TW403811B - Two-stroke cycle engine - Google Patents

Description

A7 B7 403811 五、發明說明（ 發明背景 本發明是關於二行程引擎，適用於灌木鏟除機、綠簾 修剪機等’更特別地’關於一種二行程引擎，其可以改進 燃燒效率與減少廢氣中的碳氫化合物總量。 此二行程引擎已設計爲俾使補充、驅氣與排氣皆允言午 以高效率替換氣體，以提供高功率輸出。然而，由於驅_ 與排氣同時發生，’經由驅氣口引入一燃燒室的燃料混合物 逃入排氣口中，此導致廢氣中的碳氫化合物總量增加此 外，在燃料混合物已在燃燒室中燃燒以後，燃燒的氣體經 由排氣口排出，而其中含有某些未燃燒的氣體，此也導致 廢氣中的碳氫化合物總量增加。所以，爲了減少廢氣中的 碳氫化合物總量，可以採取措施，以避免新鮮的燃料混合 物逃入排氣口中並增加燃燒效率。由於燃燒效率增加，廢 氣中的碳氫化合物總量可以減少，同時改進功率輸出。 爲了避免燃料混合物的逃逸，氣體的驅氣流已藉由驅 氣與排氣口之位置與構造的改變而赛進，且燃燒室的形狀 已修改以增加燃燒效率，但驅氣流與燃燒效率之此改進有 其限制。於此亦已建議使曲軸之一轉角一排氣口藉由彼而 開啓一變小，以減少逃逸之新鮮燃料混合物的數量且略增 加燃燒室中燃燒氣體的餘留，以便利新鮮燃料混合物的燃 燒，藉以增加燃燒效率。然而，由於排氣效率減少，此導 致功率輸出的減少。既然功率輸出由於氣體的高效率替換 而增加與碳氫化合物總量由於避免新鮮燃料混合物逃入排 氣口而減少二者互相矛盾，故引擎功率輸出的改進與廢氣 (請先閱讀背面之注意事項再填莴本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製

• I n n I I I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -4 - 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 403811__b7_ 五、發明說明（2 ) 中碳氫化合物總量的減少必須達到平衡的關係。 發明槪述 本發明之一目的是提供一種二行程引擎，其克服上述 缺點且改進功率輸出，同時減少廢氣中的碳氫化合物總量 〇 此與其他目的之達成是藉由提供一種二行程引擎而達 成，包括一在曲軸箱中的曲軸室一燃料混合物經由進給裝 置供應至彼，一在汽缸中的燃燒室，在汽缸中的驅氣口 一 用於燃燒室與曲軸室之間的連通，一在汽缸中的排氣口， 一活塞一當它在汽缸中往復移動且開啓或關閉驅氣口與排 氣口時可以增加或減少燃燒室的體積，及裝置一用於當活 塞在其預選的行程位置時，驅氣口與排氣口由活塞關閉， 裝置經由驅氣口連通排氣口與曲軸室。 在活塞自其上死中心朝其下死中心移動期間，驅氣口 與排氣口打開，以致於曲軸室中的新鮮燃料混合物經由驅 氣口流入燃燒室。通過驅氣口的燃料混合物流迫使燃燒的 氣體自燃燒室進入排氣口。離開汽缸的廢氣含有一部分燃 料混合物，其自驅氣口通過燃燒室進入原來的排氣口，而 碳氫化合物以未燃燒氣體的形式留下。在活塞已通過下死 中心而朝上死中心移動期間，活塞關閉驅氣口與排氣口， 以致於其壓迫燃燒室中的燃料混合物。驅氣口與排氣口關 閉，則當活塞到達其預選行程位置時’排氣口經由連通裝 置與驅氣口和曲軸室連通，以致於含有碳氫化合物且留在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉-5- ί------------______ -/β\^ ' - {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ·1111111· I —— — — — — 403811_gL_ 五、發明說明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 排氣口中之一部分燃燒的氣體被抽取通過驅氣口而進入曲 軸室。當活塞到達上死中心，燃燒室中的燃料混合物燃燒 ，而新鮮燃料混合物中的部分燃燒氣體之存在有助於燃燒 室中的混合物燃燒，導致燃燒效率的增加》藉由使一部分 燃燒氣體自排氣口循環通過連通裝置進入曲軸室且自燦者 進入燃燒室，二行程引擎提供增加的功率輸出，而減少廢 氣中的碳氫化合物總量。 在依據本發明的二行程引擎中，當活塞到達其上死中 心時，排氣口與曲軸室可以經由驅氣口利用連通裝置互相 連通。 當排氣口與曲軸室利用連通裝置互相連通時，排氣口 中的燃燒氣體部分在真空下被平滑地抽取通過驅氣口進入 曲軸室，真空是藉由活塞朝其上死中心移動而產生於曲軸 室中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 燃燒氣體部分，其自排氣口經由連通裝置與驅氣口被 抽入曲軸室中，大部分停留在驅氣P中。當驅氣口開啓， 在曲軸室中的燃料混合物流流入燃燒室以前，停留在其中 的燃燒氣體流入燃燒室中。於是’來自燃燒室之起初逃逸 的氣體由循環進入燃燒室的燃燒氣體所占據，以致於新鮮 燃料混合物的數量可以減少。 在依據本發明的二行程引擎中，連通裝置可以包括槽 道型通道，其形成於它的外表面上之活塞中且延伸於排氣 口與驅氣口之間的活塞周圍，以在活塞到達其上死中心時 建立其間的連通。 各纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- A7 B7 五、發明說明（4 ) 在依據本發明的二行程引擎中，通道可以是導管型， 其形成於活塞中，且其端部敞開進入排氣口與驅氣口中。 在依據本發明的二行程引擎中，連通裝置可以包括在 周圍延伸的槽道，槽道各形成於它的外汽缸表面上之活塞1 中與汽缸內壁中，旦可各敞開進入排氣口與驅氣口中。當 活塞到達其上死中心時，槽道互相面對以界定連續槽道， 其各敞開進入排氣口與驅氣口中。 在依據本發明的二行程引擎中，連通裝置也可以包括 在周圍延伸的槽道型通道一槽道形成於它的外汽缸表面上 之活塞中，及管一其一端連接至驅氣口且當活塞到達其上 死中心時可敞開進入槽道中。 在依據本發明的二行程引擎中，排氣口可以連接至一 消音器一其空間在排氣口中，且藉由連通裝置通過消音器 空間而與驅氣口及曲軸室連通。於是，燃燒的氣體自排氣 口經由消音器、連通裝置與驅氣口被引入且進入曲軸室。 連通裝置可以包括在周圍延伸的槽道型通道一槽道形成於 它的外表面上之活塞中且可敞開進入驅氣口中，及管一其 —端連接至一消音器，消音器連接至排氣口，管安置於汽 缸壁上’以當活塞到達其上死中心時建立槽道與消音器內 部空間之間的連通。 圖式簡單說明 圖1是二行程引擎的垂直剖視圖 死中心： 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公蜚）-J .

請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填/ | 本十 頁I 訂 經濟部智慧財產局|工消費合作社印製 活塞安置於其上 __4038il五、發明說明（5 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖 2是是 死中心 » 圖 3是沿 圖 4是類 實施例 :而 圖 5至7 其他實 施例。 符號說 明 1 汽缸 2 進氣口 3 排氣口 4 曲軸室 Γ— D 驅氣口 6 曲軸 ( 連接桿 8 活塞 9 燃燒室 10 槽道 11 孔 14 曲軸箱 15 導管 16 消音器 .17 槽道 行程引擎的 — — — — — — — — — — — — — ---1----訂·！ 線 'w- - ' ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表纸張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 x 297公S ) - 8 - A7 A7 403811 B7____ 五、發明說明（6 ) 18 槽道 19 連通裝置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 0 開口 2 1 開口 2 2 槽道 2 3 連通裝置 2 4 開口 2 5 開口 2 6 管 2 8 管 3 0 曲軸銷 3 2 活塞銷 3 4 蓋 發明詳細說明 經濟部智慧时產局員工消費合作社印契 參考圖，特別是圖1與2.，一依據本發明的二行程引 擎包括互相連接的汽缸1與曲軸箱1 4。一曲軸6轉動支 撐於曲軸箱1 4中。一活塞8配置成用於在汽缸1的孔 1 1中往復移動。一連接桿7的一端轉動連接至曲軸6之 —曲軸銷3 0，其另一端藉由一活塞銷3 2樞動連接至活 塞8，以致於活塞8的往復移動促使曲軸6轉動。一燃燒 室9由汽缸1的內壁與活塞8的頂表面界定，而一曲軸室 4或混合物室由曲軸箱1 4內壁與活塞8底表面界定。活 塞8的向上或向下移動促使燃燒室9之體積對應地增加或 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）-9 - 403811 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 減少，導致曲軸室4的體積減少或增加。一進氣口 2形成 於汽缸1之壁中，且可接受通過進給裝置的燃料混合物， 進給裝置包含一化油器（未顯示）。當活塞8向上或向下 移動，其可開啓或關閉進氣口 2 ，因而允許或阻礙與曲軸 室4的連通。一排氣口 3，其可連接至一消音器（未顯示 )，係形成於汽缸1壁中，在一與汽缸1周圍隔離而與進 氣口 2成1 8 0度的位置，其位準高於進氣口 2。當活塞 8向上或向下移動，其可開啓或關閉排氣口3 ，因而允許 或阻礙與燃燒室9的連通。驅氣口 5形成在汽缸1壁中， 在一與汽缸1周圍隔離而與排氣口 3成9 0度的位置，其 位準等於排氣口 3 ，俾使它們建立燃燒室9與曲軸室4之 間的連通。驅氣口5也與汽缸周圍互相隔離成180度。 一火星塞（未顯示）安裝於燃燒室附近。在汽缸1外部周 圍，有一蓋3 4。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由圖3可見’提供有裝置，用於經由驅氣口 5連通排 氣口 3與曲軸室4 ’且包拮二槽道1 〇與1 〇型通道，槽 道各形成於它的外汽缸表面上的活塞8中，且在活塞8周 圍延伸於排氣口 3與每一驅氣口 5之間。槽道1 〇在活塞 8中的軸向位置是俾使當活塞8到達汽缸1頂時，其對應 於活塞8的上死中心’每一槽道1 〇與1 〇敞開進入排氣 口 3與每一驅氣口 5中。 假設活塞8在其上死中心，且燃料混合物在燃燒室9 中壓縮’壓縮的燃料混合物由火星塞（未顯示）點火，以 產生燃燒且膨脹的氣體，迫使活塞8向下移動。在活塞自 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 >« 297公爱> 403811 B7 五、發明說明（8) 其上死中心移動至其下死中心期間’燃燒室9的體積增加 ，而曲軸室4的體積減少，以壓縮其中的燃料混合物。活 塞8的向下移動促使排氣口 3開啓’使燃燒的氣體經由排 氣口 3流出汽缸1。接著’活塞8打開汽缸1壁中的驅氣 口 5，以致於壓縮的燃料混合物（新鮮燃料補充）自曲軸 室4經由驅氣口5補充進入燃燒室9中’同時迫使燃燒的 氣體自燃燒室進入排氣口 3。此時’因爲排氣3與驅氣口 5二者開啓’一部分新鮮燃料混合物’其自曲軸室4經由 驅氣口 5被引入燃燒室9中’可逃入排氣口 3。包含於逃 逸的新鮮燃料混合物中之碳氫化合物與燃燒的氣體中之未 燃燒成份界定廢氣中的碳氫化合物總量。 當活塞8向上移動通過下死中心’其關閉驅氣口 5與 排氣口 3 ，以致於燃燒室9與曲軸室4中的任何連通被阻 塞，以停止燃料混合物的任何逃逸。當活塞8繼續自其下 死中心移動至其上死中心，活塞8壓迫燃燒室9中的燃料 混合物，而在曲軸室4中產生真空。活塞8的向上連續移 動促使進氣口 2開啓’以在真空的作用下與曲軸室4連通 ，其中來自化油器的燃料混合物經由進氣口2被抽取或吸 引進入曲軸室4。當活塞8到達其上死中心，排氣口 3與 驅氣口 5經由槽道1 〇互相連通，以致於包含逃逸的新鲜 燃料混合物之燃燒氣體部分在曲軸室4中產生的真空下自 排氣口 3經由槽道10與驅氣口 5被抽入曲軸室4，以減 少廢氣中的碳氫化合物總量。自排氣口3抽取的燃燒氣體 主要部分將留在驅氣口5中。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210*297公茇）-11 . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -If ---------------I I . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403811 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 在活塞8已通過上死中心以後，其再向下移動，以致 於活塞8關閉進氣口 2且打開排氣口 3與驅氣口 5 ，以與 燃燒室9連通。於是’留在驅氣口 5中的燃燒氣體首先流 入燃燒室9 ’而新鮮燃料混合物則補充至燃燒室9中。起 初自燃燒室逃逸的氣體具有循環於燃燒室9中的大部分燃 燒氣體’此導致廢氣中之碳氫化合物總量減少。 高溫燃燒氣體與新鮮燃料混合物在燃燒室9中的混合 便利於燃料混合物的燃燒，於是可增加燃燒效率。通常， 燃料混合物補充效率的減少導致不良的功率輸出，但如果 待循環於燃燒室中之一數量的燃燒氣體限於某一程度，即 ’燃料混合物的燃燒不惡化，則燃燒效率可以改進而不降 低功率輸出，且廢氣中的碳氫化合物總量可以減少。 參考圖4至7 ，其繪示依據本發明之二行程引擎替代 實施例，且其係類似於圖3的視圖，類似的部件由與圖1 至3相同的參考號碼指示。 在圖4所繪示二行程引擎中，通道是形成於一活塞8 中的導管15與15型，俾使每一導管1 5與1 5延伸於 排氣口 3與每一驅氣口 5之間。活塞8中的導管1 5之軸 向位置是俾使當活塞8到達汽缸1頂時，其對應於活塞8 的上死中心，每一導管1 5與1 5的端部敞開至排氣口 3 與每一驅氣口5中。 在圖5所繪示二行程引擎中，通道是在周圍延伸的槽 道1 8與1 7型·，槽道各形成於它的外汽缸表面上之活塞 8中且在汽缸1內壁中，且可各敞開進入排氣口 3與驅氣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，义· · -f、 I11. 線· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐）-12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403811 at __B7____ 五、發明說明（10) 口 5中。槽道1 7與1 8具有適當尺寸’俾使槽道1 7與 1 8的部分互相重疊。槽道1 7與1 8的軸向位置是俾使 當活塞8到達汽缸1頂時，其對應於活塞8的上死中心’ 槽道1 7與1 8互相面對，以界定連續槽道’其各敞開進 入排氣口3與驅氣口5中。 在圖6所繪示二行程引擎中，槽道1 8類似於圖5所 示者，係形成於它的外汽缸表面上之活塞8中’而一汽缸 壁形成有開口 2 0與2 0，其可以敞開進入槽道1 8 °設 有一開口2 1，其形成爲與每一驅氣口 5連通’而一管 2 6之一端連接至開口 2 0，其另一端連接至開口 2 1。 槽道1 8與開口 2 0的軸向位置是俾使當活塞8到達汽缸 1頂時，其對應於活塞8的上死中心，槽道1 8與開口 2 0互相面對，以界定連通裝置1 9 ，其延伸通過排氣口 3與驅氣口 5之間的管2 6且敞開進入其內。當活塞8移 動至其上死中心時，排氣口 3中的燃燒氣體經由連通裝賡 1 9流入驅氣口 5。 在圖7所繪示二行程引擎中，一活塞8形成於它的外 汽缸表面上，具備二在周圍延伸的槽道2 2 ，每一槽道可 敞開進入驅氣口 5，而一可敞開進入每一槽道2 2的開口 2.5形成於汽缸壁中。一消音器16連接至排氣口 3，旦 設有開口 2 4，其自一在消音器1 6中的內部空間延伸。 一管2 8連接於每一開口 2 4與每一開口 2 5之間。槽道 2 2與開口 2 5的軸向位置是俾使當活塞8到達汽缸1頂 時，其對應於活塞8的上死中心，槽道2 2與開口 2 5互 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（2】〇x297公釐）-13- ------I------·11111--— — — — — — c * -- , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 403811_B7 -_ 五、發明說明（11) 相面對，以界定連通裝置2 3 ，其通過排氣口 3與驅氣口 5之間的管2 6與消音器1 6。當活塞8移動至其上死中 心時，排氣口 3中的燃燒氣體經由消音器1 6、連通裝置 2 3與槽道2 2流入驅氣口 5。 ---— II--1 I I I I · I I I I--—訂 — — — — — — — I· ,/l. i * 一 ， ' 、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張又度適用中因國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14-

Claims (1)

1. 403811 AS B8 CS D8

   月7曰 六、申請專利範圍 附件1: 第88 1 1 6864號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國89年6月修正 1 . 一種二行程引擎，包括一在曲軸箱中的曲軸室一 燃料混合物經由進給裝置供應至彼，一在汽缸中的燃燒室 ，在汽缸中的驅氣口一用於燃燒室與曲軸室之間的連通， 一在汽缸中的排氣口，一活塞一當它在汽缸中往復移動且 開啓或關閉驅氣口與排氣口時可以增加或減少燃燒室的體 積.，及裝置一用於當活塞在其預選的行程位置時，驅氣口 與排氣口由活塞關閉，裝置經由驅氣口連通排氣口與曲軸 室。 2 .如申請專利範圍第1項之二行程引擎，其中當活 塞到達其上死中心時，排氣口與曲軸室經由驅氣口由連通 裝置互相連通。 3 .如申請專利範圍第1或2項之二行程引擎，其中 連通裝置包括槽道型通道，槽道形成於它的外表面上之活 塞中且延伸於排氣口與驅氣口之間的活塞周圍，以在活塞 到達其上死中心時建立其間的連通。 4 ·如申請專利範圍第3項之二行程引擎，其中通道 是導管型，其形成於活塞中，且其端部敞開進入排氣口與 驅氣口。 5 .如申請專利範圍第1或2項之二行程引擎，其中 連通裝置包括在周圍延伸的槽道，槽道各形成於它的外汽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---r— J----!|丨_ 裝· I I (請先閱讀背面之注意事項再<寫本.Ii 訂- --線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403811 AS B8 CS D8

   月7曰 六、申請專利範圍 附件1: 第88 1 1 6864號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國89年6月修正 1 . 一種二行程引擎，包括一在曲軸箱中的曲軸室一 燃料混合物經由進給裝置供應至彼，一在汽缸中的燃燒室 ，在汽缸中的驅氣口一用於燃燒室與曲軸室之間的連通， 一在汽缸中的排氣口，一活塞一當它在汽缸中往復移動且 開啓或關閉驅氣口與排氣口時可以增加或減少燃燒室的體 積.，及裝置一用於當活塞在其預選的行程位置時，驅氣口 與排氣口由活塞關閉，裝置經由驅氣口連通排氣口與曲軸 室。 2 .如申請專利範圍第1項之二行程引擎，其中當活 塞到達其上死中心時，排氣口與曲軸室經由驅氣口由連通 裝置互相連通。 3 .如申請專利範圍第1或2項之二行程引擎，其中 連通裝置包括槽道型通道，槽道形成於它的外表面上之活 塞中且延伸於排氣口與驅氣口之間的活塞周圍，以在活塞 到達其上死中心時建立其間的連通。 4 ·如申請專利範圍第3項之二行程引擎，其中通道 是導管型，其形成於活塞中，且其端部敞開進入排氣口與 驅氣口。 5 .如申請專利範圍第1或2項之二行程引擎，其中 連通裝置包括在周圍延伸的槽道，槽道各形成於它的外汽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---r— J----!|丨_ 裝· I I (請先閱讀背面之注意事項再<寫本.Ii 訂- --線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8B8C8D8 403811 六、申請專利範圍 缸表面上之活塞中與汽缸內壁中，且可各敞開進入排氣口 與驅氣口，藉以當活塞到達其上死中心時，槽道互相面對 以界定連續槽道，其各敞開進入排氣口與驅氣口。 6 .如申請專利範圍第1或2項之二行程引擎，其中 連通裝置包括在周圍延伸的槽道型通道一槽道形成於它的 外汽缸表面上之活塞中，及管一其一端連接至驅氣口且當 活塞到達其上死中心時可敞開進入槽道。 7 .如申請專利範圍第1項之二行程引擎，其中排氣 口連接至一消音器一其空間在排氣口中，且藉由連通裝置 通過消音器空間而與驅氣口及曲軸室連通。 8..如申請專利範圍第7項之二行程引擎，其中連通 裝置可包括在周圍延伸的槽道型通道一槽道形成於它的外 表面上之活塞中且可敞開進入驅氣口，及管一其一端連接 至一消音器，消音器連接至排氣口，管安置於汽缸壁上’ 以當活塞到達其上死中心時建立槽道與消音器內部空間之 間的連通。 -n n 1 1^1 ^^1 ^^1 ^^1 ^1* ^^1 I I (請.九閱讀背面之注意事項再^寫本頁} 訂- 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -2-