CN1616801B - 两冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

两冲程发动机具有燃烧室和排出废气的排气口及两个输送管道，燃烧室由活塞限定，其中活塞通过连杆驱动曲轴旋转；其中一个输送管道用于将燃油输送到曲轴箱中，另一个用于输送在很大程度上无燃油的空气，其中在输送管道中分别设置一个节气元件，其中曲轴箱在活塞的规定位置中通过至少一个溢流管和燃烧室连接，其中所述气道以一个空气口通入气缸，并且其中所述空气口在活塞的上死点部位处通过一个在活塞中形成的活塞气口与一个溢流通道的一个溢流口相连接。为了避免在空转或低转速时由于不密封而将空气吸入气道、为了低压平衡，根据本发明，当所述输送管道之一或全部通过所述分别设置在输送管道中的节气元件很大程度上关闭、且活塞处于从下死点前90°到下死点后90°一个位置中的时候，在节气元件的下游在所述输送管道之一或全部与曲轴箱之间至少部分地形成一种流体性连接。

Description

两冲程发动机
技术领域
本发明涉及一种特别是在一种手动操作的工作器具如马达式链锯(Motorkettensaege)、切割机(Trennschleifer)等中的两冲程发动机。该两冲程发动机具有一个在一个气缸中形成的燃烧室和一个用于从燃烧室中排出废气的排气口以及两个输送管道，所述燃烧室由一个上下运动的活塞限定，其中活塞通过一个连杆驱动一个在一个曲轴箱内可旋转支承的曲轴；所述两个输送管道中的一个输送管道是一个用于将燃油输送到曲轴箱中的吸入管道，另一个输送管道是一个用于输送在很大程度上无燃油的空气的气道，其中在所述输送管道中分别设置一个节气元件，并且其中曲轴箱在活塞的规定位置中通过至少一个溢流管和燃烧室连接。
背景技术
WO 00/43650公开了一种两冲程发动机，其中通过一个活塞气口从一个气道将在很大程度上无燃油的空气输送到溢流管。在气道中设置一个用于调节被输送的空气量的节气门。在空转和发动机载荷较小时，节气门完全地或者至少在很大程度上关闭。由于节气门在很大程度上被关闭，在节气门下游的气道段中形成一个低压。该低压造成下述情况，即由于管道的不密封使得吸入环境空气或者从节气门上游的气道段中吸入空气。只有以很高的费用才能达到在很大程度上关闭节气门时对气道进行可靠密封。
发明内容
本发明的目的是提供一种这种类型的两冲程发动机，其中以较小费用就能在每个运行状态中提供有利的油气比。
这个任务是通过一种两冲程发动机完成的。该两冲程发动机具有一个在一个气缸中形成的燃烧室和一个用于从燃烧室中排出废气的排气口以及两个输送管道，所述燃烧室由一个上下运动的活塞限定，其中活塞通过一个连杆驱动一个在一个曲轴箱内可旋转支承的曲轴；所述两个输送管道中的一个输送管道是一个用于将燃油输送到曲轴箱中的吸入管道，另一个输送管道是一个用于输送在很大程度上无燃油的空气的气道，其中在所述输送管道中分别设置一个节气元件，并且其中曲轴箱在活塞的规定位置中通过至少一个溢流管和燃烧室连接，其中所述气道以一个空气口通入气缸，并且其中所述空气口在活塞的上死点部位处通过一个在活塞中形成的活塞气口与一个溢流通道的一个溢流口相连接。根据本发明，当所述用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或所述用于输送燃油的输送管道通过所述分别设置在输送管道中的节气元件很大程度上关闭、并且活塞处于从下死点前90°到下死点后90°一个位置中的时候，在节气元件的下游在所述用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或所述用于输送燃油的输送管道与曲轴箱之间至少部分地形成一种流体性连接。
在活塞的下死点前的90°直到活塞的下死点后的90°之间的一个区域内曲轴箱中的压力要比通过节气元件关闭的气道中的压力高。通过气道和曲轴箱之间的连接可以在气道和曲轴箱之间进行压力平衡。通过提高节气元件下游的气道中的压力水平就不再吸入环境空气。这样就可以简单的方式避免由于附加地吸入的、在很大程度上无燃油的空气造成混合气稀薄。提高压力水平也可以通过在曲轴箱和吸入管道之间的连接来实现。通过这种连接提高在关闭吸入管道的进入口时在吸入管道中的压力水平。这样，在这个阶段较少新鲜气体通过化油器进入到吸入管道中。为了保证吸入管道的必需充满，可以进一步地打开吸气管道中的节气门。这样就降低了对吸入管道中的节气门和气道中的节气元件的密封性的要求。
在活塞的下死点处存在这种连接是有利的。在每个活塞位置中都最好在输送管道和曲轴箱之间都存在连接。然而根据活塞的位置对所述连接进行控制也是有利的。若通过活塞对所述连接进行缝式控制则产生一个简单的方案。通过这种方式就可保证仅在一个大约在下死点前90°和下死点后90°之间的区域内存在所述连接。
所述连接通过至少一个阀进行控制。最好根据发动机载荷对所述连接进行控制。这样就可以保证仅在空转和小载荷时才存在这种连接。在这些情况中节气元件在很大程度上被关闭。在发动机大载荷时节气元件在很大程度上被打开，这样就不必进行低压平衡。特别是根据节气元件的位置来控制阀的位置。然而最好使所述连接与发动机载荷无关地存在。所述连接最好形成在一个连接管道内。连接管道最好在气缸孔处通入，其中在活塞的下死点部位处通过活塞中的一个活塞气口使入口孔与曲轴箱连接。
在连接管道中的流动截面积至多为吸入管道中的流动截面积的三分之一。这样就可保证通过连接管道仅实现压力平衡。这样就能避免连接管道中的主要物质流量。为了平衡连接管道中的压力波动，在连接管道中设置一个节流阀。所述连接最好设计为气缸壁中的槽。这样就得到了这种连接的一个简单的方案。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例进行说明。附图示出：
图1和2一个处于空转中的两冲程发动机的示意图。
图3在部分载荷时图2的局部图。
图4在空转时活塞处于上死点的两冲程发动机的示意图。
图5活塞处于下死点时图4的局部图。
具体实施方式
图1所示两冲程发动机1具有一个气缸2，在此气缸中形成一个燃烧室3。燃烧室3以活塞5为界。活塞5纵向移动地支承在气缸2中。活塞5通过连杆6驱动在曲轴箱4中可旋转支承的曲轴7旋转。两冲程发动机1具有一个吸入管道8，该吸入管道用一个进入口9在气缸孔35处通入。吸入管道8的进入口9由活塞5进行缝式控制。一个节气门17可绕节气门轴37摆动地支承在吸入管道8中。节气门17可以设置在一个化油器中，在此化油器中准备油/气混合。只要进入口9被活塞5开启，将根据节气门17的位置使油/气混合物沿箭头36的方向通过吸入管道8流进曲轴箱4中。
一个气道10以一个空气口12通入气缸2。在活塞5的上死点部位空气口12通过一个在活塞5中形成的活塞气口16与一个溢流通道14的一个溢流口15连接。这样，在活塞5的上死点部位处来自气道10经过溢流管14的在很大程度上无燃油的空气就能流进曲轴箱4中。溢流管14按预定的活塞位置将曲轴箱4和燃烧室3连接起来，并且从溢流孔11进入曲轴箱4中。
在气道10中设置一个阻风门18，该阻风门可绕一个阻风门轴38摆动地支承。在阻风门18的下游连接管道19以一个第一入口孔26通入气道10中。连接管道19的另一端从一个第二入口孔27通入曲轴箱4。入口孔27设置在一个从曲轴箱4的壁后置的囊42的底部43中。这样就避免在曲轴箱4的壁上聚集起来的燃油毫无阻碍地到达连接管道19。此囊42可以具有一个盖板。在连接管道19中的流动截面积至多为吸入管道8的流动截面积的三分之一。
在两冲程发动机1运行时，在活塞5的上死点部位处油/气混合物沿着箭头36流入曲轴箱4中。同时，在阻风门18部分打开时在很大程度上无燃油的空气从气道10经溢流管14流进曲轴箱4中。当活塞5向曲轴箱4运动时，溢流口15向燃烧室3打开，这样，油/气混合物就能从曲轴箱4经溢流管14流进燃烧室3。在活塞5的下一次向燃烧室3方向运动时油/气混合物在燃烧室3中被压缩，并且在燃烧室3中被一个未示出的火花塞点燃。在活塞5的下一次向曲轴箱4的运动中该活塞将气缸2的排气口13打开，通过该排气口可以排出气缸2中的废气。当活塞5继续作下行运动时通过溢流管14首先使在很大程度上无燃油的空气、紧接着使油/气混合物从曲轴箱4流进燃烧室3。
在图1中所表示的空转状态中阻风门18在很大程度上关闭了气道10，这样，在活塞5的下死点部位处在气道10中出现低压。通过连接通道19使得在气道10中的低压可由曲轴箱4得到平衡。其中从曲轴箱4流进气道10的油/气混合物的流动至多是无足轻重的。通过气道10中的低压的下降就避免了从周围或者从阻风门18的上游将空气吸入到气道10中-该空气有可能经过溢流管14流进曲轴箱4中，从而将会导致曲轴箱4中的油/气混合物变得很稀。在活塞5的每个位置上、并且与发动机载荷无关地、也就是和节气门17和阻风门18的位置无关地打开连接通道19。因为在阻风门18打开时在气道10中不出现值得一提的低压，所以在大载荷时和高转速时通过连接管道19不会发生值得一提的压力平衡。
替代或者附加于连接管道19外还设置一个连接管道19’，该管道将吸入管道8和曲轴箱4连接起来。在该实施例中连接管道19’设计为气缸壁上的槽，该槽从进入口9向曲轴箱4延伸。然而连接管道19’也可设计为外置管道。连接管道19’可以由活塞5或者由一个阀进行控制，然而吸入管道8也可通过连接管道19’永久地与曲轴箱4连接。连接管道19’的设计可以相应于连接管道19的设计。在连接管道19’中可以设置一个节气门。
在图2中表示的两冲程发动机1基本上相应于图1中表示的两冲程发动机。其中相同的附图标记表示相同的构件。在连接管道19中设置了一个阀20，它在图2中以打开的位置22表示。阀20通过一个耦合件21与阻风门18耦合，该阻风门在图2中处于关闭位置24，这样，通过阻风门18使气道10在很大程度上空气密封地被关闭。在阻风门18处于关闭位置24时，连接通道19被打开，这样，在曲轴箱和气道10之间在阻风门18的下游区域中就能产生压力平衡。
图3表示阻风门18处于在很大程度上的打开位置。通过例如可设计为杠杆的耦合件21将阀20送入到它的关闭位置23中。这样，连接管道19被阀20在很大程度上密封关闭，因此，在阻风门18下游的气道10和曲轴箱4之间不能产生压力平衡。在气道10中在很大程度上无燃油的空气按流动方向28流动，此流动方向称之为“顺流而下(stromab)”。在吸入管道8中，油/气混合物按流动方向29流向曲轴箱4。因此，只有当阻风门18处于关闭位置24、或者处于在很大程度上的关闭位置时，连接管道19才在气道10和曲轴箱4之间形成这种连接。
在图4中表示的两冲程发动机具有一个连接管道31，该管道以一个第一入口孔32在阻风门18的下游通入气道10中，并且以一个第二入口孔33通入气缸孔35。因此，第二入口孔33是由活塞5缝式控制的。第二入口孔33设置在气缸壁上的一个后置的囊40中。其中，连接管道31经过囊40的底部41几乎直到气缸壁的高度，这样囊40绕入口孔33形成了一个相对于气缸壁有利的向后缩的环形槽，在此槽中可以聚集燃油。这样就可避免燃油从气缸壁到达入口孔33。活塞5在和第二入口孔33交叠的部位处具有一个活塞气口34，该活塞气口设计为从活塞裙到活塞内部的孔。如图5简要示出，在活塞5的下死点部位处曲轴箱4通过活塞气口34与连接管道31连接，这样按箭头方向39能在曲轴箱4和气道10之间产生压力平衡。在这种情况下活塞气口34如此设置是合适的：曲轴箱4和气道10之间的连接在活塞位于下死点前90°和下死点后90°之间的一个区域中形成。有利的是使这种连接在活塞位于下死点前60°直到下死点后60°中的区域中形成、并且特别是在下死点的部位处。在这种情况下给出的度数指的是曲轴7的旋转角度。为了平衡连接管道31内的压力波动，在连接管道31中设置一个如图4所示的节气门30。活塞气口34也可设计为活塞裙上的缝，通过此缝产生管道31和曲轴箱4之间的连接。

Claims (16)

1.两冲程发动机，该两冲程发动机具有一个在一个气缸(2)中形成的燃烧室(3)和一个用于从燃烧室(3)中排出废气的排气口(13)以及两个输送管道，所述燃烧室由一个上下运动的活塞(5)限定，其中活塞(5)通过一个连杆(6)驱动一个在一个曲轴箱(4)内可旋转支承的曲轴(7)；所述两个输送管道中的一个输送管道是一个用于将燃油输送到曲轴箱(4)中的吸入管道(8)，另一个输送管道是一个用于输送在很大程度上无燃油的空气的气道(10)，其中在所述输送管道中分别设置一个节气元件(17、18)，并且其中曲轴箱(4)在活塞(5)的规定位置中通过至少一个溢流管(14)和燃烧室(3)连接，其中所述气道(10)以一个空气口(12)通入气缸(2)，并且其中所述空气口(12)在活塞(5)的上死点部位处通过一个在活塞(5)中形成的活塞气口(16)与一个溢流通道(14)的一个溢流口(15)相连接，其特征在于，当所述用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或所述用于输送燃油的输送管道通过所述分别设置在输送管道中的节气元件(17，18)很大程度上关闭、并且活塞(5)处于从下死点前90°到下死点后90°一个位置中的时候，在节气元件(17，18)的下游在所述用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或所述用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间至少部分地形成一种流体性连接。
2.按照权利要求1所述的两冲程发动机，其特征在于，在活塞(5)的下死点处存在所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
3.按照权利要求1或2所述的两冲程发动机，其特征在于，在每个活塞位置时存在所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或所述用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
4.按照权利要求1或2所述的两冲程发动机，其特征在于，根据活塞(5)的位置控制所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
5.按照权利要求4所述的两冲程发动机，其特征在于，通过活塞(5)缝式地控制所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
6.按照权利要求1所述的两冲程发动机，其特征在于，通过至少一个阀(20)控制所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
7.按照权利要求6所述的两冲程发动机，其特征在于，根据发动机载荷控制所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
8.按照权利要求7所述的两冲程发动机，其特征在于，根据在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道中的节气元件(18)来控制阀(20)的所述位置。
9.按照权利要求1所述的两冲程发动机，其特征在于，与发动机载荷无关地存在所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
10.按照权利要求1所述的两冲程发动机，其特征在于，在一个连接管道(19，19’，31)中形成所述在用于输送在很大程度上无燃油的空气的输送管道和/或用于输送燃油的输送管道与曲轴箱(4)之间的流体性连接。
11.按照权利要求10所述的两冲程发动机，其特征在于，连接管道(31)在气缸孔(35)处通入，并且在活塞(5)的下死点范围内入口孔(33)通过活塞(5)中的活塞气口(34)与曲轴箱(4)连接。
12.按照权利要求10所述的两冲程发动机，其特征在于，连接管道(19，31)的入口孔(27，33)设置在一个囊(40，42)内。
13.按照权利要求10所述的两冲程发动机，其特征在于，连接管道(19，19’，31)中的流动横截面积最多为所述用于输送燃油的输送管道中的流动截面积的三分之一。
14.按照权利要求10所述的两冲程发动机，其特征在于，在连接管道(31)内设置一个节气门(30)。
15.按照权利要求10所述的两冲程发动机，其特征在于，所述连接管道(19’)是气缸壁中的槽。
16.按照权利要求1所述的两冲程发动机，其特征在于，所述两冲程发动机是在一种手动操作的工作器具中的两冲程发动机。
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