專利名稱：二沖程發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及在權利要求1的導言中闡述的一種類型的二沖程發動機。
背景技術：
從WO 01/51785 AL中，可知空氣通道和混合氣通道構造為近似相同的長度。混合氣通道的長度應介于空氣通道長度的0.6倍和1.4倍之間。這樣，空氣通道和混合氣通道彼此匹配，以維持空氣/燃料比值不變，而與載荷波動無關。
空氣通道包括傳輸通道的長度。由于混合氣通道應近似同空氣通道一樣長，因為混合氣通道必須構造成比氣缸外側的空氣通道部分長，所以產生不利的空間狀態結果。這里，對于具有近似相等的長度的空氣以及混合氣通道來說，業已表明燃燒室內的空氣/燃料比值在整個運轉轉數/分范圍內不是最佳的。
作為其基本點，本發明的任務須提供一級型的二沖程發動機，其具有一有利的在燃燒室內的空氣/燃料比值，該比值與特定載荷匹配。
通過一具有權利要求1的特征的二沖程發動機解決了該任務。
發明內容
當從空氣過濾器至進入曲柄軸箱內的入口的入口通道的長度只等于近似60％的凈化空氣通道的長度時，產生二沖程發動機的一良好的動力性能。凈化空氣通道的長度是從空氣過濾器至進入曲柄軸箱內的傳輸通道的入口開孔的平均通道長度。通過將入口通道構造為短于凈化空氣通道，那么進一步產生一有利的結構配置。空氣通道和入口通道可特別地連接到一空氣過濾器。
現提供入口通道的長度比凈化空氣通道的長度大20％。為了一有利的空氣/燃料比值和因此的低廢氣價值，凈化空氣通道的阻力相關區域有意地對應于1.7倍至5.0倍的入口通道的阻力相關區域。較佳地，該區域近似為兩倍的大小。阻力相關區域特別地在凈化空氣通道內或在入口通道內是最窄的橫截面。凈化空氣的通道的阻力相關區域對凈化空氣通道的長度的比值近似地等于入口通道的阻力相關區域對入口通道的長度的比值。對于凈化空氣通道和混合氣通道，阻力相關區域對長度的比值因此不變。對于混合氣通道和凈化空氣通道，依照赫爾姆霍茨方程式，按照公式得出同樣的赫爾姆霍茨頻率f=c2π·AL·V]]>其中c是聲速；A是阻力相關區域；L是長度且V是曲柄軸箱容量。凈化空氣通道和混合氣通道因此符合相同的頻率特征。二沖程發動機因此具有一良好的動力性能。
為獲得一良好的凈化結果，提供的二沖程發動機具有四個對稱地排列在中心對稱的平面上的傳輸通道。每一活塞窗分配兩個傳輸通道。空氣通道較佳地在氣缸區域分叉為兩個分通道。每一分通道連接至在特定的活塞位置上的一活塞窗。實際的做法是提供兩個空氣通道，且每一空氣通道連接至在特定的活塞位置上的一活塞窗。較佳地，對于對稱的凈化模式，每一空氣通道的阻力相關區域近似為相同尺寸。
下面將參照
本發明的實施例的所有特征。其中圖1示出一二沖程發動機的縱向截面的示意圖；且圖2是一通過二沖程發動機出口的正視截面的示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示的二沖程發動機1包括一氣缸2，其具有一圓柱形縱向軸線24和一構造在氣缸2內的燃燒室3。燃燒室3由一上下移動的活塞4劃定界限，在活塞在其上部位置4a接近頂部死點(TDC)處，虛線以示出。活塞4經由一連桿5驅動一曲軸6，且曲軸6軸頸支承在曲柄軸箱8內，以繞曲軸軸線7可轉動。空氣/燃料混合氣從入口通道11通過入口9提供至曲柄軸箱8。入口通道11連接至一空氣過濾器13，且在其一段長度上設置有一汽化器18。二沖程發動機1總的包括四個傳輸通道15和16，它們關于一中心平面對稱地排列。兩個傳輸通道15排列在出口附近，而兩個傳輸通道16排列在出口遠處。傳輸通道(15，16)通過開孔(19，20)通向曲柄軸箱8，而通過入口窗(25，26)通向燃燒室3內。在前面給出的活塞位置，如圖1所示的活塞4的位置，曲柄軸箱8和燃燒室3經由傳輸通道(15，16)彼此流體地連接。
在活塞4的外圍設置有兩扇窗17，它們關于氣缸中心平面對稱地排列。圖1中只示出一扇窗17。活塞在圖1所示的虛線位置4a處，在該位置標識為17a的活塞窗連接空氣通道12至傳輸通道(15，16)的入口窗(25，26)。空氣通道12連接到空氣過濾器13。在空氣過濾器13下游的空氣通道12內可安裝一節流元件。該節流元件連接汽化器18的閥瓣。空氣通道12在氣缸2區域內分叉成兩分通道23，且有意地對稱地構造這兩分通道23。較佳地，每一分通道23在所示活塞位置的活塞窗17a區域內打開。
空氣通道12的阻力相關區域22是一具有相對通流最小的橫截面的區域。凈化空氣通道的長度(b)由以下組成從空氣過濾器13至活塞窗17的空氣通道12的長度；活塞窗17至傳輸通道(15，16)的入口窗(25，26)的平均長度；以及，傳輸通道(15，16)一直到開孔(19，20)的平均長度。通過傳輸通道16的通道短于通過傳輸通道15的通道。基于該原因，對長度(b)要考慮兩長度的算術平均值。為強調起見，在傳輸通道16內虛線表示長度(b)。為了卻阻力相關區域22，認為平行排列在流動通道內的傳輸通道15和16是共有的。入口通道11的長度(a)確定為從空氣過濾器13至曲柄軸箱8內的入口9的入口通道的長度。入口通道11的阻力相關橫截面21表征在入口通道內相對通流具有最小橫截面的特征。
在二沖程發動機1運轉過程中，在活塞4朝TDC的方向向上移動的期間，通過吸力將空氣/燃料混合氣從入口通道11通過入口9抽吸到曲柄軸箱8內，即，從曲柄軸箱8朝燃燒室3的方向。在活塞4朝底部死點(BDC)的方向向下移動的期間，混合氣在曲柄軸箱8內壓縮。一旦傳輸通道15和16的入口窗25和26被活塞4排凈，空氣/燃料混合氣就從曲柄軸箱8移到燃燒室3內。在活塞4的重新向上行程中，燃燒室3內的空氣/燃料混合氣被壓縮，且由火花塞14點燃。出口10打開后，廢氣從燃燒室排出。當廢氣通過出口10離開燃燒室3時，新的空氣/燃料混合氣已經通過傳輸通道(15，16)流入燃燒室3。為了防止新鮮空氣/燃料混合氣從燃燒室3逃逸，將低等燃料或無燃料氣體(諸如空氣)儲存在新鮮的混合氣前面。為此目的，在吸入行程期間，傳輸通道15和16的入口窗25和26在頂部死點的區域經由活塞窗17連接至空氣通道12。基本上無燃料的燃燒空氣流動通過空氣通道12進入到傳輸通道15和16內。該凈化的空氣儲存在從曲柄軸箱8出來的空氣/燃料混合氣的前面，且在混合氣之前側向地流動至燃燒室內，這樣，空氣將混合氣與廢氣分離。
為使燃燒室3內空氣/燃料比值在整個轉數/分范圍內最優化，凈化空氣通道和入口通道11必須匹配。為此目的，入口通道11的長度(a)大于凈化空氣通道的長度20％至60％。當凈化空氣通道內的阻力相關區域22等于1.7倍至5.0倍的入口通道11的阻力相關區域21時，產生一有利的燃燒室內的空氣/燃料比值。較佳地，凈化空氣通道的阻力相關區域22近似為入口通道11的阻力相關區域21的兩倍。為了良好的動態匹配，設置為凈化空氣通道的阻力相關區域22對凈化空氣通道的平均長度(b)的比值近似地等于入口通道11的阻力相關區域21對入口通道11的長度(a)的比值。因此赫爾姆霍茨頻率在入口通道和凈化空氣通道相等。如果，例如，凈化空氣通道的阻力相關區域22為入口通道11的阻力相關區域21的兩倍，那么對凈化空氣通道的長度(b)產生兩倍的入口通道11的長度(a)。
在圖2中，示意地示出的一實施例的截面圖，其截面垂直于氣缸縱向軸線24，大約出口10的位置。活塞4具有兩扇彼此相對存在的活塞窗17＇和17″，且它們對稱地排列。在圖示的活塞位置，活塞窗17＇連接一空氣通道12＇至兩個傳輸通道(15＇，16＇)，而活塞窗17″連接一空氣通道12″至兩個傳輸通道(15″，16″)。凈化空氣通道的阻力相關區域22由以下組成凈化空氣通道12＇的阻力相關區域22＇和凈化空氣通道12″的阻力相關區域22″。阻力相關區域22＇具有在凈化空氣通道的長度上最窄的橫截面的特征，且因此該區域可在活塞窗17＇或傳輸通道(15＇，16＇)內測量，而阻力相關區域22″具有在凈化空氣通道的長度上最窄的橫截面的特征，且因此該區域也可在活塞窗17″或傳輸通道(15″，16″)內測量。當阻力相關區域22＇和阻力相關區域22″尺寸相同時，在燃燒室3內產生一對稱的凈化形式。凈化空氣通道的長度(b)從空氣過濾器13沿通過活塞窗17＇的空氣通道12＇延伸并沿傳輸通道15＇和16＇直到曲柄軸箱8內的開孔19(圖1)，且從空氣過濾器13沿通過活塞窗17″的空氣通道12″延伸并沿傳輸通道15″和16″直到曲柄軸箱8(圖2未示出)內的開孔20(圖1)。
入口通道11構造為在部分地在汽化器18內(圖1)的縱向部分上(圖2未示出)。入口通道11以從空氣過濾器13直到曲柄軸箱8(圖1)長度(a)延伸。入口通道11的長度(a)總計為近似20％至60％的凈化空氣通道的長度(b)。
有利的是，空氣通道經由一閥通向一或多個傳輸通道。較佳地，通向傳輸通道的空氣通道的開孔位于入口窗的區域，以實現一傳輸通道的完全的填充。有利的是，只連接四個傳輸通道中的兩個至一空氣通道，較佳的是排列在出口附近的傳輸通道(15，15＇)。
權利要求
1.一種二沖程發動機，特別用于一便攜式手持工作裝置，諸如，內燃機驅動的鏈鋸、切割機或諸如此類的裝置，其包括一燃燒室(3)，它形成在氣缸(2)內，并由上下移動的活塞(4)劃定界限；活塞(4)，它經由一連桿(5)驅動一軸頸支承在曲柄軸箱(8)內可轉動的曲軸；以及，曲柄軸箱(8)，它經由在前面給定的活塞(4)的位置的傳輸通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂) 流體連通地連接至燃燒室(3)，且每一傳輸通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)以一開孔(19，20)通向曲柄軸箱(8)；二沖程發動機包括一入口通道(11)，經由一入口(9)以將空氣/燃料混合氣供給至曲柄軸箱(8)內，且入口通道(11)構造為至少部分地在汽化器(18)內，并連接至一空氣過濾器(13)；至少一個空氣通道(12)提供本質上無燃料的燃燒空氣給至少一個傳輸通道(15，16)；其特征在于，入口通道(11)的長度(a)等于凈化空氣通道的長度(b)的60％，且長度(a)的測量是從空氣過濾器(13)直到進入曲柄軸箱(8)內的入口(9)；凈化空氣通道的長度(b)在從空氣過濾器(13)直到進入曲柄軸箱(8)內的傳輸通道(15，16)的開孔(19，20)的平均通道長度上延伸。
2.如權利要求1所述的二沖程發動機，其特征在于，入口通道(11)的長度(a)大于凈化空氣通道的長度(b)的20％。
3.如權利要求1或2所述的二沖程發動機，其特征在于，凈化空氣通道內的阻力相關區域(22)等于1.7倍至5.0倍的入口通道(11)的阻力相關區域(21)，阻力相關區域(22)特別地近似為入口通道(11)的阻力相關區域(21)的兩倍。
4.如權利要求1至3中的任何一項權利要求所述的二沖程發動機，其特征在于，凈化空氣通道的阻力相關區域(22)對凈化空氣通道的長度(b)的比值近似地等于入口通道(11)的阻力相關區域(21)對入口通道(11)的長度(a)的比值。
5.如權利要求1至4中的任何一項權利要求所述的二沖程發動機，其特征在于，二沖程發動機(1)具有四個對稱地排列的傳輸通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)。
6.如權利要求5所述的二沖程發動機，其特征在于，每一活塞窗(17)分配兩個傳輸通道(15，15＇，15＂，16，16＇，16＂)。
7.如權利要求1至6中的任何一項權利要求所述的二沖程發動機，其特征在于，空氣通道(12)在氣缸(2)的區域內分叉為兩個分通道(23)；且，每一分通道(23)在前面給定的活塞位置連接至活塞窗(17)。
8.如權利要求1至7中的任何一項權利要求所述的二沖程發動機，其特征在于，提供兩個空氣通道(12＇，12＂)；并且，每一空氣通道(12＇，12＂)在特定的活塞位置連接至活塞窗(17＇，17＂)。
9.如權利要求8所述的二沖程發動機，其特征在于，每一空氣通道(12＇，12＂)的阻力相關區域(22＇，22＂)尺寸相同。
全文摘要
一種二沖程發動機，特別用于一便攜式手持工作裝置，諸如，內燃機驅動的鏈鋸、切割機或諸如此類的裝置，其具有一形成在氣缸內且由上下移動的活塞劃定界限的燃燒室。二沖程發動機包括以開孔通向曲柄軸箱的傳輸通道，且其在特定的活塞的位置流體連通地連接曲柄軸箱至燃燒室。二沖程發動機包括一入口通道經由一入口以將空氣/燃料混合氣供給至曲柄軸箱內，且連接至一空氣過濾器。至少一個空氣通道提供額外的燃燒空氣給至少一個傳輸通道。為了一與載荷無關的良好的空氣/燃料混合氣比值，提供的入口通道的長度等于凈化空氣通道的長度的60％；以及，凈化空氣通道的長度是從空氣過濾器至進入曲柄軸箱內的傳輸通道的開孔的平均通道長度。
文檔編號F02B25/22GK1453463SQ0312315
公開日2003年11月5日 申請日期2003年4月24日 優先權日2002年4月24日
發明者J·施洛斯阿齊克, W·熱伊爾 申請人:安德烈亞斯－斯蒂爾股份兩合公司