CN101400888A - 用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构 - Google Patents

用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构 Download PDF

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Abstract

润滑剂回流孔(12d)设置在内齿圈(12)的中间部(12c)。因此，即使当内齿圈(12)在内燃机的启动完成后响应启动电动机26的关闭已经停止旋转时，淤塞在第一油封件(32)上方的润滑剂能够很容易地经由润滑剂回流孔(12d)排放到油底壳(36)侧。这样，淤塞在内齿圈(12)和外座圈件(14)之间的润滑剂的表面的水平不会上升，因此，当内燃机运行时润滑剂表面实际上不会到达旋转的外座圈(30)和单向离合器(20)。因而，能够防止由润滑剂表面的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣。

Description

用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构，其在一个旋转方向将启动电动机的旋转力经由单向离合器传输到内燃机的旋转动力输出轴，而在另一个旋转方向经由单向离合器中断启动电动机的旋转力的传输。
背景技术
[0002]作为将启动电动机的旋转力传输到内燃机的曲轴(即，旋转动力输出轴)的用于内燃机(如用于车辆的内燃机)的启动旋转力传动机构，公开号为JP-A-2000-274337的日本专利申请描述了一种机构，在该机构中，位于启动电动机侧的内齿圈和小齿轮被设置为相互始终啮合。
[0003]在这种用于内燃机的始终啮合型启动旋转力传动机构中，在内齿圈和曲轴之间设置有单向离合器(在公开号为JP-A-2000-274337的日本专利申请所描述的启动旋转力传动机构中，在内齿圈和曲轴之间还设置有飞轮)。当启动电动机启动(crank)内燃机时，启动电动机的旋转力经由单向离合器被传输到曲轴。然后，响应在内燃机输出的力的作用下开始旋转的曲轴，单向离合器被松开，因此，曲轴的旋转力不被传输到内齿圈侧。
[0004]在这种启动旋转力传动机构中，需要将润滑剂供给到单向离合器和其它旋转部件以便进行润滑及冷却单向离合器和其它旋转部件。当内燃机运行时，诸如飞轮的位于曲轴侧的部件旋转，但是经由单向离合器连接到内燃机的内齿圈不旋转。因此，润滑剂趋于淤塞在内齿圈侧。
[0005]淤塞在内齿圈侧的润滑剂越多，通过旋转位于内齿圈附近的单向离合器和飞轮使淤塞的润滑剂的表面被强烈地搅动的可能性就越高。润滑剂表面的这种搅动增加了润滑剂起泡和产生泥渣的可能性。
[0006]如果如上所述润滑剂起泡并产生泥渣，则如单向离合器和一些轴承的部件由于被润滑剂不适当地润滑及冷却可能被损坏，并且一些密封件由于在其中堵塞的泥渣而可能使其密封性能下降。
发明内容
[0007]本发明提供一种防止在启动旋转力传动机构中由于润滑剂的表面的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣的润滑结构，所述启动旋转力传动机构在一个旋转方向将所述启动电动机的旋转力传输到内燃机的旋转动力输出轴，而在另一个旋转方向中断所述启动电动机的旋转力的传输。
[0008]本发明的第一方案涉及一种用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构，所述启动旋转力传动机构具有：外座圈件，其与所述内燃机的旋转动力输出轴结合；内齿圈，旋转驱动力从启动电动机传输到所述内齿圈，且所述内齿圈的一部分从所述内燃机侧面向所述外座圈件；单向离合器，其设置在所述内齿圈的面向所述外座圈件的部分越过的位置处，并且所述单向离合器在一个旋转方向将所述启动电动机的旋转力从所述内齿圈传输到所述外座圈件，而在另一个旋转方向中断所述启动电动机的旋转力从所述内齿圈到所述外座圈件的传输。所述润滑结构的特征在于：密封件，其被设置为油封所述内齿圈与所述外座圈件之间的间隙，使得所述单向离合器处于所述内燃机侧的油封区域中；及润滑剂回流孔，其形成在所述内齿圈的设置有所述单向离合器的部分和所述内齿圈的设置有所述密封件的部分之间的内齿圈的部分上，所述润滑剂回流孔从一侧到另一侧穿过所述内齿圈。
[0009]在该结构中，润滑剂回流孔形成在内齿圈的设置单向离合器处和设置密封件处之间的部分上。因此，即使在内燃机启动完成后当响应启动电动机的关闭内齿圈已经停止旋转时，淤塞在密封件上方彼此面对的内齿圈和外座圈件之间的润滑剂通过润滑剂回流孔被排放到内燃机侧。这样，抑制了淤塞在内齿圈和外座圈件之间的润滑剂的量的增加，因此能够保持淤塞的润滑剂表面的水平较低，使得润滑剂表面不会到达外座圈件，或者即使润滑剂表面到达外座圈件，外座圈件也不会被很深地浸透在润滑剂中。这样，能够防止通过旋转的外座圈件使得润滑剂表面被搅动而引起的润滑剂起泡和产生泥渣。
[0010]根据本发明的第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述润滑剂回流孔设置为多个，且所述润滑剂回流孔环绕所述内齿圈的旋转轴线而形成，这样，在所述内齿圈的任何旋转相位，所述润滑剂回流孔其中之一的至少一部分处于与所述外座圈件的外周的下侧相切的水平线以下。
[0011]如上所述，通过设置润滑剂回流孔的位置，能够调节启动内燃机后淤塞在密封件上方的润滑剂的表面的水平。因此，能够以简单的方式不断地将在内燃机操作期间淤塞的润滑剂的量调节到合适的量，因此能够有效地防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0012]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述润滑剂回流孔设置为多个，且所述润滑剂回流孔环绕所述内齿圈的旋转轴线而形成，这样，在所述内齿圈的任何旋转相位，所述润滑剂回流孔其中之一的至少一部分处于与所述单向离合器的外座圈的外周的下侧相切的水平线以下。
[0013]认为所述润滑剂表面尤其是被位于单向离合器的外座圈的径向内侧的结构元件强烈地搅动。因此，如上所述，通过设置润滑剂回流孔的位置，能够调节在启动内燃机后淤塞在密封件上方的润滑剂的表面，因此能够有效地防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0014]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述外座圈件的最外周部分形成所述单向离合器的外座圈，每个所述润滑剂回流孔的内周端径向接近所述单向离合器的所述外座圈。
[0015]如上所述，通过设置每个润滑剂回流孔的内周端接近单向离合器的外座圈，能够使每个润滑剂回流孔的径向尺寸足够大以便快速排出已供给到密封件上方的彼此面对的内齿圈和外座圈件之间的润滑剂。因此，能够抑制淤塞在密封件的上方的润滑剂的量的增加。
[0016]此外，因为每个润滑剂回流孔的内周端位于接近外座圈，所以通向润滑剂回流孔的润滑剂通道的截面面积相对较小。因此，不会有大量润滑剂快速地从单向离合器侧流到密封件侧。因此，能够确保单向离合器所需的润滑剂的量，并且能够减少淤塞在密封件上方的润滑剂的量，以防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0017]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：设定每个所述润滑剂回流孔的位置、所述润滑剂回流孔的数量和每个所述润滑剂回流孔的形状中的至少一个，使得当所述内燃机以稳定的方式运行时，润滑剂的表面的水平处于与所述外座圈件的所述外周的下侧相切的水平线基本对准的水平以下。
[0018]如上所述，通过调节润滑剂的表面的水平处于与水平线基本对准的水平以下，能够有效地防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0019]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述密封件与所述单向离合器的外座圈外周从所述外座圈的径向外侧以滑动方式接触，以及设定每个所述润滑剂回流孔的位置、所述润滑剂回流孔的数量和每个所述润滑剂回流孔的形状中的至少一个，使得至少当所述内燃机以稳定的方式运行时，润滑剂的表面的水平基本对准与所述外座圈和所述密封件之间的滑动接触部分的下侧相切的水平线。
[0020]因为润滑剂表面的水平基本对准与外座圈和密封件之间的滑动接触部分的下侧相切的水平线，所以在防止由润滑剂表面的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣的同时，能够将足量的润滑剂供给到位于外座圈和密封件之间的滑动接触部分，因此充分地润滑和冷却密封件。
[0021]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述润滑剂回流孔设置为多个，且所述润滑剂回流孔被形成为使得任何两个所述润滑剂回流孔分别都不在围绕所述内齿圈的中心互相呈点对称的相位位置上。
[0022]当设置多个润滑剂回流孔时，通过设置润滑剂回流孔使得任何两个润滑剂回流孔分别都不在围绕内齿圈的中心互相呈点对称的相位位置上，能够获得内齿圈的整个部分的期望抗弯强度，这样能够防止内齿圈的变形和提高通过密封件来油封的可靠性。
[0023]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述内齿圈具有位于设置所述密封件的部分的径向外侧上的轮辐部，并且在所述轮辐部中，轮辐和开口交替地设置在所述内齿圈的外周方向上，所述润滑剂回流孔的所述相位位置被设置为不与所述开口的半径尺寸为最大处的相位位置重叠。
[0024]例如，当为了减少重量和增加组装容易度而在内齿圈的设置有密封件的部分的径向外侧上设置轮辐部时，润滑剂回流孔的相位位置被设置为不与轮辐之间的开口的半径尺寸为最大处的相位位置重叠。这样，能够获得内齿圈的整个部分的期望抗弯强度，这能够防止内齿圈的变形和提高通过密封件来油封的可靠性。
[0025]根据本发明第一方案的润滑结构可以为如下结构：所述单向离合器的上游的润滑剂通道的截面面积A1、所述单向离合器的下游的润滑剂通道的截面面积A2和所述润滑剂回流孔中的润滑剂通道的截面面积A3被设置为在所述内齿圈的任何旋转相位A1≤A2≤A3都为真。
[0026]通过这种设置，在内燃机的宽操作范围内，在分别具有截面面积A1、A2和A3的润滑剂通道处的流量V1、V2和V3之间的关系是V1≤V2≤V3。结果，能够向单向离合器供给适当量的润滑剂，因此，润滑剂不会过量地淤塞在设置单向离合器的空间内。因此，能够防止在该空间内由润滑剂表面的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣。此外，在上述结构中，抑制供给到在内齿圈和外座圈件之间的润滑剂的量，这也能防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0027]本发明的第二方案涉及一种用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构，所述启动旋转力传动机构具有：外座圈件，其与所述内燃机的旋转动力输出轴结合；内齿圈，旋转驱动力从启动电动机传输到所述内齿圈，且所述内齿圈的一部分从所述内燃机侧面向所述外座圈件；单向离合器，其设置在所述内齿圈的面向所述外座圈件的部分越过的位置处，并且所述单向离合器在一个旋转方向将所述启动电动机的旋转力从所述内齿圈传输到所述外座圈件，在另一个旋转方向中断所述启动电动机的旋转力从所述内齿圈到所述外座圈件的传输；以及密封件，其油封所述内齿圈与所述外座圈件之间的间隙，使得所述单向离合器处于所述内燃机侧的油封区域中。在该润滑结构中，润滑剂回流孔形成在所述内齿圈的设置有所述单向离合器的部分和所述内齿圈的设置有所述密封件的部分之间的内齿圈的部分上，所述润滑剂回流孔从一侧到另一侧穿过所述内齿圈，在所述内燃机的油底壳(oil pan)侧设置一壁，在所述壁上形成有润滑剂出口孔，已从所述润滑剂回流孔回流的润滑剂通过所述润滑剂出口孔落入所述油底壳的润滑剂贮藏侧。所述润滑剂出口孔被定形和定位为使得当所述内燃机以稳定的方式运行时，淤塞在所述内齿圈和所述外座圈件之间的润滑剂的表面的水平不超过与所述外座圈件的所述外周的所述下侧相切的水平线。
[0028]在设置具有润滑剂出口孔的壁以防止润滑剂从油底壳回流的情况下，如上所述，通过定位和定形润滑剂出口孔，能够在防止润滑剂从油底壳回流的同时，适当地控制淤塞在内齿圈和外座圈件之间的润滑剂的表面的水平。因此，能够防止润滑剂表面被外座圈件搅动，这防止了润滑剂起泡和产生泥渣。
附图说明
[0029]通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的上述以及进一步的目的、特征和优点将变得清楚，在附图中相同标记代表相同部件，其中：
图1是示出根据第一示例性实施例的用于车辆用内燃机的启动旋转力传动机构的纵向剖视图；
图2是沿图1中线II-II截取的剖视图；
图3A到图3C是示出在第一示例性实施例的启动旋转力传动机构中使用的内齿圈的结构的视图；
图4A到图4C是示出在第一示例性实施例的启动旋转力传动机构中使用的内齿圈的结构的视图；
图5A到图5E是示出第一示例性实施例的启动旋转力传动机构中使用的外座圈件的结构的视图；
图6是示出在第一示例性实施例的启动旋转力传动机构中润滑剂如何流动的纵向剖视图；
图7是示出在第一示例性实施例的启动旋转力传动机构中内齿圈停在不同旋转相位的状态的视图；
图8是示出在第一示例性实施例的启动旋转力传动机构中内齿圈停在不同旋转相位的状态的视图；
图9是示出在第三示例性实施例的启动旋转力传动机构中润滑剂如何流动的纵向剖视图。
具体实施方式
[0030]图1是示出第一示例性实施例的启动旋转力传动机构的纵向剖视图，其中该启动旋转力传动机构设置在用于车辆的内燃机的曲轴2的后端2a附近。曲轴2的后端2a是曲轴2的一端，内燃机的旋转驱动力所述所述端一侧输出到离合器或者变矩器。从图1的左侧看即从内燃机的前侧看时，图2是沿图1中垂直面II-II截取的曲轴2的剖视图。
[0031]轴颈轴承由气缸体4和梯形梁6形成。曲轴2由气缸体4经由轴颈2b可旋转地支撑。因此，曲轴2被设置为曲轴2的后端2a从气缸体4的下后部突出。内齿圈12设置在形成于曲轴2的后端2a处的大直径部8的外周表面上，内齿圈12和大直径部8之间设置有在本示例性实施例中为球轴承10的滚动轴承。外座圈件14和飞轮(或驱动板)16用螺栓18固定在曲轴2的大直径部8的后表面上。因此，外座圈件14和飞轮16与曲轴2一起转动。
[0032]如图3A到图3C和图4A到图4C所示，内齿圈12是一圆形盘，该圆形盘具有位于其中心的大开口和沿整个外周直角径向弯曲的弯曲部12a。图3A是示出内齿圈12的前侧的立体图，图3B是内齿圈12的正视图，图3C是内齿圈12的右视图，图4A是示出内齿圈12的后侧的立体图，图4B是内齿圈12的后视图，以及图4C是内齿圈12的左视图。
[0033]用于单向离合器20的内座圈22在内齿圈12的内周边缘处形成为类似凸缘。齿轮部12b在内齿圈12的外周处形成为类似环。内齿圈12经由上述球轴承10设置在曲轴2的大直径部8的外周，以便位于单向离合器20的相对侧，即比单向离合器20更靠近中心侧(即轴线C侧)。球轴承10以压入配合连接到曲轴2的大直径部8的外周上，而内座圈22安装在球轴承10的外周。这样，当单向离合器20处于松开状态时，由于球轴承10，内齿圈12能独立于曲轴2的转动而自由转动。
[0034]参考图2，内齿圈12的齿轮部12b始终与小齿轮28啮合，小齿轮28设置在比曲轴2低的位置处并由启动电动机26旋转。也就是说，当启动内燃机时，内齿圈12被经由小齿轮28传输的启动电动机26的旋转力旋转。
[0035]看起来像一个平环的润滑剂回流孔12d形成在内座圈22和弯曲部12a之间的中间部12C上，以便以相同的相位间隔呈环形位于轴线C的周围。每个润滑剂回流孔12d从一侧到另一侧穿过中间部12c。应注意的是，如本发明所叙述的，可将中间部12c看作是“设置单向离合器的内齿圈的部分与设置密封件的内齿圈的部分之间的内齿圈的部分”。在此示意性实施例中，润滑剂回流孔12d的数量为7个，并且所有润滑剂回流孔12d形成为相同的形状。如图3B所示，润滑剂回流孔12d被定形和定位为使得任一润滑剂回流孔12d都不位于中间部12c的如下区域中：该区域与另一润滑剂回流孔12d所在的相位区域α关于轴线C点对称。
[0036]7个开口12f形成在内齿圈12的外周部12e上，外周部12e连接弯曲部12a和齿轮部12b。任意两个相邻的开口12f之间形成轮辐12g。具有由开口12f和轮辐12g构成的轮辐部，使得内齿圈12在重量上变轻了。如图3B所示，开口12f和润滑剂回流孔12d的相对相位位置为每个润滑剂回流孔12d和每个轮辐12g彼此呈一直线位于内齿圈12的径向上，且每个润滑剂回流孔12d的宽度小于每个轮辐12g的径向内端的宽度。因此，每个润滑剂回流孔12d的相位位置和每个开口12f的最大宽度区M的相位位置彼此不重叠，跨越所述最大宽度区M，开口12f在内齿圈12的径向上的尺寸D为最大。
[0037]参照图5A到图5E，外座圈件14为一圆形盘，该圆形盘具有形成在其中心的开口14a和形成在最外周以便从最外周垂直突出的用于单向离合器20的外座圈30。作为通孔的多个螺栓孔14b围绕在开口14a形成圆形，当将外座圈件14栓接到曲轴2的大直径部8时螺栓插入所述通孔中。在本示例性实施例中，螺栓孔14b的数量是8个。图5A是外座圈件14的正视图，图5B是外座圈件14的后视图，图5C是外座圈件14的右视图，图5D是示出外座圈件14的前侧的立体图，图5E是示出外座圈件14的后侧的立体图。
[0038]也就是说，如上所述，外座圈件14连接到曲轴2的大直径部8的一侧，如图1所示，外座圈件14相对内齿圈12设置，使得外座圈30径向面对内齿圈12的内座圈22。在组装时，当将外座圈30放在适当位置时或之前，将具有楔块式单向离合器(sprag)20a的保持架20b放在内齿圈12的内座圈22上，使得楔块式单向离合器20a夹在内座圈22和外座圈30之间。这就是单向离合器20如何组装的。
[0039]如上所述的结构中，当内齿圈12在一个方向旋转将转矩从启动电动机26传输到外座圈件14时(图2的箭头所示的顺时针方向)，单向离合器20与外座圈件14及内齿圈12相接合，因此通过启动电动机26使曲轴2旋转。然后，在内燃机开始自运行后，当与曲轴2一起旋转的外座圈件14的转速超过由启动电动机26旋转的内齿圈12的转速时，内齿圈12相对于外座圈件14的旋转变为反向旋转。因此，单向离合器20松开。这样，虽然小齿轮28和内齿圈12始终相互啮合，但是在启动内燃机后可关闭启动电动机26。
[0040]为了润滑球轴承10和单向离合器20，如图1中的箭头所示，通过气缸体4中的润滑通道4a供给润滑剂Oj，然后润滑剂Oj被朝向球轴承10注入。同样，经由气缸体4和曲轴2中的润滑通道将润滑剂Or供给到曲轴2的轴颈2b的滑动面。部分润滑剂Or流向球轴承10侧。已经流向球轴承10的润滑剂Oj、Or随后流经球轴承10的内部并流入单向离合器20。
[0041]作为环形密封件的第一油封件32和第二油封件34被设置以防止润滑剂Oj、Or泄露到外部。第一油封件32介于外座圈件14的外座圈30和内齿圈12的弯曲部12a之间。通过将第一油封件32安装在弯曲部12a的内周侧将第一油封件32固定到内齿圈12，使得形成于第一油封件32的内周处的密封缘32a与作为外座圈30的外周面的密封滑动面30a滑动接触，从而形成滑动接触部。通过这样设置，第一油封件32在外座圈件14和内齿圈12之间进行油封。
[0042]第二油封件34设置在弯曲部12a的与设置第一油封件32相对的一侧(即第一油封件32的径向外侧)。通过将第二油封件34的位于曲轴2上方的部分主要安装在气缸体4的弓形密封装配部4b的内周侧，以及将第二油封件34的位于曲轴2下方的部分主要安装在位于油底壳36的后端的弓形密封装配部36a的内周侧，将第二油密封件34固定在图中所示位置，使得形成于第二油封件34的内周的密封缘32a与弯曲部12a的外周面滑动接触。通过这样设置，第二油封件34在内齿圈12和内燃机(即气缸体4和油底壳36)之间进行油封。
[0043]如上所述，当启动内燃机时，启动电动机26旋转内齿圈12，然后在内燃机开始自运行后，由于在单向离合器20处的滑动使得内齿圈12停止转动。当内燃机运行时，如上所述润滑剂Oj、Or流经球轴承10的内部并到达旋转的外座圈件14。然后，如图6中的箭头F1所示，润滑剂Oj、Or进一步继续流经球轴承10的外座圈10a和外座圈件14之间的间隙及内座圈22和外座圈件14之间的间隙，然后润滑剂Oj、Or流入设置单向离合器20的空间21，润滑单向离合器20。
[0044]在润滑单向离合器20后，如图6中的箭头F2所示，润滑剂Oj、Or继续流经外座圈30和内齿圈12的中间部12c之间的间隙，然后流入位于弯曲部12a上方并在其中设置第一油封件32的空间12h。空间12f由固定在弯曲部12a上的第一油封件32被与外部油封。当内齿圈12不转动时，润滑剂淤塞在内齿圈12的弯曲部12a上方的空间12h中的如图2和图6中水平虚线所示的淤塞区OS中。
[0045]但是，如上所述，在形成淤塞区OS的壁的内齿圈12的中间部12c中，形成有润滑剂回流孔12d以便从中间部12c的一侧穿过到另一侧。因此，在内齿圈12停在图2所示的旋转相位位置的状态下，润滑剂回流孔12d其中之一位于最低位置，如图6中的箭头F3所示，空间12f中的润滑剂通过所述润滑剂回流孔12d回流到油底壳36侧。当内燃机以稳定的方式运行时，由于润滑剂回流孔12d处于最低位置，所以淤塞区OS中的润滑剂表面Of的水平保持在基本上始终稍微低于外座圈30的密封滑动面30a的最低位置水平RL的水平(即，与外座圈件14的外周的下侧相切的水平线)。
[0046]图7和图8分别示出了内齿圈12停在不同旋转相位位置的例子。从图2、图7和图8可看出，润滑剂回流孔12d的位置、数量和形状被确定为：在内齿圈12的任何旋转相位，润滑剂回流孔12d其中之一的至少一部分处于最低位置水平RL以下。
[0047]在图7所示的例子中，如图2所示的例子一样，在淤塞区OS中的润滑剂表面Of的水平取决于处于最低位置的单个润滑剂回流孔12d的状态。但是，因为润滑剂回流到油底壳36侧所经过的所述润滑剂回流孔12d的位置稍微高于图2所示的例子的最低润滑剂回流孔12d的位置，，因此，当内燃机以稳定的方式运行时，润滑剂表面Of基本上保持始终处于稍高于图2所示的例子中的润滑剂表面Of基本上始终保持的位置的位置。应注意的是，在图7所示的例子中，润滑剂表面处于与最低位置水平RL相同的水平。
[0048]在图8所示的例子中，两个润滑剂回流孔12d位于最低位置，因此在淤塞区OS中的润滑剂表面Of取决于这两个润滑剂回流孔12d的状态。因为两个润滑剂回流孔12d中的每一个都位于稍微高于图7所示的例子中的最低润滑剂回流孔12d的位置，所以当内燃机以稳定的方式运行时，润滑剂表面Of基本上保持始终位于稍微高于在图7所示的例子中的润滑剂表面Of基本上保持的位置的位置。
[0049]如上所述，当内燃机以稳定的方式运行时，位于最低位置水平RL下方的润滑剂回流孔12d的部分的面积被确定为使得润滑剂表面Of的水平基本上与最低位置水平RL匹配。这样，当内燃机运行时，尤其是当内燃机以稳定的方式运行时，外座圈30的任何部分都不会很深地浸透在润滑剂中。也就是说，润滑剂不会被相对于外座圈30在径向内侧旋转的部件或部分严重地搅动。同时，第一油封件32的密封缘32a和外座圈30的密封滑动面30a之间的滑动接触部位于如下位置：即使在润滑剂表面Of的水平处于与图2所示的一样低的状态下，随着润滑剂表面Of的波动，润滑剂与滑动接触部发生接触。
[0050]在图2所示的例子中，当润滑剂表面Of的水平稍微下降时，即使当润滑剂表面Of波动时，润滑剂也不会与滑动接触部发生接触。但是，因为如图2所示每个润滑剂回流孔12d的内周端12i靠近外座圈30，所以如图6的箭头F2所示，润滑剂流经外座圈30和内齿圈12的中间部12c之间的窄间隙，然后润滑剂从该窄间隙溅入空间12h。因为润滑剂溅入的点位于相同水平，因此非常接近滑动接触部，所以润滑剂以小滴的形式到达滑动接触部。
[0051]如上所述确定用于调节润滑剂表面Of的水平的润滑剂回流孔12d的位置、数量和形状，使得当内燃机以稳定的方式运行时在由图6中箭头F2所示的润滑剂通道处的流量V2等于当空间12h中的润滑剂表面Of基本上处于密封滑动面30a的最低位置水平RL时在由图6中箭头F3所示的润滑剂通道处的流量V3。具体来说，例如，基于由箭头F2、F3所示的润滑剂通道的截面面积、在内燃机稳定运行期间外座圈件14的转速以及润滑剂的流动特性等来执行流体动力学的理论计算。然后，基于考虑了理论计算的结果的采样的实际测量，确定每个润滑剂回流孔12d的位置、润滑剂回流孔12d的数量和每个润滑剂回流孔12d的形状中的至少一个。可选地，可基于从开始的实际的测量进行这种确定。此外，还可以设定箭头F2所示的间隙的尺寸。
[0052]同时，如上所述，通过润滑剂回流孔回流润滑剂的能力根据内齿圈12停止的旋转相位而变化。因此，例如，每个润滑剂回流孔12d可被形成为当内齿圈12停在典型的旋转相位时，例如如图7所示的旋转相位时，获得润滑剂回流孔12d中的润滑剂通道的截面面积。可选地，在润滑剂回流孔12d中的润滑剂通道的截面面积为最小的状态下，如当内齿圈12位于图8所示的旋转相位时，每个润滑剂回流孔12d可以被形成为润滑剂表面Of基本上对准最低位置水平RL截面面积。
[0053]根据上述第一示例性实施例能够获得以下有益效果。
(1)因为润滑剂回流孔12d设置在内齿圈12的中间部12c内，所以即使在内燃机的启动完成后当内齿圈12响应启动电动机26的关闭已经停止旋转时，淤塞在第一油封件32的上方的润滑剂能够很容易地经由润滑剂回流孔12d回流到内燃机侧，即油底壳36侧。
[0054]这样，保持在内齿圈12和外座圈件14之间的润滑剂的润滑剂表面Of的水平不会上升。因此，当内燃机运行时润滑剂表面Of不会到达旋转的外座圈30和单向离合器20，并且即使润滑剂表面Of到达外座圈30和单向离合器20，单向离合器20和外座圈30也不会很深地浸透在润滑剂中。这样，能够防止由润滑剂表面Of的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣。
[0055](2)在内齿圈12的任何旋转相位，润滑剂回流孔12d其中之一的至少一部分处于对应于外座圈件14的外周的下侧(即密封滑动面30a)的最低位置水平RL。因此，在内燃机启动后，处于第一油封件32的上方的润滑剂表面Of通过润滑剂回流孔12d被适当地调节。因而，能够防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0056]此外，因为设定润滑剂回流孔12d使得润滑剂表面Of的水平基本上对准最低位置水平RL，所以能够有效地减少淤塞在第一油封件32的上方的润滑剂的量。因而，能够防止由润滑剂表面Of的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣，并且能够有效地冷却及润滑外座圈30和第一油封件32之间的部分。
[0057](3)每个润滑剂回流孔12d的内周端12i径向位于外座圈30附近。因此，能够使每个润滑剂回流孔12d的径向尺寸足够大以快速排出已供给到空间21的润滑剂，空间21中设置有单向离合器20并位于第一油封件32上方。这样，能够抑制淤塞在第一油封件32上方的润滑剂的量的增加。
[0058]此外，因为内齿圈12和外座圈件14之间的间隙在内齿圈12的内周端12i处较窄，所以不会有大量的润滑剂快速地从设置有单向离合器20的空间21流出。因此，能够确保单向离合器20所需的润滑剂的量，并且减少淤塞在第一油封件32上方的润滑剂的量。因此，能够防止由润滑剂表面Of的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣。
[0059](4)润滑剂回流孔12d被设置为使得任何润滑剂回流孔12d不在与其它润滑剂回流孔12d围绕内齿圈12的中心(轴线C)呈点对称的位置上。以这种设置，能够获得内齿圈12的整个部分的必要抗弯强度而无需例如通过增加内齿圈12的厚度来增加内齿圈12的刚性，并且因此能够使内齿圈12在重量上变轻。
[0060](5)如上所述，为了减少重量和提高组装的容易度，在第一油封件32的径向外侧设置轮辐部，并且每个润滑剂回流孔12d的相位位置被设定为不与开口12f的半径尺寸为最大处(最大宽度区M)的相位位置重叠。根据该结构，能够获得内齿圈12的整个部分的期望的抗弯强度，这能够防止内齿圈12的变形并因此提高通过第一油封件32和第二油封件34油封的可靠性。这样，能够使内齿圈12的刚性足够大以防止当内燃机以稳定的方式运行时的低频率共振。
[0061]在第二示意性实施例中，由图6中的箭头F1所示的位于单向离合器20的上游的润滑剂通道的截面面积A1与由图6中的箭头F2所示的位于单向离合器20的下游的润滑剂通道的截面面积A2之间的关系是A1≤A2。因此，在内燃机的宽操作范围内，箭头F1所示的润滑剂通道处的流量V1和箭头F2所示的润滑剂通道处的流量V2之间的关系能够保持为V1≤V2。
[0062]此外，在内齿圈12的任意旋转相位处，单向离合器20下游的润滑剂通道的截面面积A2与图6中的箭头F3所示的润滑剂回流孔12d中的润滑剂通道的截面面积A3之间的关系是A2≤A3。因此，在内燃机的宽操作范围内，箭头F2所示的润滑剂通道处的流量V2和箭头F3所示的润滑剂通道处的流量V3之间的关系能够保持为V2≤V3。
[0063]也就是说，在各间隙和润滑剂回流孔12d中的润滑剂通道的截面面积之间的关系被设定为A1≤A2≤A3，使得在内燃机的宽操作范围内流量V1、V2、V3之间的关系能够保持为V1≤V2≤V3。
[0064]第二示例性实施例中的其它结构与第一示例性实施例中的其它结构相同。根据上述第二示例性实施例，能够获得以下有益效果：
(1)因为在内燃机的宽操作范围内流量V1、V2、V3之间的关系能够保持为V1≤V2≤V3，所以能够向单向离合器20供给适量的润滑剂，因此润滑剂不会淤塞在空间21内。因而，能够防止由空间21内的润滑剂表面的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣。
[0065]此外，在上述结构中，润滑剂不会淤塞在第一油封件32上方的空间12h中，因此能够防止由空间12h内的润滑剂表面的搅动引起的润滑剂起泡和产生泥渣。应注意的是，如第一示例性实施例中提到的，如图6的箭头F2所示，润滑剂从外座圈30和内齿圈12的中间部12c之间的窄间隙溅入空间12h。因而，润滑剂以小滴的形式到达第一油封件32的密封缘32a和外座圈30的密封滑动面30a之间的滑动接触部，使得滑动接触部被润滑及冷却。
[0066]在第三示例性实施例中，如图9所示，内齿圈112的每个润滑剂回流孔112d的截面面积如此大，以致于润滑剂回流孔112d不用于调节第一油封件132上方的空间122h中的润滑剂表面Of的水平。相反，润滑剂表面Of的水平的调节是通过形成在油底壳136的壁136b中以便面向润滑剂回流孔112d的润滑剂出口孔136c的位置(即截面面积A1)和形状(即高度H)来实现的。
[0067]更具体地，润滑剂出口孔136c被定位和定形为：当内燃机以稳定的方式运行时，在润滑剂表面Of的水平低于外座圈130的密封滑动面130a的状态下，图9中箭头F14所示的润滑剂通道处的流量V14等于图9中箭头F15所示的润滑剂通道处的流量V15。也就是说，润滑剂出口孔136c被定位和定形为：当内燃机以稳定的方式运行时，淤塞在内齿圈112和外座圈件114之间的润滑剂的润滑剂表面Of的水平不会超过与外座圈130的密封滑动面130a的下端相切的水平线。应注意的是，图9示出的状态中润滑剂表面Of和该水平线为相同的水平。同样，应注意的是，箭头F14所示的润滑剂通道处的流量V14等于箭头F12(或F11)所示的润滑剂通道处的流量V12与箭头F13所示的润滑剂通道处的流量V13的总和。
[0068]例如，设定润滑剂出口孔136c的截面面积A15和从润滑剂出口孔136c到密封滑动面130a的高度H，使得流量V14、截面面积A15、高度H以及润滑剂的流量系数Cf之间的关系满足以下公式(1)：
[ 0069 ] V 14 ≤ Cf · A 15 ( 2 gH ) . . . ( 1 )
此处，
Figure A200780009220D00252
是表示圆括号内的值的平方根的算式，g表示重力加速度。公式(1)的右侧表示单位时间内经由润滑剂出口孔136c排放的润滑剂的量，即流量V15。
[0070]第三示例性实施例中的其它结构与第一示例性实施例中的其它结构相同。根据上述第三示例性实施例，能够获得以下有益效果：
(1)通过使用润滑剂出口孔136代替润滑剂回流孔112d，在防止润滑剂从油底壳136侧回流的同时，能够控制淤塞在内齿圈112和外座圈件114之间的润滑剂的润滑剂表面Of的水平。因此，能够防止润滑剂表面Of被外座圈件114搅动，因此能够防止润滑剂起泡和产生泥渣。
[0071]此外，在第三示例性实施例的结构中，即使当将润滑剂表面Of的水平设定为低于上述水平线，因为如图9的箭头F12所示，润滑剂从外座圈130和内齿圈112的中间部112c之间的窄间隙溅入，所以润滑剂以小滴的形式到达第一油封件132的密封缘132a和外座圈130的密封滑动面130a之间的滑动接触部，使得该滑动接触部被润滑及冷却。
[0072]本发明并不限于上述实施例，而是可以被改进为下列可选实施例。
虽然在上述每个示例性实施例中，润滑剂回流孔以相同的相位间隔设置，但是润滑剂回流孔可以不以相同的相位间隔设置。也就是说，即使润滑剂回流孔不以相同的相位间隔设置，通过设置各润滑剂回流孔的位置使得任何润滑剂回流孔都不在与另一润滑剂回流孔围绕内齿圈的中心呈点对称的位置上，也能够获得第一示例性实施例中所述的有益效果(4)。也就是说，在内齿圈的中间部内以相同的相位间隔形成奇数个润滑剂回流孔，这提供了一种润滑剂回流孔的设置，其中任何润滑剂回流孔不在与另一润滑剂回流孔围绕内齿圈的中心呈点对称的位置上。通过以不均匀的间隔形成偶数个润滑剂回流孔，使得任何润滑剂回流孔不在与另一润滑剂回流孔围绕内齿圈的中心呈点对称的位置上，也能够获得润滑剂回流孔的这种设置。
[0073]相同的设置应用于润滑剂回流孔和形成于轮辐部的开口之间的关系。也就是说，即使当润滑剂回流孔以不均匀的间隔设置时，通过设置润滑剂回流孔的位置和轮辐部的开口的位置，使得每个润滑剂回流孔的相位位置不与轮辐部的每个开口的半径尺寸为最大处的部分的相位位置重叠，也能够获得第一示例性实施例中的上述有益效果(5)。
[0074]虽然在第一示例性实施例中，润滑剂表面Of的水平基本上对准与密封滑动面的下侧相切的水平线(即最低位置水平RL)，但是如果不通过润滑剂表面Of直接执行第一油封件的润滑及冷却，则可以将润滑剂表面Of的水平设定为在最低位置水平RL以下。
[0075]例如，在以下结构中，可以将润滑剂表面Of的水平设定为最低位置水平RL以下，在该结构中，如第二和第三示例性实施例所述，润滑剂从外座圈和内齿圈的中间部的窄间隙处(即箭头F2所示的间隙，箭头F12所示的间隙)溅入，使得润滑剂以小滴的形式到达第一油封件的密封缘和外座圈的密封滑动面。
[0076]虽然在上述每个示例性实施例中外座圈件的外周都为单向离合器的外座圈，但是如果有任何从外座圈件的外周向外突出的部件或部分，则可以通过使用与突出的部件或部分相切的水平线作为最低位置水平RL来设计每个示例性实施例中的结构。然而，如果位于外座圈的径向内侧的外座圈件的结构元件是搅动润滑剂表面Of的主要原因，则可以像上述每个示例性实施例中一样，可以相对于外座圈的外周面来设定淤塞区OS。
[0077]在每个示例性实施例中，外座圈件除了作为一个独立的部件外，还可设置为飞轮(或驱动盘)的一部分。也就是说，可以通过将飞轮(或驱动盘)的一部分形成为外座圈使得飞轮(或驱动盘)和外座圈件设置为单一部件。在这种情况下，飞轮(或驱动盘)对应外座圈件。
[0078]虽然结合示例性实施例描述了本发明，但应理解的是，本发明并不限于所述示例性实施例或结构。相反，本发明意在覆盖各种改进和同等设置。此外，虽然以不同的结合和结构示出了示例性实施例的各种元件，但这是示例性的，包括更多、更少或仅有单一元件的其它结合和结构也在本发明的精神和范围内。

Claims (11)

1、一种用于内燃机的启动旋转力传动机构的润滑结构，所述启动旋转力传动机构具有外座圈件，其与所述内燃机的旋转动力输出轴结合；内齿圈，旋转驱动力从启动电动机传输到所述内齿圈，且所述内齿圈的一部分从所述内燃机侧面向所述外座圈件；单向离合器，其设置在所述内齿圈的面向所述外座圈件的部分越过的位置处，并且所述单向离合器在一个旋转方向将所述启动电动机的旋转力从所述内齿圈传输到所述外座圈件，而在另一个旋转方向中断所述启动电动机的旋转力从所述内齿圈到所述外座圈件的传输，所述润滑结构的特征在于：
密封件，其被设置为油封所述内齿圈与所述外座圈件之间的间隙，使得所述单向离合器处于所述内燃机侧的油封区域中；及
润滑剂回流孔，其形成在所述内齿圈的设置有所述单向离合器的部分和所述内齿圈的设置有所述密封件的部分之间的内齿圈的部分上，所述润滑剂回流孔从一侧到另一侧穿过所述内齿圈。
2、根据权利要求1所述的润滑结构，其中
所述润滑剂回流孔设置为多个，且所述润滑剂回流孔环绕所述内齿圈的旋转轴线而形成，这样，在所述内齿圈的任何旋转相位，所述润滑剂回流孔其中之一的至少一部分处于与所述外座圈件的外周的下侧相切的水平线以下。
3、根据权利要求1所述的润滑结构，其中
所述润滑剂回流孔设置为多个，且所述润滑剂回流孔环绕所述内齿圈的旋转轴线而形成，这样，在所述内齿圈的任何旋转相位，所述润滑剂回流孔其中之一的至少一部分处于与所述单向离合器的外座圈的外周的下侧相切的水平线以下。
4、根据权利要求2或3所述的润滑结构，其中
所述外座圈件的最外周部分形成所述单向离合器的外座圈，及
每个所述润滑剂回流孔的内周端径向接近所述单向离合器的所述外座圈。
5、根据权利要求2至4中的任一项所述的润滑结构，其中
设定每个所述润滑剂回流孔的位置、所述润滑剂回流孔的数量和每个所述润滑剂回流孔的形状中的至少一个，使得当所述内燃机以稳定的方式运行时，润滑剂的表面的水平处于与所述外座圈件的所述外周的下侧相切的水平线基本对准的水平以下。
6、根据权利要求2至4中的任一项所述的润滑结构，其中
所述密封件与所述单向离合器的外座圈的外周从所述外座圈的径向外侧以滑动方式接触，所述外座圈形成在所述外座圈件上，及
设定每个所述润滑剂回流孔的位置、所述润滑剂回流孔的数量和每个所述润滑剂回流孔的形状中的至少一个，使得当所述内燃机以稳定的方式运行时，润滑剂的表面的水平基本对准与所述外座圈和所述密封件之间的滑动接触部分的下侧相切的水平线。
7、根据权利要求1至6中的任一项所述的润滑结构，其中
所述润滑剂回流孔设置为多个，且所述润滑剂回流孔被形成为使得任何两个所述润滑剂回流孔分别都不在围绕所述内齿圈的中心互相呈点对称的相位位置上。
8、根据权利要求1至7中的任一项所述的润滑结构，其中
所述内齿圈具有设置在所述密封件的径向外侧上的轮辐部，并且在所述轮辐部中，轮辐和开口交替地设置在所述内齿圈的外周方向上，及
所述润滑剂回流孔的所述相位位置被设置为不与所述开口的半径尺寸为最大处的相位位置重叠。
9、根据权利要求1至8中的任一项所述的润滑结构，其中
所述单向离合器的上游的润滑剂通道的截面面积A1、所述单向离合器的下游的润滑剂通道的截面面积A2和所述润滑剂回流孔中的润滑剂通道的截面面积A3被设置为在所述内齿圈的任何旋转相位A1≤A2≤A3都为真。
10、根据权利要求1至8中的任一项所述的润滑结构，进一步包括设置在所述内燃机的油底壳侧的壁，所述壁具有形成在其中的润滑剂出口孔，其中已从所述润滑剂回流孔回流的润滑剂通过所述润滑剂出口孔落入到所述油底壳的润滑剂贮藏侧，其中
所述润滑剂出口孔被定形和定位为使得当所述内燃机以稳定的方式运行时，淤塞在所述内齿圈和所述外座圈件之间的润滑剂的表面的水平不超过与所述外座圈件的所述外周的所述下侧相切的水平线。
11、根据权利要求10所述的润滑结构，其中
V 14 ≤ Cf · A 1 5 ( 2 gH ) 为真，此处，V14是流向所述润滑剂出口孔的润滑剂的流量，A15是所述润滑剂出口孔中的润滑剂通道的截面面积，H是从所述润滑剂出口孔到所述密封件的密封滑动面的高度，在所述密封滑动面处所述密封件可滑动地接触所述外座圈件，g是重力加速度，cf是润滑剂的流量系数。
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