专利名称：汽缸外燃烧室高压燃气常规压燃气二步作功柴油机的制作方法
技术领域：
汽缸外燃烧室高压燃气常规压燃气二步作功柴油机技术领域柴油机制造研发领域。
技术背景柴油机自问世一百多年来作功形式上结构上没有变动只是现在制造得精制些，经国内国外专利检索未见到有与本技术方案类似的信息。
发明内容现在柴油机是一种常规设备研发设计上技术较成熟但是在现有四冲程柴油机结构格局下几项重要指标处于对立中，例如在同样的金属材料同样的制造加工工艺、压缩比大(26 I)较省油排放气体也更清洁但大修期较短，压缩比小些(15. 5 I)大修期较长可达一两万小时(标准负荷)但耗油比前者大、直喷柴油机为了把活塞做得轻便些能降低机械力损也能有较高转速、有意放长喷油期间(喷油都是上止点前10°喷完时间比涡流柴油机晚)就是说有一小段高压能没能用上。本技术方案1、要利用上高压缩比产生的高压能量2、要把现在普通柴油机笨重的各部件包括曲轴、活塞制造成相当于涡轮增压气油机的轻便成度并力求增压气油机的高动力性和较高转速。首先高压燃气和常规压燃气需分开作功、加设外燃烧室(10)加设副汽缸(16)让燃烧室(10)刚喷油爆发的燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞(19)制造液压能作功、是无曲轴直线往复动作、它不怕压力高、是膨胀作功、无排放、作功后燃气当量存在、燃气压力变低、当适合曲轴、活塞作功的压力时再让其燃气进汽缸作功、这需要特别的气门或阀，经多年实验我认为以活塞上加设阀塞(14)(曲轴转一周开闭一次)与副气门(11)(曲轴转两周开闭一次)并用效果最佳，阀塞(14)与塞孔(15)有O. 1-0. 15毫米间隙会有少量漏燃气但能适应高压燃气的开与关、压缩冲程末还必需有副气门(11)的辅助、阀塞(14)在这个节点是无效的。本技术方案是用一台相当于增压汽油机撑重程度的普通柴油机所有的各部件并对其部件中的活塞、气缸盖作有加设重制、活塞上平面上加设有阀塞(14)、气缸盖上有原机的吸气门(8)、排气门(7)及原机的气门正时驱动装置、并去掉了气缸内燃烧室、加设了气缸外燃烧室(10)和副汽缸总成、副汽缸(16)与燃烧室(10)相通、汽缸盖上还加设了塞孔
(15)副气门(11)副气门通道(31)副气门正时驱动凸轮轴(13)该凸轮轴与曲轴是1: 2正时关系、曲轴转二周该凸轮轴(13)转一周。原机各部件和有加设重制各部件组成的本机其各主要组件的结构、功能和主要配器程序技术数据是活塞(2)上平面制有圆柱形阀塞(14)、汽缸盖有排气门(7)、吸气门(8)及驱动装置、汽缸盖底平面(4)有塞孔(15)、当活塞(2)上升至上止点前28°以上的位置时阀塞(14)进入塞孔(15)，塞孔(15)与汽缸盖上的燃烧室(10)相通、燃烧室(10)上有高压喷嘴(9)，副气门(11)的气门顶平面在燃烧室
(10)中、副气门座(12)在燃烧室(10)壁、副气门的进气通道(31) 一侧与汽缸(I)相通另一侧与副气门座(12)相通，驱动副气门(11)的副气门正时驱动凸轮轴(13)与曲轴的速比I 2，副汽缸缸体(32)是用螺丝钉固定在燃烧室(10)上其燃烧室(10)与副汽缸缸体(32)内的副汽缸(16)相通，即塞孔(15)、副气门坐(12)在汽缸⑴与燃烧室(10)之间；活塞
(2)上的阀塞(14)与汽缸盖上的塞孔(15)和副气门(11)与副气门正时驱动凸轮轴(13)的功能是其在压缩冲程时段开启塞孔(15)和副气门(11)形成汽缸⑴与燃烧室(10)相通把汽缸(I)中空气压缩到燃烧室(10)中，其在第一步作功时段关闭塞孔(15)和副汽门
(11)形成燃烧室(10)与汽缸⑴相隔不通气、让副汽缸(16)作功，其在第二步作功时段开启塞孔(15)形成汽缸(I)与燃烧室(10)相通、让副汽缸(16)中燃气和燃烧室(10)中燃气通过塞孔(15)冲进汽缸⑴中推动活塞(2)作功；副汽缸总成的结构副汽缸缸体(32)中有副汽缸(16)并缸体内安装有副活塞杆密封套(38)、柱塞套(18)、柱塞套端盖(39)，副活塞杆密封套(38)上有柱塞复位拦停油道(37)，柱塞套(18)中有无压油排充油道(36)、液压主油道(33)、柱塞减速油道(34)，柱塞套端盖(39)上有柱塞拦停油道(35)，副汽缸(16)内安装有副活塞(17)、副活塞(17)的杆穿过副活塞杆密封套(38)连接着柱塞套(18)内安装的柱塞(19)，副汽缸总成的功能是其在第一步作功时段中第一步作功起点时燃烧室
(10)中高压喷嘴(9)喷油爆发高压燃气用其燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞套
(18)中的柱塞(19)制造液压能作功，其副活塞(17)、柱塞(19)并有到位滞停和复位的功能；压缩冲程和作功冲程的配器程序技术数据其压缩冲程从活塞(2)于下止点后25°开始，此节点塞孔(15)、副气门(11)已经是开启的吸气门(8)、排气门(7)已经是关闭的，活塞(2)上升把空气通过塞孔(15)、副气门(11)压往燃烧室(10)、活塞(2)继续上升到上止点前28°时阀塞(14)进入塞孔(15)将塞孔(15)塞住、副气门(11)还是开启的空气可经此继续压往燃烧室(10)、活塞(2)继续上升至上止点前8°时副气门(11)完全关闭此节点压缩冲程结束，其作功冲程第一步作功时段从上止点前8°至上止点后28°、燃烧室(10)中高压喷嘴(9)喷油时间为上止点前8°，活塞(2)从上止点前8°上升到上止点再下行至上止点后28°时活塞⑵上的阀塞(14)离开塞孔(15)此节点开始燃烧室(10)中的燃气和副汽缸(16)中的燃气通过塞孔(15)冲入汽缸(I)中推动活塞(2)下行第二步作功开始、活塞(2)继续下行至上止点后150°即下止点前30°、排气门(7)开启、第二步作功结束，根据机型大小额定转速高低及节点关键程度可以调整配器程序技术数据的各节点、但应在允差内、第一步作功时段是从上止点前8°至上止点后28°其允差为上止点前6° -11°至上止点后25° -35°、高压喷嘴(9)喷油时间随第一步作功起点。具体运转情形请看“具体实施方式
”中的各冲程运转情节详细情形和附图及标记。本机与普通柴油机在同等量耗油时仅第二步作功的动力能量与普通柴油机的动力能量相同、本机的第一步作功所得能量也较大。四缸、汽缸直径81毫米、冲程86毫米的二步作功柴油机、第一步作功膨胀容积7%仅第一步作功能得到21马力的动力(本文后段有详细数据)这是本技术方案的有益之处。
图1.加设重制部分结构示意图、图2.汽缸盖底面的仰视示意图、图3.活塞⑵和阀塞(14)的上平面的俯视图、图4.加设重制部分及第一步作功结构示意图、[0014]图5.副汽缸总成结构示意图、图6.液压缓冲器(23)结构示意图、图7.主液压变压器(25)结构示意图、(副液压变压器(26)结构与此相同)图8.9.液压变压器换向阀示意图、图10.恒定液压控制阀(88) (89)的结构示意图、图11.缸壁阀结构示意图、图12.缸壁阀结构中活塞(102)的示意图.图13.缸壁阀结构中活塞(102)的俯视不意图。附图标记:1.汽缸、 2.活塞、 3.汽缸体平面、4.汽缸盖底平面、5.排气道、 6.进气道、7.排气门、 8.吸气门、9.高压喷嘴、10.燃烧室、11.副气门、 12.副气门座、13.副气门正时凸轮轴、14.阀塞、15.塞孔、16.副汽缸、17.副活塞、18.柱塞套、19.柱塞、2 0.高压出油阀、21.低压进油阀、22.去往缓冲器的油管、23.液压缓冲器、24.去往两个变压器的高压油管、25.主液压变压器、26.副液压变压器、27.油箱去往两个变压器的供油管、28.副液压变压器去往柱塞低压进油阀的低压油路、29.油箱、30.供给液压马达的油路、31.副气门的进气通道、32.副汽缸缸体、33.液压主油道、34.柱塞减速油道、35.柱塞拦停油道、 36.无压油排充油道、37.柱塞复位拦停油道、38.副活塞杆S封套、 39.柱塞套纟而盖、 40.副汽缸缸体纟而盖、41.副汽缸缓气道、 42.液压油流量控制阀、50.液压缓冲器油缸、 51.密封皮碗、52.液压活塞、53.液压活塞轴杆、 54.液压活塞螺母、 55.液压缸端盖体、56.弹簧、57.液压主油道、58.液压变压器被动油缸、59.被动油缸液压活塞、60.密封皮碗、61.柱塞套外壳体、62.主动油缸液压柱塞、63.主动油缸液压柱塞套、64.液压油路换向阀拉杆轴、65.低压油出油管路、66.油箱来管路的进油口、67.A侧主动油缸油路管、68.B侧主动油缸油路管、69.来自液压缓冲器的高压主油路管、70.泄油管.应连接油箱管路、71.B侧换向阀油路管.应连接B侧主动油缸油路管、72.A换向阀油路管.应连接A侧主动油缸油路管、73.76.换向阀拉杆轴的往复冲碰点、 74.换向阀可动偶件体、75.内有弹簧的弹动伸缩器、77.换向阀固定偶件体、78.汽缸盖密封子口、79.活塞面上躲吸气门的凹线、80.活塞面上躲排气门的凹线、81.82.冲碰柱、[0052]83.恒定液压控制阀进油口、84.出油口、85.阀板、86.弹簧、87.皮碗的活塞、88.恒定液压控制阀、89.恒定液压控制阀、90.超压泄油去油箱的管、91.启动时给液压缓冲器(23)冲压的小高压泵、92.给启动充压泵(91)供油的管路、 93.缸壁阀口、94.缸壁阀口通往燃烧室的通道、95.恒定液压控制阀的油缸、96.活塞(102)的裙部、97.招合金活塞顶部、98.活塞(102)的上顶裙、99.活塞环槽埂、101.缸壁阀结构中的汽缸、 102.缸壁阀结构中的活塞。
具体实施方式
:所称“本文”是指本次提交的所有文件包括权利要求书。本文中所称“本机”是指本技术方案的柴油机。本文中所称“曲轴角度”是指以曲轴主轴中心为心点以曲部连杆轴中心为角度点的曲轴角度，“上止点、下止点”是指活塞⑵的上止点、下止点，多少度“。”是指曲轴角度、例如“上止点前8° ”是指曲轴角度在运转方向的活塞上止点以前8°，“此节点”是指曲轴角度在此点时，“时段”是指从曲轴角度的某个点至运转到曲轴角度的另一个点的期间段。本文中所称“配器”是指配置排列全机各功能部件连带动作程序。本文中所称“配器程序技术数据”是指该机型的配置排列全机各功能部件连带动作程序及各节点各时段的标准指数。图1.所示副气门(11)的驱动凸轮轴(13)与曲轴是1: 2正时关系、曲轴转二周驱动凸轮轴(13)转一周。本技术方案适用于单缸或多缸柴油机，本文叙述中只谈到其中的一缸，其它各缸与此相同。以下我用实际数据叙述我对本机的具体实施方法:本机应该以相当于增压气油机撑重程度的四冲程柴油机整机作为本机的基础机，我实际用的是一台汽车用汽油机、把原机的燃油系统点火系统去掉、用链条.正时链轮加挂涡流柴油机的高压喷油泵及喷嘴、增加曲轴配重轮的配重以此代替柴油机作为本机的基础机，(无论是用柴油机还是用汽油机作基础机、气门凸轮轴都需随配器节点所需微量调整角度)、该基础机汽缸直径81毫米、冲程86毫米、本机用该基础机的所有部件、该基础机气缸盖以下的各部件、缸体、曲轴、连杆、不作改动用于本机作为主体、并对其部件中的活塞、气缸盖作有加设重制、重制后结构请看图1、2、3、4、5、活塞有加设重制是活塞(2)的上平面上加设有圆柱形阀塞(14)与活塞(2)是一体、即活塞(2)上平面制有圆柱形阀塞(14)，气缸盖有加设重制是气缸盖上有原机的吸气门(8)排气门(7)及原机的气门正时驱动装置，加设的是汽缸盖底平面(4)有塞孔(15)，当活塞(2)上升至上止点前28°以上的位置时阀塞(14)进入塞孔(15)，汽缸盖加设的还有副气门(11)、副气门座(12)、副气门正时凸轮轴(13)、副气门通道(31) 、燃烧室(10)、喷油嘴(9)，其塞孔(15)与汽缸盖上的燃烧室(10)相通、燃烧室(10)上有高压喷嘴(9)，副气门(11)的气门顶平面在燃烧室(10)中、副气门座(12)在燃烧室(10)壁、副气门的进气通道(31) —侧与汽缸(I)相通另一侧与副气门座
(12)相通，驱动副气门(11)的副气门正时驱动凸轮轴(13)与曲轴的速比1: 2，副汽缸总成中的副汽缸缸体(32)是用螺丝钉固定在燃烧室(10)上其燃烧室(10)与副汽缸缸体(32)内的副汽缸(16)相通，原机的汽缸(I)、活塞(2)与汽缸盖之间的燃烧室被去掉，即塞孔(15)、副气门座(12)在汽缸(I)与燃烧室(10)之间，副汽缸总成中的柱塞(19)、柱塞套
(18)是偶件是本机液压系统中的一部分。“副汽缸利用压力”是指燃烧室(10)的燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞(19)作功所要利用的压力、与本机额定液压有关，例如“本机副汽缸利用压力”65公斤/cm2，副活塞(17)截面积等于柱塞(19)截面积的4倍，本机额定液压应设在65 X 4 = 260公斤/cm2，液压缓冲器(23)在大于额定压力时容进，反之即充出，至使液压恒定，燃烧室(10)喷油爆发时燃气压力90多公斤会将大于利用压力65公斤/cm2的力能耗在副活塞(17)和柱塞(19)作功的速度和惯性上、当作功末期会将其速度和惯性的力能大部分转化为作功的力能。(经作功膨胀作功后期燃气压力已小于65公斤/cm2)。阀塞(14)是纯铜制成的圆柱形、铸在铝合金活塞(2)的上平面里、然后再机加成成品与塞孔(15)的间隙是O.1至O. 15毫米，塞孔(15)也是纯铜制成，阀塞(14)的作用是每当活塞(2)上升到上止点前28°时阀塞(14)开始进入塞孔(15)将其塞住隔断气体、当活塞⑵从上止点下行到上止点后28°时阀塞(14)离开塞孔(15)塞孔开始通气、阀塞
(14)、塞孔(15)曲轴转一周开闭一次与副气门(11)曲轴转两周开闭一次两样需要并用效果才行，阀塞(14)与塞孔(15)有O. 1-0. 15毫米间隙会有少量漏燃气但能适应高压燃气的开与关、(此节点少量漏燃气没有坏处)压缩冲程末在上止点前8°还必需有副气门(11)的辅助、阀塞(14)在这个节点是无效的，阀塞(14)、塞孔(15)与副气门(11)两样并用能够在压缩冲程时段开启塞孔(15)、副气门(11)形成汽缸⑴与燃烧室(10)相通、把汽缸(I)中空气压缩到燃烧室(10)中，在第一步作功时段关闭塞孔(15)、副气门(11)形成汽缸(I)与燃烧室(10)相隔不通气、让副汽缸(16)作功，在第二步作功时段开启塞孔(15)形成燃烧室(10)与汽缸(I)相通让副汽缸(16)中燃气和燃烧室(10)中燃气通过塞孔(15)冲进汽缸⑴中推动活塞⑵作功。以下我用实际数据叙述本机运转情形及副汽缸(16)柱塞(19)作功和液压系统的情形例.技术数据汽缸(I)直径81毫米、 冲程86毫米、燃烧室(10)压缩比28 I第一步副汽缸(16)作功容积等于汽缸容积的7%、阀塞(14)直径13毫米、阀塞(14)、塞孔(15)关闭节点活塞(2)上升至上止点前28°，阀塞(14)、塞孔(15)开启节点活塞(2)下行至上止点后28。，第一步作功活塞(2)行程、5.1毫米、容积等于汽缸容积的6%，副汽缸(16)直径40毫米、 柱塞直径20毫米、畐Ij汽缸(16)作功(额定负苛时)行程24.6毫米、最大行程32毫米，副汽缸(16)利用压力65公斤/cm2，[0084]作功额定液压260公斤/cm2，副液压变压器(23)变压比32 I给进油阀(21)柱塞(19)复位用液压8公斤/cm2,额定转速3000转/分钟、最大转速4500转/分钟。第一步作功所要起的作用是把喷油爆发时的高压燃气标准负荷时90多公斤/cm2、负荷不大时80公斤/cm2将其燃气经作功膨胀后成为常规压力60公斤/cm2以下、能适宜相当于增压汽油机类似的活塞(2)曲轴作功的压力。副汽缸总成的作功形式是燃气压力大于利用压力65公斤/cm2的力能耗在作功时加大副活塞(17)顶柱塞(19)直线运动作功的速度和惯性上，当作功末期会将其速度和惯性的能量大部份转化为作功的力能来填补作功后期的燃气压力不足，这种作功形式不怕燃气压力有多高。每当压缩冲程汽缸(I)中活塞⑵上升把吸入的空气经塞孔(15)、副气门(11)压缩去往燃烧室(10)当活塞(2)上升到上止点前28°时活塞(2)上阀塞(14)开始进入塞孔
(15)把塞孔(15)塞住这时副气门(11)还是开启的空气可经此压往燃烧室(10)、活塞(2)继续上升至上止点前8°副气门(11)完全关闭、压缩冲程结束作功冲程开始。第一步作功第一步作功时段从上止点前8°至上止点后28°，副汽缸总成的结构、副汽缸缸体(32)中有副汽缸(16)并缸体内装有副活塞杆密封套(38)、柱塞套(18)、柱塞套端盖(39)，副活塞杆密封套(38)上有柱塞复位拦停油道(37)，柱塞套(18)中有无压油排充油道(36)、液压主油道(33)、柱塞减速油道(34)，柱塞套端盖(39)上有柱塞拦停油道(35)，副汽缸(16)内安装有副活塞(17)、副活塞(17)的杆穿过副活塞杆密封套(38)连接着柱塞套(18)内安装的柱塞(19)，副汽缸总成的功能是其在第一步作功时段中第一步作功起点时燃烧室(10)中高压喷嘴(9)喷油爆发高压燃气用其燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞套(18)中的柱塞(19)制造液压能作功，其副活塞(17)、柱塞(19)并有到位滞停和复位的功能，当上止点前8°燃烧室(10)的喷嘴(9)喷油爆发燃气推动副汽缸
(16)中副活塞(17)顶柱塞(19)制造液压能作功、在标准负荷时从起点位置至终点位置的3/4滞停、超负荷时滞停的急与缓由柱塞减速油道(34)的流量控制阀(42)和柱塞拦停油道(35)的流量控制阀(42)来调整(人工调正后定住)这两个油道经阀(42)调整后的高压油并入液压主油道(33)管路中。畐Ij活塞(17)和柱塞(19)的复位，是来自低压进油阀(21)的低压油(8公斤/cm2)当到排气冲程时段能推得动柱塞(19)回复到作功前的位置、当其柱塞(19)快速冲过无压排充油道(36)的孔后、柱塞回位栏停油道(37)的泄油量受流量控制阀(42)调整，(手工调正后定住)使其缓速停下至作功前起点位置，低压进油阀(21)只向柱塞(19)供油不倒流，高压出油阀(20)的出油口一面与液压缓冲器(23)相通有高液压，在压缩冲程时燃烧室(10)只有小于30公斤/cm2压力远不足利用压力的85%、副活塞(17)柱塞(19)在起点位置不动、只等喷油爆发时作功。第一步作功时燃烧室(10)刚喷油爆发的燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞(19)作功产生的液压油经液压主油道(33)、液压出油阀(20)去往液压缓冲器(23)、液压缓冲器(23)的结构请看图6、液压缓冲器(23)是一机多缸共用一个，其功能是针对本机的柱塞制造液压油是间段性每转的供油时间小于不供油时间的几倍的特性使其流量和压力稳定、瞬间大于额定压即容进液压缓冲器(23)反之即充出以供副液压变压器(26)之用，液压缓冲器(23)结构中液压活塞螺母(54)在停车无油压时会顶住液压缸端盖体(55)但有不多液压油使其离开就会接近正常工作的压力和效能，液压缓冲油缸(50)的截面积应是柱塞(19)截面积的6倍以上。(在中大机型和汽车用的本机可以用“电子控制用气压顶油的液压缓冲器”其造价稍微高点不多效果更佳结构中无易损件)。副液压变压器(26)是一机多缸共用一个，结构请看图7、8、9、图7是它的主体结构示意图，图8、9是它的换向阀示意图，在该柴油机上它的变压比是32:1、输出液压(8公斤/cm2)，主动液压柱塞￠2)直径15毫米，被动油缸(58)直径87毫米行程50毫米，在该机上每分钟3000转时副液压变压器每秒往复1.3次(四缸共用时)。恒定液压控制阀(88)其结构请看图10，它是利用恒定液压控制阀的油缸(95)、皮碗活塞(87)的结构当液压升高时提升阀板(85)开启阀门、液压降低时落下阀板(85)关闭阀门的原理，其性能适应本机，在本机中起超过额定压力20%、260+52 = 312公斤/cm2时自动开阀向油箱泄油的作用。标记(89)也是恒定液压控制阀其结构与前者相同但压力需调低、起的作用是当低于额定压力的85% (221公斤/cm2)时落下阀板关闭状态、当压力在221至260公斤/cm2之间其阀控制流量，当额定压力时通过此阀液压.流量都不能有阻力。从图1中看得出液压管路被恒定液压控制阀(89)对外隔开。标记(91)是小高压油泵，只要它打进管路中少量油即会使管路中的液压缓冲器(23)、副液压变压器(26)都有额定压力85%的液压并且柱塞(19)会在作功前位置等待作功，这具备本机启动时所需条件。请看该机型的配器程序技术数据及运转中各节点简要介绍:其吸气冲程开始于活塞(2)上止点后20°、排气门(7)完全关闭、吸气门(8)开始逐渐开启此节点塞孔(15)已经是关闭的副气门(11)已经是开启的、活塞(2)下行到上止点后28°阀塞(14)开始离开塞孔(15)、活塞(2)继续下行、下行到下止点再上升至下止点后25°吸气门(8)完全关闭此节点吸气冲程结束、吸气冲程曲轴一共转185° ；
其压缩冲程 从活塞⑵于下止点后25°开始、活塞(2)上升把空气经过塞孔
(15)、副气门(11)压往燃烧室(10)、活塞⑵继续上升到上止点前28°时阀塞(14)进入塞孔(15)将塞孔(15)塞住、副气门(11)还是开启的空气可经此压往燃烧室(10)、活塞(2)继续上升至上止点前8°时副气门(11)完全关闭此节点压缩冲程结束、压缩冲程曲轴一共转 147。；其作功冲程、第一步作功时段从上止点前8°至上止点后28°、上止点前8°时燃烧室(10)中高压喷嘴(9)喷油爆发高压燃气其燃气推动副气缸(16)中副活塞(17)顶柱塞(19)制造液压能作功，活塞(2)从上止点前8°上升到上止点再下行至上止点后28°时活塞⑵上的阀塞(14)离开塞孔(15)、燃烧室(10)中的燃气和副汽缸(16)中的燃气通过塞孔(15)冲入汽缸(I)中推动活塞(2)作功、此节点第二步作功开始、活塞(2)继续下行至上止点后150°即下止点前30°、排气门(7)开启、第二步作功结束，作功冲程曲轴共转158°其分为二步、第一步作功从上止点前8°至上止点后28°是燃烧室(10)刚喷油爆发的燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞(19)制造液压能作功、是膨胀无排放性、第二步作功从上止点后28°至上止点后150°是汽缸(I)中活塞(2)推动曲轴作功；其排气冲程从下止点前30°开始开启排气门(7)、活塞(2)下行到下止点再上升130°副气门(11)开启、活塞(2)上升到上止点前28°阀塞(14)进入塞孔(15)、活塞(2)上升到上止点再下行至上止点后20°、排气门(7)完全关闭、排气冲程结束、吸气门(8)开始逐渐开启、排气冲程曲轴共转230° ；其根据机型的大小、额定转速高低及节点的关键程度、可调整配器程序技术数据的节点、但应在允差内，第一步作功、上止点前8°至上止点后28°允差为上止点前6° -11°至上止点后25° -35° (25° _35°是其阀塞(14)与塞孔(15)开启)，高压喷嘴(9)喷油时间随第一步作功起点，第二步作功、上止点后28°至上止点后150°、允差为上止点后25° -35°至上止点后145° -160°，排气冲程、下止点前30°至上止点后20°、允差为下止点前20° -35°至上止点后15° -35°、副气门(11)开启于排气冲程下止点后130°、允差为下止点后0° -145° ,吸气冲程、上止点后20°至下止点后25°、允差为上止点后15° -35°至下止点后15° -30° ,压缩冲程、下止点后25°至上止点前8°允差为下止点后15° -30°至上止点前6° -11° (其6° -11°这是指副气门(11)关闭的节点)。从恒定液压控制阀(89)出口端出来的液压油为260公斤/cm2，压力和流量已经是平稳，如用油压匹配的液压马达即可转换成动力能如用低液压设备可使用主液压变压器(25)其结构请看图7、8、9、如要用50公斤油压设备可设计成主动缸柱塞(62)直径25毫米被动油缸(58)直径56毫米、行程70毫米。具体数据需要算准确，因此种液压变压器被动油缸是皮碗类密封，往复行进速度有限制性要求，也需要算准，四缸、缸径81毫米、冲程86毫米的该机，需要知道匹配液压马达的功律。该机副活塞(17)推动柱塞(19)作功的额定行程24. 6毫米、最大行程32毫米是依据实际测试所定，在额定负荷时(3000转或1500转/分钟)柱塞套(18)的柱塞减速油道(34)的管没到液压流量控制阀(42)之前的压力比液压主油道(33)的压力高20% (控制阀(42)出口与液压主油道相通)这证明柱塞(19)作功已经走过了液压主油道(33)的出口末端，柱塞(19)的行程已经够24. 6毫米(液压主油道33的压力是260公斤/cm2)。柱塞直径20毫米.截面积是3. 14cm2 X 260公斤/cm2 = 816. 4公斤.是它提升的力， 3000转/分钟，=50转/秒。50X2. 46cm=1. 23米/秒、是它提升的高度。75公斤每秒提升I米=I马力。816公斤X1. 23米=1003公斤.米/秒+75公斤.米/秒=13. 38马力X液压马达效律0.8 = 10. 7马力。四缸、每缸每二转一次作功、4X 1/2 = 2。10. 7 马力 X2 = 21. 4 马力。四缸汽缸直径81毫米，冲程86毫米，在主机3000转额定负荷时第一步作功能得到21. 4马力的动力能。本机运转时，压缩冲程中即使压缩比28 I汽缸(I)和活塞(2)的受力并不大，汽缸(I)中最大压力远小于汽油机点火爆发时的压力，副汽缸行程、额定负荷行程也可等于最大行程3/5能有空间加设双重的柱塞减速油道(34)，但设计额定行程应以额定负荷为基准，最大行程是为急加速或超负荷所准备的。实例中额定液压之所以260公斤/cm2是因为本机从柱塞(19)液压主油道至缓冲器(23)的油路管应比柱塞(19)的截面积大一倍以上并且尽量缩短，才能尽量减小力能损。副汽缸缸体(32)在副汽缸(16)的位置外侧应有水冷却，副汽缸缸体(32)可以用球墨铸铁铸造后加工，柱塞(19)和柱塞套(18)是偶件，应该用专用钢材及专业加工工艺。阀塞(14)是纯铜的把圆柱形纯铜毛坯车两道沟铸在铝合金活塞(2)上平面里再按加工工艺加工，塞孔(15)也是纯铜的气缸盖用铸铁铸成，铸造时塞孔位置铸里一个A3钢的塞孔(15)毛坯，汽缸盖铸件铸成后用氩弧焊往A3钢的塞孔(15)上焊纯铜，焊好后再机加。有一种缸壁阀结构(图11)其与阀塞(14)塞孔(15)的功能相同，其具有缸壁阀结构中的汽缸(101)、缸壁阀口(93)、缸壁阀结构中的活塞(102)、活塞的上顶裙(98)、其缸壁阀结构的功能是设在汽缸(101)与燃烧室(10)之间的通道起关闭、开启的作用，代替阀塞(14)与塞孔(15)结构，其两种结构只能择一用于本机，请看图11、这种结构在运转中每当活塞(102)上升至上止点前28°时活塞(102)的上顶裙(98)挡住缸壁阀口(93)形成隔断气缸(101)与外燃烧室(10)的气流、当活塞(102)从上止点下行至上止点后28°时活塞的上顶裙(98)漏出缸壁阀口(93)形成汽缸(101)与燃烧室(10)相通。在缸壁闽结构(图11)中普通活塞不遗用、活塞(102)需要专门制造，请看图12、图13、活塞(102)的裙部(96)与活塞的上顶裙(98)直径相同.活塞环槽埂(99)的直径比活塞裙部(96)直径小、活塞的上顶裙(98)是球墨铸铁的朝着缸壁阀口的位置还是纯铜的其制造方法是先用球墨铸铁铸成活塞上顶裙(98)的环型圈、环型圈内侧铸出来多个向中间伸出的爪子、该球墨铸铁代爪子的环型圈朝着缸壁阀口的位置留有凹处再钻几个孔、用氩弧焊把孔和凹处焊上纯铜、当压铸铝合金活塞时把带爪子的铸铁环型圈铸在一起、经热处理后再机械加工成活塞(102)。
权利要求1.一种汽缸外燃烧室高压燃气常规压燃气二步作功柴油机，吸气、压缩、作功、排气、四冲程为一个运转周期、曲轴经连杆驱动活塞(2)在汽缸(I)中往复运动、曲轴每转一周活塞(2)一次往复、汽缸盖上吸气门(8)排气门(7)的驱动装置正时凸轮轴是该凸轮轴的功能、该机的配器、支配柴油机曲轴转二周为一个运转周期、高压燃油系统一周期喷一次油、利用高压缩比压缩空气喷油燃烧的燃气推动活塞(2)作功，其特征是:活塞(2)上平面制有圆柱形阀塞(14)、汽缸盖有排气门(7)、吸气门(8)及驱动装置、汽缸盖底平面(4)有塞孔(15)、当活塞⑵上升至上止点前28°以上的位置时阀塞(14)进入塞孔(15)，塞孔(15)与汽缸盖上的燃烧室(10)相通、燃烧室(10)上有高压喷嘴(9)，副气门(11)的气门顶平面在燃烧室(10)中、副气门座(12)在燃烧室(10)壁、副气门的进气通道(31) 一侧与汽缸(I)相通另一侧与副气门座(12)相通，驱动副气门(11)的副气门正时驱动凸轮轴(13)与曲轴的速比1: 2，副汽缸缸体(32)是用螺丝钉固定在燃烧室(10)上其燃烧室(10)与副汽缸缸体(32)内的副汽缸(16)相通，即塞孔(15)、副气门坐(12)在汽缸(I)与燃烧室(10)之间；活塞⑵上的阀塞(14)与汽缸盖上的塞孔(15)和副气门(11)与副气门正时驱动凸轮轴(13)的功能是:其在压缩冲程时段开启塞孔(15)和副气门(11)形成汽缸⑴与燃烧室(10)相通把汽缸⑴中空气压缩到燃烧室(10)中，其在第一步作功时段关闭塞孔(15)和副汽门(11)形成燃烧室(10)与汽缸⑴相隔不通气、让副汽缸(16)作功，其在第二步作功时段开启塞孔(15)形成汽缸(I)与燃烧室(10)相通、让副汽缸(16)中燃气和燃烧室(10)中燃气通过塞孔(15)冲进汽缸⑴中推动活塞(2)作功；副汽缸总成的结构:副汽缸缸体(32)中有副汽缸(16)并缸体内安装有副活塞杆密封套(38)、柱塞套(18)、柱塞套端盖(39)，副活塞杆密封套(38)上有柱塞复位拦停油道(37)，柱塞套(18)中有无压油排充油道(36)、液压主油道(33)、柱塞减速油道(34)，柱塞套端盖(39)上有柱塞拦停油道(35)，副汽缸(16)内安装有副活塞(17)、副活塞(17)的杆穿过副活塞杆密封套(38)连接着柱塞套(18)内安装的柱塞(19)，副汽缸总成的功能是:其在第一步作功时段中第一步作功起点时燃烧室(10)中高压喷嘴(9)喷油爆发高压燃气用其燃气推动副汽缸(16)中副活塞(17)顶柱塞套`(18)中的柱塞(19)制造液压能作功，其副活塞(17)、柱塞(19)并有到位滞停和复位的功能；压缩冲程和作功冲程的配器程序技术数据:其压缩冲程从活塞(2)于下止点后25°开始，此节点塞孔(15)、副气门(11)已经是开启的吸气门(8)、排气门(7)已经是关闭的，活塞(2)上升把空气通过塞孔(15)、副气门(11)压往燃烧室(10)、活塞(2)继续上升到上止点前28°时阀塞(14)进入塞孔(15)将塞孔(15)塞住、副气门(11)还是开启的空气可经此继续压往燃烧室(10)、活塞(2)继续上升至上止点前8°时副气门(11)完全关闭此节点压缩冲程结束，其作功冲程:第一步作功时段从上止点前8°至上止点后28°、燃烧室(10)中高压喷嘴(9)喷油时间为上止点前8°，活塞(2)从上止点前8°上升到上止点再下行至上止点后28°时活塞⑵上的阀塞(14)离开塞孔(15)此节点开始燃烧室(10)中的燃气和副汽缸(16)中的燃气通过塞孔(15)冲入汽缸(I)中推动活塞(2)下行第二步作功开始、活塞(2)继续下行至上止点后150°即下止点前30°、排气门(7)开启、第二步作功结束，根据机型大小额定转速高低及节点关键程度可以调整配器程序技术数据的各节点、但应在允差内、第一步作功时段是从上止点前8°至上止点后28°其允差为上止点前6° -11°至上止点后25° -35°、高压喷嘴(9)喷油时间随第一步作功起点。
2.按照权利要求1所述的汽缸外燃烧室高压燃气常规压燃气二步作功柴油机，其特征是:具有缸壁阀结构中的汽缸(101)、缸壁阀口(93)、缸壁阀结构中的活塞(102)、活塞的上顶裙(98)、其缸壁阀结构的功能是:设在汽缸(101)与燃烧室(10)之间的通道起关闭、开启的作用，代替阀塞(14 )与塞孔(15)结构。
专利摘要本实用新型属于柴油机制造研发领域是低震动高效柴油机、气缸外燃烧室高压燃气常规压燃气二步作功柴油机是四冲程、本机是用一台相当于增压汽油机撑重程度的柴油机整机各部件并对其部件中活塞、气缸盖作有加设重制、活塞上平面制有阀塞、气缸盖上制有塞孔、副气门、外燃烧室、副气缸、副活塞、柱塞及液压动力转换系统，当压缩冲程气缸中活塞把吸入的空气经塞孔、副气门压缩到气缸外燃烧室关闭塞孔、副气门，燃烧室喷油爆发让与燃烧室相通的副气缸中副活塞推动柱塞制造液压能作功、这是第一步作功，当活塞从上止点下行冲程的6％、时活塞上的阀塞离开塞孔、燃烧室和副汽缸中的燃气从塞孔冲入汽缸推动活塞及曲轴作功至下止点、这是第二步作功。
文档编号F02M21/02GK202914179SQ201220216418
公开日2013年5月1日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者陈志明 申请人:陈志明