專利名稱：新型渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)動(dòng)車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種帶中冷增壓、多點(diǎn)電控燃油噴射汽油的新型渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，從而導(dǎo)致汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)整車新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)也不斷加快。盡管從車體的外觀形狀，材質(zhì)及配套件對(duì)機(jī)動(dòng)車的性能都將產(chǎn)生影響，但其心臟-汽車發(fā)動(dòng)機(jī)則對(duì)機(jī)動(dòng)車性能來(lái)說(shuō)是致關(guān)重要的，無(wú)論從供應(yīng)量、價(jià)格、以及性能匹配等方面，都會(huì)直接影響新開(kāi)發(fā)車型的性能指標(biāo)。因此，申請(qǐng)人為滿足公司自身不斷開(kāi)發(fā)的整車新產(chǎn)品的需要，急需有自己掌握的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)基地，以填補(bǔ)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的空白。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種采用橫置、前驅(qū)動(dòng)的布置型式，帶中冷增壓、多點(diǎn)電控燃油噴射汽油的新型渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有氣缸體、下機(jī)體、缸蓋和上機(jī)體，由曲軸、連桿總成、連桿瓦、活塞、活塞銷組成的曲機(jī)系統(tǒng)，由進(jìn)、排氣凸輪軸、進(jìn)、排氣門、搖臂、液壓挺柱、氣門彈簧、銷夾、彈簧座，氣門油封組成的配氣系統(tǒng)，由進(jìn)氣歧管總成、排氣歧管、增壓器、催化器總成組成的進(jìn)、排氣系統(tǒng)，由進(jìn)水管、水泵機(jī)油濾模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋中水套、調(diào)溫器總成、出水管組成的冷卻系統(tǒng)，由油盤殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、水泵機(jī)油濾模塊和機(jī)體中的油道組成的潤(rùn)滑系統(tǒng)，由電噴控制單元、傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)線束、油軌總成、發(fā)電機(jī)、火花塞蓋板總成、火花塞組成的發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)燃油電子噴射控制系統(tǒng)，以及曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)凈化系統(tǒng)，其特征是在鋁合金的下機(jī)體上設(shè)置有一與下機(jī)體為一體結(jié)構(gòu)的機(jī)油泵殼體，在氣缸體上還裝有對(duì)活塞進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的噴嘴；在進(jìn)、排氣凸輪軸在各主軸之間設(shè)計(jì)有給缸蓋螺栓讓出必要空間的半圓形凹狀結(jié)構(gòu)；在上機(jī)體的上端布置有氣門室罩和整體的點(diǎn)火線圈及火花塞蓋板；在鋁合金氣缸體、氣缸蓋上鑄造有油道。
本實(shí)用新型發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)該1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)是一款具有四氣門、電噴、渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)上融合了許多現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)技術(shù)，主要包括多氣門技術(shù)、汽油機(jī)渦輪增壓技術(shù)、多點(diǎn)燃油電子噴射技術(shù)、以及采用滾子搖臂、液壓挺柱、鋁合金缸體等技術(shù)，具有體積小、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好、排放低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到目前的世界先進(jìn)水平。具有以下技術(shù)特點(diǎn)1、緊湊型高性能全鋁基體發(fā)動(dòng)機(jī)；2、采用電子控制多點(diǎn)順序燃油噴射技術(shù)；3、配氣機(jī)構(gòu)采用單缸4氣門、雙頂置凸輪軸及液壓挺柱技術(shù)；4、廢氣渦輪增壓和進(jìn)氣中冷技術(shù)；5、近耦合三元催化轉(zhuǎn)換器；6、采用氣缸體、氣缸蓋油道直接鑄造技術(shù)，油道不需要進(jìn)行二次機(jī)械加工；7、采用鑄鐵氣缸套，缸套直接預(yù)鑄在氣缸體中；8、排放滿足歐IV法規(guī)要求；
圖1本實(shí)用新型的局剖結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖2是圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)置示意簡(jiǎn)圖；圖3是圖2的局剖結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖4本實(shí)用新型實(shí)例的性能指標(biāo)及外特性曲線圖；下面將通過(guò)實(shí)例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本實(shí)用新型其中的例子而已，并不代表本實(shí)用新型所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)例1由圖1～3所示，圖中的5為氣缸體、6為下機(jī)體、4為氣缸蓋、2為上機(jī)體，以及由曲軸19、連桿16總成、連桿瓦17、活塞14、活塞銷15組成的曲機(jī)系統(tǒng)；由進(jìn)氣凸輪軸25、排氣凸輪軸26、進(jìn)氣門22、排氣門30、搖臂27、液壓挺柱28、氣門彈簧21、氣門銷夾23、氣門彈簧座20，氣門油封總成29組成的配氣系統(tǒng)，由進(jìn)氣歧管總成41、排氣歧管42、增壓器43、催化器總成40組成的進(jìn)、排氣系統(tǒng)；由進(jìn)水管48、水泵機(jī)油濾模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體5、氣缸墊4、缸蓋中水套、調(diào)溫器總成13、出水管47組成的冷卻系統(tǒng)，由油盤殼總成、機(jī)油集濾器45、機(jī)油泵44、水泵機(jī)油濾模塊24和機(jī)體中的油道組成的潤(rùn)滑系統(tǒng)，由電子控制單元(ECU)、傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)線束、油軌總成46、發(fā)電機(jī)36、火花塞蓋板總成11、火花塞10組成的發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)燃油電子噴射控制系統(tǒng)，以及曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)凈化系統(tǒng)，其特征是在鋁合金的下機(jī)體上設(shè)置有一與下機(jī)體6為一體結(jié)構(gòu)的機(jī)油泵殼體44，在下機(jī)體上還裝有對(duì)活塞進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的活塞冷卻噴嘴7；在進(jìn)、排氣凸輪軸的各主軸之間設(shè)計(jì)有給缸蓋螺栓讓出必要空間的半圓形凹狀結(jié)構(gòu)；在上機(jī)體的上端布置有氣門室罩和整體的點(diǎn)火線圈及火花塞蓋板；在鋁合金氣缸體、氣缸蓋上鑄造有油道。
另外，圖中的1為鏈輪室蓋總成，3為氣缸蓋，7為活塞冷卻噴嘴，8為減震皮帶輪，9為油底殼總成，12為氣門室罩總成，13為調(diào)溫器總成，18為驅(qū)動(dòng)盤總成，24為水泵機(jī)油濾模塊，31為多楔帶，32為發(fā)動(dòng)機(jī)懸置總成，33為CRC惰輪總成34為動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵，35為FEAD惰輪總成，37為張緊輪，38為排氣歧管隔熱罩，39為空調(diào)壓縮機(jī)，49為氣缸套。
1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)采用橫置、前驅(qū)動(dòng)的布置型式，是一款直列4缸、4氣門、水冷、帶中冷增壓、多點(diǎn)電控燃油噴射汽油機(jī)。
該發(fā)動(dòng)機(jī)排量為1.793L，缸徑為81mm，沖程為87mm，缸心距為92mm。缸體采用鋁合金采料，通過(guò)高水平的鑄造技術(shù)，四個(gè)鋼套與鋁合金缸體鑄成一個(gè)整體，缸體的主油道以及為曲軸軸承供油的斜油道都是采用鑄造方式一次成型，減少了機(jī)加的工作量。
該發(fā)動(dòng)機(jī)采用了五個(gè)分體的主軸承蓋，同時(shí)，為降低缸體的鑄造難度，在缸體下面，設(shè)計(jì)了鋁合金的下機(jī)體，與缸體和油盤殼相連接。在下機(jī)體上設(shè)計(jì)布置有機(jī)油泵、機(jī)油尺管和機(jī)油集濾器等。機(jī)油泵由曲軸通過(guò)鏈條和鏈輪傳遞動(dòng)力，有效地保證了發(fā)動(dòng)機(jī)高壓穩(wěn)定的機(jī)油供應(yīng)。另外在下機(jī)體上還裝有活塞冷卻噴嘴，對(duì)活塞進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
缸蓋采用半球形燃燒室，雙頂置凸輪軸和四氣門的結(jié)構(gòu)布置，缸蓋上直接鑄出了兩條縱向高壓油道，用來(lái)給液壓挺柱供油。搖臂采用的是沖壓成型的滾子搖臂，由進(jìn)排氣凸輪軸直接作用在滾子搖臂上，再由搖臂驅(qū)動(dòng)氣門開(kāi)啟。缸蓋上面布置了上機(jī)體，上機(jī)體有整體的進(jìn)排氣凸輪軸承上座。在上機(jī)體的第六個(gè)凸輪軸承座(發(fā)動(dòng)機(jī)后側(cè))，涂膠糟延伸到軸承座上端面，這種結(jié)構(gòu)有利于缸蓋后端的密封性。進(jìn)排氣凸輪軸在各主軸之間設(shè)計(jì)有半圓形的凹狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)給缸蓋螺栓讓出必要的空間，其優(yōu)點(diǎn)在于分解缸蓋時(shí)，可以不分解凸輪軸，將缸蓋與上機(jī)體組件作為一個(gè)整體從缸體上分解下來(lái)。
因?yàn)槭窃鰤喊l(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒室、活塞、連桿、曲軸等部分都經(jīng)過(guò)了特別的強(qiáng)化處理。活塞表面經(jīng)過(guò)了磷化處理，裙部涂了一層石墨。
缸蓋上機(jī)體上端布置有氣門室罩和整體的點(diǎn)火線圈及蓋板總成，每個(gè)火花塞由一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)火線圈控制。
曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)，是通過(guò)安裝在主動(dòng)正時(shí)鏈輪和從動(dòng)正時(shí)鏈輪的正時(shí)鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鏈條的左側(cè)布置有活動(dòng)的漲緊臂，靠漲緊器進(jìn)行漲緊，鏈條上部和右側(cè)布置有上導(dǎo)軌和側(cè)導(dǎo)軌。鏈條外側(cè)是一個(gè)整體的鏈油室蓋，并在鏈油室蓋上布置有曲軸箱油氣冷卻裝置。采用鏈條傳動(dòng)和鏈油室蓋這種結(jié)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)前端軸向尺寸得到了有效的壓縮，進(jìn)而從整體上降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的輪廓尺寸。
發(fā)動(dòng)機(jī)外圍附件布置十分緊湊，在缸體排氣側(cè)，設(shè)計(jì)了一個(gè)附件支架，從上到下布置了轉(zhuǎn)向助力泵，發(fā)電機(jī)和空調(diào)壓縮機(jī)，在進(jìn)氣側(cè)布置了水泵，在曲軸前端布置了減震皮帶輪，通過(guò)一條多楔帶傳遞動(dòng)力，同時(shí)為了減少多楔帶的包角，保證皮帶漲緊，設(shè)計(jì)布置了兩個(gè)惰輪和一個(gè)漲緊輪。水泵、機(jī)油濾設(shè)計(jì)成為一體，并設(shè)計(jì)有機(jī)油冷卻裝置，將水泵，機(jī)油濾和機(jī)油冷卻三種功能進(jìn)行了集成。另外，在缸蓋后端布置有調(diào)溫器總成和回水管出口，在進(jìn)氣側(cè)布置了進(jìn)水管，進(jìn)氣歧管，節(jié)氣門閥體，燃油噴射裝置等，在排氣側(cè)布置有排氣歧管，渦輪增壓器和三元催化轉(zhuǎn)化器。
另外，發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置上為進(jìn)一步的技術(shù)升級(jí)和改進(jìn)做了預(yù)留，包括缸內(nèi)直接燃油噴射技術(shù)、可變進(jìn)氣技術(shù)、可變氣門正時(shí)技術(shù)和電子控制全可變氣門技術(shù)。
本實(shí)用新型的多點(diǎn)電控燃油噴射多氣門廢氣渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其實(shí)際的工作過(guò)程是由下述的系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)所組成，實(shí)際循環(huán)可分為五個(gè)過(guò)程，分別是進(jìn)氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、燃燒過(guò)程、膨脹(做功)過(guò)程和排氣過(guò)程。
在進(jìn)氣過(guò)程中，活塞由上止點(diǎn)向下運(yùn)行，此時(shí)進(jìn)氣門打開(kāi)，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)增壓后的空氣經(jīng)過(guò)節(jié)氣門閥體、進(jìn)氣歧管進(jìn)入缸蓋的進(jìn)氣道，燃油由電子控制單元(ECU)控制從油軌的噴嘴噴射到進(jìn)氣道，并與空氣混合，混合后的可燃?xì)怏w從兩個(gè)進(jìn)氣門進(jìn)入到燃燒室；在活塞下行過(guò)了下止點(diǎn)后，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞上行進(jìn)入壓縮過(guò)程，氣缸內(nèi)的可燃?xì)怏w被壓縮；燃燒過(guò)程在壓縮過(guò)程終了，活塞上行到上止點(diǎn)附近，由電子控制單元(ECU)控制火花塞點(diǎn)火，混合氣著火燃燒；膨脹過(guò)程活塞過(guò)了上止點(diǎn)后，可燃?xì)怏w燃燒膨脹，通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；排氣過(guò)程排氣門在活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)前打開(kāi)，活塞過(guò)了下止點(diǎn)后，將廢氣推出燃燒室；通過(guò)這一循環(huán)過(guò)程，在燃燒室內(nèi)可燃?xì)怏w燃燒，爆發(fā)的壓力作用于活塞頂面，通過(guò)連桿，傳遞給曲軸，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力；為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用了多氣門技術(shù)，通過(guò)每個(gè)氣缸兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，大大改善了換氣過(guò)程，使更多的可燃?xì)怏w進(jìn)入到燃燒室燃燒做功，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；另外該發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)，氣體增壓主要是由增壓器來(lái)完成的，在排氣過(guò)程終了，排氣歧管排出的廢氣進(jìn)入到增壓器，帶動(dòng)增壓器的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)增壓器的壓氣機(jī)工作，空氣進(jìn)入到壓氣機(jī)后，被壓氣機(jī)壓縮增壓后，輸出到進(jìn)氣系統(tǒng)。
由于汽油機(jī)采用增壓以后，使壓縮過(guò)程終了時(shí)的混合溫度和壓力也增高，這樣就增加了汽油機(jī)爆燃的傾向，為此，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)壓縮比，點(diǎn)火提前角以及氣門正時(shí)等參數(shù)都作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于增壓后對(duì)運(yùn)動(dòng)件負(fù)荷加大，所以對(duì)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)件強(qiáng)度上做了強(qiáng)化處理，并采用了活塞冷卻噴嘴進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
此外，該發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了多點(diǎn)電控燃油噴射系統(tǒng)，精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火、噴油和排放。
二、特征參數(shù)見(jiàn)下表1
表1 汽油機(jī)整機(jī)特征參數(shù)表

附件特征參數(shù)見(jiàn)下表2
表2 汽油機(jī)附件特征參數(shù)表

三、性能指標(biāo)及外特性曲線，如4所示，其中額定功率125Kw/5500rpm(靜功率)最大扭矩235N·m/2000～4500rpm最低燃油消耗率245g/KW·h
權(quán)利要求1.一種采用橫置、前驅(qū)動(dòng)的布置型式，帶中冷增壓、多點(diǎn)電控燃油噴射汽油的新型渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括有氣缸體、下機(jī)體、缸蓋和上機(jī)體，由曲軸、連桿總成、連桿瓦、活塞、活塞銷組成的曲機(jī)系統(tǒng)，由進(jìn)、排氣凸輪軸、進(jìn)、排氣門、搖臂、液壓挺柱、氣門彈簧、銷夾、彈簧座，氣門油封組成的配氣系統(tǒng)，由進(jìn)氣歧管總成、排氣歧管、增壓器、催化器總成組成的進(jìn)、排氣系統(tǒng)，由進(jìn)水管、水泵機(jī)油濾模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋中水套、調(diào)溫器總成、出水管組成的冷卻系統(tǒng)，由油盤殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、水泵機(jī)油濾模塊和機(jī)體中的油道組成的潤(rùn)滑系統(tǒng)，由電噴控制單元、傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)線束、油軌總成、發(fā)電機(jī)、火花塞蓋板總成、火花塞組成的發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)燃油電子噴射控制系統(tǒng)，以及曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)凈化系統(tǒng)，其特征是在鋁合金的下機(jī)體上設(shè)置有一與下機(jī)體為一體結(jié)構(gòu)的機(jī)油泵殼體，在氣缸體上還裝有對(duì)活塞進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的噴嘴；在進(jìn)排氣凸輪軸在各主軸之間設(shè)計(jì)有給缸蓋螺栓讓出必要空間的半圓形凹狀結(jié)構(gòu)；在上機(jī)體的上端布置有氣門室罩和整體的點(diǎn)火線圈及火花塞蓋板；在鋁合金氣缸體、氣缸蓋上鑄造有油道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是在缸蓋上直接鑄出了兩條用來(lái)給液壓挺柱供油的縱向高壓油道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是每個(gè)火花塞是由一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)火線圈控制的火花塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是在氣缸體內(nèi)預(yù)鑄有鑄鐵氣缸套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是搖臂采用的是沖壓成型的滾子搖臂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)，是通過(guò)安裝在主動(dòng)正時(shí)鏈輪和從動(dòng)正時(shí)鏈輪的正時(shí)鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是鏈條的左側(cè)布置有活動(dòng)的漲緊臂，靠漲緊器進(jìn)行漲緊，鏈條上部和右側(cè)布置有上導(dǎo)軌和側(cè)導(dǎo)軌；鏈條外側(cè)是一個(gè)整體的鏈油室蓋，并在鏈油室蓋上布置有曲軸箱油氣冷卻裝置。
專利摘要一種減少摩擦阻力，降低發(fā)動(dòng)機(jī)活塞熱負(fù)荷的新型渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括有發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)，及其中的氣缸體主油道，活塞，其技術(shù)要點(diǎn)是在氣缸體主油道上均勻分布有可將油束噴射到活塞的內(nèi)腔表面的活塞冷卻噴嘴。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是增大發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力，通過(guò)對(duì)進(jìn)氣正時(shí)的優(yōu)化以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性能提高；在氣缸體主油道上增加活塞冷卻噴嘴，用潤(rùn)滑油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞內(nèi)腔進(jìn)行快速冷卻，降低發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的熱負(fù)荷，同時(shí)取消了連桿大頭的冷卻噴孔，使連桿軸承的承載能力增強(qiáng)，降低了連桿軸承的研瓦機(jī)率，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性；發(fā)動(dòng)機(jī)部分軸承的承載寬度減小后，發(fā)動(dòng)機(jī)本身摩擦阻力減小，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。
文檔編號(hào)F01L1/348GK2881116SQ20062008908
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者由毅, 高力, 劉勝利, 李振華, 孫慶亞, 尹艷華 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)華晨金杯汽車有限公司