CN110242449B - 进气预热与水循环散热联合的装载机发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，包括曲轴箱，所述曲轴箱上方固定安装有中缸，所述中缸外侧固定安装有热交换组件，所述进气管之间通过预热组件连接，本发明科学合理，使用安全方便，利用气体预热箱对即将进入发动机内部辅助燃油进行燃烧的空气进行加热，一方面，可以实现对U型管内部循环水所携带热量的快速交换，另一方面，可以对进入发动机内部的空气进行预热，使得燃油在燃烧时不需要花费能量来对空气进行升温，有效的提高燃油的利用率，使得燃油可以充分的燃烧，利用发动机产生的热量来对进入发动机内部的空气进行升温，一举两得，大大的节约了资源，延长发动机使用寿命的同时，提高燃油燃烧率。

Description

进气预热与水循环散热联合的装载机发动机
技术领域
本发明涉及装载机械技术领域，具体是进气预热与水循环散热联合的装载机发动机。
背景技术
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，装载机的动力来源就是发动机，包括装载机的行驶、铲斗的驱动等都需要发动机来提供动力，而发动机通过燃烧燃油产生机械能供给装载机使用，但是，现有的装载机发动机在使用时存在以下缺点：发动机在燃烧燃油时会产生较大的热量，会导致发动机的外壁发热，如果不对发动机工作时产生的热量进行及时的散热，可能会严重影响发动机的使用寿命，并且，在将空气通入发动机中缸内部对燃油进行燃烧时，需要燃油花费能量来对空气进行加热和升温，可能导致燃油的不充分燃烧或者燃烧利用率降低，并且，如果进入发动机内部的空气中含有较多的灰尘等杂质，也会对发动机的使用寿命造成影响，所以，人们急需一种进气预热与水循环散热联合的装载机发动机来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，以解决现有技术中提出的的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，该装载机发动机包括曲轴箱、中缸和缸头盖，所述曲轴箱上方固定安装有中缸，用于燃油在内部燃烧，使得燃油内部的能量充分释放，转换成机械能，驱动车辆行驶，所述中缸与曲轴箱之间为一体成型结构，所述中缸上方固定安装有缸头盖，所述缸头盖与中缸之间通过固定螺丝连接，所述中缸顶端一侧开设有进气口，利用进气口进入携带有燃油的空气，使得燃油在中缸内部充分燃烧做功，所述中缸顶端另一侧开设有排气口，利用排气口将燃油燃烧之后的废气排出，所述曲轴箱内部中心位置处转动安装有曲轴，所述曲轴箱内部还填充有机油，用于对发动机内部进行润滑和降温，所述曲轴中心位置处固定安装有机械能输出轴，将发动机产生的机械能传输至外部，供给车辆行驶使用，所述中缸内部竖直滑动安装有活塞，使得燃油在中缸内部燃烧时可以驱动活塞运动，用于将燃油燃烧时产生的能量转换成机械能，所述活塞与曲轴边部之间通过连杆连接，所述连杆与活塞之间和连杆与曲轴之间均通过转轴转动连接，使得可以将活塞运动时产生的机械能通过连杆传输至曲轴，进而通过曲轴将机械能传输至车辆轮胎，所述进气口内部穿插有喷油嘴，用于将燃油喷洒在进气口处，使得燃油可以随空气一通进入中缸内部进行燃烧，所述中缸顶端位于进气口和排气口与中缸连接处均安装有密封杆，用于对进气口和排气口进行密封和开口，实现空气的进入和废气的排出，所述密封杆与中缸之间通过弹簧实现开合时的驱动，所述密封杆通过顶端转动的凸轮驱动开合，所述中缸顶端中部固定安装有火花塞，所述火花塞的输入端与开关的输出端电性连接，所述开关与电源电性连接，用于对中缸内部的燃油进行点燃，实现对燃油能量的释放；
所述进气口位置处固定安装有进气管，所述排气口位置处固定安装有排气管，所述中缸外侧固定安装有热交换组件，用于对发动机产生的热量进行降温，同时，对进入中缸的空气进行预加热，所述进气管之间通过预热组件连接，所述预热组件与进气管之间通过固定螺丝连接，所述预热组件一侧中部固定安装有主管道，所述主管道与预热组件之间通过固定螺丝连接，所述主管道中部安装有增压泵，用于对进入进气管中的空气进行增压，所述增压泵的输入端与开关的输出端电性连接，所述开关与电源电性连接，所述主管道一端安装有过滤组件，用于对进入主管道的空气进行过滤，避免杂质进入发动机内部影响发动机的使用寿命。
作为优选技术方案，所述热交换组件包括散热板、吸热管、连接管、循环管、抽水泵、U型管和换热板；
所述中缸外侧等距离固定安装有散热板，所述散热板与中缸外壁之间通过焊接连接，用于对中缸内部活塞摩擦力时产生的热量进行散热，所述中缸外侧环绕安装有若干吸热管，所述吸热管贯穿散热板固定安装，所述吸热管之间通过连接管连接，所述连接管一端固定连接有循环管，所述循环管一端通过抽水泵固定安装有U型管，所述抽水泵的输入端与电源的输出端电性连接，所述开关与电源电性连接，所述抽水泵用于对循环水的循环运动提供动力，所述U型管外侧固定安装有若干换热板，用于扩大U型管与空气之间的接触面积，用于将U型管内部循环水所携带的热量散发出去，实现热量的交换。
作为优选技术方案，所述吸热管、连接管、循环管和U型管内部均填充有循环水，循环水为蒸馏水，用于将发动机运转时产生的热量带走，实现对发动机的水循环散热。
作为优选技术方案，所述预热组件包括气体预热箱、真空层、出气孔、进气孔、连接杆、遮挡板和底板；
所述气体预热箱内壁开设有真空层，用于将气体预热箱与外界相隔绝，避免出现热量的额散失，所述气体预热箱两侧中部均开设有出气孔，所述进气管与出气孔之间通过固定螺丝固定连接，使得便于对气体预热箱进行拆卸和更换，所述气体预热箱一侧中部开设有进气孔，所述进气孔一端通过连接杆固定安装有遮挡板，用于将进入气体预热箱中的气体进行扩散，使得进入气体预热箱中的气体可以与内部的热空气进行充分的混合，所述气体预热箱底端通过固定螺丝固定安装有底板，使得便于对底板进行拆卸，对气体预热箱内部的管路进行维修和更换。
作为优选技术方案，所述进气孔与主管道之间通过固定螺丝固定连接，所述进气孔与主管道之间嵌入安装有密封橡胶圈，使得便于对主管道进行拆卸，同时，提高进气孔与主管道之间的密封性能。
作为优选技术方案，所述过滤组件包括过滤盒、磁吸槽、活性炭过滤板、磁吸板和更换把手；
所述过滤盒与主管道之间通过固定螺丝固定连接，使得便于对过滤盒进行拆卸和更换，所述过滤盒顶端开设有磁吸槽，所述过滤盒内部穿插有活性炭过滤板，用于对进入发动机的空气中的杂质进行吸收，避免空气中的杂质对发动机造成损坏，影响发动机的使用寿命，所述活性炭过滤板顶端固定安装有磁吸板，所述活性炭过滤板与磁吸板之间通过胶水固定连接，所述磁吸板顶端中部固定安装有更换把手，所述磁吸板与更换把手之间通过胶水固定连接。
作为优选技术方案，所述磁吸槽与磁吸板的接触面为异性磁极，使得可以利用磁力作用对活性炭过滤板进行固定安装，便于对活性炭过滤板进行拆卸和更换。
作为优选技术方案，所述更换把手外侧套接有橡胶海绵套，使得在使用更换把手对活性炭过滤板进行更换时更加的舒适。
作为优选技术方案，所述底板底端中部两侧开设有穿插孔，用于对U型管进行固定和安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、利用散热板扩大发动机与外界空气的接触面积，加速发动机的散热，同时，利用吸热管、连接管、循环管和U型管对散热板所散发的热量进行吸收，实现对发动机的水循环散热，加速对发动机的散热，可以有效的延长发动机的使用寿命，同时，利用U型管表面的换热板增大U型管与气体预热箱内部空气的接触面积，可以有效的实现U型管内部热量的快速散热，利用气体预热箱对即将进入发动机内部辅助燃油进行燃烧的空气进行加热，一方面，可以实现对U型管内部循环水所携带热量的快速交换，另一方面，可以对进入发动机内部的空气进行预热，使得燃油在燃烧时不需要花费能量来对空气进行升温，有效的提高燃油的利用率，使得燃油可以充分的燃烧，利用发动机产生的热量来对进入发动机内部的空气进行升温，一举两得，大大的节约了资源，延长发动机使用寿命的同时，提高燃油燃烧率。
2、设置有过滤组件，利用活性炭过滤板，对进入发动机内部的空气进行过滤，可以有效的防止灰尘等杂质进入发动机内部，对发动机造成损伤，同时，利用磁吸槽和磁吸板对活性炭过滤板进行固定安装，在活性炭过滤板过滤效果降低时，可以方便对活性炭过滤板进行拆卸和更换。
3、利用遮挡板对进入气体预热箱内部的空气进行遮挡和扩散，使得进入气体预热箱内部的空气可以与内部的热空气充分的混合，提高热交换的效率。
附图说明
图1为本发明进气预热与水循环散热联合的装载机发动机的结构示意图；
图2为本发明进气预热与水循环散热联合的装载机发动机热交换组件的结构示意图；
图3为本发明进气预热与水循环散热联合的装载机发动机内部的结构示意图；
图4为本发明进气预热与水循环散热联合的装载机发动机预热组件的结构示意图；
图5为本发明进气预热与水循环散热联合的装载机发动机遮挡板的安装结构示意图；
图6为本发明进气预热与水循环散热联合的装载机发动机图1中A区域的结构示意图。
图中标号：1、曲轴箱；2、中缸；3、缸头盖；4、进气口；5、排气口；6、曲轴；7、连杆；8、活塞；9、喷油嘴；10、密封杆；11、火花塞；12、进气管；13、排气管；
14、热交换组件；1401、散热板；1402、吸热管；1403、连接管；1404、循环管；1405、抽水泵；1406、U型管；1407、换热板；
15、预热组件；1501、气体预热箱；1502、真空层；1503、出气孔；1504、进气孔；1505、连接杆；1506、遮挡板；1507、底板；
16、主管道；17、增压泵；
18、过滤组件；1801、过滤盒；1802、磁吸槽；1803、活性炭过滤板；1804、磁吸板；1805、更换把手。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1-6所示，本发明提供一种技术方案，进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，该装载机发动机包括曲轴箱1、中缸2和缸头盖3，曲轴箱1上方固定安装有中缸2，用于燃油在内部燃烧，使得燃油内部的能量充分释放，转换成机械能，驱动车辆行驶，中缸2与曲轴箱1之间为一体成型结构，中缸2上方固定安装有缸头盖3，缸头盖3与中缸2之间通过固定螺丝连接，中缸2顶端一侧开设有进气口4，利用进气口4进入携带有燃油的空气，使得燃油在中缸2内部充分燃烧做功，中缸2顶端另一侧开设有排气口5，利用排气口5将燃油燃烧之后的废气排出，曲轴箱1内部中心位置处转动安装有曲轴6，曲轴箱1内部还填充有机油，用于对发动机内部进行润滑和降温，曲轴6中心位置处固定安装有机械能输出轴，将发动机产生的机械能传输至外部，供给车辆行驶使用，中缸2内部竖直滑动安装有活塞8，使得燃油在中缸2内部燃烧时可以驱动活塞8运动，用于将燃油燃烧时产生的能量转换成机械能，活塞8与曲轴6边部之间通过连杆7连接，连杆7与活塞8之间和连杆7与曲轴6之间均通过转轴转动连接，使得可以将活塞8运动时产生的机械能通过连杆7传输至曲轴6，进而通过曲轴6将机械能传输至车辆轮胎，进气口4内部穿插有喷油嘴9，用于将燃油喷洒在进气口4处，使得燃油可以随空气一通进入中缸2内部进行燃烧，中缸2顶端位于进气口4和排气口5与中缸2连接处均安装有密封杆10，用于对进气口4和排气口5进行密封和开口，实现空气的进入和废气的排出，密封杆10与中缸2之间通过弹簧实现开合时的驱动，密封杆10通过顶端转动的凸轮驱动开合，中缸2顶端中部固定安装有火花塞11，火花塞11的输入端与开关的输出端电性连接，开关与电源电性连接，用于对中缸2内部的燃油进行点燃，实现对燃油能量的释放；
进气口4位置处固定安装有进气管12，排气口5位置处固定安装有排气管13，中缸2外侧固定安装有热交换组件14，用于对发动机产生的热量进行降温，同时，对进入中缸2的空气进行预加热，进气管12之间通过预热组件15连接，预热组件15与进气管12之间通过固定螺丝连接，预热组件15一侧中部固定安装有主管道16，主管道16与预热组件15之间通过固定螺丝连接，主管道16中部安装有增压泵17，增压泵17的型号为XW-807，用于对进入进气管12中的空气进行增压，增压泵17的输入端与开关的输出端电性连接，开关与电源电性连接，主管道16一端安装有过滤组件18，用于对进入主管道16的空气进行过滤，避免杂质进入发动机内部影响发动机的使用寿命。
热交换组件14包括散热板1401、吸热管1402、连接管1403、循环管1404、抽水泵1405、U型管1406和换热板1407；
中缸2外侧等距离固定安装有散热板1401，散热板1401与中缸2外壁之间通过焊接连接，用于对中缸2内部活塞8摩擦力时产生的热量进行散热，中缸2外侧环绕安装有若干吸热管1402，吸热管1402贯穿散热板1401固定安装，吸热管1402之间通过连接管1403连接，连接管1403一端固定连接有循环管1404，循环管1404一端通过抽水泵1405固定安装有U型管1406，抽水泵1405的型号为ZT32-12A,抽水泵1405的输入端与电源的输出端电性连接，开关与电源电性连接，抽水泵1405用于对循环水的循环运动提供动力，吸热管1402、连接管1403、循环管1404和U型管1406内部均填充有循环水，循环水为蒸馏水，用于将发动机运转时产生的热量带走，实现对发动机的水循环散热，U型管1406外侧固定安装有若干换热板1407，用于扩大U型管1406与空气之间的接触面积，用于将U型管1406内部循环水所携带的热量散发出去，实现热量的交换。
预热组件15包括气体预热箱1501、真空层1502、出气孔1503、进气孔1504、连接杆1505、遮挡板1506和底板1507；
气体预热箱1501内壁开设有真空层1502，用于将气体预热箱1501与外界相隔绝，避免出现热量的额散失，气体预热箱1501两侧中部均开设有出气孔1503，进气管12与出气孔1503之间通过固定螺丝固定连接，使得便于对气体预热箱1501进行拆卸和更换，气体预热箱1501一侧中部开设有进气孔1504，进气孔1504与主管道16之间通过固定螺丝固定连接，进气孔1504与主管道16之间嵌入安装有密封橡胶圈，使得便于对主管道16进行拆卸，同时，提高进气孔1504与主管道16之间的密封性能，进气孔1504一端通过连接杆1505固定安装有遮挡板1506，用于将进入气体预热箱1501中的气体进行扩散，使得进入气体预热箱1501中的气体可以与内部的热空气进行充分的混合，气体预热箱1501底端通过固定螺丝固定安装有底板1507，使得便于对底板1507进行拆卸，对气体预热箱1501内部的管路进行维修和更换，底板1507底端中部两侧开设有穿插孔，用于对U型管1406进行固定和安装。
过滤组件18包括过滤盒1801、磁吸槽1802、活性炭过滤板1803、磁吸板1804和更换把手1805；
过滤盒1801与主管道16之间通过固定螺丝固定连接，使得便于对过滤盒1801进行拆卸和更换，过滤盒1801顶端开设有磁吸槽1802，过滤盒1801内部穿插有活性炭过滤板1803，用于对进入发动机的空气中的杂质进行吸收，避免空气中的杂质对发动机造成损坏，影响发动机的使用寿命，活性炭过滤板1803顶端固定安装有磁吸板1804，活性炭过滤板1803与磁吸板1804之间通过胶水固定连接，磁吸槽1802与磁吸板1804的接触面为异性磁极，使得可以利用磁力作用对活性炭过滤板1803进行固定安装，便于对活性炭过滤板1803进行拆卸和更换，磁吸板1804顶端中部固定安装有更换把手1805，磁吸板1804与更换把手1805之间通过胶水固定连接，更换把手1805外侧套接有橡胶海绵套，使得在使用更换把手1805对活性炭过滤板1803进行更换时更加的舒适。
本发明的工作原理是：在发动机工作时，外界空气在增压泵17的作用下，通过主管道16进入气体预热箱1501内部，在通过主管道16进入气体预热箱1501内部时，利用活性炭过滤板1803对空气中的杂质进行过滤，避免杂质进入发动机内部对发动机造成损坏，当需要对活性炭过滤板1803进行更换时，直接通过更换把手1805将活性炭过滤板1803从过滤盒1801内部抽出即可，当需要安装时，直接利用磁吸槽1802和磁吸板1804对活性炭过滤板1803进行固定即可，方便快捷；
当发动机工作时，利用散热板1401对发动机工作过程中产生的热量进行及时的散热，此时，利用吸热管1402内部的循环水对散热板1401的热量进行吸收，并在循环水的作用下，将热量通过连接管1403和循环管1404输送至U型管1406处，利用U型管1406和换热板1407将循环水中的热量散发出去，此时，通过主管道16进入气体预热箱1501中的空气在遮挡板1506的作用下，在气体预热箱1501内部充分的扩散，与气体预热箱1501内部的热空气充分的混合，同时完成与U型管1406中的热量的热交换，完成对气体的预热，此时，预热之后的气体通过进气管12进入中缸2内部，在火花塞11的作用下点火对燃油进行燃烧，由于空气在进入中缸2之前进行了预热，使得燃油燃烧时不需要花费其余的能量来对空气进行升温，使得燃油燃烧时产生的能量尽可能的转换成机械能，提高了燃油的利用率，燃烧之后的废气通过排气管13排出；
当气体预热箱1501中的U型管1406和其他装置损坏时，可以将气体预热箱1501拆卸，对内部的U型管1406和其他装置进行更换和维修，方便快捷。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：该装载机发动机包括曲轴箱(1)、中缸(2)和缸头盖(3)，所述曲轴箱(1)上方固定安装有中缸(2)，所述中缸(2)上方固定安装有缸头盖(3)，所述中缸(2)顶端一侧开设有进气口(4)，所述中缸(2)顶端另一侧开设有排气口(5)；
所述进气口(4)位置处固定安装有进气管(12)，所述排气口(5)位置处固定安装有排气管(13)，所述中缸(2)外侧固定安装有热交换组件(14)，所述进气管(12)之间通过预热组件(15)连接，所述预热组件(15)一侧中部固定安装有主管道(16)，所述主管道(16)中部安装有增压泵(17)，所述增压泵(17)的输入端与开关的输出端电性连接，所述开关与电源电性连接，所述主管道(16)一端安装有过滤组件(18)；
所述热交换组件(14)包括散热板(1401)、吸热管(1402)、连接管(1403)、循环管(1404)、抽水泵(1405)、U型管(1406)和换热板(1407)；
所述中缸(2)外侧等距离固定安装有散热板(1401)，所述中缸(2)外侧环绕安装有若干吸热管(1402)，所述吸热管(1402)贯穿散热板(1401)固定安装，所述吸热管(1402)之间通过连接管(1403)连接，所述连接管(1403)一端固定连接有循环管(1404)，所述循环管(1404)一端通过抽水泵(1405)固定安装有U型管(1406)，所述抽水泵(1405)的输入端与电源的输出端电性连接，所述开关与电源电性连接，所述U型管(1406)外侧固定安装有若干换热板(1407)；
所述吸热管(1402)、连接管(1403)、循环管(1404)和U型管(1406)内部均填充有循环水。
2.根据权利要求1所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述预热组件(15)包括气体预热箱(1501)、真空层(1502)、出气孔(1503)、进气孔(1504)、连接杆(1505)、遮挡板(1506)和底板(1507)；
所述气体预热箱(1501)内壁开设有真空层(1502)，所述气体预热箱(1501)两侧中部均开设有出气孔(1503)，所述进气管(12)与出气孔(1503)之间通过固定螺丝固定连接，所述气体预热箱(1501)一侧中部开设有进气孔(1504)，所述进气孔(1504)一端通过连接杆(1505)固定安装有遮挡板(1506)，所述气体预热箱(1501)底端通过固定螺丝固定安装有底板(1507)。
3.根据权利要求2所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述进气孔(1504)与主管道(16)之间通过固定螺丝固定连接，所述进气孔(1504)与主管道(16)之间嵌入安装有密封橡胶圈。
4.根据权利要求1所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述过滤组件(18)包括过滤盒(1801)、磁吸槽(1802)、活性炭过滤板(1803)、磁吸板(1804)和更换把手(1805)；
所述过滤盒(1801)与主管道(16)之间通过固定螺丝固定连接，所述过滤盒(1801)顶端开设有磁吸槽(1802)，所述过滤盒(1801)内部穿插有活性炭过滤板(1803)，所述活性炭过滤板(1803)顶端固定安装有磁吸板(1804)，所述磁吸板(1804)顶端中部固定安装有更换把手(1805)。
5.根据权利要求4所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述磁吸槽(1802)与磁吸板(1804)的接触面为异性磁极。
6.根据权利要求4所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述更换把手(1805)外侧套接有橡胶海绵套。
7.根据权利要求2所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述底板(1507)底端中部两侧开设有穿插孔。
8.根据权利要求1所述的进气预热与水循环散热联合的装载机发动机，其特征在于：所述曲轴箱(1)内部中心位置处转动安装有曲轴(6)，所述中缸(2)内部竖直滑动安装有活塞(8)，所述活塞(8)与曲轴(6)边部之间通过连杆(7)连接，所述进气口(4)内部穿插有喷油嘴(9)，所述中缸(2)顶端位于进气口(4)和排气口(5)与中缸(2)连接处均安装有密封杆(10)，所述中缸(2)顶端中部固定安装有火花塞(11)，所述火花塞(11)的输入端与开关的输出端电性连接，所述开关与电源电性连接。
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