專利名稱:采用增壓器的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及配備增壓器的節(jié)氣門控制內(nèi)燃機(jī)，增壓器在形式上是一臺(tái)在壓縮室內(nèi)裝有螺旋轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子)的空氣壓縮機(jī)，并具通過傳動(dòng)裝置連接汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。
已知此類設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是壓縮機(jī)作部份負(fù)荷工作時(shí)效率低。另一個(gè)缺點(diǎn)是增壓和供油系統(tǒng)的相互配合困難，再者，從部份負(fù)荷到滿負(fù)荷時(shí)，在全增壓壓力達(dá)到之前有遲后現(xiàn)象。
本發(fā)明之目的是提出一種消除上述缺點(diǎn)的簡單設(shè)計(jì)。
而這個(gè)目的可通過本發(fā)明具有下述特征的設(shè)計(jì)來達(dá)到。即一種在節(jié)氣門控制內(nèi)燃機(jī)上配備增壓器的設(shè)計(jì)，增壓器在形式上是一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，在其壓縮室內(nèi)具有螺旋轉(zhuǎn)子，壓縮機(jī)在進(jìn)氣側(cè)并具有容量調(diào)節(jié)裝置，該裝置被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體控制器或調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的控制裝置，它們?cè)谙喈?dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)部份負(fù)荷時(shí)的位置調(diào)整容量調(diào)節(jié)裝置至相應(yīng)的位置，即壓縮機(jī)的作用轉(zhuǎn)變?yōu)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)側(cè)節(jié)流作用可變的膨脹器模式并取代了節(jié)氣門，上述膨脹器傳輸功率給發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明基于的概念是一個(gè)增壓器以一臺(tái)螺旋壓縮機(jī)的形式設(shè)置在壓縮機(jī)進(jìn)氣側(cè)并具有容量調(diào)節(jié)或控制裝置，一般具有螺旋壓縮機(jī)(參看例如端典書198588號(hào))，而容量降低，壓縮機(jī)即起膨脹器或膨脹機(jī)的作用，同樣地作為一個(gè)節(jié)氣門，將節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入口，再傳輸功率給發(fā)動(dòng)機(jī)。它得以實(shí)現(xiàn)是直接通過傳動(dòng)或間接減速膨脹機(jī)，即借助于增壓機(jī)。膨脹效果得以增加是藉發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)之間傳動(dòng)的變化，故當(dāng)轉(zhuǎn)子機(jī)起膨脹機(jī)的作用時(shí)，傳動(dòng)比改變，使螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)的傳動(dòng)比低于它起壓縮機(jī)作用的時(shí)候。它得以容易地實(shí)現(xiàn)是藉對(duì)陽轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)，或者對(duì)陰轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)作部份負(fù)荷運(yùn)行或空轉(zhuǎn)時(shí)，它導(dǎo)致了燃油消耗的降低。節(jié)氣門不再需要，而燃油可容易地供給發(fā)動(dòng)機(jī)而也不再需要一般的化油器。一項(xiàng)特別重要的優(yōu)點(diǎn)是，此設(shè)計(jì)具有一種供油裝置，它有若干供油小孔，當(dāng)容量調(diào)節(jié)滑閥移動(dòng)使進(jìn)氣孔趨向全開時(shí)使小孔依次暴露出來。它導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，燃油供應(yīng)與之成比例增加的良好結(jié)果。本發(fā)明的另一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是，由于在發(fā)動(dòng)機(jī)部份負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生膨脹，燃燒空氣在其通過膨脹機(jī)時(shí)經(jīng)常受冷卻。因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷需突然快速增加時(shí)，并在發(fā)動(dòng)機(jī)部份負(fù)荷時(shí)在原來起膨脹機(jī)作用的轉(zhuǎn)子機(jī)以后，仍然冷的燃燒空氣(被腳脹器下游冷表面冷卻)能夠在逐步加速時(shí)期削弱燃燒室內(nèi)的爆震。
現(xiàn)參照用附圖介紹的兩個(gè)舉例的實(shí)施方案，本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方案沿圖2Ⅰ-Ⅰ線的截面圖;
圖2是是沿圖1Ⅱ-Ⅱ線的截面圖;
圖3是第二實(shí)施方案沿圖4Ⅲ-Ⅲ線的截面圖;
圖4是沿圖3Ⅳ-Ⅳ線的截面圖;
圖5是沿圖3Ⅴ-Ⅴ線的截面圖;
圖6是同樣的截面圖，表示發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷時(shí)的容量調(diào)節(jié)裝置。
圖1和圖2介紹的實(shí)施方案包括一個(gè)四汽缸內(nèi)燃機(jī)1，它具有一個(gè)汽缸頭2，一個(gè)進(jìn)氣岐管3，進(jìn)氣導(dǎo)管4，進(jìn)氣閥5和排氣閥6。
發(fā)動(dòng)機(jī)本身無實(shí)際的化油器或節(jié)氣門，而是將螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)10連接于進(jìn)氣岐管3。而且，燃油噴口11位于進(jìn)氣導(dǎo)管4內(nèi)，導(dǎo)管形成文氏管，而噴口11經(jīng)管12連接到盛油浮子室上。
螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)包括兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子，一個(gè)陽轉(zhuǎn)子14和一個(gè)陰轉(zhuǎn)子15，它們配有為在壓縮16旋轉(zhuǎn)的軸頸，并經(jīng)裝于一個(gè)轉(zhuǎn)子軸17上的皮帶輪18連接發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸(未示)，而驅(qū)動(dòng)皮帶19繞經(jīng)皮帶輪。
轉(zhuǎn)子機(jī)包括導(dǎo)向進(jìn)氣孔21的進(jìn)氣口20，孔的有效面積可借助于滑閥22進(jìn)行調(diào)節(jié)，滑閥裝于室16的墻并均成其部份，它作平行于轉(zhuǎn)子14，15軸線的滑動(dòng)。上述滑閥在后面將稱為容量調(diào)節(jié)滑閥，它通過聯(lián)動(dòng)裝置23被連接到汽車的加速踏板或油門踏板24上。
具有鄰近進(jìn)氣孔的容量調(diào)節(jié)閥的此類螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)技術(shù)是聞名的，并可從描述和介紹的專利文獻(xiàn)中得到。關(guān)于這一點(diǎn)指的是瑞典書219243號(hào)，它介紹了同用途的另一種閥。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的作部份負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，即加速踏板放松到發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)位置，螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)原則上起節(jié)氣門的作用。燃燒空氣經(jīng)進(jìn)氣口20，進(jìn)氣孔21(它被滑閥22調(diào)節(jié)到最小有效面積)吸入并進(jìn)入轉(zhuǎn)子機(jī)10的工作室和在上述室內(nèi)形成的轉(zhuǎn)子槽，空氣隨后在上述槽內(nèi)膨脹并經(jīng)出氣口25離開并前往發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣岐管3。燃燒空氣經(jīng)文氏進(jìn)氣導(dǎo)管4(燃油從噴咀11出來在這里被吸走)自岐管3被吸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸燃燒室。
與借助節(jié)氣門實(shí)行節(jié)氣控制的情況相反，此時(shí)是從轉(zhuǎn)子機(jī)10得到能量，轉(zhuǎn)子機(jī)起膨脹機(jī)的作用，并隨后通過傳動(dòng)部件18，19對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。
空氣在其膨脹時(shí)也被冷卻。雖然只是獲得非常適中的效果，以及上述對(duì)曲軸驅(qū)動(dòng)的影響，效果隨壓力的增加而增加，諸如考慮到在高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷迅速增加(壓下加速踏板)，冷的燃燒空氣時(shí)時(shí)刻刻送往發(fā)動(dòng)機(jī)，于是削弱弱了在加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震趨勢(shì)。此外還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，加速踏板直接壓下，進(jìn)氣孔21的有效面積隨即變寬，藉滑閥22向圖1右面移動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)受到了一個(gè)全增壓壓力。通常，在以普通方式增壓發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，增壓器被接合或被啟動(dòng)，當(dāng)加速踏板壓下時(shí)，在增壓壓力形成之前有一個(gè)1至2秒的遲后現(xiàn)象。在圖1和2介紹的實(shí)施方案里，供油是在螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)10的下游，其優(yōu)點(diǎn)是使燃油噴咀11能夠位于靠近進(jìn)氣閥5的地方。圖3至6所介紹的實(shí)施方案與此不同，因?yàn)楣┯褪窃诼菔┺D(zhuǎn)子機(jī)的上游。這意味著螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)10用濕空氣操作，它對(duì)配用異步轉(zhuǎn)子14，15，即用一個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子機(jī)特別優(yōu)越。此類轉(zhuǎn)子機(jī)更為簡單，所需要的地方比同步轉(zhuǎn)子機(jī)小。潮濕將態(tài)也改進(jìn)了轉(zhuǎn)子機(jī)的冷卻，而且在某些場合改進(jìn)了轉(zhuǎn)子相互接觸表面的潤滑。燃油在經(jīng)過轉(zhuǎn)子機(jī)時(shí)也與燃燒空氣完全混合。
從以下可明白，供油可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷容易和簡單地進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度，這又是一優(yōu)點(diǎn)。
在圖3和4介紹的實(shí)施方案中，滑閥22居于其內(nèi)的進(jìn)氣口20的一部份和該滑閥的端面構(gòu)成一個(gè)文氏噴咀30，在燃燒空氣流過的方向上可以看到。沿噴咀30最窄部份或喉部和滑閥縱向延伸的是一條送油管31，它從與浮子室13相通的燃油導(dǎo)管32經(jīng)過。管子13伸入具有一定間隙的孔33并具有一串燃油噴口34，35，36或沿管子分布的燃油出口。當(dāng)滑閥22處于其發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)位置(圖5)，噴咀30被調(diào)節(jié)到其最小的有效面積，而噴口35，36被孔33的壁蓋住。盡管按單位時(shí)間燃燒空氣的吸入量最小，噴咀30內(nèi)的空氣流速高到足以靠從噴口34吸油以進(jìn)行有效地傳送，而噴口位于文氏噴咀最佳位置上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，滑閥22稍微向圖5右面移動(dòng)到下一個(gè)噴口35也外露的位置，而導(dǎo)入螺旋轉(zhuǎn)子內(nèi)部的孔大到足以使轉(zhuǎn)子機(jī)像一臺(tái)被發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸經(jīng)皮帶19和皮帶輪18驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)一樣開始工作，在發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷時(shí)末了的效果更合適。即滑閥22處于孔開到最大的位置，并且三個(gè)噴口34-36全部外露。
螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)操作時(shí)的內(nèi)壓力比等于1，它表示轉(zhuǎn)子機(jī)將不作為一臺(tái)壓縮機(jī)而最佳地操作。然而此點(diǎn)不很重要，因?yàn)槠麊伟l(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)作全載即作增壓運(yùn)行超過至多約5%的時(shí)間。如果希望發(fā)動(dòng)機(jī)作較長期的全載運(yùn)行，轉(zhuǎn)子機(jī)可以公知的方式優(yōu)越地采用一個(gè)控制滑閥40以確定一個(gè)合適的壓力比，如圖3和4所介紹。
在加速時(shí)如果需要附加燃油，可在轉(zhuǎn)子機(jī)處于壓縮機(jī)模式時(shí)向螺扦作低壓供油來實(shí)現(xiàn)，它與采用普通化油器系統(tǒng)中的加速泵同樣有效。除了上過優(yōu)點(diǎn)外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)在以發(fā)動(dòng)機(jī)部份負(fù)荷驅(qū)動(dòng)汽車或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)也節(jié)省了燃油，它從污染方面來講也是有利的?；推鞯淖饔没蚨嗷蛏袤w現(xiàn)在實(shí)際的發(fā)明里，它導(dǎo)致了可觀的節(jié)約，特別是因?yàn)楦鶕?jù)圖1和2圖的實(shí)施方案可與為每一個(gè)汽缸配備獨(dú)立的化油器相比。
本發(fā)明也可應(yīng)用于燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)，二沖程和四沖程的皆可。
權(quán)利要求
1.一種在節(jié)氣門控制內(nèi)燃機(jī)(1，2)上配備增壓器的設(shè)計(jì)，增壓器在形式上是一臺(tái)空氣壓縮機(jī)(10)，在其壓縮室內(nèi)具有螺旋轉(zhuǎn)子(14，15)，其特征在于，壓縮機(jī)(10)在進(jìn)氣側(cè)(20)并具有容量調(diào)節(jié)裝置(22)，該裝置被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)(1，2)的氣體控制器(24)或調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的控制裝置，它們?cè)谙喈?dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)部份負(fù)荷時(shí)的位置調(diào)整容量調(diào)節(jié)裝置(22)至相應(yīng)的位置，即壓縮機(jī)(10)的作用轉(zhuǎn)變?yōu)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)側(cè)(3)節(jié)流作用可變的膨脹器模式并取代了節(jié)氣門，上述膨脹器傳輸功率給發(fā)動(dòng)機(jī)(1，2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的設(shè)計(jì)，其特征在于，容量調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)滑閥(22)，它相對(duì)于轉(zhuǎn)子(14，15)作軸向運(yùn)動(dòng)，并形成一個(gè)壓縮室的可移動(dòng)的壁部份，以及一個(gè)經(jīng)向的螺旋壓縮機(jī)進(jìn)氣孔(21)的可移動(dòng)的壁部份，進(jìn)氣孔在形式上具有面積可變的噴咀裝置(30)，上述噴咀裝置(30)與一個(gè)供油裝置(31)相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的設(shè)計(jì)，其特征在于，供油裝置(31)包括若干供油口(34，35，36)，當(dāng)容量調(diào)節(jié)滑閥(22)在移向使進(jìn)氣孔全開的位置時(shí)，供油口順序外露。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中任何一項(xiàng)的設(shè)計(jì)，其特征在于，螺旋壓縮機(jī)在出氣側(cè)(25)具有確定內(nèi)壓力比的一般控制滑閥(40)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1-4中任何一項(xiàng)的設(shè)計(jì)，其特征在于，螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置(18，19)的設(shè)計(jì)是當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)以壓縮機(jī)模式工作時(shí)，它由陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，而當(dāng)它以膨脹機(jī)模式工作時(shí)，它由陰轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)。
專利摘要
本發(fā)明涉及節(jié)氣門控制內(nèi)燃機(jī)(1，2)配以增壓器的設(shè)計(jì)，增壓器在形式上是一臺(tái)在其壓縮室內(nèi)具有螺旋轉(zhuǎn)子(14，15)的壓縮機(jī)(10)。由于增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷時(shí)不起作用，為了克服此缺點(diǎn)本發(fā)明在設(shè)計(jì)時(shí)將螺旋壓縮機(jī)(10)設(shè)在進(jìn)氣側(cè)(20)，它具有一個(gè)容量調(diào)節(jié)裝置(22)，該裝置由氣門板或加速踏板操作，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)僅在部分負(fù)荷時(shí)，它被調(diào)節(jié)到一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢?，此時(shí)壓縮機(jī)(10)用作在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)節(jié)氣作用可變的膨脹機(jī)，并且將功率傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)，于是代替了普通的節(jié)氣門。
文檔編號(hào)F01C1/16GK87102720SQ87102720
公開日1988年10月19日 申請(qǐng)日期1987年4月8日
發(fā)明者約翰尼·奧斯卡森 申請(qǐng)人:瑞典轉(zhuǎn)子機(jī)械公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan