CN1609415A - 往复活塞式发动机用真空供油巡环润滑系统 - Google Patents

Abstract

本发明可对往复活塞式发动机的缸内润滑部位实现负压状使润滑油回收实施巡环润滑，该润滑系统包括往复活塞式发动机和真空泵，特别是在缸体内壁上的圆柱形活塞的上、下端活塞密封环位移止点间的部位处，环周壁布设着存油槽，存油槽上通出缸壁外的进、回油孔分别与安装在缸外壁上的配油盘上的进、回油管路连通，配油盘上接装着的回油管与真空泵的进口连接，再从泵的出口与润滑油箱内腔连通，进油管则直接插装在润滑油箱内；并可加装附设润滑单元，使发动机的每付活塞连杆和曲轴的润滑部位具有一闭合的单元润滑回路，其回油管与真空泵进口连通、进油管端头插装在润滑油箱内，开动真空泵，润滑油即被吸入发动机内各润滑部位，工作后再顺回油管返回润滑油箱。

Description

往复活塞式发动机用真空供油巡环润滑系统

(一)技术领域：

本发明涉及发动机的润滑，是一种适于往复活塞式发动机，尤其是适于二冲程发动机用的真空供油巡环润滑系统。

(二)背景技术：

在往复活塞式内燃机和发动机中，其活动摩擦部件，尤其是活塞和缸体间的润滑问题始终未能解决。最初是采用将润滑油按比例渗入燃油中，以混合油进入缸内作功同时润滑的方案，其结果是公知的，不但润滑效果有限，且因润滑油不能与燃油一道完全燃烧，便成为废气被排出缸外，污染环境，在缸内已燃烧了的润滑油，也易形成积炭和焦状沉积物，附着在燃烧室内和火花塞上，影响整机工作性能，缩短整机使用寿命；后来改进的分离式润滑方案，即通过滴油泵根据发动机转速的变化，定量地将润滑油滴入化油器内与燃油混合，以对缸内和活塞各部位实施润滑。其效果虽比原始方式好一些，但仍不理想，如排气口上仍流油，冒兰烟，缸内积炭的问题还未能解决；近来一些厂家采用以微电脑精确控制润滑油滴入化油器内与燃油相混合，保证机内零部件的润滑和燃油的燃烧质量，这虽能大大减轻排放的废气对环境的污染，但需增大成本投入，特别是对所用的润滑油品质要求已达到赛车级，这在现实中是无法普及的。上述的混合润滑方案和分离式润滑方案因为都不属于巡环润滑，故在润滑过程中无自洁功能，无法对机内零部件因摩损而产生的金属淬末及时清除，这必然要影响发动机的使用寿命。近年来公开的《内燃机润滑装置》(申请号：01117718.7)和《二冲程发动机完全分离润滑系统》(专利号：00255209.4)是将润滑油与燃油完全分离供给的典型技术方案，但仍都属正压供油润滑，对用过的润滑油不回收的方式，最终还是回到燃烧室中，其实际使用效果如何，暂无从得知。

(三)发明内容：

本发明的目的是向公众提供一种可将燃油、润滑油分别输入机内、润滑油可巡环使用、具有自洁润滑功能、在整个润滑过程中润滑油与燃油绝无混合机会，且润滑油不进入燃烧室，废气排放完全可达到标准要求、对环境无污染的往复活塞式发动机用的新式巡环供油润滑系统。

在往复活塞式发动机中，最急需解决的是活塞与缸体之间的润滑问题。我们的技术措施就主要是对发动机的缸内润滑部位采用负压状使润滑油回收实施巡环润滑，即所发明的真空供油巡环润滑系统包括了往复活塞式发动机和真空泵，技术的关键是：外侧壁呈圆柱形的活塞配装在缸体内，活塞连杆的小头端上的销轴孔与配装在活塞衬套销轴孔中的销轴的中间轴颈配装，销轴的轴心线与活塞衬套的轴心线相垂直，活塞衬套同轴心线固装在活塞的内腔中，特别是在圆柱形活塞的上端头和下端头部位的外壁上开设的活塞环槽中配装着活塞密封环，而在缸体内壁上的活塞上端活塞环槽位移至下止点、活塞下端活塞环槽位移至上止点之间的部位处，环周壁布设着存油槽，存油槽上开设的通出缸壁外的进油孔和回油孔，分别与安装在缸体外壁上的配油盘内的进油管路和回油管路相连通，配油盘上回油管路端口上接装着的回油管的另一端头接装在真空泵的进口端上，真空泵出口端上接装着的回油管的另一端与润滑油箱的内腔连通，配油盘上进油管路端口上接装着的进油管的另一端头插装在润滑油箱的内腔中靠近内腔底面的位置处。

上述的技术方案是本发明的主润滑油路结构。对发动机中的活塞连杆、曲轴等活动部件摩擦部位的润滑，可在主润滑油路结构的基础上，增加附设润滑油路，即，将每付活塞连杆与相应的曲轴作为一个附设润滑单元，单元中的各个轴承的内壁上均开设着端头封在轴承两端口边缘以内的封闭式的导油槽，活塞连杆的各转动轴和曲轴体上连通开设着的通油孔与各个轴承上的封闭式的导油槽连通组合形成一个闭合的单程的单元润滑回路，该闭合的单程的单元润滑回路的进油口上接装着的进油管的另一端头插装在润滑油箱的内腔中靠近内腔底面的位置处，单元润滑回路的回油口上接装着的回油管的另一端头与接装在配油盘回油管路端口和真空泵进口间的回油管相接装连通。

从上述技术措施可见，这新式的发动机用润滑系统基本是呈封闭式的润滑回路结构，启动真空泵，缸体内和活塞连杆、曲轴间的润滑回路上即形成负压状，润滑油箱中的油便从进油管中吸入，顺油路流到各个润滑部位；而工作过的润滑油又通过回油管返回到润滑油箱内。这种特别的供油润滑方式，油流均匀、连续、顺畅，更不易泄漏，绝不会产生传统的压力供油润滑方式中所出现的气阻断油弊端。压力供油润滑方式的另一个缺陷是，所用过的润滑油一般都不回收，要么是随着发动机的工作耗掉，要么随废气溢出而污染环境，本发明就可将发动机中的润滑系统与燃油系统完全隔离，发动机的燃油中无润滑油渗入，不仅可充分保证发动机的正常工作，而且排出的尾气更为清洁；本发明中润滑油可回收返复巡环使用，回油的同时，还可将发动机的运动付中因摩损所产生的金属淬末顺便带出机外，这便可有效地延长发动机的使用寿命。本发明中光洁的圆柱形活塞外壁面上，除了必需开设的活塞环槽外，别无其它坑、槽、孔，因它与缸体的密封性好，这可使其热膨胀变形更为均匀，更易控制其热变形中的不稳定因素，活塞的侧壁面可始终与缸体内壁上的存油槽并合形成密合的油路，保证润滑油在缸内的进油和回油顺畅；另外活塞与缸体的贴合面大，利于工作中的热传导，且活塞与缸体间压强小，可提高油膜在活塞和缸体壁面上的附着力，从而能更有效地减小摩擦。虽在现有技术中，利用曲轴体在工作过程中飞溅起曲轴箱内的润滑油，就已能满足活塞连杆和曲轴的润滑要求。但使用本发明技术，则可使发动机各关键摩擦付的润滑效果更好，更利于发动机保养，减轻对环境的污染，并使整机结构更为紧凑。

(四)附图说明：

图1是本发明的主润滑油路的结构示意图；

图2是将附设润滑油路配装在主润滑油路上的油路结构示意图；

图3是圆柱形活塞与活塞衬套及活塞连杆配装状况结构示意图；

图4是缸体内壁上存油槽的开设形式示意图。

(五)、具体实施方案：

在圆柱形的活塞1的外壁上端头部位处，仍可按现有技术的要求开设配装膨胀活塞环用的活塞环槽，但每道活塞环槽上都无须开设径向与活塞1内腔连通的油孔，就如原装置气环的活塞环槽。其中装置活塞密封环的活塞环槽则需根据所选用的密封环的形状和技术要求来设置，既需保证活塞1和缸体2内壁面的气密性，又要尽可能地减小其与缸体2内壁间的摩擦阻力；这对活塞1下端头部位处装置的活塞密封环也是有着同样的要求。活塞衬套14最好是与活塞连杆8的小头端以销轴15配装后，再以适当间隙相配合装入活塞1的内腔中，活塞衬套14与活塞1内壁依靠橡胶圈缓冲侧向力和限制活塞1与活塞衬套14产生相对转动，而后用弹簧挡圈16卡装在活塞衬套14后端面位置的活塞1的内腔壁上开设的挡圈槽中。

在缸体2内壁上环周壁布设的存油槽，最好是在缸体2的两个或两个以上的横截面上呈间隔条状设置，可以呈横条间隔状开设，或者呈斜条间隔状开设，或者前后斜条呈相复盖状开设，即相邻横截面上的存油槽应彼此相互摭复着间断的部位，存油槽上与缸体2壁外装置着的配油盘3相连通的进油孔和回油孔分别开设在两个相邻的横截面上；为便于配油盘3的设计，应该是在缸体2的一个横截面上开设进油孔，而在另一相邻的横截面上都开设回油孔；存油槽的横断面的形状可以是半圆形，也可以是矩形或者是倒三角形。存油槽的宽度和深度可视活塞直径状况设计。缸体2周壁上的存油槽及其进、回油孔的设置情况还需视气缸的摆置形式而定，例如立置者就可环周壁均布，若卧置或斜置者，则可将其进油孔在中轴线上方部位壁面多布而在中轴线下方部位壁面上少布，其回油孔在中轴线上方部位壁面上少布而在中轴线下方部位壁面上多布；附设润滑油中的进油管11和回油管9在机体上的接口最好是分别开设在曲轴10转轴的两轴承座上，并与其轴承内壁上的封闭式导油槽相连通。在配油盘3回油管路端口上接装着的回油管4与真空泵5进口之间的管路中，可以加装一真空仓，用以抑制真空度的波动。在靠近进油管7和11的端头部最好各加装一个油气调节阀12，用以调节进油管7和11的空气吸入量和润滑油量，在润滑油箱6的内腔上截部位处也加装一个气阀13，用以调节润滑油箱6内腔的气压，在关闭气阀13时，润滑油箱6内的压力因受真空泵5的出口端回油压力的影响而变为最大，从而达到供油、供气的最大值。

本发明原本是为要解决二冲程发动机的润滑问题而研究的技术方案，实际上这对四冲程的单缸、多缸发动机，以及其它往复活塞式内燃机、空压机也都同样适用，只是需将各缸和各活塞连杆8、曲轴10的润滑单元的进油管7和11、回油4和8相并联汇合集中即可。

Claims (3)

1、一种往复活塞式发动机用真空供油巡环润滑系统，包括往复活塞式发动机和真空泵，其特征在于：外侧壁呈圆柱形的活塞1配装在缸体2内，活塞连杆8的小头端上的销轴孔与配装在活塞衬套14的销轴孔中的销轴15的中间轴颈配装，销轴15的轴心线与活塞衬套14的轴心线相垂直，活塞衬套14同轴心线固装在活塞1的内腔中，在圆柱形的活塞1的上端头和下端头部位的外壁上开设的活塞环槽中配装着的活塞密封环，在缸体2内壁上的活塞1上端活塞环槽位移至下止点、活塞1的下端活塞环槽位移至上止点之间的部位处，环周壁布设着存油槽，存油槽上开设的通出缸体2壁外的进油孔和回油孔，分别与安装在缸体2的外壁上的配油盘3内的进油管路和回油管路相连通，配油盘3上回油管路端口上接装着的回油管路4的另一端头接装在真空泵5的进口端，真空泵5出口端上接装的回油管的另一端与润滑油箱6的内腔连通，配油盘3进油管路端口上接装的进油管7的另一端头插装在润滑油箱6的内腔中靠近内腔底面的位置处。

2、一种往复活塞式发动机用真空供油巡环润滑系统，包括往复活塞式发动机和真空泵，外侧壁呈圆柱形的活塞1配装在缸体2内，活塞连杆8的小头端上的销轴孔与配装在活塞衬套14的销轴孔中的销轴15的中间轴颈配装，销轴15的轴心线与活塞衬套14的轴心线相垂直，活塞衬套14同轴心线固装在活塞1的内腔中，在圆柱形的活塞1的上端头和下端头部位的外壁上开设的活塞环槽中配装着活塞密封环，在缸体2内壁上的活塞1上端活塞环槽位移至下止点、活塞1的下端活塞环槽位移至上止点之间的部位处，环周壁布设着存油槽，存油槽上开设的通出缸体2壁外的进油孔和回油孔，分别与安装在缸体2外壁上的配油盘3内的进油管路和回油管路相连通，配油盘3上的回油管路端口上接装着的回油管4的另一端头接装在真空泵5的进口端，真空泵5出口端上接装的回油管的另一端与润滑油箱6的内腔连通，其特征在于：在每付活塞连杆8与相应的曲轴10构成的附设润滑单元中，各个轴承的内壁上均开设着端口封在轴承两端口边缘以内的封闭式的导油槽，活塞连杆8的各转动轴和曲轴10体上连通开设着通油孔与各个轴承上的封闭式的导油槽连通组合成闭合的单程的单元润滑回路，单元润滑回路的进油口上接装着的进油管11的另一端头插装在润滑油箱6的内腔中靠近内腔底面的位置处，单元润滑回路的回油口上接装着的回油管9的另一端头与接装在配油盘3回油管路端口和真空泵5进口间的回油管4相接装连通。

3、根据权利根要求1或权利要求2所述的一种活往复塞式发动机用真空供油巡环润滑系统，其特征是：缸体2内壁上环周壁布设的存油槽是在缸体2的两个或两个以上的横截面上呈间隔条状设置，可呈横条间隔状开设或者呈斜条间隔状开设，或者前后斜条呈相复盖状开设，相邻横截面上的存油槽彼此相互摭复着间断的部位，存油槽上与配油盘3相连通的进油孔和回油孔分别开设在两个相邻的横截面上。

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