专利名称：行走车辆及其内燃机充气系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种用于内燃机充气系统。此外， 本实用新型还涉及一种包括上述内燃机充气系统的行走车辆。
背景技术：
当前，往复活塞式内燃机作为一种常见的热机，广泛应用在汽车、工程机械、船舶、 坦克等军用和民用领域。内燃机的工作过程简单描述如下进气冲程时空气进入燃烧室，在压缩冲程时燃烧室中的气体压缩产生高压气体，压缩冲程快要结束时喷入燃油形成高温高压的气体，通过点燃或压燃方式使高温高压气体燃烧产生热能，在做功冲程时热能推动曲柄连杆机构旋转转化为机械能对外发出功率，排气冲程时排出废气，然后如此往复，为机械设备提供持续动力。为方便描述，现将本文所用到的部分专业术语解释如下内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转化为机械能的一种热机。空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。ECU:电子控制单元，功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后向被控部件输出指令。单向阀介质只能一个方向流动而不能反向流动的方向控制阀。第一预定压力值储气装置正常工作所需的最低压力值。第二预定压力值储气装置正常工作所需的最高压力值。为了满足内燃机配套的产品的功能需要，内燃机不仅通过曲柄连杆机构向配套产品提供动力输出，而且还要通过增加外部设备向配套产品提供其他形式的动力，比如增加发电机对配套产品的蓄电池进行充电等；同时，对于应用于汽车、工程机械领域的内燃机一般还要增加外置的空气压缩机，通过传动机构带动进行工作，为配套产品的气制动系统或其他辅助用气系统提供压缩气体。空气压缩机为通过内燃机的传动机构带动工作，向配套产品的储气罐等储气装置内部提供压缩气体。然而，由于空气压缩机是内燃机的一个独立的外设装置，其设置增加了内燃机的重量，进而增加了配备有上述内燃机的设备的重量，当将上述内燃机应用于移动的设备时， 所需的牵引动力提高，造成了使用成本的增加；同时，由于空气压缩机本身的生产制造成本也较高，其应用也相应地增加了内燃机整机的成本；进一步地，通过空气压缩机为储气装置提供压缩气体的方式，由于是在内燃机的传动机构的带动下工作的，因此，不论储气装置是否处于需要充气的状态，空气压缩机都会随着发动机旋转，这就造成了在不需要向储气装置内充气的时候，空气压缩机依然旋转而消耗内燃机的功率，使得内燃机的负荷较高，燃油油耗增加，同时还会增大工作噪声和震动。当然，为了解决上述问题，避免在需要向储气装置内充气的时候，现有技术中还通过设置离合器的方式切断动力传递，或设置气压控制回路，使空气压缩机不对外输出高压气体；但是增加的离合器也无谓消耗内燃机的动力，而且空气压缩机也更加复杂，重量也增加；增加气压控制回路，空气压缩机也是始终在旋转消耗了内燃机的动力，控制回路结构复
ο因此，如何在减小内燃机功率消耗的基础上，保证内燃机配套设备的辅助用气系统的压缩气体的使用，就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种内燃机充气系统，该内燃机充气系统的内燃机的气源缸能够在控制装置的控制下，利用往复活塞式内燃机本身工作循环过程中的活塞的上行运动和下行运动，为配套产品的储气装置提供压缩气体。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述内燃机充气系统的行走车辆。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种内燃机充气系统，包括储气装置，还包括设置有至少一个气源缸的内燃机，设置于所述气源缸的喷油器，设置于连通所述储气装置和所述气源缸的气道中的开关装置和单向阀，所述单向阀的导通方向朝向所述储气装置，输出端与所述开关装置连接的执行装置，输入端与所述储气装置连接的压力检测装置，输入端与所述压力检测装置的输出端连接，输出端与所述喷油器和所述执行装置连接的控制装置，当所述储气装置的压力值小于或等于第一预定压力值时，所述喷油器停止喷油，所述执行装置使所述开关装置导通。优选地，所述开关装置为二位二通阀。优选地，所述执行装置为电磁阀。优选地，所述气道开设于所述内燃机的气缸盖或气缸体上。优选地，所述压力检测装置为压力传感器。优选地，所述内燃机为四冲程往复活塞式内燃机或者二冲程直喷式内燃机。为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种行走车辆，包括用气设备和与所述用气设备连接的内燃机充气系统，所述内燃机充气系统为上述任一项所述的内燃机充气系统。本实用新型所提供的内燃机充气系统，包括储气装置，设置有至少一个气源缸的内燃机，设置于气源缸的喷油器，设置于连通储气装置和气源缸的气道中的开关装置和单向阀，单向阀的导通方向朝向储气装置，输出端与开关装置连接的执行装置，输入端与储气装置连接的压力检测装置，输入端与压力检测装置的输出端连接，输出端与喷油器和执行装置连接的控制装置，当储气装置的压力值小于或等于第一预定压力值时，喷油器停止喷油，执行装置使开关装置导通。工作过程中，压力检测装置时刻检测储气装置内的压力值，并将储气装置的压力值传输至控制装置，控制装置将储气装置的压力值与第一预定压力值进行比较，当储气装置的压力值小于或等于第一预定压力值时，控制装置向内燃机的气源缸的喷油器发出指令停止喷油，并且执行装置根据控制装置的指令将开关装置设置于导通的位置，而气源缸在内燃机的其他气缸的带动下依然进行活塞下行，从外界吸入空气和活塞上行，对吸入气缸内的空气进行压缩的往复运动，当活塞上行，使得气源缸的燃烧室的压力值高于储气装置的压力值与单向阀的弹簧压力值时，单向阀导通从而为储气装置充气， 随着气源缸内的气体的减少以及气源缸的活塞结束上行运动，转向下行运动，气源缸内的气体的压力值不断降低，而储气装置的压力值不断升高，当储气装置的压力值与单向阀的弹簧压力值之和高于气源缸内的气体的压力值时，单向阀关闭，将气道隔断，防止储气装置内的气体回流，如此反复，直至储气装置的压力值大于或等于第二预定压力值，控制装置控制开关装置保持关闭状态，并使气源缸的喷油器恢复喷油，为行走车辆提供动力。可以看出，本实用新型所提供的内燃机充气系统，通过内燃机的气源缸为行走车辆的储气装置充气，无需额外设置空气压缩机，从而避免了设置空气压缩机所带来的一系列的问题；同时通过压力检测装置、控制装置和执行装置相互配合实现对喷油器和开关装置的工作状态的精确控制，保证了充气过程的可靠性。本实用新型所提供的行走车辆的有益效果与上述内燃机充气系统的有益效果相同，这里不再赘述。
图1为本实用新型一种具体实施方式
所提供的内燃机充气系统的结构框图；图2为本实用新型另一种具体实施方式
所提供的内燃机充气系统的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种内燃机充气系统，该内燃机充气系统的内燃机的气源缸能够在其控制装置的控制下，利用往复活塞式内燃机本身工作循环过程中的活塞的上行运动和下行运动，为配套产品的储气装置4提供压缩气体。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述内燃机充气系统的行走车辆。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式
所提供的内燃机充气系统的结构框图。如图1所示，在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的内燃机充气系统，包括内燃机、储气装置4、压力检测装置1、控制装置2和执行装置3，还包括开关装置5和单向阀7，内燃机包括至少一个气源缸6，开关装置5和单向阀7均设置于连通储气装置4和气源缸6的气道8中，压力检测装置1检测储气装置4和燃烧室内的压力，得到储气装置4的压力值，并将储气装置4的压力值传递至控制装置2，控制装置2将储气装置4的压力值与第一预定压力值进行比较，当储气装置4的压力值小于或等于第一预定压力值时，气源缸6 的喷油器61根据控制装置2的指令停止向气源缸6内喷油，执行装置3还根据控制装置2 的指令控制开关装置5导通。[0038]具体地，本文所述的气源缸6是指为储气装置4充气的内燃机的气缸，在不为储气装置4充气时，气源缸6起到与其他气缸一样的为配套设备提供动力的作用；本文所述的开关装置5设置于连通储气装置4和气源缸6的燃烧室的气道8中是指开关装置5可以设置于气道8中的任何位置，但是通常情况下为了减小气道8的设置对气源缸6产生的有害空间(指影响气源缸正常燃烧时，该空间不利于高压混合气体充分燃烧)，可以将开关装置5 设置于尽量靠近气源缸6的位置；本文所述的内燃机可以为四冲程往复活塞式内燃机或者二冲程直喷式内燃机，当然也可以为其他能够实现充气效果的内燃机；另一方面，由于压力检测装置1主要检测储气装置4和气源缸6的燃烧室内的压力，压力检测装置1可以为压力传感器。同时，气道8的开设位置可以根据设置的方便性来确定，既可以设置在气缸盖上， 也可以设置在气缸体上，只要能够实现气源缸6的燃烧室与储气装置4之间的连通，都是可以的。单向阀7本身的特性决定了气体只能从一个方向流向另一个方向，而不会出现回流的情况，因此，将单向阀7设置于气道8中，并将其导通方向设置为朝向储气装置4，就完全可以避免气体回流现象的发生，从而在控制装置2控制的过程中，一旦出现第一压力值小于或等于第一预定压力值的情况，控制装置2就可以控制二位二通阀51等开关阀保持导通状态，而由单向阀7起防止气体回流的作用，从而在工作过程中，当气源缸6燃烧室内的压力值大于检测压力值与单向阀7的弹簧作用力时，单向阀7导通，否则，单向阀7则始终处于关闭的状态，大大降低了控制的难度。工作过程中，压力检测装置1时刻检测储气装置4内的压力值，并将储气装置4的压力值传输至控制装置2，控制装置2将储气装置4的压力值与第一预定压力值进行比较， 当储气装置4的压力值小于或等于第一预定压力值时，控制装置2向内燃机的气源缸6的喷油器61发出指令停止喷油，并且执行装置3根据控制装置2的指令将开关装置5设置于导通的位置，而气源缸6在内燃机的其他气缸的带动下依然进行活塞下行，从外界吸入空气和活塞上行，对吸入气缸内的空气进行压缩的往复运动，当活塞上行，使得气源缸6的燃烧室的压力值高于储气装置4的压力值与单向阀7的弹簧压力值时，单向阀7导通从而为储气装置4充气，随着气源缸6内的气体的减少以及气源缸6的活塞结束上行运动，转向下行运动，气源缸6内的气体的压力值不断降低，而储气装置4的压力值不断升高，当储气装置4的压力值与单向阀7的弹簧压力值之和高于气源缸6内的气体的压力值时，单向阀7 关闭，将气道8隔断，防止储气装置4内的气体回流，如此反复，直至储气装置4的压力值大于或等于第二预定压力值，控制装置4控制开关装置5保持关闭状态，并使气源缸6的喷油器61恢复喷油，为行走车辆等配套设备提供动力。可以看出，本实用新型所提供的内燃机充气系统，通过内燃机的气源缸6为行走车辆的储气装置4充气，无需额外设置空气压缩机，从而避免了设置空气压缩机所带来的一系列的问题，即在减小内燃机功率消耗的基础上，利用较简单的结构保证内燃机配套设备的辅助用气系统的压缩气体的使用；同时通过压力检测装置1、控制装置2和执行装置3 三者的相互配合实现对喷油器61和开关装置5的工作状态的精确控制，保证了充气过程的可靠性。请参考图2，图2为本实用新型另一种具体实施方式
所提供的内燃机充气系统的
6结构示意图。如图中所示，在一种具体实施方式
中，开关装置5可以包括二位二通阀51，二位二通阀51在执行装置3的带动下，根据控制装置1的指令变换位置，实现对连通气源缸6和储气装置4的气道8的导通和截至。二位二通阀51的位置变换的控制过程简单，能够很方便地实现自动控制。当然，上述二位二通阀51也可以用其他能够实现开关功能的阀门代替， 其具体采用的方式，不受本文的限制。为控制方便，上述执行装置3可以为电磁阀31，电磁阀31接到控制指令可以通过电磁方式直接控制二位二通阀等开关阀的位置，完成执行任务，当然，上述执行装置3还可以为气动回路或者液压回路，通过气压或者液压的方式实现二位二通阀51等开关阀的位置的改变。除了上述内燃机充气系统，本实用新型还提供一种行走车辆，包括用气设备和与用气设备连接的内燃机充气系统，该内燃机充气系统为上述的内燃机充气系统，该行走车辆其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。当然，该内燃机充气系统配套设备还可以为发电设备或者船舶等设备，并不限于本文所述的行走车辆。进一步地，根据内燃机充气系统所应用的配套设备的不同，上述内燃机充气系统具体可以为行走车辆的内燃机充气系统、发电设备的内燃机充气系统或者船舶的内燃机充气系统。以上对本实用新型所提供的行走车辆及其内燃机充气系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种内燃机充气系统，包括储气装置，其特征在于，还包括设置有至少一个气源缸的内燃机，设置于所述气源缸的喷油器，设置于连通所述储气装置和所述气源缸的气道中的开关装置和单向阀，所述单向阀的导通方向朝向所述储气装置，输出端与所述开关装置连接的执行装置，输入端与所述储气装置连接的压力检测装置，输入端与所述压力检测装置的输出端连接，输出端与所述喷油器和所述执行装置连接的控制装置，当所述储气装置的压力值小于或等于第一预定压力值时，所述喷油器停止喷油，所述执行装置使所述开关装置导通。
2.根据权利要求1所述的内燃机充气系统，其特征在于，所述开关装置为二位二通阀。
3.根据权利要求2所述的内燃机充气系统，其特征在于，所述执行装置为电磁阀。
4.根据权利要求3所述的内燃机充气系统，其特征在于，所述气道开设于所述内燃机的气缸盖或气缸体上。
5.根据权利要求4所述的内燃机充气系统，其特征在于，所述压力检测装置为压力传感器。
6.根据权利要求1至5任一项所述的行走车辆内燃机充气系统，其特征在于，所述内燃机为四冲程往复活塞式内燃机或者二冲程直喷式内燃机。
7.一种行走车辆，包括用气设备和与所述用气设备连接的内燃机充气系统，其特征在于，所述内燃机充气系统为权利要求1至6任一项所述的内燃机充气系统。
专利摘要本实用新型公开了一种内燃机充气系统，包括储气装置，设置有至少一个气源缸的内燃机，设置于气源缸的喷油器，设置于连通储气装置和气源缸的气道中的开关装置和单向阀，单向阀的导通方向朝向储气装置，输出端与开关装置连接的执行装置，输入端与储气装置连接的压力检测装置，输入端与压力检测装置的输出端连接，输出端与喷油器和执行装置连接的控制装置，当储气装置的压力值小于或等于第一预定压力值时，喷油器停止喷油，执行装置使开关装置导通。本实用新型所公开的内燃机充气系统的气源缸能够在其控制装置的控制下，为配套产品的储气装置提供压缩气体。本实用新型还公开了一种行走车辆。
文档编号F02M47/02GK201953536SQ201020694639
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者佟德辉, 刘楠楠, 孙少军, 尹慧琼, 张晓琳, 王念文, 胡中伟 申请人:潍柴动力股份有限公司