CN110714849A - 一种高强度紧凑型气缸体 - Google Patents
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Abstract
本发明属于内燃机领域，具体地说是一种高强度紧凑型气缸体，包括气缸体本体，从气缸体本体侧面的顶部向下竖向设置在气缸体本体外壁上的竖向筋条，横向设置在气缸体本体侧面外壁上的横向筋条，竖向筋条的内部设置有曲轴箱通风通道，曲轴箱通风通道的下端连通发动机的曲轴箱，曲轴箱通风通道向上延伸到气缸体本体的顶部，曲轴箱的混合气通过曲轴箱通风通道导入到油气分离***。解决现有气缸体设计强度差、体积大，使整机外形尺寸紧凑，可承受更高的爆压。
Description
技术领域
本发明属于内燃机领域，具体地说是一种高强度紧凑型气缸体。
背景技术
发动机工作过程中，存在活塞环漏气现象，部分可燃混合气和废气经活塞环泄露到曲轴箱内使机油变稀，性能变坏，润滑油变质；此外，可燃混合气和废气窜到曲轴箱内会使曲轴箱内的压力将增大，机油会从曲轴油封、曲轴箱衬垫等处渗出而流失。因此人们开发了曲轴箱通风***，其内部有油气分离器，将废气导出时把机油沉降，回流入曲轴箱，废气进入燃烧室再次燃烧。
如中国专利CN101575996A公开的气缸体内置通道曲轴箱通风结构，在气缸体中所有缸曲轴箱内都布置有通风口结构，在气缸体每缸曲轴箱上部靠近主轴承壁处布置通风口、所有的通风口通过缸体侧面向上的通道与缸体上部的主通道相连，在主通道上设有总通风口与外部曲轴箱通风***部件连接。该结构能使曲轴箱通风顺畅，曲轴箱内压力稳定，曲轴箱内和通风通道内气体流动速度均匀而且流速低，气体带走的机油量少，结构合理、形状优化，完全满足现代重型柴油机对曲轴箱通风***的要求。
但上述曲轴箱通风***因为设置在机体内部，导致气缸体的结构复杂，气缸体体积较大，同时气缸体外部加强结构较少，强度较差，无法承受比较高的爆压难以满足发动机日益严苛的强化要求。
发明内容
本发明提供一种高强度紧凑型气缸体，解决现有气缸体设计强度差、体积大的问题，使整机外形尺寸紧凑，可承受更高的爆压。
本发明的技术方案如下：
一种高强度紧凑型气缸体，包括气缸体本体，从所述气缸体本体侧面的顶部向下竖向设置在所述气缸体本体外壁上的竖向筋条，横向设置在所述气缸体本体侧面外壁上的横向筋条，所述竖向筋条的内部设置有曲轴箱通风通道，所述曲轴箱通风通道的下端连通发动机的曲轴箱，所述曲轴箱通风通道向上延伸到气缸体本体的顶部，曲轴箱的混合气通过所述曲轴箱通风通道导入到油气分离***。本发明将曲轴箱通风通道集成在竖向筋条内，所述竖向筋条既起到加强筋作用又能作为曲轴箱废气的通道，减轻了加强筋的重量，结构简单，减小了曲轴箱通风***的体积，使发动机更加紧凑且实现轻量化；采用横向和纵向筋条形结合使气缸体侧壁形成框架式结构，气缸体的强度高，发动机工作时可承受更高的燃烧爆压，爆发压力可达到210bar，发动机耐久性好，还可提高整机燃烧效率，减少燃油消耗。
优选的，所述横向筋条设置在所述竖向筋条外侧，所述横向筋条内部设置有机油通道，所述横向筋条既能起到加强筋作用，还可以充当润滑***的润滑油通道，使气缸体本体整体设计更加简单，使得发动机结构更加紧凑。
优选的，本发明采用自顶向下的冷却方式，所述气缸体本体的顶部设置有冷却液入口，所述气缸体本体的侧壁上还设置有高度低于所述冷却液入口的冷却液出口，所述冷却液入口和所述冷却液出口通过所述气缸体本体内部的冷却水套连接，采用Top-Down逆向冷却方式，冷却水从上往下流，先冷却气缸盖，后冷却气缸体，冷却液先冷却气缸盖，在合理整机的进出水温差基础下使进入气缸盖冷却液尽可能的低，保障气缸盖鼻梁区等核心部位的冷却效果。
优选的，所述竖向筋条和所述横向筋条垂直相交，结构设计简单，强度较好。
优选的，所述竖向筋条的个数为2个以上，可根据发动机气缸数设置多条竖向筋条，增强框架结构的连接强度，进一步提高发动机的爆发压力。
优选的，所述气缸体本体侧壁上在位于所述冷却液出口一侧设置有集成安装座和安装孔，所述安装孔设置在所述竖向筋条上，所述冷却液出口需要连通发动机冷却***的部件，所述集成安装座用于安装发动机上的集成附件结构，发动机上的机油冷却器、转子滤、水泵壳体或节温器等部件往往需要高度集成设计成一体，需要集成安装在一个安装坐上，安装强度要求较高，在竖向筋条结构附近设置安装座，所述安装座也为筋条结构，所述安装座和所述竖向筋条也形成框架式结构，此外在所述竖向筋条上设置安装孔，有利于提高集成附件的安装稳定性，同时集成安装座也充当加强结构对机体结构有效加强。
本发明的有益效果是：
1、将曲轴箱通风通道集成在竖向筋条内，所述竖向筋条既起到加强筋作用又能作为曲轴箱废气的通道，结构简单，加强筋重量轻，减小了曲轴箱通风***的体积，使得发动机更加紧凑重量更轻。
2、采用横向和纵向筋条形结合使气缸体侧壁形成框架式结构，气缸体的强度高，发动机工作时可承受更高的燃烧爆压，发动机耐久性好，还可提高整机燃烧效率，减少燃油消耗。
3、采用Top-Down逆向冷却方式，冷却水从上往下流，先冷却气缸盖，后冷却气缸体，冷却液先冷却气缸盖，在合理整机的进出水温差基础下使进入气缸盖冷却液尽可能的低，保障气缸盖鼻梁区等核心部位的冷却效果。
4、利用竖向筋条结构，使得集成安装座呈现框架结构，发动机附件的安装强度高，同时集成安装座也充当加强结构对机体结构有效加强。
附图说明
图1是本发明所述的一种高强度紧凑型气缸体的立体结构图。
图2是本发明所述的一种高强度紧凑型气缸体在安装集成附件后的结构示意图。
图3是图1的主视结构示意图。
图中：1-气缸体本体，101-冷却液入口，102-冷却液出口，2-竖向筋条，3-横向筋条，4-曲轴箱通风通道，5-集成安装座，501-安装孔，6-机油冷却器，7-转子滤，8-水泵壳体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1：
如图1所示，一种高强度紧凑型气缸体，包括气缸体本体1，从所述气缸体本体1侧面的顶部向下竖向设置在所述气缸体本体1外壁上的竖向筋条2，横向设置在所述气缸体本体1侧面外壁上的横向筋条3，所述竖向筋条2的内部设置有曲轴箱通风通道4，所述曲轴箱通风通道4的下端连通发动机的曲轴箱，所述曲轴箱通风通道4向上延伸到气缸体本体1的顶部。
本实施例中曲轴箱的混合气通过所述曲轴箱通风通道4和发动机气缸盖上的通道连通，最后到油气分离***，竖向筋条2和横向筋条3交错设置，使气缸体侧壁形成框架式结构，气缸体的强度高，发动机工作时可承受更高的燃烧爆压。
实施例2:
如图1～3所示，本实施例为直列六缸发动机的机体结构，本实施例所述的一种高强度紧凑型气缸体，包括气缸体本体1，从所述气缸体本体1侧面的顶部向下竖向设置在所述气缸体本体1外壁上的竖向筋条2，从进气侧和排气侧中的任意一个侧面上看，所述的竖向筋条2数量均设置为5个，即在两个气缸孔之间对应的位置上均设置有一个竖向筋条2；还包括横向设置在所述气缸体本体1侧面外壁上的横向筋条3，所述的横向筋条3为1条，设置在所述气缸体本体1的靠近下方的位置；所述竖向筋条2的内部设置有曲轴箱通风通道4，所述曲轴箱通风通道4的下端连通发动机的曲轴箱，所述曲轴箱通风通道4向上延伸到气缸体本体1的顶部。
如图1所述，所述横向筋条3设置在所述竖向筋条2外侧，所述横向筋条3内部设置有机油通道，充当润滑***的润滑油通道。
本实施例采用自顶向下的冷却方式，所述气缸体本体1的顶部设置有冷却液入口101，所述气缸体本体1的侧壁上还设置有高度低于所述冷却液入口101的冷却液出口102，所述冷却液入口101和所述冷却液出口102通过所述气缸体本体1内部的冷却水套连接，采用Top-Down逆向冷却方式，冷却水从上往下流，先冷却气缸盖，后冷却气缸体，冷却液先冷却气缸盖。
所述竖向筋条2和所述横向筋条3垂直相交。
如图2所示，本实施例应用于机油冷却器6、转子滤7、水泵壳体8或节温器集成一体结构的发动机上，所述气缸体本体1侧壁上在位于所述冷却液出口102一侧设置有集成安装座5和安装孔501，所述安装孔501设置在所述竖向筋条2上，所述集成安装座5用于安装发动机上的集成附件结构，即机油冷却器6、转子滤7、水泵壳体8或节温器集成设计成一体，所述安装座和所述竖向筋条2形成框架式结构，所述竖向筋条2上设置安装孔501，有利于提高集成附件结构的安装稳定性，同时集成安装座5也充当加强结构对机体结构有效加强。
实施例3：
本实施例与上述实施例2的不同之处在于，本实施例应用于直列四缸发动机，所述发动机本体的进气侧和排气侧的竖向筋条2的数量均为3条，本实施例中所述的一种高强度紧凑型气缸体采用HT250材料铸造成型。
Claims (6)
1.一种高强度紧凑型气缸体，包括气缸体本体(1)，从所述气缸体本体(1)侧面的顶部向下竖向设置在所述气缸体本体(1)外壁上的竖向筋条(2)，横向设置在所述气缸体本体(1)侧面外壁上的横向筋条(3)，其特征在于：所述竖向筋条(2)的内部设置有曲轴箱通风通道(4)，所述曲轴箱通风通道(4)的下端连通发动机的曲轴箱，所述曲轴箱通风通道(4)向上延伸到气缸体本体(1)的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种高强度紧凑型气缸体，其特征在于:所述横向筋条(3)设置在所述竖向筋条(2)外侧，所述横向筋条(3)内部设置有机油通道。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度紧凑型气缸体，其特征在于:所述气缸体本体(1)的顶部设置有冷却液入口(101)，所述气缸体本体(1)的侧壁上还设置有高度低于所述冷却液入口(101)的冷却液出口(102)，所述冷却液入口(101)和所述冷却液出口(102)通过所述气缸体本体(1)内部的冷却水套连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强度紧凑型气缸体，其特征在于:所述竖向筋条(2)和所述横向筋条(3)垂直相交。
5.根据权利要求1或2所述的一种高强度紧凑型气缸体，其特征在于:所述竖向筋条(2)的个数为2个以上。
6.根据权利要求3所述的一种高强度紧凑型气缸体，其特征在于:所述气缸体本体(1)侧壁上在位于所述冷却液出口(102)一侧设置有集成安装座(5)和安装孔(501)，所述安装孔(501)设置在所述竖向筋条(2)上。
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