專利名稱：一種柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種柴油打樁機(jī)氣缸，更具體的說是涉及一種柴油打樁機(jī)氣缸的換氣裝置。
背景技術(shù)：
1782年根據(jù)蒸汽機(jī)額定原理設(shè)計制造了利用蒸汽能量來打樁的蒸汽打樁錘。1893年迪塞爾發(fā)明，并成功地制造了內(nèi)燃機(jī)，這種機(jī)器因為有其獨特的特點，所以得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用，隨即也用在打樁工程當(dāng)中了。據(jù)記載，1911年便設(shè)計制造了以內(nèi)燃為動力的導(dǎo)桿式柴油打樁錘。導(dǎo)桿式柴油打樁錘利用燃燒產(chǎn)生的爆發(fā)力打樁，燃料的供給和霧化與內(nèi)燃機(jī)相似。這種打樁錘與筒式柴油打樁錘相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率也低，因此不能滿足日益發(fā)展的建筑工業(yè)的要求，于是在二十世紀(jì)三十年代，便出現(xiàn)了能量大、效率高的筒式柴油打樁錘，并且采用了結(jié)構(gòu)簡單、霧化方便的沖擊霧化方式，這種霧化方式對筒式柴油打樁錘的發(fā)展起了很大的推動作用。筒式柴油打樁錘不僅利用了燃料爆發(fā)力來打樁，同時也利用了沖擊能量來打樁，而且沖擊的效果遠(yuǎn)大于爆發(fā)力，大大提高了打樁效率，因此筒式柴油打樁錘得到了進(jìn)一部步的發(fā)展。但在柴油錘的整個工作過程中，由于燃油采用低壓噴射、沖擊霧化，相對與內(nèi)燃機(jī)來說燃油霧化程度較差；由于燃燒室形狀狹小，使得空氣和燃油的混合不充分不均勻；再加上燃燒(爆發(fā))的時間特別短，整個燃燒非常不完全，在工作過程中產(chǎn)生了大量的黑煙，污染了環(huán)境。
總的來說，現(xiàn)有的柴油打樁機(jī)主要存在的問題有1、汽缸內(nèi)燃燒不完全，工作時產(chǎn)生大量黑煙，嚴(yán)重污染了環(huán)境。
2、由于燃燒不完全，大大增加了油耗。
3、燃燒不完全導(dǎo)致了充氣系數(shù)降低，從而影響了功率。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，改進(jìn)氣缸進(jìn)、排氣結(jié)構(gòu)，以使得在換氣過程中，在盡可能短的時間內(nèi)排出盡可能多的廢氣和吸進(jìn)更多的新鮮空氣，提高過量空氣系數(shù)，從而提供更多的氧氣來促進(jìn)燃燒，減少黑煙的產(chǎn)生。
本實用新型的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置，包括下氣缸12、上活塞13、下活塞14和排氣孔17，位于排氣孔17下方的下氣缸12內(nèi)壁上開設(shè)至少一個掃氣門7，所述掃氣門7為在下氣缸12內(nèi)壁上開設(shè)的凹坑并帶有孔與外界相通，掃氣門7與氣門開關(guān)裝置配合，所述氣門開關(guān)裝置包括氣門導(dǎo)桿8、橡膠墊圈9、氣門彈簧10、彈簧座11和凸輪6，所述氣門導(dǎo)桿8穿過掃氣門7，氣門導(dǎo)桿8位于下氣缸12內(nèi)的端部與通過橡膠墊圈9掃氣門7配合，氣門彈簧10穿過氣門導(dǎo)桿8，位于下氣缸12壁外測，通過彈簧座11和凸輪6配合；所述凸輪6與齒輪5連接，齒輪5與帶齒的挺柱4配合，帶齒的挺柱4通過連接螺柱2和回位彈簧3與搖臂1配合，搖臂1與上活塞13配合。
所述掃氣門7為下氣缸12內(nèi)壁上挖出的弧形凹坑，并帶有孔與外界相通，掃氣門7與外界相通的孔的軸線與下氣缸12的軸線相垂直。所述掃氣門7可為2個。所述齒輪5與凸輪6為同軸連接。
本實用新型的原理為在下汽缸12上增加若干個掃氣門7，在柴油打樁錘工作過程的排氣階段后期，選擇適當(dāng)?shù)臅r刻將掃氣門7打開，引入外部新鮮空氣，利用此時缸內(nèi)廢氣的流動慣性，進(jìn)一步排出廢氣，提高過量空氣系數(shù)，改善燃燒，減少黑煙的生成。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在柴油打樁錘完成一次打樁的過程中，原本只有有一次掃氣動作爆發(fā)過后，上活塞被膨脹氣體向上推動的過程中，當(dāng)最后一道活塞環(huán)離開排氣口時，汽缸內(nèi)的氣體立即由排氣口噴出，上活塞繼續(xù)上升，汽缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而吸氣，活塞上升到最高點后開始下落，至活塞環(huán)封閉排氣口時的這段時間內(nèi)，活塞的下降將汽缸內(nèi)的部分混合氣體排出，完成一次掃氣動作。本實用新型通過加裝了掃氣門之后，增加了一次掃氣過程，即爆發(fā)后，上活塞向上被彈起，高過排氣口之后開始排氣，在這之后的過程中，當(dāng)汽缸內(nèi)部壓力和外部大氣壓相等時，傳動裝置驅(qū)動掃氣門7打開，使燃燒室內(nèi)與外部大氣相通，利用此時內(nèi)部氣流向排氣孔流動的慣性，從掃氣門7引入的新鮮空氣，即在燃燒室內(nèi)盤旋而上，從排氣孔排出，進(jìn)一步掃除廢氣。這就是第二次掃氣過程，相比之前的過量充氣系數(shù)，二次掃氣之后的系數(shù)大大提高了。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點(1)對原有的汽缸結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，增加掃氣門及其自動控制機(jī)構(gòu)，引入了新鮮空氣，增強(qiáng)掃氣效果，使掃氣更加完全，從而改善了燃燒。
(2)在燃料一定的條件下，燃燒產(chǎn)生的爆發(fā)力更大，提供了更大的功率，降低了油耗，同時良好的燃燒也大大改善了黑煙情況，減少了對環(huán)境的污染。
(3)引入外部新鮮空氣至汽缸中，在掃氣過程中降低了汽缸內(nèi)壁溫度，在一定程度上增大了充氣系數(shù)。


圖1搖臂與齒輪連接示意圖；圖2帶有掃氣門的氣缸示意圖；圖3為圖2掃氣門部位局部放大圖；圖4為傳動齒輪5和凸輪6的連接立體圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
如圖2和圖3所示，柴油打樁機(jī)氣缸的換氣裝置包括下氣缸12、上活塞13、下活塞14和排氣孔17，位于排氣孔17下方的下氣缸12內(nèi)壁上開設(shè)一個掃氣門7，為了避免活塞運動受阻，以便活塞可以自由運動，不會與掃氣門7摩擦。所述掃氣門7為在下氣缸12內(nèi)壁上開設(shè)的弧形凹坑并通過孔與外界相通，其軸線與下氣缸12軸線相垂直。掃氣門7與一氣門開關(guān)裝置配合，所述氣門開關(guān)裝置包括氣門導(dǎo)桿8、橡膠墊圈9、氣門彈簧10、彈簧座11和凸輪6，氣門導(dǎo)桿8穿過掃氣門7，氣門導(dǎo)桿8位于下氣缸12內(nèi)的端部通過橡膠墊圈9與掃氣門7配合，氣門彈簧10位于下氣缸12壁外測，并穿過氣門導(dǎo)桿8，通過彈簧座11和凸輪6配合。彈簧座11內(nèi)氣門彈簧10兩端帶有橡膠墊圈9，起保護(hù)氣門彈簧10作用。圖4所示，凸輪6通過連接軸15和鍵16與齒輪5同軸連接。如圖1所示，齒輪5與帶齒的挺柱4嚙合，帶齒的挺柱4通過連接螺柱2和回位彈簧3與搖臂1連接，搖臂1與上活塞13配合。
氣門導(dǎo)桿8在氣門作往復(fù)直線運動時進(jìn)行導(dǎo)向，以保證氣門與氣門座之間的密封；還可承受一定的側(cè)向作用力和散發(fā)部分熱量。橡膠墊圈9是防止氣門直接坐落在汽缸內(nèi)壁上而引起汽缸壁的過度磨損，起到緩沖和密封作用，同時也保護(hù)彈簧，延長其使用壽命。氣門彈簧10保證氣門回位，在氣門開閉過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。彈簧座11和凸輪6在沒有承受來自搖臂1的外力時，氣門導(dǎo)桿8位于下氣缸12內(nèi)的端部是被彈簧預(yù)緊力拉著緊貼汽缸內(nèi)壁的，由于掃氣門處汽缸內(nèi)壁上已預(yù)先挖出凹坑，所以這樣不會影響上下活塞正常的壓縮、燃燒和混合氣體的爆發(fā)；而且在這段時間里面汽缸內(nèi)部壓力很大，會把掃氣門緊緊的壓在汽缸內(nèi)壁上，從而不用擔(dān)心會發(fā)生漏氣。在爆發(fā)之后，上活塞13高過了排氣孔17，開始排氣一段時間后，上活塞13運動到某一位置時，汽缸內(nèi)外部壓力差不多相等時，上活塞13推動安裝在這個位置的搖臂1，從而推動下面的凸輪6轉(zhuǎn)動，將彈簧座11連同彈簧10一起向汽缸里面推，使掃氣門向汽缸內(nèi)部打開，開始掃氣。掃氣過程維持到活塞下落再次碰到掃氣曲臂為止。
在氣缸外壁，安置的搖臂1，用來控制掃氣門的開啟和關(guān)閉。搖臂控制機(jī)構(gòu)由搖臂1、連接螺柱2、回位彈簧3、帶齒的挺柱4、齒輪5和凸輪6組成。當(dāng)上活塞從高處落下，落到掃氣搖臂的位置時，推動搖臂1繞自己的軸旋轉(zhuǎn)，釋放對聯(lián)接螺柱的壓力，回位彈簧3帶動帶齒的挺桿4向上運動，與齒條嚙合的齒輪5同步轉(zhuǎn)動，從而帶動同軸安裝的凸輪6轉(zhuǎn)動，卸掉對掃氣門彈簧10的壓力，氣門導(dǎo)桿8在彈簧力的作用下向氣缸外運動，堵塞孔口，氣門關(guān)閉，免使缸內(nèi)新鮮空氣向外倒流。
掃氣過程中，新鮮空氣通過把缸內(nèi)廢氣掃出氣缸外，殘余廢氣大大減少，新鮮空氣極大增加，同時新鮮空氣也冷卻了氣缸，能使充氣效率提高。因此本實用新型改善了筒式柴油打樁機(jī)的燃燒，達(dá)到動力增大、油耗率降低、排煙減少的環(huán)保節(jié)能效果。
權(quán)利要求1.一種柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置，包括下氣缸(12)、上活塞(13)、下活塞(14)和排氣孔(17)，其特征在于，位于排氣孔(17)下方的下氣缸(12)內(nèi)壁上開設(shè)至少一個掃氣門(7)，所述掃氣門(7)為在下氣缸(12)內(nèi)壁上開設(shè)的凹坑并帶有孔與外界相通，掃氣門(7)與氣門開關(guān)裝置配合，所述氣門開關(guān)裝置包括氣門導(dǎo)桿(8)、橡膠墊圈(9)、氣門彈簧(10)、彈簧座(11)和凸輪(6)，所述氣門導(dǎo)桿(8)穿過掃氣門(7)，氣門導(dǎo)桿(8)位于下氣缸(12)內(nèi)的端部與通過橡膠墊圈(9)掃氣門(7)配合，氣門彈簧(10)穿過氣門導(dǎo)桿(8)，位于下氣缸(12)壁外測，通過彈簧座(11)和凸輪(6)配合；所述凸輪(6)與齒輪(5)連接，齒輪(5)與帶齒的挺柱(4)配合，帶齒的挺柱(4)通過連接螺柱(2)和回位彈簧(3)與搖臂(1)配合，搖臂(1)與上活塞(13)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置，其特征在于，所述掃氣門(7)為下氣缸(12)內(nèi)壁上挖出的弧形凹坑，并帶有孔與外界相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置，其特征是，所述掃氣門(7)與外界相通的孔的軸線與下氣缸(12)的軸線相垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置，其特征在于，所述掃氣門(7)為2個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油打樁機(jī)氣缸換氣裝置，其特征在于，所述齒輪(5)與凸輪(6)為同軸連接。
專利摘要本實用新型涉及一種柴油打樁機(jī)的換氣裝置。該裝置包括下氣缸(12)、上活塞(13)、下活塞(14)和排氣孔(17)，下氣缸(12)內(nèi)壁上開設(shè)至少一個掃氣門(7)，氣門導(dǎo)桿(8)穿過掃氣門(7)，氣門導(dǎo)桿(8)通過橡膠墊圈(9)與掃氣門(7)配合，氣門彈簧(10)位于下氣缸(12)壁外測，并穿過氣門導(dǎo)桿(8)，通過彈簧座(11)和凸輪(6)配合；凸輪(6)與齒輪(5)連接，齒輪(5)與帶齒的挺柱(4)配合，帶齒的挺柱(4)通過連接螺柱(2)和回位彈簧(3)與搖臂(1)連接，搖臂(1)與上活塞(13)配合。該裝置在排出更多廢氣的同時，使更多的新鮮空氣能參與燃燒，改善燃燒狀況，減少黑煙的形成。
文檔編號F02B25/20GK2869347SQ20052012052
公開日2007年2月14日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者梁榮光, 張蕭 申請人:華南理工大學(xué)