jì)的高壓油泵凸輪8'，在d到e段是一段外基圓段， 此段高壓油泵凸輪8'的升程保持最大不變，而現(xiàn)有技術(shù)的高壓油泵凸 輪8沒(méi)有d到e的一段較大轉(zhuǎn)角的外基岡段。丙此在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，兩種高壓油泵凸輪8'和8就會(huì)表現(xiàn)出不同的性能，其分別驅(qū)動(dòng)高 壓油泵挺柱體ll鄰11，推動(dòng)油泵柱塞12鄰12，在不同的相位角， 并通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油。我們把高壓油泵凸輪8'達(dá)到最 髙升程段后基圓段的相位轉(zhuǎn)角加大到d到e段。如圖8所示，圖8為本發(fā)明的帶有防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)正向 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油泵凸輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位示意圖。 在柴油機(jī)正常工作時(shí)，高壓油泵凸輪8'的改進(jìn)設(shè)計(jì)對(duì)柴油機(jī)工作毫不 影響，這就保證了高壓油泵凸輪8'的新設(shè)計(jì)對(duì)原有柴油機(jī)的正常工作 性能不會(huì)產(chǎn)生影響。如圖9所示，圖9為本發(fā)明的帶有防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)反向 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油泵凸輪與進(jìn)、排氣凸輪驅(qū)動(dòng)的挺柱體升程及相位示意圖。 在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油泵在通過(guò)高壓油泵凸輪8'的原回程段的 作用下，驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱休11'，推動(dòng)油泵柱塞12'，即在X"到 Y"段,通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油,這時(shí)我們通過(guò)圖9能清楚的 發(fā)現(xiàn)，在高壓油泵凸輪8'驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體ir，推動(dòng)油泵柱塞12' 通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油時(shí)，此時(shí)排氣門(mén)在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)充當(dāng)進(jìn)氣門(mén)，己處于完全打開(kāi)的狀態(tài)，氣缸內(nèi)壓力略高于大氣壓， 氣缸內(nèi)不能形成高壓高溫的富氧壓縮空氣，這樣噴入氣缸內(nèi)的高壓燃油就不能產(chǎn)生自然著火。因?yàn)樗鄙僖粋€(gè)著火燃燒的必要條件，就是高溫富氧的空氣。如圖9所示，柴油機(jī)在反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能形成著火燃燒，起動(dòng)搖把就不會(huì)聯(lián)在起動(dòng)爪上高速反向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就能很好地保 證了起動(dòng)人員和旁邊的操作人員的安全。
權(quán)利要求
1.一種防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，它包括凸輪軸主體(3’)、油泵凸輪(8’)、進(jìn)氣凸輪(9’)、排氣凸輪(10’)；凸輪軸主體(3’)上的油泵凸輪(8’)驅(qū)動(dòng)高壓油泵挺柱體(11’)，通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油；凸輪軸主體(3’)上的進(jìn)氣凸輪(9’)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣挺柱體(4’)，帶動(dòng)進(jìn)氣推桿(5’)，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉；凸輪軸主體(3’)上的排氣凸輪(10’)驅(qū)動(dòng)排氣挺柱體(7’)，帶動(dòng)排氣推桿(6’)，驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉；其特征在于當(dāng)柴油機(jī)反轉(zhuǎn)至噴油狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)任意之一處于開(kāi)啟狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特征在 于所述的排氣門(mén)在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充當(dāng)進(jìn)氣門(mén)，并處于 打開(kāi)的狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特征在 于當(dāng)柴油機(jī)反向工作時(shí)，所述的高壓油泵凸輪(8')于升 程段驅(qū)動(dòng)高壓油泵通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油，供 油結(jié)束時(shí)刻，所述的進(jìn)、排氣挺柱體(4'、 7')任意之一處于 升程段。
4. 如權(quán)利要求1所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特征在 于所述的棑氣挺柱體(7')處于升程段。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，油泵 凸輪(8')達(dá)到最高升程段后最大基圓段的相位角加大至 柴油機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)、排氣門(mén)任意之一處于開(kāi)啟狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求5所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，油泵凸輪(8，)達(dá)到最高升程段后最大基圓段的相位角加大至臨近 內(nèi)基圓段臨界點(diǎn)(f)。
7. 如權(quán)利要求1或3所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特 征在于所述的高壓油泵凸輪(8')與凸輪軸主體(3')為 一體的。
8. 如權(quán)利要求1或3所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特 征在于所述的高壓油泵凸輪(8，)外套在主體(3，)上， 通過(guò)鍵(2')聯(lián)接形成一體。
9. 如權(quán)利要求1或3所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特 征在于所述的高壓油泵凸輪(8')通過(guò)過(guò)盈裝配套在主體(30上。
10. 如權(quán)利要求1或3所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特 征在于所述的進(jìn)氣凸輪(9')、排氣凸輪(IO')與凸輪軸 主體(3')是通過(guò)鑄造或鍛造形成整體。
11. 如權(quán)利要求1或3所述的防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，其特 征在于所述的其油泵凸輪(8')的寬度在8 16毫米之間， 外徑尺寸應(yīng)在4)30 小80毫米之間，。最大外圓半徑與最小 外圓半徑差為6 14毫米。
12. —種單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，當(dāng)柴油機(jī)反轉(zhuǎn)至噴油 狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)任意之一處于開(kāi)啟狀態(tài)。
13. 如權(quán)利要求12所述的單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，所 述的排氣門(mén)在柴油機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充當(dāng)進(jìn)氣門(mén)，將其置于完 全打開(kāi)的狀態(tài)。
14. 如權(quán)利要求12所述的單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，當(dāng) 柴油機(jī)反向丁作時(shí)，所述的高壓油泵凸輪(8')于升程段 驅(qū)動(dòng)高壓油泵通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油，供油結(jié) 束時(shí)刻，將所述的進(jìn)、排氣挺柱體(4'、 7')任意之一處于升 程段。
15. 如權(quán)利要求12所述的單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，將 油泵凸輪(8')達(dá)到最高升程段后最大基圓段的相位角加 大至高壓油泵凸輪(8')的回程段臨界點(diǎn)(e)，該回程段 臨界點(diǎn)(e)所述的排氣凸輪轉(zhuǎn)角的下死點(diǎn)與上死點(diǎn)之間。
16. 如權(quán)利要求15所述的單缸柴油機(jī)防反轉(zhuǎn)著火的方法，將 油泵凸輪(8')達(dá)到最高升程段后最大基圓段的相位角加 大至臨近內(nèi)基圓段臨界點(diǎn)(f)。
全文摘要
一種防反轉(zhuǎn)著火的單缸柴油機(jī)，它包括凸輪軸主體(3’)、油泵凸輪(8’)、進(jìn)氣凸輪(9’)、排氣凸輪(10’)；凸輪軸主體(3’)上的油泵凸輪(8’)驅(qū)動(dòng)高壓油泵，通過(guò)噴油器向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油；凸輪軸主體(3’)上的進(jìn)氣凸輪(9’)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣挺柱體(4’)，帶動(dòng)進(jìn)氣推桿(5’)，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉；凸輪軸主體(3’)上的排氣凸輪(10’)驅(qū)動(dòng)排氣挺柱體(7’)，帶動(dòng)排氣推桿(6’)，驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)排氣門(mén)及時(shí)打開(kāi)與關(guān)閉；其特征在于當(dāng)柴油機(jī)反轉(zhuǎn)至噴油狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)任意之一處于開(kāi)啟狀態(tài)。
文檔編號(hào)F01L13/00GK101126332SQ200710023548
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者張超建, 李玉剛, 蔡茂春 申請(qǐng)人:江蘇江淮動(dòng)力股份有限公司