高可靠低機溫節(jié)能環(huán)保型立式風冷柴油機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及立式單缸風冷柴油機，尤其涉及一種冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，低機溫的立 式單缸風冷柴油機。
【背景技術】
[0002] 風冷柴油機能否正常運轉，在很大程度上取決于機油溫度和機油壓力。機油溫度 和機油壓力處于正常范圍，對于充分發(fā)揮柴油機的效能，延長發(fā)動機的使用壽命，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] 柴油機是在很高的工作循環(huán)溫度下進行的，燃燒終了的溫度可達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 氣門頭部的溫度為300~400°C、排氣門頭部溫度600~800°C。在這樣高的溫度下，零件 的強度、耐磨性大為降低，正常配合遭到破壞，機油大量燒損，潤滑條件極度惡化，顯然是無 法正常工作的。因此，柴油機必須得到冷卻，對于風冷柴油機來講，機溫的高低取決于冷卻 系統(tǒng)。冷卻風的流量、流徑路線直接影響到機溫的高低，機油溫度的高低標志著柴油機的機 溫，機溫過高不僅會造成機油粘度降低，機油燒損，柴油機各潤滑部位油膜破壞，加速機件 磨損，嚴重時會造成燒瓦、拉缸等事故。而且還會破壞活塞與氣缸套原有的配合，使兩者的 配合間隙增大，導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，排放指標惡化。機溫過高，柴油機的零件受熱可能發(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] 潤滑油在柴油機中的主要作用不僅僅是潤滑，對柴油機的工作狀況起著重要作 用。如果潤滑油失去了作用，柴油機將會受到嚴重損害。其主要作用表現(xiàn)在如下幾點：
[0005] ①潤滑作用：柴油機工作時轉速很高，活塞與缸壁之間、連桿軸瓦與曲軸之間等部 位配合緊密，如果這些配合部位得不到充分的潤滑，就會導致干摩擦。干摩擦在短時間內(nèi)產(chǎn) 生的熱量足以使金屬熔化，造成機件的損壞甚至造成活塞拉缸、曲軸抱瓦等卡死現(xiàn)象，因此 必須對發(fā)動機中的配合部位給予良好的潤滑。當潤滑油流到配合部位后，會在摩擦表面形 成一層油膜。為了保證潤滑油可以順利到達配合表面，柴油機潤滑油必須有一定的壓力。
[0006] ②清潔作用：柴油機的內(nèi)部工作環(huán)境十分惡劣，通過進氣系統(tǒng)吸入柴油機的灰塵 和混合氣未完全燃燒后產(chǎn)生的物質會在氣門、缸壁上形成積炭，潤滑油在發(fā)動機內(nèi)部被不 斷氧化，氧化物也容易形成油泥和積炭。積炭對發(fā)動機的工作影響很大，它不僅影響混合氣 的充分燃燒，而且會造成發(fā)動機內(nèi)部局部過熱，大量的膠質會使活塞環(huán)粘結卡滯，導致發(fā)動 機不能正常運轉。因此，必須及時將這些污物清理，這個清洗過程是靠潤滑油在機體內(nèi)循環(huán) 流動來完成的。潤滑油中含有清除積炭的清凈劑和分散劑，能夠清潔金屬表面，分散污垢， 保持發(fā)動機內(nèi)部清潔。當更換潤滑油時，這些雜質隨同潤滑油一起排出，因此潤滑油會呈現(xiàn) 較黑的顏色。
[0007] ③密封作用：發(fā)動機的氣缸與活塞、活塞環(huán)與環(huán)槽、氣門與氣門座之間均存在一定 間隙，這樣才能保證各配合件之間運動時不會卡滯，但這些間隙又容易造成燃燒室內(nèi)的混 合氣竄入曲軸箱，結果不僅加速了潤滑油的變質，還會降低氣缸壓力和發(fā)動機的輸出功率。 潤滑油可以在各配合件的間隙中形成油膜，這些油膜可以起到密封作用，保證了氣缸的密 封性。
[0008] ④冷卻作用：發(fā)動機工作時會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量中的大部分通過發(fā)動機 冷卻系統(tǒng)的循環(huán)帶走，一部分通過潤滑油從氣缸、活塞等發(fā)動機內(nèi)部表面吸收熱量后帶到 油底殼中散發(fā)。
[0009] ⑤防銹作用：發(fā)動機在運轉或停放時，空氣中的水分、燃燒產(chǎn)生的酸性氣體等都會 對活塞環(huán)、軸瓦等金屬部件造成腐蝕。潤滑油中含有的防銹劑等具有防銹性能的多效添加 劑，這些添加劑在金屬表面形成排列整齊的致密吸附層，有效地抵制了各種腐蝕物質的侵 入。
[0010] ⑥緩沖作用：當發(fā)動機起動、加速或負荷發(fā)生較大變化時，活塞銷、連桿的大小端 以及曲軸軸瓦等部件均要承受振動的劇烈變化，黏度適當?shù)臐櫥涂梢晕詹糠譀_擊能 量，起到緩沖的作用。機油壓力及冷卻裝置機油壓力必須足以克服各管道的阻力，才能將機 油可靠的供應到所需要的各個地方去。機油壓力對于零件的潤滑狀況影響過高、過低都會 引起配合件（特別是主軸瓦、連桿瓦及各軸承、銅套）的潤滑、冷卻不良，造成劇烈磨損，甚 至燒壞及更嚴重的事故。
[0011] 在實際使用過程中，我們會發(fā)現(xiàn)，風冷柴油機在高轉速、大負荷工況中，機油溫度 會很高，有時甚至會超過130°C，如果柴油機的機油溫度長時間過高，會造成機油粘度下降、 流動性大，機油在各摩擦副之間難以形成油膜，機油壓力下降，造成零部件潤滑不良、磨損 加快，更嚴重的會造成發(fā)動機拉缸、抱瓦等，使發(fā)動機失效。
[0012] 在現(xiàn)有的L168F、L178F、L188F等單缸立式風冷柴油機中，機溫過高是普遍存在的 缺陷，4小時連續(xù)工作的機油溫度在120~130°C，如此高的機溫直接影響風冷柴油機的功 率輸出、油耗、煙度排放、使用可靠性和使用壽命。更限制了立式風冷柴油機的配套使用范 圍，目前，這類柴油機只能與發(fā)電機、水泵機組配套，與行走機械配套時可靠性很差，使用壽 命短。如何降低立式風冷柴油機的機油溫度是本行業(yè)長期渴望解決的技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種高可靠低機溫節(jié)能環(huán)保型立式風冷柴油機，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，柴油機的機油溫度能下降24°C~29°C。
[0014] 本發(fā)明采取的技術方案如下：
[0015] 一種高可靠低機溫節(jié)能環(huán)保型立式風冷柴油機，包括機體、齒輪室蓋、曲軸、飛輪、 導風罩、缸套側面引風板和氣缸蓋，曲軸的主軸頸分別安裝在機體和齒輪室蓋上，飛輪固定 安裝在曲軸上，導風罩安裝在機體的飛輪面上形成端面密封的壓力冷卻風腔，在導風罩的 上端設有缸蓋冷卻風口，缸蓋冷卻風口通過引風管對氣缸蓋的內(nèi)外冷卻風道進行冷卻，氣 缸套設置在機體的上段，在氣缸套的外表沿高度方向設有間隔分布的缸套冷卻風道，缸套 冷卻風道由相鄰兩片散熱片圍合而成，缸套冷卻風道使機體的飛輪面與齒蓋安裝面相通 連，傳動件容腔設置在氣缸套的下方，曲軸、凸輪軸及傳動齒輪組均設置在傳動件容腔中， 傳動件容腔也是機油的儲存腔，氣缸蓋安裝在機體的氣缸套的上端面上，其特征是：在機體 的傳動件容腔內(nèi)設有機油冷卻棒，機油冷卻棒的設置高度與機油設計液面高度相對應，機 油冷卻棒為中空結構，其進風口設置在飛輪面上，其出風口與齒輪室蓋對接后通向大氣，它 是柴油機機油池中的機油內(nèi)散熱件，在機體底面上設有機油散熱片，機油散熱片在機體底 面形成機油散熱槽，機油散熱槽使飛輪面與齒蓋安裝面相通連，在機體的飛輪面的下端設 有下進風口，下進風口與機油散熱槽相通連，二者形成機體底部對油池的外冷卻區(qū)，缸套冷 卻風道、機油冷卻棒和下進風口均分布在壓力冷卻風腔內(nèi)。
[0016] 進一步，在本發(fā)明中，機油冷卻棒的中心空腔與機體底面的機油散熱槽相通連。
[0017] 進一步，在本發(fā)明中，在機油冷卻棒的中心空腔與機體底面的機油散熱槽相通連 的結構為：在機油冷卻棒的中心空腔的底部設有條狀槽孔，條狀槽孔與機體底面的機油散 熱槽相通。
[0018] 進一步，在本發(fā)明中，機油冷卻棒的設置數(shù)量為1~3個。
[0019] 進一步，在本發(fā)明中，機油冷卻棒的設置數(shù)量為2個，且以曲軸軸線的垂直面為對 稱面對稱地設置在曲軸的下方。
[0020] 進一步，在本發(fā)明中，機油冷卻棒設置在機油設計液面高度的下面。
[0021] 進一步，在本發(fā)明中，在機體的飛輪面的下端設有二個下進風口，二個下進風口間 隔水平分布。
[0022] 進一步，在本發(fā)明中，在氣缸蓋的氣門室蓋安裝面上靠近噴油泵安裝孔的兩側設 有噴油器散熱片、在消聲器安裝面上設有排氣口散熱片，在排氣孔左側設有左出氣孔，在排 氣孔右側設有排氣口散熱片和右出氣孔，在排氣孔的上下側均設有排氣口散熱片。
[0023] 進一步，在本發(fā)明中，在機體的飛輪面上沿高度方向間隔設有左進氣口和右進風 口，左進氣口和右進風口分別位于氣缸套的左右側壁上，右進風口由右側的相鄰的長散熱 片和短散熱片圍合而成，左進氣口的高度由相鄰的兩根長散熱片圍合而成，左進氣口和右 進風口均設置在通過氣缸套的軸線且于曲軸軸線垂直的平面上。
[0024] 更進一步，長散熱片與短散熱片的寬度相對應，短散熱片的頭部帶有圓弧段或扇 形。
[0025] 在本發(fā)明的柴油機冷卻系統(tǒng)中，氣缸蓋、氣缸套和機體為主要散熱體，冷卻風源由 高速旋轉的飛輪提供，由導風罩和機體飛輪面通過密封對接形成壓力冷卻風腔，高速旋轉 的飛輪在壓力冷卻風腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風通過四條冷卻路徑分別對氣缸蓋、機體上段的 氣缸套、傳動件容腔中的機油和機體殼體自身進行強制冷卻，冷卻氣缸套和氣缸蓋的流出 風對消聲器進行二次散熱冷卻。
[0026] 對氣缸蓋的強制冷卻路徑：壓力冷卻風腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風從導風罩上端的缸 蓋冷卻風口經(jīng)引風管導入氣缸蓋的內(nèi)兩條冷卻風道對氣缸蓋進行強制