专利名称：一种内燃机润滑系统及方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的润滑方式，具体涉及一种内燃机润滑系统及方法。
背景技术：
目前，一些传统内燃机在工作循环中靠活塞环带走飞溅到气缸壁或气缸套上的机 油来润滑。在某些二冲程发动机，例如对置活塞对置气缸式发动机(OPOC发动机)，润滑油通 过曲轴和连杆的油道到达活塞销。通常，曲轴箱的机油飞溅到活塞环下面的缸壁上来润滑 气缸壁。在这样的润滑系统中，当活塞从下止点到上止点时，活塞环经过机油溅润的缸套表 面并向上携带润滑油。在每个行程中，也只有少量的机油会被带过气缸的排气口和进气口。
当该润滑系统被应用到所有二冲程发动机时，需要进行改进。因为如果气缸套上 的机油太多，活塞环会带走较多的机油并进入扫气口和燃烧室。这样的结果导致通过排气 口的机油损耗，并导致氮氧化合物的排放。另外，当机油通过进气口时，一些机油会被带入 燃烧室，这样可能会改变燃烧过程。相反，活塞环上如果没有足够的机油，又会引起磨损加 剧。发明内容
针对现有的内燃机润滑系统存在的上述问题，本发明提供一种效果更好的内燃机 润滑系统及方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是
—种内燃机润滑系统，其特征在于，包括活塞、缸体、喷油器、固定式的油封和输油 槽，所述喷油器设置于所述活塞上，且通过所述喷油器的入口和出口连接到所述活塞外壁 与所述缸体的缸套内壁之间的空间，所述活塞上设有上部活塞环，所述上部活塞环由活塞 顶下面依次为第一活塞环和第二活塞环，所述出口靠近所述第二活塞环，所述输油槽为开 设于所述活塞上的环形凹槽且与所述出口相连通，所述油封设于靠近进油通道的所述缸体 上且其边缘与所述活塞滑动接触。
上述内燃机润滑系统，其中，所述喷油器包括开放式的油道和储油池，所述油道的 方向与所述活塞运动方向相同且相互平行，所述油道的两端分别设有所述入口和所述出 口，所述入口用于当所述活塞在接近下止点位置时接收机油，所述出口用于当所述活塞在 到达上止点时排出机油，靠近所述出口的所述油道连通所述储油池，所述入口与所述出口 的距离稍小于所述入口与所述第二活塞环的距离。
上述内燃机润滑系统，其中，所述喷油器在所述活塞的周向可均匀设置多个，每个 所述喷油器的所述出口都与所述输油槽相连通，所述喷油器的数量取决于所述活塞位于上 止点位置需要的机油量以及单个所述储油池的尺寸。
上述内燃机润滑系统，其中，所述缸体上开设有进气口和排气口，所述进气口和所 述排气口位于所述活塞达到上止点与下止点位置时分别对应的所述缸体位置之间，所述进 气口与所述出气口设置为环绕所述气缸一周的结构。
一种内燃机润滑方法，用于上述权利要求1-4所述的内燃机润滑系统中，包括以 下步骤
(I)当所述活塞在工作循环中接近下止点位置时，所述储油池通过所述入口接收 机油，并在所述活塞朝上止点运动的工作循环中，一直保持这些机油。
(2)当所述活塞在工作循环中到达上止点时，所述活塞减速，在此惯性作用下，所 述储油池里的一定量机油通过所述出口排出，进入所述的空间内。
由于采用了上述技术，上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是
没有任何可移动的泵部件，只依靠活塞工作循环过程中产生的惯性来实现润滑的 目的，节能环保，结构比较简单，容易加工制造。
图1是本发明一种内燃机润滑系统的二冲程对置活塞对置气缸式发动机的左缸 体的局部剖视图(外活塞接近下止点位置时的本发明实施例的位置图)；
图2是本发明一种内燃机润滑系统的二冲程对置活塞对置气缸式发动机的左缸 体的局部剖视图(外活塞从下止点向上止点运动过程中的本发明实施例的位置图)；
图3是本发明一种内燃机润滑系统的二冲程对置活塞对置气缸式发动机的左缸 体的局部剖视图(外活塞到达上止点位置时的本发明实施例的位置图)；
图4是本发明一种内燃机润滑系统的第一实施例在图1位置的放大剖视图
图5是本发明一种内燃机润滑系统的第一实施例在图2位置的放大剖视图
图6是本发明一种内燃机润滑系统的第二实施例在图1位置的放大剖视图
图7是本发明一种内燃机润滑系统的第二实施例在图2位置的放大剖视图
图8是图6中8-8位置的局部剖视图9是图7中9-9位置的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明可应用于很多类型的内燃机，在此实施例中将发明安装在二冲程对置活塞 对置气缸式发动机上进行例证。
实施例1
如图1和4所不本发明一种内燃机润滑系统,包括活塞、缸体100、喷油器200、固 定式的油封150和输油槽210，喷油器200设置于活塞上，且通过喷油器200的入口 202和 出口 204连接到活塞外壁与缸体100的缸套101内壁之间的空间，活塞上设有上部活塞环， 上部活塞环由活塞顶103下面依次为第一活塞环147和第二活塞环145，出口 204靠近第二 活塞环145，输油槽210为开设于活塞上的环形凹槽且与出口 204相连通，油封150设于靠 近进油通道112的缸体100上且其边缘151与活塞滑动接触(用“上部”这样传统的方式来 描述发动机部件和相对位置。活塞或缸体的“上部”是指朝向燃烧室的方向，燃烧室被定义 为缸体的最高点。活塞或缸体的“下部”是指远离燃烧室的部分。燃烧室被定义为缸体的 最高部分，当活塞在压缩冲程期间，活塞朝燃烧室向上运动。在对置活塞对置气缸式发动机 中，两个对置活塞在单个缸体内相对运动，在对置活塞上，当提及某活塞中某元素在另一元素之上或之下时，对于另一个活塞来说，方向是镜像的。因为两边活塞在朝燃烧室运动时， 上部方向对两个活塞来说是相反的)。
进一步的，对置活塞对置气缸式发动机的缸体100的外活塞IP在它的下止点位 置，相对的，内活塞2P在接近它的下止点位置(在对置活塞对置气缸式发动机上，内、外活 塞到达它们各自上止点和下止点的时刻稍有不同)。在此实施例中将活塞由下止点往上止 点运动的活塞中心轴线方向定义为X轴的正方向。活塞通过推杆(内活塞2P)和拉杆(外活 塞1P)与单曲轴相连，以便于活塞在缸体100内沿缸体的X轴做往复运动。
进一步的，缸体100包括进气口 105和排气口 107以及一个通常位于上止点附近 的喷油孔(图中未显示)。在图中，只有一组进气口 105和排气口 107示意性的表示，但在实 际应用中进排气口被设计成环绕气缸一周的结构，在每一个做功冲程结束进排气口被活塞 打开的时候，能够有效的组织气体进入和排出缸体100。此外，本发明的润滑系统的喷油器 200位于对置活塞对置气缸式发动机的左侧的缸体100上，更确切的说是在左侧的缸体100 的外活塞IP上。
进一步的，喷油器200包括开放式的油道201和储油池206，油道201的方向与活 塞运动方向相同且相互平行，油道201的两端分别设有入口 202和出口 204，入口 202用于 当活塞在接近下止点位置时接收机油，出口 204用于当活塞在到达上止点时排出机油，靠 近出口 204的油道201处连通封闭的储油池206，入口 202与出口 204的距离Id稍小于入 口 202与第二活塞环145的距离2d (2d也是油封150的边缘151与进气口端面102之间 的距离)，这样油封150下部空间111内的压力油就没有机会通过喷油器200进入缸体100 的进气口 105和排气口 107。
进一步的，当外活塞IP在它的下止点位置时，缸体100上的进气口 105是完全打 开的，至少进气口端面102与活塞顶103平齐。固定式的油封150被嵌在缸套101内并承 受弹簧弹力，为靠近外活塞IP的缸体100上部提供封气以及为缸体100和外活塞IP的下 部的压力油提供封油的作用。
进一步的，外活塞IP在它的下止点位置，入口 202暴露在油封150下面空间111 内的压力油之下。在暴露期间，润滑油通过入口 202进入储油池206和油道201。当外活塞 IP从下止点向右朝上止点运动时，由于第二活塞环145、第一活塞环147及油封150的相互 作用，形成了一个真空，使油道201里面充满了润滑油，直到入口 202被油封150堵塞(如图 2和图5所示位置)。
进一步的，本发明的目的是提供少量的润滑油到缸套101的上部接近上止点位置 上。如图1所示，缸体100的上部的第一区域IA和第二区域2A就是需要润滑的区域，本发 明就是为了润滑这两个地方。第一区域IA和第二区域2A被界定为外活塞IP的上方，燃烧 温度很高的地方。
如图2和图5所示本发明一种内燃机润滑系统，外活塞IP已经远离了它的下止点 位置，此刻第一活塞环145刚好通过了进气口端面102，继续朝上止点运动，第二活塞环145 就不再起到密封作用了。当外活塞IP接近下止点位置时，活塞和缸体间形成了密封。为了 讨论润滑油的传输，假设图2和图5中的外活塞IP正离开下止点朝上止点运动。因此，第 一活塞环147通过了进气口端面102，第二活塞环145刚刚打破了它与缸壁间的密封。此 刻，喷油器200的入口 202被油封150的边缘151堵塞。
如图3所示所示本发明一种内燃机润滑系统，外活塞IP处于它的上止点位置。喷 油器200已经通过了缸体100上的进气口 105，在进气压缩冲程中，由于入口 202和出口 204 没有明显的压力差，所以没有机油从喷油器200内流出。然而，当外活塞IP接近它的上止 点位置时，活塞迅速减速，惯性力方向随之变化，使储油池206内的大部分机油被迫通过出 口 204进入开式环形输油槽210内，并进入缸套101的内表面109的第一区域1A。在做功 排气冲程中，活塞从上止点返回，第二活塞环145把缸壁表面的机油向下刮，使机油起到润 滑作用。
实施例2
如图6和7所示本发明一种内燃机润滑系统的第二实施例第二喷油器400，外活 塞IP上有一个细长的开口槽通道401，如第一个实施例，开口槽通道的方向与活塞往复运 动方向相同。一个小的第二储油池406位于开口槽通道401的底部。第二入口 402位于开 口槽通道401下部延伸段的末端，与外活塞IP的外表面及开口槽通道401、第二储油池406 相通。开口槽通道401上部延伸段的末端，在第二入口 402距离Ie处，设有一个第二出口 404。第二出口 404与开口槽通道401及第二活塞环145下方活塞外IP的外表面相通。外 活塞IP的外表面上有一个环形的第二输油槽410，第二输油槽410与第二出口 404连通，位 于第二活塞环145的下方。第二输油槽410与第二出口 404直接相通，第二喷油器400通 过第二出口 404直接向外输出润滑油。第二输油槽410使机油通过第二喷油器400均匀的 分布在外活塞IP周围。
如图8所示本发明一种内燃机润滑系统，波浪形弹簧152在油封150的工作期间 起到提供张力的作用。
如图9所示本发明一种内燃机润滑系统，第二输油槽410与缸套101的内壁109 相通。图9也显示了运用多个喷油器400的可能性，各第二喷油器400的第二出口 404a均 匀的分布在外活塞IP的外部，并与第二输油槽410相通。每个第二喷油器400的第二出口 404a都与第二输油槽410相连通，第二喷油器400的数量取决于活塞位于上止点位置需要 的机油量以及第二储油池406的尺寸。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以 凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种内燃机润滑系统，其特征在于，包括活塞、缸体、喷油器、固定式的油封和输油槽，所述喷油器设置于所述活塞上，且通过所述喷油器的入口和出口连接到所述活塞外壁与所述缸体的缸套内壁之间的空间，所述活塞上设有上部活塞环，所述上部活塞环由活塞顶下面依次为第一活塞环和第二活塞环，所述出口靠近所述第二活塞环，所述输油槽为开设于所述活塞上的环形凹槽且与所述出口相连通，所述油封设于靠近进油通道的所述缸体上且其边缘与所述活塞滑动接触。
2.如权利要求1所述内燃机润滑系统，其特征在于，所述喷油器包括开放式的油道和储油池，所述油道的方向与所述活塞运动方向相同且相互平行，所述油道的两端分别设有所述入口和所述出口，所述入口用于当所述活塞在接近下止点位置时接收机油，所述出口用于当所述活塞在到达上止点时排出机油，靠近所述出口的所述油道连通所述储油池，所述入口与所述出口的距离稍小于所述入口与所述第二活塞环的距离。
3.如权利要求1所述内燃机润滑系统，其特征在于，所述喷油器在所述活塞的周向可均匀设置多个，每个所述喷油器的所述出口都与所述输油槽相连通，所述喷油器的数量取决于所述活塞位于上止点位置需要的机油量以及单个所述储油池的尺寸。
4.如权利要求1所述内燃机润滑系统，其特征在于，所述缸体上开设有进气口和排气口，所述进气口和所述排气口位于所述活塞达到上止点与下止点位置时分别对应的所述缸体位置之间，所述进气口与所述出气口设置为环绕所述气缸一周的结构。
5.一种内燃机润滑方法，用于上述权利要求1-4所述的内燃机润滑系统中，其特征在于，包括以下步骤 (1)当所述活塞在工作循环中接近下止点位置时，所述储油池通过所述入口接收机油，并在所述活塞朝上止点运动的工作循环中，一直保持这些机油。
(2)当所述活塞在工作循环中到达上止点时，所述活塞减速，在此惯性作用下，所述储油池里的一定量机油通过所述出口排出，进入所述的空间内。
全文摘要
本发明公开了一种内燃机润滑系统及方法，包括活塞、缸体、喷油器、固定式的油封和输油槽，所述喷油器设置于所述活塞上，且通过所述喷油器的入口和出口连接到所述活塞外壁与所述缸体的缸套内壁之间的空间，所述活塞上设有上部活塞环，所述上部活塞环由活塞顶下面依次为第一活塞环和第二活塞环，所述出口靠近所述第二活塞环，所述输油槽为开设于所述活塞上的环形凹槽且与所述出口相连通，所述油封设于靠近进油通道的所述缸体上且其边缘与所述活塞滑动接触。本发明的有益效果是没有任何可移动的泵部件，只依靠活塞工作循环过程中产生的惯性来实现润滑的目的，节能环保，结构比较简单，容易加工制造。
文档编号F01M1/08GK103046981SQ20121058785
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者李传友, 左朝凤, 陈新, 黄永刚, 陈立新 申请人:优华劳斯汽车系统(上海)有限公司