CN1453463A - 二冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

一种二冲程发动机，特别用于一便携式手持工作装置，诸如，内燃机驱动的链锯、切割机或诸如此类的装置，其具有：一形成在气缸内且由上下移动的活塞划定界限的燃烧室。二冲程发动机包括以开孔通向曲柄轴箱的传输通道，且其在特定的活塞的位置流体连通地连接曲柄轴箱至燃烧室。二冲程发动机包括一入口通道经由一入口以将空气/燃料混合气供给至曲柄轴箱内，且连接至一空气过滤器。至少一个空气通道提供额外的燃烧空气给至少一个传输通道。为了一与载荷无关的良好的空气/燃料混合气比值，提供的入口通道的长度等于净化空气通道的长度的60％；以及，净化空气通道的长度是从空气过滤器至进入曲柄轴箱内的传输通道的开孔的平均通道长度。

Description

二冲程发动机
技术领域
本发明涉及在权利要求1的导言中阐述的一种类型的二冲程发动机。
背景技术
从WO 01/51785 AL中，可知空气通道和混合气通道构造为近似相同的长度。混合气通道的长度应介于空气通道长度的0.6倍和1.4倍之间。这样，空气通道和混合气通道彼此匹配，以维持空气/燃料比值不变，而与载荷波动无关。
空气通道包括传输通道的长度。由于混合气通道应近似同空气通道一样长，因为混合气通道必须构造成比气缸外侧的空气通道部分长，所以产生不利的空间状态结果。这里，对于具有近似相等的长度的空气以及混合气通道来说，业已表明燃烧室内的空气/燃料比值在整个运转转数/分范围内不是最佳的。
作为其基本点，本发明的任务须提供一级型的二冲程发动机，其具有一有利的在燃烧室内的空气/燃料比值，该比值与特定载荷匹配。
通过一具有权利要求1的特征的二冲程发动机解决了该任务。
发明内容
当从空气过滤器至进入曲柄轴箱内的入口的入口通道的长度只等于近似60％的净化空气通道的长度时，产生二冲程发动机的一良好的动力性能。净化空气通道的长度是从空气过滤器至进入曲柄轴箱内的传输通道的入口开孔的平均通道长度。通过将入口通道构造为短于净化空气通道，那么进一步产生一有利的结构配置。空气通道和入口通道可特别地连接到一空气过滤器。
现提供入口通道的长度比净化空气通道的长度大20％。为了一有利的空气/燃料比值和因此的低废气价值，净化空气通道的阻力相关区域有意地对应于1.7倍至5.0倍的入口通道的阻力相关区域。较佳地，该区域近似为两倍的大小。阻力相关区域特别地在净化空气通道内或在入口通道内是最窄的横截面。净化空气的通道的阻力相关区域对净化空气通道的长度的比值近似地等于入口通道的阻力相关区域对入口通道的长度的比值。对于净化空气通道和混合气通道，阻力相关区域对长度的比值因此不变。对于混合气通道和净化空气通道，依照赫尔姆霍茨方程式，按照公式得出同样的赫尔姆霍茨频率： f = c 2 π · A L · V
其中：
c是声速；A是阻力相关区域；L是长度且V是曲柄轴箱容量。净化空气通道和混合气通道因此符合相同的频率特征。二冲程发动机因此具有一良好的动力性能。
为获得一良好的净化结果，提供的二冲程发动机具有四个对称地排列在中心对称的平面上的传输通道。每一活塞窗分配两个传输通道。空气通道较佳地在气缸区域分叉为两个分通道。每一分通道连接至在特定的活塞位置上的一活塞窗。实际的做法是提供两个空气通道，且每一空气通道连接至在特定的活塞位置上的一活塞窗。较佳地，对于对称的净化模式，每一空气通道的阻力相关区域近似为相同尺寸。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的实施例的所有特征。其中：
图1示出一二冲程发动机的纵向截面的示意图；且
图2是一通过二冲程发动机出口的正视截面的示意图。
具体实施方式
如图1所示的二冲程发动机1包括一气缸2，其具有一圆柱形纵向轴线24和一构造在气缸2内的燃烧室3。燃烧室3由一上下移动的活塞4划定界限，在活塞在其上部位置4a接近顶部死点(TDC)处，虚线以示出。活塞4经由一连杆5驱动一曲轴6，且曲轴6轴颈支承在曲柄轴箱8内，以绕曲轴轴线7可转动。空气/燃料混合气从入口通道11通过入口9提供至曲柄轴箱8。入口通道11连接至一空气过滤器13，且在其一段长度上设置有一汽化器18。二冲程发动机1总的包括四个传输通道15和16，它们关于一中心平面对称地排列。两个传输通道15排列在出口附近，而两个传输通道16排列在出口远处。传输通道(15，16)通过开孔(19，20)通向曲柄轴箱8，而通过入口窗(25，26)通向燃烧室3内。在前面给出的活塞位置，如图1所示的活塞4的位置，曲柄轴箱8和燃烧室3经由传输通道(15，16)彼此流体地连接。
在活塞4的外围设置有两扇窗17，它们关于气缸中心平面对称地排列。图1中只示出一扇窗17。活塞在图1所示的虚线位置4a处，在该位置标识为17a的活塞窗连接空气通道12至传输通道(15，16)的入口窗(25，26)。空气通道12连接到空气过滤器13。在空气过滤器13下游的空气通道12内可安装一节流元件。该节流元件连接汽化器18的阀瓣。空气通道12在气缸2区域内分叉成两分通道23，且有意地对称地构造这两分通道23。较佳地，每一分通道23在所示活塞位置的活塞窗17a区域内打开。
空气通道12的阻力相关区域22是一具有相对通流最小的横截面的区域。净化空气通道的长度(b)由以下组成：从空气过滤器13至活塞窗17的空气通道12的长度；活塞窗17至传输通道(15，16)的入口窗(25，26)的平均长度；以及，传输通道(15，16)一直到开孔(19，20)的平均长度。通过传输通道16的通道短于通过传输通道15的通道。基于该原因，对长度(b)要考虑两长度的算术平均值。为强调起见，在传输通道16内虚线表示长度(b)。为了却阻力相关区域22，认为平行排列在流动通道内的传输通道15和16是共有的。入口通道11的长度(a)确定为从空气过滤器13至曲柄轴箱8内的入口9的入口通道的长度。入口通道11的阻力相关横截面21表征在入口通道内相对通流具有最小横截面的特征。
在二冲程发动机1运转过程中，在活塞4朝TDC的方向向上移动的期间，通过吸力将空气/燃料混合气从入口通道11通过入口9抽吸到曲柄轴箱8内，即，从曲柄轴箱8朝燃烧室3的方向。在活塞4朝底部死点(BDC)的方向向下移动的期间，混合气在曲柄轴箱8内压缩。一旦传输通道15和16的入口窗25和26被活塞4排净，空气/燃料混合气就从曲柄轴箱8移到燃烧室3内。在活塞4的重新向上行程中，燃烧室3内的空气/燃料混合气被压缩，且由火花塞14点燃。出口10打开后，废气从燃烧室排出。当废气通过出口10离开燃烧室3时，新的空气/燃料混合气已经通过传输通道(15，16)流入燃烧室3。为了防止新鲜空气/燃料混合气从燃烧室3逃逸，将低等燃料或无燃料气体(诸如空气)储存在新鲜的混合气前面。为此目的，在吸入行程期间，传输通道15和16的入口窗25和26在顶部死点的区域经由活塞窗17连接至空气通道12。基本上无燃料的燃烧空气流动通过空气通道12进入到传输通道15和16内。该净化的空气储存在从曲柄轴箱8出来的空气/燃料混合气的前面，且在混合气之前侧向地流动至燃烧室内，这样，空气将混合气与废气分离。
为使燃烧室3内空气/燃料比值在整个转数/分范围内最优化，净化空气通道和入口通道11必须匹配。为此目的，入口通道11的长度(a)大于净化空气通道的长度20％至60％。当净化空气通道内的阻力相关区域22等于1.7倍至5.0倍的入口通道11的阻力相关区域21时，产生一有利的燃烧室内的空气/燃料比值。较佳地，净化空气通道的阻力相关区域22近似为入口通道11的阻力相关区域21的两倍。为了良好的动态匹配，设置为净化空气通道的阻力相关区域22对净化空气通道的平均长度(b)的比值近似地等于入口通道11的阻力相关区域21对入口通道11的长度(a)的比值。因此赫尔姆霍茨频率在入口通道和净化空气通道相等。如果，例如，净化空气通道的阻力相关区域22为入口通道11的阻力相关区域21的两倍，那么对净化空气通道的长度(b)产生两倍的入口通道11的长度(a)。
在图2中，示意地示出的一实施例的截面图，其截面垂直于气缸纵向轴线24，大约出口10的位置。活塞4具有两扇彼此相对存在的活塞窗17＇和17″，且它们对称地排列。在图示的活塞位置，活塞窗17＇连接一空气通道12＇至两个传输通道(15＇，16＇)，而活塞窗17″连接一空气通道12″至两个传输通道(15″，16″)。净化空气通道的阻力相关区域22由以下组成：净化空气通道12＇的阻力相关区域22＇和净化空气通道12″的阻力相关区域22″。阻力相关区域22＇具有在净化空气通道的长度上最窄的横截面的特征，且因此该区域可在活塞窗17＇或传输通道(15＇，16＇)内测量，而阻力相关区域22″具有在净化空气通道的长度上最窄的横截面的特征，且因此该区域也可在活塞窗17″或传输通道(15″，16″)内测量。当阻力相关区域22＇和阻力相关区域22″尺寸相同时，在燃烧室3内产生一对称的净化形式。净化空气通道的长度(b)从空气过滤器13沿通过活塞窗17＇的空气通道12＇延伸并沿传输通道15＇和16＇直到曲柄轴箱8内的开孔19(图1)，且从空气过滤器13沿通过活塞窗17″的空气通道12″延伸并沿传输通道15″和16″直到曲柄轴箱8(图2未示出)内的开孔20(图1)。
入口通道11构造为在部分地在汽化器18内(图1)的纵向部分上(图2未示出)。入口通道11以从空气过滤器13直到曲柄轴箱8(图1)长度(a)延伸。入口通道11的长度(a)总计为近似20％至60％的净化空气通道的长度(b)。
有利的是，空气通道经由一阀通向一或多个传输通道。较佳地，通向传输通道的空气通道的开孔位于入口窗的区域，以实现一传输通道的完全的填充。有利的是，只连接四个传输通道中的两个至一空气通道，较佳的是排列在出口附近的传输通道(15，15＇)。

Claims (9)

1.一种二冲程发动机，特别用于一便携式手持工作装置，诸如，内燃机驱动的链锯、切割机或诸如此类的装置，其包括：一燃烧室(3)，它形成在气缸(2)内，并由上下移动的活塞(4)划定界限；活塞(4)，它经由一连杆(5)驱动一轴颈支承在曲柄轴箱(8)内可转动的曲轴；以及，曲柄轴箱(8)，它经由在前面给定的活塞(4)的位置的传输通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)  流体连通地连接至燃烧室(3)，且每一传输通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)以一开孔(19，20)通向曲柄轴箱(8)；二冲程发动机包括一入口通道(11)，经由一入口(9)以将空气/燃料混合气供给至曲柄轴箱(8)内，且入口通道(11)构造为至少部分地在汽化器(18)内，并连接至一空气过滤器(13)；至少一个空气通道(12)提供本质上无燃料的燃烧空气给至少一个传输通道(15，16)；其特征在于，入口通道(11)的长度(a)等于净化空气通道的长度(b)的60％，且长度(a)的测量是从空气过滤器(13)直到进入曲柄轴箱(8)内的入口(9)；净化空气通道的长度(b)在从空气过滤器(13)直到进入曲柄轴箱(8)内的传输通道(15，16)的开孔(19，20)的平均通道长度上延伸。
2.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，入口通道(11)的长度(a)大于净化空气通道的长度(b)的20％。
3.如权利要求1或2所述的二冲程发动机，其特征在于，净化空气通道内的阻力相关区域(22)等于1.7倍至5.0倍的入口通道(11)的阻力相关区域(21)，阻力相关区域(22)特别地近似为入口通道(11)的阻力相关区域(21)的两倍。
4.如权利要求1至3中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其特征在于，净化空气通道的阻力相关区域(22)对净化空气通道的长度(b)的比值近似地等于入口通道(11)的阻力相关区域(21)对入口通道(11)的长度(a)的比值。
5.如权利要求1至4中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其特征在于，二冲程发动机(1)具有四个对称地排列的传输通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)。
6.如权利要求5所述的二冲程发动机，其特征在于，每一活塞窗(17)分配两个传输通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)。
7.如权利要求1至6中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其特征在于，空气通道(12)在气缸(2)的区域内分叉为两个分通道(23)；且，每一分通道(23)在前面给定的活塞位置连接至活塞窗(17)。
8.如权利要求1至7中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其特征在于，提供两个空气通道(12＇，12＂)；并且，每一空气通道(12＇，12＂)在特定的活塞位置连接至活塞窗(17＇，17＂)。
9.如权利要求8所述的二冲程发动机，其特征在于，每一空气通道(12＇，12＂)的阻力相关区域(22＇，22＂)尺寸相同。
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