CN1150216A - 二冲程内燃机 - Google Patents

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Abstract

为提供可防止漏气、燃料消耗率及排气净化性能高且燃料喷射量响应性良好的二冲程内燃机，于连通曲轴室与燃烧室的换气通路中设腔部29，于腔部29的出入口分别设置可密闭的控制阀，并设有向腔部29供给燃料的燃料供给装置，在这样的二冲程内燃机中，其特征为：腔部29连通多个并列换气通路中的一个，并将设于比设在腔部29入口的曲轴室侧控制阀26还要靠近换气下游侧的腔部29出口的燃烧室侧控制阀33配置于连通腔部29的换气通路18的最下部。

Description

二冲程内燃机
本发明涉及的是阻止燃烧室内混合气漏气、提高燃料消耗率及排气净化性能的二冲程内燃机。
在现有的二冲程内燃机中，由气化器供给的燃料与吸入的空气相混合，  当将此混合气吸入曲轴室内以后，通过换气孔供入燃烧室，由于设定排气孔的打开时间比换气孔的打开时间还要早(排气孔的开口上缘比换气孔的开口上缘高)，所以供给燃烧室内的混合气容易由排气通路排出，或者说容易产生漏气。
这种漏气，由于排气室内排气脉动效应会起到抑制作用，但对整个运转范围内抑制就比较困难，其结果，燃料消耗率与排气净化性能都会受到影响。
作为解决这些问题的是特开平3-100318号公报与特开平5-302521号公报中的二冲程内燃机。
在特开平3-100318号公报所记述的二冲程内燃机中，在曲轴室上通过逆止阀连接着高压室，该高压室与燃烧室以空气通路相连接，该空气通路的下端夹装着电磁阀，前述空气通路的上端设置着可向燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀。
在特开平5-302521号公报中所记述的二冲程内燃机中，与曲轴箱和汽缸体相邻接地配置着腔部，在曲轴室与上述腔部间夹装着吸气控制阀的同时，于上述腔部与汽缸燃烧室间夹装着换气控制阀，并设置有向上述腔部内喷射燃料的燃料喷射阀。
在特开平5-100318号公报的二冲程内燃机中，从燃料喷射阀喷射的燃料中，附着于空气通路的燃料借重力下落，通过该空气通路底部的逆止阀进入曲轴室内，再从该曲轴室内经过其他换气孔，在未雾化(细化)的状态进入燃烧室内，因此，不仅不能充分阻止漏气，而且难以保证稳定的燃烧，并且由于对供给燃烧室内的燃料供给量不能适当控制，有着响应性不好等不良情况。
再者，在特开平5-302521号公报中的二冲程内燃机中，曲轴室内的吸入空气全部通过吸气控制阀导入上述腔部内，和从燃料喷射阀喷入上述腔部内的燃料一起混合，又通过换气控制阀全部流入燃烧室内，由于不能保证仅是从曲轴室来的空气通过换气孔流入燃烧室内，不能避免漏气，而且虽然换气控制阀的上游口开口于上述腔部的下部，但因不是最下部，喷入上述腔部中的燃料滞留于上述腔部的底部，向燃烧室内的燃料供给量不能与燃料喷射量准确对应，有响应性不良的缺点。
本发明即是涉及克服了上述这样一些难点的二冲程内燃机的改良，在连通曲轴室与燃烧室的换气通路中配置有上述腔部，在该上述腔部的出入口分别设置了可密闭的控制阀，在该上述腔部内设有供给燃料的燃料供给装置，在这样的二冲程内燃机中，前述腔部与多个并列换气通路中的一个换气通路连接，在比设于上述腔部入口的曲轴室一侧控制阀还要靠换气下游侧的上述腔部的出口设置的燃烧室一侧的控制阀配置于连通该上述腔部的换气通路最下部。
在本发明中，由于前述这样的多个并列换气通路中的一个换气通路连通上述腔部，在该上述腔部出入口分别设有可密闭的控制阀，并在该上述腔部内设有供给燃料的燃料供给装置，故在换气初期，上述腔部的出入口控制阀关闭，从其他换气通路将不含燃料的新鲜空气导入燃烧室内，而燃烧室中的已燃气体被确保从排气口排出，由于可得到这样的结果，可以阻止燃烧室内混合气的漏气，而且在低负荷运转时，可以改善空气换气的换气效率。
另外，在本发明中，由于把比设于上述腔部入口的曲轴室一侧的控制阀还要靠近换气下游一侧的上述腔部出口设置的燃烧室侧控制阀配置于夹装于该两控制阀的换气通路的最下部，所以即使从前述燃料供给装置供入上述腔部的燃料附着于上述腔部的内壁，而滞留于连通该上述腔部的换气通路的最下部，也可由该换气通路最下部的燃烧室侧控制阀的间歇开和关产生的激烈的换气流将前述滞留燃料大致上全部排出至前述燃烧室，可以得到稳定的燃烧状态。
再者，在本发明中，由于从前述燃料供给装置供入上述腔部内的燃料与供入该上述腔部内的少量新鲜空气相混合，形成浓混合气，流入由通过其他换气通路且不含燃料的空气进行充分换气的燃烧室内，该燃烧室内可达到适当浓度的混合气，得到良好的燃烧，并取得较高的燃料消耗率，以及高排气净化性能。
附图简要说明：
图1是本发明一实施形态的侧面纵向剖视图；
图2是图1的II-II剖视图；
图3是图1的III-III剖视图；
图4是图1主要部分放大纵断侧面图；
图5是图4的V-V横断面图；
图6是图1的VI-VI横断面图；
图7是图1的VII-VII剖视图，打点部分为与曲轴箱对接面；
图8是图1的VIII-VIII剖视图；
图9是汽缸体纵断正面图；
图10是图9的X-X横断面图；
图11是图1的XI-XI剖视图；
图12是表示上死点(TDC)前45°状态的图；
图13是表示上死点(TDC)后45°状态的图；
图14是表示下死点(BDC)状态图；
图15是表示上死点(TDC)前90°状态图；
图16是表示了本实施例的运转循环的说明图。
实施例
下边，就图示的本发明的一实施例加以说明。
本发明的火花点火式二冲程内燃机1搭载于图中未示出的自动两轮车上，在该火花点火式二冲程内燃机1中，曲轴箱2的上方有汽缸体3和汽缸头4顺序重叠相互一体地结合起来。
而在汽缸头3上形成的汽缸孔5中可上下自由滑动地配装着活塞6，该活塞6与曲轴8由连杆7相互连结起来，伴随着活塞6的升降曲轴8被驱动旋转。
另外，从车体后方指向前方的吸气通路10连接于曲轴箱2的吸气通路10，在该吸气通路10中直到安装着调节阀11与导向阀12，调节阀11通过图中未示出的连续装置连结于调节阀手柄(图中未示出)，当把调节阀手柄向一方向转动时，即增大了调节阀11的开度。
另外，在曲轴箱2与汽缸体3上形成了连通汽缸孔5的上部与曲轴室9的、左右成对的4个供给空气用换气通路14、15的同时，在位于靠近车体后方，比该供给空气用换气通路14、15的换气口16、17还要高的换气口19的位置形成了浓混合气供气用的换气通路18。该浓混合气供气用换气通路18由换气口19向着吸气通路10往下方延伸，在与曲轴8平行的汽缸体3的阀接收孔20处开口，而排气通路21的汽缸孔5一侧的排气开口22则配置于换气开口19相对的位置。
而且，汽缸孔5的上方略成半球形的燃烧室13偏置于靠近排气口22，在该燃烧室13上配置着点火栓23。
另外，在汽缸体3上，在位于吸气通路10的正上方的地方，形成了空气通路24；在正对着曲轴箱2的汽缸体3的下面，形成了迂迴于汽缸孔5的外周、连通靠近吸气通路10的供给空气用换气通路14与空气通路24的空气导入沟25；在空气通路24的上方设置了作为曲轴室一侧控制阀的导向阀26；为包围该导向阀26，在汽缸体3上形成了隔壁27；在该隔壁27的开口边缘可自由拆装地安装着盖28，由隔壁27与盖28形成的腔部29。
再就是，在汽缸体3上于空气通路24的左右两侧形成了指向上下方向的空气通路30；在曲轴箱2上形成了与该空气通路30的下端在左右两端部连通起来的同时，在中央部通过连通孔32连通的混合室31；在前述阀接收孔20处，自由旋转地配装着作为燃烧室一侧控制阀的旋转阀33；在该旋转阀33处，形成了在其长度方向的中央部分、于周向开口的阀室34和从旋转阀33的左端连通阀室34的燃料导入通路35；像后边所述，阀33与曲轴8同方向(在图1、4中为反时针方向)、同转速被驱动旋转。
另外，在曲轴箱2上形成了从车体后方向混合室31喷射燃料的燃料喷射阀安装孔36；在该燃料喷射阀安装孔36上安装着燃料喷射阀37的同时，还形成了从曲轴箱2左侧面向着燃料导入通路35、连通燃料导入通路35的燃料喷射阀安装孔38；在该燃料喷射阀安装孔38上安装着燃料喷射阀39。
另外，如图6所示，在排气通路21的排气口22附近设置着排气控制阀40；该排气控制阀40配装于具有相同间隔宽度的间隙43中，该间隙43为汽缸体3上形成的纵断面呈圆弧状的凹部41和略同于该凹部41纵断面形状形成的排气通路构件42之间形成的间隙；在排气通路构件42和与该构件结合成一体的排气管安装构件44上自由旋转地枢支着的旋转轴45上，一体安装着前述排气控制阀40的基部；该旋转轴45连结于图上未示出的排气控制伺服马达；基于以调节阀11的开度以及火花点火式二冲程内燃机1的转速为独立变量的排气开口率图，从CPU(图中未示出)输出控制信号，依此控制信号使前述排气控制伺服马达工作；排气控制阀摇动以达到适合运转状况的最佳排气开口率。
还有，如图3与图11所示，曲轴箱2被分成以分界面46为界的左半曲轴箱2l与右半曲轴箱2r；在曲轴8的后方，主轴47与副轴48可自由旋转地枢支于左半曲轴箱2l与右半曲轴箱2r上；在主轴47上设有离合器49；同时在主轴47与副轴48上设有变速齿轮群50；在曲轴8的右端的驱动齿轮51上啮合着离合器49的从动齿轮52；在副轴48左端一体安装着链轮53；在该链轮53与图上未示出的后车轮的链轮上架设着环形链；设定火花点火式二冲程内燃机为运转状态，且离合器49为连接状态，曲轴8的旋转力通过驱动齿轮51、从动齿轮52、离合器49、变速齿轮群50与副轴48传递到链轮53，后车轮被驱动旋转。
另外，在曲轴8的斜后上方位置，在左半曲轴箱2l与右半曲轴箱2r上可自由旋转地枢支着消除曲轴8的一次惯性力用的平衡块54；在该平衡块54的右端成一体地安装着平衡齿轮55；同时在旋转阀33的右侧成一体地安装着从动齿轮56；当这些曲轴8的驱动齿轮57、平衡齿轮55、和从动齿轮56顺序啮合起来，曲轴8旋转时，平衡块54与曲轴8反向、旋转阀33与曲轴8同向，分别以与曲轴8同一转速被驱动旋转。
而且在旋转阀33的右端嵌装着驱动齿轮58；与该旋转阀33右侧相邻地配设着柱塞式滑油泵59；在和该滑油泵59的驱动轴60成一体的从动齿轮61与驱动齿轮58之间啮合着中间齿轮62；当曲轴8旋转，驱动旋转阀33旋转时，驱动滑油泵59被驱动。
另外，从滑油泵59来的润滑油，通过润滑油供给路63(参见图2)供给曲轴8的轴承部；同时通过润滑油供给路64(参见图10)供给汽缸孔5与活塞6的滑动部分。
再如图2所示，在曲轴8的右端的驱动齿轮51上啮合着与水泵65的旋转轴66成一体的从动齿轮67；当火花点火式二冲程内燃机1处于运转状态时，水泵65被驱动旋转，火花点火式二冲程内燃机1内的冷却水被送至图中未示出的散热器冷却后，再回到火花点火式二冲程内燃机1的冷却水通路68内。
由于图示的火花点火式二冲程内燃机1具有前述之构成，所以当由图中未示出的起动马达驱动曲轴8按图12～15沿反时针方被驱动旋转时，在上死点(TDC)前75°的时刻由活塞6闭塞浓混合气供给用换气通路18的换气口19，燃烧室13被压缩，在上死点前规定的时刻点燃点火栓23，由于活塞6的上升，曲轴室9继续膨胀，继续进行吸气(见图12)。
而到达上死点(TDC)之后，如图13所示，燃烧室13内的混合气燃烧膨胀，同时由于活塞6的下降，曲轴室9被压缩，曲轴室9内的空气被压缩，并由靠近吸气通路10的供给空气用换气通路14、通过空气导入沟25流入空气通路24内，再从该空气通路24内通过导向阀26导入腔部29中。
在从上死点(TDC)经过90°的时刻(在排气控制阀40的上下位置变动)，排气口22敞开，燃气由排气通路21排出。
再就是在从上死点(TDC)经过122°的时刻，由于活塞6的下降，换气口16、17打开，曲轴室9内的空气(不含燃料)通过供给空气用换气通路14、15由换气口16、17流入燃烧室13内；燃烧室13内的已燃气体向排气口22的方向排出；仅仅由空气进行换气；与此同时，由燃料喷射阀37、燃料喷射阀39向混合室31内喷射燃料，生成浓混合气(见图14)。
而后，从下死点(BDC)经过约58°的时刻，换气口16、17由于活塞6的上升而闭塞，由换气口16、17流入空气之换气停止；同时旋转阀33的阀室34对着混合室31与浓混合气供给用换气通路28同时开通，混合室31内的浓混合气通过浓混合气供给用换气通路18内，由换气口19供给燃烧室13内；而且由于活塞6的上升使曲轴室9膨胀，空气由吸气通路10通过导向阀12被吸入曲轴室9内。
这样，在图示的火花点火式二冲程内燃机1中，由于换气初期仅仅由空气进行换气，防止了混合气以混合气的状态通过燃烧室13而向排气通路21的排出，从而达到了提高燃料消耗率和防止未燃气体污染大气的目的。
另外，由于曲轴室内仅供以空气，即使不能由燃料中混入的润滑油来完成对曲轴8的轴承部分以及汽缸孔5、活塞6间的滑动部分的润滑，也由于有从润滑油泵59通过润滑油供给路63、64将润滑油供给曲轴8的轴承部分以及汽缸孔5和活塞6间的滑动部分，所以火花点火式二冲程内燃机1可在摩擦损失很少状态下运转，且可防止因燃料中混合润滑油产生的白烟。
另外，由于设置了37、39两个燃料喷射阀，不仅可以喷射大量燃料，还可在维持高水准的计量精度状态下，很容易进行微妙的流量调节。
再就是，由于将燃料喷射阀37配置于旋转阀33的半径方向的同时，将燃料喷射阀39配置于旋转阀33的旋转轴线方向，不会使燃料喷射阀37、39相互干涉；可在旋转阀33的附近配置，可确保将燃料喷射入旋转阀33的阀室34中，同时可抑制从燃料喷射阀37喷射的燃料喷射量，并可阻止在混合室31内燃料的残留；而且由于使得从燃料喷射阀37、39喷射出来的燃料粒子互相碰撞，可望使喷射燃料粒子更进一步细化。
并且，由于将燃料喷射阀39配置于旋转阀33的旋转轴线上，与旋转阀33的阀室34的开口位置无关地可将燃料喷射入阀室34内；另外，由于使从燃料喷射阀39喷射出来的燃料与通过旋转阀33的阀室34的半径方向的气流相交叉，可与吸入气充分混合，其结果，可以促进燃料的雾化。
再就是旋转阀33内的阀室34，由于由对混合室31内预先连通状态连通浓混合气供给用换气通路18，所以在旋转阀33附近即使有变成液状的燃料残留，这些燃料附着于旋转阀33的阀室34侧，于下一次阀路打开初期即可由气流将其雾化。

Claims (2)

1.一种二冲程内燃机，在连通曲轴室与燃烧室的换气通路中配置腔部，在该腔部出入口分别设有可密闭的控制阀，并设有向该腔部内供给燃料的燃料供给装置，其特征在于，
上述腔部连通于多个并列换气通路中的一个换气通路，在比设于上述腔部入口的曲轴室侧控制阀还要靠近换气下游侧的腔部出口处设置的燃烧室侧控制阀被配置于连通于该腔部的换气通路最下部。
2.按权利要求1所记述的二冲程内燃机，其特征在于，在前述燃烧室侧控制阀的近旁配置了供给雾化燃料的燃料供给装置。
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