一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的裝置，在曲軸箱箱壁上設有與潤滑油箱連通的前級定量取油孔，在汽缸蓋上設有末級定量通氣孔，前級定量取油孔直徑D1與末級定量通氣孔直徑D3滿足D1/D3＝0.8?1.5，所述前級定量取油孔與末級定量通氣孔之間設有一條單向連通的油氣潤滑通道，曲軸箱從前級定量取油孔吸入的潤滑油氣沿油氣潤滑通道流動并依次潤滑經(jīng)過的發(fā)動機部件，最后將末級定量通氣孔中排出的微量廢油氣引入汽缸徹底燒掉。本實用新型可以精準控制潤滑油供給量，也基本上沒有多余的潤滑油氣從末級定量通氣孔排出，實現(xiàn)了定量且單向的行進潤滑。
【專利說明】
一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，國內(nèi)外相關四沖程發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的專利已有多項，除了那些四沖程發(fā)動機原理所必有的零部件結(jié)構外，我們所見到的資料表明，專利主要內(nèi)容均為潤滑系統(tǒng)的創(chuàng)意，旨在保證翻轉(zhuǎn)使用中通氣管不噴油且充分潤滑，為之設計了諸如單向閥、轉(zhuǎn)閥、攪油針、供油通道、回油通道、供油管、回油管等等，無一例外沿用了“循環(huán)潤滑系統(tǒng)”的設計思路。
[0003]在對多款國、內(nèi)外機型的測試中發(fā)現(xiàn)，即使如上復雜的設計，運行中，機器任意翻轉(zhuǎn)，在某工位，潤滑油也還會從通氣管噴出，這是最大的缺陷;第二點，所有機型的通氣管均接入空濾器，即使正常工位，運行一段時間，空濾器過濾棉也全被排出的潤滑油浸濕甚至流出殼體，說明“循環(huán)潤滑系統(tǒng)”的設計理論及機械機構尚有較大方面的不完善。
[0004]四沖程發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)，如何滿足任意翻轉(zhuǎn)正常使用，降低潤滑油消耗率，排除通氣管接入空濾器浸濕過濾棉的瑕疵，為此找到一種性能可靠，結(jié)構簡單，降低成本的技術方案，仍是本領域需要探討解決的一個重大問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題就是提供了一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，降低潤滑油消耗率，排除通氣管接入空濾器浸濕過濾棉的瑕疵。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，在曲軸箱箱壁上設有與潤滑油箱連通的前級定量取油孔，在汽缸蓋上設有末級定量通氣孔，前級定量取油孔直徑Di與末級定量通氣孔直徑D3滿足Di/D3 = 0.8-1.5，所述前級定量取油孔與末級定量通氣孔之間設有一條單向連通的油氣潤滑通道。
[0007]優(yōu)選的，所述前級定量取油孔直徑Di與末級定量通氣孔直徑D3滿足D1/D3= 1-1.2。
[0008]優(yōu)選的，所述前級定量取油孔直徑0工與潤滑油箱容積及發(fā)動機排量之間的關系為Di = K (潤滑油箱容積一發(fā)動機排量)，其中Di的單位為mm，潤滑油箱容積與發(fā)動機排量的單位為cm3，所述K的取值范圍為0.011 — 0.02。
[0009]優(yōu)選的，所述曲軸箱的內(nèi)壁各面與曲柄旋轉(zhuǎn)空間對應各面之間的間距<2_。
[0010]優(yōu)選的，所述曲軸箱與曲軸軸向兩側(cè)對應的兩側(cè)內(nèi)壁設有凸向曲軸軸向中間位置的凸起部。
[0011]優(yōu)選的，所述曲軸箱與凸輪室間設有中間級定量過油孔，所述中間級定量過油孔直徑 D2SSDlt3
[0012]優(yōu)選的，所述潤滑油箱垂直于曲軸的截面呈U形，所述曲軸箱由潤滑油箱包圍，曲軸箱的左右兩側(cè)箱壁上各設置有一個前級定量取油孔，在發(fā)動機水平放置狀態(tài)下，兩個前級定量取油孔位于潤滑油箱容積中心面的前后向中心線與曲軸箱的左右兩側(cè)箱壁前后向中心線的相交點位置。
[0013]優(yōu)選的，在發(fā)動機水平放置狀態(tài)下，所述前級定量取油孔位于潤滑油箱容積中心面與曲軸箱箱壁的相交線上。
[0014]優(yōu)選的，所述曲軸箱的外箱壁在前級定量取油孔的兩側(cè)或者周向設置有擋油筋條。
[0015]優(yōu)選的，所述末級定量通氣孔通過連通管與汽缸連通。
[0016]另外，本實用新型還分別提供了
[0017]—種汽油鋸，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0018]一種修枝剪，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0019]—種打草機，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0020]—種割灌機，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0021]—種吹吸風機，其安裝有上述述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0022]—種草坪機，安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0023]—種發(fā)電機，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0024]—種水栗，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0025]—種高壓清洗機，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0026]—種小型通用發(fā)動機，其安裝有上述的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
[0027]本實用新型采用的技術方案，通過控制前級定量取油孔直徑D1與末級定量通氣孔直徑D3,使末級定量通氣孔的出口端壓力始終小于曲軸箱內(nèi)壓力并可以使這個負壓保持在一定范圍內(nèi)，由于前級定量取油孔直徑Di用于控制脈沖氣流壓力及油粒產(chǎn)生量，末級定量通氣孔直徑D3大小的設計盡量保證了機器內(nèi)的潤滑油盡可能少的排出，因此通過前級定量取油孔直徑DA末級定量通氣孔直徑D3的協(xié)同控制，可以精準控制潤滑油供給量，也基本上沒有多余的潤滑油氣從末級定量通氣孔排出，實現(xiàn)了定量且單向的行進潤滑。
[0028]而且，前級定量取油孔與末級定量通氣孔的潤滑油行進通道為單向連通結(jié)構，每一級需潤滑的腔室之間只有唯一的油氣量孔相通，因此在滿足各零部件潤滑的前提下，不會有多余參與過潤滑的潤滑油從曲軸箱或其它腔室再返回潤滑油箱，整個潤滑系統(tǒng)無回油孔道及單向閥、集油器等，也無任何攪拌潤滑油產(chǎn)生油霧的機械裝置，從原理上區(qū)別于同類機型已公布的專利或其他已面世公開的技術和相關結(jié)構。
[0029]而且，定量的油氣依次潤滑下一組零部件，最后，僅剩的微量廢油氣直接引入汽缸將其徹底燒掉，降低潤滑油消耗率，減少排污，徹底克服了傳統(tǒng)技術將余氣通氣管接入空濾器會浸濕過濾棉，造成機器及環(huán)境污染的瑕疵，滿足了性能可靠，結(jié)構簡單，降低成本的要求。
[0030]另外，通過曲軸箱的設計，使曲軸箱的內(nèi)壁各面與曲柄旋轉(zhuǎn)空間對應各面之間的間距< 2_，因此，即使任意翻轉(zhuǎn)使用，潤滑油也不會有多余的潤滑油積存在曲軸箱內(nèi)，滿足任意翻轉(zhuǎn)正常使用的要求。
【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步描述:
[0032]圖1為發(fā)動機處于水平狀態(tài)的結(jié)構示意圖；
[0033]圖2為發(fā)動機處于右側(cè)置狀態(tài)的結(jié)構示意圖；
[0034]圖3為發(fā)動機處于左側(cè)置狀態(tài)的結(jié)構示意圖；
[0035]圖4為發(fā)動機處于倒置狀態(tài)的結(jié)構示意圖；
[0036]圖5為發(fā)動機處于后置狀態(tài)的結(jié)構示意圖；
[0037]圖6為發(fā)動機處于前置狀態(tài)的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖1至圖6所示，現(xiàn)有的四沖程發(fā)動機設置有曲軸箱1、潤滑油箱2、凸輪室4、頂桿
5、上搖臂室6、汽缸，汽缸頂部設有汽缸蓋3。
[0039]如圖1所示，在發(fā)動機處于水平狀態(tài)下，從正前方看，潤滑油箱2垂直于曲軸的截面大致呈U形，曲軸箱I由潤滑油箱2包圍，曲軸箱箱壁11與潤滑油箱箱壁之間圍成潤滑油箱2的U型腔體，曲軸箱I及潤滑油箱2的底部呈下凸的圓弧形，左右兩側(cè)邊呈外凸的圓弧形。
[0040]本實用新型的四沖程發(fā)動機脈沖油氣潤滑系統(tǒng)，在曲軸箱I的左右兩側(cè)箱壁上各設置有一個前級定量取油孔，即位于曲軸箱I左側(cè)箱壁上的第一前級定量取油孔111和位于曲軸箱I右側(cè)箱壁壁上的第二前級定量取油孔112。在發(fā)動機水平放置狀態(tài)下，這兩個前級定量取油孔位于潤滑油箱容積中心面的前后向中心線與曲軸箱I的左右兩側(cè)箱壁前后向中心線的相交點位置附近，允許有適當偏移，比如在該相交點20mm以內(nèi)。而且在發(fā)動機水平放置時，兩個前級定量取油孔位于潤滑油液面上方50_高度以內(nèi)。即使?jié)櫥拖?的形狀有所變化，對于前級定量取油孔的位置來說，優(yōu)選的設計是，在發(fā)動機水平放置狀態(tài)下，前級定量取油孔位于潤滑油箱容積中心面與曲軸箱箱壁的相交線上，具體在相交線的哪一個位置，可以根據(jù)潤滑油箱形狀變化做出進一步的選擇。
[0041]潤滑油箱2與曲軸箱I之間通過前級定量取油孔相連通，凸輪室4與上搖臂室6之間由頂桿孔道連通，在汽缸蓋3上開設有末級定量通氣孔31，末級定量通氣孔31與上搖臂室6連通，這樣，前級定量取油孔與末級定量通氣孔31之間形成了一條單向連通的油氣潤滑通道。
[0042]本實用新型的四沖程發(fā)動機脈沖油氣潤滑系統(tǒng)，利用活塞上下運動產(chǎn)生的脈沖氣流，吹、吸潤滑油箱2中的潤滑油，通過控制前級定量取油孔直徑0工與末級定量通氣孔直徑D3，使前級定量取油孔直徑0工與末級定量通氣孔直徑D3滿足D1ZiD3 = 0.8-1.5，優(yōu)選滿MDVD3=1-1.2。由于前級定量取油孔直徑大小可以控制脈沖氣流對潤滑油箱2中潤滑油的吹吸壓力，從而控制了潤滑油從潤滑油箱2到曲軸箱I的流量，末級定量通氣孔直徑D3大小的設計在盡量保證機器內(nèi)的潤滑油盡可能少的排出時，也要兼顧到不影響機器功率的發(fā)揮。因此，由于前級定量取油孔與末級定量通氣孔之間只有唯一的一條單向連通的油氣潤滑通道，通過前級定量取油孔直徑0工與末級定量通氣孔直徑D3的協(xié)同控制，可以精確控制末級定量通氣孔31的出口端壓力為負的0.01-0.03Mpa，從而精準控制潤滑油氣供給量，既保證了油氣潤滑通道經(jīng)過處各個零部件的充分潤滑，也基本上可以保證不會有多余的潤滑油氣從末級定量通氣孔31排出，而且潤滑油氣從曲軸箱箱壁上前級定量取油孔到汽缸蓋上末級定量通氣孔31的行進潤滑過程中，每一級潤滑部件之間只有唯一的油氣量孔相通，形成了單向連通的油氣潤滑通道，不會有多余參與過潤滑的潤滑油從曲軸箱I或其它腔室再返回潤滑油箱2，實現(xiàn)了單向定量潤滑。
[0043]進一步的，如圖5所示，曲軸箱I與凸輪室4間設有中間級定量過油孔41，中間級定量過油孔直徑D2 < 3Di。中間級定量過油孔41引入了分級控制的理念，在前級定量取油孔直徑0工與末級定量通氣孔直徑D3確定的情況下，通過控制中間級定量過油孔直徑02大小來控制前級定量取油孔到末級定量通氣孔之間潤滑油氣的行進速度和潤滑油氣的輸送量，實現(xiàn)分級精準控制。
[0044]上述兩個前級定量取油孔的設計，是為了滿足任意翻轉(zhuǎn)時前級定量取油孔均能作用，以滿足該四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)的正常使用。如圖1所示，在發(fā)動機處于水平狀態(tài)時，第一前級定量取油孔111和第二前級定量取油孔112均在起作用。如圖2所示，在發(fā)動機處于右側(cè)置狀態(tài)時，主要由第二前級定量取油孔112起作用。如圖3所示，在發(fā)動機處于左側(cè)置狀態(tài)時，主要由第一前級定量取油孔111起作用。如圖4至圖6所示，在發(fā)動機處于倒置狀態(tài)時、在發(fā)動機處于后置狀態(tài)時以及在發(fā)動機處于前置狀態(tài)時，第一前級定量取油孔111和第二前級定量取油孔112均在起作用。
[0045]如圖1所示，曲軸箱I的左右兩側(cè)外箱壁在前級定量取油孔的上下兩側(cè)分別設置有擋油筋條113。上下側(cè)兩擋油筋條113將前級定量取油孔夾在中間，由于擋油筋條113的隔擋，機器在某種角度翻轉(zhuǎn)時，緊貼前級定量孔所在的箱壁的那一點潤滑油也就不會通過前級定量孔流入曲軸箱I了。另外一種選擇是，可以在前級定量取油孔的周向均設置有擋油筋條，這樣擋油效果更好。
[0046]由于潤滑油箱容積與發(fā)動機排量會有所變化，因此，前級定量取油孔直SD1與潤滑油箱容積及四沖程發(fā)動機排量之間的關系為Di = K(潤滑油箱容積一發(fā)動機排量)，其中Di的單位為mm，潤滑油箱容積與發(fā)動機排量的單位為cm3，所述K的取值范圍為0.011-0.02,K取值大小的確定與排量相關，一般為排量大取值大，排量小取值小。
[0047]最后，將末級定量通氣孔31通過連通管32與汽缸連通，這樣即使會有部分潤滑油氣從末級定量通氣孔31排出，僅剩的微量廢油氣也可以通過連通管32直接引入汽缸將其徹底燒掉，降低潤滑油消耗率，減少排污，最終達到了定量單向行進潤滑的要求，根本沒有多余參與過潤滑的潤滑油從曲軸箱I或其它腔室再返回潤滑油箱2。
[0048]另外，為了保證滿足任意翻轉(zhuǎn)正常使用，還有一個必要條件:即曲軸箱I的設計需實現(xiàn)內(nèi)壁各面與曲柄旋轉(zhuǎn)空間對應面間距< 2mm。如圖5所示，曲軸箱I設有凸向曲軸曲柄軸向端面的凸起部12，以全面實現(xiàn)曲軸箱內(nèi)壁與曲柄旋轉(zhuǎn)空間所有對應面間距^ 2mm。這樣才能保證，任意工位時，曲軸箱I內(nèi)都不會有多余空間留存從潤滑油箱2進來的潤滑油，進入曲軸箱I內(nèi)定量的潤滑油除了潤滑曲軸箱I內(nèi)的零件，剩余的潤滑油只能通過中間級定量過油孔41，繼續(xù)單向行進去潤滑凸輪室4。
[0049]上述的四沖程發(fā)動機脈沖油氣潤滑系統(tǒng)，是通過控制前前級定量取油孔直徑0工與末級定量通氣孔直徑D3滿足D^D3 = 0.8-1.5，同時使前級定量取油孔直徑D1與潤滑油箱容積及發(fā)動機排量之間的關系SDi = K(潤滑油箱容積一發(fā)動機排量)，來精準控制潤滑油氣供給量和潤滑油氣在油氣潤滑通道的行進速度，形成定量單向行進潤滑的，油氣潤滑通道由前級定量取油孔到末級定量通氣孔方向依次連通曲軸箱1、凸輪室4、頂桿孔道、上搖臂室6，最后將末級定量通氣孔31中排出的微量廢油氣引入汽缸徹底燒掉。
[0050]在發(fā)動機一定排量和曲軸箱容積一定的情況下，活塞以0.01—0.002秒的頻率上下行形成的脈沖氣流的壓力速度基本穩(wěn)定，通過改變前級定量取油孔孔徑，就決定了脈沖氣流對潤滑油箱中潤滑油的吹吸壓力，從而控制了潤滑油氣從潤滑油箱2到曲軸箱I的流量，在上述條件下潤滑油氣從潤滑油箱2到曲軸箱I的流量控制在1.5-2g/kw.h。
[0051 ]曲軸箱I潤滑之后，接著潤滑凸輪室4，曲軸箱I與凸輪室4間之間的中間級定量過油孔41大小設計滿足；中間級定量過油孔直徑D2 ，保證運行中的曲軸箱I壓力為負的
0.003—0.008Mpa，同時控制進入凸輪室4的潤滑油量在滿足凸輪與正時齒輪潤滑外，其余油量基本可滿足下一潤滑部位，即上搖臂室6的機件潤滑正常為度。
[0052]上搖臂室6潤滑之后，僅剩的微量廢油氣通過汽缸蓋3頂部的末級定量通氣孔31引入汽缸，末級定量通氣孔31大小的設計在盡量保證機器內(nèi)的潤滑油盡可能少的排出時，也要兼顧到不影響機器功率的發(fā)揮，通過控制末級定量通氣孔直徑，使末級定量通氣孔到汽缸之間的油粒行進速度為3—5mm/s為佳。
[0053]本實用新型提供的四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)可使用于各種安裝有四沖程發(fā)動機的工具，如汽油鋸、修枝剪、打草機、割灌機、吹吸風機、草坪機、發(fā)電機，、水栗、高壓清洗機、小型通用發(fā)動機等，當然本實用新型的保護范圍并不限于上述列舉。
【主權項】
1.一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:在曲軸箱箱壁上設有與潤滑油箱連通的前級定量取油孔，在汽缸蓋上設有末級定量通氣孔，前級定量取油孔直SD1與末級定量通氣孔直徑D3滿足Di/D3 = 0.8-1.5，所述前級定量取油孔與末級定量通氣孔之間設有一條單向連通的油氣潤滑通道。2.根據(jù)權利要求1所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述前級定量取油孔直徑Di與末級定量通氣孔直徑D3滿足D1/D3= 1-1.2。3.根據(jù)權利要求1所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述前級定量取油孔直徑D1與潤滑油箱容積及發(fā)動機排量之間的關系SD1 = K,其中，K =潤滑油箱容積一發(fā)動機排量，單位為mm，潤滑油箱容積與發(fā)動機排量的單位為cm3，所述K的取值范圍為0.011 — 0.02。4.根據(jù)權利要求3所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述曲軸箱的內(nèi)壁各面與曲柄旋轉(zhuǎn)空間對應各面之間的間距< 2_。5.根據(jù)權利要求4所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述曲軸箱與曲軸軸向兩側(cè)對應的兩側(cè)內(nèi)壁設有凸向曲軸軸向中間位置的凸起部。6.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述曲軸箱與凸輪室間設有中間級定量過油孔，所述中間級定量過油孔直徑D2 <3D17.根據(jù)權利要求6所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述潤滑油箱垂直于曲軸的截面呈U形，所述曲軸箱由潤滑油箱包圍，曲軸箱的左右兩側(cè)箱壁上各設置有一個前級定量取油孔，在發(fā)動機水平放置狀態(tài)下，兩個前級定量取油孔位于潤滑油箱容積中心面的前后向中心線與曲軸箱的左右兩側(cè)箱壁前后向中心線的相交點位置。8.根據(jù)權利要求6所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:在發(fā)動機水平放置狀態(tài)下，所述前級定量取油孔位于潤滑油箱容積中心面與曲軸箱箱壁的相交線上。9.根據(jù)權利要求7所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述曲軸箱的外箱壁在前級定量取油孔的兩側(cè)或者周向設置有擋油筋條。10.根據(jù)權利要求6所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述末級定量通氣孔通過連通管與汽缸連通。11.一種汽油鋸，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。12.—種修枝剪，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。13.—種打草機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。14.一種割灌機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。15.—種吹吸風機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。16.—種草坪機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。17.—種發(fā)電機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。18.—種水栗，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。19.一種高壓清洗機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。20.—種小型通用發(fā)動機，其特征在于:安裝有權利要求1至10任意一項所述的一種四沖程發(fā)動機定量單向油氣潤滑系統(tǒng)。
【文檔編號】F01M11/06GK205503221SQ201620215692
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】李志軍, 余劍
【申請人】浙江亞特電器有限公司