[发明专利]柴油机冷却水套

说明书

技术领域

本发明属于柴油机设计技术领域，提出一种柴油机冷却水套。

背景技术

柴油机工作期间，气缸内的燃气温度可高达2500℃，燃烧所产生的热量一部分转化为机械功，使柴油机对外输出做功；一部分热量被排出的废气带走；还有一部分热量传给气缸盖、活塞、活塞环和气门等零件。柴油机冷却系统的主要作用是将受热零件，如气缸盖、气缸套、活塞、活塞环、气门等的热量散发到大气中去，保证柴油机的正常工作温度。冷却系统主要由水泵、风扇、散热器、节温器和冷却水套等组成。其中冷却水套的主要功能是冷却气缸套、活塞、活塞环等。

柴油机通过冷却方式可分为风冷式柴油机和水冷式柴油机，根据冷却水在柴油机中进行循环的方法不同，又可分为自然循环冷却和强制循环两类。目前柴油机多采用强制循环水冷系统，柴油机机体主要由铸铁制造，为了保证各气缸有良好而均匀的冷却，水冷式柴油机机体内均布置有冷却水腔，冷却水腔的结构型式有两种：一种是沿整个气缸孔内为一整体空腔，将气缸套装入气缸孔后，与气缸套外壁构成环形空间，冷却水直接与气缸套外壁相接触，称作湿式缸套；另一种是围绕气缸孔周围，铸有一个封闭的环形空间，气缸套外壁与环形空间内孔紧密配合，冷却水只在封闭的环形空间内流过，不与气缸套相接触，称作干式气缸套。上述机体结构均十分复杂，对机体铸造及加工工艺要求复杂，废品率高，机体刚度差,且整机拆装十分不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的是提出一种柴油机冷却水套。

本发明为完成其发明任务所采取的技术方案是：

一种柴油机冷却水套，所述柴油机冷却水套为一单独设置的部件并通过强力螺柱连接的方式与柴油机机体和气缸盖构成一体，对柴油机气缸套、活塞、活塞环受热零件进行冷却：所述柴油机冷却水套为一近似长方体结构，位于所述柴油机机体与所述气缸盖之间，与所述气缸盖、所述气缸套和所述活塞、所述连杆一起组成柴油机动力单元，所述柴油机动力单元通过机体强力螺柱与所述柴油机机体连接为一体；所述柴油机冷却水套上表面与所述气缸盖结合，所述柴油机冷却水套下表面与所述柴油机机体上平面结合；所述柴油机冷却水套内部铸造有冷却水腔，所述冷却水腔为环状半圆形凹槽，所述冷却水腔的上部通过气缸套压紧在气缸孔安装面密封，所述冷却水腔的下部通过设置在气缸套外壁环形密封槽内的O型圈所构成的支撑凸缘密封并与所述支撑凸缘形成径向支撑；设置一个外部进水口，所述外部进水口与所述冷却水腔连通，所述冷却水腔通过冷却水上水道与气缸盖冷却水腔连通；柴油机冷却水在冷却水套内部冷却循环后通过冷却水上水道进入气缸盖内部冷却水腔进行冷却循环。

所述柴油机冷却水套加工有机体强力螺柱孔，所述柴油机机体、所述气缸盖上具有强力螺柱孔并与柴油机冷却水套上的机体强力螺柱孔位置对应；用以通过机体强力螺柱将所述柴油机机体、所述柴油机冷却水套、所述气缸盖连接一体；所述柴油机冷却水套加工有气门推杆孔、用于与气缸盖连接的连接螺钉孔、用于与气缸盖装配用的定位销孔，用于气门推杆的安装以及与气缸盖的定位、连接。

所述冷却水上水道为一圆柱形通孔，底部与冷却水腔相通，顶部通至所述柴油机冷却水套上表面，与气缸盖内部冷却水腔相通，

所述柴油机冷却水套采用与所述柴油机机体相同材料的铸造毛坯加工而成，取代柴油机原有铸造在机体内部冷却水腔，进行柴油机气缸套、活塞、活塞环等受热零件的冷却。本发明在结构上利用原有柴油机机体的结构形式，设计为为一近似长方体结构，采用此结构后，降低原有柴油机机体气缸孔上表面至曲轴中心线高度，所述柴油机冷却水套的高度与所述柴油机机体降低的高度相同，本发明与气缸盖、气缸套、活塞、连杆等零部件一起组成柴油机动力单元，其中气缸盖补充加工了两个与本发明柴油机冷却水套相连接的螺钉孔，气缸套在保持原有高度的基础上进行了适合动力单元整体拆装的适应性改进设计，动力单元通过机体强力螺柱与柴油机机体连接为一体，保证冷却水套上表面（即与气缸盖结合面）至曲轴中心线的高度与原有柴油机机体高度相同，原有柴油机曲柄连杆机构和活塞组件可保持不变，减少了柴油机的设计、加工难度，降低了设计、加工成本。

本发明是柴油机动力单元组成中最关键的零件，利用有限元工作过程热仿真分析软件，计算了本发明柴油机冷却水套和传统湿式冷却水套对气缸套和活塞、活塞环温度场分布情况，并且通过实际装机试验，验证了采用本发明冷却水套之后能够达到原湿式冷却水套的冷却效果。