CN108223046A - 具有改进的润滑系统的内燃发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有改进的润滑系统的内燃发动机。该内燃发动机具有包括曲柄箱室的内部空间,该内燃发动机包括:油箱;第一通道,其使所述内部空间的下部与所述油箱的气相部分连通;第一止回阀,其设置在所述第一通道中以允许从所述内部空间到所述油箱的流动;第二通道,其使所述气相部分与所述内部空间连通;第二止回阀,其设置在所述第二通道中以允许从所述第二通道到所述内部空间的流动;第三通道,此第三通道使所述油箱的液相部分与所述第二通道连通;第三止回阀,此第三止回阀设置在所述第三通道中以允许从所述油箱到所述第二通道的流动;以及流量调整阀,此流量调整阀设置在所述第三通道中以用于调整流经所述第三通道的润滑油的流量。
Description
技术领域
本发明涉及设置有改进的润滑系统的内燃发动机。
背景技术
在两冲程发动机的领域中,公知使呈雾形式的润滑油与吸入混合物混合以便润滑发动机的各种滑动部件。可通过使润滑油与接着将喷射到吸入空气中的液体燃料混合或者通过将油雾喷洒到与燃料分离的吸入空气中而实现润滑油与燃料的混合。例如,JP2014-020314A公开了这样一种布置,在此布置中,通过利用隔膜油泵,储存在油箱中的润滑油被馈入并且喷射到进气通道中。
然而,对用于供应润滑油的油泵的需要不可避免地增大发动机的尺寸以及复杂度从而发动机在商业上可能不被接受用作通用发动机。而且,当润滑油以雾的形式喷射到进气通道中时,润滑油在进气通道(包括曲柄箱以及扫气通道)的壁表面上沉积并留在那上面。当这样沉积的润滑油以任一大的量被抽吸到燃烧室中时,润滑油的燃烧结果可能导致排放物中THC(总碳氢化合物含量)增高,产生白烟以及异常燃烧。因此,当润滑油以雾的形式与进气混合时,期望回收沉积在壁表面上的润滑油。
发明内容
鉴于现有技术的此问题,本发明的主要目标是提供一种设置有润滑系统的内燃发动机,此润滑系统通过利用简单的结构允许润滑油供应至发动机的各个部分,并且允许回收可能沉积在发动机的壁表面上的润滑油。
本发明的此目标能通过提供这样一种内燃发动机实现,其中,包括该内燃发动机的曲柄箱室(2A)的内部空间(60)中的压力由于气缸中的活塞的往复移动而脉动,所述内燃发动机包括:油箱(55),此油箱与所述内部空间分离并且构造成将润滑油储存在其中;第一通道(66),此第一通道使所述内部空间的竖向下部与所述油箱的气相部分连通;第一止回阀(69),此第一止回阀设置在所述第一通道中以允许从所述内部空间到所述油箱的流动但不允许沿反方向的流动;第二通道(72),此第二通道使所述油箱的所述气相部分与所述内部空间连通;第二止回阀(47),此第二止回阀设置在所述第二通道中以允许从所述第二通道到所述内部空间的流动但不允许沿反方向的流动;第三通道(75),此第三通道使所述油箱的液相部分与所述第二通道连通;第三止回阀(81),此第三止回阀设置在所述第三通道中以允许从所述油箱到所述第二通道的流动但不允许沿反方向的流动;以及流量调整阀(82),此流量调整阀设置在所述第三通道的位于所述第三止回阀与所述第二通道之间的部分中以用于调整流经所述第三通道的润滑油的流量。
由于此布置,包括曲柄箱室的内部空间的压力脉动允许收集在内部空间的下部中的润滑油被回收至油箱,并且允许储存在油箱中的油以雾形式供应至内部空间。当内部空间处于高于油箱的液相部分中的压力的正压力下时,第一止回阀打开使得收集在内部空间的下部中的润滑油以及内部空间中的气体经由第一通道前进至油箱。此时,液相部分中的润滑油处于来自气相部分的压力下,并且经由第三通道馈入至第二通道。当润滑油在位于第二通道与第三通道之间的连接部分处在压力下与气体混合时,润滑油雾化,从而产生油雾。当活塞向上移动并且内部空间处于负压力下时,第二止回阀打开使得油雾与气体一起馈入到内部空间中。本发明的发动机因此能够利用简单的结构不需要泵而从内部空间回收润滑油,并且使润滑油以雾的形式返回至内部空间。
本内燃发动机可进一步包括:阀致动室(7),此阀致动室容纳用于致动设置在与所述气缸连通的排气通道(31)中的排气阀(32)的阀致动机构(34);第四通道(84),此第四通道使所述内部空间的竖向下部与所述阀致动室连通;第四止回阀(85),此第四止回阀设置在所述第四通道中以允许从所述内部空间到所述阀致动室的流动但不允许沿反方向的流动;第五通道(87),此第五通道使所述阀致动室与所述内部空间或者所述油箱连通;以及第五止回阀(47),此第五止回阀设置在所述第五通道中以允许从所述第五通道到所述内部空间或者所述油箱的流动但不允许沿反方向的流动。
此布置允许接纳在内部空间的下部中的润滑油借助内部空间的脉动压力供应至阀致动室,使得阀致动机构能以良好的方式被润滑。
优选地,位于所述第四通道与所述内部空间之间的连接部分被定位成低于所述第一通道与所述内部空间之间的连接部分。
因此,接纳在内部空间中的润滑油能优先于油箱供应至阀致动室
优选地,所述内燃发动机由两冲程发动机构成,并且设置有与所述内部空间连接的进气通道(44),并且还设置有扫气通道(50),所述扫气通道根据所述活塞的位置选择性地使所述内部空间与所述气缸的侧部分连通;并且所述第二通道与所述第五通道经由所述进气通道连接至所述内部空间,并且所述第二止回阀以及所述第五止回阀由设置在所述进气通道中的共用止回阀构成。
根据此布置,经由第二通道以及第五通道供应的油与吸入空气混合,并分配至内燃发动机的各个滑动部分。第二止回阀与第五止回阀可由共用进气阀构成,此共用进气阀构造成控制吸入空气到内部空间中的流动。
内燃发动机可包括设置在所述进气通道的与所述第二通道以及所述第五通道连接的部分的上游的节流阀。
通过利用节流阀的下游产生的进气负压,第二通道中的呈雾形式的润滑油能顺利传送至进气通道,并且防止润滑油粘附至节流阀。
所述内燃发动机可进一步包括:曲柄轴,此曲柄轴布置在所述内部空间中并且被所述内燃发动机的主体可旋转地支撑;第六通道,此第六通道形成在所述主体中并且延伸至所述曲柄轴的滑动部分;第七通道,此第七通道使所述第六通道与所述第五通道连通,或者使所述第六通道与所述第二通道的一部分连通,所述第二通道的所述一部分位于所述内部空间与在所述第二通道和所述第三通道之间的连接部分之间;以及第六止回阀,此第六止回阀设置在所述第七通道中以允许到所述第六通道的流动但不允许沿反方向的流动。
因此,润滑油能以可靠的方式供应至曲柄轴的滑动部分。
所述内燃发动机可包括用于将燃料喷射到所述扫气通道中的燃料喷射阀。
因此,从燃料喷射阀到气缸的距离被最小化,从而使曲柄箱室的诸如壁之类的结构构件上粘附的燃料最少化。因此,使燃料与截留在曲柄箱室的底部中的润滑油的混合最少化。
根据本发明的另一方面,所述发动机由气缸轴线(A)沿大体水平方向取向的水平发动机构成。
因此,润滑油顺利变成雾的形式,并被允许由进气携带到达发动机的各个滑动部分,从而能与发动机的取向无关地实现滑动部分的润滑。
因此,根据本发明,所述内燃发动机的润滑系统利用简单的结构允许润滑油供应至发动机的各个部分,并允许回收可能沉积在发动机的壁表面上的润滑油。
附图说明
图1是实施本发明的单缸单向流动两冲程发动机的垂直剖面图;
图2是沿图1的线II-II剖切的水平剖面图;
图3是示出润滑系统的结构的图;
图4是类似于图3的示出润滑系统的变型的实施方式的图;
图5类似于图3的示出润滑系统的另一变型的实施方式的图;
图6是示出位于润滑系统的另一变型实施方式中的第二通道与第三通道之间的连接部分的简化剖面图;以及
图7是类似于图6的示出润滑系统的另一变型实施方式的视图。
具体实施方式
以下参照附图根据由单缸单向流动两冲程发动机(发动机E)构成的优选实施方式描述本发明。在所示实施方式中,发动机E用于给发电机提供动力。
如图1和图2中所示,发动机E的发动机主体1包括:其中限定有曲柄箱室2A的曲柄箱2、连接至曲柄箱2的前端的气缸体3、连接至气缸体3的前端的气缸盖4以及连接至气缸盖4的前端并限定与气缸盖4协作的阀致动室7的顶盖5。发动机主体1沿前后方向延伸,并且设置有沿前后方向延伸的水平气缸轴线A。曲柄箱2的下表面沿此水平取向附接至用于支撑发动机主体1的基座6。
曲柄箱2由一对被竖向分割面(穿过气缸轴线A)相互横向分开的曲柄箱半体形成。曲柄箱半体通过利用螺栓相互连接,并且联合限定曲柄箱室2A。曲柄轴8经由相应的轴承被相应曲柄箱半体的侧壁2B和2C可旋转地支撑。
曲柄轴8设置有一对被曲柄箱2的侧壁2B和2C支撑的轴颈、设置在轴颈之间的一对腹板以及在相对于轴颈离心偏移的位置支撑在腹板之间的曲柄销。
曲柄轴8的左端延伸穿过曲柄箱2的左侧壁2B,并且向左伸出。曲柄轴8的右端延伸穿过曲柄箱2的右侧壁2C,并且向右伸出。密封构件设置在曲柄箱2的供曲柄轴8穿过的各部分中。
曲柄箱2的前端设置有前后延伸部,并且此延伸部的前端形成有套筒接纳开口16,此套筒接纳开口由圆形开口构成。
气缸体3沿前后方向延伸,并且附接至曲柄箱延伸部的前端。气缸体3内部限定有气缸接纳孔18,此气缸接纳孔延伸通过气缸体3的整个长度。当气缸体3附接至曲柄箱2时,气缸接纳孔18的后开口与曲柄箱2的套筒接纳开口16共形对准从而由气缸接纳孔18和套筒接纳开口16联合限定连续孔。
筒形气缸套筒19被压配合到套筒接纳开口16和气缸接纳孔18中。气缸套筒19的后端伸到曲柄箱延伸部中,并且气缸套筒19的前端与气缸体3的前表面平齐,并且抵接气缸盖4的对置表面。气缸套筒19的内孔限定发动机气缸22。
气缸22可滑动地接纳活塞23,此活塞借助与曲柄轴8平行延伸的活塞销枢轴连接至连杆26的小端。连杆26的大端借助轴承枢转连接至曲柄销。活塞23因此借助连杆26连接至曲柄轴8使得活塞23的往复移动转换成曲柄轴8的旋转移动。
在所示的实施方式中,气缸22水平取向从而活塞23向前移动以减小燃烧室29的容积,并且向下移动以增大燃烧室29的容积。然而,为了便于阐明,这样的向前移动可称作活塞23的向上移动或者向上冲程,并且向后移动可称作活塞23的向下移动或者向下冲程。
如图1和图2中所示,气缸盖4的后端表面在与气缸22对应的位置处形成有球状窝28。燃烧室29以本身公知的方式由球状窝28、活塞23的对置端面以及气缸套筒19的围壁限定。
气缸盖4中设置火花塞(图中未示出),此火花塞的塞末端暴露至燃烧室29。气缸盖4进一步设置有通向燃烧室29的排气口31(排气通道),并且设置有排气阀32,此排气阀由设置在排气口31中的提升阀构成。排气阀32设置有延伸到阀致动室7中的阀杆,并且正常情况下在阀弹簧33的弹簧力的作用下封闭排气口31。排气阀32借助容纳在阀致动室7中的阀致动机构34可以以与曲柄轴8的旋转相关的预定正时提升或者打开。
如图1中所示,阀致动机构34包括凸轮轴36以及摇臂37。凸轮轴36平行于曲柄轴8延伸并且被气缸盖4可旋转地支撑。凸轮轴36伸出气缸盖4,并且借助传动机构38连接至曲柄轴8。传动机构38包括装配在曲柄轴8的右端上的曲柄皮带轮38A、装配在凸轮轴36的右端上的凸轮皮带轮38B以及绕曲柄皮带轮38A以及凸轮皮带轮38B传送的正时带38C。传动机构38使凸轮轴36以与曲柄轴8相同的速度与曲柄轴8同步旋转。
气缸盖4的被凸轮轴36的右端延伸穿过的部分设置有用于维持阀致动室7的气密性的密封构件,阀致动室7含有适量润滑油。阀致动室7中的润滑油被凸轮轴36搅动使得凸轮轴36与摇臂37的滑动部分被溅射的润滑油润滑。顶盖5可设置有用于补充润滑油(但是图中未示出)的注入开口。
摇臂37被摇臂轴39枢转地支撑,摇臂轴39被气缸盖4支撑。摇臂轴39平行于凸轮轴36延伸。摇臂37的端部接合排气阀32的杆端,并且摇臂37的另一端接合凸轮轴36的凸轮凸部使得排气阀32在预定正时打开排气口31。曲柄轴8的每一转排气阀32打开一次。
端盖41附接至曲柄箱2、气缸体3以及气缸盖4的右侧。端盖41沿曲柄箱2、气缸体3以及气缸盖4的外围部分固定至曲柄箱2、气缸体3以及气缸盖4的外表面以便覆盖传动机构38。
如图1中所示,曲柄箱2的上壁2D形成有向上伸出的伸出部2F。伸出部2F内部限定有进气口43,此进气口在其下(下游)端与曲柄室2A连通并且在其上(上游)端与大气连通。进气口43的上端连接至进气管45的下游端,进气管45内部限定有进气通道44。进气通道44从其入口端按顺序设置有空气入口(图中未示出)、空气清洁器(图中未示出)以及节流阀46,空气入口、空气清洁器以及节流阀46。进气口43设置有进气阀(第二止回阀)47,此进气阀允许气体从进气通道44流至曲柄箱室2A,但是阻止气体从曲柄箱室2A流至进气通道44。在所示的实施方式中,进气阀47由簧片阀构成,簧片阀包括尖端指向内部并且其中限定有通孔的帐篷形基部并包括簧片,簧片附接至该基部的倾斜的内侧以封闭通孔的开放端。进气阀47通常关闭,但是当曲柄箱室2A中的压力由于活塞23的向上移动而变得比进气通道44中的压力低预定量并且簧片远离通孔的开放端偏转时打开。
扫气通道50被限定在曲柄箱延伸部中以使曲柄箱室2A与气缸套筒19的内部连通。扫气通道50包括形成在气缸套筒19中的扫气口50A以及从扫气口50A延伸至曲柄箱室2A的通道部分50B。通道部分50B在曲柄箱2的前部中形成于曲柄箱延伸部的围绕气缸套筒19的部分中。在所示实施方式中,通道部分50B包括从曲柄箱室2A向前上下叠置地延伸的两个线性部分以及连接在两个线性部分的前端之间的环形部分。通道部分50B经由此环形部分连接至扫气口50A。在所示的实施方式中,扫气口50A设置在气缸套筒19的任一横向侧上。扫气口50A的前后尺寸小于活塞23的外周面的前后尺寸。
扫气口50A(扫气通道50)随活塞23往复而开闭。特别地,当活塞23位于与扫气口50A对应的位置时,扫气通道50被活塞23的外围面封闭。当活塞23的下边缘或者后边缘位于扫气口50A的下边缘或者后边缘的上方或者前方(TDC侧)时,扫气通道50与限定在活塞23下方的气缸22的空间(曲柄箱室2A)连通。当活塞23的上边缘位于扫气口50A的上边缘下方(BDC侧)时,扫气通道50与限定在活塞23上方的气缸22的空间(燃烧室29)连通。
交流发电机52设置在曲柄箱2的左侧。曲柄轴8的左端连接至交流发电机52的转子52A,并且定子52B利用图中未示出的合适的紧固布置固定地附接至曲柄箱2。当曲柄轴8旋转时,转子52A相对于定子52B旋转,并且产生电力。
油箱55在比交流发电机52更靠前的位置处设置在曲柄箱2和气缸体3的左侧。油箱55储存预定量的润滑油,并且油箱55的上部(气相部分)可能含有呈雾形式的润滑油。油箱55具有预定的竖向尺寸,并且具有位于油箱55的顶端处的注入开口55A。注入开口55A通常被帽55B封闭。第一连通开口57与第二连通开口58设置在油箱55的上部中,并且定位成始终位于储存在油箱55中的润滑油的水平面的上方。第三连通开口59设置在油箱55的下部(液相部分)中,此第三连通开口位于润滑油的最低水平线下方以便始终位于润滑油的水平面下方。
发动机E的内部空间60主要由曲柄箱室2A以及扫气通道50限定。内部空间60的下端被曲柄箱室2A和扫气通道50的下表面界定。隆起部61或者抬高部形成在曲柄箱2的下部中位于通道部分50B的底部50C与曲柄箱室2A的底部2G之间,使得通道部分50B的底部50C与曲柄箱室2A的底部2G由于隆起部61而相互分离。通道部分50B的底部50C设置有比曲柄箱室2A的底部2G更高的高度使得从通道部分50B的底部50C溢出的油流到曲柄箱室2A的底部2G中。然而,如果油从曲柄箱室2A的底部2G的底部溢出,则油可流到通道部分50B的底部50C中。
如图3中所示,通道部分50B的底部50C经由第一通道66与油箱55的第一连通开口57连通。第一通道66可由单独的管构件66A或者曲柄箱2中的孔限定。
第一止回阀69设置在第一通道66中以允许从曲柄箱室2A到油箱55的流动并阻止相反方向的流动。第一止回阀69通常关闭,但是当曲柄箱室2A中的压力比油箱55的气相部分中的压力高预定量时打开。在所示实施方式中,第一止回阀69由簧片阀构成。
第一油引入开口71A与第二油引入开口71B形成在进气通道44的位于节流阀46下游并在进气阀47上游的部分中。第一油引入开口71A与第二油引入开口71B被穿过进气管45的壁的厚度的孔限定。第一油引入开口71A与第二油引入开口71B可由伸到进气通道44的中部中的管状构件构成。
第一油引入开口71A经由由诸如管构件之类的通道形成构件72A限定的第二通道72连接至油箱55的第二连通开口58。第二通道72实际经由进气通道44的位于第一油引入开口71A以及进气阀47下游的部分连接至曲柄箱室2A。换言之,进气通道44的位于第一油引入开口71A下游的部分也可以看做是形成第二通道72的一部分。
形成在油箱55的液体部分中的第三连通开口59连接至由管构件75A限定的第三通道75的一个端部。第三通道75的另一端连接至设置在第二通道72的中间部分中的连接部分78。连接部分78可由三通管件构成,并且将第三通道75连接至第二通道72。
第三通道75的中间部分从第三连通开口59开始按顺序设置有第三止回阀81以及流量调整阀82。第三止回阀81可由本身公知的单向阀构成,此单向阀允许从第三连通开口59到连接部分78的流动但是不允许沿相反方向的流动。流量调整阀82可由本身公知的节流阀(例如,针阀)构成。
曲柄箱室2A的底部2G与阀致动室7的上部经由第四通道84相互连通。第四通道84可由穿过曲柄箱2的通孔形成或者由通道构件84A形成,通道构件84A由设置在曲柄箱2的外部上的管构件构成。第四通道84设置有第四止回阀85,此止回阀允许从曲柄箱室2A到阀致动室7的流动但是不允许沿相反方向的流动。第四止回阀85通常关闭,但是当曲柄箱室2A中的压力比阀致动室7中的压力高预定量时打开。在所示实施方式中,第四止回阀85由簧片阀构成。
阀致动室7的下部与第二油引入开口71B经由第五通道87相互连通,第五通道87由通道构件87A形成,通道构件87A由管构件等构成。第五通道87经由进气通道44的位于第二油引入开口71B以及进气阀47下游的部分连接至曲柄箱室2A。换言之,进气通道44的位于第二油引入开口71B下游的部分也可以看作是第五通道87的一部分。进气阀47由单向阀构成,此单向阀允许从第五通道87和第二通道72到曲柄箱室2A的流动,但是阻止沿相反方向的流动。
曲柄箱2形成有延伸至曲柄轴8的轴承的第六通道91,并且第六通道91借助由通道构件92A形成的第七通道92与第二通道72的位于连接部分78与第一油引入开口71A之间的部分连通,通道构件92A由管构件等构成。第七通道92设置有第六止回阀93,此止回阀允许朝向第六通道91的流动,但是阻止沿相反方向的流动。
第一止回阀69、第一通道66、油箱55、第二通道72以及第三通道75形成发动机E的润滑系统95的主要部分。润滑系统95优选包括第三止回阀81以及流量调整阀82,但是第三止回阀81以及流量调整阀82是可选的。润滑系统95优选包括第六通道91、第七通道92以及第六止回阀93,但是这些也是可选的。
如图1中所示,燃料喷射阀101装配到曲柄箱2的上壁2D中。燃料喷射阀101的末端指向扫气通道50的通道部分50B使得从燃料喷射阀101喷射的燃料喷射到通道部分50B中。优选地,燃料喷射阀101将燃料喷射到接近扫气通道50的扫气口50A的部位。燃料喷射阀101在预定正时将燃料喷射到曲柄箱室2A中。
以下描述此发动机E的操作模式。如图1中所示,当活塞23向上移动(在活塞23的向上冲程中)时,扫气通道50被活塞23封闭。同时,由于曲柄箱室2A中的气体的膨胀,曲柄箱室2A中的压力降低。这使得进气阀47打开,并且新鲜空气经由进气口43被引入到曲柄箱室2A中。在此期间,气缸22的位于活塞23上方的部分(燃烧室29)中的混合物被活塞23压缩。当活塞23达到接近TDC(上死点)的点时,混合物或者被火花塞点燃或者压缩点燃,从而燃料燃烧。
然后,活塞23向下移动(在活塞23的向下冲程中),作为结果的曲柄箱室2A的收缩使曲柄箱室2A的压力增大。因此,进气阀47关闭,并且曲柄箱室2A中的气体被压缩。当活塞23进一步向下移动时,被阀致动机构34驱动的排气阀32打开。这使得膨胀的排出气体(燃烧后的气体)作为排污流而流到排气口31中。
当活塞23进一步向后移动直到活塞23的上端位于扫气口50A的上边缘下方时(或者当扫气口50A被活塞23打开时),燃烧室29与扫气通道50连通。到这时,燃烧室29中的燃烧后的气体已经降至低于第一曲柄箱室2A中的压力的水平,从而曲柄箱室2A中的气体经由扫气通道50被引入到燃烧室29中。在这个时间点,燃料喷射阀101将燃料喷射到在扫气通道50中流动的气体中。
当活塞23再次向上移动时,扫气通道50被活塞23封闭。当活塞23进一步向上移动时,排气口31被排气阀32关闭从而活塞23的进一步向上移动使燃烧室29中的混合物被压缩。同时,曲柄箱室2A减压而使得进气阀47打开,并且新鲜空气经由进气口43被吸入到曲柄箱室2A中。
以此方式执行发动机E的两冲程操作。特别地,此操作作为单向流动操作执行,因为扫气与排出气体的流沿从扫气通道50经由气缸22到排气口31的相对线性路径被引导。
以下参照图3描述润滑系统95的操作模式。当发动机静止时,润滑油主要储存在油箱55中同时一小部分润滑油保持在曲柄箱室2A的底部2G、通道部分50B的底部50C、阀致动室7、第五通道87、第六通道91以及第七通道92中。当发动机操作并且活塞23往复移动时,曲柄箱室2A中产生压力脉动。此压力脉动被润滑系统95用作回收截留在通道部分50B的底部50C以及其他位置中的润滑油的动力,并且将润滑油馈入至油箱55。油箱55中的呈油雾形式的油前进至进气通道44。润滑系统95通过利用曲柄箱室2A中压力脉动进一步使曲柄箱室2A的底部2G中的润滑油经由阀致动室7前进至进气通道44。
在活塞23的向下冲程期间,曲柄箱室2A的容积减小使得曲柄箱室2A中的压力升高,并变得高于油箱55的气相部分中的压力以及进气通道44中的压力。因此,第一止回阀69与第四止回阀85打开,并且进气阀47关闭。
第一止回阀69的开放使收集在通道部分50B的底部50C中的润滑油以及内部空间60内的气体经由第一通道66泵送至油箱55的气相部分。曲柄箱室2A中的气体含有呈雾形式的润滑油以及燃料。经由第一通道66被引入到油箱55的气相部分中的润滑油和气体在重力作用下部分转化成液体形式的润滑油,并且液体润滑油被馈入到油箱55的下部液相部分中。
第一止回阀69的打开使曲柄箱室2A的正压力传递至油箱55的气相部分而使得油箱55中的气相部分中的压力变得高于进气通道44中的压力。因此,油箱55的气相部分中的气体经由第二通道72供应至进气通道44。此时,油箱55的液相部分中的润滑油在气相部分的压力下经由第三通道75前进至连接部分78。在连接部分78处,流经第二通道72的气体以及流经第三通道75的润滑油彼此混合而产生油雾。
连接部分78处产生的油雾由于油箱55的气相部分与进气通道44之间的压力差而被引导至进气通道44,并且与流经进气通道44的进气混合。然后,当活塞23向上移动时含有油雾的进气被引入到曲柄箱室2A中,并且进气阀47打开,并且被引入的润滑油用于润滑曲柄轴8、连杆26、活塞23以及气缸22的滑动部分。含在进气中的油雾的一部分沉积在所述滑动部分中,并且沉积在曲柄箱2、扫气通道50以及其他发动机部件的壁表面上,并且润滑油的其余部分与进气一起被引入到燃烧室29中。沉积在滑动部分上以及曲柄箱2和其他发动机部件的壁表面上的润滑油在重力的作用下最终流至曲柄箱室2A的底部2G以及通道部分50B的底部50C。
油雾的流经第二通道72的部分经由第七通道92、第六止回阀93以及第六通道91直接供应至曲柄轴8的轴承以润滑曲柄轴8的滑动部分。
内部空间60中由于活塞23的向下冲程的升压使第四止回阀85打开从而被接纳在曲柄箱室2A的底部2G中的润滑油以及位于内部空间60中的气体在压力下前进至阀致动室7。流经第四通道84的润滑油从阀致动室7的上部滴到阀致动机构34上。已经润滑了阀致动机构34的润滑油在重力作用下被收集在阀致动室7的下部中,然后在经由第四通道84从内部空间60供应至阀致动室7的压力下经由第五通道87供应至进气通道44。
以下论述所示实施方式的发动机E的效果。利用曲柄箱室2A中的压力脉动,发动机E的润滑系统95将收集在曲柄箱室2A的下部中的润滑油回收到油箱55,并且将储存在油箱55中的润滑油以雾的形式供应至进气通道44。当曲柄箱室2A处于正压力下并且曲柄箱室2A中的压力由于活塞23的向下冲程而已经变得高于油箱55的气相部分时,第一止回阀69打开,并且通道部分50B的底部50C中的润滑油以及曲柄箱室2A中的气体经由第一通道66前进至油箱55。油箱55的气相部分中的气体在曲柄箱室2A的正压力下经由第二通道72泵送至进气通道44。同时,油箱55的液相部分中的润滑油在油箱55的气相部分的压力下传送至第三通道75,然后传送至连接至第二通道72的连接部分78。在连接部分78处,润滑油由于润滑油与气体的混合而成为雾的形式。然后,呈雾形式的润滑油馈入到进气通道44中以与进气混合。因此,根据本发明的两冲程发动机,润滑油能不需要泵而利用简单的结构传送,并且润滑油能以雾的形式混合到进气中。通过将液体形式的润滑油从第三通道75供应至流经第二通道72的气体,气体与润滑油相互混合而形成油雾。因此,能在不需要诸如耗能的抛油环之类的雾发生器的情况下产生油雾,从而能提高燃料经济性。
可利用流量调整阀82调节经由第三通道75供应至连接部分78的润滑油的量。因此,通过调节流量调整阀82能够控制油雾中润滑油的浓度以及油雾中油滴的直径。
因为第三通道75设置有第三止回阀81,所以即使当进气通道44中的压力根据发动机E的操作状态会升高时,也会阻止润滑油回流至第三通道75(或者朝油箱55回流)。
在所示实施方式中,因为润滑油变成雾的形式,所以润滑油留在进气中以分配至发电机的各个滑动部分,并因此被允许与发动机的取向无关地到达各个滑动部分。例如,即使当如所示实施方式中那样发动机E水平放置(具有水平气缸轴线)时,也能良好地润滑各个滑动部分。
因为润滑油经由从第二通道72分出来的第七通道92以及第六通道91直接供应至曲柄轴8的滑动部分,所以能以可靠的方式润滑曲柄轴8。
阀致动机构34被在内部空间60的脉动压力下经由第四止回阀85、第四通道84、阀致动室7、第五通道87以及进气通道44供应的油润滑。经过阀致动室7的润滑油返回至内部空间60而非油箱55。因此,即便如果水由于阀致动室7中相当低的温度会在阀致动室7中凝结,则凝结水返回至内部空间60,从而防止凝结水沉积在油箱55中。
第二通道72与进气通道44之间的连接部分(或者第一油引入开口71A)设置在节流阀46的下游并在进气阀47的上游,从而形成在第二通道72中的呈雾形式的润滑油能通过利用节流阀46的下游侧中产生的进气负压传输至进气通道侧。而且,此布置有助于使从第二通道72供应的润滑油在节流阀46上的粘附最少化。
因为燃料喷射阀101将燃料喷射到扫气通道50中,所以使燃料喷射阀101与扫气口50A之间的距离最小,并且这使粘附在限定曲柄箱室2A的诸如壁表面之类的结构构件上的燃料最少化。这有助于使可混合到收集在曲柄箱室2A的底部2G中的润滑油中的燃料的量最少化。
已经根据具体实施方式描述了本发明,但是本发明不受此实施方式限制,并且能在不脱离本发明实质的情况下以多种方式变型。例如,如图4中所示,第七通道92可连接至第五通道87而非第二通道72。如图5中所示,第五通道87可连接至油箱55而非进气通道44。在此情况下,第五通道87可设置有第七止回阀105,此止回阀允许从阀致动室7到油箱55的流动,但是阻止沿相反方向的流动。
优选地,如图6中所示,连接部分78可设置有使第二通道72的横截面面积变窄的限流器111或者文丘里管,并且第三通道75的相应端可在此限流器111处连接至第二通道72。在此情况下,流经限流器111的气体的流速增大,并且限流器111处产生的负压从第三通道75侧抽吸润滑油,从而增强气体与润滑油的混合。而且,连接部分78可成形成喷射器。在此情况下,如图7中所示,连接部分78设置有限制第二通道72的横截面的喷嘴113,而第三通道75的相应端靠近喷嘴113的出口端展开。根据此实施方式,流经喷嘴113的气体的流速增大,并且喷嘴113的出口端附近产生的负压从第三通道75侧抽吸润滑油,从而增强气体与润滑油的混合。
在所示的实施方式中,隆起部61设置在曲柄箱室2A的下表面与扫气通道50的通道部分50B的下表面之间。在另选实施方式中,代替设置隆起部,通道部分50B的下表面由沿向后的方向降低的倾斜表面限定。根据此布置,可使沉积在通道部分50B的下表面上的液体润滑油在重力作用下沿倾斜表面向后流,然后被收集在曲柄箱室2A的底部2G中。在此情况下,可省除油返回通道63。
前述实施方式由进气经过曲柄箱室2A的两冲程发动机构成,但是本发明也适用于进气直接供应至燃烧室29而不经过曲柄箱室2A的其他两冲程发动机以及四冲程发动机。本发明适于应用至诸如单气缸发动机以及具有360度或者270度曲柄销相位差的两气缸发动机之类的在曲柄箱室2A中产生相当大的压力脉动的发动机。省除进气通道44时,第二通道72直接连接至曲柄箱室2A,并且设置有允许从油箱55到曲柄箱室2A的流动但不允许沿相反方向的流动的止回阀。
Claims (8)
1.一种内燃发动机,其中,包括该内燃发动机的曲柄箱室的内部空间中的压力由于气缸中的活塞的往复移动而脉动,所述内燃发动机包括:
油箱,此油箱与所述内部空间分离并且构造成将润滑油储存在其中;
第一通道,此第一通道使所述内部空间的竖向下部与所述油箱的气相部分连通;
第一止回阀,此第一止回阀设置在所述第一通道中以允许从所述内部空间到所述油箱的流动但不允许沿反方向的流动;
第二通道,此第二通道使所述油箱的所述气相部分与所述内部空间连通;
第二止回阀,此第二止回阀设置在所述第二通道中以允许从所述第二通道到所述内部空间的流动但不允许沿反方向的流动;
第三通道,此第三通道使所述油箱的液相部分与所述第二通道连通;
第三止回阀,此第三止回阀设置在所述第三通道中以允许从所述油箱到所述第二通道的流动但不允许沿反方向的流动;以及
流量调整阀,此流量调整阀设置在所述第三通道的位于所述第三止回阀与所述第二通道之间的部分中,以调整流经所述第三通道的润滑油的流量。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机,该内燃发动机进一步包括:
阀致动室,此阀致动室容纳用于致动设置在与所述气缸连通的排气通道中的排气阀的阀致动机构;
第四通道,此第四通道使所述内部空间的竖向下部与所述阀致动室连通;
第四止回阀,此第四止回阀设置在所述第四通道中以允许从所述内部空间到所述阀致动室的流动但不允许沿反方向的流动;
第五通道,此第五通道使所述阀致动室与所述内部空间或者所述油箱连通;以及
第五止回阀,此第五止回阀设置在所述第五通道中以允许从所述第五通道到所述内部空间或者到所述油箱的流动但不允许沿反方向的流动。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机,其中,位于所述第四通道与所述内部空间之间的连接部分被定位成低于所述第一通道与所述内部空间之间的连接部分。
4.根据权利要求3所述的内燃发动机,
其中,所述内燃发动机由两冲程发动机构成,并且设置有与所述内部空间连接的进气通道,并且还设置有扫气通道,所述扫气通道根据所述活塞的位置选择性地使所述内部空间与所述气缸的侧部分连通;并且
其中,所述第二通道与所述第五通道经由所述进气通道连接至所述内部空间,并且所述第二止回阀以及所述第五止回阀由设置在所述进气通道中的共用止回阀构成。
5.根据权利要求4所述的内燃发动机,该内燃发动机进一步包括设置在所述进气通道的与所述第二通道以及所述第五通道连接的部分的上游的节流阀。
6.根据权利要求4所述的内燃发动机,该内燃发动机进一步包括:
曲柄轴,此曲柄轴布置在所述内部空间中并且被所述内燃发动机的主体以可旋转的方式支撑;
第六通道,此第六通道形成在所述主体中并且延伸至所述曲柄轴的滑动部分;
第七通道,此第七通道使所述第六通道与所述第五通道连通,或者使所述第六通道与所述第二通道的一部分连通,所述第二通道所述一部分位于所述内部空间与在所述第二通道和所述第三通道之间的连接部分之间;以及
第六止回阀,此第六止回阀设置在所述第七通道中以允许到所述第六通道的流动但不允许沿反方向的流动。
7.根据权利要求4所述的内燃发动机,该内燃发动机进一步包括用于将燃料喷射到所述扫气通道中的燃料喷射阀。
8.根据权利要求1所述的内燃发动机,其中,所述发动机由气缸轴线沿大体水平方向取向的水平发动机构成。
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