CN102536494A

CN102536494A - 柴油机气缸体冷却水套结构

Info

Publication number: CN102536494A
Application number: CN2012100776403A
Authority: CN
Inventors: 龚灵辉; 沈新峰; 陈月生; 黄敏勤; 丁剑
Original assignee: JIANGSU SIDA POWER MECHANICAL GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU SIDA POWER MECHANICAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及柴油机气缸体冷却水套结构。气缸体的进气一侧上部设置有进水道，气缸体各缸的中上部形成有气缸体水套，进水道通过进水孔与气缸体水套的内部相连通；其特征在于：所述气缸体水套的顶端向上延伸布置有圆锥形冷却水套，该圆锥形冷却水套位于气缸体各缸的缸套轴向定位环形支承凸肩之下，圆锥形冷却水套上端与缸套轴向定位环形支承凸肩相联，圆锥形冷却水套下端与气缸体水套的水套内腔斜面相联；所述圆锥形冷却水套的高度应保证当活塞位于上止点时，圆锥形冷却水套的上端与活塞上的第一道活塞环上沿的位置基本保持平齐。本发明能够保证活塞在压缩上止点时，活塞、活塞环和气缸套均能得到有效冷却，防止气缸套的拉缸。

Description

柴油机气缸体冷却水套结构

技术领域

本发明涉及一种柴油机部件的改进，具体地说是一种480Z及480ZL系列柴油机气缸体冷却水套结构，属于机械结构技术领域。

背景技术

内燃机在工作过程中，由于高温气体燃烧释放出的热量使得受热部件的热负荷很高。为了保证这些受热部件能够正常工作，解决好受热部件的传热问题是至关重要的。对于受热关键部件——气缸套、活塞和活塞环来说，冷却水套结构的合理布置和设计，以及有效地组织冷却介质的合理流动和分布，能够有效地解决好热负荷零件的的散热问题。

内燃机冷却水套结构一般由气缸体水套和气缸盖水套组成的，传统的水流组织一般是：冷却水从气缸体一侧进入，经气缸体水套后进入到气缸盖水套内，然后从气缸盖一端流出。在传统的小功率高速柴油机气缸体水流场的布置中，气缸体水套结构冷却水从水泵侧通过进水道和进水孔进入气缸体水套，借助各缸水套间的开孔，调节水流横向贯穿各缸水套，各缸的冷却水然后经进分布于排气侧的出水孔流入气缸盖水套。这种结构未考虑各气缸体水套的双向绕流，单个进水孔的设计势必增强气缸体水套位于排气侧的水流速度，而在的进气一侧水流速度减缓，流经的冷却水温度高，水量也少，造成气缸体局部温度冷热不均，发生热变形，和气缸套的拉毛或拉缸。另外，柴油机湿式缸套的轴向定位采用环形支承凸肩，支承凸肩较厚，冷却水套无法延伸到活塞第一道环的位置，严重影响了第一道活塞环及气缸套上部的冷却散热，极易造成拉缸，影响整机的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、紧凑合理的柴油机气缸体冷却水套结构，其对柴油机气缸体冷却水套做局部的有效合理布置，能够保证活塞在压缩上止点时，活塞、活塞环和气缸套均能得到良好的有效冷却，防止气缸套的拉缸，同时对现有的气缸体不做较大改动，在加工上述冷却水套时也有良好的加工工艺性。

按照本发明提供的技术方案：柴油机气缸体冷却水套结构，所述气缸体的进气一侧上部设置有横向的进水道，进水道一端连接水泵；所述气缸体各缸的中上部形成有气缸体水套，气缸体水套上开设有进水孔和排水孔，其中进水孔位于气缸体的进气一侧，进水道通过进水孔与气缸体水套的内部相连通；其特征在于：所述气缸体水套的顶端向上延伸布置有一个圆锥形冷却水套，该圆锥形冷却水套位于气缸体各缸的缸套轴向定位环形支承凸肩之下，圆锥形冷却水套上端与缸套轴向定位环形支承凸肩相联，圆锥形冷却水套下端与气缸体水套的水套内腔斜面相联；所述圆锥形冷却水套的高度应保证当活塞位于上止点时，圆锥形冷却水套的上端与活塞上的第一道活塞环上沿的位置基本保持平齐。

作为本发明的进一步改进，所述圆锥形冷却水套的高度应保证当活塞位于上止点时，圆锥形冷却水套的上端与活塞上的第一道活塞环上沿的高度之差不超过1mm。

作为本发明的进一步改进，所述缸套轴向定位环形支承凸肩的止口直径A与圆锥形冷却水套下端的最大直径B的比值A：B为1：（1.015~1.032）。

作为本发明的进一步改进，所述气缸体各缸的气缸体水套的进气一侧的上部开设有小进水孔，该小进水孔与所述的进水道相连通。

作为本发明的进一步改进，所述小进水孔中心线与气缸套外壁交点处的法线与小进水孔中心线之间的夹角α为40°~55°。

作为本发明的进一步改进，小进水孔的直径d与气缸体的进气一侧的进水孔的直径D的比值d：D为（0.25~0.35）：1。

作为本发明的进一步改进，所述小进水孔中心线距气缸体顶面的距离H为45~55mm。

作为本发明的进一步改进，所述气缸体进气一侧的进水管外壁上部设置有小闷头孔搭子，该小闷头孔搭子上开设有小闷头孔；所述气缸体进气一侧的进水管内壁上设置有小进水孔搭子，所述小进水孔开设在该小进水孔搭子上；所述小闷头孔用于给小进水孔的加工提供方便，小进水孔加工结束后，小闷头孔封堵起来。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）、本发明结构简单、紧凑、合理，其对柴油机气缸体冷却水套做局部的有效合理布置，将原先的气缸体水套的顶端向上延伸布置一个圆锥形冷却水套，在活塞运动到上止点时，第一道活塞环上端与圆锥形冷却水套的上端平齐或接近，保证了第一道活塞环的冷却和散热，避免了拉缸现象；

（2）、本发明在气缸体各缸的气缸体水套的进气一侧的上部开设有小进水孔，增加了气缸体水套上部进气一侧的冷却液的绕流运动，增加了冷却液的流量，增强了冷却效果，使每缸的气缸套周围的冷却效果均匀，减小气缸套的变形量，降低机油消耗率，减少颗粒排放值。

（3）本发明在已有的气缸体毛坯上设置小进水孔搭子，并在小进水孔搭子上补充加工小进水孔，对气缸体改动小、加工工艺性好，延长了柴油机零部件的使用寿命，提高了柴油机的可靠性，适用于四缸480Z及480ZL系列增压和增压中冷柴油机冷却水套的布置，对相关发动机的改装也有一定的指导作用。

附图说明

图1为本发明气缸体的进气一侧的主视图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为本发明气缸体的俯视图。

图4为本发明气缸体的相关零部件装配应用情况示意图。

图5为图4中的B部放大示意图。

附图标记说明：1—气缸体、2—缸套支撑肩孔、3—缸套轴向定位环形支承凸肩、4—圆锥形冷却水套、5—水套内腔斜面、6—气缸体水套、7—进水道、8—进水孔、9—气缸体缸套孔、10—小闷头孔、11—小闷头孔搭子、12—小进水孔、13—小进水孔搭子、14—气缸套、15—活塞、16—活塞销、17—连杆、18—连杆小头轴瓦、19—第一道活塞环、20—第二道活塞环、21—油环总成。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图5所示，所述气缸体1的进气一侧上部设置有横向的进水道7，进水道7一端连接水泵；所述气缸体1各缸的中上部形成有气缸体水套6，气缸体水套6上开设有进水孔8和排水孔，其中进水孔8位于气缸体1的进气一侧，进水道7通过进水孔8与气缸体水套6的内部相连通；所述气缸体水套6的顶端向上延伸布置有一个圆锥形冷却水套4，该圆锥形冷却水套4位于气缸体1各缸的缸套轴向定位环形支承凸肩3之下，圆锥形冷却水套4上端与缸套轴向定位环形支承凸肩3相联，圆锥形冷却水套4下端与气缸体水套6的水套内腔斜面5相联；所述圆锥形冷却水套4的高度应保证当活塞15位于上止点时，圆锥形冷却水套4的上端与活塞15上的第一道活塞环19上沿的高度之差不超过1mm，即圆锥形冷却水套4的上端与活塞15上的第一道活塞环19上沿的位置应基本保持平齐。

如图2所示，本发明中，所述缸套轴向定位环形支承凸肩3的止口直径A与圆锥形冷却水套4下端的最大直径B的比值A：B为1：（1.015~1.032），这样可以兼顾缸套轴向定位环形支承凸肩3的强度和刚度。

如图3所示，所述气缸体1各缸的气缸体水套6的进气一侧的上部开设有小进水孔12，该小进水孔12与所述的进水道7相连通。所述小进水孔12的加工方法如下：所述气缸体1进气一侧的进水管外壁上部设置小闷头孔搭子11，在该小闷头孔搭子11上开设小闷头孔10；所述气缸体1进气一侧的进水管内壁上设置小进水孔搭子13，所述小进水孔12开设在该小进水孔搭子13上；所述小闷头孔10用于给小进水孔12的加工提供方便，小进水孔12加工结束后，小闷头孔10用堵头或碗型塞片封堵起来。

如图3所示，为了提高气缸体1的冷却效果，所述小进水孔12的位置应该满足如下的要求：（1）所述小进水孔12中心线与气缸套14外壁交点处的法线与小进水孔12中心线之间的夹角α为40°~55°。（2）、小进水孔12的直径d与气缸体1的进气一侧的进水孔8的直径D的比值d：D为（0.25~0.35）：1。（3）、所述小进水孔12中心线距气缸体1顶面的距离H为45~55mm。

所述气缸体1的相关零部件装配情况如图4所示，气缸套14装入气缸体缸套孔9内，气缸套14上端边沿嵌置在缸套支撑肩孔2内，活塞15和连杆17位于气缸套14内，活塞15通过活塞销16和连杆小头轴瓦18连接在连杆17上，在活塞15周壁上依次安装有第一道活塞环19、第二道活塞环20和油环总成21。工作时，活塞15在连杆17带动下在气缸套14内往复运行。

本发明通过在原有的气缸体水套6上端延伸布置了圆锥形冷却水套4，保证了第一道活塞环19在上止点附近的冷却和传热，有效地防止了气缸套14的拉缸，和活塞环与气缸套14间的非正常磨损，提高了零部件的可靠性，延长了柴油机的使用寿命。本发明既能满足设计要求，又有良好的工艺性，在气缸体缸套孔9加工结束时，采用涨刀反向加工圆锥形冷却水套4，由于圆锥形冷却水套4与水套内腔斜面5相联，故不用更换刀具，操作方便。

另外，本发明通过在气缸体1各缸的气缸体水套6的进气一侧的上部增设小进水孔12，一方面增加了气缸体水套6上部进气一侧的冷却液的绕流运动，另一方面增加了冷却液的流量，增强了冷却效果，使每缸的气缸套14周围的冷却效果均匀，减小气缸套14的变形量，降低机油消耗率，减少颗粒排放值。

Claims

1. 柴油机气缸体冷却水套结构，所述气缸体（1）的进气一侧上部设置有横向的进水道（7），进水道（7）一端连接水泵；所述气缸体（1）各缸的中上部形成有气缸体水套（6），气缸体水套（6）上开设有进水孔（8）和排水孔，其中进水孔（8）位于气缸体（1）的进气一侧，进水道（7）通过进水孔（8）与气缸体水套（6）的内部相连通；其特征在于：所述气缸体水套（6）的顶端向上延伸布置有一个圆锥形冷却水套（4），该圆锥形冷却水套（4）位于气缸体（1）各缸的缸套轴向定位环形支承凸肩（3）之下，圆锥形冷却水套（4）上端与缸套轴向定位环形支承凸肩（3）相联，圆锥形冷却水套（4）下端与气缸体水套（6）的水套内腔斜面（5）相联；所述圆锥形冷却水套（4）的高度应保证当活塞（15）位于上止点时，圆锥形冷却水套（4）的上端与活塞（15）上的第一道活塞环（19）上沿的位置基本保持平齐。

2.如权利要求1所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：所述圆锥形冷却水套（4）的高度应保证当活塞（15）位于上止点时，圆锥形冷却水套（4）的上端与活塞（15）上的第一道活塞环（19）上沿的高度之差不超过1mm。

3.如权利要求1所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：所述缸套轴向定位环形支承凸肩（3）的止口直径A与圆锥形冷却水套（4）下端的最大直径B的比值A：B为1：（1.015~1.032）。

4.如权利要求1所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：所述气缸体（1）各缸的气缸体水套（6）的进气一侧的上部开设有小进水孔（12），该小进水孔（12）与所述的进水道（7）相连通。

5.如权利要求4所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：所述小进水孔（12）中心线与气缸套（14）外壁交点处的法线与小进水孔（12）中心线之间的夹角α为40°~55°。

6.如权利要求4所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：小进水孔（12）的直径d与气缸体（1）的进气一侧的进水孔（8）的直径D的比值d：D为（0.25~0.35）：1。

7.如权利要求4所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：所述小进水孔（12）中心线距气缸体（1）顶面的距离H为45~55mm。

8.如权利要求1所述的柴油机气缸体冷却水套结构，其特征在于：所述气缸体（1）进气一侧的进水管外壁上部设置有小闷头孔搭子（11），该小闷头孔搭子（11）上开设有小闷头孔（10）；所述气缸体（1）进气一侧的进水管内壁上设置有小进水孔搭子（13），所述小进水孔（12）开设在该小进水孔搭子（13）上；所述小闷头孔（10）用于给小进水孔（12）的加工提供方便，小进水孔（12）加工结束后，小闷头孔（10）封堵起来。