CN102661214B - 二冲程发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二冲程发动机，具体而言，其具有缸体，在缸体中构造有燃烧室。由活塞限制燃烧室，活塞驱动可旋转地支承在曲轴箱中的曲轴。在活塞的下止点的区域中，曲轴箱通过至少一个溢流通道与燃烧室相连接。二冲程发动机具有进气道，其中，进气道的区段构造在汽化器中。进气道至少部分地被分割成空气通道和混合物通道。混合物通道通入曲轴箱中，并且空气通道将燃烧用空气输送到至少一个溢流通道中。在汽化器中可摆动地支承有节流门，其控制输送到空气通道和混合物通道的燃烧用空气量。在空气通道的通道壁处布置有空气引导元件，该空气引导元件在朝向混合物通道的方向上引导在节流门的怠速运行状态中在节流门和通道壁之间流过的燃烧用空气。
Description
技术领域
本发明涉及一种二冲程发动机，带有缸体，在该缸体中构造有燃烧室，其中由活塞限制燃烧室，该活塞驱动可旋转地支承在曲轴箱中的曲轴，其中在活塞的下止点的区域中曲轴箱通过至少一个溢流通道与燃烧室相连接，该二冲程发动机带有进气道，其中进气道的区段构造在汽化器中，其中进气道至少部分地被分割成空气通道和混合物通道，其中空气通道和混合物通道至少部分地通过分离壁相互分离，其中混合物通道通入曲轴箱中，并且空气通道将燃烧用空气输送到溢流通道中，并且其中在汽化器中可摆动地支承有节流门，该节流门控制输送到空气通道和混合物通道的燃烧用空气量，其中利用节流轴可摆动地支承节流门，其中在节流门的怠速运行状态中空气通道和混合物通道通过在分离壁中的布置在节流轴下游的开口相连接，其中节流门具有边缘。
背景技术
从文件JP 2001-295652 A中已知一种利用扫气(Spülvorlage)工作的二冲程发动机，在其中，在进气道中布置有用于空气通道和混合物通道的共同的节流门。为了实现稍晚地打开空气通道，空气通道的布置在接近节流门的边缘处的通道壁实施成拱形，并且相对于节流门密封。空气通道和混合物通道完全地且密封地相互分离。
发明内容
本发明的目的为，实现这种类型的二冲程发动机，即，该二冲程发动机简单地构建并且在低的转速时具有稳定的运转性能。
该目的通过带有这样的二冲程发动机实现，即该二冲程发动机带有缸体，在该缸体中构造有燃烧室，其中由活塞限制燃烧室，该活塞驱动可旋转地支承在曲轴箱中的曲轴，其中在活塞的下止点的区域中曲轴箱通过至少一个溢流通道与燃烧室相连接，该二冲程发动机带有进气道，其中进气道的区段构造在汽化器中，其中进气道至少部分地被分割成空气通道和混合物通道，其中空气通道和混合物通道至少部分地通过分离壁相互分离，其中混合物通道通入曲轴箱中，并且空气通道将燃烧用空气输送到溢流通道中，并且其中在汽化器中可摆动地支承有节流门，该节流门控制输送到空气通道和混合物通道的燃烧用空气量，其中利用节流轴可摆动地支承节流门，其中在节流门的怠速运行状态中空气通道和混合物通道通过在分离壁中的布置在节流轴下游的开口相连接，其中节流门具有边缘，其中在空气通道的通道壁处布置有空气引导元件，其中在节流门的怠速运行状态中在节流门的边缘和空气引导元件形成间隙，其中空气引导元件使在节流门的怠速运行状态中在节流门的边缘和通道壁之间流过的燃烧用空气流动通过在分离壁中的开口进入到混合物通道中，其中空气引导元件具有流动分流棱边，并且其中在流动分流棱边处的切线与在分离壁中的开口相交。
空气引导元件(Luftleitelement)在朝向混合物通道的方向上引导在节流门和通道壁之间流过的空气。在此，到达空气通道中的燃料同样可被输送回混合物通道。由此，可避免在空气通道中的燃料积聚。
有利地，在节流门的怠速运行状态中，空气引导元件布置成邻近节流门的边缘。有利地，在节流门的边缘和空气引导元件之间形成间隙。尤其地，间隙的宽度为节流门的直径的约3%至约10%。在此，如此设计该间隙的尺寸，即，即使在不适宜的公差时也不可出现节流门的卡住。
有利地，附加通道和混合物通道至少部分地通过分离壁相互分离。尤其地，利用节流轴可摆动地支承节流门。有利地，在节流门的怠速运行状态中，空气通道和混合物通道通过在分离壁中的布置在节流轴下游的开口相连接。尤其地，由空气引导元件转向的空气流动通过在分离壁中的开口。由此，可以简单的方式实现，在节流门仅仅稍微打开时流入的空气很大程度上通过混合物通道被输送到曲轴箱。由此避免，在怠速运行中和低的转速时燃料可积聚在空气通道中。有利地，空气引导元件具有流动分流棱边(Strömungsabrisskante)，其中尤其地，在流动分流棱边处的切线与在分离壁中的开口相交。由此可以简单的方式实现，由空气引导元件在朝向混合物通道的方向上引导的燃烧用空气通过在分离壁中的开口流入混合物通道中。
当在汽化器下游布置中间环时得到简单的设计方案，其中，空气引导元件模制在中间环处。由此可避免在汽化器处的结构的改变。当中间环在限制空气通道的侧边处实施成加厚时得到简单的设计方案，其中，空气引导元件构造在加厚部处。有利地，在中间环处构造有分离壁区段。在此有利地，构造在中间环处的分离壁既伸入汽化器的区域中又在下游伸出超过中间环的端侧。尤其地，在汽化器下游布置有连接管，其中，中间环布置在汽化器和连接管之间。在此有利地，构造在中间环处的分离壁区段伸入连接管中。有利地，空气引导元件在横截面中构造成拱形。尤其地，空气引导元件构造成在加厚部处的圆角(Radius)。在此，该圆角不必强制地跟随节流门的摆动半径，而是可明显更小地选择该圆角，从而简化了设计方案。在此，在节流门的边缘和空气引导元件之间形成的间隙的间隙宽度在流动方向上不是恒定的。
附图说明
下面根据图纸解释本发明的实施例。其中：
图1显示了二冲程发动机的示意性的截面图，
图2显示了穿过图1的二冲程发动机的汽化器和连接管的透视的截面图，
图3显示了图2的连接管的部分剖切的透视的图示，
图4和图5显示了连接管的侧视图，
图6显示了沿着在图5中的线VI-VI穿过连接管的截面，
图7显示了中间环的透视的图示，
图8显示了中间环的侧视图，
图9显示了沿着在图8中的线IX-IX的截面，
图10显示了在图8中的箭头X的方向上的侧视图。
具体实施方式
图1示意性地显示了二冲程发动机1，例如，其可用于驱动在手操纵式工作设备(例如机动锯、切断机、室外修剪机(Freischneider)或类似者)中的工具。二冲程发动机1具有缸体2，在缸体2中构造有燃烧室3。由往复行进地支承在缸体2中的活塞5限制燃烧室3，活塞5通过连杆6驱动可旋转地支承在曲轴箱4中的曲轴7。在活塞5的下止点中，曲轴箱4的内空间与燃烧室3通过溢流通道14相连接，溢流通道14利用溢流窗15通入燃烧室3中。排气部(Auslass)16从燃烧室3中引导出来。
二冲程发动机1具有进气道61，其与空气滤清器18相连接，并且通过燃烧用空气进行抽吸。进气道61的区段构造在汽化器17中。在该实施例中构造成膜片式汽化器的汽化器17中，可摆动地支承带有阻流轴(Chokewelle)25的阻流门24，并且在阻流门24下游可摆动地支承带有节流轴23的节流门22。代替节流门22，也可设置其它节流元件，并且代替阻流门24可设置其它阻流元件。进气道61在节流门22的下游由分离壁10分割成混合物通道8和空气通道9。在节流门22和阻流门24之间布置有分离壁区段26。在汽化器17中，主燃料开口20以及多个怠速运行燃料开口21通入混合物通道8中。怠速运行燃料开口21在主燃料开口20的下游通入混合物通道8中。在主燃料开口20的区域中，文氏管19构造在进气道61中。
混合物通道8利用混合物输入部11在缸体2处通入并且由活塞5进行缝式配气(schlitzgesteuert)。空气通道9利用空气输入部12在缸体2处通入。活塞5具有一个或多个活塞凹槽13，其使空气输入部12在活塞5的上止点的区域中与溢流窗15相连接。空气通道9也可分割成两个分支，其分别利用独立的空气输入部12在缸体2处通入。
在运行中，在活塞5的上行冲程中通过混合物输入部11将燃料/空气混合物吸入曲轴箱4中。在上止点的区域中，使尽可能无燃料的燃烧用空气从空气通道8中预先存储(vorlagern)在溢流通道14中。在活塞5的下行冲程中，在曲轴箱4中压缩燃料/空气混合物，并且其在活塞5的下止点的区域中流入燃烧室3中。在此，首先预先存储在溢流通道14中的空气流入燃烧室3中。在随后的活塞5的上行冲程时，再次压缩在燃烧室3中的燃料/空气混合物，并且在活塞5的上止点的区域中点燃该混合物。在随后的活塞5的下行冲程时，打开排气部16，并且废气从燃烧室3中流出，并且由通过溢流通道14在后流动(nachströmen)的燃烧用空气将废气扫出来(ausspülen)。
燃烧用空气在进气道61中在流动方向58上从空气滤清器18流动到缸体2。在汽化器17和缸体2之间布置有连接管28，其由弹性的材料(例如橡胶或弹性体塑料)制成并且不仅在混合物通道8而且在空气通道9中被引导。邻近节流门22，在混合物通道8中布置有遮蔽元件27，其限制附加通道37。至少一个怠速运行燃料开口21通入附加通道37中。附加通道37布置在混合物通道8中，并且通过遮蔽元件27与混合物通道8分离。
图2以细节显示了设计方案。在汽化器17和连接管28之间布置有中间环36，其分别密封地保持在汽化器17中和连接管28中。在中间环36处模制遮蔽元件27。有利地，中间环36由形状稳定的塑料制成。如图2显示的那样，汽化器17具有调节腔29，其通过膜片30与压缩腔31分离。通过调节腔29对通到进气道61的燃料进行配量(zumessen)。
同样如图2显示的那样，分离壁区段26在面对空气通道9的侧边处具有凹陷部41，阻流门24贴靠在该凹陷部41处。阻流门24在完全打开的状态中几乎齐平地联接到分离壁区段26处。分离壁区段26延伸到阻流轴25附近。分离壁区段26相对于节流轴23具有间距。分离壁区段26在面对混合物通道8的侧边处具有凹陷部40，其构造在分离壁区段26的狭长的(schmal)的边缘处，并且节流门22在完全打开的状态中贴靠在该凹陷部40处。在分离壁区段26和节流轴23之间形成开口53，在节流门22关闭和仅仅部分地打开的情况下，空气通道9和混合物通道8通过该开口53相互连接。
节流门22具有开口59，其边缘在节流门22关闭的状态中几乎齐平地布置在遮蔽元件27处，以使得来自节流门22上游的区域中的燃烧用空气可通过开口59进入附加通道37中。同样如图2显示的那样，遮蔽元件27既伸入汽化器17中又伸入连接管28中。
如图2显示的那样，进气道61在连接管28中由分离壁10分离成空气通道9和混合物通道8。不仅在空气通道9中而且在混合物通道8中，在连接管8的中间的区域中布置有突起部38，其构造成近似金字塔形，并且在其处可积聚沉淀的燃料。由突起部38再次逐渐地将燃料给出到流经的燃烧用空气处，从而避免例如在二冲程发动机1的振荡(Schwenken)时波涛般的(schwallartig)燃料逾越。在此，在空气通道9中的突起部布置在混合物通道8中的突起部的上游。在空气通道9中和在混合物通道8中的突起部38在流动方向58上不重叠，以使得在每个垂直于纵向中轴线65的横截面中在混合物通道8或空气通道9中设置突起部38或不设置突起部38，但是不在横截面中既在空气通道9中又在混合物通道8中设置突起部38。
同样如图2显示的那样，在混合物通道8中在与分离壁10相对的通道侧处布置有引导肋部39，其近似在进气道纵轴线65的方向上伸延。在图1和2中，混合物通道8布置在空气通道9之下。然而，在实际的安装位置中，有利地，相对于重力的作用方向，混合物通道8位于空气通道9之上。
连接管28具有汽化器联接凸缘32，连接管28利用该汽化器联接凸缘32保持在汽化器17处。汽化器联接凸缘32通过未显示的夹紧元件保持在汽化器17的端侧处。为了与缸体2相连接，连接管28具有发动机联接凸缘33。发动机联接凸缘33具有用于固定件(例如螺栓)的固定开口43，发动机联接凸缘33可利用该固定件拧紧在缸体凸缘处。为了提高强度，发动机联接凸缘33具有加强元件35，其注射到连接管28的材料中。在端侧处喷铸(anspritzen)有环绕的密封部34，其完全地围绕空气通道9和混合物通道8的通入开口(Mündungsöffnung)，并且由此引起良好的密封。在连接管28处模制有两个接管(Stutzen)44，在图2中的截面图中显示了其中之一。接管44超过发动机联接凸缘33伸入缸体凸缘中并限制空气通道9。由此实现适宜的造型，并且缸体凸缘可在以注射成型方法制造缸体2时简单地脱模。
如图3显示的那样，引导肋部39具有位于上游的汽化器侧的端部46，其从汽化器联接凸缘32起偏移(versetzen)到连接管28的内部中。此外，引导肋部39具有位于下游的发动机侧的端部55，其位于发动机联接凸缘33的平面中。汽化器侧的端部46几乎位于遮蔽元件27的端部的高度上。
引导肋部39将混合物通道8的周缘壁分割成第一周缘区段62和第二周缘区段63。遮蔽元件27布置成在周向上相对于引导肋部39偏移，以使得附加通道37在第一周缘区段62处通入。引导肋部39用于，在进气道纵轴线65的方向上将流动引导到缸体2。同时防止，由在第一周缘区段62中沉淀的燃料形成的壁膜进入第二周缘区段63中。尤其地在怠速运转时这是有利的。由引导肋部39直接将燃料和燃烧用空气引导到缸体2。由此防止燃料分布(Verteilung)在整个连接管28中。由此，燃料不可到达没有空气流动的死区中，从而避免燃料的积聚和将燃料以未限定的波涛式的形式引入曲轴箱4中。此外，伸入混合物通道8中的引导肋部39使在混合物通道8中的流动均衡(vergleichmäßigen)，并且防止流动的紊乱。
如图4显示的那样，在汽化器联接凸缘32处设置有密封部45，其模制在连接管28处。
图5显示了突起部38的布置方案。如图5显示的那样，既在空气通道9中又在混合物通道8中设置突起部38。同样在分离壁10的两侧处布置有突起部38。
如图5显示的那样，进气道61在汽化器联接凸缘32处具有直径d。由此，在连接管28的汽化器侧的端部76处测得直径d。引导肋部39的高度h明显小于进气道61的直径d。有利地，高度h约为进气道61的直径d的约5%至约25%、尤其地约15%至约20%。在汽化器联接凸缘32处，连接管28具有容纳部56，用于固定中间环36的位置的元件伸入该容纳部56中。
图6显示了引导肋部39的设计方案和突起部38的布置方案。引导肋部39的汽化器侧的端部46相对于汽化器联接凸缘32的联接面47具有间距a。如此布置突起部38，即，在金字塔形的突起部38之间形成通道64，其分别相对于进气道纵轴线65(图2)倾斜地伸延，并且相交。由此，积聚的燃料良好地且均匀地被运送到流经的燃烧用空气处。同时，可容纳并中间存储相对大的燃料量。
图7至10以细节显示了中间环36的设计方案。中间环36具有向外伸出的定位凸耳54，其布置在连接管28的容纳部56(图5)中。如图显示的那样，遮蔽元件27构造成拱形，其中，凹的侧边限制附加通道37。在与遮蔽元件27相对的侧边处由混合物通道8的外壁限制附加通道37。由此，得到附加通道37的非常小的流动横截面。仅仅由模制在中间环36处的遮蔽元件27将混合物通道8与附加通道37分离。遮蔽元件27在两侧处伸出超过中间环36的环形的区段，并且伸入汽化器17和连接管28中。如图显示的那样，分离壁区段50模制在中间环36处。如图9显示的那样，在分离壁区段50处形成用于节流门22的贴靠面57。在伸入连接管28中的区段处分离壁区段50构造成削平的，以使得分离壁区段50贴靠在连接管28中的分离壁10的区段处，并且由此导致稳定性的提高。
在限制空气通道9的侧边处，中间环36具有加厚部51。如在图9中示意性地显示的那样，在节流门22稍微打开时(例如在怠速运行中)，在节流门22的边缘67和中间环36之间形成间隙66，燃烧用空气流过该间隙。加厚部51的面对节流门22的侧实施成圆角52，以便使在节流门22和中间环26之间流经的空气在朝向混合物通道8的方向上转向。由此，在加厚部51处的圆角52形成空气引导元件68。有利地，圆角52近似相应于加厚部51的厚度。通过圆角52明显小于节流门22的半径，间隙66不具有恒定的宽度。然而，间隙66的宽度e很小并且有利地平均在节流门22的直径c的约3%至约10%之间。
在图9中显示的怠速运行状态中在节流门22的边缘67和通道壁之间流过的燃烧用空气由空气引导元件68转向，并且流动通过在节流门22和分离壁区段50之间形成的开口53。在从空气引导元件68到通道壁的过渡处形成流动分流棱边69。在流动导流器边缘69处的空气引导元件68的切线70伸延穿过在分离壁10中的开口53。在该实施例中，切线70近似垂直于进气道纵轴线65伸延。由此，在节流门22和空气引导元件68之间流过的燃烧用空气通过开口53被引导到混合物通道8中。
有利地，在通常的安装位置中，混合物通道8布置在空气通道9之上，即，相对于在图中的图示旋转180°。由此，在怠速运行中燃料可作为壁膜沿着节流门22处行进到空气通道9。由流动通过间隙66的燃烧用空气带走该燃料并且输送到混合物通道8中。
在该实施例中，开口53既在节流轴23的上游又在节流轴23的下游延伸。然而也可设置成，仅仅在节流轴23和分离壁区段50之间、即仅仅在节流轴23下游形成开口53。
如图9显示的那样，中间环36具有第一固定区段48，其伸入汽化器17中，并且载有环绕的向外伸出的桥接部42，固定区段48利用该桥接部42密封地保持在汽化器17中。桥接部42设置成用于平衡公差，并且在装配时变形或被剪断(abescheren)，以使得固定区段48即使在不适宜的公差配合时也始终密封地配合在汽化器17中。位于下游的伸入连接管28中的第二固定区段49构造成部分地锥形地变细，以使得可以良好地密封的方式将连接管28推到中间环36上。
如图9显示的那样，中间环36具有进入到连接管28中的插入长度b，其近似相应于引导肋部39的汽化器侧的端部46的间距a。遮蔽区段27和由此附加通道36具有长度l，其为节流门22的直径c的约25%至约150%。节流门22的直径c的约40%至约100%的附加通道37的长度l被视为尤其有利的。图9同样显示了在附加通道37的位于上游的端部处进入附加通道37中的进入开口60。在图9中示意性地显示的节流门22的怠速运行状态中，节流门22邻近进入开口60。在此，开口59布置在进入开口60处，以使得燃烧用空气可通过开口59流入附加通道37中。
Claims (7)
1.一种二冲程发动机，带有缸体(2)，在所述缸体(2)中构造有燃烧室(3)，其中，由活塞(5)限制所述燃烧室(3)，所述活塞(5)驱动可旋转地支承在曲轴箱(4)中的曲轴(7)，其中，在所述活塞(5)的下止点的区域中，所述曲轴箱(4)通过至少一个溢流通道(14)与所述燃烧室(3)相连接，所述二冲程发动机带有进气道(61)，其中，所述进气道(61)的区段构造在汽化器(17)中，其中，所述进气道(61)至少部分地被分割成空气通道(9)和混合物通道(8)，其中空气通道(9)和混合物通道(8)至少部分地通过分离壁(10)相互分离，其中，所述混合物通道(8)通入所述曲轴箱(4)中，并且所述空气通道(9)将燃烧用空气输送到溢流通道(14)中，并且其中，在所述汽化器(17)中可摆动地支承有节流门(22)，该节流门(22)控制输送到所述空气通道(9)和所述混合物通道(8)的燃烧用空气量，其中利用节流轴(23)可摆动地支承所述节流门(22)，其中在所述节流门(22)的怠速运行状态中所述空气通道(9)和所述混合物通道(8)通过在所述分离壁(10)中的布置在所述节流轴(23)下游的开口(53)相连接，其中所述节流门(22)具有边缘(67)，
其特征在于，在所述空气通道(9)的通道壁处布置有空气引导元件(68)，其中在所述节流门(22)的怠速运行状态中在所述节流门(22)的所述边缘(67)和所述空气引导元件形成间隙(66)，其中所述空气引导元件(68)使在所述节流门(22)的怠速运行状态中在所述节流门(22)的所述边缘(67)和通道壁之间流过的燃烧用空气流动通过在所述分离壁(10)中的开口(53)进入到所述混合物通道(8)中，其中所述空气引导元件具有流动分流棱边(69)，并且其中在所述流动分流棱边(69)处的切线(70)与在所述分离壁(10)中的开口(53)相交。
2.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，在所述汽化器(17)的下游布置有中间环(36)，其中，所述空气引导元件(68)模制在所述中间环(36)处。
3.根据权利要求2所述的二冲程发动机，其特征在于，所述空气引导元件(68)构造在所述中间环(36)的位于上游的侧边处。
4.根据权利要求2所述的二冲程发动机，其特征在于，所述中间环(36)在限制所述空气通道(9)的侧边处实施成带有加厚部(51)，其中，所述空气引导元件(68)构造在所述加厚部(51)处。
5.根据权利要求2所述的二冲程发动机，其特征在于，在所述中间环(36)处构造有分离壁区段(50)。
6.根据权利要求2所述的二冲程发动机，其特征在于，在所述汽化器(17)下游布置有连接管(28)，其中，所述中间环(36)布置在所述汽化器(17)和所述连接管(28)之间。
7.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，所述空气引导元件(68)在横截面中构造成拱形。
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