专利名称：发动机呼吸系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通用型四冲程发动机的呼吸(breather)系统，该四冲程发动机安装在工作机中，例如建筑机械或运土机械，尤其是，本发明涉及一种发动机呼吸系统的改进。
背景技术：
对于普通的发动机呼吸系统，例如在日本专利申请No.62-240413中公开的发动机呼吸系统，单向阀用于合适保持曲柄室的压力，这样，只有当曲柄室的压力升高时，呼吸气体才从第一呼吸室通过第二呼吸室流向进气系统。
工作机例如撞锤可能在工作过程中由于操作错误或不稳地面等而布置成方向(空间方位角)与其正常放置方向不同。当在普通装置中，发动机以该不规则方向继续工作时，曲柄箱内的润滑油可能泄漏到进气系统中。第一呼吸室充满润滑油，这样，润滑油面高于连接第一和第二呼吸室的连通通道的、在第一呼吸室侧的开口端。假定第一呼吸室低于第二呼吸室，当曲柄室为负压时，尽管该负压作用在第一和第二呼吸室上，该单向阀保持关闭。当曲柄室为正压时，因为连通通道内的润滑油在该连通通道内上升，同时通过作用在第一和第二呼吸室上的正压而打开该单向阀，因此，发动机的持续工作将使得连通通道内的润滑油上升，并将润滑油供给第二呼吸室。这有可能使第二呼吸室内的润滑油泄漏到进气系统中。
本发明考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种发动机呼吸系统，该呼吸系统能够在发动机以空间方位角与正常方位角不同的方式持续工作时防止润滑油泄漏到进气系统中。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机呼吸系统，该发动机呼吸系统包括第一呼吸室，该第一呼吸室与形成于曲柄箱内的曲柄室连通；以及第二呼吸室，该第二呼吸室与曲柄室以及与进气系统连通。该发动机呼吸系统还包括连通通道，该连通通道连接该第一和第二呼吸室；以及单向阀，该单向阀在连通通道的、在第二呼吸室侧的开口端处，以便防止呼吸气体从第二呼吸室流向第一呼吸室，其中，该单向阀有释压孔。
根据该结构，当发动机在第一呼吸室低于第二呼吸室的状态下持续工作时，第一呼吸室充满润滑油，这样，该润滑油面高于连通通道的、在第一呼吸室侧的开口端，当曲柄室为负压时，由于在单向阀中的释压孔，不管该单向阀是否关闭，连通通道内的、在润滑油表面上面的上部空间都与第二呼吸室连通。因此，连通通道内的润滑油面降低。因此，当发动机持续工作时，连通通道内的润滑油面重复升高和降低。还有，润滑油不会向上推向第二呼吸室，从而防止润滑油泄漏到进气系统中。
下面将参考附图中所示的本发明实施例来解释实现本发明的方式。
图1至7表示了本发明的一个实施例。
图1是发动机的垂直剖视图。
图2是沿图1中的线2-2的剖视图。
图3是从图1中的箭头3的方向看时发动机体的底视图。
图4是沿图1中的线4-4的放大剖视图。
图5是沿图2中的线5-5的放大剖视图。
图6是沿图2中的线6-6的放大剖视图。
图7A至7D分别表示了当放置的发动机主体的空间方位角每次改变90度时的状态的剖视图。
具体实施例方式
在图1和2中，用于驱动撞锤10(该撞锤10为工作机)的四冲程发动机E的发动机主体11有曲柄箱15、气缸筒17和气缸盖20。该曲柄箱15形成用于储存润滑油的曲柄室13，并支承曲轴14。当使用该撞锤10时，曲轴14的轴线基本水平。气缸筒17包括气缸内孔16，当使用该撞锤10时，该气缸内孔16的轴线基本垂直。气缸盖20与可滑动地装于气缸内孔16内的活塞18的顶部一起确定了燃烧室19。
曲柄箱15有第一半箱体22和第二半箱体23，该第一半箱体22和第二半箱体23通过多个螺栓24而彼此连接，并能够在分开平面21处彼此分离，该分开平面21布置成与曲轴14的轴线成一定角度。发动机体25由整体铸造的第一半箱体22、气缸筒17和气缸盖20而形成。
活塞18通过连杆26与曲轴14的曲柄销14a相连。用于使曲柄室13内的润滑油12溅起的击油杓28与连杆26的大端制成一体。
曲轴14的一端通过在曲轴14和第一半箱体22之间的球轴承29和环形密封件30而凸出到曲柄箱15外部。具有整体冷却风扇31的飞轮32固定在曲轴14的、在曲柄箱15外部的一端上。
曲轴14的另一端通过在曲柄14和第二半箱体23之间的球轴承33和环形密封件34而凸出到曲柄箱15的外部。撞锤10与曲轴14的、在曲柄箱15外部的另一端相连。
气缸盖20包括能够与燃烧室19连通的吸气孔35和排气孔36。包括空气清洁器37和化油器38的吸气系统39支承在气缸盖20上，从而与吸气孔35连通。消音器盖体41覆盖与排气孔36连通的排气消音器40，发动机体25支承该消音器盖体41。
用于速度调节的离心调速器42安装在第二半箱体23上，且当使用该撞锤10时处在该曲轴14下面的位置处。该离心调速器42有旋转盘44、管状滑动器45和多个摆动型离心配重46。该旋转盘44由固定在第二半箱体23的内表面上的支承轴43可旋转地支承。滑动器45可滑动地环绕该支承轴43安装。离心配重46可摆动地支承在旋转盘44上，从而保持该滑动器45。各离心配重46有工作臂46a，当离心力使得离心配重沿旋转盘44的径向向外摆动时，该工作臂46a使滑动器45单向滑动。
从动齿轮47和润滑油拨溅叶片48与旋转盘44的外周形成一体。该从动齿轮47与固定在曲轴14上的驱动齿轮49啮合。支承轴43在第二半箱体23上，并在使得旋转盘44的外周上的润滑油拨溅叶片48浸没在曲柄室13内的润滑油12中。
在用于速度调节的该类型调速器42中，在曲轴14旋转时旋转盘44旋转，因此，滑动器45沿支承轴43的一个轴向方向滑动。该滑动器45的滑动再通过联杆(未示出)传递给化油器38的节流阀(未示出)，从而将发动机的转速控制为设定的转速。
进气阀50和排气阀51以使它们可以打开和关闭的方式提供于气缸盖20中，对着燃烧室19的火花塞52安装在气缸盖20中。进气阀50控制进气孔35和燃烧室19之间的连通和堵塞。排气阀51控制燃烧室19和排气孔36之间的连通和堵塞。
进气阀50和排气阀51通过阀操作机构53而打开和关闭。该阀操作机构53有驱动正时滑轮54、从动正时滑轮56、环形正时皮带57、凸轮58和摇臂59和60。驱动正时滑轮54与驱动齿轮49一起固定在曲轴14上。从动正时滑轮56由支承在气缸盖20中的轴55支承。环形正时皮带57缠绕成环绕驱动正时滑轮54和从动正时滑轮56。凸轮58与从动正时滑轮56相连。摇臂59、60分别在凸轮58和进气阀50以及排气阀51之间。摇臂59、60可摆动地安装在由合成树脂制成的端盖61中。端盖61与气缸盖20相连，以便覆盖该阀操作机构53的一部分。燃料箱62与该端盖61形成一体。
在图3和4中，发动机主体11的发动机体25包括第一呼吸室64、第一通道65、第二呼吸室66、第二通道67和用于连接该第一和第二呼吸室64和66的连通通道68。第一呼吸室64位于沿气缸内孔16的周向离对应于吸气系统39的位置基本180度的位置处。第一通道65使第一呼吸室64和曲柄室13之间连通。第二呼吸室66布置在吸气系统39附近，并相对于气缸内孔16的轴线在基本与第一呼吸室64相对的一侧。第二通道67使第二呼吸室66和曲柄室13连通。该第二呼吸室66通过管69与吸气系统39的空气清洁器37连通，该管69例如可以是橡胶软管。
另外再参考图5，腔体70在发动机体25的第一半箱体22的外表面上，并在布置有吸气系统39的一侧的相对侧处。覆盖腔体70的盖体71与第一半箱体22的外表面连接。第一呼吸室64形成于第一半箱体22和盖体71之间，这样，当使用撞锤10时，第一呼吸室64位于曲柄室13内的润滑油面的上面，第一通道65在第一半箱体22中，这样，当使用该撞锤10时，第一通道65与第一呼吸室64的底部连通，该第一通道65的开口端在曲柄室13中分成两部分。
连通通道68在第一半箱体22中，并布置在垂直于气缸内孔16的轴线的平面内。连通通道68的一端开口于腔体70内，以便与第一呼吸室64连通。
凸台72形成为在腔体70的基本中心处从第一半箱体22的外表面上凸出。盖体71通过拧入该凸台72的螺栓73而固定在第一半箱体22上。第一半箱体22的、在腔体70内的外表面上凸出地提供有多个形成迷宫通道的壁74，以便与盖体71接触。使第一通道65与连通通道68相连的迷宫通道通过这些形成迷宫通道的壁74而形成于第一呼吸室64内。因此，在使用撞锤10时从曲柄室13通过第一通道65引入第一呼吸室64中的呼吸气体流过第一呼吸室64内的迷宫通道，然后到达连通通道68。呼吸气体的流动方向在迷宫通道内的变化使得附带的润滑油与呼吸气体分离。而且，在形成迷宫通道的壁74上提供有返回孔75，该返回孔75有减小的流动面积，以便使通过它们的呼吸气体流减至最小，该返回孔75布置在低于连通通道68的开口端的位置处，并在迷宫通道的连通通道侧的部分中，以便使这样分离的润滑油返回到第一通道65一侧。
另外参考图6，在发动机体25的第一半箱体22的外表面上提供有腔体76，该腔体76在吸气系统39附近，并且相对于气缸内孔16的轴线在基本与第一呼吸室64相对的一侧。覆盖腔体76的盖体77与第一半箱体22的外表面连接。这样，第二呼吸室66形成于第一半箱体22和盖体77之间，因此，在使用撞锤10时，第二呼吸室66位于曲柄室13内的润滑油面的上面。连通通道68的另一端开口于腔体76内，以便在使用撞锤10时与第二呼吸室66的上部连通。
在第一半箱体22的外表面上且在腔体76的基本中心处凸出地提供有凸台78。盖体77通过拧入该凸台78的螺栓79而固定在第一半箱体22上。作为用于防止呼吸气体从第二呼吸室66流入连通通道68的单向阀的簧片阀安装在第一半箱体22上并在腔体76内，这样，它的阀体80a封闭在连通通道68的另一端处的开口端，也就是，封闭开口于第二呼吸室66中的端头。该簧片阀80的阀体80a有释压孔90，如图4清晰所示。
在第一半箱体22的外表面上并在连通通道88旁边的部分处提供有凸起81，当使用撞锤10时，该凸起81在第二呼吸室66的上部。该凸起81安装以气密配合方式插入盖体77的通孔82中的管69的一端。该凸起81的凸出使得管69的开口端并不完全封闭。该管69的另一端与进气系统39的空气清洁器37相连。
再参考图6，第一半箱体22的、在腔体76中的外表面上凸出地提供有形成迷宫通道的壁83和84，以便与盖体77接触。通过形成迷宫通道的壁83，在第二呼吸室66中形成了迷宫通道，以便使连通通道68和管69之间相连。使第二通道67和管69之间相连的另一迷宫通道通过另一形成迷宫通道的壁84而形成于第二呼吸室66内。
在使用撞锤10时，第二通道67与第二呼吸室66的底部连通。该第二通道67由通道孔85形成，该通道孔85直接形成于第一半箱体22内，以便与第二呼吸室66和管86连通，该管86固定在第一半箱体22上，以便与通道孔85连通。对着曲柄室13的平安装座88形成于第一半箱体22的、当使用撞锤10时位于第二呼吸室66下面的部分中。通道孔85提供于第一半箱体22内，以便使第二呼吸室66与安装座88相连。管86有与安装座88接触的凸缘86a，并形成为基本L形。凸缘86a通过螺栓87固定在安装座88上。管86的一端以液体密封的方式插入通道孔85的、在安装座一侧的端头中。
当没有使用撞锤10时，发动机主体11可能横向放置，这样，该气缸内孔16的轴线将基本水平，如图7A至7D所示。因此，第二通道67形成为这样，当发动机主体11横向放置成使气缸内孔16的轴线基本水平时，不管该发动机主体11的方向如何，该第二通道67在曲柄室13内的开口端都位于曲柄室13内的润滑油面L的上面。
当发动机主体11处于横向放置状态，从而使连通通道68位于气缸内孔16的轴线下面时，也就是在图7A中所示状态时，润滑油12的润滑油面L处在使得润滑油12能够通过第一通道65的一部分而进入第一呼吸室64中的位置处。因此，润滑油12可能通过连通通道68而从第一呼吸室64流向第二呼吸室66一侧。不过，从第一通道65通过第一呼吸室64到连通通道68的通路制成为这样的形状，即它能够防止曲柄室13内的润滑油进入连通通道68。也就是，在本实施例中，当发动机主体11横向放置成使连通通道68位于气缸内孔16的轴线下面时，润滑油面处在由图5中的虚线L’表示的位置处，在第一半箱体22内并在第一呼吸室64内形成迷宫通道的迷宫通道形成壁74形成为这样的形状，即它防止通过第一通道65流入第一呼吸室64中的润滑油12进入连通通道68。
下面将介绍本实施例的工作。发动机主体11的第一半箱体22包括第一呼吸室64；第一通道65，用于使第一呼吸室64和曲柄室13之间连通；第二呼吸室66，该第二呼吸室66位于进气系统39附近，并相对于气缸内孔的轴线在基本与第一呼吸室64相对的一侧；第二通道67，用于使第二呼吸室66和曲柄室13之间连通；以及连通通道68，该连通通道68使第一和第二呼吸室64和66之间连通。当使用撞锤10时，第一和第二通道65、67与位于曲柄室13内的润滑油面上面的第一和第二呼吸室64和66底部相连，连通通道68布置成开口于第二呼吸室66的上部。进气系统39的空气清洁器37与管69相连，当使用撞锤10时，该管与第二呼吸室66的上部连通。
在使用撞锤10时，在曲柄室13中产生的呼吸气体通过第一通道65、第一呼吸室64、连通通道68、第二呼吸室66和管69导向吸气系统39，还通过第二通道67、第二呼吸室66和管69导向吸气系统39。
第一和第二呼吸室64和66中各自有迷宫通道，与流过这些迷宫通道的呼吸气体分离的润滑油将通过第一和第二通道65和67返回曲柄室13，从而提高气体—液体分离性能。
而且，第二通道67形成为这样，当发动机主体11横向放置，从而使得气缸内孔16的轴线变成基本水平时，不管发动机主体11的方向如何，该第二通道67在曲柄室13内的开口端都位于曲柄室13内的润滑油面L的上面，因此，在没有使用撞锤10时，当发动机主体11横向放置，从而使得气缸内孔16的轴线变成基本水平时，不管发动机主体11的空间方位角如何，都能够防止曲柄室13中的润滑油通过第二通道67进入第二呼吸室66。
而且，从第一通道65通过第一呼吸室64到连通通道66的通路制成这样的形状，即当发动机主体11横向放置，从而使连通通道66位于气缸内孔16的轴线下面时，能够防止曲柄室13内的润滑油12进入连通通道68。因此，曲柄室13内的润滑油12不能从第一通道65通过第一呼吸室64和连通通道68而进入第二呼吸室66。
因此，当发动机主体11横向放置，从而使气缸内孔16的轴线变成基本水平时，不管该发动机主体11的方向如何，曲柄室13内的润滑油12都不会进入第二呼吸室66。这能够可靠防止润滑油12进入吸气系统39，并能够防止在起动发动机E时从排气消音器40中排出白烟，从而有助于提高排气性能。
而且，因为第一和第二呼吸室64和66在发动机主体11中，并提供了防止润滑油12进入吸气系统39的结构，因此不会增加发动机E的总尺寸。
第二通道67由通道孔85形成，该通道孔85直接形成于发动机主体11的第一半箱体22内，以便与该第二呼吸室66连通和管85连通，该管85固定在该第一半箱体22上，以便与通道孔85连通。第二通道67能够由简单的结构形成，该第二通道有复杂的形状，以便当发动机主体11横向放置，从而使气缸内孔16的轴线变得基本水平时，不管发动机主体11的空间方位角如何，都使得该第二通道的开口端位于曲柄室13内的润滑油面的上面。
撞锤10可能由于操作错误、不稳地面等而布置成方向与它的正常空间方位角不同。例如，假定有这样的情况，即在第一呼吸室64处于第二呼吸室66下面，如图7B所示，且第一呼吸室64充满润滑油12，从而使润滑油面高于连通通道68的、开口于第一呼吸室64内的端头的状态下，发动机持续工作。连通通道68使得第一和第二呼吸室64和65之间连通。
这时在发动机E的压缩冲程中，第二呼吸室66中的气体响应曲柄室13的负压而吸向曲柄室13。而且，在发动机E的膨胀冲程中，因为曲柄室13为正压，曲柄室13内的气体通过第二呼吸室66而推向吸气系统39，第一呼吸室64中的润滑油升高到连通通道68内，同时由于正压作用而打开单向阀80。
在随后的发动机E排气冲程中，第二呼吸室66内的气体响应曲柄室13的负压而吸向该曲柄室13。这时，尽管单向阀80保持关闭，因为作用在第一呼吸室64中的压力与第二呼吸室66中的压力相同，由于在单向阀80的阀体80a中有释压孔90，从而使得第二呼吸室66的压力与在连通通道68内的润滑油表面上面的空间中的压力相同。因此，升高到连通通道68内的润滑油由于其自身重量而跌落到连通通道68内。
而且，当发动机E进入吸气冲程时，曲柄室13为正压。就象在膨胀冲程中一样，曲柄室13内的气体通过第二呼吸室66而推向吸气系统39，第一呼吸室64内的润滑油升高到连通通道68内，同时通过正压作用而打开单向阀。
这样，因为在单向阀80的阀体80a中的释压孔90使得连通通道68中的润滑油面能够在曲柄室13为负压时降低，因此，即使发动机E持续工作，连通通道68内的润滑油面仅仅是重复地升高和降低。润滑油并不向上推向第二呼吸室66，从而防止润滑油从第二呼吸室66泄漏到吸气系统39中。
不过，如果单向阀80中没有释压孔90，那么当曲柄室13为正压时，润滑油升高到连通通道68内。当曲柄室13为负压时，因为连通通道68内的在润滑油表面上面的空间为封闭空间，连通通道68中的润滑油面不会降低，且通过发动机E的持续工作，连通通道68内的润滑油面将升高至到达第二呼吸室66，润滑油可能最终泄漏到进气系统39内。
根据本发明，即使当发动机在第一呼吸室低于第二呼吸室的情况下持续工作，该第一呼吸室将充满润滑油，这样，润滑油面将高于连通通道在第一呼吸室一侧的开口端，当该曲柄室为负压时，由于在单向阀中有释压孔，通过作用在第一呼吸室中的负压作用，连通通道内的润滑油面将降低，润滑油并不会向上推向第二呼吸室，从而防止润滑油泄漏到吸气系统中。
本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以以多种方式进行变化。
权利要求
1.一种发动机呼吸系统，包括第一呼吸室，该第一呼吸室与形成于曲柄箱内的曲柄室连通；第二呼吸室，该第二呼吸室与曲柄室以及与进气系统连通；连通通道，该连通通道连接第一和第二呼吸室；以及单向阀，该单向阀在连通通道的、在第二呼吸室一侧的开口端处，以便防止呼吸气体从第二呼吸室流向第一呼吸室；其中，该单向阀有释压孔。
2.根据权利要求1所述的发动机呼吸系统，还包括迷宫通道壁，该迷宫通道壁使带有第一呼吸室的迷宫通道形成为这样的形状，即它防止已经通过第一通道流入第一呼吸室内的润滑油进入连通通道。
3.根据权利要求1所述的发动机呼吸系统，还包括第一通道，该第一通道使第一呼吸室与连通通道相连；以及第二通道，该第二通道使第二呼吸室与连通通道相连；其中，该第一和第二呼吸室有布置于其中的迷宫通道，这样，从流过第一和第二呼吸室的迷宫通道的呼吸气体中分离的润滑油通过第一和第二通道返回曲柄室。
4.根据权利要求1所述的发动机呼吸系统，还包括第二通道，该第二通道形成为不管发动机呼吸系统的方向如何，都使其在曲柄室内的开口端位于曲柄室内的润滑油面的上面。
5.根据权利要求1所述的发动机呼吸系统，还包括从第一通道通过第一腔室到连通通道的流动通路，其中该流动通路形成为这样的形状，即当发动机呼吸系统横向放置，从而使连通通道位于气缸内孔的轴线下面时，该流动通路能够防止曲柄室内的润滑油进入连通通道。
全文摘要
一种发动机呼吸系统，由第一呼吸室、第二呼吸室、连通通道、以及单向阀形成，该第一呼吸室与形成于曲柄箱内的曲柄室连通，该第二呼吸室与曲柄室以及与进气系统连通，该连通通道连接第一和第二呼吸室。该单向阀在连通通道的、在第二呼吸室一侧的开口端处，以便防止呼吸气体从第二呼吸室流向第一呼吸室。该单向阀有释压孔，当发动机在空间方位角不同于其正常方位角的状态下持续工作时，该释压孔防止润滑油泄漏到吸气系统中。
文档编号F01M13/04GK1414222SQ0214662
公开日2003年4月30日 申请日期2002年10月28日 优先权日2001年10月26日
发明者米山正行, 杉本幸男, 佐竹浩二 申请人:本田技研工业株式会社