专利名称：四冲程内燃机的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及四冲程内燃机，特别涉及在修剪器、鼓风机、抽真空机、链锯、其它手持动力工具、吹雪机、发电机、诸如草坪割草机的植物切割设备、或其它户外动力设备中使用的四冲程内燃机。
背景技术：
很多手持动力工具或其它户外动力设备通过电动机或二冲程内燃机来提供动力。由于要使用电缆获得电力或者通过长寿命的蓄电池获得电力，电动机的应用范围受到了限制。传统的二冲程内燃机包括一个润滑装置，其中润滑油与燃油相混合以使内燃机在诸如竖直、倾斜、水平或颠倒的位置上任何给定的位置下进行工作。例如，当使用链锯时，链锯通常能够在竖直、倾斜、水平或颠倒的任何位置上使用。在过去的几年中，通过不同的主管团体已经提出限制了所有小型汽油内燃机(特别是传统的二冲程内燃机)的排放的要求。于是，因为四冲程内燃机不要求润滑油和燃油的混合，因此适合于用四冲程内燃机替代二冲程内燃机，因为通常四冲程内燃机释放的有害排放物要少于传统的二冲程内燃机释放的有害排放物。
可是，先前有普遍的观点认为四冲程内燃机只能被用于一些受限制的应用，例如草坪割草机、吹雪机、发电机或其它带有轮子的便携式产品。通常会想到，这些现有的四冲程内燃机会十分笨重，需要在可运载的动力工具上应用。此外，因为一般需要单独储存机油和燃油，以便机油能够用于润滑，传统的低成本的四冲程内燃机不能被设计为在除了传统的竖直位置外的任何位置下都能使用，因为如果内燃机被明显地倾斜，润滑油将会阻塞内燃机。只是在最近，才开始构思可以在手持的动力工具或其它的应用中使用的四冲程内燃机，该内燃机可以在倾斜的条件下工作。
发明内容
因此，需要一种能够适用于不同动力工具的四冲程内燃机，和能够具有低排放和使操作者满意的足够轻的重量的四冲程内燃机。另外，还需要一种能够在多个不同位置下都能够工作的四冲程内燃机，和消除了复杂的润滑系统的四冲程内燃机，以及具有较低的制造成本的四冲程内燃机。本发明的目的就是提供满足上面各种需要的四冲程内燃机。
为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机，包括曲轴；容纳该曲轴的曲柄箱；靠近该曲柄箱布置并容纳润滑油的机油箱；以及在该机油箱与该曲柄箱之间的至少一个连通通道；该机油箱与该曲柄箱通过一分配器壁被彼此分隔开，和所述至少一个连通通道包括形成在该分配器壁中的开口，该机油箱与该曲柄箱通过该开口始终保持相互连通，其中该机油箱与该曲柄箱借助于所述通道彼此连通，从而在曲柄箱中的压力脉冲引起在该曲柄箱和该机油箱之间的压差以使流体在第一情况下从该曲柄箱流入到该机油箱中和在第二情况下从该机油箱流入到该曲柄箱中。
优选的是，所述至少一个通道包括多个设置在该分隔器壁上的开孔。
优选的是，所述分配器壁沿着机油箱的方向是弯曲的。
优选的是，所述分配器壁围绕曲轴的旋转轴线是弯曲的。
在本发明的一个实施例中，提供了一种四冲程内燃机，优选是侧气阀或具有“L”燃烧室的汽缸盖的内燃机，包括一个内燃机机体，包括汽缸和曲柄箱体；至少部分限定了燃烧室的汽缸盖，上述汽缸盖靠近上述汽缸设置；设置在上述内燃机机体中的进气阀和排气阀；一个设置在上述内燃机机体中的曲柄箱；一个设置在上述内燃机机体中的机油箱，上述机油箱与上述曲柄箱相互流体连通；位于内燃机机体中的润滑油搅动器，以便在内燃机工作期间搅动在上述内燃机机体中的润滑油以润滑内燃机的各个部件。
设置在上述内燃机机体中的分配器，上述分配器至少部分地将上述曲柄箱和上述机油箱分隔开。该分配器在内燃机的工作和储存期间在呢机处于竖直或横斜的位置状态下，帮助引导润滑油以防止一定量的润滑油进入到燃烧室中。该分配器限定了一个基本上围绕着分配器延伸的路径。该路径允许在机油箱中的润滑油围绕着分配器的基本部分流动，进而增强根据本发明的润滑和储存的特征。
该内燃机用轻质材料制成和具有适合于尺寸，于是得到使操作者满意的足够轻的重量的四冲程内燃机。于是本发明的四冲程内燃机可以在应用在传统上限制二冲程内燃机使用的领域。
在本发明的一个方面，上述分配器包括一个开口，于是上述曲柄箱和机油箱可以通过上述开口相互流体连通。即使内燃机在横倾位置状态下工作，上述开口可以帮助曲柄箱在内燃机工作时被连续润滑。在分配器上的开口位置的设计保证在内燃机工作之后至少有一部分润滑油可以流回到机油箱中，即使内燃机被储存在横倾的位置上。优选该分配器包括多个开口。
根据本发明的另一方面，上述内燃机机体具有一个汽缸侧壁，上述汽缸侧壁至少部分地延伸进入上述曲柄箱，以在上述分配器和汽缸侧壁之间限定的润滑油容纳空间。在工作期间，当搅动器的旋转运动使润滑油混合和飞溅到内燃机的内部空腔，进入到在分配器和汽缸侧之间的开口区域，而不会进入到活塞汽缸之中。此外，在储存期间，当内燃机位于横倾或倒置位置上，上述开口区域和润滑油容纳空间为润滑油提供附加的容纳空间，防止了润滑油进入到活塞汽缸中。如上所述，如果润滑油进入到燃烧室中，会导致出现不希望的状态。润滑油容纳空间防止了润滑油进入到活塞汽缸中，进而防止了润滑油进入到燃烧室中。
在本发明的另一方面，上述内燃机机体还包括一个气阀室，在上述气阀室中设置上述的进气阀和排气阀，上述气阀室与上述曲柄箱相互流体连通。在工作期间，搅动器的运动在内燃机的内部腔室中产生压力脉冲，机油箱与曲柄箱的连通和曲柄箱与气阀室的连通一起使在气阀室中的工作部件得到润滑，即使内燃机在横倾的位置下工作。优选的是，气阀室也与汽缸侧壁连通以增强在气阀室中的工作部件的润滑。在内燃机工作或储存的时，进入气阀室的流道的位置设计将防止气阀室接受过量的润滑油。
在本发明的另一个实施例中，所述内燃机还包括具有相反端部的悬臂曲轴，所述曲轴基本位于上述曲柄箱内；以及上述搅动器包括一个与上述曲轴的一端互连的平衡重，上述平衡重包括翅尖状空气动力侧部，上述侧部减少了作用在曲轴上的风阻和当曲轴旋转时将润滑油飞溅在曲柄箱内。上述分配器还包括一个在靠近上述开口位置上的刮具，上述刮具至少部分地延伸进入到上述的曲柄箱中，于是在内燃机工作期间上述搅动器经过上述刮具，上述刮具控制与上述搅动器接触的润滑油的量。
在本发明的另一方面，设置有一个被上述曲轴驱动旋转的凸轮轴，上述凸轮轴基本上与上述曲轴处于相互垂直的位置。在一般小型内燃机上，凸轮轴和曲轴是相互平行的关系，不会象本发明那样相互垂直。平行布置导致内燃机的宽度较大，而本发明的垂直布置导致内燃机的长度较长和曲轴的轴线基本上平行于工具的纵向纵向。较长的装置特别适合于那些手持的应用工具，例如要求较好的平衡以便于操作的动力修剪器。较宽的内燃机使装置在使用时在操作者的手中容易转动。另外这种轴的垂直布置使进气口和排气口的位置相互明显地分隔开。这样将减少从排气口传递到进气口的热量，而不会产生热重启动位置。
优选的是，排气口和进气口具有椭圆的形状，于是降低了内燃机机体的总体高度。这样自然也减少了内燃机机体的重量，这对手持动力工具来说是一个特别重要的因素。进气口和排气口的壁具有足够的材料，以便能够支撑设置在其上面的内燃机机体和汽缸盖的重量。凸轮轴基本上与上述曲轴处于相互垂直的位置关系，使气阀与上述曲轴处于相互垂直的位置。第一气阀挺杆和第二气阀挺杆，每个挺杆与各自对应的气阀相关联，上述气阀挺杆与上述凸轮轴有效接合。于是这样的紧凑布置进一步减少了内燃机的总体重量。
在本发明的另一个实施例中，还包括一个具有相反端部的通气通道，上述通气通道的一端与上述轴向通道相连通，上述通气通道的另一端与内燃机的进气系统相连通。一个止回阀可以设置在凸轮轴的端部和进气系统之间以保持在内燃机内部产生的负压。当压力脉冲迫使润滑油/窜漏燃料混合物通过主轴承，由于凸轮轴的离心力的作用，窜漏燃料被驱赶到凸轮轴的径向孔和通道中，而机油被阻止通过上述孔。窜漏燃料通过凸轮轴盖和安装在凸轮轴盖上的接头，到达软管并返回到化油器入口。于是，润滑油会基本上被保留在内燃机的腔室中，而不会进入到内燃机的进气系统之中。
根据本发明的另一方面，，所述曲柄箱体与在上述汽缸中往复运动的活塞相互配合，于是连杆可以方便地连接到曲轴和活塞上。曲柄箱体和活塞分别包括一个接达孔。通过下面的方式，连杆可以方便地连接到曲轴和活塞上。在所述曲柄箱体上的接达孔与在上述活塞上的孔对齐一个活塞销被插入到上述活塞的孔中，并插入到上述连杆的一端以枢转地将上述连杆连接到上述活塞上。在安装后一个星形垫圈将活塞销保持在位置上。
本发明的紧凑的结构和悬臂的曲轴使本发明的内燃机的组装比较困难，例如活塞-连杆-曲轴的组装。在所述曲柄箱体上的与在上述活塞上的接达孔的配合，使上述活塞-连杆-曲轴的组装变得容易。优选的是，一个相同的内燃机机体可以适用于不同马力输出等级的内燃机，只是简单地改变连杆以及活塞的行程。为了实现这个特征，可以使用超大尺寸的活塞销壳，活塞销壳可以加工它的上端以提供一个在曲柄箱体中的接达孔用于第一活塞行程，活塞销壳也可以加工它的下端以提供一个在曲柄箱体中的接达孔用于第二活塞行程。在活塞销壳被适当加工之后，将活塞销穿过曲柄箱体接达孔插入到活塞中以连接连杆。因此，相同的内燃机机体可以用于不同尺寸的内燃机。
根据本发明的另一方面，上述曲柄箱包括至少两个轴承座，一个轴承座的直径大于另一个轴承座的直径，两个轴承座设置在上述内汽缸侧壁的相同侧。悬臂曲轴被位于两个轴承座上的轴承支撑。靠近曲轴悬臂(输入)端的轴承座具有较大直径。即在曲柄箱中的轴承座可以只用一个刀具从内燃机机体的一侧被加工成型。这样可以减少设备、时间和费用。优选的是，在组装在曲柄箱中的曲轴之前，外轴承和搅动器以及平衡重被设置在曲轴的悬臂端。平衡重具有一个接达孔，以便一个工具可以适当与邻近的轴承和曲轴接触。这样，在组装在曲柄箱中的曲轴时，不会损坏轴承。
根据本发明的另一方面，燃烧室适合于增强空气/燃料混合物的涡流强度以提供燃烧效率。优选的是，火花塞与排气阀的距离比与进气阀的距离近，这样提高了效率，减少了内燃机自燃的可能性。
在本发明的另一方面，可以使用一个模具和一个浇注机来生产两个内燃机机体，这样减少了花费，减低了成本。
在本发明的另一方面，启动机组件连接到内燃机后部并利用与曲轴一体的曲柄销的设计。曲柄销是曲轴旋转的接触点，以便启动内燃机。
在本发明的另一方面，鼓风机壳体具有轴毂，轴毂具有一个向内的延伸部。轴毂适合于连接到曲轴上。启动机组件被设置在轴毂上，以防止启动机组件的轴向移动。这个结构消除了通常需要将启动机组件固定在位置上的分开的安装座和紧固件。这种分开的安装座和紧固件会阻碍风扇吹冷风。
在本发明的另一方面，一个至少部分地围绕所述内燃机机体的罩盖，所述罩盖包括一对相对的通道；以及具有相对的向外延伸的台肩的燃油箱，于是所述燃油箱的所述台肩被所述罩盖的所述通道所接纳。在所述罩盖的每个所述通道和在所述燃油箱的每个各自的台肩之间设置的填充材料，以保证在罩盖和燃油箱之间的紧密安装。
在一个优选的实施例中，。燃料管道包括连接到设置在燃油箱中的燃料管道的端部的燃油滤清器。燃料滤清器被用作一个重量砝码，于是在内燃机工作期间，如果内燃机被横倾，具有重量的燃料管道摆转到燃油箱的底部以确保燃料被燃料管道所采集到。
在本发明的一个方面，罩盖具有一个围绕着进气口的开口。进气隔离器被安装在内燃机机体上以便空气/燃料通道与进气口对准。进气隔离器位于罩盖的开口之中以基本上确保流过内燃机机体和罩盖之间的冷却空气不能从罩盖的开口中流走。在一个实施例中，化油器与进气隔离器互连。
在本发明的实施例中，消声器壳体优选多个突起部分。于是，如果需要，内燃机可以通过这些突起部分被放置在地面上。
根据本发明的一方面，上述内燃机机体还包括至少一个在其上整体形成的后板，上述曲柄箱体、汽缸和后板可以作为一个单体件被铸造成型。上述汽缸包括至少一个整体形成在其上的翅片，所述翅片从后板延伸并在上述曲柄箱体的下面。
根据本发明的另一方面，一个消声器连接到内燃机机体上。上述消声器包括延伸进入排气口的凸台凸台。在一个实施例中，内燃机机体具有一个具有角度的、阶梯的密封表面，凸台的端部能够与排气口密封表面相配合以基本上防止废气漏出到大气中。优选的是，可以在凸台的端部和密封表面之间设置一个密封衬垫以达到较好的防止废气漏出的效果。一个垫圈设置在消声器和内燃机机体之间以密封间隙空间，从而防止废气漏出到大气。优选的是，垫圈是一个加大的垫圈，也可以被用于在内燃机机体和消声器之间隔热。
在本发明的一个优选的实施例中，所述消声器包括一对外壳，在上述外壳各自具有用于接纳一对安装螺栓的安装螺栓孔。所述消声器包括一个在上述一对外壳之间夹持的内壳，所述内壳包括一对用于接受安装螺栓从其中穿过的安装螺栓孔。所述外壳的一个包括一个围绕该外壳的边缘延伸的台肩，和另外的外壳包括一个围绕该外壳的边缘延伸的钩状凸缘，于是在组装时，所述一个外壳的台肩接受所述另一个外壳的凸缘。
在本发明的一个方面，所述内燃机包括具有一个整体形成的曲柄箱体、汽缸和飞轮后板的内燃机机体，所述飞轮后板在其侧面包括一个安装座，于是所述安装座接受一个组装固定件的的销；一个至少部分地围绕上述内燃机机体的罩盖，所述罩盖包括一个在其上的槽，于是当所述罩盖环绕着所述内燃机机体时，所述槽围绕着所述组装固定件的销，于是在将所述罩盖连接到所述内燃机上以后，可以从所述安装座上卸去所述销，于是所述内燃机机体被安装到所述组装固定件的同时，整个内燃机可以基本被组装完成。
因此，本发明的主要特征是提供一个包括简单和低成本的润滑系统的四冲程内燃机，能够使内燃机在不同的工作位置下正常工作。
本发明的一个特征是，提供了一种结合上述特征并具有简单方便的制造和组装方式的四冲程内燃机。
通过参考附图，结合下面的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚。
图1是本发明四冲程内燃机的分解透视图；图1A是图1所示的四冲程内燃机用于一个诸如动力修剪器的组件的透视图；图2是沿着图3的2-2线截取的图1中的内燃机的截面端视图和部分示意图；图3是图1的组装的内燃机的截面侧视图；图4是在图3中所示的内燃机的一部分的放大视图，描述了在用于图1的内燃机的曲轴齿轮和凸轮轴齿轮、一部分润滑油道、和一部分通气管道系统之间的转动(回转循环)关系；图5是在图3中的内燃机的一部分的放大视图，描述了在下止点位置处的活塞；图6是表示本发明另一方面的涉及连杆到活塞和曲轴连接的示意图；图7是沿着图9的7-7线的前视图，表示了靠近曲轴的主轴承位置的平衡重；图7A是图7的平衡重的侧视图；图7B是图7的平衡重的另一个透视图；图8是与在内燃机室中的一个壁面上的刮板相互配合的搅动器的透视图，为了调节与搅动器相接触的润滑油的量；图8A描述了图8的搅动器的转动运动和刮板是如何调节与搅动器相接触的润滑油的量；图9是表示本发明另一方面的涉及位于内燃机壳体中的曲轴室中的曲轴的定位的示意图；图10是沿着图3的10-10线截取的内燃机壳体的顶部的部分示意图，描述了在燃烧室、活塞汽缸、进气阀和排气阀之间的空间关系；图11是沿着图3的11-11线截取的汽缸头的部分示意图，描述了在燃烧室、活塞汽缸、进气阀、排气阀和部分火花塞之间的空间关系；图12是描述本发明的空气/燃料混合物通过进气系统进入燃烧室的路径和燃烧室的废气通过排气系统排出路径的示意图；图13是本发明的内燃机的部分截面示意图，显示了当内燃机颠倒位置时在曲轴箱和机油贮存室中的润滑油的状态；图14是本发明的另一个实施例的截面视图，显示了连接到四冲程内燃机的后部的启动器组件；图15-18是内燃机壳体的示意图，它能够使用一个模具和浇注机被生产出来；图19是动力修剪器的示意图，其中采用了本发明的四冲程内燃机；图20是围绕部分内燃机的外罩，以便增强内燃机整体的组装操作；图21是图19的四冲程内燃机的分解的部分透视图；图22是图19的四冲程内燃机的另一个分解的部分透视图；图23是带有消声器的内燃机壳体的透视图；图24是图23的分解透视图；图25是图23的内燃机壳体的飞轮端的透视图；图26是沿着图23的26-26线截取的放大的部分截面视图；图27是在内燃机壳体和图23的消声器之间的一个可以替代的连接；图28是不带消声器的图23的内燃机壳体的透视图；图29是图22和图20所示的进气隔离器的前视图；图30是图29所示的进气隔离器的截面视图；图31是图21和22的组装的内燃机的部分截面侧视图；图32是在图31中所示的内燃机的部分放大视图，显示了在底部下止点位置上的活塞；
图33是在外罩和启动器组件之间在将启动器组件固定安装到外罩方面的关系的示意图；图34-38描述了在图33所示的启动器皮带轮的不同视图；图39-40是两个内燃机壳体的示意图，这两个内燃机壳体能够用一个模具和浇注机来生产。
在详细解释本发明的实施例之间，可以理解本发明并不局限于在附图和随后的说明书中的提出的部件结构。本发明还可以用其它的实施例或不同的方式来实现。另外，可以理解为了说明的目的，在此所使用的语言或术语并不是会认为是一种限制。
具体实施例方式
如图1A所示，是一个根据本发明的四冲程内燃机20。内燃机20驱动通常在轴管22中的传统的轴，然后又依次驱动一个工具，根据所使用的不同的动力工具的类型(如参见图19)，该工具具有一个旋转头、切割叶片、旋转叶轮等。在图1A(和图19)中所示的轴的布置，通常用于手持的动力修剪器，只是为了说明的目的，可以理解，本发明的四冲程内燃机也可以用于如前所述的其它类型的动力工具。换句话说，通常本发明的内燃机优选用于一种具有基本平行于曲轴轴线的轴的工具中。本发明的内燃机也可以是具有水平或垂直曲轴的内燃机。本发明的内燃机特别适合于这些应用范围，即要求高转速，例如3000转/分钟到7000-8000转/分钟或更高，和要求输出功率从小于1马力到大于6马力的范围。重要的是，无论那种类型的动力工具与本发明的四冲程内燃机结合在一起使用，内燃机是能够工作，至少是临时地工作，在动力工具的基本上任何操作范围内。
如图1所示，是根据本发明的四冲程内燃机20的分解透视图，显示了内燃机的不同的部件。图1所示的是一个具有侧气阀或“L”形燃烧室缸盖的内燃机，其中使用了本发明的不同的特征。因为进气阀和排气阀相对于燃烧室的位置关系，侧气阀内燃机通常也是指“L”形燃烧室缸盖的内燃机。如下面所述可以明显看出，“L“形是指空气/燃料混合物通过在内燃机机体中的各自的管道和气阀所流过的路径形状。另外，重要的是，在“L”形燃烧室缸盖的内燃机中，进气阀口和排气阀口位于内燃机的机体上，而不是位于汽缸盖上，象顶置凸轮轴的内燃机那样。
在详细描述本发明的不同特征之前，为了清楚描述，先标识在图1中所示的部件。点火线圈螺栓24用于将点火线圈(未示出)连接到内燃机20上；罩盖螺栓27将罩盖26连接到内燃机机体28上；盖螺栓30将机油箱盖32和机油箱盖垫圈34连接到内燃机机体28上以便密封内燃机机体28的一端；汽缸盖螺栓36将汽缸盖38和汽缸盖衬垫40连接到内燃机机体28上，从而至少部分地限定燃烧室39(图2)；化油器42和消声器44被适当地连接到内燃机20上；化油器42与进气口41和空气滤清器43(图2)相配合；消声器44与排气口45相配合；包括一个整体风扇(未示出)的飞轮46位于罩盖26和内燃机机体28之间，在飞轮键(未示出)的帮助下从而冷却工作中的内燃机20；活塞48容纳在内燃机机体28中的活塞汽缸50中；进气阀52和排气阀54的位置靠近在内燃机机体中的活塞汽缸50；进气阀座56和排气阀座58位于内燃机机体中以便与各自的气阀52和54的头配合；气阀弹簧60被放置在一个气阀弹簧室中并通过气阀弹簧锁片62保持在该气阀弹簧室中；气阀弹簧室被气阀盖64和气阀盖垫圈66密封；曲轴轴承68、曲轴轴承70、螺杆或螺旋齿74、平衡重76、曲柄销78和曲轴80是曲轴组件82的一部分；平衡重76包括一个孔77；连杆84包括连杆轴承86和88；连杆84的一端安装在曲柄销78上和一个活塞销90通过活塞48的孔92中的滑动将连杆84的另一端安装到活塞48上；当将连杆84连接到活塞48上时，活塞销90与在内燃机机体28上的接达孔93相配合；凸轮轴承套94、凸轮轴承套96、凸轮轴98、凸轮凸角100和102(图2)和螺杆或螺旋齿104是凸轮轴组件的一部分；凸轮罩108和凸轮罩垫圈110通过凸轮罩螺栓111被连接到内燃机机体28上以便密封凸轮轴组件106；挺杆112正确地位于内燃机20中以便与气阀52和54相配合；火花塞114位于在汽缸盖38的火花塞孔中；具有槽118、120和122的分配器被设置在内燃机机体28中并且至少部分限定一个曲柄箱124和一个机油箱126；和活塞汽缸50包括一个至少部分延伸进入曲柄箱124的延伸部分128。
下面将描述本发明的在图1所示的其它部件和特征。
图1显示了安装在内燃机机体20的相对侧的化油器42和排放消声器44。化油器42可以是任何类型的化油器，它可以是节流式的(tappable)，例如在小型汽油机中使用的标准的可变文丘里管膜片化油器，但是从诸如walbro得到的旋转阀化油器特别适合于根据本发明的内燃机。在化油器42的进气通道的入口或附近位置安装一个空气滤清器(如在图2中所示)。一个燃油箱(在图1中未示出)被安装在内燃机机体28的下表面上和化油器42相配合，从而空气和燃油能够供应到在内燃机机体中的进气口(图2)。
内燃机机体28通常由重量轻的铝合金铸件制成，在其中具有汽缸或活塞汽缸50。需要注意，活塞汽缸50部分地延伸进入在内燃机机体28中的曲柄销124中。在分配器116和延伸的活塞汽缸50之间的区域或空间136(图13)在工作中接受润滑油或机油的容积和储存以防止过多的润滑油和机油进入活塞汽缸50或气阀室156(图2)。活塞48优选覆盖一层铁或镀有一层铬合金，从而消除在活塞汽缸50中需要诸如铁套筒的套筒。另外，活塞汽缸50还可以包括铁的缸套。
分配器优选包括直接位于活塞汽缸50下面的底槽118。分配器可选侧槽120和122基本彼此直接横跨过在活塞汽缸50的底部一个预定距离。槽118，120和122可以被一个或多个孔或其它开口所替代。需要注意的是，本发明当然不是局限于这种尺寸的内燃机，也可以应用其它任何的内燃机。下面将明显地显示确定槽或孔的尺寸和位置的设计构思。通过考虑本发明的不同特征，可以对不同尺寸的内燃机设计上述孔或槽。
图8A或8显示了分配器116的另一个方面。如图所示，在工作中，平衡重76沿着一个方向旋转，通常是顺时针方向。底槽118包括相对的侧面130和132。第二侧面132相对于平衡重76的运动方向具有一个靠近它的刮片134。优选的是，当平衡重76最靠近刮片134时，刮片134位于平衡重76的0.020到0.060英寸之内。刮片134限制或计量了润滑油或机油(如虚线所示)直接与平衡重76接触的量。刮片134帮助限制了在工作期间悬挂在活塞汽缸50上的润滑油或机油的量，并减少了由于在平衡重76上的过量的润滑油所引起的旋转阻力。应当注意，刮片134也可以被设计为其它的形式。例如，在分配器116中的底槽118可以是对角斜槽，于是对角斜槽的第二侧面可以用作刮片134，但是该刮片不是如图8和8A所示的突起的刮片。另外，在分配器116中的底槽也可以是不带刮片的直线槽。
需要注意的是，图1显示了设置在内燃机机体28中的由分配器116和内燃机机体28限定的机油箱126。机油箱126与曲柄箱124相互流体连通。如图所示，机油箱126和分配器116是弯曲的或呈U形。分配器116优选是弯曲的以便当内燃机倾斜或颠倒时能够直接引导润滑油从活塞汽缸50中流出。在两个箱体124和126中连通能够使曲柄箱124在使用中被正确润滑以及在使用中润滑油可以在两个箱体中来回流动，和在储存时使润滑油流回到机油箱126中以便过量的润滑油不会不利地流到活塞汽缸50中。
参考图1和3，曲轴80安装在曲柄箱124中。曲轴螺杆或螺旋齿轮74驱动凸轮轴组件106。螺杆或螺旋齿轮是采用现有技术的产品得到。曲轴80和齿轮74可以制造成任何已有的类型。可是，根据本发明的原理，围绕着代表曲轴的一个修整的金属件注塑成型齿轮将会工作得很好。
注塑成型材料可以是热塑性材料或已知的尼龙材料。另外的方案是提供一个带有加大的金属圆柱件的技术曲轴，螺杆或螺旋齿轮将位于该金属圆柱件的位置。曲轴然后滚削加工步骤，以在曲轴上加工出齿轮。
仍然参考图1和3，轴承68和70位于位于曲轴的周围以便在曲轴安装在曲柄箱124中时将曲轴80悬臂地支撑。轴承68和70位于螺杆或螺旋齿轮的相对侧和位于活塞汽缸50的相同侧。内轴承68的直径小于外轴承70的直径。轴承68和70的尺寸这样确定，即在曲柄箱124中的轴承座可以只用一个刀具从内燃机机体28的一侧被加工成型。如现有技术中可知的，与从不同的方向加工轴承座相比，从一个方向加工轴承座可以减少设备、时间和费用。
如图1所示，平衡重76安装在曲轴80的一个端部。图7、7A和7B详细显示了平衡重76的形状。如一般所理解，由活塞48、连杆84和相关部件产生的力被平衡重76所平衡。根据内燃机的大小，可以需要多个平衡重。平衡重76包括翅尖状空气动力侧部138和140。每个翅尖状侧部包括一个靠近主轴承70的后部142和与后部相对的前部144。翅尖状侧部138和140具有从平衡重76的后部140延伸到前部144的轮廓表面。这样，下面将更加明显的显示出，平衡重76的空气动力形状帮助减小在平衡重76上的空气阻力，以便在内燃机20的内部空腔润滑油和空气产生适当的涡流和将引导在内燃机20的内部空腔的润滑油。
平衡重(图7)的工具进入孔77用于将曲轴80定位在曲柄箱124中。图7和图9示意性地显示了在曲柄箱124中的用于定位外轴承70的工具146、平衡重76和曲轴80。轴承68被压入到曲柄箱124中并适合于接受曲轴80的一端。一旦曲轴80加工完成，轴承70被压入安装到曲轴80上。然后将平衡重76安装到曲轴80上。图7A显示了一个步骤141，其中在平衡重76和轴承70之间具有大约0.050英寸的间隙。如图7所示，在平衡重76安装到曲轴80上之后，只有主轴承70的外侧座圈的部分69被暴露出来。当曲轴组件82的曲轴80和相关部件被安装到曲柄箱124中时，进入孔77允许工具146(图9)与主轴承70的外侧座圈在三个位置接触。这样将确保主轴承70在安装过程中不会被损坏和曲轴80在进入曲柄箱124中时将正确落座。
图6示意地显示了连杆是如何连接到曲轴80和活塞48上的。可以利用传统的台肩螺栓(未示出)将连杆84固定到曲柄销78上。整个曲轴组件82(图1)被安装到曲柄箱124中(图3)。活塞48从内燃机机体28的顶部滑入活塞汽缸50之中。在活塞48中的孔92与在内燃机机体28上的接达孔93呈一条直线对齐。借助于曲柄销78和在活塞48的切口部分148，连杆84被连接到曲轴组件82上。活塞销90穿过内燃机机体28的接达孔93和连杆84的轴承86插入到活塞的接达孔92中。由于活塞48的孔92没有被一直穿过活塞钻削，活塞销90的一端可以邻接在活塞48的内部150。通过一个插入到孔92的开口端的星形垫圈151(参见图5)活塞销90能够被保持在活塞中。优选的是，活塞销90和曲柄销78是中空的，以便减少往复运动部件的重量，从而可以需要较小的平衡重来平衡由往复运动部件的重量所产生的力。减少了往复运动部件的总体重量可以改善振动性能和使内燃机较轻以便于操作。
在图2中将凸轮轴98、偏心式凸轮凸角100和102以及凸轮齿轮104作为单独部件显示出来。应当注意，这些部件能够作为一个单体件被围绕着一个修整金属件注塑成型以形成最后的组件，与形成曲轴80和螺杆或螺旋齿轮74的方式一样。
图2显示了包括有通道152的凸轮轴98。图2，3和4显示了靠近螺杆或螺旋齿轮104的凸轮轴组件106(图1)的一部分，包括至少一个连通通道152和曲柄箱124的径向孔154。通道152和孔154可以在凸轮轴组件106的适当部分钻孔形成或在其中模铸形成。基本上，通道152和孔154和凸轮轴组件106相互配合以提供一个用于内燃机的通气构造，下面将进行全面描述。此外，径向孔154可以位于靠近齿轮104连接到凸轮轴组件106的径向盘(未示出)上，以便与提到152和曲柄箱124相连通。
如图所示，凸轮轴98与曲轴80相互垂直布置。本发明技术领域的普通技术人员可以知道，一般在小型内燃机上，凸轮轴和曲轴是相互平行的关系，不会象本发明那样相互垂直。平行布置导致内燃机的宽度较大，而本发明的垂直布置导致内燃机的长度较长和曲轴的轴线基本上平行于工具的纵向纵向。较长的装置特别适合于那些手持的应用工具，例如要求较好的平衡以便于操作的动力修剪器。较宽的内燃机使装置在使用时在操作者的手中容易转动。
图2显示了安装在衬套94和96中的凸轮轴98，衬套94和96位于在内燃机机体28中的曲柄箱124中的各自的座中。螺杆或螺旋齿轮74和104(图2和3)优选这样设计，即当凸轮轴98位于和曲轴80相垂直的位置时，齿轮74和104相互啮合以便保证曲轴80和凸轮轴98之间的转速关系为2比1。
挺杆112和进气阀52和排气阀54与凸轮轴98相互配合(图2)。进气阀52和排气阀54位于内燃机机体28之中靠近活塞48和活塞汽缸50。气阀52和54的位置是这样设计的，即与气阀下部相比气阀头较靠近汽缸50的中心线(图3)。优选的是，气阀52和54被设置在一个与平行于汽缸的中心线的直线具有大约在零到8度之间的角度上。进气阀座56和排气阀座58位于内燃机机体28之中和与各气阀52和54相互配合以相对于口41和45交替地产生一个密封或一个进入燃烧室39的开口。气阀弹簧锁片62和气阀压缩弹簧60位于气阀室156之内(图2)。每个挺杆112包括一个与各自的凸轮凸角100和102相接触的各自头部158。当凸轮轴98借助于驱动齿轮74旋转时，凸轮凸角100和102正确地与挺杆112接合，从而气阀52和54上下运动，如现有技术中所知。
参考图2，3和4，曲柄箱124通过通道或孔160与气阀室156相连通。此外，气阀室156通过通道或孔162与活塞汽缸50相连通。通道160和162使气阀室156和其中的组件在内燃机工作期间在任何位置都可以接受润滑油。此外，在储存期间，在分配器116、延伸的活塞汽缸50、和槽118、120和122的帮助下，大量的润滑油不会保持或流入到气阀室156中。
参考图1，2和3，汽缸盖衬垫40位于汽缸盖38和内燃机机体28之间以在二者之间提供可靠的密封。火花塞114伸入到封闭的燃烧室39中。在内燃机工作期间，通过与点火线圈和磁电机(未示出)相配合，火花塞点火以提供必需的高压放电来点燃在燃烧室39中的空气/燃料混合物。
图10和11至少部分地示意显示出相对于进气阀52、排气阀54和活塞汽缸50的燃烧室39。如图所示，燃烧室39只是部分地延伸覆盖活塞汽缸50。燃烧室39的位置和形状增强了在燃烧室39的涡流以便提供较好的空气/燃料混合物并增强混合物的点燃。另外，火花塞114距离排气阀54的距离比距离进气阀52的距离近。电极164的正确定位提供了一个点火的火花。放置火花塞114较靠近排气阀54，可以使较热的空气/燃料混合物被火花点火火焰前锋较快的点燃。这将减少在燃烧室39的排气侧的较热的空气/燃料混合物的自燃的趋势。如果火花塞114较靠近于进气阀52，就会具有两处燃烧的危险，导致动力损失。
如图2所示，进气口41和排气口45彼此相距180度的位置。气阀52和54的位置是由于凸轮轴98和曲轴80基本垂直的关系而导致的，以及使口41和45位于内燃机机体28的相对侧面。这样提供了使操作者安全的附加的特征。例如，当使用一个动力修剪器时，排气口45和消声器44(图1)与操作者的距离较远(图1)。另一个将口41和45尽可能远的分开的另一个优点是减少了热量从排气口45向进气口41的传递，否则将会产生热的重新启动热阻问题，或在得到理想的空气/燃料比方面的困难。
图12，如需要参考图2和10，显示了空气/燃料混合物和排气穿过内燃机的路径的示意图。空气/燃料混合物进入进气口41，经过进气阀52，进入到燃烧室39中。内燃机燃烧空气/燃料混合物以便产生动力，燃烧后的废气经过排气阀54流出排气口45。凸轮轴98和曲轴80的布置还显示出这种布置是如何有助于穿过内燃机20的空气/燃料和废气的路径相关的总体设计。
本发明的重要特征在于，本发明的四冲程内燃机能够在基本上任何位置上使用。现有的四冲程内燃机的一个问题是，如果内燃机被基本侧倾，润滑油将会流到不希望的位置上，例如化油器，于是使内燃机出现故障并停止工作。根据本发明设计的内燃机解决了这个问题和其它与现有的四冲程内燃机相关的其它问题。
机油箱126、曲柄箱124、活塞汽缸50和气阀室156包括在关键位置上设置的槽、通道或孔以便在内燃机中不同工作部件基本上在工作的所有时间内被润滑。此外，通过与分配器116相配合，平衡重76的设计使只有适当的润滑油的量与平衡重76相接触。平衡重76的设计还使平衡重计量进入到主轴承70中的润滑油的量以便不会溢出封装齿轮74和104的曲柄箱的那部分。这将防止过多的润滑油通过通道160和162进入到气阀室156中。此外，活塞汽缸50和分配器116的设计确保无论内燃机是在工作或被储存时润滑油处于一定的位置，从而不会污染内燃机的内部部件。
活塞汽缸50、连杆84、曲轴组件82、凸轮轴组件106和气阀室156及其中的部件都需要一定的润滑。本发明的一个特征是用最少量的润滑油去润滑内燃机。这可以通过多个途径来实现。首先，考虑到当内燃机直立(火花塞竖直)的状态，需要润滑的最高的部件是气阀室156。第二，用于与具有铝衬套的实心轴相比，连杆84的滚柱轴承86和88需要较少的润滑。第三，因为润滑油将流过具有最少阻力的路径，分配器116、平衡重76和前述的不同的槽、孔和通道有助于根据内燃机不同的空间姿态将润滑油引导到内燃机的特定区域。
在竖直工作的位置上，润滑油储存在机油箱126中。在这个位置和状态下，润滑油的高度水平优选低于在分配器116中的底槽118。在工作期间，活塞的往复运动在内燃机的内部腔室中产生压力脉冲。润滑油的运动响应于活塞48的运动。平衡重76搅动在内燃机内部腔室中的润滑油和窜漏的燃料。当活塞48在进气和作功冲程向下运动期间，由于在内燃机腔室中的压力增加，润滑油被迫通过主轴承70以润滑轴承70和68、螺杆或螺旋齿轮74和104、曲轴80、凸轮轴98和衬套94和96。凸轮齿轮104的动作将使一些润滑油进入到孔160中并到达气阀室156。此外，任何在活塞汽缸50中的润滑油都将被挤压入孔162也对气阀室156进行润滑。在向上冲程，即压缩和排气冲程中，由于在内燃机腔室中的真空，润滑油将被抽回到上述的区域进行部件的润滑。活塞48的往复运动使润滑油在内燃机20的腔室中前后移动。本发明不需要控制润滑油运动的控制阀。
当讨论内燃机20的润滑时，需要考虑至少两个方面。首先，当平衡重76搅动润滑油或窜漏的燃料时会遇到阻力或产生能量损失。第二，供应过多的润滑油到活塞汽缸50和气阀室156中是不适当的，会造成内燃机20的损坏。
需注意的是，因为在一个竖直的状态下静止的机油高度水平优选低于底槽118，平衡重76优选不直接浸入到润滑油中，尽管也可以采用直接浸入到润滑油中。与润滑油越直接接触，内燃机20要丧失的能量也越多。最少的润滑油的阻力是本发明所希望的。如上所述，平衡重76的设计使润滑油离开主轴承70而到达机油箱盖32上。平衡重76的设计还限制了润滑油进入到活塞汽缸50中的量。这样只有有限量的润滑油可以进入气阀室156。平衡重76的设计还减少了在平衡重76通过和搅动润滑油时对平衡重的牵扯力的大小。此外，平衡重76的设计减少了风阻，提高了内燃机的效率。需要注意的是，尽管所显示和描述的平衡重76可作为一个搅动在内燃机内部腔室中的润滑油和窜漏燃料的搅动装置，也可以提供一个单独的搅动器以完成相同的功能。这样的搅动器可以是一个连接到曲轴或连杆上的溅撒器或混合器，或以其它任何的方式旋转。
在诸如图13所示的倒置位置(火花塞朝下)，延伸的活塞汽缸50、分配器116、槽118、120和112、和通道160和162(图2和3)将确保内燃机将连续正常工作，或至少在一个限定的时间内正常工作，或能够在这个位置被储存而不会污染内燃机的部件。在工作期间，变化的压力脉冲、窜漏的燃料和搅动器76将使润滑油被混合和在内燃机20的腔室内移动。尽管有一些机油将进入到活塞汽缸50之中，但不会到达明显的量。另外，需要注意的是，接达通道162的位置设计使得当活塞48在活塞汽缸50中往复运动时(图5)，在活塞48上的油环166不会经过通道162。否则，润滑油会进入到气阀室156中以进入到燃烧室39中，于是润滑油的燃烧会造成超标的排放。
曲柄箱124包括位于延伸的活塞汽缸50和分配器116之间的区域或空间136，以便在内燃机20处于如图13所示的倾斜或颠倒位置的时候，用于容纳润滑油或机油。在储存期间，槽118、120和122将使大量的机油保存在机油箱126中，在活塞汽缸50和分配器116之间的区域或空间136将保持大部分剩余的机油，在使用中任何离开气阀弹簧室156的机油是可忽略不计的，不会对内燃机的工作造成明显的影响。重要的是，因为槽120和122的位置在处于颠倒位置的机油之上，气阀室156将不会接受大量的机油。
为了进一步解释本发明的特征，机油箱126应当与曲柄箱124相连通以便使内燃机在任何工作位置都得到适当的润滑。上述各种槽、通道和孔将起到至少两个作用。首先，如果内燃机20在横斜的位置工作，在分配器壁116中的槽120和122朝下面向地，于是机油将在脉冲压力的作用下进入到曲柄箱124，与内燃机在竖直位置时润滑油通过底槽118进入曲柄箱124中相似。第二，如果由于任何原因在内燃机工作期间在曲柄箱124内具有大量的润滑油以及内燃机被颠倒、竖直或横斜以进行储存时，侧槽120和122使机油从曲柄箱124进入到机油箱126中，以便防止活塞汽缸50和气阀室126接受大量的润滑油。
本发明的另一个重要的特征是，通过从润滑油/窜漏燃料混合物中分离窜漏燃料，能够将窜漏燃料排出曲柄箱124。如上所述，凸轮轴98具有中空的通道152和正确定位的径向通道154。参考图2，凸轮轴盖108的一端包括连接到软管170(示意表示)的接头168。尽管没有显示出，可以在凸轮轴盖108和内燃机机体28之间放置一个油密封。当压力脉冲迫使润滑油/窜漏燃料混合物通过主轴承70，由于凸轮轴98的离心力的作用，窜漏燃料被驱赶到径向孔154和通道152中，而机油被阻止通过孔154。窜漏燃料通过凸轮轴盖108和安装在凸轮轴盖108上的接头168，到达软管170并返回到化油器42的入口。一个止回阀可以设置在凸轮轴98的端部和进气系统之间以保持在内燃机内部产生的负压。
图14显示了本发明的用螺栓30将一个启动机机构172连接到机油箱盖板32上的四冲程内燃机的截面视图。曲轴曲柄174被连接到曲柄销78上。一个离合轴承176被压配在曲轴曲柄174的周围。启动机轴178被设置在离合轴承176的周围并且通过销键或模塑连接到启动机180上。一个油密封或O形圈被设置在启动机轴承178的周围并在启动机机构172和机油箱盖32之间提供一个密封。一个止推轴承182设置在启动机180的一侧。启动机180优选是具有拉绳184的重绕式启动机。将启动机机构172或机油箱盖32设置在内燃机20的后部可以使操作方便地接触到拉绳。另外，通过整体地将启动机连接到曲柄销78和曲轴80以及连杆84和活塞48上，可以减小启动内燃机20所需的绳的拉力。另外，也可以采用其它类型的启动组件。
图15-18显示了用于制造本发明的内燃机机体的模具结构。内燃机机体的设计使两个内燃机机体能够使用一个模具和一个模铸机来生产。内燃机机体的设计包括用于形成对每个在模具中内燃机机体给定方位所需的拔模角度的壁。拔模角度能够使内燃机机体与模具容易分离。内燃机机体的设计使当两个内燃机机体被一个工具构成时允许滑动工具进入(例如活塞和凸轮轴缸套)。在图15-18中，模具188和190被形成，以便内燃机汽缸的中心线(平行于方向C)彼此平行。方框194和196代表了模具的边缘。通过以这种方式定位模具，即将用于形成模具的插入件只是沿着一定的方向插入，例如方向A、B、和C。这种模具构造减少了制造内燃机机体所需的总体空间，而仍然能够使两个内燃机机体在相同的时间内生产。沿着分离线192将两个半模188和190分离。需要注意的是，内燃机机体的后壁没有被显示并被单独成型，然后用螺栓或其它紧固件固定到内燃机机体上。可是，内燃机的后壁也可以与内燃机机体一体形成，如上所述。需要注意的是，分离线192可以被移动到另外的位置。内燃机机体外壁的拔模角度可以根据分离线的新位置而进行改变。
图39和40显示了用于制造本发明的内燃机机体的模具529的结构的另一个实施例。在这个实施例中，仍然可以使两个内燃机机体能够使用一个模具和一个模铸机来生产。模具529的结构方式是活塞汽缸的中心线彼此平行但是沿着相反的方向。此外，确定两个空腔的方位以便材料的固定体构成机油箱、隔壁和内部曲柄箱的内部特征。内燃机机体的设计包括用于形成对每个分离线断层和滑块闭合在模具中给定的方位所需的拔模角度的壁。通过以这种方式定位模具，即将用于形成模具的插入件只是沿着一定的方向插入，例如方向D、E、F和G。这种模具构造减少了制造内燃机机体所需的总体空间，而仍然能够使两个内燃机机体用一单个模具生产。
通过这种模具结构，通过相同的固定材料件，可以产生用于两个空腔的数据目标或参考特征。通过在相同的固定材料件上具有这些特征，在内燃机机体的机加工成品和铸造坯件之间的具有较少的加工余量。另外，尽管从两个单独的空腔引入进行铸造，在精加工的内燃机机体中也具有较小的变化余量。
如上所示，这个实施例也整体地产生在内燃机机体铸件中的飞轮后板。进一步希望的是，流道531铸件到汽缸的座中并将流道平行于方向F和G进入到空腔中。
根据本发明的不同方面，已经对图1所示的内燃机进行了描述。可是，本发明的上述特征可以被结合到其它的四冲程内燃机结构中。此外，根据不同的内燃机，上述的特征可以进行轻微的修改。例如，图19-40显示了采用上述特征以及另外的未描述的其它特征的另一个四冲程内燃机。应当注意，在图19-40中描述的相关特征也可以结合到图1-18中所示的内燃机中，或其它内燃机中。
图19描述了根据本发明的四冲程内燃机300。所示的内燃机300被用于一个动力修剪器上，但是也可以用于在图1所示的内燃机的应用上。
在详细描述本发明的不同特征之前，为了清楚描述，先标识在图21和22中所示的部件。本技术领域的普通技术人员可知，很多组件可以可以使用与在图1中描述的相同或相似方式进行组装。因此，在此不会详细描述组装的方式，除非是涉及到本发明的特定的特征的组装方式。当需要时，也会详细描述在附图中显示的特征。在图21中显示了火花塞302、汽缸盖螺栓304、汽缸306、汽缸盖衬垫308、位于活塞314环槽中的气环310和312和油环313、连杆316和连杆轴承318和320，优选是滚针轴承、排气阀322、进气阀324、气阀弹簧325和气阀弹簧锁片328、内燃机机体330、气阀盖332和所附螺栓334、飞轮336，曲轴曲柄338，点火线圈340，线路组件342和346，和螺栓344，它们全部是启动机组件的一部分、消声器安装螺栓350、消声器352、和整体罩盖的一部分的鼓风机壳体348。
在图22中所示的是，密封O形圈366和机油量尺367、进气衬垫368、进气隔离器369和螺栓370、化油器衬垫372、化油器374和O形圈376、空气滤清器组件378，螺栓380和空气滤清器盖382、活塞销384和星形垫圈活塞销保持件386、机油密封圈388、滚柱轴承390、曲轴392和平衡重393、机油箱盖394和螺栓396、作为总体罩盖的一部分的消声器壳体398和安装螺栓400、挺杆402、凸轮轴404、凸轮轴盖406、螺栓408和通气管410、止回阀411、具有燃油管路414、具有相对台肩416的燃油箱412、和围绕台肩416放置的过滤材料418。
下面将描述在图21和22中没有清楚显示的特征和其它部件。此外，下面将结合本发明的原理描述在图21和22中所示的部件的意义或它们的相互作用。
图23清楚地显示了通过安装螺栓350将消声器352安装到其上的内燃机机体350。内燃机机体350包括一个曲柄箱体420和汽缸422。至少部分地限定了一个燃烧室的汽缸盖306(图21)靠近汽缸422设置。曲柄箱426设置在曲柄箱体420之中。一个机油箱428也设置在曲柄箱体420之中并且与曲柄箱426相互流体连通，优选通过槽430和开孔432(只显示了一个)设置在一个分配器433上。分配器433位于曲柄箱体420之中并至少部分地将曲柄箱426和机油箱428分隔开。在内燃机机体330上设置多个孔434，从而将机油箱盖394和机油箱衬垫连接到机体330上。内燃机机体330还包括超大尺寸的活塞销壳436。活塞销壳436可以和分配器433一起一体形成。活塞销壳436的作用将在下面进一步描述。内燃机机体330还包括带有至少一个安装座440，其作用将在下面描述。
图24是图23的分解透视图，显示了消声器352是如何连接到内燃机机体330上的。汽缸422包括一个排气口442和进气口444(图25)。优选的是，排气口442和进气口444具有椭圆的形状，于是降低了内燃机机体330的总体高度。这样自然也减少了内燃机机体的重量，这对手持动力工具来说是一个特别重要的因素。口442和444的壁具有足够的材料，以便能够支撑设置在其上面的内燃机机体330和汽缸盖306的重量。
消声器352包括优选是椭圆形的凸台446。凸台446延伸进入排气口442。安装螺栓350延伸穿过在消声器352中的孔448和进入在汽缸422上形成的孔450中。优选的是，孔448相互间隔并位于排气口442的相对侧以相对于到汽缸422的连接获得消声器352的最大程度的稳定性。
图26和27是沿着图23的26-26线截取的部分放大截面视图，显示了在汽缸422和消声器之间另一个优选的安装连接。图26显示了一个位于汽缸422的排气口442上具有角度的、阶梯的密封表面452。凸台446的端部454能够与排气口密封表面452相配合以基本上防止废气漏出到大气中。优选的是，可以在凸台446的端部454和密封表面452之间设置一个密封衬垫456以达到较好的防止废气漏出的效果。
图27显示了被排气口442的表面458包围的消声器352的凸台466的外侧衬垫，从而在其中限定一个间隙空间460。尽管所显示的表面458是一个具有角度表面，也可以采用其它的结构只要在消声器352和排气口442之间具有一个间隙空间。垫圈462设置在消声器352和汽缸442或内燃机机体442之间以密封间隙空间460，从而防止废气漏出到大气。优选的是，垫圈462是一个加大的垫圈，也可以被用于在内燃机机体330和消声器352之间隔热。
消声器352(图24)优选包括一对外壳464和466，在外壳464和466上各自具有用于安装螺栓350的安装螺栓孔448。在外壳464和466之间优选设置一个内壳或挡板(未示出)。内壳也可以使安装螺栓350从其中穿过。挡板的设计是用于减小噪声。外壳464包括一个围绕一个外壳464的边缘延伸的台肩470。外壳466包括一个包括一个围绕一个外壳466的边缘延伸的凸缘(未示出)。在组装时，台肩470接受凸缘从而如果废气从消声器352漏出，废气将从内燃机中漏出。尽管没有显示，一个导流装置被放置在消声器352(图23)的排气孔372之上以保护操作者不会受到废气的直接冲击。
根据本发明的四冲程内燃机的特性，希望提供一个经济的、便于组装的内燃机。一个特征是相同的内燃机机体330可以用于具有不同马力输出等级的内燃机，只是简单地改变连杆316(图21)以及活塞的行程。为了实现这个特征，可以使用超大尺寸的活塞销壳436(图23)。活塞销壳436可以加工在它的上端474以提供一个在曲柄箱体420中的接达孔(未示出)用于第一活塞行程，活塞销壳436也可以加工在它的下端476以提供一个在曲柄箱体420中的接达孔(未示出)用于第二活塞行程。在活塞销壳436被适当加工之后，将活塞销384(图22)穿过曲柄箱体接达孔插入到活塞314(图21)中以连接连杆316(图21)。因此，相同的内燃机机体330可以用于不同尺寸的内燃机。图31显示了这样的内燃机的整体组件。图32显示了活塞314位于最下面的下止点位置，于是活塞销384可以正确地被放置在内燃机中。
图28是不带消声器352的图24所示的内燃机机体330的放大视图。如图所示，分配器433限定了一个基本上围绕着分配器433延伸的路径478，该路径478在活塞销壳436的上面。路径478允许在机油箱428中的润滑油围绕着分配器433的基本部分流动，进而增强根据本发明的润滑和储存的特征。当内燃机300被倒置时，路径478使在分配器433两侧的润滑油量相互平衡。这样阻止了大量流动的润滑油进入曲柄箱426中。
另一个减少内燃机的组件费用进而减少内燃机的总体费用的特征涉及到将罩盖组装到内燃机机体上的方式。如图23所示，飞轮后板至少设置有一个安装座440。图25是从不同视角看的图23的内燃机机体330的透视图。如图所示，飞轮后板438的相对侧包括至少一个安装座480。当组装内燃机300时，一个组装固定件(未示出)保持住内燃机300。每个安装座440和480接受一个组装固定件的分离的销(未示出)，以将内燃机机体330固定到组装固定件上。罩盖482(图20)至少部分地围绕内燃机机体330被设置。优选的是，罩盖包括一个鼓风机壳体348(图21)和消声器壳体398(图22)。罩盖482包括至少一个槽484。当罩盖482环绕着内燃机机体330时，设计槽484围绕着一个从安装座440和480延伸出的组装固定件的各自的销。罩盖482可以通过将螺栓486(图20)拧入诸如孔488的各自的孔中而被连接到机体330上。于是在保持连接到一个单独的组装固定件的同时，整个内燃机可以基本被组装完成。
罩盖482的另一个特征是消声器壳体398优选多个突起部分490(图31)。于是，如果需要，内燃机300可以通过这些突起部分490被放置在地面上。应当注意，图31的鼓风机壳体492’与图20中的鼓风机壳体略有不同。其目的是显示在不脱离本发明的保护范围下，罩盖482可以具有不同的适合的结构。
如图20所示，罩盖482具有一个围绕着进气口444(图25)的开口494。进气隔离器369被安装在内燃机机体330上以便空气/燃料通道496与进气口44对准。进气隔离器469位于罩盖482的开口494之中以基本上确保流过内燃机机体330和罩盖482之间的冷却空气不能从罩盖482的开口494中流走。优选的是，进气隔离器369包括整体形成的后壁498和一个侧壁500(图22)以实现这个特征。
为了进一步减小制造费用，曲柄箱体420、汽缸422和后板438是作为一个单体件铸造成型。在优选的实施例中，内燃机机体330还包括至少一个在其上一体形成的翅片502(图28)。翅片502从后板延伸和在曲柄箱体420的下面，用于冷却和稳定的目的。
尽管罩盖482可以根据本发明的原理具有不同的设计，罩盖482被设计为可保持燃油箱412。如图31所示，罩盖482具有一对相对的通道504(只显示出一个)。向外延伸的台肩416(图22)被接纳在各自的通道504中以便燃油箱412可以被罩盖482保持住。在每个通道504和各自台肩416之间设置有填充材料418(图22)以提供在罩盖482和燃油箱412之间的紧密安装，该填充材料优选是聚乙烯、高密度、封闭的、耐高温和汽油的泡沫材料。燃料管道414(图22)包括连接到设置在燃油箱412中的燃料管道414的端部的燃油滤清器506。应当注意，在图22中显示的另外的管道是清洁管道。燃料滤清器506被用作一个重量砝码，于是在内燃机工作期间，如果内燃机被横倾，具有重量的燃料管道414摆转到燃油箱412的底部以确保燃料被燃料管道所采集到。
本发明的另一方面涉及在图33所示的启动机组件507。鼓风机壳体348具有轴毂508，轴毂508具有一个向内的延伸部510。轴毂508适合于连接到曲轴392(图22)上或曲轴接头338(图21)上。包括滑轮516、绳518和弹簧520的启动机组件507被设置在轴毂508上。星形垫圈514被放置在轴毂的延伸部510的上面以便插入到延伸材料中。星形垫圈514将启动机组件507相对于鼓风机壳体348固定在位。这个结构消除了通常需要将启动机组件固定在位置上的分开的安装座和紧固件。这种分开的安装座和紧固件会阻碍风扇吹冷风。
图34-38显示了滑轮516的不同视图。弹簧520(图33)位于滑轮516的一侧522，该滑轮516具有一个适当形状的环形凹陷524。滑轮516的相对侧526包括多个轮辐528用于与在诸如图21所示的飞轮336的飞轮相接合。绳518包括在其一端的绳结530，其位于在滑轮绳部分536的下面和在滑轮516的轴毂534中形成的腔室532中。绳518穿过在滑轮绳部分536中的孔534延伸并卷绕在滑轮516上。绳518的另一端被连接到启动机手柄540上(图20)。
本发明的前述内容只是为了描述本发明的目的，并不会对本发明的保护范围进行限制。对于本发明技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的保护范围和精神的情况下，可以在上述实施例的基础上进行改变和改进。
权利要求
1.一种内燃机，包括曲轴；容纳该曲轴的曲柄箱；靠近该曲柄箱布置并容纳润滑油的机油箱；以及在该机油箱与该曲柄箱之间的至少一个连通通道；该机油箱与该曲柄箱通过一分配器壁被彼此分隔开，和所述至少一个连通通道包括一个形成在该分配器壁中的开口，该机油箱与该曲柄箱通过该开口始终保持相互连通，其中该机油箱与该曲柄箱借助于所述通道彼此连通，从而在曲柄箱中的压力脉冲引起在该曲柄箱和该机油箱之间的压差以使流体在第一情况下从该曲柄箱流入到该机油箱中和在第二情况下从该机油箱流入到该曲柄箱中。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述至少一个通道还包括多个设置在该分隔器壁上的开口。
3.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述分配器壁沿着机油箱的方向是弯曲的。
4.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述分配器壁围绕曲轴的旋转轴线是弯曲的。
5.一种四冲程内燃机，包括一个内燃机机体，包括汽缸和曲柄箱体；一个位于上述曲柄箱内被支撑旋转的曲轴；一个在所述内燃机机体上的活塞销壳，上述活塞销壳足够大以便可以在至少两个位置之一上加工一个通达孔；在上述内燃机机体中往复运动的活塞，上述活塞包括一个孔，所述通达孔和所述孔在所述内燃机装配期间相互对准；一个连杆，上述连杆的一端被枢转地连接到上述曲轴上，上述连杆的另一端被枢转地连接到上述活塞上；以及一个穿过在上述通达孔插入到所述活塞的孔中的活塞销，以将上述连杆连接到上述活塞上；其中通达孔在活塞销壳上的定位的选择要能够容纳一个所需的连杆长度。
6.一种四冲程内燃机，包括一个内燃机机体，包括汽缸和曲柄箱体；一个设置在上述曲柄箱体体中的曲柄箱；一个被支撑旋转的悬臂曲轴，所述曲轴基本位于上述曲柄箱内，所述曲轴包括一个平衡重，上述平衡重具有一个穿过它延伸的定位孔，以容纳穿过上述平衡重的定位孔延伸的工具。
7.如权利要求6所述的内燃机，其特征在于，还包括一个内部的汽缸侧壁，其中上述曲柄箱包括至少两个轴承座，一个轴承座的直径大于另一个轴承座的直径，两个轴承座设置在上述悬壁的相同侧。
全文摘要
提供一种四冲程内燃机(20)。在内燃机机体(28)之内设置有一个机油箱(126)和一个单独与一个曲轴箱(124)相连通的气阀室(156)。在内燃机机体(28)内设置的分配器(116)和通道引导在内燃机机体中的润滑油，以便可以在不同的工作位置下润滑内燃机的内腔，于是在储存期间流体流到内燃机机体中适当的腔室中。提供了用于内燃机(20)的通气结构，包括具有中空通道与曲柄箱(124)和内燃机进气系统连通的凸轮轴(98)。提供了用于具有不同马力等级的内燃机的一个内燃机机体。还提供了曲轴轴承组件(68，70)，防止在曲轴(80)进入曲柄箱(124)时对轴承的损坏。
文档编号F02B67/04GK1654794SQ20051005502
公开日2005年8月17日 申请日期2000年1月13日 优先权日1999年1月25日
发明者尼古拉斯·罗伯特·赫希, 马克·唐纳德·谢弗, 麦克尔·保罗·布劳恩, 彼得·霍茨, 达雷尔·埃尔伯特·维亚特朗斯基, 罗纳德·李·巴特尔特, 布赖恩·哈伯德 申请人:布里格斯斯特拉顿公司