CN101657612B

CN101657612B - 皮托管发动机曲轴油泵

Info

Publication number: CN101657612B
Application number: CN2008800080244A
Authority: CN
Inventors: 阿莱科·D·索蒂里亚德斯
Original assignee: Kohler Co
Current assignee: Kohler Co
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: CN101657612A; MX2009009663A; WO2008112067A3; US7441529B2; US20080223331A1; WO2008112067A2; EP2134936A2; EP2134936B1

Abstract

油泵包括端部开放的导管，导管从连杆轴颈延伸到曲轴箱中的油的表面下方。导管弯曲并定向成使得开放端与曲轴旋转半径相切且面向旋转方向。曲轴和连杆轴颈中的通道提供在导管的上端与至少一个支撑表面之间的流动路径。

Description

皮托管发动机曲轴油泵

技术领域

本发明涉及一种低成本、简单且易于制造的曲轴驱动油泵。

背景技术

内燃机的曲轴和连杆具有各种需要润滑的支撑表面。通过使油在曲轴箱中充分移动来润滑这样的支撑表面。通常使用油泵将油输送通过流动通道而使油移动。然而，为了实用的目的，油泵设计应该尽可能简单，从而使成本和维护费用最小化。

特别是，对用于如割草机及其他庭院设施之类应用的小型通用发动机而言，设计复杂的油泵将令人不满地增加发动机设计的复杂度、制造成本及必要维护费用。因此，提供一种简单、易于制造且具有最少活动部件的油泵是这种小型通用发动机市场的期望目标。本发明的一个目的就是提供这样的油泵。

发明内容

在一个实施例中，本发明是一种油泵，油泵包括具有旋转轴线的发动机曲轴。曲轴包括连杆轴颈，连杆轴颈从旋转轴线偏移且位于曲轴的延伸通过曲轴箱的部分上，其中曲轴箱被设计以容纳油体积(volume of oil)。导管从连杆轴颈延伸到油体积的上表面下方的部位。导管具有开放下端，并弯曲成使得开放下端定向为与从曲轴的旋转轴线延伸到导管的上端的半径相切。第一通道提供在位于连杆轴颈上的第一支撑表面与导管的上端之间的流体连通。在一些实施例中，第二管道可提供在导管上端与另外的支撑表面之间的流体连通。

在另一个实施例中，本发明是一种向曲轴上的连杆轴颈的支撑表面提供润滑油的方法。连杆轴颈从曲轴的旋转轴线偏移。该方法包括：将导管的开放下端浸入到发动机曲轴箱内容纳的油体积中。导管的上端连接到连杆轴颈。第一通道在导管的上端与连杆轴颈上的支撑表面之间提供流体连通。设置导管，使得开放下端定向为与从曲轴的旋转轴线延伸到导管的上端的半径相切，其中导管弯曲成使得开放下端具有面向曲轴的旋转方向的开口。使曲轴绕着旋转轴线旋转，使得导管的下端沿着环形路径移动通过油体积，环形路径的中心处于旋转轴线上。导管移动通过油体积，迫使油流动通过导管和第一通道到达连杆轴颈上的支撑表面。

附图说明

下面参照以下附图对本发明的优选实施例进行描述，以下附图仅用于例示的目的。在各图中，附图标记将总是用于附图中，且相同的附图标记在多图中并在说明书中将总是用于指示相同或相似的部件或步骤。

图1表示本发明的油泵的示意性侧视图。

图2表示在轴颈中具有储油室的油泵的示意性侧视图。

具体实施方式

在以下详细描述中，附图中采用的附图标记形成附图的一部分，其中显示出可实施本发明的具体示例性实施例。这些实施例被详细描述而足以使本领域技术人员能够实施本发明。应理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以使用其它实施例并且可以进行机械结构和几何形状的改变。

如图1所示，导管1从发动机曲轴5的连杆轴颈3向下延伸。在本实施例中所示的导管1为L形管。曲轴5和发动机轴线的方向被设计为竖直的。导管1在其下部9处具有开口7。导管1中的下部开口7位于发动机曲轴箱油位11的表面下方尽可能远的位置。导管1的开口7定向为与从曲轴轴线13延伸到连杆轴颈3(例如，沿着一个曲轴臂)的半径相切。当发动机曲轴5旋转时，迫使油进入导管1的开口7中，向上通过导管1的上部15并进入曲轴连杆轴颈3中的流动通道17中。在轴颈3内的横向钻孔19允许油从通道17流动到外侧支撑表面20上。另外，一旦油到达横向钻孔19，则向心力作用于油上并帮助油流动。在至少一些实施例中，油利用强迫蠕动作用被压力输送进入并通过上部15而到达需要被润滑的支撑特征部。

此外，导管1的形状并不必局限于圆形截面。例如，在一些实施例中(未示出)，导管1的开口可如喷嘴/扩散器一样向外展开，以增加入口压力和总的体积流速。而且，根据应用所需，导管1还可具有其它截面形状，例如矩形、椭圆形，等。

进一步，导管1起作用将润滑油喷到其它发动机部件上。

而且，根据实施例，要被润滑的表面可包括除轴颈3的外侧支撑表面之外的表面。例如，通过轴颈3，油也可被引导流动通过曲轴5并利用可选的第二油流动路径21流动到其它需要润滑的重要特征部。

本发明的油泵可用于任何尺寸的发动机。然而，本发明的油泵对于通用发动机(即，不大于25hp的小型发动机)尤其适用。这种发动机常用于割草机和园艺拖拉机。而且，这种发动机可用于草地护理设备，例如，链锯、吹叶机、绳式修整器、修剪机、耕具，等等。

图2显示出本发明的另一个实施例。常见地，曲轴连杆轴颈5沿着轴颈的轴线铸造有空腔23，以减少往复运动质量。出于多种原因，这是可取的。第一是材料成本，第二是有助于减少平衡配重，从而减少曲轴组件的整体尺寸。由于几乎所有材料强度最接近于轴颈直径的外径，因而不需要中心质量用以提供强度。于是，铸造空腔被机加工并根据铸造工艺从一端或两端被塞25堵住。当油在压力下流动通过在曲轴内机加工而成的通路时，这是必要的。皮托管泵的一个实施例利用这种构造并入至少一个盖塞，从而变为两件式组件，该两件式组件包括被焊接或熔接在一起并之后被一起压入曲轴轴颈的部件1和27。现在，该组件同时用作盖塞和皮托管泵。另外，由于空腔23的较大空间和皮托管15的延伸部，可在曲轴轴颈5内形成储油室29。这是非常可取的，因为在连杆支撑表面和轴颈表面上的主要磨损是在发动机的冷启动过程中发生的。一般地，油可到达这些特征部越快，则发动机的寿命越长。可将轴颈内的储油室的油位调节为与连通到连杆支撑表面20的润滑通道19相一致。

另外，整体上提供一种用于从穿过发动机的油中过滤一定量碎屑的方法。通常，具有油泵系统的小型发动机仅使用“筛网”来完成这个任务。在这种情况下，皮托管油泵入口7形成扩口33并被覆盖以筛网介质31，以提供这样的过滤方案。

另外，作为采用钻制油空腔为上曲轴的主支撑轴颈(轴承未示出)输油的替代方案，包括部件1和27的第二组件可被压入到曲轴轴颈空间的上端中。在这种情况下，管1可以是直管(在其出口处的直径较小)且可用于利用高速喷射流润滑上曲轴的主支撑部。小型发动机通常使用齿轮齿实现这种润滑，其中齿轮齿被浸入到发动机油中并通过曲轴或凸轮轴驱动以将油“填充”到发动机壳体的整个内部。

遵照法规，用语言对本发明的结构和方法特征进行了或多或少的具体描述。然而，需要理解的是，由于在此公开的方案包括的是实施本发明的优选形式，因而本发明不限于所显示和描述的具体特征。因此，本发明要求保护在所附权利要求的正确范围之内依据等同原则适当解释的所有形式或修改方案。

Claims

1.一种向曲轴上的连杆轴颈的支撑表面提供润滑油的方法，所述连杆轴颈从所述曲轴的旋转轴线偏移，其中，所述连杆轴颈包括内腔，所述内腔至少部分地由轴向延伸通过所述连杆轴颈的膛孔限定，所述膛孔的任何开放端被盖覆盖，该方法包括：

将所述导管的开放下端浸入到发动机曲轴箱内容纳的油体积中，其中所述导管的上端连接到所述连杆轴颈，并且第一通道与所述导管的上端且与所述内腔流体连通；

设置所述导管，使得所述开放下端定向为与从所述曲轴的旋转轴线延伸到所述导管的上端的半径相切，其中所述导管弯曲成使得所述开放下端具有面向所述曲轴的旋转方向的开口；以及

使所述曲轴绕着所述旋转轴线旋转，使得所述导管的下端沿着环形路径移动通过所述油体积，所述环形路径的中心处于所述旋转轴线上；

其中所述导管移动通过所述油体积，迫使油流动通过所述导管和第一通道到达所述内腔。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将油喷到另外的支撑表面上。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括迫使油流动通过第二通道到达至少一个第二支撑表面。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管大致平行于所述曲轴箱的旋转轴线。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管的下端大致垂直于所述导管的上端。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管为L形管。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管具有圆形截面。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管的开放下端形成扩口。

9.一种油泵，包括：

具有旋转轴线的发动机曲轴，所述曲轴包括连杆轴颈，所述连杆轴颈从所述旋转轴线偏移且位于所述曲轴的延伸通过曲轴箱的部分上，其中所述曲轴箱被设计以容纳具有上表面的油体积，并且所述连杆轴颈包括内腔，其中，所述内腔至少部分地由轴向延伸通过所述连杆轴颈的膛孔限定，所述膛孔的任何开放端被盖覆盖；

导管，所述导管从所述连杆轴颈延伸到所述油体积的上表面下方的部位，其中所述导管具有开放下端，并且所述导管弯曲成使得所述开放下端定向为与从所述曲轴的旋转轴线延伸到所述导管的上端的半径相切，所述导管的上端与所述内腔流体连通；以及

第一通道，所述第一通道提供在位于所述连杆轴颈上的第一支撑表面与所述内腔之间的流体连通。

10.根据权利要求9所述的油泵，其中所述曲轴的旋转轴线竖直定向。

11.根据权利要求9所述的油泵，其中所述导管的上端大致平行于所述曲轴箱的旋转轴线。

12.根据权利要求9所述的油泵，其中所述导管的下端大致垂直于所述导管的上端。

13.根据权利要求9所述的油泵，其中所述导管为L形管。

14.根据权利要求9所述的油泵，进一步包括第二通道，该第二通道提供在所述导管的上端与位于所述曲轴上或与所述曲轴接触的第二支撑表面之间的流体连通。

15.根据权利要求9所述的油泵，其中所述导管具有圆形截面。

16.根据权利要求9所述的油泵，其中所述导管的开放下端形成扩口。

17.根据权利要求9所述的油泵，其中，所述盖，或当存在多个盖时的至少一个盖，包括组件，所述组件包括适配器套管和所述导管的上端。

18.根据权利要求17所述的油泵，其中所述组件被压配合到所述膛孔的开放端中。

19.根据权利要求9所述的油泵，进一步包括第二通道，该第二通道提供在所述内腔和处于所述曲轴上或与所述曲轴接触的第二支撑表面之间的流体连通。

20.一种包括油泵的发动机，其中所述油泵包括：

导管，所述导管从所述连杆轴颈延伸到所述油体积的上表面下方的部位，其中所述导管具有开放下端，并且所述导管弯曲成使得所述开放下端定向为与从所述曲轴的旋转轴线延伸到所述导管的上端的半径相切，其中所述导管的上端与所述内腔流体连通；以及

21.根据权利要求20所述的发动机，其中所述发动机为通用发动机。

22.一种包括根据权利要求21所述发动机的割草机。

23.一种包括根据权利要求21所述发动机的草地护理设备。

24.根据权利要求20所述的发动机，其中所述曲轴的旋转轴线竖直定向。

25.根据权利要求20所述的发动机，其中所述导管的上端大致平行于所述曲轴箱的旋转轴线。

26.根据权利要求20所述的发动机，其中所述导管的下端大致垂直于所述导管的上端。

27.根据权利要求20所述的发动机，其中所述导管为L形管。

28.根据权利要求20所述的发动机，进一步包括第二通道，该第二通道提供在所述导管的上端与位于所述曲轴上或与所述曲轴接触的第二支撑表面之间的流体连通。

29.根据权利要求20所述的发动机，其中所述导管具有圆形截面。

30.根据权利要求20所述的发动机，其中所述导管的开放下端形成扩口。

31.根据权利要求20所述的发动机，其中当所述曲轴围绕所述旋转轴线旋转时，所述导管的开放下端连续保持在所述油体积的上表面以下。

32.一种包括油泵的发动机，其中所述油泵包括：

具有旋转轴线的发动机曲轴，所述曲轴包括连杆轴颈，所述连杆轴颈从所述旋转轴线偏移且位于所述曲轴的延伸通过曲轴箱的部分上，其中所述曲轴箱被设计以容纳具有上表面的油体积；

导管，所述导管从所述连杆轴颈延伸到所述油体积的上表面下方的部位，其中所述导管具有开放下端，并且所述导管弯曲成使得所述开放下端定向为与从所述曲轴的旋转轴线延伸到所述导管的上端的半径相切；以及

第一通道，所述第一通道提供在位于所述连杆轴颈上的第一支撑表面与所述导管的上端之间的流体连通。

33.根据权利要求32所述的发动机，其中所述曲轴的旋转轴线竖直定向。

34.根据权利要求32所述的发动机，其中所述导管的上端大致平行于所述曲轴箱的旋转轴线。

35.根据权利要求32所述的发动机，其中所述导管的下端大致垂直于所述导管的上端。

36.根据权利要求32所述的发动机，其中所述导管为L形管。

37.根据权利要求32所述的发动机，进一步包括第二通道，该第二通道提供在所述导管的上端与位于所述曲轴上或与所述曲轴接触的第二支撑表面之间的流体连通。

38.根据权利要求32所述的发动机，其中所述导管具有圆形截面。

39.根据权利要求32所述的发动机，其中所述导管的开放下端形成扩口。