CN101135264B - 具有改进的旁通管的两冲程发动机 - Google Patents
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Abstract
为了提供一两冲程发动机,尤其是用于移动式手持工作机械的两冲程发动机,包括一在气缸中形成的燃烧室和一在气缸中被导向的活塞,以致活塞能进行一升降运动,其中,设置至少一个旁通管(100),该旁通管至少由一在燃烧室侧的通入段(10)、一上升段(11)和一在曲轴箱侧的入口段(12)形成,其中通入段(10)通过大体平行于活塞筒体布置的上升段(11)与入口段(12)相连,该发动机由于其几何设计,即使保持小的通向燃烧室的窗口,也有小的流动阻力,并且允许简单地制造,建议旁通管(100)在入口段(12)中形成一完整管路,该完整管路按单流的方式进入上升段(11),并至少在上升段(11)的与通入段(100)相邻的上部区域内至少分割成一第一分管路(13)和一第二分管路(14)。
Description
技术领域
本发明涉及一两冲程发动机,尤其是用于移动式手持工作机械如机动链条锯、机动剪草机、切断机或类似物的两冲程发动机,它有一在气缸中形成的燃烧室,该燃烧室由一活塞界定,该活塞在气缸中被导向,以致它能进行一升降运动,该活塞借助连杆驱动一可旋转地安装在曲轴箱中的曲轴,在燃烧室中设置至少一个旁通管(/transfer port),该旁通管在活塞处于一定的位置时以流体方式连接曲轴箱,旁通管至少由一在燃烧室侧的通入段、一上升段和一在曲轴箱侧的入口段形成,通入段通过大体平行于活塞筒体布置的上升段与入口段相连。
那些在上述机械中使用的两冲程发动机的特征为,有一个或多个旁通管,燃料和空气的混合物就通过所述旁通管从曲轴箱送入燃烧室中。由于加入一定比例的润滑油,流经曲轴箱的燃料空气混合物还同时润滑曲柄机构,其中曲轴箱还包括一供应孔,两冲程混合物就通过该供应孔供应。
背景技术
已知的现有技术在下面的图形详细说明(见图4a和4b)中作了详细说明,连同其优点和缺点,因此在此处不再详细讨论。
欧洲专利申请EP 1 574 683 A1公开了一种具有旁通管的两冲程发动机,该旁通管划分成一第一分管路和一第二分管路。在此可以看到,第一分管路和第二分管路的分割部延伸穿过通入段以及穿过整个上升段直至进入入口段。
DE 102 23 069 A1也公开了一种两冲程发动机,尤其是移动式手持工作机械中的两冲程发动机,它有一在气缸中形成的燃烧室,该燃烧室由一往复的活塞界定。两冲程发动机有一旁通管,该旁通管在确定的活塞位置将曲轴箱与燃烧室相连。按照此实施例,旁通管同样分割成一第一旁通管和一第二旁通管,其分割部贯穿整个旁通管延伸。
在现有技术的旁通管的实施例中,问题在于,具有小的流动截面的管路的铸造零件的制造设计常常遇到重要的技术困难。为了得到用于燃烧室的最大扫气截面,常常在每一侧设置两个旁通管或者甚至三个旁通管。当在每个气缸侧布置多个旁通管时,为了制造铸模,就产生这样的问题,即必须提供多个沿一很长距离延伸的小管路。但是,这种设计的缺点在于,沿气缸周围的旁通管的截面不能显著地加大,要不然,在通入段区域中,通向燃烧室的窗口就变得太大,活塞环有可能卡止或卡住。另一个问题为,小的、非常细长的管路的设计造成相当大的压力损失,这种损失妨碍燃烧室中的气缸充量的提供。
发明内容
因此,本发明的目的为提供一具有至少一个旁通管的两冲程发动机,该旁通管,由于其几何设计,即使保持较小的通向燃烧室的窗口,也有低的流动阻力,并且在铸造技术上允许简单地制造。
此目的通过具有如权利要求1的特征的两冲程发动机达到。本发明的有利的进一步发展在各从属权利要求中描述。
本发明实现这样的理论,即旁通管在入口段形成一完整管路,该完整管路按单流的方式进入上升段,并至少在上升段的与通入段相邻的上部区域内才至少分割成一第一分管路和一第二分管路。
本发明的基本概念为提供一旁通管,它允许简单地铸造生产。铸造生产的简单化来源于单流的流动管路,它从入口段出发,基本上在整个上升段上延伸,从而单流的流动管路的分割成第一分管路和第二分管路在朝燃烧室的上流动端处才发生。即使在大的总截面的情况下,仍然有可能避免通向燃烧室的大面积开口,这样就消除活塞环在开口中的卡止或卡住问题。在此情况下,整个管路形成一单流的流动截面,该流动截面至少包括第一分管路和第二分管路的总截面。基本平行于活塞筒体布置的上升段只需要一个实心的芯体,在上升段的上端部区域才分割成第一分管路和第二分管路。
按照本发明的一个有利的实施例,通入段经由一偏转区进入上升段。此外,上入口段的延伸方向与上升段的延伸方向形成一70°至110°的角,最好为80°至100°的角,特别优选为85°至90°的角。所有这些角度值也涉及到上升段的延伸方向与通入段的延伸方向的关系,以致所有入口段和通入段的开口都指向同一方向。
按照本发明的另一个有利的实施例,分割部在上升段的与偏转区邻接的区域内开始,以致分割部只在偏转区和通入段中将旁通管分成第一和第二分管路。偏转区将入口段的水平路径与上升段的垂直路径分开,按照此实施例的分割部在从上升段过渡成偏转区的过渡区中开始,由此仅在分割成第一分管路和第二分管路以后,偏转区和通入段才进行分割。分割部也可以在偏转区内开始。
按照另一实施例,分割部只在通入段的与偏转区邻接的区域中才开始,以致分割部只在入口段与燃烧室邻接的区域中将旁通管分割成第一和第二分管路。在这些不同的示例性实施例中,分割部沿流动方向的路径(流动方向的路径从入口段开始,经由上升段,直至到达通入段)较晚地实现,以致按照最后提到的示例性实施例,分割部只在与燃烧室邻接的水平延伸的通入段上才开始。此处,分割部可以以这样的方式沿一短的路径发生,以致形成一种类型的桥接部,以避免有太大的窗口经过入口段的开口进入燃烧室,因而旁通管基本按单流的方式设计,并且只在入口段的沿流动方向的最后的局部区域中有分割部。
两冲程发动机可以有利地设计成按照先用纯空气扫气而后用过浓混合气扫气(Luftvorlage)的原理来运行,从而提供至少一个清洁空气管路,所述清洁空气管路以流体的方式与旁通管连接。当一两冲程发动机按照先用纯空气扫气而后用过浓混合气扫气的原理运行时,在供给燃料空气混合物之前就接收增压的空气,以防止未燃烧的燃料从两冲程发动机中跑出。为此,提供一清洁空气管路,它延伸至实际的旁通管的侧面。清洁空气的向旁通管的通入口可以在偏转区的高度上实现。从而提供了这样的可能性,即可以通过经过一沿侧向布置的清洁空气管路供给清洁空气,将清洁空气在旁通管的整个流动截面上分布,从而清洁空气不仅仅经过第一或第二分管路供至燃烧室。
本发明还扩大至一用于制造两冲程发动机中的旁通管的铸模,其中,为了形成旁通管,铸模在入口段中形成一完整管路,该完整管路以单流的方式进入上升段,并至少在与通入段邻接的上升段的上部区域分割成至少一第一分管路和一第二分管路。按照本发明的用于制造两冲程发动机的旁通管的铸模还包括用于制造两冲程发动机的气缸的铸模,其中,形成至少一个按照本发明的旁通管。在此情况下,铸模有一芯体,它有经过入口段和经过大部分上升段或甚至入口段的单流的流动导向。
按照铸模的另一实施例设置成,上通入段经由铸模的一偏转区进入上升段,其中,分割部在上升段的与偏转区邻接的区域中开始,而偏转区和通入段则通过第一和第二分管路形成。每个段和偏转区都有合适的铸造标准半径,分割部本身也具有圆形的轮廓,以优化流动性能。
按照铸模的另一个示例性实施例,分割部在通入段的与偏转区的邻接的区域开始,以致分割部将通入段只在与燃烧室邻接的区域中分割成一第一和第二分管路。不过,只在与燃烧室邻接的入口段区域中制出的分割部应当有一最小厚度,以便不减弱按此方式形成的桥接部的所需要的最小铸造横截面积。
按照另一有利的示例性实施例设置成,铸模设计成用于重力铸造工艺的砂模,在两冲程发动机的气缸中提供两个旁通管。特别是,在砂模的情况下,较大的内管路是有利的,因为它较容易地从砂模中取出铸造的气缸。所形成的内流动截面越大,则模型与砂模的分离越容易。
附图说明
改进本发明的其它措施在从属权利要求中给出,或在下面连同本发明的优选的示例性实施例的说明参考附图予以解释。纯示意地示出:
图1a示出按照本发明的旁通管的一个实施例的透视图,分割在偏转区的前面开始;
图1b示出图1a中的旁通管的实施例的第二透视图;
图2a示出按照本发明的旁通管的第二实施例的透视图,分割在偏转区的后面在入口段的区域中才开始;
图2b示出图2a中的旁通管的示例性实施例的另一透视图;
图3示出一旁通管的透视图,它具有在其侧面形成的清洁空气管路;
图4a示出按照现有技术的旁通管的透视图;以及
图4b示出在图4a中示出的按照现有技术的旁通管的实施例的另一透视图。
具体实施方式
图4a和4b示出来自现有技术的旁通管100。旁通管100构成为两冲程发动机的气缸壁内部的管路形空腔。因此,图4a和4b表示为安装在气缸中的空腔的包络体。旁通管100由三段形成,它们可分割成一通入段10,该通入段直接通向气缸的燃烧室。通入段10与一上升段11连接,该上升段基本上平行于气缸中的活塞升降运动的方向延伸。此上升段进入一入口段12,该入口段通向两冲程发动机的曲轴箱。因此,建立一流体连接,以便从曲轴箱将燃料空气混合物送入燃烧室中。各个段的各自的延伸方向彼此大致为90°,以致旁通管在通入段10与上升段11之间形成一90°左右的角,在上升段11与入口段12之间也形成一90°左右的角。因此,入口段10和通入段12的各自的开口都指向同一方向。
通入段10直接通向气缸的引导活塞的导向面。在往复的活塞式发动机的多数实施例中,活塞包括所谓的活塞环,它们沿气缸壁滑动并且密封活塞与气缸之间的滑动导向。活塞环在此处受到一沿径向向外的预应力,而且,如果入口段的开口在燃烧室中有太大的面积,活塞环就会被推入入口段中。在活塞环的升降运动中,它们可能在由通入段形成的窗口中卡住或卡止。因此,在通入段10的开口内提供一桥接件,以使通入段10被分割成一第一分管路13和一第二分管路14。通过分割部15开始分割成第一和第二分管路13和14,分割部15设置在入口段12中或至少设置在这个入口段的区域中。因此,整个上升段和后续的通入段10已经以第一和第二分管路13和14的形式按双流的方式延伸,从制造的观点,要做到这一点是昂贵的。
按照本发明的旁通管100的方案示于图1a至图3中,旁通管100对应于包含在两冲程发动机的气缸壁内的旁通管的包络体。这意味着,图中的图形每个对应于用于在两冲程发动机的气缸中提供一个空腔的芯体,其具有所示的构造。
图1a和1b中的旁通管有一通入段10,该通入段基本有一与上升段11成直角的延伸方向。上升段11垂直布置,并且大致平行于在气缸中被导向的活塞的运动方向定向。上升段11进入入口段12,该入口段通向此处同样未示出的曲轴箱。因此,由旁通管100形成两冲程发动机的曲轴箱与燃烧室的流体连接。旁通管可以按照分布的方式形成在两冲程发动机的气缸的圆周上,至少是一个,最好是两个甚至是多个。旁通管100在入口段12形成一单流管路,并且以单流的方式进入上升段11。分割部15只在上升段11的上端部区中实现,以致形成一第一分管路13和一第二分管路14。通入段10通过一偏转区16与上升段11连接,以使分割部15沿流动方向布置,甚至在偏转区16之前。其结果为,旁通管100按双流的方式同时在偏转区16中和在通入段10的区域中形成。
图2a和2b示出按照本发明的第二示例性实施例的旁通管100的两个不同的透视图。按照流动方向,旁通管100起初包括入口段12,该入口段进入上升段11,并且最终在通入段10终止。按照此示例性实施例,分割部15在偏转区16之后实现,也就是说,在入口段10内发生。分割部15的准确布置示于图2b中,其中示出,分割部在通向燃烧室的通入口的附近设置在通入段10内。因此,分管路13和14是非常短地构成,以致在两个分管路13和14之间只提供一个桥接部。从通入段10经由偏转区16至上升段11的过渡可以按流动的方式实现,以致从实际的几何形状来看,各个段的分割并不是很明显。不过,本发明的概念推广成,尽可能晚地沿流动方向设置分割部15的起始端,以使这样能产生第一分管路13和第二分管路14短的构造。这造成单流管路在旁通管100内有一尽可能长的段。
按照图3中的旁通管100的图示,除去通入段10、上升段11和入口段12,还设置一清洁空气管路17,该清洁空气管路通向偏转区16。清洁空气管路用于向空气扫气缸供应扫气空气,它可以例如设计成一用针阀控制的空气扫气缸。按照分割部15的图示,分割部在通入段10之前开始,其中,具有清洁空气管路17的旁通管100的一个实施例可能还包括一分割部15,其按照图2中所示的实施例设计在通入段10的与燃烧室邻接的区域上。
本发明的实施并不限于上述的优选的示例性实施例。反之,可以设想有许多变型,这些变型也可以利用所示的解决方案,即使它们基本上有不同的设计。因此,可以例如设置成,旁通管100沿流动方向包括至少两个分割部15,以使同时形成一第一分管路、一第二分管路和一第三分管路。因此,入口段10内的最后部分是三流的,此实施例并不背离本发明的概念。也可以提供两个清洁空气管路17,它们同时在左侧和右侧通向旁通管100的实际流动管路。通入不仅可以在偏转区16中发生,并且还可以在通入段10、上升段11或入口段12的里面设置。
附图标记清单
100旁通管;10通入段;11上升段;12入口段;13第一分管路;14第二分管路;15分割部;16偏转区;17清洁空气管路
Claims (9)
1.一种两冲程发动机,包括一在气缸中形成的燃烧室,该燃烧室由一活塞界定,该活塞在气缸中被导向,以致它能进行一升降运动,该活塞借助连杆驱动一可旋转地安装在曲轴箱中的曲轴,其中设置至少一个旁通管(100),所述旁通管在预定的活塞位置将曲轴箱与燃烧室以流体方式连接,其中旁通管至少由一在燃烧室侧的通入段(10)、一上升段(11)和一在曲轴箱侧的入口段(12)形成,并且通入段(10)通过大体平行于活塞筒体布置的上升段(11)与入口段(12)相连接,并且旁通管(100)在入口段(12)中形成一完整管路,该完整管路按单流的方式进入上升段(11),并且通入段(10)经由一偏转区(16)进入上升段(11),其特征为,旁通管(100)通过一分割部(15)分割成一第一分管路(13)和一第二分管路(14),所述分割部(15)在偏转区(16)之后在通入段(10)中开始,以致分割部只在通入段(10)的与燃烧室邻接的区域中将通入段(10)分割成第一分管路(13)和第二分管路(14)。
2.如权利要求1所述的两冲程发动机,其特征为,位于上方的所述通入段(10)的延伸方向与上升段(11)的延伸方向围成一70°至110°的角。
3.如权利要求1或2所述的两冲程发动机,其特征为,两冲程发动机用于移动式手持工作机械。
4.如权利要求3所述的两冲程发动机,其特征为,所述移动式手持工作机械是机动链条锯、机动剪草机或切断机。
5.如权利要求2所述的两冲程发动机,其特征为,所述角为80°至100°的角。
6.如权利要求5所述的两冲程发动机,其特征为,所述角为85°至90°。
7.如前述权利要求1或2所述的两冲程发动机,其特征为,两冲程发动机设计成按照先用纯空气扫气而后用过浓混合气扫气的原理运行,并且设置至少一个清洁空气管路(17),所述清洁空气管路与旁通管以流体的方式连接。
8.用于制造如权利要求1至7之一所述的两冲程发动机中的旁通管(100)的铸模,其特征为,为了形成旁通管(100),铸模如此构成,使得:在入口段(12)中形成一完整管路,该完整管路以单流的方式进入上升段(11),并且旁通管(100)通过一分割部(15)分割成一第一分管路(13)和一第二分管路(14),所述分割部(15)在偏转区(16)之后在通入段(10)中开始,以致分割部只在通入段(10)的与燃烧室邻接的区域中将通入段分割成第一分管路(13)和第二分管路(14)。
9.如权利要求8所述的铸模,其特征为,铸模设计成用于重力铸造工艺的砂模,其中在两冲程发动机的气缸中提供两个旁通管(100)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111012 Termination date: 20180828 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |