PL199426B1 - Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest dwusuwowy silnik (1) spalinowy wewnętrznego spalania ze sprężaniem powietrza przedmuchującego w komorze korbowej, zawierający cylinder (2) wraz z rurą wlotową (10) doprowadzającą mieszankę paliwowo-powietrzną oraz szereg kanałów dopływowych (20), gaźnik (12) połączony z rurą wlotową (10) oraz wlot powietrza (24) wyposażony w zawór ograniczający (25), taki że zamykany przez tłok kanał powietrzny (23, 22, 26, 21) znajduje się pomiędzy wlotem powietrza (24) a górną częścią kanałów dopływowych (20). Wlot powietrza (24) silnika biegnie przynajmniej częściowo poniżej i na zewnątrz gaźnika (12), co daje w rezultacie bardziej zwartą konstrukcję silnika i poprawione wykorzystanie przestrzeni wokół cylindra. Ponadto powietrze chłodzące posiada lepszy dostęp do cylindra.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania ze sprężaniem powietrza przedmuchującego w komorze korbowej, stosowany w narzędziach obsługiwanych ręcznie.

Dla silników opisanego powyżej typu zwykle wlot powietrza cylindra jest połączony poprzez zawór ograniczający z filtrem powietrza silnika. Zawór ograniczający jest sterowany przez środki jednego lub większej liczby parametrów silnika tak, aby regulować ilość powietrza kierowanego do kanałów dopływowych. Poniżej wlotu powietrza do gaźnika przyłączona jest rura wlotowa cylindra, której wlot powietrza uchodzi do filtra powietrza po stronie wspomnianego zaworu ograniczającego.

Wymagania dotyczące orientacji rury wlotowej, oraz zastosowanie wraz z nią gaźników znanych ze stanu techniki powoduje, iż gaźnik jest zawsze nieznacznie większy w odniesieniu do średnicy rury wlotowej, co sprawia, że wlot powietrza, umieszczony na szczycie rury, jest mimo wszystko umieszczony wysoko w konstrukcji silnika. To stwarza problemy, w szczególności gdy silnik jest zastosowany w urządzeniu ręcznym, na przykład pilarce łańcuchowej czy kosiarce do trawy, ponieważ prowadzi to do nieporęcznego i niepraktycznego projektu. Ponadto wysoko umieszczony wlot powietrza łatwo ogranicza dopływ powietrza chłodzącego cylinder, co spowoduje zmniejszenie chłodzenia cylindra.

Aby zminimalizować te wady rura wlotowa jest zwykle skierowana tak poziomo jak to tylko możliwe, nie narażając silnika na ryzyko zatrzymania, a nawet taka orientacja nie jest orientacją optymalną.

Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania ze sprężaniem powietrza przedmuchującego w komorze korbowej, zawierający cylinder wraz z rurą wlotową doprowadzającą mieszankę paliwowo-powietrzną oraz szereg kanałów dopływowych, gaźnik połączony z rurą wlotową oraz wlot powietrza wyposażony w zawór ograniczający taki, że zamykany przez tłok kanał powietrzny znajduje się pomiędzy wlotem powietrza a górną częścią kanałów dopływowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wlot powietrza silnika biegnie przynajmniej częściowo poniżej i na zewnątrz gaźnika.

Wlot powietrza jest połączony z cylindrem poniżej rury wlotowej.

Rura wlotowa jest skierowana ukośnie do góry w kierunku oddalającym się od cylindra a gaźnik jest umieszczony na przedłużeniu rury wlotowej.

Wlot powietrza co najmniej częściowo wystaje poza gaźnik. Zawór ograniczający jest umieszczony powyżej gaźnika.

W innym wykonaniu zawór ograniczający jest umieszczony poniż ej gaźnika.

W jeszcze innym wykonaniu zawór ograniczający jest umieszczony na zewnątrz gaźnika. Położenie wlotu powietrza jest więc całkowicie odwrócone względem znanych projektów silnika i stwarza szereg korzyś ci.

Po pierwsze, cały projekt silnika staje się bardziej zwarty, dzięki bardziej optymalnemu wykorzystaniu przestrzeni po bokach cylindra.

Po drugie, wymuszony zostaje przepływ powietrza przez wlot powietrza z pozycji poniżej gaźnika i rury wlotowej, co daje bardziej korzystny kierunek przepływu powietrza w silniku.

Po trzecie, powietrze chłodzące ma lepszy dostęp do cylindra, ponieważ wlot powietrza jest umieszczony w większej odległości od żeber chłodzących. W rzeczywistości cały filtr powietrza może być umieszczony w znacznej odległości od cylindra, co także poprawia przepływ powietrza chłodzącego.

Według szczególnie korzystnego przykładu wykonania, wlot powietrza jest połączony z cylindrem w ujściu poniżej rury wlotowej. Jest to zaletą, gdyż potrzeba połączenia od góry rury wlotowej została całkowicie wyeliminowana, a więc położenie i orientacja rury wlotowej mogą być dobierane bardziej swobodnie. Dzięki temu projektowi także potrzeba zastosowania zewnętrznych kanałów powietrznych przechodzących przez rurę wlotową została wyeliminowana, dzięki czemu stworzono bardziej zwarte i oszczędzające przestrzeń rozwiązanie. Jednocześnie przepływ powietrza przez wlot powietrza zostanie nawet bardziej usprawniony, a potrzeba stosowania ostrych wygięć wlotu powietrza została wyeliminowana.

Pomiędzy wlotem powietrza a górną częścią szeregu kanałów dopływowych tego silnika znajduje się, zamykany przez tłok, kanał powietrzny. Świeże powietrze jest dodawane na szczycie kanałów dopływowych. Jego zadaniem jest odizolowanie mieszanki paliwowo-powietrznej, znajdującej się poniżej. Zasadniczo bufor jest tracony w otworze wydechowym w czasie procesu przedmuchiwania. Zużycie paliwa i emisja gazów spalinowych zostają w ten sposób zredukowane.

Korzystnie rura wlotowa jest skierowana ukośnie ku górze w kierunku odbiegającym od cylindra, korzystnie gaźnik jest umieszczony na przedłużeniu rury wlotowej, ta wyższa lokalizacja gaźnika w silniku stworzy więcej przestrzeni na wlot powietrza umieszczony poniżej gaź nika. Ponadto

PL 199 426 B1 przepływ wlotowy mieszanki paliwowo-powietrznej jest wymuszany bezpośrednio w dół w kierunku skrzyni korbowej, co umożliwia smarowanie łożyska trzonu tłokowego.

Wlot powietrza może ciągnąć się częściowo na zewnątrz gaźnika, tak więc zawór ograniczający, który zwykle umieszczany jest na końcu wlotu powietrza, będzie umieszczony zasadniczo w jednej linii z wlotem powietrza gaźnika. Taki projekt umożliwia zastosowanie prostego łącznika filtra umieszczonego pomiędzy gaźnikiem a filtrem, co daje mniejsze dławienie powietrza i jego ulepszone dostarczenie do silnika.

Dzięki orientacji rury wlotowej oraz gaźnika, zawór ograniczający może być umieszczony powyżej gaźnika lub na takim samym jak on poziomie. Jednakże może on zostać umieszczony równie dobrze ukośnie powyżej lub ukośnie poniżej gaźnika. W przypadku zastosowania standardowego filtra powietrza, to położenie zostanie określone przez orientację filtra powietrza, który musi być umieszczony względem sąsiednich elementów w sposób optymalny.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono podstawowy zarys silnika.

Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania ze sprężaniem gazów przedmuchujących w komorze korbowej, taki jak pokazany na rysunku, został oznaczony numerem 1 i zawiera cylinder 2, który jest zamontowany na skrzyni korbowej 3. W mocowaniu 4, znajdującym się na zewnątrz cylindra umieszczona jest świeca zapłonowa. W cylindrze znajduje się tłok 6, do którego przymocowany jest trzon tłoka 7. Na rysunku tłok i trzon tłoka są częściowo wycięte, co ma na celu pokazanie w bardziej przejrzysty sposób pozostałych części silnika. Numerem referencyjnym 8 oznaczono schematycznie zbiornik paliwa, który został przedstawiony wyłącznie w celach ilustracyjnych w położeniu względem silnika 1 w mechanicznym narzędziu ręcznym, takim jak pilarka spalinowa. Oczywiście, cylinder posiada także otwór wydechowy połączony z tłumikiem akustycznym, który dla uproszczenia rysunku nie został na nim przedstawiony.

Poniższy opis dotyczy po pierwsze tych elementów, które są związane z przedmiotem wynalazku. Pozostałe części silnika i jego ogólna zasada pracy są znane osobom o stosownym wykształceniu i dlatego ich bardziej szczegółowy opis nie jest konieczny.

Należy zauważyć, że orientacja silnika według prezentowanego opisu zasadniczo może zostać opisana tak: skrzynia korbowa znajduje się na dole, świeca zapłonowa na górze. W sytuacji normalnej nie powinny występować zasadnicze odstępstwa od tej orientacji, niemniej nie należy tej orientacji uważać za ograniczenie przedmiotu wynalazku, a raczej cechę związaną z projektem i rozmieszczeniem różnych elementów silnika.

Cylinder 2 jest wyposażony w rurę wlotową 10, która w cylindrze uchodzi w otworze wlotowym 11. Poprzez rurę wlotową cylinder jest zasilany w mieszankę paliwowo-powietrzną pochodzącą z gaźnika 12. Pomiędzy gaźnikiem 12 a rurą wlotową 10 znajduje się połączenie pośrednie 13, umożliwiające stosunkowo swobodny wybór położenia gaźnika. Ponadto gaźnik posiada wlot powietrza 14, który jest przystosowany do pobierania powietrza z filtra powietrza 15.

Ponadto cylinder 2 posiada jeden lub kilka kanałów dopływowych lub kanałów przedmuchujących 20, z których każdy posiada otwór przedmuchujący, który uchodzi do cylindra. Kanały przedmuchujące mogą być umieszczone promieniowo na zewnątrz cylindra w sposób konwencjonalny lub tak jak to pokazano na rysunku, mogą być umieszczone stycznie do otworów przedmuchujących 21. Kanały przedmuchujące 20 łączą otwory przedmuchujące ze skrzynią korbową 3.

W pobliżu otworów przedmuchujących 21, do pewnego stopnia niżej w ścianie cylindra, umieszczony jest otwór łączący doprowadzający świeże powietrze. Każdy z otworów łączących 22 jest połączony poprzez kanał łączący 23 z wlotem powietrza 24, który na swoim drugim krańcu jest wyposażony w zawór ograniczający 25.

W czasie pracy silnika 1, która nie zostanie tu opisana szczegółowo, otwory łączące 22 zostaną połączone z otworami przedmuchującymi przy pomocy wgłębienia w tłoku. To wgłębienie zostało przedstawione na rysunku w postaci kwadratu narysowanego linią kreskową. Tak więc świeże powietrze może przepływać przez wlot powietrza 24 do kanałów przedmuchujących 20.

Wlot powietrza 24 ciągnie się od punktu poniżej rury wlotowej 10, oddalając się od cylindra 2, to jest poniżej gaźnika 12. Wlot powietrza 24 następnie tworzy wygięcie skierowane nieznacznie ku górze tak, że zawór ograniczający 25 jest umieszczony skośnie poniżej i w jednej linii z wlotem powietrza 14 gaźnika 12, tak jak to pokazano na rysunku. Jednakże na rysunku wlot powietrza 24 został zaznaczony linią kreskową, co podkreśla fakt, że ta pozycja zaworu ograniczającego 25 jest tylko pozycją przykładową. Możliwe jest zastosowanie zarówno krótszego jak i dłuższego wlotu powietrza, podczas

PL 199 426 B1 gdy zawór ograniczający 25 może być umieszczony albo bezpośrednio poniżej gaźnika, lub całkowicie poza gaźnikiem 12 (na prawo na rysunku), lub nawet powyżej gaźnika 12.

Gaźnik 12 i jego wlot powietrza 14 są na figurze umieszczone na przedłużeniu rury wlotowej 10. Jednakże możliwym jest wybranie innej pozycji gaźnika, a w szczególności wlot powietrza 14 może posiadać inny bieg, co również zaznaczono na figurze linią kreskową.

Ponieważ zarówno wlot powietrza 14 jak i zawór ograniczający 25 normalnie są połączone z filtrem powietrza 15, projekt silnika będzie wzajemnie zależny od tych części. Rozwiązanie takie jak to przedstawione na rysunku zaowocuje stosunkowo prostymi wlotami powietrza, zarówno przez gaźnik 12, jak i przez wlot powietrza 24, jak również pochyłą orientacją wspólnego filtra powietrza 15. Z uwagi na konstrukcję elementów zewnętrznych środowiska roboczego silnika inne przykłady wykonania również mogą być optymalne, a wlot powietrza 24 nie koniecznie musi być połączony z filtrem powietrza 15.

Tak jak to pokazano w przykładzie wykonania kanały łączące 23 mogą być kanałami odlanymi biegnącymi w materiale cylindra, które łączą się ze wspólnym zewnętrznym otworem łączącym 27, umieszczonym poniżej rury wlotowej 10. Niemniej mogą one równie dobrze zostać zrealizowane w postaci rur lub rękawów cią gnących się pomiędzy otworami łączącymi 22 i wlotem powietrza 24, z wykorzystaniem odpowiedniego rodzaju połączenia typu Y.

Według szczególnie korzystnego przykładu wykonania, wlot powietrza jest połączony z cylindrem w ujściu poniżej rury wlotowej. Jest to zaletą, gdyż potrzeba połączenia od góry rury wlotowej została całkowicie wyeliminowana, a więc położenie i orientacja rury wlotowej mogą być dobierane bardziej swobodnie. Dzięki temu projektowi także potrzeba zastosowania zewnętrznych kanałów powietrznych przechodzących przez rurę wlotową została wyeliminowana, dzięki czemu stworzono bardziej zwarte i oszczędzające przestrzeń rozwiązanie. Jednocześnie przepływ powietrza przez wlot powietrza zostanie nawet bardziej usprawniony, a potrzeba stosowania ostrych wygięć wlotu powietrza została wyeliminowana.

Pomiędzy wlotem powietrza a górną częścią szeregu kanałów dopływowych tego silnika znajduje się, zamykany przez tłok, kanał powietrzny. Świeże powietrze jest dodawane na szczycie kanałów dopływowych. Jego zadaniem jest odizolowanie mieszanki paliwowo-powietrznej, znajdującej się poniżej. Zasadniczo bufor jest tracony w otworze wydechowym w czasie procesu przedmuchiwania. Zużycie paliwa i emisja gazów spalinowych zostają w ten sposób zredukowane.

Korzystnie rura wlotowa jest skierowana ukośnie ku górze w kierunku odbiegającym od cylindra, korzystnie gaźnik jest umieszczony na przedłużeniu rury wlotowej, ta wyższa lokalizacja gaźnika w silniku stworzy wię cej przestrzeni na wlot powietrza umieszczony poniż ej gaź nika. Ponadto przepływ wlotowy mieszanki paliwowo-powietrznej jest wymuszany bezpośrednio w dół w kierunku skrzyni korbowej, co umożliwia smarowanie łożyska trzonu tłokowego.

Wlot powietrza może ciągnąć się częściowo na zewnątrz gaźnika, tak więc zawór ograniczający, który zwykle umieszczany jest na końcu wlotu powietrza, będzie umieszczony zasadniczo w jednej linii z wlotem powietrza gaźnika. Taki projekt umożliwia zastosowanie prostego łącznika filtra umieszczonego pomiędzy gaźnikiem a filtrem, co daje mniejsze dławienie powietrza i jego ulepszone dostarczenie do silnika.

Dzięki orientacji rury wlotowej oraz gaźnika, zawór ograniczający może być umieszczony powyżej gaźnika lub na takim samym jak on poziomie. Jednakże może on zostać umieszczony równie dobrze ukośnie powyżej lub ukośnie poniżej gaźnika. W przypadku zastosowania standardowego filtra powietrza, to położenie zostanie określone przez orientację filtra powietrza, który musi być umieszczony względem sąsiednich elementów w sposób optymalny.

Claims (7)

1. Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania ze sprężaniem powietrza przedmuchującego w komorze korbowej, zawierający cylinder wraz z rurą wlotową doprowadzającą mieszankę paliwowo-powietrzną oraz szereg kanałów dopływowych, gaźnik połączony z rurą wlotową oraz wlot powietrza wyposażony w zawór ograniczający taki, że zamykany przez tłok kanał powietrzny znajduje się pomiędzy wlotem powietrza a górną częścią kanałów dopływowych, znamienny tym, że wlot powietrza (24) silnika biegnie przynajmniej częściowo poniżej i na zewnątrz gaźnika (12).

2. Silnik, według zastrz. 1, znamienny tym, że wlot powietrza (24) jest połączony z cylindrem (2) poniżej rury wlotowej (10).

PL 199 426 B1

3. Silnik według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że rura wlotowa (10) jest skierowana ukośnie do góry w kierunku oddalającym się od cylindra (2) a gaźnik (12) jest umieszczony na przedłużeniu rury wlotowej (10).

4. Silnik, według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że wlot powietrza (24) co najmniej częściowo wystaje poza gaźnik (12).

5. Silnik, według zastrz. 1, znamienny tym, że powyżej gaźnika (12) jest umieszczony zawór ograniczający (25).

6. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że poniżej gaźnika (12) jest umieszczony zawór ograniczający (25).

7. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że na zewnątrz gaźnika (12) jest umieszczony zawór ograniczający (25).