专利名称：在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及一种主要用作修剪机和其它便携式工作机器的动力源的手持式四冲程循环发动机，并且尤其地，它涉及在发动机内用来润滑阀操纵机构的系统的改进，该阀操纵机构包括顶罩，它连接到缸盖的上端上；阀操纵室，它限制在缸盖和顶罩之间，以容纳阀操纵机构；油雾输送装置，它用来输送在油箱内所产生的油雾；油回收室，它借助于吸入作用而回收聚集在阀操纵室内的油；呼吸室，其中窜缸混合气从阀操纵室中加入到该呼吸室中，并且窜缸混合气从该呼吸室排出到外部中，油雾输送装置、油回收室和呼吸室通到阀操纵室中；及油返回通道，它连接到油回收室中，从而把回收在油回收室中的油返回到油箱中。
背景技术：
传统的发动机阀操纵机构的润滑系统是公知的，例如，日本专利申请的特许公开No.11-125107公开了一种这样的润滑系统。
在传统的发动机阀操纵机构的润滑系统中，油雾输送装置直接连接到阀操纵室中，因此在油雾的输送过程中所产生的油滴也被供给到阀操纵室中并且起着阻碍阀操纵机构工作的阻力作用，这是功率损失的一个因素。
为了提高呼吸室的气体-液体分离作用，增大呼吸室的容积是有效的。但是，为了在传统的呼吸装置中增大呼吸室的容积，那么需要增大顶罩本身的尺寸大小。这使得发动机的尺寸大小变大。
本发明的概述因此，本发明的目的是提供一种在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其中，借助于把不含油滴的油雾供给到阀操纵室中，在没有阻力的情况下润滑阀操纵机构，并且在没有增大顶罩的尺寸大小的情况下，可以提高气体-液体的分离作用。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，该系统包括顶罩，它连接到缸盖的上端上；阀操纵室，它限制在缸盖和顶罩之间，以容纳阀操纵机构；油雾输送装置，它用来输送在油箱内所产生的油雾；油回收室，它借助于吸入作用而回收聚集在阀操纵室内的油；呼吸室，其中窜缸混合气从阀操纵室中引入到该呼吸室中，并且窜缸混合气从该呼吸室排出到外部中，油雾输送装置、油回收室和呼吸室通到阀操纵室中；以及还具有油返回通道，它连接到油回收室中，从而把回收在油回收室中的油返回到油箱中，其中，气体-液体分离室设置在呼吸室下方的阀操纵室中，并且并入一通道中，该通道从油雾输送装置通过阀操纵室而延伸到呼吸室，以使油滴从油雾或者窜缸混合气中分离开。
阀操纵室和油雾输送装置各自与本发明的每个实施例中的第二阀操纵室21b和单向阀61相一致，这些在下文中将作描述。
就第一方面而言，通过有效地利用位于呼吸室下方的阀操纵室中的相对较宽空间来设置气体-液体分离室。当气体-液体分离室设置在位于油雾输送装置和阀操纵室之间的通道中时，油雾输送期间所产生的油滴在气体-液体分离室中被分离开，并且把不含油滴的油雾供给到阀操纵室中。因此可以在没有阻力的情况下润滑阀操纵机构，并且减少了功率损失。当气体-液体分离室设置在位于阀操纵室和呼吸室之间的通道时，那么阀操纵室内的窜缸混合气可以有效地进行由气体-液体分离室和呼吸室内两个膨胀阶段所产生的气体-液体分离，并且把基本上不含油的窜缸混合气排出到外部中。因此，抑制了不必要的油消耗。而且，由于气体-液体分离室设置在呼吸室下方的阀操纵室中，因此顶罩内的呼吸室的容积不需要增大，因此避免了顶罩尺寸大小的增大。
根据本发明的第二个方面，除了第一方面之外，分隔件安装到顶罩的内壁上，从而在分隔件和顶罩的顶表面之间限制出呼吸室；油回收室成一体地与分隔件形成一起；及气体-液体分离室限制在分隔件和缸盖之间。
就第二方面而言，油回收室和呼吸室可以设置在顶罩上，而不会分开顶罩的顶壁。而且，呼吸室和油回收室存在于顶罩内，因此即使有少量的油从这两个室中泄漏出来，那么所泄漏出来的油毫无问题地只返回到阀操纵室中。因此，不需要检查这两个室周围的油封性，因此减少了制造费用。而且，分隔件还用来限定气体-液体分离室，因此简化了结构。
根据本发明的第三个方面，除了第一或者第二方面之外，气体-液体分离室设置在油雾输送装置和阀操纵室之间，从而从油雾输送装置所供给来的油雾中分离出油滴，从而把不含油滴的油雾导到阀操纵室中。
就第三方面而言，油雾输送过程所产生的油滴在气体-液体分离室中被分离开，并且可把不含油滴的油雾供给到阀操纵室中。因此，可以在没有阻力的情况下润滑阀操纵机构，并且减少了功率损失。
根据本发明的第四个方面，除了第三方面之外，气体-液体分离室设置在阀操纵机构的一对进气和排气摇臂轴之间，而这些摇臂轴布置成相互平行。
就第四方面而言，顶罩内的相对较窄空间也可以被有效地用来限制出气体-液体分离室，因此可以避免顶罩尺寸大小的增大。
根据本发明的第五个方面，除了第三或者第四方面之外，气体-液体分离室与油返回通道连通，以将在气体-液体分离室内所分离出来的油滴返回到油箱中。
就第五方面而言，在气体-液体分离室内所分离出来的油滴可以立即返回到油箱中，因此可以防止油滴进入到阀操纵室中。
根据本发明的第六个方面，除了第一和第二方面之外，气体-液体分离室通过第一和第二连通孔各自与阀操纵室和呼吸室连通。
就第六个方面而言，阀操纵室内的窜缸混合气可以有效地进行由气体-液体分离室和呼吸室内两个膨胀阶段所产生的气体-液体分离，并且把基本上不含油的窜缸混合气排出到外部中。因此抑制了不必要的油耗。而且，由于气体-液体分离室设置在位于呼吸室下方的阀操纵室内，因此不需要增大顶罩内的呼吸室容积，因此避免了顶罩尺寸大小的增大。
根据本发明的第七个方面，除了第六方面之外，气体-液体分离室设置在阀操纵机构的零件之间。
阀操纵机构的零件与本发明的每个实施例中的摇臂轴31i和31e相对应，这些摇臂轴将在下文中描述。
就第七个方面而言，阀操纵机构的零件之间的死空间可以有效地用来设置气体-液体分离室。
结合附图的优选实施例的以下描述将使本发明的上面目的、特征和优点及其它目的、特征和优点变得更加显而易见。
图1到15示出了本发明的第一实施例。
图1是透视图，它示出了手持式四冲程循环发动机的用途的一个例子。
图2是四冲程循环发动机的垂直侧剖视图。
图3是沿图2的线3-3所截取的剖视图。
图4是沿图2的线4-4所截取的剖视图。
图5是图2的主要部分的放大剖视图。
图6是图5的主要部分的分解图。
图7是沿图4的线7-7所截取的剖视图。
图8是沿图4的线8-8所截取的剖视图。
图9是沿图8的线9-9所截取的剖视图。
图10是沿图5的线10-10所截取的剖视图。
图11是沿图5的线11-11所截取的剖视图。
图12是沿图5的线12-12所截取的剖视图。
图13是示意图，它示出了用来润滑发动机的路径。
图14是与图4类似的视图，但是示出了处于倒立状态的发动机；及图15是与图4类似的视图，但是示出了处于横向放置状态的发动机。
图16到26示出了本发明的第二实施例。
图16是手持式四冲程循环发动机的垂直侧剖视图。
图17是沿图16的线17-17所截取的剖视图。
图18是沿图16的线18-18所截取的剖视图。
图19是图16的主要部分的分解剖视图。
图20是图17的主要部分的分解图。
图21是沿图19的线21-21所截取的剖视图。
图22是沿图18的线22-22所截取的剖视图。
图23是沿图19的线23-23所截取的视图。
图24是沿图22的线24-24所截取的剖视图。
图25是沿图19的线25-25所截取的剖视图。
图26是示意图，它示出了用来润滑发动机的路径。
优选实施例的描述首先描述图1到图15所示的本发明的第一实施例。
如图1所示，手持式四冲程循环发动机E作为动力修剪机T的动力源而安装到动力修剪机T的驱动部分上。使用动力修剪机T时，其切割器C根据动力修剪机T的工作状态，沿着各个方向进行转动，并且在每种情况下，发动机E作很大程度的倾斜，或者转成倒置的。因此，发动机E的工作位置不是不变的。
首先，参照图2和3来描述环绕着手持式四冲程循环发动机E的外部的结构。
化油器2和排气消声器3各自安装在手持式四冲程循环发动机E的发动机主体1的前部和后部上。空气滤清器4安装在化油器2的进气通道的入口中。由合成树脂制成的燃料箱5安装到发动机主体1的下表面上。曲轴13的相对端横向地伸出发动机主体1和邻近该发动机主体1的一侧的油箱40。反冲定子42安装到油箱40的外侧表面上，并且可操作地连接到从动件84上，而从动件84被固定到曲轴13的一端上。
冷却风扇43(也用作飞轮)被固定到曲轴13的另一端上。若干安装凸台46(在图2中示出了其中的一个)形成于冷却风扇43的外表面上。离心式蹄(shoe)47可摆动地支撑在每个安装凸台46上。离心式蹄47与离合器鼓48一起构成了离心式离合器49，而离合器鼓48被固定到驱动轴50上，在下文中将描述驱动轴50。当曲轴13的旋转速度超过预定值时，离心式蹄47借助于离心式蹄47本身的离心力而与离合器鼓48的内边缘表面形成压力接触，从而把曲轴13的输出扭矩传递到驱动轴50中。冷却风扇的直径大于离心式离合器49的直径。
用来盖住燃料箱5和除发动机主体1之外的连接零件的发动机罩51被固定到发动机主体1的合适位置上。冷却空气的进气口19设置在发动机罩51和燃料箱5之间。因此，借助于冷却风扇43的旋转，通过冷却空气进气口19加入外部空气，并且该外部空气被用来冷却发动机E的各个部分。
截头圆锥形的轴承保持架58被固定到发动机罩51上并且布置成与曲轴6共轴线。轴承保持架58支撑着从动轴50，而该从动轴50通过设置于它们之间的轴承59而使切割器C进行旋转。
油箱40和定子42设置在发动机主体1的一侧上，冷却风扇43和离心式离合器49设置在发动机主体1的另一侧上。因此，发动机E的左侧和右侧之间的重量平衡较好，以致发动机的重心更加靠近发动机主体1的中心部分，从而提高了发动机E的可操作性。
此外，由于直径大于离心式蹄47的直径的冷却风扇43被固定到位于发动机主体1和离心式蹄47之间的曲轴13上，因此大大地避免了由于冷却风扇43而使发动机E的尺寸大小增大。
下面将描述发动机主体1的结构和油箱40。
参照图2到5，发动机主体1包括曲轴箱6，它具有曲柄室6a；缸体7，它具有一个气缸7a；及缸盖8，它具有燃烧室8a和进气口及排气口9和10，进气口和排气口通到燃烧室8a。大量的冷却片38形成于缸体7和缸盖8的外边缘表面上。
安装在曲柄室6a内的曲轴13通过球轴承14和14’可旋转地支撑在曲轴箱6的横向相对的侧壁上，而这些轴承设置在它们之间。左侧的球轴承14设置有密封件，油封件17设置成邻近右侧的球轴承14’的外侧。安装在气缸7a内的活塞15通过连杆16而连接到曲轴13上，如传统技术一样。
油箱40成一体地连接到曲轴箱6的左侧壁上，从而连接曲轴箱6的外侧。曲轴13如此设置，以致其在球轴承14的侧部上的一端设置有密封件，并且通过油箱40。油封件39安装在油箱40的外侧壁上，而曲轴13通过该外侧壁。
截面是平的带状导向管86成一体地连接到油箱40的顶壁上。带状导向管86垂直地延伸，从而通过顶壁并且在它的上、下端上打开。带状导向管86的下端延伸到油箱40内的曲轴13的附近，而带状导向管86的上端成一体地连接到缸盖8上，因此它与缸盖8一起共用分隔壁85。一系列环形封口焊道(seal bead)87形成于缸盖8的上部边缘和带状导向管86的上端上。分隔壁85从封口焊道87中向上伸出。
另一方面，如图6和10-12所示一样，在与封口焊道87相对应的顶罩36的下端面上限制出环形密封槽88a。在顶罩36的内表面上限制出线性密封槽88b，从而使环形密封槽88a的相对侧之间连通。环形密封件89a安装在环形密封槽88a内，并且与环形密封件89a形成一体的线性密封件89b安装在线性密封槽88b内。通过螺栓37把顶罩36连接到缸盖8上，因此封口焊道87与环形密封件89a形成压力接触，并且分隔壁85与线性密封件89b形成压力接触。
第一阀操纵室21a由带状导向管86和顶罩36的一半来限定。第二阀操纵室21b由缸盖8和顶罩36的另一半限制出。阀操纵室21a和21b借助于分隔壁85相互分隔开。
再参照图2-5，借助于这样的平面把发动机主体1和油箱40分成上部分Ba和下部分Bb，该平面延伸通过曲轴13的轴线并且垂直于气缸7a的轴线。更加具体地说，上部分Ba由成一体地叠置在一起的曲轴箱6的上半部、缸体7、缸盖8、油箱40的上半部和带状导向管86构成。下部分Bb由成一体地叠置在一起的曲轴箱6的下半部和油箱40的下半部构成。上部分和下部分Ba和Bb借助于铸造单独形成，并且在精加工完这些部分之后，借助于若干螺栓12(参见图4)使它们相互连接起来。
各自用来打开和关闭进气口9和排气口10的进气阀18i和排气阀18e在缸盖8中安装成相互平行。火花塞20也通过螺纹安装在缸盖8中，而它的电极设置成靠近燃烧室8a的中心部分。
下面参照图3到7来描述用来打开和关闭进气阀18i和排气阀18e的阀操纵机构22。
阀操纵机构22包括正时(timing)传递装置22a，它设置成从油箱40的内侧延伸到第一阀操纵室21a中；和凸轮装置22b，它设置成从第一阀操纵室21a延伸到第二阀操纵室21b中。
正时传递装置22a包括驱动皮带轮23，驱动皮带轮23固定地安装在油箱40内的曲轴13上；从动皮带轮24，它可旋转地支撑在带状导向管86的上部上；及正时皮带25，它缚在驱动皮带轮23和从动皮带轮24之间。形成凸轮装置22b的一部分的凸轮26成一体地连接到分隔壁85的侧部上的从动皮带轮24的端面上。驱动皮带轮和从动皮带轮形成锯齿状，并且驱动皮带轮23适合于通过皮带25而以1/2的减速比来驱动从动皮带轮24。
支撑壁27成一体地形成于带状导向管86的外侧壁上，因此它在环形封口焊道87内升起，从而靠在顶罩36的内表面上，或者延伸以更加靠近这个内表面。支撑轴29借助于设置在支撑壁27中的通孔28a和设置在分隔壁85中的有底孔(bottomed bore)28b而可旋转地支撑在它的相对端部上。从动皮带轮24和凸轮26可旋转地支撑在支撑轴29的中间部分上。在安装顶罩36之前，支撑轴29从通孔28a通过从动皮带轮24中的轴孔35而插入到凸轮26和有底孔28b中。在插入支撑轴29之后，当顶罩36连接到缸盖8和带状导向管86中时，顶罩36的内表面与支撑轴29的外端相对，从而防止支撑轴29滑出。
一对轴承凸台30i和30e从缸盖8中向着第二阀操纵室21b升高，并且平行于支撑轴29地进行延伸，该对轴承凸台中的每一个在一端处成一体地连接到分隔壁85上。凸轮装置22b的进气摇臂轴31i和排气摇臂轴31e通过轴承凸台30i和30e来可旋转地支撑。更加具体地说，凸轮装置22b包括凸轮26；进气摇臂轴31i和排气摇臂轴31e；进气凸轮推杆22i和排气凸轮推杆22e，它们中的每一个被固定到第一阀操纵室21a内的摇臂轴31i和31e中的每一个的一端上，而它们的顶端与凸轮26的下表面处于滑动接触；进气摇臂33i和排气摇臂33e，它们被固定到第二阀操纵室21b中的摇臂轴31i和31e的另一端上，而它们的顶端靠在进气阀18i和排气阀18e的上端上；及进气弹簧34i和排气弹簧34e，它们安装在进气阀18i和排气阀18e上，从而沿着关闭方向偏压这些阀18i和18e。
当与曲轴13一起进行旋转的驱动皮带轮23通过皮带25而使从动皮带轮24和凸轮26进行旋转时，凸轮26使进气推杆和排气推杆32i和32e合适地进行摇摆，并且进气推杆和排气推杆32i和32e摇摆运动通过相应的摇臂轴31i和31e而传递到进气摇臂和排气摇臂33i和33e中，从而使这些摇臂进行摇摆。因此，进气阀和排气阀18i和18e通过与进气弹簧34i和排气弹簧34e相配合而可以被合适地打开和关闭。
在正时传递装置22a中，从动皮带轮24和凸轮26可旋转地支撑在支撑轴29上，支撑轴29也可旋转地支撑在第一阀操纵室21a内的相对侧壁上。因此，在从动皮带轮24和凸轮26的旋转期间，支撑轴29也进行旋转并受到摩擦阻力的作用，因此，从动皮带轮24和凸轮26及支撑轴29之间的旋转速度差减少了。因此，可以减少旋转部分和滑动部分之间的摩擦，从而有利于提高使用寿命。
下面参照图4-14来描述发动机E的润滑系统。
参照图4和5，油供给口40a所喷射出来的润滑油的额定量储存在油箱40中。一对甩油环56a和56b通过压配合或类似的配合固定到油箱40中的曲轴13上，并且沿着轴向布置在驱动皮带轮23的相对侧上。甩油环56a和56b沿着径向相对的方向进行延伸，并且被如此弯曲，以致它们的顶端沿着轴向相互远离。当曲轴13使甩油环56a和56b进行旋转时，即使发动机E在任何工作位置上，至少一个甩油环56a和56b搅动和散开储存在油箱40中的油，从而形成了油雾。这时，所产生的飞溅油喷洒在一部分正时传递装置22a中，而该传递装置22a从第一阀操纵室21a露出到油箱40的内部中，或者进入到第一阀操纵室21a中，因此直接润滑了正时传递装置22a。这是润滑系统的一条线路。
如图3和5-13所示一样，润滑系统的另一线路包括通孔55，它设置在曲轴13上从而使油箱40的内部与曲柄室6a之间连通；油供给导管60，它连接到曲柄室6a的下部上；气体-液体的分离室73，它使油滴与通过油供给导管60所供给的油雾分离开，从而把不含油滴的油雾导向到第二阀操纵室21b中；油回收室74，它设置在缸盖8中，从而抽汲收集在第二阀操纵室21b中的油滴；油返回通道78，它限定在缸盖8和油箱40之中，从而通过第一阀操纵室21a而使油回收室74与油箱40连通；及单向阀61，它设置在曲柄室6a的下部处从而只允许油雾仅沿一个方向从曲柄室6a流到油供给导管60中。
通到油箱40中的、通孔55的一端55a设置在油箱40的内部的中心部分附近，因此即使在发动机E的任何位置上它也总是露出到油箱40内的油O表面上方中。固定到曲轴13上的驱动皮带轮23和一个甩油环56a与开口端55a设置在一起(开口端设置于它们之间)，因此它们不能阻塞开口端55a。
单向阀61(参见图3)在图示实施例中是片簧阀，并且通过活塞15的往复运动来进行工作，因此当曲柄室6a的内部受到负压作用时，它被关闭了，而当曲柄室6a的内部受到正压力作用时，它打开了。
油供给导管60具有下端，该下端安装在下部连接管62a上方并且连接到连接管62a上(参见图3)，该下部连接管62a突出地设置在曲轴箱6的外表面上；及上端，它安装在上部连接管62b上方并且连接到连接管62b上(参见图4和8)，该上部连接管62b突出地设置在缸盖8的外表面上。上部连接管62b的内部通过缸盖8中的连通通道63(参见图8和9)而与气体-液体的分离室73连通。
气体-液体的分离室73由轴承凸台30i、30e和较小的分隔壁92所限定出，而这些轴承凸台和较小分隔壁成一体地形成于缸盖8上，从而与分隔壁85相对，并且把轴承凸台30i和30e相互连接起来。连通孔63通到气体-液体分离室73的一个拐角中，凹槽形的出口92a设置在较小的分隔壁92上，从而使气体-液体分离室73与第二阀操纵室21b连通。
如图5和10-12所示一样，分隔件65设置在顶罩36上。分隔件65包括上部分隔板65a，它由合成树脂形成，并且在分隔板65a和顶罩36的顶表面之间限制出呼吸室69；及下部分隔板65b，它由合成树脂形成，并且借助于焊接或者粘接而结合到上部分隔板65a的下表面上，从而在下部分隔板65b和上部分隔板65a之间限制出平的油回收室74。为了把分隔件65安装到顶罩36上，使上部分隔板65a的边缘靠在顶罩36的内边缘表面上的台肩上，夹子67被锁到顶罩36的突出部66上，该突出部66延伸通过上部分隔板65a，从而保持住上部分隔板65a。
下部分隔板65b也用来关闭和打开气体-液体的分离室73的上表面。突出地设置在下部分隔板65b的下表面上的是成角度的U形定位壁93，该定位壁93在分隔壁85的侧部上配合到气体-液体的分离室73的内侧表面上；直的定位壁94，它在较小的分隔壁92的侧部上配合到气体-液体的分离室73的内侧表面上；小部件95，它与更小的分隔壁92设置在一起，而分隔壁92设置在小部件95和直的定位壁94之间，从而限制出出口92a的有效开口面积，即限制出气体分离室73和第二阀操纵室21b之间的开度；及迷宫壁96，它突出到气体分离室73中，从而促使气体-液体进行分离。
呼吸室69通过设置在上部分隔板65a中的连通孔68而与第二阀操纵室21b连通，并且另一方面，该呼吸室69通过通风管70而与空气滤清器4的内部连通。呼吸室69是这样的区域在该区域中，使相互混合在一起的油和窜缸混合气进行气体-液体分离，并且用来促进气体-液体分离的迷宫壁72突出地设置在顶罩36的顶壁的内表面上。挡板68a形成于上部分隔板65a，从而从上面盖住连通孔68，从而抑制油滴极度从第二阀操纵室21b进入到呼吸室69中。
若干(在图示的实施例中是两个)抽汲管75成一体地、突出地形成于下部分隔板65b上，从而在相互隔开的位置上与油回收室74连通。抽汲管75具有顶端，这些顶端延伸到第二阀操纵室21b的底表面的附近；及位于这些顶端上的开口，这些开口构成了孔75a。
若干(在图示的实施例中是三个)抽汲管76也成一体地、突出地形成于上部分隔板65a上，从而在相互隔开的位置上与油回收室74连通。抽汲管76具有顶端，这些顶端延伸到呼吸室69的顶表面的附近；及位于这些顶端上的开口，这些开口构成了孔76a。
此外，若干孔80、83设置在下部分隔板65b和上部分隔板65a上，并且各自使第二阀操纵室21b和呼吸室69与油回收室74连通。若干凹槽形的孔97(图11)设置在分隔板65a和65b的配合表面上，从而使第二阀操纵室21b与油回收室74连通。
一个返回管81成一体地、突出地设置在下部分隔板65b上，并且通到油回收室74中。返回管81的顶端通过气体-液体分离室73，并且通过环管82而安装到设置于缸盖8中的油返回通道78的入口78a中，因此返回到油回收室74中的油被导向到油返回通道78中。
还在下部分隔板65b中设置了孔91，从而使气体-液体分离室73和油回收室74之间形成连通。
孔形的返回孔90设置在返回管81中，从而与气体-液体的分离室73的下部连通，因此聚集在气体-液体的分离室73中的油也从中排出到油返回通道78中。
下面描述上述的润滑系统的工作过程。
呼吸室69通过通风管70与空气滤清器4的内部连通，因此，即使在发动机E的工作期间，呼吸室69内的压力基本上保持大气压力。通过具有较小流动阻力的连通孔68与呼吸室69连通的第二阀操纵室21b具有这样的压力该压力基本上等于呼吸室69内的压力。通过具有较小流动阻力的出口92a与第二阀操纵室21b连通的气体-液体分离室73内的压力基本上等于第二阀操纵室21b内的压力。
在发动机E的工作期间，通过单向阀61，曲柄室6a只把活塞15上升和下降时所产生的压力脉动的正压力分量排出到油供给导管60中。因此，曲柄室6a通常处于负压状态中，第二阀室21b承受正压作用。曲柄室6a的负压通过曲轴13中的通孔55传递到油箱40中，并且还通过油返回通道78传递到油回收室74中。其结果是，油回收室74内的压力小于第二阀操纵室21b、气体-液体的分离室73和呼吸室69内的压力，并且油箱40和第一阀操纵室21a内的压力小于油回收室74内的压力。
因此，如图13所示一样，如果曲柄室6a内的压力用Pc表示、油箱40内的压力用Po表示、第一阀操纵室21a内的压力用Pva来表示、第二阀操纵室21b内的压力用Pvb来表示、气体-液体的分离室73内的压力用Py来表示、油回收室74内的压力用Ps来表示、及呼吸室69内的压力用Pb表示，那么这些压力之间的大小关系可以用下面式子来表示Pb＝Pvb＝Py＞Ps＞Pva＝Po＞Pc其结果是，呼吸室69和第二阀操纵室21b内的压力通过抽汲管75、76和孔80、33而传递到油回收室74中，而气体-液体的分离室73内的压力通过返回孔90和孔91而传递到返回管81和油回收室74中。然后，这些压力通过油返回通道78而传递到油箱40和曲柄室6a中。
在发动机E工作期间，曲轴13使之旋转的甩油环56a、56b搅动和撒布润滑油O，从而在油箱40内形成油雾。如上所述，这个时候所产生的飞溅油被撒布在一部分正时传递装置22a上，即撒布到驱动皮带轮23和正时皮带25的一些部分上，而该正时传递装置从带状导向管86中露出到油箱40的内部中，或者这个时候所产生的飞溅油进入第一阀操纵室21a中，从而直接润滑正时传递装置22a。
在油箱40中所产生的油雾通过曲轴13中的通孔55随着上述压力的流动而吸入到曲柄室6a中，从而润滑曲轴13和活塞15的周围。当曲柄室6a的内部由于活塞15下降而处于正压时，油雾在单向阀61打开时向上流过油供给导管60和连通通道63，从而供给到气体-液体的分离室73中。在这个过程中，油雾中的油滴通过油雾的膨胀作用和油雾碰撞迷宫壁96的作用而与油雾分离开。把不含油滴的油雾供给到第二阀操纵室21b中，同时借助于出口92a来合适地调整流率，因此在第二阀操纵室21b内可以有效地润滑凸轮装置22a的各个部分，即可以有效地润滑进气摇臂33i和排气摇臂33e等。因此可以减少凸轮装置22a工作时由于油滴的作用而引起的阻力，从而减少了功率损失。
在气体-液体的分离室73中所分离出来的并且聚集在其它底部的油滴通过返回孔90被吸出气体-液体分离室73，从而进入到返回管81中，并且通过油返回通道78而返回到油箱40中。
当第二阀操纵室21b内的油雾和含在油雾中的窜缸混合气通过连通孔68而进入呼吸室69中时，它们借助于油雾的膨胀作用和油雾撞击迷宫壁72的作用而进行气体-液体分离。在发动机E的进气冲程期间，窜缸混合气顺序地通过通风管70和空气滤清器4而吸到发动机E中。
在发动机E的直立状态时，被液化的、聚集在呼吸室69中的油滴聚集在上部分隔板65a的上表面上，并且向下流过连通孔68，从而聚集在第二阀操纵室21b的底部上，因此通过孔80和设置在这些位置上的抽汲管75使它们向上吸入到油回收室74中。在发动机E处于倒立状态时，油滴聚集在顶罩36的顶表面和下部分隔板65b的下表面上，因此借助于抽汲管76和设置在这些位置上的孔83、97使它们向上抽汲到油回收室74中。另一方面，从油雾中分离出来的油滴聚集在气体-液体分离室73的顶表面上，但是，借助于通到顶表面上的孔91使这些油滴向上抽汲到油回收室74中。
以上述方式向上抽汲到油回收室74中的油通过油返回通道78从返回管81中返回到油箱40中。在这种情况下，如果油返回通道78通过图示实施例中的第二阀操纵室21b而与油箱40连通，那么离开油返回通道78的油撒布在正时传递装置22a上，从而有利于润滑正时传递装置22a。
呼吸室69限定在顶罩36的顶表面和安装到顶罩36的内壁上的上部分隔板65a之间。油回收室74限定在上部分隔板65a和结合到上部分隔板65a上的下部分隔板65b之间。因此油回收室74和呼吸室69可以设置在顶罩36上，而不会分开顶罩36的顶壁。而且，由于呼吸室69和油回收室74存在于顶罩36中，因此，即使来自室69和74中的油产生了一些泄漏，但是该油可以没有任何问题地只返回到第二阀操纵室21b中。因此，不需要检查室69和74周围的油封性，因此减少了制造费用。
而且，同时通过使上部分隔板65a和下部分隔板65b相互连接起来形成油回收室74，因此容易形成油回收室74。
此外，油抽汲管75和76各自成一体地形成于上部分隔板65a和下部分隔板65b上，因此容易形成油抽汲管75和76。
气体-液体分离室73限定在轴承凸台30i和30e之间，而这些轴承凸台支撑着一对进气和排气摇臂轴31i和31e，因此顶罩36内的、相对较窄的空间可以有效地用来形成气体-液体的分离室73，并且可以避免增大顶罩36的尺寸大小。而且，气体一液体的分离室73的开口上表面借助于下部分隔板65b来关闭，因此不需要用来关闭开口上表面的特殊件，因此简化了结构。
另一方面，当发动机E变成倒立状态时，如图14所示一样，储存在油箱40内的油O移向油箱40的顶部，即移向第一阀操纵室21a。但是，借助于带状导管86使通到油箱40中的第一阀操纵室21a的端部设置成处于这样的位置该位置高于所储存的油O的液体表面，因此，所储存的油O不能流到第二阀操纵室21b中。因此，可以防止过量的油供给到正时传递装置22a中，并且在油箱40内保持预定量的油，从而借助于甩油环56a和56b可以连续地形成油雾。
当发动机E形成横向放置状态时，如图15所示一样，所储存的油O移向油箱40的侧表面。但是，借助于带状导管86使通到油箱40中的第一阀操纵室21a的端部设置成处于这样的位置该位置高于所储存的油O的液体表面，因此，在这种情况下，所储存的油O不能流到第二阀操纵室21b中。因此，可以防止过量的油供给到正时传递装置22a中，并且在油箱40内保持预定量的油，从而借助于甩油环56a和56b可以连续地形成油雾。
因此，用来润滑阀操纵机构22的系统被分成两条线路一条线路是，借助于油箱40内撒布的油，用来润滑油箱40和第一阀操纵室21a内的正时传递装置22a和凸轮装置22b的部分；及另一条是，借助于输送到第二阀操纵室21b内的油雾，用来润滑第二阀操纵室21b内的凸轮装置22b的剩余部分。因此，减轻了润滑系统的每个线路的负担，并且可以充分地润滑整个阀操纵机构22。而且，即使发动机在任何工作位置上，通过使用飞溅油和油雾也可以润滑发动机的各个部分。
借助于利用曲柄室6a内的压力脉动和单向阀61的单向输送功能，使油箱40内所产生的油雾进行循环。因此，不需要专门用来使油雾进行循环的油泵，因此简化了结构。
油箱40和使曲柄室6a和第二阀操纵室21b相互连接起来的油供给导管60设置在发动机主体1的外部，因此不会以任何方式妨碍减少发动机主体1的壁厚，并且使发动机主体1更加紧凑，这就大大地有利于减少发动机E的重量。特别地，设置在发动机主体1的外部中的油供给导管60不易受到发动机主体1的热影响，并且易于散热。因此，可以促进流过油供给管60的油雾进行冷却。
此外，由于油箱40设置在发动机主体1的外部，因此可以明显减少发动机E的整个重量。而且，一部分正时传递装置22a安装在油箱40内，因此能够使发动机E的宽度增加量达到最小，从而使发动机E更加紧凑了。
现在，参照图16-26来描述本发明的第二实施例。
第二实施例在用来润滑发动机E的系统和呼吸系统这两方面中不同于第一实施例。其它零件的布置基本上与第一实施例的相同，因此在图16到26中，与第一实施例的这些相对应的部分和零件用相同的标号来表示，并且省去了这些描述。
下面描述第二实施例的、用来润滑发动机E的系统和呼吸系统。
参照图18和19，通过油供给口40a所加入的润滑油O的额定量储存在油箱40中。一对甩油环56a、56b借助于压配合固定到油箱40内的曲轴13上，并且在驱动皮带轮23的相对侧部上布置成相互共轴线。甩油环56a、56b延伸到沿径向相对的方向，并且弯曲成使它们的顶端沿着轴向相互远离。当曲轴13使甩油环56a、56b旋转时，即使在发动机E的任何工作位置上，至少一个甩油环56a、56b搅动和撒布储存在油箱40中的油O，从而形成了油雾。这时，所产生的飞溅油撒布在一部分正时传递装置22a中，而该传递装置22a从第一阀操纵室21a露出到油箱40的内部中，或者进入到第一阀操纵室21a中，因此直接润滑了正时传递装置22a。这是润滑系统的一条线路。
如图17和19-26所示一样，润滑系统的另一线路包括通孔55，它设置在曲轴13上从而使油箱40的内部与曲柄室6a之间连通；油供给导管60，它把油雾从曲柄室6a导向到第二阀操纵室21b内；油回收室74，它设置在缸盖8中，从而抽汲收集在第二阀操纵室21b中的油滴；油返回通道78，它限定在缸盖8和油箱40之中，从而通过第一阀操纵室21a而使油回收室74与油箱40连通；及单向阀61，它设置在曲柄室6a的下部处从而只允许油雾仅沿一个方向从曲柄室6a流到油供给导管60中。
通到油箱40中的、通孔55的一端55a设置在油箱40的内部的中心部分附近，因此即使在发动机E的任何位置上它也总是露出到油箱40内的油O表面上方中。固定到曲轴13上的驱动皮带轮23和一个甩油环56a与开口端55a设置在一起(开口端设置于它们之间)，因此它们不能阻塞开口端55a。
单向阀61(参见图17)在图示实施例中是片簧阀，并且通过活塞15的往复运动来进行工作，因此当曲柄室6a的内部受到负压作用时，它被关闭了，而当曲柄室6a的内部受到正压力作用时，它打开了。
油供给导管60具有下端，该下端安装在下部连接管62a上方并且连接到连接管62a上(参见图17)，该下部连接管62a突出地设置在曲轴箱6的外表面上；及上端，它安装在上部连接管62b上方并且连接到连接管62b上(参见图18和22)，该上部连接管62b突出地设置在缸盖8的外表面上。上部连接管62b的内部通过缸盖8中的连通通道63(参见图22和23)而与第二阀操纵室21b连通。
如图19、20和23-25所示一样，分隔件65设置在顶罩36上。分隔件65包括上部分隔板65a，它由合成树脂形成，并且在分隔板65a和顶罩36的顶表面之间限制出呼吸室69；及下部分隔板65b，它由合成树脂形成，并且借助于焊接或者粘接而结合到上部分隔板65a的下表面上，从而在下部分隔板65b和上部分隔板65a之间限定出平的油回收室74。为了把分隔件65安装到顶罩36上，使上部分隔板65a的边缘靠在顶罩36的内边缘表面上的台肩上，夹子67被锁到顶罩36的突出部66上，该突出部66延伸通过上部分隔板65a，从而夹住上部分隔板65a。迷宫壁72，它突出地设置在顶罩36的顶表面的内表面上，从而在呼吸室69内促使气体-液体进行分离。
气体-液体分离室69’设置在下部分隔板65b和缸盖8的上部表面之间。更加具体地说，气体-液体分离室69’的底壁和顶壁各自由缸盖8和下部分隔板65b形成。气体-液体分离室69’的四个侧壁由轴承凸台30i或者30e、分隔壁85和L形分隔壁98形成，而该L形分隔壁98从缸盖8的上表面升起，并且连接到轴承凸台30i或者30e和分隔壁85上。在这种情况下，凹口99形成于下部分隔板65b的一部分下表面上，该部分下表面面对气体-液体分离室69’，从而使气体-液体分离室69’的容积最大化。定位壁94形成于凹口99中的开口边缘上并且安装到气体-液体分离室69’的内边缘表面上。在这种方法中，气体-液体分离室69’设置在一对摇臂轴31i和32e之间，而该对摇臂轴31i和32e是紧接呼吸室69下方的、第二阀操纵室21b中的阀操纵机构22的零件。
气体-液体分离室69’通过设置在分隔板98中的凹槽形第一连通孔71a而与第二阀操纵室21b连通，并且通过第二连通孔71b而也与呼吸室69连通，而连通孔71b通过上部分隔板65a和下部分隔板65b。另一方面，呼吸室69通过通气管70与空气滤清器4的内部连通。
若干(在图示的实施例中是两个)抽汲管75成一体地、突出地设置于下部分隔板65b上，从而在相互隔开的位置上与油回收室74连通。抽汲管75具有顶端，这些顶端延伸到第二阀操纵室21b的底表面的附近；及位于这些顶端上的开口，这些开口构成了孔75a。
若干(在图示的实施例中是三个)抽汲管76也成一体地、突出地设置在上部分隔板65a上，从而在相互隔开的位置上与油回收室74连通。抽汲管76具有顶端，这些顶端延伸到呼吸室69的顶表面的附近；及位于这些顶端上的开口，这些开口构成了孔76a。
此外，若干孔80、83设置在下部分隔板65b和上部分隔板65a上，并且各自使第二阀操纵室21b和呼吸室69与油回收室74连通。若干凹槽形的孔97(图25)设置在分隔板65a和65b的配合表面上，从而使第二阀操纵室21b与油回收室74连通。
一个返回管81成一体地、突出地设置在下部分隔板65b上，并且通到油回收室74中。返回管81的顶端通过气体-液体分离室69’，并且通过环管82而安装到设置于缸盖8中的油返回通道78的入口78a中，因此返回到油回收室74中的油被导向到油返回通道78中。
孔形的返回孔90设置在返回管81中，从而与气体-液体的分离室69’的下部连通，因此聚集在气体-液体的分离室69’中的油也从气体-液体分离室69’中排出到油返回通道78中。
下面描述第二实施例的工作过程。
呼吸室69通过通风管70与空气滤清器4的内部连通，因此，即使在发动机E的工作期间，呼吸室69内的压力基本上保持大气压力。气体-液体分离室69’(该分离室通过第二连通孔71b与呼吸室69连通)和第二阀操纵室21b(该操纵室通过第二连通孔71与气体-液体分离室69’连通)内的压力也基本上等于呼吸室69内的压力。
在发动机E的工作期间，通过单向阀61，曲柄室6a只把活塞15上升和下降时所产生的压力脉动的正压力分量排出到油供给导管60中。因此，曲柄室6a通常处于负压状态中，第二阀室21b承受正压作用。曲柄室6a内的负压通过曲轴13中的通孔55传递到油箱40中，并且还通过油返回通道78传递到油回收室74中。其结果是，油回收室74内的压力小于第二阀操纵室21b、气体-液体的分离室69’和呼吸室69内的压力，并且油箱40和第一阀操纵室21a内的压力小于油回收室74内的压力。
因此，如图26所示一样，如果曲柄室6a内的压力用Pc表示、油箱40内的压力用Po表示、第一阀操纵室21a内的压力用Pva来表示、第二阀操纵室21b内的压力用Pvb来表示、油回收室74内的压力用Pvs来表示、及气体-液体的分离室69’内的压力用Pb1来表示、及呼吸室69内的压力用Pb2表示，那么这些压力之间的大小关系可以用下面式子来表示Pb2＝Pb1＝Pvb＞Ps＞Pva＝Po＞Pc其结果是，呼吸室69和第二阀操纵室21b内的压力通过抽汲管75、76和孔80、33而传递到油回收室74中，而气体-液体的分离室69’内的压力通过返回孔90而传递到返回管81中。然后，这些压力通过油返回通道78而传递到油箱40和曲柄室6a中。
在发动机E工作期间，曲轴13使之旋转的甩油环56a、56b搅动和撒布润滑油O，从而在油箱40内形成油雾。这个时候所产生的飞溅油被撒布在一部分正时传递装置22a上，即撒布到驱动皮带轮23和正时皮带25的一些部分上，而该正时传递装置从带状导向管86中露出到油箱40的内部中，或者这个时候所产生的飞溅油进入第一阀操纵室21a中，从而直接润滑正时传递装置22a。
在油箱40中所产生的油雾通过曲轴13中的通孔55随着上述压力的流动而吸入到曲柄室6a中，从而润滑曲轴13和活塞15的周围。当曲柄室6a的内部由于活塞15下降而处于正压时，油雾在单向阀61打开时向上流过油供给导管60，从而通过连通通道而供给到第二阀操纵室21b中，因此在第二阀操纵室21b内可以有效地润滑凸轮装置22b的各个部分，即可以有效地润滑进气摇臂33i和排气摇臂33e等。
曲柄室6a内所产生的窜缸混合气所通过的路径与油雾相同，从而到达了第二阀操纵室21b。因此，大量的油雾含在窜缸混合气中。到达第二阀操纵室21b中的窜缸混合气首先通过第一连通孔71a而输送到气体-液体分离室69’中，然后通过第二连通孔71b而输送到呼吸室69中。因此，借助于在气体-液体分离室69’和呼吸室69内的两次膨胀阶段所产生的气体-液体分离，可以有效地从窜缸混合气中分离出油。因此，基本上不含有油的窜缸混合气从呼吸室69排出到通风管70中，因此可以抑制不必消耗油。然后，窜缸混合气通过空气滤清器4并且被吸到发动机E中，在那里，燃烧窜缸混合气孔，而不会污染来自发动机的废气。
在发动机E以直立状态进行工作时，被液化的、聚集在呼吸室69中的油聚集在上部分隔板65a的上表面上，或者可以通过第二连通孔71b向下流动，并且输送到气体-液体分离室69’中。聚集在气体-液体分离室69’的底部中的油通过返回孔90、返回管81和油返回通道78而返回到油箱40中。聚集在呼吸室69的底部上的油借助孔83而向上吸入到油回收室74中。另一方面，已经完成对阀操纵机构22的润滑并聚集在第二阀操纵室21b的底部上的油借助于抽汲管75而也向上吸入到油回收室74中。这些油通过返回管81和油返回通道78而返回到油箱40中。
当发动机E以倒立状态进行工作时，油聚集在呼吸室69和第二阀操纵室21b的顶部上，因此借助于抽汲管76和设置在这些位置上的孔83、97使油向上吸入到油回收室74中，接着通过返回管81和油返回通道78返回到油箱40中，这个与发动机E处于直立状态时的情况相同。
气体-液体分离室69’设置在一对摇臂轴31i和31e之间，而该对摇臂轴31i和32e是紧接呼吸室69下方的、第二阀操纵室21b内的阀操纵机构22的零件，因此摇臂轴31i和31e之间的死空间用来设置气体-液体分离室69’，因此借助于气体-液体分离室69’和呼吸室69的配合，可以提高窜缸混合气的气体-液体的分离效果。因此，不需要增大顶罩36内的呼吸室69的容积，因此避免了顶罩36的尺寸大小的增大。
尽管详细地描述了本发明的实施例，但是应该知道，本发明不局限于上述实施例，在没有脱离权利要求所限定的、本发明的精神实质和范围内可以进行各种各样的设计变形。例如，根据需要，可以选择油抽汲管75和76及抽汲孔80和83的数目和安装位置。可以设置旋转阀来取代单向阀61，而该旋转阀与曲轴13结合进行工作，从而在活塞15下降时打开油供给导管60，而在活塞15上升时关闭油供给导管60。
权利要求
1.一种在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，该系统具有顶罩，它连接到缸盖的上端上；阀操纵室，它限定在所述缸盖和所述顶罩之间，从而容纳阀操纵机构；油雾输送装置，它用来输送在油箱内所产生的油雾；油回收室，它借助于吸入作用而回收聚集在所述阀操纵室内的油；呼吸室，其中窜缸混合气从所述阀操纵室中引入到该呼吸室中，并且窜缸混合气从该呼吸室排出到外部中，所述油雾输送装置、所述油回收室和所述呼吸室通到所述阀操纵室中；以及还具有油返回通道，它连接到所述油回收室中，从而把回收在所述油回收室中的油返回到所述油箱中，其中，气体-液体分离室设置在所述呼吸室下方的所述阀操纵室中，并且并入从所述油雾输送装置通过所述阀操纵室而延伸到所述呼吸室的一通道中，从而使油滴从油雾或者窜缸混合气中分离开。
2.如权利要求1所述的、在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其特征在于，在所述顶罩的内壁上安装分隔件，从而在所述分隔件和所述顶罩的顶表面之间限制出所述呼吸室；所述油回收室成一体地与所分隔件形成一体；及所述气体-液体分离室限制在所述分隔件和所述缸盖之间。
3.如权利要求1或者2所述的、在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其特征在于，所述气体-液体分离室设置在所述油雾输送装置和所述阀操纵室之间，从而从所述油雾输送装置所供给来的油雾中分离出油滴，把不含油滴的油雾导到所述阀操纵室中。
4.如权利要求3所述的、在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其特征在于，所述气体-液体分离室设置在所述阀操纵机构的一对进气和排气摇臂轴之间，而这些摇臂轴布置成相互平行。
5.如权利要求3或者4所述的、在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其特征在于，所述气体-液体分离室与油返回通道连通，以将在所述气体-液体分离室内所分离出来的油滴返回到所述油箱中。
6.如权利要求1或者2所述的、在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其特征在于，所述气体-液体分离室通过第一和第二连通孔各自与所述阀操纵室和所述呼吸室连通。
7.如权利要求6所述的、在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统，其特征在于，所述气体-液体分离室设置在所述阀操纵机构的零件之间。
全文摘要
在发动机中用来润滑阀操纵机构的系统中，该系统包括顶罩，它连接到缸盖的上端上；及阀操纵室，它限制在缸盖和顶罩之间；油雾输送装置，它用来输送油箱内的油雾；油回收室，它借助于吸入作用而回收聚集在阀操纵室内的油；以及呼吸室，其中窜缸混合气从阀操纵室中引入到该呼吸室中，而该油雾输送装置、油回收室和呼吸室通到阀操纵室中。在该润滑系统中，气体－液体分离室使油滴从输送装置所供给来的油雾中分离出来，从而把不含油滴的油雾导向到阀操纵室中，而该气体－液体分离室设置在输送装置61和阀操纵室之间。因此，可以把不含油滴的油雾供给到阀操纵室中，从而没有阻力地润滑阀操纵机构。
文档编号F01M9/10GK1403690SQ02141890
公开日2003年3月19日 申请日期2002年8月27日 优先权日2001年8月27日
发明者伊藤庆太, 田中豪 申请人:本田技研工业株式会社