一种应用在发动机上的补气装置及其补气过程的制作方法

本发明涉及发动机的，特别是一种应用在发动机上的补气装置及其补气过程。

背景技术：

1、船舶的推进系统一般是由发动机、离合减速齿轮箱、尾轴以及螺旋桨等组成，发动机通过联轴器与离合减速齿轮箱、尾轴、螺旋桨连成一条轴线。当发动机旋转时，通过齿轮箱的离合，带动尾轴和螺旋桨停止、正转、倒转，从而控制船舶停止、前进、倒退。齿轮箱在结合时带动尾轴、螺旋桨旋转的瞬间，或带动螺旋桨突然从低速提高发动机转速，使发动机负荷突然加大，其燃油系统会瞬间增加燃油供给，从而使发动机发挥更大的功率。喷入气缸内燃油突然增加，而废气涡轮增压器需要燃油燃烧后的废气提供能量增加其转速，明显滞后燃油喷入时间，从而不能同步提供更多的空气进气量，同时发动机所带的废气涡轮增压器由于发动机低速废气能量低，空气量本来就少，造成燃油在气缸内燃油缺氧燃烧而燃烧恶化，燃油不能充分燃烧，产生不了足够的废气能量再去有效推动增压器转速上升，不能为缸内提供更多空气量，形成恶性循环，造成大量、长时间的黑烟，尤其是大型船舶，尾轴、螺旋桨直径大，重量大，本身惯性也越大，螺旋桨增加转速，负荷突然变大，造成黑烟的情况更严重。

2、为解决发动机冒黑烟的问题，增压器厂家要求在齿轮箱结合之前或带动螺旋桨突然从低速提高发动机转速时，提前通进一路由压缩空气瓶来的高压空气进行补气，高压空气作用在增压器的叶轮上，可以提前推动增压器的叶轮转速上升，吸入更多的空气会同高压空气一同进入气缸内，使得缸内空气量增加，燃油燃烧得到优化。这种方法虽然能够减轻黑烟产生，但是缺点是高压空气的耗气量非常大，因为高压空气要先推动增压器叶轮旋转，叶轮转速上升，吸入更多的空气会同压缩空气瓶来的高压空气经过发动机进气箱进入气缸，空气经过的路径长，进气箱体积大，需要高压空气长时间充入才会起到作用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供结构简单、设计合理、能通过将高压气体向处于进气冲程那一气缸的再分配，使高压气体直接进入缸内参与燃烧的一种应用在发动机上的补气装置。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

3、一种应用在发动机上的补气装置，包括与发动机的气缸数量相同且与气缸一一对应相连的启动阀，启动阀的进气端经主启动管路与主启动阀的供气口相连通，该主启动阀的进气端经供气管连接有用于提供高压气体的压缩空气瓶；主启动管路分支出一路连接有用于按照发火顺序逐缸分配控制气体的空气分配器，空气分配器连接有空气分配体；空气分配器上设有与相应气缸一一对应的控制气体出气口；空气分配体包括成型有阀芯孔的阀体以及滑动设置在该阀芯孔中的阀芯，阀芯的右端压装有复位弹簧；阀体成型有在补气时用于进气推动阀芯右移的补气进气控制口和在阀芯右移后打开的补气出气控制口，补气出气控制口经换向阀与主启动阀的控制气口相连接；阀体上还成型有对应连通相应控制气体出气口的控制气体进气口以及对应相应气缸的控制气体输出口；每个气缸的控制气体输出口均经控制气管与控制该气缸的启动阀的控制气口相连接；阀芯上径向贯通地成型有用于沟通同一气缸的控制气体进气口和控制气体输出口的径向连接气道，该阀芯的正面和背面的外表面上均加工有补气分配气道，补气分配气道用于沟通一个气缸的控制气体进气口和与该气缸处于同一相位那一气缸的控制气体输出口或发动机处于进气相位那一气缸的控制气体输出口；供气管分支出的一路连接有补气电磁阀，该补气电磁阀的出气端与空气分配体的补气进气控制口相连通。

4、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

5、上述的发动机为空气分配器启动方式；启动阀、控制气体出气口、控制气体进气口和控制气体输出口与该气缸处于同一相位那一气缸或发动机处于进气相位的气缸相对应。

6、上述的阀体上轴向相平行加工有两个阀芯孔，每个阀芯孔中均安装有一个阀芯和一个复位弹簧；阀体的底面对应每个阀芯孔均加工有控制气体进气口，阀体的顶面对应每个阀芯孔均加工有控制气体输出口；同一气缸的控制气体进气口和控制气体输出口在阀体上同轴相对应。

7、上述的补气进气控制口设置在阀体的左端，补气出气控制口设置在阀体的顶面并且靠近左端处。

8、上述的供气管上还分支出的一路连接有启动电磁阀，该启动电磁阀的出气端经换向阀连通主启动阀的控制气口。

9、上述的供气管上在进入主启动阀之前并联设置有第一阀和第二阀，第二阀后串联有用于调节高压气体供气压力的调压阀。

10、上述的主启动阀上增设有用于手动控制开启的操纵手柄。

11、本发明还提供了一种应用在发动机上的补气装置的补气过程，补气过程为：第一阀关闭，第二阀打开，来自压缩空气瓶的高压气体经过第二阀、调压阀到达主启动阀；供气管分支出一路的高压气体经过通电后的补气电磁阀进入空气分配体的补气进气控制口后，推动阀芯压缩复位弹簧右移，再经空气分配体的补气出气控制口和换向阀进入到主启动阀的控制气口后，打开主启动阀，使经调压阀到达主启动阀的高压气体通过主启动管路到达每个气缸的启动阀处等待；同时，主启动管路分支出一路的高压气体进入到空气分配器，由空气分配器按照发火顺序向处于做功冲程的那一气缸的控制气体出气口分配控制气体，控制气体经管路来到处于做功冲程那一气缸在空气分配体上的控制气体进气口；此时由于阀芯右移，使进入该气缸控制气体进气口的控制气体，经过阀芯表面成型的补气分配气道被重新分配到与该气缸同一相位处于进气冲程的那一气缸的控制气体输出口，控制气体由该控制气体输出口经控制气管来到处于进气冲程那一气缸的启动阀的控制气口，推动该启动阀打开，使等待在该启动阀处的高压气体进入到处于进气冲程的那一气缸内，实现向正处于进气冲程那一气缸的补气。

12、与现有技术相比，本发明的空气分配器连接有空气分配体，空气分配体能通过阀芯位置的改变，将原本要进入做功冲程那一气缸的高压气体，重新分配到与该气缸处于同一相位处于进气冲程的那一气缸内或发动机处于进气相位的气缸内，使处于进气冲程的那一气缸内空气量增加，为将要到来的做功冲程提供充足的空气量，使燃烧得以优化，减轻黑烟。本发明通过调压阀还能调整经过启动阀的高压气体的压力，通过控制补气电磁阀的时长控制进入气缸内气量的多少，实现燃烧的灵活控制。本发明由于高压气体是直接充入到气缸内参与燃烧，省去了推动增压器叶轮旋转及大体积、长距离的通道，因此能有效地提高空气的利用率，使得高压气体的耗气量大大减小。

技术特征：

1.一种应用在发动机上的补气装置，包括与发动机的气缸数量相同且与气缸一一对应相连的启动阀(1)，所述启动阀(1)的进气端经主启动管路(g1)与主启动阀(2)的供气口相连通，该主启动阀(2)的进气端经供气管(g2)连接有用于提供高压气体的压缩空气瓶(3)；其特征是：所述的主启动管路(g1)分支出一路连接有用于按照发火顺序逐缸分配控制气体的空气分配器(4)，所述的空气分配器(4)连接有空气分配体(5)；所述的空气分配器(4)上设有与相应气缸一一对应的控制气体出气口；所述的空气分配体(5)包括成型有阀芯孔(51a)的阀体(51)以及滑动设置在该阀芯孔(51a)中的阀芯(52)，所述阀芯(52)的右端压装有复位弹簧(53)；所述的阀体(51)成型有在补气时用于进气推动阀芯(52)右移的补气进气控制口(51b)和在阀芯(52)右移后打开的补气出气控制口(51c)，所述的补气出气控制口(51c)经换向阀(6)与主启动阀(2)的控制气口相连接；所述的阀体(51)上还成型有对应连通相应控制气体出气口的控制气体进气口(51d)以及对应相应气缸的控制气体输出口(51e)；每个所述气缸的控制气体输出口(51e)均经控制气管(g3)与控制该气缸的启动阀(1)的控制气口相连接；所述的阀芯(52)上径向贯通地成型有用于沟通同一气缸的控制气体进气口(51d)和控制气体输出口(51e)的径向连接气道(52a)，该阀芯(52)的正面和背面的外表面上均加工有补气分配气道(52b)，所述的补气分配气道(52b)用于沟通一个气缸的控制气体进气口(51d)和与该气缸处于同一相位那一气缸的控制气体输出口(51e)或发动机处于进气相位那一气缸的控制气体输出口(51e)；所述的供气管(g2)分支出的一路连接有补气电磁阀(7)，该补气电磁阀(7)的出气端与空气分配体(5)的补气进气控制口(51b)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种应用在发动机上的补气装置，其特征是：所述的发动机为空气分配器(4)启动方式；所述的启动阀(1)、控制气体出气口、控制气体进气口(51d)和控制气体输出口(51e)与该气缸处于同一相位那一气缸或发动机处于进气相位那一气缸相对应。

3.根据权利要求2所述的一种应用在发动机上的补气装置，其特征是：所述的阀体(51)上轴向相平行加工有两个阀芯孔(51a)，每个所述的阀芯孔(51)中均安装有一个阀芯(52)和一个复位弹簧(53)；所述阀体(51)的底面对应每个阀芯孔(51a)均加工有控制气体进气口(51d)，所述阀体(51)的顶面对应每个阀芯孔(51)均加工有控制气体输出口(51e)；同一所述气缸的控制气体进气口(51d)和控制气体输出口(51e)在阀体(51)上同轴相对应。

4.根据权利要求3所述的一种应用在发动机上的补气装置，其特征是：所述的补气进气控制口(51b)设置在阀体(51)的左端，所述的补气出气控制口(51c)设置在阀体(51)的顶面并且靠近左端处。

5.根据权利要求4所述的一种应用在发动机上的补气装置，其特征是：所述的供气管(g2)上还分支出的一路连接有启动电磁阀(8)，该启动电磁阀(8)的出气端经换向阀(6)连通主启动阀(2)的控制气口。

6.根据权利要求5所述的一种应用在发动机上的补气装置，其特征是：所述的供气管(g2)上在进入主启动阀(2)之前并联设置有第一阀(f1)和第二阀(f2)，所述的第二阀(f2)后串联有用于调节高压气体供气压力的调压阀(f3)。

7.根据权利要求6所述的一种应用在发动机上的补气装置，其特征是：所述的主启动阀(2)上增设有用于手动控制开启的操纵手柄(21)。

8.根据权利要求7所述的一种应用在发动机上的补气装置的补气过程，其特征是：所述的补气过程为：第一阀(f1)关闭，第二阀(f2)打开，来自压缩空气瓶(3)的高压气体经过第二阀(f2)、调压阀(f3)到达主启动阀(2)；供气管(g2)分支出一路的高压气体经过通电后的补气电磁阀(7)进入空气分配体(5)的补气进气控制口(51b)后，推动阀芯(52)压缩复位弹簧(53)右移，再经空气分配体(5)的补气出气控制口(51c)和换向阀(6)进入到主启动阀(2)的控制气口后，打开主启动阀(2)，使经调压阀(f3)到达主启动阀(2)的高压气体通过主启动管路(g1)到达每个气缸的启动阀(1)处等待；同时，主启动管路(g1)分支出一路的高压气体进入到空气分配器(4)，由空气分配器(4)按照发火顺序向处于做功冲程的那一气缸的控制气体出气口分配控制气体，控制气体经管路来到处于做功冲程那一气缸在空气分配体(5)上的控制气体进气口(51d)；此时由于阀芯(52)右移，使进入该气缸控制气体进气口(51d)的控制气体，经过阀芯(52)表面成型的补气分配气道(52b)被重新分配到与该气缸同一相位处于进气冲程的那一气缸的控制气体输出口(51e)，控制气体由该控制气体输出口(51e)经控制气管(g3)来到处于进气冲程那一气缸的启动阀(1)的控制气口，推动该启动阀(1)打开，使等待在该启动阀(1)处的高压气体进入到处于进气冲程的那一气缸内，实现向正处于进气冲程那一气缸的补气。

技术总结本发明公开了一种应用在发动机上的补气装置，包括经主启动管路相连的主启动阀和启动阀以及压缩空气瓶；主启动管路的分支连接有设有控制气体出气口的空气分配器，空气分配器连接有空气分配体；空气分配体包括有阀体、阀芯和复位弹簧；阀体设有补气进气控制口和补气出气控制口，补气出气控制口经换向阀连接主启动阀；阀体设有控制气体进气口和控制气体输出口；阀芯内设有径向连接气道，阀芯的外表面加工有补气分配气道；供气管分支出的一路连接有补气电磁阀，补气电磁阀与空气分配体相连通。其补气过程为：通过空气分配体重新分配控制气体，使原本要进入做功冲程那一气缸的高压气体提前进入到处于进气冲程的那一气缸内。技术研发人员：刘开敏,王豫进,胡艳春,周峰,邵良君,娄华受保护的技术使用者：宁波中策动力机电集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11