CN101265835B - 层状扫气二冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层状扫气二冲程发动机，具有结构简单的引导排气气流的止回阀。垫片位于在气缸侧形成有空气供给室和混合物通道的法兰部分与具有空气流动通道和混合物流动通道的通道连接件之间，该垫片形成为具有整体叶片阀，用于允许通道连接件中空气流动通道中的空气只向空气供给室流动，该空气供给室与发动机扫气通道连接，因此所述垫片起密封件和止回阀的作用。

Description

层状扫气二冲程发动机
技术领域
本发明涉及曲轴箱压缩式层状扫气二冲程发动机(stratified scavengingtwo-stroke cycle engine)，特别地涉及前空气(air-ahead)层状扫气二冲程发动机。
背景技术
在曲轴箱压缩式层状扫气二冲程发动机中，利用通过活塞朝上止点的向上移动而在曲轴箱中产生的负压，将在化油器中产生的空气燃料混合物引入到曲轴箱中，并将空气引入到扫气通道中，该扫气通道将气缸的扫气口连接到曲轴箱。
另一方面，随着活塞朝着上止点向上运动，气缸中的空气燃料混合物被压缩。
当在靠近上止点处点燃气缸中的压缩混合物时，压力增大的混合物的燃烧气体向下推动活塞，并且当通过下移的活塞打开排气口时，通过排气口排出燃烧气体。随着活塞朝下止点向下运动曲轴箱中的压力升高，首先扫气通道中的空气穿过气缸扫气口被推进气缸中，然后在被推进气缸中的空气之后，曲轴箱中的混合物穿过扫气通道被推进气缸中以便排出气缸中的燃烧气体。因此，扫气首先采用空气实现然后由混合物实现，由此防止混合物从排气口漏出。当活塞上移时，扫气口和排气口由活塞封闭，而气缸中的混合物压缩，以在靠近上止点处点燃。上述层状扫气二冲程发动机已在日本已公开的专利申请NO.2001-254624(专利文献1)中公开。
根据专利文献1，如专利文献1的图1所示，由绝热材料制成的通道连接件设置在气缸和化油器之间。化油器具有文丘里管(venturi)和空气通道。通过曲轴箱中的负压，在化油器的文丘里管处产生的混合物穿过通道连接件中的混合物流动通道和与混合物吸入口相连的混合物流动通道，吸入到曲轴箱中，其中当活塞从将与曲轴箱连通的下止点上移时，混合物吸入口通过活塞打开。通过曲轴箱中的负压，空气穿过化油器的空气通道和通道连接件中的空气流动通道，被吸入到形成在气缸一侧的空气供给室，从那里进一步吸入扫气通道，该扫气通道下端与曲轴箱相连而上端与气缸中的扫气口相连。节流阀设置在文丘里管中，而空气流动控制阀设置在化油器的空气通道中。止回阀设置在通道连接件中的空气流动通道和气缸处的空气供给室之间。所述止回阀允许通道连接件中空气流动通道中的空气只朝着空气供给室流动，并防止空气从空气供给室导通道连接件中的空气流动通道的空气倒流。
止回阀是叶片阀，其设置为当活塞下移并且扫气通道中的空气被推进气缸时，阻断扫气通道中空气穿过空气供给室朝着通道连接件中的空气流动通道的流动。
专利文献1中公开的层状扫气二冲程发动机的止回阀周围的结构将参照附图4-6进行详述。图4是截面图，图5是从图4中的气缸侧看过去的前视图，图6是分解透视图。
在附图中，附图标记10是止回阀组，1是气缸，2是由绝热材料制成的通道连接件，3是化油器，4是设置在气缸1和通道连接件2之间的通道连接件垫片，5是设置在通道连接件2和化油器3之间的化油器垫片，6是混合物流动通道，7是通道连接件2中的空气流动通道。附图标记1a是形成在气缸1一侧的法兰部分，通道连接件2连接到该法兰部分。附图标记1b和1c分别是形成在法兰部分1a中的空气供给室和混合物通道。附图标记1d是气缸1中的燃烧室，1e是混合物入口，2a是通道连接件2的扁平面，用于将该通道连接件和法兰部分1a连接，2b是从扁平面2a突出的扁平阀座面，11是叶片阀，12是止动器，其和叶片阀11一起通过螺钉13固定到通道连接件2上。如图5和6中所示，叶片阀11和止动器12在设在其上部的两个孔处固定到通道连接件2上，一个孔与插入通道连接件2的定位销2c配合，而螺钉13穿过另一个孔将叶片阀11和止动器12一起固定到通道连接件上。
叶片阀11封闭绝热体2中的空气流动通道7。当在空气供给室1b中产生负压时，叶片阀11由空气流动通道7和空气供给室1b之间的压差拉动而弯曲，如图4中点划线所示，并且当叶片阀弯曲并且空气流动通道7中的空气流入空气供给室1b时，产生的空气流动压力进一步推动叶片阀弯曲。
止动器12限制了叶片阀11的弯曲从而确定叶片阀11的最大开度。
发明内容
小型二冲程发动机领域中，发动机性能的改进和制造成本的降低的需求非常强烈。本发明的目的在于提供曲轴箱压缩型层状扫气二冲程发动机，其设置有结构简单的止回阀，用于允许排气气流只在一个方向流动并且防止其倒流，由此减少部件的数目并降低生产成本。
为了达到这个目的，本发明提出了一种层状扫气二冲程发动机；其中气缸具有排气口和通向燃烧室的扫气口、当活塞朝着上止点向上运动时将混合物吸入曲轴箱中的混合物入口、以及将曲轴箱连接至扫气口的扫气通道；法兰部分形成在气缸的一侧，在所述法兰部分中形成有空气供给室和混合物通道；通道连接件与法兰部分相连，该通道连接件具有与空气供给室连接的空气流动通道以及与气缸法兰部分中的混合物通道连接的混合物流动通道；垫片设置在通道连接件和气缸法兰部分之间；且设置止回阀用来允许通道连接件的空气流动通道中的空气只朝着气缸的法兰部分中的空气供给室流动；其中所述垫片形成为具有与其一体成型的叶片阀，以便垫片起到垫片和止回阀的作用。
优选地，突出物形成在气缸法兰部分的空气供给室中以便当通道连接件中的空气流动通道和气缸法兰部分的空气供给室之间产生的压差导致叶片阀向空气供给室弯曲时，面对叶片阀的突出物表面作为叶片阀的止动器用于限制叶片阀的弯曲。
优选地，止动板设置在垫片的叶片阀部分之后，以与垫片一起固定到气缸法兰部分上。
优选地，具有一体叶片阀的所述垫片具有的外周大于通道连接件的外周以防止来自气缸侧的冷却空气朝着通道连接件流动。
优选地，具有一体叶片阀的所述垫片由钢板制成以确保叶片阀具有适当的弹簧特性，并且垫片还涂有密封材料。
附图说明
图1A是根据本发明的第一实施例，止回阀周围结构的截面图。
图1B是从图1A中的气缸侧看过去的前视图。
图1C是图1A的止回阀周围结构的分解透视图。
图2A是根据本发明的第二实施例的止回阀周围结构的截面图。
图2B是从图2A中的气缸侧看过去的前视图。
图2C是在第二实施例的情况下气缸法兰部分的透视图。
图3A是根据本发明的第三实施例的止回阀周围结构的截面图。
图3B是从图3A中的气缸侧看过去的前视图。
图4是典型的常规层状扫气二冲程发动机的止回阀周围结构的截面图。
图5是从图4中的气缸侧看过去的前视图。
图6是图4的止回阀周围结构的分解透视图。
具体实施方式
现在将参照附图详述本发明的优选实施例。然而，除非特别提及，应当认为实施例中组成部分的尺寸、材料、相对位置等仅仅理解为示例性的，而不作为对本发明范围的限制。
第一实施例
本发明的第一实施例将参照图1A，1B和1C进行说明。图1A是根据本发明的第一个实施例的止回阀周围结构的截面图，图1B是从图1A中的气缸侧看过去的前视图，而图1C是图1A的止回阀周围结构的分解透视图。
在附图中，附图标记21是气缸，22是由绝热材料制成的通道连接件，3是化油器。通道连接件22具有分别设置在上部和下部的混合物流动通道6和空气流动通道7。附图标记21a是形成在气缸21一侧的法兰部分，而21b是法兰部分21a的平端面，用于连接通道连接件22。附图标记21c和21d分别是空气供给室和形成在法兰部分21a中的混合物通道。
附图标记23是气缸21的法兰部分21a的平端面21b和通道连接件22的平端面22a之间的垫片。
垫片23具有与其一体形成的叶片阀(leaf valve)23b，以便该垫片23具有如止回阀的功能。
附图标记21e是气缸21中的燃烧室，且21f是在混合物通道21d一端的混合物入口。附图标记21g是攻入法兰部分21a的四个螺钉孔之一，23是与叶片阀一体的垫片，而24是拧入螺钉孔21g中的四个螺钉之一，用于将通道连接件22和垫片23一起固定到气缸21的法兰部分21a。
混合物入口21f通过活塞(末示出)打开且和曲轴箱(未示出)连通，且当活塞朝着上止点上移时，混合物被吸进曲轴箱(未示出)。空气室21c与一对扫气通道(未示出)连接，扫气通道的上通道端止在气缸扫气口(未示出)处且下通道端止在扫气通道开口(未示出)处，所述开口打开到曲轴箱，如在专利文献1中所公开的。
具有一体形成的叶片阀23b的垫片23成型为具有的外周比通道连接件22的外周和气缸21的法兰部分21a的外周更大，以便该垫片23从通道连接件22和法兰部分21a的外周突出，如图1b和1c中的23g所示。突出部分23g的目的是防止被气缸21加热的冷却空气向与化油器3连接的通道连接件22流动。
叶片阀23b从垫片23的上部突出，像在垫片23的上开口23e中的舌状物那样。上开口23e开到法兰部分21a的空气供给室21c中。下开口23f设置在上开口23e之下，以开到法兰部分21a的混合物通道21d中。围绕通道连接件22的空气流动通道7开口的、平面22a的平面部分22b用作叶片阀23b的阀座面，其中叶片阀与垫片23形成为一体。垫片23的叶片阀23b封闭通道连接件22的空气流动通道7。当随着活塞向上止点上移而在空气供给室21c中产生负压时，叶片阀23b由于空气流动通道7和空气供给室21c之间的压差的拉动而弯曲，如图1A中点划线所示，并且当叶片阀弯曲且空气流动通道7中的空气流入空气供给室21c中时所产生的气流的动态压力进一步推动而弯曲。因此，垫片23起到密封件和止回阀的作用，其允许通道连接件中的空气流动通道中的空气只朝向空气供给室流动，并且防止空气从空气供给室朝向通道连接件中空气流动通道的反向流动。
垫片23由四个螺钉24与通道连接件22固定到一起。附图标记22c表示用于螺钉24的通孔中的一个，该螺钉用于固定通道连接件和垫片。在垫片23中，在下开口23f下方关于垫片23的垂直中心线对称地设置有两个孔23d。在图1B中示出了垫片23，附图标记22d表示通道连接件22中的孔(参见图1C)，用于传递用来驱动燃料泵(未示出)的压力脉冲(pressure pulse)。两个孔23d设置在垫片23中，因此如果垫片以反向状态安装，孔23d中的一个与通道连接件22中的孔22d重合。
具有叶片阀23b的垫片23由薄弹簧钢板制成，例如不锈钢板，以满足叶片阀23b适当弹簧特性，且垫片23的两个表面涂有例如NBR类橡胶，以提高它的密封性能。很明显，本发明止回阀的结构与图6中所示的现有技术的结构相比是非常紧凑的。
第二实施例
根据本发明的第二实施例，止回阀周围的结构参照图2A-2C进行说明。图2A是截面图，图2B是从气缸侧看过去的前视图，图2C是气缸的法兰部分的透视图。
在第二实施例中，用于限制叶片阀23b弯曲的止动器部分21h形成在气缸21的法兰部分21a中，这是不同于第一实施例的。除了这点，结构与第一实施例的结构相同。止动器部分21h在图2B和图1C中能更加清楚地看出，其中图2B中通过点划线示出。
合适厚度的止动器部分21h在法兰部分21a处与气缸21一体成型，作为从它的上部突出的突出物，且其面对叶片阀23b的端面是曲面，以限制叶片阀23b的弯曲，从而确定叶片阀23b的最大开度。当止动器部分21h与气缸21一体成型时，部件数量和制造成本能够降低并且便于装配。
第三实施例
根据本发明的第三个实施例的止回阀周围的结构将参照图3A-3B进行说明。图3A是截面图，图3B是从气缸侧看过去的前视图。
在第三实施例中，用于限制叶片阀23b弯曲的止动板25在法兰21侧连接，以与叶片阀23b一起固定到气缸21的法兰部分21a上，用于容纳止动板25的凹槽21i设置在气缸21的法兰部分中，以上情况是不同于第一实施例的。除了这点，结构与第一实施例的结构相同。凹槽21i形成在平端面21b的上部，用于容纳止动板25以便止动板25面对垫片23的表面与气缸21法兰部分21a的平端面21b相齐。止动板25优选由刚性材料制成，例如比叶片阀23b厚的不锈钢板。
根据本发明，通过采用具有整体叶片阀的垫片，该垫片可用作止回阀，以允许空气只朝向与层状扫气二冲程发动机的扫气通道连接的空气供给室流动，因此止回阀的结构变得紧凑，且部件的数量、制造成本以及装配工时便于减少，同时保持与这类常规发动机相同的发动机性能。

Claims (5)

1.一种层状扫气二冲程发动机，其中
其气缸具有排气口和开到燃烧室中的扫气口、当活塞向上止点上移时将混合物吸入曲轴箱中的混合物入口、以及将曲轴箱连接至扫气口的扫气通道；法兰部分形成在气缸的一侧，在所述法兰部分中形成有空气供给室和混合物通道；通道连接件与法兰部分相连，该通道连接件具有与空气供给室连接的空气流动通道以及与气缸的法兰部分中的混合物通道连接的混合物流动通道；垫片设置在通道连接件和气缸的法兰部分之间；且设置止回阀，用来允许通道连接件的空气流动通道中的空气只朝向气缸的法兰部分中的空气供给室流动；其中所述垫片形成为具有与其整体成型的叶片阀，以便所述垫片起到垫片和止回阀的作用。
2.根据权利要求1所述的层状扫气二冲程发动机，其中突出物形成在气缸的法兰部分的空气供给室中，以便当通道连接件中的空气流动通道和气缸的法兰部分中的空气供给室之间产生的压差导致叶片阀朝向空气供给室弯曲时，面对叶片阀的突出物表面起到叶片阀的止动器的作用，用于限制叶片阀的弯曲。
3.根据权利要求1所述的层状扫气二冲程发动机，其中所述止动板设置在所述垫片的叶片阀部分之后，与垫片一起固定到气缸的法兰部分。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的层状扫气二冲程发动机，其中具有整体叶片阀的所述垫片具有的外周大于通道连接件的外周，以防止来自气缸侧的冷却空气朝向通道连接件流动。
5.根据权利要求1-4中任意一项的层状扫气二冲程发动机，其中具有整体叶片阀的所述垫片由钢板制成，以确保叶片阀具有适当的弹簧特性，同时所述垫片涂有密封材料。
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