CN101782025A - 柴油机平分式缸体的上机体与下机座连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座连接结构，所述缸体采用了平分式结构，平分式缸体包括下机座以及设置在下机座上的上机体，下机座与设置在上机体上的主轴承盖联成整体，构成整个框架结构；上机体通过联接螺栓与下机座相固联，上机体与下机座均设有连通的油道，在所述上机体与下机座的油道连接位置设有密封圈及起到导向作用的定位圈。本发明使机体下口刚度大大提高，不需要下机体增加钢板等弥补刚度不足的措施，进一步提高了柴油机功率和爆发压力，使其功率可达400～445kW/1500min，爆发压力Pz达到18MPa或更高，机体底部在不加钢板的前提下，其结构合理，变形小，噪声及振动都达到国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机上的连接结构，具体涉及的是一种中等功率柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座的连接结构。
背景技术
135柴油机的机体构成发动机的骨架，机体内外安装着发动机所有主要零部件和附件。在机体设计中，必须对重要表面的尺寸、几何形状、相互位置等提出严格的公差要求。机体在柴油机运转时承受很多复杂的负荷：各缸内气体对气缸盖底面和气缸表面的均布气压力，经活塞作用于各气缸壁的侧向力，经曲轴加在各主轴承上的力，支架对柴油机的支承反力和反力矩。此外，各气缸盖螺栓、主轴承螺栓也使被紧固部分受力。以上各种力和力矩使机体各部分受到交变的拉压弯扭，产生复杂的应力状态。
机体的结构设计必须保证它有足够的强度和刚度，既不能发生裂纹和损坏，也不能出现过大的变形。尤其是机体与气缸盖的结合处、缸孔或气缸套、主轴承座等处，若刚度不足就会产生气缸密封失效、摩擦副磨损加剧、机体纵向振动加剧、机件产生附加应力等严重后果。
现有柴油机的上机体连接结构具有两种：
1.龙门式机体：有些135柴油机具有较大功率或高强化柴油机，对于机体刚度要求较高，因此采用龙门式机体。但对高增压中冷柴油机也会发生振动大等缺点，因此有很多柴油机在机体下端增加钢板或增加球墨铸铁件以弥补柴油机刚度不足；一般采用龙门式机体的6135柴油机功率通常不超过320kW/1500r/min。
2.隧道式机体：有些135柴油机采用主轴承孔不分割的机体，一般称为隧道式机体，其配用球铁组合式曲轴。这种机体像个箱子，看上去具有较好的刚度，但同时也显得笨重。同时这种机体由于采用大直径滚动主轴承，因而在高速运转时，噪声和振动都很大，现只用于低速、功率一般的柴油机上，6135柴油机功率一般不超过220kW/1500r/min。
早期6135柴油机上机体由高强度铸铁组成，采用隧道式结构，机体侧面有三个检视窗口和盖板，通过窗口可以检查曲轴、主轴承和连杆轴承也可以拆装连杆螺钉及连杆盖等，因此装拆维修保养方便，但也正是机体开了窗口对刚度影响很大，同时由于采用组合式曲轴体积大、转动惯量大，因而在高速时运转时，噪声和振动都很大；隧道式机体由于受结构限制，所承受的爆发压力Pz＝10~11MPa较小，因而强化柴油机提高功率将受到影响。
为了提高功率、降低噪声及振动，6135柴油机改为采用整体式合金球墨铸铁曲轴，同时机体采用龙门式结构，由于采用滑动轴承，承载能力大大提高，爆发压力可以达到Pz＝12MPa，功率有所提高；曲轴强化后，爆发压力可达Pz＝14.5MPa；但机体此时已出现刚度不够的现象，在机体与油底壳之间增加弥补风度的钢板后，振动力度仍属C级下限。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的在于提供一种能够增加机体下口刚度，提高柴油机功率和爆发压力的柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座的连接结构，其变形小，噪声及振动都能达到国家标准。
为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：
柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座连接结构，其特征在于，所述缸体采用了平分式缸体，所述平分式缸体包括下机座以及设置在下机座上的上机体，所述下机座与设置在上机体上的主轴承盖联成整体，构成整个框架结构；所述上机体通过联接螺栓与下机座相固联，所述上机体与下机座均设有连通的油道，在所述上机体与下机座的油道连接位置设有密封圈和起到导向作用的定位圈。
上述柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座连接结构中，所述联接螺栓包括主轴承联接大螺栓、主轴承小螺栓以及起辅助联接作用的小螺栓；在所述的上机体和下体座上均设有与联接螺栓相适配的大螺栓孔和小螺栓孔，所述小螺栓通过小螺栓孔连接平分式缸体前后侧面，所述主轴承联接大螺栓、主轴承小螺栓和小螺栓拧紧在与其相适配的螺栓孔内，从而将上机体与下体座相固联，构成所述的框架结构。
上述柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座连接结构中，所述上机体与下体座相对接的大螺栓孔处还设有定位圈，用以对主轴承上下轴瓦的定位，防止了轴瓦相对转动。
上述柴油发动机平分式缸体的上机体与下机座的连接结构中，所述主轴承联接大螺栓至少设置有14个，所述主轴承小螺栓至少设置有14个，小螺栓至少设置有24个；
所述上机体和下机座支承着整个所有柴油发动机部件，上机体和下机座上的七个轴承档有14个M22×2大螺栓6、14个M12×1.5小螺栓7，另外前后面两侧有24个M8×25螺栓进行联接。
本发明通过下机座把所有主轴承盖联成整体，构成框架结构，与上机体用主轴承螺栓和其他螺栓固紧后，使机体下口刚度大大提高，不需要下机体增加钢板等弥补刚度不足，进一步提高了柴油机功率和爆发压力，使其功率可达400～445kW/1500min，爆发压力达到Pz＝18MPa或更高，机体在不加钢板的前提下，其结构合理，变形小，噪声及振动都能达到国家标准。
附图说明
附图1为本发明的合箱缸体结构意图；
附图2为本发明的合箱缸体另一实施例。
其中：1——下机座，2——上机体，3——定位圈，4——密封圈，5——油道，6——主轴承连接螺栓，7——主轴承连接小螺栓，8——轴瓦定位圈，9——小螺栓。
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
具体实施方式
本发明柴油发动机平分式缸体上机体与下机座的连接结构，包括下机座1、上机体2、定位圈3、密封圈4、油道5、主轴承连接大螺栓6、主轴承连接螺栓7、轴瓦定位圈8和小螺栓9。该平分式缸体包括下机座1以及固定在下机座1上的上机体2，所述下机座1与设置在上机体2上的主轴承盖联成整体，构成整个机体的框架结构；所述上机体2通过联接螺栓与下机座1相固联，所述上机体2与下机座1均制有相互连通的油道5，在所述上机体2与下机座1的油道5连接位置设有密封圈4和起到导向作用的定位圈3。
本发明中，联接螺栓包括主轴承联接大螺栓6、主轴承小螺栓7以及起辅助联接作用的小螺栓9；在所述的上机体2和下体座1上均设有与联接螺栓相适配的大螺栓孔和小螺栓孔，所述小螺栓9通过小螺栓孔连接平分式缸体上机体2和下机座1的凸沿，所述主轴承联接大螺栓6、主轴承小螺栓7和小螺栓9拧紧在与其相适配的螺栓孔内，从而将上机体2与下体座1相固联，构成所述的框架结构，使机体下口刚度大大提高，不需要在下机座增加钢板等弥补刚度不足，使柴油机功率可达445kW/1500min。
所述平分式缸体的上机体与下机座连接结构，在上机体2与下体座1相对接的大螺栓孔处还安装有定位圈8，用于对主轴承上、下轴瓦的定位。通过主轴承联接大螺栓6和轴瓦定位圈8将上机体2与下机座1中的轴瓦固联，并限制了轴瓦的相对位移。
所述主轴承联接大螺栓6至少设置有14个，所述主轴承小螺栓7至少设置有14个，小螺栓9至少设置有24个；
本发明中，所述上机体2和下机座1支承着整个柴油发动机部件，上机体2和下机座1上的七个轴承档有14个M22×2的主轴承联接大螺栓6和14个M12×1.5主轴承小螺栓7，另外，下机座和上机体的凸沿上设有24个M8×25小螺栓9进行联接。在上机体2和下机座1之间的定位圈3起到导向作用，在上机体2和下机座1的油道5之间安装密封圈4，机油泵输出的机油经过下机座主油道并通过定位圈3和密封圈4进入上机体主油道。
上机体2与下机座1之间的定位采用定位销联接；主轴孔，前、后端定位销孔及气缸孔均采用合箱后精加工和超精加工。本发明中，主轴孔径为(7档)；在上机体1上的各缸缸心距为170mm或178mm；主轴孔中心至顶面距离为435mm；合箱后其高度为565mm；合箱缸体总长为1110mm；合箱缸体宽度394mm。
本发明的14×M22×2主轴承联接大螺栓6与14×M12×1.5主轴承小螺栓7拧紧扭矩采用转角法，具体方法如下：
主轴承联接大螺栓6的初始扭矩为45N.m，然后拧紧再120°±5°；
主轴承小螺栓7的初始扭矩为10N.m，然后再拧紧120°±5°；
拧紧螺栓时应遵循先大后小、先中心后两边和两边对称的的次序，共分四次进行，即①初始扭矩，②拧紧60°，③拧紧30°，④拧紧30°。
本发明的平分式缸体的上机体与下机座连接结构，通过下机座1把所有主轴承盖联成整体，构成框架结构，与龙门式机体和隧道式机体相比较具有更高的强度和刚度，且不易变形，是强化中型柴油机理想选择。
本发明的上机体与下机座的连接结构，用主轴承螺栓和其他螺栓固紧后，使下机座下口刚度大大提高，不需要在下机座增加钢板等弥补刚度不足，进一步提高了柴油机功率和爆发压力，使其功率可达400～445kW/1500min，爆发压力达到Pz＝18MPa或更高，下机座不加钢板，其结构合理，刚度好，变形小，噪声及振动都达到国家标准。
Claims (4)
1.柴油发动机平分式缸体与下机座的连接结构，包括缸体，其特征在于，所述缸体采用了平分式缸体，所述平分式缸体包括下机座以及设置在下机座上的上机体，所述下机座与设置在上机体上的主轴承盖联成整体，构成整个框架结构；所述上机体通过联接螺栓与下机座相固联，所述上机体与下机座均设有连通的油道，在所述上机体与下机座的油道连接位置设有密封圈和起到导向作用的定位圈。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机平分式缸体与下机座的连接结构，其特征在于，所述联接螺栓包括主轴承联接大螺栓、主轴承小螺栓以及起辅助联接作用的小螺栓；在所述的上机体和下体座上均设有与联接螺栓相适配的大螺栓孔和小螺栓孔，所述小螺栓通过小螺栓孔连接平分式缸体前后侧面，所述主轴承联接大螺栓、主轴承小螺栓和小螺栓拧紧在与其相适配大螺栓孔和小螺栓孔内，从而将所述上机体与下体座相固联，构成所述的框架结构。
3.根据权利要求1所述的柴油发动机平分式缸体与下机座的连接结构，其特征在于，在所述上机体与下体座相对接的大螺栓孔处还设有定位主轴承上下轴瓦的轴瓦定位圈。
4.根据权利要求1所述的柴油发动机平分式缸体与下机座的连接结构，其特征在于，所述主轴承联接大螺栓至少设置有14个，所述主轴承小螺栓至少设置有14个，小螺栓至少设置有24个。
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| CN102966460A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-03-13 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 一种震动小的曲轴箱组合 |
| CN103925099A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-16 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种适用于水平对置二冲程发动机的机体组合结构 |
| CN111946485A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-17 | 潍柴动力股份有限公司 | V型发动机机体、v型发动机及汽车 |
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