内燃发动机的曲轴室的通风/润滑系统，尤其用于具有可骑鞍座的交通工具的制作方法

内燃发动机的曲轴室的通风/润滑系统，尤其用于具有可骑鞍座的交通工具
发明领域
1.本发明属于制造内燃发动机(例如具有提升阀的多气缸类型的内燃发动机，但也包括单气缸类型的内燃发动机)的领域，特别是用于具有可骑鞍座的交通工具(该术语通常意指摩托车或具有两个、三个或四个轮子的机动交通工具，主要用于运送人)的内燃发动机。特别地，本发明涉及制造上述类型的发动机的领域，所述发动机设置有用于润滑连杆和/或齿轮的通风和/或润滑系统，连杆和/或齿轮容纳在曲轴室中并且通过一个或更多个活塞的运动而致动(特别地，转动)。


背景技术：

2.众所周知，用于具有可骑鞍座的交通工具的内燃发动机包括驱动轴，驱动轴的转动由活塞在相应的气缸的燃烧室中的移动引起。一个或更多个活塞的往复平移运动的变换特别地是通过介于活塞和驱动轴之间的连杆机构(诸如例如连接杆等)获取的，所述连杆机构被容纳在曲轴室中。
3.因此，感觉到需要适当地润滑曲轴室中的所述连杆机构，其中为了该目的，过去已经实施了各种解决方案，诸如例如所谓的“湿式曲轴箱”和“干式曲轴箱”。
4.特别地，在已知类型的“湿式曲轴箱”解决方案中的润滑油从收集和积聚盘中吸出，并通过液压回路(包括泵、阀等)引入曲轴室或曲轴箱，其中积聚在曲轴室中的油循环地排放到盘中。为此目的，曲轴室和盘通过柔性簧片阀设置成连通的，因此，如果受到足够的压力，所述阀适于切换到打开位置。所述压力特别是由积聚在室中的油和通过向曲轴室中引入气体(例如窜漏气体(blow-by gases))这两者而产生的。因此，当曲轴室中的气体压力增加到预设值(簧片的柔韧性的函数)时就转化为簧片切换到打开位置，并因此转化为使积聚在曲轴室中的油排放到盘中。
5.尽管可以从各种不同的角度来理解上面总结的“湿式曲轴箱”类型的已知解决方案，比如例如润滑可靠性和效率、构造和/或实施简单性，总而言之，具有低的生产成本，但它们并非完全没有申请人希望通过本发明克服或至少减少的问题和/或缺点。
[0006]“湿式曲轴箱”类型的已知解决方案的第一个缺点涉及曲轴室中积聚的油被排放到盘中的频率较低，排放频率——对应于簧片切换到打开位置的频率——与曲轴室中的自由体积成反比，即与未被将要润滑的连杆机构占据的体积成反比；自由体积越大，曲轴室内的气体压力达到簧片切换到打开位置的“切换”值所需的时间就越长，因此排放频率也就越低。
[0007]
油的低排放频率显然进一步转化为曲轴室中过剩的油的积聚，存在驱动轴与积聚的油干涉的风险，以及存在在交通工具运动期间，特别是在弯道中运动期间，积聚的油发生漂移现象的进一步的风险，因此甚至损害稳定性(由于重心运动的影响)。
[0008]
根据现有技术的“湿式曲轴箱”类型的解决方案可从文献ep 2305973、ep 2492461和ep 2690275中获知。
[0009]
本发明的目的
[0010]
本发明的主要任务是提供曲轴室的通风和/或润滑系统，特别是用于内燃发动机(例如具有提升阀的多缸类型，但也可以是单缸类型的)的通风和/或润滑系统，特别是用于具有可骑鞍座的交通工具的通风和/或润滑系统，该通风和/或润滑系统允许克服或至少最小化上面指出的并影响已知系统的缺点，特别是但不仅仅是“湿式曲轴箱”类型的缺点。因此，在本任务的范围内，本发明的第一目的是将“湿式曲轴箱”类型的系统转换为“干式曲轴箱”类型的系统，或者至少提供一种功能尽可能与“干式曲轴箱”类型的系统相似的系统。
[0011]
此外，提供一种系统，在该系统中确保上面所概述的期望优点的解决方案易于以具有竞争力的成本制造和/或实施，这并不是本发明的仅有的目的。
[0012]
本发明的详细描述
[0013]
本发明源于这样一种总体考虑，即通过将额外体积的空气引入曲轴室(例如，除了窜漏气体的空气之外)以避免在压缩步骤期间曲轴室中的真空(真空将使发动机性能恶化)，可以有效地实现上面概述的目的。此外，曲轴室中的这种额外的空气体积减少了曲轴室中的压力达到将排放簧片从关闭位置切换到打开位置所需的最小切换值所需的时间，从而增高了簧片的切换频率，并因此增高了润滑油的排放频率。
[0014]
本发明还源于这样的进一步的考虑，即上述总结的目的也可以通过减小曲轴室的自由内部体积来实现，其中术语自由内部体积是指曲轴室的内部体积中未被用于转动驱动轴的连杆机构和/或齿轮所占用的内部体积。
[0015]
实际上，通过减小曲轴室的自由内部体积，减少了曲轴室中的压力达到将簧片从关闭位置切换到打开位置所需的最小切换值所需的时间，从而提高了簧片的切换频率，并因此提高了润滑油的排放频率。
[0016]
基于上述考虑，并且为了克服影响已知类型的润滑装置的缺点和/或实现以上概述的其他目的，本发明涉及根据权利要求1至7中任一项所述的内燃发动机，尤其用于具有可骑鞍座的交通工具的发动机，还涉及根据权利要求8所述的交通工具。
[0017]
本技术进一步描述了一种用于内燃发动机的润滑系统，尤其用于具有可骑鞍座的交通工具，所述系统包括：曲轴室，至少一个连接杆容纳在该曲轴室中；以及用于收集润滑液体的盆或盘，其中所述曲轴室和所述收集盆或盘通过在所述曲轴室中获取的第一开口相互连通，所述润滑液体通过所述第一开口从所述曲轴室通向所述盆的流量由第一调节元件调节，该第一调节元件适于切换到打开位置，以便允许所述润滑液体在所述曲轴室中的预定的切换气体压力值下从所述曲轴室排放到所述收集盆或盘中，其中所述系统包括容纳在所述曲轴室内的固定插入件，并且其中，在所述曲轴室中的所述第一预定切换气体压力值是在存在一定体积的润滑液体的情况下达到的，所述一定体积的润滑液体小于在不存在所述固定插入件的情况下达到所述第一预定压力值所存在的润滑液体的体积。
[0018]
根据所公开的实施例，在不存在所述固定插入件的情况下达到所述预设压力值所存在的润滑液体的体积与在现实情况下达到所述预设压力值所存在的润滑液体的体积之间的差基本上等于所述曲轴室的自由内部体积与所述固定插入件的体积之间的差。
[0019]
根据所公开的实施例，所述曲轴室成形为限定用于所述润滑液体的收集和排泄池和所述润滑液体的收集和排泄池，其中所述第一开口在所述收集和排泄池的底部处获取。
[0020]
根据所公开的实施例，所述固定插入件定位在所述收集和排泄池处，至少部分地
在所述第一开口上方突出。
[0021]
根据所公开的实施例，所述固定插入件被定位和成形为限定用于将所述润滑液体输送到所述收集和排泄池中的输送通道。
[0022]
根据所公开的实施例，所述固定插入件的体积为所述曲轴室的自由内部体积的20％至70％之间，优选35％至55％之间。
[0023]
根据所公开的实施例，所述第一切换元件包括第一柔性簧片，所述第一柔性簧片可通过弯曲切换到所述打开位置。
[0024]
根据所公开的实施例，所述曲轴室通过在所述曲轴室中获取的第二开口与外部连通，所述系统包括第二调节元件，该第二调节元件能够切换到打开位置，在所述打开位置允许加压气体通过所述第二开口引入所述曲轴室。
[0025]
根据所公开的实施例，所述第二切换元件包括第二柔性簧片，当受到具有预定值的气体压力时，第二柔性簧片可通过弯曲切换到所述打开位置。
[0026]
根据所公开的实施例，所述第二开口在隔室中获取，与所述隔室外部连通的引入通道通向所述隔室中，用于将所述加压气体引入所述隔室中。
[0027]
根据所公开的实施例，所述引入通道适于与用于产生所述加压气体的hpc(高压冷却)系统连通。
[0028]
根据所公开的实施例，所述第二开口和所述引入通道在所述打开位置与所述第二柔性簧片相互连通。
[0029]
在本技术中还公开了一种用于具有可骑鞍座的机动交通工具的内燃发动机，该内燃发动机包括驱动轴和适于将燃烧能量转化为所述驱动轴的转动的至少一个连接杆，其中所述发动机包括根据本发明的实施例中的一个实施例的润滑系统，并且其中，所述发动机的所述至少一个连接杆容纳在所述润滑系统的曲轴室中。
[0030]
一种包括根据上述实施例的发动机的具有可骑鞍座的交通工具也是本技术的主题。
[0031]
附图简述
[0032]
下面通过对附图中所示的实施例的详细描述进一步阐明本发明。然而，本发明不限于以下描述的和附图中描绘的实施例；相反，以下描述的和附图中描绘的实施例的对于本领域技术人员将明显的所有那些变型都落入本发明的范围内。
[0033]
在附图中：
[0034]-图1a和图1b示出了根据本发明的实施例的系统在两种不同操作情况下的示意性横截面图；
[0035]-图2和图3示出了根据本发明的实施例的系统的透视图和局部截面图；
[0036]-图4至图7分别示出了根据本发明的实施例的系统的透视图、可能的局部截面图。
[0037]
本发明的详细描述
[0038]
本发明在例如具有提升阀的多缸型和单缸型的内燃发动机(特别是用于具有可骑鞍座的交通工具)中实施时发现了特别有利的应用，这就是为什么本发明将在下面特别参考上述类型的发动机来描述的原因。
[0039]
然而，本发明的可能应用并不限于上述类型的发动机，相反，本发明适合于在所有需要有效和可靠润滑连杆机构的情况下使用和实施，诸如例如在空气压缩机的情况下。
[0040]
根据图1至图3中的实施例描绘的系统100包括曲轴室110、用于收集润滑液体(lubricating liquid，ll)(例如，油)的盆或盘120，其中曲轴室110与容纳活塞p的气缸连通，由燃料燃烧产生的活塞p的往复平移运动通过容纳在曲轴室110中的连杆机构转换为驱动轴的转动运动，并且由于连杆机构根据发动机的类型不同而不同且由于它们对于本发明的目的不是必需的这两点，因此在附图中未示出；作为示例和为了描述的完整性，所述连杆机构可以包括一个或更多个连接杆或类似部件。
[0041]
曲轴室110和盘或盆120通过开口111相互连通，开口111位于室110的底部，特别是位于室110的底部的最低部分处，详细地说是位于积聚池113的底部114处。此外，调节元件(调节润滑液体从室110流入盘120的流量，见下面的描述)位于开口111处，调节元件实际上是簧片阀(具有柔性簧片)112，其适于在关闭位置(未示出)和图1中的打开位置之间切换，在关闭位置中，调节元件关闭开口111，从而防止润滑液体ll从室110流入盘120，相反地，在打开位置中，润滑液体ll可以从室110流入盘120。实际上，图1至图3中的系统100的操作模式部分对应于根据现有技术的系统的操作模式，可概括如下。
[0042]
润滑油ll从收集和积聚盘120抽出并通过液压回路(未示出，且包括泵、阀等)引入曲轴室或曲轴箱110；此外，活塞p的往复平移运动转化为将加压气体引入室110，这在活塞p的上升运动期间防止室110本身具有压降。重复引入(以基本上连续的方式)室110的润滑油ll积聚在室110的底部上，特别是至少部分地积聚在积聚池113中，以通过开口111循环地排放到盘120中。实际上，当室110中的压力上升时，柔性簧片(例如由pvc制成)112在预设压力值(与簧片112的柔性成反比)下承受增加的压力直到弯曲(从图1a中的关闭位置切换到图1b中的打开位置)，从而打开开口111，并允许油ll和气体从室110排放到盘120。
[0043]
然而，如上所述，根据本发明的系统100包括旨在增加室110中的润滑油ll和气体的混合物被排放到盘120中的频率的特性。实际上，附图中的数字140标识在曲轴室110的外壁中获取的另一开口；与开口111的情况一样，开口140设置有簧片阀(具有柔性簧片)141，簧片阀141适于通过弯曲而在关闭位置(图1b，在图1b中，簧片阀141关闭开口140)和打开位置(图1a，在图1a中，簧片阀141释放开口140)之间切换，从而允许将加压气体引入到曲轴室110中。显然，除了窜漏气体或来自另一来源的气体之外，将加压气体(例如空气)引入室110中，减少了在室110中达到簧片阀112的切换压力所需的时间，由此：在簧片112的两次连续切换操作(均处于打开位置)之间的时间减少；增加了簧片112的切换频率；减少了在簧片112的两次连续切换操作之间可积聚在室110中的润滑液体ll的量。
[0044]
曲轴室110的内部通过通往开口140的回路与所述内燃发动机的另一个区域连通，特别是与发动机内部的空气源连通，例如与hpc(高压冷却)系统连通。
[0045]
根据空气(或者更一般地，加压气体)的来源，可以以时间为单位，将比窜漏气体更大数量级的气体(例如空气)量引入曲轴室110中。
[0046]
在图3至图7中的实施例中，第二簧片141容纳在隔室150中(通过可移除的盖160封闭)，通往所述隔室150的引入通道151与所述隔室150的外部连通，用于将所述加压气体引入所述隔室150中，并且第二通道170通向隔室150中，第二通道170限定开口140，其中隔室150的内部通过通道170与曲轴室110的内部连通。
[0047]
在图6和图7所示的实施例中，隔室150的内部通过通道151与发动机的链条隔室和/或飞轮盖隔室500连通，所述链条隔室和/或飞轮盖隔室又与油盘120连通，其中空气的
封闭再循环由此从油盘120产生进入曲轴室110，而不需要从外部吸入空气或气体；实际上，由所述移动链条和/或飞轮隔室产生的空气气流被引入隔室150中，其中在关闭位置，簧片141将隔室150分隔成通道151通向的第一半隔室和通道170通向的第二半隔室。
[0048]
空气从盘120进入曲轴室110和链条和/或飞轮隔室的封闭再循环允许限制从窜漏阀(blow-by valve)喷出的空气的流动，因此限制了富油蒸气和烟雾的喷出，并因此减少了油的消耗。
[0049]
实际上，通过从发动机外部吸入空气，要注意的是这样的量的空气是如何通过窜漏阀喷出的。特别是，研究发现，通过从外部吸入新鲜空气，喷出的空气的流量相对于通过内部再循环而喷出的空气的流量大约是四倍。这样产生了增加的出口流量：
[0050]
增加的烟雾和蒸气；
[0051]
这些烟雾和蒸气是油性蒸气，因此含有清洁曲轴室产生的油。因此，随着这些蒸气的喷射，油的消耗增加。
[0052]
在上述解决方案中，通道151引起空气的封闭再循环，其中空气从链条隔室和/或飞轮隔室内部抽吸。这导致两个封闭的内部体积之间的空气交换。因此，空气不是从外部产生的，而是从内部再循环的。
[0053]
如上所述，该解决方案允许获取对曲轴室的有效清洁，从而降低油的温度，油在曲轴室中停留的时间较短，借助于引入空气获取的超压，油通过簧片141更频繁地喷射。这是由于曲轴室中的平均压力的增加(这促进了油的处理)，因此防止了导致功率损失和高温的磨削效应。
[0054]
此外，这种解决方案允许通过窜漏阀向外喷射的空气的流量被限制，因此相应地减少了烟雾和蒸气以及油本身的消耗。由于是内部空气再循环，喷出到外部的流量小于从外部引入的空气的量；这导致了烟雾和蒸气的减少，从而减少了油的消耗。
[0055]
然后，且特别是当隔室150中的空气的压力达到簧片141的切换值时，簧片141切换到打开位置导致通道151和170的相互连通，并因此导致空气从hpc系统和/或从链条隔室和/或从飞轮隔室引入到曲轴室110，具有簧片112的切换频率增高的上述效果。
[0056]
下面参照图1至图7描述根据本发明的系统的进一步的特性。
[0057]
如图所示，固定插入件130容纳在室110中，以便减小曲轴室110的(未被可移动连杆机构占据的)自由内部体积。所述插入件130具有梯形横截面(根据与连接杆在其上移动的平面的相平行并因此垂直于驱动轴的转动轴线的平面)，并且插入件130定位于池113处，距池113的底部114预设距离(以便不妨碍油ll在池113中的积聚)，特别地至少部分地在开口111上方突出(由虚线示出)，并且以便限定用于将所述润滑液体ll输送到所述收集和排泄池113中的输送通道115。
[0058]
由于插入件110，在所述曲轴室110内达到簧片112通过弯曲从关闭位置切换到打开位置的预定气体压力值(以下也定义为切换压力值)是在存在一定体积的润滑液体ll的情况下达到的，所述一定体积小于在不存在所述固定插入件130的情况下达到所述预设气体压力值所存在的润滑液体ll的体积，其中明显地，达到切换气体压力所需的油的量的减少导致簧片112的更频繁的切换(或换句话说，切换频率提高)，并且因此，在柔性簧片112的两次连续切换操作(都是从关闭位置到打开位置)之间积累的液体ll的量减少，其中，在不存在固定插入件130的情况下达到所述预定切换压力值所存在的润滑液体ll的体积与在现
实情况下达到所述预定切换压力值所存在的润滑液体ll的体积之间的差基本上(借助插入件130)等于曲轴室110的自由内部体积与固定插入件130的体积之间的差。
[0059]
如前所述，在簧片112的两次连续切换操作之间可积聚在室110中的润滑液体ll的量的减少导致了驱动轴干扰积聚的油的风险的降低，以及积聚的油在交通工具运动期间(特别是在转弯的运动期间)遭受漂移现象因此甚至危及交通工具的稳定性(由于重心移动的影响)的进一步风险的降低。
[0060]
根据应用，所述固定插入件130的体积可以为曲轴室110的自由内部体积的20％至70％，优选35％至55％之间。
[0061]
因此，通过如图中所示的对本发明的实施例的以上详细描述，已经证明本发明允许实现预设的目标，从而克服了影响根据现有技术的解决方案的缺陷和/或缺点。
[0062]
例如，本发明允许提供一种通风和/或润滑系统，其操作模式更类似于“干式曲轴箱”的操作模式，而不是“湿式曲轴箱”的操作模式，并且允许避免润滑液体在曲轴室的轴上长时间地过度积聚。
[0063]
虽然以上通过附图中描绘的本发明的实施例的详细描述对本发明进行了阐述，但是本发明不限于上述的和图中所描绘的实施例；相反，对于本领域技术人员将是明显的和显然的对上述的和在附图中所描绘的实施例的所有变型和/或修改都落入本发明的范围之内。
[0064]
因此，本发明的保护范围由权利要求界定。