例如链锯或电动切割工具的便携式工具用于许多不同的操作位 置，甚至是倒转位置。因此，它们通常是曲轴箱扫气和润滑式的，例 如，将油供给到曲轴箱中。这种润滑系统可以在任何操作位置工作。 这些发动机通常是二冲程型的，但现在已经提出了四冲程发动机。
美国专利4708107、5347967、5579735和6145484以及德国专利 3022901披露了燃油四冲程发动机中的曲轴箱废油。流体通过进气阀 经过阀驱动组件外壳进入燃烧室。这个系统提供了良好的润滑效果但 却由于与非常热的发动机零件，例如阀杆相接触而使进气被大量加热。 这就减少了功率输出。它也适用于US6401701的分流，参见图3和6 以及DE3438031。这减少了功率损耗但却需要复杂的进气系统结构。
还有设计是非曲轴箱扫气和润滑式的。在这些设计中，将油槽或 油箱注满油达到一个推荐的油位。因此不需要供给燃油。但取而代之 的是它们需要一个相当大尺寸的油箱或油槽。这个油箱或油槽通常正 好达到曲轴箱油位的下方。因此大大地增加了发动机的尺寸和重量。 例如EP1134365和EP1136665。它们还使用用于产生油雾的特殊附加 零件。
US6152098披露了一种相当大尺寸的油槽正好达到曲轴箱下方的 设计。该油槽注满油达到指定油位。与上述EP的应用设计相比稍微 减小了重量和尺寸，但重量和尺寸仍然是个问题。发动机利用纯燃料， 即没有混合油的燃料进行曲轴箱扫气。
US6145484披露了几个方案(参见图6和7)，它们不是曲轴箱扫 气式的但却具有以复杂方式从进气管道通向曲轴箱和阀驱动组件的管 道。
US6199532披露了一种发动机，其中在阀驱动外壳的顶部和进气 管道之间设置连接通道。从曲轴箱到进气通道的流体连接不受阀和控 制元件的控制。这个系统简单但当燃料和润滑剂流回化油器和空气过 滤器，即通常所说的回溅时，泵进曲轴箱时该系统容易损坏。

本发明的目的是基本减少上述问题并在许多方面取得优势。
上述目的可于根据本发明的具有由所附权利要求所示的特征的四 冲程发动机中获得。因此，根据本发明的曲轴箱扫气发动机的本质特 征在于其进一步包括：包括一个或多个部分的阀驱动组件外壳，进气 通道具有连接管道，该连接管道通过与曲轴箱或气缸相连或者通过与 阀驱动组件外壳相连而与曲轴箱容积相通，该连接管道与曲轴箱容积 连通，从进气通道到曲轴箱容积的连通设置成通过至少一个阀。这意 味着没有穿过阀驱动组件外壳进入燃烧室的流动。因此，进气基本上 不会被发动机非常热的零件加热。这就提高了功率输出。
在进气通道到曲轴箱容积之间的通道中使用阀意味着可以避免化 油器和空气过滤器的回溅。最优选的是发动机每循环一次阀就打开和 关闭一次。这不适用于由曲柄机构构成的活塞式孔阀或止回阀或回转 阀。但适用于由凸轮轴驱动的零件构成的阀，例如在某些实施例中所 述的回转阀。
在某些实施例中，连接管道连接曲轴箱或气缸，阀驱动组件外壳 只与曲轴箱容积相连。这意味着两个流动系统是独立的，可以分别优 选确定，例如阀类型的选择、节流的选择等。
本发明更多的特征和优点将根据优选实施例的描述而变得更加明 显。这些实施例可以进行组合。
附图简述
下面将参照附图通过多个实施例更详细地描述本发明，在附图中， 不同图中的相同号码表示彼此相关的部件。为方便起见，发动机中的 上和下表示附图中的上和下。发动机可以设置在不同产品的不同位置， 这些产品可以用于不同的位置状态。
图1是根据本发明的四冲程发动机的透视图。其示出了发动机的 主要部分，尤其示出了阀驱动组件外壳及其不同部分。
图2是根据图1的发动机的侧视图。两个盖子已取下。
图3A和3B并排示出了发动机的两个重要的截面图。清晰地示出 了曲轴箱容积和阀驱动组件外壳及其带有阀驱动组件的不同部分。
图4A示出了根据图1-3的发动机的截面图，该发动机具有小尺寸 的通道，它连接曲轴箱容积和阀驱动组件外壳，但该发动机还具有可 替换的设置，即通过凸轮轴驱动回转阀打开和关闭连接管道。
图4B示出了若干阀控的不同小尺寸的通道，并且进一步可以替 换设置成连接管道17。
图5A-5D示意性地示出了工作中发动机四个不同阶段的截面图从 而图示主要部分的润滑作用。
图6示出了具有顶置凸轮轴的四冲程发动机的可替换实施例， OHC发动机。
图7示意性示出了OHC发动机另一个可替换实施例的截面图。
图8示出了OHC发动机又一个可替换实施例。
图9A和9B与图1-5的发动机相比，示出了顶阀式发动机的第二 实施例，OHV发动机。增加一个进气管道与曲轴箱或气缸相连，用于 混合气制备装置。
图10A-10D示意性示出了与图9A和9B类似的工作中发动机四 个不同阶段的截面图从而图示混合流体和润滑剂。

图1以透视图形式示出了根据本发明的曲轴箱扫气四冲程发动机 1。该发动机具有带有散热片32和火花塞33的气缸2。曲轴箱11连 在气缸2下方。进气通道16与带有进气阀(8)的进气口(7)相连。 用于适当供给空气-燃料-润滑剂混合物的混合气制备装置15设置在进 气通道16上。该混合气制备装置至少将空气13和润滑剂14供给进气 口和连接管道17。将参照图3A和3B更全面地描述这一点。阀驱动 组件18密封在阀驱动组件外壳19、20、21、21′、22中。
通道23连接在曲轴箱11和阀驱动组件外壳的最下面部分19之 间。阀驱动组件外壳20的第二最低部分由盖子34覆盖。组件外壳的 顶部22通过管子21、21′与下部20、19相连，并且由盖子35覆盖。
图2示出了图1发动机的侧面图。盖子34已经取下。顶部22的 盖子35也已经取下。因此示出了部分阀驱动组件18。示出了两个摇 臂36、36′以及两个推杆37、37′。也可以看见曲柄轴4的两端从曲轴 箱11突出。
在图3A和3B中示出了发动机的两个最重要的部分。这两个部分 并排示出，曲柄轴4位于轴38上。图3B示出了带有活塞3的发动机 气缸2，该活塞活动安装在气缸内从而可以通过连杆5旋转驱动曲柄 轴4。气缸和活塞共同界定了燃烧室6。气缸具有进气口7和用于打开 及关闭该进气口的进气阀8。气缸具有排气口9和用于打开及关闭该 排气口的排气阀10，排气阀后面连接排气管道28。清楚地示出了作为 混合气制备装置15的进气通道16，其具有分支连接管道17并与曲轴 箱或气缸相连。该混合气制备装置将空气-燃料-润滑剂混合物供给进 气通道16和连接管道17，该上油装置是化油器或低压喷射系统的形 式。其还可以仅仅供给空气和润滑剂。在这种情况下，在分流之后向 进气通道16供给燃料，燃料与空气混合或者可以直接将燃料供给燃烧 室6。因此可以利用两阶段装置。曲柄轴4具有曲柄机构31、31′，该 机构通过连杆5与曲柄轴相连。连接管道17由曲柄机构31、31′打开 和关闭，该曲柄机构与连接管道17的口一起形成回转阀。通道23将 曲轴箱容积12和阀驱动组件外壳19、20、21、21′、22连接起来。图 3A清楚地示出了这个外壳。通道23从曲轴箱11开始到阀驱动组件外 壳的最低部分19。下一个部分或中间部分20通过管子21、21′与顶部 22相连。
在阀驱动组件外壳的最低部分19的曲柄轴上设置有曲柄轴齿轮 29。这个部分具有远远小于曲轴箱相应半径的近似半径，并且因此不 构成油槽。协作齿轮39用于固定凸轮40。两个凸轮随动件41、41′ 骑在这个凸轮上。它们各个都具有推杆37、37′，该推杆通过摇臂36、 36′驱动阀8、10。这是常规方法因此不进行进一步的说明。
然而，曲轴箱容积12和阀驱动组件外壳19、20、21、21′、22之 间的小尺寸连接是专用的。阀驱动组件外壳包括一个或多个部分19、 20、21、21′、22，它们与曲轴箱容积是独立分离的，但却只通过通道 23与曲轴箱容积相通。通过曲轴箱容积中的脉动压力，润滑剂在通道 23中来回流动，润滑阀驱动组件外壳的所有部分19、20、21、21′和 22及其移动部件。这个润滑流独立于连接管道17中的流体，将以不 同方案对其进行描述。但是如下面所述也有润滑流不是独立的。更多 的实施例描述了阀驱动组件外壳19、20、21、22和曲轴箱容积12之 间的通道，其是由一个或多个小尺寸通道23、24、25、26、27组成的。 这对阀驱动组件的润滑效果来说是有利的。但如果通道如图5、7和8 中所示那样具有相当大的尺寸，那么润滑系统将仍然工作。在这个“开 放”系统中自然不用选择密封轴承。在齿轮或滑轮29的右侧也可以设 置右侧轴承。在这种情况下，没有阀驱动组件外壳的下部19。如可以 清楚地看到的那样，阀驱动组件外壳的各个部分19、20、21、21′、22 都具有最低部分，该部分高于气缸内径的轴向设置，即比曲轴箱的最 低部分更接近于燃烧室。因此当发动机工作在正常位置时，它们可以 不构成油槽。
图4A示出了通道23的一个实施例。该通道设置成作为从曲轴箱 11通向阀驱动组件外壳的最低部分19的管道。通道23没有阀，只有 单独一个通道没有阀。通道23尺寸小，并且其面积小于直径为气缸直 径40％的孔的截面积，优选小于气缸直径的30％。为了润滑的目的， 优选具有非常小的截面积，该截面积小于直径为气缸直径20％的孔的 截面积，优选为气缸直径的10％。但也可以不止一个通道没有阀。在 这种情况下，整个截面积应该小于所述尺寸的截面积。可以以多种方 式设置一个或多个通道。如图4A所示，将右侧轴承42，即曲柄机构 31、31′右侧的轴承密封。因此，在曲轴箱容积12和阀驱动组件外壳 之间不会发生渗漏。左侧轴承43没有密封。如果这种轴承用于右侧， 那么容积之间就会发生大量泄漏。但也可以部分密封形成适当面积的 通道。因此，为了有利于形成具有适当面积的整个通道，可以密封、 部分密封或完全不密封右侧轴承。连接管道可以如图3B所示连接曲 轴箱或气缸，也可以如图4A所示连接阀驱动组件外壳。在后面的方 案中，齿轮39具有如图3A所示的槽48。发动机每次循环就打开和关 闭通道一次，这具有明显的优点就是可以避免回溅。连接管道17进出 的通道必须使用通道23。其也可以用于从曲轴箱容积12到阀驱动组 件外壳19、20、21、21′、22的来回流动。这是个缺陷。但却具有这 样的优点，即连接管道17的口专门将润滑剂提供给旋转凸轮轴齿轮。 如果齿轮的左侧没有密封并且通过曲轴箱设置了配套通道，那么连接 管道17、17′就会改为直接通过外壳部分达到曲轴箱容积。通道23优 选地专用于阀动组件的润滑。
图4B示出了若干利用阀并因此打开和关闭的不同通道。通道24 连接曲轴箱容积和润滑位置，该润滑位置包括阀驱动组件外壳19、20、 21、21′、22，该通道具有止回阀。这个止回阀可以设置成使流体仅流 入阀驱动组件外壳。也可以设置成使流体仅从阀驱动组件外壳流出。 通常用于结合另一个小尺寸通道的两种情况中，该小尺寸通道没有阀 或者只有一个阀。这也可以用于通道25、26和27。通道25由活塞3 控制，因此在活塞的每个冲程期间由活塞打开和关闭该通道。通道26 由曲柄机构31′的轴面控制。与图3B相比，很明显通道26在曲柄轴 的每次回转期间打开和关闭。因此曲柄机构形成回转阀，该回转阀以 活塞打开和关闭通道25的频率的一半而打开和关闭。因此该回转阀控 制可以提供控制的更多可能性。回转阀控制通道的另一个例子是通道 27，其由曲柄机构31的外半径控制。如果连接管道17直接与曲轴箱 或气缸相连并且阀驱动组件外壳不如图所示仅与曲轴箱容积12相通， 那么就可能唯一提供对阀驱动组件的有效润滑。但是当连接管道17 如所示那样附加上时，情况就会稍微复杂一些。混合物必须达到曲轴 容积12和阀驱动组件外壳的不同部分。活塞式孔口通道25和回转阀 控制通道26和27在两个方向接收流体，并因此可以独立使用或可以 组合使用。可以组合不同类型的阀，例如止回阀通道24和活塞式孔口 通道25。通过适应通道25的轴向位置，可以减少或甚至可以阻止回 溅。
图5A-5D示出了与图4A所示发动机非常类似的OHV发动机的 示意性草图。其具有设置在阀组件外壳19、20外侧凸轮轴上的回转阀 49。该回转阀包括具有用于连接管道17的径向进口和用于连接管道 17′的轴向出口的阀壳50，上述连接管道17来自进气通道16，连接管 道17′如图5A-C所示连接阀壳和阀组件外壳或者如图5D所示连接阀 壳和曲轴箱或气缸。在阀壳50中，阀转子51枢轴旋转，受凸轮轴以 其速度驱动。阀转子51具有“半月”形或类似的形状。当然，阀的几 何形状可以在大范围内变化以获得良好的发动机润滑效果。右侧的小 图示出了回转阀49正打开的状态。
在图5A中，进气阀8打开，活塞3向下移动。空气、燃料和润 滑剂被从燃烧室15中通过进气通道16拉进气缸。混合物还通过阀驱 动组件外壳19、20被拉进曲轴容积12中，并通过连接管道17′和17 被拉进进气通道16和气缸中。
图5B示出了进气口端部进入气缸中。压缩冲程启动，进气阀8 关闭。当回转阀完全打开时，混合物就会被从燃烧室15中拉出通过连 接管道17和17′进入曲轴箱容积12中。
图5C示出了活塞3被向下压迫且回转阀关闭的膨胀冲程。曲轴 箱容积12中的压力增加使混合物流进阀组件外壳的所有部分中从而 润滑阀动装置。但当回转阀已经关闭时，连接管道17、17′中没有回流。 因此避免了混合物回溅到燃烧室和空气过滤器中。因此，当活塞从图 5A的位置向下移动时，回转阀打开，而当活塞从图5C的位置向下移 动时，回转阀关闭。这是重要的特征，因为回转阀转子51以与凸轮轴 相同的速度旋转并因此在图5C的膨胀冲程中避免了回溅。以凸轮轴 速度驱动的止回阀或回转阀可以在图5A的位置打开，这对于操作来 说是必要的，同时在膨胀冲程，即图5C的位置，这是不希望的并且 可能产生回溅。因此，与所述其他类型的阀相比，凸轮轴驱动回转阀 具有特殊的优势。重要的是，阀49在发动机的每个循环打开和关闭一 次。可以利用凸轮轴驱动的回转阀完成所述操作。该阀也可以以其他 方式由凸轮轴驱动的零件或以与凸轮轴相同的速度驱动，即以曲柄轴 速度的一半驱动的零件组成。一个例子是阀由阀壳中来回驱动的小活 塞构成，例如，由连杆结构构成。
当然也可以不用阀而设法减慢减少回溅。在这种情况下，连接管 道与曲轴箱或气缸相连，或者与阀驱动组件外壳相连，优选与外壳的 下部19或20相连，因为这可以提高灵敏曲柄机构的润滑效果。不使 用阀而减少回溅的方法例如使连接管道点远离结合处的燃烧室，或者 在进气通道16结合处的上游设置挡板。这些挡板优选应该由于良好的 气动设计而对回流提供比向前流动更大的阻力。
图5D示出了回转阀关闭的排气冲程。在阀组件外壳中仅有一种 流向曲轴箱容积12的流动。作为例子，连接管道17′与曲轴箱或气缸 相连。
图1-5所述的发动机采用了用于阀控制的推杆。称为OHV发动 机。但所述用于润滑阀驱动组件外壳19、20、21、21′、22的原理也 可以用于其他类型的阀驱动组件。代替齿轮29和39，可以利用与链 条相连的两个相应的链轮。较高的链轮具有凸轮40。在这种情况下， 可以在发动机中比较高地设置凸轮40来缩短推杆37、37′，或者取消 推杆。也可以利用设置在齿轮29和39之间的齿轮实现同样的效果。 发动机还可以是所谓的旁路阀型。在这种情况下，凸轮随动件41、41′ 可以直接控制阀。
因此，所述的本发明可以如下所述用于不同种类的四冲程发动机， 例如OHV发动机、旁路阀发动机和OHC发动机。各种发动机类型的 多种不同方案都可以利用本发明。仅仅给出少许实施例。
图6示出了具有设置在阀上方且直接或通过摇臂对阀进行控制的 凸轮轴45的发动机。这就是所谓的OHC发动机。其采用通过齿形带 46连在一起的滑轮29′和滑轮44。这是常规设计因此不进一步进行说 明。由于齿形带不可以润滑，所以可以利用仅包括顶部22的阀驱动组 件外壳。这个壳部22通过至少一个小尺寸通道与曲轴箱容积相通。可 以有多种变化。可以仅仅只有一个通道23没有阀。这个通道由另一个 如图4b中所述的利用止回阀24或活塞式孔口阀25或回转阀26或27 的通道进行补充。但在该OHC实施例中，连接管道17与曲轴箱或气 缸相连，优选由前述阀控制，但也可以没有阀。可以应用包括两个无 阀23通道的不同组合以及使用阀的通道的不同组合。利用带有阀的通 道可以使空气和润滑剂流动到顶部22。
图7示意性地示出了OHC发动机的另一个可替换实施例。该发 动机具有阀驱动组件外壳，该外壳具有多于顶部22的部分，即下部 19和20。顶部及其零件由流过下部的混合物润滑。这个和回转阀49′ 与图5A-5D中所述的系统类似。
回转阀49′也具有“半月”形转子，该转子由凸轮轴驱动。在这种 情况下，两个管道17和17′放射状连接回转阀壳。箭头示出了润滑剂 的流动。这个流动发生在如图5A-5D所述的情况下。来自回转阀49′ 的连接管道17′也可以与曲轴箱或气缸相连。
图8示出了OHC发动机的又一个实施例。该发动机具有进入阀 驱动组件外壳顶部22的短连接管道17和连接这个流体和下部19、20 的回转阀。该回转阀几乎与图5中所述的回转阀一样。
图9A和9B与图1-5的发动机相比，示出了OHV发动机。增加 了一个与气缸2相连的进气管道47。该进气管道是活塞式控制关闭的。 其也可以与曲轴箱相连并且具有止回阀。该进气管道47具有混合气制 备装置15从而至少将空气13和润滑剂14供给到曲轴箱容积12。燃 料可以单独供给进气通道16或气缸。优选该混合气制备装置15是化 油器或低压喷射系统的形式，向曲轴箱容积12提供空气-燃料-润滑剂 混合物。阀52设置在连接管道17结合处的上游。阀52基本与混合气 制备装置15的节流阀同步控制。这优选通过一个链接设置，但没有示 出。
图10A-10D示意性地示出了类似图9A和9B的发动机工作中的 四个不同阶段。示意性的发动机具有一个由凸轮轴驱动的回转阀。它 具有图5A-5D所述的优点。
当活塞如图10A在排气冲程期间以及如图10C在压缩冲程期间向 上移动时，混合物被拉进曲轴箱容积12中。当活塞如图10B在进气 冲程期间向下移动时，混合物通过打开的回转阀49传送到进气通道 16和气缸中。阀驱动组件外壳19、20、21、21′和22的润滑效果与图 5A-5D所述类似。