专利名称：一种柴油打桩机气缸换气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油打桩机气缸，更具体的说是涉及一种柴油打桩机气缸的换气装置。
背景技术：
1782年根据蒸汽机额定原理设计制造了利用蒸汽能量来打桩的蒸汽打桩锤。1893年迪塞尔发明，并成功地制造了内燃机，这种机器因为有其独特的特点，所以得到了很快的发展和应用，随即也用在打桩工程当中了。据记载，1911年便设计制造了以内燃为动力的导杆式柴油打桩锤。导杆式柴油打桩锤利用燃烧产生的爆发力打桩，燃料的供给和雾化与内燃机相似。这种打桩锤与筒式柴油打桩锤相比，结构复杂、效率也低，因此不能满足日益发展的建筑工业的要求，于是在二十世纪三十年代，便出现了能量大、效率高的筒式柴油打桩锤，并且采用了结构简单、雾化方便的冲击雾化方式，这种雾化方式对筒式柴油打桩锤的发展起了很大的推动作用。筒式柴油打桩锤不仅利用了燃料爆发力来打桩，同时也利用了冲击能量来打桩，而且冲击的效果远大于爆发力，大大提高了打桩效率，因此筒式柴油打桩锤得到了进一部步的发展。但在柴油锤的整个工作过程中，由于燃油采用低压喷射、冲击雾化，相对与内燃机来说燃油雾化程度较差；由于燃烧室形状狭小，使得空气和燃油的混合不充分不均匀；再加上燃烧(爆发)的时间特别短，整个燃烧非常不完全，在工作过程中产生了大量的黑烟，污染了环境。
总的来说，现有的柴油打桩机主要存在的问题有1、汽缸内燃烧不完全，工作时产生大量黑烟，严重污染了环境。
2、由于燃烧不完全，大大增加了油耗。
3、燃烧不完全导致了充气系数降低，从而影响了功率。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，通过优化结构设计，改进气缸进、排气结构，以使得在换气过程中，在尽可能短的时间内排出尽可能多的废气和吸进更多的新鲜空气，提高过量空气系数，从而提供更多的氧气来促进燃烧，减少黑烟的产生。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现一种柴油打桩机气缸换气装置，包括下气缸12、上活塞13、下活塞14和排气孔17，位于排气孔17下方的下气缸12内壁上开设至少一个扫气门7，所述扫气门7为在下气缸12内壁上开设的凹坑并带有孔与外界相通，扫气门7与气门开关装置配合，所述气门开关装置包括气门导杆8、橡胶垫圈9、气门弹簧10、弹簧座11和凸轮6，所述气门导杆8穿过扫气门7，气门导杆8位于下气缸12内的端部与通过橡胶垫圈9扫气门7配合，气门弹簧10穿过气门导杆8，位于下气缸12壁外测，通过弹簧座11和凸轮6配合；所述凸轮6与齿轮5连接，齿轮5与带齿的挺柱4配合，带齿的挺柱4通过连接螺柱2和回位弹簧3与摇臂1配合，摇臂1与上活塞13配合。
所述扫气门7为下气缸12内壁上挖出的弧形凹坑，并带有孔与外界相通，扫气门7与外界相通的孔的轴线与下气缸12的轴线相垂直。所述扫气门7可为2个。所述齿轮5与凸轮6为同轴连接。
本实用新型的原理为在下汽缸12上增加若干个扫气门7，在柴油打桩锤工作过程的排气阶段后期，选择适当的时刻将扫气门7打开，引入外部新鲜空气，利用此时缸内废气的流动惯性，进一步排出废气，提高过量空气系数，改善燃烧，减少黑烟的生成。
根据现有技术，在柴油打桩锤完成一次打桩的过程中，原本只有有一次扫气动作爆发过后，上活塞被膨胀气体向上推动的过程中，当最后一道活塞环离开排气口时，汽缸内的气体立即由排气口喷出，上活塞继续上升，汽缸内产生负压而吸气，活塞上升到最高点后开始下落，至活塞环封闭排气口时的这段时间内，活塞的下降将汽缸内的部分混合气体排出，完成一次扫气动作。本实用新型通过加装了扫气门之后，增加了一次扫气过程，即爆发后，上活塞向上被弹起，高过排气口之后开始排气，在这之后的过程中，当汽缸内部压力和外部大气压相等时，传动装置驱动扫气门7打开，使燃烧室内与外部大气相通，利用此时内部气流向排气孔流动的惯性，从扫气门7引入的新鲜空气，即在燃烧室内盘旋而上，从排气孔排出，进一步扫除废气。这就是第二次扫气过程，相比之前的过量充气系数，二次扫气之后的系数大大提高了。
相对于现有技术，本实用新型具有如下优点(1)对原有的汽缸结构进行改造，增加扫气门及其自动控制机构，引入了新鲜空气，增强扫气效果，使扫气更加完全，从而改善了燃烧。
(2)在燃料一定的条件下，燃烧产生的爆发力更大，提供了更大的功率，降低了油耗，同时良好的燃烧也大大改善了黑烟情况，减少了对环境的污染。
(3)引入外部新鲜空气至汽缸中，在扫气过程中降低了汽缸内壁温度，在一定程度上增大了充气系数。
图1摇臂与齿轮连接示意图；图2带有扫气门的气缸示意图；图3为图2扫气门部位局部放大图；图4为传动齿轮5和凸轮6的连接立体图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图2和图3所示，柴油打桩机气缸的换气装置包括下气缸12、上活塞13、下活塞14和排气孔17，位于排气孔17下方的下气缸12内壁上开设一个扫气门7，为了避免活塞运动受阻，以便活塞可以自由运动，不会与扫气门7摩擦。所述扫气门7为在下气缸12内壁上开设的弧形凹坑并通过孔与外界相通，其轴线与下气缸12轴线相垂直。扫气门7与一气门开关装置配合，所述气门开关装置包括气门导杆8、橡胶垫圈9、气门弹簧10、弹簧座11和凸轮6，气门导杆8穿过扫气门7，气门导杆8位于下气缸12内的端部通过橡胶垫圈9与扫气门7配合，气门弹簧10位于下气缸12壁外测，并穿过气门导杆8，通过弹簧座11和凸轮6配合。弹簧座11内气门弹簧10两端带有橡胶垫圈9，起保护气门弹簧10作用。图4所示，凸轮6通过连接轴15和键16与齿轮5同轴连接。如图1所示，齿轮5与带齿的挺柱4啮合，带齿的挺柱4通过连接螺柱2和回位弹簧3与摇臂1连接，摇臂1与上活塞13配合。
气门导杆8在气门作往复直线运动时进行导向，以保证气门与气门座之间的密封；还可承受一定的侧向作用力和散发部分热量。橡胶垫圈9是防止气门直接坐落在汽缸内壁上而引起汽缸壁的过度磨损，起到缓冲和密封作用，同时也保护弹簧，延长其使用寿命。气门弹簧10保证气门回位，在气门开闭过程中发挥关键作用。弹簧座11和凸轮6在没有承受来自摇臂1的外力时，气门导杆8位于下气缸12内的端部是被弹簧预紧力拉着紧贴汽缸内壁的，由于扫气门处汽缸内壁上已预先挖出凹坑，所以这样不会影响上下活塞正常的压缩、燃烧和混合气体的爆发；而且在这段时间里面汽缸内部压力很大，会把扫气门紧紧的压在汽缸内壁上，从而不用担心会发生漏气。在爆发之后，上活塞13高过了排气孔17，开始排气一段时间后，上活塞13运动到某一位置时，汽缸内外部压力差不多相等时，上活塞13推动安装在这个位置的摇臂1，从而推动下面的凸轮6转动，将弹簧座11连同弹簧10一起向汽缸里面推，使扫气门向汽缸内部打开，开始扫气。扫气过程维持到活塞下落再次碰到扫气曲臂为止。
在气缸外壁，安置的摇臂1，用来控制扫气门的开启和关闭。摇臂控制机构由摇臂1、连接螺柱2、回位弹簧3、带齿的挺柱4、齿轮5和凸轮6组成。当上活塞从高处落下，落到扫气摇臂的位置时，推动摇臂1绕自己的轴旋转，释放对联接螺柱的压力，回位弹簧3带动带齿的挺杆4向上运动，与齿条啮合的齿轮5同步转动，从而带动同轴安装的凸轮6转动，卸掉对扫气门弹簧10的压力，气门导杆8在弹簧力的作用下向气缸外运动，堵塞孔口，气门关闭，免使缸内新鲜空气向外倒流。
扫气过程中，新鲜空气通过把缸内废气扫出气缸外，残余废气大大减少，新鲜空气极大增加，同时新鲜空气也冷却了气缸，能使充气效率提高。因此本实用新型改善了筒式柴油打桩机的燃烧，达到动力增大、油耗率降低、排烟减少的环保节能效果。
权利要求1.一种柴油打桩机气缸换气装置，包括下气缸(12)、上活塞(13)、下活塞(14)和排气孔(17)，其特征在于，位于排气孔(17)下方的下气缸(12)内壁上开设至少一个扫气门(7)，所述扫气门(7)为在下气缸(12)内壁上开设的凹坑并带有孔与外界相通，扫气门(7)与气门开关装置配合，所述气门开关装置包括气门导杆(8)、橡胶垫圈(9)、气门弹簧(10)、弹簧座(11)和凸轮(6)，所述气门导杆(8)穿过扫气门(7)，气门导杆(8)位于下气缸(12)内的端部与通过橡胶垫圈(9)扫气门(7)配合，气门弹簧(10)穿过气门导杆(8)，位于下气缸(12)壁外测，通过弹簧座(11)和凸轮(6)配合；所述凸轮(6)与齿轮(5)连接，齿轮(5)与带齿的挺柱(4)配合，带齿的挺柱(4)通过连接螺柱(2)和回位弹簧(3)与摇臂(1)配合，摇臂(1)与上活塞(13)配合。
2.根据权利要求1所述的柴油打桩机气缸换气装置，其特征在于，所述扫气门(7)为下气缸(12)内壁上挖出的弧形凹坑，并带有孔与外界相通。
3.根据权利要求1所述的柴油打桩机气缸换气装置，其特征是，所述扫气门(7)与外界相通的孔的轴线与下气缸(12)的轴线相垂直。
4.根据权利要求1所述的柴油打桩机气缸换气装置，其特征在于，所述扫气门(7)为2个。
5.根据权利要求1所述的柴油打桩机气缸换气装置，其特征在于，所述齿轮(5)与凸轮(6)为同轴连接。
专利摘要本实用新型涉及一种柴油打桩机的换气装置。该装置包括下气缸(12)、上活塞(13)、下活塞(14)和排气孔(17)，下气缸(12)内壁上开设至少一个扫气门(7)，气门导杆(8)穿过扫气门(7)，气门导杆(8)通过橡胶垫圈(9)与扫气门(7)配合，气门弹簧(10)位于下气缸(12)壁外测，并穿过气门导杆(8)，通过弹簧座(11)和凸轮(6)配合；凸轮(6)与齿轮(5)连接，齿轮(5)与带齿的挺柱(4)配合，带齿的挺柱(4)通过连接螺柱(2)和回位弹簧(3)与摇臂(1)连接，摇臂(1)与上活塞(13)配合。该装置在排出更多废气的同时，使更多的新鲜空气能参与燃烧，改善燃烧状况，减少黑烟的形成。
文档编号F02B25/20GK2869347SQ20052012052
公开日2007年2月14日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者梁荣光, 张萧 申请人:华南理工大学