專利名稱：具有附加空氣供應的曲軸箱掃氣式雙沖程內燃機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種曲軸箱掃氣式雙沖程內燃機，其具有布置成供應到其輸送管道的附加空氣供應，所述輸送管道連接曲軸箱體積和輸送口。該發動機主要用于手持工具。
背景技術：
關于曲軸箱掃氣式發動機的難題是向燃燒室提供均勻的空氣-燃料混合物，尤其是如果發動機帶有供應給輸送管道的附加空氣供應。均勻混合物可以通過所謂的長輸送管道實現，然而長輸送管道往往使曲軸箱復雜和龐大。對于帶有供應給輸送管道的附加空氣的雙沖程發動機來說，重要的是保持輸送管道中的空氣與空氣-燃料混合物分離，以便盡可能防止來自輸送管道的空氣-燃料混合物通過排氣口出去。該分離(也被稱為分層)常常通過使輸送管道變長和變窄而實現，因而防止了或至少減少了不同掃氣的混合。該長度也用于工具及其發動機的預期性能。長輸送管道用于在低速下的高轉矩，較短管道用于在高速下的高轉矩。
然而，往往在操作期間在發動機的輸送管道中產生速度依賴性壓力變化。這些壓力變化由包含在輸送管道中的氣體的振蕩產生。對于長且窄的輸送管道來說這些壓力變化特別大，但是對于短且窄的輸送管道來說它們也相當大。這些壓力變化隨著發動機的速度而變化。當在不同速度下打開供應給輸送管道的附加空氣供應時，這將導致在一些速度下空氣供給減小，而在其他速度下空氣供給增加。所以，發動機的工作不如預期那樣好。供應給輸送管道的附加空氣的量的變化導致發動機的總空氣燃料比率隨著速度而變化，所以是一個問題。
發明內容
本發明的目的在于消除或至少減小以上指出的缺陷。
在開始提到的所述類型的曲軸箱掃氣式內燃機中實現了該目的，其中在布置在活塞環下面的活塞中有至少一個凹窩，并且進一步在所述活塞中或在發動機氣缸的氣缸壁中布置有流動通道，所述凹窩被布置成在某些活塞位置處與輸送口和流動通道對準，以在輸送口和曲柄箱體積之間建立連通。該設計具有許多優點。流動通道將連接輸送口和曲柄箱體積。這將消除輸送管道中的壓力波動。同時或優選其后，輸送口將連接到附加空氣供應。由于該設計，對于發動機速度來說輸送管道的頂部中的壓力將與曲軸箱體積中的壓力相同。所以附加空氣注入到輸送管道將變化很小，從而使發動機的性能增加。
下面將參考附圖描述本發明，所述附圖以示例的目的顯示了本發明的優選實施方式。
圖1從側視的角度示意性地示出了第一實施方式的發動機。發動機氣缸和曲軸箱在剖視圖中示出，而活塞僅僅以側視的角度示出并且部分被切除。
圖2示意性地示出了根據本發明的發動機的第二實施方式并且也為局部剖視圖。
圖3示意性地示出了根據本發明的發動機的第三實施方式并且也為局部剖視圖。
具體實施例方式
參考圖1，顯示了根據本發明的第一實施方式的發動機。為了清楚起見，氣缸9和曲軸箱17在縱向橫截面中被顯示，但是活塞7在側視圖中被顯示。這使得更容易看到活塞中的許多凹窩。而且活塞被部分切除以使氣缸壁中的所有端口可見。該發動機具有兩個輸送管道3，但是僅有一個是可見的，然后也可以具有三個、四個或五個或者可能是一個。這意味著活塞中所示的凹窩與紙面以上的端口配合，而在活塞的不可見后側上的凹窩與所示的端口配合。發動機1具有帶氣缸孔的氣缸9，該氣缸具有氣缸壁29。活塞7用來在氣缸孔中可移動。活塞通過活塞桿18連接到曲軸16。氣缸連接到曲軸箱17。活塞7的下側和曲軸箱17形成曲軸箱體積4，當活塞上下移動時所述曲軸箱體積將變化。至少一個輸送管道3連接曲軸箱體積和輸送口5，在這里輸送管道3在曲軸箱中的第一部分23中開始。
進氣管道20連接到發動機氣缸以及用于供給附加空氣2的空氣管道21。兩個管道20、21被結合為共用進氣系統19，該進氣系統具有固定到氣缸的擋板25。還有火花塞26。進氣管道20從燃料供應單元例如汽化器(未顯示)通向氣缸壁14中的進氣口27。所以當活塞上升到進氣口27上方時空氣和燃料的混合物將通過進氣口27向下吸入到曲軸箱體積內。附加空氣2通過空氣管道21供應到空氣供應口22。當活塞中的第二凹窩24將與空氣供應口22和輸送口5對準時，空氣將向下被吸入到輸送管道3中。空氣將幾乎完全充滿輸送管道。這是帶有附加空氣的活塞開口曲軸箱掃氣式雙沖程發動機的正常操作。
對于本發明該操作稍微被修改。如圖1、2和3中所示，當活塞7從底部止點位置向上移動時，活塞中的第一凹窩6將達到與輸送口5對準。采用至少一個開孔12的形式的流動通道12布置在第一凹窩6中。所以它連接輸送口5和活塞7的內部，即曲軸箱體積4。活塞中的開孔12優選地采用單個孔的形式，該開孔的直徑大于4mm但是小于10mm，并且優選地大于5mm但是小于8mm，或者采用單個開孔的形式，該開孔具有不同的形狀但是具有相應的面積。活塞中的單個開孔的中心從穿過曲軸16的中心的活塞和氣缸孔的縱向中心軸28橫向地偏移大于2mm但是小于15mm，并且優選地大于4mm但是小于12mm。代替單個開孔，在活塞中可以有兩個或以上的開孔，例如圓形或方形孔，所述開孔具有與直徑大于4mm但是小于10mm的圓孔相應的面積。
活塞中的第一凹窩被布置在活塞環10、11下方的活塞的上部區域中。活塞的單個開孔的偏移位置明顯是有利的，因為它允許開孔12側向于硬化部分的一側，所述硬化部分從活塞銷8縱向地上行以承受來自活塞銷的重負荷。
也可以制造流動通道或開孔12，使得它也充當凹窩6。于是它必須側向地位于活塞中，從而它將在某些活塞位置與輸送口對準。
圖2顯示了本發明的第二實施方式。在這里流動通道13作為基本上縱向的管道被布置在氣缸壁14中，該流動通道具有基本上側向地位于輸送口5旁邊的至少一個開口端15。這意味著第一凹窩6將在某些第一活塞位置處與開口端15和輸送口5兩者對準。流動通道13在氣缸壁中或曲軸箱17中的活塞下面的曲軸箱體積中向上敞開。這意味著流動通道13使輸送口與曲軸箱體積連通。通常流動通道13被布置成在其整個長度上朝著氣缸壁張開。流動通道13的長度大于活塞的高度，從而流動通道13對于在活塞下方的流動向上敞開。通常該敞開的流動通道13通過壓鑄氣缸9形成，并且流動通道具有開口凹槽13的形狀。
兩個實施方式都顯示了一種發動機，其中供應給輸送管道的附加空氣供應2通過連接到氣缸9的空氣管道21和通過形成空氣供應口22的氣缸壁14布置，在某些活塞位置處空氣供應口22通過活塞7中的凹窩24連接到輸送口5。這兩個實施方式顯示了兩個不同的活塞凹窩6、24，第一凹窩6與第二凹窩24分離并且位于第二凹窩24上方。當活塞從所示的底部止點位置上升時，輸送口5將在某些第一活塞位置首先與第一凹窩6對準，然后輸送口5將在某些第二活塞位置與第二凹窩對準。這是有利的，因為帶有端口5的輸送管道3將首先在第一活塞位置期間準備好用于將在第二活塞位置期間進行的附加空氣供應。然而也可以通過在兩個凹窩6、24之間進行連接，例如從前一凹窩24的左上角上升，用單個凹窩24達到相同的良好效果。在兩個所示的實施方式中有兩個空氣管道21，它們均通向空氣供應口22。但是也可以有單個空氣管道21和在氣缸壁中的支路，從而空氣分流到兩個不同的空氣供應口22。
考慮到附加空氣的供應，所示的兩個實施方式因而被稱為活塞開口發動機。這也適用于圖3中所示的第三實施方式。然而，本發明也可以用于其附加空氣通過止回閥(也被稱為簧片閥)直接供應到其輸送管道3的發動機。而且在該情況下，通過在供給附加空氣的不同速度下給予改善條件的本發明，可以改善空氣供給。
圖3顯示了一種發動機，其中流動通道14布置在氣缸壁29中位于空氣供應口22和在氣缸孔表面上的進氣口27之間。流動通道14也可以向下更深地被布置在氣缸壁中和/或連接的進氣系統19中。特別簡單的是將流動通道作為凹陷布置在氣缸和進氣系統19之間的交泄安裝面的一個或兩個中。所有這些選擇通過活塞凹窩24、空氣供應口22、流動通道14，進氣口27和活塞下方在輸送口5和曲軸箱體積之間建立連通。
權利要求
1.一種曲軸箱掃氣式雙沖程內燃機(1)，其具有布置成供給其輸送管道(3)的附加空氣供應(2)，所述輸送管道連接曲軸箱體積(4)和輸送口(5)，其特征在于，在活塞(7)中有至少一個凹窩(6，24)布置在活塞環(10，11)下面，并且進一步在所述活塞中或在發動機氣缸(9)的氣缸壁(29)中布置有流動通道(12；13；14)，所述凹窩被布置成在一些活塞位置與所述輸送口和所述流動通道對準，以在所述輸送口和所述曲柄箱體積之間建立連通。
2.根據權利要求1所述的發動機，其特征在于，所述流動通道(12)被以開孔(12)被布置在所述活塞(7)中。
3.根據權利要求1或2所述的發動機，其特征在于，所述活塞中的所述開孔是直徑大于4mm但是小于10mm的至少一個圓孔或者具有不同形狀但是具有相當面積的至少一個開孔。
4.根據權利要求3所述的發動機，其特征在于，所述流動通道(12)也作為凹窩(6)并且側向地位于所述活塞中，并且在一些活塞位置所述流動通道(12)將與所述輸送管道(5)對準。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的發動機，其特征在于，為至少一個開孔(12)的形式的所述流動通道(12)位于所述第一凹窩(6)內。
6.根據前述任一權利要求所述的發動機，其特征在于，所述活塞中的所述開孔為單孔(12)的形式，該開孔的直徑大于4mm但是小于10mm，并且優選地大于5mm但是小于8mm，或者具有不同的形狀但是具有相當的面積的單開孔的形式。
7.根據權利要求6所述的發動機，其特征在于，在所述活塞中的所述單開孔的中心從穿過所述曲軸(16)的中心的所述活塞和氣缸的縱向中心軸線橫向地偏移大于2mm但是小于15mm，并且優選地大于4mm但是小于12mm。
8.根據權利要求1所述的發動機，其特征在于，所述流動通道(13)作為基本上縱向的管道被布置在所述氣缸壁(29)中，所述流動通道具有基本上側向地位于所述輸送口(5)旁邊的至少一個開口端(15)。
9.根據權利要求6所述的發動機，其特征在于，所述流動通道(13)被布置成在其整個長度上朝著所述氣缸壁(29)敞開。
10.根據權利要求7所述的發動機，其特征在于，所述氣缸(9)通過壓鑄形成，并且所述流動通道(13)具有開口凹槽(13)的形狀。
11.根據前述任一權利要求所述的發動機，其特征在于，供應給所述輸送管道(3)的附加空氣供應(2)通過連接到所述氣缸(9)的空氣管道(21)和通過通向空氣供應口(22)的氣缸壁(29)布置，所述空氣供應口在某些活塞位置處通過所述活塞(7)中的凹窩(24)連接到所述輸送口(5)。
12.根據權利要求1和11所述的發動機，其特征在于，所述流動通道(14)被布置在氣缸壁(29)中位于空氣供應口(22)和在氣缸孔表面的進氣口(27)之間，或者向下更深地被布置在氣缸壁中或連接的進氣系統(19)中，從而在所述輸送口(5)和所述曲軸箱體積之間通過所述活塞凹窩(24)、所述空氣供應口(22)、所述流動通道(14)、所述進氣口(27)和所述活塞(7)下方建立連通。
13.根據前述任一權利要求所述的發動機，其特征在于，在所述活塞中有至少一個第一凹窩(6)和至少一個第二凹窩(24)。
全文摘要
一種曲軸箱掃氣式雙沖程內燃機(1)，其具有布置成到其輸送管道(3)的附加空氣供應(2)，所述輸送管道連接曲軸箱體積(4)和輸送口(5)。在布置在活塞環(10，11)下面的活塞(7)中有至少一個凹窩(6，24)，并且進一步在所述活塞中或在發動機氣缸(9)的氣缸壁(29)中布置有流動通道(12；13；14)，所述凹窩被布置成在一些活塞位置處與輸送口和流動通道對準，以在輸送口和曲軸箱體積之間建立連通。這將消除輸送管道中的壓力波動。同時或優選其后，輸送口將連接到附加空氣供應。
文檔編號F02B25/22GK1997815SQ200480043611
公開日2007年7月11日 申請日期2004年7月16日 優先權日2004年7月16日
發明者P-A·耶恩蘭德, S·斯泰恩, J·貝內克萊夫 申請人:哈斯科瓦那股份公司