CN103511121A - 发动机 - Google Patents

Abstract

一种发动机，包括气缸、摇臂室、空滤器、曲轴箱，回油通道，所述摇臂室上方设有摇臂室盖，摇臂室盖上部设有盖板，所述摇臂室盖和盖板之间设有分离腔，所述分离腔内设有排油通道，所述排油通道至少包括部分分离腔的内壁，本发明提供的发动机，利用排油通道使分离腔内的润滑油能够迅速排出，防止分离腔内的润滑油被压入空滤器，因此能够有效减少发动机工作时润滑油的消耗，降低污染物排放。

Description

发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，更具体地涉及一种具有油气分离腔的发动机。

背景技术

如同以草木为对象的手提式割草机(剪切机)和背负式作业机，作为驱动作业人员自己手提或者背负着进行作业的作业机的发动机已经广泛使用传统的二冲程和四冲程小型通用发动机。由于污染物排放规定变的越来越严格，所以将驱动源从二冲程更换为四冲程发动机的需求日益提高，然而，四冲程发动机具有更复杂的润滑系统，这使得发动机在以倾斜角度运行时不太起作用。润滑成为每个发动机厂商的主要设计问题，现在仅有本田公司按EP835987专利技术用于批量生产的可在各种倾斜角度下工作的四冲程发动机。该技术采用特殊油箱围绕安装在曲轴上的旋转刀片以产生油雾，但是按此方式设计发动机更宽，更重，成本更高。另外FUJI ROBIN的美国专利US6213079披露了一种润滑系统，但此种润滑系统较为复杂，特别是气缸体上有较为复杂的油路通道，使加工复杂，成本提高。

现有的发动机在摇臂室内设有油气分离腔，将进入摇臂室的油气混合物中的润滑油分离出来，但是分离出来的润滑油如何快速有效得排出分离腔，防止积聚在分离腔内的润滑油喷入空滤器，特别是在发动机倾斜或倒置时如何排出分离腔中润滑油一直是个技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种使发动机在倾斜或倒置使用时都能快速将油气分离腔中的润滑油排出的发动机，其通过如下技术方案实现：

一种发动机，包括气缸、摇臂室、空滤器、曲轴箱，回油通道，所述摇臂室上方设有摇臂室盖，摇臂室盖上部设有盖板，所述摇臂室盖和盖板之间设有分离腔，所述分离腔内设有排油通道，所述排油通道至少包括部分分离腔的内壁。

优选的，所述分离腔内还设有塞子，所述排油通道由内壁和塞子构成。

优选的，所述塞子可以是独立部件，也可以与摇臂室盖或盖板做成一体。

优选的，所述排油通道包括排油孔和通路。

优选的，所述塞子具有缺口和塞槽，所述排油孔由缺口与内壁构成，所述通路由塞槽和内壁构成。

优选的，所述塞子由塑料制成。

优选的，所述排油通道有多条，分别设在摇臂室盖和盖板上，使发动机在倾斜或倒立工作时，至少有一条排油通道能够排油。

优选的，所述摇臂室盖外壁与盖板下壁间设有沟槽，所述排油通道通过沟槽与回油通道连通。

在发动机分离腔中设置排油通道使分离腔内的润滑油快速排出，同时排油通道部分由分离腔内壁构成，充分利用了分离腔内的空间，简化了分离腔的结构。

附图说明

图1是本发明实施例的剖视图。

图2是本发明实施例润滑系统的示意图。

图3是本发明实施例的剖视图。

图4是本发明实施例的剖视图。

图5是本发明实施例气缸的仰视图。

图6是本发明实施例气缸座的俯视图。

图7是本发明实施例气缸座的仰视图。

图8是本发明实施例分配室底盖示意图。

图9是本发明实施例摇臂室盖仰视图。

图10是本发明实施例摇臂室盖俯视图。

图11是本发明实施例气缸上部剖视图。

图12是本发明第二实施例摇臂室盖仰视图。

图13是图12的A-A截面的剖视图。

图14是第二实施例塞子的示意图。

图15是第二实施例盖板的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。

如图所示为本发明优选实施方式的用于发动机的润滑系统，如图1-4为竖直放置的发动机包括曲轴箱1、油盘2、凸轮室3、摇臂室4和空滤器6。油盘2用于储存润滑油，油盘2上方为曲轴箱1，曲轴10设置在曲轴箱1内并与气缸8中的活塞7接合，活塞7在气缸8内的运动使曲轴箱1内产生压力变化。所述油盘2与曲轴箱1通过供油通道21连通，供油通道21一端设有吸油部215，当油盘2内有适量润滑油时，吸油部215在发动机倾斜或倒立时总能保持在润滑油面以下，保证其能从油盘2中吸油。供油通道21另一端部为喷油口210，喷油口210在气缸8的侧壁及活塞7下死点下方，也就是说，活塞7的上下运动并不会遮挡住喷油口210，喷油口210一直处于开口状态，从油盘2中吸取的润滑油从喷油口210喷入曲轴箱1。所述供油通道21包括环形通道211，如图1、5和6所示，环形通道211分别由设置在气缸8和气缸座9上的凹槽拼接而成。气缸8上的环形通道211的凹槽上设有上槽孔214，气缸座9上的环形通道211的凹槽上设有下槽孔213，供油通道21中的油通过下槽孔213进入环形通道211，绕环形通道流动到上槽孔214，润滑油从上槽孔214流入凸轮盖通道216，所述凸轮盖通道216为供油通道21的一部分，凸轮盖通道216设置在凸轮室盖31上(如图3所示)。供油通道21还设有第一单向阀212，第一单向阀212在曲轴箱1内为负压时打开，曲轴箱1内为正压时关闭，本实施例中单向阀是指能够控制通道打开和关闭的控制阀。油盘2上方设有分配室5，分配室5是一个独立腔体，在本实施例中，分配室5设置在气缸座9底部，当然，分配室5可根据发动机结构的变化设置在发动机其他部位。分配室5包括壁51和底盖52(如图8)，壁51从气缸座9底部向下延伸形成，底盖52固定在分配室5底部，底盖52上设有回油孔520，其大致为圆形，本实施例优选设置两个回油孔520，根据不同发动机的性能和结构要求，回油孔520的数量、大小和形状可做出不同的变化。油气进入分配室5后与分配室5中的部件发生碰撞，例如与壁51和底盖52碰撞，使得部分油气液化，液体润滑油通过回油孔520进入油盘2，剩余的油气通过出气孔531进入第二输油通道53去润滑凸轮室3，因此分配室5能够有效降低进入凸轮室3中的油气浓度。曲轴箱1和分配室5通过第一输油通道15连通，第一输油通道15设有第二单向阀151，本实施例优选第二单向阀为黄片阀，所述簧片阀包括一个可形变的金属片，当曲轴箱内为负压时，第二单向阀151关闭，当曲轴箱内为正压时，第二单向阀151打开。分配室5和凸轮室3通过第二输油通道53连通。凸轮室3位于分配室5上方，气缸8旁边，凸轮室3中设有凸轮机构，控制气门的开闭。气缸8上部设有摇臂室4，凸轮室3和摇臂室4通过第三输油通道34连通。本实施例中，第三输油通道34为挺杆35周围的通道(如图1)，因此有两条第三输油通道。摇臂室4和曲轴箱1通过回油通道41连通(如图4)，回油通道41设有顶部孔411(如图2)和底部孔410，底部孔410位于回油通道41向摇臂室4内延伸端部，当发动机在使用状态时，摇臂室4内会有润滑油积聚，当发动机在竖直方向使用时，润滑油积聚在摇臂室4底部，当润滑油液面高于底部孔410时，润滑油从底部孔410通过回油通道41吸走，从而不会使摇臂室4内的润滑油过多。顶部孔411位于摇臂室4上部，当发动机在倒立状态下使用时，润滑油积聚在摇臂室4顶部，当润滑油面高于顶部孔411时，此时润滑油从顶部孔411通过回油通道41被吸走。回油通道41在气缸8上设有回油口412，回油口412位于活塞下死点下方，即回油口412一直处于开口状态，活塞运动路径不会经过回油口412。回油通道41还设有第三单向阀413，当曲轴箱1内为负压时，第三单向阀413打开，当曲轴箱1内为正压时，第三单向阀413关闭。摇臂室4和空滤器6由通气路46连通，通气路46开口端460在摇臂室4中部，润滑油循环中产生的吹漏气通过开口端460经过通气路46被排至空滤器6上的化油器入口。

本实施例的润滑系统中润滑油流动路径如图2所示，活塞7的上下运动使曲轴箱1内压力周期性变化，使发动机各部位产生压差，压差润滑油沿一定的路径流动。曲轴箱1的压力为P1、油盘2的压力为P2、凸轮室3的压力为P3、摇臂室4的压力为P4、分配室5的压力为P5、大气压为P0。当活塞7从下死点向上死点运动时，曲轴箱1内压力降低产生负压，此时各部分气压关系为P5＞P3＞P4＞P2＞P0＞P1，第一单向阀212、第三单向阀413和第四单向阀610打开，同时第二单向阀151关闭，此时油盘2中润滑油通过供油通道21进入曲轴箱1，摇臂室4内的润滑油通过回油通道41进入曲轴箱1，空滤器6中润滑油通过返油通道61进入曲轴箱1，进入曲轴箱的润滑油被曲轴组件打成雾状，润滑整个曲轴箱内部件。当活塞从上死点向下死点运动时，曲轴箱1内压力增大产生正压，此时气压关系为P1＞P5＞P3＞P4＞P2＞P0，第一单向阀212、第三单向阀413和第四单向阀610关闭，第二单向阀151打开，此时曲轴箱1内的油雾通过进气孔152经过第一输油通道15进入分配室5，分配室5内的压力增大，同时油雾在分配室5内与分配室5内的壁51、底盖52等部件碰撞而有部分油雾成为液体油，液体油通过回油孔520进入油盘；剩余油雾通过出气孔531经过第二输油通道53进入凸轮室3，润滑凸轮室3内的部件；油雾继续从凸轮室3通过第三输油通道34进入摇臂室4，润滑摇臂室4内的部件；摇臂室4内的润滑油通过底部孔411或顶部孔410进入回油通道41，然后回到曲轴箱1；摇臂室4内的部分油雾和吹漏气经过通气路46进入空滤器6，空滤器6通过油气分离，将润滑油和吹漏气分离。本实施例利用曲轴箱1内的压力变化使各部位产生压力差使润滑油沿着一定的润滑通道发动机内流动，但本发明同样适用于依靠油泵供油的发动机。

如图9-11所示为本实施例发动机摇臂室盖，摇臂室盖400设置在摇臂室4上部，摇臂室盖400上设有油孔，本实施例中油孔为底部孔410、顶部孔411和回油孔405。回油通道底部孔410，优选为两个底部孔。摇臂室盖400的上壁401的四个边角处设有四个顶部孔411，发动机在倒置状态下，无论朝哪个方向倾斜，都能保证至少有一个顶部孔411在润滑油面以下。汽缸盖400中部设有开口端460，摇臂室内的油雾和吹漏气形成的混合气通过开口端460离开摇臂室。如图10和11所示，所述摇臂室盖的外壁402和盖板的下壁501之间设有分离腔408和连接通道403，分离腔和连接通道由摇臂室盖400和盖板500拼接而成。所述连接通道403包括沟槽406，沟槽406由摇臂室盖的外壁402和盖板的下壁501上的凹陷部构成，当然，只有摇臂室盖或盖板其中一个上有凹陷部，也可形成沟槽。所述连接通道403分布在与活塞垂直的平面上。所述连接通道403将底部孔410、顶部孔411、回油孔405以及分离腔408连通，底部孔410和顶部孔411将润滑油从摇臂室4内吸到摇臂室外，润滑油沿外壁402上的沟槽406流入回油孔405，再流入曲轴箱1。由摇臂室盖和盖板构成连接通道输送润滑油，简化了摇臂室上部的油路结构，充分利用了摇臂室盖的空间。外壁402中部设有分离腔408，分离腔408由外壁402上的凹口404和盖板500构成，其大致成方形。分离腔408内设有过滤材料(图中未示出)，例如金属网，过滤材料将从开口端460进入分离腔408的混合气分离成气体和油液，从而降低混合气中油雾的浓度，减少润滑油的消耗，且能减少排放。分离后的气体通过盖孔462离开分离腔408向空滤器6流动。分离腔408中还设有隔板409，隔板由分离腔内壁凸出形成，隔板409使混合气在分离腔408中的流动路径延长，增强了分离效果。

如图12-15是本发明另一种摇臂室盖的实施方式，本实施例中，摇臂室盖400’上设有两个回油孔405’，回油孔405’位于摇臂室盖相对的两侧，每个回油孔405’都和一条回油通道41相连通，因此，本实施例中，回油通道41有两条(图中未示出)，这两条回油通道41分别连通摇臂室和曲轴箱。分离腔408’中设有排油通道420’，所述排油通道有多条，可以分布在摇臂室盖400’或盖板500’上，将积聚在分离腔中的油排出分离腔。所述排油通道紧靠着分离腔内壁419’，由内壁419’和塞子415’构成，排油通道利用了部分内壁419’，节约了分离腔内的空间。塞子415’可以是独立的部件，也可以是与摇臂室盖400’或盖板500’做成一体。塞子415’可以由金属、塑料或其他材料制成，本实施例中塞子415’由塑料制成，方便制造。所述排油通道420’包括排油孔414’和通路418’，排油孔414’中心轴线与通路418’中心轴线互相垂直。所述排油孔414’与回油孔405’连通，从排油孔414’中排出的油经过回油孔405’进入回油通道41，进而回到曲轴箱中参与润滑曲轴箱。优选的，排油孔414’设置在方形分离腔408’顶角附近，使发动机在各种姿态下工作，都有至少一个排油孔在分离腔内的润滑油面下方，排出积聚的润滑油。在不脱离本发明精神下，根据不同的发动机结构，分离腔也可以有不同的形状，分离腔中的排油孔只要设置在使发动机在工作状态至少有一个排油孔被浸没在油面下方。在本实施例中，摇臂室盖400’上设有4条排油通道420’，盖板500’上设有3条排油通道420’，盖板500’上的排油通道使发动机在倒立状态使用时，也能顺利排出分离腔中的油。所述排油孔414’通过摇臂室盖外壁上的沟槽406’与回油孔405’连通。所述排油孔414’是由塞子415’上的缺口417’和分离腔内壁419’构成。所述塞子415’设置在分离腔中，塞子415’具有塞槽416’，其与内壁419’形成通路418’。分离腔408’中的润滑油通过排油孔414’进入通路418’，然后流入沟槽406’中，再通过回油孔405’进入回油通道41中。类似的，在发动机倒立状态时，润滑油通过盖板500’(如图15所示)上的排油孔414’进入沟槽然后通过回油孔405’进入回油通道41。

本发明提供的具有分离腔的发动机相比于现有技术的发动机，排油通道使分离腔内的润滑油能够迅速排出，防止分离腔内的润滑油被压入空滤器，因此能够有效减少发动机工作时润滑油的消耗，降低污染物排放。同时在简化润滑系统的油路的情况下，能够保证润滑系统在发动机不同使用姿势，例如发动机倒立、倾斜使用时都能有良好的润滑效果。

Claims (9)

1.一种发动机，包括气缸、摇臂室、空滤器、曲轴箱，回油通道，其特征在于：所述摇臂室上方设有摇臂室盖，摇臂室盖上部设有盖板，所述摇臂室盖和盖板之间设有分离腔，所述分离腔内设有排油通道，所述排油通道至少包括部分分离腔的内壁。

2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述分离腔内还设有塞子，所述排油通道由内壁和塞子构成。

3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于：所述塞子可以是独立部件，也可以与摇臂室盖或盖板做成一体。

4.如权利要求2所述的发动机，其特征在于：所述排油通道包括排油孔和通路。

5.如权利要求4所述的发动机，其特征在于：所述排油孔中心轴线与通路中心轴线互相垂直。

6.如权利要求2所述的发动机，其特征在于：所述塞子具有缺口和塞槽，所述排油孔由缺口与内壁构成，所述通路由塞槽和内壁构成。

7.如权利要求2所述的发动机，其特征在于：所述塞子由塑料制成。

8.如权利要求1-7所述的发动机，其特征在于：所述排油通道有多条，分别设在摇臂室盖和盖板上，使发动机在倾斜或倒立工作时，至少有一条排油通道能够排油。

9.如权利要求8所述的发动机，其特征在于：所述摇臂室盖具有外壁，所述盖板具有下壁，所述外壁与下壁间设有沟槽，所述排油通道通过沟槽与回油通道连通。

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