一种四冲程发动机定量单向油气润滑系统及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及发动机润滑系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内外相关四冲程发动机润滑系统的专利已有多项，除了那些四冲程发动机原理所必有的零部件结构外，我们所见到的资料表明，专利主要内容均为润滑系统的创意，旨在保证翻转使用中通气管不喷油且充分润滑，为之设计了诸如单向阀、转阀、搅油针、供油通道、回油通道、供油管、回油管等等，无一例外沿用了“循环润滑系统”的设计思路。
[0003]在对多款国、内外机型的测试中发现，即使如上复杂的设计，运行中，机器任意翻转，在某工位，润滑油也还会从通气管喷出，这是最大的缺陷;第二点，所有机型的通气管均接入空滤器，即使正常工位，运行一段时间，空滤器过滤棉也全被排出的润滑油浸湿甚至流出壳体，说明“循环润滑系统”的设计理论及机械机构尚有较大方面的不完善。
[0004]四冲程发动机的润滑系统，如何满足任意翻转正常使用，降低润滑油消耗率，排除通气管接入空滤器浸湿过滤棉的瑕疵，为此找到一种性能可靠，结构简单，降低成本的技术方案，仍是本领域需要探讨解决的一个重大问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题就是提供了一种四冲程发动机定量单向油气润滑系统及方法，降低润滑油消耗率，排除通气管接入空滤器浸湿过滤棉的瑕疵。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种四冲程发动机定量单向油气润滑系统，在曲轴箱箱壁上设有与润滑油箱连通的前级定量取油孔，在汽缸盖上设有末级定量通气孔，前级定量取油孔直径Di与末级定量通气孔直径D3满足Di/D3 = 0.8-1.5，所述前级定量取油孔与末级定量通气孔之间设有一条单向连通的油气润滑通道。
[0007]优选的，所述前级定量取油孔直径Di与末级定量通气孔直径D3满足D1/D3= 1-1.2。
[0008]优选的，所述前级定量取油孔直径0工与润滑油箱容积及发动机排量之间的关系为Di = K (润滑油箱容积一发动机排量)，其中Di的单位为mm，润滑油箱容积与发动机排量的单位为cm3，所述K的取值范围为0.011 — 0.02。
[0009]优选的，所述曲轴箱的内壁各面与曲柄旋转空间对应各面之间的间距<2_。
[0010]优选的，所述曲轴箱与曲轴轴向两侧对应的两侧内壁设有凸向曲轴轴向中间位置的凸起部。
[0011]优选的，所述曲轴箱与凸轮室间设有中间级定量过油孔，所述中间级定量过油孔直径 D2SSDlt3
[0012]优选的，所述润滑油箱垂直于曲轴的截面呈U形，所述曲轴箱由润滑油箱包围，曲轴箱的左右两侧箱壁上各设置有一个前级定量取油孔，在发动机水平放置状态下，两个前级定量取油孔位于润滑油箱容积中心面的前后向中心线与曲轴箱的左右两侧箱壁前后向中心线的相交点位置。
[0013]优选的，在发动机水平放置状态下，所述前级定量取油孔位于润滑油箱容积中心面与曲轴箱箱壁的相交线上。
[0014]优选的，所述曲轴箱的外箱壁在前级定量取油孔的两侧或者周向设置有挡油筋条。
[0015]优选的，所述末级定量通气孔通过连通管与汽缸连通。
[0016]本发明还提供了一种四冲程发动机定量单向油气润滑方法，通过控制前级定量取油孔直径0工与末级定量通气孔直径D3满MDVD3 = 0.8-1.5，使末级定量通气孔的出口端压力始终小于曲轴箱内压力，曲轴箱从前级定量取油孔吸入的润滑油气沿油气润滑通道流动并依次润滑经过的发动机部件，最后将末级定量通气孔中排出的微量废油气引入汽缸彻底烧掉。
[0017]进一步的，所述油气润滑通道由前级定量取油孔到末级定量通气孔方向依次连通曲轴箱、凸轮室、顶杆孔道、上摇臂室。
[0018]进一步的，通过控制前级定量取油孔直径0工与润滑油箱容积及发动机排量之间的关系满足Di = K(润滑油箱容积一发动机排量)，其中Di的单位为mm，润滑油箱容积与发动机排量的单位为cm3，K的取值范围为0.011-0.02,来控制脉冲气流对润滑油箱中润滑油的吹吸压力，从而控制润滑油从润滑油箱到曲轴箱的流量为1.5—2g/kw.h。
[0019]进一步的，控制中间级定量过油孔直径D2 < 3Di，保证运行中的曲轴箱内压力为负的0.003—0.008MPao
[0020]另外，本发明还分别提供了
[0021 ] 一种汽油锯，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0022]—种修枝剪，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0023]—种打草机，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0024]—种割灌机，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0025]—种吹吸风机，其安装有上述述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0026]—种草坪机，安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0027]—种发电机，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0028]—种水栗，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0029]—种高压清洗机，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0030]—种小型通用发动机，其安装有上述的四冲程发动机定量单向油气润滑系统。
[0031]本发明采用的技术方案，通过控制前级定量取油孔直径0:与末级定量通气孔直径D3,使末级定量通气孔的出口端压力始终小于曲轴箱内压力并可以使这个负压保持在一定范围内，由于前级定量取油孔直径Di用于控制脉冲气流压力及油粒产生量，末级定量通气孔直径D3大小的设计尽量保证了机器内的润滑油尽可能少的排出，因此通过前级定量取油孔直径0:与末级定量通气孔直径D3的协同控制，可以精准控制润滑油供给量，也基本上没有多余的润滑油气从末级定量通气孔排出，实现了定量且单向的行进润滑。
[0032]而且，前级定量取油孔与末级定量通气孔的润滑油行进通道为单向连通结构，每一级需润滑的腔室之间只有唯一的油气量孔相通，因此在满足各零部件润滑的前提下，不会有多余参与过润滑的润滑油从曲轴箱或其它腔室再返回润滑油箱，整个润滑系统无回油孔道及单向阀、集油器等，也无任何搅拌润滑油产生油雾的机械装置，从原理上区别于同类机型已公布的专利或其他已面世公开的技术和相关结构。
[0033]而且，定量的油气依次润滑下一组零部件，最后，仅剩的微量废油气直接引入汽缸将其彻底烧掉，降低润滑油消耗率，减少排污，彻底克服了传统技术将余气通气管接入空滤器会浸湿过滤棉，造成机器及环境污染的瑕疵，满足了性能可靠，结构简单，降低成本的要求。
[0034]另外，通过曲轴箱的设计，使曲轴箱的内壁各面与曲柄旋转空间对应各面之间的间距< 2_，因此，即使任意翻转使用，润滑油也不会有多余的润滑油积存在曲轴箱内，满足任意翻转正常使用的要求。
【附图说明】
[0035]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0036]图1为发动机处于水平状态的结构示意图；
[0037]图2为发动机处于右侧置状态的结构示意图；
[0038]图3为发动机处于左侧置状态的结构示意图；
[0039]图4为发动机处于倒置状态的结构示意图；
[0040]图5为发动机处于后置状态的结构示意图；
[0041 ]图6为发动机处于前置状态的结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]如图1至图6所示，现有的四冲程发动机设置有曲轴箱1、润滑油箱2、凸轮室4、顶杆
5、上摇臂室6、汽缸，汽缸顶部设有汽缸盖3。
[0043]如图1所示，在发动机处于水平状态下，从正前方看，润滑油箱2垂直于曲轴的截面大致呈U形，曲轴箱I由润滑油箱2包围，曲轴箱箱壁11与润滑油箱箱壁之间围成润滑油箱2的U型腔体，曲轴箱I及润滑油箱2的底部呈下凸的圆弧形，左右两侧边呈外凸的圆弧形。
[0044]本发明的四冲程发动机脉冲油气润滑系统，在曲轴箱I的左右两侧箱壁上各设置有一个前级定量取油孔，即位于曲轴箱I左侧箱壁上的第一前级定量取油孔111和位于曲轴箱I右侧箱壁壁上的第二前级定量取油孔112。在发动机水平放置状态下，这两个前级定量取油孔位于润滑油箱容积中心面的前后向中心线与曲轴箱I的左右两侧箱壁前后向中心线的相交点位置附近，允许有适当偏移，比如在该相交点20mm以内。而且在发动机水平放置时，两个前级定量取油孔位于润滑油液面上方50_高度以内。即使润滑油箱2的形状有所变化，对于前级定量取油孔的位置来说，优选的设计是，在发动机水平放置状态下，前级定量取油孔位于润滑油箱容积中心面与曲轴箱箱壁的相交线上，具体在相交线的哪一个位置，可以根据润滑油箱形状变化做出进一步的选择。
[0045]润滑油箱2与曲轴箱I之间通过前级定量取油孔相连通，凸轮室4与上摇臂室6之间由顶杆孔道连通，在汽缸盖3上开设有末级定量通气孔31，末级定量通气孔31与上摇臂室6连通，这样，前级定量取油孔与末级定量通气孔31之间形成了一条单向连通的油气润滑通道。
[0046]本发明的四冲程发动机脉冲油气润滑系统，利用活塞上下运动产生的脉冲气流，吹、吸润滑油箱2中的润滑油，通过控制前级定量取油孔直径0工与末级定量通气孔直径D3,使前级定量取油孔直径Di与末级定量通气孔直径D3满足Di/D3 = 0.8-1.5，优选满足Di/Dszl-1j。 由于前级定量取油孔直径大小可以控制脉冲气流对润滑油箱 2 中润滑油的吹吸压力，从而控制了润滑油从润滑油箱2到曲轴箱I的流量，末级定量通气孔直径D3大小的设计在尽量保证机器内的润滑油尽可能少的排出时，也要兼顾到不影响机器功率的发挥。因此，由于前级定量取油孔与末级定量通气孔之间只有唯一的一条单向连通的油气润滑通道，通过前级定量取油孔直径Di与末级定量通气孔直径D3的协同控制，可以精确控制末级定量通气孔31的出口端压力为负的0.0I — 0.03Mpa，从而精准控制润滑油气供给量，既保证了油气润滑通道经过处各个零部件的充分润滑，也基本上可以保证不会有多余的润滑油气从末级定量通气孔31排出，而且润滑油气从曲轴箱箱壁上前级定量取油孔到汽缸盖上末级定量通气孔31的行进润滑过程中，每一级润滑部件之间只有唯一的油气量孔相通，形成了单向连通的油气润滑通道，不会有多余参与过润滑的润滑油从曲轴箱I或其它腔室再返回润滑油箱2，实现了单向定量润滑。
[0047]进一步的，如图5所示，曲轴箱I与凸轮室4间设有中间级定量过油孔4