CN1080817C - 发动机中的润滑油雾生成装置 - Google Patents

Abstract

发动机E的蓄油腔22呈圆筒状，在它的相对末端有环形部分22a和22b，带有两个溅发叶片25a和25b的甩油环25固定在曲轴13上，叶片的顶端接近环形部分22a和22b，使得在发动机E的任何工作位置，当甩油环25旋转时，两个溅发叶片25a和25b中至少有一个溅发蓄油腔22中的润滑油。这样，利用一个带有两个叶片的结构简单的甩环，使得在发动机的任何工作位置，都能产生润滑油雾。

Description

发动机中的润滑油雾生成装置

本发明涉及一种发动机中的润滑油雾生成装置，该装置设计成这样，即通过溅发位于发动机体内的蓄油腔中的润滑油，以形成润滑发动机内部的油雾。

本申请书的申请人已提出过一种发动机中的润滑油雾生成装置，此装置包含一个位于发动机体内的蓄油腔，一个固定在曲轴或和曲轴相连的工作旋转轴上的甩油环，该甩油环溅发贮存在蓄油腔中的润滑油而形成油雾，使得在发动机的任何工作位置，蓄油腔中的润滑油都能被溅发(见日本专利申请第7-327665号)。

但是在上述装置中，甩油环包括大的和小的两对溅发叶片，以便在发动机的任何工作位置，都能溅发蓄油腔中的润滑油。因此，存在结构复杂，从而增加成本的问题。

所以，本发明的一个目的是提供一种发动机中的润滑油雾生成装置，其中结构简单的甩油环使在发动机的任何工作位置，都可以有效地溅发蓄油腔中的润滑油。

为了达到上述目的，依据本发明，提供了一种发动机的润滑油雾生成装置，包括一设置于发动机体上的蓄油腔，一个固定在曲轴或与曲轴相连的工作旋转轴上的甩油环，甩油环溅发贮存在蓄油腔内的润滑油以生成油雾，其特征在于：所述蓄油腔呈圆筒形，在它的相对的环形部分末端，是以甩油环的旋转轴为中心的环形部分，所述甩油环包含一装配在曲轴或和曲轴相连的工作旋转轴上的轴套；两个从轴套伸出的溅发叶片，其顶端分别接近相应的蓄油腔的环形部分，使得在发动机的任何工作位置，所述溅发叶片中至少有一片可以溅发蓄油腔中的润滑油。

利用本发明的这些特征，蓄油腔中的润滑油可以仅仅通过两个溅发叶片被有效地溅发，以形成良好的油雾。这有助于该结构简单的发动机总是具有良好的润滑。

除了上述特征，依据本发明的第二方面和特征，蓄油器呈无阶圆柱形，甩油环的两个溅发叶片呈点对称状。

利用本发明的这些特征，由于蓄油腔和甩油环的形状简单，从而方便了蓄油腔和甩油环的创造，降低了成本。

除了第一和第二特征，依据本发明的第三方面和特征，蓄油腔通过通道装置和另一在蓄油腔中形成的需要油雾的腔相通，该通道装置有一基本位于蓄油腔中心部位的入口，以便在发动机的任何工作位置，该入口都不会被润滑油浸没。

利用本发明的这些特征，在发动机的任何工作位置，可以很容易地防止蓄油腔中的非雾状润滑油流入另一腔。

除了第三个特征，依据本发明的第四方面和特征，该通道装置有一位于带有甩油环轴套的轴上的通孔。

利用本发明的这个特征，油雾通过这一简单结构从蓄油腔传送到另一腔，而不再需要专门的连通管道。

除了第一、第二、第三和第四特征，依据本发明的第五方面和特征，本装置还包括一个用于油雾完成润滑和液化后返回的回油腔，它通过一通道装置与蓄油腔相通，该通道装置的出口大致位于蓄油腔的中心部位，以便在发动机的任何工作位置，该出口都不会被润滑油浸没。

利用本发明的这种特征，在发动机的任何工作位置，可以很容易地防止蓄油腔中的非雾状润滑油回流到回油腔。

通过下面联系附图所描述的优选实施例，可以明显地看出本发明的上述和其它的目的、特征和优点。

图1是依据本发明第一实施例的带有一发动机的动力修剪机的工作状态示意图；

图2是这一发动机的垂直断面正视图；

图3是图2在3-3线方向的剖面图；

图4是图2在4-4线方向的剖面图；

图5是图2在5-5线方向的剖面图；

图6是图2在6-6线方向的剖面图；

图7是图2在7-7线方向的剖面图；

图8是图2在8-8线方向的剖面图；

图9是图2在9-9线方向的剖面图；

图10A是表示发动机在侧倾状态下蓄油腔中的蓄油水平面和循环流动通道间位置关系的剖面图；

图10B是表示发动机在倒置状态下蓄油腔中的蓄油水平面和循环流动通道间位置关系的剖面图；

图11是与图2相似的本发明另一实施例的剖面图；以及

图12是图11沿12-12线方向的剖面图。

本发明将参照附图并借助实施例加以说明。

现在说明图1到图10所示的本发明第一实施例。

参见图1，一台四冲程手持型发动机E作为动力源安装在诸如动力修剪机T上，成为其驱动部分。用于切割的动力修剪机T依据工作状态会在不同方向拐弯，每次拐弯，发动机E也会有较大倾斜或上下倒置。这样，发动机E的工作位置不是固定的。

参见图2和图3，一个化油器2和一个排气消声器3分别安装在发动机E的机体1的前部和后部，空气滤清器4安装在化油器2的吸入通道的入口处。油箱5安装在机体1的下表面上。化油器2包括一利用发动机E的曲柄腔中的压力波动(将在后面介绍)从油箱5中抽出油的隔板泵，使额外的油循环流动到油箱5。在发动机的任何工作位置，都可把油供应到发动机的吸入部分。

参见图2和图3，发动机体1包含一个顶部集成型缸体6，一个位于缸体6的下端面的曲柄箱7。缸体6的中部是一带有活塞8的单缸体9，缸体6的外围有大量的冷却片10。

曲柄箱7由一对上半箱7a和下半箱7b组成，它们通过均布在其外缘处的若干螺栓11彼此相连。曲轴13通过一连杆12和活塞8相连，该曲轴位于半箱7a和7b之间，并以下述方式支撑。

上半箱7a具有一对与其制成一体的左上轴颈壁14和右上轴颈壁14’，它们从上半箱的顶部垂下。下半箱7b具有一对与其制成一体的左下轴颈支撑壁15和右下轴颈支撑壁15’。它们从箱底壁突出，朝向上壁14和14’。曲轴13的左轴颈部分被左上轴颈壁14和左下轴颈支撑壁15通过一滑动轴承(plane bearing)16所夹持，曲轴13的右轴颈部分被右上轴颈壁14’和右下轴颈支撑壁15’通过一滚珠轴承17所夹持。共有四个螺栓孔18分布在上、下两部分轴颈支撑壁14，14’，15和15’中，以便使得滑动轴承16和滚珠轴承17能置于其间，并且螺栓孔垂直穿过曲柄箱7。四个双头螺栓19通过螺栓孔18，安装在缸体6的底面。螺母20被拧到突出于曲柄箱7下表面的双头螺栓19的底端。这样，上、下两部分轴颈支撑壁14、14’，15和15’彼此连接，缸体6和曲柄箱7也彼此相连。

这样的连接结构无论如何也不会妨碍到分布在缸体6外缘处的散热片10。所以，散热片10的数量、宽度和形状都可自由选择，使发动机E的空冷效果有明显的改善。另外，曲轴箱7与曲轴13的支承刚度也得到改善。

油封21和21被安装在曲柄箱7的相对两端壁上，曲轴13从此处穿过。

如图2所示，曲柄箱7的内部被上轴颈壁14、14’和下轴颈支撑壁15和15’分成左部蓄油腔22、中间曲柄腔23和右部阀门工作腔24。曲轴13的曲柄部分13a置于曲柄腔23内。蓄油腔22呈阶梯圆柱形或多边筒状，在同曲柄腔23相邻的一侧有一较小直径的环形部分22a，在另一侧上有一较大直径的环形部分22b。蓄油腔22中贮存着一定量的润滑油O，用来溅发润滑油的甩油环25安装在曲轴13上。

如图2和图4所示，甩油环25由一套装在曲柄轴上的轴套25c和两个从该轴套25c的外缘朝相反方向径向延伸的溅发叶片25a和25b组成。一个溅发叶片25a的尖端弯曲靠近小直径环形部分22a，另一溅发叶片25b的尖端弯曲靠近大直径环形部分22b。这样，如果曲轴13带动甩油环25旋转，甩油环25的溅发叶片25a和25b中至少有一个能够溅发蓄油腔中的润滑油O，使得在发动机的任何工作位置，都能形成油雾。

阀门工作腔24穿过缸体6的一侧到达缸体6的顶部，并且阀门工作腔24具有一利用与缸体6顶部相连的顶盖26而能够开启和关闭的上部。

如图2和图5所示，位于缸体6顶部的进气口27和出气口28与化油器2和排气消声器3相通，也位于缸体6顶部的进气阀29和排气阀30分别用于开关进气口27和出气口28。阀门操作装置31位于阀门工作腔24中用于开关进气阀29和出气阀30。

阀门操作装置31包括：一安装在曲轴13上的主动正时齿轮32；一个以主动正时齿轮32一半的减速速度旋转带动并可转动地支承在支撑轴34的被动正时齿轮33，该支撑轴34支撑在缸体6和曲柄箱7之间；凸轮35，它连接在被动正时齿轮33的一端；一对凸轮从动件37和38，它们位于缸体6内的凸轮从动轴36上，通过凸轮35使之摇摆；一对摇臂40和41，它们由摇臂轴39支撑，该轴是一个被安装在缸体6顶部的轴，其两端分别伸入靠近进气阀29和排气阀30的头部的支座里；一对推动杆42、43分别与凸轮从动件37、38及摇臂40、41相连；阈弹簧44和45，它们分别在关闭阀的方向上推压进气阀29和排气阀30。阀门操作装置31可以在活塞8的进气冲程中打开进气阀29，在活塞8的排气冲程中打开排气阈30。

蓄油腔22和曲柄腔23通过曲轴13上的通孔46相互连通。在这种情况下，进入蓄油腔22的通孔46的开口位于腔22的中心处，并且通过蓄油腔22中的润滑油O存贮量的设置，使得不论发动机处于倾斜或倒置状态，该开口都不会被浸没。

如图2和图7所示，阀腔47位于曲柄箱7的下表面，并和阀门操作腔24相连。阀腔47与曲柄腔23通过一阀门孔48彼此连通。单向阀49作为控制阀安装在阀腔47上，用来开关阀门孔48，并根据曲柄腔23内的压力脉动而运动，使得当压力降低时关闭阀门孔48，压力升高时打开阀门孔48。

如图7所示，一个U形回油腔50环绕着阀门腔47，并位于曲柄箱7的下表面。回油腔50通过一对以最大限度距离间隔分布的节流孔51与阀门工作腔24的底部相连通，同时通过一对通孔52和蓄油腔22相连通。这对通孔52的截面积之和足以大于节流孔51的截面积之和。

通过底板53在曲柄箱7的下表面上形成的凹槽的关闭来形成阀腔47和回油腔50。底板53通过双头螺栓19和螺母20压紧在曲柄箱7上。

阀门操作腔24的上部通过一由橡胶制成的通气管54与空气滤清器4的内部相通，该通气管54安装在顶盖26的一侧壁中并穿透该侧壁。在这种情况下，开口于阀门工作腔24的通气管54的末端向阀门操作腔24内突出一预定长度。因此，在发动机E的任何工作位置，都可以防止积存在阀门工作腔24内的一定数量的油流入通气管54。

如图2、图8和图9所示，外壳55位于顶盖26的外围，并与顶盖26配合。一个平坦的最上腔形成于顶盖26和55的顶壁间，它通过一对位于顶盖26的顶壁对角位置(最好在四个拐角处)的节流孔57与阀门工作腔24相通。上腔56也通过位于缸体6和曲柄箱7上的单一油道58与回油腔50相通。油道58的截面积大于该对节流孔57的截面积之和。

由上面所述可以看出，节流孔51和57、最上腔56、油道58、回油腔50以及通孔52组成了一个从阀门操作腔24到蓄油腔22的润滑油回流循环通道L。该循环通道L的开口开至蓄油腔22内，即，通孔52的出口位于蓄油腔22的纵向和横向中心、但垂直方向低于蓄油腔22中心位置处。这样，在如图10A和图10B所示的阀腔24低于蓄油腔22的发动机E的侧倾或倒置状态时，开口暴露于蓄油腔22中所贮存的油面之上。

如果在发动机E工作时，甩油环25通过曲轴13的旋转使润滑油O在蓄油腔22中溅发来产生油雾，则当活塞8的上升运动导致的曲柄腔内的压力降低时，油雾通过通孔46被吸入曲柄腔23，从而润滑曲柄部分13a和围绕活塞8的部分。接着当活塞8的下降运动使得曲柄腔23内的压力升高时，这些油雾传送到阀腔47，进而和单向阀49的开启导致在曲柄腔23内产生的渗漏气流一起传送到阀门操作腔24，油雾和渗漏气流在腔24内彼此分离。这样，润滑油雾阀门操作装置31的各部分，渗漏气流通过通气管54传送到空气滤清器4。

曲柄腔23中的压力通过活塞5的上下运动而产生脉动，从而分别交替地产生正压力和负压力。当压力为正值时，单向阀49打开使得正压力释放到阀腔47。当压力是负值时，单向阀49关闭以阻止正压力从阀腔47回流。所以，曲轴腔23中的压力平均保持在负压水平。

另一方面，互相连接的阀门工作腔24和阀腔47都通过通气管54与空气滤清器4的内部相连通，空气滤清器4的内部处于大气压状态，所以，腔24和57内的压力都基本等于大气压。

蓄油腔22通过通孔46和曲轴腔23相通，因此，蓄油腔22内的压力等于或者略高于曲柄腔23内的压力。

回油腔50通过一通孔52与蓄油腔22相通，同时通过节流孔51与阀门工作腔24相通，因此，回油腔50内的压力也等于或者略高于蓄油腔22内的压力。

最上腔56通过油道58和回油腔50相通，并通过节流孔57与阀门工作腔24相通，因此，最上腔56内的压力也等于或者略高于回油腔50内的压力。

各个腔中的压力关系可通过下列公式表述：

Pc＜Po＜Pr＜Pt＜Pv

其中Pc：曲轴腔23中的压力

Po：蓄油腔22中的压力

Pr：回油腔50中的压力

Pt：最上腔56中的压力

Pv：阀门工作腔24中的压力

结果是，在发动机工作过程中，压力是这样流动的：

因此，注入阀门操作腔24的油雾通过上述压力过程循环地进入蓄油腔22，阀门工作腔24中被液化的油通过节流孔50循环进入回油腔50和蓄油腔22。这样，油雾和液化油的循环不受发动机的倾斜状态任何干扰而完成。

在发动机E的倒置工作状态，最上腔56低于阀门工作腔24，因此，阀门操作腔24内的液化油从而通过节流孔57流入最上腔56，并通过油道58流入回油腔50并循环流入蓄油腔22。

这样，在发动机E的诸如倾斜和倒置等任何工作位置时，发动机E内润滑油的循环可持续进行，因而恒定地保持了良好的润滑状态。所以，发动机可以适应动力修剪机T在各个方向的工作。另外，由于曲柄腔23内的压力脉动被用作润滑油的循环动力，故不再需要昂贵的油泵。

当工作完毕，发动机E停止运行时，动力修剪机竖直放置，呈如图10A和10B所示的侧倾或倒置状态。但是在这种状态下，与阀门操作腔24相连的循环油道L的开口进入蓄油腔22内，即，通孔52的开口暴露于润滑油腔22内的润滑油之上，从而可以防止蓄油腔22内的润滑油O通过循环油道L回流到阀门工作腔24。因此，预先避免了润滑油从阀门工作腔24到通气管54的泄漏。

再参照图2，飞轮式磁电机59的转子61有一冷却叶片60，它安装在与阀门操作腔24相邻的曲轴13的外端，点火线圈62与转子61结合，固定在缸体6上。离心式离合器64置于转子61和工作机的驱动轴63之间。该离心式离合器64包括若干配置在转子61上的可胀离合器瓦65，一个在收缩方向上偏压离合器瓦65的离合器弹簧66，一个环绕瓦65并固定在驱动轴63上的离合器鼓67。如果转子61以一预定或更高的转速旋转，离合器瓦65受压扩张，并以一定压力与离合器鼓67的内缘表面相接触，由此，曲轴13的输出转矩传送到驱动轴63。

护罩69固定于发动机体1上，遮住发动机体1的上部和飞轮式磁电机59，在护罩69和机体1之间形成一气流冷却通道68。通道68的入口68i呈环状位于离心式离合器64和护罩69之间，出口68o位于护罩69上与入口68i相对处。

这样，当转子61旋转时，冷却片60所产生的风通过气流冷却通道68来冷却发动机E的各个部分。

一个可以带动曲轴13的公知反冲起动机70安装在与蓄油腔22相邻的曲柄箱7的外壁上。从可操作性的角度出发，起动机70从护罩69的外表面突出。由于起动机70位于外侧并与蓄油腔22相邻，所以在发动机E内没有无用空间，这有助于发动机E的紧凑性。

图11和图12显示了本发明的第二实施例。与上述实施例不同之处在于，与右轴颈部分类似的曲轴13的左轴颈部分由滚珠轴承17支撑；蓄油腔22呈无阶圆柱形，甩油环25的两个溅发叶片25a和25b呈点对称状，它们的末端接近蓄油腔22的相对末端处的环形部分；回油腔50和蓄油腔22之间通过装在隔壁上的回流管52彼此相通。与蓄油腔22相邻的回流管52的已被打开的端口尽可能的位于接近蓄油腔22的中心处。

其它结构与前一实施例相似。在图11和图12中，与前一实施例相对应的部分或元件用相似的序号表示，并且不再作描述。

依据这一实施例，可以延长曲轴13的支撑部分的使用寿命，通过简单制作甩油环25的外形，可以方便甩油环25的制造。而且，可以有效地防止油从蓄油腔22通过回流管52回流到回油腔50。

尽管已经详细地讲述了本发明，但应该理解到，本发明不仅仅限于上述实施例，在不脱离本发明精神和权利要求中所述范围的情况下，还可做出多种变形。例如，可以利用另一与曲轴13相连的工作旋转轴带动甩油环25旋转。

Claims (5)

1.一种发动机的润滑油雾生成装置，包括一设置于发动机体(1)上的蓄油腔(22)，一个固定在曲轴(13)或与曲轴(13)相连的工作旋转轴上的甩油环(25)，甩油环(25)溅发贮存在蓄油腔(22)内的润滑油(O)以生成油雾，其特征在于：

所述蓄油腔(22)呈圆筒形，在它的相对的拐弯末端，是以甩油环(25)的旋转轴为中心的环形部分(22a和22b)，所述甩油环(25)包含一装配在曲轴(13)或和曲轴(13)相连的工作旋转轴上的轴套(25c)；两个从轴套(25c)伸出的溅发叶片(25a和25b)，其顶端分别接近相应的蓄油腔(22)的环形部分(22a、22b)，使得在发动机(E)的任何工作位置，所述溅发叶片(25a和25b)中至少有一片可以溅发蓄油腔(22)中的润滑油(O)。

2.如权利要求1中所述发动机的润滑油雾生成装置，其特征在于，其中的蓄油腔(22)呈无级圆柱状，甩油环(25)的两个溅发叶片(25a和25b)相对于旋转轴上的曲轴(13)彼此对称。

3.如权利要求1或2中所述发动机的润滑油雾生成装置，其特征在于，蓄油腔(22)通过一通道装置(46)与一腔(23)相通，所述腔(23)需要在蓄油腔(22)内产生的油雾，所述通道装置(46)有一基本位于蓄油腔(22)中心处的入口，使得在发动机(E)的任何工作位置，该入口都不会被润滑油(O)浸没。

4.如权利要求3中所述发动机的润滑油雾生成装置，其特征在于，所述通道装置有一通孔(46)，该通孔(46)位于带有甩油环(25)的轴套的曲轴(13)上。

5.如权利要求1或2所述发动机的润滑油雾生成装置，还包括一个用于使油雾完成润滑和液化后返回的回油腔(50)，所述回油腔(50)通过一通道装置(52)与蓄油腔(22)相连，该通道(52)的出口基本上位于蓄油腔(22)的中心部位，以便在发动机(E)的任何工作位置，该出口都不会被润滑油(O)浸没。

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