专利名称：带油路的曲轴箱盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机，尤其涉及内燃机内部曲轴箱盖和带盖的油路。
背景技术：
内燃机中设有通常容纳内燃机曲轴、凸轮、平衡块和各种齿轮等多个内部工件的 曲轴箱，曲轴箱还用于收集和保持内燃机中所使用的机油或其它润滑剂。累积的机油由曲 轴箱开始一般通过滤油器传递给需要润滑的各个内燃机零件，最后返回到曲轴箱内。目前，多数内燃机都是利用飞溅润滑和/或滚动轴承将润滑油从曲轴箱传递给各 个内燃机零件的。这些方法现在得到普遍应用，是因为它们相对简单，且可以避免复杂的全 压油路。然而这些方法的缺点在于它们不具有全压油路的能力，并且比较容易磨损。所以， 人们希望能够使用全压油路以保持机油传递系统的能力和持久性。全压油路通常是在压力作用下将机油从油泵中抽出传递给内燃机的各个零件。为 了做到这一点，机油流动的回路必须是闭合的，以保持整个回路中的油都处于压力之下。一种在内燃机中产生全压油路的方法就是在曲轴箱自身内部设置通路。在1981 年8月25日公告的美国专利号为4，285，309，申请人为R. A. G.乔汉森(Johansson)，和1990 年5月22日公告的美国专利号为4，926，814，申请人为K.G.邦德(Bonde)的两件美国专利 中分别公开了这种类型的设计，在这两件专利中，曲轴箱上都带有与之一体的通路。在乔汉森的专利中，曲轴箱的上表面上设有沟槽；类似的，在邦德的专利中，在曲 轴箱的顶壁上也设有多个壁从而限定多个沟槽。在这两件专利中，当曲轴箱上装配了上壳 体时，沟槽就被封闭起来，从而形成多个通路。然而，这两个专利中都存在一定的缺点；尤其 是当曲轴箱的上壳体和上表面配合不好时，就会出现露油现象。在这两个设计中，露出的油 就会从曲轴箱中露出而造成损失。在这两个设计中存在的另一个缺点就是沟槽都必须机械加工在曲轴箱的上部或 是与曲轴箱一体铸成。如果该沟槽是经过机械加工得到的，则至少需要增加一个附加的步 骤来加工曲轴箱，这样就需要消耗额外的时间和费用。如果沟槽是与曲轴箱整体铸造的，则 曲轴箱的铸模会变得更加复杂，花费更贵；并且可能需要模具滑移装置，这样就会增加铸模 自身的成本，且不能使用用于多个零件的铸模。此外，一旦沟槽的基本形状形成后，还可能 需要其它的加工步骤来完成整体通道。为克服上述缺陷，一种方法就是在曲轴箱盖内部而不是在曲轴箱本身产生通道。 通过在曲轴箱盖上设置通道，任何从通道中泄漏的油都会返回到曲轴箱内，而不会从曲轴 箱泄漏出去损失掉。此外，制造曲轴箱本身也不复杂，并不需要大的上表面，额外的加工步 骤或复杂、低效的模制过程。在盖装置上产生通道的一种普通方法就是使用直接铸造在盖装置上的油管，然而在盖装置上铸造油管是极其复杂的步骤，价格昂贵，并有可能存在油管周围的多孔等质量 问题。此外，一旦在盖装置上铸造了油管，为完成完全的油路，该盖装置还需要其它的加工 步骤来减少油管上的毛口，并且很多设计都需要极长的钻孔(drilling)。最后，因为需要模 具滑移装置，所以带有铸造油管的曲轴箱盖所需的铸模一般都比较贵并且比较复杂，而且 在一个单铸模上不能铸造多个零件，铸造程序也相当复杂。 因此如果将曲轴箱盖设计成不使用铸造油管但包含允许使用全压油路的通道，那 将是非常有利的。具体来说，如果能够简单地制造曲轴箱盖，而不需要其它加工步骤或长钻 孔，并且可以利用不带有模具滑移装置的简单铸模来制造，并允许在单模上铸造多个零件， 来简化并减少盖装置的制造费用，将是非常有利的。
发明内容
本发明的发明人开发出一种曲轴箱盖的设计，其可以在全压油路上使用，其中多 个壁直接铸造在盖装置本身上，形成多个沟槽。该沟槽由固定在盖装置上的板封闭，从而在 盖装置内部形成多个通道。因为该通道是设置在盖装置内部的，因而从通道泄漏的机油只 能返回到曲轴箱内用于再利用，而不会全部从曲轴箱泄漏出去。此外，因为沟槽是由铸造在 盖装置内的壁形成的，所以简化了盖装置的制造过程，并减少了生产成本。铸模可以简单的 开、关模具，而不需要任何模具滑移装置，多部件制模(molded in parts)，或其它复杂的铸 造步骤的；多个零件可以由单一铸模制成，以获得更好的铸造经济性，并且不需要其它机械 加工步骤或复杂的钻孔步骤。本发明还特别涉及一种内燃机的曲轴箱盖，其包括盖子本体内表面上的沟槽，和 覆盖沟槽以形成带有进口和出口通道的装置。本发明还涉及一种内燃机的曲轴箱，其具有由底板和侧壁形成的本体，底板和侧 壁限定了内部容积。底板和每个侧壁具有面向内部容积的内表面，每个侧壁带有与底板相 对的端面。侧壁的端面限定本体的开口，带有面向内部容积的内表面的盖子本体覆盖该开 口。该盖装置内表面上设有沟槽，并具有覆盖该沟槽的装置，以形成具有进口和出口的通 道。
图1是单汽缸发动机的设置有起动机和汽缸盖一侧的第一透视图；图2是图1所示的单汽缸发动机的设置有空气净化器和滤油器一侧的第二透视 图；图3是图1所示的单汽缸发动机的第三透视图，其中拆除了发动机的部分零件以 显示其它内部零件；图4是图1所示的单汽缸发动机的第四透视图，其中拆除了发动机的部分零件以 显示其它内部零件；图5是图1所示的单汽缸发动机部分的第五透视图，其中拆除了曲轴箱顶部以显 示曲轴箱的内部；图6是图1所示的单汽缸发动机部分的第六透视图，其中所示的曲轴箱顶部从其 底部分解开；
图7是图1所示的单汽缸发动机的俯视图，其中使用灰度显示其内部零件；图8是图1所示的单汽缸发动机曲轴箱盖的第一透视图。
具体实施例方式图1和图2示出了一种新的单汽缸4冲程内燃发动机100，由在威斯康星的科勒 公司设计，其包括曲轴箱110和鼓风机壳120，鼓风机壳120内部设有风扇130和飞轮140。 发动机100还包括起动机150，汽缸160，汽缸盖170，和摇臂盖180。在汽缸盖170上设有 如图1和图2所示的排气口 190和如图2和图3所示的进气口 200。从现有技术中可以知 道，在发动机100的运转过程中，活塞210(见图7)在汽缸160内作朝向或远离汽缸盖170 的反复运动，活塞210的运动导致曲轴220旋转(见图7)，并使连接在曲轴上的风扇130及 飞轮140旋转。风扇130的旋转冷却内燃机，飞轮140的旋转维持相对稳定的旋转动量。更特别参考图2，发动机100还包括连接到进气口 200上的空气过滤器230，在将 发动机所需的气体提供到汽缸盖170之前先将气体进行过滤处理。供应给进气口 200的气 体通过汽缸盖170传递到汽缸160内，并通过汽缸盖170从汽缸160流出，然后从排气口 190 流出。气体通过汽缸盖170流入或流出汽缸160是分别通过进气阀240和排气阀250来控 制的(见图7)。同时请参考图2，发动机100包括滤油器260，发动机100的机油从其中通 过并得到过滤。特别的，滤油器260分别通过导入管路270和导出管路280连接在曲轴箱 110上，由此经加压的机油供应到滤油器260内，并从滤油器260返回到曲轴箱110内。参考图3和图4，为更好显示曲轴箱110的盖装置290，所示的发动机100拆除了 鼓风机壳120。参考图3，其中拆除了风扇130和飞轮140，示出了由于风扇130和/或飞轮 140旋转而产生电流的线圈300，它们共同工作可作为磁发电机使用。此外曲轴箱110的盖 装置290上还带有一对叶片(lobe) 310，其覆盖一对齿轮320 (见图5和图7-图8)。参考 图4，曲轴箱110的盖装置290上面设置了风扇130和飞轮140，此外，为更清楚地反映从中 分别穿过一对推杆340的一对套管330，图4所示的发动机100中拆除了汽缸盖170和摇臂 盖180。推杆340分别在曲轴箱110的一对摇臂350和一对凸轮(未示出)之间延伸，这一 点下面会详述。请返回到图5和图6，为显示曲轴箱的内部容积380，所示的发动机100中从曲轴 箱110的本体370上拆掉了曲轴箱110的盖装置290。此外，在图5和图6中，所示的发动 机100切除了超出了汽缸160的部分，例如汽缸盖170。图6是曲轴箱110的盖装置290 位于曲轴箱110本体370上部的分解图。在这个实施例中，本体370包括底板390和侧壁 400。曲轴箱110的每个侧壁400都具有面向内部容积380的内表面460，和与底板390相 对并面向该底板离开的端面470。侧壁400的端面470在曲轴箱110的本体370上共同形 成开口 480。盖装置290通过盖住开口 480而仅仅起到曲轴箱110顶盖的作用。为打开曲 轴箱110，盖装置290和本体370是作为两个单独零件来制造的，盖装置290可以从本体370 上移开。同时如图5所示，曲轴箱110内的一对齿轮320由各自的齿轮轴410支撑并在其 上旋转，齿轮轴410又由曲轴箱110的本体370来支撑。图7是发动机100的俯视图，其中由灰度表示发动机内部的其它零件。图7尤其 示出了通过连接杆420连接到曲轴220上的汽缸160内的活塞210。曲轴220反过来连接 在旋转平衡块430和往复作用的重块440上，以平衡活塞210施加在曲轴220上的力。曲轴220还与每个齿轮320相接触，因此将旋转动力传递给齿轮。在本实施例中，支撑齿轮320 的齿轮轴410能够从曲轴箱110(见图5)的底板390向上供给齿轮320机油。滤油器260 的导入管路270连接一个齿轮轴410以接收机油，而滤油器的导出管路280连接到曲轴220 上以供给润滑油。图7还示出了设置在汽缸盖170上的火花塞450，在发动机的工作冲程中 提供火花以使汽缸160内部燃烧。火花塞450的电能来自线圈300(见图3)。在本实施例中，发动机100是垂直轴发动机，能够输出用于操作割草机等各类草 坪和园艺工具所需的15-20马力。在另一可选实施例中，发动机100还可以作为水平轴发 动机使用，设计成输出更多或更少的动力，和/或用于各类型机械设备，例如吹雪机等。并 且在另一可选实施例中，发动机100内部的零件结构也可以与前面所示的和讨论的有所不 同。例如在一个可选实施例中，凸轮可以设置在齿轮320的上面而不是齿轮的下面。参考图8，其示出了盖装置290的透视图。盖装置290具有内表面500，当盖装置 290装配到曲轴箱110上时，该内表面朝向内部容积380。壁510直接铸造在盖装置290上， 并从内表面500朝向内部容积380延伸，在内表面500上形成沟槽520。板530完全覆盖沟 槽520并形成通道(未示出)，可使机油或其它流体在其内部流动。板530不必完全密封沟 槽520，因为如果油或其它流体从通道中流出后，会回流到曲轴箱110内，因此有较小的泄 漏也不是太要紧。螺钉或螺栓等螺纹零件580穿过板530上的紧固孔590，并旋入直接铸造 在盖装置290上的内螺纹孔600内，从而将板530固定到盖装置290的内表面500上。在 其它的可选实施例中，还提供了一些其它的方法，例如焊接，粘接，铆接等，来将板530固定 在内表面500上。该通道可以使机油或其它流体从轴410通过滤油器260流到曲轴箱110和齿轮 320中；此外通过改变通道的数量和路线，机油或其它流体可以分配到需要润滑的任何发 动机零件。来自一个轴410中的油经过一个通道中的第一进口 540，经由通道本身，再经过 通道的出口 550，导向滤油器260的导入管路270。来自滤油器260的油穿过出口管路280， 第二通道的第二进口 560，经由通道本身，并通过板530上的孔570分配到曲轴箱110和齿 轮320。在本发明的一个可选实施例中，还可以使用其它例如喷嘴，管道或其它分配装置等 将机油或其它流体分配给内燃机的各个零件。本发明所设计的曲轴箱盖290适于使用在单汽缸4冲程内燃机上。在本发明的另 一个实施例中，通过改变通道的数目和路线，盖装置290可以使用在任何类型的内燃机上， 从而将机油或其它流体分配给内燃机各个零件。虽然本发明已通过参考优选实施例的方式进行了详细描述，但本发明并不限于所 公开的具体结构。应该知道本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和本质的情况下，可 作进一步的变化和改进。因此，本发明的保护范围应参考以下的权利要求，而不应限于说明 书中的具体内容。
权利要求
一种制造曲轴箱的方法，所述曲轴箱具有沿曲轴箱顶部进行润滑的功能，所述方法包括提供曲轴箱的底部；提供曲轴箱的所述顶部，其中所述顶部可装配到曲轴箱的所述底部并可从曲轴箱的所述底部移除，其中所述顶部包括沿所述顶部的第一表面的至少一部分延伸的至少一个沟槽；并且将附加部件连接到所述顶部的所述第一表面，使得所述沟槽的至少一部分被覆盖，以形成沿所述第一表面的所述至少一部分延伸的通道，其中当装配所述顶部和底部以形成曲轴箱时所述第一表面被朝向所述曲轴箱的内部，使得从所述沟槽和所述附加部件之间的所述通道泄漏的任何润滑剂渗入所述曲轴箱的所述内部。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述顶部被模制成包括所述至少一个沟槽，并且其 中所述至少一个沟槽连接选自曲轴轴承、凸轮轴轴承、和滤油器中的至少两个发动机部件。
3.一种用于曲轴箱的盖子，所述盖子包括主盖部，其具有内表面和外表面，其中所述盖子被构造成与所述曲轴箱的其余部分相 连，并且其中当所述盖子这样连接时所述内表面朝向所述曲轴箱内部；和沿所述内表面固定到所述主盖部上的附加部，其中沿所述主盖部的内表面和沿所述附加部的附加表面中的至少一个设置至少一个 凹槽，当所述主盖部和所述附加部彼此固定时所述附加表面朝向所述内表面，并且其中，当所述主盖部和所述附加部彼此固定时，所述至少一个凹槽被覆盖，以形成至少 一个位于所述内表面和附加表面之间并沿所述内表面和附加表面延伸的通道。
4.如权利要求3所述的盖子，其中所述至少一个通道连接选自曲轴轴承、凸轮轴轴承、 和滤油器中的至少两个发动机部件。
5.一种曲轴箱装置，包括曲轴箱的顶部，其与所述曲轴箱壳体的剩余部分至少一个整体地形成，并被构造成与 所述曲轴箱壳体的剩余部分连接；和可被连接到所述顶部的结构，使得所述结构直接连接所述顶部，其中所述顶部和所述结构中的至少一个包括沟槽，并且其中当所述结构连接到所述顶部以使所述结构直接连接所述顶部时，所述沟槽至少部 分由所述结构和所述顶部封闭以形成通道。
6.一种内燃机的曲轴箱顶部，所述顶部包括a)本体，具有第一表面和沟槽，所述沟槽设置在所述本体上并位于所述第一表面内；b)覆盖所述沟槽以形成通道的装置，所述通道带有进口和出口，用来覆盖的所述装置 包括第二表面，当用来覆盖的所述装置覆盖所述沟槽时所述第二表面与所述第一表面相 连，其中所述第一表面的至少第一部分和所述第二表面的至少第二部分中的至少一个被 构造成曲轴箱内表面。
7.如权利要求6所述的曲轴箱顶部，其中用于覆盖所述沟槽的所述装置包括覆盖所述 沟槽的板和用于将所述板固定在所述本体上的装置。
8.如权利要求7所述的曲轴箱顶部，其特征在于，将板固定在所述本体上的所述装置 包括a)所述板上的紧固孔；b)所述本体上与所述紧固孔对齐的内螺纹孔；和c)螺纹零件，插入穿过所述紧固孔，并旋入所述内螺纹孔内，从而将所述板固定在所述 本体上。
9.如权利要求7所述的曲轴箱顶部，其特征在于，所述板不完全密封所述沟槽。
10.如权利要求7所述的曲轴箱顶部，其特征在于，所述进口包括所述通道上的孔。
11.如权利要求7所述的曲轴箱顶部，其特征在于，所述出口包括所述通道上的孔。
12.如权利要求7所述的曲轴箱顶部，其特征在于，所述沟槽由从所述本体的所述表面 延伸的多个壁构成。
13.如权利要求6所述的曲轴箱顶部，其特征在于，所述通道允许流体从所述进口流向 所述出口。
14.如权利要求6所述的曲轴箱顶部，其特征在于，覆盖沟槽的所述装置不完全密封所 述沟槽。
15.一种曲轴箱，其具有如权利要求6所述的顶部，其中所述顶部可拆卸地连接到所述 曲轴箱的剩余部分。
16.如权利要求15所述的曲轴箱，其中当所述顶部连接到所述曲轴箱的所述剩余部分 时，所述本体和用来覆盖的所述装置中的至少一个与所述曲轴箱的所述剩余部分相接触。
17.如权利要求6所述的曲轴箱顶部，其中用来覆盖的所述装置包括附加通道。
18.—种装配发动机曲轴箱的方法，包括装配如权利要求6所述的用于覆盖的所述装置和所述本体以形成所述顶部；和将所述顶部连接到所述曲轴箱的剩余部分。
全文摘要
本发明公开了一种内燃发动机(100)的曲轴箱(110)的盖装置(290)。该盖装置(290)具有内表面(500)，其中壁(510)从内表面(500)伸出形成沟槽(520)。板(530)覆盖沟槽(520)以形成通道，从而使机油可以从各个进口(540，560)经由通道流到通道上的各个出口(280，550)，但是沟槽不必完全密封。板(530)通过将螺纹零件(580)插入穿过板(530)上的紧固孔(590)，并旋入盖装置(290)内表面(500)上相应的内螺纹孔(600)内，从而固定在盖装置的内表面(500)上。
文档编号F01M11/00GK101852145SQ20101015607
公开日2010年10月6日 申请日期2003年7月9日 优先权日2002年7月11日
发明者K·G·邦德, W·D·柯尼希斯 申请人:科勒公司