專利名稱：用于潤(rùn)滑動(dòng)力傳遞元件的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤(rùn)滑系統(tǒng)，更具體而言，涉及一種用于潤(rùn)滑動(dòng)力傳遞元 件的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種花4建潤(rùn)滑系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑來(lái)沖掉或者去除污染物，則發(fā)動(dòng)機(jī)中的動(dòng)力傳遞元 件在使用期間會(huì)逐漸磨損。這種磨損導(dǎo)致設(shè)備給定件的使用壽命降低。例如，
典型的具有使用內(nèi)部花鍵的曲軸的發(fā)動(dòng)機(jī)可具有1500小時(shí)的希望的使用壽 命。然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)使用期間，內(nèi)部花鍵和與該內(nèi)部花鍵接合的另外的部件 的互補(bǔ)外部花鍵之間的略微相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致對(duì)花鍵的磨損和/或腐蝕，使得僅 在使用200個(gè)小時(shí)之后或可能甚至更少時(shí)間之后即需要日常維修。
因此，希望提供一種用于潤(rùn)滑諸如花鍵等動(dòng)力傳遞元件的系統(tǒng)和方法， 以在使用期間減小這種元件的磨損并增大這種元件的使用壽命。這種解決方 案將會(huì)有利地減小與涉及這種動(dòng)力傳遞元件的維護(hù)設(shè)備相關(guān)的時(shí)間和成本 的量。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)中的動(dòng)力傳遞元件的潤(rùn)滑 系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承和與該主發(fā)動(dòng)才幾軸承操作關(guān)聯(lián)的曲軸。該曲 軸包括端部，該端部包括具有動(dòng)力傳遞元件的腔，并且該腔能夠接納和接合 另外的機(jī)構(gòu)以將動(dòng)力傳遞給該另外的機(jī)構(gòu)。所述曲軸進(jìn)一 步包括居中地設(shè)置在所述端部?jī)?nèi)的第一油路，以及第二油路，該第二油路從主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承延伸 到所述曲軸中，以使所述第一油路與所述第二油路交叉。該系統(tǒng)還包括泵機(jī) 構(gòu)，該泵機(jī)構(gòu)用于將潤(rùn)滑油從所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承通過(guò)所述第二油路和所述第 一油路循環(huán)到所述曲軸，然后循環(huán)到所述腔，以潤(rùn)滑所述動(dòng)力傳遞元件。在 一個(gè)實(shí)施例中，所述動(dòng)力傳遞元件可包括花鍵或花鍵表面。
在另一方面，還公開(kāi)了一種用于潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力傳遞元 件的方法。
優(yōu)選地，在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，潤(rùn)滑油的恒定或基本供應(yīng)可被提供到所述 動(dòng)力傳遞元件，以減小部件磨損并合乎希望地延長(zhǎng)部件的使用壽命。


本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖來(lái)公開(kāi)，并僅用于例示目的。本發(fā)明在其應(yīng)用 中不限于附圖所示的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)或部件設(shè)置。本發(fā)明能夠?yàn)橐云渌鞣N方式實(shí)
踐或?qū)嵤┑钠渌鼘?shí)施例。相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的部件。在附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的用于潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的動(dòng)力傳遞元件
的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的內(nèi)部花鍵式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的PTO端部的一
個(gè)實(shí)施例的截面圖；并且
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的沿圖2的線2-2截取的示出花鍵潤(rùn)滑的放
大細(xì)節(jié)截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方面的用于通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸16潤(rùn)滑諸 如花鍵、鍵槽等(未示出)動(dòng)力傳遞元件的系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。 第一油路12被設(shè)置在曲軸16的端部11的中心。如所示并根據(jù)本發(fā)明的至 少一個(gè)實(shí)施例，端部11為曲軸16的動(dòng)力輸出(PTO)端。然而，可以預(yù)想 和考慮到在本發(fā)明的范圍內(nèi)，曲軸上的其它位置也被可使用，作為示例包括與PTO端相反的端部。端部11包括帶有表面13的腔19，該表面13包括動(dòng) 力傳遞元件(未示出)。腔19能夠接納另外的機(jī)構(gòu)(也未示出)，該另外 的機(jī)構(gòu)能夠接觸或接合用于與表面13結(jié)合的動(dòng)力傳遞元件。如所示，第二 油路14被設(shè)置為從主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承15 (例如，后部主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承)徑向向內(nèi) 延伸到曲軸16中。第一油路12與第二油路14交叉。
借助于現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)油泵或泵機(jī)構(gòu)6循環(huán)到后部軸承15的潤(rùn)滑油17， 流動(dòng)通過(guò)第二油路14到第一油3各12,然后流動(dòng)到腔19的中心。降流孔18 被典型地提供在第一油路12中，以控制潤(rùn)滑油17到腔19的流動(dòng)。然后到 達(dá)腔19的中心處或接近該中心的潤(rùn)滑油17能夠繼續(xù)向外行進(jìn)到向內(nèi)朝向的 表面13，由此能夠最終用于潤(rùn)滑具有動(dòng)力傳遞元件(再次未示出)的表面 13和插入到腔19中的任意另外的部件。通過(guò)這種方式，潤(rùn)滑油的恒定供應(yīng) 被提供到動(dòng)力傳遞元件，以在發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間沖掉包含在動(dòng)力傳遞元件中 或動(dòng)力傳遞元件上的污染物。
在至少一些實(shí)施例中，除了被提供到動(dòng)力傳遞元件(例如，內(nèi)部花4建)
以及任意互配元件(例如，互補(bǔ)外部花4建)的潤(rùn)滑油17以外，潤(rùn)滑油17還 可以通過(guò)這種借助于動(dòng)力傳遞元件連接到曲軸的另外的部件4吏潤(rùn)滑油17也 能夠被進(jìn)一步連通到其它設(shè)備。例如，如果具有互配元件(例如，外部花鍵) 的另外的部件也包括離合^L構(gòu)(例如，多盤式液壓致動(dòng)離合器)，則加壓油 將從腔19的中心(其由第一油路12提供)供應(yīng)到外部花鍵內(nèi)的接納通路并 相繼供應(yīng)到離合機(jī)構(gòu)。
參見(jiàn)圖2并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，內(nèi)部花鍵式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸21的PTO 端20的一個(gè)實(shí)施例的截面圖被示出。如所示，曲軸21通過(guò)曲軸箱22被旋 轉(zhuǎn)地支撐。轉(zhuǎn)接板24也被示出，并且盡管未示出，但可以想到的是，泵(例 如，上述類型的液壓泵)能夠并典型地被緊固到轉(zhuǎn)接板24。如下文所述， 泵用于通過(guò)曲軸使?jié)櫥脱h(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)閉合板42也被示出并進(jìn)一步參照?qǐng)D 3進(jìn)4亍描述。如上所述，端部20為曲軸21的PTO端。然而，再次可以預(yù)想 到，在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，潤(rùn)滑可在曲軸上的其它位置實(shí)現(xiàn)，作為示例包括與PTO端相反的端部。
圖3是沿圖2的線2-2截取的放大細(xì)節(jié)截面圖。由曲軸箱(圖2)支撐 的內(nèi)部花鍵式發(fā)動(dòng)才幾曲軸21再次被示出。端部20包括具有表面28的腔26， 該表面28包括內(nèi)部花鍵30 (或花鍵齒)。腔26能夠接納另外的機(jī)構(gòu)(未 示出)，該另外的機(jī)構(gòu)具有帶有外部花鍵的表面，該外部花鍵能夠接觸或接 合表面28的內(nèi)部花鍵30，并由此與表面28的內(nèi)部花鍵30互補(bǔ)。如所示， 第二油路32被提供為徑向向內(nèi)延伸到曲軸21中。與腔26相鄰的第一油路 34與第二油路32交叉。第一油路34被提供在曲軸21的中心處或在該中心 周圍。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二油路通過(guò)鉆進(jìn)至曲軸中的通路而形成， 其中第二油路被垂直地交叉鉆進(jìn)至曲軸中。在此應(yīng)注意的是，盡管示出能夠 接納或接合具有外部花鍵的另外的機(jī)構(gòu)的內(nèi)部花鍵式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，但應(yīng)理解 的是，根據(jù)需要，這種花鍵形式可被顛倒(例如，曲軸可采用外部花鍵，該 外部花鍵能夠接納另外的部件的內(nèi)部花鍵)。此外，如上參照?qǐng)Dl所述，盡 管花鍵在此被示出，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可預(yù)想和考慮到其它動(dòng)力傳遞元 件。最后，盡管第一和第二油路被示出為在曲軸的中心處或接近該中心以約 90度的角度彼此交叉，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可預(yù)想和考慮到其它角度和 位置。所述通路的尺寸和具體形狀為了方便也可改變。
如箭頭所示，潤(rùn)滑油通過(guò)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)油潤(rùn)滑泵(也未示出)循環(huán)到后 部軸承(未示出)。該油然后流動(dòng)通過(guò)第二油路34到第一油路32,然后流 動(dòng)到腔26。優(yōu)選地，降流孔36被典型地提供在第一油路32中，以控制潤(rùn) 滑油到腔26 (具體而言到內(nèi)部花鍵30)的流動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)流量降低，塞38 被包括并被驅(qū)動(dòng)或緊固在所述孔內(nèi)。適于使用在本發(fā)明中以控制油流動(dòng)到內(nèi) 部花鍵的 一個(gè)塞是，可從位于美國(guó)威斯康星州的科勒的科勒公司購(gòu)得的零件 號(hào)為24 139 05的杯塞(Cup Plug)。如箭頭進(jìn)一步所示，到達(dá)腔26的潤(rùn)滑 油然后繼續(xù)行進(jìn)，以潤(rùn)滑表面28的內(nèi)部花鍵30以及插入在腔26中的任意 另外的部件。曲軸通常包括防止油從發(fā)動(dòng)機(jī)滴出的密封件。如在本實(shí)施例中 所示，這種密封件被移除或消除，取而代之的是，通道40被鉆出在或者形成在閉合板42中。通道40限定或提供回油路徑，潤(rùn)滑油通過(guò)該回油路徑例 如經(jīng)過(guò)曲軸箱槽(也未示出)返回到發(fā)動(dòng)機(jī)油泵(未示出)。通過(guò)這種方式， 潤(rùn)滑油的恒定或基本恒定供應(yīng)被提供到花鍵，以在發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間去除污染物。
如，雙發(fā)動(dòng)機(jī)、單發(fā)動(dòng)機(jī)等)。預(yù)期用于本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)包括也由位于美國(guó) 威斯康星州的科勒的科勒公司制造的指揮⑧(Command )發(fā)動(dòng)機(jī)。
特別指出的是，本發(fā)明并非限于包含在本文的實(shí)施例和圖示，而是包括
它實(shí)施例的改進(jìn)形式。
權(quán)利要求
1、一種用于潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的花鍵的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承；與所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承操作關(guān)聯(lián)的曲軸，該曲軸具有帶有腔的動(dòng)力輸出(PTO)端，所述腔具有帶有內(nèi)部花鍵或外部花鍵的表面，所述腔能夠接納另外的機(jī)構(gòu)，該另外的機(jī)構(gòu)包括具有互補(bǔ)花鍵的表面，所述曲軸進(jìn)一步包括基本上居中地設(shè)置在所述PTO端中的第一油路和與該第一油路交叉的第二油路；以及泵機(jī)構(gòu)，該泵機(jī)構(gòu)用于將油循環(huán)到所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承，以使?jié)櫥蛷乃龊蟛恐靼l(fā)動(dòng)機(jī)軸承通過(guò)所述第二油路和所述第一油路流動(dòng)到所述曲軸，然后流動(dòng)到所述腔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中降流孔被提供以控制潤(rùn)滑油到所 述腔的流動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于所述孔內(nèi)以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑 油流量降低的塞。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第一油路包括所述降流孔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中到達(dá)所述腔的所述潤(rùn)滑油繼續(xù)向 外行進(jìn)到內(nèi)部花鍵的向內(nèi)朝向的表面，并用于潤(rùn)滑所述內(nèi)部花鍵和插入到所 述內(nèi)部花鍵中并與該內(nèi)部花鍵嚙合的任意另外的機(jī)構(gòu)的任意互補(bǔ)外部花鍵。
6、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中具有所述互補(bǔ)花鍵的任意另外的部 件包括離合機(jī)構(gòu)，并且，油從所述第一油路被提供到所述腔，然后從所述腔 供應(yīng)到所述離合機(jī)構(gòu)。
7、 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述油通過(guò)所述互補(bǔ)花鍵內(nèi)的接納 通路從所述腔提供到所述離合機(jī)構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述第二油路從所述后部主發(fā)動(dòng)機(jī) 軸承徑向向內(nèi)延伸在所述曲軸中，并以約90度的角度與所述第一油路交叉。
9、 一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 主發(fā)動(dòng)4幾軸承；與所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承操作關(guān)聯(lián)的曲軸，該曲軸具有包括腔的端部，所述 腔具有動(dòng)力傳遞元件，所述腔能夠接納和接合另外的機(jī)構(gòu)以將動(dòng)力傳遞給該 另外的機(jī)構(gòu)，所述曲軸進(jìn)一步包括基本上居中地設(shè)置在所述端部?jī)?nèi)的第一油 路，以及第二油路，該第二油路從主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承延伸到所述曲軸中以使所述 第一油路與所述第二油路交叉；以及泵機(jī)構(gòu)，該泵機(jī)構(gòu)用于將潤(rùn)滑油從所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承通過(guò)所述第二油路 和所述第一油路循環(huán)到所述曲軸，然后到所述腔以潤(rùn)滑所述動(dòng)力傳遞元件。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括降流孔，該降流孔具有緊固 在該降流孔中的塞，該塞被提供以控制潤(rùn)滑油到所述腔的流動(dòng)。
11、 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述第一油路包括所述降流孔。
12、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述端部為動(dòng)力輸出(PTO)端。
13、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中潤(rùn)滑油通過(guò)在離合器組件的任意側(cè) 上的任意潤(rùn)滑流體屏障被提供到所述動(dòng)力傳遞元件。
14、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，潤(rùn)滑油的恒定 供應(yīng)被提供到所述動(dòng)力傳遞元件。
15、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)為通用發(fā)動(dòng)機(jī)。
16、 一種用于潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)4幾動(dòng)力傳遞元4牛的方法，該方法包才舌 提供潤(rùn)滑系統(tǒng)，該潤(rùn)滑系統(tǒng)包括主發(fā)動(dòng)纟幾軸7 義；與所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承搡作關(guān)聯(lián)的曲軸，該曲軸具有帶有腔的動(dòng)力輸 出(PTO)端，所述腔具有帶有動(dòng)力傳遞元件的表面，所述腔能夠接納另外 的機(jī)構(gòu)以將動(dòng)力傳遞給該另外的機(jī)構(gòu)，所述曲軸進(jìn)一步包括基本上居中地設(shè) 置在所述PTO端中的第一油路和與該第一油路交叉的第二油路；和用于將油循環(huán)到所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承和所述曲軸的油潤(rùn)滑泵機(jī)構(gòu)；以及使用所述油潤(rùn)滑泵機(jī)構(gòu)使油循環(huán)，以使?jié)櫥蛷乃鲋靼l(fā)動(dòng)機(jī)軸 K流動(dòng)通過(guò)所述第二油路和所述第一油路，然后流動(dòng)到所述腔，從而潤(rùn)滑所述動(dòng)力 傳遞元件。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一和所述第二油路中的至 少一個(gè)包括降流孔，該降流孔具有緊固在該降流孔中的塞，并且該方法進(jìn)一 步包括使用緊固在所述降流孔內(nèi)的所述塞控制潤(rùn)滑油到所述腔的流動(dòng)。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述循環(huán)進(jìn)一步包括潤(rùn)滑與所述 曲軸的所述動(dòng)力傳遞元件接合的任意另外的機(jī)構(gòu)的任意另外的動(dòng)力傳遞元 件。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中具有帶有所述另外的動(dòng)力傳遞元 件的所述表面的所述另外的機(jī)構(gòu)包括離合機(jī)構(gòu)，并且該方法進(jìn)一 步包括通過(guò) 所述第一油路將油提供到所述腔，和將油從所述腔供應(yīng)到所述離合機(jī)構(gòu)。
20、 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述油經(jīng)由具有所述動(dòng)力傳遞元 件的所述表面內(nèi)的接納通路從所述腔提供到所述離合機(jī)構(gòu)。
21、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述動(dòng)力傳遞元件為花鍵表面， 并且在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，油到所述花鍵表面的循環(huán)是恒定的。
全文摘要
本文公開(kāi)了一種潤(rùn)滑系統(tǒng)(10)和方法。該系統(tǒng)(10)包括主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承(15)和與該軸承(15)操作關(guān)聯(lián)的曲軸(16)。該曲軸(16)包括端部(11)，該端部具有帶有動(dòng)力傳遞元件(13)(例如，花鍵)的腔(19)。該腔(19)可接納和接合另外的機(jī)構(gòu)以將動(dòng)力傳遞給該機(jī)構(gòu)。所述曲軸(16)進(jìn)一步包括設(shè)置在所述端部?jī)?nèi)的第一油路(12)和從所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承延伸到所述曲軸中的第二油路(14)。所述第一油路與所述第二油路交叉。該系統(tǒng)還包括泵機(jī)構(gòu)，用于將油從所述主發(fā)動(dòng)機(jī)軸承通過(guò)所述第二油路和所述第一油路循環(huán)到所述曲軸，并循環(huán)到所述腔以潤(rùn)滑所述動(dòng)力傳遞元件。在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，潤(rùn)滑油的恒定供應(yīng)可被提供到所述動(dòng)力傳遞元件以減小部件磨損。
文檔編號(hào)F01M1/02GK101568700SQ200780047886
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者喬治·A·揚(yáng)庫(kù)斯基 申請(qǐng)人:科勒公司