燃氣發動機的潤滑裝置的製作方法

2023-11-05 03:06:27

專利名稱：燃氣發動機的潤滑裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在汽缸蓋的上部形成有動閥裝置室的燃氣發動機的潤滑裝置。
背景技術：
圖5是表示一般的燃氣發動機的供氣裝置以及動閥裝置室周圍的潤滑裝置的大 致結構圖。在圖5中，附圖標記100所表示的發動機(燃氣發動機)是利用火花塞113的四 循環燃氣發動機，其包括往復滑動自如地嵌合在汽缸套102a內的活塞(省略圖示)、在汽缸 蓋106a的下表面和所述活塞的上表面和汽缸套102a的內表面之間區劃形成的燃燒室101。另外，所述發動機100包括與所述燃燒室101連接的供氣口 103、開閉該供氣口 103的供氣閥104、與該燃燒室101連接的排氣口 106、開閉該排氣口 106的排氣閥107等。燃料氣體利用供給壓調節裝置(零調速器)112調節氣體壓力，並通過燃料氣體管 IlOa進入氣體混合器110。在該氣體混合器100將來自空氣管103b的空氣和來自所述燃 料氣體管IlOa的燃料氣體混合併生成混合氣體，然後將該混合氣體向發動機的供氣口 103 輸入。並且，該混合氣體經過供氣口 103後到達供氣閥104，通過打開該供氣閥104將其 供給到所述燃燒室101內。如上所述，在所述其他氣體混合器110中生成燃料氣體和從空氣管103b導入的空 氣的混合氣體，並將該混合氣體向供氣口 103輸入。該混合氣體從發動機的供氣管103a經由供氣口 103到達供氣閥104，並通過打開 該供氣閥104向所述燃燒室101內供給。然後，利用插入到燃燒室101內的火花塞113對 導入到燃燒室101內的混合氣體進行點火。在所述汽缸蓋106a的上部以螺栓固定有頭部罩體24，在該頭部罩體24內形成有 動閥裝置室6。該動閥裝置室6被間隔壁6y分為上部室6v和下部室6u。在該間隔壁6y 設有隻可從下部室6u側向上部室6v側流動的導向閥24s。發動機的竄漏氣體(blow-by gas)通過氣體注入管2從汽缸體等導入到所述下部 室6u。所述竄漏氣體經由所述下部室6u後打開導向閥24s並儲存在上部室6v，然後從該 上部室6v通過竄漏氣體排出管3被送入氣體淨化器25。以往，作為所述動閥裝置室6內的竄漏氣體排出機構提出了各種機構。在專利文獻1(日本專利2722120號公報)中，使動閥裝置室3內的竄漏氣體通過 通氣室5、通氣管12回流到氣體混合器8的入口側。另外，在專利文獻2(日本專利3962477號公報)中，使動閥裝置室102內的竄漏 氣體通過通氣室109、通氣管132回流到汽化器111的入口側。與汽油發動機相比，燃氣發動機在吸氣/排氣口部存在閥座以及閥導承的磨損增 大的問題。雖然在汽油發動機中具有基於混合氣所包含的汽油的潤滑效果，但是在氣體燃 料的情況下因沒有這種效果，所以成為磨耗增大的原因之一。
因此，在圖5所示的燃氣發動機中，在供氣閥104和閥座115相接觸的部分、排氣 閥107和閥座115相接觸的部分、還有閥導承117和供氣閥104、排氣閥107相接觸的部分
等容易發生磨損。專利文獻1 日本專利2722120號公報；專利文獻2 日本專利3962477號公報。

發明內容
因此，鑑於上述的以往技術中的問題，本發明的目的在於提供一種向吸入到燃燒 室內的混合氣體中加入潤滑油成分、並積極地增加向燃氣發動機的吸氣/排氣閥和閥座以 及閥導承等磨損增大的部分的潤滑油的供給以提高潤滑性的燃氣發動機。本發明是為達成上述目的而完成的，根據本發明的在汽缸蓋的上部形成有動閥裝 置室的燃氣發動機的潤滑裝置，其特徵在於，設有將在所述燃氣發動機產生的竄漏氣體向 所述動閥裝置室供給的氣體注入管和將竄漏氣體從該動閥裝置室內排出的竄漏氣體排出 管，在所述竄漏氣體排出管的中途配置有將所述竄漏氣體中的排油和空氣分離的氣液分離 裝置，通過油管將該氣液分離裝置的排油口與設置於氣體混合器的供氣上遊部位的排油裝 置連結，通過空氣管將所述氣液分離裝置的空氣出口與氣體淨化器的空氣入口連結，其中 所述氣體混合器混合空氣和燃料氣體。在上述發明中，優選的是，所述排油裝置內部設有增加空氣向氣體混合器流動的 流速的加速機構，通過該加速機構使所述竄漏氣體排出管的壓力成為負壓，從而所述竄漏 氣體容易通過所述竄漏氣體排出管排出。另外，在上述發明中，優選的是，將所述氣體注入管在所述動閥裝置室內的下部開 孔並從該下部開孔部向動閥裝置室導入竄漏氣體，所述竄漏氣體排出管及所述氣液分離裝 置與在所述動閥裝置室的比所述氣體注入管更靠上部開孔的開孔部連接，使氣體流入所述 竄漏氣體排出管。發明效果根據本發明，由於設有將在所述燃氣發動機產生的竄漏氣體向所述動閥裝置室供 給的氣體注入管和將竄漏氣體從該動閥裝置室內排出的竄漏氣體排出管，且在所述竄漏氣 體排出管的中途配置有將所述竄漏氣體中的排油和空氣分離的氣液分離裝置，並通過油管 將該氣液分離裝置的排油口與設在所述氣體混合器的供氣上遊部位的排油裝置連結，通過 空氣管將所述氣液分離裝置的空氣出口與氣體淨化器的空氣入口連結，因此，通過使利用竄漏氣體排出管從動閥裝置室內導出的混合氣體通過將混合氣 體中的空氣和排油分離的氣液分離裝置，能夠在該氣液分離裝置將竄漏氣體分離為空氣和 排油，由於空氣與氣體淨化器的空氣入口連結而排油通過油管與所述排油裝置連結，所以 能夠只將竄漏氣體中的油分在氣體混合器的供氣上遊部位與流入空氣混合，並緊接著在氣 體混合器中與燃料氣體混合，從而能夠可靠且高效地對燃燒氣體混合潤滑油。另外，與直接 導入竄漏氣體的情況相比，通過利用氣液分離裝置只將油分導入而成為可控制油的混合狀 態。例如，預先暫時儲存油分，並根據發動機的運行狀態控制對排油裝置的供給。從而，可積極地向吸入到燃燒室內的混合氣中夾入潤滑油成分，並提高對燃氣發 動機的吸氣/排氣閥和閥座以及閥導承等的磨損增大的部分的潤滑油的供給從而提高潤滑性，從而抑制吸氣/排氣閥和閥座以及閥導承等的磨損並提高吸氣/排氣閥的耐久性和
可靠性。另外，在上述發明中，若採用如下結構，S卩，所述排油裝置在內部設有增加空氣向 氣體混合器的流速的加速機構，通過該加速機構使所述竄漏氣體排出管的壓力成為負壓， 並通過所述竄漏氣體排出管使所述竄漏氣體容易排出，則通過在排油裝置的內部設置增加空氣向氣體混合器流動的流速的加速機構，來 自動閥裝置室的竄漏氣體的流動通過上述加速機構能夠順暢排出，由於在氣液分離裝置分 離的排油分的量有所增加，所以能夠進一步積極地向混合氣體中加入潤滑油成分，從而能 夠向燃燒室內導入大量的油。另外，在上述發明中，若採用如下結構，S卩，將所述氣體注入管在所述動閥裝置室 內的下部開孔並從該下部開孔部向動閥裝置室導入氣體，所述竄漏氣體排出管與在所述動 閥裝置室的比所述氣體注入管更靠上部開孔的開孔部連接，使所述氣體流入該竄漏氣體排 出管，由於在動閥裝置室內的下部連接氣體注入管的入口、在動閥裝置室的上部連接竄 漏氣體排出管，所以形成以如下方式連接的氣體流路，即，動閥裝置室的下部的氣體注入管 —動閥裝置室內一上部的竄漏氣體排出管，從而氣體順暢流動。


圖I(A)是表示示出了本發明的實施例的燃氣發動機的結構的燃燒室周圍的結構 圖，圖I(B)是Z部放大圖。圖2是本發明的實施例中的圖I(A)的結構圖。圖3是表示本發明的實施例沿圖1 (A)的A-A線的剖視圖。圖4是所述實施例的氣液分離裝置的放大圖。圖5是表示以往技術的與圖2對應的圖。
具體實施例方式以下，使用附圖所示的實施例詳細說明本發明。但是，只要對該實施例中的構成 部件的尺寸、材質、形狀及其相對的配置等沒有特定地描述，就不構成對本發明的範圍的限 制，而只作為簡單的說明例。圖I(A)是表示示出了本發明的實施例的燃氣發動機的結構的燃燒室周圍的結構 圖，圖I(B)是Z部放大圖。圖2是本發明的實施例中的圖I(A)的結構圖。圖3是沿圖I(A) 的A-A線的剖視圖。圖4所述實施例的氣液分離裝置的放大圖。在圖1(A)、(B)以及圖2中，附圖標記100所表示的發動機(燃氣發動機)是使 用了火花塞113的四循環燃氣發動機，其包括往復滑動自如地嵌合在汽缸套102a內的活塞 102 ；在汽缸蓋106a的下表面、所述活塞102的上表面以及汽缸套102a的內表面之間區劃 形成的燃燒室101。另外，所述發動機100包括與所述燃燒室101連接的供氣口 103、開閉該供氣口 103的供氣閥104、與該燃燒室101連接的排氣口 106、開閉該排氣口 106的排氣閥107等。燃料氣體利用供給壓調節裝置(零調速器)112調節氣體壓力，並通過燃料氣體管IlOa進入氣體混合器110。在該氣體混合器100將來自空氣管103b的空氣和來自所述燃 料氣體管IlOa的燃料氣體混合併生成混合氣體，然後將該混合氣體向發動機的供氣口 103 輸入。然後，該混合氣體經過供氣口 103到達供氣閥104，通過打開該供氣閥104將其供 給到所述燃燒室101內。如上所述，在所述氣體混合器110中，生成燃料氣體和從空氣管103b導入的空氣 的混合氣體，並將該混合氣體向供氣口 103輸入。該混合氣體從發動機的供氣管103a經由供氣口 103到達供氣閥104，並通過打開 該供氣閥104向所述燃燒室101內供給。然後，利用插入到燃燒室101內的火花塞113對 導入到燃燒室101內的混合氣體進行點火。在燃燒室101燃燒後的排氣通過排氣口 106並經由排氣管直接排到外部。在所述汽缸蓋106a的上部螺栓固定有頭部罩體24，在該頭部罩體24內形成有動 閥裝置室6。該動閥裝置室6被間隔壁6y分為上部室6v和下部室6u。在該間隔壁6y設 有隻可從下部室6u側向上部室6v側流動的導向閥24s。發動機的竄漏氣體通過氣體注入管2從汽缸體等被導入到所述下部室6u。所述竄 漏氣體經由所述下部室6u後打開導向閥24s並積存在上部室6v，然後從該上部室6v通入 竄漏氣體排出管3。以上結構與圖5的以往技術相同。本發明是關於與所述動閥裝置連接的潤滑裝置 的發明。在圖1(A)、(B)以及圖2中，如上所述，發動機的竄漏氣體通過設在動閥裝置室6 內的下部的氣體注入管2從汽缸體等導入到所述動閥裝置室6的下部室6u的下部。另外，在所述動閥裝置室6的上部室6v和所述氣體混合器110的供氣上遊部位之 間設有竄漏氣體排出管3。另外，在比該動閥裝置室6的所述氣體注入管2的開孔部2b更靠上部的上部室6v 設置竄漏氣體排出管3的開孔部3a，從而將該動閥裝置室6的竄漏氣體向該竄漏氣體排出 管3導入。這樣一來，由於在動閥裝置室6內的下部連接氣體注入管2的開孔部2b、在動閥裝 置室6的上部連接竄漏氣體排出管3的開孔部3a，所以形成以如下方式連接的氣體通路， 即，動閥裝置室6的下部側的氣體注入管2 —通過動閥裝置室6內的下部室6u以及導向閥 24s向上部室6v —上部的竄漏氣體排出管3，從而氣體順暢流動。另外，在所述竄漏氣體排出管3的中途配置有將在該竄漏氣體排出管3內流動的 混合氣體中的空氣和排油分離的氣液分離裝置4。如圖4所示，該氣液分離裝置4在殼體4b內收容有過濾器4a，從連接該竄漏氣體 排出管3的入口 4c進入的竄漏氣體由過濾器4a過濾。由過濾器4a過濾的排油3η向正下方通過油管3s從入口 3b進入排油裝置1。另 外，由氣液分離裝置4分離的空氣3m通過空氣管5從空氣出口 4d與氣體淨化器25的空氣 入口 5a連結。這樣，通過將利用竄漏氣體排出管3從動閥裝置室6內導出的竄漏氣體分離為排 油3η和空氣3m的氣液分離裝置4，可靠地將該竄漏氣體分離為排油3η和空氣3m。
然後，將空氣3m與氣體淨化器25的空氣入口 5a連結，另外，將排油3η向正下方 滴落並通過油管3s與所示排油裝置1連結。因此，可通過所述氣液分離裝置4將混合氣體中的排油3η和空氣3m完全分離。另外，如圖1⑶以及圖3所示，與所述氣液分離裝置4的出口的油管3s直接連結 的所述排油裝置1的內部設有增加向氣體混合器110流動的流速的加速機構lp。 S卩，該加速機構Ip在中心部設有縮小圓筒Is (內部是中空部Ir)，並縮小該縮小圓 筒Is的入口部Iu以抑制中空部Ir的空氣的流通，因此，與通常相比空氣更多地通過被縮 小的外周側的節流通路lj。以此時的、即通過在縮小圓筒Is的外周側形成的節流通路lj， 從而使空氣3m加速。而且，通過變化所述縮小圓筒Is的直徑D，能夠變化所述節流通路Ij (若增大直徑 D則節流通路Ij變小，從而流速增加)。另外，在圖2中，縮小圓筒Is的外周由外周部件Iv通過多個肋部Ii支承。因此，由所述氣液分離裝置4分離並從油管3s滴落的排油3η，在基於利用所述空 氣通過節流通路Ij而加速的噴射作用下，被吸入該節流通路lj。因此，所述油管3s以及與該油管3s相連的竄漏氣體排出管3內的排油3η由所述 加速機構Ip加速，並被吸入在節流通路Ij流動的空氣，然後向氣體混合器110導入。S卩，利用所述加速機構lp，竄漏氣體的流動通過該加速機構Ip能夠順暢地從竄漏 氣體排出管3向空氣管103b平滑地排出。S卩，如上所示，根據所述實施例，在所述動閥裝置室6設有排出在所述燃氣發動機 產生的竄漏氣體的竄漏氣體排出管3、在所述竄漏氣體排出管3的中途配置有分離所述竄 漏氣體中的排油和空氣的氣液分離裝置4、通過油管3s將該氣液分離裝置4的排油口與設 在所述氣體混合器110的供氣上遊部位的排油裝置1連結並通過空氣管5將所述氣液分離 裝置7的空氣出口與氣體淨化器25的空氣入口連結，因此，利用氣體注入管2將汽缸體等的竄漏氣體積極地向動閥裝置室6供給，並利 用所述竄漏氣體排出管3將從動閥裝置室6內導出的竄漏氣體通過將竄漏氣體中的空氣和 排油分離的氣液分離裝置4，從而在該氣液分離裝置4將竄漏氣體分離為空氣和排油，空氣 與氣體淨化器25的空氣入口 5a連結，排油向正下方滴落並通過油管3s與所述排油裝置1 連結，由此向排油裝置1的排油分的量增加，因此可進一步積極地向混合氣體中加入潤滑 油成分，從而能夠向燃燒室內導入大量的油分。其結果是，可提高對發動機100的吸氣/排氣閥104、107和閥座115以及閥導承 117供給潤滑油的供給量，以提高潤滑性，從而可抑制磨損、並提高吸氣/排氣閥104、107的 耐久性和可靠性。另外，與向氣體混合器110的下遊側供給相比，以通過將竄漏氣體中的空氣和排 油分離的氣液分離裝置4並向氣體混合器110的供氣上遊部位只供給油分的方式，更不容 易受到基於來自發動機的吸氣的壓力變動的影響，從而能夠順暢地向供氣管103a供給。因此，利用從所述竄漏氣體排出管3注入的竄漏氣體中的油分(潤滑油)能夠提 高燃燒室101內的滑動部的潤滑性。另外，使利用竄漏氣體排出管3從動閥裝置室6內導出的混合氣體通過將混合氣 體中的空氣和排油分離的氣液分離裝置4，從而可在該氣液分離裝置4將竄漏氣體分離為空氣和 排油，由於空氣與氣體淨化器25的空氣入口連結而排油通過油管3S與所述排油裝 置1連結，所以能夠只將竄漏氣體中的油分在氣體混合器110的供氣上遊部位與流入空氣 混合，並緊接著在氣體混合器110中與燃料氣體混合，從而能夠可靠且高效地對燃燒氣體 混合潤滑油。另外，與直接導入竄漏氣體的情況相比，通過利用氣液分離裝置4隻將油分離並 導入，能夠控制油分的混合狀態。例如，雖未圖示，但是能夠暫時儲存油並根據發動機的運行狀態控制對排油裝置1 的供給。工業可行性根據本發明，由於能夠向吸入到燃燒室內的混合氣體中加入潤滑油成分，並積極 地提高向燃氣發動機的吸氣/排氣閥和閥座以及閥導承等磨損增大的部分的潤滑油的供 給從而提高潤滑性，所以適合應用於燃氣發動機的潤滑裝置。
權利要求
一種燃氣發動機的潤滑裝置，所述燃氣發動機在汽缸蓋的上部形成有動閥裝置室，所述燃氣發動機的潤滑裝置的特徵在於，設有將在所述燃氣發動機產生的竄漏氣體向所述動閥裝置室供給的氣體注入管和將竄漏氣體從該動閥裝置室內排出的竄漏氣體排出管，在所述竄漏氣體排出管的中途配置有將所述竄漏氣體中的排油和空氣分離的氣液分離裝置，通過油管將該氣液分離裝置的排油口與設置於氣體混合器的供氣上遊部位的排油裝置連結，通過空氣管將所述氣液分離裝置的空氣出口與氣體淨化器的空氣入口連結，其中所述氣體混合器混合空氣和燃料氣體。
2.如權利要求1所述的燃氣發動機的潤滑裝置，其特徵在於，所述排油裝置內部設有增加空氣向氣體混合器流動的流速的加速機構，通過該加速機 構使所述竄漏氣體排出管的壓力成為負壓，從而所述竄漏氣體容易通過所述竄漏氣體排出 管排出。
3.如權利要求1所述的燃氣發動機的潤滑裝置，其特徵在於，將所述氣體注入管在所述動閥裝置室內的下部開孔並從該下部開孔部向動閥裝置室 導入竄漏氣體，所述竄漏氣體排出管及所述氣液分離裝置與在所述動閥裝置室的比所述氣 體注入管更靠上部開孔的開孔部連接，使氣體流入所述竄漏氣體排出管。全文摘要
本發明的目的在於提供向吸入到燃燒室內的混合氣體中加入潤滑油成分，並積極增加向燃氣發動機的吸氣/排氣閥和閥座以及閥導承等磨損增大的部分的潤滑油的供給以提高潤滑性的燃氣發動機。在汽缸蓋上部形成動閥裝置室的燃氣發動機的潤滑裝置中，其特徵在於，設有將竄漏氣體從動閥裝置室(6)內排出的竄漏氣體排出管(3)，在所述竄漏氣體排出管(3)的中途配置有將竄漏氣體中的排油和空氣分離的氣液分離裝置(4)，通過油管(3S)將該氣液分離裝置(4)的排油口與設在混合空氣和燃料氣體的氣體混合器(110)的供氣上遊部位的排油裝置(1)連結，氣液分離裝置(4)的空氣出口通過空氣管(5)與氣體淨化器(25)的空氣入口連結。
文檔編號F01M13/04GK101960106SQ20098010698
公開日2011年1月26日 申請日期2009年10月16日 優先權日2008年10月28日
發明者丸島弘好, 坂口德, 谷岡大介 申請人:三菱重工業株式會社