CN101086229B - 设置有带驱动式传动机构的立式内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种设置有带驱动式传动机构的立式内燃机。该立式内燃机(E)包括:装在曲轴腔室(20)中的曲轴(18);带驱动式传动机构(50),其保持在带腔室(63)中并包括橡胶带(53),该带用于将曲轴(18)的动力传送至气门机构(23)中所包括的凸轮轴(24);和限定带腔室(63)的传动箱(60)。传动箱(60)具有在曲轴腔室(20)与带腔室(63)之间的下壳体(61)。所述带(53)具有在曲轴腔室(20)之上延伸的部分(53a),下壳体(61)布置成将所述带(53)的所述部分(53a)与曲轴腔室(20)隔开。用来自曲轴腔室(20)的含油气体中的油来润滑所述带(53)。由此,防止了含油气体过度接触橡胶带,从而延长了带的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种立式内燃机,该立式内燃机具有保持在曲轴箱中且中心轴线垂直延伸的曲轴,并设置有带驱动式传动机构,该带驱动式传动机构包括用于将曲轴的动力传送至从动装置的润滑橡胶带。所述立式内燃机结合在例如舷外马达中。
背景技术
例如在日本特开平2-275020号公报中公开的立式内燃机设置有带驱动式传动机构,该带驱动式传动机构包括用于将曲轴的动力传送至从动装置的橡胶带。该带驱动式传动机构放置在带腔室中,并且用从曲轴箱流入带腔室的油来润滑橡胶带。
如果带腔室通向曲轴箱并且使带驱动式传动机构的包括带和带轮在内的部件暴露于曲轴箱内的环境,则带可能暴露于包含油雾和漏气的气体。以下将该气体称为“含油气体”。另外,通过由旋转的曲轴溅射的油滴和附着于带轮并在带轮旋转时散布的油使带变湿。因此,带被过度润滑。如果使带过度暴露于含油气体中包含的油和漏气以及高温含油气体,则油和漏气的组分会加速橡胶带的劣化并缩短橡胶带的寿命。如果为了减少劣化对带的不利影响而增加带的宽度和厚度并且提高带的强度,则带驱动式传动机构的成本和尺寸会增加。如果带没有被令人满意地润滑,则带会因带与带轮之间的增大摩擦而磨损,从而缩短了带的寿命。
发明内容
鉴于所述问题而作出本发明,因而本发明的一个目的是通过防止结合在立式内燃机中的传动机构所包括的橡胶带与来自立式内燃机的曲轴箱的含油气体过度接触而延长橡胶带的寿命。本发明的另一目的是抑制橡胶带与收集在带腔室的底壁上的油之间的接触。
为了实现该目的,本发明提供了一种立式内燃机,该立式内燃机包括:曲轴,该曲轴装在曲轴腔室中且其中心轴线垂直延伸;从动机构,该从动机构包括由所述曲轴旋转驱动的从动轴;带驱动式传动机构,该带驱动式传动机构保持在带腔室中并包括由橡胶制成的带,该带用于将所述曲轴的动力传送至所述从动轴并用油润滑;和限定所述带腔室的传动箱;其中,在所述曲轴腔室与所述带腔室之间布置有遮蔽部件,所述带具有在所述曲轴腔室之上延伸的部分,并且所述遮蔽部件布置成将所述带的所述部分与所述曲轴腔室隔开。
根据本发明,所述遮蔽部件遮蔽或屏蔽所述带的与所述曲轴腔室交叠的所述部分,从而通过所述遮蔽部件遮蔽或屏蔽在所述曲轴腔室中散落并朝向该曲轴腔室流动的油滴以及来自所述曲轴腔室的含油气体中的油雾,由此防止了油滴和油雾与所述带过度接触。另外,还防止了含油气体中的漏气与所述带过度接触。因此,抑制了由于与油和漏气接触而导致所述带劣化,从而可延长所述带的寿命,并且可以缩短维修期。
在所述立式内燃机中,优选的是,在所述遮蔽部件的在平面中不与所述带的所述部分交叠的部分中形成有将所述曲轴腔室和所述带腔室相连的通气孔。
由于所述通气孔并不与所述带的在所述曲轴腔室之上延伸的部分交叠,因此防止了通过所述通气孔进入所述带腔室的含油气体中的油与所述带过度接触,同时确保了对所述带的适当润滑。
附图说明
图1是从设置有本发明的第一实施例中的立式内燃机的舷外马达左侧看到的该舷外马达的示意性侧视图;
图2是图1中所示的立式内燃机的主要部分的放大剖视图;
图3是沿图2中的线III-III剖取的剖视图;以及
图4是类似于图1的示意性侧视图,示出了本发明的另一实施例。
具体实施方式
图1至图4示出了在本发明的实施例中的立式内燃机E。
参考图1,立式内燃机E结合在舷外马达S中。舷外马达S包括:内燃机E,该内燃机布置成使其曲轴18的中心轴线垂直延伸;支撑内燃机E的安装壳体1;接合到安装壳体1下端的延伸壳体2;接合到延伸壳体2下端的齿轮箱;覆盖内燃机E的下部与延伸壳体2的上部之间的部分的下盖3;以及接合到下盖3上端的发动机盖4。
舷外马达S具有传动机构,该传动机构包括同轴地连接到曲轴18的下端部18b的驱动轴5、保持在齿轮箱中的反向机构、以及推进器。内燃机E的动力通过驱动轴5和反向机构从曲轴18传送到推进器。
用于将舷外马达S安装在船体的船尾上的安装装置具有:固定到安装壳体1和延伸壳体2的旋转轴6;支撑旋转轴6以在其上转动的旋转壳体7;支撑旋转壳体7以使其可在垂直平面内转动的倾斜轴8;和保持倾斜轴8并附着于船体的船尾的托架9。该安装装置保持舷外马达S以使其可以相对于船体在垂直平面内在倾斜轴8上转动,从而可以在水平面内在旋转轴6上转动。
参考图1和图2,作为多缸四冲程内燃机的内燃机E具有发动机体,该发动机体包括:设置有沿垂直方向成行布置的三个气缸11n的气缸体11;接合到气缸体11的前端的曲轴箱12;接合到气缸体11的后端的气缸盖13;接合到气缸盖13的后端的盖罩14;以及放置在延伸壳体2中并接合到安装壳体1下端的油盘15。
在气缸11n中分别装配有活塞16,它们在气缸11n中进行往复运动。活塞16分别通过连接杆17而连接到放置在由气缸体11和曲轴箱12限定的曲轴腔室20中的曲轴18。垂直曲轴18可旋转地支撑在气缸体11和曲轴箱12上的主轴承19中,其中心轴线基本上平行于垂直方向延伸。
气缸盖13设置有:燃烧室21,这些燃烧室相对于与气缸11n的轴线平行的方向分别与活塞16相对;分别通向燃烧室21的进气端口;分别通向燃烧室21的排气端口;和分别面向燃烧室21的火花塞。气缸盖13设置有用于开闭进气端口的进气门、和用于开闭排气端口的排气门。所述进气门和排气门通过布置在由气缸盖13和盖罩14限定的气门机构腔室(valve trains chamber)22中的顶置凸轮轴型气门机构23,被驱动而与曲轴18的旋转同步地进行开闭操作。
气门机构23包括设置有进气凸轮25a和排气凸轮25b的凸轮轴24、可摇摆运动地支撑在摇臂轴上的进气摇臂26a、和可摇摆运动地支撑在摇臂轴上的排气摇臂26b。凸轮轴24经由带驱动式传动机构50被曲轴18驱动而旋转。凸轮轴24的中心轴线与垂直曲轴18的中心轴线平行。所述进气门和排气门分别由被进气凸轮25a和排气凸轮25b驱动的进气摇臂26a和排气摇臂26b驱动以进行开闭运动。气门机构23是设置有凸轮轴24,即被曲轴18驱动而旋转的从动轴的从动装置。
进一步参见图3,内燃机E具有进气系统27,该进气系统包括进气消音器27a和进气管27b,该进气管用于将通过进气消音器27a吸入并由包括在化油器28中的节气门计量的进气输送到进气端口。对于各气缸11n将通过进气系统27中的进气通道流入的进气与化油器28中的燃料混合,以产生空气燃料混合物。通过进气管27b和进气端口将该空气燃料混合物吸入燃烧室21。然后,该空气燃料混合物被火花塞点燃并燃烧产生燃烧气体。因而活塞16通过燃烧气体的压力而往复运动,并通过连接杆17驱动曲轴18以使其旋转。
从燃烧室21作为排气排放的燃烧气体通过排气端口流入形成在气缸体11中的排气歧管通道。然后,排气通过形成在安装壳体1、排气管和延伸壳体2中的通道而排放到水中。
内燃机E设置有润滑系统,该润滑系统包括放置在气缸体11、气缸盖13和曲轴箱12下方的油盘15、被支撑在气缸盖13上的曲轴24驱动的油泵29(见图1)、以及油通道。油泵29通过形成在安装壳体1、气缸体11和气缸盖13中的吸油通道从油盘15向上泵油。从油泵29排放的油流动通过形成在气缸盖13和气缸体11中的排油通道以及滤油器而进入主油沟(oil gallery)中。流入主油沟中的油通过形成在气缸体11、气缸盖13和曲轴18中的油通道而分配到需要润滑的部件,这包括曲轴箱20中的曲轴18和主轴承19的运动部件,以及气门机构腔室22中的包括凸轮轴24及摇臂26a和26b的气门机构23的运动部件。所用的油流动通过形成在气缸体11、气缸盖13和安装壳体1中的返回通道而返回到油盘15。
参考图1至图3,带驱动式传动机构50布置在由内燃机E中包括的传动箱60限定的带腔室63中。传动箱60具有接合到发动机体上端Ea的上壳体61(即,第一壳体)和接合到下壳体61的上壳体62(即,第二壳体)。下壳体61形成了底壁W1(即,第一壁),上壳体62形成了顶壁W2(即,第二壁)。底壁W1和顶壁W2限定了带腔室63。通过使未示出的螺栓穿过形成在上壳体62中的通孔H3(见图4)并旋入形成在下壳体61中的螺纹孔H1(见图3),并且使未示出的螺栓穿过形成在上壳体62中的通孔H4以及穿过形成在下壳体61中的通孔H2且旋入分别形成在气缸体11和曲轴箱12的上端部11a和12a(见图2)中的螺纹孔,而将下壳体61和上壳体62的相应凸缘61a(见图3)和62a(见图4)以油密封的方式接合在一起。下壳体61通过螺栓B1紧固至气缸盖13的上端部13a,并通过凸轮轴保持件31连接到上端部13a。上端部11a、12a和13a形成了发动机体的上端部Ea。底壁W1和顶壁W2限定了带腔室63。
带驱动式传动机构50包括驱动带轮51、从动带轮52、由橡胶制成的带53(即,环形有齿带)以及张紧带轮54(见图3)。驱动带轮51安装在带腔室63中并位于垂直向上延伸通过下壳体61和上壳体62的曲轴18的上端部18a上。从动带轮52安装在带腔室63中并位于垂直向上延伸通过下壳体61和上壳体62的凸轮轴24的上端部24a上。带53在驱动带轮51与从动带轮52之间延伸,并通过张紧带轮54张紧。
参考图1和图2,从上壳体62向上伸出的上端部18a的一部分被附着于上壳体61的盖32覆盖。交流(AC)发电机34布置在被盖32覆盖的空间中。AC发电机34包括飞轮33、附着于飞轮33的永久磁体34a、固定地保持在发动机体的上端Ea上用于点火的激励线圈34b、以及充电线圈34c。环形齿轮36附着于飞轮33的周边。安装在起动马达35的驱动轴上的小齿轮35a与环形齿轮36相啮合。在凸轮轴24的上端部24a上安装有脉冲器转动件(pulser rotor)37。上壳体62附着有脉冲器线圈38,用于产生指示凸轮轴24的角位置的脉冲信号。
上壳体62设置有:供上端部18a和24a和从动带轮52的凸台52c延伸通过的开口;以及用于调整张紧带轮54的位置的手孔42。手孔42被盖39覆盖。以油密封的方式密封上端部18a和24a和凸台52c与所述开口之间的接合处。
参考图2和图3,相对于垂直方向布置在曲轴腔室20与带腔室63之间的下壳体61设置有:分别供上端部18a和24a穿过的开口41a和41b;通向曲轴腔室20的曲轴腔室通气孔70;以及通向气门机构腔室22的气门机构腔室通气孔71。通气孔70通向在下壳体61与气缸体11和曲轴箱12的相应上端部11a和12a之间的空间43。通气孔70通过形成在上端部11a中的连接通道44而与曲轴腔室20连通。下壳体61的在开口41a周围的部分以油密封的方式接合到气缸体11和曲轴箱12。下壳体61的在开口41b周围的部分以油密封的方式接合到气缸盖13和凸轮轴保持件31。
圆形开口41a比形成在曲轴18的上端部18a上的圆形凸缘18c稍大。因此,与通过通气孔70和71的气流相比,通过开口41a在曲轴腔室20和带腔室63之间的气流非常小而可忽略。由此,气体基本上仅通过通气孔70在曲轴腔室20和带腔室63之间流动,并且气体基本上仅通过通气孔71在气门机构腔室22和带腔室63之间流动。
通气孔70和71位于带53下方。假设在水平面内将带腔室63分为被带53环绕的内部区域和在带53外部延伸的外部区域。通气孔70和71形成在外部区域中,即在带驱动式传动机构50和凸缘61a之间延伸的区域中。因此,通气孔70和71在水平面内不会与带驱动式传动机构50交叠。由此,下壳体61用作遮蔽部件或分隔壁,该遮蔽部件或分隔壁使如沿垂直方向或在水平面内看时带驱动式传动机构50的与曲轴腔室20交叠的交叠部分与曲轴腔室20完全或基本完全隔离,并且通气孔70和71不会与当在水平面内看时带驱动式传动机构50的对应于曲轴腔室20的交叠部分交叠。在本实施例中,在带驱动式传动机构50的构件当中,带驱动式传动机构50的所述交叠部分至少包括带53在包含该带53的平面中与曲轴腔室20交叠的部分53a(见图1)。
参见图1和图2,用于将漏气从曲轴腔室20输送到进气系统27中的通气结构具有限定了气门机构腔室22中的通气腔室45的壁、以及将通气腔室45连接到进气消音器27a的通气管46(见图1)。通气腔室45具有与气门机构腔室22连通的上游部、和连接到通气管46的下游部。漏气通过通气腔室45而流入进气通道中。
更具体地说,曲轴腔室20中包含有漏气、以及由被旋转的曲轴18溅射的油和从主轴承19排放的油产生的油滴和油雾。通过在内燃机E运转的同时在通气腔室45中形成的进气歧管真空,将含油气体(即,漏气和油雾的混合物)从曲轴腔室20通过形成在气缸体11和气缸盖13中的未示出的内部通气通道引入气门机构腔室22中。同时,部分含油气体从曲轴腔室20通过连接通道44、空间43和通气孔70而流入带腔室63中,然后从带腔室63通过通气孔71流入气门机构腔室22中。在通气腔室45中从引入气门机构腔室22中的含油气体分离出油,以产生不含油的气体。该不含油的气体从通气腔室45通过通气管46流入进气消音器27a中。然后,该气体与进气一起被送入燃烧室21中。
从曲轴腔室20流入带腔室63的含油气体中所包含的油雾将带腔室63中的传动机构50的包括带53及带轮51和52在内的构件弄湿。由此,带53及带轮51和52被润滑。在曲轴腔室20中散落的油滴被下壳体61阻止,从而油滴不会粘附于传动机构50的包括带53在内的构件。
从曲轴腔室20朝向带腔室63流动的含油气体撞击空间43中的下壳体61。因此,含油气体流被偏转,从而来自曲轴腔室20的含油气体沿着从朝向带腔室63的方向偏离的方向流动,然后通过通气孔70流入带腔室63。当含油气体撞击下壳体61时,含油气体中所包含的部分油从含油气体分离并粘附于下壳体61,从而含油气体的油含量减少。
因此,带腔室63以这样的方式与曲轴腔室20隔离,以使得来自曲轴腔室20的含油气体从包括带53的传动机构50偏离,从而传动箱60构成有用于使带腔室63与传动箱60隔离的隔离壁。
下面描述内燃机E的操作和效果。
内燃机E中的形成带腔室63的传动箱60具有下壳体61(或底壁W1)。下壳体61用作将带腔室63与曲轴腔室20隔开的屏蔽部件。下壳体61将带53的在曲轴腔室20之上延伸的部分53a(见图1)与曲轴腔室20隔开。下壳体61将带53与从曲轴腔室20散落出的油滴和从曲轴腔室20流出的含油气体隔开。由此,防止了带53被油滴和含油气体中所包含的油雾过度弄湿,并且防止其过度暴露于含油气体中所包含的漏气。结果,抑制了由于与油和漏气接触而导致带53的劣化,从而延长了用含油气体中的油润滑的带53的寿命,并且可以缩短维修期。
传动箱60的下壳体61用作屏蔽部件。因此,内燃机E不需要任何特定的屏蔽部件,这减少了组成部件的数量并降低了内燃机E的成本。
下壳体61设置有通气孔70和71,这些通气孔形成在底壁W1的在水平面内不与带53的在曲轴腔室20之上延伸的部分53a交叠的外部分W1b中。因此,防止了带53被通过通气孔70和71流入带腔室63的含油气体中所包含的油过度弄湿,同时借助通过通气孔70和71流入带腔室中的含油气体内的油确保了对带53的润滑。
下面将描述前述实施例的修改实施例。
如图4所示,下壳体61(底壁W1)由发动机体的上端部Ea形成,并且上壳体62接合到该上端部Ea以形成带腔室63。由于上端部Ea还用作下壳体61,因此可以减少组成部件的数量,并且可以降低内燃机的垂直尺寸。
从动装置可以是诸如旋转油泵29或其它动力传送机构的辅助装置。
飞轮可以安装在曲轴18的下端部18b上,并且驱动轴5可以通过飞轮连接到曲轴18。
带腔室63可以布置在发动机体内或者可以布置在发动机体下方,而不是布置在发动机体上方。
该立式内燃机可以是单缸内燃机,并且可以结合在除了舷外马达之外的机器中。
Claims (6)
1.一种立式内燃机,该立式内燃机包括:
水平布置的发动机体,其具有接合至气缸体(11)的曲轴箱(12),在该曲轴箱(12)内形成曲轴腔室(20);
曲轴(18),该曲轴装在曲轴腔室(20)中且其中心轴线垂直定向,并且该曲轴向上延伸穿过所述曲轴箱(12)的上端部(12a);
从动机构,该从动机构包括支撑在所述发动机体内的从动轴(24),该从动轴(24)的中心轴线垂直定向,并且该从动轴(24)由所述曲轴(18)旋转驱动;
带驱动式传动机构(50),该带驱动式传动机构包括安装在曲轴(18)上端部(18a)的驱动带轮(51),安装在从动轴(24)上端部(24a)的从动带轮(52),和围绕所述驱动带轮(51)和所述从动带轮(52)以将所述曲轴(18)的动力传送至所述从动轴(24)的带(53);以及
传动箱(60),该传动箱(60)接合至所述发动机体的上部并且限定带腔室(63),在该带腔室(63)中装有所述驱动带轮(51)、所述从动带轮(52)以及所述带(53),所述传动箱(60)具有上壳体(62)和下壳体(61),所述下壳体(61)形成接合至所述发动机体的底壁(W1),所述传动箱(60)在其内部限定带腔室(63)并且具有通气孔(70、71),所述带腔室(63)通过所述通气孔(70、71)与曲轴腔室(20)的内部连通;该立式内燃机的特征在于:
所述带(53)由橡胶制成;
所述曲轴箱(12)具有穿过该曲轴箱(12)的上端部(12a)的连接通道(44),以便允许所述曲轴腔室(20)内的含油气体通过该连接通道(44)和所述通气孔(70、71)的部分通气孔(70)流入所述带腔室(63);并且,
所述下壳体(61)的底壁(W1)具有开口(41a),所述曲轴(18)向上延伸并且具有余隙地穿过该开口(41a),所述曲轴(18)具有靠近所述开口(41a)的凸缘(18c),所述开口(41a)的尺寸如此地大于该凸缘(18c)的尺寸,以致仅允许少量含油气体流过所述开口(41a),借此使所述带(53)的部分与所述曲轴腔室(20)隔开。
2.根据权利要求1所述的立式内燃机,其中,穿过所述下壳体(61)的所述底壁(W1)的不与所述曲轴(18)和所述驱动带轮(51)交叠的位置形成有用于将所述曲轴腔室(20)和所述带腔室(63)相连通的所述通气孔(70),所述通气孔(70)形成在所述下壳体(61)的不与所述带(53)的所述部分(53a)交叠的部分中。
3.根据权利要求1所述的立式内燃机,其中,用于将所述曲轴腔室(20)和所述带腔室(63)相连通的所述通气孔(70)布置成靠近所述曲轴(18)。
4.根据权利要求1或2或3所述的立式内燃机,其中,所述带腔室(63)通过所述通气孔与所述曲轴腔室(20)的内部相通,所述通气孔包括将所述带腔室(63)与装有所述从动轴(24)的腔室(22)连通的通气孔(71)。
5.根据权利要求1或2或3所述的立式内燃机,其中,将所述带腔室(63)和所述曲轴腔室(20)的内部连通的所述通气孔(70、71)布置在所述下壳体(61)的底壁(W1)的周边与所述带驱动式传动机构(50)之间。
6.根据权利要求1或2或3所述的立式内燃机,其中,围绕所述曲轴(18)并且在所述下壳体(61)的底壁(W1)和所述曲轴箱(12)的上端部(12a)之间形成有空间(43),所述空间(43)与所述连接通道(44)和所述通气孔(70)相连通,以用于连通所述曲轴腔室(20)和所述带腔室(63)。
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