CN101896696B - 内燃机 - Google Patents

Abstract

在内燃机(10)中，通过机油泵(22)的操作将油底壳(21)内的机油压送到润滑部位。在用于润滑润滑部位之后，机油向下流动并聚集于油底壳(21)内。内燃机(10)设置有窜缸混合气处理设备(40)，窜缸混合气处理设备(40)具有：连通通路(48)，该连通通路(48)使进气通路(12)的沿进气流方向在节流阀(13)的下游侧的部分和曲轴箱(15)的内部相连通。连通通路(48)的端部朝向其开口的压力室(47)被限定在曲轴箱(15)的内部。散布在曲轴箱(15)的内部中的机油在其与聚集于油底壳(21)内的机油混合之前被引入到压力室(47)的内部。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及一种内燃机，其中通过机油泵的操作将聚集于油底壳中的机油供应到润滑部位。

背景技术

通常，油底壳安置在内燃机垂直方向的下部，且用于润滑的机油聚集在油底壳内。然后，通过机油泵的操作将油底壳的机油压送，以便供应到内燃机的润滑部位，例如，曲轴的轴承部等。此外，设置了一种这样的结构：其中已用于润滑润滑部位的机油从润滑部位向下流动以聚集于油底壳内。

在这种内燃机中，在其内部(例如，曲轴箱的内部)的气体(例如，空气、窜缸混合气等)不可避免地混入到机油中。如果这种已混入到机油中的气体在机油中形成气泡，则所述气泡将成为导致机油泵的压送或泵送性能下降从而导致润滑性能等下降的因素。

因此，在公开号为2005-171921的日本专利申请(JP-A-2005-171921)中提出一种用于从机油中去除气泡的设备。该设备装备有降压室，降压室限定在油底壳内并且机油流入其中。机油经由降压室被吸入到机油泵中。此外，形成在降压室中的机油入口用作所谓的节流阀。然后，在上述设备中，与机油流入降压室相关联的压力的下降促使气泡从机油中分离。因此，已分离掉气泡的机油被吸入到机油泵中。

在上述设备中，在机油泵的操作过程中，也就是，在内燃机的操作过程中，上述机油入口用作节流阀。因此，与没有装备降压室的内燃机相比，可能出现不便之处，例如，机油泵操作负荷的增加，以及由此引起的内燃机的燃料消耗的增加等。因而，不能认为该设备有效地将气泡从机油中分离。在这方面，存在改进的余地。

发明内容

本发明提供一种能够将混入到机油中的气体的气泡从机油中适当地分离出的内燃机。

本发明的一个方案涉及一种内燃机，其具有的结构使得通过机油泵的操作将油底壳内的机油压送到润滑部位并使得已用于润滑润滑部位的机油向下流动并聚集于所述油底壳内。该内燃机包括：窜缸混合气处理设备，其具有排出通路和单向阀，所述排出通路使所述进气通路的沿进气流方向在所述节流阀的下游侧的部分和曲轴箱的内部相连通，所述单向阀允许仅沿从所述曲轴箱的内部到所述进气通路的方向通过所述排出通路排出气体；压力室，其被限定在所述曲轴箱的内部，并且所述排出通路的端部朝向所述压力室开口；以及强制引入器件，用于将散布在所述曲轴箱的内部中的机油在所述机油与聚集于所述油底壳内的机油混合之前引入到所述压力室的内部。

根据上述结构，窜缸混合气处理设备通过利用进气通路的沿进气流方向在节流阀的下游侧的部分中的压力(所谓的进气负压)而将曲轴箱中的窜缸混合气排放到进气通路中，在设置有上述窜缸混合气处理设备的内燃机中，利用进气负压可以使得曲轴箱内的一部分中(压力室中)的压力低于环境压力。然后，通过使机油通过压力已经减低的压力室，可以降低机油的压力。因此，根据上述结构，通过利用进气负压，可以将已经混入到机油中的气泡有效地从机油中分离出来，而不增加机油泵的负荷。

在根据该方案的内燃机中，所述压力室可以具有窗部，所述窗部使所述压力室的内部和所述曲轴箱的除了所述压力室以外的内部相连通；并且所述强制引入器件可以将所述散布的机油在所述机油与聚集于所述油底壳内的机油混合之前通过所述窗部引入到所述压力室的内部。

在根据该方案的内燃机中，所述窗部可以形成为如下的结构：使得所述窗部的至少一部分与所述曲轴箱的内壁表面中的投影部分重叠，所述投影部分是通过将在所述曲轴箱内与所述曲轴一起操作的操作元件沿与所述曲轴的轴线的方向正交的方向投影到所述曲轴箱的所述内壁表面上来限定的；并且所述强制引入器件可以为所述操作元件。

根据上述结构，通过利用由操作元件的操作所引起的空气流，能够强制将散布在曲轴箱内的机油引入到压力室的内部。

在根据本发明的该方案的内燃机中，所述内燃机可以以倾斜状态安装在车辆中，在所述倾斜状态中，所述曲轴箱的在与所述曲轴的所述轴线的方向正交的方向上的两个侧壁中的一个在所述车辆中的位置低于所述侧壁中的另一个；并且所述压力室可以形成在所述两个侧壁中的在所述车辆中的位置低于所述另一个侧壁的所述侧壁上。

根据该结构，当将机油引入到压力室时，可以利用重力来引导散布在曲轴箱内的机油。

在根据本发明该方案的内燃机中，所述窜缸混合气处理设备可以具有引入通路，所述引入通路使所述进气通路的沿所述进气流方向在所述节流阀的上游侧的部分和所述曲轴箱的内部相连通，所述引入通路独立于所述排出通路。

在根据本发明该方案的内燃机中，所述压力室的内部中的压力可以低于所述曲轴箱的除了所述压力室以外的内部的压力。

在根据本发明该方案的内燃机中，所述排出通路的所述端部可以为所述排出通路的处于所述曲轴箱侧的端部。

在根据本发明该方案的内燃机中，所述窗部的至少一部分可以在垂直方向上处于聚集于所述油底壳的内部中的所述机油的液面的上方。

在根据本发明该方案的内燃机中，所述窗部在垂直方向上可以设置在所述曲轴的所述轴线的下方；并且所述曲轴可以旋转以使得所述曲轴的下表面接近所述窗部。

在根据本发明该方案的内燃机中，与曲轴的轴线的方向正交的方向可以是与所述垂直方向正交的方向。

在根据本发明该方案的内燃机中，机油泵可以通过曲轴的旋转而被驱动。

在根据本发明该方案的内燃机中，所述强制引入器件可以以强制方式将所述散布的机油在所述机油与聚集于所述油底壳内的机油混合之前通过所述窗部引入到所述压力室的内部。

附图说明

从下列结合附图对示范性实施例的描述，本发明的上述和进一步的目的、特征以及优点将变得清晰，其中相似的附图标记用于相似的元件，并且其中：

图1为根据本发明实施例的内燃机的示意性结构图；

图2为示出根据本发明实施例的内燃机的局部截面结构的局部截面图；

图3为示出根据本发明实施例的在曲轴箱的内壁表面中的设置有压力室的一部分的放大侧视图；以及

图4为示意性示出根据本发明实施例的内燃机的内部结构的示意图。

具体实施方式

在下文中，将描述根据本发明实施例的内燃机。首先，将结合图1描述根据实施例的内燃机的整体结构。顺便提及，根据实施例的内燃机安装作为车辆中的驱动源。

如图1所示，进气通路12连接到内燃机10的燃烧室11。进气通路12设置有节流阀13。在该内燃机10中，空气通过进气通路12被吸入到燃烧室11中，并且通过控制节流阀13的开度来调节吸入的空气量。此外，排气通路14连接到内燃机10的燃烧室11。

曲轴16设置在内燃机10的曲轴箱15内。围绕其轴线被可旋转地支撑的曲轴16安装在内燃机10的气缸体17的下部。活塞19经由连杆18链接到曲轴16上。在内燃机10的操作期间，活塞19沿图3中的上下方向的往复运动通过连杆18被转换为曲轴16的旋转运动。此外，曲轴16设置有平衡重20，用于抑制与发动机的旋转相关联的振动的发生。

内燃机10设置有油底壳，所述油底壳具有能覆盖内燃机10的车辆下侧端部的结构。此外，将机油从油底壳21压送的机油泵22安装在内燃机10上。在该实施例中所使用的机油泵22是由内燃机10的曲轴16的回转力所驱动的机械驱动型泵。由机油泵22泵取的机油被压送到内燃机10的各个润滑部位处。顺便提及，所述各个润滑部位的实例包括：设置在气缸体17内的曲轴16、连杆18和活塞19的滑动部分或它们周围的滑动部分，设置在气缸盖23内的进气阀24、排气阀25、进气凸轮轴以及排气凸轮轴(都未示出)的部分和它们周围的部分等。然后，用于润滑内燃机10的各个润滑部位的机油沿着内燃机10的内部(更具体的，气缸盖23、气缸体17以及曲轴箱15)向下流动，然后再次聚集于油底壳21中。

此外，平衡器机构30安装在内燃机10上，位于曲轴箱15内曲轴16和油底壳21彼此隔开的位置处。平衡器机构30运作以便在内燃机10的运行期间抵消在活塞19的运动方向上作用的活塞19的惯性力。

具体地，在相对于车辆低于曲轴16的一侧，平衡器机构30具有两个平衡轴31、32，平衡轴31、32被可旋转地支撑以便与曲轴16平行。每个平衡轴31、32设置有处于如下状态的重体(未示出)：重体的重心与平衡轴31、32中对应的一个的轴线不一致。平衡轴31、32经由齿轮机构(未示出)链接到曲轴16。

在平衡器机构30中，随着曲轴16旋转，平衡轴31、32同它们的重体一起与曲轴16同步旋转。因此，每个重体的重心改变，从而重体的惯性力在活塞19的运动方向上移动，因此抵消活塞19的惯性力。

此外，内燃机10设置有窜缸混合气处理设备40。窜缸混合气处理设备40是一个用于通过使气体回流到进气中来处理从燃烧室11通过气缸26的滑动表面和活塞19的滑动表面之间的间隙泄漏到曲轴箱15的燃烧气体(也就是，窜缸混合气)的设备。

窜缸混合气处理设备40装备有引入通路41，该引入通路41使进气通路12的沿进气流方向在节流阀13的上游侧的部分和内燃机10的内部(具体的，内燃机10的气缸盖罩27内部)彼此相连通。用于分离窜缸混合气和油雾的机油分离器42设置在气缸盖罩27内。经由机油分离器42，引入通路41与气缸盖罩27相连通。

此外，窜缸混合气处理设备40还装备有通气通路43，通气通路43使进气通路12的沿进气流方向在节流阀13的下游侧(在后文中，将简称为“下游侧”)的部分和曲轴箱15的内部彼此相连通。顺便提及，用于分离窜缸混合气和油雾的机油分离器44设置在曲轴箱15中。经由机油分离器44，通气通路43与曲轴箱15相连通。彼此独立的引入通路41和通气通路43中的每一个使进气通路12和曲轴箱15的内部相连通。

在窜缸混合气处理设备40中，曲轴箱15内的窜缸混合气通过通气通路43被吸入到进气通路12中，因此曲轴箱15内的窜缸混合气由于曲轴箱15中的内压和进气通路12的在节流阀13下游侧的部分中的压力(进气负压)之间的差而回流到进气中，曲轴箱15中的内压由于通过引入通路41引入外气而变得接近大气压。

顺便提及，在窜缸混合气处理设备40中，通气通路43的两个端部中的一个经由PCV阀45连接到曲轴箱15(具体地，连接到机油分离器44)，而其另一端部连接到进气通路12。PCV阀45是压差致动阀。曲轴箱15一侧的压力比进气通路12一侧的压力越高，则PCV阀45的开度就变为更大的开度。当曲轴箱15一侧的压力低于或等于进气通路12一侧的压力时，PCV阀45关闭。由于该PCV阀45，禁止通过通气通路43将外气从进气通路12引入到曲轴箱15，而允许将窜缸混合气从曲轴箱15的内部排放到进气通路12。此外，由于PCV阀45，根据曲轴箱15一侧的压力和进气通路12一侧的压力之间的差，可自发调节通过通气通路43排放到进气通路12中的窜缸混合气的流量。

在根据该实施例的内燃机10中，通过利用进气负压降低机油的压力，将已混入到机油中的气泡与机油分离。此后，将详细描述用于实现将气泡从机油分离的结构。

图2示出了内燃机10的局部截面结构。如图1和图2所示，内燃机10的曲轴箱15的内表面具有凹部46，凹部46在其车辆下侧部处开口并朝着车辆上侧延伸。在曲轴箱15内，平衡器机构30设置在部分地覆盖凹部46的车辆下侧部的位置处。因此，在曲轴箱15内，设置有由凹部46的内壁表面和平衡器机构30的上表面所限定的室(压力室47)。

此外，机油分离器44整体地设置在内燃机10的曲轴箱15的侧壁上，并且PCV阀45安装在曲轴箱15的侧壁的外表面上。此外，使机油分离器44和压力室47相连通的连通通路48形成在曲轴箱15的侧壁中。顺便提及，在该实施例中，通气通路43和连通通路48用作排出通路。

在内燃机10中，当通气通路43中的进气通路12一侧的压力低于曲轴箱15一侧(具体地，机油分离器44一侧)的压力时，也就是，当PCV阀45打开时，将进气负压引入压力室47，从而压力室47中的内压变得低于曲轴箱15内的环境压力。然后，随着机油以降低的压力通过压力室47，机油的压力下降，由此已混入到机油中的气泡与机油分离。因此，根据该实施例，利用进气负压可有效地分离已混入到机油中的气泡，而不会增加机油泵22的负荷。

如图1所示，压力室47形成在曲轴箱15的在与曲轴16的轴线的方向正交的方向上的两个侧壁15A、15B中的在曲轴16的车辆下侧端部的旋转(移动)方向(在图4中空心箭头所示的方向)上位于前侧(图1中的左侧)的一个侧壁上，也就是，形成在侧壁15A上。

图3示出了从曲轴16一侧观看的，曲轴箱15的内壁表面中的其上设置有压力室47的一部分的结构。顺便提及，在图3中，由斜纹线示出的部分(投影部分A)示出了曲轴箱15的内壁表面的一部分，在曲轴箱15内操作的操作元件(例如，连杆18和平衡重20)的操作轨迹沿与曲轴16的轴线的方向正交的方向投影到所述一部分上。在该实施例中，上述操作元件用作强制引入器件。

如图3所示，在位于凹部46的曲轴16侧的壁部46A的投影部分A中的位置处，形成有窗部49，该窗部49具有通过切掉壁部46A的从壁部46A的车辆下侧端部朝其车辆上侧延伸的一部分而形成的形状。

因此，在该实施例中，压力室47形成为在投影部分A中具有开口的形状。图4示意性地示出根据该实施例的内燃机10的内部结构。

如图4中的空心箭头所示，通过曲轴16(包括平衡重20)的旋转，在内燃机10的曲轴箱15内形成了围绕曲轴16的轴线L流动的气体流(其包括窜缸混合气)。此外，如图4中的实心箭头所示，在曲轴箱15内的这种气体流(空气流)将散布在曲轴箱15内的一部分机油吹到曲轴箱15的侧壁15A上。顺便提及，被吹到曲轴箱15的侧壁15A上的机油的动量在投影部分A中特别强。

在该实施例中，由于压力室47形成为压力室47在侧壁15A的投影部分A中具有开口的构造。此外，内燃机10具有这样的结构：散布在曲轴箱15中的一部分机油下落到平衡器机构30的上表面。因此，在该实施例中，已落到平衡器机构30的上表面上的一部分机油被上述空气流推送，从而将所述一部分机油强制送入压力室47的内部。此外，在该实施例中，窗部49设置在曲轴16的轴线的垂直下方，并且曲轴16旋转从而其下表面移近窗部49。因此，散布的机油能被有效地引入到压力室47的内部。

此外，在图4(或图1)中所示的车辆上下方向可清晰看出，内燃机10安装在车辆中，从而在车辆停止在水平路面上的期间，进气通路12所连接的侧壁在车辆上下方向上高于排气通路14(图1)所连接的侧壁。换句话说，内燃机10以倾斜状态安装在车辆上，在该倾斜状态中，曲轴箱15的在与曲轴的轴线的方向正交的方向上的两个侧壁15A、15B中的一个在车辆中的位置低于侧壁15A、15B中的另一个。此外，压力室47形成在侧壁15A上，侧壁15A在车辆中的位置为两个侧壁15A、15B中较低的那个。

散布在曲轴箱15内的机油在重力作用下下落。如上所述，内燃机10以倾斜状态安装在车辆中。因此，在内燃机10中，散布在曲轴箱15内的机油很可能落到侧壁15A上或其附近，侧壁15A为两个侧壁15A、15B中相对车辆而言较低的一个。因此，根据该实施例，当散布在曲轴箱15内的机油被引入到压力室47中时，可通过利用重力来引导机油。因而，与压力室47形成在另一个侧壁15B(也就是，侧壁15B，其在车辆中的位置为两个侧壁中较高的那个)上的结构相比，能够有效地将机油引导到压力室47中。

因此，由于根据本实施例的内燃机10具有的结构使得散布在曲轴箱15内的机油以强制的方式被引入到压力室47中，所以与不采用该种结构的内燃机相比，通过压力室47的机油量相对较大，并且能有效地将气泡与机油分离。

如上所述，根据该实施例，能达到如下效果。(1)通过利用进气负压能够有效地分离混入机油中的气泡，而不增加机油泵22的负荷。(2)在曲轴箱15中，压力室47形成为这样的结构：其中压力室47在曲轴箱15的内壁表面中的投影部分中具有开口，该投影部分是通过将在曲轴箱15内与曲轴16一起操作的连杆18和平衡重20沿与曲轴16的轴线的方向正交的方向投影到曲轴箱15的内壁表面上而限定的。因此，利用由连杆18和平衡重20的操作引起的空气流，能以强制的方式将散布在曲轴箱15内的机油引入到压力室47的内部。(3)压力室47形成在曲轴箱15的在与曲轴16的轴线的方向正交的方向上的两个侧壁15A、15B中的侧壁15A上，侧壁15A在车辆中的位置为较低的一个。因此，当散布在曲轴箱15内的机油被引入到压力室47中时，可利用重力来引导机油。

顺便提及，可如下改变本实施例。可以适当地改变窜缸混合气处理设备的结构，只要排出通路的曲轴箱15侧的端部在压力室47内具有开口即可，其中排出通路使进气通路12的在节流阀13下游侧的部分和曲轴箱15的内部彼此相连通。

根据上述实施例的结构并不局限于装备有机械驱动型机油泵22的内燃机10，而还可以应用于装备有由电动机驱动的电力型机油泵的内燃机。

结合曲轴箱的在与曲轴的轴线的方向正交的方向上的两个侧壁，压力室可以形成在两个侧壁中在车辆中的位置较高的侧壁上，假设该较高的侧壁为在曲轴的车辆下侧端部的旋转方向上位于前侧的侧壁。

压力室47和/或窗部49还可以形成为这样的结构：其中开口形成在稍远离于投影部分A的位置处。例如，压力室还可以形成在除投影部分A以外的部分中，只要内燃机装备有用于使散布在曲轴箱15内的机油强制进入压力室的结构即可，例如，如下的结构等：其中机油通过其而喷射到曲轴箱15的喷口朝向压力室。

上述实施例还可应用于没有设置平衡器机构30的内燃机。在这种内燃机中，设置有具有使得曲轴16和油底壳21分开的形状的缓冲板而不是平衡器结构30的内燃机允许通过利用空气流而将下落到缓冲板的上表面上的一部分机油向下推动，因此以强制的方式引入到内燃机47的内部。

本发明还应用于这样的内燃机：其安装在车辆上，从而曲轴箱的在与曲轴的轴线的方向正交的方向上的两个侧壁处于相同的高度，例如以内燃机的气缸在车辆的上下方向上延伸的状态安装在车辆中的内燃机。

虽然以上阐释了本发明的一些实施例，但是应该理解的是，本发明并不局限于所示出的实施例的细节，而是可以在不背离本发明的精神和范围的情况下，以本领域的技术人员而言容易想到的各种改变、修改或改进进行实施。

Claims (10)

1.一种内燃机(10)，其包括具有节流阀(13)的进气通路(12)，并且其具有的结构使得通过机油泵(22)的操作将油底壳(21)内的机油压送到润滑部位并使得已用于润滑所述润滑部位的所述机油向下流动并聚集于所述油底壳内，所述内燃机的特征在于包括：

窜缸混合气处理设备(40)，其具有：排出通路(48)，所述排出通路使所述进气通路的沿进气流方向在所述节流阀的下游侧的部分和曲轴箱(15)的内部相连通；以及单向阀，所述单向阀允许仅沿从所述曲轴箱的内部到所述进气通路的方向通过所述排出通路排出气体；

压力室(47)，其被限定在所述曲轴箱的内部，并且所述排出通路的端部朝向所述压力室开口；以及

强制引入器件(18、20)，用于在散布于所述曲轴箱的内部中的机油与聚集于所述油底壳内的机油混合之前将散布于所述曲轴箱的内部中的机油引入到所述压力室的内部，

其中：

所述压力室具有窗部(49)，所述窗部使所述压力室的内部和所述曲轴箱的除了所述压力室以外的内部相连通；

所述强制引入器件将所述散布于所述曲轴箱的内部中的机油通过所述窗部引入到所述压力室的内部；

所述窗部形成为使得所述窗部的至少一部分与所述曲轴箱的内壁表面中的投影部分重叠，所述投影部分是通过将在所述曲轴箱内与曲轴一起操作的操作元件的操作轨迹沿与所述曲轴的轴线的方向正交的方向投影到所述曲轴箱的所述内壁表面上来限定的；

所述强制引入器件为所述操作元件；

所述操作元件为连杆和平衡重；并且

所述窗部在垂直方向上设置在所述曲轴的所述轴线的下方。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其中：

所述内燃机以倾斜状态安装在车辆中，在所述倾斜状态中，所述曲轴箱的在与所述曲轴的所述轴线的方向正交的方向上的两个侧壁中的一个在所述车辆中的位置低于另一个所述侧壁；并且

所述压力室形成在所述两个侧壁中的在所述车辆中的位置低于所述另一个侧壁的所述侧壁上。

3.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述窜缸混合气处理设备具有引入通路，所述引入通路使所述进气通路的沿所述进气流方向在所述节流阀的上游侧的部分和所述曲轴箱的内部相连通，所述引入通路独立于所述排出通路。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中所述压力室的内部中的压力低于所述曲轴箱的除了所述压力室以外的内部的压力。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中所述排出通路的所述端部为所述排出通路的处于所述曲轴箱侧的端部。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中所述排出通路的所述端部在垂直方向上处于所述窗部上方。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中所述曲轴旋转以使得所述曲轴的下表面接近所述窗部。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中所述窗部的至少一部分在垂直方向上处于聚集于所述油底壳的内部中的所述机油的液面的上方。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中所述机油泵通过所述曲轴的旋转而被驱动。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中，所述强制引入器件以强制方式将所述散布于所述曲轴箱的内部中的机油通过所述窗部引入到所述压力室的内部。

Images