发动机
阅读：104发布：2020-05-12
专利汇可以提供发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种能够使 连杆 相对于 活塞 移动顺畅的 发动机 。发动机(24)包括：设置于缸(54)内的活塞(64)、 曲轴 (66)、连杆(72)、设置于连杆的大端部(110)的溅油杆(128)、连结活塞的销座部(98a、98b)与连杆的小端部(108)的 活塞销 (118)、和曲 轴箱 (62)。活塞销以能够相对于销座部和连杆转动的方式设置。作为小端部与活塞销的相对部，形成有连杆的前端部侧的第一相对部(122)和连杆的大端部(110)侧的第二相对部(124)，第一相对部的两端(122a、122b)位于比第二相对部的两端(124a、124b)靠活塞销的轴向(C)的内方的 位置 。，下面是发动机专利的具体信息内容。
1.一种发动机，其特征在于，包括：
缸；
设置于所述缸内并且具有销座部的活塞；
将所述活塞的往复运动转换成旋转运动的曲轴；
包含与所述活塞的所述销座部连接的小端部和与所述曲轴连接的大端部的连杆；
设置于所述连杆的所述大端部的溅油杆；
连结所述销座部与所述连杆的所述小端部的活塞销；和
设置于所述缸并且收纳所述曲轴和所述溅油杆的曲轴箱，
所述活塞销以能够相对于所述销座部和所述连杆转动的方式设置，
当从与所述活塞销的轴向和所述连杆的轴向均正交的方向观察所述连杆时，作为所述小端部与所述活塞销的相对部，形成有所述连杆的前端部侧的第一相对部和所述连杆的所述大端部侧的第二相对部，在所述活塞销的轴向上，所述第一相对部的两端位于比所述第二相对部的两端靠所述活塞销的轴向的内方的位置。
2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于：
所述连杆的所述小端部包括所述连杆的前端部侧的第一部分和所述连杆的所述大端部分侧的第二部分，
当从与所述活塞销的轴向和所述连杆的轴向均正交的方向观察所述连杆时，所述第一部分的两侧面位于比所述第二部分的两侧面靠所述活塞销的轴向的内方的位置。
3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于：
所述连杆是铝合金，所述活塞销是铁合金。
4.如权利要求2或3所述的发动机，其特征在于：
从所述缸的中心轴线方向看，所述销座部与所述小端部的大端部侧重叠。
发动机
技术领域
[0001] 本发明涉及发动机，特别涉及进行溅油润滑的OHV发动机。
背景技术
[0003] 在日本特开2004－218488号公报中公开的发动机是空冷单缸的四冲程OHV发动机，贮留在曲轴箱底部的油被形成于连杆的大端部的溅起(splash)部溅起，该溅起的油与包括雾状的油成分的油雾通过油供给通道供给至阀室内的吸气排气阀周围。由此，无需使用油泵，就能润滑吸气排气阀周围。
[0004] 在这种发动机中，虽然能够用油润滑阀室内的吸气排气阀周围，但是无法充分地润滑销座(pin boss)部的销孔、连杆的小端部的内面和活塞销的外周面等活塞的背面周围。因此，连杆相对于活塞的移动有可能不顺畅。特别是，在省略被嵌入到现有的连杆的小端部的轴瓦的情况下，该问题变显著。
发明内容
[0005] 因此，本发明的主要目的在于，提供一种能够使连杆相对于活塞的移动顺畅的发动机。
[0006] 根据本发明的某个观点，提供一种发动机，包括：缸；设置于缸内并且具有销座部的活塞；将活塞的往复运动转换成旋转运动的曲轴；包含与活塞的销座部连接的小端部和与曲轴连接的大端部的连杆；设置于连杆的大端部的溅油杆；连结销座部与连杆的小端部的活塞销；和设置于缸并且收纳曲轴和溅油杆的曲轴箱，活塞销以能够相对于销座部和连杆转动的方式设置，当从与活塞销的轴向和连杆的轴向均正交的方向观察连杆时，作为小端部与活塞销的相对部，形成有连杆的前端部侧的第一相对部和连杆的大端部侧的第二相对部，在活塞销的轴向上，第一相对部的两端位于比第二相对部的两端靠活塞销的轴向的内方的位置。
[0007] 在本发明中，贮留在曲轴箱内的油被形成于连杆的溅油杆(oil dipper)溅起而供给至活塞的背面。此时，油从销座部与连杆的小端部之间供给至活塞销的外周面。此处，关于小端部与活塞销的相对部，第一相对部的两端位于比第二相对部的两端靠活塞销的轴向的内方的位置，所以根据活塞销的旋转，能够使供给至活塞销的第一相对部侧的外周面的油浸渍在活塞销与连杆的小端部之间、和活塞销与销座部之间。即，能够充分润滑销座部的销孔、连杆的小端部的内面和活塞销的外周面等活塞的背面周围。因此，能够使连杆相对于活塞的移动顺畅。特别是在省略被嵌入到连杆的小端部的轴瓦的情况下有效。
[0008] 优选连杆的小端部包括连杆的前端部侧的第一部分和连杆的大端部分侧的第二部分，当从与活塞销的轴向和连杆的轴向均正交的方向观察连杆时，第一部分的两侧面位于比第二部分的两侧面靠活塞销的轴向的内方的位置。像这样，在连杆的小端部，前端部侧的第一部分的两侧面位于比大端部侧的第二部分的两侧面靠活塞销的轴向的内方的位置，这意味着在连杆的小端部，与大端部侧相比，前端部侧更细。在此情况下，能够缩短活塞销的长度，并且能够使活塞的背面的销座部靠近活塞的中心侧。因此，能够增加活塞的背面的比销座部靠外侧的位置的油接触面积，所以能够促进活塞的冷却，并且能够抑制活塞的温度升高。特别是在省略现有的被嵌入到连杆的小端部的轴瓦的情况下，多数情况下增大连杆的小端部的厚度，但在这种情况下，也能充分确保活塞背面的油接触面积，并且能够良好地冷却活塞。
[0009] 另外，优选连杆是铝合金，而活塞销是铁合金。像这样，连杆是铝合金，而活塞销是铁合金，两者由异质材料构成，由此连杆与活塞销的相对部的耐胶粘性良好。因此，不需要嵌入到连杆的小端部的价格昂贵的轴瓦和套筒(bush)等，而且也不需要连杆的小端部的表面处理，能够降低发动机的制造成本。另外，使销座部靠近活塞的中心侧，由此从活塞的中心部经由销座部和活塞销到达连杆的传热路径缩短，并且，由于连杆采用热导率高的铝合金，由此能够使从活塞的中心部传递而来的高热在连杆中有效地扩散，并且能够促进活塞的冷却。
[0010] 另外，优选从缸的中心轴线方向看，销座部与小端部的大端部侧重叠。如现有技术那样，如果从缸的中心轴线方向看，销座部不与连杆的小端部重叠，则因发动机的爆发力，弯曲载荷从连杆的小端部的前端部侧向大端部侧作用于活塞销。由此，如果活塞销变形，则从活塞销对销座部和连杆的局部面压增加。但是，从缸的中心轴线方向看，如果以销座部与连杆的小端部的大端部侧重叠的方式构成，则即使因发动机的爆发力，载荷从连杆的小端部的前端部侧想大端部侧作用于活塞销，也能用连杆的小端部的大端部侧阻止(承受)该载荷，并且能够抑制活塞销的变形。因此，能够提高活塞、活塞销和连杆的耐久性。
附图说明
[0012] 图1是从左前方观察包含本发明的一个实施方式的发动机的发动机发电机的立体图。
[0013] 图2是从右后方观察包含本发明的一个实施方式的发动机的发动机发电机的立体图。
[0014] 图3是表示发动机的纵截面图解图。
[0015] 图4A是表示活塞的截面图，图4B是其底面图。
[0016] 图5A是表示连杆的侧面图，图5B是表示连杆的小端部的局部省略截面图。
[0017] 图6是表示在活塞上组装连杆的状态的侧面图。
[0018] 图7是表示在活塞上组装连杆的状态下的小端部附近局部省略断面图。
[0019] 图8A是表示现有的活塞的截面图，图8B是其底面图。
[0020] 图9是表示在活塞上组装连杆的状态下的现有例的小端部附近的局部省略断面图。
具体实施方式
[0021] 下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0022] 图1和图2表示包括本发明的一个实施方式的发动机24(后述)的发动机发电机10。在本说明书中，为了便于说明，在发动机发电机10中，如图1和图2所示，定义“前后方向”和“左右方向”。因此，设置有发动机24的一侧为“前方”，设置有发电机26(后述)的一侧为“后方”，设置有操作面板48(后述)的一侧为“左方”。
[0023] 发动机发电机10是可移动式的发电机，包括发电机机架(frame)12。发电机机架12包括：前机架14、后机架16、上机架18、和一对下机架20、22。前机架14形成为管状且在前视时大致呈倒U字状，后机架16形成为管状且在后视时大致呈倒U字状，前机架14与后机架16在各自的两个端部相互连接。上机架18形成为管状并在前后方向延伸，连结前机架14和后机架16的各自的左上端部。上机架18作为把持部发挥作用。下机架20形成为板状并在左右方向延伸，连结前机架14的左右两侧的下部。下机架22形成为板状并在左右方向延伸，连结后机架16的左右两侧的下部。
[0024] 在下机架20上设置有发动机24，在下机架22上设置有发电机26。发动机24与发电机26在前后方向上排列，发动机24和发电机26分别配置于前侧和后侧，发动机24的曲轴66(后述)与发电机26的旋转轴(未图示)连接。
[0025] 发动机24在其前侧包括用于取入外部空气的空气取入部28，在空气取入部28中内置冷却风扇(未图示)。在空气取入部28的右方设置空气净化器30。通过冷却风扇的驱动从空气取入部28取入的外部空气对发动机24进行冷却。另外，在空气取入部28附近设置反冲起动器(recoil starter)32。
[0026] 在发动机24的后方且发电机26的右方设置消声器34。来自发动机24的排气经由消声器34向外部排出。在发动机24的下方设置滤罐(canister)36。燃料罐38与空气净化器30经由滤罐36连结，来自燃料罐38的汽油蒸汽被吸附在滤罐36中。
[0027] 以从上方覆盖发动机24和发电机26的方式设置燃料罐38。在燃料罐38中收纳供给到发动机24的燃料(在本实施方式中是汽油)。燃料罐38的右侧部安装于连结前机架14和后机架16的各自的右上端部的支承架40，燃料罐38的左前部和左后部分别经由支架(bracket)42和44与前机架14和后机架16连结。
[0028] 在燃料罐38的左方设置操作箱46。操作箱46包括：操作面板48、和设置于操作面板48的右方且收纳控制部(未图示)等的收纳盒(case)50。在收纳盒50的下方设置电池52。
[0029] 在这种发动机发电机10中，拉动反冲起动器32，由此曲轴66旋转，发动机24启动。如果发动机24启动，则开始发电机26的发电动作。来自发电机26的电力能够从操作面板48取出并且能够蓄存在电池52中。
[0030] 参照图3对发动机24进行说明。
[0031] 发动机24例如为空冷式单气缸四冲程发动机，且为缸中心轴线A在斜方向倾斜的倾斜型的OHV发动机(Over Head Valve Engine，顶阀式发动机)。发动机24包括缸54。缸54包括：缸体(cylinder body)56、和安装于缸体56的上端部的缸头(cylinder head)58。
在缸头58的上端部安装缸头盖(cylinder head cover)60。在缸体56的下部设置曲轴箱
62。
在缸头58的上端部安装缸头盖(cylinder head cover)60。在缸体56的下部设置曲轴箱
62。
[0032] 在缸体56的内周面设置缸套(cylinder liner)56a，在缸体56内设置能够相对于缸套56a滑动的活塞64。在曲轴箱62内收纳曲轴66、与曲轴66联动的凸轮轴68。曲轴66配置在水平方向。曲轴66与凸轮轴68平行或大致平行地配置。凸轮轴68以不与曲轴66的曲柄臂70干扰(接触)的方式配置。活塞64与曲轴66通过连杆72连结，活塞64的往复运动通过曲轴66转换成旋转运动。在曲轴66，设置驱动齿轮74，在凸轮轴68，设置随着驱动齿轮74的旋转而旋转的被驱动齿轮76。另外，在曲轴箱62内收纳平衡件(balancer)78，平衡件78与设置于曲轴66的齿轮80啮合，减少振动。如图3所示，当从观察者看到曲轴66位于左侧且凸轮轴68位于右侧的方向观察发动机24时，如箭头B所示曲轴66的旋转方向是逆时针旋转。
[0033] 从缸体56至缸头58，形成将曲轴箱62内与缸头盖60内的摇臂室82连通的连通路84。将推杆(push rod)86和设置于推杆86的一端部的挺杆(tappet)88被插入到连通路84中。挺杆88的前端部(前端部)在曲轴箱62内与凸轮轴68的凸轮90抵接。推杆86的另一端部与设置于摇臂室82内的摇臂92抵接，利用摇臂92驱动排气阀94。此外，图
3中虽未图示，但在发动机24内，以与排气阀94用的推杆86、挺杆88和摇臂92平行或大致平行的方式设置有吸气阀驱动用的推杆、挺杆和摇臂。
3中虽未图示，但在发动机24内，以与排气阀94用的推杆86、挺杆88和摇臂92平行或大致平行的方式设置有吸气阀驱动用的推杆、挺杆和摇臂。
[0034] 接着，对活塞64和连杆72周边的结构进行说明。
[0035] 参照图4A和图4B，活塞64包括活塞头(piston head)96。在活塞头96的下表面，以相对的方式设置有销座部98a、98b。在销座部98a、98b，分别设置有销孔100a、100b。销孔100a、100b以能够插入活塞销118(后述)的方式位于同一直线上。在销孔100a、100b，分别形成有簧环(circlip)120(后述)用的槽102a、102b。另外，在活塞头96的下表面形成有活塞裙(piston skirt)104。另外，在活塞头96的下表面形成有多个凹处106a、106b。凹处106a、106b在底视时是I字状的凹部。凹处106a、106b分别位于活塞头96的径向上的销座部98a、98b的外侧。通过形成凹处106a、106b，能够增大活塞64的表面积，活塞64容易冷却。
[0036] 参照图5A和图5B，连杆72例如由铝合金构成，包括：与活塞64的销座部98a、98b连接的小端部108、和与曲轴66连接的大端部110。连杆72的小端部108包括：连杆72的前端部侧的第一部分112、连杆72的大端部110侧的第二部分114、和连结第一部分112与第二部分114的弯曲部116。如图5B所示，弯曲部116形成为具有从第二部分114向第一部分112厚度变小的部分，第一部分112的厚度比第二部分114的厚度小。
[0037] 参照图6和图7，销座部98a、98b与连杆72的小端部108通过活塞销118连结。活塞销118被插入到销座部98a、98b的销孔100a、100b和连杆72的小端部108。在销孔
100a、100b的槽102a、102b中分别嵌入有簧环120，活塞销118的两端被这些簧环120支承，从而活塞销118被固定。活塞销118例如由铁合金构成，以能够相对于销座部98a、98b和连杆72转动的方式设置。
100a、100b的槽102a、102b中分别嵌入有簧环120，活塞销118的两端被这些簧环120支承，从而活塞销118被固定。活塞销118例如由铁合金构成，以能够相对于销座部98a、98b和连杆72转动的方式设置。
[0038] 参照图5A、图5B和图7，当从与活塞销118的轴向C和连杆72的轴向D均正交的方向E观察连杆72时，第一部分112的两侧面112a、112b位于比第二部分114的两侧面114a、114b靠活塞销118的轴向C的内方(靠连杆72的轴线)的位置。另外，作为小端部
108与活塞销118的相对部，形成有连杆72的前端部侧的第一相对部122和连杆72的大端部110侧的第二相对部124。在活塞销118的轴向C上，第一相对部122的两端122a、122b位于比第二相对部124的两端124a、124b靠活塞销118的轴向C的内方(靠连杆72的轴线)的位置。
108与活塞销118的相对部，形成有连杆72的前端部侧的第一相对部122和连杆72的大端部110侧的第二相对部124。在活塞销118的轴向C上，第一相对部122的两端122a、122b位于比第二相对部124的两端124a、124b靠活塞销118的轴向C的内方(靠连杆72的轴线)的位置。
[0039] 另外，参照图3、图4A和图4B，从缸54的中心轴线A方向(活塞64的滑动方向)看，销座部98a、98b中的靠近活塞头96的突部126a、126b(销座部98a、98b的上部)与小端部108的大端部110侧(第二部分114)重叠。
[0040] 参照图5A和图6，在连杆72的大端部110设置有溅油杆(oil dipper)128。溅油杆128例如由铝合金构成。在本实施方式中，溅油杆128与大端部110的连杆帽(connect rod cap)111一体地压铸(die cast)成形。参照图3，溅油杆128收纳于曲轴箱62中，在曲轴箱62内收纳油130。
[0041] 在这种发动机24中，被形成于连杆72的溅油杆128溅起的油130直接或者碰到曲轴66和凸轮轴68等而飞散，提供给缸体56、缸头58和缸头盖60等。由此，润滑曲轴66、凸轮轴68、缸体56和摇臂92等。
[0042] 另外，贮留在曲轴箱62内的油130被溅油杆128溅起供给至活塞64的背面。参照图7，此时，油130从销座部98a、98b与连杆72的小端部108之间供给至活塞销118的外周面。此处，关于小端部108与活塞销118的相对部，第一相对部122的两端122a、122b位于比第二相对部124的两端124a、124b靠活塞销118的轴向C的内方的位置，所以根据活塞销118的旋转，能够使供给至活塞销118的第一相对部122侧的外周面的油130浸入活塞销118与连杆72的小端部108之间、和活塞销118与销座部98a、98b之间。即，能够充分润滑和冷却销座部98a、98b的销孔100a、100b、连杆72的小端部108的内面和活塞销118的外周面等活塞64的背面周围。因此，能够使连杆72相对于活塞64的移动顺畅。特别是在省略被嵌入到现有的连杆的小端部的轴瓦的情况下有效。
[0043] 在连杆72的小端部108，前端部侧的第一部分112的两侧面112a、112b位于比大端部110侧的第二部分114的两侧面114a、114b靠活塞销118的轴向C的内方的位置，这意味着在连杆72的小端部108，与大端部110侧相比将前端部侧做细。在此情况下，能够缩短活塞销118的长度，并且能够使活塞64的背面的销座部98a、98b靠近活塞64的中心侧。
[0044] 对这一点进行说明。在图7所示的实施方式中，令从活塞销118的前端至销座部98a(98b)的上部的活塞销118的轴向C上的距离为F，从活塞销118的前端至销座部98a(98b)的下部的活塞销118的轴向C上的距离为G，连杆72的小端部108的前端部侧(第一部分112)的厚度为H，连杆72的小端部108的大端部110侧(第二部分114)的厚度为I。同样，在图9所示的现有例中，令从活塞销1的前端至销座部2a(2b)的上部的活塞销1的轴向上的距离为f，从活塞销1的前端至销座部2a(2b)的下部的活塞销1的轴向上的距离为g，连杆3的小端部4的前端部侧的厚度为h，连杆3的小端部4的大端部侧的厚度为i。在此情况下，在图7所示的实施方式与图9所示的现有例中，即使设定为F＝f，I＝i，也是G＜g，H＜h，所以与图9所示的现有例相比，在图7所示的实施方式中，更能够缩短活塞销的全长，并且能够使销座部靠近活塞的中心侧。
[0045] 因此，能够增加活塞64的背面的比销座部98a、98b靠径向外侧的位置的油接触面积(在图4B中用斜线表示的部分)，所以能够促进活塞64的冷却，能够抑制活塞64的温度升高。特别是在省略现有的被嵌入到连杆的小端部的轴瓦的情况下，多数情况下增大连杆的小端部的厚度，在这种情况下，也能充分确保活塞的背面的油接触面积，能够良好地冷却活塞。
[0046] 另外，与图9所示的现有例相比，在图7所示的实施方式中，更能够缩短轴向C上的销座部的长度，能够减少销座部的重量。
[0047] 连杆72是铝合金，而活塞销118是铁合金，两者由异质材料构成，由此，连杆72与活塞销118的相对部的耐胶粘性良好。因此，不需要嵌入到连杆72的小端部108的价格昂贵的轴瓦和套筒(bush)等，而且，也不需要连杆72的小端部108的表面处理，能够降低发动机24的制造成本。另外，使销座部98a、98b靠近活塞64的中心侧，由此从活塞头96上表面的中心部经由销座部98a、98b和活塞销118到达连杆72的传热路径缩短，并且，由于连杆72采用热导率高的铝合金，从而能够将从活塞头96上表面的中心部传递而来的高热在连杆72中有效地扩散，能够促进活塞64的冷却。
[0048] 如图8A、图8B和图9所示的现有例那样，如果从缸的中心轴线方向(活塞5的滑动方向)看，销座部2a、2b不与连杆3的小端部4重叠，则因发动机的爆发力，弯曲载荷从连杆3的小端部4的前端部侧向大端部侧作用于活塞销1。即，如图9所示，如果爆发载荷P施加于活塞5，则P/2的载荷分别施加于活塞销1的两侧，载荷集中在活塞销1中的X1、X2所示的部位。由此，如果活塞销1变形，则从活塞销1对销座部2a、2b和连杆3的局部面压增加。但是，参照图3、图4B和图7，如发动机24那样，如果从缸54的中心轴线A方向(活塞64的滑动方向)看，以销座部98a、98b的上部(突部126a、126b)与连杆72的小端部108的大端部110侧(第二部分114)重叠的方式构成，则即使因发动机24的爆发力，载荷从连杆72的小端部108的前端部侧向大端部110侧作用于活塞销118，也能用连杆72的小端部108的大端部110侧(第二部分114)阻止(承受)该载荷，能够抑制活塞销118的变形。即，发动机24的爆发力所引起的活塞销118的弯曲载荷降低。因此，能够提高活塞64、活塞销118和连杆72的耐久性。
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