專利名稱：雙凸輪內(nèi)燃機(jī)油路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，具體地涉及單缸內(nèi)燃機(jī)，例如那些用于為割草機(jī)、集水坑泵(sump pump)、便攜式發(fā)電機(jī)和其他設(shè)備提供動(dòng)力的單缸內(nèi)燃機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)的雙凸輪設(shè)計(jì)和相關(guān)的油路。
背景技術(shù)：
單缸內(nèi)燃機(jī)通常采用分別允許燃料和空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸及允許廢氣排出氣缸的進(jìn)氣閥門和排氣閥門。這些閥門通常由響應(yīng)于凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而向閥門傳遞直線運(yùn)動(dòng)的氣門機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。在許多這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)氣閥門和排氣閥門在一個(gè)方向上由各自的彈簧驅(qū)動(dòng)(以關(guān)閉)，而在相反方向上由各自的搖臂驅(qū)動(dòng)(以開啟)。搖臂又由跨在各自凸輪上的各自的推桿驅(qū)動(dòng)，所述凸輪由凸輪軸支撐并圍繞其旋轉(zhuǎn)，而所述凸輪軸又由發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)。同樣由曲軸驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇將空氣吹過氣缸以對(duì)氣缸進(jìn)行冷卻。
在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，重要的是應(yīng)至少向曲軸和凸輪軸的主軸承上提供潤(rùn)滑油或者其他潤(rùn)滑劑，并且這種潤(rùn)滑油需經(jīng)過濾。因此，多數(shù)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)還具有精心設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑系統(tǒng)以提供必要的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑系統(tǒng)通常包括儲(chǔ)油器、油泵和由一系列通道組成的油路，潤(rùn)滑油通過這些通道從油泵流向?yàn)V油器和需要潤(rùn)滑的部件。通常通過在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱和罩/油底殼中鉆制或者鑄造管道的方法來制造油道。
具有這種設(shè)計(jì)的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)存在幾個(gè)局限。首先設(shè)置在這種發(fā)動(dòng)機(jī)上的凸輪軸和搖臂之間的推桿，相互緊靠地設(shè)置在氣缸的單側(cè)。同樣地，氣缸蓋上的一對(duì)搖臂也相互緊靠地設(shè)置在氣缸蓋的單側(cè)，一對(duì)氣門也是如此。因此，氣缸蓋上的氣門之間的氣門橋(valve bridge)區(qū)域，也就是氣缸蓋上最熱的區(qū)域，比較狹窄且被部分地遮蔽了由風(fēng)扇吹過氣缸蓋的空氣。結(jié)果，氣門橋區(qū)域可能未能得到如預(yù)期的很好的冷卻，這樣可最終引起氣缸蓋的減弱或斷裂，或者引起靠近此氣門橋區(qū)域的氣門座的變形/移動(dòng)。
另外，這種單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的油路通常設(shè)計(jì)復(fù)雜且制造昂貴。具體地，為了在曲軸箱壁和罩/油底殼中設(shè)置所需的油道而必需的鉆孔或鑄造，在制造上可能會(huì)昂貴和困難。由于需要在發(fā)動(dòng)機(jī)材料(如，鋁)中使用型芯或鑄造金屬管，所以管狀通道的鑄造尤其昂貴。這些鉆孔或者(涉及型芯或金屬管的)鑄造工序增加了發(fā)動(dòng)機(jī)制造的復(fù)雜性和成本。
而且，由于其復(fù)雜性和大量的運(yùn)動(dòng)部件，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)(包括凸輪軸和曲軸)的設(shè)計(jì)和制造同樣會(huì)困難和昂貴。例如，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸上的兩只凸輪通常必須不同地定向，使得其各自的主凸輪凸角分開100度或者更大度數(shù)。因此制造帶有兩只這樣不同定向的凸輪的凸輪軸會(huì)是困難且昂貴的，特別是在需要將凸輪軸和凸輪整體形成為單一部件的時(shí)候。如果需要使用更耐用或者可提供更安靜操作的材料來制造這種部件，則這種氣門機(jī)構(gòu)部件的制造成本可能會(huì)進(jìn)一步加劇，因?yàn)槭褂眠@種材料模制或加工復(fù)雜的部件通常會(huì)更加困難。
所以如果設(shè)計(jì)出一種能避免或減輕以上問題的新型單缸發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)十分有利。特別地，如果能夠設(shè)計(jì)出帶有堅(jiān)固的、工作安靜的部件的新型單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，且其比常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造更容易且更加成本低廉，尤其是關(guān)于涉及氣門機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑系統(tǒng)的部件的成本，則會(huì)是極為有利的。此外，如果能夠設(shè)計(jì)出比在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)中更有效地冷卻氣門橋區(qū)域的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，將會(huì)是非常有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已開發(fā)出一種新型的、雙凸輪單缸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有兩根由曲軸分別驅(qū)動(dòng)的凸輪軸。由于采用了兩根凸輪軸，其中一根驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥的氣門機(jī)構(gòu)，另一根驅(qū)動(dòng)排氣閥的氣門機(jī)構(gòu)，所以將氣門分別設(shè)置在氣缸的相對(duì)兩側(cè)，使得氣門橋區(qū)域暴露出來，從而使該區(qū)域得到更有效的冷卻。雙凸輪軸的每根軸包括有延伸各自凸輪軸長(zhǎng)度的各自的內(nèi)部通道。其中一根凸輪軸由油泵支撐。該凸輪軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油泵，從而將油通過該凸輪軸中的內(nèi)部通道泵送，并且(在一些實(shí)施例中)也抽向曲軸的下軸承。
經(jīng)過凸輪軸中的內(nèi)部通道泵送的油隨后流經(jīng)曲軸箱頂部中的鑄造通道，首先到達(dá)濾油器，然后從濾油器到達(dá)曲軸的上軸承以及另一根凸輪軸。通過上軸承和下軸承或者僅通過上軸承提供給曲軸的油，進(jìn)一步經(jīng)曲軸中的通道流傳送到曲柄銷軸承以及支撐配重的偏心軸承。流經(jīng)曲軸箱頂部中的內(nèi)部通道到達(dá)另一根凸輪軸的油繼續(xù)流經(jīng)該凸輪軸，流到該凸輪軸的下軸承。
曲軸箱頂部中的通道是通過在該頂部?jī)?nèi)鑄造溝槽，并使用附加的板覆蓋這些溝槽而形成的。由于采用了雙凸輪軸，且每根凸輪軸只有單一的凸輪凸角，所以可更容易地使用堅(jiān)固耐用的、工作安靜的材料來制造凸輪軸。另外，由于采用了在曲軸箱頂部和凸輪軸中的通道，所以油路的制造比在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中更容易且更加成本低廉。具體地，與可對(duì)比的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，曲軸箱中的鉆制通道的數(shù)量和復(fù)雜性得以降低。因此，可以相對(duì)較少的努力和費(fèi)用制造出發(fā)動(dòng)機(jī)，其將加壓的油提供給發(fā)動(dòng)機(jī)中的多種部件，包括例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上的曲柄銷和偏心軸承。
具體地，本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，其包括曲軸箱；由曲軸箱支撐的油泵，其中該油泵具有進(jìn)口和第一出口；以及第一凸輪軸，其具有在第一凸輪軸的第一端和第二端之間延伸的第一通道，其中第一凸輪軸端至少間接地由油泵和曲軸箱中之一支撐，且其中潤(rùn)滑劑從上述油泵提供給上述第一通道的第一端并經(jīng)第一通道傳送到第二端。該內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括由曲軸箱支撐的曲軸；第二通道，其將通過第一通道輸送到第一凸輪軸的第二端的潤(rùn)滑劑的至少第一部分傳送到曲軸的第一曲軸軸承；以及位于曲軸中的第三通道，其接收通過第二通道傳送的潤(rùn)滑劑的至少第二部分，并且將潤(rùn)滑劑的第二部分的至少第三部分進(jìn)一步傳送到曲軸上的曲柄銷軸承。
本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，其包括能夠提供潤(rùn)滑劑的泵；第一通道，其至少部分地連接泵與曲軸軸承，以便將泵提供的潤(rùn)滑劑的至少第一部分傳送到曲軸軸承；以及關(guān)于曲軸軸承支撐的曲軸。該曲軸進(jìn)一步包括第一偏心軸承，其中該第一偏心軸承設(shè)置為支撐至少一個(gè)配重部件；和位于曲軸中的第二通道，其中通過曲軸軸承向該第二通道提供有潤(rùn)滑劑的至少第二部分，并且該第二通道將潤(rùn)滑劑的至少第三部分傳送到第一偏心軸承的第一外表面。
本發(fā)明還涉及一種單缸內(nèi)燃機(jī)，其包括氣缸、曲軸箱、至少間接地由曲軸箱支撐的第一凸輪軸、和至少間接地由曲軸箱支撐的第二凸輪軸，其中該第一凸輪軸包括第一凸輪且第二凸輪軸包括第二凸輪。該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括至少間接地由曲軸箱支撐的曲軸，其中該曲軸至少間接地與每根第一和第二凸輪軸連接以便曲軸的旋轉(zhuǎn)引起每根第一和第二凸輪軸及其各自凸輪的旋轉(zhuǎn)，并且其中各自凸輪的旋轉(zhuǎn)能夠分別產(chǎn)生與氣缸關(guān)聯(lián)的第一和第二氣門的相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)另外還包括用于將潤(rùn)滑劑傳送到至少一個(gè)與曲軸關(guān)聯(lián)的軸承的裝置。
本發(fā)明還涉及一種在內(nèi)燃機(jī)中傳送潤(rùn)滑劑的方法。該方法包括將潤(rùn)滑劑的至少第一部分通過至少一條第一通道傳送到曲軸軸承；并且進(jìn)一步將潤(rùn)滑劑的至少第二部分從曲軸軸承通過曲軸中的至少一條第二通道傳送到偏心軸承，其中該偏心軸承設(shè)置為用于支撐配重的至少一部分。


圖1是從發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置有起動(dòng)機(jī)和氣缸蓋的一側(cè)觀察到的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第一透視圖；圖2是從發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置有空氣濾清器和濾油器的一側(cè)觀察到的、圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第二透視圖；圖3是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第三透視圖，其中拆除了發(fā)動(dòng)機(jī)的部分零件以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的其它內(nèi)部零件；圖4是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第四透視圖，其中拆除了發(fā)動(dòng)機(jī)的部分零件以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的其它內(nèi)部零件；圖5是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第五透視圖，其中拆除了曲軸箱的頂部以顯示曲軸箱的內(nèi)部；圖6是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第六透視圖，其中示出曲軸箱的頂部與曲軸箱的下部分解；圖7是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的俯視圖，示出了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部部件；圖8是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)的部件的透視圖；圖9是圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱下部和氣缸的俯視圖，其中特別示出了油泵；圖10是從曲軸箱與氣缸相對(duì)的一側(cè)觀察到的、圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱下部的正視圖；圖11和12分別為沿著圖10的線11-11和線12-12得到的圖9中所示油泵的一個(gè)實(shí)施例的橫剖視圖；圖13是沿著圖9的線13-13得到的、圖9-10的曲軸箱的下部和圖11-12的油泵的橫截面?zhèn)纫晥D；圖14是沿著圖9的線14-14得到的、圖9-10的曲軸箱的下部和圖11-12的油泵的橫截面?zhèn)纫晥D，其中特別示出了連接油泵和曲軸軸承的油道；圖15是連接油泵和主曲軸軸承的油道的另一實(shí)施例的分解圖(與圖14相對(duì)照)；圖16是示出圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的油路的框圖；圖17是圖6中所示的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱頂部的下側(cè)的視圖，其中示出用于覆蓋頂部中的鑄造通道的板與頂部的其余組件相分解；圖18是能夠用于圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的示例性曲軸的側(cè)視圖；圖19是能夠用于圖1的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的另一示例性曲軸的相關(guān)部件的分解透視圖；圖20是圖19的曲軸的部件沿曲軸的中心軸的橫剖視圖；以及圖21是作為圖19的曲軸的一部分的一對(duì)凸緣之一的正視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和圖2，由威斯康星州科勒市的科勒公司設(shè)計(jì)的新型單缸4沖程內(nèi)燃機(jī)100，包括曲軸箱110和鼓風(fēng)機(jī)殼120，在鼓風(fēng)機(jī)殼中設(shè)有風(fēng)扇130和飛輪140。發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括起動(dòng)機(jī)150、氣缸160、氣缸蓋170和搖臂蓋180。氣缸蓋170上設(shè)有圖1中所示的排氣口190和圖2中所示的進(jìn)氣口200。如本領(lǐng)域中所公知的，在發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)行時(shí)，活塞210(見圖7)在氣缸160中朝向和遠(yuǎn)離氣缸蓋170進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)?；钊?10的運(yùn)動(dòng)又引起曲軸220(見圖7和圖18)的旋轉(zhuǎn)，以及與曲軸連接的風(fēng)扇130和飛輪140的旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇130的旋轉(zhuǎn)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)，而飛輪140的旋轉(zhuǎn)使得可保持相對(duì)恒定的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量。
具體地參考圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括與進(jìn)氣口200連接的空氣過濾器230，用于在將空氣提供給氣缸蓋170之前過濾發(fā)動(dòng)機(jī)所需的空氣。提供給進(jìn)氣口200的空氣通過氣缸蓋170傳送到氣缸160中，并通過從氣缸流經(jīng)氣缸蓋，然后流出排氣口190而排出發(fā)動(dòng)機(jī)。空氣通過氣缸蓋170流入和流出氣缸160，是分別由進(jìn)氣閥240和排氣閥250控制的(見圖8)。此外如圖2中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)100包括濾油器260，發(fā)動(dòng)機(jī)100的油流經(jīng)該過濾器并得到過濾。具體地，濾油器260分別通過輸入管路270和輸出管路280與曲軸箱110相連接，通過這些管路加壓的油流入濾油器中，然后從濾油器返回曲軸箱。
參考圖3和圖4，所示的發(fā)動(dòng)機(jī)100拆除了鼓風(fēng)機(jī)殼120以露出曲軸箱110的頂部290。關(guān)于圖3，其中還拆除了風(fēng)扇130和飛輪140，示出了根據(jù)風(fēng)扇130和/或飛輪140的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電流的線圈300，其中風(fēng)扇130和飛輪140共同用作永磁發(fā)電機(jī)。此外，所示的曲軸箱110的頂部290具有一對(duì)凸板310，用以覆蓋一對(duì)直齒輪320、325(見圖5和圖7-8)。關(guān)于圖4，其示出了位于曲軸箱110的頂部290上方的風(fēng)扇130和飛輪140。此外，圖4示出了不帶有搖臂蓋180的發(fā)動(dòng)機(jī)100，以更清楚地顯示出一對(duì)管330、335，其中一對(duì)相應(yīng)的推桿340、345穿過此對(duì)管延伸。推桿340、345在曲軸箱110中的一對(duì)相應(yīng)的搖臂350、355和一對(duì)凸輪360、365(見圖8)之間延伸，下面將對(duì)此進(jìn)一步說明。
轉(zhuǎn)到圖5和圖6，所示發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸箱110的頂部290從曲軸箱110的下部370上拆開，以顯示出曲軸箱的內(nèi)部380。此外在圖5和圖6中，示出了剖切的發(fā)動(dòng)機(jī)100，排除了超出氣缸160的發(fā)動(dòng)機(jī)的部分，例如氣缸蓋170。關(guān)于圖6，以分解圖示出曲軸箱110的頂部290位于曲軸箱的下部370上方。在本實(shí)施例中，下部370不僅包括曲軸箱的底板390，還包括曲軸箱的所有四個(gè)側(cè)壁400，而頂部290只起到曲軸箱蓋的作用。頂部290和下部370制造為兩個(gè)單獨(dú)的部件，因此為打開曲軸箱110，需要將頂部從下部物理地移開。此外如圖5中所示，曲軸箱110內(nèi)的一對(duì)齒輪320、325構(gòu)成各自凸輪軸410、415(也見圖8)的一部分，而所述凸輪軸又由曲軸箱110的下部370支撐。如關(guān)于圖9-12進(jìn)一步說明的，凸輪軸410具體由泵412支撐，而泵又由曲軸箱110的下部370支撐。由于泵412沿著用作儲(chǔ)油器的曲軸箱110的下部370所設(shè)置的位置，泵412接收收集在曲軸箱110下部370內(nèi)的油。泵412進(jìn)而由于凸輪軸410的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動(dòng)。在圖5中還示出了沿著底板390設(shè)置的、支撐曲軸220的下曲軸軸承540。
參考圖7，給出了發(fā)動(dòng)機(jī)100的俯視圖，其中示出了發(fā)動(dòng)機(jī)的其它內(nèi)部部件。具體地，圖7顯示出氣缸160內(nèi)的、將通過連桿420連接到曲軸220上的活塞210。曲軸220又與旋轉(zhuǎn)平衡塊430和配重440相連接，這些平衡部件平衡部分由活塞210施加在曲軸220上的作用力。曲軸220上的齒輪又與每個(gè)齒輪320、325相接觸，因此曲軸將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給凸輪軸410、415。圖7還示出了設(shè)置在氣缸蓋170上的火花塞450，其在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力沖程中提供火花，使得在氣缸160中產(chǎn)生燃燒?；鸹ㄈ?50的電能由線圈300提供(見圖3)。
繼續(xù)參考圖7且另外參考圖8，示出了發(fā)動(dòng)機(jī)100的兩個(gè)氣門機(jī)構(gòu)460、461的元件。氣門機(jī)構(gòu)460、461分別包括各自的凸輪軸410、415，且凸輪軸分別包括各自的齒輪320、325，還分別包括位于齒輪下方的各自的單凸角凸輪360、365。由于每根凸輪軸410、415只包括具有單凸角的單個(gè)凸輪，(與具有多個(gè)凸輪的凸輪軸相比較)凸輪軸可以容易地由單件堅(jiān)固塑料或其它材料模制或另外加工。使用這種堅(jiān)固材料可以使凸輪360、365與各自的推桿340、345之間的相互作用更加安靜，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)100的整體運(yùn)行更加安靜。在一個(gè)實(shí)施例中，凸輪360、365整體模制在各自的齒輪320、325的各自的后部，且凸輪410、415是相同的，使得凸輪更易于大批量生產(chǎn)。
此外，可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸箱110上的各自的凸輪從動(dòng)臂470、475伸展放置在各自的凸輪360、365上。各自的推桿340、345又放置在各自的凸輪從動(dòng)臂470、475上。隨著凸輪360、365的旋轉(zhuǎn)，推桿340、345由與旋轉(zhuǎn)凸輪滑動(dòng)接觸的凸輪從動(dòng)臂470、475暫時(shí)向外推離曲軸箱110。這引起搖臂350、355搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，從而使得各自的氣門240和250朝向曲軸箱110打開。然而，當(dāng)凸輪360、365繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，推桿340、345可通過凸輪從動(dòng)臂470、475向內(nèi)返回到其初始位置。
設(shè)置在氣缸蓋170和搖臂350、355之間的一對(duì)彈簧480、490分別提供在趨向于關(guān)閉氣門240、250的方向上趨向于搖動(dòng)搖臂350、355的力。而且，作為彈簧480、490在搖臂350、355上的此加壓作用的結(jié)果，迫使推桿340、345回復(fù)到其原來的位置。氣門機(jī)構(gòu)460、461設(shè)計(jì)為具有適當(dāng)?shù)膿u臂傳動(dòng)比(rocker ratio)和質(zhì)量，以控制對(duì)于凸輪360、365的接觸應(yīng)力水平。圖7還示出了各自的氣門機(jī)構(gòu)460、461的部件設(shè)置在氣缸160和氣缸蓋170的相對(duì)兩側(cè)，從而顯露出氣門橋區(qū)域610。
在本實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)100為立軸式發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠輸出15-20馬力，用于例如割草機(jī)等多種消費(fèi)性園藝機(jī)械。在其它實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)100還可實(shí)現(xiàn)為橫軸式發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)計(jì)成輸出更大或者更小量的功率、和/或用于多種其他類型的機(jī)械中，例如吹雪機(jī)。此外，在其它實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)100中的部件的具體設(shè)置可與以上圖示和描述的那些不同。例如，在一個(gè)可選實(shí)施例中，凸輪360、365可以設(shè)置在齒輪320、325的上方而不是齒輪的下方。
仍然參考圖8，凸輪軸410、415具有各自的內(nèi)部通道500、505，可通過這些通道傳送油或其它潤(rùn)滑劑。具體地，內(nèi)部通道500將油從油泵412向上傳送至齒輪320，而內(nèi)部通道505則將油從齒輪325向下傳送至凸輪軸415的基部，其中該凸輪軸放置在曲軸箱110的底板390上。如參考圖16更完整地討論的，內(nèi)部通道500、505構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)100的整體油路的一部分。
轉(zhuǎn)到圖9和圖10，其中給出了曲軸箱110的下部370的俯視圖和(從與氣缸160相對(duì)的側(cè)壁400觀察到的)正視圖。圖9具體示出了由曲軸箱的底板390支撐的油泵412。進(jìn)一步參考圖11-14，其中更詳細(xì)地示出了油泵412。具體參考圖11-12，其分別為沿著圖10的線11-11和線12-12得到的油泵412的剖視圖，如圖中所示，優(yōu)選實(shí)施例中的油泵是具有常規(guī)設(shè)計(jì)的擺線泵(或者可選的是新月形齒輪泵)，其具有設(shè)置在外齒圈515內(nèi)的內(nèi)齒輪510，該外齒圈的內(nèi)圓周上設(shè)有輪齒。
圖13-14分別為沿著圖9的線13-13和線14-14得到的橫剖視圖，如其中所示，內(nèi)齒輪510和外齒圈515包含在殼體520內(nèi)，該殼體520放置在曲軸箱110的底板390中的腔體518中。在所示實(shí)施例中，齒輪510、515具體地放置在底板390上，且殼體520圍繞上述齒輪從底板390向上延伸。然而，在可選實(shí)施例中，齒輪510、515完全包含在殼體中，殼體再放置于底板390上。該殼體由剛性材料制成，使得圍繞齒輪510、515的空間包絡(luò)面更加精確以提供油泵412的改進(jìn)的性能。
具體地如圖11和圖13中所示，內(nèi)齒輪510具有內(nèi)孔524，凸輪軸410貫穿該內(nèi)孔設(shè)置。因而，凸輪軸410的內(nèi)部通道500一直延伸到內(nèi)齒輪510的底側(cè)528。內(nèi)齒輪510壓配合或以其它方式連接在凸輪軸410上。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸輪軸410旋轉(zhuǎn)時(shí)，即引起內(nèi)齒輪510及外齒圈515在殼體520內(nèi)旋轉(zhuǎn)。曲軸箱110的底板390或在可選實(shí)施例中殼體520的一部分支撐內(nèi)齒輪510和凸輪軸410，因此形成該凸輪軸的下凸輪軸軸承555。
參考圖12，與其它擺線泵(或新月形齒輪泵)相同，油泵412的內(nèi)齒輪510的輪齒數(shù)量少于外齒圈515，且兩個(gè)齒輪的中心軸彼此稍微錯(cuò)開。因此當(dāng)齒輪510和515旋轉(zhuǎn)時(shí)，在油泵412的進(jìn)口管525中產(chǎn)生部分真空，從而將油經(jīng)過進(jìn)入孔550沿著殼體520外側(cè)的曲軸箱底板390抽入油泵412中。另外，同時(shí)參考圖13，由于油泵的運(yùn)行而抽入油泵412中的油進(jìn)而又經(jīng)過出口通道535和曲軸軸承出口通道530排出油泵。
如圖11、13和14中所示，出口通道535由曲軸箱110的底板390內(nèi)(或者殼體520內(nèi))的槽532構(gòu)成，該槽在內(nèi)齒輪下方從內(nèi)齒輪510和外齒圈515之間徑向延伸至內(nèi)孔524。由于出口通道535、內(nèi)齒輪510、凸輪軸410和內(nèi)部通道500的設(shè)置，由出口通道排出的部分油潤(rùn)滑軸/內(nèi)齒輪的下軸承555。由出口通道535排出的其它油通過凸輪軸410的內(nèi)部通道500向上泵送。這部分油為發(fā)動(dòng)機(jī)100的多個(gè)其它部件提供了潤(rùn)滑，下面會(huì)參考圖16-17進(jìn)一步說明。
如圖12和圖14中所示，曲軸軸承出口通道530是從油泵412沿著油泵的頂部幾乎延伸到支撐曲軸220的下曲軸軸承540的管道。使用附加的連接裝置585將曲軸軸承出口通道530連接到下曲軸軸承540上，并進(jìn)一步通過軸承中的孔口587連到軸承內(nèi)部，從而完成了從油泵412到軸承540的油道。在一個(gè)實(shí)施例中，連接裝置585是一種橡膠管，其具有設(shè)計(jì)成伸入曲軸軸承出口通道530內(nèi)的第一端590和設(shè)計(jì)成安裝在孔口587內(nèi)的第二端592。油從曲軸軸承出口通道530流經(jīng)連接裝置585進(jìn)入下曲軸軸承540中。在圖14所示的實(shí)施例中，曲軸軸承出口通道530還包括減壓閥594，允許油通過該出口通道中的孔597流出曲軸軸承出口通道530，使得如果油壓變得過高時(shí)油可以流出該系統(tǒng)。在所示的實(shí)施例中，閥594包括球體596和彈簧599，當(dāng)然也可以使用其它類型的閥門。
參考圖15，示出了圖12和圖14的油道的另一實(shí)施例的分解圖。具體地，圖15示出了連接曲軸軸承出口通道530和軸承540的一種可選的連接裝置685。具體地，連接裝置685具有第一端690，其通過邊緣696與第二端692分隔開，該邊緣696在第一端和第二端之間從連接裝置向外延伸。邊緣696使連接裝置685相對(duì)于曲軸軸承出口通道530和下曲軸軸承540保持在適當(dāng)位置上。第一端690具有足夠的長(zhǎng)度以延伸經(jīng)過孔597，并且當(dāng)連接裝置685插入出口通道530時(shí)，第一端690將球-彈簧閥694(或其它類型的閥)支撐在與孔597對(duì)準(zhǔn)的位置上。
參考圖16，使用框圖示意出發(fā)動(dòng)機(jī)100的整體油路545，油通過此回路從曲軸箱110的底板390泵送至發(fā)動(dòng)機(jī)中的各種部件。如圖所示，油從進(jìn)入孔550抽入進(jìn)口管525中，其中該進(jìn)入孔形成了沿著曲軸箱110的底板390的取油器(oil pick-up)。隨后油被提供給油泵412。在所示的實(shí)施例中，油泵412將部分油經(jīng)出口通道535排出到凸輪軸410的下凸輪軸軸承555，而將其余部分的油經(jīng)過曲軸軸承出口通道530排出。被泵送出曲軸軸承出口通道530的油再通過連接裝置585(或連接裝置685)提供給下曲軸軸承540，和/或通過減壓閥594(或閥694)和孔597返回到(油泵412外側(cè)的)曲軸箱110的底板390。在可選實(shí)施例中，部分油經(jīng)出口通道535排出，而其余部分的油被泵送至不同于曲軸軸承出口通道530或者除此之外的其他位置。在另外的可選實(shí)施例中，所有的油經(jīng)出口通道535排出。
經(jīng)出口通道535泵送出的大部分油不會(huì)保留在下凸輪軸軸承555處，而是通過凸輪軸410的內(nèi)部通道500繼續(xù)向上，并沿著該凸輪軸的上凸輪軸軸承565流出。隨后大部分的油繼續(xù)通過輸入管路270到達(dá)濾油器260，油在此得到過濾。一經(jīng)過濾后，油繼續(xù)通過輸出管路280。一部分油沉積在上曲軸軸承570處，而一部分油繼續(xù)沿著附加管路598流到軸415的上凸輪軸軸承575處。該部分油的一部分隨后繼續(xù)向下沿著軸415的內(nèi)部通道505流到沿曲軸箱110下部370的、該軸的剩下的下凸輪軸軸承580。
圖17示出了曲軸箱110頂部290的內(nèi)側(cè)600，以進(jìn)一步闡明油路545的設(shè)計(jì)。具體地，示出了支撐各自凸輪軸410、415的上凸輪軸軸承565、575和支撐曲軸220的上曲軸軸承570。該圖還示出了模制在頂部290中的凹槽602、604和606，以分別形成連接上凸輪軸軸承565和濾油器260的輸入管路270、連接濾油器和上曲軸軸承570的輸出管路280以及連接濾油器和上凸輪軸軸承575的附加管路598。凹槽602、604和606具有半圓形橫截面，且通過使用板601覆蓋這些凹槽而形成管路270、280和598。
雖然板601可以是平坦的，但在所示的實(shí)施例中該板具有槽605、607和609，它們與凹槽602、604和606互補(bǔ)以分別形成管路270、280和598。板601可以通過螺釘或其它緊固件或方法固定在頂部290上。在圖8中所示的輸入管路270和輸出管路280的確切路徑與圖7中所示的管路路徑有些不同，在于圖7中所示的路徑是直線的，而圖8中的路徑更彎曲一些。因此取決于實(shí)施例，輸入管路270、輸出管路280和附加管路598可以沿著各種不同的路徑。這種通過模制凹槽和板601形成管路270、280和598的方式，與通過使用型芯、金屬管等將封閉式通道完全鑄造或鉆制在頂部290中的可選方法相比，更為簡(jiǎn)單和更加節(jié)約成本，雖然在可選實(shí)施例中也可使用這樣其它的方法來制造通道。
再次參照?qǐng)D16且另見圖18，提供給上曲軸軸承570和下曲軸軸承540的油均用于潤(rùn)滑曲軸軸承本身，同時(shí)也用于潤(rùn)滑沿著曲軸220長(zhǎng)度上的其它軸承。如圖18中所示，沿著曲軸220的每個(gè)上軸軸承部700和下軸軸承部710均包括各自的環(huán)形凹槽712，油通過上曲軸軸承570和下曲軸軸承540(例如，通過這些軸承中的孔)輸送到上述環(huán)形凹槽中。在曲軸220中分別鉆制的上孔708和下孔718，從上軸軸承部700和下軸軸承部710的各自的槽712，分別穿過上曲柄臂720和下曲柄臂730，延伸至曲軸的曲柄銷701中延伸的內(nèi)部通道724，該曲柄銷基本上平行于曲軸220的中心軸726。
如圖所示，上孔708和下孔718相對(duì)于中心軸726以傾斜的角度在槽712與曲柄銷701之間延伸。通過以此方式鉆制孔708、718，每個(gè)孔708、718可僅通過鉆制單一的直孔而分別形成。然而，在所示的實(shí)施例中，必須鉆制三個(gè)其它的孔以便將油傳送到沿著曲軸220的三個(gè)不同的位置。首先，曲柄銷701包括第一附加孔715，其連接內(nèi)部通道724與形成曲柄銷軸承702的曲柄銷外表面。因此，通過上孔708和下孔718提供給內(nèi)部通道724的油接著再傳送到曲柄銷701的外側(cè)，以向曲柄銷軸承702提供潤(rùn)滑。
此外如圖18中所示，曲軸220分別包括第一和第二偏心軸承704和706，用于支撐一個(gè)或多個(gè)配重440。具體地，第一偏心軸承704沿著曲軸220設(shè)置在上曲柄臂720與上軸軸承部700之間，而第二偏心軸承706設(shè)置在下曲柄臂730與下軸軸承部710之間。為了向第一和第二偏心軸承704和706提供油，分別鉆制第二和第三附加孔722和732，以分別將各自的上孔708和下孔718與上偏心軸承和下偏心軸承相連接。
第一、第二和第三附加孔715、722和732大體定向?yàn)槭沟眠@些孔到達(dá)曲柄銷軸承702、第一偏心軸承704和第二偏心軸承706的表面并接近這些軸承的側(cè)邊緣。即，孔715、722和732大體定向?yàn)槭沟眠@些孔不到達(dá)離中心軸726最遠(yuǎn)或者最近的軸承部分附近的軸承表面。這些孔715、722和732的方向選擇為使得在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，由連桿420或者配重440施加給軸承的壓力不會(huì)不期望地限制或者過分增強(qiáng)油流出這些孔。
圖16以示意性的形式示出，泵送至上曲軸主軸承570和下曲軸主軸承540的油接著分別經(jīng)過上孔708和下孔718、通過內(nèi)部通道724和第一附加孔715，向曲柄銷軸承702泵送，另外還經(jīng)過第二和第三附加孔722、732泵送至上偏心軸承704和下偏心軸承706。盡管圖16的實(shí)施例分別通過上曲軸主軸承570和下曲軸主軸承540向曲軸220提供了雙重的油流動(dòng)路徑，但在可選實(shí)施例中，單一的流動(dòng)路徑也能滿足需要。例如，如果油不再通過連接裝置585泵送至下曲軸主軸承540，仍然可以通過上曲軸主軸承570將油提供給曲軸220，此外，仍然可以通過上孔708和下孔718以及內(nèi)部通道724將油提供給下曲軸主軸承540。在希望所有提供給曲軸220的油在提供給曲軸之前經(jīng)過濾油器260過濾的情況下，這樣的可選流動(dòng)路徑將會(huì)是所期望的。
前述實(shí)施例與常規(guī)系統(tǒng)相比具有多種優(yōu)點(diǎn)。具體地，因?yàn)橛屯ㄟ^凸輪軸410和415傳導(dǎo)，所以不需要為了將油從曲軸箱底板提供到沿著曲軸箱頂部的軸承，而在曲軸箱的壁面內(nèi)鑄造或以其它方法制造油道。并且，由于頂部290是可拆卸的，且可簡(jiǎn)單地制造為包括輸入管路、輸出管路和附加管路，所以制造將油提供給濾油器和沿著曲軸箱頂部的各種軸承的油路的相關(guān)費(fèi)用與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比更為減少。而且，由于曲軸220能夠在上曲軸主軸承570和下曲軸主軸承540之間傳導(dǎo)油，因此上曲軸主軸承和下曲軸主軸承只有其中之一需要分別通過輸出管路280或者連接裝置585提供油。
此外，由于包括齒輪320、325和凸輪360、365的第一和第二凸輪軸410、415相應(yīng)地相同，且每根凸輪軸只包括單個(gè)凸輪，所以這些部件可以使用例如堅(jiān)固塑料等材料通過注射成型而經(jīng)濟(jì)地制造，這樣的材料在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，當(dāng)凸輪與發(fā)動(dòng)機(jī)推桿接觸時(shí)，產(chǎn)生相對(duì)較小的噪音。另外，雙凸輪設(shè)計(jì)具有的附加的好處在于，與進(jìn)氣閥門和排氣閥門相對(duì)應(yīng)的推桿、搖臂和氣門都設(shè)置在氣缸和氣缸蓋的相對(duì)兩側(cè)，使得氣門橋區(qū)域610更多地暴露于風(fēng)扇吹送的空氣，從而獲得更有效的冷卻。
此外，通過第二和第三附加孔722、732向上偏心軸承704和下偏心軸承706提供油，與不直接將油泵送到這些軸承的設(shè)計(jì)相比，可使跨在這些偏心軸承上的配重440更平穩(wěn)、更有效地運(yùn)行。本發(fā)明旨在包括曲軸油路的其它設(shè)計(jì)，其中通過孔或者其它通道將油泵送到用于支撐配重的偏心軸承表面，而不管這樣的曲軸油路是否采用了圖18中所示的特殊的孔(例如，上孔708和下孔718)。
關(guān)于這一點(diǎn)，在圖19-21中示出了曲軸820及組成部件的第二實(shí)施例。具體地，圖19給出了曲軸820和配重440的部件的分解透視圖，而圖20給出了這些部件在完全組裝時(shí)的橫剖視圖。如圖所示，曲軸820包括一對(duì)主段810、曲柄銷820和一對(duì)分別連接曲柄銷與各自主段的曲柄臂830。當(dāng)組裝在發(fā)動(dòng)機(jī)100中時(shí)，連桿420將曲柄銷820與活塞210連接(見圖7)。可轉(zhuǎn)動(dòng)平衡塊430由一對(duì)重塊組成，該對(duì)重塊分別是各自曲柄臂830的延伸部分，直徑上越過曲軸820的中心軸840與曲柄銷820對(duì)置。在可選實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)平衡塊430不需要包括兩個(gè)分開的重塊，也不需要整體形成為曲柄臂830的一部分。
此外如圖19和圖20中所示，具有偏心邊緣860的凸緣850分別設(shè)置在各自的主段810上。當(dāng)完全組裝到曲軸820上時(shí)，凸緣850分別設(shè)置為使得凸緣各自的內(nèi)緣945鄰接相應(yīng)的曲柄臂830的外側(cè)865。在本實(shí)施例中，每個(gè)凸緣850分別包括遠(yuǎn)離中心軸840徑向向外延伸的突起855。具體地，各自的突起855沿著各自曲柄臂830的外側(cè)865延伸。而且，各自凸緣850的外緣965(見圖21)圍繞各自的主段810，并由其支撐且與其接觸(例如鄰接)。分別具有重塊部870和帶有圓形空腔890的連接臂880的一對(duì)配重440也安裝在曲軸820上，以使圓形空腔890分別配合在偏心邊緣860周圍。由于偏心邊緣860，圓形空腔890的中心軸(未示出)與中心軸840偏移。因此，當(dāng)曲軸820旋轉(zhuǎn)時(shí)，配重440朝向和遠(yuǎn)離曲軸移動(dòng)，并且用于平衡往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞210的部分作用力。兩個(gè)配重440通過銷900固定在一起。而且，凸緣850通過附加銷910壓靠在曲柄臂830上。
進(jìn)一步如圖所示，關(guān)于曲軸820設(shè)置有曲軸油路，以使?jié)櫥瑒┛裳刂S的整個(gè)長(zhǎng)度流動(dòng)而不會(huì)受到存在的曲柄臂830和曲柄銷820的阻礙，并且同時(shí)將潤(rùn)滑劑提供給曲柄銷820與連桿420之間的界面以及偏心邊緣860與圓形空腔890之間的界面。圖19和圖20示出曲柄銷820包括潤(rùn)滑劑可流過其中的通道或者油廊(oil galley)920(也稱為油溝)。油廊920可以在鑄造曲柄銷時(shí)簡(jiǎn)單地形成在曲柄銷820中。當(dāng)由曲柄臂830支撐時(shí)，曲柄銷820及其油廊920在曲柄臂的外側(cè)865之間的整個(gè)距離內(nèi)延伸。在可選實(shí)施例中，曲柄銷只延伸至曲柄臂或者部分地穿過曲柄臂，而不是外側(cè)865之間的整個(gè)距離。在這樣的實(shí)施例中，曲柄臂830另外還形成有將油廊920延伸至曲柄臂的外側(cè)865的孔。而且，雖然曲柄銷820通常是不同于各自的曲柄臂830的部件，但在某些實(shí)施例中將曲柄銷和一個(gè)或者兩個(gè)曲柄臂整體地形成為單個(gè)部件。
另外參照?qǐng)D21，其給出了一個(gè)凸緣850的正視圖，每個(gè)凸緣包括沿著凸緣各自的外緣965的第一槽930，而且還包括沿著凸緣各自的內(nèi)緣945和突起855的第二槽940。當(dāng)凸緣850設(shè)置在曲軸820的主段810上以鄰接各自的曲柄臂830時(shí)，第一槽930沿著平行于中心軸840的方向從凸緣各自的內(nèi)緣945延伸至凸緣的末端，例如至主段810各自的外部815。第二槽940分別從凸緣850各自的外緣965徑向向外延伸足夠遠(yuǎn)以使第二槽到達(dá)油廊920相應(yīng)的開口端。
每個(gè)凸緣850的第一槽930和第二槽940在凸緣的內(nèi)緣945和外緣965會(huì)合的位置彼此連接。因此，當(dāng)各自的凸緣850設(shè)置在各自的主段810上，使得外緣965鄰接主段810并且內(nèi)緣945鄰接各自曲柄臂830的外側(cè)865時(shí)，各自的通道935由各自組的槽930、940形成(如圖20中最佳示出的)。潤(rùn)滑劑例如油970因此能夠經(jīng)過主段810的外部815與油廊920之間的通道935流動(dòng)。當(dāng)通過曲軸主軸承570、540提供給主段的外部815(其對(duì)應(yīng)于圖18中所示的部分700、710)時(shí)，潤(rùn)滑劑能夠到達(dá)通道935，因?yàn)樘峁┙o這些部分815的一些潤(rùn)滑劑繼續(xù)流入通道935中。
如圖20中所示，在本實(shí)施例中，還設(shè)置有將油廊920連接到曲柄銷820外部的附加通道950。附加通道950使得油還可在油廊920與曲柄銷820的外表面925(或者曲柄銷軸承)之間流動(dòng)，從而為曲柄銷和連桿420之間的界面提供潤(rùn)滑。盡管在圖20中，所示的是附加通道950從油廊920向外延伸至外表面925上距離中心軸840最遠(yuǎn)的部分，但在可選實(shí)施例中，通道將延伸至外表面上介于距離中心軸840最遠(yuǎn)和最近的部分之間的部分，使得流到外表面925的油不會(huì)由于連桿420與外表面之間的相互作用而受到阻礙或者過度增強(qiáng)。
進(jìn)一步如圖21中所示，在某些實(shí)施例中，凸緣850包括一個(gè)或者更多的附加通道，使得部分通過通道935提供的油向外流到偏心邊緣860上。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)凸緣850包括第一出口通道923，其大致定向?yàn)檠刂谝徊?30平行于中心軸840，以使凸緣850的偏心邊緣860與第二槽940連接。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)凸緣850包括第二出口通道926，其大致垂直于中心軸840而且也垂直于第二槽940，以將第二槽連接到偏心邊緣860。此實(shí)施例優(yōu)選于前述實(shí)施例，因?yàn)橛图炔槐惠斔偷阶羁拷行妮S840的偏心邊緣860的部分也不被輸送到距離中心軸最遠(yuǎn)的偏心邊緣的部分。因此，如上面關(guān)于圖18所示實(shí)施例的討論，既不會(huì)過度阻礙油流出到偏心邊緣860上也不會(huì)過度促使其流到偏心邊緣上。在可選實(shí)施例中，偏心邊緣860可替代性地包括一條或者更多連接槽930與偏心邊緣的通道。在另外的可選實(shí)施例中，可以制造多條上述的通道。
除了圖19-21以外再次參照?qǐng)D16，曲軸820的某些部件與圖16中所示的部件702、704、706、708、715、718、722、724和732相對(duì)應(yīng)并且起到大致相同的功能。具體地，曲柄銷軸承702和偏心軸承704、706分別對(duì)應(yīng)于外表面925及第一和第二凸緣850的偏心邊緣860。此外，圖16(以及圖18)中的上孔708和下孔718分別由各自凸緣850的通道935所取代，該通道由每個(gè)各自凸緣的內(nèi)槽930和外槽940構(gòu)成。曲軸820的油廊920對(duì)應(yīng)于內(nèi)部通道724，且附加通道950對(duì)應(yīng)于第一附加孔715。最后，每個(gè)各自的凸緣850的第一和第二出口通道923、926中的一條或者兩條(或者其他通道，取決于實(shí)施例)，對(duì)應(yīng)于圖16和圖18中的第二和第三附加孔722、732。
盡管圖1-8中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)100為立式曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)，然而關(guān)于圖9-21所描述的油路可以其現(xiàn)有的或者修改的形式用于具有立式或者臥式曲軸的多種發(fā)動(dòng)機(jī)中。對(duì)于臥式曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)，由于油被泵送、由于發(fā)動(dòng)機(jī)稍微傾斜的定向、或者通過本領(lǐng)域中所公知的其他方法，油可流經(jīng)曲軸油路。盡管泵送油的方式也可用于立式曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)，但通常重力單獨(dú)就足以使油沿著/穿過曲軸220、820向下流動(dòng)，流過圖18-21中所示的其各種各樣的通道(例如，通道708、718、724、722、732、715、935、920等)。
在可選實(shí)施例中，曲軸220、820以及曲軸的部件例如由孔708、718構(gòu)成的通道、凸緣850、突起855以及第一和第二槽930、940的確切形狀，可以從圖18-21中所示的那些部件進(jìn)行修改。例如，在一個(gè)可選實(shí)施例中，凸緣850可以具有與用以安裝凸緣的曲柄臂830的外側(cè)865相同的橫截面形狀(垂直于中心軸840觀察)。另外，可以在主段810和/或曲柄臂830中設(shè)置互補(bǔ)槽以與第一和第二槽930、940接合，或者在另外的實(shí)施例中，將槽完全設(shè)置為主段和曲柄臂830的外表面中的凹槽，而使凸緣850的內(nèi)緣945和外緣965保持平坦。在另外的可選實(shí)施例中，第一和第二槽930、940可以由完全封閉在凸緣850或者其他部件中的第一和第二通道所替代。
此外在某些可選實(shí)施例中，可以通過其他方式將潤(rùn)滑劑提供給形成連桿420與曲柄銷820之間的界面的外表面925，從而不需要附加通道950。在另外的可選實(shí)施例中，油廊920不必具有嚴(yán)格的圓柱形，也不必完全地在兩個(gè)外側(cè)865之間延伸。例如，在某些實(shí)施例中，曲軸油路的目的將僅僅是使?jié)櫥瑒┰谟屠扰c其中一個(gè)主段810之間流動(dòng)，而不是使?jié)櫥瑒囊粋€(gè)主段經(jīng)過曲柄銷和曲柄臂流到另一個(gè)主段。
另外，雖然在本實(shí)施例中，凸緣850同時(shí)達(dá)到了建立曲軸油路的目的和支撐配重440的目的，但在可選實(shí)施例中，可以采用兩個(gè)不同的部件以實(shí)現(xiàn)此不同的目的。此外，如本實(shí)施例所述的油路可以用在不是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，即，不需要配重440且因此不需要支撐配重的凸緣850的發(fā)動(dòng)機(jī)中。例如，在一個(gè)可選實(shí)施例中，可以通過由凸緣或者靠近曲柄臂830設(shè)置的其他部件所形成的通道935將油廊920與主段810連接，其中這些部件不具有偏心邊緣860。而且，這樣的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用具有一根或者更多曲柄銷和成組曲柄臂的一根或者更多曲軸，其中所有曲軸或者其任意的子集可以采用如上所述的通路/通道/油廊以形成一條或者更多油路。
雖然上述說明書圖示并說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)該理解本發(fā)明并不局限于本文所公開的確切結(jié)構(gòu)。在不脫離本發(fā)明的精神和本質(zhì)特性的情況下，本發(fā)明還可以其它特定的形式實(shí)施。例如，可以使用其它類型的泵來代替所示的擺線泵/新月形齒輪泵。因此，應(yīng)參考以下的權(quán)利要求而不是以上的說明，來確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，包括曲軸箱；由所述曲軸箱支撐的泵，所述泵包括進(jìn)口和第一出口；第一凸輪軸，其具有在所述第一凸輪軸的第一端和第二端之間延伸的第一通道，其中第一凸輪軸端至少間接地由泵和曲軸箱之一支撐，并且其中潤(rùn)滑劑從所述泵提供給所述第一通道的第一端，并經(jīng)過第一通道傳送到所述第二端；由曲軸箱支撐的曲軸；第二通道，其將通過所述第一通道輸送到第一凸輪軸的第二端的潤(rùn)滑劑的至少第一部分傳送到所述曲軸的第一曲軸軸承；以及位于所述曲軸中的第三通道，其接收通過第二通道傳送的潤(rùn)滑劑的至少第二部分，并且進(jìn)一步將所述潤(rùn)滑劑的第二部分的至少第三部分傳送到所述曲軸上的曲柄銷軸承。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述泵和所述曲軸箱的底板之一構(gòu)成支撐所述第一凸輪軸端的第一凸輪軸軸承，其中潤(rùn)滑劑還潤(rùn)滑所述第一凸輪軸軸承。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中位于曲軸內(nèi)的所述第三通道至少包括第一通道部，其從第一曲軸軸承延伸到曲軸的曲柄銷的內(nèi)部；以及第二通道部，其從所述第一通道部延伸到曲柄銷的外表面，其中所述外表面用作所述曲柄銷軸承。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述第一通道部為孔，其相對(duì)于所述曲軸的中心軸以第一傾斜角度在第一曲軸軸承與所述曲柄銷的內(nèi)部之間延伸，且所述第二通道部包括第三通道部，其沿著大致平行于所述中心軸的方向在曲柄銷的內(nèi)部延伸；以及第四通道部，其從所述第三通道部延伸到所述外表面。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述第三通道還包括第五通道部，其為相對(duì)于所述曲軸的中心軸以第二傾斜角度在第二曲軸軸承與所述第三通道部之間延伸的孔，其中在所述第一曲軸軸承提供給第一通道部的潤(rùn)滑劑的至少一部分被傳送到所述第二曲軸軸承。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括第四通道，其將潤(rùn)滑劑從所述泵傳送到第二曲軸軸承。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述曲軸還包括第五通道，其接收由所述第四通道傳送到所述第二曲軸軸承的潤(rùn)滑劑的至少第一部分，并且進(jìn)一步將由所述第四通道傳送的所述潤(rùn)滑劑的第一部分的至少第二部分傳送到所述曲軸上的曲柄銷軸承，從而向所述曲軸雙向地提供潤(rùn)滑劑流。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述曲軸包括用以支撐至少一個(gè)配重部件的第一偏心軸承，并且其中所述曲軸包括第四通道，其將所述第三通道連接到所述第一偏心軸承的外表面，以將潤(rùn)滑劑傳送到該處。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述第三通道和第四通道將潤(rùn)滑劑傳送到所述曲柄銷軸承和偏心軸承的外表面的部分，這些部分位于距離所述曲軸的中心軸最遠(yuǎn)和最近的外表面的其它部分之間。
10.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述第三通道超過所述曲柄銷軸承延伸至第五通道，其將所述第三通道連接到第二偏心軸承的外表面以將潤(rùn)滑劑傳送到該處，其中所述第二偏心軸承也用以支撐所述至少一個(gè)配重部件，并且其中每個(gè)所述第一和第二偏心軸承分別鄰近于各自的曲軸配重設(shè)置。
11.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述曲軸箱包括具有底板和多個(gè)側(cè)面的主部，還包括可以從所述主部上拆卸的頂部，其中所述頂部是模制的，使得頂部的內(nèi)表面包括有多個(gè)凹槽，當(dāng)用板覆蓋時(shí)形成至少一條通道，其中所述至少一條通道包括所述第二通道的至少一部分。
12.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括至少間接地連接在所述第一凸輪軸的第二端與所述第二通道之間的濾油器，其中提供給所述曲軸的潤(rùn)滑劑被過濾。
13.一種系統(tǒng)，包括能夠提供潤(rùn)滑劑的泵；第一通道，其至少部分地連接所述泵與曲軸軸承，以便將所述泵提供的潤(rùn)滑劑的至少第一部分傳送到所述曲軸軸承；以及關(guān)于所述曲軸軸承支撐的曲軸，其中所述曲軸包括第一偏心軸承，其中所述第一偏心軸承設(shè)置成用以支撐至少一個(gè)配重部件；和位于曲軸中的第二通道，其中通過曲軸軸承向所述第二通道提供有潤(rùn)滑劑的至少第二部分，并且第二通道將潤(rùn)滑劑的至少第三部分傳送到所述第一偏心軸承的第一外表面。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述曲軸還包括第二偏心軸承，其中所述第二偏心軸承也設(shè)置成用以支撐所述至少一個(gè)配重部件，并且其中位于曲軸中的所述第二通道還將潤(rùn)滑劑的至少第四部分傳送到所述第二偏心軸承的第二外表面。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第二通道包括第一和第二傾斜孔、曲柄銷孔、以及將所述第一和第二傾斜孔分別連接到所述第一和第二外表面的第一和第二附加孔，其中所述曲柄銷孔在所述曲軸的曲柄銷的內(nèi)部延伸，并且其中第一和第二傾斜孔使曲柄銷孔與第一和第二環(huán)形槽連接，所述第一和第二環(huán)形槽設(shè)置在位于曲軸的第一和第二端的第一和第二曲軸軸承部中。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第二通道將潤(rùn)滑劑的至少第三部分傳送到偏心軸承外表面上的位置，所述位置介于離曲軸的中心軸距離最大的外表面的第一部分與離所述中心軸距離最小的外表面的第二部分中間。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述曲軸還包括設(shè)置成與連桿接合的曲柄銷軸承，且其中位于曲軸中的第二通道還將潤(rùn)滑劑的至少第四部分傳送到曲軸軸承的第二外表面。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第二通道至少部分地通過將凸緣固定到主曲軸部上而形成，其中所述凸緣和主曲軸部之一包括槽，使得一旦將凸緣固定到主曲軸部上即可形成內(nèi)部通道。
19.一種單缸內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸；曲軸箱；至少間接地由所述曲軸箱支撐的第一凸輪軸，其中所述第一凸輪軸包括第一凸輪；至少間接地由所述曲軸箱支撐的第二凸輪軸，其中所述第二凸輪軸包括第二凸輪；至少間接地由所述曲軸箱支撐的曲軸，其中所述曲軸至少間接地與每根第一和第二凸輪軸連接，以使曲軸的旋轉(zhuǎn)引起每根第一和第二凸輪軸及其各自凸輪的旋轉(zhuǎn)，并且其中各自凸輪的旋轉(zhuǎn)能夠分別產(chǎn)生與氣缸關(guān)聯(lián)的第一和第二氣門的相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)；以及用于將潤(rùn)滑劑傳送到至少一個(gè)與曲軸關(guān)聯(lián)的軸承的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中用于傳送潤(rùn)滑劑的裝置至少包括第一和第二通道，其中所述第一通道形成在第一和第二凸輪軸之一的內(nèi)部，而所述第二通道至少部分地模制在曲軸箱可拆卸的頂部?jī)?nèi)。
21.如權(quán)利要求19所述的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述曲軸軸承的所述至少一個(gè)軸承包括用于支撐至少一個(gè)配重的偏心軸承。
22.一種在內(nèi)燃機(jī)中傳送潤(rùn)滑劑的方法，所述方法包括將潤(rùn)滑劑的至少第一部分通過至少一條第一通道傳送到曲軸軸承；進(jìn)一步將潤(rùn)滑劑的至少第二部分從曲軸軸承通過位于曲軸中的至少一條第二通道傳送到偏心軸承，其中所述偏心軸承設(shè)置成用于支撐配重的至少一部分。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括通過泵的方式泵送潤(rùn)滑劑，并且其中所述第一通道包括穿過凸輪軸的內(nèi)部通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有油路的發(fā)動(dòng)機(jī)和在發(fā)動(dòng)機(jī)中傳送油的方法。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸箱、泵和凸輪軸，該凸輪軸具有在凸輪軸的第一端和第二端之間延伸的第一通道，其中潤(rùn)滑劑從上述泵提供給上述第一通道的第一端并經(jīng)第一通道傳送到第二端。該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括曲軸；第二通道，其將輸送到第一凸輪軸的第二端的潤(rùn)滑劑的至少一部分傳送到曲軸軸承；以及位于曲軸內(nèi)的第三通道，其接收由第二通道傳送的潤(rùn)滑劑的至少一部分并將潤(rùn)滑劑的至少一部分傳送到曲軸上的曲柄銷軸承。在一些實(shí)施例中，潤(rùn)滑劑通過第三通道傳送到設(shè)置成用于支撐配置的偏心軸承。
文檔編號(hào)F16C3/14GK1867756SQ200480029856
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者K·G·邦德, T·M·羅特, R·W·理查茲, D·B·賴因伯德, W·D·柯尼希斯, R·L·漢森 申請(qǐng)人:科勒公司