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      兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法

      文檔序號(hào):5178137閱讀:216來源:國知局
      專利名稱:兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī),例如涉及用于便攜型作業(yè)機(jī)的單汽缸兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
      背景技術(shù)
      以往,已知使缸的軸中心相對(duì)于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心向排氣側(cè)偏心的構(gòu)造的單汽缸兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(例如,專利文獻(xiàn)1、2)。在這樣的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中,因?yàn)檫B接桿(下稱連桿)在與缸的軸中心平行的位置, 在與該連桿的延長線上錯(cuò)開的位置存在曲軸的旋轉(zhuǎn)中心,所以,能夠使從曲軸的旋轉(zhuǎn)中心到活塞的上止點(diǎn)位置的高度尺寸稍小,有助于小型化。另外,由于缸的軸中心與排氣側(cè)偏離,所以,能夠在排氣側(cè)減小缸和活塞的滑動(dòng)面的側(cè)壓,能夠良好地維持高溫的排氣側(cè)的潤滑,能夠防止燒結(jié)和/或異常磨損?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開昭M-89115號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平2-149731號(hào)公報(bào)

      發(fā)明內(nèi)容
      發(fā)明要解決的課題如上所述,在以往的具有偏心構(gòu)造的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中,以有效地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化和防止燒結(jié)為目的,來確定其偏心量。但是,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了該偏心量不僅對(duì)小型化、防止燒結(jié)有效,還對(duì)提高輸出以及提高排氣氣體的排放有效。因此,希望確定能夠充分發(fā)揮其效果的最佳的偏心量。本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高輸出以及排放這兩者的具有偏心構(gòu)造的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。用于解決課題的手段本發(fā)明的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是使缸的軸中心相對(duì)于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心向排氣口 32側(cè)偏心的構(gòu)造的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,所述軸中心相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)中心的偏心量在Imm 以上、6mm以下。在本發(fā)明的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中,希望所述曲軸的配重的重心相對(duì)于通過所述曲軸的旋轉(zhuǎn)中心和曲柄銷的中心的線向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)偏移。這里,“旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)”是指按曲柄角看的滯后側(cè),后述的實(shí)施方式中的“旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)”是指按曲柄角看的提前側(cè)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,因?yàn)樵诰哂衅臉?gòu)造的情況下,將其偏心量設(shè)定為作為便攜型作業(yè)機(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī)最佳的量,所以,能夠在缸內(nèi)壓為最大壓力的曲柄角時(shí),設(shè)置缸的軸中心和連桿的軸中心,將爆發(fā)力有效地向曲軸傳遞,在此基礎(chǔ)上,由于與以往相比,活塞相對(duì)于曲柄角滯后,所以,在活塞位于靠近上止點(diǎn)側(cè)的高位置的狀態(tài),即,在排氣口開始打開前的狀態(tài)下,能夠充分進(jìn)行燃燒,能夠提高燃燒效率,因此,能夠提高作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。另外,由于通過切實(shí)地進(jìn)行燃燒,能夠減少未燃燒的燃料,所以,能夠進(jìn)一步降低與排氣氣體一起排出的未燃燒燃料,能夠提高排放。在本發(fā)明中,在使配重的重心向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)偏移的情況下,具有這樣的效果 能夠更順暢地進(jìn)行活塞通過上止點(diǎn)時(shí)和缸內(nèi)壓力達(dá)到最大時(shí)的活塞的工作、且能夠降低振動(dòng)。


      圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的縱剖視圖。圖2是用于說明第一實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的模式圖。圖3是表示對(duì)第一實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和以往的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞相對(duì)于曲柄角的位置進(jìn)行比較的圖。圖4是表示第一實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和以往的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣氣體中所含的氧濃度的比較的圖。圖5是表示第一實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和以往的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣氣體中所含的總碳?xì)浠衔?THC:Total Hydrocarbons)的比較的圖。圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖。
      具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式]下面,根據(jù)圖1,說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(下面簡稱發(fā)動(dòng)機(jī))1。另外,在下面的說明中,將后述的活塞5向上止點(diǎn)(TDC :Top Dead Center)側(cè)的移動(dòng)稱為上升,將向下止點(diǎn)(BDC =Bottom DeadCenter)側(cè)的移動(dòng)稱為下降。發(fā)動(dòng)機(jī)1是單缸發(fā)動(dòng)機(jī),具備曲柄箱2、隔著墊片被螺栓緊固在曲柄箱2上的缸3、 旋轉(zhuǎn)自由地軸支撐在曲柄箱2內(nèi)的曲軸4、滑動(dòng)自由地收容在缸3內(nèi)的活塞5、一端軸支撐在曲軸4的曲柄銷41,另一端軸支撐在活塞5的活塞銷51上的連桿6。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)1適合用于鏈鋸、灌木鏟除機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)、其它的手持式或背背式的便攜型作業(yè)機(jī)。另外,還可以將發(fā)動(dòng)機(jī)1應(yīng)用于無線電操控(無線控制)用的玩具發(fā)動(dòng)機(jī)(hobby engine)等。另外,本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1作為層狀掃氣兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)成。即,除了在發(fā)動(dòng)機(jī)1的缸3中設(shè)置活塞閥式的吸氣口 31、排氣口 32以及掃氣口 33以外,在吸氣口 31的圖中上部,設(shè)置將層狀掃氣用的先導(dǎo)空氣(純空氣)送入未圖示的掃氣通路的空氣口 34。被送進(jìn)空氣口 34的先導(dǎo)空氣,在活塞5的上升途中,在與打開吸氣口 31大致相同的時(shí)刻,流入設(shè)置在活塞5的外周面的凹狀的連通路52中,通過該連通路52,從掃氣口 33 側(cè)進(jìn)入掃氣通路內(nèi),滯留在掃氣口 33附近。而且,通過活塞5轉(zhuǎn)變?yōu)橄陆?,首先,先?dǎo)空氣先于來自曲柄箱2內(nèi)的混合氣流入缸3內(nèi)。因此,雖然在先導(dǎo)空氣以及混合氣流入時(shí),可能從開始開放的排氣口 32漏出不含燃料的先導(dǎo)空氣,但是,不易漏掉接著先導(dǎo)空氣進(jìn)入的未燃燒的混合氣,能夠提高排氣氣體中的排放。此外,在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1中,為了進(jìn)一步提高排放以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出,采用偏心構(gòu)造。即,缸3的軸中心C。y相對(duì)于曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cct向平行地向排氣口 32側(cè)偏心了偏心量S的位置偏移。另外,在圖1、圖2中,將通過曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cct并與缸3的軸中心C。y平行的線作為L2來表示。本實(shí)施方式的偏心量S是3mm。在便攜型作業(yè)機(jī)用的單汽缸兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中,其排氣量、活塞直徑、連桿長度、曲柄半徑的范圍被大致限定,其中,若特別考慮曲柄半徑,則最好的是在Imm彡S彡6mm的范圍設(shè)定偏心量S。具體地說,在用于上述用途的發(fā)動(dòng)機(jī)中,已知按曲軸角看,在ATDC(After Top Dead Center)約10°的位置上的缸內(nèi)壓力為最大。因此,在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1中,如圖2模式地表示的那樣,在缸內(nèi)壓力為最大的ATDClO °的位置,連桿6的軸中心C。。和缸3 的軸中心C。y—致。通過該設(shè)定,能夠最有效地將用于將活塞5推向下降側(cè)的爆發(fā)力通過沿著缸3的軸中心C。y的連桿6向曲軸4傳遞。而且,在各軸中心C。y、C。。一致的情況下,從圖2可以看出,若設(shè)曲柄半徑為R,則偏心量S可以近似為RsinlO。,由于這種情況,在本實(shí)施方式中被設(shè)定為S = 3mm。另外,在圖1中,由于表示活塞5位于TDC的狀態(tài),所以,各軸中心C。y、C。。 不一致。這里,ATDC10。處的活塞5的位置是比圖2中用雙點(diǎn)劃線表示的TDC的位置略微提前(降低)的位置,與以往的發(fā)動(dòng)機(jī)相比,依然處于接近TDC的(高的)位置。圖3表示不具有偏心構(gòu)造的以往的發(fā)動(dòng)機(jī)和本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1中的活塞位置相對(duì)于曲柄角的關(guān)系。圖3中,若以以往的發(fā)動(dòng)機(jī)為基準(zhǔn),則與以往相比,本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1從曲柄角看,活塞5滯后2. 7°到達(dá)TDC。因此,在缸內(nèi)壓力為最大的ATDC10。,本實(shí)施方式中,依然位于靠近TDC僅0.06mm的位置,就達(dá)到與以往相同的位置而言,滯后1.3°。S卩,從因點(diǎn)火而開始燃燒到排氣口 32開始打開為止花費(fèi)了多余的時(shí)間,在充分地進(jìn)行了燃燒后,排氣口 32打開。因此,由于在通過良好地進(jìn)行燃燒來提高燃燒效率的基礎(chǔ)上,像上述那樣,還提高了爆發(fā)力的傳遞效率,所以,輸出增加。另外,因?yàn)橥ㄟ^良好的燃燒,排氣氣體中所含的未燃燒燃料減少,所以,能夠提高排放。而且,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)1原本就是排放良好的層狀掃氣型,所以,結(jié)果能夠進(jìn)一步提高排放。再有,也如作為背景技術(shù)所說明的那樣,或如圖3所示那樣,在本實(shí)施方式中,因?yàn)門DC的位置比以往的低(沖程和壓縮比相同),所以,具有能夠縮短缸3的長度,有助于小型化的效果。因?yàn)楦?和活塞5的周面的側(cè)壓降低,所以,能夠良好地保持潤滑狀態(tài),還能夠抑制燒結(jié)和異常磨損。圖4表示以往和本實(shí)施方式的排氣氣體中所含的氧濃度的比較。根據(jù)該圖可知, 在被使用最多的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速7000 IOOOOrpm時(shí),本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1與以往相比氧濃度低。這是良好地進(jìn)行燃燒的結(jié)果,可以說氧量更低,表示輸出提高。另外,圖5表示以往和本實(shí)施方式的排氣氣體中所含的總碳?xì)浠衔?THC)的比較。在該圖中,也是在相同的轉(zhuǎn)速區(qū)域,本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1與以往相比總碳?xì)浠衔锏?。這也是良好地進(jìn)行燃燒的結(jié)果,通過減少未燃燒燃料,可以說改善了排氣氣體中的排放。然而,返回到圖1、圖2,在設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸4中,配重42的重心G的位置被設(shè)定成從通過曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cra和曲柄銷41的中心C。p(圖2)的線L1上向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)偏移。對(duì)于曲軸4的旋轉(zhuǎn)方向,在圖1、圖2中用空白箭頭表示。在圖2中,由點(diǎn)劃線的小原點(diǎn)表示以往的重心G的位置。更具體地說,在活塞5在TDC、ATDClO0的位置,重心G被設(shè)定為位于從缸3的軸中心C。y的延長線上的附近到與通過曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cct的軸中心C。y平行的線L2上附近之間。因此,配重42相對(duì)于通過曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cra和曲柄銷41的中心Cep的線為非對(duì)稱。在本實(shí)施方式中,采用將以往的配重中的旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)削除了的形狀。圖1中用雙點(diǎn)劃線表示的部分相當(dāng)于削除了的部分。由于活塞5以TDC為界,從上升轉(zhuǎn)變?yōu)橄陆?,所以,活?的工作的矢量的變化以及活塞5等的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的速度變化(加速度)明顯,對(duì)振動(dòng)的影響大。另外,即使在發(fā)動(dòng)機(jī)1上的爆發(fā)力和活塞5等的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的慣性力的合成力為變大的最大缸內(nèi)壓力時(shí) (ATDClO0 ),由于缸內(nèi)壓力對(duì)活塞5等的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的影響,由往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的舉動(dòng)變化而產(chǎn)生的振動(dòng)加速度變大,振動(dòng)也變大。因此,在活塞5從TDC到ATDC10。為止,配重42的重心G位于從缸3的軸中心Ccy 的延長線上附近到與通過曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cct的軸中心C。y平行的線L2上附近之間的本實(shí)施方式中,能夠使活塞5沿軸中心C。y向下降方向平衡良好地滑動(dòng),能夠抑制振動(dòng)變大。[第二實(shí)施方式]圖5表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1。在上述第一實(shí)施方式中,通過相對(duì)于以往的配重將旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)削除,使重心G的位置向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)偏移,但是,在本實(shí)施方式中,通過相對(duì)于以往的配重,在旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)設(shè)置追加部43(參見圖中雙點(diǎn)劃線) 來構(gòu)成配重42。在本實(shí)施方式中,在活塞5從TDC到ATDC10。為止,也能夠使重心G的位置位于從缸3的軸中心C。y的延長線上附近到與通過曲軸4的旋轉(zhuǎn)中心Cct的軸中心C。y平行的線L2 上附近之間,能夠得到針對(duì)減輕振動(dòng)的與第一實(shí)施方式相同的效果。另外,本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式,能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形等也包括在本發(fā)明中。例如,上述各實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1是層狀掃氣型的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī),但也可以是非層狀掃氣型的普通的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。在上述各實(shí)施方式中,通過在配重42中設(shè)置削除部分和/或追加部43來錯(cuò)開重心G的位置,但是,也可以通過將相對(duì)于在曲軸的旋轉(zhuǎn)中心和曲柄銷的中心通過的線線對(duì)稱的配重向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)錯(cuò)開地設(shè)置來改變重心的位置。但是,曲柄銷的位置不變。另外,也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)水平,采用以往那樣的配重,即,重心位于通過曲軸的旋轉(zhuǎn)中心和曲柄銷的中心的線上的配重,即使是這樣的情況,也包括在本發(fā)明中。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)能夠用于鏈鋸、灌木鏟除機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)、修整機(jī)、修邊機(jī)等便攜型作業(yè)機(jī)械和玩具用的發(fā)動(dòng)機(jī)。符號(hào)說明1 兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī);3 缸;4 曲軸;32 排氣口 ;41 曲柄銷;42 配重;Ccp 中心; Ccr 旋轉(zhuǎn)中心;Ccy 軸中心;G 重心;Li、L2 線;S 偏心量。
      權(quán)利要求
      1.一種兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī),所述兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是使缸的軸中心相對(duì)于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心向排氣口側(cè)偏心的構(gòu)造的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,將所述軸中心相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)中心的偏心量設(shè)定在Imm以上、6mm以下。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,所述曲軸的配重的重心相對(duì)于通過所述曲軸的旋轉(zhuǎn)中心和曲柄銷的中心的線向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)偏移。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及相對(duì)于曲軸(4)的旋轉(zhuǎn)中心(Ccr)使缸(3)的軸中心(Ccy)向排氣口(32)側(cè)偏心的構(gòu)造的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。將軸中心(Ccy)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心(Ccr)的偏心量(S)設(shè)定在1mm以上、6mm以下。另外,此時(shí),使曲軸(4)的配重(42)的重心相對(duì)于通過曲軸(4)的旋轉(zhuǎn)中心(Ccr)和曲柄銷(41)的中心(Ccp)的線向旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)偏移。
      文檔編號(hào)F02B77/00GK102575580SQ200980161220
      公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
      發(fā)明者杉下悠, 竹島將太, 鈴木干夫 申請(qǐng)人:富世華智諾株式會(huì)社
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