专利名称:柴油机缸内冷却装置的制作方法
本实用新型是柴油机冷却装置的实用新型。本实用新型属于柴油机制造技术领域：
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传统柴油机采用水冷装置或风冷装置，但不论水冷和风冷都是在气缸外进行冷却。缸外冷却有一定缺点一是冷却不及时，有些柴油机就因冷却不及时而烧损活塞和喷嘴，二是冷却风扇消耗6％左右的有用功，降低了柴油机的热效率。近年来为了节约燃油，许多人进行柴油乳化掺水的研究，证实柴油掺水有一定节油效果。但乳化柴油制备困难，不能长久放置，且乳化剂较贵，在经济上不合算，同时在柴油机冷却装置不变的情况下柴油掺水往往造成柴油机过份冷却，使机件磨损加快，因此乳化柴油是很难实用的。实际上柴油掺水使用就是柴油机缸内冷却的一种，运用适当是有较大节油潜力的。这是因为少量的水被喷入气缸后，吸热气化，体积增加数百倍，可参与推动活塞作功；水在气化的过程中促使柴油与空气更好地混合，使柴油能更完全地燃烧，有利于节油；水在缸内的吸热也就及时冷却了活塞。喷嘴等高温部件，实现了内冷却。由于喷入水的内冷，必然要求缸外冷却减少，否则就会冷却过度，不利于柴油机的工作。因此我们在实施柴油机内冷时就必须减少或取消外冷装置，这样就可获得节油，冷却及时，柴油机制造成本下降的好处。
本实用新型提供一种柴油机的新型冷却装置，实现柴油机的缸内冷却，达到降低柴油机油耗、节油，降低柴油机制造成本的目的。
本实用新型用两个附图来表明内冷装置的结构和柴油机缸内冷却的工作流程。附图1为内冷装置混流管的结构图。图中1－水流入管，2－水量调节螺钉，3－柴油流入管，4－油、水混合液流出管，D－柴油流入管内径，d－水流入管内径。附图2为柴油机缸内冷却流程图。图中1－柴油箱，2－柴油滤清器，3－混流管，4－输油泵，5－精滤器，6－喷油泵，7－喷油嘴，8－水箱，9－水滤清器。H－油面高度，h－水面高度。注意，附图2表示的是油箱和水箱位置高于混流管的情况，实际上当油箱和水箱位置低于混流管时本实用新型同样实用，只不过此时H和h分别表示油面和水面低于混流管中心线所在水平面的高度(即向下距离)。
本实用新型有两个装置其一是混流管如附图1所示，它是一个特制的三通管，使水和柴油混流。混流管的三个管分别作为柴油流入管、水流入管、及油水混合液流出管。其水流入管的内径为柴油流入管内径的1／3～1／2，为了控制加入水量的多少，在水流入管上还附有流量调节螺钉以调节水量的大小，三个管的长度都在20～100毫米内。另一个装置是水箱，水箱的结构无特殊要求，但它的截面积，容量和安装位置都与油箱有关。要求水箱的截面为油箱截面的0.05～0.5；水箱的容量也为油箱容量的0.05～0.5；它的安装要保证水面的高度(或向下距离)为油面高度(或向下距离)的0.8～0.86，这些高度(或向下距离)均以混流管的中心线所在水平面为基准。使用本实用新型实行缸内冷却的过程如附图2所示。水从水箱8流出进入滤清器9，滤清后流入混流管3，在混流管中与柴油混流后混合液进入输油泵4，然后进入精滤器5，滤清后混合液进入喷油泵6，然后进入喷嘴7，最后混合液被喷入气缸，实现了缸内冷却。简单的柴油机不使用输油泵，那末水与柴油在混流管混流后直接进入喷油泵，其余与上述有输油泵的柴油机过程相同。在混合液中水的用量应占油水总量的5～30％。水用量太多会使柴油机冷却过度，水用量太少则柴油机冷却不足，每种柴油机都有一个最佳用量，一般柴油机最佳水用量在10～20％之间。水量的控制是很重要的，本实用新型是通过等液压和比例限流来控制水的用量的。等液压是使油面和水面对于混流管保持适当的高度(或向下距离)来实现的。由于柴油的比重为0.8～0.86，水的比重为1，保持柴油面的高度(或向下距离)H为1，水面的高度(或向下距离)h为0.8～0.86就实现了等压。在柴油机的运行中，柴油和水按比例地喷入气缸，水面高度(或向下距离)和油面高度(或向下距离)的比值不会变化。水的用量是通过水箱截面与油箱截面成比例来控制的，取水箱的截面为油箱截面的0.05～0.5，这样就使水的用量为柴油用量的0.05～0.5。各种柴油机用水量不同则所选的水油箱截面比也不同，通常最好的比值为0.1～0.25之间。截面成比例的油水箱在等压的前提下就实现了油水的按比例加入。为防止在瞬间由于振动产生的液压变化而造成的水加入过多，混流管的设计考虑了对水的限流作用其一是水量流入管的内径较小；其二是水流入管上附有水量调节螺钉，可调节限制水的加入量，通常水量调节螺钉一经调好就不再变动。采用上述装置按上述要求就可实现油水的等压按比例加入，实现稳定的柴油机内冷却过程。
缸内冷却装置与传统的水冷或风冷装置相比有下列优点一是冷却及时，可防止承受高温部件的过热损坏；二是能降低柴油机的燃油消耗，可以节油，并节省用于散热风扇的辅助功率；三是可降低柴油机制造成本，因不需要散热风扇，不需要水冷用的价高复杂的铜质水箱或风冷用的散热片，需要增加的是简单价低的钢质水箱和混流管，可降低柴油机成本2～8％；四是可减少柴油机的排气污染，由于缸内冷却，降低了气缸的最高温度，从而大大减少高温下生成的氧氮化合物的排放量，还有由于取消散热风扇将减少噪声污染；五是提高了柴油机的防爆性，由于内冷，排气温度降低，所以防爆性提高。
本实用新型适应于各种类型的柴油机，尤其是中小型柴油机和固定式柴油机。本实用新型使用时要注意使混流管尽可能接近输油泵入口，或喷油泵入口(对不用输油泵的柴油机而言)；还有在油箱和水箱的液面指示管旁应标出相应的等压线，以便操作者在加油、水时保持油、水的等压；此外在水箱到混流管间的管路中要有一个旋塞，以便操作者在不需加水时可停止水的加入，例如在柴油机熄火停机前的2～3分钟，停止水的加入可使停机后喷油泵等精密部件中不滞留水分，这将有利于柴油机的防锈。采用本实用新型可生产全内冷柴油机和部分内冷柴油机。对于小型柴油机全内冷是完全可行的，全内冷将使柴油机结构大大简化，制造成本下降较多。部分内冷就是在现有柴油机的缸体基础上采用本实用新型，这也可收到降低柴油机燃油消耗，减少制造成本的好处，同时保持柴油机原缸体设计不变，在技术上较简易可行。实现本实用新型的最佳方式是由柴油机制造厂采用本实用新型生产内冷式柴油机如用于190型、290型、175型、195型等小型柴油机制造，这样柴油机厂可降低生产成本，柴油机用户可降低油耗。首先由小型柴油机生产厂采用，然后逐步用于大、中型柴油机，对于柴油消耗较多的柴油发电站、内燃机车、船舶柴油机等，也可采用本实用新型进行技术改造，以收到节约燃油的效果。
权利要求
1.一种实现将水与柴油按比例喷入气缸的柴油机冷却装置。其特征在于油路上装有一水油混流管并有一与之相连的与油箱容量成比例的水箱。
2.根据权利要求
1所述的装置其特征在于混流管为三通管。其旁通水管内径为主输油管的1／3～1／2，长度在20－100毫米内，水流管上附有流量调节螺钉。
3.根据权利要求
1所述的装置其特征在于水箱横截面积及容量为油箱的0.05～0.5，水面的高度或向下距离是油面高度或向下距离的0.8～0.86。
4.根据权利要求
1所述的装置，其特征在于将水油混合液中的水量始终控制在油量的0.05～0.5。
专利摘要
本实用新型提供一种柴油机新型冷却装置，实现柴油机的可控制的内冷。采用本实用新型的柴油机将具有冷却及时、节油、制造成本较低的优点。本实用新型可供各种柴油机采用。柴油机厂使用本实用新型可生产出内冷、节油、成本低的柴油机。应用本实用新型也易于将现有柴油机改造成节油的内冷式柴油机。
文档编号F01P3/02GK86207788SQ86207788
公开日1987年10月31日 申请日期1986年9月22日
发明者黄亚平 申请人:黄亚平导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan