CN103711544A

CN103711544A - 内燃发动机及其油容纳系统

Info

Publication number: CN103711544A
Application number: CN201310449576.1A
Authority: CN
Inventors: T.A.斯皮克斯; C.P.内兰德
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-04-09
Also published as: US20140096737A1; DE102013219264A1; US9347345B2; DE102013219264B4

Abstract

内燃发动机包括发动机组件和可附接到该组件的油容纳系统。油容纳系统包括覆盖部件，所述覆盖部件包括油填充设备，所述油填充设备配置为用于将油传递到内燃发动机。设备具有用帽密封的第一端、沿中心纵向轴线与第一端间隔开的第二端、和沿中心纵向轴线延伸且与中心纵向轴线同中心的环形壁。环形壁限定穿过其中的第一通道、和沿中心纵向轴线延伸穿过覆盖部件的通路。油容纳系统还包括导流板部件，其邻接第二端，且限定穿过其中的第二通道，从而第二通道与通路间隔开。

Description

内燃发动机及其油容纳系统

技术领域

本发明涉及内燃发动机，且更具体地涉及用于内燃发动机的油容纳系统。

背景技术

内燃发动机通常通过油润滑，所述油在内燃发动机中循环。从而，油可以润滑内燃发动机的运动部件，消散内燃发动机运行期间产生的热能，并保护内燃发动机不过早磨损。

发明内容

内燃发动机包括发动机组件和可附接到发动机组件的油容纳系统。油容纳系统包括覆盖部件，所述覆盖部件包括油填充设备，所述油填充设备配置为用于将油传递到内燃发动机。油填充设备包括用帽密封的第一端、沿中心纵向轴线与第一端间隔开的第二端、和沿中心纵向轴线延伸且与中心纵向轴线同中心的环形壁。所述环形壁限定穿过其中的第一通道，和沿中心纵向轴线穿过覆盖部件延伸的通路。进一步地，油容纳系统还包括导流板部件，其邻接第二端，且限定穿过其中的第二通道，从而第二通道与所述通路间隔开。

在一个实施例中，发动机组件在其中限定四个汽缸孔。内燃发动机还包括四个活塞，所述活塞每一个配置用于在四个汽缸孔的相应一个中在第一位置和第二位置往复运动，以由此共同地让具有第一体积的一定量空气从发动机组件排出。此外，内燃发动机包括可在内燃发动机中循环的油、和可附接到发动机组件的油容纳系统。油容纳系统包括覆盖部件，所述覆盖部件包括油填充设备，所述油填充设备配置为用于将油传递到内燃发动机。油填充设备具有用帽密封的第一端、沿中心纵向轴线与第一端间隔开的第二端、和沿中心纵向轴线延伸且与中心纵向轴线同中心的环形壁。环形壁限定穿过其中的第一通道，和沿中心纵向轴线穿过覆盖部件延伸的通路。进一步地，油容纳系统包括导流板部件，其邻接第二端，且限定穿过其中的第二通道，从而第二通道与所述通路间隔开。油填充设备配置为通过第一通道将油从通路引导到第二通道。进一步地，导流板部件和覆盖部件一起限定在第一通道和第二通道之间的捕获腔体。捕获腔体具有大于第一体积的第二体积。

用于内燃发动机的油容纳系统包括覆盖部件，所述覆盖部件包括油填充设备，所述油填充设备配置为用于将油传递到内燃发动机。油填充设备具有用帽密封的第一端、沿中心纵向轴线与第一端间隔开的第二端、和沿中心纵向轴线延伸且与中心纵向轴线同中心的环形壁。环形壁限定穿过其中的第一通道，和沿中心纵向轴线延伸穿过覆盖部件的通路。此外，油容纳系统包括导流板部件，其邻接第二端，且限定穿过其中的第二通道，从而第二通道与所述通路间隔开。

附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

附图说明

图1是包括油容纳系统的内燃发动机的局部剖开示意性透视图；

图2是沿线2-2的图1的油容纳系统的示意截面图；和

图3是从位置III所示的图1和2的油容纳系统的示意性分解透视图。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，包括油容纳系统12的内燃发动机10大体显示在图1中。内燃发动机10和油容纳系统12可用于车辆，比如机动车辆，且可以要求油14（图2）从在内燃发动机10的运行期间所产生的空气-油混合物分离。然而，内燃发动机10和油容纳系统12也可以用于非汽车应用，例如包括航海或航空的应用。

现在参见图1，内燃发动机10包括发动机组件16。发动机组件16可以包括气缸体（通常在18显示）和密封配合到气缸体18的汽缸盖（通常在20显示）。例如，发动机组件16可以包括汽缸盖垫圈（未示出），其配置为将汽缸盖20密封到气缸体18。

进一步地，继续参考图1，发动机组件16可以限定多个汽缸孔22，汽缸孔中的每一个配置为接收多个活塞（通常在24显示）中的相应一个。例如，发动机组件16可以是4缸、6缸、8缸或12缸内燃发动机，且如此，可以分别在其中限定四、六、八、或十二个汽缸孔22。进一步地，内燃发动机10可以配置为消耗燃料（未示出），例如，但不限于汽油、乙醇、柴油和其组合。

通常，如图1所示，内燃发动机10可以包括与汽缸孔22相同数量的活塞24，从而在每一个汽缸孔22中设置一个活塞24。进一步地，内燃发动机10可以包括曲轴26，且每一个活塞24可以附接到曲轴26。

最佳如图1所示，在一个实施例中，发动机组件16可以在其中限定四个气缸孔22。即气缸体18和汽缸盖20可以一起限定四个汽缸孔22，从而内燃发动机10是4缸内燃发动机。四个汽缸孔22可以具有大致圆柱形的形状，且可以配置为用于在燃料的燃烧期间接收多个活塞24中相应的一个。

此外，继续参考图1，内燃发动机10的活塞24和汽缸孔22可以通过油14（图2）润滑，所述油可在内燃发动机10中循环。油14可以在内燃发动机10中循环以润滑运动活塞24，消散在内燃发动机10运行期间产生的热能，并保护内燃发动机10的含铁部件不过早磨损和腐蚀。

再次参见图1，多个活塞24每一个配置为用于让汽缸孔22中相应的一个在第一位置（通常在28处示出）和第二位置（通常在30处示出）之间往复运动，以由此共同地让具有第一体积（通常通过图2的阴影80表示）的一定量空气（图2）从发动机组件16排出。例如，第一位置28可以被称为“上死点”，且可以指代活塞24的顶部被设置为最远离曲轴26的位置。类似地，第二位置30可以被称为“下死点”，且可以指代活塞24的顶部设置为最靠近曲轴26的位置。因此，多个活塞24在第一位置28和第二位置30之间在多个汽缸孔22中往复运动时，内燃发动机10可以“呼吸”，以让一定量空气32从发动机组件16排出。

因此，应理解，对于发动机组件16在其中限定四个汽缸孔22的实施例，内燃发动机10还包括四个活塞24，其每一个配置为用于在四个汽缸孔22的相应一个中在第一位置28（图1）和第二位置30（图1）之间往复运动，以由此共同地让具有第一体积80（图2）的一定量空气32从发动机组件16排出。

再次参见图1，为了优化多个汽缸孔22中燃料的燃烧，发动机组件16也可以包括一个或多个凸轮轴34和摇臂轴36，每一个配置为驱动一个或多个进气阀37和一个或多个排气阀38。特别地，一个或多个凸轮轴34和/或摇臂轴36可以布置为选择性地打开和关闭一个或多个进气阀37，以允许空气-燃料混合物在燃烧之前进入每一个汽缸孔22，和选择性地打开和关闭一个或多个排气阀38，以在燃烧之后将燃烧产物从每一个汽缸孔22排出。在一个实施例中，发动机组件16可以包括两个凸轮轴34，其每一个设置在多个汽缸孔22下方，且该发动机组件16对于每一个活塞24可以包括一个进气阀37和一个排气阀38。替换地，虽然未示出，但是发动机组件16可以包括两个凸轮轴34，其每一个设置在多个汽缸孔22的上方或“头顶上”。

因此，在内燃发动机10（图1）运行期间，随着燃料被消耗，热气体（未示出）可以在每一个汽缸孔22内产生。热气体可以占据比燃烧之前的燃料相对更多的体积，且可以被每一个汽缸孔22的容积容纳。从而汽缸孔22中的压力可以增加，且可以作用在相应活塞24上，以由此让曲轴26运动，从而内燃发动机10可以将活塞24的直线运动转换为曲轴26的旋转运动。因此，内燃发动机10可以为车辆（未示出）提供动力。

现在参见图1和2，内燃发动机10还包括可附接到发动机组件16的油容纳系统12。例如，油容纳系统12可以在发动机组件16的上部部分处附接到发动机组件16。更具体地，对于包括一个或多个凸轮轴34和摇臂轴36的内燃发动机10的实施例，油容纳系统12可以配置为覆盖一个或多个摇臂轴36且密封地匹配汽缸盖20（图1）。从而，虽然未示出，但是内燃发动机10可以包括设置在油容纳系统12和发动机组件16之间的垫圈。

最佳如图1所示，油容纳系统12包括覆盖部件40，所述覆盖部件包括油填充设备42，所述油填充设备配置为用于将油14（图2）传递到内燃发动机10。覆盖件部件40可以布置为覆盖发动机组件16且可以称为例如凸轮覆盖件、曲轴箱铸造件，或凸轮覆盖铸造件。从而覆盖部件40可以保护内燃发动机10的运动部件，例如一个或多个摇臂轴36。覆盖部件40可以由适用于内燃发动机10的运行条件的任何材料形成，例如但不限于金属。

现在参见图2，油填充设备42可以接收油14和让油14导通到内燃发动机10。即，油14可以通过油填充设备42添加到内燃发动机10。更具体地，油填充设备42具有用帽46（图1）密封的第一端44、沿中心纵向轴线50与第一端44间隔开的第二端48、和沿中心纵向轴线50延伸且与中心纵向轴线50同中心的环形壁52。

如图2所示，环形壁52限定了沿中心纵向轴线50穿过覆盖部件40延伸的通路54。从而油14可以在第一端44处被灌注到通路54，从而油14可以沿环形壁52向下朝向第二端48排出并进入发动机组件16。

此外，继续参考图2，环形壁52还限定穿过其中的第一通道56。第一通道56可以具有任何形状，例如半月形状或矩形形状。进一步地，第一通道56可以配置为引导油14通过环形壁52，如在下文详述的。例如，如图3所示，在一个实施例中，环形壁52可以限定通过第二端48的第一通道56。即，第一通道56可以在油填充设备42的第二端48处形成切口。在另一实施例中，虽然未示出，但是环形壁52可以限定在第一端44和第二端48之间的第一通道56。

再次参见图2，不管第一通道56的形状或位置如何，第一通道56可以配置为以约130毫升/秒到约160毫升/秒排出。例如，第一通道56可以穿过其以约130毫升/秒到约150毫升/秒或约140毫升/秒排出。从而第一通道56尺寸可被设定为，在用油14填充内燃发动机10（图1）期间，或在要求更换油14的维护操作期间，穿过该第一通道充分地排出油14。

如图2所示，油容纳系统12还包括邻接油填充设备42的第二端48的导流板部件58。导流板部件58可以沿箭头100的方向引导设置在通路54中的油14通过第一通道56。即，导流板部件58可以基本关闭第二端48且将通路54中的油14引导到第一通道56。换句话说，导流板部件58可以在第二端48处密封通路54。从而，导流板部件58可以不限定设置在中心纵向轴线50和环形壁52之间的穿过其的任何开口，从而油14仅通过第一通道56排出。导流板部件58可以以任何方式附接到覆盖部件40。例如，虽然未示出，导流板部件58可以粘接和/或铆接到覆盖部件40。

进一步地，如图2所示，导流板部件58限定穿过其中的第二通道60，从而第二通道60与通路54间隔开。即，导流板部件58可以限定与通路54间隔开的第二通道60和环形壁52，从而导流板部件58在第二端48处密封通路54。换句话说，第二通道60可以与第一通道56间隔开。然而，如在下文详述的，第二通道60可以设置为与第一通道56流体连通，从而油14可以从通路54通过第一通道56排出到第二通道60，且沿箭头100的方向继续到达发动机组件16。

继续参考图2，第二通道60可以具有任何合适的形状或构造，例如如图3所示的大致正方形。进一步地，第二通道60可以配置为在其中以约130毫升/秒到约160毫升/秒排出。例如，第二通道60可以在其中以约130毫升/秒到约150毫升/秒或约140毫升/秒排出。从而第二通道60尺寸可被设定为，在用油14填充内燃发动机10期间，或在要求更换油14的维护操作期间，穿过该第二通道充分地排出油14。

再次参见图2，导流板部件58和覆盖部件40可以一起限定在第一通道56和第二通道60之间的捕获腔体62。如在下文详述的，捕获腔体62可以配置为在内燃发动机10（图1）运行期间捕获在一定量空气32内携带的油14的一部分64，例如油滴，从而在帽46（图1）不密封第一端44的条件下，所述部分64可以不离开油填充设备42。从而捕获腔体62可以具有第二体积（通常通过图2中的阴影90表示），所述第二体积大于第一体积80。即，捕获腔体62可以配置为保持内燃发动机10中的一定量空气32和油14的部分64，即夹带的油滴。在一个非限制性的例子中，第一体积80和第二体积90之间的差可以为约20毫升到约60毫升，例如约20毫升到约40毫升，或约30毫升。

从而参见图2，在内燃发动机10运行期间，油填充设备42可以配置为将油14从通路54通过第一通道56沿箭头100的方向引导到第二通道60。特别地，内燃发动机10可以在其中第一端44不通过帽46（图1）密封的条件下操作。例如，在内燃发动机10的维护操作之后可以将帽46从第一端44解除密封。在第一端44不通过帽46密封的这种运行条件期间，在上述的相应多个汽缸孔22（图1）中多个活塞24（图1）的共同往复运动期间排出的一定量空气32可以沿箭头110的方向携带油14的所述部分64进入捕获腔体62。

随后，如继续参考图2所述的，部分64可以通过第二通道60沿箭头100的方向排出到发动机组件16，例如经由重力。因此，部分64可以不进入通路54，例如通过第一通道56，且如此则可以不在第一端44离开通路54。即，在帽46没有与油填充设备42配合时，油14的所述部分64可以不从油容纳系统12通过第一端44离开。

确切地，油容纳系统12可以在捕获腔体62（图2和3）中包含油14，以使得从内燃发动机10（图1）排出的油最小化。更具体地，油容纳系统12可以在活塞24（图1）往复运动期间阻止油滴从油填充设备42（图2）的第一端44（图2）排出。即，再次参照图2，因为第二体积90大于第一体积80，所以在内燃发动机10的运行期间携带到捕获腔体62的任何油14可以保持在捕获腔体62中，且通过第二通道60排出，以由此通过内燃发动机10循环。从而进入和离开发动机组件16的气流可以保持平衡，且内燃发动机10可以有效地运行。因此，内燃发动机10和油容纳系统12减少内燃发动机10运行期间潜在的油损失，例如对于油填充设备42的第一端44未被帽46（图1）密封的运行条件。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims

1.一种内燃发动机，包括：

发动机组件；和

油容纳系统，可附接到发动机组件，且包括：

覆盖部件，包括配置为用于将油传递的内燃发动机的油填充设备，其中所述油填充设备具有：

第一端，能用帽密封；

第二端，沿中心纵向轴线与第一端间隔开；和

环形壁，与中心纵向轴线同中心且沿纵向轴线延伸，其中环形壁限定：

穿过其中的第一通道；和

通路，沿中心纵向轴线穿过覆盖部件延伸；和

导流板部件，邻接第二端，且限定穿过其中的第二通道，从而第二通道与所述通路间隔开。

2.如权利要求1所述的内燃发动机，其中第二通道设置为与第一通道流体连通。

3.如权利要求2所述的内燃发动机，其中环形壁限定通过第二端的第一通道。

4.如权利要求2所述的内燃发动机，其中第二通道与第一通道间隔开。

5.如权利要求1所述的内燃发动机，其中发动机组件在其中限定多个汽缸孔，且其中内燃发动机进一步包括多个活塞，每一个活塞配置为用于在多个汽缸孔的相应一个中在第一位置和第二位置之间往复运动，以由此共同地将具有第一体积的一定量空气从发动机组件排出。

6.如权利要求5所述的内燃发动机，其中导流板部件和覆盖部件一起限定在第一通道和第二通道之间的捕获腔体。

7.如权利要求6所述的内燃发动机，其中捕获腔体具有大于第一体积的第二体积。

8.如权利要求7所述的内燃发动机，其中第一体积和第二体积之间的差为从约20毫升到约60毫升。

9.如权利要求5所述的内燃发动机，其中第一端不通过帽密封。

10.如权利要求9所述的内燃发动机，其中所述一定量的空气携带油的一部分进入捕获腔体，且进一步地，其中所述部分通过第二通道排出到发动机组件。