专利名称：曲轴箱扫气型内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种二冲程曲轴箱扫气型内燃机，该内燃机主要是用在链锯、修剪器或动力切割器等手持工具中，其带有一个气缸和一个沿气缸壁往复运动的活塞，此活塞将位于其上方的燃烧室与位于其下方的曲轴箱空间隔离开，且在气缸壁上为空气进气道、废气排气道、以及多条扫气导管设置了多个孔口，其中的扫气导管将燃烧室与曲轴箱连接起来。
背景技术：
二冲程内燃机的结构简单、重量轻，且相对于很轻的自重可产生出很高的功率。这就导致其被广泛地应用在便携式工具中，其中的原因尤其是因为曲轴箱扫气型内燃机所配备的润滑系统结构简单，且适于内燃机的所有工作姿态。但存在一个公知的问题在对内燃机执行扫气的过程中，一部分空气/燃料混合物会经排气口流出而损失掉。这将导致燃油消耗率的提高，并会加大废气排放。在第4,253,433号美国专利中公开了一种解决这一问题的途径。在内燃机上设置至少一条另外的扫气道。当从排气口进行观察时，该扫气道的出流在其它扫气道出流的上方。其它的扫气道从曲轴箱扫送清洁的空气，该扫送空气被用作缓冲气体，用于防止从附加扫气道输送来的扫气(其含有空气/燃料混合物)到达排气口处。因而，这样的技术方案可被称为分层扫气，该扫气过程在空间中是分层进行的。内燃机具有两条完全分开的进气道，其中之一与曲轴箱相连，用于向内燃机供送新鲜空气。另一进气道上设置有一个化油器，并通入到所述的附加扫气道中，从而，当活塞在其吸其冲程中向上运动时，空气/燃料混合物将被抽吸到该扫气道中。当活塞随后在其作功行程中向下运动时，空气/燃料混合物就经过该附加扫气道的通气口执行扫送。每一进气道都设置有一个阀门，两阀门分别被称为C阀和D阀，这两个阀门的位置分别位于进气道与另外扫气道的连接处、以及与曲轴箱的连接处。这两个阀门通常属于单向阀类型，即所谓的簧片阀。但是，C阀和D阀也可以是由活塞的运动、或者曲轴的转动驱动、控制的其它阀门。但这些阀门要比采用自动单向阀要复杂得多。两进气道中都设置有至少一个节流阀，且这些节流阀的运动必须是同步的，该同步关系例如是用一根或多根外部联杆实现的。很显然这样的设计将是很复杂的，造价将很高，而且相当敏感。另外，附加的扫气道被设置成与气缸、曲轴箱是一个整体。这就意味着气缸的铸造工艺或者根本不可能实现、或者非常复杂而难于实现，因而导致气缸的造价非常昂贵。
专利文献DE2650834中介绍了一种装备有附加扫气道的内燃机，其中的附加扫气道是为富燃的空气/燃料混合物而设置的。这些附加扫气道的设置位置在用于扫送新鲜空气的其它扫气道的上方，从而可在空间内实现分层扫气。由于所有的扫气道都是封闭的，因而将是无法进行铸造的，或者执行铸造的工艺将是相当复杂的。同样，该内燃机也具有两条完全分开的进气道，且每一进气道都设置有至少一个节流阀，多个节流阀的工作必须是同步的。因此，内燃机具有一条导管，该导管是为从一辅助化油器排出的富燃混合物而设置的，且该导管通过一单向阀与附加扫气道相连接，或者如其中一个实施例那样—通过活塞的控制与附加扫气道相联通。这就意味着相对于US 4,253,433的方案—至少是对于那些其C、D阀由活塞的运动或曲轴的转动进行驱动和控制的改型形式，该内燃机实现了简化。
这两种方案的共同之处在于扫气将在空间内促成分层，从而新鲜空气将被扫送到最靠近排气口的位置处，希望防止空气/燃料混合物到达排气口处。但实践表明并不能完全实现该阻挡效果，这就意味着空气/燃料混合物将会趋于到达排气口处，从而从排气口流失出去。很显然，上述两方案出现这种情形的程度要远轻于普通的内燃机，但这样的情况的确仍然是不理想的。
发明目的本发明的一个目的是提供一种成本有效的曲轴箱扫气型内燃机，其相对于普通的二冲程内燃机可实现燃料损失的显著降低。本发明的另一个目的是提供一种内燃机，其相比于背景技术中的内燃机，燃料损失量能得到进一步的降低。
发明内容
上述的目的在根据本发明的一种内燃机中得以实现，该内燃机具有所附权利要求中限定的各个特征。
因而，根据本发明的曲轴箱扫气型内燃机的主要特征在于设置了至少一条辅助导管，并在气缸壁上设置了一个辅助孔口，该辅助孔口由活塞来进行遮闭和打开；且进气道被分隔成一条通向燃料孔口的燃料输入道、以及一条通向进气口的进气道；这些孔口均由活塞进行遮蔽和打开，活塞还包括一转移空间，该空间的口嘴边缘是由活塞的周面界定的，且在至少一个活塞位置上，该空间构成了燃料孔口与辅助孔口之间的连接通道，从而燃料可经辅助孔口输送给辅助导管，然后，在后一孔口被活塞敞开之后，燃料可流入到燃烧室内。由于这样的设计内燃机的一条进气道被分成了两个部分，所以可将内燃机的调节阀系安装在该单条进气道中，从而消除了在相互分开的多条进气道中均设置阀件的需求，同时也解决了使这些阀的运动相互同步的要求。这将带来显著的简化。优选地是，在进气道的其中一个部分—即燃料输入道中加入高速时的燃料。
在本发明更加细致的设计形式中，可相对于空气的扫送，将附加的辅助导管中执行的扫气过程延迟。由此可进一步降低空气/燃料混合物到达排气口处的可能性。可将这样的扫气过程称为既在空间上分层、也在时间上分层。该延迟例如是这样实现的废气、或者废气和空气在辅助导管中位于空气/燃料混合物的上方，且在混合物之前被扫送到气缸中。从下文借助于附图对各种实施例所作的详细描述，可更清楚地了解这些区别特征和优点以及其它一些特征和优点。
对附图的简要说明下面将参照附图、通过几种实施例对本发明作更为详细的描述。在附图中
图1是一个部分剖开的轴测图，表示了根据本发明第一实施例的内燃机中的气缸和活塞；图2是根据第一实施例的内燃机的侧面正视图，图中，气缸、以及活塞和进气道等部件被表示为剖面图的形式；图3是一个放大的局部视图，表示了图2所示带有化油器的进气道；图4是沿图2中的IV-IV线所作的剖视图；图5是从图2所示气缸的侧面进行观察所作的剖面图；图6-10是从内燃机侧面进行观察对其所作的简化剖视图，表示了活塞运动时依次的各个阶段；图11中的侧视剖面图表示了根据本发明的内燃机的第二实施例；图12表示了根据本发明的内燃机的第三实施例。
图13a和图13b是放大了的局部侧视图，表示了根据内燃机第二或第三实施例的气缸，图中用点划线来标出活塞的各个位置；图14示意性地表示了根据本发明一实施例的内燃机的进气道和曲轴箱，该内燃机带有用于对曲轴箱进行润滑的燃料软管；以及图15中的侧面正视图表示了本发明的另一种实施例，该内燃机具有一连接件，其位于辅助导管的口嘴处。
对实施例的说明参见图1和图2，图中的附图标记1指代根据本发明第一实施例的曲轴箱扫气型内燃机。该内燃机是二冲程类型的，并具有两条扫气导管13、13′。内燃机具有一气缸2和一曲轴箱6，并具有一带有活塞连杆19的活塞4、以及曲柄机构20。另外，内燃机具有一进气道11，该进气道被分隔成一条通向燃料孔口7的燃料输入道16、以及一条通向进气口8的进气道17。燃料输入道和进气道的类型是参照通常是高速工作的情况而设计的。
在图3中更为详细地表示了化油器22的结构设计。在燃料输入道16中设置了高速喷嘴21。因而，燃料可利用化油器22加入到内燃机中，但也可通过一燃料喷射系统将燃料喷入，其中的燃料喷射系统例如为低压型系统。在进气道11中设置了多个低速喷嘴和怠速喷嘴21′。这些喷嘴的设置位置与进气道17相连接，因而燃料可被气流带到进气道中。燃料输入道16中的高速喷嘴21负责在节气门为额定开度或满开度时供应燃料，因而，燃料输入道16中的气流就能将燃料带到燃料孔口7中。至少在内燃机高速工作时，供应给内燃机的燃料的主要部分是被输送到燃料输入道16中，或者可以说是通过高速喷嘴21注入的。优选地是，当节气门为部分开度和/或怠速工况时，与此相关地，用机械方法将所述高速喷嘴21关闭。这样，燃料则就经下方的喷嘴21′输入到进气道中。
化油器22通常与一个带有过滤器的进气消声器相连接。为了简明起见，这些部件在图中未示出。属于同样的情况，图中也未示出内燃机的消声器。另外，内燃机具有一带有火花塞的燃烧室5，其中的火花塞在图中未示出。所有这些部件都是很常见的，因而在此不作详细描述。
本发明的一个特征在于进气道11(此处为化油器22的形式)中设置有一个调控节流阀23，其被布置在燃料输入道与进气道分叉处的上游位置。由此，避免了要为燃料输入道和进气道分别设置独立、但又同步的阀的问题，这是一个很重要的简化。调控节流阀23对流入到内燃机中的空气入流量进行调节。在怠速时，阀23将会转动到一第一位置处，在该位置处，阀23将进气道11基本上完全遮闭，而在满开度时，阀23则处于一第二位置，在该位置上，阀23基本上与气流的方向平行。在这两个位置之间，可根据所需的供气量使调控阀23处于各个位置上。
对于进气口8，在下文的含义中，其是指位于气缸内侧的连接孔口，而其在气缸外侧上的孔口则被称为外连接孔口32′。所述外连接孔口32′优选地是被设置成一连接部32′。优选地是，进气道11与一带有过滤器的进气消音器相连接，从而可吸入清洁后的新鲜空气。但是，如果对空气质量的要求较低，则过滤器自然就不是必要的了。为了简明起见，图中未表示出消音器。
另外，活塞4结构设计的特征(从图2可清楚地看出)在于其具有一个周面凹陷18。该活塞凹陷与气缸壁3一道为空气/燃料混合物形成了一个转移空间18。最好是设置所述的转移空间18，以便于当活塞至少处于某些位置的过程中时，其能作为燃料孔口7和辅助孔口15之间的连接通道。因而，该连接通道在辅助孔口与燃料孔口7之间形成一条开放的连接道，所述的开放式连接道对于其余的系统而言是封闭的。按照这样的方式，就可向系统输送空气/燃料混合物。
一个非常重要的特征在于设置了辅助导管14，关于该部件的功能，下文将参照附图作更为详细的描述。从图2可清楚地看出，在本发明一优选实施例中，辅助导管14被设置在气缸的外侧。辅助导管14被设计成适于容纳至少一个活塞冲程中所吸入的空气/燃料混合物。当从排气出口9的位置进行观察时，辅助孔口15位于燃烧室5内，且被设置在扫气口10、10′的上方。在该第一实施例中，辅助导管14形成了活塞2与曲轴箱6之间的一连接通道。由于其与曲轴箱6相连接，所以可设置一曲轴箱阀26。
由于辅助导管14的设置位置相对于内燃机机体1是在外部，所以，在测试内燃机时，辅助导管是易于接近的，从而便于进行调整。辅助导管14易于更换，且可根据需要、以及希望使系统性能获得优化的要求而改变其尺寸。优选地是，辅助导管14是用一软管构成的，其被箍套在内燃机机体1的连接部32上，因而与这些连接部32相适配。在此情况下，如果需要的话，软管可被容易地截短，以便于在辅助导管14中形成合适的空间体积。最为重要的一个优点在于可将气缸设计成能用铸造工艺低成本地制出。
在图4中清楚地表示了内燃机1的结构设计。气缸2最好是用铸造工艺制成的。气缸具有至少一条—优选地是具有两条对称布置的扫气导管13、13′，这两条扫气导管的形式体现为沿气缸筒腔29的轴向沟道—即所谓的开放式扫气道。这些轴向沟道与活塞4一道形成了扫气导管13、13′，它们在气缸壁3上沿气缸2延伸。沟道的延伸长度超过活塞的长度，因而，当活塞4位于其下死点或接近于下死点时，在其两侧就形成了扫气孔口10和10′。随着活塞4在缸筒29内从下死点向上运动，扫气孔口10、10′就被关闭了。
另外，图4还表示出了带有转移空间的活塞的截面构造。活塞侧面上凹陷所处的位置基本上与燃料孔口7相对，从而可通过辅助孔口15将燃料孔口7与辅助导管14连通。从图中可清楚地看出，至少在气缸壁3中，燃料输入道16与进气道17是平行的。燃料输入道16、进气道17以及辅助导管与气缸2的连接是由连接部32′、32实现的。如上所述，为辅助导管14所设置的连接部32与进气道11的连接部32′是平行延伸的。
下面将结合图5对气缸2上各个孔口之间的相对位置作进一步的描述。从图中可清楚地看出，进气道的孔口7、8以及辅助导管14的孔口15在气缸2上位置是相互侧偏的。凹陷18必须相对于进气口8侧向错开，这样就不会将进气口8与辅助孔口15连通起来。因此，燃料孔口7和辅助孔口15就必须相对于进气口8侧向错开。不然的话，就必须要加大气缸的缸径和行程。在另一方面，凹陷18应当能将辅助孔口15与燃料孔口7连通起来。在所示的实施例中，孔口7与15其实并不一定要侧向错开。但是，对于图11到图13所示的第二或第三实施例，则要求这样，图11-图13中表示出了一个活塞开孔31，其应当能与辅助孔口15连通，但却不与燃料孔口7连通。扫气孔口10、10′在图中未表示出，但它们却是由扫气导管13、13′的上部形成的，与辅助孔口15在气缸壁上开口的上限边缘相比，扫气孔口在气缸壁3中的上限边缘在轴向上更为靠下，即更接近于曲轴箱6。由于扫气孔口10、10′的设置方式是按照常规的，所以废气将不能窜入到曲轴箱中，这样，辅助导管的孔口的上限边缘在轴向上将高于每条扫气导管的对应上限边缘。这将简化使废气37窜入到辅助导管中的设计，并使空气/燃料混合物36开始执行扫送的时刻变晚。在该图中，还示出了活塞4上的凹陷18是如何进行设计的，以便于能根据本发明在燃料孔口7与辅助孔口15之间形成转移空间18。
下面将参照图6-10对根据本发明的该内燃机的功能作更为详细的描述，这些附图表示了内燃机工作过程的不同步骤。图6示意性地表示了内燃机1的第一实施例。在图中的位置上，活塞4在缸筒内正在上升。其已经越过了排气口9，因而在当前时刻，排气口是关闭的，因而随着活塞的向上运动，燃烧室5内空气/燃料混合物的压力在不断升高。
在图7中，活塞4在气缸2中处于接近其上死点的位置处。图中的箭头指示辅助导管14中的空气/燃料混合物36经转移空间18的入流方向、以及新鲜空气经进气口8流入到曲轴箱6中的入流方向，其中，空气/燃料混合物36是从空气/燃料输入道16流入的。然后，活塞4到达其上折返点，而后就掉头向下运动。近似地是在该位置处，通过公知的方式在燃烧室5中引发燃烧。
图8中示意性地表示了内燃机1的一种状态，在该状态下，活塞4正在向下运动，并已越过排气口9的上限边缘。由于废气压力高于环境压力，所以废气从燃烧室5中冲出，大部分废气经排气口排出。当辅助孔口15被活塞4逐渐敞开时，还有一些废气37开始经辅助孔口1 5流入到辅助导管14中。此时，在辅助导管中，靠近曲轴箱6的部位处存在有新鲜空气35，而在靠近燃烧室5的部位处则存在有废烟气37。辅助导管14中的两排出区之间留有一个容积空间，其中容纳着空气/燃料混合物36。辅助导管的总容积适于容纳这些排送量。优选地是辅助导管较为狭窄，以防止不同的气体混和到一起、而不是保持分层的状态。优选地是，辅助导管14的长度大于各条扫气导管13、13′长度的两倍。由于辅助导管内气体量的惯性较大，所以这些气体要比扫气导管13、13′内气体晚开始执行扫气，但执行扫气过程的时间则较长。
随着活塞的继续向下，曲轴箱6中的压力就会增大。而在燃烧室5中，随着废气37从排气口9流出，压力在逐渐下降。这样的情形即为图9所示的状态。在该位置上，活塞4的上限边缘已越过了扫气孔口10、10′的上限边缘，来自于曲轴箱的纯空气被扫送到燃烧室内。另外，在该位置上时，辅助导管14中的上述气体量37、36、35开始流入到燃烧室5中。此情况的确切发生时刻取决于多个节制措施，这些措施在一方面将影响辅助导管14何时开始外流气体，在另一方面将影响空气/燃料混合物36多晚开始流入到燃烧室5中。由于辅助孔口15的位置远离排气口9，因而在该位置上，空气/燃料混合物流失出去的可能性是较小的，其中的原因部分上由于气体混合物在燃烧室中的这一行程尽可能地长，部分原因在于首先从辅助导管14中流出的气体量是由旧的废气37组成的。
然后，活塞4将在下折返点处改变运动方向，并在缸筒内再次向上运动。在此时间中，燃烧室5将被来自于辅助导管14的空气/燃料混合物填充，且废气37的最后一部分体积将被从排气口9吹送出去。在图10中示意性地表示了新鲜的空气/燃料混合物36是如何流入到燃烧室5内、且部分废气37是如何仍能流出去的。在该位置上，扫气孔口10、10′被关闭，且活塞4继续向上移动，以便于将排气口9密封。
此时，燃烧室5基本上被空气/燃料混合物充满，在活塞向其上折返点移动的过程中，空气/燃料混合物受到活塞4的压缩。按照这样的方式，活塞的各个冲程的工作顺序都是从图6示意性表示的状态开始重复进行的。
为了增强对封堵在辅助导管14中的气体量的控制，优选地是在所述导管与曲轴箱连接的入口一侧设置一曲轴箱阀26。图11示意性地表示了根据本发明的内燃机的第二实施例，在该实施例中，而是将辅助导管14的入口设计有一个节流件34。辅助导管14上还设置有另一个保持器24。另加的保持器24可被作为选装件，其最好是适于提供一可用空间。尤其是，如果考虑到内燃机的设计不太适合具有长的辅助导管，从而无法容纳适量的燃料混合物，则该另设的容积24将成为一个很好的备选方案。另加的保持器24可与辅助导管14制成一体，或者作为一个单独的另设部件被安装到辅助导管上。节流件34和另加的保持器24也可被用在图1-10所示的第一实施例中。这些部件被用来影响辅助导管14的适配性，以便于在扫气过程中，使空气/燃料混合物的扫送尽可能地晚，从而能将来自于辅助孔口15、并从排气口9流失的燃料量减到最少。
第二实施例的区别特征在于活塞4具有一个活塞窜气孔31，其在轴向上的位置比活塞上转移空间18的位置要高，即离曲轴箱更远。图11表示了活塞的一个位置，该位置位于图7、图8所示位置的中间。如图7所示，在活塞接近于上死点的各个位置上，空气/燃料混合物将被输送到辅助导管14中，空气则被输送到曲轴箱6中。当活塞向上运动时，情况的确是这样。当活塞向下运动时，曲轴箱中的压缩将会增大，气体的供送就会停止，且在一方面，进气道11与辅助导管14之间的连通就会消失，在另一方面，进气道11与曲轴箱的连通也会消失。当活塞到达图11所示的位置时，活塞窜气孔31将会与辅助孔口15相对应，从而来自于曲轴箱的空气就可流入到辅助导管14中，并将空气/燃料混合物36进一步地下压到辅助导管中。这样，在扫气过程中，混合物36的扫送将开始得很晚，这样就减小了燃料经排气口9的流失。在图7所示的充气过程中，由于辅助导管既长又窄，所以气体流入到辅助导管的过程具有很大的惯性。该惯性有助于在图11所示的工作阶段中将空气经窜气孔31吸入。由于节流件34可减小流入到辅助导管下端中的空气，所以还能进一步增强上述的效果。在图12中，活塞处于与图8所示位置相对应的状态。废气37可流入到辅助导管14中，并将空气/燃料混合物36在辅助导管中进一步向下压。在混合物36的上方存在一层空气35和一层废气37。在扫气过程中，废气层37将首先被扫送到燃烧室5中，然后是空气层35，最后才是带有燃料的气体层36。在图11所示的方案中也统一实现了分层。通过利用活塞窜气孔31输送空气，至少可实现两方面的优点。在第一方面，气体层35和37的总长度将会大于图1-图10所示第一实施例中仅废气层37的长度。因而可达到这样的效果从排气口流失的燃料将更少，从而可降低排放和燃料消耗。在另一方面，有利地是，在最靠近空气/燃料混合物36的上方是一个空气层35。气体层35与36之间出现一定的混和是不可避免的，但却不会燃烧起来。而对于废气层37与气体层36的混和，则就很难保证混和气不燃烧起来。总而言之，这就意味着如果输送更多的空气，则或者可提高内燃机的功率，或者在保持功率不变的情况下可减少排放。
这样，图12表示了本发明的第三实施例，在该实施例中，辅助导管14被设计成仅通入到气缸壁3中，因而其另一端为盲端。同样，该实施例也具有一个另加的保持器24，其使辅助导管14具有足够大的容积。为了向辅助导管14输送新鲜空气，活塞4上具有一个活塞窜气孔31，其将曲轴箱的空气连通向辅助导管14。对于该实施例，这将具有很明显的优点。
图13a、13b是本发明第二、第三实施例的剖视图，其中，具有一活塞窜气孔31的活塞4处于不同的位置上。与图7所示的位置进行比较，在图13b中，活塞4处于这样的位置利用活塞4上的转移空间18接通了辅助导管14、辅助孔口15、以及燃料孔口7之间的连接。在该位置上，空气/燃料混合物将会经辅助孔口15流入到辅助导管14中，空气则是经进气口8、从活塞下边缘的下方流入到曲轴箱内。与图11所示位置进行比较，在图13b所示的下一个位置上，由于活塞4向下运动，燃料孔口与辅助导管14之间的连通被切断了。但在该位置上时，由于活塞窜气孔31处于与辅助孔口15相对的位置，所以可在曲轴箱6与辅助导管之间形成连通。此时，纯净的空气就能流入到辅助导管14中，其在空气/燃料混合物的上方起到一个保护层的作用。
在本发明的另一实施例(该实施例被部分地表示在图2中)中，将一曲轴箱阀26基本上设置在曲轴箱6中，并利用活塞的运动来对其进行控制，从而对于选定的活塞位置，可对辅助导管14提供节流作用。在图中，该阀被表示为用点划线绘制的、位于曲轴机构20上的一个派生物。对于某些选定的活塞位置，当该派生物所处位置与辅助导管14在曲轴箱中的开口相对置时，就对该开口施加了强烈的节流作用，具体的活塞位置取决于派生物26是如何进行布置的—即其位置和转角延伸范围是什么样的。因而，利用这种简单的结构，就可形成一个由活塞运动或曲轴运动进行控制的曲轴箱阀26。很显然也可在辅助导管在曲轴箱内的入口上设置一个可被开闭的阀件26，其受曲轴运动或活塞运动的控制。但这样的设计将更为复杂。一种可能的设计是这样的当活塞处于图8所示的位置时—即当活塞刚刚将辅助孔口15打开时，派生物26所处的位置遮住了辅助导管在曲轴箱内的开口。这样，从辅助孔口15传入的压力脉冲将会在辅助导管中向下移动，并被曲轴箱阀26—即派生物26反弹回来，从而再次传播回孔口15处。在辅助导管的长度经过适当选配的情况下，反射回的压力脉冲将会增大空气/燃料混合物36冲入到燃烧室中的速度，如果孔口15处的入口是指向上方的，则这样的设计将尤其是有利的。利用曲轴箱阀26，在扫气过程中，通过适当的适配，还可以减慢经辅助导管14的扫气速度。这也将导致扫气的延迟，从而减少燃料经排气口的流失。
优选地是曲轴箱扫气型内燃机是通过将润滑剂(例如机油)输送到曲轴箱6中来进行润滑的。可以按照很多种方式来实现这样的润滑。其中的一种方式是将机油从油箱中泵送到曲轴箱内。在一种最为简单的形式中，可采用与图14所示方案类似的方式。从曲轴箱6引出的一根连接导管27上设置有一单向阀28，且该连接导管27与一个小机油箱相连接。利用曲轴箱内的压力脉冲，机油将会经单向阀和连接导管而被吸入到曲轴箱内。连接导管27上还设置有一个节流开度受控的阀门，用于执行节流，从而在内燃机的节气门开度范围内可对机油流量进行控制。另一种润滑方式是在燃料中加入机油，并经过内燃机各个不同的燃料喷嘴而加入机油。在此情况下，优选地是在内燃机告速运转的过程中，某些低速喷嘴21′将不是完全关闭，以便于向曲轴箱输送少量的燃料和机油，以便于使内燃机获得足够的润滑。从图14可明显地了解第三种润滑方式，从曲轴箱6引出、并带有单向阀28的连接导管27被连接到燃料输入道16上。利用高速喷嘴21输入燃料和机油。由于与燃料输入道16相比曲轴箱中的压力通常较低，所以空气/燃料/机油的混合物能流入到曲轴箱中。还可以将低速喷嘴21′设置到燃料输入道中，或将其设置在燃料输入道的上游位置，从而使所有的燃料都基本上被输送到燃料输入道中。
图15表示了一种备选的改型形式，此改型可与上述的所有实施例、以及根据本发明的内燃机1的变型配套应用，在该形式中，辅助导管14具有更大的连接部32，该连接部上设置有一个连接件33，连接件33具有一导向管，用于使流入到燃烧室5内的流体具有理想的方向。由于导向管是用金属或某些类型的塑料制成的单独部件，所以还可将导向管弯曲起来，其中的金属例如为铝或镁。由于在这种方式中从辅助导管流出的、包含空气/燃料混合物36的气体量的入流方向可被引导为远离从排气口直接排出的方向，所以实现了另一种可避免燃料从系统中流失出去的方法。在一优选实施例中，连接件33被插入到设置有喷嘴的连接部33中，辅助导管套接在该连接件上。对于具有三个平行连接部32、32′的铸造气缸，该实施例是特别有利的。从图5可清楚地看出，优选地是当调控节流阀23处于完全开度位置时，应能在燃料输入道与进气道直接实现良好的密封，从而可在合适的程度上防止燃料输入道中的所谓回火冲向进气道。
另一个优点在于形成上述转移空间18的活塞4在内燃机中可起到一个滑阀的作用，从而可取消或减少为对内燃机的入流和出流进行控制而设置的其它阀件机构，很显然，这将显著地简化内燃机的制造，带来性价比的提高。但是，很显然也可将内燃机设计成带有常规形式的阀，用于控制气体等流体的入流和出流，尽管这样的方案并不是优选的。
为了能表明采用该辅助导管能降低燃料损耗的效果，最好是与其它的内燃机对进气效率进行比较。进气效率是这样一个测量指标在流入到燃烧室中之后，气缸中容纳了多少燃料。普通四冲程内燃机的充气效率一般为97％，而常规的二冲程类型内燃机的充气效率大约为80％。但对于根据本发明的曲轴箱扫气型内燃机，在优选实施例的情况中，充气效率大约为94％。
当然，不应当认为本发明仅限于图示的、以及说明书所描述的实施例，在所附权利要求的保护范围内，可任意地执行和改动实施例。因而，通过按照与上述非限定性实施例不同的方式对各个特征进行组合，可形成多种其它的备选实施例。
因而，各孔口上的连接部可采用不同于上文的其它设计形式。很显然可按照本领域的技术人员易于发现的其它合适方式，将辅助导管14与气缸2补充性地结合到一起。由于可为辅助导管14的容积设置配套的控制器，所以使所述容积成为可调的，从而可实时变化。在本发明的一备选实施例中，这样的设计是主要的优选措施，此条件下，辅助导管14与曲轴箱6并非是直通的。
很显然还可改变不同气体层在辅助导管中的布置次序，只要能保证达到这样的功能即可由含燃料少的气体或气体混合物为空气/燃料混合物形成一保护层。
本发明的优势可获得特别重大收益的重要应用领域例如为链锯，但是，本发明也可被应用到切割工具、园艺工具等其它便携式工具中。
权利要求
1.一种二冲程曲轴箱扫气型内燃机(1)，其主要用于链锯、修剪器或动力切割器等手持工具，其带有一个气缸(2)和一个沿气缸壁(3)往复运动的活塞(4)，此活塞将位于其上方的燃烧室(5)与位于其下方的曲轴箱空间(6)隔离开，且在气缸壁(3)上为空气进气道(11)、废气排气道(12)、以及多条扫气导管(13、13′)设置了多个孔口(7、8、9、10、10′)，其中的扫气导管将燃烧室与曲轴箱连接起来，其特征在于设置至少一条辅助导管(14)，其带有一个位于气缸壁中的辅助孔口(15)，该辅助孔口(15)由活塞来进行打开和遮闭；且进气道被分隔成一条通向燃料孔口(7)的燃料输入道(16)、以及一条通向进气口(8)的进气道(17)；这些孔口均由活塞(4)进行打开和遮蔽，活塞还包括一转移空间(18)，该空间的口嘴边缘由活塞的周面界定，且在至少一个活塞位置上，该空间构成了燃料孔口(7)与辅助孔口(15)之间的连接通道，从而燃料可经辅助孔口(15)输送给辅助导管，然后，在孔口(15)被活塞(4)敞开之后，燃料可流入到燃烧室内。
2.根据权利要求1所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于至少在内燃机高速工作时，向内燃机供应的燃料的主要部分被输送到燃料输入道(16)中。
3.根据权利要求1或2所述的曲轴箱扫气型内燃机，其特征在于带有孔口(15)的辅助导管(14)被设计成使空气/燃料混合物(36)的扫气是在扫气导管(13、13′)开始扫送空气之后开始的。
4.根据权利要求3所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于辅助孔口(15)的上限边缘在轴向上的位置高于各扫气导管的孔口(10、10′)的对应上边缘，即距离曲轴箱(6)更远，从而简化使废气(37)窜入到辅助导管中的设计，并使空气/燃料混合物(36)开始执行扫送的时刻变晚。
5.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于活塞(4)具有一个活塞窜气孔(31)，其在轴向上的位置比活塞上转移空间()18的位置要高-即离曲轴箱更远，因而，空气可流入到辅助导管(14)中，在辅助导管中进一步向下压空气/燃料混合物(36)，从而使混合物(36)开始执行扫送的时间变晚。
6.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于一曲轴箱阀(26)基本上被设置在曲轴箱(6)中，并利用曲轴机构的运动来对其进行控制，从而对于选定的活塞位置，可对辅助导管(14)提供节流作用，从而在其它因素之中，此特征也能延迟空气/燃料混合物(36)的扫送。
7.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于辅助导管(14)的长度大于各条扫气导管(13、13′)长度的两倍，因而使辅助导管中开始执行扫气的时间较晚。
8.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于在进气道中设置至少一个调控阀(23)，从而使流入到内燃机(1)中的空气量和燃料量是可控的。
9.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于燃料孔口(7)和辅助导管的孔口(15)相对于进气口(8)向侧旁错移开。
10.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于辅助导管(14)实质上被设置在气缸(2)的外侧。
11.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于辅助导管(14)是由一可拆装、可更换的装置构成的，其优选是一软管，其被安装到气缸的外侧，并具有适当的长度和尺寸。
12.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于进气道(11)与辅助导管(14)之间的连通包括活塞(4)上的转移空间(18)。
13.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于内燃机仅具有一条辅助导管(14)。
14.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于另外设置了一个保持器(24)，其与辅助导管(14)相连通，用于容纳更大的气体量。
15.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于辅助导管(14)被设置成为气缸(2)与曲轴箱(6)之间的连接件。
16.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于内燃机具有一辅助导管(14)，其仅通入到气缸壁(3)中，而其另一端则为盲端。
17.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于润滑剂通过一条带有单向阀(28)的燃料导管(27)从燃料输入道(16)引向曲轴箱(6)输送到系统中。
18.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于在燃料输入道(16)、进气道(17)以及辅助导管与气缸(2)进行连接的各个连接部中，至少一个连接部由连接件(32、32′)构成。
19.根据权利要求18所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于辅助导管(14)的连接部(32)与进气道(11)的连接部(32′)平行。
20.根据权利要求18或19所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于至少辅助导管(14)具有较大的连接部(32)，该连接部中设置有一连接件(33)，其带有一导向管，以创造流入到燃烧室(5)中的流体的理想方向。
21.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于具有至少一条扫气导管(13)，其被设置为沿气缸孔(29)轴向延伸的沟道形式，从而形成所谓的开放式扫气导管。
22.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于至少在气缸壁(3)中，空气/燃料混合物输入道(16)和进气道(17)平行延伸。
23.根据上述权利要求之一所述的曲轴箱扫气型内燃机(1)，其特征在于气缸(2)是铸造而成的。
全文摘要
一种二冲程曲轴箱扫气型内燃机(1)，其主要用于链锯、修剪器或动力切割器等手持工具，其带有一个气缸(2)和一个沿气缸壁(3)往复运动的活塞(4)，此活塞将位于其上方的燃烧室(5)与位于其下方的曲轴箱容积(6)隔离开，且在气缸壁(3)上为空气进气道(11)、废气排气道(12)、以及多条扫气导管(13、13′)设置了多个孔口(7、8、9、10、10′)，由此，设置至少一条带有辅助孔口(15)的辅助导管(14)，辅助孔口(15)位于气缸壁中，辅助孔口(15)由活塞来进行遮闭和打开；且进气道被分隔成一条通向燃料孔口(7)的燃料输入道(16)、以及一条通向进气口(8)的进气道(17)；这些孔口均由活塞(4)进行遮蔽和打开，活塞还包括一转移空间(18)，该空间的口嘴边缘由活塞的周面界定，且在至少一个活塞位置上，该空间构成了燃料孔口(7)与辅助孔口(15)之间的连接通道，从而燃料可经辅助孔口(15)输送给辅助导管，然后，在孔口(15)被活塞(4)敞开之后，燃料可流入到燃烧室内。
文档编号F02B25/22GK1505730SQ01823215
公开日2004年6月16日 申请日期2001年5月11日 优先权日2001年5月11日
发明者布·卡尔松, 米卡埃尔·贝里曼, 尔 贝里曼, 布 卡尔松 申请人:电气联合股份有限公司