专利名称：转用气体燃料的内燃机的制作方法
汽油机和柴油机经过适当改装后可以转为使用气体燃料。
虽然柴油机的初始制造成本比同等级别的汽油机要高，但是已经被公认的是柴油机使用寿命长，维护保养成本低，这在高强度使用的情况下被认为是很有吸引力的因素。
将汽油机改变为使用气体燃料不需要对发动机作大的变动，然而要实现柴油机的这一转变则必须对发动机的气缸盖作较大的变动，这是由于需要将压燃点火系统转变成火花点火系统，并且可能需要改变压缩比。另外调速系统也是必要的。
本发明的目的就是要提供一种能够将柴油机改变成使用气体燃料的方法和装置。
本发明的更深一层的目的和优点将随着下面以举例方式所作的说明而变得更为明显。
本发明提供了一种将柴油机改变成使用气体燃料的方法，包括更换或修改气缸盖以加大燃烧室的尺寸并增设火花点火。这种改变包括在发动机上加工出由活塞顶部的凹坑以及在气缸盖内与其相邻近的但是偏置的凹坑所限定的燃烧室。
气缸盖凹坑的偏置使得气缸盖凹坑与发动机活塞顶部凹坑之间产生了部分重叠。
气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间的重叠部分可以小于气缸盖凹坑的宽度。
气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间重叠部分的宽度大体上可以相当于气缸盖凹坑宽度的三分之一。
此方法可以用于单缸发动机或多缸发动机。
此方法可进一步包括配备点火装置和调速装置，它们联合起来去控制一个向发动机供给燃料的燃气阀门以限制发动机转速。
根据本发明的另一方面，所述的改造过的活塞式发动机有一个由在发动机活塞顶部的凹坑以及在发动机气缸盖内的一个相邻近的但是偏置的凹坑所限定的燃烧室。
气缸盖凹坑的偏置使得气缸盖凹坑与发动机活塞顶部凹坑之间产生了部分重叠。
气缸盖凹坑与活塞凹坑之间的重叠部分可以小于气缸盖凹坑的宽度。
气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间重叠部分的宽度大体上相当于气缸盖凹坑宽度的三分之一。
这种改变了的活塞发动机可以有一个或多个气缸。
这种改造过的活塞发动机可以包括点火装置和调速装置，它们联合起来去控制一个向发动机供给燃料的燃气阀门并限制发动机的转速。
活塞顶部凹坑呈所谓的“欧米茄”形状。
气缸盖凹坑的形状大体上是一个半球形。
本发明进一步的特征将随着下面仅以举例的方式并参考附图所作的说明而变得更加明显，其中
图1是根据本发明的发动机活塞体及更改后的气缸盖的断面示意图。
图2是图1所示结构的顶视示意图。
图3表明了发动机气缸盖凹坑与发动机活塞凹坑的重叠情况。
图4是表示图1，图2和图3所示的改造后的发动机的调速系统和点火系统的方框图。
图5是本发明的调速器输出及燃气阀门的设置示意图。
参照图1和图2，按照本发明的发动机改造包括更换或修改如箭头1所示的气缸盖，以提供一个加大的燃烧室，此燃烧室一般用箭头2表示，由活塞4的头部3和在气缸盖1上的凹坑5所限定。
一个小室6在凹坑5附近提供了火花塞7的安装座，另外就是传统的进排气门8和9。气缸盖冷却水套的一部分用数字10表示。
从图中可以看出气缸盖1的凹坑5大体上是半球形的并与活塞4的头部3上的“欧米茄”形凹坑11相重叠(如图例所示)。凹坑5和11的形状和大小是可以改变的，图中所示的形状仅仅是为了举例。
图3表示了按照本发明改造过的发动机的气缸盖上及活塞顶上凹坑5和11的周边情况。
当按如下方案配置时可以达到很好的燃油经济性宽度为D的凹坑5与凹坑11有一段重叠距离D1，D1比D的一半还要小，优选地D1大约是D的三分之一。
图4和图5表示了本发明调速系统和点火系统的一种可能形式。该系统包括一个发动机转速和飞轮位置传感器20，一个转速-电压转换器21，一个转速调节器输出装置22，一个真空提前调节装置24以及一个速度提前调节装置25。
转速调节器输出装置22控制燃气阀门23，装置24和25与点火输出装置26及发动机火花塞的点火线圈27可进行信息交换。
转速调节器输出装置22记录下转速电压，比较器28与一个继电器有信息交换并通过一个电磁阀去控制燃气阀门23。这样一来燃气的输入就受到调速装置的控制。
国际排放规则要求在内燃机上强制使用催化转换器。
燃气中的一氧化碳在到达转换器时必须在发动机的一系列运行工况下均保持在某一限值以下。传统的做法是在发动机燃料供给系统与燃烧室之间插入一个电子控制系统以实现这一限制标准。由于所述的改造过的发动机的燃料的燃烧是如此高效，因此不需要这种电子控制装置去控制一氧化碳含量。
以上对本发明的特征仅以举例方式作了说明，但应该正确理解的是，在不离开本发明的在权利要求书中将要限定的范围的情况下，对发明的内容有可能作某些修改或增补。
权利要求
1.一种将柴油机改变成使用气体燃料的方法，包括更换或修改气缸盖以加大燃烧室的尺寸并增设火花点火。这种改变包括加工出一个由发动机活塞顶部的凹坑以及在气缸盖上的相邻近的但是偏置的凹坑所限定的燃烧室，其特征在于，气缸盖凹坑的偏置使得气缸盖凹坑与发动机活塞顶部凹坑之间产生了部分重叠。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间的重叠部分小于气缸盖凹坑的宽度。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间的重叠部分的宽度大体上相当于气缸盖凹坑宽度的三分之一。
4.按照权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于可用于单缸或多缸发动机。
5.按照权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于具有点火装置和调速装置，它们联合起来去控制向发动机供给燃料的燃气阀门并限制发动机的转速。
6.一种气体燃料发动机，具有由发动机活塞顶部凹坑和与其相邻近的但是偏置的在发动机气缸盖内的凹坑所限定的燃烧室，其特征在于，气缸盖凹坑的偏置使得气缸盖凹坑与发动机活塞顶部凹坑之间产生了部分重叠。
7.按照权利要求6所述的改造过的活塞发动机，其特征在于，气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间的重叠部分小于气缸盖凹坑的宽度。
8.按照权利要求7所述的改造过的活塞发动机，其特征在于，气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间的重叠部分的宽度大体上相当于气缸盖凹坑宽度的三分之一。
9.按照权利要求6至8中任一权利要求所述的改造过的活塞发动机，其特征在于，所述发动机有一个气缸或多个气缸。
10.按照权利要求6至9中任一权利要求所述的改造过的活塞发动机，其特征在于包括点火装置和调速装置，它们联合起来控制向发动机供给燃料的燃气阀门并限制发动机的转速。
11.按照权利要求6至10中任一权利要求所述的改造过的活塞发动机，其特征在于，活塞顶部的凹坑呈所谓“欧米茄”形状。
12.按照权利要求6至11中任一权利要求所述的改造过的活塞发动机，其特征在于，气缸盖内的凹坑大体上呈半球形状。
全文摘要
一种将柴油机改变成使用气体燃料的方法及用此方法改造的气体燃料发动机,其包括加工出一个由发动机活塞顶部的凹坑以及在气缸盖上的相邻近的但是偏置的凹坑所限定的燃烧室并增设火花点火,气缸盖凹坑与活塞顶部凹坑之间的重叠部分的宽度大体上相当于气缸盖凹坑宽度的三分之一,并具有点火装置和调速装置,它们联合起来去控制向发动机供给燃料的燃气阀门并限制发动机的转速。
文档编号F02B69/04GK1175659SQ9711750
公开日1998年3月11日 申请日期1997年8月27日 优先权日1996年8月30日
发明者尤利·李, 汉斯·威克斯 申请人:运输燃料系统有限公司