专利名称：由燃料混合物润滑的四冲程发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉一种四冲程发动机，具体来说是涉及一种由输送到发动机中的采用燃料混合物进行润滑的四冲程发动机。
发明的背景现在所能获得的发动机主要有两种，这两种主要的发动机通常称之为两冲程发动机和四冲程发动机。通常，两冲程发动机依靠作为输入燃料的混有气体的燃油为发动机内提供润滑。而不同的是，四冲程发动机采用采用一个储油池为发动机内部提供润滑。
发动机排放量方面的法规是为了使得排放水准最小化。通常，四冲程发动机的排放量要比两冲程发动机的排放量要好一些(也就是排量要低一些)。不过，有些四冲程发动机的结构在用于一些手持式动力机器场合时存在某种困难。尤其是，储油池的存在会妨碍了四冲程发动机在需要承受较大倾斜角度或者甚至倒置的场合下的适用性。因此，存在需要解决该问题的需要。
发明概述根据本发明的一个方面，本发明提供了一种四冲程发动机，该发动机包括活塞汽缸，以及位于该汽缸中并能在该汽缸中活动的活塞。该发动机包括一个与该汽缸相连的曲柄腔，该活塞形成了将汽缸的的燃烧部分和该曲柄腔分隔开的边界。该发动机包括以四冲程顺序操作该发动机的装置以及用于将燃料混合物引入汽缸的燃烧部分的装置，该燃料混合物具有润滑性能。该发动机包括用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的装置，该部分混合物的量足以为曲柄腔内提供润滑，而不需要在该曲柄腔设置润滑剂储蓄池。
附图简要说明在参照以下附图阅读了下述描述之后，本发明所属的本领域普通技术人员就能够对本发明的前述特征和优点以及其它的特征和优点有一个清楚的了解，这些附图为
图1是本发明的一个四冲程发动机的示意性剖视图；图2是图1所示的四冲程发动机的沿图1中的剖面2-2的示意性剖视图；图3是与图2类似，但所示的是本发明的另一个实施例。
具体实施例方式
图1中示意性地表示出了本发明的四冲程发动机10的一个实例。在所示的实例中，发动机10是一种手持式动力工具12的一部分，该手持式动力工具例如为修边机。该图中图示了该手持式动力工具12的一些其他结构以便表示出本发明的可能的使用结构环境。不过，需要理解的是该其他结构和该环境结构对本发明并不构成限制。需要指出的是，本发明可用于任何发动机用途中。
该发动机10包括一汽缸体14，该汽缸体具有一汽缸16。汽缸盖18将该汽缸16的一端封闭。点火装置20(例如火花塞)延伸到该汽缸16内。活塞22位于该汽缸16中并相对于该汽缸体14运动。该活塞22封闭该汽缸16的燃烧室部分24。
汽缸16与发动机10的曲柄腔28相通。连杆30连接在活塞22和曲柄腔28中的曲柄32之间。该连杆30通过各自的轴承34、36可操作地与活塞22和该曲柄32。该曲柄32通过适当的轴承38、40可旋转地支承并可操作地与该动力工具12的另一部分(例如修边机头的驱动轴)相连以便传递旋转力。
一空气滤清器箱44(见图2)与一汽化器48相连，在该空气滤清器箱内设置有一空气滤清器元件46。该汽化器48依次提供一种燃料混合物，该燃料混合物被点火装置20(见图1)点燃一边在汽缸16的燃烧室部分内燃烧。该燃料混合物的点燃推动活塞在该汽缸16内运动，该活塞的运动又使得曲柄32旋转，这是本领域的普通技术人员都会理解的。
现在来看该燃料混合物，该燃料混合物包括一种燃烧成分/方面和一种润滑成分/方面。在一实例中，该燃料混合包括汽油(gasoline)(通常称之为汽油(gas))和油。汽化器48(见图2)使得该燃料混合物物雾化并将该燃料混合物引入空气流中。在下文中，将把燃料混合物(即汽油和油)和空气的组合物简单地称之为燃料混合物，该燃料混合物被理解为该混合物中含有空气。
一吸气通道50从汽化器48穿过汽缸体14和/或汽缸盖18延伸到汽缸16。吸气阀52安装在汽缸盖18中并与吸气通道50和汽缸16的燃烧室部分24相通。该吸气阀52可操作开启并使得燃料混合物流进汽缸16的燃烧室部分24中。在所示的实例中，吸气阀52为提升阀。阀弹簧54在固定在阀52上的气门盘56和汽缸盖18或者在汽缸盖上的弹簧座(未示出)之间，从而将该阀偏压到一关闭位置。类似与吸气阀52设置有排气阀58，该排气阀也与吸气阀类似可操作地连接。该排气阀58起到将燃烧气体从汽缸中排泄出去的作用，正如本领域的普通技术人员所理解的那样。
如上对所示的实例所述的那样，汽化器48提供该燃料混合物，该燃料混合物穿过吸气通道50并通过该开启的吸气阀52进入汽缸16的燃烧室部分24中。不过，需要指出的是，也能够采用或考虑采用不同的结构将燃料混合物输送到汽缸16的燃烧室部分24中。例如，可以去掉或改变汽化器48，并将汽油和油喷射到汽缸16的燃烧室部分24中，而空气仅仅通过该吸气阀52进行传送。其他燃料混合物传送结构也将包括在本发明的范围之内。
再回到所示的实例，该吸气和排气阀52和58分别与一阀驱动机构相连。在图中仅仅表示出了吸气阀52的阀驱动机构62(见图1)，但是需要理解的是，对于排气阀58也存在类似的构件。在该驱动机构62中，安装有一可在一枢轴支架66上进行枢轴运动的摇臂64，该枢轴支架66位于阀腔68内。摇臂64的一端与阀52啮合并可操作地使该阀运动(即，在图1中看是向下)并克服弹簧54的偏压力而使得该阀打开。
推杆70延伸穿过汽缸体14中的通道72。该推杆70与摇臂64的另一端啮合并可操作地推动(即沿着图1中所示的向上方向)摇臂并使得摇臂枢轴转动。凸轮从动件74位于汽缸体14中的通道72内，并且与该推杆70啮合。通过凸轮从动销76限制该凸轮从动件74相对汽缸体14的运动，并且该凸轮从动件74将一运动力(即沿着图1中向上的方向)传递给推杆70。
一凸齿轮78位于汽缸体14中的通道72中，该凸齿轮通过凸齿轮销80支承一边相对该汽缸体相对运动。该凸齿轮78与该凸轮从动件74啮合以及与曲柄32上的曲柄齿轮82啮合。该凸齿轮78随着曲柄32的旋转而将力传递给凸轮从动件74。需要理解的是，该驱动机构62可以有不同的结构、形状等。
驱动机构62的形状可以使得该吸气阀52以一种四冲程发动机的顺序进行运转。具体来说，使得吸气阀52的运转进行计时使其处于该四冲程发动机顺序中。排气阀58(图2)也同样以四冲程发动机顺序运转。
驱动机构62延伸穿过通道72，该通道72将曲柄腔28和阀腔68连接起来。该通道72使得流体(即汽油)在曲柄腔28和阀腔68之间流动。具体来说，通道72的大小使得该流体在驱动机构62的所有部件64-82附近流动并流过这些部件。类似的流体流动对排气阀58的驱动机构也存在。
在图2所示的实施例中，一通气阀从阀腔68延伸到空气滤清器箱44。该通气阀88有助于使得流体(即汽油)从曲柄腔28流向阀腔68并且还提供了一种装置将汽油含量从阀腔引导到空气滤清器箱44中从而成为用于在发动机10中进行燃烧的燃料混合物的气流的一部分。不过，图3所示的实施例中省掉了该通气阀从而不会产生汽油含量通向空气滤清器箱44的线路。
需要指出的是，本发明的四冲程发动机10结构可在没有单独提供的润滑油供给装置的情况下运转。具体而言，就是在曲柄腔28中没有单独的宫油装置。四冲程发动机是通过一部分从汽缸16的燃烧室部分24流经活塞22并进入曲柄腔28的燃料混合物进行润滑的。在曲柄腔28中，该部分燃料混合物为曲柄腔中的部件以及与该曲柄腔相通的部件提供润滑，这些部件例如连杆轴承34、36。进入该曲柄腔中的该部分燃料混合物中的有些混合物会从曲柄腔28开始沿着阀驱动机构62的通道72前进到阀腔68。这样，该驱动机构的部件64-82以及阀52、58都被润滑。
在一实例中，该部分从汽缸16的燃烧室部分24流经活塞22并进入曲柄腔28的燃料混合物为一种油或者是该燃料混合物的油类成分。以下，该部分从汽缸16的燃烧室部分24流经活塞22并进入曲柄腔28的燃料混合物将被简称为油。该油经过活塞22的活塞环漏泄气体运送。必须有充足的油被运送经过活塞22以便实现必要的润滑。
通过一种或多种与活塞22和汽缸体14之间的相互作用相关的构造和/或结构来实现充足油的运动。该构造和/或结构促进该油运动经过活塞22并进入曲柄腔28。在所示的实例中，所给出的是三个独立的构件和/或结构。需要理解的是，也可以采用少于三个的构件和/或结构，并且也可以采用与例示构造和/结构不同的构造和/或结构。
再来看所示的实例，第一实例是采用的活塞环100，该活塞环具有明显较大的端部间隙102，该端部间隙使得载运活塞环漏泄气体能够通过活塞22，该气体的量大到与该间隙成正比。该活塞环100安装在该活塞22中的环形槽中并且与汽缸壁啮合以便在活塞和汽缸体14之间提供密封作用，但是在该活塞环的端部间隙102所在的位置处例外。该活塞环的端部间隙102设置成使得活塞环在安装到活塞上时并不是一个完全的圆形。因此，该端部间隙102绕该活塞的中心轴线沿着一圆弧段延伸。选择该端部间隙(即圆弧长度)的大小以便理想的活塞环漏泄气体的量通过活塞22。
第二实例采用了一个或多个刮油环104(图中仅仅示出一个)。每个刮油环104都安装在活塞的一个环形槽中。但活塞22在汽缸16中运动时，每个刮油环104将凝固在汽缸壁上的油刮向曲柄腔28中。该刮油环104可以是能够实现将油刮向曲柄腔28这种功能的任何结构。第三实例是在活塞中有一个唤醒储油槽106。该储油槽106提供了一个保持油液的区域。
根据本发明的上述描述，本领域的技术人员可以想像到一些改进形式、变化形式以及一些改动形式。本领域的技术人员所能想到的这些改进、变化以及改动都将被涵盖在附后的权利要求书中。
权利要求
1.一种四冲程发动机，包括活塞汽缸；位于该汽缸中并能在该汽缸中活动的活塞；与该汽缸相连的曲柄腔，该活塞形成了将汽缸的的燃烧部分和该曲柄腔分隔开的边界；位于所述曲柄腔中并与所述活塞可操作相连的曲柄部件；以四冲程顺序操作该发动机的装置；用于将燃料混合物引入汽缸的燃烧部分的装置，该燃料混合物具有润滑性能；用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的装置，该部分混合物的量足以为曲柄腔内提供润滑，而不需要在该曲柄腔设置润滑剂储蓄池。
2.根据权利要求1所述的四冲程发动机，其中，含有油性物质，且用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的所述装置能促进所述油性物质通过。
3.根据权利要求2所述的四冲程发动机，其中，用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的所述装置包括在活塞上的活塞环中的开口间隙。
4.根据权利要求2所述的四冲程发动机，其中，用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的所述装置包括在活塞上的储油槽。
5.根据权利要求2所述的四冲程发动机，其中，用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的所述装置包括在活塞上的刮油环。
6.根据权利要求2所述的四冲程发动机，其中，用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的所述装置包括在活塞上的活塞环中的开口间隙、在活塞上的储油槽以及在活塞上的刮油环。
7.根据权利要求2所述的四冲程发动机，其中，油性物质是一种气态混合物的一部分，用于促进一部分混合物从汽缸的燃烧部分流向该曲柄腔的所述装置能促进所述气态混合物作为活塞环漏泄气体经过活塞。
8.根据权利要求1所述的四冲程发动机，其中，将燃料混合物引入燃烧部分的所述装置包括可操作的吸气阀，并且用于操作发动机的装置包括用于控制吸气阀的运转的装置，该装置作为四冲程顺序的部件。
9.根据权利要求8所述的四冲程发动机，其中，所述发动机包括从曲柄腔导引出一些所述已经经过活塞的部分混合物以便润滑所述的吸气阀的装置。
10.根据权利要求9所述的四冲程发动机，其中，所述发动机包括一驱动机构，用于操作曲柄腔中的吸气阀，并且包括引导一些所述已经经过活塞的部分混合物以便润滑所述驱动机构的装置。
11.根据权利要求9所述的四冲程发动机，其中，所述用于将燃料混合物引入燃烧部分的装置包括汽化器系统，并且所述发动机包括将一些所述已经经过活塞的部分混合物中的未用于润滑吸气阀的混合物引导到所述汽化器的装置。
12.根据权利要求1所述的四冲程发动机，其中，所述用于将燃料混合物引入汽缸的燃烧部分的装置引入一种汽油和油的燃料混合物。
全文摘要
本发明涉及一种四冲程发动机，该发动机包括活塞汽缸，以及位于该汽缸中并能在该汽缸中活动的活塞。该发动机包括一个与该汽缸相连的曲柄腔，该活塞形成了将汽缸的的燃烧部分和该曲柄腔分隔开的边界，以及位于所述曲柄腔中并与所述活塞可操作相连的曲柄部件。该发动机包括以四冲程顺序操作该发动机的元件以及用于将燃料混合物引入汽缸的燃烧部分的元件。该发动机包括一种构造和/或结构来促进一部分混合物一充足的量从该汽缸的燃烧部分流向曲柄腔以便为曲柄腔内提供润滑，而不需要在该曲柄腔设置润滑剂储蓄池。
文档编号F01M13/00GK1621664SQ200310118459
公开日2005年6月1日 申请日期2003年12月16日 优先权日2003年3月18日
发明者川本四郎, 休·B·麦克洛福, 爱德华·麦凯尔·华莱士 申请人:伊莱克斯家用产品有限公司