CN102575571A - 分层扫气二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

分层扫气二冲程发动机(10)包括发动机本体(11)、装配有用于在一个进气路径的打开和关闭之间进行切换的可枢转旋转阀(22)的汽化器(12)，以及具有热绝缘性能的绝缘体(13)。汽化器(12)的旋转阀(22)设置有向下打开的燃料喷射喷嘴开口(26)。来自喷嘴开口(26)的燃料在与混合气体路径(27)相对应并与空气路径(28)的位于混合气体路径(27)中的上游的部分相对应的方向上喷射。

Description

分层扫气二冲程发动机

技术领域

本发明涉及一种分层扫气二冲程发动机。

背景技术

传统地，关于用于分层扫气二冲程发动机的汽化器，将节流阀作为旋转阀的汽化器是已知的(例如专利文献1)。在汽化器中，设置有用于产生空气和燃料的混合气体的混合气体路径以及用于使得用于分层扫气的先导空气(leading air)(纯空气)通过的空气路径，其中圆柱形旋转阀被设置为穿透这些路径。旋转阀包括与混合气体路径相对应的连通孔以及与空气路径相对应的连通孔，并通过旋转所述旋转阀以使得导致每个连通孔在每个连通路径中显现或隐藏来切换每个路径的打开和关闭。

此外，如图10所示，在所述旋转阀中，针1沿着旋转轴中心从其一端穿透，使得针1的尖端到达与混合气体路径相对应的连通孔。另一方面，从与针1相对的侧部，用于燃料的管形喷嘴2到达连通孔，并且针1的尖端从燃料喷嘴2的尖端插入。如所描述的，针1和燃料喷嘴2由针阀组成，随着旋转阀的旋转，针1在轴向方向上移动，以打开并关闭设置有燃料喷嘴2的喷嘴开口3。应注意，在图10中，分别地，用轮廓箭头表示气流，而将燃料示出为雾状形式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审定专利申请公开号2008-69767

发明内容

本发明将解决的问题

然而，由于混合气体路径和空气路径分离地提供给汽化器，因此存在这样的问题：增加了汽化器的尺寸以适应两个路径的存在。

此外，已经提出一个建议，通过使用节流阀或分隔板将一个进气路径分隔成混合气体路径和空气路径来确保混合气体和先导空气的分离，同时减小汽化器的尺寸；然而，在这种建议中使用的节流阀是蝶形阀，使得由于结构的原因而难以应用于旋转阀。

本发明的目的是提供一种分层扫气二冲程发动机，甚至在使用包括一个进气路径的小型汽化器的情况中，也能够没有故障地分离和供应混合气体和先导空气。

解决问题的方式

本发明中的分层扫气二冲程发动机包括：设置有进气口和空气口的发动机本体，混合气体通过所述进气口流入，先导空气通过所述空气口流入；用于在进气路径中产生所述混合气体和先导空气的汽化器，设置有用于在一个进气路径的打开和关闭之间进行切换的可枢转旋转阀；以及布置在所述发动机本体与汽化器之间的绝缘体，设置有用于使所述混合气体循环的混合气体路径和用于使所述先导空气循环的空气路径，其中，为旋转阀提供用于喷射燃料的喷嘴开口，所述喷嘴开口沿与进气流的方向垂直交叉的方向从旋转轴中心侧打开，而来自喷嘴开口的燃料沿混合气体路径与空气路径之中的混合气体路径中的上游的相对应的方向被喷射。

在本发明的分层扫气二冲程发动机中，绝缘体设置有用于将内部分隔成混合气体路径和空气路径的分隔部分，同时，整体地设置于分隔部分的上游且延伸地突伸入汽化器的进气路径中的延伸突伸部理想地装配在进气路径中。

在本发明的分层扫气二冲程发动机中，旋转阀的旋转轴中心和发动机本体的汽缸的轴线(shaft line)可垂直地交叉或也可以是平行的。

本发明的效果

根据本发明，由于来自喷嘴开口的燃料相应地在绝缘体的混合气体路径中的上游被喷射，因此包括所喷射的燃料的混合气体通过混合气体路径被直接吸入发动机本体侧，不会与用于先导空气的空气路径混合，甚至当使用在其中仅设置一个进气路径的小型汽化器时，也能确保混合气体和先导空气的没有故障地分离和供应，使得可能实现本发明的目的。

在本发明中，如果对绝缘体提供延伸突伸部，那么便可从更靠近旋转阀的位置分隔出混合气体路径和空气路径，使得混合气体难以流入空气路径一侧。

在本发明中，如果旋转阀的旋转轴中心和汽缸的轴线垂直地交叉，由于一般认为当轴线处于垂直状态时汽缸是正常布置的，因此，如果旋转阀的旋转轴中心与汽缸的轴线垂直地交叉，那么可使喷嘴开口朝向下方，允许通过利用其自己的重量迅速地将燃料喷射至下侧中而将燃料有效地吸入混合气体路径侧，以在确保与空气分离的同时改进输出。此外，在发动机本体一侧上，由于以垂直位置关系设置进气口和空气口，因此可将绝缘体内的每个路径形成为笔直的简单形状，允许减小路径阻力并防止燃料在淤积地存留。

在本发明中，如果旋转阀的旋转轴中心和汽缸的轴线是平行的，那么，虽然绝缘体的每个路径的内部形状变得稍微复杂，但是也可以通过遵循非分层扫气类型的普通二冲程发动机中的汽化器的安装结构或布局，而轻松地设计布局等。

附图说明

图1是示出了根据本发明的实施方式1的二冲程发动机的横截面图。

图2是示出了用于实施方式1中的发动机的汽化器的主要部分的横截面图。

图3是示出了从上游侧观察时的实施方式1中的汽化器的主要部分的横截面图。

图4是用于实施方式1中的发动机的绝缘体的前视图。

图5是示出了根据本发明的实施方式2的二冲程发动机的横截面图。

图6是示出了用于实施方式2中的发动机的汽化器的主要部分的横截面图。

图7是示出了从上游观察时的用于实施方式2中的发动机的汽化器的主要部分的横截面图。

图8是用于实施方式2中的发动机的绝缘体的前视图。

图9是示出了本发明的一个改进实例的横截面图。

图10是描述背景技术的斜视图。

具体实施方式

[实施方式1]

在下文中，描述了根据本发明的实施方式1的二冲程发动机(在下文中叫做发动机)10。

在图1中，发动机10是活塞阀类型的分层扫气二冲程发动机，并被构造成包括发动机本体11、用于将混合气体和先导空气供应至发动机本体11的汽化器12，以及布置于发动机本体11与汽化器12之间的绝缘体13，用于阻止热量从发动机本体11到汽化器12。

在图1中，在发动机本体11中仅示出了汽缸14，从图示中省略了曲柄轴箱和活塞。在活塞阀类型的分层扫气二冲程发动机的本实施方式中，除了进气口15和排气口16以外，在用于汽缸14的进气口15的上部中还设置用于先导空气的空气口17。

空气口17关闭，以相对于设置在活塞的外周缘表面处的空气连通路径连通。此外，活塞的空气连通路径关闭，以相对于设置有汽缸14的扫气口18连通。通过活塞的往复运动执行这些连通和关闭切换操作。如上所述，在活塞阀类型中，活塞用作用于引入先导空气的阀，并在混合气体被引入曲柄轴箱时先导空气经由空气口17通过活塞的外边缘上的空气连通路径传送至扫气口18中。

传统地，汽化器12用于普通的二冲程发动机，而不是分层扫气二冲程发动机，具有设置于本体19中的一个进气路径21。此外，本体19设置有穿透进气路径21的可枢转旋转阀22。连通孔23设置有用于在进气路径21的上游和下游之间连通的旋转阀22，根据旋转阀22的旋转位置经由连通孔23在进气路径21的打开和关闭之间进行切换。

在此情况中，将汽化器12布置在这样的方向上，旋转阀22的旋转轴中心C1在此方向上与汽缸14的轴线C2垂直地交叉。未示出但是设置于汽化器12中的净化泵等相对于汽缸14终止于侧面位置中。在面向这个方向的布置状态中，示出了针24和燃料喷嘴25在径向方向上的横截面。在图2中放大并示出了处于图1状态中的针24和燃料喷嘴25。

在图1和图2中，设置有燃料喷嘴25的喷嘴开口26在图中向下打开。即，由于从喷嘴开口26收回的燃料是在与进气流的方向垂直地交叉的方向上从旋转轴中心C1侧喷射的，特别地，在图中在旋转阀22的连通孔23内向下，因此，与空气混合而产生的混合气体被吸至汽缸14的进气口15。另一方面，由于燃料未被喷射在连通孔23内的上侧上，因此通过其上侧的空气产生为不包含燃料的先导空气，并被吸至汽缸14的空气口17。

在图1中，绝缘体13由具有热绝缘性能的合成树脂制成，分别地，在下侧上包括与汽缸14的进气口15连通的混合气体路径27，在上侧上包括与下游侧上的空气口17连通的空气路径28。混合气体路径27的上游侧对应于汽化器12的进气路径21的下侧开放地连通，同时空气路径28的上游侧对应于进气路径21的上侧开放地连通。

即，如图3所示，通过放大绝缘体13的每个路径27和28与喷嘴开口26的位置关系，沿与路径27和28每个中的混合气体路径27中的上游的方向相对应的方向从喷嘴开口26喷射燃料。因此，在旋转阀22的连通孔23内的下侧上产生的混合气体通过下侧上的混合气体路径27直接流入进气口15，同时，在连通孔23内的上侧上产生的先导空气通过上侧上的空气路径28直接流入空气口17。

用分隔部分29将绝缘体13内的每个路径27和28垂直地隔开。用平面将分隔部分29形成为板状。分隔部分29的上游侧设置有延伸突伸部31，该延伸突伸部在汽化器12的进气路径21中延伸地突伸至旋转阀22。延伸突伸部31的尖端边缘31A与旋转阀22的旋转轴中心C1平行，并在图中定位在相同的高度处。分隔部分29和延伸突伸部31的连接部分也是相同的。

如图4所示，将延伸突伸部31形成为平板形状，具有被形成为与进气路径21的内径相同的宽度W。由于延伸突伸部31的原因，将进气路径21内的下游侧上的一部分垂直地分成混合气体侧和先导空气侧，不留下任何间隙，以防止混合气体流入绝缘体13的空气路径28侧。这里，可将延伸突伸部31的宽度W制造为比进气路径21的内径稍大，以使得延伸突伸部31宽度方向上的两端与和进气路径21内部相对应的凹口接合，并且，在这种情况中，可更可靠地确定延伸突伸部31在进气路径21内的位置。

在图4中，绝缘体13设置有负压传输路径32，其用于将发动机本体11侧上的负压传输至汽化器12侧，并且，其一端与汽缸14的负压输出孔33(图1)连通，而另一端经由设置于汽化器安装面34上的连通凹槽35与汽化器12的负压输入孔(图中省略了该负压输入孔)连通。引导至汽化器12的负压用来操作隔膜等，所述隔膜等用作汽化器12中的燃料泵。

此外，绝缘体13的四个角落处的插入孔36是用于插入螺栓的孔，所述螺栓用来将绝缘体13固定至汽缸14，一对竖直的螺纹孔37是螺栓将拧入其中的孔，以将汽化器12固定至绝缘体13。

如到此为止描述的，根据本实施方式，汽化器12的旋转阀22的旋转轴中心C1与汽缸14的轴线C2垂直地交叉，并且，在旋转阀22的连通孔23中，喷嘴开口26与下侧上的进气口15相对应地向下打开。为此，向下收回来自喷嘴开口26的燃料，并可通过下侧上的混合气体路径27没有故障地直接将其传送至进气口15，防止混合气体流入空气路径28侧。因此，可将仅包括一个进气路径21的较小汽化器用作汽化器12，允许减小发动机10的尺寸。

[实施方式2]

在图5和图6中示出了根据本发明的实施方式2的发动机10。在本实施方式中，这样布置汽化器12，使得旋转阀22的旋转轴中心C1变得与汽缸14的轴线C2平行。因此，如图7中的放大图所示，在旋转阀22的连通孔23中，喷嘴开口26朝着混合气体路径27侧打开，同时，从通过混合气体路径27中的上游的空气中产生混合气体。在此情况的过程中，设置有汽化器12的净化泵38进入下侧上的位置。

另一方面，在空气路径28的上游侧上产生不存在燃料的先导空气。即，在本实施方式中，产生混合气体的位置和在汽化器12的进气路径21中产生先导空气的位置与实施方式1明显不同。

因此，将在本实施方式中使用的绝缘体13中的分隔部分29和延伸突伸部31的形状与之前的实施方式1也明显不同。即，鉴于本实施方式和实施方式1中的发动机本体11是相同的且在汽缸14中进气口15的位置和空气口17的位置是相同的事实，为了将在汽化器12内的不同位置产生的混合气体或先导空气传送至每个端口15和17，将分隔部分29和延伸突伸部31(每个路径27，28的形状)形成为与所产生的位置相对应的形状。

特别地，参考图8，将分隔部分29和延伸突伸部31形成为平行地接近朝向上游的汽化器12一侧上的旋转轴中心C1的曲线，还通过将每个路径27和28分成左侧和右侧而将其形成为垂直地分隔每个朝向下游的路径27和28。为此，在图7和图8中，虽然混合气体路径27在图中的右侧上打开，但是空气路径28在图中的左侧上打开。然后，沿与混合气体路径27中的上游的方向相对应的方向喷射来自喷嘴开口26的燃料。

如上所述，由于每个路径27和28在绝缘体13内扭曲，因此可没有故障地通过混合气体路径27将混合气体传送至进气口15，而不会流到空气路径28侧上，并通过空气路径28将先导空气传送至空气口17。这与实施方式1中要使用的汽化器12相同，使得在本实施方式中能够获得与实施方式1中相同的作用效果并实现本发明的目的。

应注意，本发明不限于每个之前的实施方式，落在可实现本发明目的的范围内的改进实例也包括在本发明中。例如，在之前的实施方式1中这样安装汽化器12，使得旋转阀22的旋转轴中心C1与汽缸14的轴线C2垂直地交叉，并且，在实施方式2中这样安装汽化器12，使得旋转阀22的旋转轴中心C1变得与汽缸14的轴线C2平行；然而，旋转轴中心C1和轴线C2之间的关系是任意的，并且，还可将所述汽化器安装成以90°以外的角度交叉。

此外，如图9所示，即使使得旋转轴中心C1和轴线C2平行，也可以将绝缘体13的分隔部分29或延伸突伸部31提供为，使旋转轴中心C1和轴线C2垂直地交叉。在这种情况中，通过改变喷嘴开口26与分隔部分29或延伸部分31的位置关系，可在与混合气体路径27中的上游的方向相对应的方向上引导来自喷嘴开口26的燃料，以将燃料从那里喷射。

工业实用性

本发明可有利地应用于活塞阀类型或引导阀类型的分层扫气二冲程发动机。

符号说明

10分层扫气二冲程发动机，11发动机本体，12汽化器，13绝缘体，14汽缸，15进气口，17空气口，21进气路径，22旋转阀，26喷嘴开口，27混合气体路径，28空气路径，29分隔部分，31延伸突伸部，C1旋转轴中心，C2轴线。

Claims (4)

1.一种分层扫气二冲程发动机，包括：

发动机本体，设置有进气口和空气口，混合气体通过所述进气口流入，先导空气通过所述空气口流入，

汽化器，设置有用于在一个进气路径的打开和关闭之间进行切换的可枢转旋转阀，并且所述汽化器在所述进气路径中产生所述混合气体和先导空气，以及

绝缘体，设置有用于使所述混合气体循环的混合气体路径和用于使所述先导空气循环的空气路径，并且所述绝缘体布置于所述发动机本体与汽化器之间，其中

为所述旋转阀提供用于喷射燃料的喷嘴开口，所述喷嘴开口在与进气流的方向垂直地交叉的方向上从旋转轴的中心侧打开，并且

在与所述混合气体路径和所述空气路径之中的所述混合气体路径中的上游的方向相对应的方向上喷射来自所述喷嘴开口的燃料。

2.根据权利要求1所述的分层扫气二冲程发动机，其中

所述绝缘体设置有用于将其内部分隔成所述混合气体路径和所述空气路径的分隔部分，以及整体地设置于延伸地伸入所述汽化器的进气路径中的所述分隔部分的上游侧上的延伸突伸部，并且

所述延伸突伸部适配于所述进气路径内。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的分层扫气二冲程发动机，其中，所述旋转阀的旋转轴中心与所述发动机本体的汽缸的轴线垂直地交叉。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的分层扫气二冲程发动机，其中，所述旋转阀的旋转轴中心与所述发动机本体的汽缸的轴线是平行的。

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