專利名稱：火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，它至少在起動(dòng)的低負(fù)載運(yùn)行條件下使充入燃燒室的新鮮燃?xì)庾詣?dòng)點(diǎn)火。
裝在摩托車上的現(xiàn)有火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)包括一氣缸，該氣缸設(shè)有廢氣口和換氣口，它們由裝在氣缸內(nèi)孔中的活塞打開或關(guān)上。在曲軸室中壓縮的新鮮燃?xì)馔ㄟ^換氣口送入氣缸內(nèi)孔，廢氣則從廢氣口排出，在燃燒室中壓縮的新鮮燃?xì)庥苫鸹ㄈc(diǎn)火。由于在空轉(zhuǎn)時(shí)必須把一定量的新鮮燃?xì)馑腿霘飧?，因此設(shè)在進(jìn)氣道上的節(jié)流閥必須以一定開啟度打開，例如以全開的10％或更大的開啟度打開。
當(dāng)在現(xiàn)有火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中使用大口徑廢氣口以提高點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速高負(fù)載運(yùn)行時(shí)的輸出和效率時(shí)，該點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)載運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生新鮮燃?xì)饴夂筒环€(wěn)定燃燒現(xiàn)象，從而增大廢氣的未經(jīng)燃燒的碳?xì)浠衔锏臐舛群腿剂舷摹?br> 為解決這類問題，本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人研制出并在日本專利申請(qǐng)No.5—187488中提出一種火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。這一先前提出的火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)流閥的開啟度調(diào)節(jié)廢氣控制閥的閥開啟比從而把氣缸中的壓力調(diào)節(jié)到合適壓力，然后至少在低負(fù)載運(yùn)行時(shí)由活塞關(guān)上廢氣口，使送入燃燒室的新鮮燃?xì)庖赃m合于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的點(diǎn)火時(shí)間自動(dòng)點(diǎn)火。
下面把在活化的熱環(huán)境中純粹通過控制適合于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行起燃的燃燒稱為“AR燃燒”。
在低負(fù)載運(yùn)行時(shí)能引起AR燃燒的點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)獾臒崮芗せ钚迈r燃?xì)?。因此，在起?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)由于燃燒室壁溫低而難于引起“AR燃燒”。
特別是，現(xiàn)有水冷二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)01設(shè)有冷卻水通道，其上有恒溫器02，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)它也讓冷卻水以低流速流過，冷卻水水泵03與未畫出的曲軸直接連接，一水套形成圍繞著未畫出的氣缸內(nèi)孔的一壁體的冷卻水通道，壁體形成燃燒室。因此，冷卻水即使在發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后也流過圍繞著燃燒室壁體的冷卻水通道而冷卻燃燒室壁體，從而無法提高燃燒室壁體的溫度，而難于開始AR燃燒。
本發(fā)明涉及對(duì)火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)作出改進(jìn)以克服上述這缺點(diǎn)，因此本發(fā)明的一個(gè)目的是為點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)提供一種冷卻系統(tǒng)，它至少在低負(fù)載運(yùn)行時(shí)使充入燃燒室的新鮮燃?xì)庾詣?dòng)點(diǎn)火，它包括氣缸冷卻系統(tǒng)和與氣缸冷卻系統(tǒng)并聯(lián)、其冷卻能力在起動(dòng)二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)低于氣缸冷卻系統(tǒng)的氣缸頭冷卻系統(tǒng)，其特征在于，具有一冷卻水溫度調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)在氣缸頭冷卻系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻水的溫度達(dá)到一預(yù)定溫度后提高該氣缸頭冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。
按照本發(fā)明，在氣缸頭冷卻系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻水的溫度在二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的上升速率遠(yuǎn)大于在氣缸冷卻系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻水溫度的上升速率，燃燒室壁體的溫度短時(shí)內(nèi)便達(dá)到可進(jìn)行AR燃燒的溫度，從而降低未燃燒碳?xì)浠衔锏臐舛群腿紵摹?br> 氣缸頭冷卻系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水的溫度一旦升到預(yù)定值，冷卻水溫度調(diào)節(jié)裝置即工作而增大氣缸頭冷卻系統(tǒng)的冷卻能力，從而即使在高負(fù)載運(yùn)行時(shí)也把燃料室壁體溫度保持在合適的溫度上，以確保火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)工作。
下面結(jié)合


本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。
圖1為裝有本發(fā)明第一實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的縱向剖面圖；圖2為圖1氣缸的側(cè)視圖；圖3為圖1中的III—III向剖面圖；圖4為圖1火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的后視圖；圖5為第一實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的示意圖；圖6為控制設(shè)計(jì)圖；圖7表示對(duì)于不同冷卻水溫度能引起AR燃燒的平均有效指示壓力的限度隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和行駛速度而發(fā)生的變動(dòng)之坐標(biāo)曲線圖8為裝有本發(fā)明第二實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖；圖9為裝有本發(fā)明第三實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖；圖10為現(xiàn)有水冷二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖。
下面參照?qǐng)D1到圖5說明本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)。
應(yīng)用本發(fā)明并裝有節(jié)流閥控制器的一臺(tái)點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)裝在一部未畫出的摩托車上。該點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1包括曲軸箱2，固定安裝在曲軸箱2上的氣缸體3以及固定在氣缸體3上端的氣缸頭4。
一可軸向滑動(dòng)地安裝在氣缸體3的氣缸內(nèi)孔5中的活塞6由連桿7連接到曲軸8上。當(dāng)該活塞在氣缸內(nèi)孔5中軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，就驅(qū)動(dòng)曲軸8轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)氣管10連接到曲軸箱2的曲軸室9，汽化器11和針閥13相繼排列在進(jìn)氣管10上，汽化器11的活塞型節(jié)流閥12由連桿14和桿15連接到節(jié)流鼓輪16，節(jié)流鼓輪16又用一鋼絲連接到未畫出的節(jié)流手柄16。當(dāng)在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流手柄時(shí)，節(jié)流閥12就被提起而增大節(jié)流閥開啟度。
進(jìn)氣管10與曲軸箱2的曲軸室9連接，換氣口17和廢氣口18開在氣缸內(nèi)孔5的壁體上，該換氣口17通過換氣通道19與曲軸室9相通，該廢氣口18與廢氣通道20連接。
氣缸頭在氣缸內(nèi)5上方靠廢氣口18一邊有一凹室形成燃燒室21，火花塞22即位于該凹室內(nèi)。當(dāng)活塞6在上行沖程時(shí)，空氣—燃燒混合物也即新鮮燃?xì)獗晃氤蔀樨?fù)壓的曲軸室9中，而當(dāng)活塞6在下行沖程時(shí)，新鮮燃?xì)庠谇S室9中被壓縮，經(jīng)壓縮的新鮮燃?xì)馊缓笠驌Q氣口17打開而流入燃燒室。然后，部分燃?xì)鈴娜紵?1經(jīng)過換氣口17排入換氣通道19。當(dāng)活塞6向上移動(dòng)時(shí)，首先關(guān)上換氣口17，然后關(guān)上廢氣口18，因此新鮮燃?xì)庠谌紵?1中被壓縮，活塞6一旦接近頂端死點(diǎn)位置，新鮮燃?xì)饩陀苫鸹ㄈ?2點(diǎn)火或由剩余燃?xì)獾臒崮茏詣?dòng)點(diǎn)火。
一廢氣控制閥23位于廢氣口18近旁。該廢氣控制閥23裝在氣缸體上具有圓弧形縱向截面的凹槽24與縱向載面大致與該凹槽24相同的廢氣通道件25之間的厚度均勻的間隔26中，它靠樞軸支撐而可在垂直平面中轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2所示，一驅(qū)動(dòng)桿28固定安裝在一驅(qū)動(dòng)軸27上，而該驅(qū)動(dòng)軸27與廢氣控制閥23連接，且該驅(qū)動(dòng)桿28由驅(qū)動(dòng)纜索29連接到一裝在廢氣控制伺服電動(dòng)機(jī)30的輸出軸上的滑輪11，該廢氣控制伺服電動(dòng)機(jī)30驅(qū)動(dòng)廢氣控制閥23使其在垂直平面中轉(zhuǎn)動(dòng)，從而把廢氣控制閥23置于0—100％的廢氣開啟比θe上。
水平截面為U形的廢氣控制閥側(cè)壁23b裝在位于廢氣通道20相對(duì)兩側(cè)的間隙32中，因此用來關(guān)閉廢氣口18的廢氣控制閥23只有圓形部分23a可接觸到廢氣，側(cè)壁23b根本不影響廢氣氣流。
如圖4所示，點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1裝有曲軸8驅(qū)動(dòng)的冷卻水泵33和34。
氣缸冷卻水通道35的進(jìn)水端由冷卻水管37連接到冷卻水水泵33的排水口，氣缸頭冷卻水通道16的進(jìn)水端由冷卻水管38連接到冷卻水水泵34的排水口，氣缸冷卻水通道35的出水端通過恒溫器39連接到氣缸冷卻水箱40的上端，冷卻水箱40的下端連接到冷卻水水泵33的吸水口。
氣缸頭冷卻水通道36的出水端通過一個(gè)三通閥41連接到氣缸頭冷卻水箱42的上端，氣缸頭冷卻水箱42的下端通過管接頭43連接到冷卻水水泵34的吸水口。氣缸頭冷卻水的溫度一旦上升到超過預(yù)定溫度，中央處理順45發(fā)出操縱伺服電動(dòng)機(jī)44的控制信號(hào)，使三通閥41以把氣缸頭冷卻水通道36連接到管接頭43而不連接到氣缸頭冷卻水箱42的位置轉(zhuǎn)變成連接到氣缸頭冷卻水箱42而不連接到管接頭43的位置。
請(qǐng)參看典型地表示出點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1的主要部分的圖5，手動(dòng)節(jié)流閥12的閥門開啟度θth由電位計(jì)之類的節(jié)流閥開啟度檢測(cè)器46檢測(cè)，然后把表示該閥開啟度θth的信號(hào)送給中央處理器45。
由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器47檢測(cè)的表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的信號(hào)、由進(jìn)氣壓力傳感器48檢測(cè)的進(jìn)氣壓力Pi、由溫度計(jì)49測(cè)量的冷卻水溫度、由光傳感器50檢測(cè)的指示壓力、最大指示壓力生成時(shí)間或點(diǎn)火時(shí)間或壓縮起始?jí)毫EC、離合器的情況以及變速速度都送往中央處理器45。
中央處理器45根據(jù)這些輸入信號(hào)判斷火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)行情況并發(fā)出控制信號(hào)。在AR燃燒工作方式中，中央處理器45根據(jù)圖6所示的按發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和節(jié)流閥開啟度θth確定廢氣閥開啟比θe的控制圖進(jìn)行工作并把選定控制圖中所確定的廢氣閥開啟比θe的驅(qū)動(dòng)信號(hào)△θe發(fā)給伺服電動(dòng)機(jī)30。
在圖1到圖5所示如此構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)中，三通閥41通向管接頭43的一開口打開，使冷卻水不通過氣缸頭冷卻水箱42就返回冷卻水水泵34的吸水口。因此，流經(jīng)氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水不在氣缸頭冷卻水箱4冷卻，從而燃燒室21的壁體不過度冷卻。因此，燃燒室21可迅速加熱到可進(jìn)行AR燃燒的溫度。
流經(jīng)氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水溫度一旦上升到預(yù)定溫度，三通閥41通向管接頭的該開口關(guān)閉而三通閥41通向氣缸頭冷卻水箱的開口打開，使流經(jīng)氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水流入氣缸頭冷卻水箱42，因此，在氣缸頭冷卻水箱42中適當(dāng)冷卻的冷卻水被冷卻水水泵34返回到氣缸頭冷卻水通道36中，從而把燃燒室21的溫度保持在合適范圍內(nèi)，使點(diǎn)燃式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1能繼續(xù)以正常燃燒方式或AR燃燒方式工作。
請(qǐng)參看圖7，當(dāng)流經(jīng)氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水溫度從比方說50℃向90℃上升時(shí)，適合于AR燃燒的平均有效指示壓力下降，從而下限行駛速度也下降。因此，行駛速度即使進(jìn)一步下降也可進(jìn)行AR燃燒，尚未燃燒的碳?xì)浠衔锏呐欧攀艿揭种?，燃料消耗減小。
雖然圖1到圖5所示實(shí)施例中的三通閥41設(shè)置在氣缸頭冷卻水通道36到氣缸頭冷卻水箱42的連線上，但在另一實(shí)施例中，也可如圖8所示，把氣缸頭冷卻水通道36經(jīng)過恒溫器51連接到氣缸頭冷卻水箱42，在這里，省略了三通閥41和把三通閥41連接到管接頭43的旁路。盡管圖8所示實(shí)施例不能如圖1到圖5所示實(shí)施例那樣迅速地提高流經(jīng)氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水的溫度，但由于恒溫器51的限流作用以及冷卻水流所受阻力要比氣缸冷卻水通道35的冷卻水流的阻力大，因而流程氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水溫度上升得比流程氣缸冷卻水通道35的冷卻水快，從而燃燒室壁體也可迅速提高到可進(jìn)行AR燃燒的溫度。
如圖9所示，還可將氣缸冷卻水通道35與氣缸頭冷卻水通道36并聯(lián)，在冷卻水溫度高時(shí)單個(gè)冷卻水水泵52使流經(jīng)氣缸冷卻水通道35和氣缸頭冷卻水通道36的冷卻水流過單個(gè)水箱53，在冷卻水溫度低時(shí)，用由中央處理器45發(fā)出的控制信號(hào)操縱的作動(dòng)筒55關(guān)上氣缸頭冷卻水通道36上的截流閥54，從而提高氣缸頭冷卻水通道36中的冷卻水溫度。
權(quán)利要求
1.一種火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，它使充入燃燒室的燃?xì)庵辽僭诘拓?fù)載運(yùn)行時(shí)自動(dòng)點(diǎn)火，所述冷卻系統(tǒng)包括一氣缸冷卻系統(tǒng)以及一與該氣缸冷卻系統(tǒng)并聯(lián)、而在該二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)其冷卻能力低于該氣缸冷卻系統(tǒng)的氣缸頭冷卻系統(tǒng)，其特征在于一冷卻水溫度調(diào)節(jié)裝置，它在氣缸頭冷卻系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水的溫度達(dá)到一預(yù)定值后增大氣缸頭冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。
全文摘要
一種火花點(diǎn)火式二程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括由水泵(33)、冷卻水通道(35)、恒溫器(39)、水箱(4)組成的氣缸冷卻系統(tǒng)和由水泵(34)、冷卻水通道(36)、三通閥(41)、水箱(42)、管接頭(43)和中央處理器(45)組成的氣缸頭冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)可迅速提高燃燒室壁體的溫度，從而使充入燃燒室的新鮮燃?xì)庾詣?dòng)點(diǎn)火，而當(dāng)氣缸頭冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)冷卻水達(dá)到一預(yù)定溫度時(shí)，冷卻水溫度調(diào)節(jié)裝置又增大該氣缸頭冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。
文檔編號(hào)F01P5/10GK1117558SQ94119819
公開日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月27日
發(fā)明者中野靖彥, 石橋羊一 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社