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用於四衝程發動機的潤滑系統的製作方法

2023-05-06 10:16:26 1

專利名稱:用於四衝程發動機的潤滑系統的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種用於四沖程發動衝幾的潤滑系統。
背景技術:
在園藝、農業機械和工業應用(例如,割草機、鏈鋸、耕作機 具、發電機、可攜式灌木清除機、吹風機等)中已經廣泛使用傳統 的二衝程和四沖程小型通用發動機。二衝程發動機的缺點是,發動 機潤滑劑與燃料混合,從而顯著增加汙染物的排放。由於汙染物排 放規定變得越來越嚴格,所以在儘可能多的應用中用四沖程發動機 替代二沖程發動才幾。然而,四衝程發動機具有更複雜的潤滑系統,
這使得發動機在以傾斜角度運行時不太起作用。潤滑成為每個發動 機廠商的主要設計問題。現在,僅有本田公司具有四沖程發動機可
在各種傾斜角度下工作的成熟技術並將其用於批量生產,比較EP 835 987。特殊油箱圍繞安裝在曲軸上的旋轉刀片,以產生油霧。雖 然對此有效,但是發動機比如下所述的飛濺潤滑式發動機更寬、更 重、更貴。Fuji Robin的US 6,213,079示出了帶有複雜且可能容易 損壞的潤滑系統的發動機。尤其是其包括從其搖臂室至其曲柄和其 油箱的回油通道的複雜系統。傳統的四衝程小型發動才幾用油泵來抽 潤滑油,以潤滑發動機零件(汽車和摩託車四沖程發動機都用此方 法潤滑)。通用發動機的另 一種潤滑方法使用浸入油中並將油濺起以 潤滑發動才幾的鉤子。然而,飛濺潤滑在發動才幾以一定角度傾殺+時也 具有發動才幾運4於的限制。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種發動機潤滑系統,其允許發動機 正常工作並保持其潤滑功能,即使發動機以傾斜角度運行時也一樣, 從而提高發動機的竟爭力。
本發明的另 一 目的是提供一種低成本發動機潤滑系統,其可使 發動機保持正常的潤滑功能,卻不增加發動才幾零件的成本。
本發明的又一 目的是提供一種帶有低成本潤滑系統的低重量發 動機,所述潤滑系統能夠以各種傾斜角度運4亍,卻不減弱潤滑功能。
這些目的通過如下所述的潤滑系統來實現
一種用於四沖程發動機的潤滑系統,包括用於儲存潤滑油的 油盤;曲軸箱,在所述曲軸箱中設置有曲軸,曲軸具有平衡塊並與 氣缸的活塞接合;齒輪組件室;搖臂室;以及用於從油氣混合物分 離氣體和油的油氣分離器;其中,油盤通過吸油通道與曲軸箱連通, 第 一止回閥i殳置於吸油通道中;曲軸箱通過第 一輸油通道與齒4侖組 件室連通;齒輪組件室通過第二輸油通道與搖臂室連通,並且齒輪 組件室通過第三輸油通道與油盤連通;搖臂室通過第一回油通道與 曲軸箱連通,第二止回閥設置於第一回油通道中。
優選地,第一回油通道是從搖臂室出來的唯一回油通道。與US 6,213,079相比,這4是供了清楚的簡化。
當發動^L的活塞在氣缸中向上運動以在曲軸箱中形成負壓時, 曲軸箱可從油盤、搖臂室和油氣分離器吸取潤滑油。當活塞向下運 動以在曲軸箱中產生正壓時,曲軸箱中的潤滑油和氣體可^皮壓入齒 輪組件室中。同時,齒輪組件室處於正壓中。因此,齒4侖組件室中 的潤滑油和氣體可同時;故壓入搖臂室和油盤中。油盤中的氣體處於正壓並進入油氣分離器,以將潤滑油與氣體分離。將所分離的氣體 輸入氣缸以在氣缸中燃燒,並且,當活塞移動以^f吏得曲軸箱處於負 壓時,所分離的潤滑油在下一個沖程-故吸入曲軸箱。因此,完成發 動機的潤滑油循環。此外,當發動機傾斜或甚至倒置時,可將潤滑 油限制於油盤中,以防止大量潤滑油進入燃燒室而導致發動機熄火。 同時,潤滑系統可保持起作用。
本發明的技術是,油盤通過吸油通道與曲軸箱連通,第一止回
閥設置於吸油通道中;曲軸箱通過第一輸油通道與齒輪組件室連通, 第四止回閥{殳置於第一llr油通道中;齒^侖組件室通過第二輸油通道 與搖臂室連通,並且,齒4侖組件室通過第三H油通道與油盤連通; 搖臂室通過第一回油通道與曲軸箱連通,第二止回閥i殳置於第一回 油通道中;油氣分離器通過第二回油通道與曲軸箱連通,第三止回 閥i更置於第二回油通道中;油氣分離器通過進氣通道與油盤連通, 並且,油氣分離器通過出氣通道與氣缸連通。當發動^L的活塞在氣 釭中向上移動以在曲軸箱中形成負壓時,第一止回閥、第二止回閥 和第三止回閥打開,從而,油盤、搖臂、油氣分離器中的潤滑油被 "及入曲軸箱。當活塞在氣缸中向下移動以在曲軸箱中形成正壓時, 曲軸箱中的潤滑油和氣體被壓入齒輪組件室以在齒輪組件室中形成 正壓;因此,齒輪組件室中的潤滑油和氣體被壓入搖臂室和油盤。 接下來,進入油盤的氣體使得油盤處於正壓中,並且,將氣體輸入 油氣分離器以從氣體中分離潤滑油。將所分離的氣體輸入氣缸,並 將所分離的潤滑油吸入曲軸箱,從而完成發動才幾的潤滑油循環。
根據本發明的優選構造的第一止回閥包括設置於吸油通道中的 閥本體、滾珠和在滾;朱上作用的彈簧。當第一止回閥沒有受到外力 時,滾J朱〗呆持:t者塞吸油通道,以防止曲軸箱中的潤滑油回流到油盤 中。當曲軸箱處於負壓且^氐抗彈簧的彈性時,滾i朱與閥本體分離,從而潤滑油可通過第一止回閥進入曲軸箱。當曲軸箱處於正壓時, 滾3朱由於彈簧的彈性而阻擋閥本體。
才艮據本發明的構造的第二止回閥和第三止回閥由聚合物或橡月交 材料製成。當止回閥沒有受到外力時,可由於其本身的彈性而阻擋 止回閥的開口。當壓力對聚合物止回閥作用時,開口可打開。
替代地,第一、第二和第三止回閥是一個相同的閥,該閥優選
地是迴轉閥或由移動活塞打開和關閉的閥(稱作活塞開閉閥(piston ported valve ))。這種迴轉閥可由曲軸中的通孔形成,其第一端設置 於曲軸箱中,第二端與第一端遠離並^皮布置為在一定的》走轉角度之 間打開。優選地,迴轉閥僅在曲軸箱中處於負壓時打開,這表示, 吸油通道以及第一和第二回油通道#皮布置為4皮此流體連通,並^又在 負壓時與曲軸箱流體連通。負壓表示,通過所述通道將氣體/潤滑油 從搖臂室、油氣分離器和油盤吸入曲軸箱。對於曲軸箱中的正壓, 迴轉閥關閉,並且,在三個通道中的每個之間或者在三個通道和曲 軸箱之間沒有這種連通。當然,可以有這樣的布置例如,當曲軸 箱中是正壓時,三個通道中的兩個流體連通。此類型的閥減小了重 量並節約了成本。
優選地,第一llr油通道i殳置有第四止回閥,第四止回閥優選地 也是迴轉閥的形式,以允許僅當曲軸箱中是正壓時氣體/潤滑油從曲 軸箱流至齒輪組件室。通向迴轉閥的進氣道和從迴轉閥出來的出氣 道也可布置在曲軸箱外部,並具有面向曲軸箱的埠,》o下面進一
步所述。
此外,油盤設置有與進氣通道連通的輸氣通道,銷杆設置於輸 氣通道中。當發動機的倒置時,銷杆由於其自身的重量而能夠堵塞 輸氣通道的出口,從而,可防止氣體和潤滑油淨皮輸入油氣分離器中。同樣,對於發動才幾的倒置狀態,第三車lr油通道可i殳置有用於關閉油 盤和齒4侖組件室之間的連通的閥。
優選地,不管發動一幾的運行姿勢如何,i!r氣通道的開口設置於 油盤中的始終高於油麵的位置。因此,防止乂人油盤將潤滑油吸入油
氣分離器。
替代地,i殳置有第三止回閥的第二回油通道將油氣分離器與油 盤連通,並且,進氣通道將油盤與油氣分離器連通。因此,當油盤 中是正壓時,氣體從油盤流入油氣分離器,當油盤中是負壓時,潤 滑油/人油氣分離器流至油盤。
替代地,i殳置有第三止回閥的第二回油通道將油氣分離器與油
盤連通,並且,進氣通道將曲軸箱與油氣分離器連通。因此,當曲 軸箱中是正壓時,氣體從曲軸箱流入油氣分離器,當油盤中是負壓 時,潤滑油從油氣分離器流入油盤。為了防止氣體/潤滑油從油氣分 離器流入曲軸箱,可在進氣通道中i殳置第五止回閥,4又允許所述流 體從曲軸箱流入油氣分離器。
因此,通過止回閥和曲軸箱中的壓力變化,根據本發明的潤滑 系統不僅可使得當潤滑油在發動機中循環時潤滑發動才幾的零件,而 且當發動機傾斜時防止潤滑油進入燃燒室而導致發動4幾熄火。因此, 不管發動才幾的傾斜角如何,潤滑系統都能正常工作。


參照附圖,通過閱讀本發明的優選實施方式的以下詳細描述,
本發明對於本領域的技術人員來說將是顯而易見的,其中
圖1是才艮據本發明的第一實施方式的用於四衝程發動才幾的潤滑 系統的前截面圖;圖2是才艮據本發明的第一實施方式的用於四衝程發動機的潤滑 系統的側截面圖3示出了當圖2中的發動機倒置時輸氣通道被阻擋;
圖4是從才艮據本發明的第一實施方式的曲軸箱的第一本體上方 示出的透一見圖5是示出了圖4中的曲軸箱的第一本體的透一見圖,其裝配有 曲專由和活塞;
圖6是從4艮據本發明的第 一實施方式的曲軸箱的第 一本體下方 示出的透一見圖7是從才艮據本發明的第 一 實施方式的曲軸箱的第 一 本體下方 但是從視圖的另一方向示出的透視圖8是示出了根據本發明的第一實施方式的潤滑系統的潤滑油
;危徑的示意圖。
圖9是示出了根據本發明的第二實施方式的潤滑系統的示意圖。
圖10是示出了根據本發明的第三實施方式的潤滑系統的示意圖。
圖11是示出了根據本發明的第三實施方式的另一構造的潤滑
系統的示意圖。
圖12是示出了才艮據本發明的第四實施方式的潤滑系統的示意圖。圖13是示出了根據本發明的第五實施方式的潤滑系統的示意圖。
圖14是示出了才艮據本發明的第六實施方式的潤滑系統的示意圖。
圖15是示出了根據本發明的第七實施方式的潤滑系統的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1至圖3和圖8至圖15,根據本發明的優選實施方式的 用於四沖考呈發動才幾的潤滑系統包4舌油盤i、曲軸箱2、齒4侖組件室3、
搖臂室4和油氣分離器7。油盤l用於儲存潤滑油。具有平衡塊61 的曲軸6設置在曲軸箱2中並與設置在氣缸5中的活塞62接合。此 外,曲軸6的兩端分別安裝有飛輪和i殳置於齒4侖組件室3中的齒壽侖組件。
此夕卜,油盤1通過吸油通道21與曲軸箱2連通,第一止回閥 211設置於吸油通道21中。參照圖6,根據本發明的優選構造的第 一止回閥211包括設置於吸油通道21中的閥本體2111、滾珠2112 和在;袞J朱2112上作用的彈簧2113。當第一止回閥211沒有受到外 力時,滾珠2112保持堵塞閥本體2111並堵塞吸油通道21,以防止 曲軸箱2中的潤滑油回-危到油盤1中。當曲軸箱2處於4氐4元彈簧2113 的彈性的負壓時,滾珠2112與閥本體2111分離,從而油盤1中的 潤滑油流入曲軸箱2中。曲軸箱2通過第一llr油通道22與齒專侖組件室3連通,第四止 回閥221設置於第一輸油通道22中,閥221可以是迴轉型。圖4 和圖5示出了以節約成本的方式布置此迴轉閥的優選方式。此發動 才幾具有向下到達曲軸箱2的中心的所謂的長氣缸5。曲軸箱2的第 一本體2A具有用於氣缸的安裝平面。在此平面中,當鑄造第一本 體時形成凹槽22。當安裝時,氣缸5關閉凹槽22, 乂人而形成管道。 不用任何加工^更可形成此管道,即不需要多餘的成本。當然,可在 氣缸5的安裝平面中形成凹槽22,也可在兩個安裝平面中都形成。 此管道在水平面中乂人曲軸室20中的至少一個入口延伸至曲軸6的外 圍,在此處,其在活塞62的特殊位置(在此情況中,圍繞BDC(下 止點))與曲軸6中的凹部接觸。出氣道也被布置為與曲軸凹部接觸, 從而,存在從曲軸箱2至齒輪組件室3的流動。可以在曲軸6的另 一側上布置第二凹槽。與凹槽22偏移180度時,此凹槽/管道將是 有效的,並伊乙選J4與曲軸6中的相同凹部一起4吏用,以當活塞圍繞 TDC (上止點)時產生流至曲軸室20的入流。用於短氣缸5的曲軸 箱2將替代地具有兩個曲軸箱本體並在其之間具有垂直安裝面。類 似地,可在此垂直面中布置一個或兩個凹槽/管道。可在曲軸箱本體 2A和氣缸5之間的安裝面中或在兩個曲軸箱本體之間的安裝面中 布置至少一個凹槽,從而,產生至少一個從曲軸室20至曲軸6的管 道,並且,管道旨在與曲軸6中的凹部配合。齒4侖組件室3通過第 二輸油通道41與搖臂室4連通,齒4侖組件室3通過第三H油通道 31與油盤1連通。而且,第一回油通道42在搖臂室4和曲軸箱2 之間連通,第二止回閥421設置在第一回油通道42中。在本發明的 一個構造中,第二止回閥421由聚合物材料製成。當聚合物止回閥 沒有受到外力時,可由於其本身的彈性而阻擋止回閥的開口。當壓 力對聚合物止回閥作用時,開口將打開。此外,油氣分離器7通過第二回油通道71與曲軸箱2連通, 第三止回閥711_沒置於第二回油通道71上。第三止回閥711也可由 與第二止回閥421的材^牛相同的聚合物材津牛製成。而且,油氣分離 器7通過進氣通道72與油盤1連通,並且油氣分離器7通過出氣通 道73與氣釭5連通。
吵#代地,第一、第二和第三止回閥211、 421、 711是一個相同 的閥211、 421、 721,例如,閥211、 421、 721是回專爭閥。這種回 轉閥可與圖4至圖5中的閥221類似地形成,或例如通過曲軸6中 的通3L形成,其第一端i殳置在曲4由箱2中,第二端遠離第一端並^皮 布置為在某些旋轉角之間打開。優選地,迴轉閥僅在曲軸箱2中是 負壓時打開,其在優選構造中表示,吸油通道21與第一和第二回油 通道42、 71被布置為彼此流體連通,並且僅當是負壓時與曲軸箱2 流體連通。通道71、 42和21可附接至曲軸箱2,作為例如並排地 附一妄至迴轉閥的三個入口 。因此,所有三個入口將同時打開和關閉。 因此,可避免42、 71和21之間的非有意的交叉流動。負壓表示, 通過所述通道21、 42、 71將氣體/潤滑油從油盤1、搖臂室4和油氣 分離器7吸入曲軸箱2中。當曲軸箱2中是正壓時,迴轉閥關閉, 並且,在三個通道21、 42、 71中的每個之間或者在三個通道21、 42、 71和曲軸箱2之間沒有這種連通。當然,可以有這樣的布置 例如,同樣當曲軸箱2中是正壓時,三個通道21、 42、 71中的兩個 ^皮此流體連通,或者例如,三個通道21、 42、 71中的一個與曲軸箱 2流體連通。
曲軸箱2包括才艮據本發明的實施方式的第一本體2A (見圖1 至圖7)。第一本體2A包括用於容納曲軸6和平衡塊61的曲軸室 20。此外,在第一本體2A的邊緣上設置用於連通曲軸室20和齒輪 組件室3的第一^T油通道22 (圖5中的箭頭表示,潤滑油乂人曲軸室至齒輪組件室的流徑)。此外,形狀像下蓋的第二本體2B裝配有第 一本體2A,從而關閉油盤l。第一本體2A設置有吸油通道21和輸 氣通道23,銷杆24設置於輸氣通道23中。銷杆24的一端形成有 錐形部241,其外徑大於輸氣通道23的出口 。輸氣通道23與進氣 通道72連通。
圖7從下方示出了第一本體2A,第一本體2A也形成油盤1的 上部。通過在第一本體2A下方裝配第二本體2B而關閉油盤1。此 外,將油盤1分成外容積15和內進油容積10,吸油通道21在進油 容積10中具有其開口,優選地在進油容積10的下部中。當將第二 本體2B裝配至第一本體2A時,也通過將第一本體2A中的第一內 壁11與第二本體2B中的第二內壁12 (見圖2)匹配而關閉進油容 積10。然而,第一或優選地第二內壁12設置有用於允許油在進油 容積10和外容積15之間流動的小孔(未示出),所述孔優選地設置 為靠近油盤l的底部。當通過p及油通道21 ^!奪油吸入曲軸室中時,更 多油將通過所述孔從外容積15流入進油容積10,以將其填滿至與 外容積15基本相同的水平。進油容積小於總油盤容積的50%,並 且優選地小於40%,優選地甚至小於30%或甚至20%。因此,對於 發動機的垂直位置,吸油通道21的開口將優選地^皮覆蓋在油中。當 發動機傾斜時,油將通過所述小孔從進油容積10流入外容積15, 優選地在進油容積10中留下足夠的油,以1更仍然覆蓋吸油通道21 的開口。優選地,對於發動機的倒置狀態,吸油通道21也被覆蓋在 油中。對於倒置狀態,沒有油從外容積15流入進油容積10。這表 示,在發動機在倒置狀態運行一段時間之後,有這麼多的油被吸入 曲4由室,偵j尋進油容積10中的油麵;冗至吸油通道21未^皮覆蓋在油 中的水平。這表示,油不再4皮吸入曲軸室,這是有利的,因為對於 發動機的倒置狀態,在曲軸室有大量油可能表示有大量油洩漏入燃 燒室。而且,如果吸油通道21中的止回閥由於某些原因而未淨皮適當關閉並且發動機長時間處於倒置狀態,僅有有限容積的油將洩漏入 曲軸室。替代地,對於發動機的倒置狀態,吸油通道從不被覆蓋在
油中。替代地,第三輸油通道31或第三回油通道43; 43,; 43"或 旁路通道44中的至少一個也在進油容積10內具有出口端,以幫助
填充此容積。
圖1和圖2示出了才艮才居本發明的用於四衝程發動才幾的潤滑系統 的操作,其中,實線箭頭指示潤滑油的流徑,虛線箭頭指示混合有 氣體的潤滑油的流徑,空心箭頭指示氣體的流徑。當發動機的活塞 62在氣釭5中向上運動以在曲軸箱2中形成負壓時,第一止回閥 211、第二止回閥421和第三止回閥711打開,/人而,通過吸油通道 21將油盤1中的潤滑油吸入曲軸箱2,並且,通過第一回油通道42 將搖臂室4中的潤滑油吸入曲軸箱2。同時,通過第二回油通道71 將油氣分離器7中的潤滑油吸入曲軸箱2。當活塞62向下運動以在 曲軸箱2中形成正壓時,通過第一輸油通道22將曲軸箱2中的潤滑 油和氣體壓入齒4侖組件室3中。因此,當齒4侖組件室3中處於正壓 時,通過第二輸油通道41將齒輪組件室3中的潤滑油和氣體壓入搖 臂室4,並通過第三輸油通道31壓入油盤1。接下來,進入油盤1 的氣體處於正壓,然後通過進氣通道72被輸入油氣分離器7,以將 潤滑油與氣體分離。通過出氣通道73將所分離的氣體輸入氣缸5, 以與燃料混合併一起燃燒,以便驅動活塞在氣缸中往復運動。而且, 當活塞向上運動時,通過第二回油通道71將所分離的潤滑油吸入曲 軸箱2。因ot匕,完成發動才幾的潤滑油^盾環。
根據本發明的用於四沖程發動機的潤滑系統不用油泵便可潤滑 發動機的零件。此外,參照圖3,當發動機以任何角度傾斜或甚至 倒置時,設置於輸氣通道23中的銷杆24利用其本身的重量向下運 動,並阻擋輸氣通道23的出口 ,以防止氣體和潤滑油^皮輸入油氣分離器7然後進入氣缸的燃燒室,這可能導致發動^L熄火。同時,甚至在一定角度傾斜時,潤滑系統也可保持發動機的潤滑功能。為了同樣的目的,此類型的閥可用於第三輸油通道31 (見圖11中的參考數字311 ),以防止當發動機以傾斜角度運行時潤滑油從油盤1流入齒4侖糹且4牛室3。
此外,可省去輸氣通道23,並由延長的進氣通道72代替,以將油盤1與油氣分離器7連通。在這種構造中,輸氣通道72的開口可設置於油盤l中,不管發動機的傾斜角度如何,始終在油麵上方的位置處。因此,防止潤滑油/人油盤1流入油氣分離器7。
圖8是示出了根據本發明的第一實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖,其中,實線箭頭指示潤滑油的流動方向,空心箭頭指示氣體的流動方向。在圖8中,當活塞在氣缸中向上運動以在曲軸箱2中形成負壓時,油盤l、搖臂室4和油氣分離器7中的潤滑油—皮同時p及入曲軸箱2中。當活塞向下運動以在曲軸箱2中形成正壓時,曲軸箱2中的潤滑油和氣體^皮壓入齒l侖組^牛室3。同時,齒輪組件室3處於正壓;因此,齒輪-組件室3中的潤滑油和氣體淨皮同時壓入搖臂室4和油盤1。油盤1中的氣體處於正壓並進入油氣分離器7,以將潤滑油與氣體分離。將所分離的氣體輸入氣缸5以與燃料混合併一起燃燒,並且,當活塞向上運動時,所分離的潤滑油被吸入曲軸箱2中。因此,完成發動才幾的潤滑油循環。
圖9是示出了才艮據本發明的第二實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖,其中,i殳置有第三止回閥711,的第二回油通道71,將油氣分離器7與油盤1連通,並且,進氣通道72將油盤1與油氣分離器7連通。因此,當油盤1中是正壓時,氣體/人油盤1流入油氣分離器7,當油盤l中是負壓時,潤滑油從油氣分離器7流至油盤1。
圖10和圖11是示出了才艮據本發明的第三實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖,其中,i殳置有第三止回閥711,的第二回油通道71,將油氣分離器7與油盤1連通,並且,進氣通道72,將曲軸箱2與油氣分離器7連通。因此,當曲軸箱2中是正壓時,氣體從曲軸箱2流入油氣分離器7,當油盤1中是負壓時,潤滑油從油氣分離器7流入油盤1 。為了防止氣體/潤滑油從油氣分離器7流入曲軸箱2,可在進氣通道72,中^殳置第五止回閥721,如圖11所示,1又允許在乂人曲軸箱2至油氣分離器7的方向上流動。閥721和221可,皮布置為與參照圖4至圖5隻於閥211、 421、 711的描述類似、的一個相同的迴轉閥。然後,管道22和72,可作為兩個分開的管道連通至相同的回4爭閥721、 221。
圖12是示出了根據本發明的第四實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖,其中,進氣通道81將最上室8與油氣分離器7連通。最上室8設置在搖臂室4的頂部上並通過多個孔與搖臂室4連通。因此,當搖臂室4中是正壓時,氣體通過多個孔從搖臂室4流至最上室8,並經由進氣通道81流至油氣分離器7。油氣分離器7通過i殳置有第三止回閥711的第二回油通道71順次與曲軸箱2連通。因此,當曲軸箱2中是負壓時,所分離的油在^Mv油氣分離器7至曲軸箱2的方向上流動。與第一、第二和第三實施方式不同,油盤1和油氣分離器7之間沒有直接連通。與這些實施方式類似的,存在帶有止回閥421 (優選地,是如所討論的活塞開閉的止回閥或迴轉閥-止回閥)的第一回油通道42。第一回油通道是乂人搖臂室4出來的p眷一回油通道。與US 6,213,079相比,這是清楚的簡化。圖13是示出了根據本發明的第五實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖。與第四實施方式不同,第三回油通道43將搖臂室4與油盤l連通。第三回油通道43在搖臂室4中的下點處具有其第一開口,其^f吏得油通過第三回油通道43/人搖^f室4排至油盤1。優選地,第三回油通道43在油盤1中的下點處具有其另一開口 ,對於發動機的反轉狀態,處於油麵上方的位置。因此,對於發動機的倒置狀態,防止從油盤1至搖臂室4的油的回流。優選地,油盤1中的通道43的開口也完全集中於油盤中,因此,對於發動才幾的側向和/或縱向完全傾斜狀態,其也將位於油麵上方。
圖14是示出了才艮據本發明的第六實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖。與第五實施方式不同,第三回油通道43,將搖臂室4與第三輸油通道31連通。止回閥311,(例如,類似銷杆型的重力敏感型)設置在第三輸油通道31中,以防止當發動機以一定角度傾斜時,油乂人油盤1分別流入第三IIT油通道31,或流入第三回油通道43'。當4吏用止回閥時,油盤內的通道31的開口位置不太重要。當然,還可以結合兩個原理,例如將通道開口或返回通道完全集中設置,但是在油盤中的高處,並對通道或管道提供止回閥,這將防止當發動才幾處於反轉狀態時出現油的回流。管道43,和通道31共用止回閥311,,並共同進入油盤。相反地,它們可獨自進入油盤,並且可分別具有不同的止回閥。
圖15是示出了根據本發明的第七實施方式的潤滑系統的潤滑油流徑的示意圖。與第五實施方式不同,第三回油通道43"和輸油通道31均設置有止回閥431、 311,其關閉油盤的反向流動,以當發動機以一定角度傾斜時分別禁止油至搖臂室4和齒輪組件室3的回流。止回閥431 (例如,第三回油通道43,,中的重力壽文感止回閥431)由旁^各通道44繞開,旁i 各管道44在油盤1中的下點處具有其開口,因此,對於發動才幾的倒置狀態,該開口處於油麵上方。》于于
發動機的倒置狀態,止回閥431關閉,但是,當搖臂室4中是負壓 時和/或當油盤1中是正壓時,旁3各管道44仍允"i午氣體乂人油盤1在 朝著4吝^"室4的方向上流動。
雖然已參照其優選實施方式描述了本發明,但是,對於本領域 的技術人員來說顯而易見的是,在不背離旨在由所附權利要求限定 的本發明的範圍的前提下,可對本發明進行各種修改和改變。
權利要求
1.一種用於四衝程發動機的潤滑系統,包括油盤(1),用於儲存潤滑油;曲軸箱(2),在所述曲軸箱中設置有曲軸(6),所述曲軸(6)具有平衡塊(61)並與氣缸(5)的活塞(62)接合;齒輪組件室(3);搖臂室(4);以及油氣分離器(7),用於從油氣混合物分離氣體和油;其中,所述油盤(1)通過吸油通道(21)與所述曲軸箱(2)連通,第一止回閥(211)設置於所述吸油通道(21)中;所述曲軸箱(2)通過第一輸油通道(22)與所述齒輪組件室(3)連通;所述齒輪組件室(3)通過第二輸油通道(41)與所述搖臂室(4)連通,並且所述齒輪組件室(3)通過第三輸油通道(31)與所述油盤(1)連通;所述搖臂室(4)通過第一回油通道(42)與所述曲軸箱(2)連通,第二止回閥(421)設置於所述第一回油通道(42)中。
2. 根據權利要求1所述的潤滑系統,其中,所述第一回油通道(42)是從所述搖臂室(4)出來的唯一回油通道。
3. 根據權利要求1或2所述的潤滑系統,其中,所述油氣分離器(7) 通過"i殳置有第三止回閥(711 )的第二回油通道(")與所述曲軸箱(2)連通,以使得當所述曲軸箱(2)中是負壓時,所分離的潤滑油能夠/^所述油氣分離器(7)流至所述曲軸箱(2)。
4. 根據權利要求3所述的潤滑系統,其中,第一止回閥(211)、 第二止回閥(421)和第三止回閥(711)中的至少兩個,優選 i也所有三個,是一個相同的閥(211, 421, 711),所述相同的 閥(211, 421, 711)是迴轉閥或者由移動活塞(62)打開和 關閉的閥的形式。
5. 根據權利要求1或2所述的潤滑系統,其中,所述油氣分離器(7)通過i殳置有第三止回閥(711,)的第二回油通道(71,) 與所述油盤(1)連通,以使得當所述油盤(1)中是負壓時, 所分離的潤滑油能夠從所述油氣分離器(7)流至所述油盤(1 )。
6. 根據權利要求3或5所述的潤滑系統,其中,所述第二止回閥(421)和所述第三止回閥(711, 711,)由聚合物或棉』交才才泮牛製成。
7. 根據權利要求1至6中的任一項所述的潤滑系統,其中,所述 油盤(1 )通過進氣通道(72)與所述油氣分離器(7)連通, 以4吏得當所述油盤(1 )中是正壓時,氣體能夠從所述油盤(1 ) 流至所述油氣分離器(7)。
8. 根據權利要求7所述的潤滑系統,其中,所述進氣通道(72 ) 在所述油盤(1)的一個位置處具有開口,不管所述發動才幾的 傾斜角度如何,所述位置始終位於油麵之上。
9. 根據權利要求7或8所述的潤滑系統,其中,所述油盤(1 ) 設置有與所述進氣通道(72)連通的輸氣通道(23),在所述 進氣通道(72)中設置有銷杆(24);當所述發動機倒置時, 所述銷杆(24)由於其本身的重量而能夠堵塞所述輸氣通道(23 )的出口 ,從而,防止將氣體和潤滑油輸入所述油氣分離 器(7)。
10. 根據權利要求9所述的潤滑系統,其中,所述銷杆(24)的一 端形成有錐形部(241 ),所述錐形部的外徑大於所述輸氣通道(23 )的出口 ,從而,所述錐形部(241 )能夠堵塞所述輸氣 通道(23 )的出口 。
11. 根據權利要求1至2或5中任一項所述的潤滑系統,其中,所 述曲軸箱(2)通過進氣通道(72,)與所述油氣分離器(7) 連通,以使得當所述曲軸箱(2)中是正壓時,氣體能夠從所 述曲軸箱(2)流至所述油氣分離器(7)。
12. 根據權利要求11所述的潤滑系統,其中,所述進氣通道(72,) i殳置有第四止回閥(721),以防止在/人所述油氣分離器(7) 至所述曲軸箱(2)的方向上的流動。
13. 根據上述權利要求中任一項所述的潤滑系統,其中,所述第一 輸油通道(22 ) i殳置有例如為迴轉閥形式的第五止回閥(221 ), 以使得當所述曲軸箱(2)中是正壓時,能夠從所述曲軸箱(2) 流至所述齒輪組件室(3 )。
14. 根據上述權利要求中任一項所述的潤滑系統,其中,所述第一 止回閥(211)包括設置於所述吸油通道(21)中的閥本體(2111)、滾珠(2112)和在所述滾珠(2112)上作用的彈簧 (2113);當所述第一止回閥(211 )沒有受到外力時,所述滾珠(2112)保持堵塞所述閥本體(2111 )並堵塞所述吸油通道 (21 ),以防止所述曲軸箱(2)中的潤滑油回流到所述油盤(1 )中。
15. 根據上述權利要求中任一項所述的潤滑系統,其中,在曲軸箱 本體(2A)和氣缸(5)之間的安裝面中或者在兩個曲軸箱本 體之間的安裝面中布置有至少一個凹槽,乂人而,產生至少一個/人曲軸室(20)至所述曲軸(6)並且旨在與所述曲軸(6)中 的凹部配合的管道(22)。
16. 根據權利要求15所述的潤滑系統,其中,所述第一輸油通道(22)形成為至少一個位於所述曲軸箱本體(2A)和所述氣 缸(5)之間的管道(22),所述第一輸油通道(22)設置有第 四止回閥(221),所述第四止回閥是形成為所述曲軸(6)中 的凹部的迴轉閥,使得對於所述活塞(62)的某些位置,優選 i也當所述曲軸室(20)中是正壓時,能夠/人所述曲軸室(20) 流出。
17. 才艮據上述權利要求中任一項所述的潤滑系統,其中,所述吸油 通道(21 )的下端被第一本體(2A)中的第一內壁(11 )圍 繞並與第二本體(2B)中的第二內壁(12)匹配,所述吸油通 道的下端用作從所述油盤的進油道,所述內壁(ll, 12)分隔 所述油盤(1 )的進油容積(10),所述進油容積小於總油盤容 積的50%,優選地小於40%,並且所述進油容積通過多個小 孔連通至所述油盤(1 )的外容積(15 )。
18. 根據權利要求17所述的潤滑系統,其中,所述進油容積(10 ) 小於總油盤容積的30%,優選地小於20%。
19. 根據權利要求17或18所述的潤滑系統,其中,所述第三輸油 通道(31 )或第三回油通道(43; 43,; 43")或旁路通道(44 ) 中的至少一個在所述進油容積(10)內具有出口端,以幫助填充此容積。
全文摘要
一種用於四衝程發動機的潤滑系統,包括用於儲存潤滑油的油盤(1);設置有曲軸(6)的曲軸箱(2),曲軸(6)具有平衡塊(61)並與氣缸(5)的活塞(62)接合;齒輪組件室(3);搖臂室(4);以及用於從油氣混合物分離氣體和油的油氣分離器(7);其中,油盤(1)通過吸油通道(21)與曲軸箱(2)連通,第一止回閥(211)設置於吸油通道(21)中;曲軸箱(2)通過第一輸油通道(22)與齒輪組件室(3)連通;齒輪組件室(3)通過第二輸油通道(41)與搖臂室(4)連通,齒輪組件室(3)通過第三輸油通道(31)與油盤(1)連通;搖臂室(4)通過第一回油通道(42)與曲軸箱(2)連通,第二止回閥(421)設置於第一回油通道(42)中。
文檔編號F01M1/04GK101680316SQ200880019319
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月5日 優先權日2008年5月13日
發明者弗雷德裡克·約翰松, 拉爾斯·安德松, 楊承宗, 陳俊欽 申請人:胡斯華納有限公司

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