CN110657042B - 一种发动机节能减重结构及其制造方法 - Google Patents

一种发动机节能减重结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机节能减重结构及其制造方法。所述发动机节能减重结构包括曲轴箱，曲轴箱上设有中缸，中缸上设有缸头，中缸内设有活塞，曲轴箱内设有相互连接的离合器和飞轮，其特征在于，所述离合器与曲轴箱、飞轮之间分别设有曲轴左防漏油块、曲轴右防漏油块；所述活塞顶面的外缘为环形平面，中部为圆凸面，该圆凸面上设有一对圆形凹坑，圆凸面的中心设有圆形凸起。将原发动机切除发动机的变速箱及大部分发动机散热片后，在离合器的套筒外径上车出螺纹并加装链轮即可。本发明在保证使用寿命的情况下，优化了原有发动机的油路循环、提高了发动机的功率、改善缸内流场组织和气体燃烧过程以及整机质量，使得发动机轻量节能、节油环保。

Description

一种发动机节能减重结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发动机节能减重结构及其制造方法，具体涉及一种中国HONDA节能车发动机节能减重结构及其制造方法，属于单缸发动机技术领域。
背景技术
随着汽车行业的快速发展以及人民的生活水平提高，节能减排，改装发动机，提升发动机性能、降低发动机耗油量成为一种趋势。中国HONDA节能竞技大赛，是使用HONDA低耗油WH152FMI发动机设计、制作赛车。由于发动机减重等各种原因，就造成了改装后的发动机存在严重的机油泄露问题。但目前并没有针对改装发动机的防漏油措施或类似于的发动机结构，如专利200720191782.7或专利201320546781.5、专利200920281386.2等发动机防漏油措施，其对改装后的发动机无法起到防漏油作用。
另一方面，现有发动机中活塞的平顶或凹顶设计所形成的燃烧室的形状不适合混合气体的燃烧过程，耗油较大且燃烧不充分。公开号为：CN203962078U的专利公开了一种机油油路系统，包括汽油机机箱、曲轴箱、活塞缸、正时齿轮、从动齿轮、凸轮、凸轮腔、收油孔、油道。这类机油油路系统虽然能够实现汽油机润滑油路和链条润滑油路的统一，但存在着不足，不仅使整个机油油路系统复杂化，而且不便于机油油路系统的清洁、更换以及携带等；这对于改装发动机，尤其是对于需要切割的发动机来说就不适合了。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何优化原有发动机的油路循环、提高发动机的功率、改善缸内流场组织和气体燃烧过程以及整机质量，使得发动机轻量节能、节油环保。
为了解决上述问题，本发明提供了一种发动机节能减重结构，包括曲轴箱，曲轴箱上设有中缸，中缸上设有缸头，中缸内设有活塞，曲轴箱内设有相互连接的离合器和飞轮，离合器、飞轮分别从曲轴箱的两侧露出，其特征在于，所述曲轴箱与离合器、飞轮之间分别设有曲轴左防漏油块、曲轴右防漏油块；所述活塞顶面的外缘为环形平面，中部为圆凸面，该圆凸面上设有沿其直径方向设有一对相离的规格相同的圆形凹坑，圆凸面的中心设有与其同心且与圆形凹坑相交的圆形凸起。
优选地，所述曲轴箱与曲轴左防漏油块之间设有油封。
优选地，所述曲轴右防漏油块由曲轴右上防漏油块、曲轴右下防漏油块拼接而成。
优选地，所述活塞的压缩比为12。
优选地，所述发动机为HONDA发动机，其型号为：WH125FMI。
更优选地，所述圆形凸起的最高点至环形平面的高度为7.2毫米，圆形凸起的最高点至圆形凹坑的最低点的高度为5.6毫米，圆形凸起的半径为11.5毫米，圆形凹坑的半径为9.4毫米，圆形凸起的圆心至任意一个圆形凹坑圆心的距离为12.0毫米。
优选地，所述曲轴箱的一侧通过气动快插接口一、油管一与机油泵连接，机油泵连接电源；曲轴箱底部设有接油盘，接油盘通过气动快插接口二、油管二连接气动快插三通接口，气动快插三通接口再连接两根进油管，其中一根进油管与机油泵连接；电源供电给机油泵，机油从进油管吸入机油泵内，再被泵入曲轴箱中，通过发动机的运转，机油从接油盘通过油管二、进油管再次流入机油泵中，从而达到机油循环的效果。
更优选地，所述接油盘通过铝板固定于曲轴箱底部，接油盘的内侧设有防油槽。
更优选地，所述油管二、不与机油泵连接的另一根进油管上分别设有气动快插气阀一、气动快插气阀二；向发动机添加机油时，打开气动快插气阀二，关闭气动快插气阀一，则机油只能流入发动机；正常运转时，打开气动快插气阀一，关闭气动快插气阀二，则机油只能沿油路循环流动；发动机排出机油时，打开气动快插气阀一，关闭气动快插气阀二，拔出油管二，则机油从气动快插接口二中排出。
本发明还提供了一种上述发动机节能减重结构的制造方法，其特征在于，首先在距曲轴箱20-30mm处切除发动机的变速箱，然后切除缸头与中缸、中缸与曲轴箱结合面外边线以外的所有发动机散热片，最后在离合器的套筒外径上车出螺纹并加装用于驱动汽车传动系统的链轮，通过链轮将发动机动力输出至汽车传动系统。
切除发动机的变速箱后，为保证动力输出，由原厂发动机的变速箱输出轴输出动力改为发动机的曲轴直接输出动力，输出方式为在位于发动机主轴上的摩擦片离合器的套筒外径上车螺纹，并将配套的链轮加装到摩擦片的离合器上，保证动力顺利，有效输出。
切除发动机的大部分散热片，由于发动机在比赛过程中工作时间不长，产生的热量较少，且发动机为间歇式工作，切除大部分散热片对发动机的散热不会造成影响，反而更有利于整车的减重，利于提高成绩，切除方式可选择线切割加工或者使用铣床加工。
曲轴箱、飞轮、接油盘、离合器的形状尺寸设计制作综合考虑机油黏附系数(动力黏附系数高温时基本在10左右，根据流体力学理论公式
Figure GDA0002935560900000031
计算)，曲轴与块的摩擦(根据摩擦力矩
Figure GDA0002935560900000032
摩擦圆半径ρ＝fvr计算)，发动机曲轴箱外表形状等。
本发明的有益效果在于：
(1)活塞的改造提升了发动机的功率和燃油效率，使得发动机的动力更加充足的同时也能加节能减排；
(2)改造后的发动机相较于传统发动机减少了全部变速箱、部分发动机散热片的切除等部件，由于减重改造大大减轻了发动机的质量使得发动机在保证比赛性能的情况下更加节油减排；
(3)改造后的发动机由于油路改造和防漏油改造，优化了油路循环，在不影响发动机性能的情况下保证整体密封性。
附图说明
图1为实施例1提供的发动机节能减重结构的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为活塞的主视图；
图4为图3的透视图；
图5为图3的俯视图；
图6为曲轴左防漏油块与油封的主视图；
图7为图6的剖视图；
图8为曲轴右上防漏油块的结构示意图；
图9为曲轴右下防漏油块的结构示意图；
图10为接油盘的主视图；
图11为图10的俯视图；
图12为图10的侧视图；
图13为实施例2提供的发动机节能减重结构的结构示意图；
图14为实施例2提供的发动机节能减重结构的油路连接图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
如图1-2所示，为本实施例提供的一种HONDA发动机(型号：WH125FMI)节能减重结构，其包括曲轴箱8，曲轴箱8上设有中缸2，中缸2上设有缸头1，中缸2内设有活塞3，曲轴箱8内设有相互连接的离合器11和飞轮5，离合器11、飞轮5分别从曲轴箱8的两侧露出。曲轴箱8与离合器11、飞轮5之间分别设有曲轴左防漏油块9、曲轴右防漏油块，曲轴箱8与曲轴左防漏油块9之间设有油封10(如图6、7所示)。曲轴右防漏油块由曲轴右上防漏油块4(如图8所示)、曲轴右下防漏油块6(如图9所示)拼接而成。曲轴箱8底部设有接油盘7，接油盘7的内侧设有防油槽7-1(如图10-12所示)。
如图3-5所示，活塞3顶面的外缘为环形平面3-1，中部为圆凸面，该圆凸面上设有沿其直径方向设有一对相离的规格相同的圆形凹坑3-3，圆凸面的中心设有与其同心且与圆形凹坑3-3相交的圆形凸起3-2。圆形凸起3-2的最高点至环形平面3-1的高度为7.2毫米，圆形凸起3-2的最高点至圆形凹坑3-3的最低点的高度为5.6毫米，圆形凸起3-2的半径R1为11.5毫米，圆形凹坑3-3的半径R2为9.4毫米，圆形凸起3-2的圆心至任意一个圆形凹坑3-3圆心的距离为12.0毫米。所述活塞3的压缩比为12。
上述发动机节能减重结构的制造方法为：以HONDA发动机，其型号为：WH125FMI为例，首先在距曲轴箱3 20-30mm处切除发动机的变速箱，然后切除缸头1与中缸2、中缸2与曲轴箱8结合面外边线以外的所有发动机散热片，最后在离合器11的套筒外径上车出螺纹并加装用于驱动汽车传动系统的链轮。
切除发动机的变速箱后，为保证动力输出，由原厂发动机的变速箱输出轴输出动力改为发动机的曲轴直接输出动力，输出方式为在位于发动机主轴上的摩擦片离合器的套筒外径上车螺纹，并将配套的链轮加装到摩擦片的离合器上，保证动力顺利，有效输出。
切除发动机的大部分散热片，由于发动机在比赛过程中工作时间不长，产生的热量较少，且发动机为间歇式工作，切除大部分散热片对发动机的散热不会造成影响，反而更有利于整车的减重，利于提高成绩，切除方式可选择线切割加工或者使用铣床加工。
实施例2
如图13、14所示，为本实施例提供的发动机节能减重结构，接油盘7通过铝板12固定于曲轴箱8底部，接油盘7由上下两部分组成(图13中只给出了上半部分)。曲轴箱8的一侧通过气动快插接口一13、油管一14与机油泵15连接，机油泵15连接电源16；接油盘7通过气动快插接口二17、油管二18连接气动快插三通接口20，气动快插三通接口20再连接两根进油管22，其中一根进油管22与机油泵15连接，另一根进油管22上设有气动快插气阀二21。油管二18上设有气动快插气阀一19。气动快插接口一13、气动快插接口二17与曲轴箱8之间铸工胶23。
电源16供电给机油泵15，机油从进油管22吸入机油泵15内，再被泵入曲轴箱8中，通过发动机的运转，机油从接油盘7通过油管二18、进油管22再次流入机油泵15中。
向发动机添加机油时，打开气动快插气阀二21，关闭气动快插气阀一19，则机油只能流入发动机；正常运转时，打开气动快插气阀一19，关闭气动快插气阀二21，则机油只能沿油路循环流动；发动机排出机油时，打开气动快插气阀一19，关闭气动快插气阀二21，拔出油管二18，则机油从气动快插接口二17中排出。

Claims (10)

1.一种发动机节能减重结构，包括曲轴箱(8)，曲轴箱(8)上设有中缸(2)，中缸(2)上设有缸头(1)，中缸(2)内设有活塞(3)，曲轴箱(8)内设有相互连接的离合器(11)和飞轮(5)，离合器(11)、飞轮(5)分别从曲轴箱(8)的两侧露出，其特征在于，所述曲轴箱(8)与离合器(11)、飞轮(5)之间分别设有曲轴左防漏油块(9)、曲轴右防漏油块；所述活塞(3)顶面的外缘为环形平面(3-1)，中部为圆凸面，该圆凸面上沿其直径方向设有一对相离的规格相同的圆形凹坑(3-3)，圆凸面的中心设有与其同心且与圆形凹坑(3-3)相交的圆形凸起(3-2)。
2.如权利要求1所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述曲轴箱(8)与曲轴左防漏油块(9)之间设有油封(10)。
3.如权利要求1所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述曲轴右防漏油块由曲轴右上防漏油块(4)、曲轴右下防漏油块(6)拼接而成。
4.如权利要求1所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述活塞(3)的压缩比为12。
5.如权利要求1所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述发动机为HONDA发动机，其型号为：WH125FMI。
6.如权利要求5所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述圆形凸起(3-2)的最高点至环形平面(3-1)的高度为7.2毫米，圆形凸起(3-2)的最高点至圆形凹坑(3-3)的最低点的高度为5.6毫米，圆形凸起(3-2)的半径(R1)为11.5毫米，圆形凹坑(3-3)的半径(R2)为9.4毫米，圆形凸起(3-2)的圆心至任意一个圆形凹坑(3-3)圆心的距离为12.0毫米。
7.如权利要求1所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述曲轴箱(8)的一侧通过气动快插接口一(13)、油管一(14)与机油泵(15)连接，机油泵(15)连接电源(16)；曲轴箱(8)底部设有接油盘(7)，接油盘(7)通过气动快插接口二(17)、油管二(18)连接气动快插三通接口(20)，气动快插三通接口(20)再连接两根进油管(22)，其中一根进油管(22)与机油泵(15)连接；电源(16)供电给机油泵(15)，机油从进油管(22)吸入机油泵(15)内，再被泵入曲轴箱(8)中，通过发动机的运转，机油从接油盘(7)通过油管二(18)、进油管(22)再次流入机油泵(15)中。
8.如权利要求7所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述接油盘(7)通过铝板(12)固定于曲轴箱(8)底部，接油盘(7)的内侧设有防油槽(7-1)。
9.如权利要求7所述的发动机节能减重结构，其特征在于，所述油管二(18)、不与机油泵(15)连接的另一根进油管(22)上分别设有气动快插气阀一(19)、气动快插气阀二(21)；向发动机添加机油时，打开气动快插气阀二(21)，关闭气动快插气阀一(19)，则机油只能流入发动机；正常运转时，打开气动快插气阀一(19)，关闭气动快插气阀二(21)，则机油只能沿油路循环流动；发动机排出机油时，打开气动快插气阀一(19)，关闭气动快插气阀二(21)，拔出油管二(18)，则机油从气动快插接口二(17)中排出。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的发动机节能减重结构的制造方法，其特征在于，首先在距曲轴箱20-30mm处切除发动机的变速箱，然后切除缸头(1)与中缸(2)、中缸(2)与曲轴箱(8)结合面外边线以外的所有发动机散热片，最后在离合器(11)的套筒外径上车出螺纹并加装用于驱动汽车传动系统的链轮。
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