CN102575580B - 两冲程发动机 - Google Patents

两冲程发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN102575580B
CN102575580B CN200980161220.XA CN200980161220A CN102575580B CN 102575580 B CN102575580 B CN 102575580B CN 200980161220 A CN200980161220 A CN 200980161220A CN 102575580 B CN102575580 B CN 102575580B
Authority
CN
China
Prior art keywords
center
bent axle
cycle engine
axle
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980161220.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102575580A (zh
Inventor
杉下悠
铃木干夫
竹岛将太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Zenoah Co
Original Assignee
Komatsu Zenoah Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Zenoah Co filed Critical Komatsu Zenoah Co
Publication of CN102575580A publication Critical patent/CN102575580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102575580B publication Critical patent/CN102575580B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0019—Cylinders and crankshaft not in one plane (deaxation)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及相对于曲轴(4)的旋转中心(Ccr)使缸(3)的轴中心(Ccy)向排气口(32)侧偏心的构造的两冲程发动机。将轴中心(Ccy)相对于旋转中心(Ccr)的偏心量(S)设定在1mm以上、6mm以下。另外，此时，使曲轴(4)的配重(42)的重心相对于通过曲轴(4)的旋转中心(Ccr)和曲柄销(41)的中心(Ccp)的线向旋转方向的后侧偏移。

Description

两冲程发动机
技术领域
本发明涉及两冲程发动机，例如涉及用于便携型作业机的单汽缸两冲程发动机。
背景技术
以往，已知使缸的轴中心相对于曲轴的旋转中心向排气侧偏心的构造的单汽缸两冲程发动机(例如，专利文献1、2)。
在这样的两冲程发动机中，因为连接杆(下称连杆)在与缸的轴中心平行的位置，在与该连杆的延长线上错开的位置存在曲轴的旋转中心，所以，能够使从曲轴的旋转中心到活塞的上止点位置的高度尺寸稍小，有助于小型化。另外，由于缸的轴中心与排气侧偏离，所以，能够在排气侧减小缸和活塞的滑动面的侧压，能够良好地维持高温的排气侧的润滑，能够防止烧结和/或异常磨损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭54-89115号公报
专利文献2：日本特开平2-149731号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，在以往的具有偏心构造的两冲程发动机中，以有效地进行发动机的小型化和防止烧结为目的，来确定其偏心量。
但是，本发明人发现了该偏心量不仅对小型化、防止烧结有效，还对提高输出以及提高排气气体的排放有效。因此，希望确定能够充分发挥其效果的最佳的偏心量。
本发明的目的是提供一种能够提高输出以及排放这两者的具有偏心构造的两冲程发动机。
用于解决课题的手段
本发明的两冲程发动机是使缸的轴中心相对于曲轴的旋转中心向排气口32侧偏心的构造的两冲程发动机，其特征在于，所述轴中心相对于所述旋转中心的偏心量在1mm以上、6mm以下。
在本发明的两冲程发动机中，希望所述曲轴的配重的重心相对于通过所述曲轴的旋转中心和曲柄销的中心的线向旋转方向的后侧偏移。
这里，“旋转方向的后侧”是指按曲柄角看的滞后侧，后述的实施方式中的“旋转方向的前侧”是指按曲柄角看的提前侧。
发明效果
根据本发明，因为在具有偏心构造的情况下，将其偏心量设定为作为便携型作业机用的发动机最佳的量，所以，能够在缸内压为最大压力的曲柄角时，设置缸的轴中心和连杆的轴中心，将爆发力有效地向曲轴传递，在此基础上，由于与以往相比，活塞相对于曲柄角滞后，所以，在活塞位于靠近上止点侧的高位置的状态，即，在排气口开始打开前的状态下，能够充分进行燃烧，能够提高燃烧效率，因此，能够提高作为发动机的输出。另外，由于通过切实地进行燃烧，能够减少未燃烧的燃料，所以，能够进一步降低与排气气体一起排出的未燃烧燃料，能够提高排放。
在本发明中，在使配重的重心向旋转方向的后侧偏移的情况下，具有这样的效果：能够更顺畅地进行活塞通过上止点时和缸内压力达到最大时的活塞的工作、且能够降低振动。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的两冲程发动机的纵剖视图。
图2是用于说明第一实施方式的两冲程发动机的模式图。
图3是表示对第一实施方式的两冲程发动机和以往的两冲程发动机的活塞相对于曲柄角的位置进行比较的图。
图4是表示第一实施方式的两冲程发动机和以往的两冲程发动机的排气气体中所含的氧浓度的比较的图。
图5是表示第一实施方式的两冲程发动机和以往的两冲程发动机的排气气体中所含的总碳氢化合物(THC：Total Hydrocarbons)的比较的图。
图6是表示本发明的第二实施方式的两冲程发动机的剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
下面，根据图1，说明本发明的第一实施方式的两冲程发动机(下面简称发动机)1。另外，在下面的说明中，将后述的活塞5向上止点(TDC：Top Dead Center)侧的移动称为上升，将向下止点(BDC：Bottom DeadCenter)侧的移动称为下降。
发动机1是单缸发动机，具备曲柄箱2、隔着垫片被螺栓紧固在曲柄箱2上的缸3、旋转自由地轴支撑在曲柄箱2内的曲轴4、滑动自由地收容在缸3内的活塞5、一端轴支撑在曲轴4的曲柄销41，另一端轴支撑在活塞5的活塞销51上的连杆6。
这样的发动机1适合用于链锯、灌木铲除机、发动机鼓风机、其它的手持式或背背式的便携型作业机。另外，还可以将发动机1应用于无线电操控(无线控制)用的玩具发动机(hobby engine)等。
另外，本实施方式的发动机1作为层状扫气两冲程发动机被构成。即，除了在发动机1的缸3中设置活塞阀式的吸气口31、排气口32以及扫气口33以外，在吸气口31的图中上部，设置将层状扫气用的先导空气(纯空气)送入未图示的扫气通路的空气口34。
被送进空气口34的先导空气，在活塞5的上升途中，在与打开吸气口31大致相同的时刻，流入设置在活塞5的外周面的凹状的连通路52中，通过该连通路52，从扫气口33侧进入扫气通路内，滞留在扫气口33附近。
而且，通过活塞5转变为下降，首先，先导空气先于来自曲柄箱2内的混合气流入缸3内。因此，虽然在先导空气以及混合气流入时，可能从开始开放的排气口32漏出不含燃料的先导空气，但是，不易漏掉接着先导空气进入的未燃烧的混合气，能够提高排气气体中的排放。
此外，在本实施方式的发动机1中，为了进一步提高排放以及发动机输出，采用偏心构造。即，缸3的轴中心Ccy相对于曲轴4的旋转中心Ccr向平行地向排气口32侧偏心了偏心量S的位置偏移。另外，在图1、图2中，将通过曲轴4的旋转中心Ccr并与缸3的轴中心Ccy平行的线作为L2来表示。
本实施方式的偏心量S是3mm。在便携型作业机用的单汽缸两冲程发动机中，其排气量、活塞直径、连杆长度、曲柄半径的范围被大致限定，其中，若特别考虑曲柄半径，则最好的是在1mm≤S≤6mm的范围设定偏心量S。
具体地说，在用于上述用途的发动机中，已知按曲轴角看，在ATDC(After Top Dead Center)约10°的位置上的缸内压力为最大。因此，在本实施方式的发动机1中，如图2模式地表示的那样，在缸内压力为最大的ATDC10°的位置，连杆6的轴中心Cco和缸3的轴中心Ccy一致。
通过该设定，能够最有效地将用于将活塞5推向下降侧的爆发力通过沿着缸3的轴中心Ccy的连杆6向曲轴4传递。而且，在各轴中心Ccy、Cco一致的情况下，从图2可以看出，若设曲柄半径为R，则偏心量S可以近似为Rsin10°，由于这种情况，在本实施方式中被设定为S＝3mm。另外，在图1中，由于表示活塞5位于TDC的状态，所以，各轴中心Ccy、Cco不一致。
这里，ATDC10°处的活塞5的位置是比图2中用双点划线表示的TDC的位置略微提前(降低)的位置，与以往的发动机相比，依然处于接近TDC的(高的)位置。图3表示不具有偏心构造的以往的发动机和本实施方式的发动机1中的活塞位置相对于曲柄角的关系。
图3中，若以以往的发动机为基准，则与以往相比，本实施方式的发动机1从曲柄角看，活塞5滞后2.7°到达TDC。因此，在缸内压力为最大的ATDC10°，本实施方式中，依然位于靠近TDC仅0.06mm的位置，就达到与以往相同的位置而言，滞后1.3°。
即，从因点火而开始燃烧到排气口32开始打开为止花费了多余的时间，在充分地进行了燃烧后，排气口32打开。
因此，由于在通过良好地进行燃烧来提高燃烧效率的基础上，像上述那样，还提高了爆发力的传递效率，所以，输出增加。另外，因为通过良好的燃烧，排气气体中所含的未燃烧燃料减少，所以，能够提高排放。而且，因为发动机1原本就是排放良好的层状扫气型，所以，结果能够进一步提高排放。
再有，也如作为背景技术所说明的那样，或如图3所示那样，在本实施方式中，因为TDC的位置比以往的低(冲程和压缩比相同)，所以，具有能够缩短缸3的长度，有助于小型化的效果。因为缸3和活塞5的周面的侧压降低，所以，能够良好地保持润滑状态，还能够抑制烧结和异常磨损。
图4表示以往和本实施方式的排气气体中所含的氧浓度的比较。根据该图可知，在被使用最多的发动机转速7000～10000rpm时，本实施方式的发动机1与以往相比氧浓度低。这是良好地进行燃烧的结果，可以说氧量更低，表示输出提高。
另外，图5表示以往和本实施方式的排气气体中所含的总碳氢化合物(THC)的比较。在该图中，也是在相同的转速区域，本实施方式的发动机1与以往相比总碳氢化合物低。这也是良好地进行燃烧的结果，通过减少未燃烧燃料，可以说改善了排气气体中的排放。
然而，返回到图1、图2，在设置于发动机1的曲轴4中，配重42的重心G的位置被设定成从通过曲轴4的旋转中心Ccr和曲柄销41的中心Ccp(图2)的线L1上向旋转方向的后侧偏移。对于曲轴4的旋转方向，在图1、图2中用空白箭头表示。在图2中，由点划线的小原点表示以往的重心G的位置。
更具体地说，在活塞5在TDC、ATDC10°的位置，重心G被设定为位于从缸3的轴中心Ccy的延长线上的附近到通过曲轴4的旋转中心Ccr并与轴中心Ccy平行的线L2上附近之间。
因此，配重42相对于通过曲轴4的旋转中心Ccr和曲柄销41的中心Ccp的线为非对称。在本实施方式中，采用将以往的配重中的旋转方向的前侧削除了的形状。图1中用双点划线表示的部分相当于削除了的部分。
由于活塞5以TDC为界，从上升转变为下降，所以，活塞5的工作的矢量的变化以及活塞5等的往复运动部分的速度变化(加速度)明显，对振动的影响大。另外，即使在发动机1上的爆发力和活塞5等的往复运动部分的惯性力的合成力为变大的最大缸内压力时(ATDC10°)，由于缸内压力对活塞5等的往复运动部分的影响，由往复运动部分的举动变化而产生的振动加速度变大，振动也变大。
因此，在活塞5从TDC到ATDC10°为止，配重42的重心G位于从缸3的轴中心Ccy的延长线上附近到通过曲轴4的旋转中心Ccr并与轴中心Ccy平行的线L2上附近之间的本实施方式中，能够使活塞5沿轴中心Ccy向下降方向平衡良好地滑动，能够抑制振动变大。
[第二实施方式]
图5表示本发明的第二实施方式的发动机1。在上述第一实施方式中，通过相对于以往的配重将旋转方向的前侧削除，使重心G的位置向旋转方向的后侧偏移，但是，在本实施方式中，通过相对于以往的配重，在旋转方向的后侧设置追加部43(参见图中双点划线)来构成配重42。
在本实施方式中，在活塞5从TDC到ATDC10°为止，也能够使重心G的位置位于从缸3的轴中心Ccy的延长线上附近到通过曲轴4的旋转中心Ccr并与轴中心Ccy平行的线L2上附近之间，能够得到针对减轻振动的与第一实施方式相同的效果。
另外，本发明并不限于上述各实施方式，能够实现本发明目的的范围内的变形等也包括在本发明中。
例如，上述各实施方式的发动机1是层状扫气型的两冲程发动机，但也可以是非层状扫气型的普通的两冲程发动机。
在上述各实施方式中，通过在配重42中设置削除部分和/或追加部43来错开重心G的位置，但是，也可以通过将相对于在曲轴的旋转中心和曲柄销的中心通过的线线对称的配重向旋转方向的后侧错开地设置来改变重心的位置。但是，曲柄销的位置不变。
另外，也可以根据发动机的振动水平，采用以往那样的配重，即，重心位于通过曲轴的旋转中心和曲柄销的中心的线上的配重，即使是这样的情况，也包括在本发明中。
工业实用性
本发明的两冲程发动机能够用于链锯、灌木铲除机、发动机鼓风机、修整机、修边机等便携型作业机械和玩具用的发动机。
符号说明
1：两冲程发动机；3：缸；4：曲轴；32：排气口；41：曲柄销；42：配重；Ccp：中心；Ccr：旋转中心；Ccy：轴中心；G：重心；L1、L2：线；S：偏心量。

Claims (1)

1.一种用于便携型作业机或者玩具的两冲程发动机，所述两冲程发动机是使缸的轴中心相对于曲轴的旋转中心向排气口侧偏心的构造的两冲程发动机，其特征在于，
将所述轴中心相对于所述旋转中心的偏心量设定在1mm以上、6mm以下，并且所述曲轴的配重的重心相对于通过所述曲轴的旋转中心和曲柄销的中心的线向旋转方向的后侧偏移，
其中，在活塞在TDC、ATDC10°的位置时，所述重心被设定为位于从所述缸的轴中心的延长线上的附近到通过所述曲轴的旋转中心并与所述轴中心平行的线上附近之间。
CN200980161220.XA 2009-09-01 2009-09-01 两冲程发动机 Active CN102575580B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/065242 WO2011027416A1 (ja) 2009-09-01 2009-09-01 ２サイクルエンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102575580A CN102575580A (zh) 2012-07-11
CN102575580B true CN102575580B (zh) 2015-09-30

Family

ID=43648979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980161220.XA Active CN102575580B (zh) 2009-09-01 2009-09-01 两冲程发动机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8960149B2 (zh)
EP (1) EP2474726A4 (zh)
JP (1) JPWO2011027416A1 (zh)
CN (1) CN102575580B (zh)
WO (1) WO2011027416A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101393586B1 (ko) * 2013-02-25 2014-05-12 현대자동차 주식회사 엔진 구조
JP6637850B2 (ja) * 2016-07-04 2020-01-29 ヤマハ発動機株式会社 エンジンおよびエンジンのシリンダブロックの製造方法
US10526997B2 (en) * 2018-01-17 2020-01-07 Chun-Li Chen Cylinder structure of internal combustion engine
US11578647B2 (en) 2020-03-11 2023-02-14 Arctic Cat Inc. Engine
DE102020134590A1 (de) 2020-12-22 2022-06-23 Trützschler GmbH & Co Kommanditgesellschaft Abfallabführung an einer Textilmaschine mit mehreren Öffnungswalzen, damit ausgestattete Textilmaschine und Anlage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005331006A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Honda Motor Co Ltd エンジンのバランサ装置
JP2006283571A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Mazda Motor Corp 車両用４サイクル火花点火式エンジンの制御装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB262247A (zh) *
GB187901270A (en) * 1879-03-29 1879-09-26 Gas motor engines
GB117075A (en) * 1916-10-04 1900-01-01 Brasier Henri Improvements in Internal Combustion Engines.
US1956804A (en) * 1931-03-30 1934-05-01 Continental Motors Corp Engine
US2974541A (en) * 1954-09-07 1961-03-14 Gen Motors Corp Offset piston-pin balancing arrangement for engines
US3286535A (en) * 1964-11-03 1966-11-22 Martin W Schrader Connecting rod assembly
JPS5637066Y2 (zh) * 1976-05-20 1981-08-31
JPS5489115A (en) 1977-12-26 1979-07-14 Suzuki Motor Co Ltd Scuffing preventing device of piston engine
US5076220A (en) * 1980-12-02 1991-12-31 Hugh G. Evans Internal combustion engine
US4945866A (en) * 1987-03-26 1990-08-07 Chabot Jr Bertin R Altered piston timing engine
GB8813073D0 (en) * 1988-06-02 1988-07-06 Kisch R Improved efficiency in reciprocating combustion engines
JP2726459B2 (ja) 1988-12-01 1998-03-11 ヤマハ発動機株式会社 ピストン・クランク機構
US5186127A (en) * 1991-01-28 1993-02-16 Lorenzo Cuatico Internal combustion engine with offset connecting journal
JP3039234B2 (ja) * 1993-11-26 2000-05-08 トヨタ自動車株式会社 クランク軸オフセットエンジン
JPH08144780A (ja) * 1994-11-14 1996-06-04 Hirobumi Horigome 内燃機関
US5758611A (en) * 1997-04-15 1998-06-02 Collins; Imack L. Flex-rod
US5816201A (en) * 1997-07-07 1998-10-06 Garvin; Edward A. Offset crankshaft mechanism for an internal combustion engine
JPH11236832A (ja) * 1998-02-23 1999-08-31 Toyota Motor Corp 内燃機関のノッキング防止装置
US6058901A (en) * 1998-11-03 2000-05-09 Ford Global Technologies, Inc. Offset crankshaft engine
EP1092848B1 (en) * 1999-10-12 2006-12-13 Yamaha Marine Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JP2001182550A (ja) * 1999-10-12 2001-07-06 Sanshin Ind Co Ltd エンジン構造
US6745746B1 (en) * 2002-07-12 2004-06-08 Yoshiyuki Ishii Internal combustion engine
KR101242350B1 (ko) * 2007-08-27 2013-03-14 현대자동차주식회사 차량용 엔진
JP2009115033A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Toyota Motor Corp クランクオフセット可変機構付き内燃機関の制御システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005331006A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Honda Motor Co Ltd エンジンのバランサ装置
JP2006283571A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Mazda Motor Corp 車両用４サイクル火花点火式エンジンの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2474726A1 (en) 2012-07-11
EP2474726A4 (en) 2014-10-15
US20120180769A1 (en) 2012-07-19
CN102575580A (zh) 2012-07-11
WO2011027416A1 (ja) 2011-03-10
US8960149B2 (en) 2015-02-24
JPWO2011027416A1 (ja) 2013-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102575580B (zh) 两冲程发动机
EP2463495A2 (en) Two-cycle engine
CN204061515U (zh) 用于四缸内燃机的曲轴以及四缸内燃机
WO2016150231A1 (zh) 带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机
JP5370669B2 (ja) ２サイクルエンジン
US20110192370A1 (en) Positive-Displacement Engine
EP2278137B1 (en) Two-stroke internal combustion engine
CN104481689A (zh) 双曲柄机构发动机
CN203560423U (zh) 一种可改变发动机压缩比的活塞销
EP2278136A2 (en) Two-stroke internal combustion engine
US20060162550A1 (en) Piston for a two-cycle engine
JP4671887B2 (ja) バランサを備える内燃機関
EP2770180B1 (en) Two-stroke internal combustion engine
JP4558090B1 (ja) 茸弁の傘部の底面を覆う部品を持つピストン式エンジン
RU2388917C1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
CN102852639A (zh) 对置活塞发动机
SE531337C2 (sv) Bränsledriven brytmaskin
CN101532428A (zh) 内燃机
JP2009507174A (ja) 内燃機関
WO2009093310A1 (ja) ２サイクルエンジン
JP5060459B2 (ja) ２サイクルエンジン
JP2003083101A (ja) 内燃機関
CN108590797A (zh) 一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构
CN103850790A (zh) 无死点往复式内燃机
CN104564332B (zh) 通用单缸大排量汽油发动机装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant