前倾发动机的润滑构造 本发明涉及前倾发动机的润滑构造,特别是涉及适合具备发动机和电动机的混合型机动两轮车的发动机的润滑构造。
现在,虽然以汽油发动机为动力源的车辆为主流,但是,为了避免废气排放,以电动机为动力源的电动车辆已成为必要。因为电动车辆的车体重量增加、行驶距离较短等原因,同时具备汽油发动机和电动机的混合型车辆的需求也正在增加。
例如,专利公报特开平8-175477号《机动两轮车等的发动机与马达的动力转换装置》就是涉及混合型机动两轮车的发明。
上述专利公报的发动机10是单纯的空冷2循环发动机。
但是,在机动两轮车上,如果考虑燃烧效率与排放,最好搭载4循环发动机,但4循环发动机的整体高度与2循环发动机相比要高,在考虑低重心化的情况下,最好使缸体轴向前倾斜。
图16是表示现有的活塞机构地要部的示意图。其结构是让气门导管203对着汽缸盖201的排气口202,在该气门导管203中可滑动地插入气门204的杆205,在杆205的前端安装座圈206,通过将阀簧207的一端与该座圈206相抵接赋予气门204以关闭方向的势能,利用凸轮208通过气门挺杆的杯罩209将气门204沿打开方向推出,利用阀簧207让气门沿关闭方向返回。
211是油通孔,通过该油通孔211向发动机润滑构造部212内供给油雾,用以润滑在发动机润滑构造部212内往返的杯罩209和阀簧207。
并且,如果要提高燃烧效率,就必须极力降低摩擦阻抗,为此,气门室最好是干燥的,即将气门室制成不进入润滑油的密封空间,以使气门系驱动机构上没有润滑油的摩擦阻抗。
如果让缸体轴前倾,则可能使处于下侧的气门的角度相对于水平轴向下方倾斜。这样,在备有气门挺杆的发动机上,可能会使润滑油难以从上述的油通孔211流出,润滑油在发动机润滑构造部212内滞留,难于注入新的润滑油,影响气门操作等。
在将气门室制成不进入润滑油的密封空间的发动机构造中,还产生提供给汽缸盖的润滑油难于返回油盘中的课题。
因此,本发明的目的就是提供适用于低重心混合型动力机组的发动机润滑构造。
为达到上述目的,第1项发明提供一种发动机的润滑构造,该发动机是利用凸轮轴通过气门挺杆驱动发动机的气门,并且让汽缸轴前倾、使发动机气门轴角度向水平轴下方倾斜地装载在车体上,在缸盖上备有收容气门挺杆的发动机润滑部;其特征在于:在上述发动机润滑部的下侧壁上设有油放出沟。
如果气门轴相对于水平轴向下方倾斜,虽然成为油易于滞留于发动机润滑部内的结构。但可谋求混合型动力机组的低重心化,同时可通过油放出沟使油有效地放出。
为达到上述目的,第2项发明提供了一种发动机的润滑构造,该发动机在缸盖上装备气门系驱动机构的同时,将收纳气门系驱动机构的气门室安装在汽缸的侧部,并且气门室为与油隔离的密封空间,汽缸轴大致呈水平,在汽缸盖和汽缸体上备有将气门室内的油返回到油盘的油放出通路;其特征在于:使油放出通路从气门室下部保持一定斜度向下延伸,同时在汽缸体和汽缸盖上设有从油盘到气门室上部的空气通路。
通过下部的油放出通路使油从气门室放出到油盘中,通过上部的空气通路从油盘中向气门室提供空气,因此可以顺利地进行油的放出。
图1是涉及本发明的机动两轮车的侧视图。图2是本发明的动力机组的侧面剖视图。图3是本发明的动力机组的平面剖视图。图4是本发明的圆锥式无级变速器的构成图兼作用图。图5是圆锥式无级变速机的构成图及作用图。图6是涉及本发明的发动机润滑系统的说明图。图7是涉及本发明的变速器润滑系统的说明图。图8是表示涉及本发明的作为气门系驱动机构的凸轮轴驱动机构的、动力机组的正视图。图9是涉及本发明的AI舌簧阀以及水泵的配置图。图10是涉及本发明的水泵的剖视图兼共用皮带滑轮的安装图。图11是图9的11-11剖视图。图12是与本发明相关的气门机构的要部示意图。图13是图12要部的放大图。图14是图12的箭头14所指方向的视图(除去挺杆机构)。图15是涉及本发明的发动机润滑构造部的作用图。图16是表示现有的气门机构要部的示意图。
以下参照附图来说明本发明的实施例。另外图面均按符号指向。
图1是与本发明相关的机动两轮车的侧视图。
机动两轮车的构造是:在中央的下部配置有兼用作蓄电池收放箱的箱式主构架2。从该主构架2的前方下部通过前枢轴3伸出呈倒U字形的前摇臂4,在该前摇臂4上可自由转动地安装着前轮5,另一方面,从上述的主构架2的前面上部向斜上方延伸出头管支柱7,在该头管支柱7的前端固定着头管8,在该头管8上可以转动地安装着手柄支架9,在该手柄支架9的下端安装着转向垂臂11,将该转向垂臂11的前端(下端)连结在安装于前轮5的转向节臂12上,在主构架2的后面上部通过作为摇动轴的后枢轴13可摇动地安装着动力机组15,在该动力机组15上安装后轮16,在图面上,后轮16的前面配置后缓冲器17,后轮16的背面配置了空气滤清器18、排气管19、消音器21、尾喷管22,车身从前到后被前挡泥板25、前车罩26、前手柄罩27、中间车罩28、后车罩29、后挡泥板31所包围。
另外,30是杆轴、32是前制动圆盘、33是制动钳、34是树脂弹簧、35是前减震器、36是脚挡板、37是驾驶员踏板、38是侧支架、39是主支架。在图面上部,41是喇叭、42是前车灯、43是手柄、44是把手、45是导风通道、46是散热器、47是风扇、48是座位、49是安全帽箱、51是安全帽、52是尾灯、55是动力机组箱。
上述动力机组箱55是由左右曲柄箱55a、55b、(背面的右曲柄箱55b在图中没有示出)和变速机箱55c,和电动机箱55d和减速机箱55e构成。
图2是本发明的动力装置的侧面剖视图。
动力机组15(如下述图8所示,具有在汽缸盖上备有2根吸、排气的凸轮轴的四循环发动机。)的特征在于,在动力机组箱55内的下部配置曲轴56、与该曲轴56平行地在上部配置离合器轴57,在该离合器轴57的一端沿车身长方向(车身前后方向)配置变速机轴58、电动机轴59、离合器轴57、变速机轴58以及电动机轴59直行排列。并均与曲轴56平行地配置在其上部。
因为将离合器轴57、变速机轴58以及电动机轴59沿车身前后方向直行排列,所以作用于动力机组箱55的力的方向就变成单一方向,从而动力机组箱55的设计就变得容易。具体地说,可以在力作用的方向加强刚性,而在不受力的方向降低刚性,作为整体,只因作用力被单纯化、就可以减轻动力机组箱55、而且可使动力机组箱55的紧凑化。
另外,图中,75是行星齿轮减速器,76是电位计,用于检测后述的变速控制马达95的转角。121是凸轮轴驱动皮带轮,78是被皮带轮121驱动的水泵,79是皮带罩,图中央下面的103a是油泵箱。
第一级主动轮61、第一级从动轮62、离心离合器67、变速器70、电动机轴59(当电动机80作为马达加速时电动机80)是“发动机的动力传递系统”,当电动机80作为马达运转时电动机轴59为“电动机的动力传递系统”。
与离合器轴57、变速器轴58以及电动机轴59相关的各机器的详细情况在另外的图中进行说明。
图3是本发明的动力机组的平面剖视图。在本图中详细说明机器以及驱动力的传递情况。
用曲轴56的第一级主动轮61,驱动可自由转动地安装在离合器轴上的第一级从动轮62,用该第一级从动轮62,独立于离合器轴57地驱动起动器用单一方向离合器(单向离合器)63的离合器外部64以及离心离合器67的离合器内部68,为此使得可以由筒状构件66连接第一级从动轮62、起动机用单一方向离合器的离合器外部64及离心离合器67的离合器内部68,当离心离合器内部68达到所规定的转数以上时就带动离心离合器外部69转动,从而离合器轴57开始转动。
另外,上述的第一级主动轮61具有侧夹齿轮(せらしギヤ)61a、和弹簧61b,以防止击打声音。
变速器70是锥式无级变速器,详细作用在另外的图中说明。它以变速器轴58→内圆盘71→锥体72→外杯罩73的顺序来传递动力,通过单向离合器83向电动机轴59传递其转动。
电动机80是空心马达,在电动机轴59上安装有永久性磁铁型转子81,在电动机箱55d上安装有定子线圈82。
从而,当离心离合器67处于接合状态时,就按照离合器轴57、变速器轴58、变速器70、电动机轴59的顺序传递驱动力,通过多板式扭矩限制器84以及齿轮减速机构85(由小齿轮86→大齿轮87→小齿轮88→大齿轮89组成的减速机构)来驱动车轴90。
多板式扭矩限制器84是由与电动机轴一起转动的限制器内部84a、圆盘84b、84c(圆盘84b安装在限制器内部84a上,圆盘84c安装在下述的限制器外部84d上)、限制器外部84d、以及弹簧84e所构成,小齿轮86与限制器外部84d连成一体。
动力就按照限制器内部84a→圆盘84b→圆盘84c→限制器外部84d→小齿轮86的顺序进行传递。如果超过规定扭矩的过大扭矩进行作用,就在圆盘84b和84c之间产生滑动、以保护机器,规定的扭矩可以利用弹簧84e进行调整。
另外,起动器用的单一方向离合器的外部64发挥着惯性轮的作用,设有用于获得发动机平衡的平衡块91,通过与起动器用单一方向离合器内部65相组合,构成传递起动器的转动的单一方向离合器63。
通过利用图中没有表示的起动器来转动起动器从动轮93,可借助起动器用单一方向离合器内部65以及起动器用单一方向离合器外部64来转动离心离合器内部68,使发动机开始转动,如果起动器用单一方向离合器外部64成为高速,就与低速侧的起动器用单一方向离合器内部65相分离。
图中,在曲轴56的另一端(前端),备有用于驱动凸轮轴等的凸轮轴驱动皮带轮121,由该皮带轮121驱动皮带122,皮带轮121和皮带122将在后面进行详细叙述。
图4和图5是本发明的锥式无级变速器的构成图兼作用图。
在图4中,将从圆锥支轴74的中心到内圆盘71的距离(转动半径)定为R1,从圆锥支轴74的中心到外杯罩73的距离(转动半径)定为R2,使R1>R2。
因为以内圆盘71来转动锥体的大直径(R1)部位,所以锥体72以低速转动,接着再以锥体72的小直径(R2)部位来转动外杯罩73,所以外杯罩73也以低速转动。
另外,从外杯罩73到电动机轴59的动力传递,是在外杯罩73的转动通过单向离合器83而变得此电动机轴59快的情况下进行的。
70a是伴随着转动向图左推压外杯罩73的凸轮球,根据这种推压作用,可以在外杯罩73和锥体72之间产生接触压力。
70b、70c、70d是油密封圈,利用油密封圈,在变速器70的内部形成滞留变速器油的密封空间,用油密封圈70d遮断图左的离合器箱55b一侧的油。从而,不用担心离合器内的机油与变速器油相混合。
在图5中,锥体支轴74的中心到内圆盘71的距离(转动半径)为R3,锥体支轴74的中心到外杯罩73的距离(转动半径)为R4,使R3<R4。
利用内圆盘71来转动锥体的小直径(R3)部位,因而锥体72以高速转动,接着再利用锥体72的大直径(R4)部位转动外杯罩73,因而外杯罩73也以高速转动。
这样根据锥体72的转动。变速器70就发挥着减速、匀速、加速的作用。
因此,在图4中,利用变速控制马达95,借助齿轮96a、96b、96c转动控制齿轮97。该控制齿轮97在轮毂部位备有梯形阴螺纹部99,该梯形阴螺纹部螺旋接合在固定于箱55一侧的梯形阳螺纹部98上,伴随着梯形阴螺纹部99的螺旋运动控制齿轮97向图左移动。根据这种移动锥体72与锥体支轴74一起向图左移动,成为例如图5的状态。
在这里重要的是,不是在外杯罩73一侧,而是在内圆盘一侧设有梯形阴、阳螺纹部98、99。锥体72因外杯罩73的反作用被向图左推压。其结果,箭头①的力作用在控制齿轮97上。箭头①所指的方向是从低速向高速移动的方向。因而,依据本实施例的构造,可以利用小的扭矩向高速一侧变速,并可以降低变速控制马达的容量。
下面对润滑系统进行说明。
图6是与本发明相关的发动机润滑系统的说明图,箭头所示方向是润滑油的流程。
在动力机组外壳55中,在下部设有下部油罐101在上部设有上部油罐102,在曲轴56的一端同轴配置着第1油泵103、第2油泵104以及第3油泵105,首先利用第1油泵103通过过滤器106以及第1油路107抽出下部油罐101的油并经第2油路108供到上部油罐102。
然后,上部油罐102的机油,通过第3油路109流到第2油泵104,由第2油泵109加压的油供到第4油路111、过滤器112、第5油路113,润滑曲轴56的主轴颈56a、56a、连杆大端部56b及其它部分(特别是图中没有表示的气门室),然后回到下部油罐101。112a是过滤器罩。
图7是与本发明相关的变速器润滑系统的说明图。利用第3油泵105从另行设于动力机组外壳55下部的变速器油罐115中,借助第6油路116抽出变速器油,借助第7油路117送到变速器轴58,借助变速器轴58内的油路118向变速器70供油。油如图中箭头所示方向返回变速器油罐115,通过过滤器119被第3油泵105抽出。
图8是示出与本发明相关的作为气门系驱动机构的凸轮轴驱动机构的动力机组正视图。
在与右曲柄外壳55b连成一体的汽缸体129B的图右边,安装有左曲柄外壳55a,在曲轴56的上面配置电动机80,在汽缸体129B的图左边,安装有汽缸盖129H,在从该汽缸盖129H上延伸出的排气管19的前端安装消音器21,从图左上方背面的空气过滤器18经过化油器129C将进气歧管129M连接在汽缸盖129H上,129S是起动马达的安装孔。
于是,在图中,通过拆下皮带罩79,就能从动力机组15的正面,看见由凸轮轴驱动皮带轮121、皮带122、吸气侧凸轮轴皮带轮123、排气侧凸轮轴皮带轮124以及张紧器125构成的作为气门系驱动机构的凸轮轴驱动机构120。
另外,因为也可以将皮带122制成链条,将皮带轮121、123、124制成链轮,所以皮带122称为同步皮带、三角皮带、滚子链条等“卷挂手段”,凸轮轴驱动皮带轮121称为利用卷挂手段转动的“凸轮轴驱动转动体”,凸轮轴皮带轮123、124称为利用卷挂手段转动的“凸轮轴转动体”,零件的选择是任意的。
如图8所示,因为将汽缸轴以大致水平(例如与地面相对倾斜角α=+10°)地沿车宽方向躺倒配置,所以实现低重心化的同时,缸体的长度可以收容在车的宽度内,设计的自由度就较大。
图面相当于从前轮看向后轮的情况,其特征在于,这时从车体中心127向图右侧配置着曲轴56以及离合器轴57,从车体中心127向图的左侧配置气缸盖129H。在离合器轴57图面背部,变速器轴58以及电动机轴59等所构成的“动力传递系统”的轴如图2,3所示的那样进行连接。
图9是与本发明相关的AI舌簧阀以及水泵的配置图。
150是AI舌簧阀,AI是空气。注入的省略,它是在通过向排气口吹入适量的空气从而促进废气净化的系统上设置的逆止阀,该AI舌簧阀150的构造在图11中进行说明,因为将AI舌簧阀150设置在汽缸盖129H的正面,所以与检修凸轮轴驱动机构120一样,只要拆下皮带罩,就能很容易地进行维修,尤其是,通过上述装置,平时可以利用皮带罩来保护AI舌簧阀150。
上述的共同皮带轮125,兼用作调整泵皮带轮和皮带122的张力的拉紧器,它可以转动地安装在水泵78的泵壳131上,详情在后面叙述。
泵壳131,不仅收容泵转子132,还具有2个调整长孔133,134,135…(…表示数个,以下相同)是组装外壳的小螺钉。
另一方面,在汽缸座129B上相互平行地突出两根突条部128a、128a,在它们之间设有导向沟128b。
图10(a)、(b)是与本发明相关的水泵的剖视图兼共用皮带轮的安装图。
在(a)中,水泵78是由下述构件所构成:泵转子132,安装在该泵转子132上的内磁铁136,可自由转动地支撑泵转子132的转子支轴137,支撑该转子支轴137的一端的外壳罩131a,支撑转子支轴137的另一端的外壳座131b,在该外壳座131b上形成的轴部131c,在该轴部131c上借助轴承受部138、138安装的杯罩139,在该杯罩139内周面安装的外磁铁141,以及在杯罩139的外周面上安装的共用皮带轮125等等。上述泵壳131由外壳罩131a、外壳座131b、轴部131c所组成。
通过皮带122的作用,共用皮带轮125、杯罩139以及外磁铁141一转动,该外磁铁141的磁力线就穿过外壳座131b到达内磁铁136上,而赋予内磁铁136以转动力。从而泵转子132开始转动。
因而,水泵78将从吸入通路142吸入的水通过泵转子132加压,再通过排出通路143、偏心管接头145供给到汽缸体的水入口146处。另外偏心管接头145如图(b)所示是入口与出口的中心只偏差δ值的接头。
因此,通过在图(a)上的偏心管接头145转动90度,就可以如图(b)所示,以汽缸体的水入口146为基准将水泵78平行移动Δ值。
再返回到图9,松动螺栓147、147,通过将上述偏心管接头145沿箭头②方向转动,将共用皮带轮125沿箭头③移动,以提高皮带122的张力,调整后,拧紧螺栓147、147。
水泵78利用导向沟128b中嵌合的轴部131c(参照图10(b))和两根螺栓147、147固定,因而除了调整时不会移动。
图11是图9的11-11的剖视图,AI舌簧阀150将从空气入口151吹入的空气经过舌簧阀152以及汽缸盖129H上打开的AI口153送至排气口。因为AI口153一侧的压力如果提高舌簧阀152就关闭,所以不用担心空气或者废气在空气入口151处倒流。
图12表示的是与本发明相关的气门机构图。进气门和排气门虽然形状、材料不同但基本构成相同,所以将符号统一化进行说明。
让气门导管163、163对着汽缸盖129H的吸气口161或排气口162处,在气门导管163、163中可滑动地插入气门164、164的杆165、165,在杆165、165的前端安装有座圈166、166,通过将阀簧167、167的一端抵接于座圈166、166上,可以对气门164、164赋予关闭方向的势能,利用图中没有表示的凸轮通过气门挺杆的杯罩169、169将气门164、164向打开方向推出,通过阀簧167、167使气门164、164沿关闭方向返回。171是发动机润滑构造部,172是油通孔。
在本实施例的发动机中,汽缸轴126相对于水平轴175只以角度α(大约10°)向上倾斜,下面的气门164的杆轴177以角度β(大约7°)向下方倾斜。
图13是图12的要部放大图,其特征在于,在收纳气门挺杆的杯罩169和阀簧167等的发动机润滑构造部171的底面壁上设有油放出沟178。
图14是图12的箭头14所指方向的视图(气门挺杆除外),在图中,上述油放出沟178设置于从下部的发动机的润滑构造部171的最底位置偏离的位置。因为在最底位置上排出的油会接触到图上未示出的凸轮上,所以最好是能避免与凸轮干扰的并且是尽可能低的位置。
图15(a)、(b)是与本发明相关的发动机的润滑构造部的作用图。
(a)是比较例,油通过油通孔172进入到发动机的润滑构造部171内,油充满了发动机的润滑构造部171。
(b)是实施例,如果油通过油通孔172进入到发动机的润滑构造部171内,油就可以通过油放出沟178排出。所以不会在发动机的润滑构造部171内滞留过多。
另外,本发明的发动机的润滑构造部适用于小型发动机,但也可以用在中型、大型发动机上。
本发明根据上述构成可发挥如下效果。
根据第1项发明,缸体轴大致水平,所以可以谋求混合型动力机组的低重心化,同时,当气门轴相对于水平轴向下方倾斜时,虽成为油容易在发动机的润滑构造部内滞留的结构。并可以通过油放出沟有效地使油放出。