[发明专利]高可靠低机温节能环保型立式风冷柴油机

说明书

技术领域

本发明涉及立式单缸风冷柴油机，尤其涉及一种冷却系统稳定可靠，低机温的立式单缸风冷柴油机。

背景技术

风冷柴油机能否正常运转，在很大程度上取决于机油温度和机油压力。机油温度和机油压力处于正常范围，对于充分发挥柴油机的效能，延长发动机的使用寿命，降低使用燃油消耗率,降低排放、提高功率输出，有着极为重要的意义。

柴油机是在很高的工作循环温度下进行的，燃烧终了的温度可达1700～2000℃，甚至更高，气缸壁的温度为200～300℃、气缸盖内壁和活塞顶部的温度为300～400℃、进气门头部的温度为300～400℃、排气门头部温度600～800℃。在这样高的温度下，零件的强度、耐磨性大为降低，正常配合遭到破坏，机油大量烧损，润滑条件极度恶化，显然是无法正常工作的。因此，柴油机必须得到冷却，对于风冷柴油机来讲，机温的高低取决于冷却系统。冷却风的流量、流径路线直接影响到机温的高低，机油温度的高低标志着柴油机的机温，机温过高不仅会造成机油粘度降低，机油烧损，柴油机各润滑部位油膜破坏，加速机件磨损，严重时会造成烧瓦、拉缸等事故。而且还会破坏活塞与气缸套原有的配合，使两者的配合间隙增大，导致喷入气缸中的燃油提前燃烧，燃料燃烧后形成的爆炸压力泄漏，油耗增高，输出功率不足，排放指标恶化。机温过高，柴油机的零件受热可能发生卡滞现象，轴承的工作能力也大大降低等一系列不良后果。

润滑油在柴油机中的主要作用不仅仅是润滑，对柴油机的工作状况起着重要作用。如果润滑油失去了作用，柴油机将会受到严重损害。其主要作用表现在如下几点：

①润滑作用：柴油机工作时转速很高，活塞与缸壁之间、连杆轴瓦与曲轴之间等部位配合紧密，如果这些配合部位得不到充分的润滑，就会导致干摩擦。干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化，造成机件的损坏甚至造成活塞拉缸、曲轴抱瓦等卡死现象，因此必须对发动机中的配合部位给予良好的润滑。当润滑油流到配合部位后，会在摩擦表面形成一层油膜。为了保证润滑油可以顺利到达配合表面，柴油机润滑油必须有一定的压力。

②清洁作用：柴油机的内部工作环境十分恶劣，通过进气系统吸入柴油机的灰尘和混合气未完全燃烧后产生的物质会在气门、缸壁上形成积炭，润滑油在发动机内部被不断氧化，氧化物也容易形成油泥和积炭。积炭对发动机的工作影响很大，它不仅影响混合气的充分燃烧，而且会造成发动机内部局部过热，大量的胶质会使活塞环粘结卡滞，导致发动机不能正常运转。因此，必须及时将这些污物清理，这个清洗过程是靠润滑油在机体内循环流动来完成的。润滑油中含有清除积炭的清净剂和分散剂，能够清洁金属表面，分散污垢，保持发动机内部清洁。当更换润滑油时，这些杂质随同润滑油一起排出，因此润滑油会呈现较黑的颜色。

③密封作用：发动机的气缸与活塞、活塞环与环槽、气门与气门座之间均存在一定间隙，这样才能保证各配合件之间运动时不会卡滞，但这些间隙又容易造成燃烧室内的混合气窜入曲轴箱，结果不仅加速了润滑油的变质，还会降低气缸压力和发动机的输出功率。润滑油可以在各配合件的间隙中形成油膜，这些油膜可以起到密封作用，保证了气缸的密封性。

④冷却作用：发动机工作时会产生大量的热量，这些热量中的大部分通过发动机冷却系统的循环带走，一部分通过润滑油从气缸、活塞等发动机内部表面吸收热量后带到油底壳中散发。

⑤防锈作用：发动机在运转或停放时，空气中的水分、燃烧产生的酸性气体等都会对活塞环、轴瓦等金属部件造成腐蚀。润滑油中含有的防锈剂等具有防锈性能的多效添加剂，这些添加剂在金属表面形成排列整齐的致密吸附层，有效地抵制了各种腐蚀物质的侵入。

⑥缓冲作用：当发动机起动、加速或负荷发生较大变化时，活塞销、连杆的大小端以及曲轴轴瓦等部件均要承受振动的剧烈变化，黏度适当的润滑油可以吸收部分冲击能量，起到缓冲的作用。机油压力及冷却装置机油压力必须足以克服各管道的阻力，才能将机油可靠的供应到所需要的各个地方去。机油压力对于零件的润滑状况影响过高、过低都会引起配合件(特别是主轴瓦、连杆瓦及各轴承、铜套)的润滑、冷却不良，造成剧烈磨损，甚至烧坏及更严重的事故。

在实际使用过程中，我们会发现，风冷柴油机在高转速、大负荷工况中，机油温度会很高，有时甚至会超过130℃，如果柴油机的机油温度长时间过高，会造成机油粘度下降、流动性大，机油在各摩擦副之间难以形成油膜，机油压力下降，造成零部件润滑不良、磨损加快，更严重的会造成发动机拉缸、抱瓦等，使发动机失效。