CN1847630A - 二冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

提供一二冲程发动机(100)，其在气缸(10)上具有一排气出口(11)，一消声器(12)设置在排气出口(11)上，该消声器包括一第一室(13)和第二室(14)，这两室都连接到排气出口(11)上并且在气缸(10)中产生的废气可流过它们，其中第一室(13)被设计为基本上是封闭的，并且废气可凭借消声器侧的出口通过第二室(14)而流入到外界空气中，其中不利之处可以避免，并且特别是可以产生一个简单、紧凑的部件，同时有效地、最大可能地防止损坏性逸出，并且建议排气出口(11)设计有固定装置(16，17，18)，在该固定装置上一隔板(15)可分离地设置，该隔板将一部分废气引导入第一室(13)中，将一部分引导入第二室(14)中。

Description

二冲程发动机
技术领域
本发明涉及一种二冲程发动机，其在气缸上有一排气出口，一消声器设置在排气出口上，该消声器包括第一室和第二室，该第一室和第二室连接到排气出口上并且在气缸中产生的排气能够流过它们，其中第一室设计为基本上是封闭的，并且废气可被引导通过第二室并通过排气出口流入到空气中。
背景技术
通常已知在二冲程发动机上使用装置来减少或者避免未燃燃料空气混合物的损坏性的逸出(post-escape)。废气背压越低就会有越多的新鲜气体逸出到排气系统中，该排气系统串联到二冲程发动机上，并且排气背压越高就会有越少的新鲜气体到达发动机气缸中。二冲程发动机可设计为使得在高速下产生高的废气背压，但是这不能在低速下实现。在此存在一已知的方法用来使气体振动对应一非常狭窄的速度范围(共振速度)，从而使得损坏性的逸出被减少并且填充程度被改善。
根据DE-OS2927521，已知一二冲程内燃机，其在气缸中设置有一主废气排出口并且一附加的废气排出口在主废气排出口之上。该附加废气排出口被构造为能够通过控制机构进行控制。这样确保了出口横截面可根据运行条件进行控制，从而由于在出口横截面上速度和负荷依赖性的降低，通过大出口横截面使高峰值输出成为可能，并且较宽速度范围也是可能的。而且，DD-PS22857公开了一二冲程内燃机，其中共振室可与出口管连接和断开。凭借出口管的废气压力所加载的活塞，控制具有速度和负荷依赖性。在较低负荷范围中，共振室一直保持连接，因为这样产生改善的效果。另一方面，在上升排气压力的帮助下，在较高负荷范围中共振室是断开的，从而防止了输出损失。不利之处是所描述的装置的设计起来非常昂贵。
根据DE562560，一二冲程内燃机被描述，该内燃机具有气缸控制的排气槽。在该情况下，该排气槽通过多个薄板的安装被分成多个子管道，从而部分流体通过这些管分别扩散。因此振动，压力波动和干扰噪声被减少。但不幸的是，未燃燃气混合物排放到外界空气中的风险不能避免。
DE-PS570510公开了具有一消声器的内燃机，其中隔开的空间通过气缸内的活塞的移动与气缸的工作容积相关联，该隔开空间第一级是封闭的。在该情况下消声器具有一通向外界空气的封闭和节流空间，这些空间被相继加到工作容积上，从而通过合适地搭配这些空间相互之间的相对尺寸来实现消音。不幸的是该装置需要较大的设计空间，并且不能总是有效地使用在二冲程内燃机的领域中。
为了全面理解，也可对DE1174579A1和DE19956157A1进行参考。
发明内容
本发明的目的是提供一二冲程发动机，其能够避免上述不利之处，特别是通过该发动机，形成一简单，紧凑的装置，同时可大大避免损失性逸出。
为了实现上述目标，提出了具有权利要求1特征的二冲程发动机。更优选的改进在从属权利要求中进行了描述。
为了该目的，根据本发明采取了措施，其中排气出口被构造为具有紧固装置，在紧固装置上可拆卸地设置一隔板，该隔板可将排气一部分导入第一室，一部分导入第二室。与现有技术的二冲程发动机不同，本发明的特征具体在于其具有简单的结构并且能够以低成本装配。隔板优选通过在废气出口中的形锁合和/或力锁合连接进行固定，通过排气出口，在气缸中形成的废气被导入消声器中，而不需要昂贵的连接元件和/或过程。而且，隔板也可迅速地进行拆卸，例如，为了二冲程发动机的维护。又一个优点在于不同设计的消声器可设置在二冲程发动机上。在此唯一重要的条件就是设置在消声器上的隔板通过固定装置被可靠地保持。
一方面，隔板可整体地连接到消声器上。在本发明的又一可能的设计中，隔板可作为一附加组件固定到消声器面对气缸的一侧。在二冲程发动机的运行期间，一部分废气通过排气出口流入第一室中，该第一室作为缓冲室。
内燃机的工作冲程不会被流入缓冲室的废气阻止。在活塞向下移动期间如果活塞的上部活塞边缘到达隔板，仍然存在于燃烧室中的废气能够逸出到消声器中并且能够排出到外界空气中。在随后的活塞的压缩冲程期间，一旦缓冲室朝向气缸重新密封，仍然存在于缓冲室中的残余废气通过设置在缓冲室和消声器之间的开口逸出到消声器中，并且降低缓冲室中的压力。
在此特别有利的是，将设置在缓冲容积和消声器之间的开口设置在气缸和缓冲容积之间的连接管的区域中。
本发明的另一个优点是刚刚描述的“废气后处理”可容易地加入现有二冲程发动机中，而不会产生高费用。仅仅有必要设置相应的固定装置在排气出口的区域之中。
在一个可选择的设计中，该消声器当然可包括多个缓冲室，在该情况下，例如，缓冲容积和工作容积具有相似的尺寸。根据一定的技术需要也可能改变容积比。业已证明根据本发明的二冲程发动机特别适合在手导式操作工具上使用。
根据本发明也采取了措施，用于隔板的固定装置被设计为槽，这些沟槽被设置在排气出口的侧壁上。排气出口合适地具有两个沟槽，这两个沟槽在彼此相反的方向上设置。隔板被插入到沟槽中，该沟槽可靠地保持隔板的侧面区域在安装位置。在此，这些沟槽确保了隔板不会被任何振动所干扰，以及能够达到一限定的安装位置。为了确保隔板可靠保持在沟槽中，沟槽的宽度合适地匹配隔板的厚度。
为了改善本发明的又一措施是使隔板终止在离气缸的燃烧空间一定距离处。为了该目的，例如，可在沟槽上提供阻挡元件。在一个可能的设计中，沟槽沿着排气出口的侧壁从面对消声器的一侧延伸，该排气出口可有利地构造为一管道，并且终止在离气缸的燃烧空间的一定距离处。该设计保护了具有活塞的气缸由于隔板过多地突出到燃烧空间而产生的任何损坏。
由于结构的原因，有利的是例如将固定装置设计为突出到排气出口管道中的突出部分，隔板被推入到其中。隔板合适地由金属组成并且优选设计成一弹性薄板。为了实现该板的较好的固定，板在其侧面区域与突出部分的形状相匹配。在一个可能的构造中，板的侧面区域为U形。显然其它几何设计选择对突出部分和板的侧面区域也是可能的。
根据本发明的又一可能的改进，提出了固定装置可设计为一孔，隔板可以通过扭转或弹入到位置而固定到该孔中。在该设计中，孔也单独作为排气出口管道，由于孔的几何形状，其提供了对隔板合适的保持。在隔板以一合适角度插入孔中之后，为了使隔板的侧面区域靠着孔壁夹紧，仅仅需要绕排气出口管道的纵轴扭转隔板。该孔优选提供有阻挡表面，当固定时隔板与该阻挡表面保持接触。
根据本发明的一个有利的设计采取措施，使隔板在排气出口中保持在一定的初始张力下，例如，用来可靠地保持隔板，以防止在二冲程发动机运行期间隔板振动。
根据本发明，采取了如下措施，两个分隔板结合在沟槽中，这些板彼此相靠夹紧并且以大致为弧形形状一个位于另一个之上。
本发明的又一可能的构造中，通过允许沟槽沿着排气出口的延伸采取略带弧形的路线也可产生合适的初始张力。当隔板被推入弧形沟槽中时，其同时存在并且因此置于在初始张力之中。可供选择的几何沟槽路线，例如波浪形设计也是可能的。
改善本发明的又一措施是用于废气处理的催化式排气净化器设置在第一室和/或第二室中，因而使得二冲程发动机产生的污染物大量减少。
在第一室上的排气进口的横截面可以根据发动机的运行点在设计上改变，以改善在某个运行点处的缓冲作用。在该情况下，第一室的开口的横截面的改变能够通过有效连接到伺服电机上的节流阀来实现，例如，其采用电机速度或电机负载作为参考值。
本发明的进一步的优点，特征和细节将在下面的描述中推断出，其中本发明的实施例是结合附图进行详细描述。在权利要求和说明书中提到单独的或任何结合的特征对本发明来说是必要的。在纯粹图示的表示中：
附图简述
图1示出具有排放减少的消声器的二冲程发动机处于该消声器安装之前的不久时刻三维视图，
图2示出固定有一消声器的二冲程发动机，
图3示出具有消声器的二冲程发动机的可选择的设计，
图4示出根据图3的二冲程发动机，其中消声器设置在二冲程发动机之上，
图5示出具有已插入的分隔板的排气出口的侧视图，
图6示出具有已插入的分隔板的排气出口的可选择设计，
图7示出具有已插入的分隔板的排气出口的又一可选择设计，
图8示出排气出口的又一实施例，其中两分隔板被固定，
图9示出具有已固定的分隔板的排气出口的可选择设计，
图10示出具有消声器的排气出口的又一可能的设计，
图11示出具有消声器的排气出口的一另外的可选择的设计，和
图12示出具有消声器的排气出口的又一可能的设计。
具体实施方式
图1表示了二冲程发动机100的气缸10，该气缸10具有活塞在其中移动工作容积23，并且具有管道形状的排气出口11。侧面的管道壁具有形式为两个槽16的固定装置126(因为以剖面显示，所以仅仅示出了一个槽16)，其中槽16终止在离工作容积23的一定距离处。在气缸10上安装有消声器12，该消声器12具有被共同壳体壁24所包围的第一室13和第二室14。第一室13和第二室14通过一壁相互隔开，该壁没有示出，位于壳体壁24的内侧。在两个室之间提供旁路，同样没有示出。消声器12具有一个进口，该进口被隔板15所分开，因而形成了上部开口21和下部开口22。上部开口21连接到第一室13中并作为一缓冲室，并且下部开口22连接到第二室14上。隔板15为金属板15。
根据图1中所示的箭头方向，隔板15被推入排气出口11的沟槽16中以固定到二冲程发动机100上。在二冲程发动机100的运行期间，在工作容积23中形成的废气沿着隔板15流过排气出口11并且通过开口21，然后流入缓冲室13中。由于缓冲室13被设计成封闭的，废气通过上部开口21流回到气缸10之中，从而产生了一流动，该流动很大程度上防止了未燃的新鲜气体通过消声器12进入空气。已燃的燃料空气混合物通过下部开口22流入到消声器12的第二室14中，然后排放到外界空气中。
在图2-4中所示的二冲程发动机100基本上相当于图1中所示的二冲程发动机100，所以下面只对它们之间的区别进行描述。在图2中，隔板15已经插入到排气出口11的沟槽16中，隔板15延伸到工作容积23中。在所示的实施例中隔板15在面对工作容积23的侧面上具有部分圆形的凹处，从而使得在气缸10中移动的活塞不会与隔板15相碰撞。
与图1和2形成对比，图3和4中的隔板15在面对工作容积的侧面上被构造成直的。在这种构造中，沟槽16终止在离工作容积23的一定距离处是重要的，这样才能确保活塞在气缸10内部的自由移动。
图5表示了本发明的又一构造，其中固定装置17被设计成突出部分17，其伸入到排气出口11的开口之中。为了实现分隔板15在突出部分17上的可靠固定，分隔板15的侧面区域20与突出部分17的形状相适应。在该实施例中，侧面区域20具有U形设计方案。
在又一可能的构造中，排出口11提供有一孔18，其通过图6中的例子示出。分隔板15首先由操作者以一定角度插入到孔18中，然后以图6所示的箭头方向进行扭转直到隔板15靠在孔18的阻挡表面19上。在该位置处，分隔板15以一定的张力保持在排气出口11中。
在图7中，分隔板15通过变形达到其终端位置，其中分隔板15具有了一定初始张力，如图6中一样。
根据图8，两个分隔板15被设置在排气出口11的沟槽16中，该沟槽16使一个分隔板靠在另一个隔板上面保持夹紧。也示出了第一室13的上部开口21，和第二室14的下部开口22。
在图9所示的实施例中，沟槽16沿着排气出口11的延伸方向具有轻微的弧形结构，从而使得分隔板15插入时也承受初始张力。
在图10中，沟槽16沿着排气出口11的延伸方向具有波浪形结构，从而使得分隔板15可靠地保持在二冲程发动机100上的牢固位置上。如图10所示，在装配时，在管形排气出口11方向上，消声器12被引导到左边。
在图11中，分隔板15的夹紧通过不对齐的槽16来实现。
图12所示的实施例为排气出口和消声器设计的专门有效的结合。在此，旁通孔25被设置在消声器12中含有缓冲容积的缓冲室13和第二室14之间的隔板15上，在压缩冲程和缓冲室密封时，仍然保持在缓冲器室中的残余废气能够通过该开口25逸入消声器中，并且能够降低缓冲器室中的压力。
标记列表
100发动机
10气缸
11排气出口
12消声器
13第一室(缓冲室)
14第二室
15隔板
16固定装置，沟槽
17固定装置，突出部分
18固定装置，孔
19停止表面
20隔板的侧面区域
21上部开口
22下部开口
23工作容积
24壳体壁
25旁通孔

Claims (19)

1.一种二冲程发动机(100)，其在气缸(10)上具有一排气出口(11)，一消声器(12)设置在排气出口(11)上，该消声器包括第一室(13)和第二室(14)，该第一室(13)和第二室(14)连接到排气出口(11)上并且在气缸(10)中产生的废气能够流过它们，其中第一室(13)被设计为基本上是封闭的，并且废气可凭借消声器侧的出口被引导通过第二室(14)流入到外界空气中，其特征在于，排气出口(11)设置有固定装置(16，17，18)，在该固定装置上可拆卸地设置一隔板(15)，该隔板引导一些废气进入第一室(13)，一些进入第二室(14)。
2.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，隔板(15)形锁合和/或力锁合地固定到固定装置(16，17，18)上。
3.如权利要求1或2所述的二冲程发动机，其特征在于，固定装置(16)被设计为沟槽(16)，该沟槽设置在排气出口(11)的侧壁上。
4.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，排气出口(11)具有两个沟槽(16)，该两个沟槽彼此相对设置。
5.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，隔板(15)在离气缸(10)的燃烧空间(23)的一定距离处终止。
6.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，固定装置(17)被设计为突出部分(17)。
7.如权利要求6所述的二冲程发动机，其特征在于，隔板(15)包括其侧面区域(20)与突出部分(17)相适应的板(15)。
8.如权利要求7所述的二冲程发动机，其特征在于，板(15)的侧面区域具有U形设计方案。
9.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，固定装置(18)被设计为孔(18)，隔板(15)通过扭转固定在该孔(18)中。
10.如权利要求9所述的二冲程发动机，其特征在于，孔(18)具有用于板(15)的外周区域的阻挡表面(19)。
11.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，板(15)处于初始张力下。
12.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，两个分隔板(15)结合在沟槽(16)中，其中分隔板(15)大致以弧形相互靠在一起夹紧，并且一个处于另一个之上。
13.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，沟槽(16)沿着排气出口(16)的延伸方向被设计成大致为弧形。
14.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，沟槽(16)具有波浪形路线。
15.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，催化式排气净化器设置在第一室(13)中用于废气后处理。
16.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，第二室(14)具有排气进口(21)，其横截面是可变的。
17.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，第一室(13)具有排气进口开孔(21)，其横截面是可变的。
18.如权利要求6所述的二冲程发动机，其特征在于，排气进口开孔(21)的横截面被设计为可根据发动机速度而改变。
19.如上述权利要求之一项所述的二冲程发动机，其特征在于，第一室(13)和第二室(14)通过至少一个旁通管(25)相互连通。
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