CN104612850B - 12缸柴油机曲轴箱 - Google Patents

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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002Cylinder arrangements
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

本发明公开了12缸柴油机曲轴箱,属于柴油机技术领域。包括曲轴箱,曲轴箱上部设置两排缸体,缸体排列方式为V型排列,V形夹角为90°,所述缸体数量为12个,所述缸体和曲轴箱采用一体铸造而成,缸体与曲轴箱之间通过与缸体与曲轴箱一体铸造的横隔板连接,所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.0%~3.15%、Mn:0.8%~1.2%、Cu:1.0%~1.2%、Cr:<0.12%、Sn:0.05%~0.08%。本发明能够满足大功率柴油机对曲轴箱的性能要求,具有较高的刚度和强度的同时满足加工工艺性。

Description

12缸柴油机曲轴箱
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域,尤其是一种柴油机的曲轴箱。
背景技术
曲轴箱是柴油机的主体骨架,是其他零部件的安装基础,是柴油机最为关键的零件,其结构形式和受力非常复杂,其力学性能的好坏对柴油机可靠性、耐久性影响极大。曲轴箱主要由机械结构、润滑油管路、冷却水管路3大部分,以及若干螺栓孔和附件安装面组成。机械结构部分:曲轴箱前端面是传动箱连接面,机体后端面是上飞轮壳端面,是动力输出端;下端面是油底壳连接面,主轴承盖安装面与轴承盖组成主轴承孔用于支撑曲轴;V型上端面是缸盖安装面;
目前,本公司水冷132缸径柴油机系列在气缸数仅有6、8缸两种,功率覆盖范围195~440KW,气缸分为左右两组交替安装在同一曲轴上,但两组成一定角度(多为90度或70度),形成一个V形的结构,优点是体积紧凑,震动小。为适应市场需求,扩展水冷柴油机的功率范围,丰富产品的系列化内涵,在公司现研制面向发电机组市场的大功率12缸水冷柴油机,在此前提下展开基础固定件曲轴箱的设计。原来水冷6、8缸曲轴箱的性能要求为:抗拉强度225MPa,硬度220-270HB,由于柴油机单缸功率从55Kw提高到62.5Kw,零件的本体强度也需要相应提高,以保证可靠性。在6、8缸曲轴箱铸件试制时,曲轴箱本体抗拉强度已经达到了极限,且硬度太高,机加工艺性变差,因此化学成分需要改善。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种柴油机曲轴箱,它能够满足大功率柴油机对曲轴箱的性能要求,具有较高的刚度和强度的同时满足加工工艺性。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
12缸柴油机曲轴箱,包括曲轴箱,曲轴箱上部设置两排缸体,缸体排列方式为V型排列,V形夹角为90°,所述缸体数量为12个,所述缸体和曲轴箱采用一体铸造而成,缸体与曲轴箱之间通过横隔板连接,所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.0%~3.15%、Mn:0.8%~1.2%、Cu:1.0%~1.2%、Cr:<0.12%、Sn:0.05%~0.08%。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述缸体和曲轴箱材料采用HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,采用冲天炉熔炼,电炉保温调质,浇注温度控制在1400~1435℃,处理后的曲轴箱抗拉强度≥260MPa,硬度220~270HB。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述横隔板与缸体连接处设置有加强筋。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述缸体的缸径为132mm,缸心距为165mm。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:
曲轴箱的缸体数量增加到12个,扩大了柴油机的功率,缸体和曲轴箱采用一体铸造而成,避免采用额外的连接件连接,提高整体的刚度。
曲轴箱铸件以HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,提高强度、硬度和稳定性,并通过控制Cr的含量来使曲轴箱在满足硬度要求的前提下具有良好的加工工艺性,方便铸件的进一步加工。
横隔板与缸体连接的部位设置了加强筋,而且加强筋布置在缸体作用力的方向上,强化缸体承受冲击的性能,提高整体刚度。
附图说明
图1是本发明的内部剖视图;
图2是图1的A向剖视图;
其中,1、横隔板,2、加强筋。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
12缸柴油机曲轴箱,包括曲轴箱,曲轴箱上部设置两排缸体,缸体的缸径为132mm,缸心距为165mm,且缸体呈V型排列,V形夹角为90°,一排设置6个共12个缸体,曲轴箱的缸体数量增加到12个,扩大了柴油机的功率。缸体与曲轴箱一体铸造而成,如图1所示,缸体与曲轴箱之间通过与缸体和曲轴箱一体铸造的横隔板1连接,避免采用额外的连接件连接,提高整体的刚度。横隔板与缸体连接的部位设置了加强筋2,而且加强筋布置在缸体作用力的方向上,即加强筋与缸体中心轴线一致,强化缸体承受冲击的性能,提高整体刚度。
缸体和曲轴箱材料采用HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.0%~3.15%、Mn:0.8%~1.2%、Cu:1.0%~1.2%、Cr:<0.12%、Sn:0.05%~0.08%。
实施例一:
缸体和曲轴箱材料采用HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,铜使铸铁组织细密,增加铸铁强度,提高铸铁减震性能;锡的含量在1%以下时能够细化共晶团,提高铸铁的力学性能,锡的含量在1%以上时会引起脆性,降低铸铁冲击韧性;铬能够细化石墨,增加铸铁强度和硬度,但过高含量的铬会降低加工性能,因此要控制铬的含量。缸体和曲轴箱所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.0%、Mn:0.8%、Cu:1.0%、Cr:0.12%、Sn:0.05%,采用冲天炉熔炼,电炉保温调质,浇注温度控制在1400℃,处理后的曲轴箱抗拉强度为260MPa,硬度为220HB。
实施例二:
缸体和曲轴箱材料采用HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,铜使铸铁组织细密,增加铸铁强度,提高铸铁减震性能;锡的含量在1%以下时能够细化共晶团,提高铸铁的力学性能,锡的含量在1%以上时会引起脆性,降低铸铁冲击韧性;铬能够细化石墨,增加铸铁强度和硬度,但过高含量的铬会降低加工性能,因此要控制铬的含量。缸体和曲轴箱所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.1%、Mn:1.0%、Cu:1.1%、Cr:<0.1%、Sn:0.06%,采用冲天炉熔炼,电炉保温调质,浇注温度控制在1420℃,处理后的曲轴箱抗拉强度为280MPa,硬度为245HB。
实施例三:
缸体和曲轴箱材料采用HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,铜使铸铁组织细密,增加铸铁强度,提高铸铁减震性能;锡的含量在1%以下时能够细化共晶团,提高铸铁的力学性能,锡的含量在1%以上时会引起脆性,降低铸铁冲击韧性;铬能够细化石墨,增加铸铁强度和硬度,但过高含量的铬会降低加工性能,因此要控制铬的含量。缸体和曲轴箱所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.15%、Mn:1.2%、Cu:1.2%、Cr:<0.08%、Sn:0.08%,采用冲天炉熔炼,电炉保温调质,浇注温度控制在1435℃,处理后的曲轴箱抗拉强度为300MPa,硬度为270HB。

Claims (1)

1.12缸柴油机曲轴箱,包括曲轴箱,曲轴箱上部设置两排缸体,缸体排列方式为V型排列,V形夹角为90°,其特征在于:所述缸体数量为12个,所述缸体和曲轴箱采用一体铸造而成,缸体与曲轴箱之间通过与缸体和曲轴箱一体铸造的横隔板(1)连接,所述缸体和曲轴箱材料采用HT300为基础增加合金元素Cu、Sn、Cr,所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为:C:3.0%~3.15%、Mn:0.8%~1.2%、Cu:1.0%~1.2%、Cr:<0.12%、Sn:0.05%~0.08%;采用冲天炉熔炼,电炉保温调质,浇注温度控制在1400~1435℃,处理后的曲轴箱抗拉强度≥260MPa,硬度220~270HB;所述横隔板(1)与缸体连接处设置有加强筋(2),加强筋(2)布置在缸体作用力的方向上,加强筋(2)与缸体中心轴线一致;所述缸体的缸径为132mm,缸心距为165mm。
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