TWI388715B - Engine lubrication device - Google Patents

Description

引擎潤滑裝置

本發明係關於一種引擎潤滑裝置，尤指一種適用於四行程引擎、於不同傾斜角度之使用狀態下皆能使引擎獲得適當潤滑之潤滑裝置。

四行程引擎相較於二衝程者之優點為更乾淨的氣體排放、以及燃油的節省。受限於環保法規，農業用途之小型工具、或休閒用之小型動力裝置已改為四行程引擎，例如割草機、鋸木機。上述應用中，因機具在操作時可能於任意方向活動，故引擎也必須能在各種角度下運作正常，而這也表示引擎的潤滑系統需能在不同引擎操作角度下正確地供應引擎構件潤滑。

目前手持式四行程引擎之潤滑方式大多是：油池之潤滑油先受撥叉旋轉攪動而霧化，接著再被吸入曲軸箱以潤滑曲軸、活塞等機件。唯此攪拌潤滑方式除會損失動力、減低引擎之動力輸出，更且在機具傾斜時因油液面位置改變、撥叉可撥動之油量也因而變少，故潤滑也必然較不充分、甚至無法達到潤滑目的。

中華民國專利公告號I242622揭露一種四行程引擎之潤滑裝置，主要是在引擎機體內部形成獨立之曲軸室、凸輪軸室、及潤滑油室，並另外配合一控制連通各室之油氣分配室。上述潤滑油室儲存著潤滑油，且分佈有一吸油氣管路，在管壁各處設有複數吸油孔，末端設有一空氣吸入口。藉此，在活塞上升、曲軸室產生負壓時，利用油氣分配室接通曲軸室及潤滑油室之吸油氣管，使吸入的氣體於管路內快速流動，產生的壓差也會使自吸油孔吸入之潤滑油霧化，最後進入曲軸室。在活塞下降行程中，油氣分配室接通曲軸室與凸輪軸室，潤滑油霧被送至凸輪軸室以潤滑構件。

但上述之潤滑裝置在油氣分配室的設計上較為複雜，而且，經觀察及模擬，以負壓效應進行潤滑之該引擎所提供之潤滑油量在整個潤滑循環過程中，會較實際所需的潤滑油量還要多，因此仍非理想。

本發明之引擎潤滑裝置包括一曲軸室、一凸輪軸室、及一潤滑油室。曲軸室與一活塞下方之空間相連通，其包括有一曲軸室入油口與一曲軸室出油口；潤滑油室用以儲存潤滑油。

潤滑油室內設置有一吸油氣管路，係連通於曲軸室入油口與潤滑油室之間。上述曲軸室與潤滑油室之間則設有一單向閥，其中單向閥之閥入口與閥出口係分別連通曲軸室出油口與潤滑油室。

上述吸油氣管路包括有一可轉動管，係沿一汽缸體軸心線樞設。可轉動管包括有開設於管壁上之複數吸油孔、以及位於末端之空氣吸入口，且於任何傾斜狀態下，空氣吸入口皆保持位於油面之上、複數吸油孔則是至少其一維持於油面之下。

藉由前述吸油氣管路與單向閥之設置，本發明之引擎潤滑裝置在上升、下降行程皆能供給適量之潤滑油至對應之腔室，且可使四行程引擎於不同傾斜狀態下使用皆能得到適當潤滑，亦即不會如同習知撥叉式潤滑油供給量不定、也不會如專利前案般有供給過量之情形。

上述曲軸室可由相互鎖附之一上曲軸箱體及一下曲軸箱體所界定出，且上曲軸箱體與一汽缸體可為一體成型。

上述吸油氣管路可更包括依序連接之一油底殼內埋管路、一連接管、及一下曲軸箱內埋管路，油底殼內埋管路係連接於可轉動管，下曲軸箱內埋管路連接於曲軸室入油口。上述吸油氣管路之可轉動管可包括有一C形管。

上述潤滑油室可透過二連通道分別與凸輪軸室、及一搖臂機構室相連通，以潤滑凸輪軸室、及回收潤滑油。

參考圖1與圖2，其分別繪示本發明一較佳實施例之引擎潤滑裝置分解圖及剖視圖。本實施例將引擎潤滑裝置應用在一四行程引擎，四行程引擎包括有一汽缸體21、一上曲軸箱體22、一下曲軸箱體23、及一油底殼24，其中上曲軸箱體22與汽缸體21是一體成型者，但當然也可以設計為獨立分件。下曲軸箱體23與上曲軸箱體22形狀相對應，二者係以螺栓鎖附固定。上曲軸箱體22之下部形成有一凹陷，且下曲軸箱體23上、下部亦各自獨立形成凹陷。上曲軸箱體22之下部凹陷與下曲軸箱體23之上部凹陷共同界定出一曲軸室11；下曲軸箱體23之下部則與油底殼24共同界定出一潤滑油室13。

一曲軸29組設於曲軸室11內，當引擎運轉時，曲軸29進行旋轉運動。汽缸體21內設有一活塞25，曲軸室11並與汽缸體21之內部空間，即活塞25下方之空間相連通。汽缸體21內另包括有容置著凸輪裝置28之凸輪軸室12、及容置著搖臂機構組27之搖臂機構室26，此二室直接接通，其中搖臂機構組27是動力連結至前述凸輪裝置28，並以時程控制方式配合活塞25之工作行程達到燃油與進排氣控制。

引擎潤滑裝置包括上述之曲軸室11、凸輪軸室12、及潤滑油室13。曲軸室11包括有一曲軸室入油口111與一曲軸室出油口112。潤滑油室13係用於儲存潤滑油。潤滑油室13內還設置有一吸油氣管路，透過吸油氣管路與曲軸室11相連通。具體而言，吸油氣管路包括依序連接之一可轉動管15、一油底殼內埋管路16、一連接管17、及一下曲軸箱內埋管路18。

上述下曲軸箱內埋管路18是連接於曲軸室入油口111。可轉動管15沿一汽缸體軸心線X樞設，且可轉動管15包括有開設於管壁上之三吸油孔152、以及位於末端之空氣吸入口151。依據不同潤滑油室構造及控制所添加之潤滑油總量，將可轉動管15設計成：於任何傾斜狀態下，空氣吸入口151皆保持位於油面之上與潤滑油室13相通、且三吸油孔152至少其一維持於油面之下。可轉動管15之其它細部將於後說明。

本實施例中值得注意的是，吸油孔152之設置還符合：在一平面視角下，所有吸油孔152皆位於可轉動管15之最外緣處。較佳者，此平面是由汽缸體軸心線X與曲軸軸線Y所構成之平面，因為此平面為引擎正擺之平面。而藉由此種吸油孔配置，本發明所強調之「引擎於不同傾斜角度之使用狀態下皆能獲得適當潤滑」之功能將更容易實現，圖2即可清楚看出上述之特殊吸油孔配置關係。

曲軸室11與潤滑油室13之間另設有一單向閥19，單向閥19之閥入口191與閥出口192分別連通於曲軸室出油口112與潤滑油室13，目的在使潤滑油從曲軸室11有一路徑可回流至潤滑油室13。在本實施例中，該單向閥19係為一管狀圓柱單向閥。

參考圖3，其繪示可轉動管15之詳細視圖。可轉動管15包括一C形管15a以及一直管15b，其中直管15b相對二端凹設有相互獨立之一上通道154、及一下通道153，下通道153與C形管15a連通，而上通道154連接有一側開口155。可轉動管15之轉動即是C形管15a以直管15b為樞軸而轉動。較佳地，側開口155位於潤滑油室中心附近之位置、並使其略高於油面。

參考圖4，其為凸輪軸室潤滑油回收之剖視圖。潤滑油室13透過一連通道14而與搖臂機構室26相連通，虛線區段表示此通道繞過而不連通凸輪軸室12。可轉動管15之上通 道154是連接至開設於下曲軸箱體23內部之管路，亦即上述連通道14是由可轉動管15之上通道154、以及下曲軸箱體23、上曲軸箱體22、汽缸體21內部所開設之數條管路共同構成。

參考圖5，其為凸輪軸室受潤滑時之剖視圖，係由不同於圖4之視角所觀察者。潤滑油室13還透過另一連通道30而與凸輪軸室12連通，亦即同樣自可轉動管15之上通道154處延伸有上述之連通道30。本實施例中，此連通道30之製作同樣也是於各箱體內部開設數條相連通之管路構成。由於此種箱體內部管路開設技藝已屬習知，此處不再詳細說明。

參考圖2與圖4，當活塞25於上升行程時，曲軸室11產生負壓。因負壓之作用，吸油氣管內由空氣吸入口151吸入氣體，氣體在狹窄管路中高速流動所產生的壓差可使進入吸油孔152之潤滑油霧化。潤滑油室13內之霧化潤滑油氣將經由吸油氣管路而到達曲軸室11，使內部機件獲得潤滑，圖2即表示活塞處於上升階段。此時因壓差之關係，潤滑油也不會從單向閥19流回潤滑油室13。另一方面，凸輪軸室12與搖臂機構室26相對於潤滑油室13之正壓差也會使前二者內之潤滑油氣經由連通道14、側開口155回流至潤滑油室13，相當於回收潤滑油，圖4之箭頭即強調出此階段之油氣走向。另外，引擎在正常使用角度時，凸輪軸室12與搖臂機構室26之潤滑油於此階段也有機會藉重力作用經連通道14而流回潤滑油室13。

參考圖2與圖5。需特別說明的是，雖圖2為活塞於上升 行程之示意圖，但此處僅是利用圖2之相同結構以說明活塞下降行程時引擎潤滑之運作。當活塞25於下降行程時，透過與圖2中所示相同之結構，曲軸室11產生正壓。正壓之作用使得曲軸室11之潤滑油從單向閥19大量被排回潤滑油室13。另一方面，凸輪軸室12與搖臂機構室26相對於潤滑油室13之負壓差也會使潤滑油室13內油氣從側開口155、上通道154、連通道30而送往前述二室，達到潤滑凸輪裝置28與搖臂機構組27目的，圖5之箭頭即強調出此階段之油氣走向。另外圖5同時也顯示出搖臂機構室26利用連通道14作為回流之途徑。

因本發明屬於強制式潤滑，亦即利用負壓效應把潤滑油在活塞上升行程時帶至曲軸室潤滑、下降行程時帶至凸輪軸室潤滑，同時也在二不同行程中伴隨回收作用，有效解決了習知技術油量過多之問題。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

曲軸室．．．11

曲軸室入油口．．．111

曲軸室出油口．．．112

凸輪軸室．．．12

潤滑油室．．．13

連通道．．．14,30

可轉動管．．．15

C形管．．．15a

直管．．．15b

空氣吸入口．．．151

吸油孔．．．152

下通道．．．153

上通道．．．154

側開口．．．155

油底殼內埋管路．．．16

連接管．．．17

下曲軸箱內埋管路．．．18

單向閥．．．19

閥入口．．．191

閥出口．．．192

汽缸體．．．21

上曲軸箱體．．．22

下曲軸箱體．．．23

油底殼．．．24

活塞．．．25

搖臂機構室．．．26

搖臂機構組．．．27

凸輪裝置．．．28

曲軸．．．29

汽缸體軸心線．．．X

曲軸軸線．．．Y

圖1係本發明一較佳實施例之引擎潤滑裝置分解圖。

圖2係圖1之剖視圖。

圖3係圖1之可轉動管之細部視圖。

圖4係凸輪軸室潤滑油回收之剖視圖。

圖5係凸輪軸室受潤滑時之剖視圖。

曲軸室．．．11

曲軸室入油口．．．111

曲軸室出油口．．．112

凸輪軸室．．．12

潤滑油室．．．13

可轉動管．．．15

空氣吸入口．．．151

吸油孔．．．152

側開口．．．155

油底殼內埋管路．．．16

連接管．．．17

下曲軸箱內埋管路．．．18

單向閥．．．19

閥入口．．．191

閥出口．．．192

汽缸體．．．21

上曲軸箱體．．．22

下曲軸箱體．．．23

油底殼．．．24

活塞．．．25

搖臂機構室．．．26

搖臂機構組．．．27

凸輪裝置．．．28

曲軸．．．29

汽缸體軸心線．．．X

曲軸軸線．．．Y

Claims (5)

1. 一種引擎潤滑裝置，包括：一曲軸室，係與一活塞下方之空間相連通，包括有一曲軸室入油口與一曲軸室出油口；一凸輪軸室；以及一潤滑油室，用以儲存一潤滑油；其中，該潤滑油室內設置有一吸油氣管路，係連通於該曲軸室入油口與該潤滑油室之間，該曲軸室與該潤滑油室之間則設有一單向閥，該單向閥之閥入口與閥出口係分別連通該曲軸室出油口與該潤滑油室，其中該吸油氣管路包括有一可轉動管係沿一汽缸體軸心線樞設，該可轉動管包括有開設於管壁上之複數吸油孔、以及位於末端之一空氣吸入口，於任何傾斜狀態下，該空氣吸入口皆保持位於油面之上、且該複數吸油孔至少其一維持於油面之下；其中，該可轉動管係為一C形管，該單向閥係為一管狀圓柱單向閥。
2. 如申請專利範圍第1項所述之引擎潤滑裝置，其中，該曲軸室係由相互鎖附之一上曲軸箱體及一下曲軸箱體所界定出。
3. 如申請專利範圍第2項所述之引擎潤滑裝置，其中，該上曲軸箱體與一汽缸體一體成型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之引擎潤滑裝置，其中，該吸油氣管路更包括依序連接之一油底殼內埋管路、一連接管、及一下曲軸箱內埋管路，該油底殼內埋管路係 連接於該可轉動管，該下曲軸箱內埋管路連接於該曲軸室入油口。
5. 如申請專利範圍第1項所述之引擎潤滑裝置，其中，該潤滑油室並透過二連通道分別與該凸輪軸室、及一搖臂機構室相連通，以潤滑該凸輪軸室、及回收該潤滑油。