专利名称：小型单缸水冷柴油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机，尤其是一种小型单缸水冷柴油机。
背景技术：
柴油机在各行各业都有着广泛的应用，随着柴油机结构上的不断改进，柴油机的工作性能也逐步提高，但还会在结构上存在或多或少的不足而影响整机性能，特别针对小型单缸水冷柴油机来说，还存在如下不足一、直喷柴油机的动力性、经济性受到进气质量的影响较大，而柴油机的进气完全来自布置于缸盖内的进气道。较高的进气涡流能力对整机的动力性、经济性具有有利影响，对于小缸径柴油机来说，进气道走向的布置受缸盖自身结构尺寸的限制，不容易实现高涡流，我国小型单缸柴油机的转速大多低于3000转/分，一般情况下采取增加“导流壁”的办法，强制气流沿预期的导流方向进入气缸，以此产生高涡流，但是，使用这种方法会减小进气流量、增加进气阻力，这种情况对于需要富氧燃烧做功的发动机而言是非常不利的。
二、小缸径柴油机直喷燃烧室直径较小，喷射油线较短的贯穿距离给组织燃烧室过程带来很大的困难，工作时多数燃油喷到燃烧室壁面上，影响油气组合。对于小缸径柴油机直喷燃烧室，需要强进气涡流与之配合，但是，在高速情况时，会导致燃烧室内进气扰动过大，影响油气混合，进而影响整机动力性、经济性、排放性能等技术指标。为此，先后有圆形敞口、四角形敞口、四角形缩口等燃烧室的应用，敞口式的燃烧室混合气旋流强度不够，四角形缩口燃烧室高速时涡流衰减偏大，以上结构的燃烧室对组织燃烧均有不利影响。
三、目前我国85mm缸径以下的水冷单缸柴油机的手动减压机构均为不可调式，使用极不方便，一方面，减压升程过小，柴油机摇重起动困难，另一方面，减压升程过大，会引起气门顶活塞，影响柴油机的可靠性。
发明内容
为了克服上述小型单缸水冷柴油机存在的诸多的不足，本实用新型提供了一种在柴油机气道、燃烧室及减压机构都有所改进的小型单缸水冷柴油机，以改善柴油机的整机性能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种小型单缸水冷柴油机，具有机体，在机体内部设置有气缸、气缸内设置有活塞，活塞顶面设置有燃烧室，在气缸盖内还设置有进气道，进气道的气道进口连接柴油机的进气系统，进气道的气道出口连通气缸，在柴油机的气缸盖罩上设置有减压机构。
针对燃烧室结构的改进所述燃烧室为一口径上小下大、底部设置有锥形凸台的凹腔，燃烧室中心相对于活塞中心水平偏移量X＝1.0～1.5mm，垂直偏移量Y＝4.0～6.0mm；燃烧室上口直径D1＝37～40mm，下口直径D2＝43～45mm；燃烧室深度H＝12～14mm；锥形凸台顶部球面半径R21＝3～5mm，斜面夹角α＝97°～101°；上口圆弧半径R22＝1.0～1.5mm，下口圆弧半径R23＝5.0～7.0mm。
为了达到最佳的实施效果所述燃烧室上口直径D1与燃烧室深度H之比D1/H＝2.6～3.0；燃烧室上口直径D1与下口直径D2之比D1/D2＝0.8～0.9；燃烧室上口直径D1与活塞直径D之比D1/D＝0.45～0.50。
针对气道结构的改进所述进气道的中段为一螺旋室，气道出口中心到气缸中心线横坐标x的距离啊A＝18～20mm、气道出口中心到气缸中心线纵坐标y的距离B＝4～6mm；气道进口与气道出口中心轴线相互垂直，垂直距离M＝35～37mm，气道进口的进口平面与气道出口中心轴线的垂直距离L＝83～86mm；螺旋室导流部分与气缸盖螺栓孔间壁厚度S≥4mm。
所述螺旋室由相切的多段立体圆弧R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9组合而成，R1＝1.5～2.5mm、R2＝17～20mm、R3＝17～19mm、R4＝75～78mm、R5＝30～33mm、R6＝65～69mm、R7＝76～79mm、R8＝14～16mm、R9＝15～17mm。
所述螺旋室内设置有导管凸台，导管凸台端面到气缸的气缸盖底平面的距离H2＝26～28mm，气道进口中心到气道出口端面的距离H1＝36～40mm。
所述减压机构包括减压轴、减压轴座、减压扳手、减压弹簧和减压螺柱，减压螺柱与减压轴螺纹连接并贯穿减压轴，减压螺柱的末端设置有减压轴调节固定螺母和弹性垫片。
本实用新型的有益效果是，1、改善了柴油机的起动性能，降低了燃油消耗和排气有害成分；2、能够产生满足直喷柴油机燃烧需要的高涡流比，解决了小缸径柴油机因气缸盖结构紧凑而引起螺旋进气道布置困难的问题，为实现小型柴油机直喷化开辟了有效途径。
3、解决了小型单缸水冷柴油机减压升程不稳定的问题，实现了减压升程的可调节操作，保证了柴油机起动时的减压可靠性。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的剖视图。
图2是
图1的C-C剖视图。
图3是本实用新型燃烧室结构示意图。
图4是本实用新型燃烧室剖视图。
图5是本实用新型气道与气缸位置关系结构示意图。
图6是本实用新型气道的结构示意图。
图7是图6的俯视图。
图8是图7在气道出口处的A-A剖视图。
图9是图7在气道出口处的B-B剖视图。
图10是本实用新型减压机构的结构示意图。
图11是本实用新型减压机构的减压轴压下时的结构示意图。
在
图1、图2中1.机体，2.气缸，3.活塞，4.燃烧室，5.进气道，6.进气系统，7.气缸盖罩，8.减压机构，9.气缸盖。
在图3、图4中X燃烧室中心相对于活塞中心水平偏移量，Y燃烧室中心相对于活塞中心垂直偏移量，D活塞直径，D1燃烧室上口直径，D2燃烧室下口直径，H燃烧室深度，R21锥形凸台顶部球面半径，R22上口圆弧半径，R23下口圆弧半径。
在图5至图9中1-1.气道进口，1-2.气道出口，1-3.导管凸台，1-4.气缸盖螺栓孔。
A为气道出口中心到气缸中心线横坐标x的距离B为气道出口中心到气缸中心线纵坐标y的距离M为气道进口与气道出口中心轴线垂直距离L为气道进口的进口平面与气道出口中心轴线的垂直距离H1为气道进口中心到气道出口端面的距离H2为导管凸台端面到气缸的气缸盖底平面的距离R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9为组合成立体螺旋的圆弧半径
R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17为A-A剖视图、B-B剖视图中的各圆弧半径h1、h2分别为A-A剖面处气道顶部到气缸盖底平面的距离h3、h4分别为B-B剖面处气道顶部到气缸盖底平面的距离在
图10、
图11中2-1.减压轴，2-2.减压轴座，2-3.减压扳手，2-4.减压弹簧，2-5.减压螺柱，2-6.减压轴调节固定螺母，2-7.弹性垫片。
具体实施方式
如
图1、图2所示的一种小型单缸水冷柴油机，具有机体1，在机体1内部设置有气缸2和气缸盖9、气缸2内设置有活塞3，活塞3顶面设置有燃烧室4，在气缸盖9内还设置有进气道5，进气道5的气道进口1-1连接柴油机的进气系统6，进气道5的气道出口1-2连通气缸2，在柴油机的气缸盖罩7上设置有减压机构8。
如图3、图4所示，本实用新型所述的小型单缸水冷柴油机具有缩口型燃烧室，燃烧室设置在活塞上，所述燃烧室为一口径上小下大、底部设置有锥形凸台的凹腔，燃烧室为一旋转体，通过专用刀具加工获得。
具体地所述燃烧室中心相对于活塞中心水平偏移量X＝1.0～1.5mm，垂直偏移量Y＝4.0～6.0mm；燃烧室上口直径D1＝37～40mm，下口直径D2＝43～45mm；燃烧室深度H＝12～14mm；锥形凸台顶部球面半径R1＝3～5mm，斜面夹角α＝97°～101°；上口圆弧半径R2＝1.0～1.5mm，下口圆弧半径R2＝5.0～7.0mm，且上口圆弧与活塞上平面和缩口内壁平滑过渡，下口圆弧与锥形凸台斜面和缩口内壁平滑过渡。
为了达到最佳的实施效果燃烧室上口直径D1与燃烧室深度H之比D1/H＝2.6～3.0；燃烧室上口直径D1与下口直径D2之比D1/D2＝0.8～0.9；燃烧室上口直径D1与活塞直径D之比D1/D＝0.45～0.50。
如图5至图7所示，本实用新型所述的小型单缸水冷柴油机具有一高涡流比的立体螺旋进气道，气道出口1-2中心到气缸中心线横坐标x的距离A＝18～20mm，气道出口1-2中心到气缸中心线纵坐标y的距离B＝4～6mm；气道进口1-1与气道出口1-2中心轴线相互垂直，垂直距离M＝35～37mm，气道进口1-1的进口平面与气道出口1-2中心轴线的垂直距离L＝83～86mm。所述进气道5由相切的多段立体圆弧R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9组合而成，R1＝1.5～2.5mm、R2＝17～20mm、R3＝17～19mm、R4＝75～78mm、R5＝30～33mm、R6＝65～69mm、R7＝76～79mm、R8＝14～16mm、R9＝15～17mm。所述进气道5内设置有导管凸台1-3，导管凸台1-3端面到气缸的气缸盖底平面的距离H2＝26～28mm，气道进口1-1中心到气道出口1-2端面的距离H1＝36～40mm。进气道5的进气导流部分与气缸盖螺栓孔1-4间壁厚度S≥4mm。
图8为气道出口处的A-A剖视图，其中该处处气道顶部到气缸盖底平面的距离h1＝45～48mm，h2＝33～36mm，R10＝3～5mm，R11＝5～7mm，R12＝10～12mm，R13＝39～42mm；图9为气道出口处的B-B剖视图，其中该处处气道顶部到气缸盖底平面的距离h3＝39～41mm，h4＝26～28mm，R14＝3～5mm，R15＝70～73mm，R16＝5～7mm，R17＝1～3mm。
由于进气道采用多段立体圆弧组成的立体螺旋结构，使气流在经过螺旋结构的进气道时，能够产生满足直喷柴油机燃烧需要的高涡流比，且无明显减小进气流量、增加进气阻力的负面影响。
如
图10、
图11所示，本实用新型所述的小型单缸水冷柴油机具有可调式减压机构，具有减压轴2-1、减压轴座2-2、减压扳手2-3、减压弹簧2-4和减压螺柱2-5，减压轴座2-2固定设置在柴油机的气缸盖罩7内壁，减压轴2-1一端设置在减压轴座2-2的斜面配合接触，另一端伸出气缸盖罩7与减压扳手2-3固定连接，减压弹簧2-4套装在减压轴2-1上，减压弹簧2-4的两端分别与减压扳手2-3和减压轴座2-2相抵，减压轴2-1内部设置有螺纹孔，减压螺柱2-5与减压轴2-1螺纹连接并贯穿减压轴2-1，减压螺柱2-5的前端对准气门摇臂头部，在减压螺柱2-5的末端设置有减压轴调节固定螺母2-6和弹性垫片2-7。
使用时，通过减压扳手2-3的逆时针方向转动，减压弹簧2-4被压缩，减压轴2-1的斜面在减压轴座2-2的斜面上向下滑移，形成一定的减压升程。减压动作完成释放后，减压弹簧2-4回弹，减压轴2-1向上回位，其斜面与减压轴座2的斜面重新贴合。
现对减压升程的调节作进一步说明减压机构在总成状态时，减压轴2-1与减压螺柱2-5以及减压扳手2-3通过减压轴调节固定螺母2-6和弹性垫片2-7锁紧。减压扳手2-3动作时，减压轴2-1和减压螺柱2-5联动升降。如需改变减压升程，只要将减压轴调节固定螺母2-6松开，即可调节减压螺柱2-5伸出减压轴2-1端部的长短，确定好适当位置后重新锁紧减压轴调节固定螺母2-6即可。
另外，对于本实用新型各零部件的制作工艺方面，减压轴2-1通过冷墩成型和金加工获得；减压轴座2-2通过冷墩成型和金加工获得；减压螺柱2-5通过金加工、头部高频淬火获得；减压扳手2-3通过冲压形成获得。
权利要求1.一种小型单缸水冷柴油机，具有机体(1)，在机体(1)内部设置有气缸(2)和气缸盖(9)、气缸(2)内设置有活塞(3)，活塞(3)顶面设置有燃烧室(4)，在气缸盖(9)内还设置有进气道(5)，进气道(5)的气道进口(1-1)连接柴油机的进气系统(6)，进气道(5)的气道出口(1-2)连通气缸(2)，在柴油机的气缸盖罩(7)上设置有减压机构(8)，其特征是所述燃烧室(4)为一口径上小下大、底部设置有锥形凸台的凹腔；所述进气道(5)为一高涡流比的立体螺旋进气道；所述减压机构(8)包括减压轴(2-1)、减压轴座(2-2)、减压扳手(2-3)、减压弹簧(2-4)和减压螺柱(2-5)，减压螺柱(2-5)与减压轴(2-1)螺纹连接并贯穿减压轴(2-1)。
2.根据权利要求1所述的小型单缸水冷柴油机，其特征是所述燃烧室中心相对于活塞中心水平偏移量X＝1.0～1.5mm，垂直偏移量Y＝4.0～6.0mm；燃烧室上口直径D1＝37～40mm，下口直径D2＝43～45mm；燃烧室深度H＝12～14mm；锥形凸台顶部球面半径R21＝3～5mm，斜面夹角α＝97°～101°；上口圆弧半径R22＝1.0～1.5mm，下口圆弧半径R23＝5.0～7.0mm。
3.根据权利要求2所述的小型单缸水冷柴油机，其特征是所述燃烧室上口直径D1与燃烧室深度H之比D1/H＝2.6～3.0；燃烧室上口直径D1与下口直径D2之比D1/D2＝0.8～0.9；燃烧室上口直径D1与活塞直径D之比D1/D＝0.45～0.50。
4.根据权利要求1所述的小型单缸水冷柴油机，其特征是气道出口(1-2)中心到气缸中心线横坐标x的距离A＝18～20mm、气道出口(1-2)中心到气缸中心线纵坐标y的距离B＝4～6mm；气道进口(1-1)与气道出口(1-2)中心轴线相互垂直，垂直距离M＝35～37mm，气道进口(1-1)的进口平面与气道出口(1-2)中心轴线的垂直距离L＝83～86mm；进气道(5)的进气导流部分与气缸盖螺栓孔(1-5)间壁厚度S≥4mm。
5.根据权利要求4所述的小型单缸水冷柴油机，其特征是所述螺旋室(1-2)由相切的多段立体圆弧R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9组合而成，R1＝1.5～2.5mm、R2＝17～20mm、R3＝17～19mm、R4＝75～78mm、R5＝30～33mm、R6＝65～69mm、R7＝76～79mm、R8＝14～16mm、R9＝15～17mm。
6.根据权利要求4所述的小型单缸水冷柴油机，其特征是所述螺旋室(1-2)内设置有导管凸台(1-4)，导管凸台(1-4)端面到气缸的气缸盖底平面的距离H2＝26～28mm，气道进口(1-1)中心到气道出口(1-2)端面的距离H1＝36～40mm。
7.根据权利要求1所述的小型单缸水冷柴油机，其特征是所述减压螺柱(2-5)的末端设置有减压轴调节固定螺母(2-6)和弹性垫片(2-7)。
专利摘要本实用新型涉及一种柴油机，尤其是一种小型单缸水冷柴油机。其燃烧室为一口径上小下大、底部设置有锥形凸台的凹腔；其进气道为一高涡流比的立体螺旋进气道；其减压机构的减压螺柱与减压轴螺纹连接并贯穿减压轴，可调节柴油机的减压升程。本实用新型改善了柴油机的起动性能，降低了燃油消耗和排气有害成分；能够产生满足直喷柴油机燃烧需要的高涡流比，解决了小缸径柴油机因气缸盖结构紧凑而引起螺旋进气道布置困难的问题，为实现小型柴油机直喷化开辟了有效途径；解决了小型单缸水冷柴油机减压升程不稳定的问题，实现了减压升程的可调节操作，保证了柴油机起动时的减压可靠性。
文档编号F02F1/42GK2918764SQ200620074388
公开日2007年7月4日 申请日期2006年7月4日 优先权日2006年7月4日
发明者赵新友, 赵亚军, 杨洋, 张红升, 邵国华 申请人:江苏常发实业集团有限公司