CN1103406C - 发动机驱动的工作机械 - Google Patents

Abstract

一种发动机驱动的工作机械，它有一台发动机和由该发动机驱动的一台工作机械，发动机和工作机械由一个隔音箱覆盖。装有消音器的废气舱形成于隔音箱内。与消音器连接的废气管弯向远离废气舱上废空气排放口的方向，其开口位置也远离废空气排放口。被强迫进入废气舱的冷却空气绕消音器和废气管流过冷却它们。从废气管排向废气舱的废气与这股冷却空气混合后改变排放方向，经废空气排放口排向隔音箱外。

Description

发动机驱动的工作机械

本发明涉及一种用隔音箱完全覆盖的发动机驱动的工作机械，特别是它能降低排向隔音箱外的排气噪声级和排气的流动速度。

该发动机驱动的工作机械有一台与发电机、空气压缩机或扬水泵组成一体的发动机，用于建筑工地。考虑到工作环境或考虑在城镇、尤其是夜间工作时对当地社区的影响，许多发动机驱动的工作机械都用隔音箱完全覆盖，以便把工作噪声降低到尽可能低的水平。

这种发动机驱动的工作机械制造成这样：吸气口和排气口之类的开口数目尽量少，开口也小，以便获得安静的效果。因此，考虑到开口面积小所导致的隔音箱内冷却能力差的问题，必须采取一些有效的措施。

鉴于上述问题，日本实用新型出版物号Sho 64-3777中申请了一种发动机驱动的工作机械。在这种机械中，发动机和消音器用一个风道覆盖，使其与隔音箱内的其它设备隔开，冷却空气被强迫进入风道，使其从消音器侧排向隔音箱外，如此，可以防止热的废冷却空气向隔音箱回流，也可便于安排各种设备，有效地利用隔音箱内的空间。

在上述申请的机器中，排放隔音箱内废冷却空气的排气口设置于废气管的延长线上，如该日本出版物的图4所示，因此，废冷却空气是被从消音器喷出的废燃气强迫排出箱外的，但是，废燃气和废空气在排气口处拥挤，有时可听到很大的排气噪声。

本发明涉及对该发动机驱动的工作机械的一项改进，克服了上述的困难，并提出了一种发动机驱动的工作机械，它有一个包围发动机和由该发动机驱动的工作机械的隔音箱，它包括：一个形成于隔音箱内、有一个废空气排放口的废气舱；一个置于废气舱内的消音器；以及一个废气管，它连接到消音器、并被弯折到远离废气舱废空气排放口的方向、其开口位置远离废空气排放口；所以，被强迫进入废气舱的冷却空气绕消音器和废气管流过，冷却消音器和废气管，从废气管排向废气舱的废燃气与这股冷却空气混合后改变排放方向，经废空气排放口排向隔音箱外。

根据本发明，冷却空气被强迫进入废气舱并绕消音器和连接到消音器的废气管流过，有效地冷却了消音器和废气管。从废气管排出的废燃气与已经冷却过消音器和废气管的废空气充分混合，因此，从废气出口排出的废燃气的温度可被降低，废燃气的速度也可降低。

废燃气从连接于消音器的废气管排出的方向可能平行于废空气排放口平面。从废气管排向废气舱的废燃气与流经消音器和废气管周围后流向废空气排放口的冷却空气相遇并混合，因此在废气出口处排气的温度分布是均匀的。

因为废气管排气的方向平行于废空气排放口平面，所以从废气管排向隔音箱的排气噪声并不直接到达隔音箱的废空气排放口，而是被隔音箱的内表面反射和吸收，因此，从隔音箱的废空气排放口发出的排气噪声级大大低于从废气管的排气噪声级。

从隔音箱外，透过隔音箱的废空气排放口是看不到废气管的废燃气出口的，因此发动机驱动的工作机械的外观也较好。

连接于消音器的废气管的末端可能是封闭的，废气管的开口可能在消音器和该末端之间的中间位置。这样，从发动机排气口向废气管传播的排气噪声在废气管的封闭端反射并与后续的排气噪声干涉，因此，从位于中间位置的废气管口发出的排气噪声级被大大地降低了。

根据本发明的一个特点，上述发动机驱动的工作机械包括一个风道，它覆盖发动机和消音器，使其与隔音箱内的其它设备热隔离；该风道的一端开口向隔音箱内；该风道内设置消音器的另一端开口向隔音箱外；以及一台由发动机驱动的风机，它把隔音箱内的空气从风道上向隔音箱内开口的一端吸入风道，所以，空气绕发动机和消音器流过，冷却发动机和消音器，并经风道的另一端排向隔音箱外。

由风道隔热的上述其它设备很少受诸如发动机和消音器等发热设备所发射的热量的影响。因为发热设备被风机吸入风道的冷却空气有效地冷却了。

诸如发动机和消音器等噪声源由风道和隔音箱双层覆盖，因此可以获得很高的隔音能力。

在这种发动机驱动的工作机械中，发动机的汽缸可能是在一个垂直于发动机旋转轴的平面内横向倾斜的，消音器可能置于垂直于发动机旋转轴的汽缸上方的空间内。发动机上方可以形成较大的空间安排消音器，因此隔音箱的高度可以降低，该发动机驱动的工作机械可以显著小型化。

因为高温的消音器置于汽缸上方，所以发动机可避免消音器辐射的热影响，发动机冷却系统的热负荷也可减小。吸入风道的冷却空气与发动机进行热交换，然后由从废气管开口处排出的高温废燃气和被消音器加热后上升的冷却空气所引导，经过隔音箱的废空气排放口平稳地排向外界。因此可以获得很高的冷却性能。

图1是作为根据本发明的发动机驱动的工作机械一个实施例的发动机驱动的发电机的外观透视图。

图2是图1的部件分解透视图。

图3是图1的正视图。

图4是图1的侧视图。

图5是图1的前视图。

图6是图1的后视图。

图7是图4局部放大侧剖视图。

图8是沿图4中箭头VIII方向的局部放大视图。

下文叙述图1-8所示的发动机驱动的发电机1，它是根据本发明的发动机驱动的工作机械的一个较佳实施例。

如图1所示，发动机驱动的发电机1的隔音箱2包括一个盘状的底框3，一个盖在立于底框3前侧的前框4上的矩形盒状前盖6，一个盖在立于底框3后侧的后框5上的矩形盒状后盖7，一个连接到前框4和后框5上、位于前盖6和后盖7之间的中盖8，以及一块连接到前框4和后框5上、用于开启和关闭隔音箱2右下侧面的盖板9。

如图2所示，底框3有前壁3a和侧壁3b，其上分别开有从外界吸气的吸气口3d和3e。底框3的后侧壁3c是可拆的。底框3内前后装有两根相互平行的长支撑梁3p和3q。

前框4的上缘后弯形成折边4a。前框4主要部分的矩形板上部开有矩形口4b，4b下方有一个局部鼓成圆形的通风口4c。

后框5分成上下两块。该上下两块组装后，中间形成一个很大的矩形通孔5a。该通孔5a与前伸的圆柱形风道10是一体的。后框5的上缘前弯形成折边5b。

前盖6前壁的中央有一个矩形的凹口6a，凹口6a处形成了矩形的窗口6b。在后盖7的上壁有矩形的窗口7a与废空气风道11的废空气排放口11a相对。

废空气风道11设置于后框5之后，用玻璃纤维制造，形如矩形盒。废空气风道11向后鼓起，并与圆柱形风道10相通。废空气风道11的前方和下方是开启的，其上壁有废空气排放口11a。

分别立在底框3前后的前框4和后框5之间有两根沿前后方向的左右加强筋12。如图3所示，左右加强筋12的前后端分别向前或向后穿过前框4和后框5的上角。

如图2所示，中盖8形如半截方形管，有左侧壁8a、上壁8b和右上侧壁8c。在上壁8b上有一个圆孔8d，其中可轻松地放入燃油箱43的供油嘴43c(图4)。

如图4所示，隔音箱2内底框3上方的空间分隔成前舱13、中舱14和后舱15，前舱13在前框4和前盖6之间，中舱14在前框4和后框5之间并有中盖8和盖板9包围，后舱15在后框5和后盖7之间。后盖7的内表面衬有废空气风道11。

如图2所示，圆柱形风道10从后框5伸入中舱14的矩形管段的前还接有一个风机盖16，风机盖16也是该风道的一部分。风机盖16是近圆柱形的，覆盖发电机25和离心风机30，在前端有圆形的吸气口16a。圆形的吸气口16a的环形端面上伸出许多突起16b，这些突起有预先确定的长度。风机盖16后端的开口面周向伸出一个法兰16c，矩形框17从后面连接到法兰16c上。沿矩形框17的矩形外缘设有密封件18，使风机盖16的吸气口16a与后框5的通孔5a间气密连接，防止在其中流动的冷却空气外泄。

在隔音箱2内，在中舱14的一部分和后舱15内形成了一个风道空间，包括风机盖16、圆柱形风道10和废空气风道11。在该风道空间上游侧的吸气口16a向中舱14开口，而下游侧的废空气排放口11a经过后盖7的上侧矩形口7a通向隔音箱2外。

发动机20和发电机25置于风机盖16、圆柱形风道10和废空气风道11形成的风道空间内。如图4所示，发动机20装在圆柱形风道10和位于隔音箱2后部的废空气风道11内，发动机20的后部经由减振座21安装到底框3的支撑梁3q上。如图6所示，发动机20有一个位置偏左的曲轴箱20a、一个向右稍偏上倾斜的气缸20b和一根水平前伸的曲轴20c。

在气缸20b上方，沿左右方向安装了一个圆柱形的大消音器22。气缸20b经由从汽缸向上伸出的废气管29与消音器22相连接。消音器22经过托架23支撑到发动机上。如图4和6所示，废气管24的一个底端24a连接到消音器22的右端壁22a上，它从该底端向上伸，然后向后再向下弯曲。废气管的末端用一个盖子24b覆盖。废气管24下弯段24c的中部有一个向左开的口24d。

发电机25是一台外转子型多极发电机，外转子26固定在曲轴20c上(图7)。外转子26做成短圆柱形，与曲轴20c一起旋转，也起发动机20的飞轮的作用。外转子26的内环面上装有许多磁铁26a。

外转子26有装在前面向后开口的底壁26b。在外转子26内装有内转子27，它有许多从定子芯27a径向向外伸出的磁轭27b。发电线圈27c绕在磁轭27b上。定子芯27a用螺栓28固定到曲轴箱20a上。

外转子26的底壁26b上有许多通气孔26c，离心风机30从前面固定到底壁26b上。离心风机30是一台双面风机，在盘形底板30a的前后两侧分别有叶片31、32。

风机盖16覆盖发电机25和离心风机30，风机盖16前端的吸气口16a正对离心风机30开口。风机盖16的后端与矩形框17一起固定在发动机20的曲轴箱20a上。

反冲起动机35正对吸气口16a安装。在风机盖16的开口端端面16d和反冲起动机35的后端面35a之间的间隙是靠从吸气口16a末端端面16d上伸出的突起16b(图2)形成的。起动机箱36的轮毂36b固定到风机盖16上。

反冲起动机35有一个棘轮37装在一根与曲轴20c同轴的旋转轴上，可以向后跳开。正对棘轮37，在离心风机30的中心装有棘爪38。

棘轮37由起动机操纵杆(图中未画出)经过一个齿轮组驱动，或由装在起动机箱36左端的起动机马达39驱动。

反冲起动机35的基本呈锥形的起动机箱36上四周开有许多纵向的长孔36a。起动机箱36的外侧通过风机盖16端面处的间隙和长孔36a与风机盖16的吸气口16a相通。

反冲起动机35位于中舱14内，经左右两个减振座46装到支撑梁3p上。

发动机20的曲轴箱20a装在后舱15和中舱14内的左侧，发电机25和反冲起动机35装在曲轴箱20a的前面。在中舱14内，汽化器41和空气滤清器42装在风机盖16和反冲起动机35的右侧，空气滤清器42在汽化器41的前面。

消音器22装在发动机20的上方，燃油箱43装在中舱14内风机盖16、发电机25、汽化器41和空气滤清器42的上面。燃油箱43的法兰43a置于安装在前框4和后框5之间的左右加强筋12上。燃油箱43用螺栓45固定到左右加强筋12上。

如图4所示，燃油箱43的前部43b穿过前框4的上开孔4b(图2)部分伸入前舱13内。燃油箱43的供油嘴43c穿过圆孔8d向上伸出，油箱盖46有螺纹拧到供油嘴43c的上端，可拆卸。

在前盖6覆盖的前框4的前面是扁平行六面体形的前舱13，其中逆变器50和蓄电池51分别装在底框3上右侧和左侧，控制面板52装在逆变器50和蓄电池51的上面，面向前盖6上的矩形窗口6b。这样，逆变器50、蓄电池51和控制面板52等电气设备就被集中在前舱13中了。

逆变器50把多极发电机25的输出转换成预定频率的交流电。

如图4和6所示，发动机20的曲轴箱20a后端面和下表面外装有一块冷却空气导向板47，它与上述表面之间留有一定的空间。

在图1-8所示的实施例中，当发动机20起动和离心风机30工作时，大量空气经由底框3的吸气口3d和3e吸入隔音箱2内的前舱13，另一股空气经由底框3的吸气口3e吸入隔音箱2内的中舱14。吸入前舱13的冷却空气首先冷却前舱13内的逆变器50、蓄电池51和控制面板52。

如图4和7上的虚线箭头所示，吸入前舱13的冷却空气然后经由通风口4c流入中舱14，与经由吸气口3e吸入中舱14的冷却空气混合，经过风机盖16和起动机箱36之间的间隙、起动机箱36的长孔35a和风机盖16上的吸气口进入风机盖16。

如图7所示，由离心风机30的前侧叶片31从吸气口16a吸入风机盖16内的冷却空气沿风机盖16的内周面绕发电机外转子26的外侧流向发动机20，冷却发动机。发电机25内的空气被离心风机30的后侧叶片32经过外转子26的内部和外转子26底壁26b上的通气孔26c吸入外转子26的内周面。就是说，从外转子26流向发动机20的一部分空气被吸入发电机25，产生环流冷却内转子27的发电线圈27c。

因此，包括已冷却过发电机25的空气在内的冷却空气流到发动机20，冷却发动机，然后，在圆柱形风道10和废空气风道11的引导下流向风机盖16的后上部，冷却消音器22。此后，空气经隔音箱2的废空气出口11a和后盖7的矩形口7a排向外界。

经过吸气口3d、3e进入前舱13的空气流经逆变器50四周的间隙、经过前框4的通风口4c吸入中舱14。因此，前舱13对吸入的空气起到了迷宫吸气风道的作用，限制了中舱14内产生的吸气噪声。

发电机25、发动机20和消音器22是热源，用风机盖16、圆柱形风道10和废空气风道11罩住，与其它设备隔热，由离心风机30经过吸气口16a吸入风机盖16的空气在经过废空气出口11a排到外界之前按温度由低到高的次序冷却发电机25、发动机20和消音器22。因此，发电机25、发动机20和消音器22被有效地冷却。

沿发电机25和曲轴箱20a底部流动的冷却空气由冷却空气导向板47引导到曲轴箱20a的后端，沿曲轴箱20a的辐射形叶片向上，与被气缸20b加热后上升的冷却空气混合，流过消音器22周围后经废空气出口11a排向外界，这样，消音器22也被有效地冷却了。

发动机20的废燃气从废气管24下弯段24c中部的口24d向左排入后舱15，与从发动机20底部升上来的冷却空气遭遇并充分混合，这样，废燃气的温度被大大降低了，从废空气出口11a排出的废空气的温度就不那么高了。

从消音器22排向废气管24的废燃气的噪声在废气管下端的盖24b上反射并与后续的废燃气噪声相干涉，因此，从废气管24的口24d发出的噪声级被大大降低了。

因为废气管24的口24d是向左开的，不对着废空气出口11a，从隔音箱外透过废空气出口11a看不到口24d，所以发动机驱动的发电机1的外观也较好。

因为废气管24从侧面看是弯成倒U形的，所以即使后舱15的上部空间不是很大，废气管24仍可做得较长，因此废气管24内的废气在废气管的范围内可充分地消音和冷却。

因为离心风机30是连接到发动机20的外转子26上的，所以离心风机30的流量很大，且风机的支撑强度也大。

用风机盖16、圆柱形风道10和废空气风道11顺次覆盖发电机25、发动机20和消音器22，通风结构简单。在这个通风结构中，发动机20置于发电机25之后，消音器22置于发动机20之上，由圆柱形风道10和废空气风道11形成的通风路径弯成U形，因此，隔音箱2的前后方向尺寸可缩短，整个发动机驱动的发电机1也可做得更紧凑。

因为发电机25是一台外转子型发电机，外转子26兼作发动机20的飞轮，所以不需要专用的飞轮，发动机驱动的发电机1旋转轴方向(前后方向)的尺寸可以减小，从而使其小型化。

因为发动机20的气缸20b横向倾斜，消音器22置于气缸20b之上，所以发动机驱动的发电机的垂直尺度可以减小，尽管所装消音器22的容量很大。

发动机20是一个噪声源，它用玻璃纤维做的圆柱形风道10和废空气风道11覆盖，再从外面用隔音箱2覆盖，所以有很强的消音效果。因为逆变器50把发电机25的输出转换成预定频率的交流电，所以可以使发电机的转速较低且不受负荷波动影响而维持输出频率恒定，如同原来用于这类发动机驱动的发电机的同步发电机一样。因此工作噪声可大大减小。

发动机20和反冲起动机35是由风机盖16连成一体的，后面的发动机20由减振座21支撑，前面的反冲起动机35由减振座40支撑。也就是说，一个振动物体的前后端附近部位均有有效的支撑。

在中舱14内，燃油箱43以及汽化器41和空气滤清器42等吸油部件置于风机盖16和风道10之外。这样布置后，发动机20的附件可有效地集中安排于一个空间内，因此发动机驱动的发电机1可做得更紧凑。

虽然上文对发动机驱动的发电机作为本发明的一个实施例进行了叙述，但本发明也可用于用发动机驱动空气压缩机或扬水泵的其它工作机械。

Claims (5)

1.一种发动机驱动的工作机械，它有一个包围发动机和由该发动机驱动的工作机械的隔音箱，它包括：

一个形成于隔音箱内、有废空气排放口的废气舱；

一个置于所述废气舱内的消音器；以及

一个废气管，它连接到所述消音器、向远离所述废气舱所述废空气排放口的方向弯折、其开口位置远离所述废空气排放口；

所以，被强迫进入所述废气舱的冷却空气绕所述消音器和所述废气管流过，冷却消音器和废气管，从所述废气管排向所述废气舱的废燃气与所述冷却空气混合后改变排放方向，经所述废空气排放口排向所述隔音箱外。

2.如权利要求1所述的发动机驱动的工作机械，其特征在于，所述废燃气从连接于所述消音器的所述废气管排出的所述方向平行于所述废空气排放口平面。

3.如权利要求2所述的发动机驱动的工作机械，其特征在于，连接于所述消音器的所述废气管的末端是封闭的，所述废气管的所述开口在所述消音器和所述末端之间的某个位置。

4.如权利要求1所述的发动机驱动的工作机械，其特征在于，包括一个覆盖所述发动机和所述消音器的风道，使它们与所述隔音箱内的其它设备热隔离；所述风道的一端向所述隔音箱内开口；所述风道内设置所述消音器的另一端向所述隔音箱外开口；以及一台由所述发动机驱动的风机，它把所述隔音箱内的空气由所述风道向所述隔音箱内开口的所述端吸入所述风道，所以，所述空气绕所述发动机和所述消音器流过冷却它们，并经所述风道的所述另一端排向所述隔音箱外。

5.如权利要求4所述的发动机驱动的工作机械，其特征在于，所述发动机的汽缸在一个垂直于所述发动机旋转轴的平面内横向倾斜，所述消音器置于垂直于所述旋转轴的所述汽缸上方的空间内。

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