CN105020000B - 二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明的二冲程发动机是在形成于气缸(2)的缸膛(2A)的壁面对向地设置着进气口(11)与排气口，且包含：一对扫气口(13)，分别设置在进气口(11)与排气口之间，且隔着缸膛(2A)的轴线大致对向；扫气窗(24)，与扫气口(13)连通，并且在气缸(2)的外侧开口；及扫气盖(26)，从气缸(2)的外侧封堵扫气窗(24)；且在各个扫气口(13)分别设置着延设部(13D)，该延设部(13D)延伸设置到进气口(11)侧，且在缸膛(2A)的轴线方向观察时与进气口(11)的端部重叠。

Description

二冲程发动机

技术领域

本发明涉及一种二冲程发动机(2-stroke engine)，尤其涉及一种搭载于无线操纵式模型等的业余(hobby)用二冲程发动机。

背景技术

以往，在二冲程发动机中，从进气口流入曲柄室内的混合气随着向活塞的下止点侧的移动，在形成于气缸壁内的扫气通路中流动，从与扫气通路连通的扫气口被供给到缸膛(cylinder bore)内(例如参照专利文献1：日本专利特开2010-084623号公报)。此时，进行使流入的混合气将缸膛内的废气挤出的扫气。如果使一次循环中流入缸膛的混合气的量增加，则可使爆炸力上升而获得高输出。

在要求高输出的业余用二冲程发动机中，作为在维持着对发动机特性影响较大的扫气口的开闭时序或扫气方向的状态下扩大扫气口的方法，由购入二冲程发动机的使用者进行将扫气口扩大到进气口侧而使其在周向上延长的追加工作(以下，将该追加工作称为“扫气口的延长加工”)。将扫气口扩大到进气口侧而非排气口侧的理由在于为了抑制所谓漏气。在二冲程发动机中，存在因在排气步骤时及扫气步骤时未燃烧的混合气向排气口泄漏而导致低输出的问题，因此想要通过将扫气口配置在靠进气口处，使扫气口远离排气口，以此来抑制混合气的漏气而获得高输出。在扫气口的延长加工中，在缸膛的轴线方向观察时，使扫气口延长到与进气口重叠为止。

如果在气缸的量产时预先实现扫气口延长到与进气口重叠的构造，那么就无需通过追加工作来进行扫气口的延长加工，并能保持市售状态地发挥高输出。然而，在以往的二冲程发动机中，扫气通路是利用向下止点侧拉抽的模具(冲压模具)而成形的，因此在模具成形上无法实现在缸膛的轴线方向观察时扫气口延长到与进气口重叠。因此，存在需要所述扫气口的延长加工，而使加工耗费工时的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可发挥高输出、且可应对量产化的二冲程发动机。

本发明的二冲程发动机的特征在于：在形成于气缸的缸膛的壁面对向地设置着进气口与排气口，且包含：一对扫气口，分别设置在所述进气口与所述排气口之间，且隔着所述缸膛的轴线大致对向；扫气窗，与所述扫气口连通，并且在所述气缸的外侧开口；及扫气盖，从所述气缸的外侧封堵所述扫气窗；且在各个所述扫气口分别设置着延设部，该延设部延伸设置到所述进气口侧，且在所述缸膛的轴线方向观察时与所述进气口的端部重叠。

根据本发明，由于在扫气口设置着延伸设置到进气口侧且在缸膛的轴线方向观察时与进气口的端部重叠的延设部，因此可使扫气口的面积扩大延设部所占面积。由此，可在一循环中燃烧较多的混合气，从而可使二冲程发动机发挥高输出。

另外，气缸具备与扫气口连通且在气缸的外侧开口的扫气窗，因此在制作气缸时，可从扫气窗侧而非缸膛侧拉抽冲压模具，从而形成设置着延设部的扫气口。由此，可在制作气缸时预先形成延设部，从而可无需进行以往由使用者进行的追加工作即延长加工。

如上所述，根据本发明的二冲程发动机，可发挥高输出，且可应对量产化。

在本发明的二冲程发动机中，优选所述扫气口在所述缸膛的周向上，位于靠所述进气口的位置。

根据本发明，由于扫气口在缸膛的周向上位于靠进气口的位置，因此可使扫气口远离排气口。由此，可抑制当混合气从扫气口流入缸膛内时，未燃烧的混合气向排气口泄漏(漏气)，从而可使更多的混合气燃烧，因此可使二冲程发动机更加确实地发挥高输出。

在本发明的二冲程发动机中，优选所述延设部的周向的长度的合计为进气口的周向的长度的5％～26％。

根据由发明者进行的实验，确认当延设部的周向的长度的合计为进气口的周向的长度的5％～26％时，二冲程发动机的输出较高。根据本发明，由于扫气口是以使延设部的周向的长度的合计成为所述范围内的方式形成，因此可使二冲程发动机发挥高输出。

进而，如上所述，本发明的二冲程发动机具备可应对量产化的构成，因此可利用自动化机床，在满足由发明者确认的所述条件的位置准确地形成扫气口。由此，可确实地消除由使用者进行的延长加工中容易产生的二冲程发动机的个体差异。

在本发明的二冲程发动机中，优选所述扫气口包含设置在周向上远离所述进气口的位置的第一扫气口、设置在周向上接近所述进气口的位置的第二扫气口、及分隔所述第一扫气口与所述第二扫气口的分隔件。

根据本发明，由于在扫气口中间设置着分隔件而将该扫气口在周向上分割，因此即便在扫气口的周向的长度较长的情况下，也使分隔件成为增强件而防止因燃烧热等导致的扫气口的变形。由此，可使二冲程发动机稳定地发挥高输出。

另外，由于扫气口被分隔为第一扫气口与第二扫气口，因此可在第一扫气口与第二扫气口单独设定混合气向缸膛的吹出角度。

在本发明的二冲程发动机中，优选在所述扫气盖的面向所述扫气口的面，突出设置着将朝向所述扫气口的混合气的流动方向调整为规定方向的整流部。

根据本发明，由于在扫气盖的面向扫气口的面突出设置着整流部，因此可将混合气的流动方向调整为规定方向后使其朝向扫气口13。另外，在二冲程发动机1的试制时或改良时，当寻找如可发挥高输出的混合气的流动方向时，只要变更与气缸为不同零件的扫气盖的整流部即可，从而能够以较少的成本与较短的时间实现二冲程发动机的高输出化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的二冲程发动机的立体图。

图2是二冲程发动机的俯视图。

图3是从图2的箭头III方向观察的气缸的侧视图。

图4是沿图2的IV-IV线的剖视图。

图5是沿图2的V-V线的剖视图。

图6是沿图2的VI-VI线的剖视图。

具体实施方式

以下，一边参照图1～图6，一边对本发明的一实施方式的二冲程发动机1进行说明。二冲程发动机1为活塞阀(piston valve)式发动机。

在以下的说明中，将二冲程发动机1简称为“发动机1”。另外，为了便于理解，将相互正交的三个方向分别定义为“X方向”“Y方向”“Z方向”，一边适当参照，一边进行说明。“X方向”为发动机1的左右方向，将箭头侧设为右侧。“Y方向”为发动机1的前后方向，将箭头侧设为后侧。“Z方向”为发动机1的上下方向，将箭头侧设为上侧。

发动机1包含气缸2，在气缸2的下侧安装着曲柄箱3。气缸2具有为大致圆柱状空间的缸膛2A，未图示的活塞在缸膛2A内沿上下方向往返移动。曲柄箱3构成为可沿左右方向分割，使未图示的曲柄轴插通在分割方向上。活塞经由连杆(未图示)而连结于与曲柄轴一体地旋转的曲柄(未图示)，将活塞的上下方向的往返运动转换为曲柄轴的旋转。

以下，对气缸2的详细构成进行说明。

气缸2由铝合金的铸造品构成。在气缸2的缸膛2A中，分别在前侧的壁面设置着进气口11，在后侧的壁面设置着排气口12，在左右两侧的壁面设置着隔着缸膛2A的轴线而大致对向的一对扫气口13、13。扫气口13、13相对于通过缸膛2A的中心的YZ平面呈面对称地设置。在缸膛2A的顶部，形成着用于安装火花塞(未图示)的插孔2B。

如图4所示，扫气口13在周向的大致中心具有分隔件13C，利用分隔件13C而被分隔为排气口12侧的第一扫气口13A与进气口11侧的第二扫气口13B。扫气口13在缸膛2A的周向上位于靠进气口11的位置。

进气口11、排气口12及扫气口13分别随着活塞的上下方向的移动而开闭。另外，进气口11、排气口12及扫气口13分别被设置在能够以规定的时序开闭的高度。

另外，如图4、图5所示，在各个第二扫气口13B，分别设置着延设部13D，该延设部13D延伸设置到进气口11侧，且在从上方向观察时跨及长度L1而与进气口11的端部重叠。因此，在包含中心轴线(图5的一点链线)的XZ俯视时，第二扫气口13B中的进气口11侧的铅垂的短边13E位于比进气口11的铅垂的短边11A更靠缸膛2A的中心轴线的位置。

优选延设部13D的周向的长度L1的合计(＝L1+L1)为进气口11的周向的长度L2的5％～26％。根据由发明者进行的实验，确认当进气口11与第二扫气口13B、13B的重叠位于所述范围内时，发动机1的输出较高。在本实施方式的发动机1中，以满足该条件的方式形成扫气口13、13。

另外，在气缸2中，设置着在前后方向上贯通而连通于进气口11的进气通路21(参照图4、图5)、在前后方向上贯通而连通于排气口12的排气通路22(参照图4、图6)、及在上下方向上延伸的一对扫气通路23、23(参照图4～图6)。在气缸2的铸造步骤中，进气口11与进气通路21是利用向前侧拉抽的冲压模具而成形，排气口12与排气通路22是利用向后侧拉抽的冲压模具而成形，扫气通路23、23是利用向下侧拉抽的冲压模具而成形。进气通路21连结于将燃料与空气混合而产生混合气的汽化器(未图示)。排气通路22连接于消除排气音的消音器(未图示)。

扫气通路23在上端部经由下述扫气窗24而连通于第一扫气口13A及第二扫气口13B，在下端部连通于形成于曲柄箱3内的曲柄室(未图示)。如图4所示，在侧视时，扫气通路23的最后侧的壁23A位于第一扫气口13A的后侧的铅垂短边13F的延长线上。另外，扫气通路23的最前侧的壁23B配置于比第二扫气口13B的前侧的铅垂短边13E更后侧。如此，扫气通路23周向的长度短于扫气口13，扫气口13相对于扫气通路23向前侧(进气口11侧)偏移而设置。

另外，在气缸2的左右两侧，在与各扫气口13对应的位置形成着扫气窗24。扫气窗24形成为包围第一扫气口13A与第二扫气口13B的矩形，朝向外侧开口。扫气窗24在其里侧的缸膛2A侧连通于第一扫气口13A及第二扫气口13B。

在气缸2的铸造步骤中，扫气窗24与第一扫气口13A及第二扫气口13B一起利用沿左右方向拉抽的冲压模具而形成。在扫气窗24的附近形成着两个有底的螺孔25、25，使用该螺孔25、25而利用两根螺钉27、27固定封堵扫气窗24的扫气盖26。

在扫气盖26的面向扫气口13的面，突出设置着整流部26A。整流部26A将从扫气通路23供给的混合气的流动方向调整为适当的方向后使其朝向第一扫气口13A与第二扫气口13B，并且以使流入第二扫气口13B的混合气的量变得少于流入第一扫气口13A的混合气的量的方式进行限制。利用整流部26A而调整过的混合气的流动方向也被赋予至从第一扫气口13A及第二扫气口13B流入缸膛2A内的混合气。

根据以上构成的发动机1，当位于下止点的活塞朝向上止点向上方向移动时，曲柄室内成为负压，并且在活塞到达上止点附近的时点，由活塞的裙部(skirt)封堵的进气口11打开，从进气通路21供给的混合气从进气口11流入曲柄室。与此同时，在缸膛2A内，位于活塞的上侧(上止点侧)的混合气随着活塞的上升而被压缩。当活塞通过上止点而从上升转为下降时，利用火花塞对压缩的混合气进行点火，燃烧的混合气膨胀而将活塞向下方推压。随着活塞的下降，首先由活塞封堵之排气口12开口，燃烧的混合气成为废气而通过排气通路22被排出。当活塞进一步下降时，第一扫气口13A与第二扫气口13B开口，大致与此同时，在活塞的下端侧，进气口11开口。于是，曲柄室内的混合气利用活塞向下方的移动而被挤出，通过扫气通路23而从第一扫气口13A与第二扫气口13B流入缸膛2A内，随着该流入而进行缸膛2A内的扫气。然后，活塞从下止点朝向上止点再次向上方向移动。通过重复该一连串循环，来持续地驱动发动机1。

[实施方式的效果]

根据以上构成的发动机1，由于在进气口11侧的第二扫气口13B，设置着延伸设置到进气口11侧且在从上方观察时跨及长度L1而与进气口11的端部重叠的延设部13D，因此可使扫气口13的面积多出相当于延设部13D所占面积。由此，可在一循环中燃烧较多的混合气，从而可使二冲程发动机1发挥高输出。

另外，由于气缸2具备连通于扫气口13且在气缸2的外侧开口的扫气窗24，因此可在制作气缸2时，从扫气窗24侧而非缸膛2A侧拉抽冲压模具，从而可形成设置着延设部13D的第二扫气口13B。由此，可在制作气缸2时预先形成延设部13D，而无需进行以往由使用者进行的追加工作即延长加工。

如上所述，根据本发明的发动机1，可发挥高输出且应对量产化。

由于扫气口13在缸膛2A的周向上位于靠进气口11的位置，因此可使扫气口13远离排气口12。由此，当混合气从扫气口13流入缸膛2A内时，可抑制未燃烧的混合气向排气口12泄漏(漏气)，从而可使更多的混合气燃烧，因此可使发动机1更确实地发挥高输出。

以满足由发明者确认的使发动机1发挥高输出的条件、即延设部13D的周向的长度L1的合计(＝L1+L1)成为进气口11的周向的长度L2的5％～26％的条件的方式，形成有扫气口13，因此可使二冲程发动机发挥高输出。

进而，如上所述，发动机1具备可应对量产化的构成，因此可利用自动化机床，在满足由发明者确认的所述条件的位置准确地形成扫气口13。由此，可确实地消除由使用者进行的延长加工中容易产生的发动机1的个体差异。

由于在扫气口13中间设置着分隔件13C而将该扫气口13在周向上分割，因此即便在扫气口13的周向的长度较长的情况下，也使分隔件13C成为增强件而防止因燃烧热等导致的扫气口13变形。由此，可使发动机1稳定地发挥高输出。

另外，由于扫气口13被分隔为第一扫气口13A与第二扫气口13B，因此可在第一扫气口13A与第二扫气口13B分别设定混合气向缸膛2A的吹出角度。

由于在扫气盖26的面向扫气口13的面突出设置着整流部26A，因此可将混合气的流动方向调整为适当的方向后使其朝向扫气口13。

另外，在发动机1的试制时或改良时，当寻找如可发挥高输出的混合气的流动方向时，只要变更与气缸2为不同零件的扫气盖26的整流部26A即可。进而，只要拆卸扫气盖26，就可从圆周方向外侧加工气缸2，而可容易地变更气缸2的进气时序(port timing)。通过这些，能够以较少的成本与较短的时间实现发动机1的高输出化。

[变化例]

本发明并不限定于所述实施方式，可达成本发明的目的的范围内的变形、改良等包含于本发明中。

例如，在实施方式中，在扫气口13设置着分隔件13C，但也可省略分隔件13C。在该情况下，优选使扫气盖26的整流部26A突出到缸膛2A的内周面附近。

另外，实施方式是发动机1为活塞阀式的例子，但发动机1也可以是簧片阀(reedvalve)式或旋转阀(rotary valve)式。另外，实施方式是发动机1为单气缸的例子，但发动机1也可以是多气缸。

Claims (5)

1.一种二冲程发动机，具有在形成于气缸的缸膛的壁面上大致对向地设置的进气口与排气口，且包含：

一对扫气口，分别设置在所述进气口与所述排气口之间，且隔着所述缸膛的轴线大致对向；

扫气窗，与所述扫气口连通，并且在所述气缸的外侧开口；及

扫气盖，从所述气缸的外侧封堵所述扫气窗；

其特征在于，在各个所述扫气口分别设置着延设部，该延设部延伸设置到所述进气口侧，且在所述缸膛的轴线方向观察时与所述进气口的端部重叠，因此能使所述扫气口的面积多出相当于所述延设部所占的面积。

2.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：

所述扫气口在所述缸膛的周向上，位于靠所述进气口的位置。

3.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：

所述延设部的周向的长度的合计为所述进气口的周向的长度的5％～26％。

4.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：

所述扫气口包含设置在周向上远离所述进气口的位置的第一扫气口、设置在周向上接近所述进气口的位置的第二扫气口、及分隔所述第一扫气口与所述第二扫气口的分隔件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的二冲程发动机，其特征在于：

在所述扫气盖的面向所述扫气口的面，突出设置着将朝向所述扫气口的混合气的流动方向调整为规定方向的整流部。