專利名稱：單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)式水冷柴油機(jī)，尤其涉及蒸發(fā)式單缸水冷柴油機(jī)的冷 卻水箱。
技術(shù)背景冷卻水箱在蒸發(fā)式單缸水冷柴油機(jī)上是一個極其關(guān)鍵的部件，其質(zhì)量的好 壞直接影響到柴油機(jī)能否正常工作，柴油機(jī)的輸出功率、油耗、機(jī)溫、工作平 穩(wěn)性、使用壽命等技術(shù)性能都與冷卻有關(guān)，長期以來，人們在柴油機(jī)的設(shè)計(jì)、 制造、使用過程中，要求柴油機(jī)冷卻水箱必須滿足如下技術(shù)條件具有優(yōu)良的 散熱性、耐高溫、耐振動、耐沖擊，防腐抗氧化，既要重量輕，又要有足夠的 強(qiáng)度，還要防滲透。因此在柴油機(jī)冷卻水箱的設(shè)計(jì)選材上，人們公認(rèn)的設(shè)計(jì)制 造方案有如下三種 —① 用鋁合金整體澆鑄成型、機(jī)械加工、表面涂裝、水壓試驗(yàn)的生產(chǎn)路線；② 用鑄鐵整體澆鑄成型、機(jī)械加工、表面涂裝、水壓試驗(yàn)的生產(chǎn)路線；③ 用鋼板分體沖壓、焊接、表面涂裝、水壓試驗(yàn)的生產(chǎn)路線。優(yōu)先選用①方案，因?yàn)殇X合金不僅散熱性能好，耐高溫、耐振動、耐沖擊，防 腐抗氧化，重量輕，而且便于澆鑄成形，成品率較高，便于涂裝油漆，外觀光 滑，機(jī)械性能好，能較好地滿足冷卻水箱的上述要求，但其價(jià)格較高。為了進(jìn) 一步降低柴油機(jī)的生產(chǎn)成本，適應(yīng)市場低價(jià)競爭，柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)普遍放棄了 鋁合金水箱的生產(chǎn)，改用價(jià)格低廉的鑄鐵水箱。由于鑄鐵水箱與鋁合金水箱的 生產(chǎn)工藝及加工設(shè)備是通用的，不需要增添新的加工設(shè)備就能同線生產(chǎn)，因此 人們都在原有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上將鋁合金毛坯改為鑄鐵毛坯；實(shí)踐證明將鋁合金 冷卻水箱改為鑄鐵水箱除了增加了柴油機(jī)重量外，對于柴油機(jī)的各性能沒有產(chǎn) 生實(shí)質(zhì)影響，因此，目前有90%以上的單缸水冷柴油機(jī)都采用鑄鐵水箱。雖說鋼 板水箱的綜合條件優(yōu)于鑄鐵水箱，但由于其生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備與鋁合金水箱
相差很大，要用鋼板加工成柴油機(jī)冷卻水箱的一次性投入較大，而且綜合成本 也比鑄鐵水箱高，因此鋼板柴油機(jī)冷卻水箱使用很少，用鋼板做成柴油機(jī)冷卻 水箱，雖然重量比鑄鐵水箱輕(因?yàn)楸诒?，但必須分體沖制，然后進(jìn)行焊接， 若焊接不好，或在使用過程中因振動導(dǎo)致焊縫振裂都會漏水，從而影響柴油機(jī) 正常工作，因此這一方案沒有得以推廣。通過專利檢索和國內(nèi)外市場信息調(diào)査， 到目前為止，國內(nèi)外還沒見到用于蒸發(fā)式水冷柴油機(jī)上的塑料冷卻水箱。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱。 本發(fā)明的另一目的是提供單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱的生產(chǎn)方法。 一種蒸發(fā)式水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，由上體、下體組成，上體由頂板和 壁體組成，在頂板的上端設(shè)有外凸的散熱加水孔，在相對油箱一側(cè)的頂面設(shè)有 兩個用于固定油箱的連接凸臺， 一只為通孔凸臺，一只為螺孔凸臺，上體的壁 體截面形狀與下體的壁體截面形狀相對應(yīng)，在上體內(nèi)腔中設(shè)有加強(qiáng)筋；所述下 體由殼體、襯墊板、吊環(huán)螺母復(fù)合壓鑄而成，在下體的底部設(shè)有機(jī)體連接臺階， 在相對油箱一側(cè)的底側(cè)面，設(shè)有吊環(huán)搭子，在機(jī)體連接臺階面上設(shè)有一個與機(jī) 體水道相通的圓方孔和四個連接孔，所述襯墊板嵌壓在機(jī)體連接臺階內(nèi)，吊環(huán) 螺母嵌壓在吊環(huán)搭子內(nèi)，在下體的內(nèi)腔設(shè)有加強(qiáng)筋；上體與下體通過焊接方式 水密性固定成一體；上體和下體的材質(zhì)均為復(fù)合塑料。進(jìn)一步，在水箱上體的固定油箱的螺孔凸臺內(nèi)嵌有油箱螺母。 所述復(fù)合塑料主份包括工程塑料和玻璃纖維，且兩者的重量百分比分別為-工程塑料60% 99%;玻璃纖維1% 40%。 優(yōu)選配比為工程塑料80% 95%;玻璃纖維5% 20%。 所述工程塑料為尼龍66。本發(fā)明的生產(chǎn)方法包括如下步驟① 混和烘干，按配比稱取工程塑料和玻璃纖維，混合均勻并烘干；② 模塑成型，用上體模、下體模在注塑機(jī)上壓鑄成型，在壓鑄過程中準(zhǔn)確放入 襯墊板或吊環(huán)螺母或油箱螺母；(D去毛刺飛邊；④ 上體和下體合體焊接；⑤ 打磨焊縫；⑥ 水壓試驗(yàn)；⑦ 噴涂油漆。由于柴油機(jī)冷卻水箱采用了工程塑料和玻璃纖維的復(fù)合，并增加了襯墊板、 油箱螺母、吊環(huán)螺母，將水箱分上體和下體分別壓注成型后再進(jìn)行密封性焊接， 可大批量流水線式高效作業(yè)加工，所生產(chǎn)出的塑料水箱的耐高溫性，耐振動、 耐沖擊性，防腐抗氧化性，防滲透性，機(jī)械強(qiáng)度等綜合性能指標(biāo)都能很好地滿 足柴油機(jī)水箱要求，塑料水箱的重量只鑄鐵水箱的1/6，耐沖擊、抗振動疲勞指 標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于現(xiàn)有水箱產(chǎn)品。人們最擔(dān)心的是柴油機(jī)裝上該水箱后，柴油機(jī)會 不會因其散熱性影響整機(jī)的正常運(yùn)行，機(jī)溫、輸出功率、油耗、可靠性、水箱 表面溫度會不會變化很大，導(dǎo)致柴油機(jī)運(yùn)行成本升高，為此，申請人在金壇市 峨嵋柴油機(jī)廠進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，選用R170型水冷柴油機(jī)做試驗(yàn)， 一臺為鑄鐵水 箱，另一臺為本發(fā)明的塑料水箱，在輸出功率為3kW/h，轉(zhuǎn)速為2600r/min的運(yùn) 行條件下進(jìn)行試驗(yàn)，連續(xù)試驗(yàn)運(yùn)行12小時(shí)，具體試驗(yàn)檢測結(jié)果如下表序號檢測項(xiàng)目內(nèi)容R170 (鑄鐵水箱)R170 (塑料水箱)1水箱表面溫度97.化91. 3。C2耗油量12. 38千克12. 34千克3耗水量99. 60千克104. 9千克4機(jī)溫87. rc86. 9°C5停機(jī)次數(shù)006水箱自身特性比較水箱自重4040克675克水箱容積(外形尺寸相同)275立方毫米325立方毫米試驗(yàn)檢測結(jié)果表明蒸發(fā)式水冷柴油機(jī)配裝這種塑料水箱后，柴油機(jī)能正 常工作，柴油機(jī)的機(jī)溫、輸出功率、油^#^鍵技^ 與鑄鐵水箱柴^*機(jī)相 比都很接近，沒有質(zhì)的變化，而水箱表面溫度比鑄鐵水箱表面溫度低，用水量比鑄鐵水箱高5. 3%左右。由此可知，用本發(fā)明作為單缸水冷柴油機(jī)冷卻水箱是很 適合的，它克服了長期以來人們在單缸水冷柴油機(jī)冷卻水箱選材上的技術(shù)偏見， 成功地采用工程塑料和玻璃纖維的復(fù)合，通過模壓、焊接方法獲得整體冷卻水 箱，不僅柴油機(jī)能正常工作，而且柴油機(jī)的機(jī)溫、輸出功率、油耗等關(guān)鍵技術(shù) 指標(biāo)與鑄鐵水箱柴油機(jī)相比都很接近，水箱表面溫度、水箱自重、水箱容積都 比鑄鐵水箱好，僅僅是用水量比鑄鐵水箱略高一點(diǎn)，不會增加使用費(fèi)用，本發(fā) 明與鑄鐵水箱或鋁合金水箱相比，其綜合成本要低得多，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、圖3為圖1中下體的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖3為圖2的俯視圖；圖4 圖6為圖1中上體的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖4為圖5的仰視圖；圖6為圖5的俯視圖；圖7為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖；圖中卜上體；11-頂板；12-壁體；13_散熱加水孔；14-通孔凸臺；15-螺孔凸臺；16-加強(qiáng)筋；17-油箱螺母；2-下體；2卜殼體；22-襯墊板； 23-吊環(huán)螺母；24-臺階面；25-吊環(huán)搭子；26-圓方孔；27-連接孔；28-加強(qiáng)筋；3-加水漏斗；4-水標(biāo)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合

本實(shí)用新型的
具體實(shí)施例方式實(shí)施例如附圖1 6所示，所述單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，由上體l、下體2、加水漏斗3、水標(biāo)4組成，上體l由頂板11和壁體12組成，上體l和 下體2由70%的尼龍66和30%的玻璃纖維混合物模壓而成，在頂板11的上端設(shè) 有外凸的散熱加水孔13，在相對油箱一側(cè)的頂面設(shè)有兩個用于固定油箱的連接 凸臺， 一只為通孔凸臺14， 一只為螺孔凸臺15，在螺孔凸臺15內(nèi)嵌有油箱螺 母17，上體1的壁體12的截面形狀與下體2的壁體截面形狀相對應(yīng)，在上體1 內(nèi)腔中設(shè)有加強(qiáng)筋16;所述下體2由殼體21、襯墊板22、吊環(huán)螺母23復(fù)合
鑄而成，在下體2的底部設(shè)有與機(jī)體連接的臺階面24,在相對油箱一側(cè)的底側(cè) 面，設(shè)有吊環(huán)搭子25，在臺階面24上設(shè)有一個與機(jī)體水道相通的圓方孔26和 四個連接孔27，所述襯墊板22嵌壓在機(jī)體連接臺階面24內(nèi)，吊環(huán)螺母23嵌壓 在吊環(huán)搭子25內(nèi)，在下體2的內(nèi)腔設(shè)有加強(qiáng)筋28;上體1與下體2通過焊接方 式水密性固定成一體；水標(biāo)4套裝在加水漏斗3上，加水漏斗3卡裝在上體1 的散熱加水孔13上。本發(fā)明的實(shí)施方式很多，例如改變復(fù)合塑料的主份及其配比、水箱外觀形 狀，內(nèi)腔細(xì)微結(jié)構(gòu)的改變，無論如何變換，只要采用包括工程塑料和玻璃纖維 復(fù)合獲得水箱上體和下體，然后將兩者水密性焊接成一體的所有技術(shù)方案均在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明所述單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱的生產(chǎn)工藝流程如圖7所示，包括如下步驟① 混和烘干，按配比稱取工程塑料和玻璃纖維，混合均勻并烘干；② 模塑成型，用上體模、下體模在注塑機(jī)上壓鑄成型，在壓鑄過程中準(zhǔn)確放入 襯墊板或吊環(huán)螺母或油箱螺母；③ 去毛刺飛邊；④ 上體和下體合體焊接；◎打磨焊縫；⑥ 水壓試驗(yàn)；⑦ 噴涂油漆。
權(quán)利要求
1、單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，其特征是包括上體(1)和下體(2)，上體(1)由頂板(11)和壁體(12)組成，在頂板(11)的上端設(shè)有外凸的散熱加水孔(13)，在相對油箱一側(cè)的頂面設(shè)有兩個用于固定油箱的連接凸臺，一只為通孔凸臺(14)，一只為螺孔凸臺(15)，上體(1)的壁體(12)的截面形狀與下體(2)的壁體截面形狀相對應(yīng)，在上體(1)內(nèi)腔中設(shè)有加強(qiáng)筋(16)；所述下體(2)由殼體(21)、襯墊板(22)、吊環(huán)螺母(23)復(fù)合壓鑄而成，在下體(2)的底部設(shè)有與機(jī)體連接的臺階面(24)，在相對油箱一側(cè)的底側(cè)面上設(shè)有吊環(huán)搭子(25)，在臺階面(24)上設(shè)有一個與機(jī)體水道相通的圓方孔(26)和四個連接孔(27)，所述襯墊板(22)嵌壓在臺階面(24)內(nèi)，吊環(huán)螺母(23)嵌壓在吊環(huán)搭子(25)內(nèi)，在下體(2)的內(nèi)腔設(shè)有加強(qiáng)筋(28)；上體(1)與下體(2)通過焊接方式水密性固定成一體；上體(1)和下體(2)由工程塑料和玻璃纖維的混合物模壓而成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，其特征是在上體(1)上 的螺孔凸臺(15)內(nèi)嵌有油箱螺母(17)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，其特征是所述復(fù)合塑料主份包括工程塑料和玻璃纖維，且兩者的重量百分比分別為工程塑料60% 99%;玻璃纖維1% 40%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述單缸水冷柴油機(jī)塑糾令卻水箱，其特征是所述工程塑料含 量為80% 95%;玻璃纖維含量為5% 20%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，其特征是所述工 程塑料為尼龍66。
6、 本發(fā)明的生產(chǎn)方法，包括如下步驟-① 混和烘干，按配比稱取工程塑料和玻璃纖維，混合均勻并烘干；② 模塑成型，用上體模、下體模在注塑機(jī)上壓鑄成型，在壓鑄過程中準(zhǔn)確放入襯墊板或吊環(huán)螺母或油箱螺母；③ 去毛刺飛邊；@上體和下體合體焊接； 打磨焊縫；⑥ 水壓試驗(yàn)；⑦ 噴涂油漆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單缸水冷柴油機(jī)塑料冷卻水箱，由上體、下體組成，上體和下體均由復(fù)合塑料模壓而成，上體與下體通過焊接方式水密性固定成一體；并公開了其制作方法。經(jīng)實(shí)際裝機(jī)試驗(yàn)，它能較好地滿足單缸水冷柴油機(jī)的正常運(yùn)行，其耐高溫性，耐振動、耐沖擊性，防腐抗氧化性，防滲透性，機(jī)械強(qiáng)度等綜合性能指標(biāo)都能很好地滿足柴油機(jī)水箱要求，重量只有鑄鐵水箱的1/6，耐沖擊、抗振動疲勞指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于現(xiàn)有水箱產(chǎn)品，水箱表面溫度、機(jī)溫低于鑄鐵水箱。它克服了長期以來人們在單缸水冷柴油機(jī)冷卻水箱選材上的技術(shù)偏見，成功地將工程塑料和玻璃纖維復(fù)合模壓出的水箱用于單缸水冷柴油機(jī)上，綜合效果好。
文檔編號F01P11/00GK101149013SQ20071013492
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月3日
發(fā)明者明 袁 申請人:明 袁