CN1170057C - 工作机用的四冲程循环发动机的换气结构 - Google Patents

Abstract

当发动机主体倾斜向下时，为了阻止润滑油进入吸气系统，同时避免发动机尺寸有任何增加，发动机主体具有第一和第二换气室；第一和第二贯通通道，用于分别在曲柄腔与第一和第二换气室之间提供联通；以及联通通道，用于在第一和第二换气室之间提供联通。第二换气室通过引导管连接至吸气系统，第二贯通通道的一个端部在曲柄腔内开口，在发动机向下倾斜时，第二贯通通道位于曲柄室内油表面的上方，而从第一贯通通道通过第一换气室至联通通道的路径成形成，用以阻止曲柄腔内的润滑油进入联通通道。

Description

工作机用的 四冲程循环发动机的换气结构

技术领域

本发明涉及用于驱动工作机，诸如修整机、割草机或夯实机的四冲程循环发动机，特别涉及工作机用的四冲程循环发动机的换气结构，其中，发动机主体的曲轴箱可旋转地支承曲轴，曲轴连接至工作机，润滑油贮存在成形于曲轴箱内侧的曲柄腔中，而吸气系统连接至发动机主体的汽缸盖，发动机主体的汽缸镗孔的轴线在工作机被使用时，几乎是垂直的。

背景技术

诸如修整机、割草机或夯实机的工作机的姿态从它运行时的至它不运行时的发生改变。曲柄腔内的油表面也从它运行时的至它不运行时的发生改变。因此必须配置换气结构，用于将换气气体从曲柄腔引导至吸气系统，以使当它不运行时，阻止润滑油进入吸气系统。根据上述观点配置的换气结构披露于，例如，日本专利公告No.1-51647中。

上述日本专利公告No.1-51647披露了一种换气结构，即使发动机主体翻转360度时，它也能阻止润滑油进入吸气系统。在此换气结构中，油雾分离器与发动机主体分开，油雾分离器通过第一止回阀连接至汽缸盖的上部，第一止回阀在发动机主体翻转时关闭；还通过第二止回阀连接至汽缸体的下部，第二止回阀在发动机主体翻转时关闭。由于油雾分离器所在的位置远离发动机主体，发动机的总体尺寸增加。此外，在用于诸如割草机或夯实机的工作机的发动机中，发动机主体可能倾斜，从而在工作机不被使用时，使汽缸镗孔的轴线几乎成为水平的。因此，必须在发动机主体倾斜向下的条件下，阻止润滑油进入吸气系统，然而，在上述公告中披露的技术无法处理发动机主体倾斜向下的状态。

发明内容

本发明已根据上述情况加以实现，并且本发明的一个目的是提出一种工作机用的四冲程循环发动机的换气结构，它在发动机主体倾斜向下时，能阻止润滑油进入吸气系统，同时避免发动机总体尺寸有任何增加。

为了达到上述目的，根据本发明的第一方面，建议一种工作机用的四冲程循环发动机的换气结构，在此种发动机中，发动机主体的曲轴箱可旋转地支承曲轴，曲轴连接至工作机，润滑油贮存在成形于曲轴箱内侧的曲柄腔中，而吸气系统连接至发动机主体的汽缸盖，发动机主体的汽缸镗孔的轴线在工作机被使用时几乎是垂直的，其中换气结构包括：第一换气室；第一贯通通道，用于在第一换气室与曲柄腔之间提供联通；第二换气室，位于吸气系统附近，其所在侧相对汽缸镗孔的轴线大致与第一换气室相对；第二贯通通道，用于在第二换气室与曲柄腔之间提供联通；以及联通通道，用于在第一和第二换气室之间提供联通，第一换气室、第一贯通通道、第二换气室、第二贯通通道以及联通通道设置在发动机主体中，用以使第一和第二贯通通道与第一和第二换气室的下部联通，第一和第二换气室在工作机被使用时位于曲柄腔内油表面的上方，而联通通道开口进入第二换气室的上部。引导管在工作机被使用时，与第二换气室的上部联通，引导管被连接至吸气系统，第二贯通通道成形成，在曲柄腔内侧的第二贯通通道的开口端位于曲柄腔内油表面的上方，而与发动机主体倾斜向下，以致汽缸镗孔的轴线几乎成水平时的发动机主体的姿态无关，以及，从第一贯通通道通过第一换气室至联通通道的路径成形成，得以阻止曲柄腔内的润滑油进入联通通道，这时，发动机主体倾斜向下，从而联通通道设置在汽缸镗孔轴线的紧下方。

根据上述配置，当工作机被使用时，在曲柄腔内产生的换气气体，通过第一贯通通道、第一换气室、联通通道、第二换气室以及引导管被引导至吸气系统，还通过第二贯通通道、第二换气室以及引导管被引导至吸气系统。从第一和第二换气室内的换气气体中分离出的润滑油通过第一和第二贯通通道返回至曲柄腔。因为第二贯通通道成形成，它在曲柄腔内侧的开口端总是位于曲柄腔内的油表面的上方，而与工作机不被使用时，发动机主体倾斜向下，以致汽缸镗孔的轴线几乎成为水平时与发动机主体的姿态无关，因此，可能阻止曲柄腔内的润滑油通过第二贯通通道进入第二换气室。此外，从第一贯通通道通过第一换气室至联通通道的路径被成形成，得以阻止曲柄室内的润滑油进入联通通道，即使当发动机主体倾斜向下，从而联通通道位于汽缸镗孔轴线的紧下方。因此，曲柄腔内的润滑油不会从第一贯通通道经过第一换气室和联通通道进入第二换气室。这样，曲柄腔内的润滑油能被阻止进入第二换气室，而与发动机主体倾斜向下，以致汽缸镗孔的轴线几乎成为水平时的发动机主体的姿态无关，因而能可靠地阻止润滑油进入吸气系统。此外，因为第一和第二换气室设置在发动机主体中，发动机的整体尺寸在应用上述配置以阻止润滑油进入吸气系统时，不会增加。

此外，根据本发明的第二方面，除上述第一方面外，第二贯通通道由通道孔，它直接设置在发动机主体中，用以与第二换气室联通；以及一条管道形成，此管道紧固至发动机主体上，用以与通道孔联通。

根据上述配置，第二贯通通道具有复合体形状，以使其开口端位于曲柄室内油表面的上方，而与发动机主体倾斜，以致汽缸镗孔的轴线几乎变成水平时发动机主体的姿态无关，该第二贯通通道可由简单设备成形。

本发明的上述目的、其它目的、特征及优越性将由较优实施例的说明变得更为清晰，该较优实施例将在下文参考附图详细说明。

附图说明

图1至7展示了本发明的一个较优示范性实施例。

图1是一台发动机的纵向截面图。

图2是沿图1中线2-2截取的横截面图。

图3是沿图1中箭头3方向所取的发动机汽缸体的底视图。

图4是沿图1中线4-4截取的放大的横截面图。

图5是沿图2中线5-5截取的放大的横截面图。

图6是沿图2中线6-6截取的放大的横截面图。

图7A至7D是横截面图，它们表示已放下的发动机主体在每次改变90度时的姿态。

具体实施方式

本发明的一个较优的示范性实施例将在下文参考图1至7加以解释。首先，在图1和2中的是四冲程循环发动机E的发动机主体11，该四冲程循环发动机E用于驱动称为夯实机10的工作机，发动机主体11具有曲轴箱15、汽缸筒17和汽缸盖20。曲轴箱15形成一个曲柄腔13，用于贮存润滑油12，并支承曲轴14，其所具的轴线当上述夯实机10使用时，通常是水平的。汽缸筒17包括汽缸镗孔16，其所具的轴线在上述夯实机10使用时，通常是垂直的。汽缸盖20与活塞18的顶部共同形成燃烧室19，活塞18可滑移地装配在汽缸镗孔16中。

曲轴箱15具有第一半箱22和第二半箱23，它们相互由若干螺栓24加以连接，并能在分割平面21上相互分开，分割平面21与曲轴14的轴线倾斜。发动机的汽缸体25通过整体浇注第一半箱22和上述汽缸筒17及汽缸盖20而形成。

活塞18通过连杆26连接至曲轴14的曲柄销钉14a。油勺28用于在曲柄腔13内分散润滑油12，它与连杆26的大端整体制成。

曲轴14的一端通过滚珠轴承29和环形密封件30伸出至曲轴箱15的外侧，滚珠轴承29和环形密封件30设置在曲轴14与第一半箱22之间。飞轮32具有整体的冷却风扇31，飞轮32被固定在曲轴箱15的外侧的曲轴14的端部上。

曲轴14的另一端通过滚珠轴承33和环形密封件34伸出至曲轴箱15的外侧。滚珠轴承33和环形密封件34设置在曲轴14与第二半箱23之间。夯实机10连接至曲轴14位于曲轴箱15的外侧的另一端上。

汽缸盖20包括吸气口35和排气口36，它们能与燃烧室19联通。吸气系统39包括空气清洁器37和化油器38，吸气系统39被支承在汽缸盖20上，用以与吸气口35进行联通。消声器罩41覆盖着排气消声器40，它与排气口36相联通，而发动机汽缸体25支承着消声器罩41。

调节速度用的离心式调速器42安装在第二半箱23的一个位置上，该位置在夯实机10被使用时紧挨曲轴14的底下。此离心式调速器42具有转盘44、管状滑块45以及若干摆型离心式秤锤46。转盘44由支承轴43可旋转地加以支承，支承轴43固定至第二半箱23的内侧。滑块45可滑移地套着安装在支承轴43上。离心式秤锤46可摆动地支承在转盘44上，从而夹住滑块45。每一离心式秤锤46具有操作臂46a，当离心力使离心式秤锤46沿转盘44的径向向外摆动时，操作臂46a在一个方向滑移滑块45。

从动齿轮47和润滑油分散叶片48与转盘44的外边缘整体地形成。从动齿轮47与固定至曲轴14上的驱动齿轮49相咬合。上述支承轴43设置第二半箱23的一个位置上，以使上述分散叶片48浸没在曲柄腔13内的润滑油12中。

在此类调节速度的离心式调速器中，转盘44随着曲轴14的旋转而旋转，因此，滑块45沿着支承轴43的一个轴向滑移。然后，滑块45的滑移动作通过连杆(未表示)传送给化油器38的节流阀(未表示)，从而在设定的转速下控制发动机的转速。

吸气阀50和排气阀51这样地设置在汽缸盖20中，以使它们能自由地打开和关闭，而面向燃烧室19的火花塞52也安装在汽缸盖20中。吸气阀50控制吸气口35与燃烧室19之间的联通和切断。排气阀51控制燃烧室19与排气口36之间的联通。

上述吸气阀50和排气阀51由阀操作机构53打开和关闭。阀操作机构53具有驱动调速滑轮54、从动调速滑轮56、环形调速传动带57、凸轮58以及摇臂59和60。驱动调速滑轮54与上述驱动齿轮49一起固定在曲轴14上。从动调速滑轮56被支承在汽缸盖20中的轴55所支承。环形调速传动带57围绕驱动调速滑轮54和从动调速滑轮56而缠绕。凸轮58设置成连接至上述从动调速滑轮56。摇臂59和60分别设置在凸轮58与吸气阀50和排气阀51之间。摇臂59和60可摆动地装在合成树脂制成的汽缸盖的罩61中。汽缸盖罩61连接至汽缸盖20，以便能覆盖部分阀操作机构53。燃料箱62与汽缸盖罩61整体地形成。

在图3和4中，发动机主体11的发动机汽缸体25包括第一换气室64、第一贯通通道65、第二换气室66、第二贯通通道67以及联通通道68，用于提供第一与第二换气室64和66之间的联通。第一换气室64所设置的位置与沿上述汽缸镗孔16的周边方向的对应上述吸气系统39的位置相差约180°。第一贯通通道65提供第一换气室64与曲柄腔13之间的联通。第二换气室66设置在吸气系统39的附近，其所在的一侧相对汽缸镗孔16的轴线大致与第一换气室64相对。第二贯通通道67提供第二换气室66与曲柄腔13之间的联通。第二换气室66通过引导管69连接至吸气系统39的空气清洁器37，引导管69可例如是橡胶软管。

再参看图5，腔70设置在发动机汽缸体25的第一半箱22的外侧，位于吸气系统39侧的相对侧。覆盖着腔70的盖71连接至第一半箱22的外侧。这样，第一换气室64就成形于第一半箱22与盖71之间，以便使第一换气室64在夯实机10被使用时，位于曲柄腔13内的油表面的上方，而第一贯通通道65设置在第一半箱22中，以便使第一贯通通道65在夯实现10被使用时，与第一吸气室64的下部联通，而第一贯通通道65的开口端在曲柄腔13中分裂为二。

联通通道68这样地设置在第一半箱22中，以便所在的平面垂直于汽缸镗孔16的轴线。联通通道68的一端在上述腔70内开口，以便与第一换气室64联通。

突台72设置成从第一半箱22的外侧突出，并近似位于上述腔70的中心。盖71被拧入在突台72中的螺栓73紧固至第一半箱22上。若干迷宫形成壁74设置在第一半箱22外侧的腔70内，以便与罩71接触。在第一贯通通道65与联通通道68之间形成连接的迷宫由这些迷宫形成壁74形成在第一换气室64的内侧。换气气体在夯实机10被使用时，从曲柄腔13通过第一贯通通道65进入第一换气室64，从而循环通过第一换气室64内侧的上述迷宫，然后到达联通通道68。换气气体在上述迷宫中循环方向的改变得以使伴随的润滑油能从换气气体中分离出来。此外，返回孔75具有缩小的循环面积，从而尽可能多地抑制换气气体通过它们而循环，返回孔75设置在上述迷宫的联通通道68侧的区间中、位于联通通道68的开口端之下的迷宫形成壁74上，以便将如此分离出来的润滑油返回至第一贯通通道65侧。

请再参看图6，腔76设置在发动机汽缸体25的第一半箱22的外侧，位于上述吸气系统39的附近，其所在的一侧相对汽缸镗孔16的轴线与第一换气室64大致相对。覆盖腔76的罩77连接至第一半箱22的外侧。这样，第二换气室66就成形于第一半箱22与罩77之间，以便使第二换气室66在夯实机10被使用时，位于曲柄腔13内的油表面的上方。联通通道68的另一端开口进入腔76中，从而在夯实机10被使用时，与第二换气室66的上部联通。

突台78设置成从第一半箱22的外侧突出，并近似位于上述腔76的中心。罩77被拧入在突台78中的螺栓79紧固至第一半箱22上。针阀80连接至腔76内的第一半箱22，以便关闭上述联通通道68的开口端。针阀80阻止换气气体从第二换气室66循环进入联通通道68侧。

突物81设置在第一半箱22的外侧，在夯实机10被使用时，位于在第二换气室66上部中的联通通道68旁边的区段上。突物81安放引导管69的一端，引导管69以气密配合插入设置在罩77中的通孔82中。烯物81设置成，不完全关闭引导管69的开口端。引导管69的另一端连接至吸气系统39的空气清洁器37。

迷宫形成壁83和84设置在第一半箱22的外侧的腔76内，以便与罩77接触。由迷宫形成壁83形成的迷宫位于第二换气室66内，用以提供联通通道68与引导管69之间的连接。另一迷宫提供第二贯通通道67与引导管69之间的连接，该迷宫由另一迷宫成形壁84成形于第二换气室66内。

第二贯通通道67在夯实机10使用时与第二换气室66的下部联通。第二贯通通道67由通道孔85，它直接设置在第一半箱22中，以便与第二换气室66联通；以及管道86形成，管道86紧固至第一半箱22上，以便与通孔85联通。面向曲柄腔13的平面安装台板88成形于第一半箱22的一个区段中，该区段在夯实机10被使用时紧靠第二换气室66之下。通孔85设置在第一半箱22中，以便将第二换气室66连接至安装台板88。管道86具有凸缘86a，它与安装台板88相接触，并成形成大致为L形状。凸缘86a由螺栓87紧固定至安装台板88上。管道86的一端按液密配合插入至安装台板88侧的通道孔85的一端。

当夯实机10不使用时，发动机主体11可向下倾斜，以致汽缸镗孔16的轴线成为如图7所示地几乎是水平的。因此，第二贯通通道67成形成，其在轴柄腔13内的开口端位于曲柄腔13内的油表面L的上方，而与发动机主体11在图7A至7D中所示的姿态无关，这时发动机主体11向下倾斜，从而汽缸镗孔16的轴线成为几乎是水平的。

当发动机主体11位于向下倾斜状态，从而联通通道68位于汽缸镗孔16的轴线紧下方时，即位于图7A所示的状态时，润滑油12的油表面L所在的位置，得以使润滑油12通过部分第一贯通通道65进入第一换气室64。因此润滑油12有可能从第一换气室64通过联通通道68流向第二换气室66侧。但是，从第一贯通通道65通过第一换气室64至联通通道68的路径被制作成这样的形状，它能阻止曲柄腔13内的润滑油12进入联通通道68。也即，在此实施例中，当发动机主体11倾斜向下成，联通通道68位于汽缸镗孔16的轴线的紧下方时，油表面位于图5中用波折线L′表示的位置，而设置在第一半箱22内，从而在第一换气室64内形成迷宫的第一迷宫形成壁74被制作成这样的形状，它阻止已通过第一贯通通道65流入第一换气室64的润滑油12进入联通通道68。

此实施例的这一作用解释如下。发动机主体11的第一半箱22包括第一换气室64；第一贯通通道65，用于在第一换气室64与曲柄腔13之间提供联通；第二换气室66，设置在吸气系统39的附近，其所在侧相对汽缸镗孔16的轴线大致与第一换气室64相对；第二贯通通道67，用于在第二换气室66与曲柄腔13之间提供联通；以及联通通道68，它提供第一与第二换气室64和66之间的联通。第一和第二贯通通道65和67连接至第一和第二换气室64和66的下部，在夯实机10被使用时，第一和第二换气室64和66位于曲柄腔13内的油表面的上方。联通通道68设置成得以开口进入第二换气室66的上部。吸气系统39的空气清洁器37连接到引导管69，引导管69在夯实机10被使用时与第二换气室66的上部进行联通。

当夯实机10被使用时，产生于曲柄腔13内侧的换气气体因而通过第一贯通通道65、第一换气室64、联通通道68、第二换气室66和引导管69被引导至吸气系统39，以及通过第二贯通通道67、第二换气室66和引导管69被引导至吸气系统39。

每一第一和第二换气室64和66在其内侧具有迷宫。当换气气体循环通过这些迷宫时，从换气气体中分离出的润滑油通过第一和第二贯通通道65和67，被返回至曲柄腔13，从而加强气液分离性能。

此外，第二贯通通道67成形成，它在曲柄腔13内侧的开口端总是位于曲柄腔13内的油表面L的上方，而与发动机主体11倾斜向下，以致汽缸镗孔16的轴线几乎成为水平时与发动机主体11的姿态无关。因此，可能阻止曲柄室13内侧的润滑油12通过第二贯通通道67进入第二换气室66，而与发动机主体11的姿态无关，当夯实机10不被使用时，发动机主体11倾斜向下，以致汽缸镗孔16的轴线几乎成为水平。

更有甚者，从第一贯通通道65通过第一换气室64至联通通道68的路径被制作成这样的形状，它能阻止曲柄腔13内的润滑油12在发动机主体11倾斜向下，从而联通通道68位于汽缸镗孔16的轴线的紧下方时，进入联通通道68。因此，曲柄腔13内的润滑油12不会从第一贯通通道65通过第一换气室64和联通通道68进入第二换气室66。

结果，曲柄室13内的润滑油12不会进入第二换气室66，而与发动机主体11倾斜向下，以致汽缸镗孔16的轴线几乎成为水平时与发动机主体11的姿态无关。可能可靠地阻止润滑油12进入吸气系统39，并在发动机E起始时，能可靠地阻止白烟从排气消声器40排出，从而有利于提高排气性能。

此外，因为在本发明的配置中，第一和第二换气室64和66设置在发动机主体11中，以便阻止润滑油12进入吸气系统39，发动机E的总体尺寸不会增加。

第二贯通通道67由通孔85构成，通孔85直接形成在发动机主体11的第一半箱22中，以便与第二换气室66联通，而管道86固定至第一半箱22上，以便与通孔85联通。第二贯通通道67具有复合体形状，以使其开口端位于曲柄腔13内的油表面的上方，而与发动机主体11倾斜，以使汽缸镗孔16的轴线几乎成为水平时的发动机主体11的姿态无关，第二贯通通道67能由简单设备形成。

上文已描述了本发明的一个实施例，但本发明不受限于上述实施例，而是能在不偏离权利要求的精神和范围的情况下，以各种方法加以修改。

例如，在上述实施例中，当发动机主体11向下倾斜，从而联通通道68位于汽缸镗孔16的轴线的紧下方时，为了阻止曲柄腔13内的润滑油12进入联通通道68，第一换气室64内的迷宫形成壁74的形状是特殊设计的，以便阻止曲柄腔13内的润滑油12进入联通通道68。但是，也可将第一贯通通道65成形成，第一贯通通道65在曲柄腔13内的开口端总是位于曲柄腔13内的润滑油12的油表面L的上方。

本发明的应用不限于夯实机10，本发明能在任何涉及工作机的领域中广泛地付诸实施，只要工作机是这样地连接至曲轴14，以使汽缸镗孔16的轴线在机器工作时总是垂直的。

Claims (2)

1.一种工作机用的四冲程循环发动机的换气结构，在此四冲程循环发动机中，发动机主体的曲轴箱可旋转地支承曲轴，曲轴连接至工作机，润滑油贮存在成形于曲轴箱内侧的曲柄腔中，而吸气系统连接至发动机主体的汽缸盖，发动机主体的汽缸镗孔的轴线在工作机被使用时是垂直延伸的，该换气结构包括：

第一换气室；

第一贯通通道，用于在第一换气室与曲柄腔之间提供联通；

第二换气室，位于吸气系统附近，其所在侧相对汽缸镗孔的轴线与第一换气室相对；

第二贯通通道，用于在第二换气室与曲柄腔之间提供联通；以及

联通通道，用于在第一和第二换气室之间提供联通，

其中，第一换气室、第一贯通通道、第二换气室、第二贯通通道以及联通通道设置在发动机主体中，用以使第一和第二贯通通道与第一和第二换气室的下部联通，第一和第二换气室在工作机被使用时，位于曲柄腔内油表面的上方，而联通通道开口进入第二换气室的上部，

其中，引导管在工作机被使用时，与第二换气室的上部联通，引导管被连接至吸气系统，

其中，第二贯通通道形成为，在曲柄腔内侧的第二贯通通道的开口端位于曲柄腔内油表面的上方，而与发动机主体倾斜向下以致汽缸镗孔的轴线成水平时的发动机主体的姿态无关，以及

其中，从第一贯通通道通过第一换气室至联通通道的路径形成为，得以阻止曲柄腔内的润滑油进入联通通道，这时，发动机主体倾斜向下，从而联通通道设置在汽缸镗孔轴线的下方。

2.根据权利要求1的工作机用的四冲程循环发动机的换气结构，其特征在于，第二贯通通道由一通道孔形成，该通道孔直接设置在发动机主体中，用以与第二换气室联通；以及一条管道，紧固至发动机主体上，用以与通道孔联通。

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