專利名稱：缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬機械工程領域的內(nèi)燃機。是對現(xiàn)有135柴油機的擴缸設計改進。
135系列柴油機自六十年代初投產(chǎn)以來，經(jīng)過三十多年的改進和發(fā)展，投放市場的已有140毫米、150毫米、和160毫米三種活塞行程，2、4、6、8和12五種氣缸數(shù)，共十一種不同排量的機型，一直保持著氣缸直徑為135毫米，也一直被稱為135柴油機。
本實用新型的目的是提供一種外形和安裝連接尺寸與現(xiàn)有135柴油機相同，通過擴大缸徑增大排量，使輸出功率更大的缸徑為138和140毫米新型組合式曲軸柴油機，形成新的138系列和140系列柴油機。
本實用新型的技術方案是一種缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機，由機體組件、氣缸蓋組件、活塞組件、曲柄連桿機構、配氣機構、傳動機構、燃油供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、進排氣管路等組成。其與現(xiàn)有技術的不同之處是增大了氣缸孔的直徑，采用作了相應設計改進的機體、氣缸套、活塞、活塞環(huán)、氣門、氣門座圈、氣缸蓋及氣缸蓋墊片等。
本實用新型所述設計改進的機體，氣缸孔止口處的直徑為165.5毫米定位肩胛處的孔徑為157毫米，與氣缸套封水圈相配合的孔徑為156或156.5毫米。氣缸直徑為140毫米時，必要時將缸套的封水圈溝槽布置在機體上，溝槽處的外壁直徑為182毫米。
所述設計改進的氣缸套，內(nèi)孔直徑為138毫米或140毫米，與機體止口相配的肩胛外圓直徑為165毫米，定位凸緣直徑為157毫米，裝封水圈部位的直徑為156或156.5毫米。缸套的總長視所配機型的行程而定。
所述設計改進的活塞，直徑為138毫米或140毫米，銷孔直徑為52毫米，燃燒室為縮口ω形，燃燒室的具體結構尺寸、銷孔中心至頂面的高度及高等，亦按所配機型的行程而定。
所述設計改進的活塞環(huán)，外圓直徑為138毫米或140毫米，視不同用途采用三環(huán)組或四環(huán)駔。第一道氣環(huán)為桶面梯形環(huán)，第二道氣環(huán)為錐面環(huán)。三環(huán)組的第三道為油環(huán)，四環(huán)組的第三道為單側內(nèi)倒角的氣環(huán)，第四道為油環(huán)。油環(huán)為帶內(nèi)撐螺旋彈簧的脹圈環(huán)。
所述設計改進的氣門，進氣門頭部直徑為61毫米，密封錐面與端面的夾角為30°；排氣門頭部直徑為52毫米，密封錐面與端面的夾角為45°。
所述設計改進的氣門座圈，進氣的外徑63毫米，高9.1毫米，排氣的外徑55毫米，高8.8毫米。
所述設計改進的氣缸蓋，主要是將進氣門座圈孔直徑改為63毫米，排氣門座圈孔直徑改為55毫米。
所述設計改進的氣缸蓋墊片，氣缸孔直徑為148毫米或150毫米，母體材料為鋼架石棉或鋼架石墨復合板。
本實用新型的優(yōu)點是在不改變現(xiàn)有135柴油機的外形和安裝連接尺寸，也不增加整機結構質(zhì)量的情況下，僅通過擴缸，使氣缸容積增加4.5％或7.5％，當保持柴油機的轉速和平均有效壓力不變時，柴油機的輸出功率就相應增加4.5％或7.5％，使我國的柴油機家族新增了輸出功率比135柴油機更大的138系列或140系列柴油機，可以很好地滿足用戶對提高配套動力的要求，尤其是對那些歷來使用135柴油機的廣大漁民。實施本實用新型，對現(xiàn)有135柴油機改動很少，完全可以利用原有設備進行批量生產(chǎn)，經(jīng)濟實用，對提高企業(yè)經(jīng)濟效益、節(jié)省國家資源，具有重要的現(xiàn)實意義。
下面就具體實施的主要技術問題結合附圖作進一步說明。


圖1為本實用新型的一種缸徑為138毫米和140毫米組合式曲軸柴油機直列機型的橫剖面圖。
圖2為本實用新型的一種缸徑為138毫米和140毫米組合式曲軸柴油機V型機型的橫剖面圖。
圖3為本實用新型中所用氣缸套結構特征尺寸圖。
圖4為本實用新型中所用活塞結構特征尺寸圖。
圖5為本實用新型中所用活塞環(huán)結構特征尺寸圖。
圖6為本實用新型中所用機體結構特征尺寸圖。
圖7為本實用新型中所用氣門結構特征尺寸圖。
圖8為本實用新型中所用氣門座圈結構特征尺寸圖。
圖9為本實用新型中所用氣缸蓋結構特征尺寸圖。
圖10為本實用新型中所用氣缸蓋墊片結構特征尺寸圖。
如
圖1和圖2所示，本實用新型的總體結構和現(xiàn)有135柴油機一樣，也由進、排氣管路1、冷卻水管路2、配氣機構3、活塞組件4、曲柄連桿機構5、機體組件6、潤滑系統(tǒng)7、起動系統(tǒng)8、氣缸蓋組件9、燃油噴射與調(diào)節(jié)系統(tǒng)10等組成。但在135柴油機的基礎上，擴大了氣缸的直徑，更改了氣缸套、活塞、活塞環(huán)、機體、進氣門與排氣門、進氣門座圈與排氣門座圈、氣缸蓋及氣缸蓋墊片等有關結構尺寸。
圖3為本實用新型中新設計的氣缸套，為使具有較高的承載能力，在機體結構許可的情況下，盡量增大壁厚。當缸徑為140毫米時，視需要可將缸套上的封水圈溝槽轉移到機體上。圖中實線所示為缸套外壁上不設封水圈溝槽的情況，點劃線所示為缸套外壁設封水圈的情況。氣缸套的材料為高磷合金鑄鐵，內(nèi)表面珩磨成平臺網(wǎng)紋。
圖4為本實用新型中新設計的活塞，。當活塞行程不超過160毫米時，可以視需要設四道活塞環(huán)槽，三道氣環(huán)槽，一道油環(huán)槽。一般情況下，設兩道氣環(huán)槽，一道油環(huán)槽。圖中H和L的具體數(shù)值視所設計機體的行程而定，L與H比值按1.55選取。例如當活塞行程為150毫米時，H為105.2毫米，L為163毫米；當活塞行程為160毫米時，H為100.2毫米，L為155毫米。燃燒室縮口處直徑d，當缸徑為138毫米時，為72毫米左右，當缸徑為140毫米時，為73毫米左右。其它各具體尺寸，亦視所配機型行程而定。d1＝(1.1～1.14) d，h＝(0.4～0.44)d。壓縮比的控制數(shù)值如下自然吸氣式——17∶1左右，增壓式——16∶1左右。
圖5為本實用新型中新設計的活塞環(huán)組。兩種不同直徑活塞環(huán)組的軸向高度和徑向厚度相同。當用三環(huán)組結構時，不設氣環(huán)3。氣環(huán)1和氣環(huán)2的材料為球墨鑄鐵。1、2、4環(huán)表面均應鍍鉻。
圖6為本實用新型中新設計的機體。在氣缸套上布置封水圈溝槽時，氣缸直徑為138毫米和140毫米的兩種柴油機，均可利用現(xiàn)有135柴油機的毛坯加工。對于氣缸直徑為140毫米的機型，若為了提高氣缸套的結構強度，而將缸套上的封水圈溝槽轉移到機體上，則應在原有135柴油機機體毛坯的基礎上，將封水圈支承孔外壁直徑加大到182毫米，如圖6右邊的局部視圖所示。本設計中氣缸套的肩胛直接壓在機體的止口上，不設銅墊圈，這有利于控制缸套肩胛頂面凸出機體頂面之凸出量的公差，從而確保燃氣密封可靠。
圖7為本實用新型中新設計的氣門。a為進氣門，b為排氣門。密封帶定在密封錐面的外邊緣，盡量加大了通道的時間斷面數(shù)值。改進了氣門桿上鎖夾槽的設計，增大了鎖夾槽處的直徑，提高了工作的可靠性。其主要特性尺寸如下D α β hd進氣門6130°25°610.5排氣門5345°25°610.5圖8為本實用新型中新設計的氣門座圈。a為進氣門座圈，b為排氣門座圈。在結構形狀設計上，充分考慮了減小流動阻力，材料為高銅鉻鉬合金鑄鐵。氣門座圈的主要特性尺寸如下D1D2D3Hα β進氣門座圈63 5460.39 9.1 75° 30°排氣門座圈55 45.5 52 8.8 70° 45°圖9為本實用新型中新設計的氣缸蓋。其毛坯與現(xiàn)有135柴油機的相同，僅在切削加工時增大了座圈孔的直徑D1和D1’，并控制了孔口處的倒角尺寸D2和D2’，避免鼻梁因寬度太小而產(chǎn)生裂紋。
圖10為本實用新型中新設計的氣缸蓋墊片。與現(xiàn)有135柴油機所用氣缸墊片的區(qū)別僅在于增大了氣缸孔的尺寸當氣缸直徑為138毫米時，D＝148；當氣缸直徑為140毫米時，D＝150。母材一律為鋼架石墨或鋼架石棉復合板。
表1列出了本實用新型的基本系列品種及其輸出功率。表1缸徑為138毫米和140毫米組合式曲軸柴油機基本系列品種舉例(功率單位kW)
權利要求1一種缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機，由機體組件、氣缸蓋組件、活塞組件、曲柄連桿機構、配氣機構、傳動機構、燃油供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、進、排氣管路等組成。主體結構與現(xiàn)有氣缸直徑為135毫米的135柴油機基本相同，采用組合式曲軸，主軸承為短圓柱滾子軸承，機體為隧道式曲軸箱，每兩缸共用一氣缸蓋，大多數(shù)零部件通用。其特征在于氣缸直徑擴大到138毫米和140毫米，形成新的138和140系列柴油機。所述設計改進的機體其氣缸孔止口處直徑為165.5毫米，定位肩胛處孔徑為157毫米，與氣缸套封水圈相配合的孔徑為156或165.5毫米。氣缸直徑為140毫米時，可將缸套封水圈溝槽布置在機體上，溝槽處的外壁直徑為182毫米。所述設計改進的氣缸套與機體止口相配的肩胛外圓直徑為165毫米，定位凸緣直徑為157毫米，所述設計改進的活塞銷孔直徑為52毫米，燃燒室為縮口ω形。所述設計改進的活塞環(huán)，視不同用途采用三環(huán)組或四環(huán)組。所述設計改進的進氣門頭部直徑為61毫米，密封錐面與端面的夾角為30°；排氣門頭部直徑為53毫米，密封錐面與端面的夾角為45°。所述設計改進的氣門座圈，進氣的外徑63毫米，高9.1毫米，排氣的外徑55毫米，高8.8毫米。所述設計改進的氣缸蓋墊片，氣缸孔直徑為148或150毫米。
2根據(jù)權利要求書1所述缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機。其特征是各缸之間的中心距為170毫米，當缸徑為138毫米時，氣缸套的壁厚為8至9.75毫米，當缸徑為140毫米時，氣缸套的壁厚為8.75毫米，視需要可將缸套上的封水圈溝槽轉移到機體上，兩種氣缸套其凸緣均直接壓在機體止口上。內(nèi)表面珩磨成平臺網(wǎng)紋。
3根據(jù)權利要求書1所述缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機。其特征是活塞直徑分別為138毫米和140毫米，燃燒室為縮口ω形，縮口處直徑與氣缸直徑之比為0.52，深度為縮口處直徑的0.4-0.44倍，縮口處直徑與氣缸直徑之比為0.52，深度為縮口處直徑的0.4-0.44倍，銷孔直徑為52毫米。自然吸氣型壓縮比為17∶1，增壓型為16∶1。
4根據(jù)權利要求書1或2所述缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機，其特征是活塞環(huán)外徑直徑為138毫米和140毫米，視具體情況采用三環(huán)組或四環(huán)組。用三環(huán)組時第一道為桶面梯形環(huán)，第二道為錐面環(huán)，第三道為內(nèi)撐螺旋彈簧油環(huán)；用四環(huán)組時第一道為桶面梯形環(huán)，第二道為錐面環(huán)，第三道為內(nèi)切扭曲環(huán)，第四道為內(nèi)撐螺旋彈簧油環(huán)。材料均為球墨鑄鐵，外圓表面鍍鉻，各環(huán)可按國家標準選用相應結構的行業(yè)標準。
5根據(jù)權利要求書1或2所述缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機，可直接配用現(xiàn)有各型135柴油機的曲軸、連桿及連桿軸瓦，也可設計新的回轉半徑的曲拐，發(fā)展多種活塞行程，形成眾多功率檔次的變型機。如選用168行程時，曲拐半徑為84毫米，所用主軸承外圓外徑為285毫米，內(nèi)徑為265毫米，主軸承內(nèi)圓內(nèi)徑為180毫米，外徑為215毫米，寬度為31或是33毫米，滾子直徑為25毫米。
專利摘要公開了一種缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機。它由機體組件、氣缸蓋組件、活塞組件、曲柄連桿機構、配氣機構、傳動機構、燃油供給系統(tǒng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、進排氣管路等組成。特點:在我國現(xiàn)有135柴油機的基礎上,增大了氣缸與活塞的直徑。優(yōu)點:保持原有135柴油機的外形和安裝連接尺寸不變,也不增加整體結構質(zhì)量,僅通過少數(shù)零件的更改,使氣缸工作容積增大4.5%和7.5%,與不同的活塞行程組合,形成功率更大且覆蓋面更寬的新缸徑系列組合式曲軸柴油機。
文檔編號F02B75/00GK2375771SQ9920698
公開日2000年4月26日 申請日期1999年5月1日 優(yōu)先權日1999年5月1日
發(fā)明者江慧能, 劉德才 申請人:江慧能