專利名稱：一種柴油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機，特別是涉及柴油機的氣缸體組件、氣缸蓋組件、柴油供給與噴射系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、凸輪軸組件和曲軸飛輪機構(gòu)，屬內(nèi)燃機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柴油機作為一種動力機械，應(yīng)用十分廣泛，自發(fā)明和應(yīng)用以來，經(jīng)過不斷的改進。長期以來，人們一直把提高柴油機的動力性，改善經(jīng)濟性以及提高可靠性和耐久性作為努力的目標(biāo)，不斷地進行研究和改進，主要目標(biāo)是提高柴油機的功率、降低柴油消耗率，減輕重量，縮小體積，不斷提高柴油機的可靠性，延長使用壽命，降低噪音和凈化空氣。
目前一些柴油機，尤其是一些200KW以上大功率的柴油機，由于氣缸體、氣缸蓋使用鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵，雖然成本低一些，但體積都比較大，重量較重，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，顯得比較笨重，其比重量(柴油機的重量與其額定功率的比值)一般約為6kg/KW或以上，例如國內(nèi)普遍生產(chǎn)和使用的六個氣缸、缸徑為135毫米的6135柴油機，其重量為1500kg，額定功率為180KW，其比重量為8.3kg/KW，即使按其最大輸出功率200KW計算，其比重量也達7.5kg/KW，很多廠家雖然力圖改進，但效果不甚顯著。而對于船用柴油機、移動式柴油機組(即使是固定式柴油機組)，都希望能提供一種重量輕、體積小、功率大的大功率柴油機作為動力，尤其是車用和工程機械，經(jīng)常處于移動狀態(tài)，更要求柴油機必須重量輕、體積小和功率大。
國內(nèi)、外較先進的柴油機，其比重量約為3.5～5.0kg/KW，例如美國的康明斯發(fā)動機公司、英國勞斯萊斯公司、德國的卡特比勒公司，所生產(chǎn)的柴油機，都在不斷的努力改進，以求獲得較為良好的效果。
柴油機的柴油噴射系統(tǒng)是柴油機的心臟，尤其是噴油器，對柴油機功率的提高起著十分重要的作用，噴油時，柴油霧化的質(zhì)量以及噴油的正時，均影響柴油機的功率和廢氣的排放，降低廢氣排放量是柴油機和所有內(nèi)燃機亟需解決的課題。雖然現(xiàn)在技術(shù)正在逐步采用電子控制燃油噴射系統(tǒng)，但現(xiàn)在世界范圍內(nèi)仍然使用大量機械控制燃油系統(tǒng)，故而機械控制燃油系統(tǒng)仍有繼續(xù)加以改進的必要。
柴油機工作期間，氣缸內(nèi)的燃氣溫度可高達2000℃以上，特別是直接與燃燒氣體接觸的氣缸蓋、活塞、氣缸套和氣門等零件，強烈受熱，若不及時加以冷卻或冷卻效果不好，則使氣缸內(nèi)溫度過高，從而導(dǎo)致柴油機的功率下降，并使各零件的正常配合間隙發(fā)生變化，機油的粘度也會大大下降，并可能發(fā)生變質(zhì)，使各摩擦表面間的潤滑情況惡化，造成各運動件之間磨損加劇，機件的強度和剛度下降，造成變形和早期損壞，因此，柴油機冷卻系統(tǒng)效果的好壞直接影響柴油機功率的提高，對柴油機的經(jīng)濟性、動力性、可靠性和使用壽命都有直接影響。
柴油機工作期間的振動和噪聲較大，是柴油機的一大缺點，聲音若超過50dB的噪聲，就會影響人們的正常睡眠和思維，柴油機的振動和噪聲常常使得周圍的人員覺得心煩耳噪，即使是柴油機操作者，也往往需要戴上耳塞和采取一些防護措施，所以減輕柴油機的振動和噪聲，也是人們對柴油機機不斷加以改進的課題。
柴油機每一項進步的改革，都將使柴油機性能得到不斷的完善和提高。都是人類工業(yè)技術(shù)革命的成果。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容針對目前柴油機的上述不足之處，本實用新型作出新的設(shè)計和改進。本實用新型的目的在于提供一種重量輕、體積小、功率大的大功率柴油機，其功率在300KW以上，比重量達到3.5～5.0kg/KW，以適應(yīng)船用、移動式柴油機組、車用或工程機械使用，尤其是缸徑為140毫米、4沖程、直列式、增壓中冷的6個缸的6140系列柴油機，其重量為1315kg，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分時，額定功率為347KW，其比重量為1315kg/347KW＝3.79kg/KW；當(dāng)轉(zhuǎn)速為2100轉(zhuǎn)時，輸出功率為440KW，其比重量為1315kg/440KW＝2.99kg/KW；當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分時，輸出功率為321KW，其比重量為1315kg/321KW＝4.10kg/KW；達到和低于3.5～5.0kg/KW。
對于缸徑為160毫米、4沖程、直列式、增壓中冷的6個氣缸的6160系列柴油機，其重量為1855kg，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分時，額定功率為563KW，其比重量為1855kg/563KW＝3.29kg/KW；當(dāng)轉(zhuǎn)速為2100轉(zhuǎn)時，輸出功率為580KW，其比重量為1855kg/580KW＝3.20kg/KW；當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分時，輸出功率為504KW，其比重量為1855kg/504KW＝3.68kg/KW；也能達到和低于3.5～5.0kg/KW。
為達到降低比重量，本實用新型首先在占整機絕大部分重量的主要零部件氣缸體、氣缸蓋和曲軸的材料采用2#合金鋼或類似的有足夠強度和剛度的合金材料鑄造和鍛造，從而使整機的重量大大減輕和體積減小，并且在氣缸體和氣缸蓋內(nèi)部設(shè)計有冷卻水道、機油通道和柴油通道，一方面可以減少眾多外接管道，進一步減輕機體重量和減小體積，使整機的外觀形狀更加簡潔、明朗；另一方面，可以增加冷卻效果，提高柴油機功率。
柴油供給與噴射系統(tǒng)的改進能大大增加和提高柴油機的功率，本實用新型的柴油供給與噴射系統(tǒng)設(shè)計為機油壓力控制噴油正時系統(tǒng)，由低壓柴油泵、低壓柴油管道、機油壓力控制閥、正時噴油器和低壓機油連接管道組成，機油泵輸送的機油經(jīng)低壓機油管道輸送到機油壓力控制閥，機油壓力控制閥調(diào)整和控制進入正時噴油器的機油壓力，使正時噴油器能確保對柴油的量油、增壓和正時噴射入柴油機的燃燒室。柴油由低壓柴油泵經(jīng)低壓柴油管道輸送到正時噴油器，柴油的增壓在正時噴油器內(nèi)完成，這種柴油噴射系統(tǒng)能根據(jù)柴油機負(fù)載大小及變化，改變噴油正時時間，能準(zhǔn)確正時噴油，克服由于噴油延時而造成耗油率大的現(xiàn)象，改善柴油機性能，在同枯體積情況下，能提高柴油機功率約20～30％；或在同樣功率情況下，減小柴油機的重量和體積20～30％，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。由于噴油器噴油的霧化質(zhì)量好，燃燒充分，排廢量少，所以在排放環(huán)保方面，能達到較好的標(biāo)準(zhǔn)，在低負(fù)載時，能達到中國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB18352-2001排放標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于歐洲II號標(biāo)準(zhǔn))。
由于柴油機特別是大功率柴油機工作期間，氣缸內(nèi)的燃氣溫度可高達2000℃以上，柴油機必須有良好的冷卻系統(tǒng)保障，以提高柴油機的功率和使受高溫的零部件不致產(chǎn)生大的膨脹變形和磨損，提高零部件的耐用性以及整機的使用壽命。
在氣缸體，本實用新型設(shè)計了活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)。由于活塞與燃燒室內(nèi)的高溫高壓氣體直接接觸和運動，強烈受熱工作環(huán)境惡劣，若不及時加以冷卻或冷卻效果不好，則使氣缸內(nèi)的溫度過高，從而導(dǎo)致柴油機的功率下降?；钊鋮s噴嘴系統(tǒng)由活塞冷卻噴嘴和設(shè)計于氣缸體壁內(nèi)的冷卻噴嘴油道組成，外接機油主油管，每個氣缸設(shè)計一個活塞冷卻噴嘴，由冷卻噴嘴向每個缸內(nèi)的活塞的內(nèi)腔不斷噴射經(jīng)過冷卻的機油，使活塞能及時迅速的冷卻，從而達到良好的冷卻效果，達到提高和增加柴油機功率的目的。
氣缸體的層設(shè)計有環(huán)繞的氣缸體冷卻水道，冷卻水在氣缸體內(nèi)循環(huán)，達到冷卻氣缸體的目的。冷卻水道設(shè)計在氣缸體內(nèi)層，可以減少外接管道，又可以減少氣缸體的重量。
氣缸蓋同樣直接與氣缸內(nèi)燃燒的高溫高壓氣體接觸，受熱強烈，若不及時加以冷卻或冷卻效果不好，也使柴油機的功率下降，因此，氣缸蓋除采用2#合金鋼或類似的有足夠強度和剛度的合金材料鑄造而成外，氣缸蓋的內(nèi)部設(shè)計成至少四層的冷卻水道，以加強冷卻效果，使冷卻效果顯著，減少氣缸蓋的變形，避免發(fā)生熱裂等不良現(xiàn)象，延長了使用壽命，與鑄鋼氣缸體配合，在柴油機相同體積情況下，能提高功率約20～30％；或在相同功率的情況下，能大大減小柴油機的重量和體積。氣缸蓋采用分體式結(jié)構(gòu)，兩缸一蓋能增加和提高氣缸蓋的剛度。二缸以上的多缸柴油機，例如6140系列或6160系列的柴油機可以使用一個以上的氣缸蓋，通用性和經(jīng)濟性較好。噴油器也直接與氣缸內(nèi)燃燒的高溫高壓氣體接觸，受熱強烈，也需要及時加以冷卻。因此，氣缸蓋的噴油器孔內(nèi)設(shè)計有噴油器銅套，銅傳遞熱量的速度比鋼鐵快，能加快噴油器的散熱速度，增加散熱效果。
氣缸蓋的內(nèi)部還設(shè)計有機油通道和進、排氣的氣體通道，也可以減輕氣缸蓋的重量和減少外接管道，氣缸蓋采用4氣門方式設(shè)計，每缸4個氣門，對應(yīng)兩缸設(shè)計有8個氣門孔。
柴油機一般只有進氣凸輪和排氣凸輪，兩個凸輪控制氣門進、排氣，本實用新型除了有進氣凸輪和排氣凸輪外，還設(shè)計了噴油凸輪，用于控制柴油的噴為了減小推桿與凸輪轉(zhuǎn)動時接觸的摩擦力和減少凸輪的磨損、保持凸輪的準(zhǔn)確度，在推桿的下端設(shè)計了滾輪機構(gòu)，使推桿與凸輪的接觸形成滾動摩擦，延長了凸輪的使用壽命和凸輪工作的準(zhǔn)確度。
為了減小柴油機工作期間的振動和噪聲，在柴油機曲軸的前端設(shè)計有硅油減振器，用來調(diào)節(jié)柴油機工作期間曲軸的動平衡，以減小柴油機的振動和噪聲。硅油減振器是內(nèi)部中空的圓柱體，中空的內(nèi)腔裝有粘稠硅油脂約3/4空間，隨著曲軸一起轉(zhuǎn)動。曲軸在加工制造時要校正靜平衡和動平衡，當(dāng)平衡度校正不好，或是在柴油機維修拆、裝后平衡度調(diào)整不好時，曲軸工作旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動慣性可使硅油向不平衡的一方集結(jié)，從而調(diào)節(jié)曲軸的動平衡，使柴油機抖動小，起到減振作用，效果顯著。

下面將結(jié)合附圖和本實用新型應(yīng)用在6個氣缸、缸徑為140毫米的6140系列柴油機和6個氣缸、缸徑為160毫米的6160系列柴油機的實施例作進一步的說明圖1為本實用新型氣缸體組件的活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)示意圖和氣缸體冷卻水道示意圖；圖2為本實用新型氣缸蓋的示意主視圖和局部剖視圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為圖2的后視圖；圖5為圖2的仰視圖；圖6為圖2的左視圖；圖7為圖2的右視圖；圖8為本實用新型機油壓力控制噴油正時系統(tǒng)工作過程框圖9為圖8的機油壓力控制正時噴油器結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為沿圖8中A-A線的剖視圖；圖11為圖9的柱塞套結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖11的左視圖；圖13為沿圖12中B-B線的剖視圖；圖14為噴油凸輪機構(gòu)示意圖和局部剖視圖；圖15為進氣凸輪機構(gòu)示意圖和局部剖視圖；圖16為排氣凸輪機構(gòu)示意圖和局部剖視圖；圖17為硅油減振器、曲軸機構(gòu)示意圖和局部剖視圖；圖18為沿圖17中C-C線的剖視圖。
圖中1、氣缸體 2、潤滑機油道3、冷卻噴嘴油道4、活塞冷卻噴嘴 5、機油主油管6、氣缸套7、活塞 8、機油濾清器9、機油冷卻器10、機油泵11、機油箱 12、氣缸體冷卻水道21、氣缸蓋22、表面層 23、內(nèi)層A水管24、柴油進油道24a、柴油回油道 25、內(nèi)層B水道26、內(nèi)層C水道 27、內(nèi)層D水道28、內(nèi)層機油道29、底層 30、進氣口 31、氣門挺桿孔32、柴油進油孔33、柴油回油孔 34、出水孔35、丁字壓板導(dǎo)向軸孔 36、噴油器固定螺栓孔 37、噴油器孔38、噴油器銅套39、氣門孔 40、工藝孔41、機油槽42、緊固螺栓孔 43、機油出油孔44、排氣口45、定位銷孔 46、機油進油孔47、進水孔48、密封墊凸臺
51、柴油箱52、柴油濾清器 53、柴油泵54、低壓柴油管道 55、柴油回流管道 56、機油回油管道57、57a、57b、低壓機油管道58、機油壓力控制閥 59、正時噴油器61、搖臂推桿 62、上止推螺帽 63、正時挺桿64、油缸 65、油缸活塞 66、進油螺帽67、進油球閥 68、進油球閥彈簧 69、進油閥座70、進油閥座彈簧 71、機油孔 72、調(diào)整螺帽73、半球頭止推閥 74、塔形彈簧 75、塔形彈簧座76、彈簧上座 77、大壓縮彈簧 78、頂桿79、小壓縮彈簧80、O型密封圈81、O型密封圈82、噴油器接頭83、柴油濾網(wǎng) 84、O型密封圈85、柱塞副86、止回球閥 87、柱塞套88、噴油柱塞 89、量油杯 90、噴油器機油進油孔91、搖臂 92、推桿 93、噴油凸輪從動桿94、滾輪 95、滾輪軸 96、噴油凸輪97、進、排氣門98、進、排氣凸輪從動桿99、進氣凸輪 100、排氣凸輪101、硅油減振器外殼 102、硅油脂 103、曲軸104、飛輪
具體實施方式下述為本實用新型應(yīng)用在6個氣缸、缸徑為140毫米的6140系列柴油機和6個氣缸、缸徑為160毫米的6160系列柴油機的實施例。
氣缸體是柴油機的主體，需要有足夠的強度和剛度，為了減小柴油機的重量和適應(yīng)柴油機的工作要求，本實用新型的氣缸體采用2#合金鋼或類似的有足夠強度和剛度的合金材料鑄造加工而成。
氣缸體1的設(shè)計將一般連接在氣缸體外部的冷卻水管設(shè)計為氣缸體內(nèi)的氣缸體冷卻水道12，冷卻水在氣缸體內(nèi)循環(huán)，增加冷卻效果、同時減少機體外的管道，使機體更加簡潔、明朗。
尤其顯著的特征是，氣缸體1設(shè)計有活塞機油冷卻系統(tǒng)，加快活塞7及氣缸套6的冷卻效果。機油從機油箱11經(jīng)過機油泵10、機油冷卻器9和機油濾清器8，從機油主油管5的分油管進入設(shè)計于氣缸體1的內(nèi)的冷卻噴嘴油道3，輸送到各個氣缸下部的活塞冷卻噴嘴4，由活塞冷卻噴嘴4將冷卻機油噴射入氣缸套6內(nèi)的活塞7的內(nèi)腔，對活塞進行冷卻，然后回流到柴油機內(nèi)的機油箱11，反復(fù)循環(huán)。
機油主油管5的另一路機油則通過分油管進入設(shè)計于氣缸體內(nèi)的潤滑機油道2，分別對需要潤滑的機件例如連桿瓦、凸輪軸瓦、氣門搖臂組件以及各種需要潤滑的機件進行潤滑。
氣缸蓋21設(shè)計的顯著特征是在氣缸蓋21的內(nèi)層合理設(shè)計成A、B、C、D至少四層的冷卻水道，內(nèi)層A水道23、內(nèi)層B水道25、內(nèi)層C水道26和內(nèi)層D水道27。冷卻水從底層29的8個進水孔47進入氣缸蓋21的A、B、C、D內(nèi)層水道，從表面層22的兩個出水孔34流出，在氣缸蓋21的內(nèi)層A、B、C、D的冷卻水道循環(huán)，不能停留，散熱效果顯著，即使2400轉(zhuǎn)/分的高速柴油機，也能達到良好的散熱效果，具有足夠的冷卻散熱能力，起到提高柴油機功率的作用。
機油槽和機油道的設(shè)計分布在氣缸蓋21的表面層22，內(nèi)層D的內(nèi)層機油道28以及氣缸蓋21的左右兩側(cè)，表面層22設(shè)計有機油槽41，對氣門挺桿等零件進行潤滑，機油從底層29的機油進油孔46進入氣缸蓋21內(nèi)層D的內(nèi)層機油道28，由表面層22的機油出油孔43回油。
柴油從柴油進油孔32進入氣缸蓋21的內(nèi)層B的柴油進油道24，流入安裝在噴油器孔37內(nèi)的噴油器，噴射入氣缸內(nèi)燃燒。氣缸蓋21兩旁的兩個柴油進油孔32由內(nèi)層B的柴油進油道24連通，不需要另外的柴油管連接；同樣，柴油經(jīng)噴油器量油后，多余的柴油經(jīng)柴油回油孔33回油，氣缸蓋21兩旁的兩個柴油回油孔33由內(nèi)層B的柴油回油道24a連通，也不需要另外的柴油管連接。兩缸以上多缸柴油機使用兩個以上的氣缸蓋時，則用油管接頭分別連接氣缸蓋21兩旁的柴油進油孔32和柴油回油孔33。
氣缸蓋21采用分體式結(jié)構(gòu)，柴油機氣缸體兩缸共用一個氣缸蓋，四缸或六缸等多缸柴油機可以使用多個氣缸蓋。分體式氣缸蓋能提高氣缸蓋的剛度，降低鑄造工藝要求和加工精度要求，經(jīng)濟性和通用性較好。
氣缸蓋21設(shè)計有氣門挺桿孔31、噴油器孔37、定位銷孔45、緊固螺栓孔42、丁字壓板導(dǎo)向軸孔35等各種需安裝零件的安裝孔。
氣缸蓋21的進氣、排氣采用4氣門方式設(shè)計，以便使進氣充分，排氣徹底，增加和提高柴油機功率。
經(jīng)增壓后的空氣從進氣口30進入，混合柴油燃燒后，由排氣口44排出廢氣。
氣門挺桿安裝在氣門挺桿孔31內(nèi)；進、排氣門97安裝在氣門孔39內(nèi)。
噴油器安裝在噴油器孔37，固定螺栓擰緊在噴油器固定螺栓孔36內(nèi)將噴油器固定。噴油器孔37的直徑根據(jù)噴油器的大小而定。
噴油器孔37內(nèi)設(shè)計有噴油器銅套38，銅的散熱速度快，能加快噴油器的散熱，使柴油的霧化質(zhì)量更好，提高燃燒效率和功率。
丁字壓板導(dǎo)向軸安裝在丁字壓板導(dǎo)向軸孔35內(nèi)。
排氣口密封墊凸臺48為為安裝排氣口密封墊用。
底層29的定位銷孔45安裝定位銷，作為氣缸蓋21與氣缸1安裝時的定位。
緊固螺栓孔42為緊固螺栓將氣缸蓋21與氣缸體1連接固在一起用，兩者的連接直接影響柴油機的密封性和性能，在氣缸蓋21上，設(shè)置有多個緊固螺栓孔42。
由于氣缸蓋21的內(nèi)層設(shè)計為至少4層的冷卻水道和油道、氣道，并有各種安裝孔，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一種薄壁箱形零件，鑄造和加工比較復(fù)雜，因而在左側(cè)面和右側(cè)面以及頂面不同的部位，按鑄造、加工工藝要求，設(shè)計有多個工藝孔40，以便于鑄造和清砂。
本實用新型的柴油供給與噴射系統(tǒng)設(shè)計為機油壓力控制噴油正時系統(tǒng)，其原理、結(jié)構(gòu)和工作過程是柴油從柴油箱51通過柴油濾清器52和柴油泵53、低壓柴油管道54分別輸送到正時噴油器59和機油壓力控制閥58，進入正時噴油器59的柴油通過柴油濾網(wǎng)83，進入噴油器接頭82的柴油通道。正時噴油器59將柴油泵53輸送來的低壓柴油(約為2～3Mpa)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏翰裼?約68～138Mpa)噴射入柴油機的燃燒室，并先對柴油進行計量，以滿足柴油機對柴油供油量的要求，在規(guī)定的時刻和時間內(nèi)完成噴射過程，確保霧化質(zhì)量優(yōu)良和噴射結(jié)束后無滴漏等不良現(xiàn)象。
柴油的霧化質(zhì)量好能燃燒充分，提高熱效率，增加發(fā)動機功率。
在起動和輕載工況下，采用噴油提前正時方式，而在中、重載工況下，采用常態(tài)正時方式，噴油提前正時方式是燃油在壓縮循環(huán)中更早噴射，常態(tài)正時方式是柴油在壓縮循環(huán)中更晚噴射。
機油從機油箱11通過機油泵10和低壓機油管道57經(jīng)機油濾清器8和低壓機油管道57a輸送到機油壓力控制閥58，機油壓力控制閥58的作用是調(diào)整和控制進入正時噴油器59的機油壓力，使正時噴油器59能確保對柴油的量油、增壓和正時噴射。機油壓力控制閥58壓力調(diào)整范圍在0～3Mpa。
機油壓力控制閥58輸出的機油經(jīng)低壓機油管道57b輸送到正時噴油器59，從正時噴油器59的進油螺帽66的噴油器機油進油孔90進入正時噴油器59。
當(dāng)柴油機的搖臂91推動搖臂推桿61時，克服進油閥座彈簧70的彈簧力，正時挺桿63向前運動，正時挺桿63的進油孔與油缸活塞65和進油螺帽66的噴油器機油進油孔接通，機油以2～3Mpa的壓力由進油螺帽66的噴油器機油進油孔90進入正時挺桿63，并克服進油球伐彈簧68的彈簧力，推開進油球閥67，由進油閥座69的機油孔71進入油缸64的中腔，克服塔形彈簧74的彈簧力，推開半球頭止推閥73，進入油缸活塞65內(nèi)腔，此時機油的壓力大于大壓縮彈簧77和小壓縮彈簧79的彈簧力，將塔形彈簧座75、彈簧上座76、頂桿78和噴油柱塞88向前推動，使噴油器接頭82、柱塞套87的燃油孔與噴油柱塞88的量油孔正時接通。達到正時噴油的目的。
正時噴油器59噴油提前角的提前量由機油壓力控制閥58輸送出的壓力機油控制，當(dāng)壓力機油充滿于油缸活塞65和油缸64之間的空腔時，產(chǎn)生一定的壓力，從而在相同的噴油凸輪96轉(zhuǎn)角下，使噴油柱塞88下行，完成提前噴油。
在常態(tài)正時方式下，機油壓力控制閥58關(guān)閉了壓力機油輸出通道，壓力機油未充滿油缸活塞65和油缸64之間的空腔時，在相同的噴油凸輪96轉(zhuǎn)角下，噴油柱塞88恢復(fù)常態(tài)的下行，從而實現(xiàn)常態(tài)下的噴油正時。
機油通過柱塞套87的機油回流孔，經(jīng)由噴油器接頭82的機油回油通道和機油回油管道56流回機油箱11，完成機油循環(huán)。
柴油濾網(wǎng)83固定在噴油器接頭82的進油孔上，柴油經(jīng)柴油濾網(wǎng)83進入噴油器接頭82的進油道和經(jīng)止回球閥86進入由柱塞套87、噴油柱塞88的環(huán)形槽組成的油道，環(huán)形槽與柱塞套87的進油道接通，柱塞套87的回油油道被切斷，柴油進入量油杯89，柴油計量開始。
當(dāng)柴油機在搖臂凸輪推動搖臂推桿61使噴油柱塞88下行關(guān)閉環(huán)形槽時，柴油計量結(jié)束。噴油柱塞88關(guān)閉環(huán)形槽產(chǎn)生的壓力波使止回球閥86關(guān)閉，以避免由此產(chǎn)生的高壓使柴油逆流和造成的不良影響。噴油柱塞88繼續(xù)下行，對進入量油杯89中的柴油進行壓縮，并使柴油以高壓和正時噴射入柴油機燃燒室。
柴油計量結(jié)束后，噴油器接頭82回流通道打開，進入噴油器接頭82的多余柴油通過柱塞套87的柴油回流通道和柴油回流管道55回流柴油箱51，完成柴油循環(huán)。
噴油結(jié)束后，噴油柱塞88一直位于量油杯89座面上，直到下一個工作循環(huán)開始。
噴入柴油機燃燒室的柴油量和噴油正時由機油壓力控制閥的供油壓力和噴油柱塞88環(huán)形槽開啟的時間決定。
O型密封圈80、81、84與柴油機氣缸蓋21上的噴油器孔37相密封組成柴油和機油進、回油道。
在進入正時噴油器59的柴油中，約有80％的柴油用于正時噴油器59的冷卻(回油)，所以正時噴油器59有較長的使用壽命。
頂桿78為一種伸縮變形系數(shù)非常小的特殊材料合金粉末材料和陶瓷粉末材料制造，由于其伸縮變形系數(shù)非常小，以使噴油柱塞88的正時噴油幾乎不受頂桿78伸縮變形的影響，不影響正時效果。
通過調(diào)整調(diào)整螺帽72調(diào)節(jié)機油壓力和正時，并鎖緊固定。
柱塞副85使量油杯89、柱塞套87、噴油柱塞88等零件同噴油器接頭82緊密連接在一起。
上止推螺帽62使正時挺桿63與油缸活塞65和油缸64連接在一起，并對正時挺桿63的運動位置起限位作用。
柴油機的進氣凸輪99和排氣凸輪100分別控制進、排氣門97的進排氣，噴油凸輪96的作用是控制柴油的噴油壓力。
為了減小推桿92與噴油凸輪96之間動摩擦的摩擦力和減小噴油凸輪96的磨損，保持噴油凸輪96的準(zhǔn)確度，在推桿92與噴油凸輪96之間設(shè)計了滾輪94，將推桿92與噴油凸輪96之間的動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦。滾輪94設(shè)計在噴油凸輪從動桿93端部與推桿92垂直之部位，由滾輪軸95支持。
同樣，為了減小推桿92與進氣凸輪99和排氣凸輪100之間動摩擦的摩擦力和減小進氣凸輪99和排氣凸輪100的磨損，保持進氣凸軸99和排氣凸輪100的準(zhǔn)確性，在進、排氣凸輪從動桿98設(shè)計了滾輪94。
硅油減振器由圓柱形的硅油減振器外殼101和裝載在其內(nèi)腔3/4空間的硅油脂102組成，安裝在曲軸103的一端，與曲軸103另一端的飛輪104相對應(yīng)，其作用是使曲軸103運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，保持動平衡，減小柴油機的振動和噪聲。
權(quán)利要求1.一種柴油機，由氣缸體組件、氣缸蓋組件、曲軸飛輪機構(gòu)、活塞連桿機構(gòu)、增壓器組件、空氣壓縮機組件、凸輪軸組件、柴油供給與噴射系統(tǒng)、機油供給與潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、配氣機構(gòu)、進氣機構(gòu)、排氣機構(gòu)組成，其特征在于氣缸體(1)內(nèi)部設(shè)計有活塞機油冷卻系統(tǒng)，所述活塞機油冷卻系統(tǒng)由活塞冷卻噴嘴(4)和鑄造于氣缸體(1)壁內(nèi)的冷卻噴嘴油道(3)組成，外接機油主油管(5)，每個氣缸設(shè)計一個活塞冷卻噴嘴(4)，氣缸體(1)的壁內(nèi)還鑄造有環(huán)繞的氣缸體冷卻水道(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于氣缸蓋(21)是一種兩缸一蓋的分體式氣缸蓋，其內(nèi)部設(shè)計有至少四層的冷卻水道和機油通道、柴油通道以及氣體通道，冷卻水道通過水孔(47)和出水孔(34)與外部冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相連接，機油通道通過機油進油孔(46)和機油出油孔(43)與外部冷卻水循系統(tǒng)相連接，柴油通道通過柴油進油孔(32)和柴油回油孔(33)與外部柴油系統(tǒng)相連接，氣體通道通過進氣口(30)和排氣口(44)與外部氣體循環(huán)系統(tǒng)相連接，噴油器孔(37)內(nèi)設(shè)計有噴油器銅套(38)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于氣缸蓋(21)采用4氣門方式設(shè)計，每缸4個氣門，對應(yīng)兩缸設(shè)計有8個氣門孔(39)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于柴油供給和噴射系統(tǒng)為機油壓力控制噴油正時系統(tǒng)，機油壓力控制閥(58)的進油端通過低壓機油管道(57a)和(57)同機油泵(10)連接，其出油端通過低壓機油管道(57b)同正時噴油器(59)連接，并通過低壓柴油管道(54)同柴油泵(53)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于正時噴油器(59)由油缸(64)、油缸活塞(65)、正時挺桿(63)、進油球閥(67)、球頭止推閥(73)、塔形彈簧座(75)、彈簧上(76)、頂桿(78)和調(diào)整螺帽(72)構(gòu)成，正時挺桿(63)的一端連接搖臂推桿(61)，另一端裝置在油缸活塞(65)內(nèi)腔，正時挺桿(63)的內(nèi)腔設(shè)置有安裝在進油閥座(69)內(nèi)的進油球閥(67)和進油球閥彈簧(68)以及進油閥座彈簧(70)，油缸活塞(65)安裝在油缸(64)內(nèi)，油缸活塞(65)的另一端安裝有半球頭止推閥(73)、塔形彈簧(74)和塔形彈簧座(75)，塔形彈簧座(75)與頂桿(78)連接，頂桿(78)的另一端裝置在噴油柱塞(88)內(nèi)，柱塞副(85)套在量油杯(89)和柱塞套(87)外面與噴油器接頭(82)螺紋連接，調(diào)整螺帽(72)螺紋連接于油缸(64)的外圓周。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于柴油供給噴射系統(tǒng)設(shè)計有噴油凸輪(96)，噴油凸輪(96)通過在其凸輪曲面上滾動的滾輪(94)、推桿(92)連接搖臂(91)、搖臂推桿(61)同正時噴油器(59)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于推桿(92)下端裝設(shè)有滾輪(94)，滾輪(94)與噴油凸輪(96)是滾動接觸，推桿(92)的上端與搖臂(91)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機，其特征在于在曲軸(103)的前端設(shè)計有圓柱體形狀的硅油減振器，所述硅油減振器由圓柱體形狀的中空的硅油減振器外殼(101)和硅油脂(102)組成，硅油減振器外殼(101)中空的內(nèi)腔裝有粘稠的硅油脂(102)占3/4空間。
專利摘要一種柴油機，由氣缸體組件、氣缸蓋組件、凸輪軸組件、柴油供給與噴射系統(tǒng)、機油供給與潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、進氣機構(gòu)、排氣機構(gòu)組成，氣缸體內(nèi)部設(shè)計有活塞機油冷卻系統(tǒng)，每個氣缸設(shè)計有一個活塞機油冷卻噴嘴，對活塞進行冷卻，以提高冷卻效果，提高柴油機功率。氣缸蓋是兩缸一蓋分體式，其內(nèi)部設(shè)計有至少四層的冷卻水道和機油通道、柴油通道以及氣體通道，有顯著的冷卻效果，柴油供給和噴射系統(tǒng)為機油壓力控制正時系統(tǒng)。本實用新型具有重量輕、體積小、功率大的優(yōu)點。
文檔編號F02F1/42GK2934599SQ20052005454
公開日2007年8月15日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者田業(yè)中 申請人:田業(yè)中