CN106286030B - 层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器 - Google Patents

Abstract

一种层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，改善空气滤清器的元件的防污染效果。具有将空气供给到进气系统空气通路内的第一吸入口(60)，以及将空气供给到进气系统混合气体通路内的第二吸入口(62)。延长通路(72)例如与第二吸入口(62)相通。形成延长通路(72)的通路形成构件(70)具有将第一吸入口(60)的周围包围的形状。利用通路形成构件(70)形成与所述第一吸入口(60)相通的防止倒吹燃料扩散区域(74)。

Description

层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器

技术领域

本发明涉及一种装入在层状扫气式两冲程内燃发动机中的空气滤清器。

背景技术

割灌机、链锯以及动力鼓风机等便携式作业机械的动力源使用两冲程内燃发动机。

专利文献1公开了一种层状扫气式两冲程内燃发动机。层状扫气式发动机的特征在于，在扫气工序中，在将曲轴室的混合气体导入到燃烧室内之前，将不含混合气体的空气即新鲜空气导入到燃烧室内。也将在扫气工序的初期导入到燃烧室内的该新鲜空气称为“先导空气”。

专利文献1公开的发动机具有包括两条通路的进气系统。第一通路是“空气通路”。第二通路是“混合气体通路”。将新鲜空气即先导空气经过空气通路供给到发动机主体内。将混合气体经过混合气体通路供给到发动机主体的曲轴室内。

专利文献1公开的进气系统由空气滤清器、化油器以及连接化油器与发动机主体的进气构件构成。进气构件具有沿长度方向连续延伸的第一分隔壁。利用该第一分隔壁在进气构件形成彼此独立的空气通路以及混合气体通路。

专利文献1公开的化油器具有节流阀以及阻流阀。节流阀以及阻流阀均由蝶形阀构成。在以全功率状态进行作业的过程中，节流阀以及阻流阀处于全开状态。

专利文献1公开的化油器具有将内部气体通路划分成两个部分的第二分隔壁。当节流阀以及阻流阀处于全开状态时，利用这两个阀以及第二分隔壁将化油器的内部通路分隔为空气通路以及混合气体通路。

由此，在以全功率的运转状态进行作业时，利用空气滤清器净化后的空气经过空气通路被供给到发动机主体内，并且经过混合气体通路被供给到曲轴室内。化油器在混合气体通路内具有燃料喷嘴。利用在混合气体通路内通过的空气从燃料喷嘴吸出燃料，在该化油器内的混合气体通路内生成燃料与空气混合而成的混合气体。

专利文献1公开了两种化油器。第一种类型的化油器与第二种类型的化油器的分隔壁不同。第一种类型的化油器的分隔壁具有与全开状态的节流阀及全开状态的阻流阀一起将化油器内气体通路分离为两条通路的形状(专利文献1的图3)。即，在高速旋转的运转状态下，包括第一种类型的化油器的进气系统形成有彼此独立的空气通路以及混合气体通路。

第二种类型的化油器的分隔壁具有使上述第一种类型的化油器的分隔壁的一部分开口而形成的窗(专利文献1的图4)。第二种类型的化油器的空气通路与混合气体通路通过分隔壁的窗而连通。即，包括第二种类型的化油器的进气系统具有与空气通路及混合气体通路连通的窗。进气系统的空气通路及混合气体通路从空气滤清器延伸至发动机主体。在高速旋转的运转状态下，包括第二种类型的化油器的进气系统的空气通路与混合气体通路处于通过上述窗即开口部局部始终连通的状态。

不限定于层状扫气式两冲程内燃发动机，两冲程内燃发动机具有由燃料的倒吹导致的空气滤清器的污染的问题。该燃料的倒吹问题不仅在混合气体通路的混合气体的倒吹中发生，也在空气通路的空气的倒吹中发生。在装载有第二种类型的化油器的发动机中当然会发生该问题。在装载有第一种类型的化油器的发动机中，在加减速时、节气门半开状态时，也会发生该问题。

专利文献2提出了能够有效地使用层状扫气式两冲程内燃发动机的特性来防止由倒吹燃料导致的元件污染的对策。详细而言，专利文献2提出了一种层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器。

专利文献2公开的空气滤清器具有将利用元件净化后的干净空气(clean air)输送到化油器的空气通路内的第一吸入口，以及将上述干净空气输送到化油器的混合气体通路内的第二吸入口。第一吸入口以及第二吸入口彼此独立。

专利文献2公开的空气滤清器具有将空气通路的新鲜空气的倒吹部分引导到第二吸入口的引导构件。即，引导构件位于与第一吸入口及第二吸入口相邻的位置，具有将来自第一吸入口的新鲜空气的倒吹部分引导到第二吸入口的形状。另外，包括此形状的引导构件具有将来自第二吸入口的混合气体挡住的功能。

利用上述的引导构件，能够抑制来自第一吸入口的新鲜空气的倒吹部分以及来自第二吸入口的混合气体的倒吹部分扩散到空气滤清器内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利US 7,494,113 B2

专利文献2：日本专利JP特开2009–185633号公报

发明内容

本发明的目的在于，对装入在层状扫气式两冲程内燃发动机中的空气滤清器的元件污染进行防止。

本发明的另一目的在于，进一步改善上述专利文献2公开的空气滤清器的元件的防污染效果。

本发明的另一目的在于，提供一种空气滤清器，在层状扫气式两冲程内燃发动机中，能够防止由来自进气系统空气通路或进气系统混合气体通路的新鲜空气或混合气体的倒吹导致元件的污染。

根据本发明，通过提供一种层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器来解决上述的技术问题，该层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器30、200具有：元件构件206，上述元件构件206包括过滤空气的元件64；第一吸入口60，上述第一吸入口60将利用上述元件64过滤后的空气吸入，将空气供给到发动机100的进气系统6的空气通路内；第二吸入口62，上述第二吸入口62位于与该第一吸入口60分开的位置，将利用上述元件64过滤后的空气吸入，将空气供给到上述发动机100的进气系统6的混合气体通路内；以及通路形成构件70，上述通路形成构件70形成与上述第一吸入口60或上述第二吸入口62相通的延长通路72，该通路形成构件70具有将上述第一吸入口60或上述第二吸入口62的周围包围的形状，利用该通路形成构件70形成相对于上述延长通路72独立的与上述第一吸入口60或上述第二吸入口62相通的防止倒吹燃料扩散区域74。

来自发动机进气系统的空气通路或混合气体通路的燃料的倒吹部分经过上述第一吸入口60或第二吸入口62进入到上述空气滤清器内。位于将上述第一吸入口60或第二吸入口62包围的位置的上述通路形成构件(70)防止倒吹燃料扩散到空气滤清器内。

当在第二吸入口62设置上述延长通路72时，混合气体的倒吹部分经过第二吸入口62进入到上述延长通路72内。由于利用上述通路形成构件70形成该延长通路72，因此能够防止倒吹混合气体中所含的燃料扩散到空气滤清器内。

附图说明

图1是用于对装入有本发明的空气滤清器的层状扫气式两冲程发动机的概要进行说明的图。

图2是用于说明本发明的空气滤清器的概要的图，是省略空气滤清器的顶板构件而表示空气滤清器的内部结构的俯视图。

图3是实施例的空气滤清器的分解立体图。

图4是实施例的空气滤清器所具有的通路形成构件的立体图。

图5是实施例的空气滤清器的侧视图。

图6是实施例的空气滤清器的沿直径剖切后得到的纵剖视图。

图7是省略了元件构件的状态的实施例的空气滤清器的立体图。

图8是从不同于图7的角度观察到的省略了元件构件的状态的实施例的空气滤清器的立体图。

(符号说明)

100…层状扫气式发动机；6…进气系统；12…活塞；14…燃烧室；18…混合气体端口；20…曲轴室；22…扫气通路；30…空气滤清器；30a…空气滤清器底座；60…第一吸入口；62…第二吸入口；64…元件；66…元件的顶板构件；70…通路形成构件；72…延长混合气体通路；72a…延长混合气体通路的入口；72b…延长混合气体通路的出口；74…防止倒吹燃料扩散区域；80…通路形成构件的入口与出口之间的间隙；200…实施例的空气滤清器；202…空气滤清器底座；204…通路形成构件；204a…通路形成构件的顶壁；206…元件构件。

具体实施方式

【实施例】

以下，基于附图说明本发明的理想的实施例。实施例公开的是本发明的典型例、即延长了混合气体通路的例子，但本发明也能应用在延长了空气通路的例子中。

图1是用于说明装入有实施例的空气滤清器的层状扫气式两冲程内燃发动机的概要的图。参照图1，符号100表示层状扫气式两冲程内燃发动机。发动机100装载在割灌机以及链锯等便携式作业机械中。

根据图1可知，发动机100是单缸发动机，而且是空冷式发动机。发动机100具有发动机主体2、排气系统4以及进气系统6。

发动机主体2具有嵌插在汽缸10内的活塞12，利用活塞12形成燃烧室14。活塞12进行往复运动。符号16表示排气端口。排气系统4与排气端口16连接。符号18表示混合气体端口。混合气体端口18与曲轴室20相通。

在汽缸10内形成有将曲轴室20与燃烧室14连接的扫气通路22。扫气通路22的一端与曲轴室20连通，另一端通过扫气端口24与燃烧室14连通。

另外，汽缸10具有空气端口26。后述的新鲜空气即不含混合气体的空气被供给到该空气端口26内。扫气端口24与空气端口26借助活塞槽28连通。即，活塞12在周面形成有活塞槽28。活塞槽28由形成在活塞周面上的凹部构成。活塞槽28具有将空气暂时积存的功能。

排气端口16、混合气体端口18、扫气端口24以及空气端口26由活塞12打开或关闭。即，发动机主体2是所谓的活塞阀式结构。另外，利用活塞12的动作切断活塞槽28与扫气端口24的连通以及活塞槽28与空气端口26的连通。即，利用活塞12的往复运动来控制活塞槽28与扫气端口24的连通或切断，并且控制活塞槽28与空气端口26的连通或切断。

进气系统6与空气端口26及混合气体端口18连接。进气系统6具有空气滤清器30、化油器32以及进气构件34。进气构件34由挠性材料(弹性树脂)制成。化油器32借助挠性的进气构件34与发动机主体2连接。在化油器32的上游端固定有空气滤清器30。

化油器32具有节流阀40以及位于该节流阀40的上游的阻流阀42。节流阀40以及阻流阀42均由蝶形阀构成。化油器32具有第一分隔壁44。当节流阀40及阻流阀42为全开状态时，即，发动机100高速旋转时，利用节流阀40、阻流阀42以及第一分隔壁44在化油器32的内部气体通路46中形成第一空气通路50以及第一混合气体通路52。

在图1中，符号8表示主喷嘴。在中速旋转、高速旋转时，从主喷嘴8将燃料吸出到第一混合气体通路52内。

夹设在化油器32与发动机主体2之间的进气构件34具有第二分隔壁58。进气构件34具有位于第二分隔壁58的一侧的第二空气通路54以及位于第二分隔壁58的另一侧的第二混合气体通路56。

另外，也可以代替包括第二空气通路54及第二混合气体通路56的进气构件34，利用包括第二空气通路54的第一构件以及相对于第一构件独立地包括第二混合气体通路56的第二构件将化油器32与发动机主体2连接。

根据上述的说明可知，在空气滤清器30的下游利用化油器32内的第一空气通路50以及进气构件34的第二空气通路54形成进气系统6的空气通路。另一方面，利用化油器32内的第一混合气体通路52以及进气构件34的第二混合气体通路56形成进气系统的混合气体通路。

空气滤清器30具有第一吸入口60及第二吸入口62，第一吸入口60及第二吸入口62彼此独立。外部空气被元件64净化而制作成干净空气(clean air)。干净空气经过第一吸入口60进入到进气系统空气通路内，经过第二吸入口62进入到进气系统混合气体通路内。

通路形成构件70连接于空气滤清器30的第二吸入口62，即，与进气系统混合气体通路相通的吸入口。该通路形成构件70具有延长混合气体通路72。延长混合气体通路72具有入口72a及出口72b。被元件64净化后的空气的一部分经过入口72a进入到延长混合气体通路72内。并且，经过了延长混合气体通路72的空气经过出口72b进入到第二吸入口62内。

通路形成构件70具有将与进气系统空气通路相通的第一吸入口60的周围包围的形状。图2是俯视空气滤清器30的图。

参照图2，空气滤清器30具有俯视呈圆形的形状，在空气滤清器30的底座30a上配置有元件64。元件64具有俯视呈圆形环状的形状，元件64的外周面64a构成空气滤清器30的外周面。

通路形成构件70具有俯视呈圆弧状的形状。通路形成构件70配置在元件64的内周面64b的内侧。并且，通路形成构件70的外周面70a与元件内周面64b分开。用“D”表示通路形成构件70与元件内周面64b的间隔。

根据图2可知，第一吸入口60及第二吸入口62彼此独立地对空气滤清器30的内部空间开口。另外，第一吸入口60与第二吸入口62位于彼此相邻的位置。并且，与进气系统空气通路相通的第一吸入口60位于空气滤清器底座30a的内周侧，与进气系统混合气体通路相通的第二吸入口62位于外周侧。

安装在第二吸入口62的通路形成构件70沿空气滤清器底座30a的外周部分在圆周方向上延伸。通路形成构件70的延长混合气体通路72的入口72a位于出口72b即第二吸入口62的附近。

与进气系统空气通路相通的第一吸入口60的周围被通路形成构件70包围。通路形成构件70构成对与第一吸入口60相通的防止倒吹燃料扩散区域74进行规定的周围壁面70b。

空气滤清器元件64如上所述具有圆形环状的形状。被空气滤清器元件64过滤后的干净空气储存在被元件64包围的空间内。将被元件64包围的空间称为“空气滤清器净化空间”。上述第一吸入口60及第二吸入口62向该空气滤清器净化空间开口。

元件64具有对空气滤清器30的顶壁进行规定的顶板构件66(图1)。与空气滤清器底座30a相对配置的顶板构件66对防止倒吹燃料扩散区域74进行封闭。即，利用空气滤清器底座30a、通路形成构件70的周围壁面70b(图2)以及顶板构件66规定防止倒吹燃料扩散区域74。

被空气滤清器元件64净化后的空气的一部分经过通路形成构件70(延长混合气体通路72)的入口72a进入到延长混合气体通路72内，随后经过延长混合气体通路72，经过出口72b及第二吸入口62进入到进气系统混合气体通路内。

被空气滤清器元件64净化后的空气的一部分经过通路形成构件70(延长混合气体通路72)的入口72a与出口72b之间的第一间隙80(图2)而进入到防止倒吹燃料扩散区域74内。随后，经过第一吸入口60而进入到进气系统空气通路内。换言之，防止倒吹燃料扩散区域74通过第一间隙80向空气滤清器净化空间开放。

在发动机100运转的过程中，经过了进气系统混合气体通路的混合气体的倒吹部分进入到通路形成构件70中。倒吹混合气体中所含的燃料成分及油成分附着在比较长的通路形成构件70的壁面上。因而，能够防止由倒吹混合气体导致的空气滤清器元件64的污染。

在发动机100运转的过程中，经过进气系统空气通路而逆流的倒吹空气的扩散被通路形成构件70的内周壁阻止。也就是说，倒吹空气留在防止倒吹燃料扩散区域74内。由此，即使在倒吹空气中混杂有混合气体及油成分，也能防止由该倒吹空气导致的空气滤清器元件64的污染。

形成防止倒吹燃料扩散区域74的顶壁的顶板构件66可以与元件64为一体结构，也可以由相对于元件64独立的构件构成。

俯视通路形成构件70时的通路形成构件70的形状不限定于圆形。也可以是椭圆状，还可以是多边形。多边形这个词不限定于在几何学中使用的词。是有角的形状的意思。理想的是，该角为圆角。理想的是，通路形成构件70为不具有发夹那样的折回的形状。通路形成构件70的长度例如为半圆，也可以是圆的3/4的长度。

在图2的例子中，将空气经过通路形成构件70的一端与另一端之间的第一间隙80导入到防止倒吹燃料扩散区域74内。换言之，防止倒吹燃料扩散区域74通过第一间隙80向“空气滤清器净化空间”开放。如上所述通过改变通路形成构件70的长度及形状，能够任意地设定第一间隙80的大小。也可以利用通路形成构件70与顶板构件66之间的第二间隙对导入到防止倒吹燃料扩散区域74内的空气的量进行调节。换言之，防止倒吹燃料扩散区域74也可以通过第二间隙向“空气滤清器净化空间”开放。该第二间隙可以是遍布通路形成构件70的长度方向的全长的间隙，也可以是遍布通路形成构件70的长度方向的一部分的间隙。

最理想的是，通路形成构件70的延长混合气体通路72的有效截面积在长度方向的各部分相同。当然，在能够允许的范围内，各部分的有效截面积也可以不同。

参照图2，与进气系统空气通路相通的第一吸入口60位于比与进气系统混合气体通路相通的第二吸入口62靠内周侧的位置。并且，在第二吸入口62处安装有通路形成构件70。在通路形成构件70中，当注视第二吸入口62的部分即通路形成构件70(延长混合气体通路72)的出口72b的部分时，出口72b的部分构成与第一吸入口60相邻的反射壁。由此，对于从第一吸入口60出来的倒吹空气，通路形成构件70的出口72b的部分形成反射壁。利用该反射壁能够有效地阻止从第一吸入口60出来的倒吹空气扩散到元件64侧。即，利用反射壁使倒吹空气朝向防止倒吹燃料扩散区域74反射。

图3～图8表示实施例。在本实施例的说明中，对于与上述的要素相同的要素，标注相同的符号而适当地省略说明。图3是实施例的空气滤清器200的分解立体图。空气滤清器200由空气滤清器底座202、通路形成构件204以及元件构件206构成。

空气滤清器底座202及通路形成构件204是由合成树脂构成的成型品。元件构件206具有环状的元件64以及顶板构件66，元件64由网眼材料等过滤材料构成。

通路形成构件204具有多个支脚210，该支脚210在前端包括爪212。使用该带爪的支脚210将通路形成构件204固定在空气滤清器底座202上。通路形成构件204具有朝向空气滤清器底座202侧开放的截面为U字形的形状，利用通路形成构件204以及空气滤清器底座202形成延长混合气体通路72。图4是通路形成构件204的立体图。

通路形成构件204位于与俯视呈圆形的元件64相邻的位置。另外，通路形成构件204具有俯视呈圆弧状的形状，通路形成构件204沿元件64遍布元件64的大致整周地延伸。能够利用通路形成构件204的长条且圆弧状的形状对在该通路形成构件204内通过的空气进行整流。

根据图3可知，通路形成构件204的顶壁204a弯曲为波浪状。在空气滤清器底座202上，以与顶壁204a的凹部218对应的方式在与通路形成构件204一起形成延长混合气体通路72的部位具有向化油器32(图1)侧突出的凸部220(图3)。由此，延长混合气体通路72在整个长度上具有实际相同的有效截面积。图5是空气滤清器200的侧视图。

图6是空气滤清器200的纵剖视图。参照图6，俯视呈圆形的空气滤清器底座202具有在空气滤清器底座202的中心立起的丝杠222。俯视呈圆形的元件构件206在顶板构件66的中心形成有轴套224。通过将轴套224旋装于丝杠222，将元件构件206固定在空气滤清器底座202上。图6的用交错的斜线表示的部分是延长混合气体通路72。

图7以及图8表示将通路形成构件204安装到空气滤清器底座202上的状态。即，图7以及图8表示安装元件构件206之前的状态。对于与进气系统空气通路相通的第一吸入口60，在沿直径方向与该第一吸入口60相对的部位形成有通路形成构件204的上述凹部218。

利用通路形成构件204规定的防止倒吹燃料扩散区域74通过两个部位向外侧开放。第一部位是通路形成构件204(延长混合气体通路72)的入口72a与出口72b之间的第一间隙80。第二部位是通路形成构件204的凹部218。如上所述，凹部218位于沿直径方向与第一吸入口60相对的位置，即，位于实际上与上述第一间隙80相对的位置。被元件64净化后的空气经过这两个部位进入到防止倒吹燃料扩散区域74内，随后经过第一吸入口60进入到进气系统空气通路内。

以上，说明了本发明的理想的实施例。根据本发明的空气滤清器能够较佳地应用在专利文献1(US 7,494,113 B2)公开的形式的层状扫气式发动机中。如上所述，专利文献1公开的发动机在化油器中具有分隔壁。在节流阀为全开状态时，利用该分隔壁将发动机进气系统实际上分隔为空气通路以及混合气体通路。

参照图1，作为化油器32的第一分隔壁44的变形例，也可以是一部分形成为缺口的分隔壁。在专利文献1的图4中公开了这种分隔壁的较佳的例子。即，能将本发明的空气滤清器较佳地应用在包括上述的第二种类型的化油器的发动机中。由此，能够提高两冲程发动机的供气比(delivery ratio)，并且能够防止空气滤清器元件的污染。

上述第二种类型的化油器通过在化油器内分隔壁上形成窗，来使进气系统空气通路与进气系统混合气体通路始终连通。可以在发动机进气系统的任意部分配置该窗。

以上，上述的实施例公开了使进气系统混合气体通路延长的例子，但本发明不限定于此。本发明也能较佳地应用在延长进气系统空气通路来代替延长进气系统混合气体通路的情况。当为了延长进气系统空气通路而在第一吸入口60设置通路形成构件70时，也可以将第一吸入口60与第二吸入口62的配置关系反过来，将第一吸入口60配置在比第二吸入口62靠外侧的位置。

Claims (7)

1.一种层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，具有：

元件构件，所述元件构件包括过滤空气的元件；

第一吸入口，所述第一吸入口将利用所述元件过滤后的空气吸入，并将空气供给到发动机的进气系统的空气通路内；

第二吸入口，所述第二吸入口位于与所述第一吸入口分开的位置，将利用所述元件过滤后的空气吸入，并将空气供给到所述发动机的进气系统的混合气体通路内；以及

通路形成构件，所述通路形成构件形成与所述第一吸入口或所述第二吸入口相通的延长通路，

该通路形成构件具有将所述第一吸入口或所述第二吸入口的周围包围的形状，

利用该通路形成构件形成相对于所述延长通路独立的与所述第一吸入口或所述第二吸入口相通的防止倒吹燃料扩散区域，

所述通路形成构件具有位于其长度方向一端部的入口部分以及位于另一端部的出口部分，所述防止倒吹燃料扩散区域通过所述入口部分与所述出口部分之间的第一间隙向利用所述元件形成的空气滤清器净化空间开放。

2.如权利要求1所述的层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，

所述第一吸入口位于比所述第二吸入口靠内侧的位置，或者所述第二吸入口位于比所述第一吸入口靠内侧的位置。

3.如权利要求2所述的层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，

所述通路形成构件的顶壁具有凹部，所述防止倒吹燃料扩散区域通过该凹部向所述空气滤清器净化空间开放。

4.如权利要求1至3中任一项所述的层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，

所述延长通路具有不折回的通路形状。

5.如权利要求4所述的层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，

所述通路形成构件遍布所述第一吸入口的周围的大致整周地延伸。

6.如权利要求5所述的层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，

所述通路形成构件的出口部分位于与所述第一吸入口或所述第二吸入口相邻的位置，利用该通路形成构件的出口部分形成与所述第一吸入口或所述第二吸入口相邻的反射壁，利用该反射壁使从所述第一吸入口或所述第二吸入口出来的倒吹燃料朝向所述防止倒吹燃料扩散区域反射。

7.如权利要求1所述的层状扫气式两冲程内燃发动机用的空气滤清器，其特征在于，

利用所述通路形成构件形成与所述第二吸入口相通的延长通路。

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