一种降低机体高度的方法及柴油机与流程

1.本发明涉及发动机，更具体地说，它涉及一种降低机体高度的方法及柴油机。


背景技术：

2.k11柴油机在配套某种型号的汽车使用时，该机型的柴油机安装在整车上后，其气缸盖罩顶面已与驾驶室底面接触，汽车长时间使用后，容易对柴油机造成碰撞而发生损坏的问题。因此，如何从柴油机自身降低高度成为了需要攻克的难题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，其目的之一是提供一种降低机体高度的方法，在保证安装便捷、强度足够、成本较低的前提下，实现降低柴油机机体高度，从而使得柴油机匹配安装在整车上。
4.其目的之二是提供一种降低机体高度的柴油机，有效防止气缸盖罩与整车驾驶室底面接触的问题，具有设计制造方便的特点。
5.本发明的技术方案一是这样的：一种降低机体高度的方法，该方法是从柴油机的气缸体、活塞、连杆的尺寸优化来实现降低高度，所述的尺寸优化如下：
6.(1)气缸体高度降低：将气缸体的曲轴中心到顶面的高度由398.2mm降低至362.4mm；
7.(2)活塞高度降低：将活塞顶面到连杆小头转动中心的距离由80.2mm降低至58mm；
8.(3)连杆高度降低：将连杆小头中心到连杆大头中心的距离由241mm降低至227.4mm。
9.本发明的技术方案二是这样的：一种降低机体高度的柴油机，包括气缸体、塞连杆总成、增压器系统、风扇总成、空压机系统总成和控制系统总成，所述气缸体的曲轴中心到顶面的距离为362.4mm，所述的活塞连杆总成包括活塞和连杆，所述的连杆包括小头和大头，所述的小头和大头通过中间杆连接，所述的小头与活塞通过销轴转动连接，所述的大头与气缸体内的曲轴转动连接，所述活塞的顶面与小头的转动中心之间的距离为58mm，所述小头的中心与大头的中心之间的距离为227.4mm；所述的风扇总成包括用于安装风扇的风扇安装座，所述的风扇安装座安装在气缸体的曲轴输出端正上方，且所述风扇安装座的轴心线与曲轴输出端的轴心线之间的距离为240mm。
10.作为进一步地改进，所述中间杆的两端与小头、大头之间均设有倒角结构，所述中间杆与小头之间的倒角结构均为r70mm，且所述小头的内壁直径为53mm；所述中间杆与大头之间的倒角包括左侧倒角和右侧倒角，所述左侧倒角的半径大于右侧倒角的半径，且所述大头的内壁直径为95mm。
11.进一步地，所述的小头内壁开设有润滑油槽，所述的润滑油槽包括过油孔和弧形油槽，所述的过油孔贯穿小头，所述的弧形油槽沿小头的内壁周向延伸，且所述的弧形油槽与过油孔连通，所述的弧形油槽的末端设有沿小头轴向延伸的排油槽。
12.进一步地，所述排油槽的下侧面为弧形面，所述排油槽的上侧面两端沿小头的周向弧形延伸。
13.进一步地，所述的增压器系统包括增压器蜗壳和增压器压气机壳，所述增压器蜗壳的进气口与增压器压气机壳的出气口连接，所述增压器蜗壳的出气口连接有涡轮后接管，所述增压器压气机壳的进气口连接有压气机进气管，所述增压器蜗壳与增压器压气机壳之间的连接处分别连接有增压器回油管和增压器进油管，所述的增压器回油管向下延伸并与气缸体连接，所述的增压器进油管先水平穿过增压器压气机壳上方、然后再竖直向下弯折、最后沿垂直气缸体的方向延伸并与气缸体连接。
14.进一步地，所述的增压器压气机壳上还集成设置有排气旁通阀，所述的排气旁通阀与增压器压气机壳的出气口之间设有旁通阀管道，所述旁通阀管道的一端与增压器压气机壳的出气口连接，另一端依次绕过增压器进油管、压气机进气管与排气旁通阀连接。
15.进一步地，所述的空压机系统总成包括空压机进水管和空压机回水管，所述空压机进水管的一端与气缸体一侧的空气压缩机连接，另一端先向上弯折、然后再绕过气缸体的齿轮室上方并延伸至气缸体另一侧、最后穿过油气分离器回油管外侧与气缸体连接；所述空压机回水管的一端与气缸体一侧的空气压缩机连接，另一端先沿空气压缩机上方穿过后再向上弯折、然后再绕过气缸体的齿轮室上方并延伸至气缸体另一侧、最后穿过油气分离器回油管内侧与气缸体连接。
16.进一步地，所述的控制系统总成包括ecu本体、发动机线束插接口和整车线束插接口，所述的发动机线束插接口位于ecu本体的下部，所述的整车线束插接口位于ecu本体的上部，所述的发动机线束插接口、整车线束插接口均ecu 本体电性连接。
17.进一步地，所述活塞的轴心线与小头的转动中心偏心布置，且所述活塞的轴心线与小头的转动中心的偏心距离为0.5mm。
18.有益效果
19.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
20.1、本发明的降低机体高度方法，选择从柴油机的气缸体、活塞和连杆这些零部件进行降低高度，在保证安装便捷、强度足够、成本较低的前提下，实现降低柴油机机体高度，从而使得柴油机匹配安装在整车上。
21.2、本发明的降低机体高度的柴油机，通过将气缸体降低高度，并通过将活塞和连杆同步缩短，以匹配降低后的气缸体应用，使得气缸盖罩的安装位置降低，实现降低了柴油机的整体高度降低，有效防止气缸盖罩与整车驾驶室底面接触的问题，具有设计制造方便的特点。
附图说明
22.图1为发明一侧的立体结构示意图；
23.图2为本发明中活塞的主视结构示意图；
24.图3为本发明中连杆的主视结构示意图；
25.图4为本发明中连杆的立体结构示意图；
26.图5为本发明的侧视结构示意图；
27.图6为图5中a处的结构放大示意图；
28.图7为本发明的增压器系统结构放大示意图；
29.图8为本发明一侧的空压机总成结构示意图；
30.图9为本发明另一侧的空压机总成结构示意图；
31.图10为本发明一侧的控制系统总成结构示意图；
32.图11为本发明安装时的结构示意图。
33.其中：1
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活塞、2
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小头、3
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大头、4
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中间杆、5
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沉槽、6
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过油孔、7
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弧形油槽、8
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排油槽、9
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气缸体、10
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风扇安装座、11
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曲轴输出端、12
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增压器蜗壳、 13
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增压器压气机壳、14
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涡轮后接管、15
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压气机进气管、16
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增压器回油管、 17
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增压器进油管、18
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排气旁通阀、19
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旁通阀管道、20
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空压机进水管、21
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空压机回水管、22
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空气压缩机、23
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齿轮室、24
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油气分离器回油管、25
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ecu本体、 26
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发动机线束插接口、27
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整车线束插接口、28
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v形槽、29
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固定搭子、30
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第一加强筋、31
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第二加强筋、32
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固定夹、33
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大梁。
具体实施方式
34.下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
35.参阅图1
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11，本发明的一种降低机体高度的方法，该方法是从柴油机的气缸体、活塞、连杆的尺寸优化来实现降低高度，所述的尺寸优化如下：
36.(1)气缸体高度降低：将气缸体的曲轴中心到顶面的高度由398.2mm降低至362.4mm；
37.(2)活塞高度降低：将活塞顶面到连杆小头转动中心的距离由80.2mm降低至58mm；
38.(3)连杆高度降低：将连杆小头中心到连杆大头中心的距离由241mm降低至227.4mm。
39.本发明的降低机体高度方法，选择从柴油机的气缸体、活塞和连杆这些零部件进行降低高度，在保证安装便捷、强度足够、成本较低的前提下，实现降低柴油机机体高度，从而使得柴油机匹配安装在整车上。
40.一种降低机体高度的柴油机，包括气缸体9、塞连杆总成、增压器系统、风扇总成、空压机系统总成和控制系统总成，其中，气缸体9的曲轴中心到顶面的距离为362.4mm，具体降低方式是，从气缸体9的顶面往曲轴中心方向削减厚度，从而实现降低气缸体9的高度，活塞连杆总成安装在气缸体9内，该活塞连杆总成包括活塞1和连杆，其中，连杆包括小头2和大头3，小头2和大头3 通过中间杆4连接，小头2与活塞1通过销轴转动连接，大头3与气缸体9内的曲轴转动连接，活塞1的顶面与小头2的转动中心之间的距离为58mm(如图 2中的h1所示)，满足活塞结构强度要求的同时，易于结构设计和产品制造。优选的，活塞1为钢材质活塞，保证活塞的结构强度。小头2的中心与大头3的中心之间的距离为227.4mm(如图2中的h2所示)，满足连杆结构强度要求的同时，易于结构布局和产品制造。本发明的活塞连杆总成，通过将活塞1的顶面与小头2的转动中心之间的距离限定为58mm，将小头2的中心与大头3的中心之间的距离限定为227.4mm，使得活塞连杆总成能够安装在气缸体9内，并保证柴油机的压缩比满足实际需求，解决现有活塞连杆总成在柴油机更改后无法安装及匹配压缩比的问题。
41.优选的，中间杆4的两端与小头2、大头3之间均设有倒角结构，其中，中间杆4与小头2之间的倒角结构均为r70mm(如图3中的a1所示)，满足连杆结构强度要求的同时，避免连
杆与气缸体干涉的问题，且小头2的内壁直径为53mm (如图3的d所示)，相比于传统的小头直径变大了，使得小头2与销轴之间形成大间隙配合，保证连杆转动顺畅；中间杆4与大头3之间的倒角包括左侧倒角和右侧倒角，其中，左侧倒角的半径大于右侧倒角的半径，具体的，左侧倒角为r60mm(如图3的a2所示)，右侧倒角为r20mm(如图3的a3所示)，避免连杆与气缸体干涉，且大头3的内壁直径为95mm(如图3的d所示)，使得大头 3很好的匹配安装在曲轴上。本发明的活塞连杆总成，其连杆的大头3、小头2 与中间杆4之间均设置倒角结构，一方面可以防止连杆缩短后，中间杆与大头、小头衔接处与气缸体干涉的问题，另一方面可以提高连杆的结构强度。
42.优选的，在中间杆4的两侧均设有沉槽5，进一步提高连杆的结构强度。
43.优选的，在小头2内壁开设有润滑油槽，该润滑油槽包括过油孔6和弧形油槽7，过油孔6贯穿小头2，弧形油槽7沿小头2的内壁周向延伸，且弧形油槽7与过油孔6连通，弧形油槽7的末端设有沿小头2轴向延伸的排油槽8，润滑油通过过油孔6进入到弧形油槽7内，为小头2与销轴之间提供润滑，润滑油可通过排油槽8排出。
44.优选的，排油槽8的下侧面为弧形面，从弧形油槽7内排出的润滑油可以短时间汇集在排油槽8的下侧面，可以进一步提高润滑性，排油槽8的上侧面两端沿小头2的周向弧形延伸，润滑油可沿着小头2周向缓慢流通，还可以进一步提高润滑性。
45.优选的，活塞1的轴心线与小头2的转动中心偏心布置，且活塞1的轴心线与小头2的转动中心的偏心距离为0.5mm(如图2中的k所示),可以改善连杆与活塞1的受力，进一步降低二者之间的摩擦力，从而延长二者的使用寿命。
46.风扇总成安装在气缸体9的一端，风扇总成包括用于安装风扇的风扇安装座10，风扇安装座10安装在气缸体9的曲轴输出端11正上方，且风扇安装座 10的轴心线与曲轴输出端11的轴心线之间的距离为240mm(如图5中的h3所示)。本发明的柴油机风扇安装结构，通过将风扇安装座10的轴心线与曲轴输出端11的轴心线之间的距离限定在240mm，相比于传统的风扇安装座安装位置，抬高了30mm，并且，避免风扇与其他零部件干涉的问题，能够便于风扇的安装，有效提高风扇的受力强度，解决现有风扇安装后易于其他零部件干涉的问题。
47.优选的，在风扇安装座10顶部设有v形槽28，一方面可以避免风扇安装座 10与其他零部件发生干涉，另一方面可以提高风扇安装座10的结构强度。
48.优选的，在风扇安装座10外围设有多个固定搭子29，具体的，多个固定搭子29固定在风扇安装座10的四个角上，受力更加均匀，每个固定搭子29均通过螺栓与气缸体9连接，方便拆装维护。
49.优选的，每个固定搭子29的一侧均设有向风扇安装座10中心延伸的第一加强筋30，提高风扇安装座10的结构强度。进一步地，在相邻两个固定搭子 29之间的风扇安装座10上还设有第二加强筋31，进一步提高风扇安装座10的结构强度。
50.增压器系统安装在气缸体9的一侧，增压器系统包括增压器蜗壳12和增压器压气机壳13，其中，增压器蜗壳12的进气口与增压器压气机壳13的出气口连接，增压器蜗壳12的出气口连接有涡轮后接管14，增压器压气机壳13的进气口连接有压气机进气管15，在增压器蜗壳12与增压器压气机壳13之间的连接处分别连接有增压器回油管16和增压器进油管17，增压器回油管16向下延伸并与气缸体9连接，增压器进油管17先水平穿过增压器压气机
壳13上方、然后再竖直向下弯折、最后沿垂直气缸体9的方向延伸并与气缸体9连接，巧妙避开增压器压气机壳13、压气机进气管15的干涉。在增压器压气机壳13上还集成设置有排气旁通阀18，在排气旁通阀18与增压器压气机壳13的出气口之间设有旁通阀管道19，该旁通阀管道19的一端与增压器压气机壳13的出气口连接，另一端依次绕过增压器进油管17、压气机进气管15与排气旁通阀18 连接，巧妙避开了增压器进油管17、压气机进气管15的干涉。
51.本发明的增压器系统，通过重新设计增压器进油管17和增压器回油管16、以及旁通阀管道19的结构，使得增压器进油管17、旁通阀管道19合理的穿插在增压器压气机壳13、压气机进气管15、气缸体9等之间，能够有效防止增压器系统的增压器进油管17与气缸体9、旁通阀管道19与空气机进气管15发生干涉的问题，合理优化了增压器系统的管道布局，在匹配柴油机降低高度后安装需求的同时，有效延长增压器系统的使用寿命，解决现有增压系统的零部件与机体发生干涉的问题。
52.空压机系统总成安装在气缸体9上，空压机系统总成包括空压机进水管20 和空压机回水管21，其中，空压机进水管20的一端与气缸体9一侧的空气压缩机22连接，另一端先向上弯折、然后再绕过气缸体9的齿轮室23上方并延伸至气缸体另一侧、最后穿过油气分离器回油管24外侧与气缸体9连接；空压机回水管21的一端与气缸体9一侧的空气压缩机22连接，另一端先沿空气压缩机22上方穿过后再向上弯折、然后再绕过气缸体9的齿轮室23上方并延伸至气缸体9另一侧、最后穿过油气分离器回油管24内侧与气缸体9连接。
53.本发明的空压机系统总成，通过将空压机进水管20和空压机回水管21 绕过齿轮室23上方并分别穿插在油气分离器回油管24内外侧之间，使得油气分离器回油管24夹在空压机进水管20和空压机回水管21之间，避免空压机进水管20和空压机回水管21都挤在油气分离器回油管24内侧而造成其中一个管道与油气分离器回油管24干涉的问题，合理优化了空压机管道的布局，有效延长空压机管道的使用寿命，解决现有空压机管道容易发生干涉的问题。
54.优选的，在气缸体9上靠近空气压缩机22的一侧设有用于将空压机进水管20和空压机回水管21固定在一起的固定夹32，相应的，齿轮室23上方的气缸体9上设有至少两个用于将空压机进水管20和空压机回水管21固定在一起的固定夹32，通过固定夹32将空压机进水管20和空压机回水管21固定在一起，并共同固定在气缸体9上，防止管道因柴油机振动而晃动，进一步提高管道的连接可靠性，延长管道的使用寿命。
55.控制系统总成包括ecu本体25、发动机线束插接口26和整车线束插接口 27，其中，发动机线束插接口26位于ecu本体25的下部，整车线束插接口27 位于ecu本体25的上部，发动机线束插接口26、整车线束插接口27均ecu本体25电性连接。
56.本发明的控制系统总成，通过将整车线束插接口27由下部调整到上部，使得整车线束插接口27高于整车的大梁33，用户可直接将整车线束插到整车线束插接口27中，能够降低整车线束的安装难度，实现快速安装整车线束，省掉了过渡线的增加，进而降低了成本，解决现有柴油机安装到整车后，ecu的整车线束安装不方便的问题。
57.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。