低機溫節(jié)能環(huán)保型立式風冷柴油機的機體的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型涉及立式單缸風冷柴油機，尤其涉及一種立式單缸風冷柴油機的機 體。
【背景技術(shù)】
[0002] 風冷柴油機能否正常運轉(zhuǎn)，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] 在實際使用過程中，我們會發(fā)現(xiàn)，風冷柴油機在高轉(zhuǎn)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。
[0005]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、水栗機組配套，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(shù)難題。
[0006] 為此，申請人研制了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，其中，機 體是該類柴油機的核心零件。 【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種低機溫節(jié)能環(huán)保型立式風冷柴油機的機體。
[0008]本實用新型采取的技術(shù)方案如下：
[0009] -種低機溫節(jié)能環(huán)保型立式風冷柴油機的機體，包括飛輪安裝面、齒蓋安裝面、氣 缸套、缸套冷卻左風道、缸套冷卻右風道和傳動件容腔，傳動件容腔設置在氣缸套的下方， 其特征是：在傳動件容腔內(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(jié)構(gòu)，其進風口設置在飛輪安裝面上，其出風口設置在齒蓋安裝 面上，機油冷卻棒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和機 油散熱槽，機油散熱槽設置在相鄰二個機油散熱片之間，機油散熱槽使機體的飛輪安裝面 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)，缸套冷卻左風道、缸套冷卻右風道、機油冷卻棒和下 進風口均分布在飛輪安裝面上，且位于由飛輪導風罩與機體的飛輪安裝面密封對接后形成 的壓力冷卻風腔內(nèi)。
[0010] 進一步，機油冷卻棒的中心空腔與機體底面的機油散熱槽相通連。
[0011] 進一步，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(jié)構(gòu)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。
[0012] 進一步，機油冷卻棒的設置數(shù)量為1~3個。
[0013] 更進一步，機油冷卻棒的設置數(shù)量為2個，且設置在曲軸安裝孔的下方。
[0014] 進一步，機油冷卻棒設置在機油設計液面高度的下面。
[0015] 進一步，在機體的飛輪安裝面的下端設有二個下進風口，二個下進風口間隔水平 分布。
[0016] 進一步，在機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有缸套 冷卻左風道和缸套冷卻右風道，缸套冷卻左風道由左側(cè)相鄰的兩根長散熱片圍合而成，缸 套冷卻右風道由右側(cè)的相鄰的長散熱片和短散熱片圍合而成，缸套冷卻左風道和缸套冷卻 右風道均設置在通過氣缸套內(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<2 98毫 米，凸輪軸孔安裝孔的公稱孔徑為<222毫米，在齒蓋安裝面的正視圖中，以曲軸安裝孔的 中心為坐標原點，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 孔的坐標尺寸為：X=91. 23毫米，Y=25毫米。
[0018] 進一步，還包括平衡軸孔，平衡軸孔的公稱孔徑為<2 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原點，水平線為X軸線，向右為正向，垂直線為Y軸線， 向上為正向，平衡軸孔的的坐標尺寸為：X=- 81. 04暈米，Y=- 33暈米。
[0019] 采用本實用新型的風冷柴油機，在其冷卻系統(tǒng)中，機體是主要散熱體之一，冷卻風 源由高速旋轉(zhuǎn)的飛輪提供，由導風罩和機體飛輪安裝面通過密封對接形成壓力冷卻風腔， 高速旋轉(zhuǎn)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。
[0020] 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)進風管導入氣缸蓋的內(nèi)兩條冷卻風道對氣缸蓋進行強制冷卻，從內(nèi)冷卻風道 流出的冷卻風對消聲器的排氣管進行冷卻，同時氣缸蓋的氣門室蓋面上設置的散熱片和排 氣管安裝面設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] 對氣缸套的強制冷卻路徑：壓力冷卻風腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風通過設置在氣缸套 側(cè)壁的缸套冷卻左右風道從飛輪安裝面流入齒蓋安裝面，壓力冷卻風腔內(nèi)的壓力冷卻風從 缸套冷卻左右風道對氣缸套進行冷卻，流經(jīng)的冷卻風在缸套側(cè)面引風板的擋引下吹向氣缸 蓋，實現(xiàn)對氣缸蓋的二次冷卻，當流出時還對溫度較高的消聲器外露殼體進行冷卻。
[0022] 對機油的強制冷卻路徑：壓力冷卻風腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力冷卻風通過中空結(jié)構(gòu)機油冷 卻棒、機體底部的機油散熱槽和下進風口、條狀槽孔組成的底部冷卻通道進行內(nèi)外同步冷 卻，其中，中空結(jié)構(gòu)機油冷卻棒能實現(xiàn)對傳動件容腔內(nèi)的機油進行直接強制冷卻，機體底部 設置的機油散熱槽和下進風口的通連結(jié)構(gòu)能對機體的底部進行強制風冷。
[0023] 由于壓力冷卻風腔的內(nèi)側(cè)面就是機體的飛輪安裝面，壓力冷卻風直接對機體殼體 進行強制冷卻，在傳動件容腔中的存油液面下設置中空結(jié)構(gòu)機油冷卻棒能將壓力冷卻風腔 內(nèi)的壓力冷卻氣體引入其中流向齒蓋安裝面一側(cè)，同時冷卻棒內(nèi)腔設置的條狀槽孔將壓力 冷卻氣引往底部，從而實現(xiàn)對傳動件容腔內(nèi)的機油進行直接強制冷卻，在機體的底部設置 的機油散熱槽，壓力冷卻風腔內(nèi)的壓力冷卻氣體從下進風口流入機體的底部設置的機油散 熱槽中，實現(xiàn)對機體的底部進行強制風冷。
[0024] 通過對比試驗后知，采用本實用新型所生產(chǎn)的柴油機的冷卻效果最好，具體試驗 結(jié)果如下表：
[0025](一）試驗條件：在相同的標定工況條件連續(xù)運行4小時，試驗環(huán)境溫度30°C，分 別測量機油溫度；
[0026](二）試驗結(jié)果：
[0027]
[0028](三）試驗結(jié)論：
[0029] 通過上表可以得知，使用本實用新型的機油溫度僅為90°C，而同系列的現(xiàn)有產(chǎn)品 的機油溫度分別為L170F，109°C;L178F，111°C;L186F，116°C，采用本實用新型的冷卻方 案，雖然柴油機單位功率實際使用的冷卻風量下降，但機油溫度卻出現(xiàn)了大幅度的下降，比 L170F，109°C低19°C，比L186F，116°C低26°C，柴油機的冷卻效果取得本領域技術(shù)人員無法 預知技術(shù)效果。
[0030] 在現(xiàn)有技術(shù)中，L178F的單位功率所用冷卻風量比L170F下降了 102. 0-98. 1 = 3.91113/11，下降了3.9%，機油溫度上升了2°(：，上升了1.8%山186?的單位功率所用冷卻風 量比L178F下降了 1.55m3/h，下降了 1.6%，機油溫度上升了 5°C，上升了 4. 5%;由此可知， 柴油機冷卻風量越大，柴油機的冷卻效果越好，機油溫度越低，反之則機油溫度越高，且基 本呈線性關(guān)系，而本實用新型則打破了人們的常規(guī)預期，采用本實用新型冷卻方案的L198F 型柴油機與現(xiàn)有的L170F型柴油機相比，單位功率所用冷卻風量比L170F下降了 23. 89m3/ h，下降幅度達23. 4%，機油溫度不升反降，下降了 19°C，下降幅度達17. 9%。
[0031] 通過上述對比分析可知，本實用新型采取的分流立體冷卻方案相對于現(xiàn)有技術(shù)具 有突出的實質(zhì)性特點，取得了本領域技術(shù)人員難以預測的技術(shù)效果，具有顯特進步。
[0032]由于風冷柴油機的工作機溫得到大幅度降低，并能有效控制，因此能消除或