專利名稱：小型單缸水冷柴油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)，尤其是一種小型單缸水冷柴油機(jī)。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)在各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，隨著柴油機(jī)結(jié)構(gòu)上的不斷改進(jìn)，柴油機(jī)的工作性能也逐步提高，但還會(huì)在結(jié)構(gòu)上存在或多或少的不足而影響整機(jī)性能，特別針對(duì)小型單缸水冷柴油機(jī)來說，還存在如下不足一、直噴柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性受到進(jìn)氣質(zhì)量的影響較大，而柴油機(jī)的進(jìn)氣完全來自布置于缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道。較高的進(jìn)氣渦流能力對(duì)整機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性具有有利影響，對(duì)于小缸徑柴油機(jī)來說，進(jìn)氣道走向的布置受缸蓋自身結(jié)構(gòu)尺寸的限制，不容易實(shí)現(xiàn)高渦流，我國小型單缸柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速大多低于3000轉(zhuǎn)/分，一般情況下采取增加“導(dǎo)流壁”的辦法，強(qiáng)制氣流沿預(yù)期的導(dǎo)流方向進(jìn)入氣缸，以此產(chǎn)生高渦流，但是，使用這種方法會(huì)減小進(jìn)氣流量、增加進(jìn)氣阻力，這種情況對(duì)于需要富氧燃燒做功的發(fā)動(dòng)機(jī)而言是非常不利的。
二、小缸徑柴油機(jī)直噴燃燒室直徑較小，噴射油線較短的貫穿距離給組織燃燒室過程帶來很大的困難，工作時(shí)多數(shù)燃油噴到燃燒室壁面上，影響油氣組合。對(duì)于小缸徑柴油機(jī)直噴燃燒室，需要強(qiáng)進(jìn)氣渦流與之配合，但是，在高速情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致燃燒室內(nèi)進(jìn)氣擾動(dòng)過大，影響油氣混合，進(jìn)而影響整機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性能等技術(shù)指標(biāo)。為此，先后有圓形敞口、四角形敞口、四角形縮口等燃燒室的應(yīng)用，敞口式的燃燒室混合氣旋流強(qiáng)度不夠，四角形縮口燃燒室高速時(shí)渦流衰減偏大，以上結(jié)構(gòu)的燃燒室對(duì)組織燃燒均有不利影響。
三、目前我國85mm缸徑以下的水冷單缸柴油機(jī)的手動(dòng)減壓機(jī)構(gòu)均為不可調(diào)式，使用極不方便，一方面，減壓升程過小，柴油機(jī)搖重起動(dòng)困難，另一方面，減壓升程過大，會(huì)引起氣門頂活塞，影響柴油機(jī)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述小型單缸水冷柴油機(jī)存在的諸多的不足，本實(shí)用新型提供了一種在柴油機(jī)氣道、燃燒室及減壓機(jī)構(gòu)都有所改進(jìn)的小型單缸水冷柴油機(jī)，以改善柴油機(jī)的整機(jī)性能。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種小型單缸水冷柴油機(jī)，具有機(jī)體，在機(jī)體內(nèi)部設(shè)置有氣缸、氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞頂面設(shè)置有燃燒室，在氣缸蓋內(nèi)還設(shè)置有進(jìn)氣道，進(jìn)氣道的氣道進(jìn)口連接柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，進(jìn)氣道的氣道出口連通氣缸，在柴油機(jī)的氣缸蓋罩上設(shè)置有減壓機(jī)構(gòu)。
針對(duì)燃燒室結(jié)構(gòu)的改進(jìn)所述燃燒室為一口徑上小下大、底部設(shè)置有錐形凸臺(tái)的凹腔，燃燒室中心相對(duì)于活塞中心水平偏移量X＝1.0～1.5mm，垂直偏移量Y＝4.0～6.0mm；燃燒室上口直徑D1＝37～40mm，下口直徑D2＝43～45mm；燃燒室深度H＝12～14mm；錐形凸臺(tái)頂部球面半徑R21＝3～5mm，斜面夾角α＝97°～101°；上口圓弧半徑R22＝1.0～1.5mm，下口圓弧半徑R23＝5.0～7.0mm。
為了達(dá)到最佳的實(shí)施效果所述燃燒室上口直徑D1與燃燒室深度H之比D1/H＝2.6～3.0；燃燒室上口直徑D1與下口直徑D2之比D1/D2＝0.8～0.9；燃燒室上口直徑D1與活塞直徑D之比D1/D＝0.45～0.50。
針對(duì)氣道結(jié)構(gòu)的改進(jìn)所述進(jìn)氣道的中段為一螺旋室，氣道出口中心到氣缸中心線橫坐標(biāo)x的距離啊A＝18～20mm、氣道出口中心到氣缸中心線縱坐標(biāo)y的距離B＝4～6mm；氣道進(jìn)口與氣道出口中心軸線相互垂直，垂直距離M＝35～37mm，氣道進(jìn)口的進(jìn)口平面與氣道出口中心軸線的垂直距離L＝83～86mm；螺旋室導(dǎo)流部分與氣缸蓋螺栓孔間壁厚度S≥4mm。
所述螺旋室由相切的多段立體圓弧R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9組合而成，R1＝1.5～2.5mm、R2＝17～20mm、R3＝17～19mm、R4＝75～78mm、R5＝30～33mm、R6＝65～69mm、R7＝76～79mm、R8＝14～16mm、R9＝15～17mm。
所述螺旋室內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)管凸臺(tái)，導(dǎo)管凸臺(tái)端面到氣缸的氣缸蓋底平面的距離H2＝26～28mm，氣道進(jìn)口中心到氣道出口端面的距離H1＝36～40mm。
所述減壓機(jī)構(gòu)包括減壓軸、減壓軸座、減壓扳手、減壓彈簧和減壓螺柱，減壓螺柱與減壓軸螺紋連接并貫穿減壓軸，減壓螺柱的末端設(shè)置有減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母和彈性墊片。
本實(shí)用新型的有益效果是，1、改善了柴油機(jī)的起動(dòng)性能，降低了燃油消耗和排氣有害成分；2、能夠產(chǎn)生滿足直噴柴油機(jī)燃燒需要的高渦流比，解決了小缸徑柴油機(jī)因氣缸蓋結(jié)構(gòu)緊湊而引起螺旋進(jìn)氣道布置困難的問題，為實(shí)現(xiàn)小型柴油機(jī)直噴化開辟了有效途徑。
3、解決了小型單缸水冷柴油機(jī)減壓升程不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了減壓升程的可調(diào)節(jié)操作，保證了柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)的減壓可靠性。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的剖視圖。
圖2是
圖1的C-C剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型燃燒室剖視圖。
圖5是本實(shí)用新型氣道與氣缸位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型氣道的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的俯視圖。
圖8是圖7在氣道出口處的A-A剖視圖。
圖9是圖7在氣道出口處的B-B剖視圖。
圖10是本實(shí)用新型減壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是本實(shí)用新型減壓機(jī)構(gòu)的減壓軸壓下時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
在
圖1、圖2中1.機(jī)體，2.氣缸，3.活塞，4.燃燒室，5.進(jìn)氣道，6.進(jìn)氣系統(tǒng)，7.氣缸蓋罩，8.減壓機(jī)構(gòu)，9.氣缸蓋。
在圖3、圖4中X燃燒室中心相對(duì)于活塞中心水平偏移量，Y燃燒室中心相對(duì)于活塞中心垂直偏移量，D活塞直徑，D1燃燒室上口直徑，D2燃燒室下口直徑，H燃燒室深度，R21錐形凸臺(tái)頂部球面半徑，R22上口圓弧半徑，R23下口圓弧半徑。
在圖5至圖9中1-1.氣道進(jìn)口，1-2.氣道出口，1-3.導(dǎo)管凸臺(tái)，1-4.氣缸蓋螺栓孔。
A為氣道出口中心到氣缸中心線橫坐標(biāo)x的距離B為氣道出口中心到氣缸中心線縱坐標(biāo)y的距離M為氣道進(jìn)口與氣道出口中心軸線垂直距離L為氣道進(jìn)口的進(jìn)口平面與氣道出口中心軸線的垂直距離H1為氣道進(jìn)口中心到氣道出口端面的距離H2為導(dǎo)管凸臺(tái)端面到氣缸的氣缸蓋底平面的距離R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9為組合成立體螺旋的圓弧半徑
R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17為A-A剖視圖、B-B剖視圖中的各圓弧半徑h1、h2分別為A-A剖面處氣道頂部到氣缸蓋底平面的距離h3、h4分別為B-B剖面處氣道頂部到氣缸蓋底平面的距離在
圖10、
圖11中2-1.減壓軸，2-2.減壓軸座，2-3.減壓扳手，2-4.減壓彈簧，2-5.減壓螺柱，2-6.減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母，2-7.彈性墊片。
具體實(shí)施方式
如
圖1、圖2所示的一種小型單缸水冷柴油機(jī)，具有機(jī)體1，在機(jī)體1內(nèi)部設(shè)置有氣缸2和氣缸蓋9、氣缸2內(nèi)設(shè)置有活塞3，活塞3頂面設(shè)置有燃燒室4，在氣缸蓋9內(nèi)還設(shè)置有進(jìn)氣道5，進(jìn)氣道5的氣道進(jìn)口1-1連接柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)6，進(jìn)氣道5的氣道出口1-2連通氣缸2，在柴油機(jī)的氣缸蓋罩7上設(shè)置有減壓機(jī)構(gòu)8。
如圖3、圖4所示，本實(shí)用新型所述的小型單缸水冷柴油機(jī)具有縮口型燃燒室，燃燒室設(shè)置在活塞上，所述燃燒室為一口徑上小下大、底部設(shè)置有錐形凸臺(tái)的凹腔，燃燒室為一旋轉(zhuǎn)體，通過專用刀具加工獲得。
具體地所述燃燒室中心相對(duì)于活塞中心水平偏移量X＝1.0～1.5mm，垂直偏移量Y＝4.0～6.0mm；燃燒室上口直徑D1＝37～40mm，下口直徑D2＝43～45mm；燃燒室深度H＝12～14mm；錐形凸臺(tái)頂部球面半徑R1＝3～5mm，斜面夾角α＝97°～101°；上口圓弧半徑R2＝1.0～1.5mm，下口圓弧半徑R2＝5.0～7.0mm，且上口圓弧與活塞上平面和縮口內(nèi)壁平滑過渡，下口圓弧與錐形凸臺(tái)斜面和縮口內(nèi)壁平滑過渡。
為了達(dá)到最佳的實(shí)施效果燃燒室上口直徑D1與燃燒室深度H之比D1/H＝2.6～3.0；燃燒室上口直徑D1與下口直徑D2之比D1/D2＝0.8～0.9；燃燒室上口直徑D1與活塞直徑D之比D1/D＝0.45～0.50。
如圖5至圖7所示，本實(shí)用新型所述的小型單缸水冷柴油機(jī)具有一高渦流比的立體螺旋進(jìn)氣道，氣道出口1-2中心到氣缸中心線橫坐標(biāo)x的距離A＝18～20mm，氣道出口1-2中心到氣缸中心線縱坐標(biāo)y的距離B＝4～6mm；氣道進(jìn)口1-1與氣道出口1-2中心軸線相互垂直，垂直距離M＝35～37mm，氣道進(jìn)口1-1的進(jìn)口平面與氣道出口1-2中心軸線的垂直距離L＝83～86mm。所述進(jìn)氣道5由相切的多段立體圓弧R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9組合而成，R1＝1.5～2.5mm、R2＝17～20mm、R3＝17～19mm、R4＝75～78mm、R5＝30～33mm、R6＝65～69mm、R7＝76～79mm、R8＝14～16mm、R9＝15～17mm。所述進(jìn)氣道5內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)管凸臺(tái)1-3，導(dǎo)管凸臺(tái)1-3端面到氣缸的氣缸蓋底平面的距離H2＝26～28mm，氣道進(jìn)口1-1中心到氣道出口1-2端面的距離H1＝36～40mm。進(jìn)氣道5的進(jìn)氣導(dǎo)流部分與氣缸蓋螺栓孔1-4間壁厚度S≥4mm。
圖8為氣道出口處的A-A剖視圖，其中該處處氣道頂部到氣缸蓋底平面的距離h1＝45～48mm，h2＝33～36mm，R10＝3～5mm，R11＝5～7mm，R12＝10～12mm，R13＝39～42mm；圖9為氣道出口處的B-B剖視圖，其中該處處氣道頂部到氣缸蓋底平面的距離h3＝39～41mm，h4＝26～28mm，R14＝3～5mm，R15＝70～73mm，R16＝5～7mm，R17＝1～3mm。
由于進(jìn)氣道采用多段立體圓弧組成的立體螺旋結(jié)構(gòu)，使氣流在經(jīng)過螺旋結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道時(shí)，能夠產(chǎn)生滿足直噴柴油機(jī)燃燒需要的高渦流比，且無明顯減小進(jìn)氣流量、增加進(jìn)氣阻力的負(fù)面影響。
如
圖10、
圖11所示，本實(shí)用新型所述的小型單缸水冷柴油機(jī)具有可調(diào)式減壓機(jī)構(gòu)，具有減壓軸2-1、減壓軸座2-2、減壓扳手2-3、減壓彈簧2-4和減壓螺柱2-5，減壓軸座2-2固定設(shè)置在柴油機(jī)的氣缸蓋罩7內(nèi)壁，減壓軸2-1一端設(shè)置在減壓軸座2-2的斜面配合接觸，另一端伸出氣缸蓋罩7與減壓扳手2-3固定連接，減壓彈簧2-4套裝在減壓軸2-1上，減壓彈簧2-4的兩端分別與減壓扳手2-3和減壓軸座2-2相抵，減壓軸2-1內(nèi)部設(shè)置有螺紋孔，減壓螺柱2-5與減壓軸2-1螺紋連接并貫穿減壓軸2-1，減壓螺柱2-5的前端對(duì)準(zhǔn)氣門搖臂頭部，在減壓螺柱2-5的末端設(shè)置有減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母2-6和彈性墊片2-7。
使用時(shí)，通過減壓扳手2-3的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，減壓彈簧2-4被壓縮，減壓軸2-1的斜面在減壓軸座2-2的斜面上向下滑移，形成一定的減壓升程。減壓動(dòng)作完成釋放后，減壓彈簧2-4回彈，減壓軸2-1向上回位，其斜面與減壓軸座2的斜面重新貼合。
現(xiàn)對(duì)減壓升程的調(diào)節(jié)作進(jìn)一步說明減壓機(jī)構(gòu)在總成狀態(tài)時(shí)，減壓軸2-1與減壓螺柱2-5以及減壓扳手2-3通過減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母2-6和彈性墊片2-7鎖緊。減壓扳手2-3動(dòng)作時(shí)，減壓軸2-1和減壓螺柱2-5聯(lián)動(dòng)升降。如需改變減壓升程，只要將減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母2-6松開，即可調(diào)節(jié)減壓螺柱2-5伸出減壓軸2-1端部的長短，確定好適當(dāng)位置后重新鎖緊減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母2-6即可。
另外，對(duì)于本實(shí)用新型各零部件的制作工藝方面，減壓軸2-1通過冷墩成型和金加工獲得；減壓軸座2-2通過冷墩成型和金加工獲得；減壓螺柱2-5通過金加工、頭部高頻淬火獲得；減壓扳手2-3通過沖壓形成獲得。
權(quán)利要求1.一種小型單缸水冷柴油機(jī)，具有機(jī)體(1)，在機(jī)體(1)內(nèi)部設(shè)置有氣缸(2)和氣缸蓋(9)、氣缸(2)內(nèi)設(shè)置有活塞(3)，活塞(3)頂面設(shè)置有燃燒室(4)，在氣缸蓋(9)內(nèi)還設(shè)置有進(jìn)氣道(5)，進(jìn)氣道(5)的氣道進(jìn)口(1-1)連接柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)(6)，進(jìn)氣道(5)的氣道出口(1-2)連通氣缸(2)，在柴油機(jī)的氣缸蓋罩(7)上設(shè)置有減壓機(jī)構(gòu)(8)，其特征是所述燃燒室(4)為一口徑上小下大、底部設(shè)置有錐形凸臺(tái)的凹腔；所述進(jìn)氣道(5)為一高渦流比的立體螺旋進(jìn)氣道；所述減壓機(jī)構(gòu)(8)包括減壓軸(2-1)、減壓軸座(2-2)、減壓扳手(2-3)、減壓彈簧(2-4)和減壓螺柱(2-5)，減壓螺柱(2-5)與減壓軸(2-1)螺紋連接并貫穿減壓軸(2-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型單缸水冷柴油機(jī)，其特征是所述燃燒室中心相對(duì)于活塞中心水平偏移量X＝1.0～1.5mm，垂直偏移量Y＝4.0～6.0mm；燃燒室上口直徑D1＝37～40mm，下口直徑D2＝43～45mm；燃燒室深度H＝12～14mm；錐形凸臺(tái)頂部球面半徑R21＝3～5mm，斜面夾角α＝97°～101°；上口圓弧半徑R22＝1.0～1.5mm，下口圓弧半徑R23＝5.0～7.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型單缸水冷柴油機(jī)，其特征是所述燃燒室上口直徑D1與燃燒室深度H之比D1/H＝2.6～3.0；燃燒室上口直徑D1與下口直徑D2之比D1/D2＝0.8～0.9；燃燒室上口直徑D1與活塞直徑D之比D1/D＝0.45～0.50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型單缸水冷柴油機(jī)，其特征是氣道出口(1-2)中心到氣缸中心線橫坐標(biāo)x的距離A＝18～20mm、氣道出口(1-2)中心到氣缸中心線縱坐標(biāo)y的距離B＝4～6mm；氣道進(jìn)口(1-1)與氣道出口(1-2)中心軸線相互垂直，垂直距離M＝35～37mm，氣道進(jìn)口(1-1)的進(jìn)口平面與氣道出口(1-2)中心軸線的垂直距離L＝83～86mm；進(jìn)氣道(5)的進(jìn)氣導(dǎo)流部分與氣缸蓋螺栓孔(1-5)間壁厚度S≥4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型單缸水冷柴油機(jī)，其特征是所述螺旋室(1-2)由相切的多段立體圓弧R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9組合而成，R1＝1.5～2.5mm、R2＝17～20mm、R3＝17～19mm、R4＝75～78mm、R5＝30～33mm、R6＝65～69mm、R7＝76～79mm、R8＝14～16mm、R9＝15～17mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型單缸水冷柴油機(jī)，其特征是所述螺旋室(1-2)內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)管凸臺(tái)(1-4)，導(dǎo)管凸臺(tái)(1-4)端面到氣缸的氣缸蓋底平面的距離H2＝26～28mm，氣道進(jìn)口(1-1)中心到氣道出口(1-2)端面的距離H1＝36～40mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型單缸水冷柴油機(jī)，其特征是所述減壓螺柱(2-5)的末端設(shè)置有減壓軸調(diào)節(jié)固定螺母(2-6)和彈性墊片(2-7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)，尤其是一種小型單缸水冷柴油機(jī)。其燃燒室為一口徑上小下大、底部設(shè)置有錐形凸臺(tái)的凹腔；其進(jìn)氣道為一高渦流比的立體螺旋進(jìn)氣道；其減壓機(jī)構(gòu)的減壓螺柱與減壓軸螺紋連接并貫穿減壓軸，可調(diào)節(jié)柴油機(jī)的減壓升程。本實(shí)用新型改善了柴油機(jī)的起動(dòng)性能，降低了燃油消耗和排氣有害成分；能夠產(chǎn)生滿足直噴柴油機(jī)燃燒需要的高渦流比，解決了小缸徑柴油機(jī)因氣缸蓋結(jié)構(gòu)緊湊而引起螺旋進(jìn)氣道布置困難的問題，為實(shí)現(xiàn)小型柴油機(jī)直噴化開辟了有效途徑；解決了小型單缸水冷柴油機(jī)減壓升程不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了減壓升程的可調(diào)節(jié)操作，保證了柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)的減壓可靠性。
文檔編號(hào)F02F1/42GK2918764SQ200620074388
公開日2007年7月4日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者趙新友, 趙亞軍, 楊洋, 張紅升, 邵國華 申請人:江蘇常發(fā)實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司