[发明专利]一种V型双缸柴油发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，特指一种V型双缸风冷柴油发动机。

背景技术

柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。柴油机具有热效率高的显著优点，其应用范围越来越广。随着强化程度的提高，柴油机单位功率的重量也显著降低。但是目前国内轻型柴油机领域产业格局混乱并且产品水平不高，并没有得到广泛的应用和普及。且目前在市场上柴油机还没有真正实现轻型化，轻型发动机一般使用汽油机，均质压燃技术一般用于大型的柴油机上。虽然柴油机相对于汽油机来说更节约燃料和具有更长的寿命，但是却没有真正在乘用车上流行过，原因之一就是因为目前市场上柴油机都存在比较笨重，结构不够紧凑，没有实现轻型化等缺陷。虽然一些研究对柴油的及结构和设计等做了改进，但是还存在着一些缺陷。如专利02125943.7通过油压装置实现了自动控制，专利200820031191.8提高了柴油机的调速性，它们虽然都改进了柴油机的某些性能，但是却仍然存在笨重，结构不紧凑，没有使柴油机轻型化等问题。

发明内容

本发明针对以上问题设计了一种V型双缸柴油机，为单排列设计，两汽缸头夹角为90°。如图1中所示。该发明通过短行程、短连杆、短活塞及铝合金整体铸造设计真正实现了柴油机的轻型化。它采用的为风冷系统、预混燃烧、均质压燃技术。该柴油机包括曲轴、连杆、活塞和汽缸。其特征在于：所述曲轴的曲轴半径，即曲轴旋转中心到曲轴销的距离为33mm-36mm，如图2所示。所述连杆的长度为116～120mm，比同类柴油机缩短15mm-20mm。所述活塞的尺寸也相应减小。所述柴油机比同类柴油机的整体高度有所下降，使得柴油机体积和重量有所下降，其比质量达到了3.7公斤/千瓦。

本发明特征在于短行程、短连杆、短活塞的设计使得柴油机真正实现了轻型化。理论上，曲轴半径减小会使的柴油机机械效率降低，而影响柴油机的整体效率。但是本发明通过采用预混燃烧和均质压燃技术而使得轻型柴油机的燃烧效率提高。其燃油耗达到了270g/kwh以下。从而找到柴油机机械效率和燃烧效率的平衡点。而保证了柴油机的整体效率。该发明中将柴油机曲轴、连杆、活塞进行优化设计，使曲轴行程变短。通过理论计算及试验分析选取了最优的曲轴半径，范围在33mm-36mm之间。由于曲轴半径减小，连杆长度相应减小。然后通过对连杆上承受的活塞顶上的气体力、活塞组往复惯性力以及连杆本身绕活塞销做变速摆动时的横向惯性力进行优化分析，进一步缩短了连杆的尺寸。使连杆的尺寸比同类柴油机缩短了15mm-20mm。从而活塞尺寸也有所减小。从而使整机结构更加紧凑，大大降低了整机高度，减轻了整机质量。并且该发明中柴油机机体与汽缸采用铝合金材料经高压铸造成为一个整体结构。使其比质量进一步降低，达到了3.7公斤/千瓦左右。以上设计便形成了短行程、短连杆、短活塞的设计，实现了柴油机的轻型化。本发明中通过合理的曲轴半径的设计与预混燃烧、均质压燃技术的结合，实现了在没有降低柴油机整体效率的前提下，使所述柴油机结构更加紧凑、高度减小、比质量降低，从而实现柴油机的轻型化，使轻型柴油机有了在市场普及的潜力。也避免了曲轴半径过大造成的机体过大、能源浪费以及过小而造成的机械效率降低等问题。

附图说明

图1为新型的V型双缸柴油机结构示意图。

图2为具有短行程设计的曲轴的结构示意图。

图中1活塞、2气缸、3连杆、4曲轴、5曲柄销。

具体实施方式

该柴油机的主要构成部件有曲轴、连杆、活塞和汽缸。

该柴油机设计为V型双缸结构，两汽缸头夹角为90°。如图1中所示。且选用为风冷系统、预混燃烧、均质压燃技术。

将曲轴半径设计为35mm，如图2中所示，从而连杆和活塞尺寸也有所减小，使该柴油机成为一个结构紧凑的整体。从而在保证柴油机效率的前提下大大降低了整机高度。且机体与汽缸采用铝合金材料经高压铸造成为一个整体结构。通过以上设计使该柴油机比重量达到了3.7公斤/千瓦，真正实现了柴油机的轻型化。