CN106460722B - 发动机 - Google Patents

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Abstract

发动机(10)的曲轴(20)设置在曲轴箱(12)和油盘(18)内，在上下方向上贯通曲轴箱(12)和油盘(18)。在油盘(18)内设置有油泵(96)和滤油器(102)。油泵(96)设置为与曲轴(20)同轴且由曲轴(20)驱动。曲轴(20)的一方和另一方分别以其可转动的方式被板状的支承部件(70)和曲轴箱(12)支承。支承部件(70)以支承部件(70)的两面被曲轴箱(12)和油盘(18)覆盖且曲轴箱(12)与油盘(18)之间能够连通的方式设置于曲轴箱(12)。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及发动机，特别涉及割草机等作业机中使用的纵置型的发动机。
背景技术
这种发动机的一例公开在专利文献1中。专利文献1中公开了一种曲轴的轴向为上下方向的纵置型的发动机，公开了油盘支承曲轴的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-242634号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1中公开的发动机，在油盘的上表面没有设置盖部件。因此，当发动机以倾斜的方式配置时，根据其角度有可能产生在油盘内的滤油器(oil strainer)的吸入口附近不存在润滑油的状态。如果这种状态持续，则有可能无法从滤油器向油泵供给润滑油，润滑油变得无法在发动机内循环供给。
另外，曲轴被露出于外部的油盘支承，因此来自曲轴的振动导致的噪音有可能漏到外部。
因此本发明的主要目的在于提供一种发动机，其能够从油盘内的滤油器稳定地向油泵供给润滑油，能够抑制来自曲轴的振动导致的噪音。
用于解决技术课题的技术方案
根据本发明的一个方式，提供一种发动机，其包括：下面开口的曲轴箱；设置于曲轴箱的下方的上面开口的油盘；以轴向为上下方向的方式设置在曲轴箱和油盘内，且贯通曲轴箱和油盘的曲轴；设置为与曲轴同轴且由曲轴驱动的油泵；设置在油盘内的滤油器；和以曲轴可转动的方式支承曲轴的一方的板状的支承部件，支承部件以支承部件的两面被曲轴箱和油盘覆盖且曲轴箱与油盘之间能够连通的方式，设置于曲轴箱和油盘的至少一者。
本发明中，支承部件形成为板状因此作为油盘的盖部件发挥作用，能够抑制油盘内的润滑油移动到比支承部件靠上方的位置。即使因发动机的倾斜等而使润滑油从支承部件的下方向上方移动，由于曲轴箱与油盘之间是连通的，因此移动到比支承部件靠上方的位置的润滑油会回到油盘。另外，在发动机内循环而从比支承部件靠上方的位置流动落下的润滑油也回到油盘。因此，能够在油盘内的滤油器附近确保润滑油存在，能够从滤油器稳定地将润滑油供给到油泵。另外，由于支承曲轴的支承部件的两面被曲轴箱和油盘覆盖，所以能够抑制来自曲轴的振动导致的噪音漏到外部。
优选在曲轴箱内还具有与曲轴平行地设置的凸轮轴，支承部件以曲轴和凸轮轴可转动的方式支承曲轴和凸轮轴。此时，由于用1个支承部件支承曲轴和凸轮轴，所以能够提高曲轴与凸轮轴的轴间距离的精度。
另外优选在曲轴箱内还具有与曲轴平行地设置的调速器轴，支承部件支承曲轴、凸轮轴和调速器轴。此时，由于用1个支承部件支承曲轴、凸轮轴和调速器轴，所以能够提高曲轴、凸轮轴和调速器轴的轴间距离的精度。
更优选油泵设置在油盘内。此时，由于油泵与滤油器的高低差变小，所以能够减小油泵的吸入阻力。
优选支承部件的周缘部包括用于将支承部件以内置于曲轴箱和油盘的方式设置于曲轴箱和油盘的至少一者的安装部。此时，由于支承部件内置于曲轴箱和油盘，即不露出到曲轴箱和油盘的外部，所以即使来自曲轴的振动传到支承部件，也能够将该振动导致的噪音限制在曲轴箱和油盘内，能够进一步抑制噪音。
另外优选安装部安装于曲轴箱，曲轴箱以曲轴可转动的方式支承曲轴的另一方。此时，由于曲轴可转动地被安装于曲轴箱的支承部件和曲轴箱支承，所以与将支承部件安装于油盘相比能够抑制曲轴的振动。
更优选支承部件具有以曲轴的轴心为中心地向安装部辐射状延伸的肋部。此时，能够提高支承部件的强度，从曲轴施加到支承部件的负载容易沿肋部向曲轴箱或油盘分散。
优选还包括设置于支承部件与曲轴的外表面之间的滚珠轴承。此时，用滚珠轴承承接曲轴，由此不仅能够应对施加于曲轴的径向的负载而且也能够很好地应对推力方向的负载。
本发明的上述目的和其它目的、特征、方面和优点，通过参照附图进行的以下的本发明实施方式的详细说明能够进一步明确。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的发动机的上方立体图。
图2是表示本发明的一个实施方式的发动机的下方立体图。
图3是表示本发明的一个实施方式的发动机的俯视图。
图4是表示本发明的一个实施方式的发动机的仰视图。
图5是表示本发明的一个实施方式的发动机的侧视图(从左侧看)。
图6是表示本发明的一个实施方式的发动机的侧视图(从右侧看)。
图7是表示本发明的一个实施方式的发动机的纵(图8的A-A线)截面图。
图8是表示曲轴箱和缸体的俯视图。
图9是表示曲轴箱和缸体的仰视图。
图10是表示支承部件的俯视图。
图11是表示支承部件的仰视图。
图12是表示支承部件的B-B截面图(参照图11)。
图13是表示卸下了油盘的状态的发动机的仰视图。
图14是表示油盘和支承部件的俯视图。
图15是表示油盘、曲轴和滤芯(oil filter)等的C-C截面图(参照图16)。
图16是表示油盘及其周边的俯视图。
图17是表示曲轴、活塞及其周边的俯视图。
图18是表示曲轴、活塞及其周边的图。
图19是表示卸下了罩部的状态的发动机的俯视图。
图20是表示卸下了油盘、支承部件和曲轴的状态的发动机的仰视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
参照图1～图6，本发明的一个实施方式的发动机10，是纵置型且窄角(小于90度)的V型2缸OHV发动机(Over Head Valve Engine，顶阀式发动机)。发动机10包括曲轴箱12。在曲轴箱12的侧面设置有V字状的2个缸14、16。在曲轴箱12的下方设置有油盘(oil pan)18。在轴向为上下方向的曲轴箱12和油盘18内设置有曲轴20(参照图7)。曲轴20在上下方向上贯通曲轴箱12和油盘18。参照图7，在曲轴箱12的上方与曲轴20同轴地设置有冷却风扇22。冷却风扇22由曲轴20驱动，从曲轴箱12的上方取入冷却风。以覆盖缸14、16和曲轴箱12的上方以及冷却风扇22的方式设置有罩部24。罩部24包括第一罩26和安装在第一罩26上的第二罩28。第二罩28在面对冷却风扇22的位置具有用于取入外部空气的吸气口30。在第二罩28的内侧设置有用于防止草等杂物侵入的玻璃屏(glass screen)32。通过冷却风扇22的驱动从吸气口30取入的外部空气冷却发动机10。
参照图7～图9，曲轴箱12具有供曲轴20贯通的贯通孔34。在曲轴箱12的上表面形成有上面开口的大致葫芦形的凹部36。在凹部36设置有第一气液分离室38和第二气液分离室40。第一气液分离室38的容积大于第二气液分离室40的容积。第一气液分离室38和曲轴箱12的中空部48(后述)通过贯通孔42连通，贯通孔42由设置于第一气液分离室38的簧片阀44开闭。在第一气液分离室38的大致中央部形成有凸轮轴148(后述)用的轴承孔46。另外，在曲轴箱12形成有下面开口的中空部48。中空部48成为油室。在中空部48设置有第三气液分离室50。
第二气液分离室40和第三气液分离室50经由回油孔52连通，第一气液分离室38和第三气液分离室50经由回油孔54连通，第三气液分离室50和油盘18经由设置于曲轴箱12的回油通路56和设置于油盘18的回油通路58(参照图16)连通。在第一气液分离室38和第二气液分离室40的上表面设置有盖60，在第三气液分离室50的下表面设置有盖62。
通过这样的方式，在曲轴箱12的2个缸14、16间(V-bank间)的附近形成第一气液分离室38、第二气液分离室40和第三气液分离室50。形成于盖60的下表面的壁部64，抑制从第一气液分离室38向第二气液分离室40的气流。来自曲轴箱12的中空部48的吹漏气(blow-bygas)，在第一气液分离室38和第二气液分离室40中被气液分离，进一步在第三气液分离室50被气液分离。像这样在曲轴箱12内设置有3个气液分离室，通过多级膨胀来提高分离效率。如图7中空心箭头所示，吹漏气从中空部48通过第一气液分离室38、第二气液分离室40、第三气液分离室50和气体管66等被送往吸气系统的上游。另外，在第一气液分离室38、第二气液分离室40、第三气液分离室50中被分离出的润滑油，从第三气液分离室50经由回油通路56、58回到油盘18。在曲轴箱12的包围中空部48的端缘68，形成有用于安装板状的支承部件70的多个(本实施方式中为8个)螺纹孔72。
另外，参照图8，在横置发动机10时，润滑油从第一气液分离室38向油盘18经由大致V字状的回油通路74返回。像这样，在纵置发动机18时和横置发动机18时，润滑油通过不同的回油通路回到油盘18。
参照图7、图10、图11和图12，支承部件70具有曲轴20用的贯通孔76、凸轮轴148(后述)用的贯通孔78和调速器(governor)轴158(后述)用的贯通孔80。参照图13和图14，支承部件70设定为在支承部件70的外周与曲轴箱12的端缘68之间形成有多个间隙S1且在支承部件70的外周与油盘18的端缘90之间形成有间隙S2的尺寸。由此能够将曲轴箱12与油盘18之间连通。支承部件70的周缘部具有多个(本实施方式中为8个)安装部82。本实施方式中，安装部82形成为大致中空圆筒状且为厚壁。在支承部件70的下表面形成有多个肋部84。以将曲轴20的轴心(贯通孔76)作为中心向安装部82辐射状地延伸的方式、以将凸轮轴148的轴心(贯通孔78)作为中心向安装部82辐射状地延伸的方式、以将调速器轴158的轴心(贯通孔80)作为中心向安装部82辐射状地延伸的方式、以从曲轴20的轴心向凸轮轴148的轴心延伸的方式、以从曲轴20的轴心向调速器轴158的轴心延伸的方式、以从凸轮轴148的轴心向调速器轴158的轴心延伸的方式，形成有直线状的肋部84。将这样的支承部件70的各安装部82定位于在曲轴箱12的端缘68形成的对应的螺纹孔72，使用未图示的例如螺栓等紧固部件将支承部件70安装于曲轴箱12。而且，如图7所示，曲轴20的上部经由设置于贯通孔34的轴承86被支承于曲轴箱12，曲轴20的下部经由设置于贯通孔76的滚珠轴承88被支承于支承部件70。由此，曲轴20以在上下方向上贯通曲轴箱12和支承部件70的方式设置，支承部件70以曲轴20可转动的方式支承曲轴20的一方，曲轴箱12以曲轴20可转动的方式支承曲轴20的另一方。
参照图9和图14，曲轴箱12和油盘18以下面开口的曲轴箱12的端缘68和上面开口的油盘18的端缘90接触的方式被定位，用未图示的紧固部件彼此固定。
参照图7、图15和图16，在上面开口的油盘18形成有供曲轴20贯通的贯通孔92。在曲轴20与贯通孔92之间设置有油封件(oil seal)94。在油盘18内且在贯通孔92附近，在曲轴20的下部与曲轴20同轴地安装有油泵96。油泵96伴随曲轴20的旋转被驱动。油泵96例如使用次摆线型泵。在油盘18内，以包围油泵96的方式设置有环状部件98。在环状部件98形成有贯通孔100。贯通孔100位于油通路110(后述)的延长线上。在油盘18内，在环状部件98的外侧设置有弯曲的滤油器102，在滤油器102的外侧设置有具有吸入口104的弯曲板状的滤油器罩106。在油泵96、环状部件98、滤油器102和滤油器罩106的上表面设置有罩108。来自油泵96的润滑油，通过油通路110和油软管112被供给至油冷却器114而被冷却。冷却后的润滑油经由油软管116被供给至滤芯118而被净化，之后被供给至发动机10的各部分。油冷却器114和滤芯118设置于油盘18的外部。以滤芯118的长度方向与曲轴20的轴向平行的方式配置滤芯118，由此结构变得紧凑。在油通路110设置有释放阀(relief valve)120。释放阀120当油通路110的油压为规定值以上时打开，使油通路110内的润滑油回到油盘18。参照图15和图16，滤油器102、贯通孔100、油泵96、油通路110和释放阀120在俯视时配置在直线上。由此能够减少在油通路110中流动的润滑油的阻力。
回到图2和图4，缸14包括缸体122、缸头124和缸头罩126，缸16包括缸体128、缸头130和缸头罩132。参照图8和图9，缸体122、128与曲轴箱12形成为一体，缸体122、128分别在外周具有翅片134、136。
参照图8、图9、图17和图18，在缸体122、128内分别可滑动地设置有活塞140、142。活塞140、142分别由连杆144、146与曲轴箱12内的曲轴20连结。本实施方式中，作为连杆144、146，使用斜向分支(diagonally split)连杆(参照图20)。另外，本实施方式中，连杆144、146的大端部的轴心彼此错开(参照图17)。由此，曲轴20的曲柄销的轴心彼此错开(参照图7)。活塞140、142的往复运动被曲轴20转换为旋转运动。参照图9，在缸体122、128的内周面的曲轴20侧端部形成有圆弧状的缺口部138。本实施方式中，缺口部138为了避免与连杆144、146的大端部的干扰，形成为与贯通孔34同心状。另外，在曲轴箱12内收纳有与曲轴20连动的凸轮轴148。参照图7，凸轮轴148的一端部在轴承孔46中经由油膜可转动地被曲轴箱12支承，凸轮轴148的另一端部经由设置于贯通孔78的滚珠轴承150可转动地被支承部件70支承。在曲轴20设置有驱动齿轮152，在凸轮轴148设置有伴随驱动齿轮152的旋转而旋转的被驱动齿轮154。另外，参照图17和图18，在曲轴箱12内设置有调速器156。调速器156是即使负载变动也将发动机10的转速保持在一定范围的机构。调速器156的调速器轴158被压入到支承部件70的贯通孔80。调速器156的调速器齿轮160可转动地安装于调速器轴158，与被驱动齿轮154啮合，伴随被驱动齿轮154的旋转而旋转。被支承部件70支承的曲轴20、凸轮轴148和调速器轴158平行(大致平行)地配置。
各缸14、16中，从缸体122、128至缸头124、130形成有将曲轴箱12内与缸头罩126、132内的摇臂室(未图示)连通的连通路(未图示)。
参照图17和图18，缸14中，推杆(push rod)162和设置于推杆162的一端部的挺杆(tappet)164插入到连通路。挺杆164的前端部在曲轴箱12内与凸轮轴148的吸气凸轮166抵接。推杆162的另一端部与设置于摇臂室内的摇臂168连接，因阀弹簧170、172而常时被向关闭方向施力的吸气阀174、176被摇臂168驱动。通过吸气阀174、176开闭2个吸气端口(未图示)。另外，推杆178和设置于推杆178的一端部的挺杆180插入到连通路。挺杆180的前端部在曲轴箱12内与凸轮轴148的排气凸轮182抵接。推杆178的另一端部与设置于摇臂室内的摇臂184连接，因阀弹簧186而常时被向关闭方向施力的排气阀188被摇臂184驱动。通过排气阀188开闭排气端口190(参照图4、图13)。
同样，缸16中，推杆192和设置于推杆192的一端部的挺杆194插入到连通路。挺杆194的前端部在曲轴箱12内与凸轮轴148的吸气凸轮196抵接。推杆192的另一端部与设置于摇臂室内的摇臂198连接，因阀弹簧200、202而常时被向关闭方向施力的吸气阀204、206被摇臂198驱动。通过吸气阀204、206开闭2个吸气端口(未图示)。另外，推杆208和设置于推杆208的一端部的挺杆210插入到连通路。挺杆210的前端部在曲轴箱12内与凸轮轴148的排气凸轮212抵接。推杆208的另一端部与设置于摇臂室内的摇臂214连接，因阀弹簧216而常时被向关闭方向施力的排气阀218被摇臂214驱动。通过排气阀218开闭排气端口220(参照图4、图13)。
根据图18所示的点划线X和Y1、Y2、Y3、Y4可知，凸轮轴148和摇臂168、184、198、214的摇臂轴222、224、226、228在侧视图中彼此配置在直角方向。由此，在具有多个吸气阀174、176的阀动机构和具有多个吸气阀204、206的阀动机构中，能够减小多阀化导致的摩擦的增加。
参照图19，缸14的各吸气端口和缸16的各吸气端口通过吸气岐管230连结。在吸气岐管230连接有节流体232。节流体232配置于窄角V型2缸的缸14、16间。在节流体232经由吸气管234安装有空气过滤器236(参照图1图2)。另外，在吸气岐管230的向2个缸14、16的分支部，设置有压力-温度传感器238。即，在连结缸14的吸气端口和缸16的吸气端口(2缸的吸气端口间)的吸气岐管230的缸间中央部，配置压力-温度传感器238。压力-温度传感器238检测燃料喷射控制的吸入空气的压力和温度，能够基于压力-温度传感器238的输出检测空气流量。
参照图20，在缸14、16的排气端口190、220分别经由排气管240、242连接有消音器244。来自发动机10的排出气体经由消音器244被排出到外部。另外，从未图示的燃料罐向发动机10供给燃料，通过起动电动机246使曲轴20旋转，发动机10起动。
根据发动机10，支承部件70形成为板状因此作为油盘18的盖部件发挥作用，能够抑制油盘18内的润滑油移动到比支承部件70靠上方的位置。即使因发动机10的倾斜等而使润滑油从支承部件70的下方向上方移动，由于曲轴箱12与油盘18之间是连通的，因此移动到比支承部件70靠上方的位置的润滑油会回到油盘18。另外，在发动机10内循环而从比支承部件70靠上方的位置流动落下的润滑油也回到油盘18。由此，能够在油盘18内的滤油器102附近确保润滑油存在，能够从滤油器102稳定地将润滑油供给到油泵96。另外，因为支承曲轴12的支承部件70的两面被曲轴箱12和油盘18覆盖，所以能够抑制来自曲轴20的振动导致的噪音漏到外部。
因为用1个支承部件70支承曲轴20、凸轮轴148和调速器轴158，所以能够提高曲轴20、凸轮轴148和调速器轴158的轴间距离的精度。
由于油泵96设置在油盘18内，油泵96与滤油器102的高低差变小(本实施方式中大致为0)。因此能够减小油泵96的吸入阻力。
支承部件70内置于曲轴箱12和油盘18，即没有在曲轴箱12和油盘18的外部露出，因此即使来自曲轴20的振动传递到支承部件70，也能够将该振动导致的噪音关在曲轴箱12和油盘18内，能够进一步抑制噪音。
曲轴20可转动地被在曲轴箱12安装的支承部件70和曲轴箱12支承，因此与将支承部件70安装于油盘18时相比能够抑制曲轴20的振动。
支承部件70具有以曲轴20的轴心为中心向安装部82辐射状地延伸的肋部84，因此能够提高支承部件70的强度，从曲轴20施加到支承部件70的负载容易沿肋部84向曲轴箱12或油盘18分散。
在支承部件70与曲轴20的外表面之间设置有滚珠轴承88，用滚珠轴承88承接曲轴20，由此不仅能够应对施加于曲轴20的径向的负载而且也能够很好地应对推力方向的负载。
作为连杆144、146使用斜向分支连杆(参照图20)，且在缸体122、128形成有缺口部138(参照图9)，由此能够减少曲轴箱12乃至发动机10的前后方向(图20中用箭头F表示的方向)的尺寸。
另外，支承部件70可以以内置于曲轴箱12和油盘18且在支承部件70的外周与油盘18的端缘90之间形成有间隙的方式设置于油盘18。此时，支承部件70的安装部82被安装于油盘18。
另外，可以在窄角V型2缸的缸14、16间配置气化器。
以上对本发明的优选的实施方式进行了说明，但能够明确只要不脱离本发明的范围和主旨就能够作各种变更。本发明的范围仅由权利要求的范围所限定。
附图标记说明
10 发动机
12 曲轴箱
18 油盘
20 曲轴
70 支承部件
82 安装部
84 肋部
88、150 滚珠轴承
96 油泵
102 滤油器
148 凸轮轴
158 调速器轴。

Claims (8)

1.一种发动机，其特征在于，包括：
下面开口的曲轴箱；
设置于所述曲轴箱的下方的上面开口的油盘；
以轴向为上下方向的方式设置在所述曲轴箱和所述油盘内，且贯通所述曲轴箱和所述油盘的曲轴；
油泵；
设置在所述油盘内的滤油器；和
以所述曲轴可转动的方式支承所述曲轴的一方的板状的支承部件，
所述支承部件以所述支承部件的两面被所述曲轴箱和所述油盘覆盖且所述曲轴箱与所述油盘之间能够连通的方式，设置于所述曲轴箱和所述油盘的至少一者，
所述油泵与所述曲轴同轴设置且由所述曲轴驱动，
所述曲轴箱和所述油盘以下面开口的所述曲轴箱的端缘和上面开口的所述油盘的端缘接触的方式被定位并彼此固定，由此所述支承部件内置于所述曲轴箱和所述油盘，而没有在所述曲轴箱和所述油盘的外部露出。
2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于：
在所述曲轴箱内还具有与所述曲轴平行地设置的凸轮轴，
所述支承部件以所述曲轴和所述凸轮轴可转动的方式支承所述曲轴和所述凸轮轴。
3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于：
在所述曲轴箱内还具有与所述曲轴平行地设置的调速器轴，
所述支承部件支承所述曲轴、所述凸轮轴和所述调速器轴。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发动机，其特征在于：
所述油泵设置在所述油盘内。
5.如权利要求1～3中任一项所述的发动机，其特征在于：
所述支承部件的周缘部包括用于将所述支承部件以内置于所述曲轴箱和所述油盘的方式设置于所述曲轴箱和所述油盘的至少一者的安装部。
6.如权利要求5所述的发动机，其特征在于：
所述安装部安装于所述曲轴箱，所述曲轴箱以所述曲轴可转动的方式支承所述曲轴的另一方。
7.如权利要求5所述的发动机，其特征在于：
所述支承部件具有以所述曲轴的轴心为中心地向所述安装部辐射状延伸的肋部。
8.如权利要求1～3中任一项所述的发动机，其特征在于：
还包括设置在所述支承部件与所述曲轴的外表面之间的滚珠轴承。
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