低機(jī)溫節(jié)能環(huán)保型立式風(fēng)冷柴油機(jī)的機(jī)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及立式單缸風(fēng)冷柴油機(jī)，尤其涉及一種立式單缸風(fēng)冷柴油機(jī)的機(jī)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)冷柴油機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在很大程度上取決于機(jī)油溫度和機(jī)油壓力。機(jī)油溫度 和機(jī)油壓力處于正常范圍，對(duì)于充分發(fā)揮柴油機(jī)的效能，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低使用 燃油消耗率，降低排放、提高功率輸出，有著極為重要的意義。
[0003] 柴油機(jī)是在很高的工作循環(huán)溫度下進(jìn)行的，燃燒終了的溫度可達(dá)1700~2000°C， 甚至更高，氣缸壁的溫度為200~300°C、氣缸蓋內(nèi)壁和活塞頂部的溫度為300~400°C、進(jìn) 氣門(mén)頭部的溫度為300~400°C、排氣門(mén)頭部溫度600~800°C。在這樣高的溫度下，零件 的強(qiáng)度、耐磨性大為降低，正常配合遭到破壞，機(jī)油大量燒損，潤(rùn)滑條件極度惡化，顯然是無(wú) 法正常工作的。因此，柴油機(jī)必須得到冷卻，對(duì)于風(fēng)冷柴油機(jī)來(lái)講，機(jī)溫的高低取決于冷卻 系統(tǒng)。冷卻風(fēng)的流量、流徑路線直接影響到機(jī)溫的高低，機(jī)油溫度的高低標(biāo)志著柴油機(jī)的機(jī) 溫，機(jī)溫過(guò)高不僅會(huì)造成機(jī)油粘度降低，機(jī)油燒損，柴油機(jī)各潤(rùn)滑部位油膜破壞，加速機(jī)件 磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成燒瓦、拉缸等事故。而且還會(huì)破壞活塞與氣缸套原有的配合，使兩者的 配合間隙增大，導(dǎo)致噴入氣缸中的燃油提前燃燒，燃料燃燒后形成的爆炸壓力泄漏，油耗增 高，輸出功率不足，排放指標(biāo)惡化。機(jī)溫過(guò)高，柴油機(jī)的零件受熱可能發(fā)生卡滯現(xiàn)象，軸承的 工作能力也大大降低等一系列不良后果。
[0004] 在實(shí)際使用過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)冷柴油機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況中，機(jī)油溫度 會(huì)很高，有時(shí)甚至?xí)^(guò)130°c，如果柴油機(jī)的機(jī)油溫度長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高，會(huì)造成機(jī)油粘度下降、 流動(dòng)性大，機(jī)油在各摩擦副之間難以形成油膜，機(jī)油壓力下降，造成零部件潤(rùn)滑不良、磨損 加快，更嚴(yán)重的會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸、抱瓦等，使發(fā)動(dòng)機(jī)失效。
[0005] 在現(xiàn)有的L168F、L178F、L188F等單缸立式風(fēng)冷柴油機(jī)中，機(jī)溫過(guò)高是普遍存在的 缺陷，4小時(shí)連續(xù)工作的機(jī)油溫度在120~130°C，如此高的機(jī)溫直接影響風(fēng)冷柴油機(jī)的功 率輸出、油耗、煙度排放、使用可靠性和使用壽命。更限制了立式風(fēng)冷柴油機(jī)的配套使用范 圍，目前，這類柴油機(jī)只能與發(fā)電機(jī)、水泵機(jī)組配套，與行走機(jī)械配套時(shí)可靠性很差，使用壽 命短。如何降低立式風(fēng)冷柴油機(jī)的機(jī)油溫度是本行業(yè)長(zhǎng)期渴望解決的技術(shù)難題。
[0006] 為此，申請(qǐng)人研制了一種高可靠低機(jī)溫節(jié)能環(huán)保型立式風(fēng)冷柴油機(jī)，其散熱性能 比同類產(chǎn)品優(yōu)越，在同等環(huán)境溫度條件下，柴油機(jī)的機(jī)油溫度能下降24°C~29°C，其中，機(jī) 體是該類柴油機(jī)的核心零件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種低機(jī)溫節(jié)能環(huán)保型立式風(fēng)冷柴油機(jī)的機(jī)體。
[0008] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0009] 一種低機(jī)溫節(jié)能環(huán)保型立式風(fēng)冷柴油機(jī)的機(jī)體，包括飛輪安裝面、齒蓋安裝面、氣 缸套、缸套冷卻左風(fēng)道、缸套冷卻右風(fēng)道和傳動(dòng)件容腔，傳動(dòng)件容腔設(shè)置在氣缸套的下方， 其特征是：在傳動(dòng)件容腔內(nèi)設(shè)有機(jī)油冷卻棒，機(jī)油冷卻棒的設(shè)置高度與機(jī)油設(shè)計(jì)液面高度 相對(duì)應(yīng)，機(jī)油冷卻棒為中空結(jié)構(gòu)，其進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在飛輪安裝面上，其出風(fēng)口設(shè)置在齒蓋安裝 面上，機(jī)油冷卻棒是柴油機(jī)機(jī)油池中的機(jī)油內(nèi)散熱件，在機(jī)體底面上設(shè)有機(jī)油散熱片和機(jī) 油散熱槽，機(jī)油散熱槽設(shè)置在相鄰二個(gè)機(jī)油散熱片之間，機(jī)油散熱槽使機(jī)體的飛輪安裝面 與齒蓋安裝面相通連，在飛輪安裝面的下端設(shè)有下進(jìn)風(fēng)口，下進(jìn)風(fēng)口與機(jī)油散熱槽相通連， 二者形成機(jī)體底部對(duì)油池的外冷卻區(qū)，缸套冷卻左風(fēng)道、缸套冷卻右風(fēng)道、機(jī)油冷卻棒和下 進(jìn)風(fēng)口均分布在飛輪安裝面上，且位于由飛輪導(dǎo)風(fēng)罩與機(jī)體的飛輪安裝面密封對(duì)接后形成 的壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)。
[0010] 進(jìn)一步，機(jī)油冷卻棒的中心空腔與機(jī)體底面的機(jī)油散熱槽相通連。
[0011] 進(jìn)一步，在機(jī)油冷卻棒的中心空腔與機(jī)體底面的機(jī)油散熱槽相通連的結(jié)構(gòu)為：在 機(jī)油冷卻棒的中心空腔的底部設(shè)有條狀槽孔，條狀槽孔與機(jī)體底面的機(jī)油散熱槽相通。
[0012] 進(jìn)一步，機(jī)油冷卻棒的設(shè)置數(shù)量為1~3個(gè)。
[0013] 更進(jìn)一步，機(jī)油冷卻棒的設(shè)置數(shù)量為2個(gè)，且設(shè)置在曲軸安裝孔的下方。
[0014] 進(jìn)一步，機(jī)油冷卻棒設(shè)置在機(jī)油設(shè)計(jì)液面高度的下面。
[0015] 進(jìn)一步，在機(jī)體的飛輪安裝面的下端設(shè)有二個(gè)下進(jìn)風(fēng)口，二個(gè)下進(jìn)風(fēng)口間隔水平 分布。
[0016] 進(jìn)一步，在機(jī)體的飛輪安裝面位于氣缸套的左右側(cè)壁上沿高度方向間隔設(shè)有缸套 冷卻左風(fēng)道和缸套冷卻右風(fēng)道，缸套冷卻左風(fēng)道由左側(cè)相鄰的兩根長(zhǎng)散熱片圍合而成，缸 套冷卻右風(fēng)道由右側(cè)的相鄰的長(zhǎng)散熱片和短散熱片圍合而成，缸套冷卻左風(fēng)道和缸套冷卻 右風(fēng)道均設(shè)置在通過(guò)氣缸套內(nèi)孔的軸線且于曲軸安裝孔系的軸線垂直的平面上。
[0017] 進(jìn)一步，曲軸安裝孔的公稱孔徑為(2 100毫米，氣缸套內(nèi)孔的公稱孔徑為C 98毫 米，凸輪軸孔安裝孔的公稱孔徑為0 22毫米，在齒蓋安裝面的正視圖中，以曲軸安裝孔的 中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平線為X軸線，向右為正向，垂直線為Y軸線，向上為正向，凸輪軸安裝 孔的坐標(biāo)尺寸為：X = 91. 23毫米，Y = 25毫米。
[0018] 進(jìn)一步，還包括平衡軸孔，平衡軸孔的公稱孔徑為C 52毫米，在齒蓋安裝面的正 視圖中，以曲軸安裝孔的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平線為X軸線，向右為正向，垂直線為Y軸線， 向上為正向，平衡軸孔的的坐標(biāo)尺寸為：X = - 81. 04暈米，Y = - 33暈米。
[0019] 采用本發(fā)明的風(fēng)冷柴油機(jī)，在其冷卻系統(tǒng)中，機(jī)體是主要散熱體之一，冷卻風(fēng)源由 高速旋轉(zhuǎn)的飛輪提供，由導(dǎo)風(fēng)罩和機(jī)體飛輪安裝面通過(guò)密封對(duì)接形成壓力冷卻風(fēng)腔，高速 旋轉(zhuǎn)的飛輪在壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風(fēng)通過(guò)四條冷卻路徑分別對(duì)氣缸蓋、機(jī)體上 段的氣缸套、傳動(dòng)件容腔中的機(jī)油和機(jī)體殼體自身進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，冷卻氣缸套和氣缸蓋的 流出風(fēng)對(duì)消聲器進(jìn)行二次散熱冷卻。
[0020] 對(duì)氣缸蓋的強(qiáng)制冷卻路徑：壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風(fēng)從導(dǎo)風(fēng)罩上端的缸 蓋冷卻風(fēng)口經(jīng)進(jìn)風(fēng)管導(dǎo)入氣缸蓋的內(nèi)兩條冷卻風(fēng)道對(duì)氣缸蓋進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，從內(nèi)冷卻風(fēng)道 流出的冷卻風(fēng)對(duì)消聲器的排氣管進(jìn)行冷卻，同時(shí)氣缸蓋的氣門(mén)室蓋面上設(shè)置的散熱片和排 氣管安裝面設(shè)置的散熱片增大了氣缸蓋的自然散熱面積，提高氣缸蓋的散熱性能。
[0021] 對(duì)氣缸套的強(qiáng)制冷卻路徑：壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風(fēng)通過(guò)設(shè)置在氣缸套 側(cè)壁的缸套冷卻左右風(fēng)道從飛輪安裝面流入齒蓋安裝面，壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)的壓力冷卻風(fēng)從 缸套冷卻左右風(fēng)道對(duì)氣缸套進(jìn)行冷卻，流經(jīng)的冷卻風(fēng)在缸套側(cè)面引風(fēng)板的擋引下吹向氣缸 蓋，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸蓋的二次冷卻，當(dāng)流出時(shí)還對(duì)溫度較高的消聲器外露殼體進(jìn)行冷卻。
[0022] 對(duì)機(jī)油的強(qiáng)制冷卻路徑：壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風(fēng)通過(guò)中空結(jié)構(gòu)機(jī)油冷 卻棒、機(jī)體底部的機(jī)油散熱槽和下進(jìn)風(fēng)口、條狀槽孔組成的底部冷卻通道進(jìn)行內(nèi)外同步冷 卻，其中，中空結(jié)構(gòu)機(jī)油冷卻棒能實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)件容腔內(nèi)的機(jī)油進(jìn)行直接強(qiáng)制冷卻，機(jī)體底部 設(shè)置的機(jī)油散熱槽和下進(jìn)風(fēng)口的通連結(jié)構(gòu)能對(duì)機(jī)體的底部進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。
[0023] 由于壓力冷卻風(fēng)腔的內(nèi)側(cè)面就是機(jī)體的飛輪安裝面，壓力冷卻風(fēng)直接對(duì)機(jī)體殼體 進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在傳動(dòng)件容腔中的存油液面下設(shè)置中空結(jié)構(gòu)機(jī)油冷卻棒能將壓力冷卻風(fēng)腔 內(nèi)的壓力冷卻氣體引入其中流向齒蓋安裝面一側(cè)，同時(shí)冷卻棒內(nèi)腔設(shè)置的條狀槽孔將壓力 冷卻氣引往底部，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)件容腔內(nèi)的機(jī)油進(jìn)行直接強(qiáng)制冷卻，在機(jī)體的底部設(shè)置 的機(jī)油散熱槽，壓力冷卻風(fēng)腔內(nèi)的壓力冷卻氣體從下進(jìn)風(fēng)口流入機(jī)體的底部設(shè)置的機(jī)油散 熱槽中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體的底部進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。
[0024] 通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)后知，采用本發(fā)明所生產(chǎn)的柴油機(jī)的冷卻效果最好，具體試驗(yàn)結(jié)果 如下表：
[0025] ( -）試驗(yàn)條件：在相同的標(biāo)定工況條件連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)，試驗(yàn)環(huán)境溫度30°C，分 別測(cè)量機(jī)油溫度；
[0026] (二）試驗(yàn)結(jié)果：
[0027]
[0028] (三）試驗(yàn)結(jié)論：
[0029] 通過(guò)上表可以得知，使用本發(fā)明的機(jī)油溫度僅為90°C，而同系列的現(xiàn)有產(chǎn)品的機(jī) 油溫度分別為L(zhǎng)170F，109°C ;L178F，111°C ;L186F，116°C，采用本發(fā)明的冷卻方案，雖然柴油 機(jī)單位功率實(shí)際使用的冷卻風(fēng)量下降，但機(jī)油溫度卻出現(xiàn)了大幅度的下降，比L170F，109°C 低19°C，比L186F，116°C低26°C，柴油機(jī)的冷卻效果取得本領(lǐng)域技術(shù)人員無(wú)法預(yù)知技術(shù)效 果。
[0030] 在現(xiàn)有技術(shù)中，L178F的單位功率所用冷卻風(fēng)量比L170F下降了 102. 0-98. 1 = 3.91113/11，下降了3.9%，機(jī)油溫度上升了2°0，上升了1.8%山186?的單位功率所用冷卻風(fēng) 量比L178F下降了 1.55m3/h，下降了 1.6%，機(jī)油溫度上升了 5°C，上升了 4. 5%;由此可知， 柴油機(jī)冷卻風(fēng)量越大，柴油機(jī)的冷卻效果越好，機(jī)油溫度越低，反之則機(jī)油溫度越高，且基 本呈線性關(guān)系，而本發(fā)明則打破了人們的常規(guī)預(yù)期，采用本發(fā)明冷卻方案的L198F型柴油 機(jī)與現(xiàn)有的L170F型柴油機(jī)相比，單位功率所用冷卻風(fēng)量比L170F下降了 23. 89m3/h，下降 幅度達(dá)23. 4%，機(jī)油溫度不升反降，下降了 19°C，下降幅度達(dá)17.9%。
[0031 ] 通過(guò)上述對(duì)比分析可知，本發(fā)明采取的分流立體冷卻方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有突 出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)，取得了本領(lǐng)域技術(shù)人員難以預(yù)測(cè)的技術(shù)效果，具有顯特進(jìn)步。
[0032]由于風(fēng)冷柴油機(jī)的工作機(jī)溫得到大幅度降低，并能有效控制，因此能消除或減少 了因機(jī)溫偏