帶有離心式潤滑油分離器的發動機的制作方法

專利名稱：帶有離心式潤滑油分離器的發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機，特別涉及帶有離心式潤滑油分離器的發動機。
背景技術：
在戶外動力工具中使用四沖程內燃機的一個缺點是不能按照使用者的要求將發動機上下顛倒或在某些極端的角度下使用。在這些情況下曲軸箱中的機油將往往會通過發動機氣缸體排出，并進入空氣/燃油混合氣吸入系統、燃燒室、或化油器，因而導致在發動機運轉時燃料的有效燃燒被干擾。

發明內容
本發明涉及發動機，該發動機包括一個曲軸箱，一個與曲軸箱連通的氣缸，和一個裝在氣缸中作往復運動的活塞。該活塞在一個第一位置和一個比第一位置更遠離曲軸箱的第二位置之間作往復運動。活塞從第一位置向第二位置移動使曲軸箱的壓力降低，而從第二位置移動到第一位置使曲軸箱的壓力升高。該發動機還包括一個通氣系統和一個位于曲軸箱內部的旋轉軸。該通氣系統包括在曲軸箱里的一固定的孔和一個與上述旋轉軸一起旋轉的分離器。分離器包括一個第一側面，一個相對的第二側面，和一個在第一側面和第二側面之間的外緣。第一側面面對曲軸箱壁并包括一個環形槽，在軸旋轉時槽與上述孔之間是連通的并有液體在其間流動。分離器還包括至少一個在環形槽和外緣之間延伸的徑向通道。
本發明的另一個實施例是關于一個用于發動機的通氣孔和分離器組件。該發動機包括一個曲軸箱，一個與曲軸箱連通的氣缸，和一個裝在氣缸中作往復運動的活塞。活塞在一個第一位置和一個比第一位置更遠離曲軸箱的第二位置之間作往復運動。發動機包括一個旋轉軸和一個有一固定的通液孔的曲軸箱壁，該孔連接于一空氣/燃油混合氣吸入系統。該通氣孔和分離器組件與軸分離并適合于與軸一起旋轉。該通氣孔和分離器組件包括一個第一側面，一個相對的第二側面，和一個在第一側面和第二側面之間的外緣。第一側面適合于面對曲軸箱壁并有一個環形槽，在旋轉軸旋轉時環形槽適合于液體在其間流動連通該孔。該通氣孔和分離器組件還包括至少一個在環形槽和外緣之間延伸的徑向通道。


本領域的技術人員通過參考下述說明書、權利要求和附圖的詳細描將更清楚本發明的其它特點和優點。
附圖1是本發明的一個有通氣孔和分離器組件的發動機的實施例的示意圖。
附圖2是圖1所示的通氣孔和分離器組件的一部分的透視圖。
附圖3是圖1所示的發動機曲軸箱的一部分的透視圖。
附圖4是通氣孔和分離器組件的備選實施例的側視圖。
附圖5是根據本發明另一實施例的一板的局部剖視圖。
附圖6是圖5中所示板的截面圖。
具體實施例方式
在對本發明的一個實施例進行詳細解釋之前，必須明白，本發明并不只局限應用于在下面對附圖的描述和說明中所闡明的部件的結構和布置，本發明也能有其它實施方式并以不同的方式實現和實施。此處所用的措詞和術語是為了描述的目的而不應被認為一種限制，這一點也應被了解。用于此處的“包括”和“包含”及其類似用語意味著不僅包含列于其后的對象及其相等物，也包含另外的對象。詞語“由……組成”及其類似用語意味著包含列于其后的對象。辨別一種方法或過程的要素的詞語的使用僅僅只是出于辨識的目的而不是指這些要素應以一種特別的順序實行。
圖1示意性地示出一臺發動機10，它包括一個帶有一曲軸箱壁14的曲軸箱12。曲軸箱壁14包括一個固定的孔16，該孔可通液體地通連一空氣/燃油混合氣吸入系統18。曲軸箱12包括一個與曲軸箱12連通的氣缸20，發動機10包括一個曲軸22和一個活塞24，曲軸22裝在曲軸箱12中并可繞著曲軸軸線26旋轉。活塞24容納與氣缸20中并通過一個連桿30與曲軸22的曲柄銷28聯接以便當活塞24在第一位置和比第一位置更遠離曲軸箱12的第二位置之間作往復運動時帶動曲軸22一起旋轉。發動機10還包括一個被曲軸22帶動旋轉的凸輪軸(未畫出)。
曲軸22包括一個位于曲柄銷28的一面上的第一平衡重32和一個位于曲柄銷28的相對面上的第二平衡重34。曲軸22還包括一個旋轉支承在曲軸箱壁14上的孔38上的第一端36，一個在第一端36和第一平衡重32之間的中間軸部分40，一個旋轉支承在曲軸箱12中的與第一端相對的第二端42。
進一步參考圖2，發動機10還包括一個通氣孔和分離器組件44，它被裝在曲軸22上并與曲軸22一起繞軸26旋轉。組件44獨立于曲軸22并通過將中間軸部分40插入組件44的中心孔46中與曲軸22相連，以使組件44位于第一平衡重32和曲軸箱壁14之間。該組件44被壓在中間軸部分40上以使組件44與曲軸22一起旋轉。備選的，也可將一個銷(未畫出)插入到組件44和平衡重32上的定位孔(未畫出)中。一個可選的波狀彈簧48被裝于第一平衡重32和組件44之間以將組件44壓靠在曲軸箱壁14上。該組件44可由尼龍或類似材料加工或模制而成。
該組件44包括一個面對曲軸箱壁14的第一側面50，一個與之相對的并面對第一平衡重32的第二側面52，一個在第一和第二側面50，52之間的外緣。第一側面50包括一個環繞著孔46的環形槽56，并確定了一個360度的圓弧α。環形槽56大致位于組件44的內緣58和外緣54的中間位置。更具體的，該環形槽56與曲軸軸線26之間的距離等于孔16與曲軸軸26之間的距離，以使在曲軸22旋轉時環形槽56可通液地連接該孔16。組件44還包括六個在環形槽56和外緣54之間延伸的徑向通道60。這六個徑向通道60中的每一個都被各自的壁面圍繞并具有0.125英寸的直徑。也可使用不同數量的徑向通道或不同的通道直徑。雖然實施例組件為一圓盤，但組件44也能有其它形狀。
圖3所示是曲軸箱12的一部分和曲軸箱壁14。曲軸箱壁14包括一個位于曲軸箱12內部的充分平坦的平面部分62。孔38位于曲軸箱壁14內并包括一個軸承座表面64，軸承座表面64被從曲軸箱壁14中的通道(未畫出)流出的潤滑油潤滑。在運轉期間，多余的潤滑油從孔38中朝著組件44流出，接著通過曲軸箱壁14內的徑向延伸槽66流出。槽66導引曲軸箱壁14和組件44之間的潤滑油，因而組件44的旋轉導引潤滑油徑向向外地流入曲軸箱12中。曲軸箱壁14與曲軸箱12一體鑄造，并被加工或研磨以形成與組件44的第一側面50相接觸的平面部分62。
在圖5所示的備選實施例中，一塊壓制出的平板68與曲軸箱12相連以取代一體鑄造出的平面部分62，平板68能被用于改進用現有的刀具制成的曲軸箱12或用于減輕發動機10的整重。平板68包括一個第一平面70，一個第二平面72，一個中心孔74，和一個被凸緣78圍繞的孔76。如圖6中所示，通過將一個曲軸箱12的軸部80插入到中心孔74中來將平板68安裝到曲軸箱12上，此時第一平面70面對曲軸箱12，第二平面72面對組件44。凸緣78被部分地插入氣/油引入通道18，平板68能被焊接定位或，也可以不加以固定，因為組件44將對平板68定位。具體而言，凸緣78將防止平板68旋轉，而可選的波狀彈簧48會將組件44的第一側面50壓靠在平板68的第二平面72上，從而將平板68壓在曲軸箱12上。
在發動機10和組件44運行期間，在氣缸20內形成的燃燒室82中所進行的受控制的燃燒使活塞24在氣缸20內作往復運動，從而推動曲軸22旋轉。曲軸22的旋轉使平衡重32、34帶動曲軸箱12底部的潤滑油形成飛濺潤滑并形成遍及曲軸箱12的空氣/潤滑油混合物。同樣地，如果發動機10被用于一個戶外動力工具中，發動機10可以被轉到不同的角度，這也將使潤滑油遍及曲軸箱12。
活塞24從第一位置向第二位置移動使曲軸箱的壓力降低，而活塞24從第二位置移動到第一位置使曲軸箱的壓力升高。典型地，當曲軸箱12內的壓力升高時，空氣通過一個單向閥通氣系統(未畫出)被釋放到空氣/燃油混合氣吸入系統18中。設置單向閥的目的是當曲軸箱12內的壓力高于外界壓力時允許空氣排出曲軸箱12，當曲軸箱內的壓力低于外界壓力時阻止外界空氣進入曲軸箱12。然而，當曲軸箱12中充滿了不能被送入空氣/燃油混合氣吸入系統18的空氣/潤滑油混合物時僅有上述系統是不夠的，更具體的說，因為空氣/潤滑油混合物將會增加燃油噴射量，弄臟空氣濾清器，并造成發動機的低效運行，所以空氣/潤滑油混合物不能被送入空氣/燃油混合氣吸入系統18。
通過增加本發明中的組件44即可克服這些典型通氣系統中的缺點，組件44在釋放空氣之前將空氣和潤滑油分離，空氣將通過通氣系統進入空氣/燃油混合氣吸入系統18。當組件44隨著曲軸22旋轉時，來自空氣/潤滑油混合物中的空氣被允許通過旋轉的組件44的徑向通道60進入環形槽56，同時來自空氣/潤滑油混合物中的潤滑油被改變方向回到曲軸箱12中。更具體的說，當組件44隨著曲軸22旋轉時，離心力驅使旋轉的組件44的徑向通道60中的潤滑油液滴徑向向外流回到曲軸箱12中，來自空氣/潤滑油混合物中的空氣進入環形槽56并通過孔16進入空氣/燃油混合氣吸入系統18。
應該指出，不需要該組件44一定與曲軸22相聯，也可以與曲軸箱22內的其它旋轉軸相聯，例如，組件44能與一個凸輪軸相聯并被其帶動旋轉。除了凸輪軸的轉速是曲軸22的一半外，組件44的工作過程與上面以曲軸為對象所述的工作方式相同。
圖4中示出了通氣孔和分離器組件44的另一個實施例，其中組件44包括一個弧度α大約在30度至90度之間的環形槽56，弧度α最好大致為90度。在這個實施例中，組件44包括三個在徑向槽56和外緣54之間延伸的徑向通道60，每一個徑向通道60都被各自的壁面圍繞并具有0.125英寸的直徑。在說明書中和權利要求書中所使用的“環形槽”這個詞表示的是一個弧度α在30度至360度之間的槽。
圖4中所示的環形槽56取消了空氣/燃油通道18中的簧片式或其它類型的單向閥。環形槽56相對于曲軸22的定位允許組件44通過在環形槽56和孔16之間提供間歇的連通的方式作為一個旋轉閥工作，從而在曲軸箱12中保持一個平均的真空度。當活塞24從第一位置向第二位置移動并降低曲軸箱的壓力時，組件44所處的位置使得孔16被第一側面50所封閉，當活塞24從第二位置向第一位置移動并使得曲軸箱的壓力升高時，孔16和環形槽56連通。當環形槽56和孔16連通時，空氣/潤滑油混合物進入徑向通道60，組件44將潤滑油從空氣中分離出來，潤滑油流回曲軸箱12，空氣進入環形槽56，通過孔16，進入空氣/燃油通道18。
權利要求
1.一種發動機，包括一個帶有曲軸箱壁的曲軸箱，曲軸箱內有曲軸箱壓力；一個和曲軸箱連通的氣缸；一個裝于氣缸內的活塞在一個第一位置和一個比第一位置更遠離曲軸箱的第二位置之間作往復運動，活塞在其中從第一位置向第二位置移動使曲軸箱壓力降低，從第二位置移動到第一位置使曲軸箱壓力升高；一個在曲軸箱內的旋轉軸；一個通氣系統，包括一個曲軸箱上的固定的孔，和一個與上述軸一起旋轉的分離器，分離器包括一個面對曲軸箱壁的第一側面，第一側面包括一條環形槽，該槽在軸旋轉時與該孔成流體流動連通，一個對置的第二側面，一個在第一側面和第二側面之間的外緣，和至少一個位于分離器內部的在上述環形槽和上述外緣之間的徑向通道。
2.如權利要求1的發動機，其特征在于所述分離器包括一個鄰近旋轉軸的徑向內部區域，所述環形槽位于所述徑向內部區域和所述外緣之間。
3.如權利要求1的發動機，其特征在于所述至少一個徑向通道被一個壁面包圍。
4.如權利要求3的發動機，其特征在于所述至少一個徑向通道的直徑大致為0.125英寸。
5.如權利要求1的發動機，其特征在于所述環形槽是一個部分環形槽，在所述旋轉軸旋轉期間它至少間歇地與所述孔成流體流動連通，該部分環形槽的弧度大約為30度至90度。
6.如權利要求5的發動機，其特征在于該部分環形槽的弧長大約為90度。
7.如權利要求1的發動機，其特征在于所述至少一個徑向通道包括至少三個間隔的位于分離器內部的在所述環形槽和所述外緣之間延伸的徑向通道，該至少三個徑向通道中的每一個都被一相應的壁面所圍繞。
8.如權利要求1的發動機，其特征在于該環形槽的弧度為360度。
9.如權利要求1的發動機，其特征在于該旋轉軸是一個曲軸。
10.如權利要求9的發動機，其特征在于該曲軸包括一個平衡重，并且所述第二側面面對該平衡重。
11.如權利要求10的發動機，其特征在于還包含一個在所述平衡重和所述第二側面之間的彈簧。
12.如權利要求1的發動機，其特征在于還包含一個空氣/燃油混合氣吸入系統，所述孔與該空氣/燃油混合氣吸入系統成流體連通。
13.如權利要求1的發動機，其特征在于所述孔位于一塊板上，該板配置于曲軸箱壁和所述分離器之間。
14.如權利要求13的發動機，其特征在于所述板包括一個凸緣，該凸緣從所述板伸出并環繞所述孔。
15.如權利要求1的發動機，其特征在于曲軸箱壁包括一個至少部分地支承曲軸旋轉的軸承，該軸承包括一個向著第一側面開口的徑向延伸的槽。
16.一個發動機通氣孔和分離器組件，包括一個帶有曲軸箱壁的曲軸箱，曲軸箱內有曲軸箱壓力，曲軸箱壁有一個與空氣/燃油混合氣吸入系統成流體連通的固定的孔，一個與曲軸箱連通的氣缸，一個裝在氣缸中在一個第一位置和一個比第一位置更遠離曲軸箱的第二位置之間作往復運動的活塞，活塞在其中從第一位置向第二位置移動使曲軸箱壓力降低，從第二位置移動到第一位置使曲軸箱壓力升高，一個在曲軸箱內的旋轉軸，該通氣孔和分離器組件與所述軸分離并適于與該軸一起旋轉，該通氣孔和分離器組件包括一個適于面對曲軸箱壁的第一側面，該第一側面有一個適于在旋轉軸旋轉時與上述孔之間連通的并允許液體在其間流動的環形槽，和一個對置的第二側面，一個在第一側面和第二側面之間的外緣，和至少一個位于分離器內部的在上述環形槽和上述外緣之間延伸的徑向通道。
17.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述分離器包括一個適于鄰近旋轉軸的徑向內部區域，所述環形槽位于所述徑向內部區域和所述外緣之間。
18.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述至少一個徑向通道被一個壁面包圍。
19.如權利要求18的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述至少一個徑向通道的直徑大致為0.125英寸。
20.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述環形槽是一個部分環形槽，在所述旋轉軸旋轉期間它適于至少間歇地與所述孔連通并有液體在其間流動，該部分環形槽的弧度大約為30度至90度。
21.如權利要求20的通氣孔和分離器組件，其特征在于該部分環形槽的弧長大約為90度。
22.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述至少一個徑向通道包括至少三個間隔的位于分離器內部的在所述環形槽和所述外緣之間延伸的徑向通道，該至少三個徑向通道中的每一個都被相應的壁面所圍繞。
23.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于該環形槽的弧度為360度。
24.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述旋轉軸是一個曲軸，該曲軸包括一個平衡重，并且所述第二側面適于面對該平衡重。
25.如權利要求24的通氣孔和分離器組件，其特征在于還包含一個適于配置于所述平衡重和所述第二側面之間的彈簧。
26.如權利要求16的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述孔位于一塊板上，該板適于配置于曲軸箱壁和所述分離器之間。
27.如權利要求26的通氣孔和分離器組件，其特征在于所述板包括一個凸緣，該凸緣從所述板伸出并環繞所述孔。
全文摘要
一個用于發動機的通氣孔和分離器組件，該發動機包括一個曲軸箱，一個與曲軸箱連通的氣缸，和一個裝在氣缸中作往復運動的活塞。發動機包括一個旋轉軸和一個有一固定的孔的曲軸箱壁，該孔與一個空氣/燃油混合氣吸入系統之間連通并允許液體在其間流動。通氣孔和分離器組件與軸分離并適于與軸一起旋轉。通氣孔和分離器組件包括一個第一側面，一個相對的第二側面，和一個在第一側面和第二側面之間的外緣。第一側面適于面對曲軸箱壁并有一個環形槽，在旋轉軸旋轉時環形槽適于與孔之間是連通的并允許液體在其間流動。通氣孔和分離器組件還包括至少一個在環形槽和外緣之間延伸的徑向通道。
文檔編號F01M13/04GK1487176SQ03143869
公開日2004年4月7日 申請日期2003年6月30日 優先權日2002年8月13日
發明者R·塞倫賓德, R·K·米徹爾, R 塞倫賓德, 米徹爾 申請人:布里格斯及斯特拉頓公司