一種柴油機及其機體水套的制作方法

本發明涉及柴油機技術領域，特別涉及一種機體水套，還涉及具有上述機體水套的一種柴油機。

背景技術：

目前柴油機行業正朝著高性能低排放的方向發展，為了達到這個目標，新設計的柴油機都采用了高強化程度和高爆壓等必要手段，隨之也帶來了柴油機的機體水套(機體水套包括機體和氣缸套)的活塞一環位置(此活塞一環位置指的是活塞上第一道活塞環在活塞運行到上止點時的位置)冷卻能力不足、機體剛度不足、氣缸套變形大引起的拉缸、活塞積碳等一系列問題，同時高爆壓沖擊下氣缸套的震動也隨之加劇，穴蝕頻發。

在現有技術中，機體水套所采用的氣缸套，一般為濕式氣缸套或干式氣缸套。其中，濕式氣缸套雖然冷卻效果好，但是其與機體的定位效果較差，自身震動較大，容易產生穴蝕；而干式氣缸套雖然與機體的定位效果較好，但其冷卻效果較差，無法滿足冷卻要求較高的活塞一環位置的冷卻。即濕式氣缸套和干式氣缸套的功能都較為單一，所以無論采用哪種氣缸套，都無法令柴油機的工作性能得到顯著提升。

因此，如何進一步的提高柴油機的工作性能，已經成為目前本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種機體水套，通過對原有結構進行改進，使得柴油機的工作性能得到了顯著提升。本發明還提供了一種具有上述機體水套的柴油機。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種機體水套，包括機體和氣缸套，其中：

所述氣缸套頂部的外壁與所述機體的內壁共同圍成能夠導流冷卻液，以對所述氣缸套的活塞一環位置進行冷卻的第一冷卻腔，所述氣缸套底部的外壁與所述機體的內壁過渡配合；

所述機體上開設有將冷卻液導入到所述第一冷卻腔中的第一進液通道，以及導出所述第一冷卻腔內冷卻液的第一出液通道。

優選的，上述機體水套中，所述氣缸套頂部的外壁上設置有水套結構，所述水套結構包括：

與所述氣缸套一體成型的本體；

開設在所述本體的圓周側面上的環形凹槽，所述環形凹槽與所述機體的內壁配合圍成環形的所述第一冷卻腔。

優選的，上述機體水套中，柴油機的活塞在所述氣缸套內的行程為a，所述環形凹槽在所述氣缸套軸向上的寬度為l，并且a/3＜l＜a/2。

優選的，上述機體水套中，所述氣缸套的內徑為b，所述本體的最小厚度為s1，并且所述s1＝0.06b。

優選的，上述機體水套中，所述氣缸套的底部的壁厚為s2，并且s2＝0.25b。

優選的，上述機體水套中，所述第一出液通道的一端與所述第一冷卻腔連通，另一端與氣缸蓋的內腔連通，以能夠將冷卻液從所述第一冷卻腔中導入到所述氣缸蓋的內腔中。

優選的，上述機體水套中，還包括：

開設在所述機體上的第二冷卻腔，所述第二冷卻腔為環形腔，并位于所述氣缸套的底部外側；

連通所述第二冷卻腔和所述氣缸蓋的內腔，以將所述氣缸蓋內流出的冷卻液導入到所述第二冷卻腔內的第二進液通道；

與所述第二冷卻腔連通，以將所述第二冷卻腔內的冷卻液導出的第二出液通道。

優選的，上述機體水套中，所述本體在所述氣缸套軸向上的兩端與所述機體的內壁均為間隙配合。

優選的，上述機體水套中，所述環形凹槽為截面形狀呈弧形的弧形凹槽。

一種柴油機，包括活塞和機體水套，該機體水套為上述任意一項所述的機體水套。

本發明提供的機體水套，用于設置在柴油機中，包括機體和氣缸套，其改進之處在于，氣缸套的頂部的外壁與機體的內壁配合圍成了第一冷卻腔，此第一冷卻腔能夠導流冷卻液，從而實現對氣缸套的活塞一環位置進行冷卻，而氣缸套的底部的外壁則直接與機體的內壁過渡配合；同時在機體上還開設了第一進液通道和第一出液通道，此第一進液通道能夠將從泵中出來的冷卻液導入到第一冷卻腔中，當冷卻液在第一冷卻腔中進行流動時，則對活塞一環位置實現冷卻，而第一出液通道則用于將冷卻液從第一冷卻腔中導出。本發明提供的機體水套，通過在氣缸套頂部的外側設置第一冷卻腔，以使頂部的外壁直接與冷卻液接觸，而氣缸套的底部的外壁則直接與機體的內壁接觸，從而使得氣缸套的頂部成為濕式氣缸套，底部成為干式氣缸套，令整個氣缸套以上濕下干的方式與機體配合，進而在實現對活塞一環位置充分冷卻的同時，還保證了與機體的穩定定位，使得柴油機的工作性能得到了更進一步的顯著提升。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的機體水套中氣缸套的結構示意圖；

圖2為氣缸套和機體配合的軸測圖；

圖3為氣缸套和機體配合的主視圖。

在圖1-圖3中：

1-機體，2-氣缸套，3-第一冷卻腔，4-第一進液通道，5-第一出液通道，6-本體，7-環形凹槽，8-第二冷卻腔，9-第二進液通道，10-第二出液通道。

具體實施方式

本發明提供了一種機體水套，通過對原有結構進行改進，使得柴油機的工作性能得到了顯著提升。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1-圖3所示，本發明實施例提供的機體水套，包括機體1和氣缸套2，本實施例將氣缸套2視為兩部分來進行說明，即頂部和底部(如圖1所示)，具體的是氣缸套2頂部的外壁與機體1的內壁(此內壁指的是機體1用于安裝氣缸套2的孔的內壁)共同圍成能夠導流冷卻液，從而對氣缸套2的活塞一環位置實現冷卻的第一冷卻腔3，而氣缸套2底部的外壁則直接與機體1的內壁進行過渡配合；并且為了保證冷卻液在第一冷卻腔3內的正常流動，還在機體1上開設有將冷卻液導入到第一冷卻腔3中的第一進液通道4，以及將第一冷卻腔3內的冷卻液導出的第一出液通道5。本實施例中，冷卻液主要指的是冷卻水，當然其也可以為其他類型的冷卻液，例如冷卻油等。本實施例中，氣缸套2的底部長度，在氣缸套2軸向上約占整個氣缸套2長度的三分之二，而之所以令氣缸套2的底部與機體1的內壁過渡配合，是為避免過盈配合可能導致的氣缸套2失圓，此種配合方式下，當氣缸套2的底部受熱膨脹后會完全貼緊機體1。

上述結構的機體水套在進行工作時，令冷卻液從第一進液通道4經機體1進入到第一冷卻腔3中，對位于第一冷卻腔3內側的氣缸套2進行冷卻，主要的是對氣缸套2的活塞一環位置進行冷卻，從而實現對氣缸套2最需要冷卻部位的高效冷卻，當冷卻液在環形的第一冷卻腔3中圍繞氣缸套2流動并完成冷卻后，會進入到第一出液通道5中，從而經機體1從第一冷卻腔3中流出。由此可以看出，本實施例提供的機體水套，令氣缸套2的頂部以濕式氣缸套2的工作方式進行工作。同時，在上述過程中，氣缸套2的底部始終與機體1直接接觸并牢固連接，使得氣缸套2和機體1之間具有較好的定位效果，即令氣缸套2的底部以干式氣缸套2的工作方式進行工作，從而使得本實施例提供的機體水套中的氣缸套2為上濕下干式的新型氣缸套，其不僅對活塞一環位置實現了充分冷卻，而且還與機體1實現了穩固定位，減輕了氣缸套2的震動，減小了穴蝕的發生幾率，使得柴油機的工作性能得到了更進一步的顯著提升。

為了進一步優化技術方案，本實施例提供的機體水套中，氣缸套2頂部的外壁上設置有水套結構，如圖1所示，水套結構包括與氣缸套2一體成型的本體6，以及開設在本體6的圓周側面上的環形凹槽7，環形凹槽7與機體1的內壁配合圍成環形的第一冷卻腔3，如圖2和圖3所示。本實施例中，形成第一冷卻腔3的結構可以有多種選擇，例如可以在機體1的內壁上設置凹槽，或者直接在氣缸套2的外壁上開設凹槽，但為了盡可能的降低對機體1和/或氣缸套2自身結構造成的影響，優選令氣缸套2具有水套結構，通過此水套結構來實現第一冷卻腔3的成型，即令本體6凸出的設置在氣缸套2頂部的外壁上，然后再在環形本體6的圓周側面上開設圍繞氣缸套2軸線的環形凹槽7，通過機體1內壁對環形凹槽7的開口進行封堵，以圍成第一冷卻腔3。

如圖1所示，優選柴油機的活塞在氣缸套2內的行程為a，環形凹槽7在氣缸套2軸向上的寬度為l，并且令a/3＜l＜a/2；氣缸套2的內徑為b，本體6的最小厚度為s1，并且令s1＝0.06b。本實施例中，令環形凹槽7的寬度介于活塞三分之一行程與二分之一行程之間，是為了充分實現對活塞一環位置的冷卻，同時也便于水套結構的安裝。本體6的最小厚度s1，指的是在氣缸套2徑向上環形凹槽7的底壁與氣缸套2內壁之間的距離，令此距離為氣缸套2內徑的0.06倍，則是因為目前的濕式氣缸套推薦的最小壁厚為氣缸套內徑的百分之六，本實施例為了在安全范圍內達到最佳的冷卻效果，所以優選為極限值。

進一步優選的，氣缸套2的底部的壁厚為s2，如圖1所示，并且s2＝0.25b。現有的干式氣缸套2推薦壁厚為氣缸套2內徑的百分之二，本實施例則優選氣缸套2底部的壁厚為略大于推薦值的壁厚，即令底部的壁厚為氣缸套2內徑的百分之二點五。相對較厚的壁厚減小了氣缸套2的變形幾率，解決了氣缸套2易變形的問題，而且也避免了拉缸、活塞積碳等一系列問題。

本實施例中，還優選令第一出液通道5的一端與第一冷卻腔3連通，另一端與氣缸蓋的內腔連通，以能夠將冷卻液從第一冷卻腔3中導入到氣缸蓋的內腔中，令冷卻液可以繼續對氣缸蓋進行冷卻，從而充分利用冷卻液，提高了換熱效率。

如圖2和圖3所示，本實施例提供的機體水套中，還包括：開設在機體1上的第二冷卻腔8，該第二冷卻腔8為環形腔，并位于氣缸套2的底部外側；連通第二冷卻腔8和氣缸蓋的內腔，以將氣缸蓋內流出的冷卻液導入到第二冷卻腔8內的第二進液通道9；與第二冷卻腔8連通，以將第二冷卻腔8內的冷卻液導出的第二出液通道10。上述結構能夠利用從氣缸蓋中流出的冷卻液對氣缸套2的底部進行冷卻，從而避免氣缸套2底部的溫度出現陡然升高，使得氣缸套2的使用壽命更長。

具體的，冷卻液的整個流動路徑為：從泵中出來的冷卻液經第一進液通道4進入到第一冷卻腔3中對活塞一環位置進行冷卻，然后經第一出液通道5從第一冷卻腔3中流至氣缸蓋的內腔中，對氣缸蓋進行冷卻，之后從氣缸蓋的內腔中流出的冷卻液經第二進液通道9進入到第二冷卻腔8中對氣缸套2的底部進行冷卻，之后第二出液通道10將第二冷卻腔8中的冷卻液排出至機體1外。

上述設置方式，不僅能夠對氣缸套2的頂部和底部實現全方位的冷卻，盡可能的延長氣缸套2的使用壽命，而且還可以利用第二進液通道9、第二冷卻腔8和第二出液通道10形成的流通路徑作為氣缸蓋的出水管路，提高了機體1的結構緊湊性和集成性。

具體的，本體6在氣缸套2軸向上的兩端與機體1的內壁均為間隙配合。如圖3所示，本體6的兩端，即圖3中標示的c位置和d位置，與機體1的內壁均為小間隙配合，當氣缸套2受熱膨脹后，其能夠與機體1貼緊，再結合底部與機體1的間隙配合(即圖3中標示為e的位置)，以實現對整個氣缸套2的穩固定位，減少穴蝕的發生。并且，還優選c位置的間隙尺寸大于d位置的間隙尺寸，以進一步提高配合穩定性。

如圖1-圖3所示，本實施例還優選環形凹槽7為截面形狀呈弧形的弧形凹槽。相對于截面形狀為多邊形的凹槽(例如矩形凹槽)，弧形的凹槽由于其側壁和底壁為一段圓弧，所以其具有更大的開口，能夠使得凹槽在氣缸套2軸向上的分布范圍更大，從而提高對氣缸套2頂部的冷卻效果，所以作為本實施例的優選方案。

基于上述實施例中提供的柴油機箱體，本發明實施例還提供了一種柴油機，該柴油機具有上述實施例中提供的機體水套。

由于該柴油機采用了上述實施例提供的機體水套，所以該柴油機由機體水套帶來的有益效果請參考上述實施例中相應的部分，在此不再贅述。

本說明書中對各部分結構采用遞進的方式描述，每個部分的結構重點說明的都是與現有結構的不同之處，機體水套的整體及部分結構可通過組合上述多個部分的結構而得到。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。