CN1079890C - 发动机润滑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明，在一种实施方式中，所提供的内燃机用的润滑系统的构成包括曲轴(1)，及一个相连的集油池(3)，处于集油池上方的曲轴和汽缸盖，以及一个经各个滑轮(2，4)同曲轴和凸轮轴相连的同步传动带(5)。根据本发明，同步传动带从集油池中溅出足量的机油并将机油提升至汽缸盖去用于润滑，从而就无需单独的油泵。最好另添加一个油滑轮(7)，使其浸入集油地中的机油中，并且处于曲轴滑轮(2)水平面的下面用于从其中溅油。在一种形式中，凸轮轴和曲轴滑轮(2，4)具有构成类似的齿条，但其直径不同，以便实现所要求的同步，并且同步传动带(5)是由在宽度方向上是不具渗透性的材料构成，并在其内侧面制作一组齿(6)用来与上述带齿的滑轮啮合，而油滑轮同样带一组齿(8)，并且同步传动带还添加另一组环绕其外表面展开的齿(9)来同油滑轮的齿相互啮合，上述外侧齿中包括有产生往汽缸盖上溅油的装置。在另一种形式中，内燃机润滑系统包括一个带齿的滑轮(2或4)，其中的齿(32，36)的转动的一部分是在机壳(10)提供的限定的通道内进行以及一个传动带(5)，其上带有的匹配齿的运动的一部分也是在机壳(10)提供的限定的通道内进行，这些部分受导引运动而到达一个啮合点(33，35)，在该啮合点上由于两组齿的啮合作用而可以获得受压机机油。

Description

发动机润滑系统
本发明涉及内燃机用的润滑系统。这类发动机已经产生了100多年了，而它们的润滑系统这些年来一直没有根本的改变。这样，传统的作法就是在油润滑系统中包括一个单独的油泵用来使机油各个运动部件中循环流动。
本发明的目的是提供一种无需单独的油泵就可以使机油循环流动的润滑系统。
根据本发明，在由曲轴和配套的集油池、集油池上方的汽缸盖中的凸轮轴、以及通过相应各滑轮连接各轴的同步(正时)传动带所组成的内燃机中，同步传动带用于从集油池中溅出足量的机油并将机油提升至汽缸盖去用于润滑。
方便的作法是机油经过冷油器返回到集油池中，以便能够使带出的机油再用于冷却。
众所周知，凸轮轴和曲轴滑轮具有构成类似的齿条，但其直径不同，以便实现所要求的同步，并且同步传动带是由在宽度方向上是不具渗透性的材料构成，并在其内侧面制作一组齿用来与上述带齿的滑轮啮合。
根据本发明的特点，另添加一个油滑轮，使其浸入集油池中的机油中，并且处于曲轴滑轮水平面的下面；而油滑轮同样带齿，并且同步传动带还添加另一组环绕其外表面展开的齿来同油滑轮的齿相互啮合，上述外侧齿中包括有产生往汽缸盖上溅油的装置。
在有一种形式中，为溅油而在添加的齿上做出一些勺形片。
最好将上述添加的齿设计为在一个封闭的通道内封闭运行，它们同上述通道壁共同带出并溅射上述机油。
根据本发明的另一个方面，内燃机润滑系统包括一个带齿的滑轮，其中的齿的转动的一部分是在限定的通道内进行；一个传动带，其上带有的匹配齿的运动的一部分也是在限定的通道内进行；导引它们的运动使其到达一个啮合点，在该啮合点上由于啮合作用而可以获得受压机油。
为了便于理解本发明，将结合下面的附图描述一个优选实施例和一个改型实施例，其中：
图1是同步/润滑装置的剖面示意图；
图2是图1的放大剖面图；
图3是图2中示出的部分的侧视图；
图4是汽缸盖的俯视图；
图5是改型装置的下半部分的放大剖面图；并且
图6是改型装置的上半部分的放大剖面图。
参考图1，优选的同步/润滑装置包括曲轴1，它有一个带齿的滑轮2。曲轴的轴线，当然也包括滑轮就正好处于集油池3上方，停机时，油面水平用3A表示，开机时，用3B表示。众所周知，滑轮2同带齿的直径较大的滑轮4相连，而后者又通过同步传动带5同凸轮轴(未示出)相连；每个滑轮2、4上的齿轮的齿廓大小基本相同，但是每个滑轮上齿的数量不同，以便在曲轴和凸轮轴之间产生转动差以保证同步。
再参考图2和图3，众所周知，同步传动带5是柔性的、不具渗透性的材料，一组齿6环绕其内表面用于同滑轮2、4的齿相啮合。按照本发明，还提供一个带齿的油滑轮7，它在运转的机油的水平面3B之下延伸并始终浸没于其中。油滑轮正好位于曲轴滑轮2的下方，而它的齿8可以同曲轴滑轮相啮合，并由同步传动带5的外表面上排列的另一组齿9驱动。如图2特别示出的，同步传动带5和滑轮2、4及7都装在一个腰形机壳10中，下端在集油池3中有一个开口11，腰部12确定滑轮2和7发生啮合的区域，而上端，如下面将讨论的，在汽缸盖15中有一个通向回油孔14的出口13(见图4)。应当指出，机壳10至少为同步传动带向上运行提供一个密封的通路16，并且传动带的齿9在该通道中封闭运动。
油滑轮有一系列环绕圆周排列的敞口收集孔口17，每个孔口都带一个径向传递孔口18，传递孔口18延伸穿过外壁19。而机壳10的前、后壁20和21(见图3)则规定了邻近滑轮和传动带2、7和5啮合区域的孔口22。
参考图4，并其也参考图1，可见汽缸盖15上有一个油孔14，它从机壳10的出口13注油。油孔包括一个支路14A往曲轴的大头注油，支路14B往汽缸中注油，并经支路14A返回到曲轴的大头，支路14C为辅助设备例如发动机阀和连带的挺杆注油，而支路14D用于机油溢出后返回集油池3。
使用时，集油池3中的机油由油滑轮的主收集孔口17带起，并且在一定程度上由油滑轮驱动的齿8收集。当油滑轮7转动时，机油随曲轴滑轮2带到其啮合区。在此点，同步传动带5上的齿9阻挡住机油的前进。结果，机油借助它的惯性以及带齿的同步传动带同油滑轮的啮合产生的挤压作用，穿过孔口22。在同步传动带上的齿9啮合之前和之后，从油滑轮收集孔口17来的机油从油滑轮齿8之间实际上形成的传递孔口18流出。结果，传动带的外部段不仅注满从孔口22来的机油，而且有由于同油滑轮的啮合作用受到离心力的作用的机油。当机油已经传输到传动带的外部段时，于是它就被强制地提升穿过封闭的通道16，到达汽缸盖15上的出口13。在此点受压的机油直接按需要穿过油孔14去用于润滑，而在系统中包括一个机油冷却器的场合则也是为了冷却。当冷却和润滑作用完成后，机油经过支路14A、14C和14D返回到集油池3中。
冷发动时，(曲轴)大头轴承在机油经过同步传动带5泵出并到达的短时间内，通过飞溅润滑。因发动机是凉的，开始时绝大多数机油经过溢流14D回到集油池3中。当汽缸盖15和汽缸逐渐变热时，机油的黏度下降，而循环流动逐渐增加。在达到标准温度之前，大头轴承仍然接受一定程度的飞溅润滑。一旦到达正常温度，曲轴大体上不再受到油摩擦作用并完全通过泵润滑。机油越热，机油的循环流动越快。
当发动机达到正常工作温度，溢流14D仅在高于怠速运转速度或空转时使用。这样，在交通阻塞发动机低速工作时可具有充分的冷却能力。
最好在适当的位置上安装空气过滤器24。为了排放的需要，这些过滤器最好同发动机的入口滤清器相连，以便通过燃烧发动机的烟尘来去除空气污染。
参考图5和6，在对上述装置进行的改型中，机壳10在同步滑轮2之上组成一个储油池30，机油可以从集油池注入到储油池中，并且/或者通过例如支路14C(见图1)作为从汽缸盖回收的机油而收集起来。机油从储油池中注入，在本实施例中由箭头30A、B、C示出的三处位置注入。
关于滑轮2的向下运动，如图5的右侧所示，需要说明的是：在经位置30B注入的机油经过受限制段32朝滑轮齿注入的同时，经位置30A注入的机油给同步传动带5的带齿的内侧段31注油，而该段在其转动的一部分上受机壳10限制。在操作中，这两处受限制的注入机油分别导向啮合点，在该点处设有一个出口33。啮合作用就会挤压机油，迫使它受压而从出口挤出，并因此可以做用于完成其它适合的功用，例如曲轴或齿轮箱润滑；最初的检测显示这一区域的压力可以达到30PSI。
关于滑轮2的向上运动，如图5的左侧所示，机油经位置30C不仅注入到传动带5的内侧段31而且注入到外侧段34，并在这两段和机壳10之间喷出并向上导向汽缸盖。
参考图6，如果需要，还可提供另一个出口35，在此处内侧段31同凸轮轴滑轮4的齿36啮合；这样，用与上面所描述的类似方法，机油可以注入到另一个位置30D，在此出，机油从上述齿36和机壳10之间喷出可，进一步经过出口35提供受压的油源以用于其它的润滑目的。然后，如前所述，从传动带5和机壳10之间喷出的机油经出口1 3注入到汽缸盖的回油孔。
可以看到，前面描述的系统和改型具有下列优点：
1.驱动并使凸轮轴同步
2.将机油泵入到汽缸盖
3.将机油输送到大头轴承
4.将机油输送到主轴承
5.将机油输送到凸轮轴
6.将机油输送到凸轮轴轴承
7.将机油从油孔和冷却管输送
8.如果需要，将机油输送到齿轮箱
9.机油吸收来自汽缸盖，和/或汽缸的热量，并返回集油池，而且在返回过程中，流经各个组件并将它们润滑。
10.起到油泵和一个冷却液泵的作用
11.机油在很大程度上有效地降低了机械噪音，在操作过程中有效地形成一个整体凸轮驱动、润滑和冷却系统
12.在扭矩、加速度和马力方面都有显著增加；显著降低噪音、成本和功率损耗，同时在冷发动时充分润滑各个易损件。

Claims (7)

1.一种内燃机，包括：曲轴(1)；与曲轴相关联的集油池(3)；位于集油池上方的汽缸盖(15)；装在汽缸盖上的凸轮轴；与曲轴相连的曲轴滑轮(2)；与凸轮轴相连的凸轮轴滑轮(4)；传动装置(5)，用于与曲轴滑轮和凸轮轴滑轮传动配合，从而在使用中使曲轴的转动引起凸轮轴的相应转动；以及用于将油从集油池供给到靠近曲轴滑轮的传动装置的装置(7)，其特征在于，供油装置(7)在内燃机的整个工作速度范围内将油供给传动装置(5)；从凸轮轴滑轮区域设有出口(13)，用于使油从凸轮轴滑轮(4)区域传到需要润滑的汽缸盖区域；传动装置(5)是同步传动带，其适于在内燃机处于工作状态时始终将足够的油溅出并送至汽缸盖(15)，以便润滑汽缸盖部件。
2.根据权利要求1的内燃机，其特征在于，为了从集油池溅出机油，在曲轴滑轮下面提供一个浸入到集油池中的机油里的滑轮。
3.根据权利要求2的内燃机，其中曲轴和凸轮轴滑轮具有类似的齿条，但其直径不同，以便实现所要求的同步，其特征在于，同步传动带是由在宽度方向上是不具渗透性的材料构成，并在其内侧面制作一组齿用来与上述带齿的滑轮啮合，而且油滑轮也带齿，并且同步传动带还带有另外一组环绕其外表面展开的齿用来同油滑轮的齿相互啮合，上述外侧齿包括有将油溅射到汽缸盖上的装置。
4.根据权利要求3的内燃机，其特征在于，为溅油而在添加的齿上做出一些勺形片。
5.根据权利要求3或4的内燃机，其特征在于，上述添加的齿设计为：在一个封闭的通道内封闭运行，籍此它们可以同上述通道的壁一起将溅出的上述机油收集起来。
6.根据前面任何一项权利要求的内燃机，其特征在于，在至集油池的回油路线上提供一个冷却器，以便使溅喷出的机油可再用于冷却。
7.根据前面任何一个权利要求的内燃机，其特征在于，其进一步包括一个带齿的滑轮，其中的齿的转动的一部分是在限定的通道内进行；一个传动带，其上带有的匹配齿的运动的一部分也是在限定的通道内进行；导引它们的运动使其到达一个啮合点，在该啮合点上由于啮合作用受到压力的机油可用作油源。
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