CN211474274U - 一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其包括缸筒及散热片，所述散热片的外形为长方形，长方形散热片通过沿缸筒外圆自上而下不等距的方式布置，所述缸筒外圆沿轴向呈凹弧形，中间壁厚为h1，h1=6～7毫米，两端壁厚厚度为h2，h2=h1+3毫米。所述缸筒外圆上设置有十三个散热片，从顶部第一个散热片到尾部最后一个散热片分上中下三个区域。本实用新型在保持原有风冷柴油机主要结构尺寸不变的情况下，能增加散热片的散热面积，提升单金属气缸套的整体散热性能，从而提高风冷柴油机的高温可靠性；应用到低排放风冷柴油机中后，可大大减少风冷柴油机的PM颗粒排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及风冷柴油机气缸套，特别是一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，属于发动机零部件技术领域。
背景技术
单金属气缸套在欧洲的单缸或双缸风冷柴油机中应用较广泛，其散热片数量多、间距较小，散热片外围为圆形，在气缸盖螺栓安装中心处设有敞开缺口，整体结构简单，零件成本较低，比较适合在最高环境温度不超过35℃的欧洲海洋性气候环境下使用。由于受世界气候变暖的影响,我国南方地区夏季环境温度大都在35℃以上,最高温度甚至达到40℃,此时使用欧式单缸或双缸风冷柴油机机油温度会高达125℃,活塞环因高温容易出现粘结现象,继续使用下去甚至造成拉缸现象，严重影响了风冷柴油机的在夏季高温季节的正常使用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，在保持原有风冷柴油机主要结构尺寸不变的情况下，能增加散热片的散热面积，提升单金属气缸套的整体散热性能，从而提高风冷柴油机的高温可靠性；应用到低排放风冷柴油机中后，可大大减少风冷柴油机的PM颗粒排放。
按照本实用新型提供的技术方案，所述低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，包括缸筒及散热片，所述散热片的外形为长方形，长方形散热片通过沿缸筒外圆自上而下不等距的方式布置，所述缸筒外圆沿轴向呈凹弧形，中间壁厚为h1，h1=6～7毫米，两端壁厚厚度为h2，h2=h1+3毫米。
作为本实用新型的进一步改进，所述缸筒外圆上设置有十三个散热片，从顶部第一个散热片到尾部最后一个散热片分上中下三个区域，上区域的第一散热片、第二散热片、第三散热片、第四散热片、第五散热片的之间间距均为a1，a1=7.5～7.9毫米，中区域的第五散热片、第六散热片、第七散热片、第八热片、第九散热片的之间间距均为a2，a2=a1-0.5毫米，下区域的第九散热片、第十散热片、第十一散热片、第十二散热片、第十三散热片的之间间距均为a3，a3=a1-1.0毫米。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一散热片至第十三散热片所处位置不同，其散热片边缘至气缸中心的距离各不相同，其中：位于靠近冷却风近风侧的十三个散热片边缘和冷却风强风侧的十三个散热片边缘至气缸中心的距离均为b1，b1=63～67毫米，位于冷却风弱风侧的第一散热片、第二散热片、第三散热片、第五散热片、第七散热片、第九散热片、第十一散热片、第十三散热片的边缘至气缸中心的距离为b2，b2=b1+2毫米。
作为本实用新型的进一步改进，位于冷却风弱风侧的第四散热片、第六散热片、第八散热片、第十散热片、第十二散热片的边缘至气缸中心的距离为b3，b3=b1-3毫米。
作为本实用新型的进一步改进，位于冷却风背风侧的第一散热片、第二散热片、第三散热片、第五散热片、第七散热片、第九散热片、第十一散热片、第十三散热片的边缘至气缸中心的距离为b4，b4=b1+8毫米。
作为本实用新型的进一步改进，所述位于冷却风背风侧的第四散热片、第六散热片、第八散热片、第十散热片、第十二散热片的边缘至气缸中心的距离为b5，b5=b1+3毫米。
作为本实用新型的进一步改进，所述散热片的气缸盖螺栓中心处的结构各不相同，其中第一散热片、第二散热片、第三散热片、第四散热片、第五散热片及第六散热片的气缸盖螺栓中心处为封闭式结构并钻有孔。
作为本实用新型的进一步改进，所述第七散热片、第八热片、第九散热片、第十散热片、第十一散热片、第十二散热片及第十三散热片的气缸盖螺栓中心处为敞开式结构。
作为本实用新型的进一步改进，所述缸筒顶部靠近第一散热片处设有气缸盖安装面及外圆。
作为本实用新型的进一步改进，所述缸筒尾部靠近第十三散热片处设有机体安装面及外圆。
本实用新型与现有技术相比，优点在于：
本实用新型通过采用缸筒外圆沿轴向呈凹弧型，中间最小壁厚为h1，h1=6～7毫米，两端壁厚较厚为h2，h2=h1+3毫米的设计方案，提高了缸筒的整体刚度，减少了气缸套的变形。通过沿缸筒外圆自上而下采用长方形散热片不等距布置方式，并按散热片所处位置不同和冷却风头的强弱不同，采用了不同的散热片边缘与气缸中心的距离，不仅增加了整个气缸套散热片的散热面积，而且通过增加靠近气缸盖高温区的上、中部区域的散热片间距，加大了冷却风的通道，使冷却风通过散热片的流速加快，提高了高温区的散热效果。同时，又在冷却风弱风侧和背风侧，将第四散热片、第六散热片、第八散热片、第十散热片、第十二散热片边缘缩短5mm，以增加这两侧的冷却风的流速。
经计算，本实用新型采用的13个长方形散热片的总散热面积达0.1785m2，而原技术中散热片外围为圆形，所有气缸盖螺栓中心处均为尚开缺口式结构，其14个散热片的总面积只有0.1345m2，本实用新型的散热面积比原技术的散热面积增加了32.79%，并通过减少一个散热片使高温区的散热片间距增大，加大了高温区的冷却风通道，提高了冷却风流速，增强了高温区的冷却性能，还通过将弱风侧和背风侧相邻的散的散热片的中间散热片缩短5mm的措施，提高该两侧的冷却风的流速，使气缸套周边的冷却效果更加均衡，减少气缸套由于上中下及四周的温差过大产生变形的情况。
由于本实用新型的气缸套整体刚度好且冷却均衡，应用到低排放风冷柴油机中后，通过与低排放活塞和活塞环的优化匹配，不仅使风冷柴油机在高温时的机油温度从原来的125℃降至105℃,减少了风冷柴油机热负荷,提高了产品高温可靠性,而且还使产品的机油消耗降低至0.5g/kW•h以下，大大减少了风冷柴油机的PM颗粒排放。
附图说明
图1为原技术结构剖视图。
图2为原技术结构俯视图。
图3为本实用新型结构剖视图。
图4为本实用新型结构俯视图。
图5为本实用新型第一散热片、第二散热片、第三散热片、第五散热片截面示意图。
图6为本实用新型第四散热片、第六散热片截面示意图。
图7 为本实用新型第八散热片、第十散热片、第十二散热片截面示意图。
图8为本实用新型第七散热片、第九散热片、第十一散热片、第十三散热片截面示意图。
附图标记说明：
1-缸筒、2-散热片、2-1-第一散热片、2-2-第二散热片、2-3-第三散热片、2-4-第四散热片、2-5-第五散热片、2-6-第六散热片、2-7-第七散热片、2-8-第八散热片、2-9-第九散热片、2-10-第十散热片、2-11-第十一散热片、2-12-第十二散热片、2-13-第十三散热片、3-气缸盖安装面及外圆、4-机体安装面及外圆、5-近风侧、6-强风侧、7-背风侧、8-弱风侧。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：
如图2～图8所示，本实用新型主要由缸筒1、缸筒外圆上多个形状不同的散热片2、气缸盖安装面及外圆3、机体安装面及外圆4等结构组成。所述散热片的外形为长方形，通过沿缸筒外圆自上而下采用长方形散热片不等距的方式布置，所述缸筒1外圆沿轴向呈凹弧形，中间最小壁厚为h1(h1=6～7毫米)，两端壁厚较厚为h2(h2=h1+3毫米)。所述缸筒1顶部靠近第一散热片2-1处设有气缸盖安装面及外圆3；所述缸筒尾部靠近第十三散热片2-13处设有机体安装面及外圆4。
进一步的，所述缸筒1外圆上设置有十三个散热片，从顶部第一个散热片到尾部最后一个散热片分上中下三个区域，上区域的第一散热片2-1、第二散热片2-2、第三散热片2-3、第四散热片2-4、第五散热片2-5的之间间距均为a1(a1=7.5～7.9毫米)，中区域的第五散热片2-5、第六散热片2-6、第七散热片2-7、第八热片2-8、第九散热片2-9的之间间距均为a2(a2=a1-0.5毫米)，下区域的第九散热片2-9、第十散热片2-10、第十一散热片2-11、第十二散热片2-12至第十三散热片2-13的的之间间距均为a3(a3=a1-1.0毫米)。
进一步的，所述第一散热片至第十三散热片所处位置不同，其散热片边缘至气缸中心的距离各不相同，其中：位于靠近冷却风近风侧5的十三个散热片边缘和冷却风强风侧6的十三个散热片边缘至气缸中心的距离均为b1(b1=63～67毫米），位于冷却风弱风侧8的第一散热片2-1、第二散热片2-2、第三散热片2-3、第五散热片2-5、第七散热片2-7、第九散热片2-9、第十一散热片2-11、第十三散热片2-13边缘至气缸中心的距离为b2(b2=b1+2毫米）。
进一步的，位于冷却风弱风侧8的第四散热片2-4、第六散热片2-6、第八散热片2-8、第十散热片2-10、第十二散热片2-12的边缘至气缸中心的距离为b3(b3=b1-3毫米）。
进一步的，位于背风侧7的第一散热片2-1、第二散热片2-2、第三散热片2-3、第五散热片2-5、第七散热片2-7、第九散热片2-9、第十一散热片2-11、第十三散热片2-13的边缘至气缸中心的距离为b4(b4=b1+8毫米）。
进一步的，所述位于背风侧的第四散热片2-4、第六散热片2-6、第八散热片2-8、第十散热片2-10、第十二散热片2-12的边缘至气缸中心的距离为b5(b5=b1+3毫米）。
进一步的，所述散热片的气缸盖螺栓中心处的结构各不相同，其中第一散热片2-1、第二散热片2-2、第三散热片2-3、第四散热片2-4、第五散热片2-5及第六散热片2-6的气缸盖螺栓中心处为封闭式结构并钻有4-φd孔。
进一步的，所述第七散热片2-7、第八热片2-8、第九散热片2-9、第十散热片2-10、第十一散热片2-11、第十二散热片2-12及第十三散热片2-13的气缸盖螺栓中心处为敞开式结构。
本实用新型在保持原有风冷柴油机主要结构尺寸不变的情况下，通过改变气缸套外围的散热片间距和散热片外形，使气缸套的上下及四周的温差均衡保持在30℃以内，确保风冷柴油机在高温环境下大负荷工作时气缸套不会产生变形；再通过改变散热片的外形，增加散热片的散热面积，提升单金属气缸套的整体散热性能，从而提高风冷柴油机的高温可靠性。由于新研制的气缸套整体刚度好且冷却均衡，应用到低排放风冷柴油机中后，可大大减少风冷柴油机的PM颗粒排放。
本实用新型的实施方式不限于气缸套直径φ87mm的风冷柴油机，气缸套直径在φ60-110mm范围内的风冷柴油机，均可实施本实用新型。
Claims (10)
1.一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，包括缸筒及散热片，其特征是：所述散热片的外形为长方形，长方形散热片通过沿缸筒外圆自上而下不等距的方式布置，所述缸筒外圆沿轴向呈凹弧形，中间壁厚为h1，h1=6～7毫米，两端壁厚厚度为h2，h2=h1+3毫米。
2.如权利要求1所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述缸筒外圆上设置有十三个散热片，从顶部第一个散热片到尾部最后一个散热片分上中下三个区域，上区域的第一散热片、第二散热片、第三散热片、第四散热片、第五散热片的之间间距均为a1，a1=7.5～7.9毫米，中区域的第五散热片、第六散热片、第七散热片、第八热片至第九散热片的之间间距均为a2，a2=a1-0.5毫米，下区域的第九散热片、第十散热片、第十一散热片、第十二散热片、第十三散热片的之间间距均为a3，a3=a1-1.0毫米。
3.如权利要求2所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述第一散热片至第十三散热片所处位置不同，其散热片边缘至气缸中心的距离各不相同，其中：位于靠近冷却风近风侧的十三个散热片边缘和冷却风强风侧的十三个散热片边缘至气缸中心的距离均为b1，b1=63～67毫米，位于冷却风弱风侧的第一散热片、第二散热片、第三散热片、第五散热片、第七散热片、第九散热片、第十一散热片、第十三散热片的边缘至气缸中心的距离为b2，b2=b1+2毫米。
4.如权利要求3所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：位于冷却风弱风侧的第四散热片、第六散热片、第八散热片、第十散热片、第十二散热片的边缘至气缸中心的距离为b3，b3=b1-3毫米。
5.如权利要求1所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：位于冷却风背风侧的第一散热片、第二散热片、第三散热片、第五散热片、第七散热片、第九散热片、第十一散热片、第十三散热片的边缘至气缸中心的距离为b4，b4=b1+8毫米。
6.如权利要求4所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述位于冷却风背风侧的第四散热片、第六散热片、第八散热片、第十散热片、第十二散热片的边缘至气缸中心的距离为b5，b5=b1+3毫米。
7.如权利要求1所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述散热片的气缸盖螺栓中心处的结构各不相同，其中第一散热片、第二散热片、第三散热片、第四散热片、第五散热片及第六散热片的气缸盖螺栓中心处为封闭式结构并钻有孔。
8.如权利要求2所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述第七散热片、第八热片、第九散热片、第十散热片、第十一散热片、第十二散热片及第十三散热片的气缸盖螺栓中心处为敞开式结构。
9.如权利要求1所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述缸筒顶部靠近第一散热片处设有气缸盖安装面及外圆。
10.如权利要求1所述的一种低排放均衡冷却型风冷柴油机的单金属气缸套，其特征是：所述缸筒尾部靠近第十三散热片处设有机体安装面及外圆。
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