具有連體機身結構的水冷立式單缸柴油發動機的制作方法

本發明涉及柴油發動機技術領域，尤其是一種具有連體機身結構的水冷立式單缸柴油發動機。

背景技術：

現有的單缸柴油機多采用電控噴射系統，以提高發動機升功率，降低排放及燃油消耗。而目前采用電控噴射系統的單缸柴油發動機為提高發動機升功率及各項性能，需要增加電控系統和更加新型的噴油嘴，以及相應的控制單元、傳感器等，帶來單缸柴油機制作成本的大幅增加，而單缸柴油機大量應用于農用機械，成本的大幅增加會讓消費者望而卻步。而傳統的單缸柴油發動機，由于鑄造技術限制，其缸蓋、缸體以及缸套通常采用分體鑄造后，用螺栓連接成整體，為防止產生泄漏，連接過程中還需使用缸墊之類的密封件，更主要的是，由于缸蓋、缸體為分體制作，因此供冷卻水流動的冷卻水套分別位于缸蓋壁和缸體壁內通過管路連接，在缸蓋與缸體連接處由于不存在冷卻水套，因此冷卻水的流動無法覆蓋活塞的整個運動行程，造成發動機的散熱效果不理想，從而影響發動機升功率的提高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中之不足，提供一種具有連體機身結構的水冷立式單缸柴油發動機，使冷卻水套可以完整包圍活塞的整個運動行程，以提高發動機工作時的冷卻效果和發動機的升功率，達到經濟節能的目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種具有連體機身結構的水冷立式單缸柴油發動機，包括機體總成、曲軸箱、噴油器、配氣機構、燃油泵以及冷卻水泵，所述的機體總成包括鑄造成一體結構形成連體機身的缸蓋、缸體和缸套，缸體與缸套之間的內腔所形成的燃燒室內安裝有活塞，活塞通過連桿與安裝在曲軸箱內的曲軸傳動連接，所述曲軸兩端分別安裝有飛輪和齒輪組，所述連體機身的兩側壁內設有覆蓋活塞整個工作行程的冷卻水套，所述的冷卻水套管路連接冷卻水泵。

所述的曲軸箱包括上曲軸箱體和下曲軸箱體，下曲軸箱體底部具有兼作油底殼的內腔，位于上、下曲軸箱體的左側邊設有安裝飛輪的飛輪殼，所述的飛輪殼具有上下兩部分且對應上、下曲軸箱體一體鑄造。

所述的燃油泵安裝在曲軸箱的上曲軸箱體上，噴油器管路連接燃油泵將燃油高壓噴入燃燒室。

所述的冷卻水泵固定在連體機身的缸體上，冷卻水泵連接有檢測判斷冷卻水道內所流過冷卻水溫度的節溫器，曲軸上安裝有驅動冷卻水泵運轉的皮帶輪。

所述的配氣機構包括中置的凸輪軸，凸輪軸上設有驅動燃油泵的燃油泵凸輪、與齒輪組嚙合傳動的凸輪軸齒輪、進氣凸輪和排氣凸輪。

本發明的有益效果是：本發明將缸體、缸蓋整體鑄造成連體機身后，不再需要缸蓋螺栓、缸墊等零部件，因此消除了缸蓋螺栓的連接失效風險，以及缸蓋、缸體與缸墊之間的漏水漏油問題，同時該連體機身結構可提升缸內爆發壓力，提高燃油經濟性及排放性能等；采用連體機身的單缸柴油機，由于冷卻水套可以完整包圍活塞的整個運動行程，提高了活塞及缸蓋的冷卻效果，因此可以噴射更多的燃油以提高發動機的升功率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是本發明的剖視結構示意圖。

圖4是連體機身的剖視結構示意圖及活塞工作行程示意。

圖5是配氣機構的結構示意圖。

圖中1.連體機身2.缸蓋罩3.調速機構4.燃燒室5.活塞6.冷卻水套7.上曲軸箱體8.下曲軸箱體9.曲軸10.平衡軸11.連桿12.飛輪13.啟動電機14.機油濾清器15.噴油器16.燃油泵17.噴油器套18.冷卻水泵19.冷卻風扇20.皮帶輪21.漲緊裝置22.氣門座圈23.進氣歧管24.排氣歧管25.配氣機構26.氣門27.氣門搖臂28.氣門挺桿29.凸輪軸齒輪30.凸輪軸

具體實施方式

現在結合附圖和優選實施例對本發明作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1～圖4所示的一種具有連體機身結構的水冷立式單缸柴油發動機，包括機體總成、曲軸箱、配氣機構25、燃油系統以及冷卻系統。

所述的機體總成包括鑄造成一體結構形成所述連體機身1的缸蓋、缸體以及缸套，缸蓋上設有缸蓋罩2，缸體側面安裝有調速機構3，缸體與缸套之間的內腔所形成的燃燒室4內安裝有活塞5，構成連體機身1的缸蓋、缸體的兩側壁內設有整體式的冷卻水套6，該冷卻水套6上下覆蓋了活塞5整個工作行程。

曲軸箱位于燃燒室4下方，所述的曲軸箱由上曲軸箱體7和下曲軸箱體8合圍組成，曲軸箱內通過軸承支撐安裝有曲軸9及平衡軸10，活塞5通過連桿11與曲軸9傳動連接，曲軸9兩端分別安裝有飛輪12和齒輪組，齒輪組位于發動機缸體的齒輪室內，發動機的啟動電機13通過齒輪組驅動曲軸9轉動，同時齒輪組通過驅動平衡軸10，以降低發動機的往復慣性力，提升發動機nvh性能；同時在下曲軸箱體8底部具有兼作油底殼的內腔，位于上、下曲軸箱體7、8的左側邊設有安裝飛輪12的飛輪殼，所述的飛輪殼分為上下兩部分且對應上、下曲軸箱體7、8一體鑄造，以此可降低飛輪殼與曲軸箱的連接失效風險。

所述的燃油系統包括燃油箱、機油濾清器14、帶泵噴嘴的噴油器15以及燃油泵16，燃油泵16安裝于曲軸箱的上曲軸箱體7上，噴油器15安裝在與連體機身1一體鑄造的噴油器套17內，從燃油箱輸出的燃油經機油濾清器14過濾后進入燃油泵16，燃油泵16通過燃油管向噴油器15輸送高壓燃油，噴油器15通過泵噴嘴定時、定量地將燃油噴入燃燒室4內。

本發動機設置的冷卻系統具有冷卻水泵18和冷卻風扇19，采用強制水冷及風冷方式對發動機降溫，安裝在曲軸9上的皮帶輪20通過多楔皮帶驅動冷卻水泵18及冷卻風扇19，冷卻水泵18采用螺栓固定在連體機身1的缸體上，冷卻風扇19用螺栓固定在曲軸箱的上曲軸箱體7上，所述的冷卻水套6與冷卻水泵18的水腔管路連接，該冷卻系統還具有節溫器，使用時通過節溫器判斷冷卻水溫度高低，確定冷卻水是否需要經過發動機散熱器的散熱冷卻，同時在曲軸箱相應位置設置漲緊裝置21以調節多楔皮帶的松緊。

當該立式單缸柴油機工作時，冷卻系統中的冷卻水泵18由安裝在曲軸9上的皮帶輪20通過多楔皮帶驅動運轉，將冷卻水由冷卻水泵18上的進水口強制輸入進冷卻水套6的水腔內，冷卻水由下往上流動，通過冷卻水管將冷卻水引至節溫器的進水管，如果水溫過高，則冷卻水流向外部的發動機散熱器冷卻后再返回冷卻水泵18進行循環，如果冷卻水溫度不高，則直接通過節溫器內部流道流向冷卻水泵18進行循環，循環流動的冷卻水將發動機燃燒產生的多余熱量帶走，由于冷卻水套6覆蓋了活塞5的整個工作行程，即覆蓋了整個燃燒室4四周，散熱效果得到了極大地提高，因此有利于立式單缸柴油機大幅提升功率后的熱負荷要求。

如圖5所示，所述的配氣機構25通過氣門座圈22安裝在連體機身1的缸蓋上，包括連接在缸蓋兩側壁上的進氣歧管23和排氣歧管24、由齒輪組驅動的凸輪軸30，凸輪軸30上安裝有驅動燃油泵16的燃油泵凸輪、與齒輪組嚙合傳動的凸輪軸齒輪29、進氣凸輪和排氣凸輪。配氣機構25中的凸輪軸30通過氣門挺桿28驅動氣門搖臂27，進而驅動進氣和排氣的氣門26運動，使氣門26在正確的時間打開或關閉；凸輪軸30同時還驅動燃油泵16，使燃油泵16增加燃油壓力后輸送給噴油器15。

立式單缸柴油機開始工作時，首先啟動電機13接通電源，通過齒輪組帶動曲軸9和飛輪12運轉，配氣機構25也通過齒輪組嚙合傳動凸輪軸齒輪29帶動凸輪軸30轉動，實現把進氣歧管23內的新鮮空氣定時、定量的送入燃燒室4內，同時燃油泵16通過噴油器15定時、定量地將燃油噴入燃燒室4，曲軸9的旋轉通過連桿11帶動活塞5上下運動，完成進氣、壓縮、做工、排氣四個沖程，發動機排出的氣體由排氣歧管24外排至大氣，這一過程實現了熱能向動能的轉換，產生的動能由曲軸9及飛輪12向外輸出。

本發明將缸體、缸蓋整體鑄造成連體機身1后，不再需要缸蓋螺栓、缸墊等零部件，因此消除了缸蓋螺栓的連接失效風險，以及缸蓋、缸體與缸墊之間的漏水漏油問題，同時該連體機身1結構可提升缸內爆發壓力，提高燃油經濟性及排放性能等；采用連體機身1的單缸柴油機，由于冷卻水套6可以完整包圍活塞5的整個運動行程，提高了活塞5及缸蓋的冷卻效果，因此可以噴射更多的燃油以提高發動機的升功率，與現有單缸柴油機對比，燃油消耗率由約320k/kwh降低至約260k/kwh，降低約20％；比質量由15kg/kw降低至8kg/kw，排放在現有國ⅱ基礎上可提升一代，接近或達到美國epa第三階段要求。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。