分層掃氣二衝程發動機和汽化器的製作方法

2023-06-03 01:23:21

專利名稱：分層掃氣二衝程發動機和汽化器的製作方法
技術領域：
本發明涉及分層掃氣二衝程發動機和汽化器。
背景技術：
傳統地，關於用於分層掃氣二衝程發動機的汽化器，將節流閥作為旋轉閥的汽化器是已知的(例如專利文獻1)。在該汽化器中，設置有用於產生空氣與燃料的混合氣體的混合氣體路徑以及用於使得用來分層掃氣的先導空氣(leading air)(純空氣)通過的空氣路徑，其中圓柱形旋轉閥穿透這些路徑而布置。旋轉閥包括與混合氣體路徑相對應的連通孔以及與空氣路徑相對應的連通孔，並且通過旋轉所述旋轉閥以使得在每個連通路徑中顯現或隱藏每個連通孔來切換每個路徑的打開和關閉。此外，如圖11所示，在所述旋轉閥中，針1沿著旋轉軸中心從其一端穿透，使得針 1的尖端到達與混合氣體路徑相對應的連通孔。另一方面，從與針1相對的側部，用於燃料的管形噴嘴2到達連通孔，並且針1的尖端從燃料噴嘴2的尖端插入。如所描述的，針1和燃料噴嘴2由針閥構成，隨著旋轉閥的旋轉，針1沿軸向方向移動，以打開和關閉設置有燃料噴嘴2的噴嘴開口 3。應注意，在圖11中，分別地，用輪廓箭頭表示氣流，而將燃料示出為霧狀形式。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本未審定專利申請公開號2008-69767

發明內容
本發明將解決的問題然而，由於混合氣體路徑和空氣路徑分離地提供給汽化器，因此存在這樣的問題 增加了汽化器的尺寸以適應兩個路徑的存在。此外，已經提出一個建議，通過使用分隔板將一個進氣路徑分隔成混合氣體路徑和空氣路徑來確保混合氣體和先導空氣的分離，同時減小汽化器的尺寸；然而，在這種建議中使用的節流閥是蝶形閥，使得由於結構的原因而難以應用於旋轉閥。本發明的目的是提供一種分層掃氣二衝程發動機和用於所述發動機的汽化器，甚至在使用包括一個進氣路徑的小型汽化器的情況中，也能夠沒有故障地分離和供應混合氣體及先導空氣。解決問題的方式本發明中的分層掃氣二衝程發動機是這樣一種分層掃氣二衝程發動機，其包括 設置有進氣口和空氣口的發動機本體，混合氣體通過所述進氣口流入，先導空氣通過所述空氣口流入；用於在進氣路徑中產生所述混合氣體和先導空氣的汽化器，設置有用於切換一個進氣路徑的打開和關閉的可樞轉旋轉閥；以及布置在所述發動機本體與汽化器之間的絕緣體，設置有用於使所述混合氣體循環的混合氣體路徑和用於使所述先導空氣循環的空氣路徑，其中，為旋轉閥提供向外打開的用於從旋轉軸中心側噴射燃料的噴嘴開ロ，並為噴嘴開ロ提供引導部分，來自噴嘴開ロ的燃料通過該引導部分被引導至混合氣體路徑與空氣路徑之中的混合氣體路徑上遊的位置相對應的位置。在本發明的分層掃氣ニ衝程發動機中，絕緣體設置有用於將內部分隔成混合氣體路徑和空氣路徑的分隔部分，同吋，整體地設置於分隔部分的上遊且延伸地突伸入汽化器的進氣路徑中的延伸突伸部理想地裝配在進氣路徑中。在本發明的分層掃氣ニ衝程發動機中，旋轉閥的旋轉軸中心和發動機本體的汽缸的軸線(shaft line)可垂直地交叉或也可以是平行的。此外，本發明中的汽化器是包括本體的一種汽化器，所述本體包括ー個進氣路徑和用於切換進氣路徑的打開和關閉的可樞轉旋轉閥，其中，所述旋轉閥設置有用於從旋轉軸中心側向外打開的噴射燃料的噴嘴開ロ，並且，所述噴嘴開ロ設置有引導部分，來自噴嘴開ロ的燃料通過該引導部分被引導至外側上的指定位置。在本發明的汽化器中，優選地將引導部分形成為圓柱形形狀。本發明的效果根據分層掃氣ニ衝程發動機和用於所述發動機的汽化器，由於在汽化器的噴嘴開 ロ處設置有能夠將燃料引導至與混合氣體路徑中上遊的位置相對應的位置的引導部分，因此，通過引導部分可在絕緣體的混合氣體路徑中的上遊順利地噴射從噴嘴開ロ噴射的燃料。因此，在不會將包含所噴射的燃料的混合氣體混合到用於先導空氣的空氣路徑中的情況下，將所述混合氣體通過混合氣體路徑直接吸入發動機本體側，甚至在使用其中僅設置一個進氣路徑的小型汽化器吋，也能確保混合氣體和先導空氣的分離及供應，使得可能實現本發明的目的。在本發明中，如果對絕緣體提供延伸突伸部，那麼便可能從更靠近旋轉閥的位置分隔出混合氣體路徑和空氣路徑，使得混合氣體難以流入空氣路徑ー側。在本發明中，如果旋轉閥的旋轉軸中心和汽缸的軸線垂直地交叉，由於一般認為當軸線處於垂直狀態時汽缸是正常布置的，因此，如果旋轉閥的旋轉軸中心與汽缸的軸線垂直地交叉，那麼可使噴嘴開ロ向下，允許通過利用其自己的重量迅速地向下噴射所述燃料而將燃料有效地吸入混合氣體路徑側，以在確保與空氣分離的同時改進輸出。此外，在發動機本體ー側上，由於以垂直位置關係設置進氣口和空氣ロ，因此可將絕緣體內的每個路徑形成為筆直的形狀，允許減小路徑阻カ並防止燃料淤積地存留。在本發明中，如果旋轉閥的旋轉軸中心和汽缸的軸線是平行的，那麼，雖然絕緣體的每個路徑的內部形狀變得稍微複雜，但是也可以通過遵循非分層掃氣類型的普通ニ衝程發動機中的汽化器的安裝結構或布局，而輕鬆地設計布局等。在本發明中，如果形成圓柱形的引導部分，那麼用該引導部分可抑制燃料輸出從噴嘴開ロ的分散，確保能夠沒有故障地在絕緣體的混合氣體路徑中在上遊噴射燃料。


圖1是示出了根據本發明的實施方式1的ニ衝程發動機的橫截面圖。圖2是示出了用於實施方式1中的發動機的汽化器的主要部分的橫截面圖。圖3是示出了用於實施方式1中的發動機的汽化器的主要部分的斜視圖。
圖4是線IV-IV的橫截面圖，並且是從上遊側示出了實施方式1中的汽化器的主要部分的橫截面圖。圖5是用於實施方式1中的發動機的絕緣體的前視圖。圖6是示出了根據本發明的實施方式2的二衝程發動機的橫截面圖。圖7是示出了用於實施方式2中的發動機的汽化器的主要部分的橫截面圖。圖8是線VIII-VIII的橫截面圖，並且是從上遊側示出實施方式2中的汽化器的主要部分的橫截面圖。圖9是用於實施方式2中的發動機的絕緣體的前視圖。圖10是示出了本發明的一個改進實例的橫截面圖。圖11是描述了背景技術的斜視圖。
具體實施例方式[實施方式1]在下文中，描述了根據本發明的實施方式1的二衝程發動機(從這開始，叫做發動機)10。在圖1中，發動機10是活塞閥類型的分層掃氣二衝程發動機，並被構造成包括發動機本體11、用於將混合氣體和先導空氣供應至發動機本體11的汽化器12，以及布置於發動機本體11與汽化器12之間的絕緣體13，用於阻止熱量從發動機本體11到汽化器12。在圖1中，在發動機本體11中僅示出了汽缸14，從圖示中省略了曲柄軸箱和活塞。 在活塞閥類型的分層掃氣二衝程發動機的本實施方式中，除了進氣口 15和排氣口 16以外， 在用於汽缸14的進氣口 15的上部中還設置有用於先導空氣的空氣口 17。空氣口 17關閉，以相對於設置在活塞的外周緣表面處的空氣連通路徑連通。此外，活塞的空氣連通路徑關閉，以相對於設置有汽缸14的掃氣口 18連通。通過活塞的往復運動執行這些連通和關閉切換操作。如上所述，在活塞閥類型中，活塞用作用於引入先導空氣的閥，並且在混合氣體被引入曲柄軸箱時先導空氣經由空氣口 17通過活塞的外邊緣上的空氣連通路徑傳送至掃氣口 18中。傳統地，汽化器12用於普通的二衝程發動機，而不是分層掃氣二衝程發動機，具有設置於本體19中的一個進氣路徑21。此外，本體19設置有穿透進氣路徑21的可樞轉旋轉閥22。連通孔23設置有用於在進氣路徑21的上遊和下遊之間連通的旋轉閥22，根據旋轉閥22的旋轉位置經由連通孔23切換進氣路徑21的打開和關閉。應注意，圖1示出了旋轉閥22完全打開的狀態。在此情況中，將汽化器23布置在這樣的方向上，旋轉閥22的旋轉軸中心Cl在此方向上與汽缸14的軸線C2垂直地交叉。未示出但是設置於汽化器12中的淨化泵等相對於汽缸14終止於側面位置中。在面向這個方向的布置狀態中，示出了針M或燃料噴嘴25 沿著徑向方向的橫截面。在圖2和圖3中放大並示出了處於圖1狀態中的針M和燃料噴嘴25。在圖1至圖3中，設置有燃料噴嘴25的噴嘴開口沈在圖中向下打開。即，從噴嘴開口沈收回的燃料是在相對於抽吸流的方向垂直交叉的方向上從旋轉軸中心Cl側輸出的，特別地，在圖中在旋轉閥22的連通孔23內是向下的。
在內部容納噴嘴開ロ沈的引導部分26A設置有燃料噴嘴25。使引導部分26A形成為圓柱形，其尖端朝著與混合氣體路徑27中上遊的位置相對應的位置。因此，通過設置有噴嘴開ロ沈的引導部分26A將來自噴嘴開ロ沈的燃料輸出噴射至與將在後面描述的混合氣體路徑27中上遊的位置相對應的位置。此外，在不幹擾旋轉閥22的旋轉的範圍內將所述引導部分26A的長度設置得較長，確保沒有故障地引導燃料。通過與空氣混合將從引導部分26A噴射的燃料產生為混合氣體，並朝著汽缸14的進氣ロ 15吸入混合氣體。另ー方面，由於沒有將燃料噴射至連通孔23中的上側，因此將通過其上側的空氣產生為不包含燃料的先導空氣，並將其吸入至汽缸14的空氣ロ 17。應注意，在圖1中，由雙點虛線表示的旋轉閥22處於發動機10處於空轉狀態的位置中。通過旋轉閥22的空氣從進氣路徑21的上側流入連通孔23，在連通孔23內下降，並從進氣路徑21的下側流出。因此，在連通孔23中下降的空氣的方向與由引導部分2認引導的燃料的方向大約相同，如圖1中的箭頭所示。在圖1中，絕緣體13由具有熱絕緣性能的合成樹脂製成，分別地，在下側上包括與汽缸14的進氣ロ 15連通的混合氣體路徑27，在上側上包括與下遊側上的空氣ロ 17連通的空氣路徑28。混合氣體路徑27的上遊側對應於汽化器12的進氣路徑21的下側開放地連通，同時空氣路徑28的上遊側對應於進氣路徑21的上側開放地連通。S卩，如圖4所示，通過放大絕緣體13的每個路徑27和28與噴嘴開ロ沈的位置關係，將由引導部分26A引導的燃料噴射至與路徑27和28每個中的混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置。因此，在旋轉閥22的連通孔23內的下側上產生的混合氣體通過下側上的混合氣體路徑27直接流入進氣ロ 15，同吋，在連通孔23內的上側上產生的先導空氣通過上側上的空氣路徑觀直接流入空氣ロ 17。用分隔部分四將絕緣體13內的每個路徑27和28垂直地隔開。用平面將分隔部分四形成為板狀。分隔部分四的上遊側設置有延伸突伸部31，該延伸突伸部在汽化器12 的進氣路徑21中延伸地突伸至旋轉閥22。延伸突伸部31的尖端邊緣31A與旋轉閥22的旋轉軸中心Cl平行，並在圖中定位在相同的高度處。分隔部分四和延伸突伸部31的連接部分是相同的。如圖5所示，將延伸突伸部31形成為平板形狀，具有被形成為與進氣路徑21的內徑相同的寬度W。由於延伸突伸部31的原因，將進氣路徑21內的下遊側上的一部分垂直地分成混合氣體側和先導空氣側，不留下任何間隙，以防止混合氣體流入絕緣體13的空氣路徑觀側。這裡，可將延伸突伸部31的寬度W製造為比進氣路徑21的內徑稍大，以使得延伸突伸部31的寬度方向上的兩端與和進氣路徑21內部相對應的凹ロ接合，並且，在這種情況中，可更可靠地確定延伸突伸部31在進氣路徑21內的位置。在圖5中，絕緣體13設置有負壓傳輸路徑32，其用於將發動機本體11側上的負壓傳輸至汽化器12側，並且，其一端與汽缸14的負壓輸出孔33 (圖1)連通，而另一端經由設置於汽化器安裝面34上的連通凹槽35與汽化器12的負壓輸入孔(圖中省略了該負壓輸入孔)連通。引導至汽化器12的負壓用來操作隔膜等，所述隔膜等用作汽化器12中的燃料泵。此外，絕緣體13的四個角落處的插入孔36是用於插入螺栓的孔，所述螺栓用來將絕緣體13固定至汽缸14，一對豎直的螺紋孔37是螺栓將擰入其中的孔，以將汽化器12固定至絕緣體13。如到此為止描述的，根據本實施方式，汽化器12的旋轉閥22的旋轉軸中心Cl與汽缸14的軸線C2垂直地交叉，並且，在旋轉閥22的連通孔23中，噴嘴開ロ沈與下側上的進氣ロ 15相對應地向下打開。設置有噴嘴開ロ沈的引導部分^A的尖端在與混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置處打開。為此，通過引導部分26A將來自噴嘴開ロ沈的燃料引導至與混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置，並可以沒有故障地通過下側上的混合氣體路徑27將其傳送至進氣ロ 15，防止混合氣體流入空氣路徑觀側。因此，可使用僅包括ー個進氣路徑21的較小汽化器用作汽化器12，允許減小發動機10的尺寸。此外，當發動機10處於空轉狀態中吋，由於通過旋轉閥22的空氣與由引導部分 26A引導的燃料的方向大約是相同的方向，因此，由於在引導部分2認周圍通過的空氣的噴射效果的原因，可將燃料有效地從引導部分26A收回，使得甚至在具有較小氣流的空轉狀態中，也能夠通過穩定地供應燃料而使發動機轉數穩定。此外，在空轉狀態中，由於設置有旋轉閥22的連通孔23的下遊側在進氣路徑21 的下側上打開，因此更確保混合氣體流至混合氣體路徑27側上。為此，可沒有故障地通過下側上的混合氣體路徑27將混合氣體直接傳送至進氣ロ 15，而不允許其流入空氣路徑洲側。[實施方式2]在圖6和圖7中示出了根據本發明實施方式2的發動機10。在本實施方式中，將汽化器12布置為，使得旋轉閥22的旋轉軸中心Cl變得與汽缸14的軸線C2平行。因此， 如圖8中的放大圖所示，引導部分2隊的尖端在與旋轉閥22的連通孔23中的混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置處打開，同時，從由引導部分2隊引導的噴射燃料和通過混合氣體路徑27中的上遊的空氣中產生混合氣體。在此情況的過程中，設置有汽化器12 的淨化泵38進入下側上的位置。另ー方面，在空氣路徑觀的上遊側中產生不存在燃料的先導空氣。即，在本實施方式中，產生混合氣體的位置和在汽化器12的進氣路徑21中產生先導空氣的位置與實施方式1明顯不同。因此，將在本實施方式中使用的絕緣體13中的分隔部分四和延伸突伸部31的形狀與之前的實施方式1也明顯不同。即，鑑於本實施方式和實施方式1中的發動機本體11 是相同的且在汽缸14中進氣ロ 15的位置和空氣ロ 17的位置是相同的事實，為了將在汽化器12內的不同位置產生的混合氣體或先導空氣傳送至每個端ロ 15和17，將分隔部分四和延伸突伸部31 (每個路徑27、28的形狀)形成為與所產生的位置相對應的形狀。特別地，參考圖9，將分隔部分四和延伸突伸部31形成為平行地接近朝向上遊的汽化器12側上的旋轉軸中心Cl的曲線，還通過將每個路徑27和28分成左側和右側而將其形成為垂直地分隔每個朝向下遊的路徑27和觀。為此，在圖8和圖9中，雖然混合氣體路徑27在圖中的右側上打開，但是空氣路徑觀在圖中的左側上打開。此外，引導件26A在與右側上的混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置處打開。因此，同樣地，已通過引導部分26A從噴嘴開ロ沈被引導出的燃料噴射至與混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置。
如上所述，即使由於通過引導部分26A將燃料引導至混合氣體路徑27側上而使得每個路徑27和28在絕緣體13內扭曲，也可沒有故障地通過混合氣體路徑27將混合氣體傳送至進氣口 15，而不會流到空氣路徑28側上，並通過空氣路徑28將先導空氣傳送至空氣口 17。這與實施方式1中要使用的汽化器12相同，使得在本實施方式中能夠獲得與實施方式1中相同的作用效果並實現本發明的目的。應注意，本發明不限於每個之前的實施方式，落在可實現本發明目的的範圍內的改進實例也包括在本發明中。例如，在之前的實施方式1中這樣安裝汽化器12，使得旋轉閥 22的旋轉軸中心Cl與汽缸14的軸線C2垂直地交叉，並且，在實施方式2中這樣安裝汽化器12，使得旋轉閥22的旋轉軸中心Cl與汽缸14的軸線C2平行；然而，旋轉軸中心Cl與軸線C2之間的關係是任意的，並且，還可將所述汽化器安裝成以90°以外的角度交叉。此外，如圖10所示，即使使得旋轉軸中心Cl和軸線C2平行，也可以將絕緣體13 的分隔部分四或延伸突伸部31提供為，與旋轉軸中心Cl及軸線C2垂直地交叉。在這種情況中，即使在空氣路徑21的中心中將噴嘴開口沈和分隔部分四或延伸突伸部31定位在一起，通過朝著混合氣體路徑27側打開引導部分^A，也可將來自噴嘴沈的燃料引導至與混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置，以從那裡噴射。因此，可獲得與實施方式1中相同的作用效果，以實現本發明的目的，而無需垂直地移動噴嘴開口 26和分隔部分四或延伸部分31的位置關係。然而，還能夠通過垂直地移動噴嘴開口 26和隔板部分四或延伸部分31，而更確保地使得從引導部分2認噴射的燃料沒有故障地從引導部分26A流入混合氣體路徑27。此外，引導部分26A是圓柱形形狀，但是所述引導部分也可能是舌形或U形橫截面，不局限於之前所述的形狀，只要可將來自噴嘴開口沈的燃料輸出引導至與混合氣體路徑27中的上遊的位置相對應的位置即可。工業實用性本發明可有利地應用於活塞閥類型或引導閥類型的分層掃氣二衝程發動機。符號說明10分層掃氣二衝程發動機，11發動機本體，12汽化器，13絕緣體，14汽缸，15進氣口，17空氣口，19本體，21進氣路徑，22旋轉閥，沈噴嘴開口，2&k引導部分，27混合氣體路徑，28空氣路徑二9分隔部分，31延伸突伸部，Cl旋轉軸中心，C2軸線。
權利要求
1.一種分層掃氣二衝程發動機，包括發動機本體，設置有進氣口和空氣口，混合氣體通過所述進氣口流入，先導空氣通過所述空氣口流入，汽化器，設置有用於切換一個進氣路徑的打開和關閉的可樞轉旋轉閥，並在所述進氣路徑中產生所述混合氣體和先導空氣，以及絕緣體，設置有用於使所述混合氣體循環的混合氣體路徑和用於使所述先導空氣循環的空氣路徑，並且布置於所述發動機本體與汽化器之間，其中為所述旋轉閥提供從旋轉軸中心側向外打開的用於噴射燃料的噴嘴開口，並且對所述噴嘴開口提供引導部分，所述引導部分用於將來自所述噴嘴開口的所述燃料引導至與所述氣體路徑中的上遊的位置相對應的位置。
2.根據權利要求1所述的分層掃氣二衝程發動機，其中所述絕緣體設置有用於將其內部分隔成所述混合氣體路徑和所述空氣路徑的分隔部分，以及整體地設置於所述分隔部分的上遊側上的延伸突伸部，所述延伸突伸部延伸地伸入所述汽化器的進氣路徑中，並且所述延伸突伸部適配於所述進氣路徑內。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的分層掃氣二衝程發動機，其中， 所述旋轉閥的旋轉軸中心與所述發動機本體的汽缸的軸線垂直地交叉。
4.根據權利要求1或權利要求2所述的分層掃氣二衝程發動機，其中， 所述旋轉閥的旋轉軸中心與所述發動機本體的汽缸的軸線是平行的。
5.一種包括本體的汽化器，所述本體包括一個進氣路徑以及可樞轉旋轉閥，所述可樞轉旋轉閥用於切換所述進氣路徑的打開和關閉，其中所述旋轉閥設置有用於從所述旋轉軸中心側向外打開的用於噴射燃料的噴嘴開口，並且所述噴嘴開口設置有引導部分，其用於將燃料從所述噴嘴開口引導至所述向外側上的指定位置。
6.根據權利要求5所述的汽化器，其中將所述引導部分形成為圓柱形形狀。
全文摘要
分層掃氣二衝程發動機(10)包括發動機本體(11)、裝配有用於在一個進氣路徑的打開和關閉之間進行切換的可樞轉旋轉閥(22)的汽化器(12)，以及具有熱絕緣性能的絕緣體(13)。汽化器(12)的旋轉閥(22)設置有向下打開的燃料噴射噴嘴開口(26)。噴嘴開口(26)設置有引導部分(26A)，來自於噴嘴開口(26)的燃料通過該引導部分被引導至與混合氣體路徑(27)中的上遊的位置相對應的位置。
文檔編號F02M9/08GK102575618SQ20098016206
公開日2012年7月11日 申請日期2009年10月21日 優先權日2009年10月21日
發明者小野涼, 渡邊武志 申請人:富世華智諾株式會社