CN220505136U - 一种发动机和船舶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机和船舶，涉及发动机设计技术领域，用于优化发动机前端的零部件布局。该发动机包括发动机机体、过滤装置、承载装置和传动装置，过滤装置、承载装置和传动装置均设置在发动机机体的前端，过滤装置设置在承载装置上方，传动装置设置在承载装置背离过滤装置的一侧，承载装置包括水泵和油气分离器，水泵固定于发动机机体，水泵与油气分离器连接，且水泵用于支撑过滤装置中的机油滤清器，将发动机前端的零部件按照零件的使用寿命、维护次数和功能属性分层进行设置，将功能属性相似的零部件设置在同一水平高度，使发动机更加紧凑、美观，便于维修人员对发动机前端的零部件进行保养维护，降低了维护的人力成本。

Description

一种发动机和船舶

技术领域

本实用新型涉及发动机设计技术领域，尤其涉及一种发动机和船舶。

背景技术

发动机是一种能够将化学能或者蒸汽能转换为机械能的动力发生装置，可应用于船舶、航天、车辆技术领域。

发动机通常由燃料供给系统、起动系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、曲柄连杆机构和配气机构组成。

冷却系统包括水泵、散热器、节温器，用于降低发动机工作的温度。

润滑系统包括机油泵、机油滤清器，用于向发动机中的运动零部件输送清洁的润滑油。

曲柄连杆机构是发动机能量转换的主要运动零部件，包括机体组、曲轴飞轮组、活塞连杆组，其中，机体组包括曲轴箱，气缸盖。

随着发动机技术的发展，对于发动机的设计以及后期的维护都提出了更高的要求。发动机零件数量繁多，并且为了减小发动机的体积，发动机通常设计得较为紧凑。

由于在发动机设计的过程中，各发动机零件的安装位置布置得较为紧凑，并且各发动机零件之间可能互相关联，所以对安装在发动机机体表层(前端)的待维修零部件进行维修时，例如，发电机、水泵、机油滤清器；通常需要先拆卸掉遮挡上述待维修部件的部分零部件，然后对待维修零部件进行维修。这样会增加对发动机零部件进行保养、维修的时间以及人力成本。

因此，在发动机设计时，如何优化发动机前端的零部件布局，以便于后期对发动机前端的零部件进行保养、维修已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种发动机，用以优化发动机前端的零部件布局，减少对发动机前端的零部件进行保养、维修的时间，降低人力成本。

第一方面，本实用新型提供了一种发动机，该发动机包括：发动机机体、过滤装置、承载装置和传动装置，过滤装置、承载装置和传动装置均设置在发动机机体的前端；过滤装置设置在承载装置上方；传动装置设置在承载装置背离过滤装置的一侧；承载装置包括水泵和油气分离器，水泵固定于发动机机体，水泵与油气分离器连接，且水泵用于支撑过滤装置中的机油滤清器，通过将发动机前端的零部件按照零件的使用寿命、维护次数、功能属性进行划分后，将功能属性相似的零部件设置在同一水平高度，便于工作人员能够以一种较为舒适的姿态对过滤装置、承载装置和传动装置进行保养维护，降低了人力成本。

可选地，水泵具有油气分离器取气腔；油气分离器取气腔位于水泵的顶部，且油气分离器取气腔与油气分离器连通，通过将油气分离器取气腔集成在水泵上，能够减短铺设与油气分离器相关的油路的长度，满足发动机零部件的紧凑型布置要求，减小发动机的体积，便于维修人员对油气分离器和水泵进行维护。

可选地，过滤装置还包括：机油滤清器座；机油滤清器座设置在水泵上方，机油滤清器座与机油滤清器连接，且机油滤清器座位于水泵与机油滤清器之间，将机油滤清器座设置在水泵上方，能够减少使用提供支撑作用的安装附件，实现了发动机前端零部件的紧凑型布置，进而减小发动机的体积。

可选地，机油滤清器座具有接油盘，接油盘底部设置有放油阀，接油盘与机油滤清器连接，通过在机油滤清器座上设置接油盘，一方面能够在对机油滤清器更换滤芯时，将机油滤清器中的脏油转移到发动机后端的废油箱中；另一方面，接油盘还具有切换当前使用的机油滤清器的功能，在一个机油滤清器更换滤芯时，另一机油滤清器备用，达到机油滤清器不停机更换滤芯的要求。

可选地，承载装置还包括：燃油滤清器支架和发电机；燃油滤清器支架固定于发动机机体，燃油滤清器支架与发电机连接；水泵与发电机相对的设置在燃油滤清器支架的两侧，通过将燃油滤清器支架、发电机、水泵、油气分离器设置在同一水平高度，能够便于维修人员对上述发动机前端的零部件进行维修。

可选地，过滤装置还包括：燃油滤清器座和燃油滤清器；燃油滤清器座设置在燃油滤清器支架上方，燃油滤清器座与燃油滤清器连接，且燃油滤清器座位于燃油滤清器与燃油滤清器支架之间，通过将机油滤清器和燃油滤清器设置在同一水平高度，并将机油滤清器和燃油滤清器布置在相对发动机机体轴心竖直面的两侧，能够便于维修人员以一种较为舒适的姿态对机油滤清器和燃油滤清器进行维护，并且使发动机在稳定的状态下运行。

可选地，传动装置包括：设置在燃油滤清器支架背离燃油滤清器一侧的扭振减振器；扭振减振器与发动机机体的曲轴连接，且曲轴用于驱动扭振减振器同步转动，通过将扭振减振器设置于燃油滤清器支架背离燃油滤清器一侧，能够降低扭振减振器的重心高度，并且，扭振减振器可以降低曲轴与旋转部件的扭转刚度，降低发动机传动系统扭转频率，使发动机运行更加稳定。

可选地，传动装置还包括多楔带；扭振减振器上具有曲轴皮带轮，水泵上具有第一驱动轮，发电机具有第二驱动轮；曲轴皮带轮、第一驱动轮和第二驱动轮通过多楔带连接，多楔带能够传递曲轴的动能，为发动机的各耗能系统提供能量。

可选地，传动装置还包括设置在发动机机体底部的油底壳；油底壳通过第一管道与油气分离器连接，且油底壳通过第二管道与机油滤清器连接，将油底壳设置在发动机机体底部，能够降低发动机的重心高度，使发动机运行更加稳定；油底壳通过第一管道与油气分离器连接，通过第二管道与机油滤清器连接，能够回收利用油气分离器分离出的清洁润滑油，为发动机的运动部件循环的提供润滑油。

第二方面，本申请提供了一种船舶包括如第一方面的发动机。

发动机设置在船舶船体的中下部，且固定于船舶中的发动机安装底座。将发动机前端的零部件按照过滤装置、承载装置以及传动装置的布置方式进行布置，便于维修人员对发动机进行保养维护，降低维护的人力成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种发动机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种发动机的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种机油滤清器的结构示意图。

附图标记：1-发动机机体；2-过滤装置；3-承载装置；4-传动装置；31-水泵；32-油气分离器；21-机油滤清器；311-油气分离器取气腔；43-油底壳；211-机油滤清器座；2111-接油盘；2112-切换开关；33-燃油滤清器支架；34-发电机；331-凹陷部；341-发电机支架；22-燃油滤清器；221-燃油滤清器座；41-扭振减振器；11-曲轴；42-多楔带；411-曲轴皮带轮；312-第一驱动轮；342-第二驱动轮；332-惰轮；313-自动张紧轮；431-放油螺塞；432-第一管路；314-水管接头。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是，在本申请的描述中“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。A与B连接，可以表示：A与B直接连接和A与B通过C连接这两种情况。另外，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本申请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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

发动机是一种能够将化学能或者蒸汽能转换为机械能的动力发生装置，可应用于船舶、航天、车辆技术领域。

发动机通常由燃料供给系统、起动系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、曲柄连杆机构和配气机构组成。

冷却系统包括水泵、散热器、节温器，用于降低发动机工作的温度。

润滑系统包括机油泵、机油滤清器，用于向发动机中的运动零部件输送清洁的润滑油。

曲柄连杆机构是发动机能量转换的主要运动零部件，包括机体组、曲轴飞轮组、活塞连杆组，其中，机体组包括曲轴箱，气缸盖。

随着发动机技术的发展，对于发动机的设计以及后期的维护都提出了更高的要求。发动机零件数量繁多，并且为了减小发动机的体积，发动机通常设计得较为紧凑。

由于在发动机设计的过程中，各发动机零件的安装位置布置得较为紧凑，并且各发动机零件之间可能互相关联，所以对安装在发动机机体表层(前端)的待维修零部件进行维修时，例如，对发电机、水泵、机油滤清器进行维修时；通常需要先拆卸掉遮挡上述待维修部件的部分零部件，然后对待维修零部件进行维修。这样会增加对发动机零部件进行保养、维修的时间以及人力成本。

鉴于此，本实用新型实施例提供了一种发动机，用以优化发动机前端的零部件布局，减少对发动机前端的零部件进行保养、维修的时间，降低人力成本。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种发动机，该发动机包括发动机机体1、过滤装置2、承载装置3和传动装置4；过滤装置2、承载装置3和传动装置4均设置在发动机前端，发动机前端是与发动机带飞轮的一端(后端、动力输出端)相对的一侧，发动机前端对应的零部件包括机油滤清器、燃油滤清器、发电机、水泵、扭振减振器、多楔带等。

发动机机体1包括发动机机体组、曲轴连杆机构，其中，发动机机体组是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配机体，发动机机体1位于发动机整机的内部，本申请对发动机后端的零部件不作任何限制。

为了便于后期对发动机前端的零部件进行维护，可以结合零部件的使用寿命、维护次数、功能属性将发动机前端的零部件划分为多个零部件组(过滤装置2、承载装置3、传动装置4)。

示例性地，可以将机油滤清器、燃油滤清器划分为过滤装置2，过滤装置2中的零部件需要维护的次数相对于发动机中的其他前端零部件维护的次数更多，例如，更换机油滤清器或者燃油滤清器中的滤芯。

进一步地，可以将过滤装置2设置在承载装置3上方(发动机前端、顶部)，将传动装置4设置在承载装置3背离过滤装置2的一侧。

通过将发动机前端的零部件，按照零部件的使用寿命、维护次数、功能属性进行划分后，将功能属性相似的零部件设置在同一水平高度，便于工作人员能够以一种较为舒适的姿态对过滤装置2、承载装置3和传动装置4进行保养、维护。

这里需要指出的是，本申请对过滤装置2、承载装置3和传动装置4各自包含的零部件数量、种类不做具体限制，可根据实际的应用需要，对发动机前端的零部件进行灵活地组合，将组合的零部件作为上述各装置的组成部分。

如图1所示，承载装置3包括水泵31和油气分离器32，水泵31可以是机械泵、电子泵，或其他任意类型的水泵，用于向发动机提供内循环水，使发动机在合适的温度下工作；油气分离器32可以是迷宫式油气分离器、旋风式油气分离器、离心式油气分离器，或其他任意类型，本申请对此不作具体限制。

在具体实施时，水泵31可通过发动机机体组(支架)固定在发动机机体1上，油气分离器32可通过水泵支架固定于水泵，水泵31顶部设置为水平结构，可用于支撑过滤装置2中的机油滤清器21。

通过将油气分离器32设置在水泵31上，能够减短铺设与油气分离器32相关的油路的长度，满足发动机零部件的紧凑型布置要求，减小发动机的体积，便于对油气分离器32以及水泵31进行保养和维护，降低人力成本。

在本实用新型实施例中，如图2所示，水泵31具有油气分离器取气腔311，油气分离器取气腔311的取油管路与水泵的取水管路分别设置；油气分离器取气腔311设置于水泵31的顶部，并且，油气分离器取气腔311通过第一管道321与油气分离器32连接，第一管路321可以是橡胶软管或金属管道，本申请对此不作具体的限制。

油气分离器取气腔311用于抽取曲轴箱中的油气，曲轴箱位于发动机后端，在图2中未标出，将曲轴箱中的油气导入油气分离器32，油气分离器32对机油和空气进行分离，滤除机油中的有害杂质。

在具体实施时，油气分离器32的出油端可以与设置在发动机机体1底部的油底壳43连接，油底壳43对清洁的机油进行回收，为发动机的各个运动机构提供清洁的润滑油。油气分离器32的出气端可以与空气滤清器23连接，为发动机的配气机构提供过滤后的清洁空气。

通过将油气分离器取气腔311设置在水泵31上方，能够缩短第一管路321的长度，便于对发动机进行保养、维护，降低人力成本。

在本实用新型实施例中，为实现机油滤清器21不停机维护的要求，在机油滤清器21底部还设置有机油滤清器座211，机油滤清器座211设置在水泵31上方，位于水泵31与机油滤清器21之间；如图3所示，机油滤清器座211具有接油盘2111，接油盘2111可以为“U”形或其他任意形状，本申请对此不作具体限制。

接油盘2111与机油滤清器21连接，并且接油盘2111底部设置有放油阀(未标出)，在需要对机油滤清器21更换滤芯时，可以将机油滤清器21中的脏油转移到发动机后端的废油箱(未标出)中。除此之外，接油盘2111还具有对当前使用的机油滤清器21进行切换的功能。

示例性的，如图3所示，假设机油滤清器21设置有两个(21a、21b)，在机油滤清器21的切换开关2112置于“1”档位时，机油滤清器21a工作，机油滤清器21b备用；在机油滤清器21的切换开关2112置于“0”档位时，机油滤清器21b工作，机油滤清器21a备用，实现了机油滤清器21不停机维护的要求。

在本申请实施例中，如图2所示，承载装置3还包括燃油滤清器支架33和发电机34，燃油滤清器支架33可以通过固定销固定在发动机机体，水泵31与发电机34相对的设置在燃油滤清器支架33的两侧，并且为减小零部件占用的空间，在燃油滤清器支架33远离水泵31的一侧具有凹陷部331，发电机34的部分机身位于凹陷部331内；发电机34下方设置有发电机支架341，发电机支架341设置在发动机机体上，发电机34一端与燃油滤清器支架33连接，另一端与发电机支架341连接，实现对发电机34的固定。

通过将油气分离器32、水泵31、燃油滤清器支架33和发电机34设置在同一高度，能够便于对上述发动机前端的零部件进行维护，降低维护的人力成本。

在本实用新型实施例中，过滤装置2还包括燃油滤清器22和燃油滤清器座221，燃油滤清器座221设置在燃油滤清器支架33上方，燃油滤清器座221与燃油滤清器22连接，且燃油滤清器座221位于燃油滤清器22与燃油滤清器支架33之间，同上述机油滤清器座211的布置方式，燃油滤清器座221上同样具有接油盘以及放油阀，并且也能实现燃油滤清器22不停机维护的要求，在此不再赘述。

这里需要指出的是，本申请对机油滤清器21、燃油滤清器22的数量不做具体限制，可以是大于或等于2的任意整数个。

通过将机油滤清器21和燃油滤清器22设置在同一水平高度，并将机油滤清器21和燃油滤清器22布置在相对发动机机体轴心竖直面的两侧，能够便于维修人员以一种较为舒适的姿态对机油滤清器21和燃油滤清器22进行保养、维护，降低人力成本。

在本实用新型实施例中，传动装置4包括扭振减振器41，扭振减振器41设置在燃油滤清器支架33背离燃油滤清器22的一侧，扭振减振器41与发动机机体1的曲轴11(位于发动机的后端)连接，并且可通过螺栓将扭振减振器41固定在曲轴11上，曲轴11是发动机的动力来源，可以用于驱动发动机中的旋转部件同步转动，扭振减振器41用于降低曲轴11与旋转部件的扭转刚度，从而降低发动机传动系统扭转频率，使发动机在稳定的状态下工作。

在具体实施时，传动装置4还包括多楔带42，多楔带42用于传递来自曲轴11的动能。在扭振减振器41上具有曲轴皮带轮411，水泵31上具有第一驱动轮312，发电机34上具有第二驱动轮342，多楔带42与曲轴皮带轮411、第一驱动轮312和第二驱动轮342连接。

在曲轴11旋转时，能够同时驱动曲轴皮带轮411、第一驱动轮312和第二驱动轮342同步旋转，为水泵31提供动能，使发电机34进行发电，并为发动机的蓄电池进行充电，蓄电池可作为发动机电子控制单元的供能装置，电子控制系统用于控制发动机的启停。

进一步地，为了防止多楔带42与曲轴皮带轮411之间发生相对移动(防止多楔带42打滑)，在燃油滤清器支架33上还设置有惰轮332，惰轮332用于减小第一驱动轮312与第二驱动轮342之间的包角，增大多楔带42与驱动轮之间的摩擦力，除此之外，在水泵31上还设置有自动张紧轮313，用于调节多楔带42的松紧，本申请对惰轮332和自动张紧轮313的数量不做具体的限制，在此不再赘述。

在本实用新型实施例中，传动装置4还包括设置在机体底部的油底壳43，油底壳43具有放油螺塞431，放油螺塞431设置于油底壳43前端底部，便于对油底壳43进行维修、保养。

油底壳43通过第一管道432与承载装置3中的油气分离器32连接，能够存储油气分离器32分离出的润滑油，降低运动零部件之间的摩擦温度，防止润滑油氧化，油底壳43通过第二管道(位于发动机后端，未标出)与机油滤清器21连接，能够为发动机的运动机构循环的提供清洁的润滑油。

在本申请实施例中，传动装置4中还包括与水泵31连接的水管接头314，以及与水管接头314连接的水管，水泵31用于为发动机气缸套和气缸盖输送低温水，气缸套与气缸盖均设置在发动机的后端，在图2中未标出。

综上所述，本申请将机油滤清器21、燃油滤清器22、机油滤清器座211和燃油滤清器座221划分为过滤装置2；将水泵31、油气分离器32、燃油滤清器支架33、发电机34划分为承载装置3；将扭振减振器41、油底壳43、多楔带42划分为传动装置4；将上述各装置中的组成部分设置在同一高度，便于维修人员对发动机前端的零部件进行保养维护，降低了人力成本。

本实用新型还提供了一种船舶，包括本实用新型实施例提供的发动机，发动机可设置在船体的中下部，固定于船舶中的发动机安装底座；发动机的前端的零部件可按照上述过滤装置、承载装置以及传动装置的布置方式进行布置，便于维修人员对发动机进行保养维护，降低维护的人力成本。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种发动机，其特征在于，包括：发动机机体、过滤装置、承载装置和传动装置，所述过滤装置、所述承载装置和所述传动装置均设置在所述发动机机体的前端；

所述过滤装置设置在所述承载装置上方；

所述传动装置设置在所述承载装置背离所述过滤装置的一侧；

所述承载装置包括水泵和油气分离器，所述水泵固定于所述发动机机体，所述水泵与所述油气分离器连接，且所述水泵用于支撑所述过滤装置中的机油滤清器。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述水泵具有油气分离器取气腔；

所述油气分离器取气腔位于所述水泵的顶部，且所述油气分离器取气腔与所述油气分离器连通。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述过滤装置还包括：机油滤清器座；

所述机油滤清器座设置在所述水泵上方，所述机油滤清器座与所述机油滤清器连接，且所述机油滤清器座位于所述水泵与所述机油滤清器之间。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述机油滤清器座具有接油盘，所述接油盘底部设置有放油阀，所述接油盘与所述机油滤清器连接。

5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述承载装置还包括：燃油滤清器支架和发电机；

所述燃油滤清器支架固定于所述发动机机体，所述燃油滤清器支架与所述发电机连接；

所述水泵与所述发电机相对的设置在所述燃油滤清器支架的两侧。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述过滤装置还包括：燃油滤清器座和燃油滤清器；

所述燃油滤清器座设置在所述燃油滤清器支架上方，所述燃油滤清器座与所述燃油滤清器连接，且所述燃油滤清器座位于所述燃油滤清器与所述燃油滤清器支架之间。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述传动装置包括：设置在所述燃油滤清器支架背离所述燃油滤清器一侧的扭振减振器；

所述扭振减振器与所述发动机机体的曲轴连接，且所述曲轴用于驱动所述扭振减振器同步转动。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述传动装置还包括多楔带；

所述扭振减振器上具有曲轴皮带轮，所述水泵上具有第一驱动轮，所述发电机具有第二驱动轮；

所述曲轴皮带轮、所述第一驱动轮和所述第二驱动轮通过所述多楔带连接。

9.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述传动装置还包括设置在所述发动机机体底部的油底壳；

所述油底壳通过第一管道与所述油气分离器连接，且所述油底壳通过第二管道与所述机油滤清器连接。

10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的发动机。