ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F02B25/22 F02B33/04 F02B63/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Объект изобретения относится к двухтактному картерному двигателю внутреннего сгорания с продувкой, в котором между патрубком для подвода воздуха и верхней частью ряда передаточных каналов образован открываемый поршнем воздушный канал. Свежий воздух добавляется в верхнюю часть передаточных каналов и предназначается для использования в качестве буфера по отношению к смеси воздух/топливо, находящейся ниже. В основном этот буфер проходит в выхлопную трубу во время процесса продувки. Посредством этого снижаются расход топлива и выделения продуктов сгорания с выхлопными газами.

Предпосылки создания изобретения

В двигателях указанного выше вида патрубок для подвода воздуха в цилиндр обычно соединен через ограничительный клапан с воздушным фильтром двигателя. Ограничительный клапан установлен для регулирования впуска воздуха в передаточные каналы путем изменения одного или нескольких параметров двигателя. Ниже патрубка для подвода воздуха впускная труба цилиндра соединена с карбюратором, патрубок для подвода воздуха которого проходит в воздушный фильтр сбоку от указанного ограничительного клапана.

Предпочтительно, чтобы не допустить увеличения высоты двигателя, ориентировать впускную трубу по возможности ориентируют в горизонтальном направлении. Однако она не должна быть наклонена вниз относительно цилиндра, поскольку при этом возникнет опасность того, что топливная смесь при работе на холостом ходу будет из цилиндра втекать обратно в карбюратор, приводя к неровному ходу или, возможно, к остановке двигателя.

Эти требования к ориентации впускной трубы в сочетании с тем, что карбюраторы из известного уровня техники часто вытянуты по существу по вертикали по отношению к диаметру впускной трубы, приводят к тому, что патрубок для подвода воздуха, расположенный выше впускной трубы, в конечном итоге находится в двигателе относительно высоко. Это создает проблемы, особенно в случаях, когда двигатель применяется в ручных инструментах, например в цепных пилах или в машинах для выравнивания травы, поскольку может получиться неудобная и непрактичная конструкция. Кроме того, в случае высоко расположенного патрубка для подвода воздуха подача воздуха, охлаждающего цилиндр, будет просто ограничиваться, что приведет к ухудшению охлаждения двигателя.

Чтобы минимизировать эти недостатки, впускную трубу обычно направляют горизонтально, насколько это возможно без риска остановки двигателя, но эта ориентация не является оптимальной.

Краткое описание изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в решении вышеуказанных проблем и создании двухтактного картерного двигателя с продувкой, имеющего такую конструкцию, что высота двигателя не приводит к каким-либо трудностям при использовании двигателя в ручных моторных инструментах.

Эта задача решается посредством двигателя указанного выше вида согласно изобретению, в котором патрубок для подвода воздуха, по меньшей мере, частично проходит ниже карбюратора. Поскольку для получения нужной системы отверстий поршня соединительные отверстия для свежего воздуха внутри цилиндра имеют заранее определенные места выше впускного отверстия, то это означает, что патрубок для подвода воздуха перекрещивается с впускной трубой, например, посредством образования наружных воздуховодов, таких как шланги или трубы, между цилиндром и патрубком для подвода воздуха, расположенного ниже карбюратора.

Часто на каждой стороне цилиндра имеется, по меньшей мере, одно соединительное отверстие, и посредством воздуховодов, которые проходят мимо впускной трубы, соединительные отверстия можно соединить с общим патрубком для подвода воздуха.

Поэтому такое расположение патрубка для подвода воздуха полностью обратно по отношению к известной конструкции двигателя и создает ряд преимуществ.

Во-первых, конструкция всего двигателя становится более компактной вследствие более оптимального использования пространства сбоку от цилиндра.

Во-вторых, воздух вынужден протекать через патрубок для подвода воздуха из места, находящегося ниже карбюратора и впускной трубы, в результате чего обеспечивается более благоприятное направление потока в двигатель.

В-третьих, охлаждающий воздух получает лучший доступ к цилиндру, поскольку патрубок для подвода воздуха находится на большем расстоянии от охлаждающих ребер. Дело в том, что весь воздушный фильтр может быть расположен на большем расстоянии от цилиндра, что также улучшает втекание охлаждающего воздуха.

Кроме того, в соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления патрубок для подвода воздуха соединен с цилиндром во входном отверстии ниже впускной трубы. Это является преимуществом, поскольку требование относительно соединения выше впускной трубы полностью исключается, в результате чего местоположение и ориентацию впускной трубы можно выбирать более свободно. Благодаря этой конструкции также можно исключить требование, касающееся прохождения внешних воздуховодов мимо впускной трубы, и получить более компактное и сберегающее пространство решение. В то же самое время протекание воздуха через патрубок для подвода воздуха улучшается и исключается необходимость в сильном изгибе патрубка для подвода воздуха.

Предпочтительно, чтобы впускная труба была ориентирована наклонно вверх в направлении от цилиндра, и предпочтительно, чтобы карбюратор был расположен на продолжении впускной трубы. Это более высокое расположение карбюратора в двигателе обеспечивает большее пространство патрубку для подвода воздуха ниже карбюратора. Кроме того, втекающий поток смеси воздух/топливо вынужден протекать непосредственно вниз в картер, тем самым смазывая подшипник шатуна.

Патрубок для подвода воздуха может частично проходить вне карбюратора, так что ограничительный клапан, который обычно расположен на конце патрубка для подвода воздуха, будет находиться по существу в совмещении с патрубком для подвода воздуха карбюратора. Эта конструкция делает возможным использование прямой шпильки фильтра между карбюратором и фильтром, что приводит к снижению дросселирования воздуха и к улучшению подачи в двигатель.

Благодаря выбранной ориентации впускной трубы и карбюратора ограничительный клапан может быть расположен выше карбюратора или на том же уровне. Однако он может быть также расположен наклонно выше или наклонно ниже карбюратора. В случае использования общего воздушного фильтра эта взаимосвязь будет влиять на ориентацию воздушного фильтра, который будет оптимальным образом согласован с соседними деталями.

Краткое описание чертежей

Ниже объект изобретения будет описан более подробно со ссылками на сопровождающий чертеж, только одна фигура которого для примера иллюстрирует основной контур двигателя в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Описание предпочтительного варианта осуществления

Двухтактный картерный двигатель внутреннего сгорания с продувкой, показанный на фигуре, в целом обозначен ссылочным номером 1 и содержит цилиндр 2, который установлен на картере 3. Свеча 5 зажигания размещена в патроне 4 на наружной стороне цилиндра. В цилиндре проходит поршень 6, к которому прикреплен шатун 1. На фигуре поршень и шатун частично удалены, чтобы более ясно показать другие детали двигателя. Обозначенный ссылочным номером 8 топливный бак показан схематично только с целью иллюстрации его местоположения по отношению к двигателю 1 в ручном моторном инструменте, например в цепной пиле. Очевидно, что цилиндр также имеет выпускное отверстие для отработавших газов, соединенное с глушителем, которые для простоты на чертеже не показаны.

Последующее описание касается в первую очередь деталей, которые относятся к объекту изобретения. Остальные детали двигателя и его общая функция могут считаться хорошо известными для специалиста, так что более подробное описание не представляется необходимым.

Здесь следует отметить, что ориентация двигателя согласно настоящему описанию обычно такая, что картер направлен вниз, а свеча зажигания вверх. Обычно не должны существовать какие-либо большие отклонения от этой ориентации, однако тем не менее эта ориентация не должна рассматриваться как ограничение объекта изобретения, который в большей степени относится к соответствующей конструкции и к расположению отдельных деталей двигателя.

Цилиндр 2 снабжен впускной трубой 10, которая в цилиндре проходит во впускное отверстие 11. Через впускную трубу цилиндр снабжается смесью воздух/топливо из карбюратора 12. Чтобы иметь возможность относительно свободно располагать карбюратор, между карбюратором 12 и впускной трубой 10 находится промежуточный соединительный патрубок 13. Кроме того, карбюратор имеет патрубок 14 для подвода воздуха, который выполнен с возможностью отбора воздуха из воздушного фильтра 15.

Кроме того, цилиндр 2 имеет один или несколько передаточных каналов, или продувочных каналов 20, каждый из которых имеет продувочное окно 21, которое ведет в цилиндр. Продувочные каналы могут быть расположены обычным способом по радиусам наружу от цилиндра или, как показано на фигуре, могут быть направлены по касательным от продувочных окон 21. Продувочные каналы 20 соединяют продувочные окна с картером 3.

Вблизи каждого продувочного окна 21 и несколько ниже вдоль стенки цилиндра находится соединительное отверстие 22 для свежего воздуха. Каждое соединительное отверстие 22 через соединительный канал 23 соединено с патрубком 24 для подвода воздуха, который на другом конце снабжен ограничительным клапаном 25.

Во время работы двигателя 1, которая здесь не будет описываться более подробно, соединительные отверстия 22 будут соединяться с продувочными окнами 21 через выемку в поршне. Эта выемка показана на фигуре пунктирным квадратом 26. В результате этого свежий воздух будет протекать к продувочным каналам 20 через патрубок 24 для подвода воздуха.

Патрубок 24 для подвода воздуха отходит от места, находящегося ниже впускной трубы 10 на расстоянии от цилиндра 2, т.е. ниже карбюратора 12. Затем, как показано на фигуре, патрубок для подвода воздуха несколько отклоняется вверх, так что ограничительный клапан 25 оказывается расположенным наклонно, и проходит ниже и в направлении патрубка 14 для подвода воздуха в карбюратор 12. Однако на фигуре патрубок 24 для подвода воздуха разорван, чтобы обозначить только для примера расположение ограничительного клапана 25. Могут применяться как более короткие, так и более длинные патрубки 24 для подвода воздуха, тогда как ограничительный клапан 25 может быть расположен либо непосредственно под карбюратором, либо полностью вне карбюратора 12 (справа на фигуре), либо даже над карбюратором 12.

Карбюратор 12 и его патрубок 14 для подвода воздуха показаны на фигуре расположенными в направлении продолжения впускной трубы 10. Однако вполне возможно выбрать другое расположение карбюратора, и, в частности, патрубок 14 для подвода воздуха может проходить иным образом, что дополнительно обозначено на фигуре волнистыми линиями.

Поскольку патрубок 14 для подвода воздуха в карбюратор и ограничительный клапан 25 обычно соединены с воздушным фильтром 15, конструкция двигателя зависит от этих деталей. Решение, показанное на фигуре, приводит к относительно прямолинейным каналам для воздуха как через карбюратор 12, так и через патрубок 24 для подвода воздуха, а также к наклонной ориентации общего воздушного фильтра 15. Применительно к условиям эксплуатации двигателя в окружении других конструкций, возможны иные варианты осуществления, более оптимальные, а патрубок 24 для подвода воздуха необязательно должен быть соединен с воздушным фильтром 15.

Как видно из примера, соединительные каналы 23 могут быть выполнены заранее при литье цилиндра и соединены с общим наружным отверстием 27, расположенным ниже впускной трубы 10.

Однако они также могут быть выполнены в виде труб или шлангов, проходящих между соединительными отверстиями 22 и патрубком 24 для подвода воздуха, с образованием углового соединения какого-либо вида.

Суммируя, можно отметить, что приведенное выше описание варианта осуществления изобретения должно рассматриваться только как пример, и что в рамках объема приложенной формулы изобретения возможен ряд модификаций.

Изобретение относится к двухтактному картерному двигателю внутреннего сгорания с продувкой, в котором в верхнюю часть передаточных каналов добавляется свежий воздух для использования его в качестве буфера по отношению к смеси воздух/топливо, находящейся ниже. Технический результат заключается в возможности создания двигателя со сниженным расходом топлива и сниженным выделением продуктов сгорания, имеющего такую конструкцию, что высота двигателя не приводит к каким-либо трудностям при использовании двигателя в ручных моторных инструментах. Двигатель 1 содержит цилиндр 2 с впускной трубой 10 для смеси воздух/топливо и с рядом передаточных каналов 20. С впускной трубой 10 соединен карбюратор 12. Двигатель также содержит патрубок 24 для подвода воздуха, который, по меньшей мере, частично проходит ниже карбюратора 12 и может быть соединен с цилиндром 2 ниже впускной трубы 10. Патрубок 24 для подвода воздуха снабжен ограничительным клапаном 25, который может быть расположен как выше, так и ниже карбюратора. Между патрубком 24 для подвода воздуха и верхней частью передаточных каналов 20 образуется открываемый поршнем воздушный канал 23, 22, 26, 21. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Двухтактный картерный двигатель (1) внутреннего сгорания с продувкой, содержащий цилиндр (2) с впускной трубой (10) для смеси воздух/топливо и рядом передаточных каналов (20), карбюратор (12), соединенный с впускной трубой (10), и патрубок (24) для подвода воздуха, снабженный ограничительным клапаном (25), посредством чего между патрубком (24) для подвода воздуха и верхней частью передаточных каналов (20) образуется открываемый поршнем воздушный канал (23, 22, 26, 21), отличающийся тем, что патрубок (24) для подвода воздуха, по меньшей мере частично, проходит ниже карбюратора (12).2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что патрубок (24) для подвода воздуха соединен с цилиндром (2) ниже впускной трубы (10).3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что впускная труба (10) ориентирована наклонно вверх в направлении от цилиндра (2), а карбюратор (12) расположен на продолжении впускной трубы (10).4. Двигатель по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что патрубок (24) для подвода воздуха, по меньшей мере частично, проходит вне карбюратора (12).5. Двигатель по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ограничительный клапан (25) расположен выше карбюратора (12).6. Двигатель по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что ограничительный клапан (25) расположен ниже карбюратора (12).7. Двигатель по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ограничительный клапан (25) расположен вне карбюратора (12).