CN101749074A - 四冲程汽油机的润滑方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四冲程汽油机的润滑方法及结构，通过曲轴箱室内活塞的下行运动所产生压力的，配合曲轴及其结构的运动，使润滑油雾化，并利用曲轴箱室和油气分离室、气门室的压力差使油雾进行润滑行程，以完成对相关部件的润滑，并通过一进气单向阀和一出气单向阀的设置，实现油气分离和润滑油的回油，因此本发明润滑油的雾化和油雾的润滑动作是通过润滑油的打碎、雾化和油雾的润滑动作两个步骤在同一装置中完成的，具有步骤简单，零部件少，成本低且可靠性高的特点，且通过一曲轴通气孔的设置使发动机无论工作与否，润滑油始终不会进入油气分离室，在360°翻转时连续工作2小时以上不熄火、不冒烟，效果显著。

Description

四冲程汽油机的润滑方法及结构

技术领域

本发明涉及一种汽油机的润滑方法及结构，特别是涉及一种四冲程汽油机的润滑方法及结构。

背景技术

目前，国内外对小型通用汽油机的应用领域日趋广泛，在许多场合，如：油锯、剪毛机、军用发电机等等，均要求发动机在360°范围内，任何方位都能有效的正常工作。但现有的小型通用汽油机存在的问题是：未能有效解决360°范围内的润滑问题，在倒置时机油进入燃烧室导致熄火，重复启动困难。

比较典型的能在360°范围内正常工作的小型通用汽油机的润滑系统有两种：一种是日本专利公开的润滑系统，该润滑系统主要结构包括润滑油室4、甩油盘2、供油通道3、曲轴箱室6、簧片阀7、齿轮室8、气门室9、回油通道1和回油管5(结构见图1)。发动机运转中，安装在曲轴上的甩油盘2把润滑油室4内润滑油搅起，产生油雾；当活塞上行时，曲轴箱室6底部的簧片阀7处于关闭状态，曲轴箱室6的压力下降至小于润滑油室4的压力，即P_曲＜P_阀，在压差作用下，润滑油室6的油雾经过曲轴上的供油通道3吸入曲轴箱室6；当活塞下行时，曲轴箱室6的压力升高至大于润滑油室4的压力，即P_曲＞P_齿，簧片阀7开启，润滑油雾经过齿轮室8到达气门室9，润滑油雾从曲轴箱室6到达气门室9的过程中，先后润滑了连杆、轴承、活塞、主轴承、齿轮、凸轮轴、气门、摇臂等零件。其润滑油的流程是：润滑油室4→甩油盘2→供油通道3→曲轴箱室6→连杆曲轴活塞→簧片阀7→齿轮室8→齿轮凸轮轴→气门室9→气门摇臂→回油通道1→回油管5→润滑油室4。

另一种是中国天津内燃机研究所设计的专利润滑系统，该润滑系统包括润滑油室27、偏心机构26、润滑油泵24、供油油道25、曲轴箱室29、齿轮室211、气门室212、油雾循环通道22、循环油管28、上端单向阀23、下端单向阀210及回油通道21(其结构见图2)；发动机运转中，安装在曲轴上偏心机构26的润滑油泵24，将润滑油经过曲轴箱室29内的供油通道25，喷射到曲轴箱室29的连杆和齿轮室211的齿轮上，在齿轮的撞击下形成油雾；当活塞上行时，油雾循环通道22的下端单向阀210处于关闭状态，曲轴箱室29的压力下降至小于润滑油室27的压力，即P_曲＜P_阀，在压差的作用下，油雾循环通道22的上端单向阀23打开，堆积在油雾循环通道22的润滑油和油雾流回到润滑油室27；当活塞下行时，油雾循环通道22的上端单向阀23处于关闭状态，曲轴箱室29的压力升高至大于润滑油室27的压力，即P_曲＞P_阀，润滑油雾打开，油雾循环通道22的下端单向阀210，经过齿轮室211到达气门室212，润滑油雾从曲轴箱室29到达气门室212的过程中，先后润滑了连杆、曲轴、活塞、齿轮、凸轮轴、气门、摇臂等零件；润滑油雾到达气门室212后，其中一大部分经过油雾循环通道22流回润滑油室27，而一小部分经油气分离后，聚集到汽缸盖罩的回油通道21，靠重力流回曲轴箱室29的油雾循环通道22，再通过油雾循环通道22流回润滑油室27。其润滑流程是：润滑油室27→偏心机构26→润滑油泵24→供油通道25→曲轴箱室29→连杆曲轴活塞→下端单向阀210→齿轮室211→齿轮凸轮轴→气门室212→气门摇臂→油雾循环通道22。

日本专利所公开的润滑系统油雾的产生是通过甩油盘2将润滑油搅起所形成的，油雾再通过供油通道3进入曲轴箱室6进行润滑，润滑油雾化与油雾的润滑动作是通过两个步骤在两个装置中完成的；中国专利所公开润滑系统油雾的产生过程是通过偏心机构26的驱动润滑油泵24驱动润滑油，经过供油通道25，将润滑油喷射到曲轴箱室29的连杆和齿轮室211的齿轮上，在齿轮的撞击下形成油雾，并在压力差的作用下实现油雾的润滑动作，该系统的润滑是通过润滑油的传输、润滑油雾化和油雾的润滑动作三个步骤实现的，该三个步骤在两个装置中完成的；这两个专利都具有相同的不足之处，即步骤繁多，结构复杂，成本高，可靠性低，且曲轴室内的润滑油容易流入燃烧室。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种四冲程汽油机的润滑方法及结构，通过曲轴箱室内活塞的下行运动所产生压力的，配合曲轴及其结构的运动，使润滑油雾化，并利用曲轴箱室和油气分离室、气门室的压力差使油雾进行润滑行程，以完成对相关部件的润滑，并通过一进气单向阀和一出气单向阀的设置，实现油气分离和润滑油的回油，以解决现有技术存在的缺陷或不足。本发明主要适用于小型通用汽油机在360°范围内的润滑。

为解决上述技术问题，本发明的一种四冲程汽油机的润滑方法，包括如下步骤：

曲轴箱室内的活塞下行，使曲轴箱室内产生压力，促使曲轴箱室内的润滑油飞溅起来，该飞溅起来的润滑油在曲轴及其机构的运动下破碎；

当活塞再次下行时，产生的压力促使已破碎的润滑油迅速雾化，然后雾化的润滑油润滑到机体的各个部位，从而达到润滑相关部件的目的。

本发明与现有技术的不同之处在于，其是通过曲轴箱室内活塞的下行运动所产生压力的作用下，配合曲轴及其结构的运动，使润滑油雾化，并利用曲轴箱室和油气分离室、气门室的压力差使油雾进行润滑行程，以完成对相关部件的润滑，润滑的具体过程如下：

在发动机工作状况下，活塞下行时，曲轴箱室内的压力上升到大于出气单向阀处的压力，即P_曲＞P_出时，出气单向阀打开，曲轴箱室迅速通过曲轴通气孔出气，这时带出的油气进入油气分离室，空气从油气分离室上的出气口排出，而机油滞留在油气分离室中。此时进气单向阀处于关闭状态，待活塞上行时进气单向阀打开并回油。其润滑流程是：初始活塞下行，曲轴箱室压力增大→润滑油飞溅→曲轴及机构运转→破碎润滑油；活塞再次下行，曲轴箱室压力增大→润滑油快速雾化→进气单向阀打开回油。

另外，本发明的一种四冲程汽油机的润滑结构，包括曲轴箱室、曲轴和气门室，该曲轴箱室内安装有曲轴、活塞和连杆，其连杆、活塞和曲轴可以连动，并配合压力的作用使润滑油打碎、雾化；一腔体形成于曲轴的一端；一曲轴通气孔设置于曲轴上，该曲轴通气孔的一端与该腔体相通，另一端与该曲轴箱室相通；一进气单向阀与气门室相通，一出气单向阀与曲轴一端的腔体相通。

所述的一油气分离室设置于进气单向阀和出气单向阀之间，进气单向阀和出气单向阀采用球形的单向阀，腔体通过油封隔离而成，曲轴通过轴承安装在曲轴箱室上，曲轴通气孔沿曲轴的轴线延伸至曲轴的曲柄后弯折，并从曲柄的侧面出口与曲轴箱室相通，油气分离室上设有与空气相通的出气口。

由于本发明润滑油的雾化和油雾的润滑动作是通过润滑油的打碎、雾化和油雾的润滑动作两个步骤在同一装置中完成的，具有步骤简单，零部件少，成本低且可靠性高的特点，且通过一曲轴通气孔的设置使发动机无论工作与否，润滑油始终不会进入油气分离室，在360°翻转时连续工作2小时以上不熄火、不冒烟，效果显著。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有技术中日本专利所公开的结构示意图；

图2是现有技术中中国专利所公开的结构示意图；

图3是本发明一具体实施例的结构示意图。

其中，以上附图标记中：

1 回油通道          2 甩油盘          3 供油通道

4 润滑油室          5 回油管          6 曲轴箱室

7 簧片阀            8 齿轮室          9 气门室

21 回油通道         22 油雾循环通道   23 上端单向阀

24 润滑油泵         25 供油通道       26 偏心机构

27 润滑油室         28 循环通道       29 曲轴箱室

210 下端单向阀      211 齿轮室        212 气门室

31 曲轴箱室         310 气门室        311 出气口

312 活塞            313 连杆

32 曲轴             320 曲柄

33 进气单向阀

34 出气单向阀       35 油气分离室     36 轴承

37 油封             38 腔体           39 曲轴通气孔

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述内容和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

如图3所示，本发明四冲程汽油机的润滑方法主要包括润滑油的打碎、雾化和油雾的润滑动作两个步骤，首先，曲轴箱室31内的活塞312下行，使曲轴箱室31内产生压力，促使曲轴箱室31内的润滑油飞溅起来，该飞溅起来的润滑油在曲轴32及其机构的运动下破碎；当活塞312再次下行时，产生的压力促使已破碎的润滑油迅速雾化，当曲轴箱室31内的压力升至大于油气分离室35和气门室310的压力时，在压力差的作用下，油雾润滑到机体的各个部位，从而达到润滑相关部件的目的，以该特殊方法雾化润滑油再配合适当的结构提供油雾的润滑行程，使相关部件都能获得润滑效果。

实现该润滑方法的结构包括：曲轴箱室31、曲轴32、进气单向阀33、出气单向阀34和油气分离室35；曲轴32通过轴承36安装在曲轴箱室31上，在曲轴32的一端设有环绕曲轴的腔体38，且在该端曲轴32上设有曲轴通气孔39，该曲轴通气孔39的一端与腔体38相通，另一端与曲轴箱室31相通；油气分离室35通过进气单向阀33与气门室310相通，通过出气单向阀34与曲轴32一端的腔体38相通，油气分离室35上还设有与空气相通的出气口311。

上述曲轴箱室31和曲轴32与现有技术基本相同，在曲轴箱室31内有一活塞312通过连杆313与曲轴32相连，在活塞312的驱动下，曲轴32旋转运动，在活塞312的上方即气门室310的下方为发动机的燃烧室；在曲轴箱室31的左侧部分有两个油封37环绕着曲轴32，两个油封37之间为一环形腔体38，该腔体38是曲轴箱室31与油气分离室35相连通的桥梁；曲轴32靠近腔体38的一侧沿轴线有一通孔，该通孔的左侧沿径向弯曲使通孔与腔体38连通，右侧从曲柄320中心弯曲至曲柄320的侧面，使通孔与曲轴箱室31连通，上述三段通孔构成曲轴通气孔39；位于曲轴箱室31左上侧的油气分离室35一方面通过进气单向阀33与发动机的气门室310连通，另一方面通过出气单向阀34与两油封37之间的腔体38连通；其中进气单向阀33只能向气门室310进气，出气单向阀34只能向油气分离室35出气，同时进、出气单向阀33、34最佳采用球形的单向阀。在油气分离室上还设有通向空气的出气口311。

润滑油雾化并进行润滑动作的具体过程如下：

在发动机工作状况下，该活塞312下行时，曲轴箱室31内的压力上升到大于出气单向阀34处的压力，即P_曲＞P_出时，出气单向阀34打开，曲轴箱室31迅速通过曲轴通气孔39出气，这时带出的油气进入油气分离室35，空气从油气分离室35上的出气口311排出，而机油滞留在油气分离室35中，此时进气单向阀33处于关闭状态，待活塞312上行时进气单向阀33打开并回油；其润滑流程是：初始活塞312下行，曲轴箱室31压力增大→润滑油飞溅→曲轴32及机构运转→破碎润滑油；活塞312再次下行，曲轴箱室31压力增大→润滑油快速雾化→进气单向阀33打开回油。

其中，该进气单向阀33只能单向地从油气分离室35向气门室310进气，活塞312上行时，曲轴箱室31内形成负压，进气单向阀33打开并进入新鲜空气，同时利用负压作用把油气分离室35残留下来的润滑油吸入到曲轴箱室31内，从而减少机油消耗率；出气单向阀34只能单向地通过曲轴通气孔39从曲轴箱室31向油气分离室35出气，在活塞312下行的初始，由于出气单向阀34处于关闭状态，因而可迅速提高曲轴箱室31的压力，使润滑油飞溅起来并雾化，但进入正常工作状态时，即曲轴箱室31内的压力增大至一定程度时，出气单向阀34打开，曲轴箱室31内的油气从曲轴通气孔39进入油气分离室35，从而减少曲轴箱室31内的压力，以免损失功率。进、出气单向阀33、34采用球形的单向阀，可使工作可靠性大大提高，灵敏度提高，成本降低。

该曲轴通气孔39主要是通气用，当发动机没有工作即处于静止状态时，不论发动机处于怎样的位置(如倒置)，由于出气单向阀34没有打开，因此曲轴箱室31内的润滑油不会流到油气分离室35中；而当发动机工作时，由于曲轴通气孔39设计在曲柄320周围，在曲轴32旋转过程中，由于离心力的作用，润滑油也不会进入油气分离室35。

本发明通过该活塞312的上、下运动，在压力差的作用下使润滑油打碎、雾化并完成油雾的润滑动作，并通过该进气单向阀33和该出气单向阀34的设置，实现油气分离和润滑油的回油，因此本发明润滑油的雾化和油雾的润滑动作是通过两个步骤在一个装置中完成的，具有步骤简单，零部件少，成本低且可靠性高的特点，且通过该曲轴通气孔39的设置使发动机无论工作与否，润滑油始终不会进入该油气分离室35，在360°翻转时连续工作2小时以上不熄火、不冒烟，效果显著。

Claims (12)

1.一种四冲程汽油机的润滑方法，其特征在于：

曲轴箱室内的活塞下行使轴承箱室内的压力升高，在压力的作用下，配合曲轴及其机构的运动使曲轴箱室内的润滑油打碎、雾化，并利用曲轴箱室和油气分离室、气门室之间的压力差使油雾进行润滑动作；

活塞下行，曲轴箱室内压力升高，出气单向阀打开，通过曲轴通气孔出气；

活塞上行，曲轴箱室内压力降低，进气单向阀打开，系统回油。

2.根据权利要求1所述的四冲程汽油机的润滑方法，其特征在于：曲轴箱室内的活塞下行使轴承箱室内的压力增大，在压力的作用下，配合曲轴及其机构的运动使曲轴箱室内的润滑油打碎、雾化，利用曲轴箱室和油气分离室、气门室的压力差使油雾进行润滑动作，活塞下行时，曲轴箱室内的压力升至大于出气单向阀处的压力时，出气单向阀打开，并使带出的油气进入油气分离室，活塞上行时，当曲轴箱室内的压力小于外界压力时，进气单向阀打开，利用负压作用将油气分离室内的润滑油吸入到曲轴箱室内。

3.根据权利要求2所述的四冲程汽油机的润滑方法，其特征在于：活塞下行时，当曲轴箱室内的压力大于出气单向阀处的压力时，出气单向阀打开，通过曲轴通气孔出气，并使带出的油气进入油气分离室。

4.根据权利要求2所述的四冲程汽油机的润滑方法，其特征在于：活塞上行时，当曲轴箱室内的压力小于外界空气压力时，进气单向阀打开，利用负压作用将油气分离室内的润滑油吸入到曲轴箱室内。

5.根据权利要求2所述的四冲程汽油机的润滑方法，其特征在于：油气分离室上设有与空气相通的出气口，进入油气分离室的油气中的空气通过该出气口排出，润滑油则滞留在油气分离室内。

6.一种四冲程汽油机的润滑结构，包括曲轴箱室、曲轴和气门室，该曲轴箱室内安装有曲轴、活塞和连杆，其特征在于：

连杆、活塞和曲轴可以连动，并配合压力的作用使润滑油打碎、雾化；

一腔体形成于曲轴的一端；

一曲轴通气孔设置于曲轴上，该曲轴通气孔的一端与该腔体相通，另一端与该曲轴箱室相通；

一进气单向阀与气门室相通，一出气单向阀与曲轴一端的腔体相通。

7.根据权利要求6所述的四冲程汽油机的润滑结构，其特征在于：一油气分离室设置于进气单向阀和出气单向阀之间。

8.根据权利要求6所述的四冲程汽油机的润滑结构，其特征在于：进气单向阀和出气单向阀采用球形的单向阀。

9.根据权利要求6所述的四冲程汽油机的润滑结构，其特征在于：腔体通过油封隔离而成。

10.根据权利要求6所述的四冲程汽油机的润滑结构，其特征在于：曲轴通过轴承安装在曲轴箱室上。

11.根据权利要求6或7所述的四冲程汽油机的润滑结构，其特征在于：曲轴通气孔沿曲轴的轴线延伸至曲轴的曲柄后弯折，并从曲柄的侧面出口与曲轴箱室相通。

12.根据权利要求7所述的四冲程汽油机的润滑结构，其特征在于：油气分离室上设有与空气相通的出气口。

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