活塞往复内燃机的调控系统的制作方法

本发明属活塞往复内燃机领域，具体涉及活塞往复内燃机工作系统的调控技术。

背景技术：

已公布的发明专利申请201610591280.7“活塞往复内燃机综合调控系统”(公布日2016.11.02，公布号CN106065837A)，为了克服我国发明专利ZL201110283190.9“一种活塞往复式内燃机顶置综合调控系统”中的“增压缸内吸入空气量调控系统”和“增压缸内中冷喷水系统”结构复杂、工作性能差、以及该专利的顶置综合调控系统中采用一根调控轴只调控一项工作系统而造成系统结构复杂的缺陷和不足之处，作出了新的发明。然而，所作出的新发明的调控系统，虽然克服了上述发明专利的缺陷和不足之处，取得了显著的进步和积极效果，但仍存在着缺陷和不足之处，而这些缺陷和不足之处也即是上述发明专利的缺陷和不足之处，具体说明如下：

图2联合图4示出：挺杆(81)固定在与发动缸活塞同步运动的增压机构框架(82)上，挺杆(81)的挺杆头(80)上，顺调控轴轴向，依发动机从小至大各工况增压缸内中冷喷水参数(定时、定量、定速率参数)的连线作出类似凸轮工作性能的工作形状(62)，此工作形状也随之与活塞同步运动且行程相同。摇杆机构二的左摇臂(52)的左端与挺杆头(80)相对，右端固定在调控轴(3)上[以下将左摇臂称之为固定摇臂(52)]；右摇臂为异型摇臂二(54)，其左端套在调控轴(3)上，由轴座固定其轴向位置不变，右端与增压缸内中冷喷水系统(55)的泵喷水咀泵头相联接。当调控轴(3)作轴向运动时，固定摇臂二(52)左端就对应挺杆头(80)工作形状(62)的发动机某一工况的喷水工作参数；挺杆头上工作形状驱动固定摇臂(52)，泵喷水咀(79)就在固定摇臂二左端对应的工作形状上的某一喷水参数线下工作。

由发明专利ZL200710193938.X“一种活塞往复式内燃机的增压机构”的第[0004]段记载，所述增压机构的增压机构框架、增压缸活塞、与发动缸同步运动且行程相同，那么增压缸活塞从下止点向上运动至上止点的过程为增压缸内吸入空气的过程，也即是增压缸内中冷喷水的过程，发动缸活塞同步地从下止点运行至上止点；由挺杆头上的工作形状必须与固定摇臂二(52)左边的臂头接触，泵喷水咀才进行泵喷水液的工作，那么挺杆头上工作形状(62)与固定摇臂左边臂头的接触点即是挺杆头上工作形状的工作始点也即下止点，挺杆头工作形状向上运行的终点是上止点，挺杆头上工作形状(62)与固定摇臂的臂头接触后必定还要向上运行一个活塞行程的距离才能到达上止点；由此，挺杆头上工作形状上下运行的距离，占用了发动机盖板上的空间高度。

上述现有综合调控系统中的“二次发动缸喷水冷却系统”和“排气系统”的调控方法与所述增压缸内中冷喷水系统的调控方法基本相同；所不同的是，此两项工作是在发动缸活塞上止点后进行的，其系统中挺杆头位于上止点向下运动才是有效工作行程，工作形状首先置于上止点，然后向下运动至设计的与固定摇臂臂头的接触点为工作始点，进入工作始点后，系统在设计的工作参数下工作，最后到达下止点；那么，其挺杆头的运行在发动机盖板上也占据很大的活动空间。

综上两段所述，若现有综合调控系统应用在活塞行程效长的发动机尤其是大型低速发动机上，其挺杆头的运行必定增大发动机体积的高度，占据发动机顶盖板上大量的空间，因此，上述背景技术的综合调控系统仅限于短行程活塞往复发动机上应用。

技术实现要素：

为了克服上述现有顶置综合调控系统的缺陷和不足之处，现针对所述缺陷和不足之处发明一种新的技术方案，使之成为一种在现有技术上具有显著进步和积极效果的调控系统，具体发明内容如下：

一种活塞往复内燃机的调控系统，如图1示出：主要由左调控轴(3)、右调控轴(9)、摇杆机构一、摇杆机构二、摇杆机构三、摇杆机构四、左凸轮轴(58)、右凸轮轴(14)、左定时齿轮(1)、右定时齿轮(12)、横向联接板(5)、电磁铁(7)、调速器(21)、增压缸内吸入空气量调控系统(40)、燃油泵喷系统(33)、增压缸内中冷喷水系统(55)、二次发动缸内喷水系统(30)、排气系统(32)构成。

图1示出：所述左调控轴(3)、由轴段一(56)、轴段二(46)、轴段三(38)串联而成，可在轴座孔内轴向滑动；轴段二(46)作有前圆筒(50)和后圆筒(37)，两圆筒分别按设计作有一定弧面宽度的前定位口(84)和后定位口(43)，将轴段一(56)的圆柱(51)和轴段三(38)的圆柱(41)，分别吻合滑动地装入轴段二的前圆筒(50)和后圆筒(37)，然后将与定位口横向滑动联接的定位销一(48)和定位销二(42)分别从前、后定位口装入固定在圆柱上，将3个轴轴向联接起来。于是，轴段一、二、三同步地轴向运动，且轴段一(56)和轴段二(46)可分别在各自设计的定时、速率、转角的参数下转动而3个轴段互不干扰；右调控轴(9)由轴前段(17)和轴后段(26)串联而成，也可在轴座内轴向滑动，其联接技术手段与左调控轴(3)相同，同理，前后两轴段同步地轴向运动，且轴前段(17)和轴后段(26)在各自设计的定时、速率、转角的参数下转动互不干扰。

图1示出：所述摇杆机构一，用左调控轴(3)的轴段二(46)作摇杆轴，与摇杆轴作固定联接的摇臂即固定摇臂一(47)，其左端与左凸轮轴(58)上凸轮一(45)相联，右端固定联接在摇杆轴即轴段二(46)上，且在与异型摇臂一(34)的结合处形成臂头(36)与异型摇臂一(34)的臂头槽(35)配合并可以在臂头槽(34)内轴向滑动，带动异型摇臂一(34)上下摇动；异型摇臂一(34)的左端与摇杆轴滑动联接，由轴座三(44)和轴座二(49)保持其轴向位置不变，右端与燃油泵喷系统(33)的燃油泵喷咀泵头联接。

图1示出：摇杆机构二用左调控轴(3)的轴段一(56)作摇杆轴，固定摇臂二(52)左端与左凸轮轴(58)上凸轮二(53)相联，异型摇臂二(54)的右端与增压缸内中冷喷水系统(55)的泵喷水咀一的泵头相联，固定摇臂二(52)与异型摇臂二(54)的联接以及此二摇臂与摇杆轴即轴段一(56)的联接和异型摇臂二(54)轴向位置的保持，与摇杆机构一相同。

摇杆机构三用右调控轴(9)的轴前段(17)作摇杆轴，固定摇臂三(20)的右端与右凸轮轴(14)上的前凸轮(19)相联，异型摇臂三(21)的左端与二次发动缸内喷水系统(30)泵喷水咀二的泵头相联，固定摇臂三(20)与异型摇臂三(21)的联接以及此二摇臂与摇杆轴即轴前段(17)的联接和异型摇臂三(21)轴向位置的保持，与摇杆机构二相同。

摇杆机构四用右调控轴(9)的轴后段(26)作摇杆轴，固定摇臂四(24)的右端与右凸轮轴(14)的后凸轮(23)相联，异型摇臂四(31)与排气系统(32)排气阀上端的承压板相联，固定摇臂四(24)与异型摇臂四(31)的联接以及此二摇臂与摇杆轴即右调控轴(9)轴后段(26)的联接和异型摇臂(31)轴向位置的保持，与摇杆机构三相同。

所述左调控轴(3)的轴三段(38)作出斜面移动凸轮(39)，与增压缸内吸入空气量调控系统调节杆杆头(40)联接；移动凸轮工作面(即斜面)的形状，顺调控轴(3)的轴向，依发动机最低至最高各工况吸入空气量的参数作出。

所述左凸轮轴(58)与摇杆机构一的固定摇臂一(43)相联的凸轮一(45)的工作形状，顺左调控轴(3)的轴向依发动机最低工况至最高工况各工况每工作循环燃油泵喷工作参数(喷油提前角、定时、定量、定速率)的连线作出，凸轮二(53)的工作形状顺左调控轴轴向依发动机最低工况至最高工况各工况每工作循环的增压缸内中冷喷水工作参数(喷水提前角、定时、定量、定速率)的连线作出，左凸轮轴的前端装配有定时齿轮一(1)。

右凸轮轴(14)作有分别与摇杆机构三的固定摇臂三(20)相联接的前凸轮(19)和与摇杆机构四的固定摇臂四(24)相联接的后凸轮(23)；前凸轮(19)和后凸轮(23)的工作形状，顺右调控轴(9)的轴向依发动机最低工况至最高工况各工况每工作循环发动缸内二次喷水工作参数(一次喷水和二次喷水的提前角、定时、定量、定速率)的连线和排气系统排气阀工作参数(提前角、定时、定量、定速率)的连线分别作出，右凸轮轴的前端装配有定时齿轮二(12)。定时齿轮一和二由定时链条与曲轴上定时齿轮联接(图中未画出)，使定时齿轮一和二与曲轴同步转动。

附图5示出：背景技术中排气阀的开启，是由挺杆头上工作形状60)向下驱动固定摇臂(24)向下运动，使异型摇臂四(31)左端向上运动带动排气阀的阀柄(83)上升而实现的，则排气阀关闭的方向是向下的；而本申请[0013]段记载和附图1示出，为了统一布置及结构上的简化，本发明是摇杆机构四的固定摇臂四(24)在后凸轮(23)的驱动下向上运动使异型摇臂四(31)左边臂头向下运动开启排气阀的，这与背景技术排气阀关闭方向相同，那么，使用背景技术结构的排气阀则不能被开启，因此必须对背景技术排气阀重新作出发明。具体技术方案如下：

一种闸板排气阀，如图3示出：由阀闸板、闸盖板、定位架、摇杆、承压板、拉力弹簧构成，其特征在于：排气阀的阀闸板(64)和阀盖板(67)为整体结构，所述阀盖板(67)以背景技术排气阀去掉阀柄(83)，并将阀盖板(67)左右两边的边长等于发动缸上面四边形凸台(65)左右两边外边的边长，然后在阀盖板(67)左右两边侧伸出部分的上边分别做出挂钩一(68)和挂钩二(76)而成；所述定位架为一启动机构，其架座(85)为一内面与发动缸凸台(65)外面吻合的四边形框架，紧密地装配在凸台(65)上，框架左右两边的高度与发动缸凸台(65)左右两边的高度相同，前后两边向上延伸形成定位架的前后横板(78)；两横板上部分的中间有摇杆轴轴孔，左右两边作有定位柱(70)；摇杆一(75)和摇杆二(77)两摇杆的结构相同，承压板(71)上作出与定位柱(70)对应的定位孔。

将定位架的架座(85)紧密地套装在发动缸的凸台(65)上，然后将阀闸板(64)装入闸板上下活动口内，阀盖板(67)左右两边侧伸出部分的下边联接下端固定的拉力弹簧(66)；两结构相同的摇杆一(75)和摇杆二(77)，都装配在穿过前后横板轴孔的摇杆轴(73)上，两摇杆下段杆头分别与阀盖板两边的挂钩一和二联接；承压板(71)将定位孔穿过定位柱(70)盖在两摇杆上段的杆头上；当摇杆机构四的异型摇臂四(31)左边臂头压迫承压板(71)下行时，两摇杆下段杆头分别同时牵动挂钩一(68)和挂钩二(76)使闸板(64)上升，于是排气阀开启。排气结束，承压板上压力消退，拉力弹簧(66)拉力使排气阀关闭，系统又恢复关闭状态。

图1示出：用横隔板(5)将左调控轴(3)和右调控轴(9)横向联接起来，使左右两调控轴同步地随横隔板(5)的前后运动而同步地作轴向运动；横隔板(5)中间联接衔铁(6)，右端装有电开关(11)由电线(8)与衔铁(6)前面的电磁铁(7)相联；左右调控轴前段处于横向联接板(5)与左、右前轴座之间的部位，分别装有左压力弹簧(2)和右压力弹簧(10)；电磁铁通电磁力＞弹簧力＞系统阻力。

调速器(27)的伸缩杆(15)上装有指令板(13)，当指令板(13)随调速器运转即随发动机工况运转，若前行与电开关(11)接触，电磁铁(7)通电磁力吸引衔铁(6)拉动横向联接板(5)前行，则横向连接板(5)随指令的前行而前行；若指令板(13)后退与电开关(11)分开，电磁铁通电磁力消退，弹簧力使横向联接板(5)随指令板(13)后退；当指令板(13)随发动机工况稳定在某一位置时，若指令板(13)与电开关(11)接触，则电磁铁通电磁力使横向联接板前行，电开关(11)与指令板脱开，与此同时，弹簧力使横向联接板后退，电开关(11)瞬时又与指令板接触，如此循环，横向联接板(5)随指令板动态地稳定在指令板(13)指定的发动机某一稳定工况的位置。

由于左右调控轴随横向联接板(5)的前后运动而同步地轴向运动，那么，左调控轴上的固定摇臂一(47)、固定摇臂二(52)及尾部的斜面平板凸轮(39)和右调控轴上的固定摇臂三(20)、固定摇臂四(31)统一地同步地随发动机工况的变化作轴向运动，分别同时同步地对应各自凸轮上同一工况下同一工作循环的各自的工件参数，由于在定时齿轮和定时链条的作用下，左右凸轮轴与曲轴同步转动，即与发动机的工作循环同步转动；所述斜面平板移动凸轮、异型摇臂一、二、三、四，依次分别联接的增压缸内吸入空气量调控系统、燃油泵喷系统、增压缸内中冷喷水系统、二次发动缸内喷水系统、排气系统同步地处在同一工况的同一工作循环中，且各自在自己的工作参数下工作。

积极效果

由于采用凸轮机构驱动摇杆机构的技术方案替代所述背景技术一种固定挺杆挺杆头工作形状驱动摇杆机构的技术方案，克服了背景技术挺杆头在发动机顶盖上面往复运动占用大量空间的缺陷和不足之处。大幅度地降低了发动机的高度，减小了发动机的体积。

用凸轮机构替代背景技术的挺杆驱动摇杆机构的摇臂，省去了挺杆往复惯性力的危害，增加了发动机运转的平顺性，优化了发动机的工作性能。

由于凸轮机构驱动摇杆机构的技术方案，相对于所述背景技术的一种固定挺杆挺杆关驱动摇杆机构的技术方案，对现有技术具有近全面地继承性，则本发明的技术方案易于设计和的制造，能更快地投入应用。

由于已公布的发明申请101610121424.2“一种活塞往复式单缸低速内燃发动机”(公布日2016.10.26、公布号CN106050411A)中发明的一种活塞往复式低速发动机，其主要积极效果是：热效率可达70％，相当于现有汽油机热效率的2倍；比重量G(发动机净重量与发出功率之比)为现有曲柄连杆活塞往复低速发动机比重量G的1/35左右；且可从发动缸内消除各种不良燃烧物的生成，此积极效果是巨大的；其取得积极效果的核心技术是：一种齿轮齿条机构作动力机构，一种发动机体内与动力机构复合的活塞往复式人增压度ф(发动机增压后增加的功率与未增压时功率之比)≈4的增压机构，一种消除现的冷却方式带走约30％燃料热效率和从发动缸内避免各不良燃烧污染物生成的喷水冷却系统，一种将发动缸活塞平均速度提高为现有活塞平均速度4倍的发动缸活塞工作环境强化系统；围绕上述核心系统还配置有新发明的随发动机工况变化工作的燃油泵喷系统、增压缸内喷水冷却系统、增压缸吸入空气量调控系统、二次发动缸内喷水冷却系统、排气系统、以及顶置综合调控系统(以上所述的核心技术和配置的工作系统，都已获得发明专利权保护)。本申请背景技术部分所述调控系统，即是上述发动机的顶置调控系统，因此，上述积极效果也即是上述发动机的积极效果，为上述发动机尽快地投入应用、发挥重大的经济效果和社会效益作出了重要的作用。

附图说明

图1：本申请调控系统图；图2：背景技术调控系统图；图3：排气阀主视图；图4：背景技术中冷喷水系统图；图5：背景技术排气系统图。

具体实施方式

左调控轴(3)可在轴座孔内轴向滑动，其结构如图1示出：轴段二(46)作有前圆筒(50)和后圆筒(37)，两圆筒上分别依设计数值作出具有一定弧面宽度的前定位口(84)和后定位口(43)；轴段一(56)的圆柱(51)和轴段三(38)的圆柱(41)，分别吻合滑动地装入轴段二的前圆筒(50)和后圆筒(37)内；定位销一(48)和定位销二(42)，分别从前定位口(84)和后定位口(43)插入，固定装配在圆筒内的圆柱上；将轴段一、二、三轴向联接起来，轴段三(38)的尾段部分，作出斜面移动凸轴(39)；该移动凸轮的工作面即斜面的形状，顺左调控轴轴向，依发动机最低至最高各工况吸入空气量的参数作出。

摇杆机构一，如图1示出：以轴段二(46)作摇杆轴(将与摇杆轴作固定联接的摇臂，以下简称为固定摇臂)，其固定摇臂一(47)的左端与左凸轮轴(58)的凸轮一(45)相联，右端与摇杆轴即轴段二(46)固定联接，且在与异型摇臂一(34)的结合处形成臂头(36)与异形摇臂一的臂头槽(35)配合并可在臂头槽(35)内轴向滑动，带动异型摇臂一(34)上下摇动；异型摇臂一(34)的左端与摇杆轴滑动联接，由轴座三(44)和轴座二(49)保持其轴向位置不变，右端与燃油泵喷系统(33)的燃油泵喷咀联接。

摇杆机构二，如图1示出：用轴段一(56)作摇杆轴，固定摇臂二(52)左端与左凸轮轴上凸轮二(53)相联，异型摇臂二(54)的右端与增压缸内喷水中冷系统(55)的泵喷水咀泵头相联；固定摇臂二(52)与异型摇臂二(54)的联接以及此两摇臂与摇杆轴即轴段一(56)的联接和异型摇臂二(54)轴向位置固定不变，与摇杆机构一相同。

左凸轮轴(58)，图1示出：左凸轮轴上的凸轮一(45)和凸轮二(53)分别置于固定摇臂一(47)和固定摇臂二(52)的下面；凸轮一(45)的工作形状，顺左调控轴(3)的轴向依发动机最低至最高工况各工况每工作循环燃油泵喷工作参数(喷油提前角、定时、定量、定速率)的连线作出，凸轮二(53)的工作形状，顺左调控轴的轴向依发动机最低至最高工况各工况每工作循环增压缸内喷水中冷工作参数(提前角、定时、定量、定速率)的连线作出；左凸轮的前端装配定时齿轮一(1)。

右调控轴(9)也可在轴座孔内轴向滑动，图1示出：右调控轴由轴前段(17)和轴后段(26)串联而成，其联接的技术手段与左调控轴(3)相同。

摇杆机构三，图1示出：用右调控轴(9)的前轴段(17)作摇杆轴，固定摇臂三(20)的右端与右凸轮轴(14)上的前凸轮(19)相联，异型摇臂三(21)的左端，与二次发动缸内喷水系统(30)的泵喷水咀泵头相联；固定摇臂三(20)与异型摇臂三(21)的联接以及此两摇臂与摇杆轴(即前轴段)的联接和异型摇臂三(21)轴向位置的固定，与摇杆机构二相同。

摇杆机构四，图1示出：用右调控轴的轴后段(26)作摇杆轴，固定摇臂四(24)的右端与右凸轮轴(14)上的后凸轮(23)相联，异型摇臂四(31)的左端，与排气系统(32)排气阀承压板(71)相联；固定摇臂四(24)与异型摇臂四(31)的联接以及此两摇臂与摇杆轴即轴后段(26)的联接和异型摇臂四(31)轴向位置的固定，与摇杆机构三相同。

右凸轮轴(14)，图1示出：右凸轮轴的前凸轮(19)和后凸轮(23)，分别置于固定摇臂三(20)和四(24)的下面，前凸轮(19)的工作形状，顺右调控轴(9)轴向，依发动机最低至最高各工况每工作循环发动缸内一次喷水和二次喷水工作参数(提前角、定时、定量、定速率)的连线作出；后凸轮(23)的工作形状，依发动机最低至最高各工况每工作循环排气系统排气阀工作参数(提前角、定时、定量、定速率)的连线作出；右凸轮轴的前端装配定时齿轮二(12)。

定时齿轮一(1)和定时齿轮二(12)由齿轮齿条与曲轴上定时齿轮联接(图中未画出)。

排气阀系统的排气阀，图3结合图4示出：排气阀的阀闸板(64)和阀盖板(67)为整体结构，将背景技术排气阀的阀柄(83)去掉，并将阀盖板(67)左边两边的边长等发动缸上面四边形凸台(65)左右两边外边的边长，然后在阀盖板(67)左右两边侧伸出部分的上面分别作出挂钩一(68)和挂钩二(76)。

排气阀开启机构，图3示出：定位架的架座(85)为一四边形框架，紧密地装配在发动缸凸台(65)上，框架左右两边的高度与凸轮(65)左右两边的高度相等，框架前后两边向上延伸形成定位架的前后横板(78)；两横板上部分的中间有摇杆轴轴孔，轴孔安装摇杆轴(73)，前后横板左右两边分别作有定位柱(70)；摇杆一(75)和摇杆二(77)结构相同，装配在同一摇杆轴(73)上，两摇杆下段的杆头分别与挂钩一(67)和挂钩二(76)联接；承压板(70)作有与定位杆(20)对应定位口，穿过定位柱后盖在两摇杆上段的杆头上。

横向连接板，图1示出：横向联接板(5)将左调控轴(3)和右调控轴(9)横向联接起来，横隔板(5)的中间联接衔铁(6)；右端装有电开关(11)由电线(8)与横隔板前面的电磁铁相联接；左调控轴处于横隔板前至左前轴座之间的部分，右调控轴处于横隔板至右前轴座之间的部分，分别装有左压力弹簧(2)和右压力弹簧(10)；电磁铁(6)通电磁力＞弹簧力＞系统阻力。

图1示出：调速器(27)的伸缩杆(15)上装有指令板(13)，当发动机工作时，指令板(13)随发动机工况的变化顺调控轴轴向作伸缩运动，与电开关接触或分开(接触时电磁铁通电，分开时电磁铁断电)，在指令板(13)的指令下，通过电磁铁通电磁力和弹簧力的双向作用，横向联接板(5)随发动机工况的变化作前后运动，于是，左右调控轴随发动机工况的变化同步地作轴向运动，那么，左调控轴(3)上的固定摇臂一、二和斜面移动凸轮(31)，右调控轴(9)上的固定摇臂三、四随之同时地统一地处在同一工况的某一工作循环的位置下，在与之对应联接的凸轮的驱动下，所述异型摇臂一、二、三、四以及斜面移动凸轮(只作轴向运动)相联接的工作系统，同一地随发动机工况的变化，分别在同一工况同一循环的各自的工作参数下工作。