轻质高刚度单缸柴油机铝合金机体制造技术

一种轻质高刚度单缸柴油机铝合金机体，包括齿轮室盖面、轴承座面、气缸结合面、安装底面和气缸盖固定螺孔，在齿轮室盖面和轴承座面的下方均设置了垂直间隔分布的散热筋，气缸盖固定螺孔的螺纹深度增大，所有钢质零件装配配合的孔系尺寸均比设计的尺寸小。这种结构设计方案使得本发明专利技术具有重量轻、散热速度快，强度刚度高，各配合孔系的配合精度能稳定保证，柴油机的机械性稳定可靠，能从机械结构上确保柴油机的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
轻质高刚度单缸柴油机铝合金机体
本专利技术涉及单缸水冷柴油机的零件，尤其涉及单缸水冷柴油机的机体。
技术介绍
单缸柴油机中机体是核心零件，它是整个柴油机的组装基础件，其上既设有安装曲轴、气缸盖、气缸套、凸轮轴、喷油泵的孔系，还设有安装轴承座、齿轮室盖、观察孔盖、机油壳的结合面，孔系的尺寸精度、形位精度及其在工作过程中变形量的大小直接影响到柴油机性能指标，因此，对柴油机来讲，机体必须有足够的刚度，尽可能小的变形量，尽可能小单位功率的质量比。随着柴油机使用范围的扩大及用户要求的提高，单缸水冷柴油机的机体铝质转型是必然的要求，但如何实现单缸水冷柴油机机体由铸铁件向铝合金压铸件的转型还没有成熟的技术方案，国内虽然已有柴油机企业进行过相关试验，但都不成功。根据铸铁和铝合金有这两种材料的特性可知：铸铝材料为ZL106T6热处理后，许用应力为220MPa，与HT200～250相当，其机械强度与铸铁相当，但铝合金的弹性模量为70GPa，而铸铁为110GPa，由此可知铝合金材料比铸铁“软”，因此将机体从铸铁改成铸铝合金后，其机械变形量增大，会导致气缸套变形过大，机械效率下降，漏气量增大，功率下降，窜机油量增大，机油耗量增大，排放性能变差；气缸盖螺栓搭子伸长量增大，机体顶平面翘曲量增大，影响高压密封性能，可能发生冲缸垫现象；轴承孔变形量增大，滚动轴承松动，发生轴承走外圈现象，导致滚动轴承早期损坏；轴承孔和各密封端面发生翘曲变形，有可能造成漏油、漏水。通过分析，现有柴油机机体仅仅采用铝合金取代铸铁是行不通的，必须进行结构改进设计，因为铝合金机体与装配在其上的钢质零部件的热胀冷缩系数不同，当柴油机工作时，柴油机的机温会快速提高，从而破坏了原有的配合精度，从而导致柴油机产生上述缺陷，柴油机的技术性能指标稳定性、可靠性降低，使用寿命难以保证。降低机体的工作温度及温度差，是克服上述缺陷的有效途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轻质高刚度单缸柴油机铝合金机体。一种轻质高刚度单缸柴油机铝合金机体，包括齿轮室盖面、轴承座面、气缸结合面、安装底面、气缸套安装孔系、曲轴安装孔系、凸轮轴安装孔系和设置在气缸结合面上的四只气缸盖固定螺孔，其特征是：安装底面为凸出工字形安装面，在齿轮室盖面的齿轮室的下方设有垂直间隔分布的长齿散热筋，在轴承座面的轴承座圈的下方设有垂直间隔分布的短齿散热筋，所述气缸盖固定螺孔的螺纹深度为螺纹直径的2～4倍，气缸套安装孔系尺寸比设计尺寸小0.005～0.012毫米，曲轴安装孔系的尺寸比设计尺寸小0.005～0.035毫米，凸轮轴安装孔系的尺寸比设计尺寸小0.003～0.010毫米，机体的壁厚为3.5～4.5毫米。进一步，长齿散热筋的凸出高度为5～15毫米，间隔距离为5～10毫米，短齿散热筋的凸出顶面比轴承座圈外端面低0.2～2.0毫米，机体的壁厚为4.0毫米。由于采用铝合金取代铸铁，且机体的壁厚平均减小了1～2毫米，整个机体的重量只有现有铸铁机体的1/3，十分符合行走机械的轻量化配套要求，由于铝合金的散热性能优于铸铁，整个机体的工作温度比铸铁件低5℃～12℃，同时由于气缸套所产生的热量通过机体内水道孔中的冷却水、铝合金机体、柴油机冷却水箱更快地被散发掉，从原理上来讲，铝合金机体的优越导热性能有可能会使机体内的机油温度升高，但是由于本专利技术在机体的齿轮室盖面和轴承座圈的下方垂直间隔地分布了散热筋，既能防止机油温度升高，又能增强机体的强度，克服了齿轮室盖面和轴承座面刚度不平衡的缺陷，气缸盖固定螺孔的螺纹深度为螺纹直径的2～4倍，能提高气缸盖与机体的结合强度，防止连接强度不足，气缸套安装孔系尺寸比设计尺寸小0.005～0.012毫米，曲轴安装孔系的尺寸比设计尺寸小0.005～0.035毫米，凸轮轴安装孔系的尺寸比设计尺寸小0.003～0.010毫米，能有效克服因铝合金机体与钢质零件配合在柴油机工作时破坏原定的设计配合精度，从而导致柴油机性能下降，能从机械结构上确保柴油机的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的后视图；图4为图1的仰视图；图中：1-齿轮室盖面；2-轴承座面；3-气缸结合面；4-安装底面；5-气缸套安装孔系；6-曲轴安装孔系；7-凸轮轴安装孔系；8-气缸盖固定螺孔；9-长齿散热筋；10-短齿散热筋。具体实施方式下面举例说明本专利技术的具体实施方式：如图1～图4所示为型号R175A单缸柴油机铝合金机体，它包括齿轮室盖面1、轴承座面2、气缸结合面3、安装底面4、气缸套安装孔系5、曲轴安装孔系6、凸轮轴安装孔系7和设置在气缸结合面3上的四只气缸盖固定螺孔8，安装底面4为凸出工字形安装面，在齿轮室盖面1的齿轮室的下方设有垂直间隔分布的长齿散热筋9，长齿散热筋9的凸出高度为8毫米，相互之间间隔距离为6毫米，在轴承座面2的轴承座圈的下方设有垂直间隔分布的短齿散热筋10，短齿散热筋10的顶面比轴承座圈外端面低0.5毫米，在气缸盖固定螺孔8入口设有直径为12.2毫米深度为15.3毫米的定位沉孔，螺纹孔深度为45毫米，气缸盖固定螺孔搭子直径为10毫米，气缸套安装孔系5尺寸比设计尺寸小0.005～0.012毫米，曲轴安装孔系6的尺寸比设计尺寸小0.005～0.035毫米，凸轮轴安装孔系7的尺寸比设计尺寸小0.003～0.010毫米，机体的壁厚为4.0毫米。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质高刚度单缸柴油机铝合金机体，包括齿轮室盖面(1)、轴承座面(2)、气缸结合面(3)、安装底面(4)、气缸套安装孔系(5)、曲轴安装孔系(6)、凸轮轴安装孔系(7)和设置在气缸结合面(3)上的四只气缸盖固定螺孔(8)，其特征是：安装底面(4)为凸出工字形安装面，在齿轮室盖面(1)的齿轮室的下方设有垂直间隔分布的长齿散热筋(9)，长齿散热筋(9)的凸出高度为5～15毫米，间隔距离为5～10毫米，在轴承座面(2)的轴承座圈的下方设有垂直间隔分布的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许强，余芳，
申请(专利权)人：金坛鑫田柴油机有限公司，
类型：发明
国别省市：