专利名称：二冲程发动机的气缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种二冲程发动机的气缸，特别是在如机动锯，切断机，自由切割机或类似器具的手持式工作机械中应用的扫气式二冲程发动机的气缸。
背景技术：
在US5040496中公开了一种二冲程发动机的气缸，在其气缸壁中设置了溢流通道。在与溢流窗口邻接的区域中设置了装入溢流通道中的流动导向翼片，它们可以具有蜂窝或格栅形的结构。翼片伸达到溢流窗口。翼片作为分立的构件安装到溢流通道中并且因此要求附加的安装工步和附加的结构件。如果翼片设置为薄片结构的话则它们只具有较小的机械稳定性。在较坚固结构情况下该翼片则使得溢流窗口中流动横截面变小，因此输入燃烧室的空气量减少。溢流窗口的扩大则由于气缸中空间条件特别是由于控制时间的原因不可能很容易实现。如果溢流窗口在朝排出口的方向上被移位的话，则废气值就将变坏，因为燃烧室扫气变差了并且新鲜混合气可以直接进入到排出口中了。
发明内容
本发明的任务是提供一种二冲程发动机的气缸，它可以简单地制造并能实现二冲程发动机以微小的废气值运行。
这一任务通过一种具有权利要求1所述特征的气缸解决。
因为流动导引肋没有突伸直至溢流窗口上，它也就不会减小溢流窗口的面积。在溢流通道的径向上位于外边的区域中该通道可以设置得较宽些，因此可以实现足够大的流动横截面。流动导引肋可以设置为比较坚固的结构，因此它具有一个足够的机械稳定性。通过流动导引肋，扫气用空气和混合气流入燃烧室时的夹角就可以在宽的范围内自由确定，因此可以实现良好的扫气结果并由此实现较小的废气值。因为流动导引肋没有突伸直到溢流窗口，故该流动导引肋也可以应用在小容积发动机的气缸中，其中由于有限的空间位置条件配置两个单独的溢流通道是不可能的。由于流动导引肋没有突伸直到溢流窗口，故溢流通道的两个部分是相互连接的，从而在溢流通道的两个部分之间产生压力平衡。因此在以尽可能无燃料的空气填充溢流通道的情况下可实现溢流通道的所述部分的均匀填充。此处，溢流通道的均匀的填充还产生于，在溢流窗口处的顶部边缘并非垂直于气缸纵轴线。因此溢流窗口的几何结构可以良好地适配于燃烧室的良好的扫气特性，同时不会由于这种先用纯空气扫气后用过浓混合气扫气而产生对所述几何结构的限制。
最好是，流动导引肋从溢流通道的相对气缸纵轴线而言径向上位于外边的壁部延伸到溢流通道中。通过这种在溢流通道的径向上位于外边的壁部上的连接，流动导引肋就在其整个长度上连接在气缸上并因此具有大的稳定性。因为溢流通道在它径向上位于外边的区域通过流动导引肋分开，故在流动导引肋的两侧可以实现溢流通道的径向上位于外边的壁部的不同的曲线轮廓，从而到燃烧室中的流入角可以良好地被适配。
特别是流动导引肋沿气缸纵轴线的方向定向。流动导引肋的这种定向能实现一种引起燃烧室良好扫气的进入燃烧室的流入方向。流动导引肋的突入到溢流通道中的边缘最好是相对气缸纵轴线成一个夹角地延伸，该夹角是在朝溢流通道的气缸头的方向上收敛的。依此流动导引肋在其远离气缸头的端部上比在其靠近气缸头的端部上是稍短地突入到溢流通道中的。依此在溢流通道中朝燃烧室的流动方向上的流动是逐渐地分为两个支路的。这就避免了涡流产生，从而通过溢流通道可以向燃烧室输入足够量的空气和混合气。流动导引肋特别是通过溢流窗口的整个高度地延伸。最好是流动导引肋延伸超过溢流通道的平行于气缸纵轴线所测得长度的1/3，特别是超过其长度的一半。因为流动导引肋通过溢流通道长度的大部分延伸，故对流动方向的影响可以逐渐地实现，从而产生较小的流动阻力。
还规定，流动导引肋将溢流通道分为两个相互连接的支路。有利的流动条件产生于，溢流通道一个支路的顶部与气缸纵轴线成一个不同于溢流通道另一支路的顶部的夹角。最好是溢流通道的靠近排出口的支路的顶部与气缸纵轴线成一个至少80°的夹角。又规定，溢流通道的远离排出口的支路顶部以一个半径延伸并且以一个25°至60°的夹角通入气缸内腔中。流动导引肋允许进入燃烧室的流入角自由构造。因此以一个单独的溢流通道就可以实现流入条件，它们一般只能通过配置两个分开的溢流通道实现。溢流通道的远离排出口的壁部优选与一个将排出口分开的中央平面在溢流窗口的高度上成一个55°至75°的夹角。流动导引肋的远离排出口的壁部与一个将排出口分开的中央平面在溢流窗口的高度上成一个60°至115°夹角。对于流动导引肋的靠近排出口的壁部来说，对于在溢流窗口的高度上与一个将排出口分开的中央平面的夹角选择一个35°至65°的夹角是有利的。溢流通道的靠近排出口的壁部与一个将排出口分开的中央平面在溢流窗口的高度上优选成一个30°至60°的夹角。已经表明，通过选用这个区域中的夹角就可实现有利的流动条件，从而废气可很好地从燃烧室中扫出并且同时可以尽量地防止新鲜混合气转移到排出口中去。
气缸的简单制造可以如此实现，即流动导引肋铸造在气缸上。因此流动导引肋可以在和气缸的相同制造工步中制成。为了气缸的简单制造另外规定，在气缸孔中安置一个气缸套，其至少在它长度的一部分上将溢流通道与气缸内腔分开。因此溢流通道可以是相对气缸内腔封闭的，而在制造溢流通道的铸造工艺中无需芯部。气缸套特别是延伸至溢流窗口的下边缘。因为，气缸套没有在气缸的整个长度上延伸，故溢流窗口就不必作为开口设置在气缸套中。因此气缸套的制造就简化了。而且对于一般来说位于溢流窗口高度上的排出口，也因此无需气缸套中附加的开口了。特别是气缸套在其背离气缸头的端部上设置为闭合的环件，其宽度小于溢流通道长度的2/3，最好是小于其长度的一半。气缸套可以因此节约材料地制造。而且在用于混合气到二冲程发动机曲轴箱的进口的区域中该气缸套可以开槽，因此也不必在气缸套中制造用于进口的开口了。还规定，气缸套在溢流通道的区域中具有一个活塞环岸，其从环件开始延伸至溢流窗口的下边缘并且其将溢流通道与气缸内腔分开。因此可以简单方式制造一个闭合的溢流通道了。
最好是气缸具有两个彼此相对置的、相互对称设置的溢流通道，其中分别安置一个流动导引肋。其中作为优选，这个特别地在中央将排出口分开的中央平面即是该对称平面。为了实现使流出废气与补充流入新鲜混合气分开的先用纯空气扫气后用过浓混合气扫气而规定，在气缸中设置至少一个空气通道以用于将空气通过一个活塞槽输入到溢流通道中，其中空气通道通入到气缸孔中。通过空气通道就可以借助活塞槽在该空气通道和溢流通道之间形成一种可简便建立的、控制气口的连接。
下面借助附图描述本发明的实施例。附图中表明图1是二冲程发动机的示意截面图；图2是二冲程发动机气缸的局部截面图；图3是图2的气缸的沿着图2中剖切线III-III的截面图；图4是图3中溢流通道的放大截面图；图5是沿图2中剖切线V-V的截面图；图6是沿图2中剖切线VI-VI的截面图；图7是沿图2中剖切线VII-VII的截面图；图8是溢流通道的示意透视图；图9是具有溢流通道的气缸内腔的示意透视图。
具体实施例方式
在图1中表明的二冲程发动机1具有一个气缸2，该气缸2具有一个圆柱形的气缸孔13，其中支承一个往复运动的活塞5。气缸2在一个端部上被一个气缸头32封闭。活塞5与气缸孔13和气缸头32一起界定了二冲程发动机1的燃烧室3。气缸头32被一个火花塞8贯穿突入，其可点燃燃烧室3中的混合气。活塞5在气缸2中沿气缸纵轴线17的方向上可往复运动地支承并通过一个连杆6驱动可转动支承在曲轴箱4中的曲轴7。曲轴箱4安置在气缸2的与气缸头32相对置的端部上。在气缸孔13中通入一个进口9，其在活塞5上止点的区域中将燃料/空气混合物输入到曲轴箱4中。从燃烧室3引出一个排出口10，其如进口9那样由活塞5控制气口。
气缸2具有两个在气缸壁38中构成的溢流通道11，其在图1中示出了一个。第二个溢流通道是与第一溢流通道11相对置并对称地安置的。在活塞5的下止点的区域中溢流通道11将曲轴箱4与燃烧室3连接起来。其中溢流通道11以一个溢流窗口12通入到燃烧室3中。在活塞5的上止点的区域中溢流窗口12通过图1中未示出的、在活塞5中构成的活塞槽与一个在气缸2中构成的空气通道15相连接。空气通道15在溢流窗口12下方的一个空气通道窗口16处通入气缸孔13中。
在二冲程发动机1的运行中在活塞5的上止点的区域中基本无燃料的空气从空气通道15通过一个未示出的活塞槽并通过溢流窗口12流入到溢流通道11中。由此溢流通道11从其燃烧室侧的端部开始被填充以基本无燃料的空气。燃料/空气混合物通过进口9流入到曲轴箱4中。在活塞5的下行冲程中混合气在曲轴箱4中压缩。一旦溢流窗口12打开了，首先是在溢流通道11中预先贮存的基本无燃料的空气流入到燃烧室3中并且将前面进行的循环中的废气通过排出口10从燃烧室3中扫出。接着燃料/空气混合物通过溢流通道11补充流入到燃烧室3中。在活塞5的向上冲程中混合气在燃烧室3中再次被压缩并且在活塞5的上止点的区域中由火花塞8点燃。通过燃烧活塞5朝曲轴箱4的方向上加速。废气通过排出口10流出并通过从溢流通道11进入到燃烧室3中的空气扫出。
在溢流窗口12的高度上于溢流通道11中安置了一个流动导引肋14。在图2的截面图中表明了流动导引肋14。流动导引肋14在溢流通道11中沿气缸纵轴线17的方向延伸。流动导引肋14的突入到溢流通道11中的边缘21相对气缸纵轴线17倾斜一个角度f，其向着气缸头32的方向是收敛的。因此从溢流通道11的曲轴箱侧的、远离气缸头的端部开始，该流动导引肋14的在气缸纵轴线17的径向上所测得的宽度直至溢流通道11的燃烧室侧的、靠近气缸头的端部是增大的。在图2中示出的流动导引肋14情况下边缘21是直线延伸的，但是边缘21也可以是弯弧形的。
流动导引肋14从溢流通道11的径向上在外边的壁部33突入到该溢流通道中。因此流动导引肋14固定在径向上在外边的壁部33上以及在气缸2的溢流通道的顶盖区域中。流动导引肋14特别是铸造在气缸2上。如图2表明的，流动导引肋14从溢流通道11的顶盖区域通过溢流窗口12的整个的高度大约延伸至溢流通道11的中心，在这里它过度到径向上位于外边的壁部33中。
在气缸孔13中安置一个气缸套24，其从气缸2的燃烧室侧的端部延伸至溢流窗口12的下边缘31。溢流窗口12的下边缘31在此是靠近曲轴箱的远离气缸头的边缘。流动导引肋14终止在溢流窗口12前面的一个间距处，因此它将溢流通道11不是完全地而是只在径向上位于外边的区域分隔为两个支路，但是它们在溢流通道11的径向上位于里边的区域中是相互连接的。因此流动导引肋14未使溢流窗口12中的流动横截面减小。
如图3所示的在溢流窗口12的高度上的截面图，两个溢流通道11是相对中央平面26对称地安置的，其将排出口10在中央分开并且包含了气缸纵轴线17。而且流动导引肋14在两个溢流通道11中是相对中央平面26对称设置的。在溢流窗口12的高度上流动导引肋14将溢流通道11分成一个靠近排出口的支路19和一个远离排出口的支路20。两个支路19、20在溢流窗口12的区域中相互连接。如在图4中所示的溢流通道11的放大截图，流动导引肋14的伸入到溢流通道11中的边缘21到溢流窗口12具有一个间距a，因此这两个支路19、20在溢流窗口12的高度上是相互连接的，即使当溢流窗口12还被活塞5封闭时也如此。流动导引肋14因此终止在气缸孔13的壁的假设的延续到溢流窗口12中的延续线前面的间距a处。流动导引肋14的边缘21可以是锐利的边缘，但边缘21最好是倒圆的构造。流动导引肋14具有两个流动导引表面，其中流动导引表面22是面对着溢流通道11的靠近排出口的支路19的而流动导引表面23则面对着远离排出口的支路20。
如图3所示，流动导引表面22和23以及溢流通道11的壁部相对中央平面26倾斜不同角度。因此可以在流入气缸内腔25中时达到有利的流动条件。溢流通道11的远离排出口的壁部27界定了远离排出口的支路20，该壁部27相对中央平面26具有一个为55°至75°的角度α。其中角度α就是这个在中央平面26和壁部27的加长线之间的朝排出口10敞开的角度。流动导引表面23在它靠近排出口的侧端上界定了溢流通道11的远离排出口的支路20，并且该流动导引表面23与中央平面26成一个在60°和115°之间的夹角β。在溢流通道11的靠近排出口的支路19中的流动导引表面22和中央平面26之间的夹角γ优选为35°至65°，同时溢流通道11靠近排出口的壁部28在与流动导引表面22相对置的侧面上界定了支路19，该壁部28与中央平面26成一个30°至60°的角度δ。由此流动导引表面14实现对流入角的良好的适配性并依此对气缸内腔25中流动条件实现了良好的适配性。
在图5的截面图中表明了气缸2在溢流窗口12下方空气通道窗口16的高度上的截面图。如图5所示，在气缸壁38中设置了空气通道15的两个支路，它们在中央平面26的两侧大致平行于中央平面26地导引并且以空气通道窗口16通入到气缸内腔25中。其中空气通道窗口16设置在气缸套24中。流动导引肋14从径向上位于外边的壁部33突入到溢流通道11中并将这个溢流通道11分隔为相应一个靠近排出口的支路19和一个远离排出口的支路20。但是流动导引肋14终止在气缸套24前面的一个间距b处，因此溢流通道11的两个支路19和20通过一个在流动导引肋14和气缸套24之间的隙缝相互连接。
如在图6中表明的位于进口9的高度上的截面图那样，流动导引肋14在朝气缸纵轴线17的径向上的延伸部分是随着离开气缸头32的距离增加而减小的。因此突入到溢流通道11中边缘21在进口9的高度上相对气缸套24具有一个间距c，其明显地大于间距b。流动导引肋14在这一高度上延伸通过该溢流通道11的朝气缸纵轴线17的径向上所测得深度的约1/3。在这一高度上两个支路中的分配是未再给定的了。
如在图7中表示的在曲轴箱4中的进口9下方的截面图那样，在这一高度上未再设置流动导引肋14。溢流通道11是通过气缸套24与气缸内腔25分开的。
在图8中示意示出了一个溢流通道11的透视图。流动导引肋14从溢流通道11的气缸头侧的端部开始延伸到该溢流通道11中，其将溢流通道11分隔为一个靠近排出口的支路19和一个远离排出口的支路20。流动导引肋14延伸超过该溢流通道11的平行于气缸纵轴线17测得的长度l的一半。流动导引肋14最好延伸通过溢流通道11的长度l的至少1/3。流动导引肋14也延伸通过溢流窗口12的整个高度h。靠近排出口的支路19在它靠近气缸头的端部上具有一个顶部29，其相对气缸纵轴线17成一个角度e地汇入溢流窗口12上。该角度e最好至少80°，特别是大约90°。该溢流通道11的靠近排出口的支路19的顶部29是平面延伸的。在溢流通道11的远离排出口的支路20的靠近气缸头的端部上的顶部30以一个半径r延伸。在溢流窗口12上该顶部30相对气缸纵轴线17具有一个夹角d，它最好为25°至60°。同时在图8中表明了在夹角d和e处相对气缸纵轴线17的平行部分。流动导引肋14也可以仅仅通过溢流窗口12的高度h地延伸。也可以在溢流通道11上设置多个流动导引肋14。
在图9中示出了一个具有溢流通道11和气缸套34的气缸内腔25。其中示出了在加工气缸套座之前亦即具有加工余量的几何形状。气缸套34具有一个环件35，它从曲轴箱侧的端部延伸通过一个宽度g。宽度g最好计为小于溢流通道11长度l的2/3，特别是小于其一半。在溢流通道11的区域中在环件35上安置了活塞环岸36，其在每个溢流通道11旁平行于气缸纵轴线17地延伸直至溢流窗口12的下边缘31。因此溢流通道11在它整个长度l上除了溢流窗口12外通过气缸套34与气缸内腔25分隔开。其中活塞环岸36的上边缘构成溢流窗口12的下边缘31。
在一个朝气缸内腔敞开的溢流通道情况下布置流动导引肋14也是有利的。在这种情况下溢流窗口是溢流通道的组成部分，该部分在活塞下止点处是朝燃烧室敞开的。在一种并不是通过气缸套24与气缸内腔分开的，而是借助气缸壁中的芯件构成的溢流通道的情况下该流动导引肋也是有利的。流动导引肋14铸造在气缸上，因此它是可以简单制造的。
权利要求
1.二冲程发动机的气缸，具有一个气缸壁(38)，它包围一个气缸内腔(25)，具有一个气缸头(30)，它在燃烧室侧的端部上封闭气缸(2)并具有一个引自气缸内腔(25)的排出口(10)，其中在气缸壁(38)中设置至少一个溢流通道(11)用于使二冲程发动机(1)的曲轴箱(4)与其燃烧室(3)连接，其中溢流通道(11)以一个溢流窗口(12)通入到气缸内腔(25)中并且同时溢流通道(11)在溢流窗口(12)的高度上具有至少一个流动导引肋(14)，其在朝气缸纵轴线(18)的径向上到溢流窗口(12)具有一个间距(a)。
2.按权利要求1的气缸，其特征在于所述流动导引肋(14)从溢流通道(11)相对气缸纵轴线(17)在径向上位于外边的壁部(33)延伸到溢流通道(11)中。
3.按权利要求1的气缸，其特征在于所述流动导引肋(14)沿气缸纵轴线(17)的方向定向并且流动导引肋(14)的突入到溢流通道(14)中的边缘(21)相对气缸纵轴线(17)以一个夹角(f)延伸，其是在朝气缸头(32)的方向上收敛的。
4.按权利要求1的气缸，其特征在于所述流动导引肋(14)通过溢流窗口(12)的整个高度(h)延伸并且流动导引肋(14)延伸超过溢流通道(11)的平行于气缸纵轴线(17)测得长度(1)的1/3。
5.按权利要求1的气缸，其特征在于所述流动导引肋(14)将溢流通道(11)分开为两个相互连接的支路(19、20)。
6.按权利要求5的气缸，其特征在于所述溢流通道(11)的第一支路(19)的顶部(29)与气缸纵轴线(17)成一个不同于溢流通道(11)的另一支路(20)的顶部(30)的夹角(e、d)。
7.按权利要求6的气缸，其特征在于所述溢流通道(11)的靠近排出口的支路(19)的顶部(29)与气缸纵轴线(17)成一个至少80°的夹角(e)并且溢流通道(11)的远离排出口的支路(20)的顶部(30)以一个半径(r)延伸并且以一个25°至60°的夹角(d)通入气缸内腔(25)中。
8.按权利要求1的气缸，其特征在于所述溢流通道(11)的远离排出口的壁部(27)与一个将排出口(10)分开的中央平面(26)在溢流窗口(12)的高度上成一个55°至75°的夹角(α)。
9.按权利要求1的气缸，其特征在于所述流动导引肋(14)的远离排出口的壁部(23)与一个将排出口(10)分开的中央平面(26)在溢流窗口(12)的高度上成一个60°至115°的夹角(β)并且所述流动导引肋(14)的靠近排出口的壁部(22)与一个将排出口(10)分开的中央平面(26)在溢流窗口(12)的高度上成一个35°至65°的夹角(γ)。
10.按权利要求1的气缸，其特征在于所述溢流通道(11)的靠近排出口的壁部(28)与一个将排出口(10)分开的中央平面(26)在溢流窗口(12)的高度上成一个30°至60°的夹角(δ)。
11.按权利要求1的气缸，其特征在于所述流动导引肋(14)铸造在气缸(2)上。
12.按权利要求1的气缸，其特征在于在所述气缸孔(13)中安置一个气缸套(24，34)，其将溢流通道(11)在它长度(1)的至少一部分上与气缸内腔(25)分开，其中气缸套(24，34)延伸直达溢流窗口(12)的下边缘(31)。
13.按权利要求12的气缸，其特征在于所述气缸套(34)在其背离气缸头(32)的端部上是闭合的环件(35)，其宽度(g)小于溢流通道(11)的长度(1)的2/3，最好是小于其长度(1)的一半并且所述气缸套(34)在溢流通道(11)的区域中具有一个活塞环岸(36)，其从环件(35)开始延伸到溢流窗口(12)的下边缘(31)并且其将溢流通道(11)与气缸内腔(25)分开。
14.按权利要求1的气缸，其特征在于气缸(2)具有两个彼此相对置的、相互对称构造的溢流通道(11)，其中分别安置一个流动导引肋(14)并且在气缸(2)中设置至少一个空气通道(15)以用于使空气通过活塞槽输入到溢流通道(11)中，其中空气通道(15)通入到气缸孔(13)中。
全文摘要
一种二冲程发动机的气缸具有一个气缸壁(38)，它包围一个气缸内腔(25)，以及具有一个气缸头(32)，它在燃烧室侧的端部上封闭气缸(2)。在气缸壁(38)中设置至少一个溢流通道(11)用于使二冲程发动机(1)的曲轴箱(4)与其燃烧室(3)连接。溢流通道(11)以一个溢流窗口(12)通入到气缸内腔(25)中。溢流通道(11)在溢流窗口(12)的高度上具有至少一个流动导引肋(14)，其到溢流窗口(12)具有一个间距(a)。由此可以简单方式实现燃烧室(3)的良好扫气，同时在溢流窗口(12)中的流动横截面没有减小。
文档编号F02F1/22GK1854492SQ20061007715
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者F·霍赫, N·库纳特, H·登纳 申请人:安德烈亚斯.斯蒂尔两合公司