低机温节能环保型立式风冷柴油机的机体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及立式单缸风冷柴油机，尤其涉及一种立式单缸风冷柴油机的机体。
【背景技术】
[0002] 风冷柴油机能否正常运转，在很大程度上取决于机油温度和机油压力。机油温度 和机油压力处于正常范围，对于充分发挥柴油机的效能，延长发动机的使用寿命，降低使用 燃油消耗率，降低排放、提高功率输出，有着极为重要的意义。
[0003] 柴油机是在很高的工作循环温度下进行的，燃烧终了的温度可达1700~2000°C， 甚至更高，气缸壁的温度为200~300°C、气缸盖内壁和活塞顶部的温度为300~400°C、进 气门头部的温度为300~400°C、排气门头部温度600~800°C。在这样高的温度下，零件 的强度、耐磨性大为降低，正常配合遭到破坏，机油大量烧损，润滑条件极度恶化，显然是无 法正常工作的。因此，柴油机必须得到冷却，对于风冷柴油机来讲，机温的高低取决于冷却 系统。冷却风的流量、流径路线直接影响到机温的高低，机油温度的高低标志着柴油机的机 温，机温过高不仅会造成机油粘度降低，机油烧损，柴油机各润滑部位油膜破坏，加速机件 磨损，严重时会造成烧瓦、拉缸等事故。而且还会破坏活塞与气缸套原有的配合，使两者的 配合间隙增大，导致喷入气缸中的燃油提前燃烧，燃料燃烧后形成的爆炸压力泄漏，油耗增 高，输出功率不足，排放指标恶化。机温过高，柴油机的零件受热可能发生卡滞现象，轴承的 工作能力也大大降低等一系列不良后果。
[0004] 在实际使用过程中，我们会发现，风冷柴油机在高转速、大负荷工况中，机油温度 会很高，有时甚至会超过130°c，如果柴油机的机油温度长时间过高，会造成机油粘度下降、 流动性大，机油在各摩擦副之间难以形成油膜，机油压力下降，造成零部件润滑不良、磨损 加快，更严重的会造成发动机拉缸、抱瓦等，使发动机失效。
[0005] 在现有的L168F、L178F、L188F等单缸立式风冷柴油机中，机温过高是普遍存在的 缺陷，4小时连续工作的机油温度在120~130°C，如此高的机温直接影响风冷柴油机的功 率输出、油耗、烟度排放、使用可靠性和使用寿命。更限制了立式风冷柴油机的配套使用范 围，目前，这类柴油机只能与发电机、水泵机组配套，与行走机械配套时可靠性很差，使用寿 命短。如何降低立式风冷柴油机的机油温度是本行业长期渴望解决的技术难题。
[0006] 为此，申请人研制了一种高可靠低机温节能环保型立式风冷柴油机，其散热性能 比同类产品优越，在同等环境温度条件下，柴油机的机油温度能下降24°C~29°C，其中，机 体是该类柴油机的核心零件。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种低机温节能环保型立式风冷柴油机的机体。
[0008] 本发明采取的技术方案如下：
[0009] 一种低机温节能环保型立式风冷柴油机的机体，包括飞轮安装面、齿盖安装面、气 缸套、缸套冷却左风道、缸套冷却右风道和传动件容腔，传动件容腔设置在气缸套的下方， 其特征是：在传动件容腔内设有机油冷却棒，机油冷却棒的设置高度与机油设计液面高度 相对应，机油冷却棒为中空结构，其进风口设置在飞轮安装面上，其出风口设置在齿盖安装 面上，机油冷却棒是柴油机机油池中的机油内散热件，在机体底面上设有机油散热片和机 油散热槽，机油散热槽设置在相邻二个机油散热片之间，机油散热槽使机体的飞轮安装面 与齿盖安装面相通连，在飞轮安装面的下端设有下进风口，下进风口与机油散热槽相通连， 二者形成机体底部对油池的外冷却区，缸套冷却左风道、缸套冷却右风道、机油冷却棒和下 进风口均分布在飞轮安装面上，且位于由飞轮导风罩与机体的飞轮安装面密封对接后形成 的压力冷却风腔内。
[0010] 进一步，机油冷却棒的中心空腔与机体底面的机油散热槽相通连。
[0011] 进一步，在机油冷却棒的中心空腔与机体底面的机油散热槽相通连的结构为：在 机油冷却棒的中心空腔的底部设有条状槽孔，条状槽孔与机体底面的机油散热槽相通。
[0012] 进一步，机油冷却棒的设置数量为1~3个。
[0013] 更进一步，机油冷却棒的设置数量为2个，且设置在曲轴安装孔的下方。
[0014] 进一步，机油冷却棒设置在机油设计液面高度的下面。
[0015] 进一步，在机体的飞轮安装面的下端设有二个下进风口，二个下进风口间隔水平 分布。
[0016] 进一步，在机体的飞轮安装面位于气缸套的左右侧壁上沿高度方向间隔设有缸套 冷却左风道和缸套冷却右风道，缸套冷却左风道由左侧相邻的两根长散热片围合而成，缸 套冷却右风道由右侧的相邻的长散热片和短散热片围合而成，缸套冷却左风道和缸套冷却 右风道均设置在通过气缸套内孔的轴线且于曲轴安装孔系的轴线垂直的平面上。
[0017] 进一步，曲轴安装孔的公称孔径为(2 100毫米，气缸套内孔的公称孔径为C 98毫 米，凸轮轴孔安装孔的公称孔径为0 22毫米，在齿盖安装面的正视图中，以曲轴安装孔的 中心为坐标原点，水平线为X轴线，向右为正向，垂直线为Y轴线，向上为正向，凸轮轴安装 孔的坐标尺寸为：X = 91. 23毫米，Y = 25毫米。
[0018] 进一步，还包括平衡轴孔，平衡轴孔的公称孔径为C 52毫米，在齿盖安装面的正 视图中，以曲轴安装孔的中心为坐标原点，水平线为X轴线，向右为正向，垂直线为Y轴线， 向上为正向，平衡轴孔的的坐标尺寸为：X = - 81. 04晕米，Y = - 33晕米。
[0019] 采用本发明的风冷柴油机，在其冷却系统中，机体是主要散热体之一，冷却风源由 高速旋转的飞轮提供，由导风罩和机体飞轮安装面通过密封对接形成压力冷却风腔，高速 旋转的飞轮在压力冷却风腔内产生的压力冷却风通过四条冷却路径分别对气缸盖、机体上 段的气缸套、传动件容腔中的机油和机体壳体自身进行强制冷却，冷却气缸套和气缸盖的 流出风对消声器进行二次散热冷却。
[0020] 对气缸盖的强制冷却路径：压力冷却风腔内产生的压力冷却风从导风罩上端的缸 盖冷却风口经进风管导入气缸盖的内两条冷却风道对气缸盖进行强制冷却，从内冷却风道 流出的冷却风对消声器的排气管进行冷却，同时气缸盖的气门室盖面上设置的散热片和排 气管安装面设置的散热片增大了气缸盖的自然散热面积，提高气缸盖的散热性能。
[0021] 对气缸套的强制冷却路径：压力冷却风腔内产生的压力冷却风通过设置在气缸套 侧壁的缸套冷却左右风道从飞轮安装面流入齿盖安装面，压力冷却风腔内的压力冷却风从 缸套冷却左右风道对气缸套进行冷却，流经的冷却风在缸套侧面引风板的挡引下吹向气缸 盖，实现对气缸盖的二次冷却，当流出时还对温度较高的消声器外露壳体进行冷却。
[0022] 对机油的强制冷却路径：压力冷却风腔内产生的压力冷却风通过中空结构机油冷 却棒、机体底部的机油散热槽和下进风口、条状槽孔组成的底部冷却通道进行内外同步冷 却，其中，中空结构机油冷却棒能实现对传动件容腔内的机油进行直接强制冷却，机体底部 设置的机油散热槽和下进风口的通连结构能对机体的底部进行强制风冷。
[0023] 由于压力冷却风腔的内侧面就是机体的飞轮安装面，压力冷却风直接对机体壳体 进行强制冷却，在传动件容腔中的存油液面下设置中空结构机油冷却棒能将压力冷却风腔 内的压力冷却气体引入其中流向齿盖安装面一侧，同时冷却棒内腔设置的条状槽孔将压力 冷却气引往底部，从而实现对传动件容腔内的机油进行直接强制冷却，在机体的底部设置 的机油散热槽，压力冷却风腔内的压力冷却气体从下进风口流入机体的底部设置的机油散 热槽中，实现对机体的底部进行强制风冷。
[0024] 通过对比试验后知，采用本发明所生产的柴油机的冷却效果最好，具体试验结果 如下表：
[0025] ( -）试验条件：在相同的标定工况条件连续运行4小时，试验环境温度30°C，分 别测量机油温度；
[0026] (二）试验结果：
[0027]
[0028] (三）试验结论：
[0029] 通过上表可以得知，使用本发明的机油温度仅为90°C，而同系列的现有产品的机 油温度分别为L170F，109°C ;L178F，111°C ;L186F，116°C，采用本发明的冷却方案，虽然柴油 机单位功率实际使用的冷却风量下降，但机油温度却出现了大幅度的下降，比L170F，109°C 低19°C，比L186F，116°C低26°C，柴油机的冷却效果取得本领域技术人员无法预知技术效 果。
[0030] 在现有技术中，L178F的单位功率所用冷却风量比L170F下降了 102. 0-98. 1 = 3.91113/11，下降了3.9%，机油温度上升了2°0，上升了1.8%山186?的单位功率所用冷却风 量比L178F下降了 1.55m3/h，下降了 1.6%，机油温度上升了 5°C，上升了 4. 5%;由此可知， 柴油机冷却风量越大，柴油机的冷却效果越好，机油温度越低，反之则机油温度越高，且基 本呈线性关系，而本发明则打破了人们的常规预期，采用本发明冷却方案的L198F型柴油 机与现有的L170F型柴油机相比，单位功率所用冷却风量比L170F下降了 23. 89m3/h，下降 幅度达23. 4%，机油温度不升反降，下降了 19°C，下降幅度达17.9%。
[0031 ] 通过上述对比分析可知，本发明采取的分流立体冷却方案相对于现有技术具有突 出的实质性特点，取得了本领域技术人员难以预测的技术效果，具有显特进步。
[0032]由于风冷柴油机的工作机温得到大幅度降低，并能有效控制，因此能消除或减少 了因机温偏