CN101655049A - 低排量单缸水冷直喷式柴油机 - Google Patents

低排量单缸水冷直喷式柴油机 Download PDF

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瞿军
闫松
崔洪鑫
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Abstract

低排量单缸水冷直喷式柴油机，曲轴的偏心距为32.5毫米，连杆中心距100毫米，喷油器为P型喷油器，气缸盖进气口中心与气门座圈面的距离为31毫米；螺旋室的高度为22毫米；进气口中心与进气门和排气门中心连线的距离为26毫米；螺旋进气道的截面形状为等腰梯形，在其中设有导气屏；在活塞顶部设有缩口ω型燃烧室，其上口孔的直径为34毫米，锥面孔的锥角为80°，中心凸锥体的锥角为114°，缩口ω型燃烧室的深度为10.5毫米。与同类涡流室式176柴油机相比，大大改善了低温起动性能，最低起动温度达－5℃；燃油消耗率达到270克/千瓦·小时以下，比涡流室式同类机型降低15～20％。

Description

低排量单缸水冷直喷式柴油机
技术领域
本发明涉及一种单缸水冷柴油机，尤其是一种缸径为76毫米，行程为65毫米，功率为3.82千瓦，转速为3000转/分的直喷式柴油机。
背景技术
目前，排量小于0.3升的单缸水冷柴油机，如176、170、165等单缸水冷柴油机的燃烧系统均为涡流室式，这类机型主要配套微型耕整机、水泵、小型发电机组等，年需求量约100万台，在农业生产中占有重要的位置。这类柴油机不仅低温时起动困难，而且燃油消耗高。本发明对现有涡流室式176单缸柴油机提供了一种直喷化改造方案，能使柴油机的冷起动温度更低，燃油消耗降低15～20％，在环保节能方面具有极强的优势，是我国单缸小缸径柴油机的发展方向。
发明内容
为解决现有涡流室式176单缸柴油机存在的低温起动性能差，燃油消耗高的问题，本发明提供一种低排量单缸水冷直喷式柴油机，其缸径为76毫米，行程为65毫米，排量为0.295升，功率为3.82千瓦，转速为3000转/分，最低起动温度达到-5℃，燃油消耗率达到270克/千瓦·小时以下。
本发明所述低排量单缸水冷直喷式柴油机，包括机体1、曲轴2、连杆3、气缸套4、活塞5、气缸盖6、喷油器7和喷油泵8，曲轴2通过轴承座安装在机体1上，气缸盖6安装在机体1上，连杆3的大头孔通过轴瓦安装在曲轴2的连杆颈上，连杆3的小头孔通过活塞销与活塞5铰连接，活塞5套装在气缸套4内，喷油器7安装在气缸盖6上的喷油器安装孔63中，喷油泵8固定在机体1上，喷油泵8的进油口通过油箱开关与油箱9相通，出油口与喷油器7相通，其特征在于：曲轴2的偏心距为32.5毫米，连杆3的大头孔与小头孔之间的中心距100毫米，所述喷油器7为P型喷油器，所述喷油泵8为减容型0#喷油泵；所述气缸盖6包括螺旋进气道61、排气道62、喷油器安装孔63，螺旋进气道61的进气口611中心与气门座圈面612的距离H为30毫米～32毫米，优选31毫米；螺旋室613的高度h为21毫米～23毫米，优选22毫米；进气口611中心与进气门614和排气门615中心连线的距离a为24毫米～28毫米，优选26毫米；螺旋进气道61的截面形状与进气口611的形状相同，为四边形或圆形，优选等腰梯形；在螺旋进气道61中设有导气屏616；喷油器安装孔63与气缸盖的水平中心线618之间的夹角β为15°～20°(喷油器的安装角为15°～20°)，优选17°；喷油器安装孔63在气门座圈面612上的中心与气缸盖的水平中心线618之间的距离c为5毫米～7毫米，优选6.5毫米；喷油器安装孔63在气门座圈面612上的中心与气缸盖的垂直中心线619之间的距离b为1毫米～3毫米，优选1.5毫米；在活塞5顶部设有缩口ω型燃烧室，它由上口孔51、内锥面52、底孔面53、中心凸锥体54组成，上口孔51的直径为33～35毫米，优选34毫米，内锥面52的锥角为75°～90°，优选80°，底孔面53与活塞顶面55的距离(即缩口ω型燃烧室的深度)为9～11毫米，优选10.5毫米，缩口ω型燃烧室的最大孔径为41.93毫米，中心凸锥体54的锥角为110°～120°，优选114°，中心凸锥体54的锥顶与活塞顶面之间距离为3～5毫米，优选4毫米，内锥面52与底孔面53之间通过圆弧56相连，中心凸锥体54与底孔面53之间通过圆弧57相连接，缩口ω型燃烧室的中心相对于X方向中心线的距离e为1毫米～3毫米，优选1.5毫米，缩口ω型燃烧室的中心相对于Y方向中心线的距离f为4～6毫米，优选5毫米。
经实际测试，这种直喷式176型单缸水冷柴油机的排量为0.295升，功率3.82千瓦，转速为3000转/分，燃油消耗率在270克/千瓦·小时以下，最低起动温度达-5℃，与同类涡流室式176柴油机相比，改善了低温起动性能，燃油消耗率比涡流室式同类机型降低15～20％，其低温起动性能、燃油消耗率和排放指标均达到国家第二代环保节能型柴油机的标准要求。
附图说明
图1、图2是本发明的结构示意图，其中图1为横剖面图，图2为纵剖面图。
图3-1至图3-5是气缸盖的结构图，其中图3-1是气缸盖的气门室面的主视图，图3-2是图3-1中B-B剖视图；图3-3是图3-2中K-K剖视图；图3-4是图3-1中D-D剖视图；图3-5是图3-2中的P向视图；
图4-1、图4-2、图4-3是活塞的结构示意图，其中，
图4-1是活塞的轴向剖面图，剖面与活塞销轴线垂直；
图4-2是活塞的顶面视图；图4-3是缩口ω型燃烧室的剖面放大图；
图中：1-机体；2-曲轴；3-连杆；4-气缸套；5-活塞；6-气缸盖；7-喷油器；8-喷油泵；9-油箱；51-上口孔；52-内锥面；53-底孔面；54-中心凸锥体；
55-活塞顶面；56、57为圆弧；61-螺旋进气道；62-排气道；63-喷油器安装孔；611-进气口；612-气门座圈面；613-螺旋室；614-进气门；615-排气门；
616-导气屏；618-气缸盖的水平中心线；619-气缸盖的垂直中心线；
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
本发明所述的低排量单缸水冷直喷式柴油机缸径/行程为76/65毫米，功率/转速为3.82千瓦/3000转/分，排量为0.295升的直喷式柴油机，行业俗称RZ176型单缸水冷直喷式柴油机，它包括机体1、曲轴2、连杆3、气缸套4、活塞5、气缸盖6、喷油器7和喷油泵8，曲轴2通过轴承座安装在机体1上，气缸盖6安装机体1上，连杆3的大头孔通过轴瓦安装在曲轴2的连杆颈上，连杆3的小头孔通过活塞销与活塞5铰连接，活塞5套装在气缸套4内，喷油器7安装在气缸盖6上的喷油器安装孔63中，喷油泵8固定在机体1上，喷油泵8的进油口通过油箱开关与油箱9相通，出油口与喷油器7相通，曲轴2的偏心距为32.5毫米，连杆3的大头孔与小头孔之间的中心距100毫米，所述喷油器7为P型喷油器，所述喷油泵8为减容型0#喷油泵；所述气缸盖6包括螺旋进气道61、排气道62、喷油器安装孔63，螺旋进气道61的进气口611中心与气门座圈面612的距离H为31毫米；螺旋室613的高度h为22毫米；进气口611中心与进气门614和排气门615中心连线的距离a为26毫米；螺旋进气道61的截面形状与进气口611的形状相同，为等腰梯形，上底为30毫米，下底为33毫米，高为30毫米；在螺旋进气道61中设有导气屏616；喷油器安装孔63与气缸盖的水平中心线618之间的夹角β为17°(喷油器的安装角)；喷油器安装孔63在气门座圈面612上的中心与气缸盖的水平中心线618之间的距离c为6.5毫米；喷油器安装孔63在气门座圈面612上的中心与气缸盖的垂直中心线619之间的距离b为1.5毫米；在活塞5顶部设有缩口ω型燃烧室，它由上口孔51、内锥面52、底孔面53、中心凸锥体54组成，上口孔51的直径为34毫米，内锥面52的锥角为80°，底孔面53与活塞顶面55的距离(即缩口ω型燃烧室的深度)为10.5毫米，缩口ω型燃烧室的最大孔径为41.93毫米，中心凸锥体54的锥角为114°，中心凸锥体54的锥顶与活塞顶面之间距离为4毫米，内锥面52与底孔面53之间通过圆弧56相连，其半径为3.5毫米，中心凸锥体54与底孔面53之间通过圆弧57相连接，其半径为8毫米，缩口ω型燃烧室的中心相对于X方向中心线的距离e为1.5毫米，缩口ω型燃烧室的中心相对于Y方向中心线的距离f为5毫米，燃烧室缩口比为0.81，径深比为3.23。
本发明的实施方式不局限于上例，气缸盖6上螺旋进气道61相关尺寸在预定范围内的变动，都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1、低排量单缸水冷直喷式柴油机，包括机体(1)、曲轴(2)、连杆(3)、气缸套(4)、活塞(5)、气缸盖(6)、喷油器(7)和喷油泵(8)，曲轴(2)通过轴承座安装在机体(1)上，气缸盖(6)安装在机体(1)上，连杆(3)的大头孔通过轴瓦安装在曲轴(2)的连杆颈上，连杆(3)的小头孔通过活塞销与活塞(5)铰连接，活塞(5)套装在气缸套(4)内，喷油器(7)安装在气缸盖(6)上的喷油器安装孔(63)中，喷油泵(8)固定在机体(1)上，喷油泵(8)的进油口通过油箱开关与油箱(9)相通，出油口与喷油器(7)相通，其特征在于：曲轴(2)的偏心距为32.5毫米，连杆(3)的大头孔与小头孔之间的中心距100毫米，所述喷油器(7)为P型喷油器，所述喷油泵(8)为减容型0#喷油泵；所述气缸盖(6)包括螺旋进气道(61)、排气道(62)、喷油器安装孔(63)，螺旋进气道(61)的进气口(611)中心与气门座圈面(612)的距离H为30毫米～32毫米；螺旋室(613)的高度h为21毫米～23毫米；进气口(611)中心与进气门(614)和排气门(615)中心连线的距离a为24毫米～28毫米；螺旋进气道(61)的截面形状与进气口(611)的形状相同，为四边形或圆形；在螺旋进气道(61)中设有导气屏(616)；喷油器安装孔(63)与气缸盖的水平中心线(618)之间的夹角β为15°～20°；喷油器安装孔(63)在气门座圈面(612)上的中心与气缸盖的水平中心线(618)之间的距离c为5毫米～7毫米；喷油器安装孔(63)在气门座圈面(612)上的中心与气缸盖的垂直中心线(619)之间的距离b为1毫米～3毫米；在活塞(5)顶部设有缩口ω型燃烧室，它由上口孔(51)、内锥面(52)、底孔面(53)、中心凸锥体(54)组成，上口孔(51)的直径为33～35毫米，内锥面(52)的锥角为75°～90°，底孔面(53)与活塞顶面(55)的距离为9～11毫米，缩口ω型燃烧室的最大孔径为41.93毫米，中心凸锥体(54)的锥角为110°～120°，中心凸锥体(54)的锥顶与活塞顶面之间距离为3～5毫米，内锥面(52)与底孔面(53)之间通过圆弧(56)相连，中心凸锥体(54)与底孔面(53)之间通过圆弧(57)相连接，缩口ω型燃烧室的中心相对于X方向中心线的距离e为1毫米～3毫米，缩口ω型燃烧室的中心相对于Y方向中心线的距离f为4～6毫米。
2、根据权利要求1所述低排量单缸水冷直喷式柴油机，其特征是：螺旋进气道(61)的进气口(611)中心与气门座圈面(612)的距离H为31毫米；螺旋室(613)的高度h为22毫米；螺旋进气道(61)的进气口(611)中心与进气门(614)和排气门(615)中心连线的偏心距a为26毫米；螺旋进气道(61)的截面形状与进气口(611)的形状为等腰梯形；喷油器安装孔(63)与气缸盖的水平中心线(618)之间的夹角β为17°；喷油器安装孔(63)在气门座圈面(612)上的中心与气缸盖的水平中心线(618)之间的距离c为6.5毫米；喷油器安装孔(63)在气门座圈面(612)上的中心与气缸盖的垂直中心线(619)之间的距离b为1.5毫米；活塞(5)顶部的缩口ω型燃烧室的上口孔(51)的直径为34毫米，内锥面(52)的锥角为80°，中心凸锥体(54)的锥角为114°，缩口ω型燃烧室的中心相对于X方向中心线的距离e为1.5毫米，缩口ω型燃烧室的中心相对于Y方向中心线的距离f为5毫米。
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