一種風冷斜置式柴油的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種風冷斜置式柴油機，屬于內燃機【技術領域】。它解決了現有結構存在機體容易開裂、可靠性差、返修率高等問題。本風冷斜置式柴油機，包括機體合件，機體合件上安裝有曲軸、氣缸蓋、供油系統及冷卻風扇，其特征在于：所述的機體合件包括機體和齒輪室蓋，所述的機體的左側端面設有若干個螺栓孔，螺栓孔與機體表面加強筋相連接或朝向相同，不等距螺栓穿過齒輪室蓋與螺栓孔配合將齒輪室蓋固定在機體上。本發明整機性能與原170F柴油機相比，標定轉速提高20％，達3600r/min且運行正常，相同轉速功率增大約6％，燃油耗下降8.3％，噪聲降低了1.7dBA，柴油機燃油耗低至275g/kW·h，整機已完成1000h可靠性試驗，機器運行正常，整機綜合指標達國際同類機型先進水平。
【專利說明】一種風冷斜置式柴油機
【技術領域】
[0001]本發明屬于內燃機【技術領域】，特指一種風冷斜置式柴油機。
【背景技術】
[0002]自1933年世界上第一臺小型單缸柴油機由日本洋馬株式會社試制成功，此后小型柴油機開始在世界范圍內得到迅速推廣。單缸柴油機現在廣泛用于低速汽車、小型拖拉機、小型聯合收割機、微耕機、田園管理機、小型船舶、小型工程機械、小型發電機組、農機具、水泵及農排等道路和非道路設備中并作為配套中間產品，已被世界各國，特別是第三世界國家大量使用。我國是近年來單缸柴油機行業發展最迅猛的國家，截至目前單缸柴油機產銷量已占到了全球單缸柴油機總量的90%，且隨著我國經濟發展持續增長，城市化進程進一步推進，市政工程、農業機械和家庭等用動力需求增加，國內單缸柴油機用途和用量進一步擴大，市場需求快速增長。
[0003]國內生產的單缸柴油機經過多次轉型升級后，產品種類日趨豐富，型號日趨齊全，配套逐漸完善，正逐步適應工農業生產配套動力的需要。然而經濟的快速發展，使得大量農村年輕勞動力外移，目前中國農村勞動力以年歲偏大的老人及婦女為主，因此需求整機重量輕的小功率風冷柴油機。近幾年國內小型汽油機發展較快，但仍以出口產品為主，國內有一些配套動力使用，但由于柴油機動力穩定、使用壽命長、油耗低使用成本低，因此市場上柴油機相對更受用戶歡迎。然而人們也已認識到了汽油機所具有的獨特優越性，汽油機廣泛采用的鋁合金機體、氣缸蓋，較輕的整機重量，可移動的使用亦受到人們關注，因此國內近年來出現了以168F汽油機為基礎，設計了鋁合金機體、氣缸蓋的斜置170F柴油機，產品市場看好，但目前生產的這類輕型柴油機存在下列問題:機體開裂，可靠性差；市場返修率很高；產品性能差，特別是柴油機煙度較大、排放差，不能滿足現行強制標準限值要求，目前生產此類柴油機企業面臨著這些問題，產品不能適應市場需求。本專利 申請人:分析了目前機型存在的問題，從機械結構強化、改善傳熱冷卻等結構創新設計提高柴油機整機剛性，減少機械和受熱變形，提高可靠性；從柴油機原理分析，優化性能實現節能減排，同時減少了整機熱負荷，柴油機整機各項性能全面提升，通過發明的實施，柴油機已全面達到內燃機標準性能要求，可靠性提高受到用戶青睞。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種高性能環保型的風冷斜置式170F柴油機，分析了 168F汽油機的設計特點及目前國內生產的以168F汽油機為基礎改為170F柴油機存在的問題，設計了斜置結構170F柴油機，它的結構強度更高，整機更為耐久可靠。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:
[0006]—種風冷斜置式柴油機，包括機體合件，機體合件上安裝有曲軸、氣缸蓋、供油系統及冷卻風扇，其特征在于:所述的機體合件包括機體和齒輪室蓋，所述的機體的左側端面設有若干個螺栓孔，螺栓孔與機體表面加強筋相連接或朝向相同，不等距螺栓穿過齒輪室蓋與螺栓孔配合將齒輪室蓋固定在機體上。
[0007] 申請人:就結構設計從柴油機的受力，力的傳遞分析和有效的設計計算入手，通過合理布置機體、齒輪室蓋的加強筋，形成柴油機的受力框架結構來增大柴油機整機剛性；對機體合件的連接重新布置，形成高剛度框架結構，減少變形，避免機體、齒輪室蓋開裂的可能性；對機體、氣缸、氣缸蓋的冷卻進行分析合理布置冷卻散熱片及冷卻風通道，并優化設計冷卻風扇以減少熱應力及變形，改善冷卻，從而提高整機可靠性、耐久性。
[0008]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的機體的前側設有氣缸，氣缸的軸線與機體底面形成的夾角為25°。
[0009]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的氣缸包括相互獨立的缸體和配氣結構導向缸，缸體與配氣機構導向缸之間設有冷卻風道，缸體和配氣機構導向缸外側均設有散熱片，所述的散熱片為3?4片。
[0010]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的冷卻風扇包括輪轂，輪轂面上中心圓的外側周向間隔分布有若干個葉片，所述的葉片包括傾斜的根部，根部的外端設有弧形部，所述的所述的葉片的弧形部所在圓的半徑為16.5?18.5mm，所述的相鄰兩葉片之間的夾角的度數為13.5?22.5°，夾角在圖中的標識為α。
[0011]所述的葉片的數目為20片，其中10片的相鄰葉片之間的夾角沿順時針逐漸增大、另外10片的相鄰葉片之間的夾角沿順時針逐漸減小，所述的葉片的上表面由弧形部至根部逐漸朝向輪轂傾斜，傾斜角的角度為2?3°，輪轂及若干個葉片均是采用尼龍66注塑成型。
[0012]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的機體的前側面、頂面和后側面上均設有兩條周向的加強筋一和若干條軸向的加強筋二，所述的加強筋一與加強筋二相交錯連接，機體的頂面上設有兩個與頂面加強筋一同朝向的螺栓孔，機體的左側端面的螺栓孔與若干條加強筋二相連接。
[0013]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的若干個螺栓孔呈周向且不等間距設在機體的左側端面上，位于機體前側的螺栓孔數目大于機體后側的螺栓孔數目，所述的機體前側的螺栓孔的數目為6個，由上至下依次為螺栓孔一、螺栓孔二、螺栓孔三、螺栓孔四、螺栓孔五、螺栓孔六，所述的螺栓孔一與機體頂面的加強筋二部分連接，所述的螺栓孔二、螺栓孔三軸向延伸與氣缸相連接，所述的螺栓孔四、螺栓孔五分別設在機體的噴油泵安裝孔的上、下兩側，所述的螺栓孔六與機體右側壁內表面上的凸輪軸加強筋相連接，所述的機體后側的螺栓孔的數目為4個，由上至下依次為螺栓孔七、螺栓孔八、螺栓孔九、螺栓孔十，所述的螺栓孔七與機體頂面的加強筋二相連接，所述的螺栓孔八和螺栓孔九與機體后側面的加強筋二相連接，所述的螺栓孔十與機體右側壁內表面上的相對凸輪軸孔設置的凸輪軸徑向加強筋相連接。
[0014]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的機體的左側端面上設有兩個定位銷孔，兩個定位銷孔分別設置在機體的前側和后側，兩定位銷孔的連線位置與曲軸孔與凸輪軸孔之間。
[0015]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的機體右側壁上設有軸承安裝槽，軸承安裝槽的右側面徑向設有若干條加強筋三，加強筋三與部分加強筋二相連接，加強筋三與軸承安裝槽的連接端設有三角形的加強板，所述的軸承安裝槽的右側面連接有與氣缸同軸向設置的五條加強筋四。
[0016]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的機體的底面設有若干個軸向設置的散熱片，機體右側壁的下側開設有4個冷卻孔。
[0017]在上述的一種風冷斜置式柴油機中，所述的機體右側壁的內表面上設有與曲軸孔、凸輪軸孔同軸心設置的圓形加強筋、內表面上相對曲軸孔、凸輪軸孔徑向設置的若干條加強筋五，所述的加強筋五與加強筋二相連接。
[0018] 申請人:對上述的結構中的設計特點進行了歸納和解釋說明:
[0019]對柴油機機體合件依據受機械力分析按完成功能進行高剛度框架結構設計。機體合件由機體和齒輪室蓋兩個零件用定位銷定位連接、不等距螺栓擰緊為一體，在柴油機工作時它們完成一個零件——機體的功能，由于內燃機零部件裝配要求將它們分為兩個零件兩個部分。本發明其特征在于:機體合件通過布置機體外表面、內腔以及齒輪室蓋內腔的加強筋；布置機體齒輪室端面與齒輪室蓋聯接的螺栓孔、定位銷孔位置來使機體合件的剛性增加，使柴油機受到運動件的往復慣性力、旋轉慣性力、噴油泵的油壓作用力及氣缸燃燒壓力時，機體合件受力后按直線傳遞，采用等剛度設計原則，能減少機體整體變形，使柴油機運動時摩擦損失減少，避免機體、齒輪室側蓋開裂，增加整機使用壽命。
[0020]發動機運轉時氣缸壓力、往復慣性力及旋轉慣性力將通過曲柄連桿機構、曲軸軸承傳遞到機體合件上，同時噴油泵泵油時油壓在30MPa左右170F柴油機，此力會通過油泵凸輪傳到機體凸輪軸孔。這些力都由氣缸蓋螺栓及曲軸主軸承孔、凸輪軸孔承受，易使機體合件變形，同時由于這些力大小及受力方向周期變化，還會引起柴油機振動使機體受力增大引起疲勞損壞。目前市場上由汽改柴而來的170F柴油機齒輪室蓋端面螺栓孔及定位銷孔布置方式仍采用原168F汽油機機體的型式，螺栓孔沿齒輪室蓋周向近乎等距分布，兩定位銷孔連接線偏于機體左上方，機體上布置一些加強筋，雖然機體有所強化，但總體結構變化不大。然而柴油機與汽油機相比，柴油機壓縮比較高，燃燒方式不同，氣缸燃燒爆發壓力及壓力升高率差異大，同類汽油機試驗表明氣缸燃燒最大壓力在4MPa左右；而柴油機氣缸燃燒最大壓力在7MPa左右，起動時壓力可能更高，柴油機工作過程粗暴，曲柄連桿機構產生的往復慣性力和離心力較大，同時柴油機上安裝噴油泵，噴油泵泵油壓力達30MPa左右，此力由柱塞通過凸輪作用傳到機體合件的兩凸輪軸承孔上，因此受力較汽油機更為惡化。這些力作用于機體合件上使機體下半部和齒輪室蓋構成的曲軸箱產生變形，勢必造成齒輪室蓋端面上定位銷及螺栓受到更大的力，因此易導致螺栓松動，柴油機機體、齒輪室蓋開裂，整機可靠性、耐久性下降，使用壽命縮短。為有效改善柴油機受力分布，本專利
【發明者】設計了一種170F柴油機機體合件，對柴油機機體合件的受力進行分析，通過合理布置機體外表面、內腔以及齒輪室蓋內腔的加強筋；布置機體齒輪室端面與齒輪室蓋聯接的螺栓孔、定位銷孔位置，將氣缸體四個螺栓受力、機體合件的主軸承受力以及凸輪軸軸承受力在機體和齒輪室蓋上傳遞盡可能布置為直線傳遞，使機體合件的剛性增加，減少變形，減少摩擦損失及柴油機機油消耗，同時避免機體、齒輪室蓋開裂，提高整機可靠性、耐久性，增加整機使用壽命。
[0021]對柴油機冷卻系統進行優化設計，充分考慮機體、氣缸蓋冷卻風通道的結構布置，特別是對冷卻風扇進行創新設計，本發明其特征在于在小型柴油機上設計不等距風葉布置結構，離心式冷卻風扇的輪轂上的多個葉片按前彎葉片規律布置，相鄰葉片間角度采用不等角度布置，并沿中心線A-B對稱布置，且沿順時針方向由A到B遞增，能優化風扇噪聲頻譜，降低風扇噪聲中那些突出的線狀頻譜成分，使噪聲頻譜較為平滑，并且能減小空氣的振動峰值，避免葉片與空氣發生共振，減少了葉片的振動，降低冷卻風扇產生的噪聲，在風扇外徑由飛輪尺寸及整機結構設計布置確定確定后，對風扇葉片的出口角、進口角、葉片的進口寬度及葉片的曲率半徑進行了多參數優化，確定其優化的結構參數，從而可增大冷卻風量，提高風扇散熱能力，風扇噪聲和冷卻風量等指標得以優化。
[0022]目前風冷單缸柴油機上均采用離心式冷卻風扇以減小發動機的外形尺寸，其扇葉大多數采用前彎、后彎葉片及葉片等高、間距均勻的布局形式，葉片數在20個左右，并一起固定在風扇輪轂上，風扇等高葉片、間距均勻的布置型式會使風扇旋轉時產生一些聲壓級很高的頻段成分，使得風扇噪聲較高。如葉片數為20個的風扇，風扇與曲軸同軸，柴油機轉速為3600r/min時，其基頻f是1200Hz。本發明設計的風扇相鄰葉片間采用不等角度布置，并沿中心線A-B對稱布置。其中最小葉片相鄰角度為13.5°、最大葉片相鄰角度為22.5°，相鄰葉片間角度沿順時針方向由A到B遞增，葉片不等夾角布置能優化風扇噪聲頻譜，采用該發明后，如柴油機在3600r/min工作，旋轉噪聲從原單一基頻頻率1200Hz變為頻率范圍在960-1600HZ范圍內分布，降低風扇噪聲中那些突出的線狀頻譜成分，使噪聲頻譜較為平滑，消除了由于葉片等距而引起的有規則壓力強度干擾，由于不等距風扇的葉片相鄰角度值是漸變的，因此不等距風扇每一個葉片與風扇導風罩表面撞擊的強度不同，相鄰兩個葉片撞擊表面的相位差也各不相同，這種諧波的相干結果使得在頻率特性上，等距風扇在基頻處的峰值被不等距風扇消弱為數值較小的分布值，破壞了葉片與風扇導風罩表面相互干擾時所發出的共振頻率的共鳴聲，使壓力沖擊小，并使不等距葉輪的總噪聲級明顯下降，從而減少了葉片的振動，降低冷卻風扇產生的噪聲，在170F柴油機上試驗表明，采用本發明與原機相比，整機噪聲下降1.6dB ;同時冷卻風風量有所提高，柴油機在標定工況運行時機油溫度較原機下降了 5°C，整機運行正常。
[0023]對柴油機燃燒系統及供油系統進行優化設計，本發明其特征在于設計小型渦流室燃燒系統，對燃燒室參數:渦流室容積比、通道比及主燃燒室參數進行優化試驗；對噴油系統采用長型軸針式噴油嘴，優化噴油泵參數組合，選配合適的供油提前角，使柴油機燃燒性能改善，燃油耗、排放大幅度降低，且減少了燃燒噪聲。油耗的降低使整機熱負荷下降，進一步提高了柴油機的可靠性。
[0024]本發明相比現有技術突出且有益的技術效果是:
[0025]采用本發明的柴油機設計后，整機性能取得優異指標，與原170F柴油機相比，標定轉速提高20 %，達3600r/min且運行正常，相同轉速功率增大約6 %，燃油耗下降8.3%，噪聲降低了 1.7dBA。柴油機燃油耗低至275g/kW *h，氣體排放初次測試已滿足美國EPA和中國第III階段最嚴格的限值指標，整機已完成100h可靠性試驗，機器運行正常，整機綜合指標達國際同類機型先進水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明的整機剖視圖。
[0027]圖2是本發明的整機總裝圖。
[0028]圖3是本發明中冷卻風扇的結構示意圖。
[0029]圖4是本發明中冷卻風扇的葉子結構視圖。
[0030]圖5是本發明中機體的左視圖。
[0031]圖6是本發明中機體的立體圖。
[0032]圖7是本發明中機體的右視圖。
[0033]圖8是本發明中機體的立體圖。
[0034]圖中:機體合件1、曲軸2、冷卻風扇3、機體4、齒輪室蓋5、機體的左側端面6、螺栓孔7、機體表面加強筋8、不等距螺栓9、氣缸10、機體底面11、缸體12、配氣結構導向缸13、冷卻風道14、散熱片15、輪轂16、輪轂面上中心圓17、葉片18、根部19、弧形部20、葉片的上表面21、機體的前側面22、機體的頂面23、機體的后側面24、加強筋一 25、加強筋二 26、螺栓孔一 27、螺栓孔二 28、螺栓孔三29、螺栓孔四30、螺栓孔五31、螺栓孔六32、噴油泵安裝孔33、機體右側壁內表面34、凸輪軸加強筋35、螺栓孔七36、螺栓孔八37、螺栓孔九38、螺栓孔十39、凸輪軸孔40、凸輪軸徑向加強筋41、定位銷孔42、軸承安裝槽43、機體的右側壁44、加強筋三45、加強板46、加強筋四47、散熱片48、冷卻孔49、曲軸孔50、圓形加強筋51、加強筋五52。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖以具體實施例對本發明作進一步描述，參見圖1一8:
[0036]—種風冷斜置式柴油機，包括機體合件I，機體合件上安裝有曲軸2、氣缸蓋、供油系統及冷卻風扇3，所述的機體合件包括機體4和齒輪室蓋5，所述的機體的左側端面6設有若干個螺栓孔7，螺栓孔與機體表面加強筋8相連接或朝向相同，不等距螺栓9穿過齒輪室蓋與螺栓孔配合將齒輪室蓋5固定在機體4上。
[0037]所述的機體4的前側設有氣缸10，氣缸的軸線與機體底面11形成的夾角為25°。
[0038]所述的氣缸10包括相互獨立的缸體12和配氣結構導向缸13，缸體與配氣機構導向缸之間設有冷卻風道14，缸體和配氣機構導向缸外側均設有散熱片15，所述的散熱片為3?4片。
[0039]所述的冷卻風扇3包括輪轂16，輪轂面上中心圓17的外側周向間隔分布有若干個葉片18，所述的葉片包括傾斜的根部19，根部的外端設有弧形部20，所述的所述的葉片的弧形部所在圓的半徑為16.5?18.5mm,所述的相鄰兩葉片之間的夾角的度數為13.5?22.5°，所述的葉片的數目為20片，其中10片的相鄰葉片之間的夾角沿順時針逐漸增大、另外10片的相鄰葉片之間的夾角沿順時針逐漸減小，所述的葉片的上表面21由弧形部至根部逐漸朝向輪轂傾斜，傾斜角的角度為2?3°，該傾斜角在圖中標識為β。
[0040]輪轂及若干個葉片均是采用尼龍66注塑成型。
[0041]所述的機體的前側面22、頂面23和后側面24上均設有兩條周向的加強筋一 25和若干條軸向的加強筋二 26，所述的加強筋一與加強筋二相交錯連接，機體的頂面上設有兩個與頂面加強筋一同朝向的螺栓孔，機體的左側端面的螺栓孔與若干條加強筋二相連接。
[0042]所述的若干個螺栓孔呈周向且不等間距設在機體的左側端面上，位于機體前側的螺栓孔數目大于機體后側的螺栓孔數目，所述的機體前側的螺栓孔的數目為6個，由上至下依次為螺栓孔一 27、螺栓孔二 28、螺栓孔三29、螺栓孔四30、螺栓孔五31、螺栓孔六32，所述的螺栓孔一 27與機體頂面的加強筋二 26部分連接，所述的螺栓孔二 28、螺栓孔三29軸向延伸與氣缸相連接，所述的螺栓孔四30、螺栓孔五31分別設在機體的噴油泵安裝孔33的上、下兩側，所述的螺栓孔六32與機體右側壁內表面34上的凸輪軸加強筋35相連接，所述的機體后側的螺栓孔的數目為4個，由上至下依次為螺栓孔七36、螺栓孔八37、螺栓孔九38、螺栓孔十39，所述的螺栓孔七36與機體頂面的加強筋二 26相連接，所述的螺栓孔八38和螺栓孔九39與機體后側面的加強筋二 26相連接，所述的螺栓孔十39與機體右側壁內表面上的相對凸輪軸孔40設置的凸輪軸徑向加強筋41相連接。
[0043]所述的機體的左側端面上設有兩個定位銷孔42，兩個定位銷孔分別設置在機體的前側和后側，兩定位銷孔的連線位置與曲軸孔與凸輪軸孔之間。
[0044]所述的機體4的右側壁44上設有軸承安裝槽43，軸承安裝槽的右側面徑向設有若干條加強筋三45,加強筋三與部分加強筋二相連接,加強筋三與軸承安裝槽的連接端設有三角形的加強板46，所述的軸承安裝槽的右側面連接有與氣缸同軸向設置的五條加強筋四47。
[0045]所述的機體的底面設有若干個軸向設置的散熱片48，機體右側壁的下側開設有4個冷卻孔49。
[0046]所述的機體右側壁的內表面34上設有與曲軸孔50、凸輪軸孔40同軸心設置的圓形加強筋51、內表面上相對曲軸孔、凸輪軸孔徑向設置的若干條加強筋五52，所述的加強筋五與加強筋二相連接。
[0047]柴油機由機體合件(包括機體及齒輪室蓋)、氣缸蓋、供油系統、冷卻風扇等零部件組成，其中對于機體，氣缸采用傾斜布置，氣缸中心線與機體底面存在25°夾角；氣缸體與配氣機構導向部分中間留有冷卻風道并布置一定量的散熱片實現分體冷卻。通過加大曲軸安裝孔101與凸輪軸安裝孔106的中心距，適當增加正時齒輪齒數保證曲軸與配氣凸輪的傳動，控制冷卻風道尺寸徑向大于5_以上,這樣氣缸體周向冷卻風道暢通，同時均勻布置氣缸體四周鋁合金材料使氣缸體周向散熱均勻。從而有效降低氣缸體由于周向材料不均勻，減小氣缸孔失圓度，減少變形量，減少機油消耗和摩擦損失，提高整機耐久性與可靠性。
[0048]對于機體合件，用10個螺栓將機體的和齒輪室蓋兩者結合面擰緊形成曲軸箱，為保證機體合件的兩個曲軸安裝孔、凸輪軸孔同軸，用兩個定位銷定位。在機體外表面、背部、內腔以及齒輪室蓋內腔布置有大量加強筋，其中機體與齒輪室蓋內腔的加強筋布置如下:以機體為例，以曲軸軸承孔和凸輪軸軸承孔為中心，布置同心圓加強筋和徑向輻射加強筋，并與周邊密封面凸緣的螺栓孔位置連接，其中機體的曲軸箱內表面受結構限制，加強筋高度較低為3mm，為提高剛度在機體曲軸箱軸承孔面外也布置加強筋，與齒輪室蓋結構對稱形成機體合件軸承孔面的高剛度結構。這樣的結構使用料較少的薄壁機體、齒輪室蓋剛性最大化，能承受曲軸、凸輪軸的力使變形量最小化。特別突出的是徑向輻射加強筋在氣缸中心線方向和凸輪軸孔的配氣挺柱方向布置加強筋，其余加強筋對稱分布，與機體周邊連接處按上述受力點連接設置，受力傳遞合理；機體外表面加強筋布置為與氣缸體周圍四個氣缸螺栓孔圓柱結構延伸到曲軸箱連接處相連，同時在氣缸中心線方向也布置有加強筋，一直延伸到曲軸箱側面到機體安裝面止，使氣缸螺栓孔承受氣缸內燃燒力和缸蓋密封力作用時力能沿直線傳遞，并在機體外表面與曲軸軸線同向布置有加強筋，使之與機體側面內凹柱形結構構成框架，增強曲軸箱的剛性；機體的背面沿氣缸螺栓孔圓柱結構的下部加強筋受結構限制，高度較低，用五條背面加強筋與曲軸軸承連接，同時與氣缸螺栓孔圓柱結構的下部連接的一端加強筋用斜三角形結構相連，實現力的直線傳遞。
[0049]機體上螺栓孔的布置沿齒輪室周向不等距分布，且螺栓孔的數量沿X-Y線兩側不均等分布，機體I上部氣缸體一側螺栓孔布置較為密集為六個，遠離氣缸體一側較為稀疏為四個。對機體上螺栓位置盡可能布置在氣缸蓋螺栓軸線延伸到曲軸箱處、連接機體外表面加強筋及凸輪軸加強筋的聯線上。定位銷孔分布在曲軸與凸輪軸連接線兩側，兩定位銷孔連接線置于曲軸與凸輪軸連接線之間。從而使氣缸蓋螺栓力直線傳遞到曲軸箱上，活塞在上止點附近位置，曲軸軸承孔受力大的方向的位置點布置擰緊螺栓，機體合件受力最大位置與螺栓位置重疊，通過加強筋的合理布置將螺栓受力均勻分散在加強筋上，從而使機體與齒輪室蓋在此位置螺栓擰緊端面作用力最大，變形量最小，實現合件一體化的設計，曲軸箱密封性好。
[0050]對于冷卻系統的優化設計主要集中在冷卻風扇上，冷卻風扇由尼龍66注塑成型，風扇葉片輪廓采用吊鉤型，葉片總數為20片，采用前彎葉片型式布置，冷卻風扇葉片高度沿圓形輪轂徑向漸變，漸變角在2°?3°之間，相鄰葉片間采用不等角度布置，最小葉片相鄰角度為13.5°、最大葉片相鄰角度為22.5°，相鄰葉片間角度沿順時針方向由A到B遞增，從而能優化風扇噪聲頻譜，降低風扇噪聲中那些突出的線狀頻譜成分，使噪聲頻譜較為平滑，并且能減小空氣的振動峰值，避免葉片與空氣發生共振，減少了葉片的振動，降低冷卻風扇產生的噪聲。在風扇外徑(由飛輪尺寸及整機結構設計布置確定)確定后，對風扇葉片的出口角、進口角、葉片的進口寬度及葉片的曲率半徑進行了多參數優化，確定其優化的結構參數，從而可增大冷卻風量，提高風扇散熱能力。
[0051]對于柴油機燃燒系統及噴油系統，采用優化試驗的方法設計小型渦流室燃燒系統，對燃燒室參數:渦流室容積比、通道比及主燃燒室參數進行聯合優化；對噴油系統采用長型軸針式噴油嘴，優化噴油泵參數組合，配選合適的供油提前角，改善柴油機燃燒性能，燃油耗、排放大幅度降低，且減少了燃燒噪聲。油耗的降低使整機熱負荷下降，進一步提高了柴油機的可靠性。上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非依此限制本發明的保護范圍，故:凡依本發明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種風冷斜置式柴油機,包括機體合件(I)，機體合件上安裝有曲軸(2)、氣缸蓋、供油系統及冷卻風扇(3)，其特征在于:所述的機體合件包括機體(4)和齒輪室蓋(5)，所述的機體的左側端面(6)設有若干個螺栓孔(7)，螺栓孔與機體表面加強筋(8)相連接或朝向相同，不等距螺栓(9)穿過齒輪室蓋與螺栓孔配合將齒輪室蓋(5)固定在機體(4)上。
2.根據權利要求1所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的機體(4)的前側設有氣缸(10)，氣缸的軸線與機體底面(11)形成的夾角為25°。
3.根據權利要求2所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的氣缸(10)包括相互獨立的缸體(12)和配氣結構導向缸(13),缸體與配氣機構導向缸之間設有冷卻風道(14),缸體和配氣機構導向缸外側均設有散熱片(15),所述的散熱片為3?4片。
4.根據權利要求1所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的冷卻風扇(3)包括輪轂(16)，輪轂面上中心圓(17)的外側周向間隔分布有若干個葉片(18)，所述的葉片包括傾斜的根部(19)，根部的外端設有弧形部(20)，所述的所述的葉片的弧形部所在圓的半徑為16.5?18.5mm，所述的相鄰兩葉片之間的夾角的度數為13.5?22.5°，所述的葉片的數目為20片，其中10片的相鄰葉片之間的夾角沿順時針逐漸增大、另外10片的相鄰葉片之間的夾角沿順時針逐漸減小，所述的葉片的上表面(21)由弧形部至根部逐漸朝向輪轂傾斜，傾斜角的角度為2?3°，輪轂及若干個葉片均是采用尼龍66注塑成型。
5.根據權利要求2所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的機體的前側面(22)、頂面(23)和后側面(24)上均設有兩條周向的加強筋一(25)和若干條軸向的加強筋二(26)，所述的加強筋一與加強筋二相交錯連接，機體的頂面上設有兩個與頂面加強筋一同朝向的螺栓孔，機體的左側端面的螺栓孔與若干條加強筋二相連接。
6.根據權利要求5所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的若干個螺栓孔呈周向且不等間距設在機體的左側端面上，位于機體前側的螺栓孔數目大于機體后側的螺栓孔數目，所述的機體前側的螺栓孔的數目為6個，由上至下依次為螺栓孔一(27)、螺栓孔二(28)、螺栓孔三(29)、螺栓孔四(30)、螺栓孔五(31)、螺栓孔六(32)，所述的螺栓孔一(27)與機體頂面的加強筋二(26)部分連接，所述的螺栓孔二(28)、螺栓孔三(29)軸向延伸與氣缸相連接，所述的螺栓孔四(30)、螺栓孔五(31)分別設在機體的噴油泵安裝孔(33)的上、下兩側，所述的螺栓孔六(32)與機體右側壁內表面(34)上的凸輪軸加強筋(35)相連接，所述的機體后側的螺栓孔的數目為4個，由上至下依次為螺栓孔七(36)、螺栓孔八(37)、螺栓孔九(38)、螺栓孔十(39)，所述的螺栓孔七(36)與機體頂面的加強筋二(26)相連接，所述的螺栓孔八(38)和螺栓孔九(39)與機體后側面的加強筋二(26)相連接，所述的螺栓孔十(39)與機體右側壁內表面上的相對凸輪軸孔(40)設置的凸輪軸徑向加強筋(41)相連接。
7.根據權利要求6所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的機體的左側端面上設有兩個定位銷孔(42)，兩個定位銷孔分別設置在機體的前側和后側，兩定位銷孔的連線位置與曲軸孔與凸輪軸孔之間。
8.根據權利要求2所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的機體(4)的右側壁(44)上設有軸承安裝槽(43)，軸承安裝槽的右側面徑向設有若干條加強筋三(45)，加強筋三與部分加強筋二相連接，加強筋三與軸承安裝槽的連接端設有三角形的加強板(46)，所述的軸承安裝槽的右側面連接有與氣缸同軸向設置的五條加強筋四(47)。
9.根據權利要求2所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的機體的底面設有若干個軸向設置的散熱片(48)，機體右側壁的下側開設有4個冷卻孔(49)。
10.根據權利要求2所述的一種風冷斜置式柴油機，其特征在于:所述的機體右側壁的內表面(34)上設有與曲軸孔(50)、凸輪軸孔(40)同軸心設置的圓形加強筋(51)、內表面上相對曲軸孔、凸輪軸孔徑向設置的若干條加強筋五(52)，所述的加強筋五與加強筋二相連接。
【文檔編號】F04D29/26GK104153905SQ201410379475
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】羅昌國 申請人:綠田機械股份有限公司