專利名稱：輕質(zhì)高剛度單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單缸水冷柴油機(jī)的零件，尤其涉及單缸水冷柴油機(jī)的機(jī)體。
背景技術(shù)：
單缸柴油機(jī)中機(jī)體是核心零件，它是整個柴油機(jī)的組裝基礎(chǔ)件，其上既設(shè)有安裝曲軸、氣缸蓋、氣缸套、凸輪軸、噴油泵的孔系，還設(shè)有安裝軸承座、齒輪室蓋、觀察孔蓋、機(jī)油殼的結(jié)合面，孔系的尺寸精度、形位精度及其在工作過程中變形量的大小直接影響到柴油機(jī)性能指標(biāo)，因此，對柴油機(jī)來講，機(jī)體必須有足夠的剛度，盡可能小的變形量，盡可能小單位功率的質(zhì)量比。隨著柴油機(jī)使用范圍的擴(kuò)大及用戶要求的提高，單缸水冷柴油機(jī)的機(jī)體鋁質(zhì)轉(zhuǎn)型是必然的要求，但如何實(shí)現(xiàn)單缸水冷柴油機(jī)機(jī)體由鑄鐵件向鋁合金壓鑄件的轉(zhuǎn)型還沒有成熟的技術(shù)方案，國內(nèi)雖然已有柴油機(jī)企業(yè)進(jìn)行過相關(guān)試驗(yàn)，但都不成功。根據(jù)鑄鐵和鋁合金有這兩種材料的特性可知鑄鋁材料為ZL106T6熱處理后，許用應(yīng)力為220MPa， 與HT200 250相當(dāng)，其機(jī)械強(qiáng)度與鑄鐵相當(dāng)，但鋁合金的彈性模量為70GPa，而鑄鐵為 IlOGPa,由此可知鋁合金材料比鑄鐵“軟”，因此將機(jī)體從鑄鐵改成鑄鋁合金后，其機(jī)械變形量增大，會導(dǎo)致氣缸套變形過大，機(jī)械效率下降，漏氣量增大，功率下降，竄機(jī)油量增大，機(jī)油耗量增大，排放性能變差；氣缸蓋螺栓搭子伸長量增大，機(jī)體頂平面翹曲量增大，影響高壓密封性能，可能發(fā)生沖缸墊現(xiàn)象；軸承孔變形量增大，滾動軸承松動，發(fā)生軸承走外圈現(xiàn)象，導(dǎo)致滾動軸承早期損壞；軸承孔和各密封端面發(fā)生翹曲變形，有可能造成漏油、漏水。通過分析，現(xiàn)有柴油機(jī)機(jī)體僅僅采用鋁合金取代鑄鐵是行不通的，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計，因?yàn)殇X合金機(jī)體與裝配在其上的鋼質(zhì)零部件的熱脹冷縮系數(shù)不同，當(dāng)柴油機(jī)工作時，柴油機(jī)的機(jī)溫會快速提高，從而破壞了原有的配合精度，從而導(dǎo)致柴油機(jī)產(chǎn)生上述缺陷，柴油機(jī)的技術(shù)性能指標(biāo)穩(wěn)定性、可靠性降低，使用壽命難以保證。降低機(jī)體的工作溫度及溫度差，是克服上述缺陷的有效途徑。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種輕質(zhì)高剛度單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體。一種輕質(zhì)高剛度單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體，包括齒輪室蓋面、軸承座面、氣缸結(jié)合面、安裝底面、氣缸套安裝孔系、曲軸安裝孔系、凸輪軸安裝孔系和設(shè)置在氣缸結(jié)合面上的四只氣缸蓋固定螺孔，其特征是安裝底面為凸出工字形安裝面，在齒輪室蓋面的齒輪室的下方設(shè)有垂直間隔分布的長齒散熱筋，在軸承座面的軸承座圈的下方設(shè)有垂直間隔分布的短齒散熱筋，所述氣缸蓋固定螺孔的螺紋深度為螺紋直徑的2 4倍，氣缸套安裝孔系尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 012毫米，曲軸安裝孔系的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 035毫米，凸輪軸安裝孔系的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 003 0. 010毫米，機(jī)體的壁厚為3. 5 4. 5毫米。進(jìn)一步，長齒散熱筋的凸出高度為5 15毫米，間隔距離為5 10毫米，短齒散熱筋的凸出頂面比軸承座圈外端面低0. 2 2. 0毫米，機(jī)體的壁厚為4. 0毫米。[0007]由于采用鋁合金取代鑄鐵，且機(jī)體的壁厚平均減小了 1 2毫米，整個機(jī)體的重量只有現(xiàn)有鑄鐵機(jī)體的1/3，十分符合行走機(jī)械的輕量化配套要求，由于鋁合金的散熱性能優(yōu)于鑄鐵，整個機(jī)體的工作溫度比鑄鐵件低5°C 12°C，同時由于氣缸套所產(chǎn)生的熱量通過機(jī)體內(nèi)水道孔中的冷卻水、鋁合金機(jī)體、柴油機(jī)冷卻水箱更快地被散發(fā)掉，從原理上來講， 鋁合金機(jī)體的優(yōu)越導(dǎo)熱性能有可能會使機(jī)體內(nèi)的機(jī)油溫度升高，但是由于本實(shí)用新型在機(jī)體的齒輪室蓋面和軸承座圈的下方垂直間隔地分布了散熱筋，既能防止機(jī)油溫度升高，又能增強(qiáng)機(jī)體的強(qiáng)度，克服了齒輪室蓋面和軸承座面剛度不平衡的缺陷，氣缸蓋固定螺孔的螺紋深度為螺紋直徑的2 4倍，能提高氣缸蓋與機(jī)體的結(jié)合強(qiáng)度，防止連接強(qiáng)度不足，氣缸套安裝孔系尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 012毫米，曲軸安裝孔系的尺寸比設(shè)計尺寸小 0. 005 0. 035毫米，凸輪軸安裝孔系的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 003 0. 010毫米，能有效克服因鋁合金機(jī)體與鋼質(zhì)零件配合在柴油機(jī)工作時破壞原定的設(shè)計配合精度，從而導(dǎo)致柴油機(jī)性能下降，能從機(jī)械結(jié)構(gòu)上確保柴油機(jī)的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1的后視圖；圖4為圖1的仰視圖；圖中1-齒輪室蓋面；2-軸承座面；3-氣缸結(jié)合面；4-安裝底面；5-氣缸套安裝孔系；6-曲軸安裝孔系；7-凸輪軸安裝孔系；8-氣缸蓋固定螺孔；9-長齒散熱筋；10-短齒散熱筋。
具體實(shí)施方式
下面舉例說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如圖1 圖4所示為型號R175A單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體，它包括齒輪室蓋面1、軸承座面2、氣缸結(jié)合面3、安裝底面4、氣缸套安裝孔系5、曲軸安裝孔系6、凸輪軸安裝孔系7 和設(shè)置在氣缸結(jié)合面3上的四只氣缸蓋固定螺孔8，安裝底面4為凸出工字形安裝面，在齒輪室蓋面1的齒輪室的下方設(shè)有垂直間隔分布的長齒散熱筋9，長齒散熱筋9的凸出高度為 8毫米，相互之間間隔距離為6毫米，在軸承座面2的軸承座圈的下方設(shè)有垂直間隔分布的短齒散熱筋10，短齒散熱筋10的頂面比軸承座圈外端面低0. 5毫米，在氣缸蓋固定螺孔8 入口設(shè)有直徑為12. 2毫米深度為15. 3毫米的定位沉孔，螺紋孔深度為45毫米，氣缸蓋固定螺孔搭子直徑為10毫米，氣缸套安裝孔系5尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 012毫米，曲軸安裝孔系6的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 035毫米，凸輪軸安裝孔系7的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 003 0. 010毫米，機(jī)體的壁厚為4. 0毫米。
權(quán)利要求1.一種輕質(zhì)高剛度單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體，包括齒輪室蓋面(1)、軸承座面O)、氣缸結(jié)合面(3)、安裝底面G)、氣缸套安裝孔系(5)、曲軸安裝孔系(6)、凸輪軸安裝孔系(7)和設(shè)置在氣缸結(jié)合面C3)上的四只氣缸蓋固定螺孔(8)，其特征是安裝底面(4)為凸出工字形安裝面，在齒輪室蓋面(1)的齒輪室的下方設(shè)有垂直間隔分布的長齒散熱筋(9)，在軸承座面O)的軸承座圈的下方設(shè)有垂直間隔分布的短齒散熱筋(10)，所述氣缸蓋固定螺孔 (8)的螺紋深度為螺紋直徑的2 4倍，氣缸套安裝孔系(5)尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 012毫米，曲軸安裝孔系(6)的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 005 0. 035毫米，凸輪軸安裝孔系 (7)的尺寸比設(shè)計尺寸小0. 003 0. 010毫米，機(jī)體的壁厚為3. 5 4. 5毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述輕質(zhì)高剛度單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體，其特征是長齒散熱筋(9) 的凸出高度為5 15毫米，間隔距離為5 10毫米，短齒散熱筋(10)的凸出頂面比軸承座圈外端面低0. 2 2. 0毫米，機(jī)體的壁厚為4. 0毫米。
專利摘要一種輕質(zhì)高剛度單缸柴油機(jī)鋁合金機(jī)體，包括齒輪室蓋面、軸承座面、氣缸結(jié)合面、安裝底面和氣缸蓋固定螺孔，在齒輪室蓋面和軸承座面的下方均設(shè)置了垂直間隔分布的散熱筋，氣缸蓋固定螺孔的螺紋深度增大，所有鋼質(zhì)零件裝配配合的孔系尺寸均比設(shè)計的尺寸小。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案使得本實(shí)用新型具有重量輕、散熱速度快，強(qiáng)度剛度高，各配合孔系的配合精度能穩(wěn)定保證，柴油機(jī)的機(jī)械性穩(wěn)定可靠，能從機(jī)械結(jié)構(gòu)上確保柴油機(jī)的使用壽命。
文檔編號F02F1/18GK202300680SQ20112045121
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者余芳, 許強(qiáng) 申請人:金壇鑫田柴油機(jī)有限公司