專利名稱：缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬機(jī)械工程領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)。是對(duì)現(xiàn)有135柴油機(jī)的擴(kuò)缸設(shè)計(jì)改進(jìn)。
135系列柴油機(jī)自六十年代初投產(chǎn)以來，經(jīng)過三十多年的改進(jìn)和發(fā)展，投放市場(chǎng)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(jī)型，一直保持著氣缸直徑為135毫米，也一直被稱為135柴油機(jī)。
本實(shí)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(jī)相同，通過擴(kuò)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(jī)，形成新的138系列和140系列柴油機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種缸徑為138毫米和140毫米的組合式曲軸柴油機(jī)，由機(jī)體組件、氣缸蓋組件、活塞組件、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、燃油供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)排氣管路等組成。其與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處是增大了氣缸孔的直徑，采用作了相應(yīng)設(shè)計(jì)改進(jìn)的機(jī)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(shí)用新型所述設(shè)計(jì)改進(jìn)的機(jī)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(shí)，必要時(shí)將缸套的封水圈溝槽布置在機(jī)體上，溝槽處的外壁直徑為182毫米。
所述設(shè)計(jì)改進(jìn)的氣缸套，內(nèi)孔直徑為138毫米或140毫米，與機(jī)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(zhǎng)視所配機(jī)型的行程而定。
所述設(shè)計(jì)改進(jìn)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(jié)構(gòu)尺寸、銷孔中心至頂面的高度及高等，亦按所配機(jī)型的行程而定。
所述設(shè)計(jì)改進(jìn)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(cè)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(shè)計(jì)改進(jìn)的氣門，進(jìn)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(shè)計(jì)改進(jìn)的氣門座圈，進(jìn)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(shè)計(jì)改進(jìn)的氣缸蓋，主要是將進(jìn)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(shè)計(jì)改進(jìn)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(fù)合板。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在不改變現(xiàn)有135柴油機(jī)的外形和安裝連接尺寸，也不增加整機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的情況下，僅通過擴(kuò)缸，使氣缸容積增加4.5％或7.5％，當(dāng)保持柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和平均有效壓力不變時(shí)，柴油機(jī)的輸出功率就相應(yīng)增加4.5％或7.5％，使我國(guó)的柴油機(jī)家族新增了輸出功率比135柴油機(jī)更大的138系列或140系列柴油機(jī)，可以很好地滿足用戶對(duì)提高配套動(dòng)力的要求，尤其是對(duì)那些歷來使用135柴油機(jī)的廣大漁民。實(shí)施本實(shí)用新型，對(duì)現(xiàn)有135柴油機(jī)改動(dòng)很少，完全可以利用原有設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)省國(guó)家資源，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
下面就具體實(shí)施的主要技術(shù)問題結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型的一種缸徑為138毫米和140毫米組合式曲軸柴油機(jī)直列機(jī)型的橫剖面圖。
圖2為本實(shí)用新型的一種缸徑為138毫米和140毫米組合式曲軸柴油機(jī)V型機(jī)型的橫剖面圖。
圖3為本實(shí)用新型中所用氣缸套結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖4為本實(shí)用新型中所用活塞結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖5為本實(shí)用新型中所用活塞環(huán)結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖6為本實(shí)用新型中所用機(jī)體結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖7為本實(shí)用新型中所用氣門結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖8為本實(shí)用新型中所用氣門座圈結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖9為本實(shí)用新型中所用氣缸蓋結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
圖10為本實(shí)用新型中所用氣缸蓋墊片結(jié)構(gòu)特征尺寸圖。
如
圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有135柴油機(jī)一樣，也由進(jìn)、排氣管路1、冷卻水管路2、配氣機(jī)構(gòu)3、活塞組件4、曲柄連桿機(jī)構(gòu)5、機(jī)體組件6、潤(rùn)滑系統(tǒng)7、起動(dòng)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(jī)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了氣缸的直徑，更改了氣缸套、活塞、活塞環(huán)、機(jī)體、進(jìn)氣門與排氣門、進(jìn)氣門座圈與排氣門座圈、氣缸蓋及氣缸蓋墊片等有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸。
圖3為本實(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的氣缸套，為使具有較高的承載能力，在機(jī)體結(jié)構(gòu)許可的情況下，盡量增大壁厚。當(dāng)缸徑為140毫米時(shí)，視需要可將缸套上的封水圈溝槽轉(zhuǎn)移到機(jī)體上。圖中實(shí)線所示為缸套外壁上不設(shè)封水圈溝槽的情況，點(diǎn)劃線所示為缸套外壁設(shè)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(tái)網(wǎng)紋。
圖4為本實(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的活塞，。當(dāng)活塞行程不超過160毫米時(shí)，可以視需要設(shè)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(shè)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(shè)計(jì)機(jī)體的行程而定，L與H比值按1.55選取。例如當(dāng)活塞行程為150毫米時(shí)，H為105.2毫米，L為163毫米；當(dāng)活塞行程為160毫米時(shí)，H為100.2毫米，L為155毫米。燃燒室縮口處直徑d，當(dāng)缸徑為138毫米時(shí)，為72毫米左右，當(dāng)缸徑為140毫米時(shí)，為73毫米左右。其它各具體尺寸，亦視所配機(jī)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(shí)用新型中新設(shè)計(jì)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(dāng)用三環(huán)組結(jié)構(gòu)時(shí)，不設(shè)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(yīng)鍍鉻。
圖6為本實(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的機(jī)體。在氣缸套上布置封水圈溝槽時(shí)，氣缸直徑為138毫米和140毫米的兩種柴油機(jī)，均可利用現(xiàn)有135柴油機(jī)的毛坯加工。對(duì)于氣缸直徑為140毫米的機(jī)型，若為了提高氣缸套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而將缸套上的封水圈溝槽轉(zhuǎn)移到機(jī)體上，則應(yīng)在原有135柴油機(jī)機(jī)體毛坯的基礎(chǔ)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(shè)計(jì)中氣缸套的肩胛直接壓在機(jī)體的止口上，不設(shè)銅墊圈，這有利于控制缸套肩胛頂面凸出機(jī)體頂面之凸出量的公差，從而確保燃?xì)饷芊饪煽俊?br> 圖7為本實(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的氣門。a為進(jìn)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(shí)間斷面數(shù)值。改進(jìn)了氣門桿上鎖夾槽的設(shè)計(jì)，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(jìn)氣門6130°25°610.5排氣門5345°25°610.5圖8為本實(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的氣門座圈。a為進(jìn)氣門座圈，b為排氣門座圈。在結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)上，充分考慮了減小流動(dòng)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(jìn)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(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的氣缸蓋。其毛坯與現(xiàn)有135柴油機(jī)的相同，僅在切削加工時(shí)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?qū)挾忍《a(chǎn)生裂紋。
圖10為本實(shí)用新型中新設(shè)計(jì)的氣缸蓋墊片。與現(xiàn)有135柴油機(jī)所用氣缸墊片的區(qū)別僅在于增大了氣缸孔的尺寸當(dāng)氣缸直徑為138毫米時(shí)，D＝148；當(dāng)氣缸直徑為140毫米時(shí)，D＝150。母材一律為鋼架石墨或鋼架石棉復(fù)合板。
表1列出了本實(shí)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(jī)基本系列品種舉例(功率單位kW)
權(quán)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(jī)，由機(jī)體組件、氣缸蓋組件、活塞組件、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、燃油供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)、排氣管路等組成。主體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有氣缸直徑為135毫米的135柴油機(jī)基本相同，采用組合式曲軸，主軸承為短圓柱滾子軸承，機(jī)體為隧道式曲軸箱，每?jī)筛坠灿靡粴飧咨w，大多數(shù)零部件通用。其特征在于氣缸直徑擴(kuò)大到138毫米和140毫米，形成新的138和140系列柴油機(jī)。所述設(shè)計(jì)改進(jìn)的機(jī)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(shí)，可將缸套封水圈溝槽布置在機(jī)體上，溝槽處的外壁直徑為182毫米。所述設(shè)計(jì)改進(jìn)的氣缸套與機(jī)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(shè)計(jì)改進(jìn)的活塞銷孔直徑為52毫米，燃燒室為縮口ω形。所述設(shè)計(jì)改進(jìn)的活塞環(huán)，視不同用途采用三環(huán)組或四環(huán)組。所述設(shè)計(jì)改進(jìn)的進(jìn)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(shè)計(jì)改進(jìn)的氣門座圈，進(jìn)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(shè)計(jì)改進(jìn)的氣缸蓋墊片，氣缸孔直徑為148或150毫米。
2根據(jù)權(quán)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(jī)。其特征是各缸之間的中心距為170毫米，當(dāng)缸徑為138毫米時(shí)，氣缸套的壁厚為8至9.75毫米，當(dāng)缸徑為140毫米時(shí)，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(zhuǎn)移到機(jī)體上，兩種氣缸套其凸緣均直接壓在機(jī)體止口上。內(nèi)表面珩磨成平臺(tái)網(wǎng)紋。
3根據(jù)權(quán)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(jī)。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(quán)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(jī)，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(shí)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(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用相應(yīng)結(jié)構(gòu)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
5根據(jù)權(quán)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(jī)，可直接配用現(xiàn)有各型135柴油機(jī)的曲軸、連桿及連桿軸瓦，也可設(shè)計(jì)新的回轉(zhuǎn)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(jī)。如選用168行程時(shí)，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(jī)。它由機(jī)體組件、氣缸蓋組件、活塞組件、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)排氣管路等組成。特點(diǎn):在我國(guó)現(xiàn)有135柴油機(jī)的基礎(chǔ)上,增大了氣缸與活塞的直徑。優(yōu)點(diǎn):保持原有135柴油機(jī)的外形和安裝連接尺寸不變,也不增加整體結(jié)構(gòu)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(jī)。
文檔編號(hào)F02B75/00GK2375771SQ9920698
公開日2000年4月26日 申請(qǐng)日期1999年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月1日
發(fā)明者江慧能, 劉德才 申請(qǐng)人:江慧能