CN113330193B

CN113330193B - 内燃发动机

Info

Publication number: CN113330193B
Application number: CN201980090269.4A
Authority: CN
Inventors: 大谷将之; 佐藤信彦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: WO2020157970A1; CN113330193A; JPWO2020157970A1; JP7088321B2; US20220127981A1; EP3919725A1; EP3919725A4; US11781453B2; EP3919725B1

Abstract

内燃发动机具有机油循环构造，该机油循环构造使对在气缸盖设置的动阀部件进行润滑后的机油滴下至油盘，将在油盘储存的机油再次向气缸盖抽取。内燃发动机具有：注油孔，其设置于气缸盖的矩形的底面的大于或等于2个角部，供对动阀部件进行润滑后的机油流入；以及油路，其与注油孔的下端连通，将流入至注油孔的机油向传递发动机的驱动力的驱动齿轮引导。

Description

内燃发动机

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机。

背景技术

通常，在内燃发动机中，在气缸盖的内部，对进气阀或排气阀等动阀部件供给润滑油，供给的机油流入至在气缸盖设置的注油孔。并且，流入至注油孔的机油通过位于气缸盖下部的气缸体而滴下至油盘。最终，在油盘储存的机油被泵抽取，再次向气缸盖循环。(例如，JPS62-99607A)

发明内容

作为发动机被搭载于车辆的车辆，如JPS62-99607A这样，对注油孔设置于气缸盖的侧面的附近的情况进行研究。在这样的情况下，根据车辆的行驶状态，由于加减速等，在气缸盖内部的底部蓄积的机油的分布产生偏移，机油难以流入至注油孔。因此，在使用流入至注油孔的机油而对齿轮等部件进行润滑的情况下，担心导致润滑不足。

本发明的目的在于通过使润滑油容易地向注油孔流入，从而抑制齿轮等部件的润滑不足。

本发明的某个方式的内燃发动机具有机油循环构造，该机油循环构造使对在气缸盖设置的动阀部件进行润滑后的机油滴下至油盘，将在油盘储存的机油再次向气缸盖抽取。内燃发动机具有：注油孔，其设置于气缸盖的矩形的底面的大于或等于2个角部，供对动阀部件进行润滑后的机油流入；以及油路，其与注油孔的下端连通，将流入至注油孔的机油向传递发动机的驱动力的驱动齿轮引导。

附图说明

图1是第1实施方式的发动机的斜视图。

图2是图1所示的发动机的气缸盖的俯视图。

图3是图2的A-A的气缸盖的剖视图。

图4是第2实施方式的发动机的俯视图。

图5是第3实施方式的发动机的斜视图。

具体实施方式

以下，使用附图对各实施方式涉及的发动机进行说明。

(第1实施方式)

图1是第1实施方式的内燃发动机100的斜视图。

除了由气缸体10和气缸盖20构成的发动机主体以外，内燃发动机100还具有发电机30。此外，以下，将内燃发动机100简称为发动机100。发动机100被搭载于车辆，能够以发动机100为驱动源而进行由发电机30实现的发电，将发出的电力供给至未图示的电池或电机等。另外，能够通过发电机30而使发动机100电动运转。

在气缸体10所具有的曲轴的端部设置驱动齿轮11，在发电机30的转子轴的端部设置传动齿轮31，驱动齿轮11与传动齿轮31以相咬合的方式而构成。通过这样的结构，发动机100的旋转驱动力经由驱动齿轮11以及传动齿轮31而被传递至发电机30。此外，设置有将驱动齿轮11以及传动齿轮31覆盖的盖(未图示)，驱动齿轮11、传动齿轮31以及盖被合并称为齿轮箱。并且，在气缸体10的下部设置有油盘40。

就驱动齿轮11以及传动齿轮31而言，咬合部处的旋转方向为从气缸盖20远离的方向。即，在车辆行驶时等，在发动机100驱动而发电机30发电时，如图示所示，驱动齿轮11逆时针方向旋转，传动齿轮31顺时针方向旋转。

在该图中，在图左近端-右远端方向，即，气缸体10与发电机30的并排设置方向，设置有发电机30的图左近端侧为车辆的前方(FR)，设置有气缸体10的图右远端侧为后方(RE)。即，发电机30以在车辆前方(FR)与气缸体10相邻的方式而设置。另外，发动机100的曲轴以及发电机30的转子轴的轴向为车辆的宽度方向，图左远端为右方(R)，右近端为左方(L)。

在气缸体10中设置有多个收容活塞的气缸12(在本实施方式中3个)。此外，气缸12在车辆的左右方向并排设置，因此车辆左右方向也称为气缸排列方向。在气缸12中设置对气缸12内的燃料进行点火的火花塞21、对进气进行控制的进气阀22以及对排气进行控制的排气阀23。

通过对火花塞21、进气阀22以及排气阀23进行控制，从而反复进行大气和燃料的混合气的吸入、压缩、燃烧以及排出，活塞在气缸12内往复。活塞的连杆的下端与曲轴连接，活塞的上下方向的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。这样，在曲轴的端部设置的驱动齿轮11旋转。

气缸盖20配置于气缸体10的上部，并且构成为朝向上方而短边方向(车辆前后方向)的宽度变宽。在本实施方式中，针对1个气缸12，设置1个火花塞21，分别设置2个进气阀22以及排气阀23。通常，进气阀22以及排气阀23等以可滑动的方式构成，被称为动阀部件。

进气阀22以及排气阀23与在气缸盖20设置的凸轮轴连接，构成为如果通过曲轴的动力而各凸轮轴的旋转轴进行旋转驱动，则伴随该旋转而进气口以及排气口开闭。通过凸轮轴的旋转而使进气阀22以及排气阀23上下运动，由此控制气缸12内的燃烧。其结果，在气缸12内，活塞上下运动，伴随该上下运动而曲轴以及驱动齿轮11旋转，该旋转驱动力经由传动齿轮31而被传递至发电机30。

在气缸盖20中，供给对进气阀22以及排气阀23等滑动的动阀部件进行润滑的机油。供给的机油通过气缸体10内而向下方滴下，被储存于位于气缸体10下部的油盘40。并且，在油盘40储存的机油被泵(未图示)抽取至气缸盖20，再次被供给至动阀部件。这样，构成发动机100中的机油循环构造。

这里，对气缸体10以及气缸盖20中的机油的路径的详情进行说明。图2是图1所示的发动机100的俯视图，图3是图2的A-A的发动机100的剖视图。在图2中，图上方相当于车辆右侧(R)，图右方相当于车辆后方(RE)，图下方相当于车辆左方(L)，图左方相当于车辆前方(FR)。另外，在图3中，图右方相当于车辆后方(RE)，左方向相当于车辆前方(FR)。

如图2所示，气缸盖20的底部在俯视观察时构成为大致矩形，在其四角设置有供被供给至动阀部件的机油流入的注油孔24A～24D。如图3所示，注油孔24A～24D沿铅直方向延伸。

注油孔24A～24D中的与驱动齿轮11相反侧(车辆右方：R)并且发电机30侧(车辆前方：FR)的注油孔24为注油孔24A。驱动齿轮11侧(车辆左方：L)并且发电机30侧(FR)的注油孔24为注油孔24B。驱动齿轮11侧(L)并且发电机30的相反侧(车辆后方：RE)的注油孔24为注油孔24C。驱动齿轮11的相反侧(R)并且发电机30的相反侧(RE)的注油孔24为注油孔24D。

并且，在气缸盖20的底面，在各注油孔24A～24D的上部设置有与注油孔24的孔径相比开口直径大的圆环槽形状的蓄油槽25。此外，注油孔24以及蓄油槽25的剖面不限于圆形，也可以是矩形等任意的形状。

并且，在气缸体10的内部，沿气缸排列方向(R-L方向)延伸的2个第1油路13A、13B以在车辆前后方向(FR-RE方向)隔着气缸12而相对的方式设置。发电机30侧(FR)的第1油路13是第1油路13A，发电机30的相反侧(RE)的第1油路13是第1油路13B。在第1油路13A、13B中，机油朝向驱动齿轮11侧(L)而流动。

第1油路13A在气缸排列方向的两端处上表面的一部分与注油孔24A、24B的下端连通。并且，第1油路13A在从注油孔24A朝向注油孔24B的方向、即气缸排列方向，以沿朝向驱动齿轮11的方向(L)而下降的方式倾斜。因此，流入至注油孔24A的机油在第1油路13A中被向朝向驱动齿轮11的方向(L)引导，在驱动齿轮11的附近处与流入至注油孔24B的机油合流。

同样地，第1油路13B在气缸排列方向的两端处与注油孔24C、24D的下端连通。第1油路13B以沿朝向驱动齿轮11的方向(L)而下降的方式倾斜。流入至注油孔24D的机油在第1油路13B中被向朝向驱动齿轮11的方向(L)引导，在驱动齿轮11的附近处与流入至注油孔24C的机油合流。

如图1所示，第1油路13A、13B在驱动齿轮11侧的端部处与第2油路14A、14B连接。第2油路14A、14B构成为分别从与第1油路13A、13B之间的连接部朝向驱动齿轮11与传动齿轮31的咬合部，在咬合部的近端处合流。并且，在合流部的下游设置的第3油路15配置为，成为流出口的下部的开口朝向驱动齿轮11与传动齿轮31的咬合部。

通过这样构成，流入至注油孔24A～24D的机油在气缸体10的内部，经由第1油路13A、13B、第2油路14A、14B以及第3油路15而被向驱动齿轮11与传动齿轮31的咬合部导出。并且，机油从第3油路15的流出口向驱动齿轮11与传动齿轮31的咬合部滴下，由此，能够对驱动齿轮11以及传动齿轮31进行润滑。并且，对驱动齿轮11以及传动齿轮31进行润滑后的机油被从齿轮箱的下部向油盘40引导。

此外，第1油路13A、13B、第2油路14A、14B以及第3油路15可以通过铸造时的铸造孔成型而在气缸体内一体地形成，也可以由在气缸体10以及气缸盖20内配置的筒状的部件构成。另外，在本实施方式中，对在气缸体10设置油路13～15、在气缸盖20设置注油孔24的例子进行了说明，但不限于此。油路13～15以及注油孔24也可以设置于气缸体10以及气缸盖20中的任意者。

在本实施方式中，对传递发动机100的驱动齿轮11的驱动力的传动齿轮31设置于发电机30的转子轴的例子进行了说明，但不限于此。传动齿轮31可以设置于变速器的驱动轴，也可以设置于任意结构的驱动轴。

根据第1实施方式的发动机100，能够得到以下效果。

第1实施方式的发动机100在气缸体10的底面的角部具有供对动阀部件进行润滑后的机油流入的注油孔24。并且，向注油孔24流入的机油通过油路13～15而被引导至传递发动机100的驱动力的驱动齿轮11，在滴下至驱动齿轮11之后，向油盘40储存。

根据搭载有发动机100的车辆的行驶状态，由于车辆的加减速或车辆自身的倾斜，被供给至气缸盖20内的机油在底部处的分布产生偏移。在本实施方式中，注油孔24设置于气缸盖20的四角，因此，气缸盖20的底部处的机油即使出现分布偏移，也会流入至注油孔24A～24D中的某一者。

具体地说，在车辆加速的情况下，在气缸盖20的底部，机油偏向存在于车辆后方(RE)，偏向存在于车辆后方的机油流入至注油孔24C、24D。在车辆减速的情况下，机油偏向存在于车辆前方(FR)，偏向存在于车辆前方的机油流入至注油孔24A、24B。在车辆右转弯的情况下，由于离心力而机油偏向存在于车辆左方(L)，偏向存在于车辆左方的机油流入至注油孔24B、24C。在车辆左转弯的情况下，机油偏向存在于车辆右方(R)，偏向存在于车辆右方的机油流入至注油孔24A、24D。

流入至注油孔24的机油经由油路13～15而被引导至发动机100的驱动齿轮11。这样，不论车辆的运转状态如何，在气缸盖20中被供给至动阀部件的机油都经由注油孔24以及油路13～15而被供给至驱动齿轮11，因而能够抑制驱动齿轮11处的润滑不足。

另外，在气缸盖20中对动阀部件进行润滑后的机油流入至注油孔24，被向驱动齿轮11供给，因而，气缸盖20中的机油的循环机构也被用作向驱动齿轮11的给油。其结果，作为向驱动齿轮11给油的机油系统，不需要单独设置泵或喷油器等，因此，能够简化发动机100的结构。

并且，被供给至气缸盖20的动阀部件的机油是对动阀部件进行润滑后的机油，因此，温度较高，粘度较低。因此，与单独设置向驱动齿轮11的给油结构的情况相比，能够进一步减小驱动齿轮11处的摩擦。

第1实施方式的发动机100在注油孔24的上部具有与注油孔24连通的蓄油槽25。蓄油槽25与注油孔24的孔径相比开口直径大。流入至这样的蓄油槽25的机油在内部暂时储存之后，沿着内表面而被引导至注油孔24。这样，通过在注油孔24的上部设置能够暂时储存机油的蓄油槽25，从而能够将在气缸盖20的底部储存的机油经由注油孔24而稳定地供给至驱动齿轮11。

根据第1实施方式的发动机100，与注油孔24的下端连通的第1油路13A、13B构成为朝向驱动齿轮11侧而向下倾斜。由此，向注油孔24流入的机油被引导向驱动齿轮11侧，因而能够顺畅地将机油供给至驱动齿轮11。此外，对于与第1油路13A、13B连通的第2油路14A、14B以及作为最终流出口的第3油路15，也构成为朝向驱动齿轮11侧而变低，因而能够顺畅地将机油供给至驱动齿轮11。

根据第1实施方式的发动机100，向注油孔24流入的机油从第3油路15滴下至驱动齿轮11与传动齿轮31相咬合的部分。通过这样的结构，能够同时对传递驱动力的发动机100的驱动齿轮11和传递驱动力的发电机30的传动齿轮31这两者进行给油，因而能够更可靠地减小驱动齿轮11与传动齿轮31之间的摩擦。

根据第1实施方式的发动机100，驱动齿轮11的旋转方向是在与传动齿轮31之间的咬合部处从气缸盖20远离的方向。即，就驱动齿轮11以及传动齿轮31而言，咬合部向从成为给油口的第3油路15的流出部远离的方向旋转。这样，在咬合部分，机油的滴下方向与驱动齿轮11以及传动齿轮31的旋转方向一致，因而能够抑制从第3油路15供给的机油的向驱动齿轮11以及传动齿轮31以外的飞溅。

第1实施方式的发动机100与发电机30一体地构成，发动机100的驱动齿轮11与发电机30的传动齿轮31咬合。在这样的结构中，能够共用向驱动齿轮11以及传动齿轮31的给油构造和发动机100中的机油的循环构造，因而能够实现发动机100整体的小型化。

(变形例)

在第1实施方式中，对气缸盖20在气缸盖20的底部的四角的4个部位具有注油孔24A～24D的例子进行了说明，但不限于此。只要在注油孔24的四角中的大于或等于3个部位设置有注油孔24，则即使机油在气缸盖20的底部偏移存在，也能够使机油流入至注油孔24。

作为第1变形例，对气缸盖20具有注油孔24A、注油孔24B和注油孔24C的情况进行研究，该注油孔24A设置于驱动齿轮11的相反并且发电机30侧(R、FR)，该注油孔24B设置于驱动齿轮11并且发电机30侧(L、FR)，该注油孔24C设置于驱动齿轮11并且发电机30的相反侧(L、RE)。

在这种情况下，在加速时偏向存在于车辆后方(RE)的机油向注油孔24C流入，在减速时偏向存在于车辆前方(FR)的机油向注油孔24A、24B流入，在右转弯时偏向存在于车辆左方(L)的机油向注油孔24B、C流入，在左转弯时偏向存在于车辆右方(R)的机油向注油孔24A流入。

因此，即使在机油偏向存在于车辆前后左右方向中的任一者的情况下，也能够使机油流入至注油孔24A～24C中的某一者。由此，能够将机油稳定地供给至驱动齿轮11，因而能够抑制驱动齿轮11处的润滑不足。

(第2实施方式)

在第1实施方式中，对在气缸盖20的底部的四角设置注油孔24的例子进行了说明，但不限于此。也可以在底部的四角中的一部分设置有注油孔24。

图4是第2实施方式的气缸盖20的俯视图。

根据该图，在气缸盖20设置有驱动齿轮11侧(L)并且发电机30侧(FR)的注油孔24B、以及驱动齿轮11的相反侧(R)并且发电机30的相反侧(RE)的注油孔24D。并且，在气缸体10设置有与注油孔24D连通的第1油路13B。

对于该结构，与第1实施方式相比，省略了注油孔24A、24C，第1油路13A与注油孔24B连通，长度短。通过这样构成，即使根据车辆的行驶状态而气缸盖20的底面处的机油分布产生了偏移，也能够使机油流入至注油孔24B、24D。如本实施方式，只要注油孔24设置于气缸盖20的四角中的至少成为对角的2个部位，则即使在机油的分布存在偏移的情况下，也能够使机油流入至某一个注油孔24。

根据第2实施方式的发动机100，能够得到以下效果。

在气缸盖20的底面的四角中的成为对角的两个角设置有注油孔24B、24D。因此，即使由于车辆的行驶状态而气缸盖20的底面处的机油产生了倾斜，也能够使机油流入至注油孔24B、24D。

在车辆加速而机油偏向于车辆后方(RE)的情况下和在车辆左转弯而机油偏向于右方(R)的情况下，机油流入至注油孔24D。在车辆减速而机油偏向于车辆前方(FR)的情况下和在车辆右转弯而机油偏向于左方(L)的情况下，机油流入至注油孔24B。并且，流入至注油孔24A、24D的机油经由油路13～15而被供给至驱动齿轮11。

因此，与第1实施方式相比，能够省略注油孔24A、24C，因而简化发动机100的结构，并且即使在由于车辆的行驶状态而机油的分布产生了偏移的情况下，也能够稳定地将机油供给至驱动齿轮11。

(变形例)

在第2实施方式中，对在气缸盖20中具有成为对角的注油孔24B和注油孔24D的例子进行了说明，但不限于此。即使在2个注油孔24未呈对角设置的情况下，只要在气缸盖20的角部中的大于或等于2个部位设置有注油孔24，则即使机油在气缸盖20的底部偏移存在，也能够使机油流入至注油孔24。

作为变形例2，对气缸盖20具有注油孔24A和注油孔24B的情况进行研究，该注油孔24A设置于驱动齿轮11的相反并且发电机30侧(R、FR)，该注油孔24B设置于驱动齿轮11并且发电机30侧(L、FR)。

在这种情况下，在减速时偏向存在于车辆前方(FR)的机油向注油孔24A、24B流入，在左转弯时偏向存在于车辆右方(R)的机油向注油孔24A流入，在右转弯时偏向存在于车辆左方(L)的机油流入至注油孔24B。

作为变形例3，对气缸盖20具有注油孔24B和注油孔24C的情况进行研究，该注油孔24B设置于驱动齿轮11并且发电机30侧(L、FR)，该注油孔24C设置于驱动齿轮11并且发电机30的相反侧(L、RE)。

在这种情况下，在右转弯时偏向存在于车辆左方(L)的机油向注油孔24B、24C流入，在减速时偏向存在于车辆前方(FR)的机油向注油孔24B流入，在加速时偏向存在于车辆后方(RE)的机油向注油孔24C流入。

如这些例子所示，即使在机油在气缸盖20的底面处偏移存在的情况下，也能够使机油流入至注油孔24，因而机油被稳定地供给至驱动齿轮11，能够抑制驱动齿轮11处的润滑不足。

(第3实施方式)

在第1实施方式中，对在第1油路13A、13B的驱动齿轮11侧(L)的端部设置第2油路14A、14B以及第3油路15的例子进行了说明，但不限于此。在本实施方式中，对省略第2油路14A、14B以及第3油路15的例子进行说明。

图5是第3实施方式的发动机100的斜视图。与第1实施方式的发动机100相比，第3实施方式的发动机100省略了第2油路14A、14B以及第3油路15。并且，第1油路13A、13B的驱动齿轮11侧(L侧)的端部在驱动齿轮11的上方开口。因此，机油从第1油路13A、13B的开口向驱动齿轮11滴下。

根据这样的第3实施方式的发动机100，能够得到以下效果。

在气缸盖20的底面的四角设置有注油孔24A～24D，因而即使在根据车辆的行驶状态而底面的机油分布产生了偏移的情况下，也能够使机油流入至注油孔24A～24D的某一者。并且，与注油孔24A～24D的下端连通的第1油路13A、13B的驱动齿轮11侧(L侧)的端部在驱动齿轮11的上方开口。即使这样构成，流入至注油孔24A～24D的机油也能够经由第1油路13A、13B而供给至驱动齿轮11。

因此，即使在由于车辆的行驶状态而机油的分布产生了偏移的情况下，也能够稳定地将机油供给至驱动齿轮11，并且，能够简化发动机100、特别是气缸体10的结构。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式表示的只不过是本发明的应用例的一部分，并不旨在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。另外，上述实施方式能够适当地进行组合。

Claims

1.一种内燃发动机，其具有机油循环构造，该机油循环构造使对在气缸盖设置的动阀部件进行润滑后的机油滴下至油盘，将在所述油盘储存的机油再次向所述气缸盖抽取，该内燃发动机具有：

注油孔，其设置于所述气缸盖的矩形的底面的大于或等于2个角部，供对所述动阀部件进行润滑后的机油流入；以及

油路，其与所述注油孔的下端连通，将流入至所述注油孔的机油向传递所述内燃发动机的驱动力的驱动齿轮引导，

所述注油孔至少设置于所述气缸盖的底部的角部中的成为对角的2个部位。

2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，

在所述气缸盖的底面处，在所述注油孔的上部还具有与所述注油孔的孔径相比开口直径大的蓄油槽。

3.根据权利要求1或2所述的内燃发动机，其中，

所述油路构成为朝向所述驱动齿轮而向下倾斜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃发动机，其中，

被所述油路引导的机油滴下至所述驱动齿轮与传递所述内燃发动机的驱动力的传动齿轮的咬合部。

5.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中，

所述驱动齿轮以及所述传动齿轮的滴下所述机油的部分处的齿轮的旋转为从所述气缸盖远离的方向。

6.根据权利要求4或5所述的内燃发动机，其中，

所述传动齿轮设置于与所述内燃发动机相邻的发电机，

所述发电机构成为将发出的电力供给至电池以及电机中的至少一者。