CN107091164A - 一种柴油机及其机体水套 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机体水套，包括机体和气缸套，此气缸套顶部的外壁与机体的内壁围成能够导流冷却液，以对气缸套的活塞一环位置进行冷却的第一冷却腔，气缸套底部的外壁与机体的内壁过渡配合；机体上开设有将冷却液导入第一冷却腔的第一进液通道，以及导出第一冷却腔内冷却液的第一出液通道。本发明提供的机体水套，通过在气缸套顶部的外侧设置第一冷却腔，以使顶部的外壁直接与冷却液接触，而气缸套的底部的外壁则直接与机体的内壁接触，从而使得气缸套的顶部成为湿式气缸套，底部成为干式气缸套，令整个气缸套以上湿下干的方式与机体配合，在实现对活塞一环位置充分冷却的同时，还保证了与机体的稳定定位，使得柴油机的工作性能得到了显著提升。

Description

一种柴油机及其机体水套

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，特别涉及一种机体水套，还涉及具有上述机体水套的一种柴油机。

背景技术

目前柴油机行业正朝着高性能低排放的方向发展，为了达到这个目标，新设计的柴油机都采用了高强化程度和高爆压等必要手段，随之也带来了柴油机的机体水套(机体水套包括机体和气缸套)的活塞一环位置(此活塞一环位置指的是活塞上第一道活塞环在活塞运行到上止点时的位置)冷却能力不足、机体刚度不足、气缸套变形大引起的拉缸、活塞积碳等一系列问题，同时高爆压冲击下气缸套的震动也随之加剧，穴蚀频发。

在现有技术中，机体水套所采用的气缸套，一般为湿式气缸套或干式气缸套。其中，湿式气缸套虽然冷却效果好，但是其与机体的定位效果较差，自身震动较大，容易产生穴蚀；而干式气缸套虽然与机体的定位效果较好，但其冷却效果较差，无法满足冷却要求较高的活塞一环位置的冷却。即湿式气缸套和干式气缸套的功能都较为单一，所以无论采用哪种气缸套，都无法令柴油机的工作性能得到显著提升。

因此，如何进一步的提高柴油机的工作性能，已经成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机体水套，通过对原有结构进行改进，使得柴油机的工作性能得到了显著提升。本发明还提供了一种具有上述机体水套的柴油机。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机体水套，包括机体和气缸套，其中：

所述气缸套顶部的外壁与所述机体的内壁共同围成能够导流冷却液，以对所述气缸套的活塞一环位置进行冷却的第一冷却腔，所述气缸套底部的外壁与所述机体的内壁过渡配合；

所述机体上开设有将冷却液导入到所述第一冷却腔中的第一进液通道，以及导出所述第一冷却腔内冷却液的第一出液通道。

优选的，上述机体水套中，所述气缸套顶部的外壁上设置有水套结构，所述水套结构包括：

与所述气缸套一体成型的本体；

开设在所述本体的圆周侧面上的环形凹槽，所述环形凹槽与所述机体的内壁配合围成环形的所述第一冷却腔。

优选的，上述机体水套中，柴油机的活塞在所述气缸套内的行程为A，所述环形凹槽在所述气缸套轴向上的宽度为L，并且A/3＜L＜A/2。

优选的，上述机体水套中，所述气缸套的内径为B，所述本体的最小厚度为S1，并且所述S1＝0.06B。

优选的，上述机体水套中，所述气缸套的底部的壁厚为S2，并且S2＝0.25B。

优选的，上述机体水套中，所述第一出液通道的一端与所述第一冷却腔连通，另一端与气缸盖的内腔连通，以能够将冷却液从所述第一冷却腔中导入到所述气缸盖的内腔中。

优选的，上述机体水套中，还包括：

开设在所述机体上的第二冷却腔，所述第二冷却腔为环形腔，并位于所述气缸套的底部外侧；

连通所述第二冷却腔和所述气缸盖的内腔，以将所述气缸盖内流出的冷却液导入到所述第二冷却腔内的第二进液通道；

与所述第二冷却腔连通，以将所述第二冷却腔内的冷却液导出的第二出液通道。

优选的，上述机体水套中，所述本体在所述气缸套轴向上的两端与所述机体的内壁均为间隙配合。

优选的，上述机体水套中，所述环形凹槽为截面形状呈弧形的弧形凹槽。

一种柴油机，包括活塞和机体水套，该机体水套为上述任意一项所述的机体水套。

本发明提供的机体水套，用于设置在柴油机中，包括机体和气缸套，其改进之处在于，气缸套的顶部的外壁与机体的内壁配合围成了第一冷却腔，此第一冷却腔能够导流冷却液，从而实现对气缸套的活塞一环位置进行冷却，而气缸套的底部的外壁则直接与机体的内壁过渡配合；同时在机体上还开设了第一进液通道和第一出液通道，此第一进液通道能够将从泵中出来的冷却液导入到第一冷却腔中，当冷却液在第一冷却腔中进行流动时，则对活塞一环位置实现冷却，而第一出液通道则用于将冷却液从第一冷却腔中导出。本发明提供的机体水套，通过在气缸套顶部的外侧设置第一冷却腔，以使顶部的外壁直接与冷却液接触，而气缸套的底部的外壁则直接与机体的内壁接触，从而使得气缸套的顶部成为湿式气缸套，底部成为干式气缸套，令整个气缸套以上湿下干的方式与机体配合，进而在实现对活塞一环位置充分冷却的同时，还保证了与机体的稳定定位，使得柴油机的工作性能得到了更进一步的显著提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机体水套中气缸套的结构示意图；

图2为气缸套和机体配合的轴测图；

图3为气缸套和机体配合的主视图。

在图1-图3中：

1-机体，2-气缸套，3-第一冷却腔，4-第一进液通道，5-第一出液通道，6-本体，7-环形凹槽，8-第二冷却腔，9-第二进液通道，10-第二出液通道。

具体实施方式

本发明提供了一种机体水套，通过对原有结构进行改进，使得柴油机的工作性能得到了显著提升。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的机体水套，包括机体1和气缸套2，本实施例将气缸套2视为两部分来进行说明，即顶部和底部(如图1所示)，具体的是气缸套2顶部的外壁与机体1的内壁(此内壁指的是机体1用于安装气缸套2的孔的内壁)共同围成能够导流冷却液，从而对气缸套2的活塞一环位置实现冷却的第一冷却腔3，而气缸套2底部的外壁则直接与机体1的内壁进行过渡配合；并且为了保证冷却液在第一冷却腔3内的正常流动，还在机体1上开设有将冷却液导入到第一冷却腔3中的第一进液通道4，以及将第一冷却腔3内的冷却液导出的第一出液通道5。本实施例中，冷却液主要指的是冷却水，当然其也可以为其他类型的冷却液，例如冷却油等。本实施例中，气缸套2的底部长度，在气缸套2轴向上约占整个气缸套2长度的三分之二，而之所以令气缸套2的底部与机体1的内壁过渡配合，是为避免过盈配合可能导致的气缸套2失圆，此种配合方式下，当气缸套2的底部受热膨胀后会完全贴紧机体1。

上述结构的机体水套在进行工作时，令冷却液从第一进液通道4经机体1进入到第一冷却腔3中，对位于第一冷却腔3内侧的气缸套2进行冷却，主要的是对气缸套2的活塞一环位置进行冷却，从而实现对气缸套2最需要冷却部位的高效冷却，当冷却液在环形的第一冷却腔3中围绕气缸套2流动并完成冷却后，会进入到第一出液通道5中，从而经机体1从第一冷却腔3中流出。由此可以看出，本实施例提供的机体水套，令气缸套2的顶部以湿式气缸套2的工作方式进行工作。同时，在上述过程中，气缸套2的底部始终与机体1直接接触并牢固连接，使得气缸套2和机体1之间具有较好的定位效果，即令气缸套2的底部以干式气缸套2的工作方式进行工作，从而使得本实施例提供的机体水套中的气缸套2为上湿下干式的新型气缸套，其不仅对活塞一环位置实现了充分冷却，而且还与机体1实现了稳固定位，减轻了气缸套2的震动，减小了穴蚀的发生几率，使得柴油机的工作性能得到了更进一步的显著提升。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的机体水套中，气缸套2顶部的外壁上设置有水套结构，如图1所示，水套结构包括与气缸套2一体成型的本体6，以及开设在本体6的圆周侧面上的环形凹槽7，环形凹槽7与机体1的内壁配合围成环形的第一冷却腔3，如图2和图3所示。本实施例中，形成第一冷却腔3的结构可以有多种选择，例如可以在机体1的内壁上设置凹槽，或者直接在气缸套2的外壁上开设凹槽，但为了尽可能的降低对机体1和/或气缸套2自身结构造成的影响，优选令气缸套2具有水套结构，通过此水套结构来实现第一冷却腔3的成型，即令本体6凸出的设置在气缸套2顶部的外壁上，然后再在环形本体6的圆周侧面上开设围绕气缸套2轴线的环形凹槽7，通过机体1内壁对环形凹槽7的开口进行封堵，以围成第一冷却腔3。

如图1所示，优选柴油机的活塞在气缸套2内的行程为A，环形凹槽7在气缸套2轴向上的宽度为L，并且令A/3＜L＜A/2；气缸套2的内径为B，本体6的最小厚度为S1，并且令S1＝0.06B。本实施例中，令环形凹槽7的宽度介于活塞三分之一行程与二分之一行程之间，是为了充分实现对活塞一环位置的冷却，同时也便于水套结构的安装。本体6的最小厚度S1，指的是在气缸套2径向上环形凹槽7的底壁与气缸套2内壁之间的距离，令此距离为气缸套2内径的0.06倍，则是因为目前的湿式气缸套推荐的最小壁厚为气缸套内径的百分之六，本实施例为了在安全范围内达到最佳的冷却效果，所以优选为极限值。

进一步优选的，气缸套2的底部的壁厚为S2，如图1所示，并且S2＝0.25B。现有的干式气缸套2推荐壁厚为气缸套2内径的百分之二，本实施例则优选气缸套2底部的壁厚为略大于推荐值的壁厚，即令底部的壁厚为气缸套2内径的百分之二点五。相对较厚的壁厚减小了气缸套2的变形几率，解决了气缸套2易变形的问题，而且也避免了拉缸、活塞积碳等一系列问题。

本实施例中，还优选令第一出液通道5的一端与第一冷却腔3连通，另一端与气缸盖的内腔连通，以能够将冷却液从第一冷却腔3中导入到气缸盖的内腔中，令冷却液可以继续对气缸盖进行冷却，从而充分利用冷却液，提高了换热效率。

如图2和图3所示，本实施例提供的机体水套中，还包括：开设在机体1上的第二冷却腔8，该第二冷却腔8为环形腔，并位于气缸套2的底部外侧；连通第二冷却腔8和气缸盖的内腔，以将气缸盖内流出的冷却液导入到第二冷却腔8内的第二进液通道9；与第二冷却腔8连通，以将第二冷却腔8内的冷却液导出的第二出液通道10。上述结构能够利用从气缸盖中流出的冷却液对气缸套2的底部进行冷却，从而避免气缸套2底部的温度出现陡然升高，使得气缸套2的使用寿命更长。

具体的，冷却液的整个流动路径为：从泵中出来的冷却液经第一进液通道4进入到第一冷却腔3中对活塞一环位置进行冷却，然后经第一出液通道5从第一冷却腔3中流至气缸盖的内腔中，对气缸盖进行冷却，之后从气缸盖的内腔中流出的冷却液经第二进液通道9进入到第二冷却腔8中对气缸套2的底部进行冷却，之后第二出液通道10将第二冷却腔8中的冷却液排出至机体1外。

上述设置方式，不仅能够对气缸套2的顶部和底部实现全方位的冷却，尽可能的延长气缸套2的使用寿命，而且还可以利用第二进液通道9、第二冷却腔8和第二出液通道10形成的流通路径作为气缸盖的出水管路，提高了机体1的结构紧凑性和集成性。

具体的，本体6在气缸套2轴向上的两端与机体1的内壁均为间隙配合。如图3所示，本体6的两端，即图3中标示的C位置和D位置，与机体1的内壁均为小间隙配合，当气缸套2受热膨胀后，其能够与机体1贴紧，再结合底部与机体1的间隙配合(即图3中标示为E的位置)，以实现对整个气缸套2的稳固定位，减少穴蚀的发生。并且，还优选C位置的间隙尺寸大于D位置的间隙尺寸，以进一步提高配合稳定性。

如图1-图3所示，本实施例还优选环形凹槽7为截面形状呈弧形的弧形凹槽。相对于截面形状为多边形的凹槽(例如矩形凹槽)，弧形的凹槽由于其侧壁和底壁为一段圆弧，所以其具有更大的开口，能够使得凹槽在气缸套2轴向上的分布范围更大，从而提高对气缸套2顶部的冷却效果，所以作为本实施例的优选方案。

基于上述实施例中提供的柴油机箱体，本发明实施例还提供了一种柴油机，该柴油机具有上述实施例中提供的机体水套。

由于该柴油机采用了上述实施例提供的机体水套，所以该柴油机由机体水套带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，机体水套的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机体水套，包括机体和气缸套，其特征在于：

所述气缸套顶部的外壁与所述机体的内壁共同围成能够导流冷却液，以对所述气缸套的活塞一环位置进行冷却的第一冷却腔，所述气缸套底部的外壁与所述机体的内壁过渡配合；

所述机体上开设有将冷却液导入到所述第一冷却腔中的第一进液通道，以及导出所述第一冷却腔内冷却液的第一出液通道。

2.根据权利要求1所述的机体水套，其特征在于，所述气缸套顶部的外壁上设置有水套结构，所述水套结构包括：

与所述气缸套一体成型的本体；

开设在所述本体的圆周侧面上的环形凹槽，所述环形凹槽与所述机体的内壁配合围成环形的所述第一冷却腔。

3.根据权利要求2所述的机体水套，其特征在于，柴油机的活塞在所述气缸套内的行程为A，所述环形凹槽在所述气缸套轴向上的宽度为L，并且A/3＜L＜A/2。

4.根据权利要求2所述的机体水套，其特征在于，所述气缸套的内径为B，所述本体的最小厚度为S1，并且所述S1＝0.06B。

5.根据权利要求4所述的机体水套，其特征在于，所述气缸套的底部的壁厚为S2，并且S2＝0.25B。

6.根据权利要求1所述的机体水套，其特征在于，所述第一出液通道的一端与所述第一冷却腔连通，另一端与气缸盖的内腔连通，以能够将冷却液从所述第一冷却腔中导入到所述气缸盖的内腔中。

7.根据权利要求6所述的机体水套，其特征在于，还包括：

开设在所述机体上的第二冷却腔，所述第二冷却腔为环形腔，并位于所述气缸套的底部外侧；

连通所述第二冷却腔和所述气缸盖的内腔，以将所述气缸盖内流出的冷却液导入到所述第二冷却腔内的第二进液通道；

与所述第二冷却腔连通，以将所述第二冷却腔内的冷却液导出的第二出液通道。

8.根据权利要求2所述的机体水套，其特征在于，所述本体在所述气缸套轴向上的两端与所述机体的内壁均为间隙配合。

9.根据权利要求2所述的机体水套，其特征在于，所述环形凹槽为截面形状呈弧形的弧形凹槽。

10.一种柴油机，包括活塞和机体水套，其特征在于，所述机体水套为权利要求1-9中任意一项所述的机体水套。