CN100491708C - 具有附加空气供应的曲轴箱扫气式双冲程内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种曲轴箱扫气式双冲程内燃机(1)，其具有布置成到其输送管道(3)的附加空气供应(2)，所述输送管道连接曲轴箱体积(4)和输送口(5)。在布置在活塞环(10，11)下面的活塞(7)中有至少一个凹窝(6，24)，并且进一步在所述活塞中或在发动机气缸(9)的气缸壁(29)中布置有流动通道(12；13；14)，所述凹窝被布置成在一些活塞位置处与输送口和流动通道对准，以在输送口和曲柄箱体积之间建立连通。这将消除输送管道中的压力波动。同时或优选其后，输送口将连接到附加空气供应。

Description

具有附加空气供应的曲轴箱扫气式双冲程内燃机
技术领域
本发明涉及一种曲轴箱扫气式双冲程内燃机，其具有布置成供应到其输送管道的附加空气供应，所述输送管道连接曲轴箱体积和输送口。该发动机主要用于手持工具。
背景技术
关于曲轴箱扫气式发动机的难题是向燃烧室提供均匀的空气-燃料混合物，尤其是如果发动机带有供应给输送管道的附加空气供应。均匀混合物可以通过所谓的长输送管道实现，然而长输送管道往往使曲轴箱复杂和庞大。对于带有供应给输送管道的附加空气的双冲程发动机来说，重要的是保持输送管道中的空气与空气-燃料混合物分离，以便尽可能防止来自输送管道的空气-燃料混合物通过排气口出去。该分离(也被称为分层)常常通过使输送管道变长和变窄而实现，因而防止了或至少减少了不同扫气的混合。该长度也用于工具及其发动机的预期性能。长输送管道用于在低速下的高转矩，较短管道用于在高速下的高转矩。
然而，往往在操作期间在发动机的输送管道中产生速度依赖性压力变化。这些压力变化由包含在输送管道中的气体的振荡产生。对于长且窄的输送管道来说这些压力变化特别大，但是对于短且窄的输送管道来说它们也相当大。这些压力变化随着发动机的速度而变化。当在不同速度下打开供应给输送管道的附加空气供应时，这将导致在一些速度下空气供给减小，而在其他速度下空气供给增加。所以，发动机的工作不如预期那样好。供应给输送管道的附加空气的量的变化导致发动机的总空气燃料比率随着速度而变化，所以是一个问题。
发明内容
本发明的目的在于消除或至少减小以上指出的缺陷。
在开始提到的所述类型的曲轴箱扫气式内燃机中实现了该目的，其中在布置在活塞环下面的活塞中有至少一个凹窝，并且进一步在所述活塞中或在发动机气缸的气缸壁中布置有流动通道，所述凹窝被布置成在某些活塞位置处与输送口和流动通道对准，以在输送口和曲柄箱体积之间建立连通。该设计具有许多优点。流动通道将连接输送口和曲柄箱体积。这将消除输送管道中的压力波动。同时或优选其后，输送口将连接到附加空气供应。由于该设计，对于发动机速度来说输送管道的顶部中的压力将与曲轴箱体积中的压力相同。所以附加空气注入到输送管道将变化很小，从而使发动机的性能增加。
附图说明
下面将参考附图描述本发明，所述附图以示例的目的显示了本发明的优选实施方式。
图1从侧视的角度示意性地示出了第一实施方式的发动机。发动机气缸和曲轴箱在剖视图中示出，而活塞仅仅以侧视的角度示出并且部分被切除。
图2示意性地示出了根据本发明的发动机的第二实施方式并且也为局部剖视图。
图3示意性地示出了根据本发明的发动机的第三实施方式并且也为局部剖视图。
具体实施方式
参考图1，显示了根据本发明的第一实施方式的发动机。为了清楚起见，气缸9和曲轴箱17在纵向横截面中被显示，但是活塞7在侧视图中被显示。这使得更容易看到活塞中的许多凹窝。而且活塞被部分切除以使气缸壁中的所有端口可见。该发动机具有两个输送管道3，但是仅有一个是可见的，然后也可以具有三个、四个或五个或者可能是一个。这意味着活塞中所示的凹窝与纸面以上的端口配合，而在活塞的不可见后侧上的凹窝与所示的端口配合。发动机1具有带气缸孔的气缸9，该气缸具有气缸壁29。活塞7用来在气缸孔中可移动。活塞通过活塞杆18连接到曲轴16。气缸连接到曲轴箱17。活塞7的下侧和曲轴箱17形成曲轴箱体积4，当活塞上下移动时所述曲轴箱体积将变化。至少一个输送管道3连接曲轴箱体积和输送口5，在这里输送管道3在曲轴箱中的第一部分23中开始。
进气管道20连接到发动机气缸以及用于供给附加空气2的空气管道21。两个管道20、21被结合为共用进气系统19，该进气系统具有固定到气缸的挡板25。还有火花塞26。进气管道20从燃料供应单元例如汽化器(未显示)通向气缸壁14中的进气口27。所以当活塞上升到进气口27上方时空气和燃料的混合物将通过进气口27向下吸入到曲轴箱体积内。附加空气2通过空气管道21供应到空气供应口22。当活塞中的第二凹窝24将与空气供应口22和输送口5对准时，空气将向下被吸入到输送管道3中。空气将几乎完全充满输送管道。这是带有附加空气的活塞开口曲轴箱扫气式双冲程发动机的正常操作。
对于本发明该操作稍微被修改。如图1、2和3中所示，当活塞7从底部止点位置向上移动时，活塞中的第一凹窝6将达到与输送口5对准。采用至少一个开孔12的形式的流动通道12布置在第一凹窝6中。所以它连接输送口5和活塞7的内部，即曲轴箱体积4。活塞中的开孔12优选地采用单个孔的形式，该开孔的直径大于4mm但是小于10mm，并且优选地大于5mm但是小于8mm，或者采用单个开孔的形式，该开孔具有不同的形状但是具有相应的面积。活塞中的单个开孔的中心从穿过曲轴16的中心的活塞和气缸孔的纵向中心轴28横向地偏移大于2mm但是小于15mm，并且优选地大于4mm但是小于12mm。代替单个开孔，在活塞中可以有两个或以上的开孔，例如圆形或方形孔，所述开孔具有与直径大于4mm但是小于10mm的圆孔相应的面积。
活塞中的第一凹窝被布置在活塞环10、11下方的活塞的上部区域中。活塞的单个开孔的偏移位置明显是有利的，因为它允许开孔12侧向于硬化部分的一侧，所述硬化部分从活塞销8纵向地上行以承受来自活塞销的重负荷。
也可以制造流动通道或开孔12，使得它也充当凹窝6。于是它必须侧向地位于活塞中，从而它将在某些活塞位置与输送口对准。
图2显示了本发明的第二实施方式。在这里流动通道13作为基本上纵向的管道被布置在气缸壁14中，该流动通道具有基本上侧向地位于输送口5旁边的至少一个开口端15。这意味着第一凹窝6将在某些第一活塞位置处与开口端15和输送口5两者对准。流动通道13在气缸壁中或曲轴箱17中的活塞下面的曲轴箱体积中向上敞开。这意味着流动通道13使输送口与曲轴箱体积连通。通常流动通道13被布置成在其整个长度上朝着气缸壁张开。流动通道13的长度大于活塞的高度，从而流动通道13对于在活塞下方的流动向上敞开。通常该敞开的流动通道13通过压铸气缸9形成，并且流动通道具有开口凹槽13的形状。
两个实施方式都显示了一种发动机，其中供应给输送管道的附加空气供应2通过连接到气缸9的空气管道21和通过通向空气供应口22的气缸壁14布置，在某些活塞位置处空气供应口22通过活塞7中的凹窝24连接到输送口5。这两个实施方式显示了两个不同的活塞凹窝6、24，第一凹窝6与第二凹窝24分离并且位于第二凹窝24上方。当活塞从所示的底部止点位置上升时，输送口5将在某些第一活塞位置首先与第一凹窝6对准，然后输送口5将在某些第二活塞位置与第二凹窝对准。这是有利的，因为带有端口5的输送管道3将首先在第一活塞位置期间准备好用于将在第二活塞位置期间进行的附加空气供应。然而也可以通过在两个凹窝6、24之间进行连接，例如从前一凹窝24的左上角上升，用单个凹窝24达到相同的良好效果。在两个所示的实施方式中有两个空气管道21，它们均通向空气供应口22。但是也可以有单个空气管道21和在气缸壁中的支路，从而空气分流到两个不同的空气供应口22。
考虑到附加空气的供应，所示的两个实施方式因而被称为活塞开口发动机。这也适用于图3中所示的第三实施方式。然而，本发明也可以用于其附加空气通过止回阀(也被称为簧片阀)直接供应到其输送管道3的发动机。而且在该情况下，通过在供给附加空气的不同速度下给予改善条件的本发明，可以改善空气供给。
图3显示了一种发动机，其中流动通道14布置在气缸壁29中位于空气供应口22和在气缸孔表面上的进气口27之间。流动通道14也可以向下更深地被布置在气缸壁中和/或连接的进气系统19中。特别简单的是将流动通道作为凹陷布置在气缸和进气系统19之间的交泄安装面的一个或两个中。所有这些选择通过活塞凹窝24、空气供应口22、流动通道14，进气口27和活塞下方在输送口5和曲轴箱体积之间建立连通。

Claims (13)

1.一种曲轴箱扫气式双冲程内燃机(1)，其具有布置到其输送管道(3)的附加空气供应(2)，所述输送管道连接曲轴箱体积(4)和输送口(5)，到所述输送管道(3)的附加空气供应(2)通过连接到所述气缸(9)的空气管道(21)和通过通向空气供应口(22)的气缸壁(29)布置，所述空气供应口在一些活塞位置处通过所述活塞(7)中的凹窝(24)连接到所述输送口(5)，其特征在于，在活塞(7)中有至少一个凹窝(6，24)布置在活塞环(10，11)下面，并且进一步在所述活塞中或在发动机气缸(9)的气缸壁(29)中布置有流动通道(12；13；14)，所述凹窝被布置成在一些活塞位置处与所述输送口和所述流动通道对准，以在所述输送口和所述曲柄箱体积之间建立连通。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述流动通道(12)被以开孔(12)布置在所述活塞(7)中。
3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述活塞中的所述开孔是直径大于4mm但是小于10mm的至少一个圆孔，或者是具有不同形状但是具有相当面积的至少一个开孔。
4.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，所述流动通道(12)也作为凹窝(6)并且侧向地位于所述活塞中，使得所述流动通道(12)将在某些活塞位置处与所述输送口(5)对准。
5.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，为至少一个开孔(12)的形式的所述流动通道(12)位于所述第一凹窝(6)内。
6.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，为至少一个开孔(12)的形式的所述流动通道(12)位于所述第一凹窝(6)内。
7.根据前述任一权利要求所述的内燃机，其特征在于，在所述活塞中的所述开孔为单孔(12)的形式，该单孔的直径大于4mm但是小于10mm，或者为具有不同的形状但是具有相当面积的单开孔的形式。
8.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，在所述活塞中的所述单开孔的中心从穿过所述曲轴(16)的中心的活塞和气缸的纵向中心轴线横向地偏移大于2mm但是小于15mm。
9.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述流动通道(13)被以基本上纵向的管道布置在所述气缸壁(29)中，所述流动通道具有基本上侧向地位于所述输送口(5)旁边的至少一个开口端(15)。
10.根据权利要求9所述的内燃机，其特征在于，所述流动通道(13)被布置成在其整个长度上朝着所述气缸壁(29)敞开。
11.根据权利要求10所述的内燃机，其特征在于，所述气缸(9)通过压铸形成，并且所述流动通道(13)具有开口凹槽(13)的形状。
12.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述流动通道(14)被布置在气缸壁(29)中位于空气供应口(22)和在气缸孔表面上的进气口(27)之间，或者向下更深地被布置在所述气缸壁中或连接的进气系统(19)中，从而在所述输送口(5)和所述曲轴箱体积之间通过所述活塞凹窝(24)、所述空气供应口(22)、所述流动通道(14)、所述进气口(27)和所述活塞(7)下方建立连通。
13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、8、9或10所述的内燃机，其特征在于，在所述活塞中有至少一个第一凹窝(6)和至少一个第二凹窝(24)。
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