CN1472426A - 二冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

一种二冲程发动机，特别是用在手工操作的机具，如机动锯、自由切割机等上的二冲程发动机，它具有一个气缸和一个形成在该气缸中的燃烧室。该燃烧室被一个上下运行的活塞所限制。该活塞经过一个连杆驱动一个可旋转地支承在曲轴箱中的曲轴。在活塞的预定位置上，燃烧室经过至少两个溢流槽与曲轴箱相连。设置至少一个气道，该气道在气缸上在活塞的范围内，从一个气道孔汇入，而且在预定的活塞位置上经过一个成形在活塞上的活塞气口而与至少两个溢流槽相连。为了对燃烧室进行良好的扫气，从而达到二冲程发动机的低的废气值，做出如下设定：在活塞气口上设置一些结构性机构，以实现向溢流槽的有利的空气分配。

Description

二冲程发动机
技术领域
本发明涉及一种二冲程发动机，特别是用在手工操作的机具，如机动锯、自由切割机等上的二冲程发动机，它具有一个气缸和一个形成在该气缸中的燃烧室，该燃烧室被一个上下运行的活塞所限制，其中，该活塞经过一个连杆驱动一个可旋转地支承在一个曲轴箱中的曲轴，而燃烧室在活塞的预定位置上经过至少两个溢流槽与曲轴箱相连，并且设置了至少一个气道，该气道在气缸上在活塞的范围内从一气道孔汇入，而且在预定的活塞位置上经过一个成形在活塞上的活塞气口与至少两个溢流槽相连通。
背景技术
EP 1 176 296 A1中公开过一种二冲程发动机，它的溢流管是经过一个处于活塞的预定位置上的活塞气口而与一气道相连通。经过该气道和活塞气口，将不含燃料的空气进一步输送给溢流槽，该空气将在活塞的下死点区域内从燃烧室中流出的废气同从曲轴箱转入燃烧室中的燃料/空气混合物加以分开。由于活塞气口和溢流孔的几何构形之故，在这类二冲程发动机上一般达不到空气在溢流槽上的最佳分配，因此，可能对溢流槽中的一个溢流槽输送比对其它溢流槽少的不含燃料的空气，这就导致下述结果：后流入到上述那一个溢流槽中的燃料/空气混合物便部分地同废气一起通过排出口排出。按这种构形不能实现废气和燃料/空气混合物的彻底分离。
发明内容
本发明的任务是提供这样一种二冲程发动机，在其上可实现废气和后流入的燃料/空气混合物的良好分离。
上述任务是通过一种具有权利要求1中所述特征的二冲程发动机加以解决的。
结构性机构允许以简单方式实现使空气符合要求地分配到各溢流槽上的目的。于此，结构性机构是如布置的，使得给每个溢流槽所输送的空气量恰好是良好分离废气和后流入的燃料/空气混合物所需要的。由此，可以降低发动机的燃料消耗，并可改善发动机的废气值。
有利的是，用于实施所要求的空气分配的那些机构将流动横断面缩窄了。现设定，用于实现空气分配的那些机构布置在这样一个区域内，该区域沿着流动方向大致处于一个高度，即介于一个靠近排出口的溢流槽和一个远离排出口的溢流槽之间的高度。通常的做法是，向靠近排出口的溢流槽供给过量的空气，与此同时向远离排出口的处于空气进入口范围内的溢流槽供给少量的空气。由于流动横断面的缩窄，被送给远离排出口的溢流槽的空气的份额可加以增大。根据以下条件可获得一种简单的结构：用于实现空气分配的机构包括在活塞气口上的一个凸出部，在该凸出部上活塞气口的深度被减小。该凸出部在此是特别作为介于活塞气口的壁部的两个呈凹穴的部位之间的棱边设计的。
所要求的空气在溢流槽上的分配可以通过下述机构达到：在靠近排出口的溢流槽范围中的活塞气口比远离排出口的溢流槽范围中的活塞气口延伸得比较浅。上述结构性机构最好包括一个成形在活塞的一活塞销孔上的凸肩，该凸肩伸入到活塞气口中。经过该凸肩的大小便可调控空气在溢流槽上的分配。
现设定，上述结构性机构包括一个能限制活塞气口的控制棱边。有利的是，在一个靠近排出口的溢流槽范围中朝向曲轴箱的控制棱边相对于远离排出口的溢流槽范围中的控制棱边沿着对准活塞底的方向错开一个距离。通过控制棱边的这一错开距离便可实现下述目的：比起远离排出口的溢流槽来，在一次活塞冲程中，可以在一个比较短的时间间隔内进一步将来自气道中的不含燃料的空气供送到靠近排出口的溢流槽中。
下述作法也可能是有利的：在一个靠近排出口的溢流槽范围内的、朝向活塞底的控制棱边相对于在一个远离排出口的溢流槽范围内的控制棱边沿着对准活塞底的方向错开一个距离。
为了调制活塞气口中的流动方向，现设定：用于空气分配的结构性机构包括一个在进入活塞气口的流动入口上的斜面，该斜面导引着进入活塞气口中的流动，从而可达到合乎希望的空气分配。
有利的是，设置四个溢流槽，这些溢流槽是与一个将排出口和进入口大致居中分开的中间平面相对称地加以设置的，它们经过两个对称安排的活塞气口而分别同一个气道孔相连通。经过活塞气口和溢流槽的这种对称布置，便可实现燃烧室的一种对称的扫气。从而取得良好的废气值。在此情况下，气道口特别布置在一个远离排出口的溢流槽的范围内。
附图说明
下面将参照附图对本发明的几个实施例加以说明。附图所示为：
图1是二冲程发动机的纵断面图，
图2是一个活塞的前透视图，
图3是图2所示活塞的大约在活塞气口的高度上截取的断面图，
图4至7是活塞的前透视图。
具体实施方式
图1中以纵断面图表示的二冲程发动机1有一个气缸2，在该气缸中构成有一个燃烧室3。燃烧室3通过一个可在气缸2中上下运动的活塞5加以限制。一个进入口9引入燃烧室3中，一个排出口10从燃烧室3引出。活塞5经过一个连杆6驱动一个可旋转地支承在一曲轴箱4中的曲轴7。曲轴箱4在图1中所示的活塞5的位置上，经过靠近排出口的溢流槽11和远离排出口的溢流槽13与燃烧室3相连通。在此，分别有两个靠近排出口的溢流槽11和两个远离排出口的溢流槽13对称于一个将进入口9和排出口10大致居中地分开的中间平面设置。该中间平面包含气缸2的纵中轴线17。靠近排出口的溢流槽11以其溢流孔12汇入到燃烧室3中，而远离排出口的溢流槽13则以溢流孔14汇入到该燃烧室中。在气缸2上，气道15在两个对称于中间平面布置的气道孔16处汇入。在此，气道孔16对置于远离排出口的溢流口14朝曲轴箱4方向错开地安排在气缸孔39处。
在二冲程发动机1的运行中，在图1中所示的活塞5的位置上，燃料/空气混合物从曲轴箱4通过溢流槽11和13流入燃烧室3。在燃烧室3中的燃料/空气混合物通过活塞5朝燃烧室3方向的运动而被压缩，并由活塞5的上死点范围内的一个火花塞8点燃。在随后活塞5朝向曲轴箱4向下运动时，排出口10首先打开，废气便通过该排出口从燃烧室3流出。在活塞的上死点范围内，在溢流槽11和13中，进一步有不含燃料的空气从气道15经过一个图中未示出的活塞气口而预存起来。预存的空气在活塞5的下死点范围内流入到燃烧室3中，并将废气同从曲轴箱4中随后流过来的燃料/空气混合物加以分开。
在图2和3中示出了活塞5。如图3所示，活塞5有两个对称于中间平面18布置的活塞气口21。这两个活塞气口21从活塞5的活塞裙22延伸到活塞5的内部。活塞5经过一个设置在活塞销座24中的、图中未示出的螺栓与图1中的连杆6相连。如图2所示，活塞销孔24被布置在控制棱边72的范围内，该控制棱边朝活塞底29方向限制着活塞气口21。延伸在活塞销孔24和活塞气口21之间的边缘35是如此构成的，使得它在二冲程发动机1的运行中用气缸孔39密封，从而阻止在与曲轴箱相连的连杆孔24和活塞气口21之间的流动。边缘35也一直达到活塞5的周边。在活塞气口21的朝向活塞底29的一侧，在活塞5上布置了一个空腔23，该空腔从活塞裙22一直延伸到活塞5的内部，它的作用是减轻活塞5的重量。
如图3中所示，在活塞5的上死点范围内空气从气道15流出，沿流动方向75流过活塞气口21。活塞气口21的壁73具有一个朝向气道15的第一凹入部25及一个背离气道15第二凹入部26。这两个凹入部25、26在一个凸起部27上彼此相接触，该凸起部的结构为在两个凹入部25、26之间的棱边。在第一凹入部25中，与活塞5的纵向中轴线74径向测量出的深度e大于第二凹入部26中的深度f。因此，活塞气口21在第二凹入部26中延伸得比在第一凹入部25中延伸得浅。
第一凹入部25布置在二冲程发动机1的气缸2上远离排出口的溢流槽13的范围内；第二凹入部26则布置在靠近排出口的溢流槽11的范围内。凸起部27导致活塞气口21中的流动横断面变窄。这样，向靠近排出口的溢流槽11所供送的空气量便减少了。为了将空气分配给各溢流槽，在进入活塞气口21的流入范围内，在活塞5的朝向曲轴箱4的一侧，在活塞气口21中设置了一个如图2中所示的斜面28。斜面28引导着活塞气口21中的流动。活塞气口21在第一凹入部25处沿着朝曲轴箱4的方向被一个控制棱边19所限制，该控制棱边构成在活塞5的一个边缘79上。在第二凹入部26处，活塞气口21由构成在一边缘80上的控制棱边20所限制。
边缘79具有一个平行于活塞5的纵向中轴线74测量的宽度C，该宽度小于边缘80的平行于纵向中轴线74测量的宽度d。边缘80的加宽的构形导致下述结果：控制棱边20对置于控制棱边19，在朝活塞底29的方向上错开了一个距离b。这样，向靠近排出口的溢流槽11的空气供给量可以减小。此外，边缘80对置于边缘79，在朝活塞底29的方向上错开。
图4中示出一个活塞30的一个实施例。活塞30具有一活塞气口31，该活塞气口具有一个凸起部37及一个用于将空气分配给各溢流槽的斜面38。此外，在活塞30的活塞销孔34上设置了一个凸肩32，该凸肩在朝曲轴箱4的方向上延伸，并缩小活塞气口31中的流动横断面。此外，活塞30还有一个凹腔33，其用于减小活塞30的重量。
图5表示一个活塞40，其活塞气口41具有一个斜面48及一个用于缩小流动横断面的凸起部47。处在靠近排出口的溢流槽范围内的控制棱边43对置于处在远离排出口的溢流槽范围内的控制棱边42，在朝活塞底49的方向上错开一个距离b，从而使活塞气口41与靠近排出口的溢流槽的连通比起与远离排出口的溢流槽的连通来，每一活塞冲程的持续时间要短。控制棱边42、43的这种错置如同图2中所示的活塞5的情况那样，是通过活塞40的边缘的加宽实现的。活塞40同样具有一个用于减小其重量的凹腔45和一个布置在活塞气口41的范围内的活塞销孔44。
按图6中所示的活塞50，为了将空气分配到各溢流槽，在活塞气口51中设置了一个斜面52及一个凸起部57。活塞50也具有一个凹腔53及布置在活塞气口51的范围内的活塞销孔54。
按图7中所示的活塞60，活塞气口61的朝向活塞底62的控制棱边64设置在靠近排出口的溢流槽范围内，该控制棱边对置于设置在远离排出口的溢流槽范围内的控制棱边63，在朝活塞底62的方向上错开。活塞销孔66在此情况下设置在控制棱边63和64之间的一个高度上。为了空气的分配，活塞气口61还附加地具有一个凸起部67及一个斜面68。活塞60在靠近排出口的溢流槽的范围内具有一个凹腔65。
为了使活塞气口匹配于有利的对溢流槽的空气分配，上述用于空气分配的机构与另外用于空气分配的机构的其它结合可能都是有利的。可以配备多个凹腔，以减小活塞的重量。

Claims (13)

1.二冲程发动机，特别是用在手工操作的机具，如机动锯、自由切割机等上的二冲程发动机，它具有一个气缸(2)和一个形成在气缸(2)中的燃烧室(3)，该燃烧室被一个上下运行的活塞(5，30，40，50，60)所限制，其中，活塞(5，30，40，50，60)经过一个连杆(6)驱动一个可旋转地支承在一个曲轴箱(4)中的曲轴(7)，而燃烧室(3)在活塞(5，30，40，50，60)的预定位置上经过至少两个溢流槽(11，13)与曲轴箱(4)相连，并且设置了至少一个气道(15)，该气道在气缸(2)上在活塞(5，30，40，50，60)的范围内从一气道孔(16)汇入，而且在预定的活塞位置上经过一个成形在活塞(5，30，40，50，60)上的活塞气口(21，31，41，51，61)与至少两个溢流槽(11，13)相连通，其特征在于：在活塞气口(21，31，41，51，61)上设置一些结构性机构，以实现向溢流槽(11，13)的有利的空气分配。
2.按权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：用于有利的空气分配的机构缩窄了活塞气口(21，31，41，51，61)中的流动横断面。
3.按权利要求1或2所述的二冲程发动机，其特征在于：用于有利的空气分配的机构被布置在这样一个区域内，该区域沿流动方向(75)大致处于在一个靠近排出口的溢流槽(11)和一个远离排出口的溢流槽(13)之间的一个高度上。
4.按权利要求1至3中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：用于有利的空气分配的机构包括在活塞气口(21，31，41，51，61)上的一个凸起部(27，37，47，57，67)，在此凸起部处减小了活塞气口(21，31，41，51，61)的深度。
5.按权利要求4所述的二冲程发动机，其特征在于：凸起部(27，37，47，57，67)的结构为活塞气口(21，31，41，51，61)的壁(73)的两个凹入成形的部位(25，26)之间的棱边。
6.按权利要求2至5中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：活塞气口(21，31，41，51，61)在一个靠近排出口的溢流槽(11)的范围内比在一个远离排出口的溢流槽(13)的范围内延伸得较浅。
7.按权利要求1至6中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：该机构包括一个成形在活塞(30)的一个活塞销孔(34)上的凸肩(32)，该凸肩延伸入活塞气口(31)中。
8.按权利要求1至7中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：该机构包括一个可限制活塞气口(21，41，61)的控制棱边(20，43，63)。
9.按权利要求8所述的二冲程发动机，其特征在于：在一个靠近排出口的溢流槽(11)范围内朝向曲轴箱(4)的控制棱边(20，43)对置于在一个远离排出口的溢流槽(13)范围内的控制棱边(19，42)在朝活塞底(29，49)的方向上错开一个距离(b)。
10.按权利要求8或9所述的二冲程发动机，其特征在于：在一个靠近排出口的溢流槽(11)范围内朝向活塞底(62)的控制棱边(64)对置于在一个远离排出口的溢流槽(13)范围内的控制棱边(63)在朝活塞底(62)的方向上错开一个距离(a)。
11.按权利要求1至10中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：用于空气分配的机构包括处于进入活塞气口(21，31，41，51，61)的流入口上的一个斜面(28，38，48，52，68)。
12.按权利要求1至11中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：设置了四个对称于一个将排出口(10)和进入口(9)大致居中分开的中间平面(18)布置的溢流槽(11，13)，这些溢流槽经过两个对称设置的活塞气口(21，31，41，51，61)而分别与一个气道孔(16)相连。
13.按权利要求1至12中的任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：气道孔(16)设置在一个远离排出口的溢流槽(13)的范围内。
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