TWI301865B - Multi-cylinder two-stroke radial engine - Google Patents

Description

1301865 (1) 九、發明說明 【#明所屬之技術領域】 本發明有關一二行程、多汽缸內燃機，其具有配置在 一輻射架構中之汽缸；其架構，尤其提出適用於比例模型 (模型飛機）之二行程引擎。 【先前技術】 於比例模型引擎之領域中，例如於模型飛機之領域中 1 ，已知不同型式及汽缸架構之各種內燃機。使用二行程引 擎、以及四行程。無論如何用於由該模型所代表之時期對 該引擎之外觀及樣式，在模型愛好人士之中，使用二行程 引擎係受歡迎的實作規範，因爲其如與該四行程引擎作比 較有更簡單之結構、較輕之重量及較佳之性能，該四行程 引擎係顯著地較重，具有更多需要昂貴地維修及沒有類似 性之零組件；雖然如此，於多汽缸架構中之二行程引擎至 > 今未顯示令人滿意之性能。阻礙該二行程多汽缸引擎之成 功利用率的主要問題有關在該曲軸箱中達成所需要之壓縮 【發明內容】 如此，本發明之目的係藉著曲軸箱及混合物吸入配置 之一組合減輕現存技術之缺點’其將確保該可燃混合物之 一均勻分佈、以及在該引擎之所有汽缸中同時與一致點火 -4- (2) 1301865 本發明之第二目的係於一輻射架構中提供氣缸及活塞 ，以便由異常小之體積開始，及特別是針對比例模型引擎 、尤其於0.30-1.20立方英吋等級，於具有不同汽缸數目 (四、五、六等）及不同尺寸（立方公分）之版本中，順 利模擬較早時期之引擎。 【實施方式】 在該等圖面中所敘實性地呈現之多汽缸二行程輻射引 擎，描寫該圓柱形本體1的周邊上之汽缸2的輻射架構之 特徵，該圓柱形本體以輻射對稱性地提供適當地成形之承 窩，用於該等汽缸及其配件之裝入。 如用於圖1或2中之模型飛機應用所特別地描述者， 該多汽缸二行程輻射引擎包含該圓柱形主要本體1，其具 有一有標示之五個氣缸2，該等氣缸被支撐在該本體1之 輻射區塊4上，並具有用於供給燃料/空氣混合物至該等 汽缸2之孔洞3 6。該等汽缸2係配置在一垂直於該引擎中 心推進器軸心3之平面上；汽缸之數目可變更，只要維持 該輻射對稱性配置。用於每一汽缸2有一點火器5，該點 火器係藉著螺絲1 4連接至該汽缸2 ;及一連接桿，其連接 至在該氣缸2內往復移動之活塞2a。該本體1上之區塊4 可爲正方形或其他形狀，視所採用之汽缸2而定。在該本 體1之任一側面上，有特別之溝槽，以容納滾子軸承7， 該等曲軸8a經過該等滾子軸承旋轉，而每一曲軸係連接 至對應於一汽缸2之個別連接桿6的基座6a。 -5- (3) 1301865 該中心推進器軸心3帶有一齒輪3 a，其係插入該圓柱 形本體1內側，在此其與該等曲軸8 a之行星齒輪8 b嚙合 。該本體1係覆蓋著一具有滾子軸承承窩1〇之前蓋9(當 在模型飛機應用中採用該引擎時，於該飛機之推進方向中 )及一背板1 3，一混合物吸入配置係藉著該背板連接至該 曲軸、亦即於該圓柱形本體1之內部中，在此該等曲軸8 a 之行星齒輪8 b係連接至該中心推進器軸心3之齒輪3 a。 在該背板1 3之外部表面上，在此亦連接一混合物吸入配 置，該配置包含一與空氣吸入漏斗17結合之化油器16及 一環形消音器排氣管1 8。帶有一用於該中心推進器軸心3 之滾子軸承10、該軸殼11、及該推進器之蓋子12的合適 承窩之前蓋9，係藉著螺絲20a之一配置連接至該本體1 之前面，該等螺絲行經該前蓋9上之一周邊配置孔洞，且 進入該本體1的周邊上之匹配孔洞3 9a。另一方面，該背 板1 3係藉著螺絲2 Ob之一配置連接至該本體1，該等螺絲 丨 行經該排氣管1 8上之一周邊配置孔洞1 8 a、該背板1 3上 之一周邊配置孔洞46，且進入該本體1的周邊上之匹配孔 洞3 9b。用於模型飛機應用’該全部已組裝引擎係藉著一 安裝基座19之輔助固定至該飛機之機身。 該背板1 3具有一用於該燃料/空氣混合物之通過的通 道形成部分1 3 a，且沿著開口 1 3 a之周邊具有一連續行星 式完全相同圓形形成部分3 1之配置，該形成部分3丨之數 目等於該引擎的汽缸2及曲軸8a之數目。環繞該開口 13a ’連續行星式完全相同圓形形成部分3 1之周邊配置係以 -6- (4) 1301865 形成一雛菊之形狀爲其特色爲。該圓柱形本體1分別帶有 一承嵩，以容納具有連續彳了星式完全相同圓形之形成部分 3 1，的背板13，該等形成部分31’形成該背板13的雛菊架 構之一個別周邊’且形成在其內部者係該引擎曲軸，其包 含一結構式通道之配置：一方面有一用於該中心軸3之通 過的中心通道34，且另一方面有用於該等對應曲軸8a之 逋過的連續行星式完全相同通道3 2。用於該中心軸3之通 過的中心通道34、及用於該等對應曲軸8a之通過的連續 ) 行星式完全相同通道3 2間之空隙，係由實心壁面3 3所製 成，以致該想要之可控制壓縮係在該曲軸箱內達成。 在將該等曲軸8a插入該連續行星式完全相同通道32 之後，該中心通道34之交叉及中心軸3的齒輪3a周邊上 之曲軸8a的齒輪8b之嚙合、及該背板至該本體1之連接 ，該前述用於該混合物之通過的中心通道1 3 a位在用於該 中心軸3之通過的中心通道3 4之延伸部分。 > 在該中心通道1 3 a內起作用者係一用於該混合物之吸 入及分佈的時間控制配置，其包含許多孔洞3 5 a或3 5 b之 一行星式配置，該等孔洞之數目等於完全相同汽缸2之數 目，藉此該混合物係藉著環繞該圓柱形本體1周邊的區塊 4上之完全相同孔洞36鶴入至該等汽缸2。 根據本發明之一最初較佳應用，如在圖1、3、3 a、3 b 、4a及4b中所描述，該混合物係藉著該中心通道13a底 口 K中之一孔洞鶴入至該中心通道1 3 a，且則述用於該混合 物之吸入及均勻分佈至該等汽缸2的時間控制配置包含一 -7- (5) 1301865 舌簧閥40 (圖3 )，其尺寸與形狀係設計成可密封該中心 通道1 3 a。環繞著該中心通道1 3 a之配件形成一淺孔腔 13 a’，一圓形之舌簧定位器係裝至該孔腔。該定位器41之 周邊帶有用於該混合物之均勻分佈至該等汽缸2的孔洞 3 5a。在其裝至該背板13之側面上，該定位器41包含一 淺孔腔，並具有對應於該等孔洞35a的相等數目之凸肋42 配置，該等凸肋係與該舌簧閥40之周邊相切，且能夠使 其於該關閉位置（圖4a )及該打開位置（圖4b )之間往 丨 復移動，在該關閉位置，該閥係與該中心通道1 3 a相切及 密封該中心通道1 3 a，而在該打開位置，該舌簧閥40係於 該定位器4 1之方向中移位，且離開該中心通道1 3 a之混 合物係藉著該等凸肋42間之空隙在該舌簧閥40之橫側餵 入，以經由該等孔洞3 5 a離開，均勻地分佈至該等汽缸2 。在此所提出之舌簧閥具有一平坦之圓形，且係彈性的， 因其幾何形狀顯示沒有任何易受材料故障之徵候所影響的 > 特點，且顯示最小慣性。 根據本發明之第二應用，如在圖2、8a、8b及8c中 所描述，該混合物係藉著該中心通道1 3 a周邊上之一孔洞 餵入至該中心通道1 3 a。於此案例中，在該引擎之輻射地 定位汽缸2上，用於該混合物之吸入及均勻分佈至該等汽 缸2的時間控制配置包含一[裝至該中心軸3之一延伸部 分]的圓柱形室43，該圓柱形室具有其周邊之一指定弧形 長度的通口 44，一稍微增加直徑及以孔洞3 5b之配置穿孔 的基底48，該等孔洞用於藉著相等數目之完全相同通口 -8- 1301865 (6) 3 5b，均勻分佈該混合物，該等通口係位在一制於該3 之圓柱體47上。該圓柱形室裝在該中心通道13a 以該前述之基底4 5密封，且當旋轉該中心軸3時 轉該中心軸3期間，施行該混合物之流入至該圓柱 及隨後經由孔洞35b及通口 35b’均勻分佈至該等汽 該圓柱形室43之通口開口 44與坐落在該中心通道 邊上之孔洞位在同一位置。 本發明之一般特色結構特徵爲圖7a及7b中所 ► 示之每一曲軸8a，係由當該齒輪8b之一單件金屬 地製成，該齒輪8b嚙合該中心軸3之齒輪3a，且 銷8c之偏心表面位在該齒輪8b上方，藉此該曲_ 連接至該個別連接桿6之端環6a。在每一曲軸8a 具有一開縫8d，在該開縫內，該曲軸係在通過該圓 體1 (圖6 b )之後與一安全鎖定件鎖扣。 本發明之引擎的運轉循環包含活塞2a由該底 • ( BDC )至該頂部止點（TDC )之移動，在此負壓 著該本體1及該引擎背板13所包圍之整合式曲軸 建立。於具有如圖1中之閥4 0的應用之案例中， 使該舌簧閥4 0移位，以致其釋放該室之入口及讓 物進入（圖4b )，而於具有當作該中心軸3之一延 而用於該燃料的分佈之室43的應用之案例中，藉毫 之旋轉，該室4 3抵達一位置，在此通口 4 4與該燃 通道1 3 a之橫側通口在同一位置，且該燃料被導入 該活塞2a之移動，該混合物被餵入至該等汽缸之 S底48 內，其 ，於旋 形室43 :缸2， 1 j a周 詳細顯 所共同 具有栓 & 8a係 之端部 柱形本 部止點 係在藉 箱室中 該負壓 該混合 伸部分 ί軸心3 料吸入 。藉著 頂部， -9 - (7) 1301865 在此其係藉著該點火器5點火，且所產生之擴張作用於該 相反之方向中由該TDC至該BDC推動該等活塞。於推進 該等活塞2a期間，沿著該連接桿6拉曳，依序旋轉該等 曲軸8a，且當該等曲軸8a之齒輪8b與該中心推進器軸心 3之齒輪3a嚙合時，該後者係於該相反之方向中旋轉。上 述之整個循環係藉著該引擎之所有汽缸2不斷地及同時地 重複。 上述本發明之引擎係異常地小巧。由於其操作模式（ ) 二行程），其具有遠較少之零組件及移動零件（比較於個 別性能之四衝程引擎），且如此呈現最小至零磨損。如此 ，其維修需求係實質地減少，其直接之結果係經濟之使用 。當比較於一個別尺寸之二行程單汽缸時，其係又優越的 ，因爲由該軸心至該外部周邊之最大輻射距離係該最小可 能之距離，且如此比該個別之單汽缸引擎之距離較小。 因爲該等汽缸之輻射架構及該可燃混合物之同時及均 | 勻之點火，該引擎顯示最小之震動。這源自輻射配置力纛 之建立，並具有一共同之中心（該推進器軸心）。藉由這 些力量所造成之推力消除彼此，並導致接近至零之效果， 因所有力量作用於相同之平面上。再者，該引擎之對稱性 設計讓該引擎具有於順時針及逆時針兩方向中操作之能力 〇 該多汽缸二行程引擎係藉著其外觀類似於早期引擎之 外觀的事實爲其特徵，而對模型愛好成癖的使用者提供〜 相當可觀之美學優點。 -10- 1301865 (8) 然而，應注意的是所作之敘述已提及指示性範例’而 未僅只限制於此等範例。如此，任何不包含一發明步驟之 變更係視爲涵括在本發明之目的及意圖中，如下面所給與 之申請專利範圍中所提出者。 【圖式簡單說明】 本發明能被那些熟悉此等技術者參考所附圖面所理解 ，其中： 圖1於分解圖中呈現所提出之多汽缸二行程引擎之第 一應用；混合物吸入係藉著一舌簧閥所控制。 圖2於分解圖中呈現所提出之多汽缸二行程引擎之另 一選擇應用；混合物吸入係藉著一裝至該引擎之中心軸的 延伸部分之汽缸所控制。 圖3呈現在圖1的應用中所採用之舌簧閥零組件，並 具有一用於該引擎的適當設計之背板及一裝配之舌簧定位 _ 器。 圖3a及3b顯示用於該舌簧閥架構之舌簧定位器的二 側面之一透視圖。 圖4a及4b分別於打開及關閉位置中顯示該舌簧吸入 架構之一透視剖面圖。 圖5及5 a顯示連接至該中心軸的曲軸及該輻射連接 桿與活垂之一透視圖及平面圖。 圖6及6a顯示該引擎本體的內側之一透視詳細圖， 並分別具有及沒有該曲軸配置與連接之活塞。 -11 - 1301865 (9) 圖6b顯示該引擎本體的內側之一透視詳細圖，並具 有如由該引擎本體的正面圖所視之曲軸配置。 匱· 7a及7b分別顯示本發明中所使用之典型曲軸的一 透視圖及剖視圖，並與該傳動齒輪整合。 圖8a、8b及8c顯示根據圖2之另一選擇應用，具有 該整合燃料分佈室的引擎之中心軸的各種透視圖。 [i §元件符號說明】 1 :圓柱形本體 2 :氣缸 2a :活塞 3 :推進器軸心 3 a :齒輪 4 :區塊 5 :點火器 1 6 :連接桿 6a :基座 7 :滾子軸承 8a :曲軸 8b :行星齒輪 8 c :栓銷 8d :開縫 9 :前蓋 1 〇 :承窩 -12- (10) 1301865

1 1 :軸殻 12 :蓋子 1 3 :背板 1 3 a :開口 13a’ ：孔腔 1 4 :螺絲 1 6 :化油器 1 7 :漏斗 1 8 :排氣管 1 8 a :孔洞 19 :安裝基座 2 0 a :螺絲 20b :螺絲 3 1 :形成部分 3 1 ’ ：形成部分 32 :通道 33 :壁面 3 4 :中心通道 3 5 a :孔洞 3 5 b :孔洞 35b’ ：通□ 3 6 :孔洞 3 9 a :匹配孔洞 3 9 b :匹配孔洞 (11) 1301865 40 :舌簧閥 41 :定位器 42 :凸肋 4 3 :圓柱形室 44 :通口 45 :基底 4 6 :孔洞

47 :圓柱體 48 :基底

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Claims (1)

1. (1) 1301865 十、申請專利範圍 1 · ~種多汽缸二行程輻射內燃機，包括一圓柱形本體 (1 ) ’在其周邊上輻射地定位有容納複數完全相同之汽 缸（2 )的區塊（4 )，每一汽缸（2 )配備有一點火器（5 )及一具有活塞（2a)之連接桿（6); —曲軸架構（8) ’其具有等於該等汽缸（2)之複數曲軸（8a)，每一曲 軸（8a )分別地連接至一活塞（& )之連接桿（6 )，藉 • 著支撐在滾子軸承配置（7)上之該圓柱形本體（1)，該 等曲軸（8a)直立地通過該連接桿，而該等滾子軸承配置 (7 )係裝在該本體（1 )之任一側面上；一中心軸（3 ) ’其通過該等滾子軸承配置（7 )之一中心孔（7a )及該 本體（1 )之一中心孔（1 a )，且在該本體（1 )內側，該 中心軸（3 )之一齒輪（h )與該等曲軸（8a )之行星齒 輪（8b )嚙合；一前蓋（9 )，其具有一用於該中心軸（3 )之滾子軸承承窩（1 0 );以及一背板（丨3 ); 一用於將 | 可燃之混合物吸入至該引擎之配置，在此該可燃之混合物 來自一與空氣吸入漏斗（17)結合之化油器（16);及一 環形消音器排氣管（1 8 )，其從外部裝至該背板（1 3 )， 其特徵爲= 該背板（1 3 )係形成有一用於該可燃混合物之通過的 中心通道（1 3 a )，且環繞該開口（ i 3 a )之周邊形成有一 連續行星式完全相同之圓形構造（3 1 )的配置，該等構造 (31)之數目等於該引擎之汽缸（2)與曲軸（8a)的數 目，在此環繞該開口（13a)之周邊的該連續行星式完全 -15- (2) 1301865 相同之圓形構造（3 1 )的配置形成一雛菊之形狀； 該圓柱形本體（1 )支承一承窩，以用一個別相對該 背板（1 3 )之雛菊架構的周邊容納該背板（1 3 )，該承窩 包含連續式完全相同之圓形構造（3 1 ’）及一有顯明結構的 通道之配置，在一方面，包含一用於讓該中心軸（3)通 過之中心通道（34)，且在另一方面，包含連續行星式完 全相同之通道（32 )，以容納該等對應之曲軸（8a ):及 > 壁材（walling ) ( 33 )，用於形成供該中心軸（3 )通過 之中心通道（34)及該等連續行星式完全相同通道（32) 間之空隙的結構，該等連續行星式完全相同通道（32 )容 納同等數目之曲軸（8a)，以致在該等曲軸（8a)插入經 過該連續行星式完全相同通道（3 2 )之後，該中心軸（3 )通過該中心通道（34 )，該等曲軸（8a )之齒輪（8b ) 嚙合在該中心軸（3 )的齒輪（3 a )之周邊上，且該背板 (1 3 )連接至該本體（1 )，用於該可燃混合物之通過的 p 該中心通道（1 3 a )係位在該中心軸（3 )之該中心通道的 延伸部分，在此於該中心通道（1 3 a )內側具有一時間控 制下之混合物吸入及分佈配置的功能，其包含一與該等完 全相同汽缸（2 )之數目相等的孔洞（35a )或（35b )之 行星式配置’用於藉著分佈在該圓柱形本體的周邊上之完 全相同孔洞（3 6 )使餵入該等汽缸（2 )之可燃混合物均 勻的分佈。 2.如申請專利範圍第1項之多汽缸二行程輻射內燃機 ，其中該可燃混合物係藉著該中心通道（1 3 a )底部中之 -16- (3) 1301865 一孔洞餵入該中心通道，且用於該混合物之吸入與均勻分 佈至該等汽缸（2)的該時間控制下之配置包含一進氣閥 (4 0 )，該進氣閥之形狀及尺寸係可使其密封該中心通道 (13a)，在此環繞著該中心通道（i3a)有一容置圓形之 舌簧定位器（4 1 )的淺孔腔（1 3 a’），該等孔洞（3 5 a )位 在該舌簧定位器之周邊上，用於該混合物之均勻分佈至該 等汽缸（2 )，在此於裝有該背板（1 3 )之側面上，該舌 簧定位器（4 1 )包含一淺孔腔，其具有個別相對該等孔洞 (35a)之相等數目的凸肋（42)之配置，該等凸肋係與 該進氣閥（40 )之周邊相切，並允許該進氣閥（40 )在該 關閉位置與該打開位置間之往復移動，在該關閉位置處， 該進氣閥與該中心通道（1 3 a )相切及密封該中心通道， 且在該打開位置處，該進氣閥（40 )係在該舌簧定位器（ 4 1 )之方向中移位，以致離開該中心通道（1 3 a )之該可 燃混合物係藉著該等凸肋（42 )間之中介空隙導向該進氣 閥（40 )的橫側，以藉著該等孔洞（35a )離開並均勻地 分佈至該等汽缸（2 )。 3 ·如申請專利範圍第1項之多汽缸二行程輻射內燃機 ，其中該可燃混合物係藉著該中心通道（1 3 a )的周邊上 之一孔洞餵入至該中心通道（1 3 a )，且其中用於該混合 物之該時間控制下的吸入與均勻分佈於該等汽缸（2 )中 之配置，包含一圓柱形室（43)，其具有該周邊之一特定 弧形長度的通孔開口（ 44 )，一稍微較大直徑及有該等孔 洞（35b )之穿孔配置的基底（48 )，用於藉著相對該基 •17- (4) 1301865 底（48 )在下面的圓柱體（47 )上之相等數目的完全相同 通口（ 35b’）均勻分佈該混合物，該圓柱體係在該引擎之 輻射定位汽缸（2 )上，在此該圓柱形室（4 3 )裝在該中 心通道（1 3 a )內側，其以該基底（4 8 )密封該中心通道 ，且在此當該中心軸（3 )之旋轉造成該圓柱形室（43 ) 之該通孔開口（ 44 )與該中心通道（13a )的周邊上之該 孔洞佔同一位置時，施行該混合物之吸入至該圓柱形室（ > 43)及隨後藉著該等孔洞（35b)與通口（35V)之均勻分 佈至該等汽缸（2 )。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之多汽缸二行程輻射內 燃機，其中該等曲軸（8a)之每一個係由當作該齒輪（8b )之單件金屬所共同地製成，該曲軸在其一端部及疊加至 該齒輪（8b )偏心表面處支承有栓銷（8c )，該栓銷（8c )連接至該連接桿（6)之一端環（6a)，且其中在另一 端部，該等曲軸（8 a )之每一個具有一開縫（8 d )，在該 | 開縫（8d )內側，該該曲軸係在通過該圓柱形本體（1 ) 之後藉著一安全鎖定件鎖扣。 5.如申請專利範圍第1、2或3項之多汽缸二行程輻射 內燃機，其係用於比例模型及特別是具有0.3 0- 1. 20立方英 吋等級體積之模型中，以及由於其特徵類似於早期時代的 引擎架構，可用在意欲用於飛機模型應用之模型中。 -18-