CN1459555A - 具有扫气作用的二循环发动机 - Google Patents

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Abstract

一种尤其适用于携带式手持机具的二循环发动机，它有形成在气缸内并由往复运动的活塞限定的燃烧室，活塞通过以连杆孔连接于活塞的连杆驱动可转动地安装在曲轴箱内的曲轴。该发动机有至少一个其一端可通过一进气窗口开通于燃烧室因而可将曲轴箱流体地连通于燃烧室的输送通道。该发动机有至少一个可通过一空气通道窗口开通于气缸并可向气缸供给基本上无油空气的空气通道。活塞上设有至少一个活塞窗口，其在活塞处于一定位置区域时，可建立起空气通道窗口和输送通道的进气窗口之间的流体连通。活塞有用于将活塞连接于连杆的销座。活塞窗口的上边缘在气缸纵向轴线方向至连杆孔的轴线的距离小于活塞销座的半径。

Description

具有扫气作用的二循环发动机
技术领域
本发明是关于二循环发动机，尤其是用于诸如动力链锯、切断机、修剪机或剪枝机的携带式手持机具的二循环发动机。
背景技术
WO 01/44634 A1揭示了一种二循环发动机，这种发动机在其规定的活塞位置上有两个对称布置的空气通道，两通道分别通过活塞上的窗口连通于各自的一输送通道。先前积存在两输送通道内的空气用作扫气空气。
本发明的一个目的是提供一种外形尺寸小、重量轻的上述一般型式的二循环发动机。
发明内容
本发明的二循环发动机包括一个气缸，其内形成有一个由一往复运动的活塞界定的燃烧室，活塞通过一连杆驱动一可转动地安装在一曲轴箱内的曲轴，其中，连杆是在其连杆孔处连接于活塞，其中，设置有一个供废气从燃烧室排出的排气口，其中，设置有一个与排气口大致相对的用于向曲轴箱供给燃油(气)/空气混合物的进气口，其中，设置有至少一个作为燃油(气)/空气混合物从曲轴箱进入燃烧室的路径的输送通道，输送通道的一端通过一进气窗口开向燃烧室，而其另一端连通于曲轴箱，其中，设置有至少一个空气通道，其用于供给基本上无油的气体并有一个设置在气缸的一个区域的窗口，其在活塞处于每一位置时都被活塞隔开于曲轴箱和燃烧室，其中，设置有一个活塞窗口，其在活塞处于一给定位置时建立空气通道的窗口和输送通道的进气窗口之间的流体连通，以及其中，在沿气缸的纵向轴线方向看时，活塞窗口的上边缘至连杆孔的轴线有一个距离，这一距离小于为将活塞连接于连杆而设置的一活塞销座的半径。
通过尽可能地减小活塞窗口的上边缘亦即面对燃烧室的那一边缘在朝向曲轴箱的气缸纵向轴线方向上至连杆孔的轴线的距离，可以将本发明的二循环发动机在气缸纵向轴线方向上的总高度做到很小。从连杆孔轴线到活塞窗口的上边缘的距离在因此是指向朝向曲轴箱的方向，换言之，如果活塞窗口的上边缘至曲轴箱的间距大于连杆孔的轴线至曲轴箱的间距，则所述距离是负的。在这些情况下，所述距离总是小于活塞销座的半径。这样，如果活塞窗口的上边缘在朝向曲轴箱的方向相对于连杆孔的轴线是偏置的，或者如果所述上边缘在朝向燃烧室的方向至多偏置一个对应于活塞销座的半径的距离，就可得到有利的条件。气缸的总高度低可同时使整个二循环发动机的总高度也低。此外，很好地利用了活塞的控制表面。
在这一情况中，活塞销座是活塞销轴的安装装置，尤其是，所述间距或距离是小于活塞销座的半径的50％。在活塞窗口的上边缘延伸于连杆孔的轴线区域的情况下，可得到一种有利的布置。围绕活塞销座设置有密封件。这一密封件具体地说可防止活塞窗口和曲轴箱之间通过活塞销座流体连通。在朝向活塞窗口的方向，该密封件的宽度恰当地取为2至4mm。为达到良好密封，在活塞的任意位置，密封件和气缸内壁之间的径向距离应至多为0.1mm，尤其是应小于50μm。为提高密封性能，密封件应有至少一个周向密封槽，设置多个周向密封槽更好。
如果活塞的面对排气口那一侧的下边缘，在面对排气口的那一侧，有一个向活塞上侧方向的偏置量，则重量可减轻，总高度可减小。如果两个空气通道窗口和四个输送通道窗口布置成对称于气缸的纵向轴线，则可达到良好的扫气效果和有利的废气数值。
为了尽管总高度低还能实现有利的控制时间，在活塞窗口区域将活塞向曲轴箱方向加长了一些。活塞窗口的加长部分的高度恰当地取为小于活塞的面对进气口那一侧的高度的15％，尤其是10％。活塞窗口恰当地设置成有一个大致呈L形的形状，且L的短臂沿气缸纵向轴线方向朝下伸出。活塞窗口的L形状对于这种二循环发动机的紧凑结构可使得有足够长的控制时间。为减小总高度，曲臂在其面对曲轴箱的那一侧有一削平部分，以这一方式可以避免曲臂与活塞相碰，即使在下死点位置活塞进入曲臂的回转区域时也如此。削平部分有利地设计为有一斜切角γ的斜切面。活塞窗口的底表面是恰当地以一个大于90°的倾斜角β倾斜于活塞窗口的后壁，特别是这一倾斜角取为对应于上述斜切角。倾斜角取为120°至150°为宜。
结构上可设置成，在活塞处于上死点位置时，活塞的上边缘和曲轴轴线之间的距离，相对于活塞行程与气缸内径的比值，是130至153mm，尤其是137至145mm，在活塞行程为34mm气缸内径为49mm的情况下，这一距离的有利数值为90至105mm尤其是94至100mm。在活塞的下死点位置，活塞的上边缘和曲轴轴线之间的距离，相对于活塞行程与气缸内径的比值，可以是72至116mm尤其是86至102mm，在活塞行程为34mm气缸内径为49mm的情况下，这一距离的有利数值为50至80mm尤其是60至70mm。活塞的这些尺寸关系使得可做到结构矮小，同时，又能为做到废气数值低功率的良好输出提供足够长的控制时间。活塞上的控制表面利用得很好。如果在活塞的下死点位置空气通道窗口和活塞的上边缘之间的距离取为0.5至5.0mm尤其是1.0至3.0mm，则可得到很好的控制时间。以这些尺寸关系，可同时确保空气通道和燃烧室之间的良好密封。如果在活塞的下死点位置活塞的下边缘和曲轴的轴承装置之间的距离取为0.5至3.0mm尤其是约1mm，则可达到空气通道和曲轴箱之间的良好密封。
为了在矮小的总高度的情况下使进气窗口、输送通道、以及空气通道窗口有大的横截面积，以及为了能够很好地利用活塞的控制表面，空气通道窗口设置成在朝向曲轴箱的方向上相对于输送通道的至少一个进气窗口是偏置的，而且尤其是至进气窗口有一个正间距。
有利的是，活塞有从其裙部表面深入至内部的孔穴，而且在活塞行程过程中，孔穴仅与一个开向气缸内部的功能开口流体连通，尤其是与输送通道的至少一个进气窗口连通，而与曲轴箱不建立任何连通。这里，功能开口这一术语是指有单一功能的全部开口，换言之，各输送通道的各进气窗口一起构成一种功能开口，各空气通道窗口一起构成一种功能开口，以及进气口和排气口各自构成功能开口。由于活塞上有从外侧深入内部实体材料的孔穴，活塞的重量降低了。又由于孔穴仅能与一个功能开口连通，控制时间和燃油(气)/空气比都不受影响。
孔穴在周向对所有功能开口是有恰当的间距的，在活塞行程过程中，孔穴不会与开口连通。为做到孔穴的良好密封，孔穴设有至少一个延伸一周的密封件，并且密封件的宽度恰当地取为至少1mm、尤其是2至4mm。密封件恰当地有至少一个周向密封槽。孔穴是有利地由多个单独的孔穴组成。就此而论，具体地说，各单独的孔穴是由肋条相互隔开的。以这种方式，使活塞的导向性好了，同时活塞的重量也减轻了。
为使这种总高度低的二循环发动机有好的扫气性能，活塞窗口的总容积设定为相应于行程容积或称排量、也就是活塞在上死点和下死点两位置时的燃烧室容积之差的约4％至14％。为防止无油空气从空气通道通过活塞窗口进入曲轴箱，活塞窗口上设置了至少一个周向密封件，密封件在活塞窗口和曲轴箱之间的宽度恰当地取为至少1mm，尤其是2至4mm。为提高密封性，密封件设置有至少一个密封槽。
本发明的具体特征将在下文详述。
附图简述
本发明的这一目的以及其他目的和优点将随着以下结合附图的详细说明变得更加清楚，各附图中：
图1是本发明的二循环发动机的侧视图，其活塞处在上死点位置；
图2是本发明的二循环发动机的气缸沿图1中的线II-II剖取的剖视图；
图3是图1的二循环发动机的侧视图，其处于活塞向下运动过程中；
图4是在图3所示的活塞位置上气缸和活塞的展开图；
图5是图1的二循环发动机的侧视图，其处于活塞离开图3所示的位置进一步向下运动过程中；
图6是在图5所示的活塞位置上气缸和活塞的展开图；
图7是图1的二循环发动机的侧视图，其活塞处在下死点位置；
图8是在下死点位置气缸和活塞的展开图；
图9是图1的二循环发动机的侧视图，其处于活塞向上运动过程中；
图10是在图9所示的活塞位置上气缸和活塞的展开图；
图11是活塞连同连杆、曲轴和曲轴轴承装置的侧视图；
图12是穿过气缸的纵向剖视图，其中活塞处在下死点位置；
图13是沿图12中的线XIII-XIII剖取的剖视图；
图14和15是活塞的透视图；
图16是在活塞上死点位置气缸和活塞的展开图；
图17是在对应于图5和6的活塞位置气缸和活塞的展开图；
图18是在图7和8所示的活塞位置气缸和活塞的展开图；
图19是对应于图9和10的活塞位置的气缸和活塞的展开图；
图20是活塞的侧视图；以及
图21是图20的活塞的透视图。
具体实施方式
现详细参见各图，图1示出的二循环发动机1有一个形成于气缸2内并由往复运动的活塞5界定的燃烧室3。活塞5通过连杆6驱动曲轴7，曲轴7是通过滚珠轴承21绕曲轴轴线9可转动地安装在曲轴箱4内。曲轴7有两个曲臂8，两曲臂8相对于连杆6对称地布置，并且每一曲臂在其面对曲轴箱4的那一侧有一个削平的部分14。该二循环发动机1有一个供燃油(气)/空气混合物进入曲轴箱4的进气口11，以及一个供废气从燃烧室3排出的排气口10。活塞5上有两个对称布置的呈L形的活塞窗口19，而且处于气缸2的纵向轴线23方向上的L形的短臂27面对进气口11。由于短臂27向下延伸超出活塞5的其余部分，在短臂27的区域中在进气口11的两侧在活塞5上就各形成了一个凸部20。设置在活塞窗口19周边的密封件49沿窗口边缘延伸一周，在活塞窗口19和曲轴箱4之间密封件49的宽度是2到4mm。在向着燃烧室3的方向以及在周向，密封件49由活塞裙部52形成。可为密封件49恰当地设置一条周向的密封槽。设置多条密封槽也可能是有利的。
燃烧室3通过图2的剖面图示意地表示的输送通道12和15流体地连通于曲轴箱4。输送通道12和15布置成对称于气缸2的纵向轴线23，也对称于进气口11和排气口10的中心线25，并通过进气窗口13和16开向燃烧室3。空气通道窗口18设置在进气窗口13的下面，也就是偏置在朝向曲轴箱4的方向，空气通道17通过空气通道窗口18通向气缸2。空气通道窗口18是设置在气缸壁上的这样一个区域，其在活塞5处于每一位置时都被活塞5既隔开于燃烧室3也隔开于曲轴箱4。
在图1所示的活塞5的上死点位置，燃油(气)/空气混合物通过进气口11进入曲轴箱4。在这一活塞位置，表示气缸2的纵向轴线23和曲臂8的中心线24之间的角度的曲臂转角α是0°。借助活塞窗口19，空气通道窗口18和输送通道12和15的进气窗口13和16流体地连通，这样，空气可以从空气通道17经活塞窗口19再流经输送通道12和15流向曲轴箱4。在上死点位置，活塞5的上边缘22和曲轴7的轴线9之间的距离a约为95.5mm.。在活塞行程为34mm和气缸内径为49mm的情况下，这一距离a有利地是90至105mm，尤其是94至100mm。相对于活塞行程与气缸内径之这一比值，距离a的范围是130至153mm，尤其是137至145mm。距离a与活塞行程之比恰当地是2.6至3.1，尤其是2.7至3.0。
如图13的剖视图所示，连杆6是通过活塞5内的销轴31安装在活塞销座32内，销轴31从活塞销座32的一侧穿过连杆6上端的孔28而插入活塞销座32的另一侧。如此，活塞销座32就构成了销轴31的轴承装置。连杆6的孔28内装有轴承装置42，连杆6通过该轴承装置42可转动地安装在销轴31上。图1所示的活塞窗口19的上边缘30在朝向燃烧室3的方向相对于连杆孔28的轴线29是偏置的，因此上边缘30就是活塞窗口19的面向燃烧室3的边缘。在气缸2的纵向轴线23的方向上，连杆孔28的轴线29至活塞窗口19的上边缘30有一个距离h。活塞窗口19的上边缘30是位于连杆孔28的轴线29的区域。
图3和4中，本发明的二循环发动机1以及活塞5和气缸2的展开图是表示为其处在曲臂转角α约为68°时的位置。在这一活塞位置，距离a约为83.6mm，相对于活塞行程与气缸内径的比值，a的最大值约为121mm。此时，进气口11仍是开着的，而且空气通道窗口18通过活塞窗口19连通于输送通道12和15的进气窗口13和16，因此燃油(气)/空气混合物，而且主要是无油空气流入燃烧室3，而燃烧室3的排气口10是由活塞5封闭的。图4中，活塞销座32和销轴31未示出。此时活塞5正在向下运动，换言之，是从燃烧室3向曲轴箱4方向运动。
图5和6示出的是在活塞5进一步向下运动了之后二循环发动机1以及活塞5和气缸2的展开图。在这一位置，曲臂转角α约为78°，而距离a约为79.7mm。进气口11和输送通道12和15由活塞5完全封闭。活塞窗口19的切口26由活塞销座32和销轴31覆盖，其在图6中未示出。
在图7和8中，活塞5是处在下死点位置。在这一活塞位置，曲臂转角α是180°。活塞5的凸部20是位于曲臂8的区域。曲臂8上的削平部分14可防止曲臂8和活塞5的凸部20之间的碰撞。在这一活塞位置，气缸的下边缘和活塞窗口19的下边缘之间的距离d约为1至2mm，借以使活塞窗口19位于气缸下边缘以上，这样活塞窗口19就由气缸壁相对曲轴箱4封闭。因此距离d表示活塞窗口19和曲轴箱4之间的密封件的宽度。空气通道窗口18以及进气口11是由活塞5封闭着。在这一活塞位置，空气通道窗口18的上边缘和活塞5的上边缘22之间的距离c约为1.5mm，而且距离c为0.5至5.0mm是有利的，就此而论，距离c同时表示在活塞5处于下死点位置时空气通道窗口18和燃烧室3之间的密封件的宽度。输送通道12的进气窗口13和空气通道窗口18的上边缘之间的距离b约为2mm。就此而论，距离b表示在进气窗口13被活塞裙部封闭时空气通道窗口18和进气窗口13之间的密封件的宽度。在下死点位置，曲轴轴线9和活塞5的上边缘22之间的距离a约为61.5mm。相对于活塞行程与气缸内径的比值，距离a有利地是72至116mm，尤其是86至102mm。在下死点位置，距离a与活塞行程的比值恰当地是1.4至2.4，尤其是1.7至2.1。此时，输送通道12和15开通于燃烧室3，因此首先是输送通道12和15内的空气，以及随后是来自曲轴箱4的燃油(气)/空气混合物流入燃烧室3。此时，燃烧室的排气口10被打开，于是存在于燃烧室内的废气被流进其内的空气和/或燃油(气)/空气混合物吹扫而从排气口10排出。
图9和10示出了在向上运动过程中的活塞5，也就是在离开下死点，从曲轴箱4向燃烧室3方向运动的过程中。此时的曲臂转角α约为230°，距离a约为66.1mm，凸部20仍是在曲臂8的区域。输送通道12和15的进气窗口13和16被向上运动的活塞5封闭了。在活塞5的进一步向上运动过程中，空气开始从空气通道窗口18流进活塞窗口19，这时排气口10是打开的，于是废气继续流出燃烧室3。
对称布置的凸部20乃是活塞5向曲轴箱4方向的加长部分33。就此而论，从活塞5的面对进气口11的那一侧36算起，加长部分33的高度是f。在活塞5的面对排气口10的那一侧35，活塞5的下边缘34相对于面对进气口11的那一侧36是偏置的，在朝向活塞5的顶面22的方向上，偏置量为e(见图11)。偏置量e是活塞5的面对进气口11的那一侧36的活塞高度g的1％到15％是有利的，尤以2％到10％为宜。活塞高度g可取为30至50mm，尤以35至50mm为宜。对于图1至10所示的活塞，在气缸纵向轴线23的朝向曲轴箱4的方向上，从连杆孔28的轴线29到活塞窗口19的上边缘30的距离h是负的。高度h可取为小于活塞销座32的半径s，尤以取为小于活塞销座32的半径s的50％为宜。但是，将活塞窗口19的上边缘30相对于活塞销座32向上也就是向燃烧室3的方向偏置也是适当的。甚至活塞销座32可以完全被活塞窗口19包围。活塞销座32恰当地有至少一个周向密封件，其尤其有至少一个周向密封槽。
为减轻活塞5的重量，活塞上开有从其裙部52深入内部的孔穴40和41，如图10所示。在活塞行程过程中，每一孔穴40和41仅与一种功能开口流体连通。就此而论，术语“功能开口”包括开向气缸内部的有单一功能的所有开口，因此，输送通道12和15的进气窗口13和16一起构成一种功能开口；两个空气通道窗口18一起构成一种功能开口；进气口11构成一个功能开口；以及排气口10构成一个功能开口。活塞裙部52上的各孔穴40和41最大宽度确定为大于各功能开口在周向的宽度或距离。如图10所示，空气通道窗口18有一个周向宽度u。在活塞5的一定位置与输送通道12和15的进气窗口13和16连通的孔穴40的最大宽度取决于空气通道窗口18和排气口10之间的距离t。
为避免在活塞行程过程中邻近的功能开口，诸如输送通道12和15的进气窗口13和16，与排气口10之间建立连通，为孔穴40设置了一个至邻近功能开口的周向间距x。这样，孔穴40就距排气口10和距邻近的空气通道窗口18各有一个间距x。为达到良好的密封，还为孔穴40设置了延伸一周的密封边缘54。孔穴40的高度，在朝向活塞5的上边缘22的方向上，由活塞环53限定，而在朝向曲轴箱4的方向上，由活塞窗口19以及活塞5的下边缘34限定。
在进气口11的区域还设置了另一孔穴41。这一孔穴也有一个至两邻近空气通道窗口18或至活塞窗口19的周向间距x。孔穴41有延伸一周的密封边缘55。孔穴41在气缸纵向轴线23方向上的延伸，在朝向活塞上边缘22的方向上，由活塞环53限定，而在朝向曲轴箱4的方向上由活塞5的下边缘限定。
将空气通道窗口18设置在靠近排气口10的输送通道15以下是有利的。此外，将L形的活塞窗口的短臂27设置在远离进气口11的那一侧也是有利的，同样，空气通道窗口18也可以是T形的。在考虑空气通道窗口18的布置时，还应考虑活塞5上可用的控制表面的很好利用。
图11示出活塞5连同连杆6、曲轴7、曲臂8，以及曲轴7的滚珠轴承21都处在下死点位置。活塞5是通过销轴31连接于连杆6，销轴31是管状结构的并安装在活塞5的销座32内。活塞销座32有一个半径s。活塞5上有两个对称于气缸纵向轴线23设置的活塞窗口19，其中之一示于图11。活塞窗口19有一个后壁38和一个底面37。活塞窗口19的上边缘30，亦即活塞窗口19的距活塞上边缘22较近的那一边缘，相对于连杆孔28的轴线29，是偏置于活塞上边缘22的方向。在朝向曲轴箱4的方向上看，连杆孔28的轴线29至上边缘30有一个负的间距h。但是，间距h也可以是正的。间距或称距离h有利地取为小于连杆孔28的半径r，半径r示于图12中的剖面图中。尤其是，距离h取为小于活塞销座32的半径s。而取为小于活塞销座32的半径s的50％是有利的。在图11的示例中，上边缘30设置为靠近轴线29的区域。但是，为了进一步减小总高度，相对于活塞销座，进一步向活塞上边缘22的方向偏置上边缘30也是有利的。这样做，距离h的量值就会变成大于活塞销座的半径s，但是，由于其方向与朝向活塞壳体的方向相反，这一距离h是负的。
密封件50围绕着活塞销座32，其在朝向活塞窗口19的方向上的宽度p为2至4mm。密封件50有利地设有至少一个周向密封槽。活塞窗口19上设置有周向密封槽49，其在活塞5的周向以及在活塞的朝向活塞上边缘22的方向由活塞裙部52形成。在活塞窗口19和曲轴箱4之间，密封边缘或称密封件49有一个至少1mm的宽度o。宽度o取为2至4mm是适当的。密封件49有利地有至少一个周向密封槽58。为了活塞窗口19有良好的流通性，活塞窗口19的总容积取为二循环发动机1的行程容积或称排量容积的4至14％。
在活塞窗口19的区域，活塞5向曲轴箱4方向加长了一部分，相对于活塞5的面对进气口11的那一侧36，加长部分33有一个高度f。活塞高度g是从在活塞5的面对进气口11那一侧上的下边缘34平行于气缸纵向轴线23延伸至其上边缘。加长部分33的高度f有利地取为小于活塞高度g的15％尤其是小于10％。在图11所示的活塞下死点位置，在曲轴7的滚珠轴承21的区域，轴承21和活塞5的加长部分33之间的距离l有利地取为0.5至3mm，尤其是约1mm。在下死点位置，曲臂8是位于活塞5的区域。
图12示出了二循环发动机1的沿其排气口10和进气口11的中心线25剖取的纵向剖视图。活塞5处在下死点位置，在这一位置，曲臂8是位于活塞5的区域。在连杆孔28处，连杆6通过滚针轴承44安装在销轴31上，为减小重量，销轴31制成空心的。曲轴上装有一个用于冷却发动机1的风扇叶轮，其在图12中未示。曲轴7通过滚珠轴承21安装在曲轴箱4内。为了达到良好的密封，在活塞窗口19处气缸内壁51和密封件49之间的径向间隙，或在活塞销座32处气缸内壁51和密封件50之间的径向间隙，在活塞5的每一位置上，都取为小于0.1mm，尤其是小于50μm。
沿图12中的线XIII-XIII剖取的剖视图示于图13。曲臂8在面对曲轴箱4的那一侧被削平。图12和13未示出曲轴箱4的下半部分。削平的部分呈现为斜切面39，斜切角γ约为45°。但是，也可以取其他的斜切角度。活塞窗口19的底表面37以角度β倾斜于活塞窗口19的后壁38，倾斜角β恰当地对应于斜切角γ。对图13所示的活塞，倾斜角β是135°，斜切角γ与倾斜角β之和恰当地取为180°。活塞窗口19的后壁38近似为平行于气缸纵向轴线23。在下死点位置，曲臂8的斜切面39和活塞窗口19的底表面37之间的距离i约为1mm，而且距离i取为0.5至5mm是适当的。底表面37的厚度k取为1至5mm尤其是约2mm是有利的。用于将连杆6安装在活塞5内的销轴31不应延伸超出活塞5。曲轴7上装有一风扇叶轮43。从销轴31向燃烧室3的方向看，活塞5内设有一个洞穴45，其顶面位于活塞5的顶面之下。为了尽可能地减轻活塞5的重量，洞穴45应尽可能地大。
图14和15示出了活塞5的侧视图。可以看出，活塞窗口19的底表面37以一个倾斜角β倾斜于后壁38。沿气缸纵向轴线23方向朝曲轴箱4看，连杆孔28的轴线29至活塞窗口19的上边缘30有一间距h。就此而论，距离h小于活塞销座32的半径s，尤其是小于半径s的50％。活塞窗口19的上边缘30相对于连杆孔28的轴线29向曲轴箱4的方向偏置是有利的，最多可偏置一个对应于活塞销座32之半径s的距离h。活塞裙部52上设置有孔穴40，孔穴40位于在活塞的面对排气口10的那一侧35上的活塞窗口19之上，亦即在朝向活塞上边缘22的方向上，以及活塞销座32之上，而又位于活塞环槽56之下。
图16至18示出了在各个活塞位置气缸2和活塞5的形状的改变。图16示出活塞5处在上死点位置，其与图1所示相一致。通向曲轴箱4的进气口11被完全打开。活塞5的面对进气口11那一侧35的下边缘34至曲轴7的轴线9有一个约58mm的距离m。活塞5的加长部分33呈现为使活塞窗口19把空气通道18和输送通道12和15的进气窗口13和16完全连通。活塞销座32与活塞窗口19相隔一个壁46。活塞的上边缘22至曲轴7的轴线9有一个约98mm的距离a，因而，在活塞行程为34mm、气缸内径为49mm的情况下，距离a可以是在90和105mm之间，尤其是在94至100mm之间。气缸2上切出有4个凹口47，使有斜切角γ的曲臂8转动到与这些部位空间相交时其间有1至2mm的间距而不会相碰。在上死点位置，活塞5的上边缘22至气缸2的上边缘48有一个0.3至5mm尤其是0.8mm的距离n。活塞窗口19内的虚线57表示活塞窗口19的面对曲轴箱4的边缘的轮廓线，而且活塞窗口有L形的形状。
图17中，所示出的活塞5的位置对应于图5和6中的活塞位置，此时，进气口11被活塞5封闭。对称布置的空气通道窗口18通过两个活塞窗口19分别与输送通道12和15的进气窗口13和16连通。在这一位置，并且相对于活塞行程与气缸内径的这一比值，活塞的上边缘22至曲轴7的轴线9的距离a取为约130mm是有利的，而取为115至138mm是适当的。在活塞行程为34mm和气缸内径为49mm的情况下，有利的间距或距离a约为90mm，而取为80至95mm可能是有利的。
图17示出的孔穴40和41是从活塞5的裙部52深入到其内部，在活塞行程过程中，例如在图17所示的活塞位置，孔穴40与两个输送通道12和15的进气窗口13和16连通。孔穴40的周向最大宽度决定于排气口10和空气输送通道18之间的距离t，孔穴40在周向分别有至空气输送通道18和排气口10的距离x。绕孔穴40设有延伸一周并有一密封槽59的密封件54，密封件54的宽度z是至少1mm，尤其是2至4mm。孔穴40也包围了活塞销座32，因此活塞销座32必须相对于曲轴箱密封。将活塞销座32设置在孔穴40的范围内，可以得到较大的孔穴40容积。另一个孔穴41在活塞的一定位置与进气口11流体连通。孔穴41的周向宽度决定于在进气口11区域的两个空气通道窗口18之间的距离v。同样，孔穴41有延伸一周的密封边缘55，且有分别至两个空气通道窗口18的距离x。在朝向活塞上边缘22的方向，孔穴40和41的延伸由活塞环53限定。
图18中，活塞5示出于与图7和8相对应的活塞位置。此时，进气窗口13和16开通于燃烧室3，而活塞5是处在下死点位置。相对于活塞行程与气缸内径的比值，活塞上边缘22至曲轴轴线9的距离a可以是72至116mm，尤其是86至102mm。在活塞行程为34mm、气缸内径为49mm的情况下，距离a可为50至80mm，尤其是60至70mm。活塞5的加长部分33和曲轴7的滚珠轴承21或曲轴箱4的某另一部分之间的距离l恰当地取为约1mm。空气通道窗口18至活塞5上边缘22的距离c可恰当地取为0.5至5mm，尤其是1至3mm。图18中示出的活塞没有孔穴40和41。但是，为了避免漏泄，在活塞销座32和各相邻的周向空气通道窗口18之间设置了周向距离x。图18和19中，未示出活塞环53，但是它们的所在位置与图17中的设置是一致的。
图19中，活塞5示出于与图9和10相一致的位置。此时，输送通道的进气窗口13和16基本上被处于这一位置的活塞封闭。为了空气通道17、活塞窗口19、和输送通道12和15内达到良好的流动状态，进气窗口13和16以及空气通道18的表面都修改为互相适应。为了在输送通道内有足够量的用于将废气隔开于随后流进的燃油(气)/空气混合物的新鲜空气，在气缸排量为64cm3的情况下，每一空气通道窗口18的表面面积取为120至150mm2，尤其是125至140mm2，而且进气窗口13和进气窗口16的表面面积之和取为140至180mm，尤其是150至170mm。相对于这一气缸排量容积，单位容积的空气通道窗口表面面积有利地取为1.87至2.35mm2/cm3，尤其是1.95至2.19mm2/cm3，以及单位容积的进气窗口13和16的表面面积之和取为2.18至2.28mm2/cm3，尤其是2.34至2.66mm2/cm3。远离排气口10的输送通道12的进气窗口13的表面面积有利地是大于靠近排气口窗口的输送通道15的进气窗口16的表面面积，靠近排气口10的输送通道15的进气窗口16的表面面积应取为是远离排气口10的输送通道12的进气窗口13的表面面积的50％至90％，尤其是60％至80％。
为减轻活塞的重量，活塞设有孔穴并作了内部和下部切除，特别是在活塞销座和活塞上边缘之间的区域。
如果活塞窗口19和空气通道窗口18之间能够在对应于约260至310°曲柄转角的活塞位置建立起连通，就能产生很有利的状态。空气通道窗口18有利地是设置在进气窗口13和16的正下方，使得空气通道窗口18和进气窗口13和16能几乎同时地开通于活塞窗口19。为此，空气通道窗口18有利地在气缸纵向轴线23的方向有一较小的延伸宽度。将空气通道窗口18设置成在周向部分地或全部地靠近进气窗口13和16也是有利的。
图20和21示出了带有活塞窗口19的活塞5。活塞5有一从活塞裙部52表面起始向活塞5内部深入的孔穴58。且作成孔穴58在活塞内部不连通。在活塞5的纵向中心轴线64的方向，孔穴58分成为被垂直于纵向轴线64的肋条62和63相互隔开的三个单独的孔穴59，60和61。肋条62和63用作密封件且当活塞在活塞行程过程中通过空气通道窗口18和进气窗口13和16时可防止从空气通道窗口18向进气窗口13和16的流动。孔穴59，60和61在活塞纵向轴线64方向上的高度y，就此而论，恰当地取为小于空气通道窗口18和进气窗口13之间在气缸纵向轴线方向上的距离z(见图18)。这样可避免空气通道窗口18和进气窗口13之间通过孔穴59，60和61产生流动。各孔穴59，60和61呈圆盘的一部分的形状且有圆弧形的后壁，因而其可以用盘状铣刀从活塞裙部52向其内部侧向铣削出来。活塞5上设置带有肋条的孔穴58可改善活塞5的导向。与孔穴40和41一样，在活塞行程过程中，孔穴58仅与一个功能开口相连通。关于密封件的布置以及关于至其他各功能开口的距离，孔穴58对应于孔穴40和41。
本说明书引用了2002年5月24日提交的德国优先权文件10223068.4揭示的内容。
本发明当然决不限于本说明书及其附图所揭示的内容，而是也包括所附权利要求之范围内的任何改变。

Claims (20)

1.一种二循环发动机，它包括：
一气缸(2)，其内形成有由一往复运动的活塞(5)限定的燃烧室(3)，活塞通过一连杆(6)驱动一可转动地安装在一曲轴箱(4)内的一曲轴(7)，其中，所述连杆(6)在其的一连杆孔(28)处连接于所述活塞(5)，所述活塞(5)有用于将所述活塞(5)连接于所述连杆(6)的一活塞销座(32)，其中，设置有供废气从所述燃烧室(3)排出的一排气口(10)和与所述排气口(10)大致相对的用于向所述曲轴箱(4)供给燃油/空气混合物的一进气口(11)，其中，设置有作为所述燃油/空气混合物从所述曲轴箱(4)出来而进入所述燃烧室(3)的通路的至少一个输送通道(12，15)，其中，所述至少一个输送通道(12，15)的第一端通过一进气窗口(13，16)开通于所述燃烧室(3)，而其第二端连通于所述曲轴箱(4)，其中，设置有用于供给基本上无油的气体并有一窗口(18)的至少一个空气通道(17)，所述窗口(18)是设置在所述气缸的一个区域，其在所述活塞(5)的每一位置都被所述活塞隔开于所述曲轴箱(4)和所述燃烧室(3)，其中，设置有一活塞窗口(19)，该窗口在所述活塞(5)处于一给定位置时建立起所述至少一个空气通道(17)的所述窗口(18)和所述至少一个输送通道(12，15)的所述进气窗口(13，16)之间的流体连通，而且其中，在沿所述气缸(2)的纵向轴线(23)的方向看时，所述活塞窗口(19)的上边缘30至所述连杆孔(28)的轴线(29)有一个距离，这个距离小于所述活塞销座(32)的半径。
2.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞窗口(19)的所述上边缘(30)至所述连杆孔轴线(29)的距离小于所述活塞销座(32)的所述半径的50％。
3.如权利要求2所述的二循环发动机，其特征在于，围绕所述活塞销座(32)设置有一第一密封件(50)，其中，在朝向所述活塞窗口(19)的方向，所述第一密封件(50)的宽度为2至4mm，其中，在所述活塞(5)的每一位置，所述第一密封件(50)和所述气缸(2)的内壁(51)之间的径向距离最多为0.1mm，而且其中，所述第一密封件(50)设有至少一个周向密封槽。
4.如权利要求3所述的二循环发动机，其特征在于，所述第一密封件和所述气缸的所述内壁之间的所述径向距离小于50μm。
5.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，在所述活塞(5)的面对所述排气口(10)的那一侧，所述活塞(5)的下边缘(34)，相对于所述活塞(5)的面对所述进气口(11)的那一侧(36)，是向所述活塞(5)的上边缘(22)的方向偏置的，以及其中，两个空气通道窗口(18)和四个输送通道窗(13，16)是对称于所述气缸(2)的所述纵向轴线(23)布置的。
6.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，在所述活塞窗口(19)的区域，所述活塞(5)向朝向所述曲轴箱(4)的方向是加长了的，以及其中，在所述气缸(2)的所述纵向轴线(23)的方向，所述活塞窗口(19)的加长部分(33)的高度小于在所述活塞(5)的面对所述进气口(11)的那一侧(36)的活塞高度的15％。
7.如权利要求6所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞窗口(19)的所述加长部分(33)的高度小于所述活塞高度的10％。
8.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞窗口(19)有大致呈L形的形状，且其中，所述L形的一短臂(27)沿所述气缸(2)的所述纵向轴线(23)向下延伸。
9.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，设置有曲臂(8)，且在所述曲臂的面对所述曲轴箱(4)的那一侧，所述曲臂(8)有一削平的部分(14)，所述削平部分呈现为一个有一斜切角的斜切面(39)，以及其中，所述活塞窗口(19)的一底表面(37)以一个大于90°的倾斜角倾斜于所述活塞窗口(19)的后壁(38)。
10.如权利要求9所述的二循环发动机，其特征在于，所述倾斜角对应于所述斜切角且为120°至150°。
11.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，在所述活塞(5)的上死点位置，所述活塞(5)的上边缘(22)和所述曲轴(7)的轴线(9)之间的距离，相对于活塞行程与气缸内径的一个比值，是130至153mm，其中，在所述活塞(5)的下死点位置，所述活塞(5)的上边缘(22)和所述轴线(9)之间的所述距离，相对于活塞行程与气缸内径的所述比值，是72至116mm，其中，在所述活塞(5)的所述下死点位置，所述空气通道窗口(18)和所述活塞的所述上边缘(22)之间的距离是0.5至5.0mm，以及其中，在所述活塞(5)的所述下死点位置，所述活塞(5)的下边缘(34)和所述曲轴(7)的一轴承装置(21)之间的距离是0.5至5.0mm，
12.如权利要求11所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞的所述上边缘(22)和所述曲轴轴线(9)之间的距离，在所述活塞(5)的所述上死点位置，是137至145mm，而在所述活塞(5)的所述下死点位置，是86至102mm，以及其中，在所述活塞(5)的所述下死点位置，所述空气通道窗口(18)和所述活塞的所述上边缘(22)之间的所述距离是1.0至3.0mm，以及所述下边缘(34)和所述轴承装置之间的所述距离约为1.0mm。
13.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，所述空气通道窗口(18)相对于所述至少一个输送通道(12，15)的至少一个进气窗口(13，16)，是向所述曲轴箱(4)的方向偏置的。
14.如权利要求13所述的二循环发动机，其特征在于，所述空气通道窗口(18)到所述至少一个进气窗口(13，16)有一正的间距。
15.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞(5)上设有从一活塞裙部(52)沿朝向活塞内部的方向延伸的孔穴(40，41，58)，在活塞行程过程中，所述孔穴仅与开向所述气缸内部的一个功能开口流体连通，其中，所述孔穴(40，41，58)不与所述曲轴箱(4)建立流体连通，其中，所述孔穴(40，41)至全部功能开口有一个周向间距，因有这一间距，在活塞行程过程中，所述孔穴不被连通，其中，所述孔穴(40，41)设有至少一个围绕一周的第二密封件(54，55)，其中，所述第二密封件的宽度为至少1mm，以及其中，所述第二密封件有至少一个围绕一周的密封槽(59)。
16.如权利要求15所述的二循环发动机，其特征在于，所述孔穴(40，41)，(58)在活塞行程过程中与一个输送通道(12)的至少一个进气窗口流体连通，以及其中，所述第二密封件(54，55)的宽度为2至4mm。
17.如权利要求15所述的二循环发动机，其特征在于，所述孔穴(58)由多个单独的孔穴(59，60，61)组成，以及其中，所述各单独的孔穴被肋条(62，63)相互隔开。
18.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞窗口(19)的总容积约为所述二循环发动机的气缸排量容积的4％至14％。
19.如权利要求1所述的二循环发动机，其特征在于，所述活塞窗口(19)设置有至少一个围绕一周的第三密封件(49)，其中，所述第三密封件有一个在所述活塞窗口(19)和所述曲轴箱(4)之间至少1mm的宽度，以及其中，至少一个第三密封件(49)设有至少一个围绕一周的密封槽(58)。
20.如权利要求19所述的二循环发动机，其特征在于，所述第三密封件(49)的所述宽度是2至4mm。
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