CN104481669A - 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。该二冲程发动机包括活塞、使活塞能够往返运动地收容活塞的气缸、借助连杆连接于活塞的曲轴、使曲轴能够旋转地收容该曲轴的曲轴箱、用于向曲轴箱内导入混合气的混合气通路、从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口的扫气通路、及连接在扫气通路的中间位置的空气通路。在该发动机中，在活塞的上升行程的一部分期间里，产生了负压的曲轴箱经由扫气口连接于扫气通路。由此，从空气通路导入到扫气通路的大部分空气朝向扫气口流动，不翻转流动的方向就能够流入到气缸中。

Description

层状扫气二冲程发动机
本申请是国际申请日为2009年9月17日、进入中国国家阶段日期为2011年3月24日、申请号为200980137626.4、发明创造名称为：“层状扫气二冲程发动机”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种层状扫气二冲程发动机。特别是涉及一种利用空气进行先行扫气的空气先导式的层状扫气二冲程发动机。
背景技术
在日本国专利申请公开2001－254624号公报(文献1)中公开有一种空气先导式的层状扫气二冲程发动机。该二冲程发动机包括活塞、使活塞能够往返运动地收容该活塞的气缸、借助连杆连接于活塞的曲轴、及使曲轴能够旋转地收容该曲轴的曲轴箱。在该二冲程发动机中还形成有用于向曲轴箱内导入混合气(燃料和空气的混合气)的混合气通路、从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口的扫气通路、及连接在扫气通路的中间位置的空气通路。
在该二冲程发动机中，在活塞的上升行程时，在曲轴箱中产生的负压经由扫气流入口作用于扫气通路，来自空气通路的空气被导入到扫气通路中。在活塞的下降行程时，导入到扫气通路的空气在混合气之前被导入到气缸内。在自气缸内对燃烧气体进行扫气时，在燃烧气体和混合气之间形成有空气层，因此，能够防止吹漏出混合气，抑制未燃烧气体的排出。
在国际公开第98/57053号单行本(文献2)中公开有另一种空气先导式的层状扫气二冲程发动机。在该二冲程发动机中，在活塞的上升行程时，空气通路借助活塞连接于扫气口。由此，能够自扫气口进行向扫气通路中填充空气。采用该构造，在向扫气通路中填充空气时，能够防止在扫气口附近残留混合气。
在以往的二冲程发动机中，在向扫气通路中填充空气时，自空气通路流入到扫气通路的空气在扫气通路内朝向曲轴箱的扫气流入口流动。之后，流入到扫气通路的空气在扫气通路内朝向气缸的扫气口被导入到气缸内。即，在以往的二冲程发动机中，在填充到扫气通路的空气被导入到气缸时，需要将其流动方向翻转。采用该构造，容易在填充到扫气通路的空气中混入来自曲轴箱的混合气。结果，在先行导入到气缸的空气中也会包含燃料，导致将燃料在未燃烧的状态下排出。
发明内容
本发明用于解决上述问题。本发明提供一种在空气先导式的层状扫气二冲程发动机中降低未燃烧气体的排出量的技术。
利用本发明具体化的层状扫气二冲程发动机包括活塞、使活塞能够往返运动地收容该活塞的气缸、通过连杆连接于活塞的曲轴、使曲轴能够旋转地收容该曲轴的曲轴箱、用于向曲轴箱内导入混合气的混合气通路、从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口的扫气通路、及连接在扫气通路的中间位置的空气通路。在该发动机中，在活塞向与曲轴箱相反一侧移动的上升行程的一部分期间里，产生了负压的曲轴箱经由扫气口连接于扫气通路。
在此，在本说明书中，为了方便起见，有时将与气缸的轴线平行且朝向与曲轴箱相反的方向表述为上方，将与气缸的轴线平行且朝向曲轴箱的方向表述为下方。因而，有时将活塞向与曲轴箱相反一侧移动的行程表述为上升行程，将活塞向曲轴箱侧移动的行程表述为下降行程。
在利用本发明具体化的发动机中，导入到扫气通路的空气的至少一部分不翻转其流动方向就能够流入到气缸内。在扫气通路中空气的流动难以产生紊乱，能够抑制在导入到扫气通路的空气中混入混合气。能够有意地减少先行导入到气缸内的空气所含有的燃料，从而能够防止燃料未燃烧地被排出到外部。
优选为在扫气通路中，从空气通路导入的空气的大部分不朝向扫气流入口而朝向扫气口流动。由此，防止在扫气通路中空气的流动产生紊乱，能够有效地防止在导入的空气中混入混合气。关于该点，二冲程发动机优选具有下述特征中的至少一个。
第1，优选为在扫气通路中，对于从空气通路的连接位置朝向上述扫气口的流动施加的阻力小于对于从上述空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动施加的阻力。采用该构造，从空气通路导入到扫气通路的空气能够更多地朝向阻力较小的扫气口流动。
第2，优选为在扫气通路中，对于从空气通路的连接位置朝向扫气流入口的流动施加的阻力大于对于从扫气流入口朝向空气通路的连接位置的流动施加的阻力。采用该构造，能够抑制导入到扫气通路的空气朝向扫气流入口流动，另一方面，能够将从曲轴箱流入到扫气通路的混合气顺场地输送到气缸中。
第3，优选为在扫气通路中，在产生了负压的曲轴箱经由扫气口连接于扫气通路的期间里，从空气通路的连接位置到扫气流入口的区间实质上被封闭。采用该构造，从空气通路导入到扫气通路的空气能够不朝向扫气流入口而朝向扫气口顺畅地流动。
第4，优选为在扫气通路中，从空气通路的连接位置朝向扫气流入口流动的空气的量为从空气通路导入到扫气通路的空气总量的百分之十以下。采用该构造，可确认能够充分地抑制在扫气通路中空气的流动产生的紊乱，从而能够有意地抑制在导入到扫气通路的空气中混入混合气。
上述各个特征能够利用各种构造进行具体化，并不限定于特定的构造。其中，作为最优选的具体例子之一，优选在扫气通路中，在从扫气流入口到空气通路的连接位置的区间中设有禁止向扫气流入口侧的流动的第1止回阀。采用该构造，能够将具有上述全部特征的二冲程发动机具体化。此外，由于从空气通路导入到扫气通路的空气基本全部朝向扫气口流动，在扫气通路中空气流动不会产生翻转，因此，能够实现理想的层状扫气。
优选在扫气通路中，向从空气通路的连接位置到扫气口的区间中大量地导入空气。因此，扫气通路优选为从空气通路的连接位置到扫气口的区间的长度长于从空气通路的连接位置到扫气通路的扫气流入口的区间的长度。或者，优选从空气通路的连接位置到扫气口的区间的容积大于从空气通路的连接位置到扫气流入口的区间的容积。
采用本发明，在二冲程发动机中能够降低未燃烧气体的排出量。由此，能够显著提高二冲程发动机的环境性能。
附图说明
图1是实施例的发动机的纵剖视图。
图2是图1中的Ⅱ－Ⅱ剖视图。
图3是表示活塞的上升行程后期的状态的图。
图4是表示活塞位于上止点的状态的图。
图5是表示活塞的下降行程中期的状态的图。
图6是表示活塞的下降行程后期的状态的图。
图7是表示活塞的上升行程中期的状态的图。
具体实施方式
列举在本说明书中公开的实施例的优选特征。
(特征1)扫气口的至少一部分在活塞的上升行程的一部分期间里在活塞的下方敞开。由此，扫气通路经由扫气口与产生了负压的曲轴箱连接。但是，扫气通路经由扫气口与产生了负压的曲轴箱连接的构造并不限定于实施例中采用的上述构造。例如，也可以在活塞侧面预先形成通孔，在活塞的上升行程的一部分期间里，扫气口连通于活塞侧面的通孔。或者，也可以在活塞侧面形成与其下端相连的槽，在活塞的上升行程的一部分期间里，扫气口连通于活塞侧面的槽。另外，也可以在活塞侧面形成上述通孔和槽这两者。
(特征2)在扫气通路中，在从扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间内设有第1簧片阀。第1簧片阀是止回阀的一种，其安装为禁止朝向扫气流入口的流动的朝向。另外，第1簧片阀也可以变更为其他种类的止回阀。
(特征3)在扫气通路中，通过设有第1簧片阀，使得对于从空气通路的连接位置朝向扫气口的流动施加的阻力小于对于从空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动施加的阻力。由此，从空气通路导入的空气的大部分能够不朝向扫气流入口而朝向扫气口流动。另外，对于从空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动，本实施例的第1簧片阀能够完全封闭扫气通路，但第1簧片阀也可以对于从空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动部分地封闭扫气通路。
(特征4)在扫气通路中，通过设有第1簧片阀，使得对于从空气通路的连接位置朝向扫气流入口的流动施加的阻力大于对于从扫气流入口朝向空气通路的连接位置的流动施加的阻力。由此，能够抑制导入到扫气通路的空气朝向扫气流入口的流动，另一方面，能够将之后从曲轴箱流入到扫气通路的混合气顺场地输送到气缸内。另外，本实施例的第1簧片阀能够完全禁止从空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动，但第1簧片阀也可以部分地禁止从空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动。
(特征5)在扫气通路中，通过设有第1簧片阀，使得在扫气通路经由扫气口连接于产生了负压的曲轴箱的期间里，从空气通路的连接位置到扫气流入口的区间实质上被封闭。由此，从空气通路导入到扫气通路的空气能够不朝向扫气流入口而朝向扫气口顺畅地流动。另外，在本实施例的发动机中，也可以替代第1簧片阀，而设置与活塞、曲轴箱的循环连动地打开或关闭扫气通路的可动阀。或者，也可以通过在曲轴的配重上设置与扫气通路的扫气流入口相对的阀面，从而与活塞、曲轴的循环连动地封闭扫气通路的扫气流入口。通过调整形成阀面的角度范围，在扫气通路经由扫气口连接于产生了负压的曲轴箱的期间里，能够实质上封闭从空气通路的连接位置到扫气口的区间。
(特征6)在扫气通路中，通过设有第1簧片阀，使得从空气通路导入到扫气通路的空气的大致全部量朝向扫气口流动。由此，在扫气通路中空气流动不发生翻转，因此，能够实现理想的层状扫气。但是，即便导入的空气的大致全部量不朝向扫气口流动，只要朝向扫气流入口流动的空气的量能被抑制在导入的空气全部量的百分之十以下，也能够充分抑制在扫气通路中在空气的流动中产生的紊乱。
(特征7)在活塞的上升行程的初期，与扫气口相对的活塞侧面的上端位于扫气口的上端的下方，并且，与扫气口相对的活塞侧面的下端位于扫气口的下端的下方。即，在活塞的上升行程的初期，扫气口在活塞的上方开放，扫气通路经由扫气口连接于气缸。在活塞的上升行程的中期，与扫气口相对的活塞侧面的上端位于扫气口的上端的上方，并且，与扫气口相对的活塞侧面的下端位于扫气口的下端的下方。即，在活塞的上升行程的中期，扫气口被活塞的侧面封闭。在活塞的上升行程的后期，与扫气口相对的活塞侧面的上端位于扫气口的上端的上方，并且，与扫气口相对的活塞侧面的下端位于扫气口的下端的上方。即，在活塞的上升行程的后期，扫气口在活塞的下方开放，扫气通路经由扫气口连接于曲轴箱。
(特征8)在与扫气口相对的活塞侧面的下端设有缺口部。而且，优选该缺口部和在气缸内开口的扫气口相对于曲轴箱的轴线位于曲轴的轴线所延伸的方位。
(特征9)在空气通路中设有用于禁止向与扫气通路相反一侧的流动的第2止回阀。利用该第2止回阀，能够防止空气、混合气从扫气通路向空气通路中回流。能够将扫气通路的空气、混合气顺畅地输送到气缸内。
(特征10)在气缸内设有多个扫气口。而且，扫气通路在比空气通路的连接位置靠扫气口侧的区间里，朝向各个扫气口分支。即，在扫气通路中，在比朝向扫气通路分支的分支位置靠上游侧位置连接有空气通路。采用该构造，不必分别在分支的扫气通路上连接空气通路。
(特征11)从扫气通路的扫气流入口到空气通路的连接位置的区间、空气通路和混合气通路相对于气缸的轴线设置在相同的方位。采用该构造，能够将发动机构成为小型。另外，能够缩短空气通路、混合气通路，从而能够降低各通路中的流动阻力。
(特征12)空气通路在混合气通路的下方连接于扫气通路。即，空气通路在气缸的轴线方向上设置在混合气通路的下方，空气通路向扫气通路连接的连接位置也设置在混合气通路的下方。并且，空气通路和混合气通路实质上平行地设置。在很多二冲程发动机中，大多在气缸的周围没有多余的空间，而在曲轴箱的周围具有多余的空间。因此，只要将空气通路配置在混合气通路的下方，使空气通路在混合气通路的下方连接于扫气通路，就能够有效地利用无用空间，从而能够使发动机小型化。另外，通过将空气通路在混合气通路的下方连接于扫气通路，能够延长扫气通路的从空气通路的连接位置到扫气口的区间，从而能够向扫气通路中导入大量的空气。
(特征13)发动机包括曲轴箱盖，曲轴箱盖固定于曲轴箱，且曲轴箱盖与曲轴箱之间形成有扫气通路的至少一部分。在曲轴箱上形成有与曲轴箱盖相对的平坦面。该平坦面与曲轴箱的轴线平行，并且，与气缸的轴线形成0°～30°中的任一角度。采用该构造，不使发动机大型化，就能够形成较长且容积较大的扫气通路。特别是，将上述角度设计得越接近30°，越能够在气缸的轴线方向上延长扫气通路。在这种情况下，在扫气通路中，根据重量差，较浓的混合气位于下方(曲轴箱侧)，较稀薄的燃料位于上方(气缸侧)。通过向气缸中先导入较稀薄的燃料，能够有益地降低未燃烧气体的排出量。
(特征14)在形成于曲轴箱的平坦面上设有位于扫气通路中、并且用于禁止朝向扫气流入口的流动的第1簧片阀。而且，该平坦面是第1簧片阀所抵接/背离的阀座面。在曲轴箱具有平坦面时，能够在该平坦面容易地设置第1簧片阀。另外，也能够使第1簧片阀大型化，由此，也能够降低混合气的流动阻力。另外，无论是否存在空气通路，在扫气通路中设置第1簧片阀都是有效的。若在扫气通路中设置第1簧片阀，则在活塞的上升行程时，能够将曲轴箱和扫气通路互相隔开。由此，能够在曲轴箱中产生较强的负压(即，曲轴箱的压力大幅度降低)，从而能够向曲轴箱中导入大量的混合气。在此，第1簧片阀是用于禁止朝向扫气流入口的流动的第1止回阀的一个例子。第1簧片阀也可以变更为其他种类的止回阀(优选以平坦面为阀座面)。
(特征15)优选扫气通路的自扫气流入口延伸出来的一部分和扫气通路的自扫气口延伸出来的一部分分别在形成于曲轴箱的平坦面上开口。在这种情况下，优选自该扫气流入口延伸的扫气通路的一部分和自该扫气口延伸的扫气通路的一部分利用曲轴箱盖互相连接。
(特征16)优选在曲轴箱盖上还形成有空气通路的至少一部分。在这种情况下，优选在曲轴箱盖的面向扫气通路的内表面和面向空气通路的内表面之间的边界位置设有引导突起，该引导突起具有用于将来自曲轴箱的混合气朝向与扫气口相连的扫气通路引导的弯曲面。
(特征17)优选发动机还包括空气岐管，空气岐管固定于曲轴箱盖，且在空气岐管与曲轴箱盖之间形成有空气通路的至少一部分。在这种情况下，优选在空气岐管上形成有与曲轴箱盖相对的平坦面。该平坦面与形成于曲轴箱的平坦面形成80°～130°中的任一角度。
(特征18)优选在形成于空气岐管的平坦面上设有位于空气通路中、并用于禁止朝向反扫气通路侧的流动的第2止回阀。在这种情况下，优选形成于空气岐管的平坦面是第2止回阀所抵接/背离的阀座面。
实施例
参照附图说明实施了本发明的实施例。图1表示本实施例的层状扫气二冲程发动机10(以下简称作发动机10)的纵剖视图。图2表示图1中的Ⅱ－Ⅱ剖视图。本实施例的发动机10是单缸型的小型发动机，例如是能够搭载于动力工具、作业机的发动机。
如图1所示，发动机10包括发动机主体20、活塞32、连杆80和曲轴62。发动机主体20主要包括气缸24、曲轴箱60、曲轴箱盖50和空气岐管42。曲轴箱60固定在气缸24的下部。曲轴箱盖50固定在曲轴箱60的侧部。空气岐管42固定在曲轴箱盖50的上部。
气缸24收容活塞32。活塞32能够沿着气缸24的轴线X往返运动。在气缸24内，在活塞32的上方形成有燃烧室26。在燃烧室26中配设有火花塞28。
曲轴箱60收容曲轴62。曲轴62能够旋转地被曲轴箱60支承。活塞32借助连杆80和活塞销30与曲轴62连接。由此，活塞32在气缸24内往复运动时，曲轴62在曲轴箱60内旋转运动。另外，在图1中，连杆80的一部分省略图示。曲轴62是发动机10的输出轴，曲轴62的端部延伸至曲轴箱60外。
在发动机主体20上形成有混合气通路36、扫气通路66、空气通路44和排气通路70。混合气通路36、排气通路70形成于气缸24。扫气通路66利用曲轴箱60、曲轴箱盖50和气缸24形成。空气通路44利用曲轴箱盖50和空气岐管42形成。
在气缸24的内表面24a形成有吸气口34、多个扫气口68、排气口72。吸气口34、多个扫气口68、排气口72被在气缸24内往返复运动的活塞32开闭。吸气口34和扫气口68相对于气缸24的轴线X形成在与曲轴62的轴线Y正交的方向上，且彼此相对。多个扫气口68相对于气缸24的轴线X形成在与曲轴62的轴线Y正交的方向上。另外，在图1中图示了两个扫气口68，但实际上，在与这两个扫气口68相对的位置还形成有未图示的两个扫气口。即，在气缸24的内表面24a形成有合计4个扫气口。
混合气通路36与吸气口34连接。在混合气通路36上设有用于向从外部导入的空气中混合燃料的化油器38。利用化油器38生成的可燃性的混合气经由混合气通路36被供给到吸气口34。从活塞32的上升行程(向与曲轴箱60相反一侧移动的移动行程)的后期到下降行程(向曲轴箱60侧移动的移动行程)的初期，吸气口34在活塞32的下方开放。在吸气口34在活塞32的下方开放的期间里，在曲轴箱60内产生的负压的作用下，来自混合气通路36的混合气被导入到曲轴箱60内。
扫气通路66与扫气口68连接。扫气通路66从在曲轴箱60内开口的扫气流入口56延伸至在气缸24上开口的扫气口68。如图1、图2所示，扫气通路66在其路径上的分支位置66b朝向多个扫气口68分支。从活塞32的下降行程的后期到上升行程的初期，扫气口68在活塞32的上方开放。在扫气口68在活塞32的上方开放的期间里，曲轴箱60内的混合气经由扫气通路66被输送到气缸24内。
并且，从活塞32的上升行程的后期到下降行程的初期，扫气口68在活塞32的下方开放。在扫气口68在活塞32的下方开放的期间里，产生了负压的曲轴箱60经由扫气口68与扫气通路66连接。在扫气通路66的路径上连接有用于从外部导入空气的空气通路44。
在扫气通路66中，在从扫气流入口56到空气通路44的连接位置66a的区间内设有第1簧片阀54。第1簧片阀54是用于禁止朝向扫气流入口56的流动的止回阀，其仅容许朝向扫气口68的流动。因而，在扫气口68在活塞32的下方开放的期间里，空气从空气通路44被导入到扫气通路66，导入的空气朝向扫气口68流动。由此，扫气通路66中的、从空气通路44的连接位置66a到扫气口68的区间被空气充满。如后详述，导入到扫气通路66的空气在混合气之前被导入到气缸24内，从而对气缸24内的燃烧气体(燃烧后的气体)进行扫气。另外，第1簧片阀54也可以不完全禁止朝向扫气流入口56的流动，只要对朝向扫气流入口56的流动给与有意的阻力即可。由此，能够使导入到扫气通路66的空气的大部分朝向扫气口68流动。
排气通路70与排气口72连接。在排气通路70中设有消声器74。从活塞32的下降行程的后期到活塞32的上升行程的初期，排气口72在活塞32的上方开放。在排气口72在活塞32的上方开放的期间里，气缸24内的燃烧气体经由排气口72被排出到排气通路70。借助燃烧气体的压力排出燃烧气体，并且借助从扫气口68流入的空气及混合气的扫气来排出燃烧气体。
以上，说明了本实施例的发动机10的整体构造。接着，说明发动机10的各部分的详细构造。
空气通路44连接于扫气通路66的连接位置66a设置在比气缸24侧的扫气口68靠近曲轴箱60侧的扫气流入口56的位置。即，在扫气通路66中，从扫气口68到空气通路44的连接位置66a的区间的长度长于从扫气通路66的扫气流入口56到空气通路44的连接位置66a的区间的长度。另外，从扫气口68到空气通路44的连接位置66a的区间的容积大于从扫气通路66的扫气流入口56到空气通路44的连接位置66a的区间的容积。由此，在向扫气通路66中填充来自空气通路44的空气时，能够向扫气通路66内填充大量的空气。在本实施例的发动机10中，将空气通路44的连接位置66a设置在距扫气口68越远的位置，就能够向扫气通路66内填充越多的空气。
在扫气通路66中，空气通路44的连接位置66a设置为比扫气通路66的分支位置66b靠扫气流入口56侧(曲轴箱60侧)。即，构成为在比扫气通路66的分支位置66b靠上游侧自空气通路44供给空气。采用该构造，能够利用单一的空气通路44向分支的扫气通路66中分别供给空气。这样，通过在分支位置66b的上游侧供给空气，不必在分支的扫气通路66上分别连接空气通路44。
为了使活塞32轻量化，在活塞32的下端32b设有缺口部33(即，使活塞裙的部分缩短)。缺口部33设置在与曲轴62的轴线Y平行的方向上，与形成有扫气口68的方向一致。这样，通过使气缸24上形成扫气口68的位置与在活塞32上形成缺口部33的位置相对应，不将扫气口68朝向下方扩大很多，就能够使扫气口68在比活塞32靠下方处开口。
在空气通路44中设有第2簧片阀48和空气调节阀40。第2簧片阀48是用于禁止朝向与扫气通路66相反一侧的流动的止回阀，仅容许朝向扫气通路66的流动。利用第2簧片阀48，能够禁止扫气通路66内的空气、混合气在空气通路44中回流。空气调节阀40用于调节空气通路44的开度，从而调节在空气通路44中流动的空气流量。空气调节阀40构成为连接于化油器38的混合气调节阀38a，与混合气调节阀38a连动。
从扫气通路66的扫气流入口56到空气通路44的连接位置66a的区间、空气通路44、混合气通路36相对于气缸24的轴线X设置在相同的方位。空气通路44和混合气通路36大致平行地设置。另外，空气通路44在与气缸24的轴线平行的方向(轴线方向)上，设置在混合气通路36的下方，并且，在混合气通路36的下方连接于扫气通路66。与混合气通路36的上方相比，在混合气通路36的下方存在更大的空间裕量。因而，通过将空气通路44配置在混合气通路36的下方，将空气通路44在混合气通路36的下方连接于扫气通路66，能够有效地利用无用空间，从而能够使发动机10小型化。通过使发动机10小型化，在将发动机10搭载于手动型的动力工具、作业机(例如链锯、修剪机)的情况下，能够显著地提高该动力工具、作业机的操作性。
如图1所示，在曲轴箱60中形成有与曲轴箱盖50相对的平坦面58。曲轴箱60的平坦面58与曲轴62的轴线Y平行，并且，平坦面58与气缸24的轴线X形成大致18°的方式向下方倾斜。在此，平坦面58与气缸24的轴线X所形成的角度θ并不一定必须是18°。但是，优选平坦面58与气缸24的轴线X所形成的角度θ为0°～30°中的任一角度。
扫气通路66的自扫气流入口56延伸出来的上游部和扫气通路66的向扫气口68延伸的下游部分别在曲轴箱60的平坦面58开口。而且，扫气通路66的自扫气流入口56延伸出来的上游部和扫气通路66的向扫气口68延伸的下游部利用与平坦面58相对的曲轴箱盖50互相连接。
在曲轴箱60的平坦面58上固定有之前说明的第1簧片阀54。另外，曲轴箱60的平坦面58是第1簧片阀54所抵接/背离的阀座面。第1簧片阀54通过与曲轴箱60的平坦面58抵接/背离来封闭/开放扫气通路66。
在曲轴箱盖50上，除扫气通路66的一部分之外还形成有空气通路44的一部分。而且，在曲轴箱盖50的面向扫气通路66的内表面50a和面向空气通路44的内表面50b之间的边界位置设有引导突起52。在引导突起52上形成有用于将来自扫气流入口56(曲轴箱60)的混合气朝向扫气通路66的下游部引导的引导面52a。引导面52a朝向扫气通路66的下游部弯曲。
在空气岐管42中形成有与曲轴箱盖50相对的平坦面46。空气岐管42的平坦面46与曲轴62的轴线Y平行，并且，与曲轴箱60的平坦面58形成大致105°。在此，空气岐管42的平坦面46与曲轴箱60的平坦面58所成的角度并不一定必须是105°。但是，优选两个平坦面46、58所成的角度为80°～130°中的任一角度。
之前说明的第2簧片阀48能够装卸地固定在空气岐管42的平坦面46上。另外，空气岐管42的平坦面46是第2簧片阀48所抵接/背离的阀座面。第2簧片阀48通过与空气岐管42的平坦面46抵接/背离来封闭/开放空气通路44。
接着，参照图3～图7说明发动机10的1个循环中的动作。发动机10是二冲程发动机，利用活塞32的上升行程和下降行程来进行1个循环的动作。在图3～图7中，黑圆记号(●)表示混合气，空心圆记号(○)表示空气，叉记号(×)表示燃烧气体。
图3表示活塞32的上升行程后期的状态。在活塞32的上升行程后期，排气口72被活塞32封闭，吸气口34在活塞32的下方开放。另外，扫气口68在活塞32的下方开放。即，活塞32的与扫气口68相对的侧面的上端32a位于扫气口68的上端68a的上方，活塞32的与扫气口68相对的侧面的下端32b(即，活塞32的缺口部33的下端32b)位于扫气口68的下端68b的上方。
在活塞32的上升行程后期，在位于活塞32上方的燃烧室26中对在之前的循环中导入的混合气进行压缩。另一方面，在位于活塞32下方的曲轴箱60内，随着活塞32的上升而产生较强的负压。成为混合气通路36经由吸气口34与产生了负压的曲轴箱60内连接的状态。由此，混合气从吸气口34流入到位于活塞32下方的曲轴箱60内。
另外，在活塞32的上升行程后期，扫气通路66经由扫气口68与产生了负压的曲轴箱60连接。由此，在曲轴箱60内产生的负压经由扫气口68作用于扫气通路66，空气从空气通路44流入到扫气通路66。此时，导入到扫气通路66的空气在扫气通路66内朝向扫气口68流动。另外，在曲轴箱60内产生负压的期间，第1簧片阀54成为关闭的状态，扫气通路66被完全封闭。因而，导入到扫气通路66的空气被禁止朝向扫气流入口56流动。结果，如图3所示，扫气通路66中的、从空气通路44的连接位置66a到扫气口68的区间被空气充满。
接着，图4表示活塞32位于上止点的状态。在活塞32位于上止点的时刻，排气口72被活塞32封闭，吸气口34在活塞32的下方开放。另外，扫气口68在活塞32的下方开放。即，活塞32的与扫气口68相对的侧面的上端32a位于扫气口68的上端68a的上方，活塞32的与扫气口68相对的侧面的下端32b位于扫气口68的下端68b的上方。
在活塞32到达上止点的时刻，压缩混合气、向曲轴箱60导入混合气、及向扫气通路66导入空气基本结束。自该状态，利用火花塞28对混合气进行点火。混合气燃烧而成的燃烧气体急速膨胀，从而向下方按下活塞32。活塞32过渡到下降行程。
接着，图5表示活塞32的下降行程中期的状态。在活塞32的下降行程中期，排气口72在活塞32的上方开放，吸气口34被活塞32封闭。另外，扫气口68被活塞32封闭。即，活塞32的与扫气口68相对的侧面的上端32a位于扫气口68的上端68a的上方，活塞32的与扫气口68相对的侧面的下端32b位于扫气口68的下端68b的下方。
从活塞32的下降行程的初期到中期，在位于活塞32上方的燃烧室26中，自开放的排气口72排出燃烧气体。另一方面，在位于活塞32下方的曲轴箱60内，随着活塞32的下降而产生正压。由此，曲轴箱60内的混合气经由扫气流入口56流入到扫气通路66。流入到扫气通路66的混合气在扫气通路66内朝向扫气口68流动。该混合气在扫气通路66内的流动方向与在之前的行程中导入到扫气通路66的空气的流动方向一致。因而，能够防止流入到扫气通路66的混合气与扫气通路66内的空气混合。结果，在扫气通路66内，在扫气口68侧形成空气层，在扫气流入口56侧形成混合气层。
接着，图6表示活塞32的下降行程后期的状态。在活塞32的下降行程后期，排气口72在活塞32的上方开放，吸气口34被活塞32封闭。另外，扫气口68在活塞32的上方开放。即，活塞32的与扫气口68相对的侧面的上端32a位于扫气口68的上端68a的下方，活塞32的与扫气口68相对的侧面的下端32b位于扫气口68的下端68b的下方。
从活塞32的下降行程后期到上升行程初期，在位于活塞32上方的燃烧室26中，利用填充到扫气通路66内的空气和混合气进行燃烧气体的扫气。首先，填充到扫气通路66内的空气从扫气口68喷出到燃烧室26内。由此，燃烧室26内的燃烧气体从开放的排气口72被排出。接着，扫气通路66和曲轴箱60内的混合气从扫气口68喷出到燃烧室26。由此，燃烧室26内的燃烧气体和空气从开放的排气口72被排出。
接着，图7表示活塞32的上升行程中期的状态。在活塞32的下降行程中期，排气口72在活塞32的上方开放，吸气口34被活塞32封闭。另外，扫气口68被活塞32封闭。即，活塞32的与扫气口68相对的侧面的上端32a位于扫气口68的上端68a的上方，活塞32的与扫气口68相对的侧面的下端32b位于扫气口68的下端68b的下方。在活塞32的上升行程中期，随着活塞32的上升，残留在气缸24内的空气从开放的排气口72被排出。之后，排气口72被活塞32封闭，开始压缩混合气。
如上所述，在本实施例的发动机10中，在向扫气通路66中填充空气时，从空气通路44导入到扫气通路66的空气在扫气通路66内朝向气缸24内的扫气口68流动。之后，填充到扫气通路66的空气仍然朝向扫气口68流动，被导入到气缸24内。这样，在本实施例的发动机10中，在填充到扫气通路66的空气被导入到气缸24时，不必翻转其流动方向。由此，能够防止在填充到扫气通路66的空气中混合来自曲轴箱60的混合气。先行导入到气缸24内的空气所含有的燃料较少，能够显著降低未燃烧而直接被排出的燃料(未燃烧气体)的排出量。
以上，详细说明了本发明的实施方式，但这些只不过是例示，对权利要求书并不构成限定。在权利要求书所述的技术中包含对以上例示的具体例子进行各种变形、变更而成的方式。
例如，在上述实施例中，扫气口68在活塞32的下方开放，使产生了负压的曲轴箱60从扫气口68连接于扫气通路66。对于这一点，例如也可以预先在活塞32中形成槽、孔，使产生了负压的曲轴箱60和扫气口68通过形成于活塞32的槽、孔相连通。
附记
(1)一种层状扫气二冲程发动机，其特征在于，该层状扫气二冲程发动机包括：活塞；气缸，其使活塞能够往返运动地收容该活塞；曲轴，其借助连杆连接于活塞；曲轴箱，其使曲轴能够旋转地收容该曲轴；混合气通路，其用于向曲轴箱内导入混合气；扫气通路，其从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口；空气通路，其连接于扫气通路的中间位置，用于向扫气通路中导入空气；该层状扫气二冲程发动机中，在活塞向与曲轴箱相反一侧移动的上升行程的一部分期间里，产生了负压的曲轴箱经由扫气口连接于扫气通路。
(2)根据上述(1)所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，对于从上述空气通路的连接位置朝向上述扫气口的流动施加的阻力小于对于从上述空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动施加的阻力。
(3)根据上述(1)或(2)所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，对于从上述空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口的流动施加的阻力大于对于从上述扫气流入口朝向上述空气通路的连接位置的流动施加的阻力。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，在扫气通路经由扫气口连接于产生了负压的曲轴箱的期间里，从上述空气通路的连接位置到上述扫气流入口的区间实质上被封闭。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，从上述空气通路的连接位置朝向上述扫气流入口流动的空气的量为从上述空气通路导入到上述扫气通路的空气总量的百分之十以下。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，在从上述扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间中设有用于禁止向扫气流入口侧的流动的第1止回阀。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，从上述空气通路的连接位置到上述扫气口的区间的长度长于从上述空气通路的连接位置到上述扫气流入口的区间的长度。
(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述扫气通路中，从上述空气通路的连接位置到上述扫气口的区间的容积大于从上述空气通路的连接位置到上述扫气流入口的区间的容积。
(9)根据上述(1)～(8)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述气缸内设有多个扫气口；上述扫气通路在比上述空气通路的连接位置靠扫气口侧的区间里，朝向各个扫气口分支。
(10)根据上述(1)～(9)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，从上述扫气通路的扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间、上述空气通路和上述混合气通路相对于气缸的轴线设置在相同的方位。
(11)根据上述(1)～(10)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在气缸的轴线方向上，上述空气通路的连接位置设置在上述混合气通路的下方。
(12)根据上述(1)～(11)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，还包括曲轴箱盖，该曲轴箱盖固定于上述曲轴箱，且在该曲轴箱盖与上述曲轴箱之间形成有上述扫气通路的至少一部分；在上述曲轴箱上形成有与上述曲轴箱盖相对的平坦面，该平坦面与上述曲轴箱的轴线平行，并且，该平坦面与上述气缸的轴线形成0°～30°中的任一角度。
(13)根据上述(12)所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在形成于上述曲轴箱的平坦面上设有第1止回阀，该第1止回阀位于上述扫气通路中，并且用于禁止朝向上述扫气流入口的流动。
(14)根据上述(12)或(13)所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，扫气通路的自扫气流入口延伸出来的一部分和扫气通路的自扫气口延伸出来的一部分分别在形成于上述曲轴箱的平坦面上开口。
(15)根据上述(12)～(14)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在上述曲轴箱盖上还形成有上述空气通路的至少一部分；在上述曲轴箱盖的面向上述扫气通路的内表面和面向上述空气通路的内表面间的边界位置设有引导突起，该引导突起具有用于将来自曲轴箱的混合气朝向与上述扫气口相连的扫气通路引导的弯曲面。
(16)根据上述(12)～(15)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，还包括空气岐管，该空气岐管固定于曲轴箱盖、且在该空气岐管与曲轴箱盖之间形成有上述空气通路的至少一部分在上述空气岐管上形成有与上述曲轴箱盖相对的平坦面；该平坦面与形成于上述曲轴箱的平坦面形成80°～130°中的任一角度。
(17)根据上述(16)所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，在形成于上述空气岐管的平坦面上设有第2止回阀，该第2止回阀位于上述空气通路中，并且用于禁止朝向与扫气通路相反一侧的流动。
(18)一种层状扫气二冲程发动机，其中，该层状扫气二冲程发动机包括：活塞；气缸，其使活塞能够往返运动地收容该活塞；曲轴，其借助连杆连接于活塞；曲轴箱，其使曲轴能够旋转地收容该曲轴；混合气通路，其用于向曲轴箱内导入混合气；扫气通路，其从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口；空气通路，其用于向扫气通路中导入空气；该层状扫气二冲程发动机中，在上述扫气通路中，在从上述扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间中设有第1止回阀，该第1止回阀用于禁止向扫气流入口侧的流动。
(19)一种层状扫气二冲程发动机，其中，该层状扫气二冲程发动机包括：活塞；气缸，其使活塞能够往返运动地收容该活塞；曲轴，其借助连杆连接于活塞；曲轴箱，其使曲轴能够旋转地收容该曲轴；混合气通路，其用于向曲轴箱内导入混合气；扫气通路，其从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口；空气通路，其连接在扫气通路的中间位置；该层状扫气二冲程发动机中，在气缸的轴线方向上，上述空气通路的连接位置设置在上述混合气通路的下方。
(20)一种层状扫气二冲程发动机，其中，该层状扫气二冲程发动机包括：活塞；气缸，其使活塞能够往返运动地收容该活塞；曲轴，其借助连杆连接于活塞；曲轴箱，其使曲轴能够旋转地收容该曲轴；混合气通路，其用于向曲轴箱内导入混合气；扫气通路，其从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口；曲轴箱盖，其固定于曲轴箱，在其与曲轴箱之间形成有扫气通路的至少一部分；该层状扫气二冲程发动机中，在上述曲轴箱上形成有与上述曲轴箱盖相对的平坦面，该平坦面与上述曲轴箱的轴线平行，并且，该平坦面与上述气缸的轴线形成0°～30°中的任一角度。
(21)根据上述(20)中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，还包括用于向上述扫气通路中导入空气的空气通路。
本说明书或者附图中说明的技术特征可以单独或通过各种组合来发挥其实用性，其并不限定为申请时的权利要求中记载的组合。本说明书或附图中例举的技术可以同时实现多个目的，在仅实现其中一个目的时的技术本身也具有实用性。
附图标记说明
10、发动机；
20、发动机主体；
24、气缸
26、燃烧室
32、活塞
33、缺口部
34、吸气口
36、混合气通路
42、空气岐管
44、空气通路
46、空气岐管42的平坦面
48、第2簧片阀
50、曲轴箱盖
52、引导突起
52a、引导突起52的引导面
54、第1簧片阀
56、扫气流入口
58、曲轴箱盖50的平坦面
60、曲轴箱
62、曲轴
66、扫气通路
68、扫气口
68a、扫气口68的上端
68b、扫气口68的下端
70、排气通路
72、排气口

Claims (10)

1.一种层状扫气二冲程发动机，其特征在于，该层状扫气二冲程发动机包括：
活塞；
气缸，其使活塞能够往返运动地收容该活塞；
曲轴，其借助连杆连接于活塞；
曲轴箱，其使曲轴能够旋转地收容该曲轴；
混合气通路，其用于向曲轴箱内导入混合气；
扫气通路，其从在曲轴箱内开口的扫气流入口延伸至在气缸内开口的扫气口；
空气通路，其连接于扫气通路的中间位置，用于向扫气通路中导入空气；
该层状扫气二冲程发动机中，在活塞向与曲轴箱相反一侧移动的上升行程的一部分期间里，产生了负压的曲轴箱经由扫气口连接于扫气通路；
在上述扫气通路中，在从上述扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间中设有用于禁止气流向扫气流入口侧的流动的第1止回阀，
在上述空气通路中设有第2止回阀，该第2止回阀用于禁止气流朝向与扫气通路相反一侧的流动，
从上述扫气通路的扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间、上述空气通路和上述混合气通路相对于气缸的轴线设置在相同的方位。
2.根据权利要求1所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
从上述扫气通路的扫气流入口到上述空气通路的连接位置的区间的轴线、上述空气通路的轴线、上述混合气通路的轴线、气缸的轴线位于同一平面。
3.根据权利要求1或2所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
上述空气通路的连接位置在气缸的轴线方向上设置在上述混合气通路的下方。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
上述空气通路在混合气通路的下方连接于上述扫气通路。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
上述空气通路和上述混合气通路实质上平行地设置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
上述第1止回阀为簧片阀。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
上述第2止回阀为簧片阀。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
在上述扫气通路中，从上述空气通路的连接位置到上述扫气口的区间的长度长于从上述空气通路的连接位置到上述扫气流入口的区间的长度。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
在上述扫气通路中，从上述空气通路的连接位置到上述扫气口的区间的容积大于从上述空气通路的连接位置到上述扫气流入口的区间的容积。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的层状扫气二冲程发动机，其特征在于，
在上述气缸内设有多个扫气口；
上述扫气通路在比上述空气通路的连接位置靠扫气口侧的区间里，朝向各个扫气口分支。
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