CN1090279C - 车辆用发动机的润滑装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆用发动机的润滑装置，其中，不论发动机转速即油泵33的排出周期T₂为多少，都使电磁阀的开阀期间t₁比油泵33的排出停止期间t₃长而且比排出周期T₂短。按照这样的控制，不用使电磁阀的开阀期间t₁延长到油泵的排出周期T₂以上，而且不用使电磁阀的开阀周期T₁缩短到油泵的油排出期间t₂以下，即可使电磁阀的开阀期间t₁必定与油排出期间t₂重合。因此，可以相应于发动机转速高精度地控制润滑油的供给量。

Description

车辆用发动机的润滑装置

本发明涉及通过电磁阀将油泵间歇地排出的润滑油供给发动机的车辆用发动机润滑装置，特别是涉及可相应于发动机的转速高精度地控制润滑油供给量的车辆用发动机的润滑装置。

在车辆用发动机上附加有润滑装置，该润滑装置通过用油泵将油箱内的润滑油引导到电磁阀，从电磁阀供给到进气管内，从而润滑发动机内的活塞和曲轴等的滑动部。

图16为示出现有技术的润滑装置的主要部分构成的示意图，油泵33通过吸入管32与油箱8连接，并通过排出管34与电磁阀35的油入口35a连接。电磁阀35的回油口35c通过回油管36与上述油箱8连接，油出口35b连接于发动机10的进气管(图中未示出)。

上述油泵33连接于发动机10的曲轴(图中未示出)，与曲轴的回转同步地向电磁阀35间歇地排出油箱8内的润滑油。亦即，油泵33的油排出周期与发动机转速同步。电磁阀35相应于控制部40输出的启动信号将油泵33排出的润滑油供给发动机10，相应于停止信号使其返回油箱8。

在上述构成的润滑装置中，当通过油泵33排出润滑油的定时与电磁阀35的开阀定时一致时，则将润滑油供给发动机10，所以，如两者的排出及开阀定时错开，则不能正确控制供给到发动机10的润滑油的供给量。因此，例如在日本专利公报特开平4-292512号中，针对油泵33及电磁阀35的控制提出了2种动作方式。

图9、10分别为示出上述现有技术的第1及第2动作方式的定时图，(a)为油泵的排出/排出停止定时，(b)为电磁阀的开闭定时，(c)为润滑油的供给定时。

在图9示出的第1动作方式中，通过将电磁阀的开阀期间t₁控制在油泵的排出周期T₂以上，使电磁阀的开阀期间t₁必定与油排出期间t₂重合。另外，在图10所示第2动作方式中，通过将电磁阀的开阀周期T₁设定在油泵的排出时间t₂以下，使电磁阀的开阀期间t₁必定与油排出期间t₂重合。

润滑油的供给量虽然需要随着发动机转速的上升而增加，但在上述现有技术中，第1和第2动作方式都是通过随着发动机转速的上升增加电磁阀的开阀比率，亦即随着发动机转速的上升提高开阀占空比，来增加润滑油的供给量。

在上述现有技术的第1动作方式中，由于需要将电磁阀的开阀期间t₁控制到油泵的油排出周期T₂以上，所以电磁阀的开阀周期必须变长。因此，虽然可以控制在较长期间内的总供给量，但电磁阀的开阀时间对于发动机转速变动的随动性恶化，特别是在排出量少的场合，由于排出间隔变长，各排出定时的排出量的差变大，所以存在油排出量的控制响应低下的问题。

在上述第2动作方式中，由于需要将电磁阀的开阀周期T₁控制在上述油泵的油排出时间t₂以下，所以需要使电磁阀高速动作。然而，由于电磁阀的动作速度存在基于电气和机械的制约的极限，所以，特别是当发动机转速上升、油泵的排出期间t₂变短时，为了随动而使电磁泵高速动作实质上是不可能的，即使假设其可能，油的排出动作也极为困难，不可能进行控制。

当电磁阀的开阀占空比随着发动机转速上升而提高时，上述第1和第2动作方式的问题点变得更为深刻。

本发明的目的就在于提供一种可相应于发动机转速高精度地控制润滑油供给量的车辆用发动机的润滑装置，以解决上述现有技术的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种车辆用发动机的润滑装置，该润滑装置通过电磁阀将油泵间歇地排出的润滑油供给发动机；其特征在于：具有控制装置，该控制装置将电磁阀的开阀期间控制在油泵的排出停止期间以上而且未结束排出周期的范围内。

按照上述构成，不将电磁阀的开阀期间t₁延长到油泵的油排出周期T₂以上，而且也不将电磁阀的开阀周期T₁缩短到油泵的油排出时间t₂以下，即可使电磁阀的开阀期间一定与油排出期间重合。因此，可以同时提高供给精度和响应性。

对附图简单说明如下：

图1为采用本发明的自动二轮车的左侧面图。

图2为采用本发明的发动机的进气系统和润滑系统的系统图。

图3为电磁阀的剖视图。

图4为采用本发明的发动机的左侧视图。

图5为采用本发明的发动机的进气口及进气管周围的左侧视图。

图6为采用本发明的发动机的右侧视图。

图7为采用本发明的发动机周围的俯视图。

图8为示出本发明的基本动作的定时图。

图9为示出现有技术的第1动作方式的定时图。

图10为示出现有技术的第2动作方式的定时图。

图11为示出本发明的动作(发动机低速回转时)的定时图。

图12为示出本发明的动作(发动机中速回转时)的定时图。

图13为示出本发明的动作(发动机高速回转时)时的定时图。

图14为示出发动机转速与电磁阀的开阀占空比之间的关系的图。

图15为示出发动机转速与油供给量和电磁阀的开阀占空比之间的关系的图。

图16为示出现有技术的润滑装置的主要部分的构成的示意图。

下面根据附图详细说明本发明。“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”是按照驾驶者所观看的方向进行判断的，Fr为前侧，Rr为后侧，L为左侧，R为右侧。另外，附图是沿符号方向观看到的。

图1为本发明所涉及的机动二轮车的左侧视图。机动二轮车1由下列部分构成：摇篮型车身架2，安装在车身架2的前管3上的前叉4，安装在前叉4上的前轮5，连接于前叉4的转向手柄6，跨过车身架2的前部上部地加以安装的燃油箱7，在燃油箱7的左下方安装于车身架2的油箱8，安装在车身架2的后部上部的车座9，配置在车身架2的摇篮空间内的水冷式2冲程发动机10，串联地连接于发动机10的进气口的空气滤清器11，化油器12及进气管13，从进气管13分支的进气室14，连接于发动机10的排气口的排气管15和消音器16，配置在发动机10前方的散热器17，安装于车身架2后部的摇臂18，将摇臂18的后端部悬挂于车身架2的后悬架19，安装于摇臂18的后轮20。

机动二轮车1在发动机10的曲轴箱10a的左右两侧方配置一对乘坐人员用踏板23(在该图中仅示出左侧1个)，在发动机10的近旁配置用于向发动机10供给润滑油的润滑油供给装置30。机动二轮车1具有变速踏板24、驱动用链25、前挡泥板26、侧罩27及后挡泥板28。

图2为示出本发明所涉及的发动机进气系统及润滑油供给装置的润滑油系统的系统图。

发动机10的进气系统通过在其进气口10b按针簧片阀29、进气管13、化油器12及空气滤清器11的顺序将它们连接起来而构成。进气室14为通过进气管13的混合气可出入的室，其作用是利用伴随着针簧片阀29开闭的进气管13内的压力变动而从进气管13导入混合气，或向进气管13排出混合气。由于进气室14的作用，可消除进气口10b的进气流速的波动，提高进气效率。

润滑油供给装置30借助于由发动机10的曲轴10c驱动的油泵33，通过由电磁阀构成的润滑油流量控制装置35(以下简单地记作电磁阀)，将油箱8内的润滑油供给进气管13。具体地说，润滑油供给装置30由将润滑油按油箱8→滤油器31→吸入管32→油泵33→排出管34→电磁阀35→进气管13的通路供给发动机10的润滑油系统构成。该润滑油系统根据需要还具有使润滑油从电磁阀35返回到油箱8的回油管36。

曲轴10c直接或间接地驱动油泵33，例如为齿轮驱动、皮带驱动、链条驱动的结构。吸入管32、排出管34及回油管36例如由橡胶制的软管构成。上述电磁阀35的开阀时间及开阀周期如后述那样地由控制部100控制。

图3为上述电磁阀35的剖视图。电磁阀35为螺线管式三通阀，它通过反复开闭来适合于发动机10的动作状态地控制润滑油的流量。该螺线管式三通阀包括：有底的阀室41，罩在阀室41上部开口处的阀盖42，内装于阀室41的筒状线圈骨架43，卷绕在线圈骨架43上的电磁线圈44，从线圈骨架43的中心贯通阀室41的底的芯部45，沿轴向在线圈骨架43筒内移动从而切换油路的阀体46，弹力作用于阀体46的压缩弹簧47。

在电磁阀35中，油入口35a从阀盖42向侧方延伸，油出口35b从芯部45向下方延伸，回油口35c从阀盖42向上方延伸。油入口35a与排出管34相连，油出口35b与进气管13相连，回油口35c与回油管36相连。在这样的电磁阀35中，如果电磁线圈44为非励磁状态则阀体46上升，油入口35a与油出口35b通过阀体的油路46a连通。如果电磁线圈44为励磁状态，则阀体46下降，油入口35a与回油口35c连通。

图4为本发明的发动机的左侧视图，在发动机10的进气系统的进气管13安装着电磁阀35，发动机10的气缸部分由气缸用盖51覆盖。

图5为本发明的发动机进气口及进气管周围的左侧视图。进气管13为橡胶软管等挠性管，该挠性管将2个插口(第1插口13a及第2插口13b)形成为一体。在第1插口13a中插入进气室14，在第2插口13b中插入电磁阀35的油出口35b。电磁阀35由于直接安装在进气管13，所以不需要支承件等安装构件，安装构造变得简单。

进气室14通过撑条52安装在发动机10的进气口10b。详细地说，进气口10b的凸缘10d、针簧片阀29的凸缘29a、进气管13的凸缘13c、以及撑条52的一端由螺栓53一起紧固。

图6为本发明所涉及的发动机的右侧视图，示出从里侧看到的上述图4中说明的发动机10的姿势，其中省去了气缸用盖51的右上的一部分。

在发动机10的曲轴箱10a，于右侧面的前部安装水泵54，在水泵54的上方安装着油泵33。从油泵33延伸出油泵控制软线33a。曲轴箱10a由侧罩55(仅用双点划线示出右侧面)覆盖，与此同时，油泵33及水泵54也由侧罩55覆盖。

图7为本发明所涉及的发动机周围的平面图，油箱8配置在车身中心C的一侧(左或右侧)，电磁阀35靠向车身中心C一侧地(偏心距离S地)进行配置，油泵33配置在车身中心C的另一侧(右或左侧)。

如图5所示，电磁阀35通过直接安装在进气管13而可以配置在进气管13的近旁。因而，可以缩短从电磁阀35到进气管13的油通路(油出口35b与第2插口13b之间的通路)。因此，可以减小油通路造成的外部混乱的影响，可以精度良好地控制从电磁阀35供给到进气管13的润滑油的流量。

在图7中，油箱8内的润滑油通过吸入管32流入油泵33，该吸入管32通过发动机10的后方。从油泵33排出的润滑油通过排出管34流入电磁阀35的油入口35a，该排出管34通过发动机10的右侧方。从电磁阀35的回油口35c返回的润滑油通过回油管36流入油箱8的回油口，该回油管36通过发动机10的左侧方。

由于从油泵33到电磁阀35的排出管(油通路)34长，所以流经该排出管34的润滑油由发动机10的散热而被大大地加热，从而粘度下降。

另一方面，电磁阀35通过控制了的流路使规定量的润滑油(流体)流过，其精度很大程度上依存于粘度。对于高粘度的润滑油，由于相应于温度变化粘度变化很大，所以润滑油的流量易于变得不稳定。在这一点上，对于低粘度的润滑油，即使温度变化，粘度的变化也小，润滑油的流量稳定。在本发明的实施形式中，由于润滑油的粘度小，所以从电磁阀35供给进气管13的润滑油的流量易于控制，可以提高控制精度。

下面，参照图8的定时图，详细说明采用上述图2说明的控制部100的电磁阀35的控制方法。图8(a)表示油泵33的排出/排出停止定时，(b)为由控制部100控制的电磁阀35的基本动作定时，(c)为润滑油的供给定时。

电磁阀35的开阀状态意指油入口35a与油出口35b连通的状态，闭阀状态意指油入口35a与回油口35c连通的状态。

在本实施形式中，存在这样的特征：根据发动机转速Ne计算油泵8的排出周期T₂，不论发动机转速即油泵8的排出周期T₂为多少，都使各周期下的电磁阀35的开阀期间t₁时常长于油泵8的排出停止期间t₃而且短于排出周期T₂。

如以这样的定时控制电磁阀35，则不用使电磁阀35的开阀期间t₁在油泵33的油排出周期T₂以上，而且也不用使电磁阀35的开阀周期T₁在油泵的油排出期间t₂以下，即可使电磁阀35的开阀期间t₁一定与油排出期间t₂重合。

接下来，说明在满足上述条件的状态下用于随着发动机转速的上升而增加润滑油供给量的控制方法。

图11～13为示出油泵的排出周期T₂与发动机转速变化同步地进行变化时电磁阀35的开闭定时的变化的定时图。图11为发动机低速回转时的定时图，图12为中速回转时的定时图，图13为高速回转时的定时图。

在本实施形式中，即使油泵的排出周期T₂及排出期间t₂随着发动机转速变化同步地进行变化，也可在使电磁阀35的开阀期间t₁在油泵的排出停止期间t₃以上和未结束排出周期T₂的状态下，相应于发动机转速控制电磁阀35的开阀周期T₁及开阀比率(占空比)，以随着发动机转速的上升而使润滑油的供给量增加。

亦即，比较图11的低速回转时与图12的中速回转时可知，在油泵中，随着发动机转速的上升，排出周期T₂同步地从T_2a变短到T_2b，与此相随，排出期间t₂也从t_2a变短到t_2b。与此相对，电磁阀的开阀期间t₁也从t_1a变短到t_1b，以形成在油泵的排出停止期间t₃以上和未结束排出周期T₂；另一方面，其开阀周期T₁从T_1a变短到T_1b。

同样，比较图12的中速回转时与图13的高速回转时可知，在油泵中，随着发动机转速上升，排出周期T₂同步地从T_2b进一步变短到T_2c，与此相随，排出期间t₂也从t_2b进一步变短到t_2c。与此相对，电磁阀的开阀期间t₁从t_1b进一步变短到t_1c，以形成在油泵的排出停止期间t₃以上和未结束排出周期T₂；另一方面，其开阀周期T₁从T_1b进一步变短到T_1c。

这样，在本实施形式中，当随着发动机转速上升，油泵的排出周期T₂及排出期间t₂同步地变短时，一方面缩短电磁阀35的开阀期间t₁以保持在油泵的排出停止期间t₃以上和未结束排出周期T₂，另一方面，通过缩短其开阀周期T₁以增加开阀期间t₁的出现频度，来增加油泵的排出期间t₂与电磁阀的开阀期间t₁的重合次数，从而增加油供给量。

换言之，在本实施形式中，具有这样的特征：在开阀期间为油泵的排出停止期间t₃以上和未结束排出周期T₂的范围中，随着发动机转速的上升提高电磁阀的开阀比率(占空比)。

图14示出本实施形式的电磁阀占空比控制方式的一例，其中，随着发动机转速的上升分段地提高占空比。另外，图15示出本实施形式中的发动机转速与油供给量和上述电磁阀占空比的关系，从中可知，用实线示出的本实施形式的油供给量与由虚线示出的目标供给量大体一致。

如上所述，按照本实施形式，不用使电磁阀的开阀期间t₁延长到油泵的油排出周期T₂以上，而且不用使电磁阀的开阀周期T₁短缩到油泵的油排出期间t₂以下，即可随着发动机转速的上升增加油供给量，所以，不论发动机转速为多少，都可时常适当地控制油供给量。

按照本发明，可以达到以下那样的效果。(1)不论油泵的排出周期T₂为多少，总是使电磁阀的开阀期间t₁比油泵的排出停止期间t₃长，而且比排出周期T₂短，所以，不必使电磁阀的开阀期间t₁特别长，而且也不必使开阀周期T₁特别短，即可使电磁阀的开阀期间t₁与油排出期间t₂必定重合，可以高精度地控制油供给量。(2)由于在电磁阀的开阀期间t₁比油泵的排出停止期间t₃长而且比排出周期T₂短的状态下，随着发动机转速的上升提高电磁阀的开阀占空比，所以，不论发动机转速为多少，即可时常以高精度控制油供给量。

Claims (5)

1.一种车辆用发动机的润滑装置，用于通过电磁阀将油泵间歇地排出的润滑油供给发动机，其特征在于：具有控制装置，该控制装置将上述电磁阀的开阀期间控制在上述油泵的排出停止期间以上并且未结束排出周期的范围内。

2.如权利要求1所述的车辆用发动机的润滑装置，其特征在于：上述控制装置相应于发动机转速控制上述电磁阀的开阀周期和开阀比率，以随着发动机转速的上升增加润滑油的供给量。

3.如权利要求2所述的车辆用发动机的润滑装置，其特征在于：上述控制装置随着发动机转速的上升缩短上述电磁阀的开阀期间，并提高开阀比率。

4.如权利要求2或3所述的车辆用发动机的润滑装置，其特征在于：上述控制装置随着发动机转速的上升提高上述电磁阀的开阀周期。

5.如权利要求1～4中任何一项所述的车辆用发动机的润滑装置，其特征在于：上述油泵以与发动机转速同步的周期间歇地排出润滑油。

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