DE69807294T2

DE69807294T2 - Schmierölversorgungsanlage für Viertaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69807294T2
Application number: DE69807294T
Authority: DE
Inventors: Shigemitsu Aizawa; Toshio Hirabayashi; Masatomi Nijoh
Original assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Current assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: DE69807294D1; US5975042A; EP0887520B1; EP0887520A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors, der hauptsächlich an einer tragbaren Arbeitsmaschine eingesetzt wird.

2. Diskussion des Hintergrundes

Eine tragbare Arbeitsmaschine wie eine Kettensäge, ein Rasenmäher oder ein Mäher hat allgemein einen Zweitaktmotor, da diese Art Motor Vorteile wie einen einfachen Aufbau und geringes Gewicht hat. Der Zweitaktmotor hat jedoch Nachteile hinsichtlich großer Anteile von CO und HC in seinen Abgasen. Darin besteht ein Problem der Abgasreinigung und des Umweltschutzes.
Ein Viertaktmotor hat Vorteile hinsichtlich der Vermeidung von Luftverschmutzung, da der Anteil von CO und HC dieser Motorart, verglichen mit dem Zweitaktmotor, klein ist. Deshalb wurden in der jüngeren Vergangenheit Forschungen dahingehend durchgeführt, den Viertaktmotor bei einer tragbaren Arbeitsmaschine wie einer Kettensäge, einem Rasenmäher und einem Mäher vorzusehen.
Die tragbare Arbeitsmaschine wie der Rasenmäher und der Mäher wird im Betrieb in verschiedene Richtungen geneigt, so dass der daran befestigte Motor gleichfalls in verschiedene Richtungen geneigt wird. Deshalb erfährt der an der tragbaren Arbeitsmaschine befestigte Motor im Betrieb Nick- und Gierbewegungen. Derartige Verlagerungen des Motors sind für einen Zweitaktmotor nicht schädlich, jedoch für den Viertaktmotor. Dies liegt daran, dass das Öl den verschiedenen Teilen des Motors nicht zugeführt werden kann, wenn der Viertaktmotor gekippt wird. Genauer gesagt, schwankt der Ölspiegel eines Ölvorrats entsprechend dem Kippen des Motors. Dann steigt die Eintrittsöffnung eines Versorgungsrohrs, das das Öl aus dem Ölvorrat ansaugt, über den Ölspiegel. Somit kann das Öl den verschiedenen Teilen des Motors nicht zugeführt werden. Mit Blick auf diesen Nachteil wurde ein Viertaktmotor entwickelt, der für die tragbare Arbeitsmaschine geeignet ist. Ein solcher Viertaktmotor ist in der Japanischen Gebrauchsmusterschrift Hei 4-93707, der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 8-260926 und der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 9-228816 beschrieben.
Das Japanische Gebrauchsmuster Hei 4-93707 beschreibt einen Viertaktmotor mit einer verbesserten Ölwanne. Gemäß der Verbesserung dieser Ölwanne tritt kein Öl aus, wenn der Viertaktmotor in einem bestimmten Bereich gekippt wird. Dieser Viertaktmotor hat ein Spritz-Ölversorgungssystem, das das Öl mittels eines mit einem Verbindungsstab versehenen Öleintauchers spritzt. Der in dem Japanischen Gebrauchsmuster Hei 4-93707 beschriebene Viertaktmotor hat jedoch einen Nachteil darin, dass in seiner umgekehrten Lage ein starker Ölaustritt aus einem Neben-Abgaskanal auftritt. Ferner liegen der Kolben und die Kurbelwelle in der umgekehrten Lage des Motors in Öl. In diesem Zustand wird die Leistung des Viertaktmotors durch den Ölwiderstand stark beeinträchtigt. Deshalb ist es schwierig, die tragbare Arbeitsmaschine in einer Stellung zu benutzen, in der der Viertaktmotor umgekehrt ist.
Der in der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 8-260926 beschriebene Viertaktmotor zirkuliert das Öl durch eine Kurbelwellenkammer, eine Ölkammer und eine Ventilkammer, wobei die Druckschwankung in der Kurbelwellenkammer ausgenutzt wird, die durch die Wechselbewegung eines Kolbens erzeugt wird. Das Öl kann jedoch aus der Kurbelwellenkammer nicht zur Ölkammer sowie von der Ventilkammer nicht zur Kurbelwellenkammer zurückgeführt werden, wenn der Viertaktmotor umgekehrt ist. Deshalb ist es schwierig, die tragbare Arbeitsmaschine langzeitig in einer Stellung zu benutzen, in der der Viertaktmotor umgekehrt ist.
Die Japanische Offenlegungsschrift Hei 9-228816 beschreibt eine Erfindung für die Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors, bei der das Öl mittels einer Ölpumpe zwangsweise aus einem Ölbehälter in einen Öltank befördert wird. Die Ölversorgungseinrichtung enthält ein Ansaugrohr zum Ansaugen des Öls aus dem Ölbehälter, das einen um eine Kurbelwelle des Motors und eine dazu senkrechte Achse drehbaren Öleintritt und ein an dem Ansaugrohr nahe dem Öleintritt befestigtes Gewicht hat. Dabei wird der Öleintritt durch das Gewicht immer in Schwerkraftrichtung beaufschlagt. Es ist jedoch ein Mechanismus zum Drehen des Öleintritts in zwei Richtungen sowie ein Dichtmechanismus zum luftdichten Halten des Drehmechanismus in einer Ölwanne erforderlich. Diese Ölversorgungseinrichtung hat also mehrere Nachteile wie komplizierten Aufbau, erhöhte Teilezahl, große Abmessungen und erhöhtes Gewicht. Insbesondere sind die großen Abmessungen und das Gewicht für eine tragbare Arbeitsmaschine nachteilig, die mit dem Viertaktmotor versehen ist, da der Benutzer eine erhöhte Belastung hat.
Ferner hat ein Viertaktmotor allgemein einen Nachteil darin, dass zu viel Öl zugeführt wird, wenn das flüssige Öl direkt dem Inneren des Motors wie dem Kurbelgehäuse und der Ventilkammer zugeführt wird. In diesem Fall erzeugt überschüssiges Öl einen Widerstand für das leichte Drehen und die Schiebebewegung drehbarer und verschiebbarer Teile, wodurch die Motorleistung geringer ist. Daraus entstand ein Viertaktmotor, der das Öl als Nebel in den Innenraum befördert. Beispielsweise beschreibt die Japanische Offenlegungsschrift Hei 9-228816 einen solchen Viertaktmotor. Dieser enthält eine in einer Ölwanne angeordnete Kurbelwelle und einen an dieser befestigten Ölschleuderer. Durch die Drehung des Ölschleuderers in der Ölwanne und das Abschleudern des Öls wird ein Ölnebel erzeugt.
Der in der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 9-228816 beschriebene Viertaktmotor hat jedoch die folgenden Nachteile. Der Ölschleuderer erfährt beim Schleudern des Öls einen großen Widerstand. Durch diesen Widerstand wird die Motorleistung verringert. Da die Ölwanne und das Kurbelgehäuse nebeneinander liegen sollten, ist der Motor in Richtung der Kurbelwelle größer, so dass dadurch die Gesamtgröße zunimmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wäre wünschenswert, eine Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors vorzusehen, mit der das Öl dem Kurbelgehäuse und einer Ventilkammer sicher und ohne überschüssige Ölversorgung zugeführt werden kann, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Es wäre wünschenswert, eine Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors anzugeben, bei der das Öl aus einem Ölbehälter den verschiedenen Teilen des Motors mit einer einfachen Konstruktion zugeführt werden kann, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors anzugeben, bei der das Öl aus dem Ölbehälter den verschiedenen Teilen des Motors ohne Zunahme der Teilezahl sicher zugeführt werden kann, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung des Viertaktmotors anzugeben, bei der das Öl aus dem Ölbehälter den verschiedenen Teilen des Motors kleiner Größe sicher zugeführt werden kann, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung des Viertaktmotors anzugeben, bei der das Öl aus dem Ölbehälter den verschiedenen Teilen des Motors mit leichtem Gewicht sicher zugeführt werden kann, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung des Viertaktmotors anzugeben, bei der das Öl aus dem Ölbehälter den verschiedenen Teilen des Motors sicher und zuverlässig zugeführt werden kann, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung des Viertaktmotors anzugeben, bei der das Öl aus dem Ölbehälter den inneren Teilen des Motors wie der Kurbelkammer und der Ventilkammer in einem Nebelzustand zugeführt werden kann, ohne die Motorleistung zu verringern.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung des Viertaktmotors anzugeben, die einen kleinen und leichten Motor realisieren kann.
Es wäre wünschenswert, die Ölversorgungseinrichtung des Viertaktmotors anzugeben, die das Öl schnell wärmen kann und die verschiedenen Teile des Motors gut schmiert, wenn der Motor einen Erststart und einen Kaltstart erfährt.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors vor, mit:
einem Ölbehälter zum Aufnehmen von Öl;
einem Kurbelgehäuse, das eine Kurbelkammer bildet, wobei sich ein Innendruck der Kurbelkammer in Abhängigkeit der Bewegung eines Kolbens ändert;
einer Ventilkammer, die einen Ventilmechanismus aufnimmt;
einem Ölversorgungskanal, der ein Inneres des Ölbehälters mit der Ventilkammer verbindet;
einem Ölzufuhrkanal, der die Ventilkammer mit der Kurbelkammer verbindet;
einem Rückführkanal, der die Kurbelkammer mit dem Inneren des Ölbehälters über mehrere Rückführöffnungen verbindet, die in im wesentlichen gleichen Abständen an einer Innenfläche der Kurbelkammer ausgebildet sind;
einem ersten Einwegventil, das an dem Ölzufuhrkanal angeordnet ist und den Durchgang von Zufuhröl von der Ventilkammer zu der Kurbelkammer ermöglicht;
einem zweiten Einwegventil, das an dem Rückführkanal angeordnet ist und den Durchgang von Zufuhröl von dem Kurbelgehäuse zu dem Ölbehälter ermöglicht;
einer Drossel, die in dem Ölzufuhrkanal angrenzend an eine Öffnung des Ölzufuhrkanals zur Verbindung mit dem Kurbelgehäuse ausgebildet ist; und
einem Seitenkanal, der die Ventilkammer mit dem Ölzufuhrkanal verbindet, wobei ein Ende des Seitenkanals angrenzend an eine Decke der Ventilkammer offen ist und ein anderes Ende des Seitenkanals in einen der Drossel zugewandten Abschnitt führt.
Beim Betrieb zumindest eines Ausführungsbeispiels wird das erste Einwegventil geöffnet, wenn sich in der Kurbelkammer bei einem Aufwärtshub des Kolbens der negative Druck ausbildet. Dann wird das Öl in der Ventilkammer zur Kurbelkammer über den Ölzufuhrkanal geführt.
Das zweite Einwegventil wird geöffnet, wenn sich der positive Druck in der Kurbelkammer bei einem Abwärtshub des Kolbens ausbildet. Dann kehrt das Öl in der Kurbelkammer zu dem Ölbehälter über den Rückführkanal zurück. Gleichzeitig wird das Öl in dem Ölbehälter der Ventilkammer über den Ölversorgungskanal zugeführt. Das Öl zirkuliert daher durch den Ölbehälter, die Ventilkammer, die Kurbelkammer und den Ölbehälter, wobei die Druckschwankung in der Kurbelkammer bei Wechselbewegung des Kolbens ausgenutzt wird. Somit werden ein Ventilmechanismus in der Ventilkammer und eine Kurbelwelle sowie einige Zahnräder in der Kurbelkammer geschmiert.
Da die mehreren Rückführöffnungen an einer Innenfläche der Kurbelkammer mit im wesentlichen gleichen Abständen ausgebildet sind und den Rückführkanal mit der Kurbelkammer verbinden, wird das Öl in der Kurbelkammer dem Rückführkanal über die niedrigste Rückführöffnung zugeführt. Das vernebelte Öl wird dem Rückführkanal über andere Rückführöffnungen zugeführt, und dann kehrt es über den Rückführkanal in den Ölbehälter zurück, auch wenn der Viertaktmotor in beliebiger Richtung gekippt wird. Das Öl kehrt daher gleichmäßig zum Ölbehälter zurück, auch wenn der Viertaktmotor in beliebiger Richtung gekippt wird. Somit wird verhindert, dass zu viel Öl in der Kurbelkammer verbleibt.
Wenn sich beim Abwärtshub des Kolbens der negative Druck in der Kurbelkammer ausbildet, wird das Öl in der Ventilkammer über den Ölzufuhrkanal in die Kurbelkammer zusammen mit Gasen der Ventilkammer eingesaugt, und die Gasgeschwindigkeit wird an der Drossel erhöht, so dass sich in ihrem Bereich ein starker Unterdruck ausbildet. Die Konstruktion des Seitenkanals, d. h. ein Ende des Seitenkanals öffnet sich in die Ventilkammer nahe der Decke der Ventilkammer, und das andere Ende des Seitenkanals öffnet sich in einen der Drossel zugewandten Abschnitt, erlaubt das Ansaugen des im Bereich der Decke der Ventilkammer verbleibenden Öls über den Seitenkanal in die Kurbelkammer, wenn der Motor in umgekehrter Lage arbeitet. Deshalb wird verhindert, dass zu viel Öl in der Ventilkammer verbleibt, wenn der Motor in umgekehrter Lage arbeitet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht in einer Ölversorgungseinrichtung mit: einer Ölkammer zum Aufnehmen von Öl;
einem Ölversorgungskanal, der die Ölkammer mit dem Inneren des Motors verbindet, wobei
der Innendruck des Motors sich in Abhängigkeit der Bewegung des Kolbens ändert und der Ölversorgungskanal Öl in Abhängigkeit der Druckänderungen in dem Motor von der Ölkammer in das Innere des Motors leitet;
einem Ölrückführkanal, der die Ölkammer mit dem Inneren des Motors verbindet und Öl in Abhängigkeit der Druckänderungen in dem Motor aus dem Inneren des Motors zu der Ölkammer zurückführt;
einer Luftansaugöffnung in dem Ölversorgungskanal, die in der Mitte der Ölkammer angeordnet ist;
einer Rückführöffnung in dem Rückführkanal, die in der Mitte der Ölkammer angeordnet ist;
einer zweiten Drossel in dem Ölversorgungskanal, um den Luftstrom von der Luftansaugöffnung zu begrenzen; und
einem Ölansaugkanal mit einem an einem Ende an einem Boden der Ölkammer angeordneten Öleinlass und einem Ölauslass, der einen der Drossel zugewandten Abschnitt hat.
Wenn in dem Motor durch die Wechselbewegung des Kolbens der Negativdruck aufgebaut wird, wird das Öl im vernebelten Zustand den inneren Teilen des Motors über den Ölversorgungskanal zugeführt, und das vernebelte Öl schmiert die inneren Teile des Motors wie drehende und schiebene Teile.
Wird der Positivdruck in dem Motor durch die Wechselbewegung des Kolbens aufgebaut, so wird das Öl im Motor der Ölkammer mit Luft über den Rückführkanal zugeführt und kehrt in die Ölkammer durch Einblasen aus der Rückführöffnung zurück. Gleichzeitig wird das Öl in der Ölkammer aus dem Austritt des Ölansaugkanals über den Ölansaugkanal eingeblasen, und die Luft in der Ölkammer wird in den Ölversorgungskanal aus der Luftansaugöffnung eingesaugt. Da die Geschwindigkeit der angesaugten Luft an der Drossel erhöht wird, wird das Blasen des Öls aus dem Ölaustritt des Ölansaugkanals verstärkt. Somit werden das Öl und die Luft vermischt und ein Ölnebel erzeugt.
Die Ölansaugöffnung ist in der Mitte der Ölkammer angeordnet. Wenn die Ölmenge unter einen bestimmten Wert abfällt, taucht die Rückführöffnung nicht in das Öl im Ölbehälter ein, und das vernebelte Öl kann dem Motor sicher zugeführt werden, auch wenn dieser in beliebiger Richtung gekippt wird.
Die Rückführöffnung ist gleichfalls in der Mitte der Ölkammer angeordnet. Wenn die Ölmenge unter einen bestimmten Wert abfällt, taucht die Rückführöffnung nicht in das Öl im Ölbehälter ein, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird. Dadurch wird verhindert, dass die in dem Ölrückführkanal zusammen mit dem Öl strömende Luft sich mit dem Öl vermischt und den Ölspiegel beeinträchtigt. Somit wird die Nebeldichte des dem Motor zugeführten Öls konstant gehalten.
Unter "Boden der Ölkammer" ist nicht ein bestimmter Teil der Innenfläche der Ölkammer zu verstehen. Damit ist der niedrigste Punkt in Schwerkraftrichtung relativ zur Innenfläche der Ölkammer gemeint. Somit ändert sich der Boden der Ölkammer entsprechend dem Kippen des Motors. Das Öl wird daher immer am Boden der Ölkammer gehalten.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist eine Ölversorgungseinrichtung vorgesehen, mit:
einer Ölkammer zum Aufnehmen von Öl;
einem Öleinlasskanal, der ein drehbar in der Ölkammer gelagertes Öleinlassrohr und ein elastisches Rohr aus elastischem Material enthält, das mit dem Öleinlassrohr verbunden ist, wobei das Öleinlassrohr an einem Ende einen Öleinlass hat, der in das Öl in der Ölkammer eingetaucht ist;
einem an dem Öleintrittskanal nahe dem Öleintritt befestigten Gewicht; und
einem Ölversorgungsmittel, das mit dem Öleintrittsrohr verbunden ist, um Öl den inneren Teilen des Motors aus der Ölkammer über den Öleintritt zuzuführen.
Das Ölversorgungsmittel fördert das Öl aus der Ölkammer über den Öleintritt des Ölversorgungskanals zu den inneren Teilen des Viertaktmotors. Somit werden die inneren Teilen des Motors geschmiert. Wenn der an einem tragbaren Arbeitsgerät befestigte Motor gekippt wird, dreht sich das Öleintrittsrohr, und das elastische Rohr wird abwärts gezogen, so dass der Öleintritt immer in Richtung der Schwerkraft liegt, denn das Öleintrittsrohr ist an einem Ende des Öleintrittskanals drehbar gelagert und mit dem elastischen Rohr versehen, das aus elastischem Material besteht. Somit taucht der Öleintritt immer in das in der Ölkammer vorhandene Öl ein. Dieses kann deshalb sicher den inneren Teilen des Motors zugeführt werden, auch wenn dieser in beliebiger Richtung gekippt wird.
Die Nebengase werden mit der in die Ölkammer einströmenden Luft (in einem Ölbehälter) gemischt. Deshalb ist in der Beschreibung und den Ansprüchen unter "in die Ölkammer strömende Luft" eine Mischung aus Luft und Nebengasen zu verstehen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein vorderer Längsschnitt eines Viertaktmotors als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Längsseitenschnitt des Viertaktmotors.
Fig. 3 ist ein Schnitt I-I aus Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Schnitt II-II aus Fig. 1.
Fig. 5 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors in umgekehrter Lage.
Fig. 6 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 7 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 8 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors als viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 9 ist der Schnitt III-III aus Fig. 8.
Fig. 10 ist der Schnitt IV-IV aus Fig. 9.
Fig. 11 ist der Schnitt V-V aus Fig. 8.
Fig. 12 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors in umgekehrter Lage.
Fig. 13 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 14 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors als sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 15 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors als siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 16 ist der Schnitt VI-VI aus Fig. 15.
Fig. 17 ist der Schnitt VII-VII aus Fig. 15.
Fig. 18 ist der Schnitt VIII-VIII aus Fig. 15.
Fig. 19 ist ein vergrößerter vorderer Längsschnitt eines Ölbehälters.
Fig. 20(A) ist der Schnitt IX-IX aus Fig. 19.
Fig. 20(B) ist der Schnitt X-X aus Fig. 19.
Fig. 21 ist ein vorderer Längsschnitt des Viertaktmotors in umgekehrter Lage.
Fig. 22 ist ein vorderer Längsschnitt eines Viertaktmotors als achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER VORZUGSWEISEN AUSFÜHRUNGS- BEISPIELE

Ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 beschrieben. Fig. 1 zeigt einen vorderen Längsschnitt eines Viertaktmotors zur Verwendung an einer tragbaren Arbeitsmaschine.
Fig. 2 zeigt einen Seitenlängsschnitt des Viertaktmotors. Fig. 3 zeigt den Schnitt I-I aus Fig. 1. Fig. 4 zeigt den Schnitt II-II aus Fig. 1. Fig. 5 zeigt einen vorderen Längsschnitt des Viertaktmotors in umgekehrter Lage.
Ein Zylinderblock 2 ist am oberen Teil eines Kurbelgehäuses 1 befestigt. Ein Zylinderkopf 3 ist an dem Zylinderblock 2 befestigt. Ein Ventildeckel 4 ist an dem oberen Teil des Zylinderkopfes 3 befestigt. Das Kurbelgehäuse 1 ist durch ein Gehäuse 1a und einen Gehäusedeckel 1b gebildet, der an einer Seitenfläche des Gehäuses 1a befestigt ist, wie Fig. 2 und 3 zeigen. Eine Kurbelkammer 5 ist durch die sie einschließende Konstruktion des Gehäuses 1a und des Kurbelgehäusedeckels 1b gebildet.
In der Kurbelkammer 5 ist die Kurbelwelle 8 mit ihren beiden Enden in Lagern 6 und 7 gelagert, und eine Nockenwelle 11 ist mit einem Ende an einem Lager 8 gelagert, das mit dem Gehäuse 1a gebildet ist, während sie mit dem anderen Ende an einem Lager 10 gelagert ist, das mit dem Kurbelgehäusedeckel 1b gebildet ist. Mit der Kurbelweile 8 ist ein Kolben 13 verbunden, der in einem Zylinder 12 des Zylinderblocks 2 hin und her bewegt wird. Der Kolben 13 ist mit der Kurbelwelle 8 über eine Pleuelstange 14 verbunden. Ein Kurbelzahnrad 15 befindet sich auf der Kurbelwelle 8. Beide Enden der Kurbelwelle 8 sind durch das Gehäuse 1a und den Kurbelgehäusedeckel 1b geführt und stehen aus ihnen heraus. An den Durchdringungsstellen der Kurbelwelle 8 im Gehäuse 1a und dem Kurbelgehäusedeckel 1b sind Öldichtungen 16 vorgesehen. Diese sind nahe den Lagern 6 und 7 angeordnet. Auf der Nockenwelle 11 sind ein Einlassnocken 17 und ein Auslassnocken 18 sowie ein Nockenzahnrad 19 befestigt, letzteres greift in das Kurbelzahnrad 15 ein.
Der durch den Ventildeckel 4 über den Zylinderkopf 3 eingeschlossene Raum dient als Ventilkammer 20, in der sich ein Ventilmechanismus 27 befindet. Der Ventilmechanismus 27 umfasst: ein Einlassventil 21 und ein Auslassventil 22 an dem Zylinderkopf 3, Federn 23 zum Drücken des Einlassventils 21 und des Auslassventils 22 in die Schließstellung, Kipphebel 24 zum Drücken des Einlassventils 21 und des Auslassventils 22 zur Öffnungsstellung und Stößelstangen 26a und 26b, die mit einem Ende die Kipphebel 24 und mit dem anderen Ende den Einlassnocken 17 und den Auslassnocken 18 über Mitnehmer 25a und 25b berühren. In dem Zylinderblock 2 und dem Zylinderkopf 3 sind Stößelstangen 28a und 28b ausgebildet, in denen die Stößelstangen 26a und 26b angeordnet sind. Ein Ende eines jeden Kanals 28a und 28b ist mit der Ventilkammer 20 verbunden. Die Kanäle 28a und 28b sind voneinander getrennt.
In dem Zylinderkopf 3 befindet sich eine Eintrittsöffnung 29 zum Zuführen eines Gemisches in eine Verbrennungskammer des Zylinders 12 und eine Austrittsöffnung 30 zum Abführen von Abgasen aus der Verbrennungskammer. Ein Vergaser 31 und ein Luftfilter (nicht dargestellt) sind mit dem Ende der Eintrittsöffnung 29 verbunden. Ein Schalldämpfer 32 ist an das Ende der Austrittsöffnung 30 angeschlossen.
Am unteren Teil des Kurbelgehäuses 1 ist ein Ölbehälter 33 zum Bereithalten des Schmieröls befestigt. Ein Ölversorgungskanal 34 zwischen dem Ölbehälter 33 und der Ventilkammer 20 dient zum Zuführen des Öls des Ölbehälters 33 zur Ventilkammer 20. Der Ölversorgungskanal 34 besteht aus einem Ölversorgungsrohr 35, das mit einem Ende in den Öltank 33 eingesetzt ist und mit dem anderen Ende an den Stößelstangenkanal 28b angeschlossen ist. Ein Öleintritt 36 des Ölversorgungsrohrs 35 ist in den Öltank 33 eingesetzt und mit einer Schraube 37 so befestigt, dass er sich in der Mitte des Ölbehälters 33 befindet. Um den Öleintritt 36 herum ist ein Absorber 36 befestigt, der durchlässig ist, z. B. ein Filz, ein Urethanschaum usw. An der in der Ventilkammer 20 angeordneten Stößelstange 26b ist ein Ölverteiler 39 befestigt, der das Öl in Form feiner Teilchen verteilt.
Zwischen der Ventilkammer 20 und der Kurbelkammer 5 befindet sich ein Ölzufuhrkanal 40 zum Zuführen des der Ventilkammer 20 zugeführten Öls in die Kurbelkammer 5. Der Ölzufuhrkanal 40 besteht aus dem Stößelstangenkanal 28a und einem in dem Zylinderblock 2 ausgebildeten Kanal 42, der mit einem Ende an den Stößelstangenkanal 28a und mit dem anderen Ende an die Kurbelkammer 5 über eine Öffnung 41 angeschlossen ist. Diese wird entsprechend der Wechselbewegung des Kolbens 13 geöffnet und geschlossen sowie geöffnet, wenn der Kolben 13 aufwärts in seinen oberen Totpunkt geht. Die Öffnung 41 und der Kolben 13 bilden ein erstes Einwegventil 43, das die Führung des Öls nur von der Ventilkammer 20 in die Kurbelkammer 5 gestattet. Neben der Öffnung 41 des Kanals 42 befindet sich eine Drossel 44, die die Luftströmung im Kanal 42 begrenzt.
Zwischen der Kurbelkammer 5 und dem Ölbehälter 33 ist ein Rückführkanal 46 zum Rückführen des Öls von der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 vorgesehen. Der Rückführkanal 46 besteht aus einem in dem Kurbelgehäuse 1 ausgebildeten nutenförmigen Kanal 47 in Drehrichtung der Kurbelwelle 8, einem Gabelkanal 48, der von dem nutenförmigen Kanal 47 abzweigt, und einem Verbindungsrohr 49, das an den Gabelkanal 48 angeschlossen und in den Ölbehälter 3 eingesetzt ist. Der nutenförmige Kanal 47 ist mit der Kurbelkammer 5 über drei Rückführöffnungen 50 verbunden, die an der Innenseite der Kurbelkammer 5 in Drehrichtung der Kurbelwelle 8 mit gleichmäßigen Abständen ausgebildet sind. An einem Ende des Verbindungsrohrs 49 befindet sich ein zweites Einwegventil 51, das nur einen Rückfluss des in dem Rückführkanal 46 fließenden Öls von der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 gestattet.
Ein Nebenrohr 52, das einen Seitenkanal bildet, ist in den Zylinderblock 2 und den Zylinderkopf 3 eingesetzt. Das Nebenrohr 52 endet einerseits nahe der Decke der Ventilkammer 20, sein anderes Ende steht der Drossel 44 gegenüber.
Ein Abführrohr 53 für Kurbelgehäusegas bildet einen Abführkanal zum Abführen von Kurbelgehäusegas. Das Abführrohr 53 steht mit eine Ende der Drossel 44 gegenüber und ist mit dem anderen Ende an einen Luftfilter angeschlossen, der nicht dargestellt ist.
Während des Betriebs des Viertaktmotors bildet sich in der Kurbelkammer 5 beim Aufwärtshub des Kolbens 13 der Negativdruck. Erreicht der Kolben 13 den oberen Totpunkt und wird der Negativdruck in der Kurbelkammer 5 am höchsten, so wird das erste Einwegventil 43 geöffnet, und die Öffnung 41 wird gleichfalls geöffnet. Dann wird das Öl über den Ölzufuhrkanal 40 zusammen mit Gasen aus der Ventilkammer 20 einschließlich Kurbelgehäusegasen aus der Ventilkammer 20 in die Kurbelkammer 5 geführt.
Baut sich der Positivdruck in der Kurbelkammer 5 beim Abwärtshub des Kolbens 13 auf, so wird das zweite Einwegventil 51 geöffnet, und dann wird das Öl aus der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 über den Rückführkanal 46 zurückgeführt. Gleichzeitig wird das Öl aus dem Ölbehälter 33 über den Ölversorgungskanal mit Gasen aus dem Ölbehälter 33 einschließlich Kurbelgehäusegasen in die Ventilkammer 20 geführt. Das Öl zirkuliert also zum Ölbehälter 33, der Ventilkammer 20, der Kurbelkammer 5 und dem Ölbehälter 33 unter Ausnutzung der Druckänderungen entsprechend der Wechselbewegung des Kolbens, und dadurch werden der Ventilmechanismus 27 in der Ventilkammer 20, die Kurbelwelle 8, die Nockenwelle 11 und die Zahnräder 15 und 19 in der Kurbelkammer 5 usw. geschmiert.
Die Ölversorgung von dem Ölbehälter 33 in die Ventilkammer 20 wird eingehend erläutert. In dem Ölbehälter 33 befindet sich eine vorgegebene Ölmenge. Der Öleintritt 36 in der Mitte des Ölbehälters 33 taucht nicht in das in den Ölbehälter 33 vorhandene Öl ein, und es wird verhindert, dass eine große Ölmenge aus dem Ölbehälter 33 in die Ventilkammer 20 strömt, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird. Wenn das Öl von dem Ölbehälter 33 in die Ventilkammer 20 befördert wird, so wird das in dem Absorber 38 absorbierte Öl durch die Gase einschließlich Kurbelgehäusegase im Ölbehälter 33 aufwärts geblasen. Somit wird das in die Ventilkammer 20 beförderte Öl vernebelt. Ferner wird das vernebelte Öl in Form feiner Teilchen mit dem Ölverteiler 39 an der Stößelstange 26b verteilt. Entsprechend wird das Öl in Form feiner Teilchen in die Ventilkammer 20 eingeführt und diese kann gut geschmiert werden. Das Öl kann in die Ventilkammer 20 auch dann eingeführt werden, wenn der Motor in beliebige Richtung gekippt wird.
Das in die Ventilkammer 20 eingeführte Öl wird durch die Leitwand 45 geführt und in den Stößelstangenkanal 28a eingeführt, der Teil des Ölzufuhrkanals 40 ist, nachdem es durch den gesamten Bereich der Ventilkammer 20 geströmt ist. Somit kann das in die Ventilkammer 20 eingeführte Öl den Ventilmechanismus 27 wirksam schmieren.
Der Öltransport von der Ventilkammer 20 in die Kurbelkammer 5 wird eingehend erläutert. Beim Aufwärtshub des Kolbens 13 wird der Negativdruck in der Kurbelkammer 5 aufgebaut, wenn der Kolben 13 den oberen Totpunkt erreicht, wird die Öffnung 41 geöffnet, und das Öl aus der Ventilkammer 20 wird in die Kurbelkammer 5 durch den Negativdruck eingesaugt. Dann wird das Öl von der Ventilkammer 20 in die Kurbelkammer 5 transportiert. Erreicht der Kolben 13 den oberen Totpunkt, wird der Negativdruck in der Kurbelkammer 5 am höchsten, und dann wird das Öl von der Ventilkammer 20 gut in die Kurbelkammer 5 eingeführt.
In diesem Fall ist ein besonderes Ventil wie das erste Einwegventil 43 nicht erforderlich, wodurch eine Verringerung der Zahl der Einzelteile und der Kosten möglich ist. Dies hat seinen Grund darin, dass die Öffnung 41 durch die Wechselbewegung des Kolbens 13 geöffnet und geschlossen wird sowie am oberen Totpunkt des Kolbens 13 geschlossen wird, so dass dann das erste Einwegventil 43 durch die Öffnung 41 und den Kolben 13 gebildet wird. Auch kann das Öl aus der Ventilkammer 20 gut in die Kurbelkammer 5 geführt werden, da der Negativdruck in der Kurbelkammer 5 am höchsten ist, wenn das erste Einwegventil 43 geöffnet ist.
Wird der Motor umgekehrt, so bleibt das Öl im Bereich der Decke der Ventilkammer 20. Es ist aber das Nebenrohr 52 vorgesehen, das ein Ende im Bereich der Decke der Ventilkammer 20 hat und mit dem anderen Ende der Drossel 44 nahe der Öffnung 41 gegenübersteht. Die Geschwindigkeit der Gasströmung in dem Kanal 42, der Teil des Ölzufuhrkanals 40 ist, steigt im Bereich der Drossel 44. Dadurch wird ein großer Negativdruck an der Drossel 44 ausgebildet. Das im Bereich der Decke der Ventilkammer 20 bleibende Öl wird deshalb durch den in der Drossel 44 erzeugten Negativdruck über das Nebenrohr 52 aufwärts geblasen und der Kurbelkammer 5 zugeführt. Dadurch kann verhindert werden, dass zu viel Öl in der Ventilkammer 20 bleibt, auch wenn der Motor umgekehrt ist. Somit kann das Öl aus der Ventilkammer 20 der Kurbelkammer 5 auch dann zugeführt werden, wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Die Ölrückführung aus der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 wird eingehend erläutert. Beim Abwärtshub des Kolbens 13 wird der Positivdruck in der Kurbelkammer 5 aufgebaut, dann wird das zweite Einwegventil 51 geöffnet. Ist das zweite Einwegventil 51 geöffnet, wird das Öl aus der Kurbelkammer 5 über den Rückführkanal 46 in den Ölbehälter 33 geführt. Das Öl aus der Kurbelkammer 5 läuft durch die Rückführöffnungen 50 an der Innenseite der Kurbelkammer 5 in den Rückführkanal 46. Die Rückführöffnungen 50 sind mit gleichmäßigen Abständen an der gesamten Innenseite der Kurbelkammer 5 in Drehrichtung der Kurbelwelle 8 angeordnet. Somit gelangt das Öl in den Rückführkanal 46 durch die Rückführöffnung 50, die in Richtung der Schwerkraft am weitesten unten liegt, und das Öl im vernebelten Zustand geht in den Rückführkanal 46 über die anderen Rückführöffnungen 50, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt ist. Entsprechend kann das Öl gleichmäßig aus der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 zurückgeführt werden, und zu viel Öl bleibt niemals in der Kurbelkammer 5, auch wenn der Motor in beliebiger Richtung gekippt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der Rückführkanal 46 nicht an der Außenfläche des Kurbelgehäuses 1, da er in dessen Wand ausgebildet ist. Deshalb hat der Viertaktmotor einen kompakten Aufbau.
Das Abführen der Kurbelgehäusegase wird erläutert. Beim Abwärtshub des Kolbens 13 wird der Positivdruck in der Kurbelkammer 5, dem Ölbehälter 33 und der Ventilkammer 20 aufgebaut, und die Kurbelgehäusegase aus dem Ölzufuhrkanal 40 und der Ventilkammer 20 strömen in das Abführrohr 53 entsprechend dem Positivdruck, so dass sie dem Luftfilter zugeführt werden. An der der Drossel 44 gegenüberliegenden Stelle, die an ein Ende des Abführrohrs 53 angeschlossen ist, wurde beim Aufwärtshub des Kolbens 13 im vorhergehenden Prozess ein großer Negativdruck im Bereich der Drossel erzeugt, so dass der größte Teil des Öls in die Kurbelkammer 5 eingesaugt wurde. Somit existiert nur eine kleine Ölmenge in den Kurbelgehäusegasen, wodurch das Öl nicht verbraucht wird, wenn diese aus dem Abführrohr 53 austreten, das mit einem Ende der Drossel 44 gegenübersteht.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Rückführöffnungen 50 mit gleichmäßigen Abständen an der gesamten Innenfläche der Kurbelkammer 5 in Drehrichtung der Kurbelwelle 8 angeordnet. Es können aber auch mehr als vier Rückführöffnungen vorgesehen sein. Es ist auch keine Begrenzung auf das Beispiel nötig, bei dem die Rückführöffnungen 50 an der Innenseite der Kurbelkammer 5 in Drehrichtung der Kurbelwelle 8 angeordnet sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Stößelstangenkanal 28a die Stößelstange 26a zum Bewegen des Einlassventils 21, und der Stößelstangenkanal 28b enthält die Stößelstange 26b zum Bewegen des Auslassventils 22. Beide Stößelstangenkanäle 28a und 28b sind getrennt. Der Stößelstangenkanal 28b dient als Teil des Ölversorgungskanals 34, und der Stößelstangenkanal 28a dient als Ölzufuhrkanal 40. Es ist deshalb nicht erforderlich, den Ölversorgungskanal 34 und den Ölzufuhrkanal 40 getrennt zu fertigen. Dadurch können die Zahl der Teile, die Herstellprozesse und die Herstellkosten reduziert werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert. Mit Teilen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmende Teile haben dieselben Bezugszeichen und werden nicht besonders erläutert.
Ein Rückführkanal 54 zum Rückführen des Öls von der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 besteht aus drei Rückführrohren 55 an der Außenseite des Kurbelgehäuses 1, einem mit den Rückführrohren 55 verbundenen Gabelrohr 56 und einem Verbindungsrohr 49, das mit einem Ende an das Gabelrohr 56 angeschlossen und mit dem anderen Ende in den Ölbehälter 33 eingeführt ist. Die Enden der Rückführrohre 55 sind jeweils mit einer Rückführöffnung 50 des Kurbelgehäuses 1 verbunden.
Wird der Positivdruck in der Kurbelkammer 5 beim Abwärtshub des Kolbens 13 aufgebaut, so wird das zweite Einwegventil 51 geöffnet, und dann wird das Öl aus der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 über den Rückführkanal 54 eingeführt. Da der Rückführkanal 54 durch das Rückführrohr 55 an der Außenseite des Kurbelgehäuses 1 gebildet ist, kann das Rückführrohr 54 leicht hergestellt werden.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert. Mit Teilen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmende Teile haben dieselben Bezugszeichen und werden nicht erläutert.
Ein Rückführkanal 57 zum Rückführen des Öls aus der Kurbelkammer 5 in den Ölbehälter 33 besteht aus zwei Rückführrohren 58 an der Außenseite des Kurbelgehäuses 1, einem an die Rückführrohre 58 angeschlossenen Gabelrohr 59 und einem an ein Ende des Gabelrohrs 59 angeschlossenen Verbindungsrohr 49, das mit dem anderen Ende in den Ölbehälter 33 eingesetzt ist. Die Enden der Rückrührrohre 58 sind jeweils mit einer Rückführöffnung 50 der Kurbelkammer 5 verbunden, so dass es einem Raum zwischen den beiden Lagern 6 und 7 zur Lagerung der Kurbelwelle 8 und den beiden Öldichtungen 16 zum Dichten der aus dem Kurbelgehäuse 1 herausstehenden Teile der Kurbelwelle 8 gegenübersteht.
Ferner sind die am Boden der Kurbelkammer 5 ausgebildeten Rückführöffnungen 50 mit dem Gabelrohr 59 verbunden.
Wenn der Motor in einer Position betrieben wird, in der die Kurbelwelle 8 senkrecht gegenüber der Normallage verlagert ist, fließt das Öl in der Kurbelkammer 5 um das untere Lager 6 und die Öldichtung 16. Dann fließt es von dort aus in das untere Rückführrohr 58 durch die untere Rückführöffnung 50, die dem Raum zwischen dem Lager 6 und der Öldichtung 16 gegenübersteht, und es wird durch die in dem Rückführrohr 58 strömenden Gase aufwärts geblasen und kehrt in den Ölbehälter 33 zurück. Somit kann verhindert werden, dass das Öl im Bereich des unteren Lagers 6 bleibt. Dies ist vorteilhaft, da das verbleibende Öl einen Widerstand auf die sich drehende Kurbelwelle 8 ausübt. Da das Öl in dem vernebelten Zustand aus der oberen Rückführöffnung 50 in den Rückführkanal 57 fließt, wird das obere Lager 7 durch das vernebelte Öl geschmiert.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 12 beschrieben. Fig. 8 zeigt einen vorderen Längsschnitt des Viertaktmotors für eine tragbare Arbeitsmaschine. Fig. 9 zeigt den Schnitt III-III aus Fig. 8. Fig. 10 zeigt den Schnitt IV-IV aus Fig. 9.
Ein Zylinderblock 103 ist an dem Oberteil eines Kurbelgehäuses 102 befestigt. Ein Zylinderkopf 104 ist auf dem Zylinderblock 103 befestigt. Ein Ventildeckel 105 ist am Oberteil des Zylinderkopfs 104 befestigt. Das Kurbelgehäuse ist durch ein Gehäuse 102a und einen Kurbelgehäusedeckel 102b gebildet, der an einer Seite des Gehäuses 102a befestigt ist. Eine Kurbelkammer 106 ist durch die umgebende Struktur des Gehäuses 102a und des Kurbelgehäusedeckels 102b gebildet.
In der Kurbelkammer 106 ist die Kurbelwelle 109 mit beiden Enden in Lagern 107 und 108 angeordnet, und eine Nockenwelle 112 ist mit einem Ende in einem Lager 111 am Gehäuse 102a und mit dem anderen Ende in einem Lager 110 in dem Kurbelgehäusedeckel 102b drehbar gelagert. An der Kurbelwelle 109 ist ein Kolben 114 befestigt, der in einem Zylinder 113 des Zylinderblocks 103 hin und her bewegt wird. Der Kolben 114 ist mit der Kurbelwelle 109 über eine Kolbenstange 115 verbunden. Ein Kurbelzahnrad 116 ist gleichfalls auf der Kurbelwelle 109 befestigt. Beide Enden der Kurbelwelle 109 ragen durch das Gehäuse 102a und den Kurbelgehäusedeckel 102b und stehen von diesen nach außen ab. An den Teilen, die durch das Gehäuse 102a und den Kurbelgehäusedeckel 102b ragen, sind Öldichtungen 117 vorgesehen. Auf der Nockenwelle 112 sind ein Einlassnocken 118 und ein Auslassnocken 119 befestigt, ferner ist an ihr an Nockenzahnrad 120 befestigt, das in das Kurbelzahnrad 116 eingreift.
Der von dem Ventildeckel 105 über dem Zylinderkopf 104 eingeschlossene Raum dient als Ventilkammer 121, in der ein Ventilmechanismus 128 vorgesehen ist. Der Ventilmechanismus 128 enthält ein Einlassventil 122 und ein Auslassventil 123, die an dem Zylinderkopf 104 befestigt sind, Federn 124 zum Drücken des Einlassventils 122 und des Auslassventils 123 in die Schließstellung, Kipphebel 125 zum Drücken des Einlassventils 122 und des Auslassventils 123 zur Öffnungsstellung und Stößelstangen 127a und 127b, die an einem Ende mit den Kipphebeln 125 und am anderen Ende mit dem Einlassnocken 118 und dem Auslassnocken 119 über Mitnehmer 126a und 126b in Berührung stehen. In dem Zylinderblock 103 und dem Zylinderkopf 104 sind Stößelstangenkanäle 129a und 129b vorgesehen, in denen die Stößelstangen 127a und 127b geführt sind. Ein Ende der Stößelstangenkanäle 129a und 129b ist jeweils mit der Ventilkammer 121 verbunden. Die Stößelstangenkanäle 129a und 129b sind voneinander getrennt.
In dem Zylinderkopf 104 befindet sich eine Eintrittsöffnung 130 zum Zuführen eines Gemisches in eine Verbrennungskammer im Zylinder 113 und eine Austrittsöffnung 131 zum Abführen von Abgasen aus der Verbrennungskammer. Ein Vergaser 132 und ein Luftfilter (nicht dargestellt) sind mit der Eintrittsöffnung 130 verbunden. Ein Schalldämpfer 133 ist mit der Austrittsöffnung 131 verbunden.
An dem unteren Teil des Kurbelgehäuses 102 ist ein Ölbehälter 134 befestigt, dieser enthält eine Ölkammer 135 zur Aufnahme des Schmieröls. Die Ölkammer 135 und die Ventilkammer 121 sind über einen Ölversorgungskanal 136 verbunden, um das Öl aus der Ölkammer 135 in die Ventilkammer 121 zu führen. Der Ölversorgungskanal 136 besteht aus einem Ölversorgungsrohr 137, das mit einem Ende in die Ölkammer 135 eingesetzt und mit dem anderen Ende an den Stößelstangenkanal 129b angeschlossen ist. Das in die Ölkammer 135 eingesetzte Ende des Ölversorgungsrohrs 137 ist in der Mitte der Ölkammer 135 angeordnet. An dem Ende des Ölversorgungsrohrs 137 ist eine Luftansaugöffnung 138 zum Ansaugen der Luft in der Ölkammer 135 ausgebildet. In dem Ölversorgungsrohr 137 befindet sich nahe der Luftansaugöffnung 138 eine Drossel 139 mit geringem Durchmesser.
In der Ölkammer 135 ist eine Ölansaugkanal 140 vorgesehen. Dieser besteht aus einem Rohr 141, das in dem Ende des Ölversorgungsrohrs 137 ausgebildet ist und einen kleinen Durchmesser hat, und einem mit dem Rohr 141 verbundenen elastischen Rohr 142 mit elastischen Eigenschaften. In dem Ende des elastischen Rohrs 142 ist ein Öleinlass 143 ausgebildet. Um den Öleinlass 143 herum ist ein Gewicht 144 an dem elastischen Rohr 142 befestigt. Das Gewicht 144 gewährleistet, dass das elastische Rohr 142 entsprechend einer Neigung des Ölbehälters 134 gebogen wird, so dass der Öleintritt 143 immer im unteren Teil der Ölkammer 135 angeordnet ist. Am anderen Ende des elastischen Rohrs 142 befindet sich ein Ölaustritt 145, der der Drossel 139 gegenübersteht.
Zwischen der Ventilkammer 121 und der Kurbelkammer 106 ist ein Ölzufuhrkanal 146 zum Zuführen des der Ventilkammer 121 zugeführten Öls in die Kurbelkammer 106 vorgesehen. Der Ölzufuhrkanal 146 besteht aus dem Stößelstangenkanal 129a und einem in dem Zylinderblock 103 ausgebildeten Kanal 148, der an einem Ende mit dem Stößelstangenkanal 129a und am anderen Ende mit der Kurbelkammer 106 über eine Öffnung 147 verbunden ist. Die Öffnung 147 wird entsprechend der Wechselbewegung des Kolbens 114 geöffnet und geschlossen sowie geöffnet, wenn der Kolben 114 aufwärts in den oberen Totpunkt kommt. Die Öffnung 147 und der Kolben 114 bilden ein Einwegventil 149, das die Strömung des Öls von der Ventilkammer 121 in die Kurbelkammer 106 gestattet. Nahe der Öffnung 147 des Kanals 148 ist eine Drossel 150 angeordnet, die die Luftströmung in dem Kanal 148 begrenzt.
Zwischen der Kurbelkammer 106 und der Ölkammer 135 ist ein Rückführkanal 151 zum Rückführen des Öls von der Kurbelkammer 106 in die Ölkammer 135 vorgesehen. Der Rückführkanal 151 besteht aus einem nutenförmigen Kanal 152 im Kurbelgehäuse 102 in Drehrichtung der Kurbelwelle 109, einem von diesem ausgehenden Gabelkanal 153 und einem Rückführrohr 154, das mit einem Ende an den Gabelkanal 153 und mit dem anderen Ende an die Ölkammer 135 angeschlossen ist. Der nutenförmige Kanal 152 ist mit der Kurbelkammer 106 über drei Rückführöffnungen 155 verbunden. Zwischen dem nutenförmigen Kanal 152 und dem Gabelkanal 153 befindet sich Pilotventil 156, das entsprechend der Druckänderung in der Kurbelkammer 106 geöffnet und geschlossen wird und die Strömung des Öls von der Kurbelkammer 106 in die Ölkammer 135 ermöglicht.
In die Ölkammer 135 sind von außen her das Rückführrohr 154 und das Ölversorgungsrohr 137 einander überlappend eingeführt. In dem Überlappungsbereich tritt leicht eine Wärmeleitung auf. Das in die Ölkammer 135 eingeführte Ende des Rückführrohrs 154 ist in der Mitte der Ölkammer 135 angeordnet. Am Ende des Rückführrohrs 154 ist eine Rückführöffnung 157 zum Rückführen des Öls in die Ölkammer 135 ausgebildet.
Ein Nebenrohr 158 ist in den Zylinderblock 103 und in den Zylinderkopf 104 eingesetzt. Es endet im Bereich der Decke der Ventilkammer 121 und steht mit dem anderen Ende der Drossel 150 gegenüber.
Zum Abführen von Kurbelgehäusegasen dient ein Abführrohr 159. Dieses steht mit einem Ende der Drossel 150 gegenüber und ist mit dem anderen Ende an den Luftfilter angeschlossen, der nicht dargestellt ist.
Beim Betrieb des Viertaktmotors wird beim Aufwärtshub des Kolbens 114 der Negativdruck in der Kurbelkammer 106 aufgebaut. Erreicht der Kolben 114 den oberen Totpunkt und wird dadurch der Negativdruck in der Kurbelkammer 106 am größten, so werden das Einwegventil 149 und die Öffnung 147 geöffnet. Dann wird das Öl aus der Ventilkammer 121 in die Kurbelkammer 106 über den Ölzufuhrkanal 146 mit Gasen aus der Ventilkammer 121 eingeführt.
Wird der Positivdruck in der Kurbelkammer 106 beim Abwärtshub des Kolbens 114 aufgebaut, so werden die Gase mit dem Öl aus der Rückführöffnung 157 des Rückführrohrs 154 in die Ölkammer 135 eingeführt. Da der Druck in der Ölkammer 135 ansteigt, werden die Gase aus der Ölkammer 135 in den Ölversorgungskanal 136 über die Luftansaugöffnung 138 geführt, die am Ende des Ölversorgungsrohrs 137 vorgesehen ist. Um den Eintritt des Ölzufuhrkanals 136 ist die Drossel mit geringem Durchmesser ausgebildet. Somit wird die Strömungsgeschwindigkeit der Gase aus der Luftansaugöffnung 138 hoch, wenn die Gase durch die Drossel 139 fließen. Dann wird ein Unterdruck um die Drossel 139 aufgebaut. Somit wird das in der Ölkammer 135 bereitgehaltene Öl aus dem Öleinlass 143 des elastischen Rohrs 142 angesaugt. Das angesaugte Öl wird in den Ölversorgungskanal 136 über das elastische Rohr 142, das Rohr 141 und die Austrittsöffnung 145 geführt. Dann wird das aus dem Ölauslass 135 geführte Öl mit den von der Luftansaugöffnung 138 angesaugten Gasen gemischt, und es ergibt sich ein Ölnebel. Das vernebelte Öl wird zusammen mit den in den Ölversorgungskanal 136 eingeführten Gasen über die Luftansaugöffnung 138 entsprechend dem Druckanstieg in der Ölkammer 135 in die Ventilkammer 121 eingeführt. Somit wird verhindert, dass das Öl im flüssigen Zustand direkt in die Ventilkammer 121 gelangt und dass zu viel Öl in sie eingeführt wird.
Eine geringe Menge des vernebelten Öls wird der Ventilkammer 121 zugeführt und geht in den flüssigen Zustand über. Beim Aufwärtshub des Kolbens 114 wird der Negativdruck in der Kurbelkammer 106 aufgebaut und die Öffnung 147 geöffnet, so dass das Öl im Nebelzustand und im flüssigen Zustand von der Ventilkammer 121 in die Kurbelkammer 106 gelangt.
Das vernebelte Öl wird durch die Luftansaugöffnung 138, die Drossel 139 und den Ölauslass 145 am Ende des Ölversorgungsrohrs 137 erzeugt, wobei das Öl von dem Ölauslass 145 zugeführt und die Gase aus der Luftansaugöffnung 138 durch die Druckschwankung in der Kurbelkammer 106 angesaugt werden. Dabei vermischt sich das Öl mit den an der Drossel 139 beschleunigten Gasen. Es ist also eine einfache Nebelbildung möglich. Außerdem fällt die Motorleistung infolge der Nebelbildung nicht ab.
Die Luftansaugöffnung 138 ist in der Mitte der Ölkammer 135 angeordnet. In der Ölkammer 135 wird das Öl in einer vorbestimmten Menge bereitgehalten, so dass die Gase von der Luftansaugöffnung 138 angesaugt werden können, auch wenn der Viertaktmotor in beliebiger Richtung gekippt wird. Das Öl kann also vernebelt und in die Ventilkammer 121 und die Kurbelkammer 106 eingeführt werden.
Das elastische Rohr 142 dient zum Ansaugen des Öls aus der Ölkammer 135. Somit kann der Öleinlass 143 zum unteren Teil der Ölkammer 135 bewegt werden, auch wenn der Viertaktmotor in beliebiger Richtung gekippt wird. Entsprechend kann das Öl immer aus dem Öleinlass 143 angesaugt werden, wenn die Ölmenge in der Ölkammer 135 abnimmt.
Beim Abwärtshub des Kolbens 114 wird der Positivdruck in der Kurbelkammer 106 aufgebaut, dann wird das Pilotventil 156 geöffnet. Ist es geöffnet, so wird Öl im vernebelten und im flüssigen Zustand aus der Kurbelkammer 106 in die Ölkammer 135 durch den Rückführkanal 151 zurückgeführt. Das aus der Kurbelkammer 106 kommende Öl kehrt in die Ölkammer 135 zusammen mit den Gasen durch die Rückführöffnungen 157 zurück. Diese befinden sich in der Mitte der Ölkammer 135, wo das Öl mit vorbestimmter Menge bereitgehalten wird, so dass verhindert wird, dass sich die Gase aus der Rückführöffnung 157 mit dem Öl in der Ölkammer 135 vermischen und den Ölspiegel beeinflussen. Dabei abgelöstes Öl kann niemals in die Luftansaugöffnung 138 eintreten. Deshalb wird das im vernebelten Zustand der Ventilkammer 121 über den Ölversorgungskanal 136 zugeführte Öl eine konstante Nebeldichte beibehalten.
Das Öl und die Gase, die durch den Rückführkanal 151 in die Ölkammer 135 strömen, haben eine höhere Temperatur, da sie drehende Teile und schiebene Teile in der Ventilkammer 121 und der Kurbelkammer 106 schmieren. Das Öl und die Gase mit hoher Temperatur strömen in das Rückführrohr 154, welches das Ölversorgungsrohr 137 überlappt, so dass die hohe Temperatur des Öls und der Gase in dem Rückführrohr 154 auf das Ölversorgungsrohr 137 übertragen wird. Somit wird das im vernebelten Zustand über das Ölversorgungsrohr 137 der Ventilkammer 121 zugeführte Öl erwärmt, so dass die Anwärmzeit des Motors auch bei geringen Temperaturen verkürzt wird.
Wird der Motor für viele Stunden in umgekehrter Lage betrieben, so bleibt allgemein das flüssige Öl leicht im Deckenbereich der Ventilkammer 121. Jedoch ist das Nebenrohr 158 vorgesehen, das mit einem Ende an den Deckenbereich der Ventilkammer 121 angeschlossen ist und mit dem anderen Ende der Drossel 150 nahe der Öffnung 147 gegenübersteht. Wird ein starker Negativdruck im Bereich der Drossel 150 erzeugt, so wird das im Deckenbereich der Ventilkammer 121 verbliebene Öl durch das Nebenrohr 158 infolge des Negativdrucks an der Drossel 150 aufwärts geblasen, so dass es dann in die Kurbelkammer 106 geführt wird. Dadurch wird verhindert, dass zu viel Öl in der Ventilkammer 121 verbleibt, auch wenn der Motor für viele Stunden in umgekehrter Lage betrieben wird.
Ferner ist die Ölkammer 135 in dem Ölbehälter 134 an dem Motorkörper 101 befestigt. Somit kann der Ölbehälter 134 an dem Motorkörper 101 in jeder Position befestigt werden. Dadurch ergibt sich leicht ein kompakter und leichter Aufbau des Motors.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben. Mit dem vierten Ausführungsbeispiel übereinstimmende Teile haben dieselben Bezugszeichen und werden deshalb hier nicht beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel betrifft die Konstruktion zum Erzeugen von Öl im Nebelzustand. In dem Ölversorgungsrohr 137 ist an einem Ende des Rohrs 141 der Ölauslass 145 angeordnet. Eine Drossel 139a ist am Außenumfang des Rohrs 141 im Bereich des Ölauslasses 145 ausgebildet.
Beim Betrieb des Viertaktmotors wird das in der Ölkammer 135 vorhandene Öl in den Öleinlass 143 des elastischen Rohrs 142 eingesaugt und von dem Ölauslass 145 dem Ölversorgungsrohr 137 zugeführt. Die in der Ölkammer 135 vorhandenen Gase werden gleichfalls in die Luftansaugöffnung 138 eingesaugt und strömen in das Ölversorgungsrohr 137. Die aus der Luftansaugöffnung 138 in das Ölversorgungsrohr 137 angesaugten Gase werden im Bereich der Drossel 139a beschleunigt. Dann werden die beschleunigten Gase und das Öl aus dem Ölauslass 145 gemischt, so dass sich ein Ölnebel ergibt. Der Ölnebel wird also gut erzeugt, auch wenn die Drossel 139a an einem Ende des Außenumfangs des Rohrs 141 ausgebildet ist.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 erläutert. Mit dem vierten Ausführungsbeispiel übereinstimmende Teile haben dieselben Bezugszeichen und werden deshalb hier nicht erläutert.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Seitenkanal 160 zum Verbinden des Ölversorgungskanals 136 und des Rückführkanals 151 an einem Ende des Ölversorgungsrohrs 137 vorgesehen. Der Seitenkanal 160 ist mit dem Ölzufuhrkanal 136 zwischen der Drossel 139 und einer Luftansaugöffnung 138 verbunden.
Während das Öl und die Gase, in denen die Temperatur durch das Schmieren drehender und schiebender Teile in der Ventilkammer 121 und der Kurbelkammer 106 ansteigt, in die Ölkammer 135 durch den Rückführkanal 151 zurückgeführt werden, wird das Öl teilweise in die Ventilkammer 121 durch den Seitenkanal 160 und den Ölversorgungskanal 136 eingeführt. Somit wird das vernebelte, in den Ölversorgungskanal 136 einströmende Öl erwärmt, so dass die Viskosität verringert und das Anwärmen der Maschine auch bei geringen Temperaturen verkürzt wird.
Ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 bis Fig. 21 beschrieben. Fig. 15 zeigt einen vorderen Längsschnitt des Viertaktmotors zur Verwendung an einer tragbaren Arbeitsmaschine. Fig. 16 zeigt den Schnitt VI-VI aus Fig. 15. Fig. 17 zeigt den Schnitt VII-VII aus Fig. 15. Fig. 18 zeigt den Schnitt VIII-VIII aus Fig. 15. Fig. 19 zeigt einen vergrößerten vorderen Längsschnitt eines Ölbehälters. Fig. 20(A) zeigt den Schnitt IX-IX aus Fig. 19. Fig. 20(B) zeigt den Schnitt X-X aus Fig. 19. Fig. 21 zeigt einen vorderen Längsschnitt des Viertaktmotors in umgekehrter Lage.
Ein Zylinderblock 203 ist am Oberteil eines Kurbelgehäuses 202 befestigt. Ein Zylinderkopf 204 ist an dem Zylinderblock 203 befestigt. Ein Ventildeckel 205 ist am Oberteil des Zylinderkopfes 204 befestigt. Das Kurbelgehäuse 202 ist durch ein Gehäuse 202a und einen Kurbelgehäusedeckel 202b gebildet, der an einer Seite des Kurbelgehäuses 202a befestigt ist. Eine Kurbelkammer 206 ist durch die umgebende Struktur des Gehäuses 202a und des Kurbelgehäusedeckels 202b ausgebildet.
In der Kurbelkammer 206 sind die Kurbelwelle 209, gelagert mit beiden Enden in Lagern 207 und 208, und die Nockenwelle 212, gelagert mit einem Ende in einem Lager 210 des Gehäuses 202a und mit dem anderen Ende in einem Lager 211 des Kurbelgehäusedeckels 202b, drehbar angeordnet. Mit der Kurbelwelle 209 ist ein Kolben 214 verbunden, der in einem Zylinder 213 des Zylinderblocks 203 hin und her bewegt wird. Der Kolben 214 ist mit der Kurbelwelle 209 über eine Kolbenstange 215 verbunden. Ein Kurbelzahnrad 216 ist gleichfalls auf der Kurbelwelle 209 befestigt. Beide Enden der Kurbelwelle 209 ragen durch das Gehäuse 202a und den Kurbelgehäusedeckel 202b hindurch und stehen von ihnen ab. Die Teile der Kurbelwelle 209, die durch das Gehäuse 202a und den Kurbelgehäusedeckel 202b führen, sind mit Öldichtungen 217 versehen. Auf der Kurbelwelle 212 sind ein Einlassnocken 218 und ein Auslassnocken 219 befestigt, ferner ist auf der Nockenwelle 212 ein Nockenzahnrad 220 befestigt, das in das Kurbelzahnrad 216 eingreift.
Der mit dem Ventildeckel 205 über dem Zylinderkopf 204 eingeschlossene Raum dient als Ventilkammer 221, in der sich ein Ventilmechanismus 228 befindet. Dieser umfasst ein Einlassventil 222 und ein Auslassventil 223, die am Zylinderkopf 204 befestigt sind, Federn 224 zum Drücken des Einlassventils 222 und des Auslassventils 223 in die Schließstellung, Kipphebel 225 zum Drücken des Einlassventils 222 und des Auslassventils 223 zur Öffnungsstellung und Stößelstangen 227a und 227b, die an einem Ende mit den Kipphebeln 225 und an dem anderen Ende mit dem Einlassnocken 218 und dem Auslassnocken 219 über Mitnehmer 226a und 226b in Berührung stehen. Der Zylinderblock 203 und der Zylinderkopf 204 enthalten Stößelstangenkanäle 229a und 229b, in denen die Stößelstangen 227a und 227b geführt sind. Ein Ende eines jeden Stößelstangenkanals 229a und 229b ist mit der Ventilkammer 221 verbunden. Die Stößelstangenkanäle 229a und 229b sind voneinander getrennt.
In dem Zylinderkopf 204 sind eine Eintrittsöffnung 230 zum Zuführen eines Gemisches in eine Verbrennungskammer des Zylinders 213 und eine Austrittsöffnung 231 zum Abführen von Abgasen aus der Verbrennungskammer vorgesehen. Ein Vergaser 232 und ein Luftfilter (nicht dargestellt) sind mit der Eintrittsöffnung 230 verbunden. Ein Schalldämpfer 233 ist mit der Austrittsöffnung 231 verbunden.
Am unteren Teil des Kurbelgehäuses 202 ist ein Ölbehälter 234 befestigt. Dieser enthält eine Ölkammer 235 zum Bereithalten des Schmieröls. Die Ölkammer 235 und die Ventilkammer 221 sind über einen Ölversorgungskanal 236 zum Zuführen des Öls von der Ölkammer 235 in die Ventilkammer 221 verbunden. Der Ölversorgungskanal 236 besteht aus einem Ölversorgungsrohr 237, das mit einem Ende in die Ölkammer 235 eingesetzt und mit dem anderen Ende an den Stößelstangenkanal 229b angeschlossen ist. Das in die Ölkammer 235 eingesetzte Ende des Ölversorgungsrohrs 237 befindet sich in der Mitte der Ölkammer 235. Am Ende des Ölversorgungsrohrs 237 ist eine Luftansaugöffnung 238 ausgebildet, die die Luft aus der Ölkammer 235 ansaugt. In dem Ölversorgungsrohr 237 nahe der Luftansaugöffnung 238 befindet sich eine Drossel 239 mit geringem Durchmesser.
In der Ölkammer 235 befindet sich ein Öleinlasskanal 240. Dieser besteht aus einem Öleinlassrohr 241, das drehbar mit dem Ende des Ölversorgungsrohrs 237 verbunden ist, wobei ein bestimmter Raum zur Innenseite des Ölversorgungsrohrs 237 besteht, am anderen Ende ist es mit einem elastischen Rohr 242 verbunden, das seinerseits mit dem Öleinlassrohr 241 verbunden ist und elastische Eigenschaften hat. An dem Ende des elastischen Rohrs 242 ist ein Öleinlassrohr 243 ausgebildet. Um den Öleinlass 243 ist ein Gewicht 244 an dem elastischen Rohr 242 befestigt. Das Gewicht 244 gewährleistet, dass das elastische Rohr 242 bei einem Neigen des Ölbehälters 234 gebogen wird, so dass der Öleinlass 243 immer im unteren Teil der Ölkammer 235 liegt. Am anderen Ende des elastischen Rohrs 242 ist ein Ölauslass 245 vorgesehen, der der Drossel 239 gegenübersteht.
Zwischen der Ölkammer 221 und der Kurbelkammer 206 befindet sich ein Ölzufuhrkanal 246 zum Zuführen des Öls der Ventilkammer 221 zur Kurbelkammer 206. Der Ölzufuhrkanal 246 besteht aus dem Stößelstangenkanal 229a und einem Kanal 248 in dem Zylinderblock 203, der mit einem Ende an den Stößelstangenkanal 229a und mit dem anderen Ende an die Kurbelkammer 206 über eine Öffnung 247 angeschlossen ist. Die Öffnung 247 wird entsprechend der Wechselbewegung des Kolbens 214 geöffnet und geschlossen sowie geöffnet, wenn der Kolben 214 aufwärts zu seinem oberen Totpunkt bewegt wird. Die Öffnung 247 und der Kolben 214 bilden ein Einwegventil 249, das einen Transport des Öls von der Ventilkammer 221 zur Kurbelkammer 206 gestattet. Nahe der Öffnung 247 des Kanals 248 befindet sich eine Drossel 250 zum Begrenzen der Luftströmung in dem Kanal 248.
Zwischen der Kurbelkammer 206 und der Ölkammer 235 ist ein Rückführkanal 251 zum Rückführen des Öls aus der Kurbelkammer 206 in die Ölkammer 235 vorgesehen. Der Rückführkanal 251 besteht aus einem nutenförmigen Kanal 225 im Kurbelgehäuse 202 in Drehrichtung der Kurbelwelle 209, einem Gabelkanal 253 ausgehend von dem nutenförmigen Kanal 252 und einem Rückführrohr 254, das an einem Ende mit dem Gabelkanal 253 verbunden ist und mit dem anderen Ende in die Ölkammer 235 eingesetzt ist. Der nutenförmige Kanal 252 ist mit der Kurbelkammer 206 über drei Rückführöffnungen 255 verbunden. Zwischen ihm und dem Gabelkanal 253 befindet sich ein Pilotventil 256, das entsprechend der Druckänderung in der Kurbelkammer 206 geöffnet und geschlossen wird und eine Strömung des Öls aus der Kurbelkammer 206 in die Ölkammer 235 gestattet.
Das in die Ölkammer 235 eingesetzte Ende des Rückführrohrs 254 befindet sich in der Mitte der Ölkammer 235. Am Ende des Rückführrohrs 254 ist eine Rückführöffnung 257 zum Rückführen des Öls in die Ölkammer 235 ausgebildet.
Ein Nebenrohr 258 ist in den Zylinderblock 203 und den Zylinderkopf 204 eingesetzt. Das Nebenrohr 258 ist an einem Ende mit dem Deckenbereich der Ventilkammer 221 verbunden und steht mit dem anderen Ende der Drossel 250 gegenüber.
Es ist ein Abführrohr 259 für Kurbelgehäusegase vorgesehen. Dieses steht mit einem Ende der Drossel 250 gegenüber und ist am anderen Ende mit dem Luftfilter verbunden, der nicht dargestellt ist.
Ferner sind vier Flansche 260 vorgesehen, die dem Ende des Rückführkanals 251 in der Ölkammer 235 gegenüberstehen, d. h. der Rückführöffnung 257 an einem Ende des Rückführrohrs 254. Diese Flansche 260 sind so ausgebildet, dass sie von dem Außenumfang des Öleinlassrohrs 241 radial abstehen, wie es Fig. 20(b) zeigt.
Während des Betriebs des Viertaktmotors wird beim Aufwärtshub des Kolbens 214 der Negativdruck in der Kurbelkammer 206 aufgebaut. Erreicht der Kolben 214 den oberen Totpunkt und wird der Unterdruck in der Kurbelkammer 206 am höchsten, so werden das Einwegventil 249 und die Öffnung 247 geöffnet. Dann wird das Öl aus der Ventilkammer 221 der Kurbelkammer 206 über den Ölzufuhrkanal 246 mit Gasen aus der Ventilkammer 221 zugeführt.
Wird beim Abwärtshub des Kolbens 214 der Positivdruck in der Kurbelkammer 206 aufgebaut, so werden die Gase mit dem Öl (Mischung mit Kurbelgehäusegasen wie oben beschrieben) der Ölkammer 235 über den Rückführkanal 251 zugeführt. Die mit dem vernebelten Zustand und mit dem flüssigen Öl vermischten Gase werden aus der Kurbelkammer 206 in den Gabelkanal 253 über den Kanal 255 und den nutenförmigen Kanal 252 geführt, dann öffnen die das Öl enthaltenden Gase das Pilotventil 256, und dann werden die Gase in die Ölkammer 235 über das Rückführrohr 254 und die Rückführöffnung 257 eingeführt. Somit wird vernebeltes und flüssiges Öl aus der Kurbelkammer 206 der Ölkammer 235 über den Rückführkanal 251 zugeführt.
Wenn die Gase mit dem Öl aus der Kurbelkammer 206 durch den Rückführkanal 251 in die Ölkammer 235 zurückgeführt werden, wird das Öl aus der Ölkammer 235 in die Ventilkammer 221 und die Kurbelkammer 206 gefördert. Diese Ölversorgungsoperation wird im Folgenden eingehend beschrieben.
Wenn die Gase mit dem Öl durch die Rückführöffnung 257 des Rückführrohrs 254 in die Ölkammer 235 eingeführt werden, wird der Druck in der Ölkammer 235 erhöht, so dass die Gase aus der Ölkammer 235 in den Ölversorgungskanal 236 über die Luftansaugöffnung 238 eingeführt werden. Die in die Luftansaugöffnung 238 eingesaugten Gase werden an der Drossel 239 beschleunigt, so dass der Negativdruck um die Drossel 239 herum erzeugt wird. Somit wird das in der Ölkammer 235 bereitgehaltene Öl in den Öleinlass 243 des elastischen Rohrs 242 eingesaugt, das Öl wird in den Ölversorgungskanal 236 über das elastische Rohr 242, das Öleinlassrohr 241 und den Auslass 245 eingeführt. Dann werden die von der Luftansaugöffnung 238 angesaugten Gase und das von dem Ölauslass 245 zugeführte Öl gemischt, und es wird ein Öl im Nebelzustand erzeugt. Dieses vernebelte Öl wird der Ventilkammer 221 mit in den Ölversorgungskanal 236 eingeführten Gasen entsprechend der Druckzunahme in der Ölkammer 235 zugeführt. Es wird also verhindert, dass das Öl in flüssigem Zustand direkt in die Ventilkammer 221 gelangt und dass zu viel Öl in die Ventilkammer 221 gelangt. Dann wird das vernebelte Öl in der Ventilkammer 221 teilweise verflüssigt, wenn der Druck in der Kurbelkammer 206 entsprechend der Wechselbewegung des Kolbens 214 absinkt, und die Öffnung 247 wird geöffnet. Das vernebelte Öl und das flüssige Öl strömen von der Ventilkammer 221 in die Kurbelkammer 206. Hier arbeiten Ölversorgungsmittel zum Ansaugen des Öls aus der Ölkammer 235 in die inneren Teile des Viertaktmotors. Die Ölversorgungsmittel bringen das Öl aus der Ölkammer 235 in die inneren Teile des Viertaktmotors entsprechend den Druckänderungen, die durch die Wechselbewegung des Kolbens 214 erzeugt werden. Eine Ölpumpe usw. ist deshalb nicht erforderlich, um das Öl von der Ölkammer 235 in die inneren Teile des Motors zu befördern, wodurch sich eine vereinfachte Konstruktion, eine Verringerung der Teilezahl, ein kompakter Aufbau und ein leichter Motor ergeben.
Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ölansaugkanal 240 zum Übertragen des Öls von der Ölkammer 235 eine Verbindung des elastischen Rohrs 242 mit dem Öleintrittsrohr in drehbarer Lagerung und das an dem elastischen Rohr 242 nahe dem Öleinlass 243 befestigte Gewicht 244 umfasst, ist der Öleinlass 243 immer im unteren Teil der Ölkammer 235 angeordnet, auch wenn der Motor in beliebige Richtung gekippt wird, so dass das Öl in den Öleinlass 243 angesaugt wird, auch wenn die Ölmenge in der Ölkammer 235 verringert ist. Deshalb taucht der Öleinlass 243 immer in das in der Ölkammer 235 bereitgehaltene Öl ein. Somit kann das Öl aus der Ölkammer 235 sicher in die inneren Teile des Viertaktmotors befördert werden, auch wenn dieser in beliebiger Richtung gekippt wird.
Wenn der Druck in der Kurbelkammer 206 bei Abwärtsbewegung des Kolbens 214 erhöht wird, strömt Öl im Nebelzustand und im flüssigen Zustand aus der Kurbelkammer 206 in die Ölkammer 235. Gleichzeitig wird das Gemisch der Kurbelgehäusegase und der Gase und des Öls aus der Rückführöffnung 257 am Ende des Rückführkanals 251 geführt. Dieses Gemisch läuft dann auf die Flansche 260, die dem Ende des Rückführkanals 251 gegenüberstehen, so dass das Öleintrittsrohr 241 eine aufwärts gerichtete Kraft erfährt, wenn der Motor in umgekehrter Lage ist. Das Öleintrittsrohr 241 wird also im Schwebezustand gehalten, so dass seine Drehung gewährleistet ist (Fig. 21). Somit dreht sich das Öleinlassrohr 241 unter der Wirkung des Gewichtes 244 sicher, so dass dann der Öleinlass 243 immer in Richtung der Schwerkraft angeordnet ist. Somit kann das Öl aus der Ölkammer 235 sicher den inneren Teilen des Viertaktmotors zugeführt werden, auch wenn dieser in beliebiger Richtung gekippt ist.
Wird der Motor für viele Stunden in umgekehrter Lage betrieben, so bleibt allgemein das flüssige Öl leicht in dem Deckenbereich der Ventilkammer 221. Es ist jedoch das Nebenrohr 258 vorgesehen, das mit einem Ende an den Deckenbereich der Ventilkammer 221 angeschlossen ist und mit dem anderen Ende der Drossel 250 nahe der Öffnung 247 gegenübersteht, so dass bei einem starken Negativdruck im Bereich der Drossel 250 das Öl aus dem Deckenbereich der Ventilkammer 221 durch das Nebenrohr 258 infolge des Negativdrucks an der Drossel 250 aufwärts gedrückt und in die Kurbelkammer 206 befördert wird. Es wird daher verhindert, dass zu viel Öl in der Ventilkammer 251 verbleibt, auch wenn der Motor für viele Stunden in umgekehrter Lage betrieben wird.
Der Nebelzustand des Öls wird durch die Luftansaugöffnung 238, die Drossel 239 und den Ölauslass 245 am Ende des Ölversorgungsrohrs 237 erzeugt, wobei das Öl von dem Ölauslassrohr 245 zugeführt und die Gase von der Luftansaugöffnung 238 unter Ausnutzung der Druckschwankungen in der Kurbelkammer 206 angesaugt werden und das Öl mit den an der Drossel 239 beschleunigten Gasen vermischt wird. Der Nebelzustand des Öls kann also leicht erzeugt werden. Außerdem fällt die Leistung des Motors durch Erzeugen des Nebelzustandes nicht ab.
Das Öl und die Gase, die durch den Rückführkanal 251 in die Ölkammer 235 strömen, haben eine hohe Temperatur, da sie zum Schmieren der drehenden und schiebenden Teile in der Ventilkammer 221 und der Kurbelkammer 206 dienen. Sie strömen in das Rückführrohr 254, das mit dem Ölversorgungsrohr 237 überlappt, so dass die hohe Temperatur des Öls und der Gase im Rückführrohr 254 auf das Ölversorgungsrohr 237 übergeht. Somit wird das vernebelte Öl der Ventilkammer 221 durch das Ölversorgungsrohr 237 erwärmt zugeführt, so dass das Warmlaufen der Maschine auch bei geringen Temperaturen verkürzt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des Viertaktmotors sind die Rückführöffnung 257 und die Luftansaugöffnung 238 in der Mitte der Ölkammer 235 angeordnet. Die Vorteile dessen werden im Folgenden beschrieben.
Die Rückführöffnungen 257 sind in der Mitte der Ölkammer 235 angeordnet, wo das Öl in einer vorbestimmten Höchstmenge bereitgehalten wird. Somit wird verhindert, dass die Gase aus der Rückführöffnung 257 sich mit dem in der Ölkammer 235 vorhandenen Öl vermischen und den Ölspiegel streifen, so dass kein abgelöstes Öl in die Luftansaugöffnung 238 gelangt. Daher wird eine konstante Nebeldichte des der Ventilkammer 221 über den Ölversorgungskanal 236 zugeführten Öls beibehalten.
Ferner ist die Luftansaugöffnung 238 in der Mitte der Ölkammer 235 angeordnet. Somit wird das Öl in der Ölkammer 235 mit einer vorbestimmten Höchstmenge bereitgehalten, so dass die Gase über die Luftansaugöffnung 238 angesaugt werden können, auch wenn der Viertaktmotor in beliebiger Richtung gekippt wird. Entsprechend kann der Nebelzustand des Öls erzeugt und das vernebelte Öl der Ventilkammer 221 und der Kurbelkammer 206 zugeführt werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist in vorstehend beschriebener Weise so aufgebaut, dass der Öleinlass 243 entsprechend der Drehung des Öleinlassrohrs und der Biegung des elastischen Rohrs 242 durch das Gewicht 244 immer in Richtung der Schwerkraft zeigt. Somit kann das Öl aus der Ölkammer 235 sicher den inneren Teilen des Viertaktmotors zugeführt werden, auch wenn dieser in beliebiger Richtung gekippt wird. Diese Effekte werden durch die drehbare Konstruktion des Öleinlassrohrs 241 und des Öleinlasskanals 240 erreicht, der teilweise durch das elastische Rohr 242 mit elastischen Eigenschaften gebildet ist. Entsprechend ergibt sich eine einfache Konstruktion, eine Verringerung der Teilezahl, ein kompakter Aufbau und ein leichter Motor.
Ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 22 beschrieben. Mit dem siebten Ausführungsbeispiel übereinstimmende Teile haben dieselben Bezugszeichen und werden daher nicht erläutert.
Es ist ein zweites Gewicht 261 an dem Öleinlassrohr 241 vorgesehen. Dieses ist gegenüber der Rotationsachse des Einlassrohrs 241 versetzt.
Im Betrieb wird der Viertaktmotor entsprechend der sich ändernden Anordnung der tragbaren Arbeitsmaschine gekippt, wobei das Gewicht 244 und das zweite Gewicht 261 das Öleinlassrohr 241 drehen und das elastische Rohr 242 biegen. Das zweite Gewicht 261 trägt zur Empfindlichkeit beim Drehen und Biegen des Öleinlasskanals 240 infolge der Schwerkraft bei. Somit drückt das zweite Gewicht 261 den Öleinlass 243 in Richtung der Schwerkraft, wenn sich die Anordnung des Motors geringfügig ändert. Entsprechend kann das Öl aus der Ölkammer 235 sicher den inneren Teilen des Viertaktmotors zugeführt werden, auch wenn dieser in beliebige Richtung gekippt wird. Insbesondere wird das Drehen des Öleinlassrohrs 241 sicher erreicht, wenn der Motor nur geringfügig gekippt wird, so dass die Empfindlichkeit des Öleinlassrohrs 241 auf die Änderung der Motoranordnung erreicht wird.

Claims

1. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors, mit:

einem Ölbehälter (33) zum Aufnehmen von Öl;

einem Kurbelgehäuse (1), das eine Kurbelkammer (5) bildet, wobei sich ein Innendruck der Kurbelkammer in Abhängigkeit der Bewegung eines Kolbens (13) ändert;

einer Ventilkammer (20), die einen Ventilmechanismus aufnimmt;

einem Ölversorgungskanal (34), der ein Inneres des Ölbehälters mit der Ventilkammer verbindet;

einem Ölzufuhrkanal (40), der die Ventilkammer mit der Kurbelkammer verbindet;

einem Rückführkanal (46, 54), der die Kurbelkammer mit dem Inneren des Ölbehälters über mehrere Rückführöffnungen (50) verbindet, die in im wesentlichen gleichen Abständen an einer Innenfläche der Kurbelkammer (5) ausgebildet sind;

einem ersten Einwegventil (43), das an dem Ölzufuhrkanal angeordnet ist und den Durchgang von Zufuhröl von der Ventilkammer zu der Kurbelkammer ermöglicht;

einem zweiten Einwegventil (51), das an dem Rückführkanal angeordnet ist und den Durchgang von Zufuhröl von dem Kurbelgehäuse zu dem Ölbehälter ermöglicht;

einer Drossel (44), die in dem Ölzufuhrkanal angrenzend an eine Öffnung (41) des Ölzufuhrkanals zur Verbindung mit dem Kurbelgehäuse ausgebildet ist; und

einem Seitenkanal (52), der die Ventilkammer (20) mit dem Ölzufuhrkanal verbindet, wobei ein Ende des Seitenkanals angrenzend an eine Decke der Ventilkammer (20) offen ist und ein anderes Ende des Seitenkanals in einen der Drossel (44) zugewandten Abschnitt führt.

2. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, wobei der Rückführkanal (46) in einer Wand der Kurbelkammer (5) ausgebildet ist.

3. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, wobei der Rückführkanal (54) an einem Außenumfang der Kurbelkammer angeordnet ist.

4. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, wobei zwei Lager (6, 7) und zwei Öldichtungen (16) in der Kurbelkammer (5) angeordnet sind, wobei die beiden Lager eine Kurbelwelle (8) lagern und die Öldichtungen jeweils angrenzend an eines der Lager angeordnet sind und die Kurbelkammer an den Abschnitten abdichten, an denen die Kurbelwelle eindringt, wobei zumindest eine der Rückführöffnungen (50) einem Bereich zwischen einem der Lager (6, 7) und seiner jeweiligen Öldichtung (16) zugewandt ist.

5. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das erste Einwegventil (43) aus dem Kolben (13) und der Öffnung (41) des Ölzufuhrkanals (40) gebildet ist, wobei die Öffnung des Ölzufuhrkanals an einer Stelle angeordnet ist, an der sie durch Gleiten des Kolbens geöffnet und geschlossen wird, und sie wird geöffnet, wenn der Kolben sich zu einem oberen Totpunkt aufwärts bewegt.

6. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, 2 oder 3, die ferner einen Kurbelgehäusegaskanal (53) hat, der Kurbelgehäusegas ableitet und derart mit dem Ölzufuhrkanal (40) verbunden ist, dass er der Drossel (40) an der Öffnung des Ölfzufuhrkanals zugewandt ist.

7. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, 2 oder 3, die ferner einen ersten Stößelstangenkanal (28a), in dem eine Stößelstange (26a) zum Antreiben eines Einlassventil (21) angeordnet ist, und einen zweiten Stößelstangenkanal (28b), in dem eine Stößelstange (26b) zum Antreiben eines Auslassventils (22) angeordnet ist, hat, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder der zweite Stößelstangenkanal (28a, 28b) als Teil des Ölversorgungskanals (34) genutzt wird und der jeweils andere Stößelstangenkanal (28a, 28b) als Teil des Ölzufuhrkanals (40) genutzt wird.

8. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 7, die ferner einen Ölverteiler (39) hat, der an der Stößelstange (26b) angebracht ist, welche in dem als Teil des Ölversorgungskanals (34) genutzten Stößelstangenkanal (28b) angeordnet ist, wobei der Ölverteiler (39) in der Ventilkammer (20) angeordnet ist.

9. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, 2 oder 3, die ferner eine in der Ventilkammer (20) ausgebildete Leitwand (45) hat, die das der Ventilkammer von dem Ölversorgungskanal (34) zugeleitete Öl leitet.

10. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Einlass (36) des Ölversorgungskanals (34) in der Mitte des Ölbehälters (33) angeordnet ist und ein Durchlässigkeit aufweisender Absorber (38) an dem Einlass des Ölversorgungskanals angebracht ist.

11. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, bei der:

der Ölbehälter eine Ölkammer (135) zum Aufnehmen von Öl enthält;

der Ölversorgungskanal (136) die Ölkammer (135) mit dem Inneren des Motors (106, 121) verbindet,

der Innendruck des Motors sich in Abhängigkeit der Bewegung des Kolbens (114) ändert und der Ölversorgungskanal Öl in Abhängigkeit der Druckänderungen in dem Motor von der Ölkammer in das Innere des Motors leitet;

der Rückführkanal (151) die Ölkammer (135) mit dem Inneren des Motors (106, 121) verbindet und der Ölrückführkanal Öl in Abhängigkeit der Druckänderungen in dem Motor aus dem Inneren des Motors zu der Ölkammer zurückführt;

eine Luftansaugöffnung (138) in dem Ölversorgungskanal (136) vorgesehen und in der Mitte der Ölkammer (135) angeordnet ist;

eine Rückführöffnung (157) in dem Rückführkanal (151) vorgesehen und in der Mitte der Ölkammer angeordnet ist;

eine zweite Drossel (139) vorgesehen und in dem Ölversorgungskanal (136) ausgebildet ist, um den Luftstrom von der Luftansaugöffnung (138) zu begrenzen; und

ein Ölansaugkanal (140) an einem Ende einen an einem Boden der Ölkammer angeordneten Öleinlass (143) und an einem anderen Ende einen Ölauslass (145) an einem der Drossel (139) zugewandten Abschnitt hat.

12. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 11, wobei der Ölversorgungskanal (136) und der Ölrückführkanal (151) so angeordnet sind, dass Wärmeleitung zwischen dem Ölversorgungskanal und dem Ölrückführkanal besteht.

13. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 11, die ferner einen Seitenkanal (160) zum Verbinden des Ölversorgungskanals (136) mit dem Ölrückführkanal (151) hat, wobei ein Ende des Seitenkanals zwischen der Drossel (139) und der Luftansaugöffnung (138) mit dem Ölversorgungskanal verbunden ist.

14. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 1, bei der:

der Ölbehälter (234) eine Ölkammer (235) zum Aufnehmen von Öl hat;

der Ölversorgungskanal (236) einen Öleinlasskanal (240) hat, der ein drehbar in der Ölkammer gelagertes Öleinlassrohr (241) und ein elastisches Rohr (242) aus elastischem Material enthält, das mit dem Öleinlassrohr verbunden ist, wobei das Öleinlassrohr an einem Ende einen Öleinlass (243) hat, der in Öl in der Ölkammer eingetaucht ist; und

ein Gewicht (244) angrenzend an den Öleinlass an dem Öleinlasskanal (240) angebracht ist.

15. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 14, wobei der Rückführkanal (251) so angeordnet ist, dass er das Innere des Motors mit einem äußeren Randbereich des in der Ölkammer (235) angeordneten Öleinlassrohrs (241) verbindet, und der Rückführkanal (251) Öl in Abhängigkeit von Druckänderungen des Motorinneren aufgrund der Hubbewegung des Kolbens (214) von dem Inneren des Motors an die Ölkammer zurückführt;

und ein Flansch (260) an dem Öleinlassrohr (241) an einem Ende des Rückführkanals (251) zugewandten Abschnitt in der Ölkammer (235) angebracht ist.

16. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 14 oder 15, wobei ein zweites Gewicht (261) derart an dem Öleinlassrohr (241) angebracht ist, dass es von der Drehachse des Einlassrohrs dezentriert ist.

17. Ölversorgungseinrichtung eines Viertaktmotors nach Anspruch 14 oder 15, wobei Öl in Abhängigkeit von Druckänderungen in dem Motor aufgrund der Hubbewegung eines Kolbens von der Ölkammer (235) in das Innere des Motors zugeführt wird.