УСТРОЙСТВО МАСЛЯНОГО БАКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
INTERNAL COMBUSTION ENGINE OIL TANK

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к системе смазки для двигателя внутреннего сгорания. Более конкретно настоящее изобретение относится к устройству масляного бака для двигателя внутреннего сгорания.
Предпосылки изобретения
Двигатели внутреннего сгорания, работающие по четырехтактному принципу, содержат систему смазки, состоящую из различных каналов внутри картера, блока цилиндров и головки цилиндров в сборе для смазывания различных компонентов двигателя. На двигателях, содержащих сухой поддон картера, масло, используемое для смазывания этих компонентов, хранится в масляном баке. Масло течет из масляного бака в каналы и возвращается в масляный бак из каналов после циркуляции через двигатель.
Масляный бак обычно имеет форму контейнера, который является отдельным от двигателя. Таким образом, чтобы позволить маслу течь в масляный бак и из него, необходимы различные трубы или трубки для соединения между масляным баком и двигателем. Установка этих соединений требует времени при сборке двигателя. К тому же очевидно, что чем больше существует соединений, тем больше вероятность утечек масла. Масляный бак, являющийся отдельным контейнером, также необходимо устанавливать в транспортном средстве, где расположен двигатель, что может иногда быть трудным вследствие недостатка пространства в транспортном средстве, особенно в рекреационных транспортных средствах, таких как снегоходы или личное судно. Дополнительной трудностью в установке масляного бака в транспортном средстве является то, что в случае относительно легковесных транспортных средств важно поддерживать правильную весовую балансировку в транспортном средстве, что имеет место в рекреационных транспортных средствах. Если масса, такая как масляный бак, расположена в неправильном положении, это может негативно сказываться на работе транспортного средства.
Таким образом, существует необходимость в двигателе внутреннего сгорания, содержащего масляный бак, который не требует вышеупомянутых соединений и может легко устанавливаться в транспортном средстве.
Во время работы двигателя, некоторые из газов, находящихся в камерах сгорания, проходят через зазор между поршнями и стенками цилиндров и проникают в картер. Эти газы известны как картерные газы. В картере картерные газы смешиваются с масляными капельками. Смесь картерных газов и масляных капелек, находящихся в картере, затем возвращается в масляный бак.
После возвращения в масляный бак, некоторые из картерных газов будут отделяться от масла и подниматься к верхней части масляного бака. Однако некоторые из картерных газов могут остаться смешанными с маслом. Если картерные газы рециркулируют с маслом в каналах системы смазки, они могут задерживаться в участках каналов, образуя «пузырек» картерных газов. Участок двигателя, где расположен пузырек, может сильно нагреваться, так как масло не течет в этом участке каналов, что может повредить двигатель.
Таким образом, существует необходимость отделения картерных газов от масла до рециркуляции масла в каналах системы смазки.
Картерные газы, которые поднимаются к верхней части масляного бака, необходимо удалять, иначе внутри масляного бака может возрастать давление, которое может приводить к утечке масла из масляного бака или даже повреждению масляного бака.
Для решения этой проблемы большинство масляных баков снабжаются выпускным отверстием для картерных газов около или на их верхнем участке, которое сообщается с наружной областью двигателя (т.е. окружающей средой или системой подачи впускного воздуха двигателя).
Если по какой-либо причине транспортное средство, в котором расположен масляный бак, перевернется, необходимо предотвратить утечку масла в окружающую среду или систему подачи впускного воздуха двигателя (соответственно) с помощью выпускного отверстия для картерных газов. Это обычно достигается обеспечением клапана, который закрывается при обнаружении, что транспортное средство перевернулось, таким образом, предотвращая вытекание масла в окружающую среду или систему подачи впускного воздуха двигателя. Однако клапан потенциально может выйти из строя или датчик, связанный с клапаном, может не обнаружить, что транспортное средство перевернулось, что приведет к утечке масла в окружающую среду или систему подачи впускного воздуха двигателя. К тому же датчик может выйти из строя и привести клапан к закрытию, даже если транспортное средство не перевернулось, что может привести к увеличению давления внутри масляного бака. К тому же, клапан и связанный с ним датчик, увеличивают стоимость изготовления двигателя и масляного бака и требуют дополнительной сборки.
Таким образом, необходимо предотвращать утечку масла в окружающую среду или систему подачи впускного воздуха двигателя, когда транспортное средство, в котором расположен масляный бак, переворачивается, без необходимости в клапане.
К тому же, когда транспортное средство, такое как снегоход или вездеход, едет вверх или вниз с горки, или транспортное средство, такое как личное судно или мотоцикл, делает крутой поворот, транспортное средство становится под углом относительно горизонтали, и если этот угол достаточно большой, это может привести к тому, что масло в масляном баке блокирует выпускное отверстие для картерных газов. Выпускное отверстие для картерных газов, расположенное в верхней части масляного бака или около нее, также блокируется, когда транспортное средство переворачивается. Однако картерные газы, тем не менее, необходимо удалять при этих условиях.
Таким образом, существует необходимость в масляном баке, который может выпускать картерные газы, даже если выпускное отверстие для картерных газов блокируется маслом в масляном баке вследствие того, что масляный бак находится под углом относительно горизонтали или переворачивается.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является устранение по меньшей мере некоторых из недостатков, имеющихся в известном уровне техники.
Также задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя внутреннего сгорания, содержащего единый масляный бак. Часть масляного бака образована по меньшей мере одним из картера и блока цилиндров. Другая часть масляного бака образована кожухом, соединенным по меньшей мере с одним картером или блоком цилиндров.
Объединение масляного бака с двигателем устраняет необходимость установки труб или трубок между масляным баком и двигателем. К тому же, так как масляный бак объединен с двигателем, при установке двигателя в транспортном средстве одновременно устанавливается масляный бак.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя, содержащего масляный бак с угловым участком. Масло, поступающее в масляный бак из двигателя, течет выше углового участка, что приводит к тому, что картерные газы, находящиеся в масле, отделяются от масла.
Еще другой задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя, содержащего масляный бак с выпускным отверстием для картерных газов, где выпускное отверстие для картерных газов сообщается с каналом для картерных газов, который вначале проходит в направлении в общем от головки цилиндров в сборе, и затем проходит в общем обратно к головке цилиндров в сборе. Из-за формы канала для картерных газов вероятность утечки масла в окружающую среду или систему подачи впускного воздуха двигателя, когда двигатель и масляный бак переворачиваются, уменьшается.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя, содержащего масляный бак с выпускным отверстием для картерных газов и впускным отверстием для масла, где впускное отверстие для масла расположено так, что если выпускное отверстие для картерных газов будет заблокировано маслом в масляном баке вследствие того, что масляный бак находится под углом относительно горизонтали или переворачивается, масло может быть выпущено в атмосферу через впускное отверстие.
В одном аспекте изобретение обеспечивает двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, коленчатый вал, расположенный в картере, и блок цилиндров, расположенный на картере. Картер содержит наружную стенку картера. Блок цилиндров содержит по меньшей мере один цилиндр. Блок цилиндров содержит наружную стенку блока цилиндров. По меньшей мере один поршень расположен в указанном по меньшей мере одном цилиндре. По меньшей мере один поршень функционально соединен с коленчатым валом. Головка цилиндров в сборе соединена с блоком цилиндров. Кожух масляного бака соединен по меньшей мере с одним: наружной стенкой картера или наружной стенкой блока цилиндров. Кожух масляного бака и по меньшей мере одно: наружная стенка картера и наружная стенка блока цилиндров вместе образуют масляный бак.
В дополнительном аспекте заливная горловина масляного бака соединена с кожухом масляного бака. Крышка масляного бака выборочно закрывает заливную горловину масляного бака.
В дополнительном аспекте стенка масляного бака проходит наружу по меньшей мере от одного: наружной стенки картера или наружной стенки блока цилиндров. Кожух масляного бака соединен со стенкой масляного бака. Кожух масляного бака по меньшей мере одно: наружная стенка картера или наружная стенка блока цилиндров, и стенка масляного бака вместе образуют масляный бак.
В дополнительном аспекте по меньшей мере одним из наружной стенки картера и наружной стенки блока цилиндров является наружная стенка картера.
В дополнительном аспекте выпускное отверстие для масла расположено в картере. Выпускное отверстие для масла соединяется по текучей среде с масляным баком для подачи масла из масляного бака в двигатель. Впускное отверстие для масла расположено в картере. Впускное отверстие для масла соединяется по текучей среде с масляным баком для подачи масла из двигателя в масляный бак.
В дополнительном аспекте выпускное отверстие для картерных газов расположено в картере. Выпускное отверстие для картерных газов соединяет по текучей среде масляный бак с наружной областью двигателя.
В дополнительном аспекте впускное отверстие для масла расположено в наружной стенке картера.
В другом аспекте изобретением создается двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, коленчатый вал, расположенный в картере, и блок цилиндров, расположенный на картере. Коленчатый вал задает ось коленчатого вала. Блок цилиндров содержит по меньшей мере один цилиндр. По меньшей мере один цилиндр задает ось цилиндра. По меньшей мере один поршень расположен в указанном по меньшей мере одном цилиндре. По меньшей мере один поршень функционально соединен с коленчатым валом. Головка цилиндров в сборе соединена с блоком цилиндров. Множество масляных каналов расположено по меньшей мере в одном: картере, блоке цилиндров или головке цилиндров в сборе. Масляный бак сообщается по текучей среде по меньшей мере с одним из масляных каналов. Масляный бак содержит первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне. Выпускное отверстие для масла расположено в масляном баке. Выпускное отверстие для масла соединяет по текучей среде масляный бак по меньшей мере с одним из масляных каналов для подачи масла из масляного бака в масляные каналы. Впускное отверстие для масла расположено на первой стороне масляного бака. Впускное отверстие для масла сообщается по текучей среде по меньшей мере с одним из множества масляных каналов для возврата смеси масла и картерных газов по меньшей мере из одного из множества масляных каналов в масляный бак. Угловой участок второй стороны масляного бака, в общем обращенный к впускному отверстию для масла, расположен под углом относительно плоскости, заданной осью коленчатого вала и осью цилиндра, так что смесь масла и картерных газов, выходящих из впускного отверстия для масла, перетекает выше углового участка.
В дополнительном аспекте выпускное отверстие для картерных газов соединяет по текучей среде масляный бак с наружной областью двигателя.
В дополнительном аспекте первой стороной масляного бака является по меньшей мере частично наружная стенка картера. Второй стороной масляного бака является кожух масляного бака, соединенный с картером.
В дополнительном аспекте угол между угловым участком второй стороны масляного бака и плоскостью находится между 45 градусами и 80 градусами.
В дополнительном аспекте ось под прямым углом к впускному отверстию для масла в общем перпендикулярна плоскости.
Еще в другом аспекте изобретением обеспечивается двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, коленчатый вал, расположенный в картере, и блок цилиндров, расположенный на картере. Коленчатый вал задает ось коленчатого вала. Блок цилиндров содержит по меньшей мере один цилиндр. По меньшей мере один цилиндр задает ось цилиндра. По меньшей мере один поршень расположен в указанном по меньшей мере одном цилиндре. По меньшей мере один поршень функционально соединен с коленчатым валом. Головка цилиндров в сборе соединена с блоком цилиндров. Множество масляных каналов расположено по меньшей мере в одном: картере, блоке цилиндров или головке цилиндров в сборе. Масляный бак сообщается по текучей среде по меньшей мере с одним из масляных каналов. Масляный бак содержит первый концевой участок и второй концевой участок, противоположный первому концевому участку. Первый концевой участок находится ближе к головке цилиндров в сборе, чем второй концевой участок. Выпускное отверстие для масла расположено на втором концевом участке масляного бака для подачи масла из масляного бака по меньшей мере в одно: картер, блок цилиндров или головку цилиндров в сборе. Впускное отверстие для масла расположено в масляном баке для возврата масла по меньшей мере из одного: картера, блока цилиндров или головки цилиндров в сборе в масляный бак. Выпускное отверстие для картерных газов расположено на первом концевом участке масляного бака. Канал для картерных газов соединяет по текучей среде выпускное отверстие для картерных газов с наружной областью двигателя. Первый участок канала для картерных газов проходит от выпускного отверстия для картерных газов в направлении в общем от головки цилиндров в сборе, а второй участок канала для картерных газов проходит от первого участка канала для картерных газов в направлении в общем к головке цилиндров в сборе, так что, когда первый концевой участок масляного бака расположен в общем вертикально выше второго концевого участка масляного бака, картерные газы в масляном баке перетекают последовательно из масляного бака в выпускное отверстие для картерных газов, в первый участок канала для картерных газов, во второй участок канала для картерных газов и в наружную область двигателя.
В дополнительном аспекте выпускное отверстие для картерных газов расположено в общем в центре длины первого концевого участка масляного бака. Длина первого концевого участка масляного бака в общем параллельна оси коленчатого вала.
В дополнительном аспекте впускное отверстие для масла расположено в масляном баке так, что когда первый концевой участок масляного бака расположен в общем вертикально ниже второго концевого участка масляного бака, картерные газы в масляном баке перетекают последовательно из масляного бака во впускное отверстие для масла и в наружную область двигателя.
В дополнительном аспекте впускное отверстие для масла возвращает масло из головки цилиндров в сборе. Когда первый концевой участок масляного бака расположен в общем вертикально ниже второго концевого участка масляного бака, картерные газы в масляном баке перетекают в головку цилиндров в сборе, прежде чем перетечь в наружную область двигателя.
В дополнительном аспекте впускным отверстием для масла является первое впускное отверстие для масла. Двигатель также содержит второе впускное отверстие для масла в масляном баке для возврата масла по меньшей мере из одного другого: картера, блока цилиндров или головки цилиндров в сборе в масляный бак. Первое и второе впускные отверстия для масла расположены между выпускным отверстием для картерных газов и выпускным отверстием для масла в направлении, в общем параллельном оси цилиндра. Первое впускное отверстие для масла расположено ближе, чем второе впускное отверстие для масла, к выпускному отверстию для картерных газов.
В дополнительном аспекте по меньшей мере один масляный насос нагнетает масло по меньшей мере из одного: картера или блока цилиндров в масляный бак. Первое впускное отверстие для масла возвращает масло по меньшей мере из одного масляного насоса. Второе впускное отверстие для масла возвращает масло из головки цилиндров в сборе.
В дополнительном аспекте первый участок канала для картерных газов проходит в картере. Вторым участком канала для картерных газов является картер цепной передачи двигателя, сообщающийся по текучей среде с головкой цилиндров в сборе. Когда первый концевой участок масляного бака расположен в общем вертикально выше второго концевого участка масляного бака, картерные газы в масляном баке перетекают в головку цилиндров в сборе, прежде чем перетечь в наружную область двигателя.
В дополнительном аспекте, когда первый концевой участок масляного бака расположен в общем вертикально выше второго концевого участка масляного бака, картерные газы в масляном баке перетекают в головку цилиндров в сборе, прежде чем перетечь в наружную область двигателя. Двигатель также содержит сепаратор для картерных газов, расположенный в головке цилиндров в сборе для отделения масла от картерных газов до перетекания картерных газов в наружную область двигателя.
В дополнительном аспекте масляный бак образован наружной стенкой картера и кожухом масляного бака, соединенным с картером.
Каждый из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит по меньшей мере одну из вышеупомянутых задач и/или аспектов, но необязательно содержит все из них. Должно быть понятным, что некоторые аспекты настоящего изобретения, которые возникли в результате попытки достижения вышеупомянутых задач, могут не удовлетворять эти задачи и/или могут удовлетворять другие задачи, в особенности не описанные здесь.
Дополнительные и/или альтернативные признаки, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания, сопроводительных чертежей и прилагаемой формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также других аспектов и дополнительных признаков его ссылка делается на следующее описание, которое используется в сочетании с сопроводительными чертежами, где:
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе двигателя внутреннего сгорания;
Фиг.2 представляет собой схематичное изображение системы смазки двигателя фиг.1;
Фиг.3 представляет собой вид в перспективе картера двигателя фиг.1;
Фиг.4 представляет собой другой вид в перспективе картера фиг.3;
Фиг.5 представляет собой сечение по линии А-А фиг.4 картера фиг.3;
Фиг.6 представляет собой вид в перспективе наружной стороны кожуха масляного бака двигателя фиг.1;
Фиг.7 представляет собой вид в перспективе внутренней стороны кожуха масляного бака фиг.6;
Фиг.8 представляет собой сечение по линии В-В фиг.1 картера и кожуха масляного бака двигателя фиг.1.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Несмотря на то, что двигатель 10 настоящего изобретения описывается здесь как применимый в личном судне или снегоходе, следует понимать, что также возможно использовать этот двигатель в других применениях, таких как, например, вездеходах и мотоциклах.
Как можно увидеть на фиг.1, двигатель 10 содержит картер 12, блок 14 цилиндров, расположенный на и соединенный с картером 12, и головку цилиндров в сборе, расположенную на и соединенную с блоком 14 цилиндров. Предполагается, что картер 12 и блок 14 цилиндров могут в целом быть образованы как один компонент. Двигатель 10 также содержит масляный бак 18, полностью образованный в нем. Детали, относящиеся к конструкции масляного бака 18, будут описаны подробнее ниже. Двигатель 10 известен как четырехтактный, двухцилиндровый, однорядный двигатель, что означает, что он содержит два цилиндра 20, расположенных по прямой рядом друг с другом. Предполагается, что может быть использовано большее или меньшее количество цилиндров 20. Также предполагается, что варианты двигателя 10 могут также быть использованы в других типах двигателей, таких как V-образных двигателях. Каждый цилиндр 20 содержит верхний участок, образованный в блоке 14 цилиндров, и нижний участок, образованный в картере 12. Предполагается, что цилиндры 20 могут быть образованы только в блоке 14 цилиндров. Каждый цилиндр 29 задает ось 22 цилиндра (фиг.8).
Поршень 24 (фиг.2) расположен в каждом цилиндре 20 для возвратно-поступательного перемещения в нем вдоль оси 22 цилиндра. Каждый поршень 24 соединен с коленчатым валом 26 двигателя 10 посредством шатунов 28. Коленчатый вал 26 поддерживается подшипниками 31, 32 и 33 (фиг.2) в картере 12. Взрывы, вызываемые сгоранием смеси воздуха/топлива в цилиндрах 20, приводят к возвратно-поступательному перемещению поршней 24. Возвратно-поступательное перемещение поршней 24 приводит к вращению коленчатого вала 26 в картере 12, таким образом энергия может передаваться от конца коленчатого вала 26, проходящего от картера 12. Конец коленчатого вала 26 может быть функционально соединен с колесами или гусеницей транспортного средства или с двигательным устройством (пропеллером или насосом-эжектором) судна, например. Предполагается, что коленчатый вал 26 может быть произведен в двух частях. В коленчатом вале, состоящем из двух частей, первая часть расположена внутри картера 12 и соединена с шатунами 28 и вторая часть проходит от картера 12 и соединяется с первой частью для совместного с ней вращения. Коленчатый вал 26 определяет ось 30 коленчатого вала.
Воздух подается в каждый цилиндр 20 системой подачи впускного воздуха (фиг.1), которая состоит из корпуса 34 дроссельных заслонок, воздушной коробки (или впускного коллектора) 36 и двух трубок 38 (одна на цилиндр 20). Воздух вначале входит через корпус 34 дроссельных заслонок. Дроссельный клапан (не изображен) расположен внутри корпуса 34 дроссельных заслонок. Дроссельный клапан функционально соединен с приводом дроссельного клапана (таким как педаль или рычаг) транспортного средства, в котором расположен двигатель 10, который используется для контроля положения дроссельного клапана и, таким образом, регулирует поток воздуха в цилиндры 20. Из корпуса 34 дроссельных заслонок воздух перетекает в воздушную коробку 36. Воздушная коробка 36 содержит воздушный фильтр и искрогаситель (не изображены). Если двигатель 10 используется во влажной среде, как например, когда двигатель 10 используется в судне, воздушная коробка 36 также предпочтительно снабжается воздушным/водяным сепаратором, чтобы убедиться в том, что вода не проникает в двигатель 10. Из воздушной коробки 36 воздух перетекает в трубки 38 и оттуда в канал (каналы) для впуска воздуха (не изображены) каждого цилиндра 20. Впускные клапаны (не изображены), расположенные в каналах для впуска воздуха, выборочно соединяют каналы для впуска воздуха с цилиндрами 20. Топливные инжекторы (не изображены), расположенные в головке цилиндров в сборе 16, впрыскивают топливо в каналы для впуска воздуха, таким образом, создавая смесь воздуха/топлива для сжигания в цилиндрах 20. Свеча зажигания (не изображена) предусмотрена в головке цилиндров в сборе 16 для каждого цилиндра 20 для возгорания смеси воздуха/топлива в каждом цилиндре 20. Как только сгорает, горючая смесь (т.е. выхлопные газы) выпускается через выхлопной канал (каналы) (не изображены) каждого цилиндра 20. Выпускные клапаны (не изображены), расположенные в выхлопных каналах, выборочно соединяют выхлопные каналы с цилиндрами 20. Из выхлопных каналов выхлопные газы перетекают через выхлопную систему (не изображена) и затем выбрасываются в атмосферу. Впускные и выпускные клапаны приводятся в действие кулачками (не изображены), установленными на двух кулачковых валах (один для впускных клапанов и один для выпускных клапанов) (не изображены), расположенных в головке цилиндров в сборе 16. Предполагается, что может быть использован один кулачковый вал. Кулачковые валы приводятся в действие коленчатым валом 26, предпочтительно посредством цепи синхронизации и поддерживаются с возможностью вращения подшипниками 40 кулачкового вала (фиг.2).
Двигатель 10 крепится к транспортному средству посредством опорных кронштейнов 41 двигателя (некоторые из которых не изображены на фиг.1), проходящих от картера 12. Двигатель 10 может быть прикреплен с коленчатым валом 26, проходящим в общем поперек продольной средней линии транспортного средства, таким как в снегоходе или с коленчатым валом 26, проходящим в общем параллельно продольной средней линии транспортного средства, таким как в личном судне. В снегоходе двигатель 10 предпочтительно устанавливается так, что участок коленчатого вала 26, который проходит от картера 12, проходит к левой стороне снегохода и по этой причине масляный бак 18 размещается на стороне двигателя 10, обращенной к задней стороне снегохода. В личном судне двигатель 10 предпочтительно устанавливается так, что участок коленчатого вала 26, который проходит от картера 12, проходит к задней стороне личного судна и по этой причине масляный бак 18 размещается на стороне двигателя 10, обращенной к правой стороне личного судна.
Так для специалиста в данной области техники очевидно, что двигатель 10 снабжен многими другими компонентами и системами, такими как топливная система, охлаждающая система, электрическая система и их соответствующими компонентами. Заявка № 11/960566 на патент США, поданная 19 декабря 2007 года, которая включена здесь в полном объеме, обеспечивает описание других компонентов и систем, которые могут быть включены в двигатель 10. В вышеуказанной заявке представлено также дополнительное детальное описание относительно конструкции и признаков некоторых из компонентов и систем, описанных выше и ниже.
При обращении к фиг.2 будут описаны система смазки двигателя 10 и компоненты двигателя, соединенные с ней. Двигатель 10 содержит систему смазки с сухим картером. Масло хранится в масляном баке 18. Масло перекачивается из масляного бака 18 через выпускное отверстие 43 для масла (см. фиг.3), через масляный фильтр 42 масляным нагнетательным насосом 44. Масляным нагнетательным насосом 44 предпочтительно является шестеренный насос с внутренним зацеплением, расположенный в картере 12 и приводимый в движение коленчатым валом 26. Шестеренным насосом с внутренним зацеплением является тип объемного насоса, который использует цилиндрическое зубчатое колесо с внешним зацеплением, расположенное внутри цилиндрического зубчатого колеса с внутренним зацеплением, с цилиндрическим зубчатым колесом с внешним зацеплением, действующим как ведущее зубчатое колесо. Клапан 46 для регулирования давления расположен позади масляного нагнетательного насоса 44. Клапан 46 для регулирования давления будет открываться для возврата масла впереди масляного нагнетательного насоса 44, если давление внутри системы смазки станет слишком высоким.
Из масляного нагнетательного насоса 44 масло течет через масляный фильтр 48. Масляный фильтр 48 отфильтровывает мусор и примеси из масла. Может быть обеспечен перепускной клапан масляного фильтра (не изображен). Перепускной клапан масляного фильтра откроется, если давление масла увеличится во впускном отверстии масляного фильтра 48, как например при засорении масляного фильтра 48, таким образом давая возможность маслу продолжать течь внутри системы смазки. Предполагается, что перепускной клапан масляного фильтра может быть объединен с масляным фильтром 48. Затем масло течет в масляный охладитель 50. Предполагается, что может и не быть необходимости для включения масляного охладителя 50.
Из масляного охладителя 50 (или масляного фильтра 48, если масляный охладитель будет исключен), масло течет в главный смазочный канал 52 и оттуда расходится в два главных канала 54, 56. Датчик 55 давления масла измеряет давление масла в первом главном канале 54, чтобы определить, правильно ли работает система смазки. Масло, протекающее через первый главный канал 54, сначала смазывает натяжитель 58 цепи. Натяжитель 58 цепи используется для натяжения цепи синхронизации, приводящей в движение кулачковые валы от коленчатого вала 26, как описано в 566 заявке. Цепь синхронизации расположена в картере 60 цепной передачи (фиг.3) двигателя 10. Клапан 62 одностороннего действия может по желанию быть расположен впереди натяжителя 58 цепи для предотвращения перетекания масла обратно из натяжителя 58 цепи и компонентов, расположенных позади него в первом главном канале, в главный смазочный канал 52, когда двигатель останавливается. Из натяжителя 58 цепи часть масла течет вниз по картеру 60 цепной передачи, в процессе смазывая натяжитель цепи, и остаток масла течет в головку цилиндров в сборе 16.
Из натяжителя 58 цепи масло, текущее внутрь головки цилиндров в сборе 16 из первого главного канала 54, смазывает подшипники 40 двух кулачковых валов. Часть масла, текущего внутрь головки цилиндров в сборе 16, также распыляется на механизм, используемый для приведения в действие впускных и выпускных клапанов. Из головки цилиндров в сборе 16 часть масла течет обратно в масляный бак 18 через канал 64 и поступает в масляный бак 18 через впускное отверстие 65 для масла (см. фиг.3-5). Остаток масла течет вниз внутри картера 60 цепной передачи в нижнюю часть камеры 66 (фиг.5), расположенной в конце двигателя 10, где коленчатый вал 26 продолжается из картера 12, смазывая в процессе компоненты, находящиеся по меньшей мере частично в нем. Этими компонентами являются подшипник 33, цепь синхронизации и различные зубчатые зацепления и цепные шестерни (не изображены), находящиеся в нем для приведения в движение других компонентов двигателя 10.
Часть масла, протекающего через второй главный канал 56, используется для смазывания подшипников 31 коленчатого вала 26. Подшипник 32 коленчатого вала 26 смазывается маслом, протекающим из самого левого подшипника 31 (как изображено на фиг.2) в подшипник 32 через масляный канал (не изображен) в коленчатом валу 26. Масло, смазывающее подшипник 32, затем течет вниз в нижнюю часть коробки 68 зажигания (фиг.5, однако, заметьте, что крышка для закрытия коробки 68 зажигания отсутствует на фиг.5). Коробка 68 зажигания содержит магнето (не изображено). Магнето соединено с коленчатым валом 26 для выработки электрической энергии, в то время как двигатель 10 работает для снабжения энергией некоторых систем двигателя (например, систем зарядки и впрыска топлива) и систем транспортного средства (например, освещения и индикаторов дисплея). Часть масла, смазывающего подшипники 31, затем течет в нижнюю часть картера 12. Часть масла, смазывающего самый правый и самый левый подшипники 31 (как изображено), также течет в камеру 66 и коробку 68 зажигания соответственно. Из нижней части картера 12 масло затем течет в сборные баки 70, которые расположены ниже картера 12, через отверстия 72 в нижней части картера 12.
Другая часть масла, протекающего через второй главный канал 56, распыляется внутри картера 12 для опрыскивания нижней части поршней 24. При этом масло и охлаждает поршни 24, и смазывает штифты поршней (не изображены). Масло затем течет вниз в нижнюю часть картера 12 и затем в сборные баки 70.
Масло, которое течет внутри коробки 68 зажигания из различных источников, как описано выше, и масло в сборных баках 70 течет через масляный фильтр 74 и нагнетается масляным откачивающим насосом 76. Масляным откачивающим насосом 76 является предпочтительно шестеренный насос с внутренним зацеплением, расположенный в картере 12 и приводимый в движение коленчатым валом 26.
Масло, которое течет внутри камеры 66 из различных источников, как описано выше, течет через масляный фильтр 78 и нагнетается масляным всасывающим насосом 80. Масляным всасывающим насосом 80 предпочтительно является шестеренный насос с внутренним зацеплением, расположенный в картере и приводимый в движение коленчатым валом 26.
Из масляных насосов 76 и 80 масло течет обратно в масляный бак 18 через канал 82 и большая часть его проходит в масляный бак 18 через впускное отверстие 84 для масла (см. фиг.3, 4 и 8). Часть масла в канале 82, которое не возвращается в масляный бак 18, течет через канал 86 и смазывает подшипник 88. Подшипник 88 используется для крепления с возможностью вращения водяного насоса (не изображен) двигателя 10 на валу (не изображен). Водяной насос используется для нагнетания воды через систему охлаждения двигателя 10. Из подшипника 88 масло течет в коробку 68 зажигания и возвращается в масляный бак, как описано выше.
В картере 12 картерные газы смешиваются с масляными капельками. Смесь картерных газов и масляных капелек, находящихся в картере 12, нагнетается на всем протяжении с маслом откачивающим насосом 76 обратно в масляный бак 18. Так ниже подробнее описано, что как только в масляном баке 18 картерные газы отделяются от масла. Также ниже подробнее описано, что когда масляный бак 18 ориентирован, как изображено на фиг.1, картерные газы и любые пары масла, находящиеся в масляном баке 18, перетекают из масляного бака через выпускное отверстие 90 для картерных газов (см. фиг.3 и 4), перетекают вниз в канале 92 для картерных газов (изображен в полуразрезе на фиг.4), проходят в камеру 66 и перетекают вверх по картеру 60 цепной передачи в головку цилиндров в сборе 16. Как только в головке цилиндров в сборе 16, сепаратор 94 для картерных газов, который приводится в действие одним из кулачковых валов, действует как центрифуга, которая заставляет масляные капельки, смешанные с картерными газами, отделяться от смеси и падать вниз по картеру 60 цепной передачи в нижнюю часть камеры 66, откуда они возвращаются в масляный бак 18 масляным всасывающим насосом 80. Сепаратор 94 для картерных газов предпочтительно типа, изображенного и описанного в заявке № 11/960566. Оставшиеся картерные газы проходят в трубу 96 для отвода картерных газов (фиг.1) и перетекают в наружную область двигателя 10. В изображенном варианте осуществления труба 96 для отвода картерных газов соединяется по текучей среде с воздушной коробкой 26, где картерные газы смешиваются со свежим воздухом и затем возвращаются в камеры сгорания. Однако предполагается, что труба 96 для отвода картерных газов может соединяться по текучей среде с окружающей средой двигателя 10, таким образом выпуская картерные газы в окружающую среду.
При обращении к фиг.3-8 масляный бак 18 будет описан более подробно. Масляный бак 18 полностью образован в двигателе 10 и состоит из кожуха 98 масляного бака, соединенного с наружной стенкой 100 картера 12 множеством крепежных деталей (не изображены). Более конкретно стенка 102 масляного бака продолжается наружу от картера 12 и кожух 98 масляного бака соединен со стенкой 102 масляного бака, так что масляный бак 18 образован кожухом 98 масляного бака, наружной стенкой 100 и стенкой 102 масляного бака. Предполагается, что в дополнение к или вместо наружной стенки 100 картера 12, масляный бак 18 может быть образован при помощи наружной стенки блока 14 цилиндров.
Масляный бак 18 наполняется маслом через заливную горловину 104 масляного бака в верхней части кожуха 98 масляного бака (фиг.6). Заливная горловина 104 масляного бака закрывается крышкой 106 масляного бака. Щуп (не изображен), который продолжается в масляный бак 18, чтобы позволить пользователю определить уровень масла в масляном баке 18, предпочтительно соединен с внутренней поверхностью крышки 106 масляного бака.
Как можно увидеть на фиг.3 и 4, впускное отверстие 84 для масла образовано в наружной стенке 100 картера. Когда двигатель 10 находится на одном уровне, впускное отверстие 84 для масла расположено выше уровня масла (показано линией 108 на фиг.4 и 8, которая соответствует максимальному рекомендуемому количеству масла в масляном баке 18). Как можно увидеть на фиг.8, ось 110, которая находится под прямым углом к впускному отверстию 84 для масла, обычно перпендикулярна плоскости 112, определяемой осью 30 коленчатого вала и осью 22 цилиндра. Масло, втекающее в масляный бак 18 из впускного отверстия 84, таким образом, течет от и перпендикулярно плоскости 112. Из впускного отверстия 84 для масла масло течет (как показано стрелкой 113 на фиг.8) в канал 114 (фиг.7), обычно на одной оси с впускным отверстием 84 для масла. Канал 114 полностью образован в кожухе 98 масляного бака. Из канала 114 масло течет выше углового участка 116 кожуха 98 масляного бака. Протекая выше углового участка 116, картерные газы, находящиеся в масле, возвращаются в масляный бак 18 через впускное отверстие 84 отделенными от масла и перетекают в верхнюю часть масляного бака 18 (как показано стрелкой 118 на фиг.8), в то время как масло течет вниз в масляный бак 18 (как показано стрелкой 120 на фиг.8). Угол θ (фиг.8) между угловым участком 116 и плоскостью 112 находится предпочтительно между 45 и 80 градусами.
Как можно увидеть на фиг.3-5 и 7, участок масляного канала 64 образован между картером 12 и кожухом 98 масляного бака. Впускное отверстие 65 для масла расположено в масляном баке 18 ниже впускного отверстия 84 для масла, так что когда двигатель 10 находится на одном уровне, впускное отверстие 65 для масла расположено ниже уровня масла (показано линией 108). Впускное отверстие 65 для масла расположено на левом участке (как видно на фиг.3 и 4) масляного бака 18.
Как можно увидеть на фиг.3, выпускное отверстие 43 для масла образовано в картере 12 в нижней части масляного бака 18. Выпускное отверстие 43 для масла расположено в общем в центре нижнего концевого участка (т.е. нижнего третьего) масляного бака 18, так что даже когда двигатель 10 (и, таким образом, масляный бак 18) наклоняется (но не переворачивается), масло все еще находится выше выпускного отверстия 43 для масла и подача масла к различным частям двигателя 10 может продолжаться.
Как можно увидеть на фиг.3-5 и 7, извилистый канал 122 для картерных газов образован между картером 12 и кожухом 98 масляного бака. Выпускное отверстие 90 для картерных газов образовано на одном конце извилистого канала 122 для картерных газов. Выпускное отверстие 90 для картерных газов расположено на верхнем концевом участке (т.е. верхнем третьем) масляного бака 18, по вертикали выше впускного отверстия 84 для масла. Как можно увидеть, выпускное отверстие 90 для картерных газов расположено обычно в центре длины верхнего концевого участка масляного бака 18 (как измеренного в направлении в общем параллельном оси 30 коленчатого вала). При таком расположении выпускного отверстия 90 для картерных газов выпускное отверстие 90 для картерных газов остается выше уровня масла (т.е. открытым), даже когда двигатель 10 (и, следовательно, масляный бак 18) наклоняется (но не переворачивается) в большом диапазоне углов. Таким образом, картерные газы могут продолжать удаляться через выпускное отверстие 90 для картерных газов, даже хотя двигатель наклоняется (в пределах большого диапазона углов). Линии 124А-124D на фиг.4 и 8 показывают уровень масла, когда двигатель 10 наклонен в различных направлениях. Следует отметить, что линии 124А-124D не изображают максимальный угол, при котором двигатель 10 может наклоняться тогда, как выпускное отверстие 90 для картерных газов все еще поддерживается открытым.
Когда выпускное отверстие 90 для картерных газов открыто, картерные газы в масляном баке 18 перетекают в извилистый канал 122 для картерных газов через выпускное отверстие 90 для картерных газов. Из извилистого канала 122 для картерных газов картерные газы перетекают от головки цилиндров в сборе 16 в канал 92 для картерных газов. Как видно на фиг.4 и 5, канал 122 для картерных газов образован в картере 12. Как описано ранее, из канала 92 для картерных газов картерные газы проходят в камеру 66 и перетекают к головке цилиндров в сборе 16 в картере 60 цепной передачи в головку цилиндров в сборе 16. Предполагается, что отдельный канал для картерных газов, проходящий от камеры 66 к головке цилиндров в сборе 16, может быть использован вместо картера 60 цепной передачи для прохождения картерных газов в головку цилиндров в сборе 16. Попав в головку цилиндров в сборе 16, картерные газы перетекают через сепаратор 94 для картерных газов, проходят в трубу 96 для отвода картерных газов и перетекают в наружную область двигателя 10 (в этом случае воздушную коробку 36). Канал 92 для картерных газов, камера 66 и картер 60 цепной передачи вместе образуют в целом U-образный канал. Наличие канала такой формы, когда выпускное отверстие 90 для картерных газов закрывается (т.е. ниже уровня масла), например, когда двигатель 10 (и, следовательно, масляный бак 18) переворачиваются, масло, находящееся в масляном баке 18, не потечет в головку цилиндров в сборе 16, которое иначе заполнит ее, таким образом, приводя к тому, что масло потечет в наружную область двигателя 10 через трубу 96 для отвода картерных газов. Когда двигатель 10 переворачивается, только масло, находящееся в картере 60 цепной передачи, часть масла, находящегося в масляных каналах, которые непосредственно сообщаются с головкой цилиндров в сборе 16, и часть масла в камере 66 течет в головку цилиндров в сборе 16. Однако этого количества масла недостаточно для заполнения головки цилиндров в сборе 16 маслом и, следовательно, масло не вытечет из двигателя 10.
Впускное отверстие 65 для масла расположено в масляном баке 18, так что когда выпускное отверстие 90 для картерных газов находится ниже уровня масла, впускное отверстие 65 для масла расположено выше уровня масла. В качестве примера, когда двигатель 10 расположен так, что коленчатый вал 26 является в общем вертикальным (с картером 60 цепной передачи, расположенным в верхней части двигателя), выпускное отверстие 90 для картерных газов расположено ниже уровня масла (т.е. справа от линии 126 уровня масла, как видно на фиг.4), но впускное отверстие 65 для масла находится выше уровня масла. В качестве другого примера, когда двигатель 10 (и, следовательно, масляный бак 18) переворачивается, выпускное отверстие 90 для картерных газов располагается ниже уровня масла (т.е. выше линии 128 уровня масла, как видно на фиг.4), но впускное отверстие 65 для масла находится выше уровня масла. Таким образом, когда выпускное отверстие 90 для картерных газов находится ниже уровня масла, картерные газы и пары масла откачиваются из масляного бака 18 через впускное отверстие 65 для масла. Когда картерные газы и пары масла откачиваются из масляного бака 18 через впускное отверстие 65 для масла, они перетекают из впускного отверстия 65 для масла в головку цилиндров в сборе через масляный канал 64 и затем откачиваются в наружную область двигателя 18, как описано ранее.
Модификации и усовершенствования вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения могут стать очевидными специалистам в данной области техники. Упомянутое выше описание предполагается быть скорее примерным, чем ограничительным. Объем настоящего изобретения, таким образом, предназначен для ограничения исключительно объемом прилагаемой формулы изобретения.