CN116608067B - 一种可提高雾化效果的柴油发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种可提高雾化效果的柴油发动机，包括柴油发动机体、高压柴油泵、气缸盖、供油立管、垂通腔室、高压输油管、电热插轴和前端温度探头，所述高压柴油泵设置在柴油发动机体上，所述柴油发动机体的上部设置有气缸盖，所述气缸盖的上表面设置有供油立管，所述供油立管外表面靠近上部位置连通设置有垂通腔室，所述垂通腔室的表面连通设置有高压输油管；本发明柴油发动机，能够在低温环境下冷启动时，通过设置的供油立管和电热插轴等结构，在靠近喷油嘴的上游位置对流经的柴油进行升温预热，从而提高柴油的流动性，改善启动初期的雾化效果，减少积碳形成和燃烧不充分导致的尾气超标等问题。

Description

一种可提高雾化效果的柴油发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种可提高雾化效果的柴油发动机。

背景技术

柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机，柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程；柴油发动机的工作效率与喷油嘴的雾化效率有着极大的关联，雾化效果良好时，能够增加燃油与氧气的接触机会，使得燃烧更加充分；影响雾化效果的因素较多，包括喷油嘴的结构、喷油压力、气缸内压缩空气的反压力以及柴油本身的流动性等；当柴油处于低温状态下时，其粘度会大幅提高，使得喷入气缸时的喷射角较小，射程远，此时雾化形成的油滴平均直径大，蒸发总表面积小而气化不良，以致与空气混和不均匀；由于射程远，油滴可能落在气缸壁和活塞上，燃烧时易形成积碳，结果增大了耗油量，降低了柴油机功率，尤其在冬季等寒冷环境中，柴油发动机冷启动时，柴油流动性差，雾化效果差，启动初期油耗高，且动力减弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高雾化效果的柴油发动机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可提高雾化效果的柴油发动机，包括柴油发动机体、高压柴油泵、气缸盖、供油立管、垂通腔室、高压输油管、电热插轴和前端温度探头，所述高压柴油泵设置在柴油发动机体上，所述柴油发动机体的上部设置有气缸盖，所述气缸盖的上表面设置有供油立管，所述供油立管外表面靠近上部位置连通设置有垂通腔室，所述垂通腔室的表面连通设置有高压输油管，所述高压柴油泵的输出端依次通过高压输油管、垂通腔室和供油立管与气缸盖内的喷油嘴连通，所述供油立管的内部插设有电热插轴，所述垂通腔室的内部插设有前端温度探头，所述电热插轴的内外部设置有二级缓冲油滤，所述二级缓冲油滤具有补偿功能，当所述补偿功能触发时，二级缓冲油滤能够发出信号。

所述二级缓冲油滤包括补偿中腔、补偿进槽和检测推腔，所述补偿中腔与所述检测推腔均开设在电热插轴的内部，所述补偿中腔与所述检测推腔同轴对应，且相互连通，所述检测推腔的直径大于补偿中腔的直径，所述电热插轴的表面靠近上部位置开设有补偿进槽，所述补偿进槽与所述补偿中腔的上端连通。

所述检测推腔的内部上表面嵌设安装有顶部胶环，所述顶部胶环与所述补偿中腔同轴对应，所述顶部胶环的下方设置有常闭塞台，所述常闭塞台的下表面固定设置有补偿油管。

所述补偿油管的外表面靠近上端位置贯穿开设有进油槽口，所述补偿油管的内腔通过进油槽口与检测推腔的内腔连通，所述补偿油管的外部套设安装有常闭压簧，所述常闭压簧位于常闭塞台的下方。

所述检测推腔的内壁表面对称设置有导通弹片，两组所述导通弹片均位于常闭塞台的下方，当所述常闭塞台下移时，能够将两组导通弹片桥接导通，所述检测推腔的内壁表面靠近下部位置固定设置有推腔底檐环，所述补偿油管的下端穿插经过推腔底檐环，所述常闭压簧的下端挤压在推腔底檐环的上表面。

所述推腔底檐环的内侧表面嵌设安装有檐环胶圈，所述檐环胶圈与所述补偿油管的外表面密封接触，所述补偿油管的外表面靠近下端位置固定设置有迫移凸环，所述补偿油管的外部密封套设有内环架圈，所述内环架圈位于推腔底檐环和迫移凸环之间，所述内环架圈在补偿油管的外部轴向滑动。

所述供油立管的内部设置有外环架圈，所述内环架圈与所述外环架圈之间设置有V形滤斗，所述V形滤斗的内部设置有V形滤垫，所述V形滤垫具有柴油过滤功能，所述外环架圈的外侧表面嵌设安装有O型胶环，所述O型胶环与所述供油立管的内壁表面滑动密封接触，所述外环架圈的下方设置有复推油簧。

所述供油立管的上端固定设置有螺纹轴座，所述垂通腔室的表面固定设置有传感器螺纹座，所述电热插轴的上端固定设置有插轴螺旋部，所述插轴螺旋部的上表面设置有供电信号线，所述插轴螺旋部与所述螺纹轴座螺旋密封安装，所述前端温度探头与所述传感器螺纹座螺旋密封安装。

所述电热插轴的内部开设有加热内嵌腔，所述加热内嵌腔呈圆管状，所述加热内嵌腔的内部设置有内嵌电热丝，所述内嵌电热丝与所述供电信号线导通，所述内嵌电热丝通过供电信号线供电发热，当两组所述导通弹片桥接导通时，能够将信号传递到供电信号线，所述电热插轴的外表面固定设置有导热螺旋叶，所述导热螺旋叶呈螺旋状环绕设置。

所述柴油发动机体的外部设置有涡轮***，所述柴油发动机体侧边设置有平衡飞轮，所述平衡飞轮与所述柴油发动机体内部的曲轴连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明柴油发动机，能够在低温环境下冷启动时，通过设置的供油立管和电热插轴等结构，在靠近喷油嘴的上游位置对流经的柴油进行升温预热，从而提高柴油的流动性，改善启动初期的雾化效果，减少积碳形成和燃烧不充分导致的尾气超标等问题；通过设置的导热螺旋叶，能够对柴油进行扰流驱动，使得柴油充分螺旋流动，与电热插轴进行高效的换热接触；当前端温度探头检测到流经柴油到达适宜温度后，自动停止电热插轴的预热，实现自动化控制。

通过二级缓冲油滤中设置的V形滤斗和复推油簧配合，能够在柴油滤清器的下游，靠近喷油嘴的上游位置实现二级过滤，进一步减少柴油中的杂质，且能够对中间输油管道中产生的粉屑杂质进行滤除，当柴油更加纯净后，能够降低喷油嘴的堵塞概率，保证雾化效果的稳定；且本发明设计结构，便于拆解维护，当需要对V形滤垫进行清理或更换时，直接旋出电热插轴即可，操作更加方便；由于喷油嘴为间歇性喷油，因此供油立管中的柴油也为同步间歇性流动，通过设置的复推油簧，能够使得柴油在冲击性流动时，V形滤斗能够下移缓冲，减少柴油对V形滤垫的冲击，延长V形滤垫寿命，提高过滤的流速稳定性。

当V形滤垫堵塞时，由于柴油通过V形滤垫的速率大大降低，随着喷油嘴多次喷油，会使得V形滤斗下移缓冲后难以复位，并逐渐下移，从而驱动补偿油管下移，进行供油补偿，避免油路不畅而引起发动机动力减弱或熄火；同时通过导通弹片反馈信号到中控台，提醒驾驶员对V形滤垫进行清洁维护。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图。

图2为图1中A区域放大示意图。

图3为本发明整体结构的另一角度示意图。

图4为本发明供油立管立体半剖示意图。

图5为图4中B区域放大示意图。

图6为图4中C区域放大示意图。

图7为本发明供油立管立体半剖主视图。

图8为图7中D区域放大示意图。

图9为本发明电热插轴结构示意图。

图10为本发明电热插轴结构主视图。

图中：1、柴油发动机体；2、高压柴油泵；3、气缸盖；4、供油立管；5、垂通腔室；6、高压输油管；7、电热插轴；8、前端温度探头；701、补偿中腔；702、补偿进槽；703、检测推腔；704、顶部胶环；705、常闭塞台；706、补偿油管；707、进油槽口；708、常闭压簧；709、导通弹片；710、推腔底檐环；711、檐环胶圈；712、迫移凸环；713、内环架圈；714、外环架圈；715、V形滤斗；716、V形滤垫；717、O型胶环；718、复推油簧；401、螺纹轴座；501、传感器螺纹座；719、插轴螺旋部；723、供电信号线；720、加热内嵌腔；721、内嵌电热丝；722、导热螺旋叶；101、涡轮***；102、平衡飞轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种可提高雾化效果的柴油发动机，包括柴油发动机体1、高压柴油泵2、气缸盖3、供油立管4、垂通腔室5、高压输油管6、电热插轴7和前端温度探头8，高压柴油泵2设置在柴油发动机体1上，柴油发动机体1的上部设置有气缸盖3，气缸盖3的上表面设置有供油立管4，供油立管4外表面靠近上部位置连通设置有垂通腔室5，垂通腔室5的表面连通设置有高压输油管6，高压柴油泵2的输出端依次通过高压输油管6、垂通腔室5和供油立管4与气缸盖3内的喷油嘴连通，供油立管4的内部插设有电热插轴7，垂通腔室5的内部插设有前端温度探头8，电热插轴7的内外部设置有二级缓冲油滤，二级缓冲油滤具有补偿功能，当补偿功能触发时，二级缓冲油滤能够发出信号。

二级缓冲油滤包括补偿中腔701、补偿进槽702和检测推腔703，补偿中腔701与检测推腔703均开设在电热插轴7的内部，补偿中腔701与检测推腔703同轴对应，且相互连通，检测推腔703的直径大于补偿中腔701的直径，电热插轴7的表面靠近上部位置开设有补偿进槽702，补偿进槽702与补偿中腔701的上端连通，检测推腔703的内部上表面嵌设安装有顶部胶环704，顶部胶环704与补偿中腔701同轴对应，顶部胶环704的下方设置有常闭塞台705，常闭塞台705的下表面固定设置有补偿油管706，补偿油管706为管状空心结构。

补偿油管706的外表面靠近上端位置贯穿开设有进油槽口707，补偿油管706的内腔通过进油槽口707与检测推腔703的内腔连通，补偿油管706的外部套设安装有常闭压簧708，常闭压簧708位于常闭塞台705的下方，常闭压簧708所产生的支撑弹力，需要大于常闭塞台705上表面受到的柴油压力以及内环架圈713与补偿油管706之间的摩擦力之和，从而能够在内环架圈713轴向移动时，常闭塞台705在常闭压簧708的弹力压迫下与顶部胶环704保持密封常闭。

检测推腔703的内壁表面对称设置有导通弹片709，两组导通弹片709均位于常闭塞台705的下方，当常闭塞台705下移时，能够将两组导通弹片709桥接导通，检测推腔703的内壁表面靠近下部位置固定设置有推腔底檐环710，补偿油管706的下端穿插经过推腔底檐环710，常闭压簧708的下端挤压在推腔底檐环710的上表面。

推腔底檐环710的内侧表面嵌设安装有檐环胶圈711，檐环胶圈711与补偿油管706的外表面密封接触，补偿油管706的外表面靠近下端位置固定设置有迫移凸环712，补偿油管706的外部密封套设有内环架圈713，内环架圈713位于推腔底檐环710和迫移凸环712之间，内环架圈713在补偿油管706的外部轴向滑动，供油立管4的内部设置有外环架圈714，内环架圈713与外环架圈714之间设置有V形滤斗715，V形滤斗715的内部设置有V形滤垫716，V形滤垫716具有柴油过滤功能，外环架圈714的外侧表面嵌设安装有O型胶环717，O型胶环717与供油立管4的内壁表面滑动密封接触，外环架圈714的下方设置有复推油簧718。

供油立管4的上端固定设置有螺纹轴座401，垂通腔室5的表面固定设置有传感器螺纹座501，电热插轴7的上端固定设置有插轴螺旋部719，插轴螺旋部719的上表面设置有供电信号线723，插轴螺旋部719与螺纹轴座401螺旋密封安装，前端温度探头8与传感器螺纹座501螺旋密封安装。

电热插轴7的内部开设有加热内嵌腔720，加热内嵌腔720呈圆管状，加热内嵌腔720的内部设置有内嵌电热丝721，内嵌电热丝721与供电信号线723导通，内嵌电热丝721通过供电信号线723供电发热，当两组导通弹片709桥接导通时，能够将信号传递到供电信号线723，电热插轴7的外表面固定设置有导热螺旋叶722，导热螺旋叶722呈螺旋状环绕设置，电热插轴7与导热螺旋叶722均采用良导热材料制成。

柴油发动机体1的外部设置有涡轮***101，柴油发动机体1侧边设置有平衡飞轮102，平衡飞轮102与柴油发动机体1内部的曲轴连接。

本发明柴油发动机，在冷启动的打火瞬间，同步通过供电信号线723对内嵌电热丝721供电，使得内嵌电热丝721在几秒钟完成升温；根据JB3743--84《汽车发动机性能试验方法》第5、6款中的记载，燃油温度在40±5℃的范围内较为理想，因此内嵌电热丝721升温后，能够将流经电热插轴7表面的燃油加热到40度即可，此时喷油嘴雾化效果最为理想；高压柴油泵2通过油箱内的柴油滤清器，抽出柴油，输出到高压输油管6中，经过垂通腔室5、供油立管4输入到气缸盖3内的喷油嘴中；随着发动机运行升温，当流经前端温度探头8的柴油温度达到40摄氏度后，内嵌电热丝721断电，使得电热插轴7停止加热。

V形滤斗715能够在柴油滤清器的下游，靠近喷油嘴的上游位置进行二级过滤，进一步减少柴油中的杂质，且能够对中间输油管道中产生的粉屑杂质进行滤除，当柴油更加纯净后，能够降低喷油嘴的堵塞概率，保证雾化效果的稳定；当需要对V形滤垫716进行清理或更换时，直接旋出电热插轴7即可，操作方便。

由于喷油嘴为间歇性喷油，因此供油立管4中的柴油也为同步间歇性流动，通过设置的复推油簧718，能够使得柴油在冲击性向下流动时，V形滤斗715能够下移缓冲，减少柴油对V形滤垫716的流动冲击，延长V形滤垫716寿命，同时提高过滤的流速稳定性；当V形滤垫716堵塞时，由于柴油通过V形滤垫716的速率大大降低，随着喷油嘴多次喷油，会使得V形滤斗715下移缓冲后复位缓慢，总体表现为逐渐向下移动，此时复推油簧718被压缩，内环架圈713会挤压在迫移凸环712上部，驱动补偿油管706下移，使得常闭塞台705与顶部胶环704分离，此时柴油依次通过补偿进槽702、补偿中腔701、检测推腔703、进油槽口707从补偿油管706的下端流出，绕过V形滤垫716，直接进行供油补偿，避免油路不畅而引起发动机动力减弱或熄火；且此时由于常闭塞台705的下移，两组导通弹片709被桥接导通，从而将检测信号反馈到供电信号线723，输出外界进行报警提示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种可提高雾化效果的柴油发动机，包括柴油发动机体（1）、高压柴油泵（2）、气缸盖（3）、供油立管（4）、垂通腔室（5）、高压输油管（6）、电热插轴（7）和前端温度探头（8），其特征在于：所述高压柴油泵（2）设置在柴油发动机体（1）上，所述柴油发动机体（1）的上部设置有气缸盖（3），所述气缸盖（3）的上表面设置有供油立管（4），所述供油立管（4）外表面靠近上部位置连通设置有垂通腔室（5），所述垂通腔室（5）的表面连通设置有高压输油管（6），所述高压柴油泵（2）的输出端依次通过高压输油管（6）、垂通腔室（5）和供油立管（4）与气缸盖（3）内的喷油嘴连通，所述供油立管（4）的内部插设有电热插轴（7），所述垂通腔室（5）的内部插设有前端温度探头（8），所述电热插轴（7）的内外部设置有二级缓冲油滤，所述二级缓冲油滤具有补偿功能，当所述补偿功能触发时，二级缓冲油滤能够发出信号，所述二级缓冲油滤包括补偿中腔（701）、补偿进槽（702）和检测推腔（703），所述补偿中腔（701）与所述检测推腔（703）均开设在电热插轴（7）的内部，所述补偿中腔（701）与所述检测推腔（703）同轴对应，且相互连通，所述检测推腔（703）的直径大于补偿中腔（701）的直径，所述电热插轴（7）的表面靠近上部位置开设有补偿进槽（702），所述补偿进槽（702）与所述补偿中腔（701）的上端连通，所述检测推腔（703）的内部上表面嵌设安装有顶部胶环（704），所述顶部胶环（704）与所述补偿中腔（701）同轴对应，所述顶部胶环（704）的下方设置有常闭塞台（705），所述常闭塞台（705）的下表面固定设置有补偿油管（706），所述补偿油管（706）的外表面靠近上端位置贯穿开设有进油槽口（707），所述补偿油管（706）的内腔通过进油槽口（707）与检测推腔（703）的内腔连通，所述补偿油管（706）的外部套设安装有常闭压簧（708），所述常闭压簧（708）位于常闭塞台（705）的下方，所述检测推腔（703）的内壁表面对称设置有导通弹片（709），两组所述导通弹片（709）均位于常闭塞台（705）的下方，当所述常闭塞台（705）下移时，能够将两组导通弹片（709）桥接导通，所述检测推腔（703）的内壁表面靠近下部位置固定设置有推腔底檐环（710），所述补偿油管（706）的下端穿插经过推腔底檐环（710），所述常闭压簧（708）的下端挤压在推腔底檐环（710）的上表面，所述推腔底檐环（710）的内侧表面嵌设安装有檐环胶圈（711），所述檐环胶圈（711）与所述补偿油管（706）的外表面密封接触，所述补偿油管（706）的外表面靠近下端位置固定设置有迫移凸环（712），所述补偿油管（706）的外部密封套设有内环架圈（713），所述内环架圈（713）位于推腔底檐环（710）和迫移凸环（712）之间，所述内环架圈（713）在补偿油管（706）的外部轴向滑动，所述供油立管（4）的内部设置有外环架圈（714），所述内环架圈（713）与所述外环架圈（714）之间设置有V形滤斗（715），所述V形滤斗（715）的内部设置有V形滤垫（716），所述V形滤垫（716）具有柴油过滤功能，所述外环架圈（714）的外侧表面嵌设安装有O型胶环（717），所述O型胶环（717）与所述供油立管（4）的内壁表面滑动密封接触，所述外环架圈（714）的下方设置有复推油簧（718）。

2.根据权利要求1所述的一种可提高雾化效果的柴油发动机，其特征在于：所述供油立管（4）的上端固定设置有螺纹轴座（401），所述垂通腔室（5）的表面固定设置有传感器螺纹座（501），所述电热插轴（7）的上端固定设置有插轴螺旋部（719），所述插轴螺旋部（719）的上表面设置有供电信号线（723），所述插轴螺旋部（719）与所述螺纹轴座（401）螺旋密封安装，所述前端温度探头（8）与所述传感器螺纹座（501）螺旋密封安装。

3.根据权利要求2所述的一种可提高雾化效果的柴油发动机，其特征在于：所述电热插轴（7）的内部开设有加热内嵌腔（720），所述加热内嵌腔（720）呈圆管状，所述加热内嵌腔（720）的内部设置有内嵌电热丝（721），所述内嵌电热丝（721）与所述供电信号线（723）导通，所述内嵌电热丝（721）通过供电信号线（723）供电发热，当两组所述导通弹片（709）桥接导通时，能够将信号传递到供电信号线（723），所述电热插轴（7）的外表面固定设置有导热螺旋叶（722），所述导热螺旋叶（722）呈螺旋状环绕设置。

4.根据权利要求1所述的一种可提高雾化效果的柴油发动机，其特征在于：所述柴油发动机体（1）的外部设置有涡轮***（101），所述柴油发动机体（1）侧边设置有平衡飞轮（102），所述平衡飞轮（102）与所述柴油发动机体（1）内部的曲轴连接。