(57)【要約】【課題】運転中回転状態が良好で、全負荷時に排気ガス値が小さい、冒頭に述べた二サイクルエンジンを提供する【解決手段】本発明は、燃焼室３からの出口１０と少なくとも１つの掃気通路１２，１５を備え、この掃気通路がピストン５の設定位置でクランクケース４を燃焼室３に接続し、掃気通路の掃気口１３，１６が燃焼室３に開口している、二サイクルエンジン、特にチェーンソー、切断砥石等のような手持ち式作業機器の二サイクルエンジンに関する。追加通路１４が設けられ、この追加通路の一端３７が燃焼室３に開口し、他端が少なくとも１つの掃気通路１５に開口し、設定された運転状態でピストン５の下降ストローク運動の際に、掃気口１６が燃焼室３に対してまだ閉鎖されている間に、追加通路が燃焼室３内に開放し、追加通路１４が二サクイルエンジン１のアイドリング運転中および部分負荷の際に開放し、二サイクルエンジン１の全負荷の際に閉鎖される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（２）内に形成された燃焼室（３）を備え、この燃焼室が昇降するピストン（５）によって画成され、ピストン（５）がクランクケース（４）に回転可能に支承されたクランク軸（７）を駆動し、更に燃焼室（３）からの出口（１０）と少なくとも１つの掃気通路（１２，１５）を備え、この掃気通路がピストン（５）の設定位置でクランクケース（４）を燃焼室（３）に接続し、掃気通路の掃気口（１３，１６）が燃焼室（３）に開口している、二サイクルエンジン、特にチェーンソー、切断砥石等のような手持ち式作業機器の二サイクルエンジンにおいて、追加通路（１４）が設けられ、この追加通路の一端（３７）が燃焼室（３）に開口し、他端が少なくとも１つの掃気通路（１５）に開口し、設定された運転状態でピストン（５）の下降ストローク運動の際に、掃気口（１６）が燃焼室（３）に対してまだ閉鎖されている間に、追加通路が燃焼室（３）内に開放し、追加通路（１４）が二サクイルエンジン（１）のアイドリング運転中および部分負荷の際に開放し、二サイクルエンジン（１）の全負荷の際に閉鎖されることを特徴とする二サイクルエンジン。
【請求項２】
追加通路（１４）の流入口（１７）が燃焼室に開口していることを特徴とする、請求項１記載の二サイクルエンジン。
【請求項３】
流入口（１７）の上側エッジ（２３）が出口（１０）の上側エッジとほぼ同じ、シリンダ（２）の高さ位置に設けられていることを特徴とする、請求項２記載の二サイクルエンジン。
【請求項４】
流入口（１７）の上側エッジ（２３）が出口（１０）の上側エッジ（２２）に対して燃焼室（３）の方にずれていることを特徴とする、請求項２記載の二サイクルエンジン。
【請求項５】
追加通路（１４）の流れ横断面積が掃気通路（１５）の流れ横断面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜４のいれか一つに記載の二サイクルエンジン。
【請求項６】
追加通路（１４）を開閉するための開閉装置（３０）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいれか一つに記載の二サイクルエンジン。
【請求項７】
開閉装置（３０）が手動操作可能であることを特徴とする、請求項６記載の二サイクルエンジン。
【請求項８】
開閉装置（３０）が追加通路（１４）を自動的に開閉することを特徴とする、請求項６記載の二サイクルエンジン。
【請求項９】
開閉装置（３０）が追加通路（１４）を機械的に開閉することを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一つに記載の二サイクルエンジン。
【請求項１０】
開閉装置（３０）が二サイクルエンジン（１）のアクセルレバー（３２）の位置に依存して追加通路（１４）を開閉することを特徴とする、請求項９記載の二サイクルエンジン。
【請求項１１】
開閉装置（３０）がクランク軸（７）の回転数に依存して追加通路（１４）を開閉することを特徴とする、請求項９記載の二サイクルエンジン。
【請求項１２】
回転数を検出するために遠心ガバナ（２９）が設けられていることを特徴とする、請求項１１記載の二サイクルエンジン。
【請求項１３】
開閉装置（３０）が圧力で制御されて追加通路（１４）を開閉することを特徴とする、請求項８記載の二サイクルエンジン。
【請求項１４】
開閉装置（３０）が二サイクルエンジン（１）の異なる運転状態の圧力レベルに依存して追加通路（１４）を開閉することを特徴とする、請求項９記載の二サイクルエンジン。
【請求項１５】
二サイクルエンジン（１）がファンホイール（２８）を備え、このファンホイールがクランク軸（７）に固定され、開閉装置（３０）がファンホイール（２８）によって発生する圧力に依存して追加通路（１４）を開閉することを特徴とする、請求項１３記載の二サイクルエンジン。
【請求項１６】
開閉装置（３０）が弁（３１）またはフラップ（１８）を備えていることを特徴とする、請求項６〜１５のいずれか一つに記載の二サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載した種類の二サイクルエンジン、特にチェーンソー、切断砥石等のような手持ち式作業機器の二サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
掃気通路を備えた二サイクルエンジンは特許文献１によって知られている。この二サイクルエンジンの場合、アイドリング運転で騒音を低減するために、補助排出口が設けられている。ピストンの下降ストローク運動の際主出口を開放する前に、出口がこの補助排出口を介して燃焼室に接続される。
【０００３】
このような補助排出口によって、二サイクルエンジンの回転状態が始動時およびアイドイング運転時に改善される。しかしこれによって、二サイクルエンジンの全負荷時に、排気ガス値が悪化する。
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第2624249号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底をなす課題は、運転中回転状態が良好で、全負荷時に排気ガス値が小さい、冒頭に述べた二サイクルエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は請求項１の特徴を有する二サイクルエンジンによって解決される。
二サイクルエンジンの所定の運転状態で、特にアイドリング運転中または部分負荷時に、燃焼室の減圧が追加通路を介して行われる。追加通路が掃気通路に開口し、出口に開口していないことにより、未燃焼の燃料が燃焼室から出口に逃げることが回避される。設定された運転状態は好ましくはアイドリング運転と部分負荷運転である。これによって、アイドリング運転でエンジンのスムースな回転が達成される。アイドリング回転数が低下し、アイドリングエミッションが低減される。
【０００７】
追加通路の少なくとも一つの流入口が燃焼室に開口していると合目的である。流入口の上側エッジは出口の上側エッジとほぼ同じ高さ位置に設けられているかあるいは出口の上側エッジに対して燃焼室の方にずれている。その際、上側エッジはクランクケースとは反対側の、燃焼室寄りの流入口のエッジである。それによって、追加通路の開放時に、燃焼室からの排気は掃気通路内に滞留することができる。追加通路の流れ横断面積が掃気通路の流れ横断面積よりも小さいと合目的である。二サイクルエンジンの低い回転数時および始動時に、追加通路の小さな流れ横断面積は、燃焼室の減圧を生じるために充分である。これによって、二サイクルエンジンの回転数が均一化され、点火可能な混合気が燃焼室内に達する。二サクルエンジンの高い回転数時には、追加通路の流れ抵抗が高い流速に基づいて非常に大きくなるので、追加通路の作用が最小限に抑えられる。
【０００８】
追加通路を開閉するための開閉装置が設けられている有利である。開閉装置は特に手動操作可能である。しかし、開閉装置が追加通路を自動的に開閉することも合目的である。これによって、操作人が追加通路の開閉を気にしなくてもよいので、二サイクルエンジンの操作が簡単化される。開閉装置が追加通路を機械的に開閉すると、二サイクルエンジンの構造が簡単になる。開閉装置は特に、二サイクルエンジンのアクセルレバーの位置に依存して追加通路を開閉する。しかし、開閉装置がクランク軸の回転数に依存して追加通路を開閉すると有利でる。この場合特に、回転数を検出するために遠心ガバナが設けられている。
【０００９】
開閉装置が圧力で制御されて追加通路を開閉すると有利である。開閉装置は特に二サイクルエンジンの異なる運転状態の圧力レベルに依存して追加通路を開閉する。しかし、二サイクルエンジンがファンホイールを備え、このファンホイールがクランク軸に固定され、開閉装置がファンホイールによって発生する圧力に依存して追加通路を開閉すると合目的である。開閉装置が弁またはフラップを備えていると、開閉装置の構造が簡単になる。すべての運転状態で二サイクルエンジンの良好な回転状態を達成するために、二サイクルエンジンのアイドリング運転時と始動時に追加通路が開放され、二サイクルエンジンの全負荷時に閉鎖される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１に示した二サイクルエンジン１はシリンダ２を備えている。このシリンダ内には燃焼室３が形成されている。燃焼室３はシリンダ２内に移動可能に支承されたピストン５によって画成されている。ピストン５は連接棒６を介して、クランクケース４に回転可能に支承されたクランク軸７を駆動する。二サイクルエンジン１は吸気通路９を備えている。この吸気通路内には、燃料と空気の混合気を吸気通路９に供給するための気化器８が配置されている。吸気通路９は入口１１を介してシリンダ２に接続している。ピストン５が図１に示すように下死点の範囲に位置するときに、クランクケース４は掃気通路１２，１５を介して燃焼室３に接続されている。掃気通路１２，１５の掃気口１３，１６は燃焼室３に開口している。追加通路１４が設けられ、この追加通路の流入口１７は燃焼室３に開口している。追加通路１４の一端は燃焼室３に開口し、他端は掃気通路１５に開口している。追加通路１４の流入口１７は掃気口１６の上方に配置されている。従って、掃気口１６は流入口１７に対してクランクケース４の方にずらして設けられている。燃焼室３から排気を排出するために、出口１０が燃焼室３に通じている。出口１０の上側エッジ２２はほぼ流入口１７の上側エッジ２３の高さ位置に配置されている。その際、この上側エッジはクランクケース４とは反対側の、燃焼室３寄りの流入口１７と出口１０の制御エッジである。従って、出口１０と流入口１７はピストン５の下降ストローク運動の際にほぼ同時にピストン５によって開放させられる。しかし、流入口１７を出口１０の上方に配置し、ピストン５の下降ストローク運動の際に出口１０の前に流入口を開放してもよい。
【００１１】
特に手持ち式作業機器、切断砥石等に配置された二サイクルエンジン１を操作するために、アクセルレバー３２が設けられている。このアクセルレバー３２は回転個所３３で例えば作業機器のケーシングに揺動可能に支承されている。アクセルレバー３２には、気化器８に作用する操作部材３４が固定されている。操作部材３４は例えば気化器８内に配置されたスロットルバルブを調節することができる。アクセルレバー３２に更に、操作部材３５が固定されている。この操作部材は追加通路１４の図示していない開閉装置に作用する。開閉装置は追加通路１４を開閉する。
【００１２】
二サイクルエンジン１の運転中、ピストン５が図１に示した位置から燃焼室３の方へ上昇ストローク運動する際に、燃料と空気の混合気は気化器８から入口１１を経てクランクケース４内に吸い込まれる。燃焼室３内の燃料と空気の混合気は燃焼室３内で圧縮され、ピストン５の上死点の範囲において点火プラグ３９によって点火される。ピストン５は燃焼によってクランクケース４の方へ加速され、クランクケース４内の燃料と空気の混合気を圧縮する。二サイクルエンジン１のアイドリング運転時には、追加通路１４が開放している。ピストン５はほぼ出口１０と同時または出口１０の前に追加通路１４を開放する。従って、排気は掃気通路に押し戻され、掃気通路１５を介して減圧を生じる。掃気口１３，１６が燃焼室３に開放するや否や、燃料と空気の混合気（その前に排気が滞留する）がクランクケース４から燃焼室３内に押され、場合によっては掃気通路１２，１５内に滞留する空気が燃焼室内に押され、残りの排気を出口１０に押しのける。これによって、設定された運転状態、特にアイドリング運転および部分負荷運転での大きな掃気損失が低減される。アイドリング運転では、燃焼室３の減圧に基づいて、燃焼室３の減圧に基づいて、回転数が均一になり、二サイクルエンジンの回転がスムースになる。それによって、アイドリング時の排気エミッションが低減される。
【００１３】
図２は追加通路１４の実施の形態を示している。追加通路１４の流れ横断面積は掃気通路１５の流れ横断面積と比べて非常に小さい。追加通路１４の流入口１７は、出口１０の上側エッジ２２に対して燃焼室３の方にずれた上側エッジ２３を備えている。従って、ピストン５の下降ストローク運動時に流入口１７は出口１０の前に開放する。上側エッジ２２はシリンダ縦軸線４０の方向において上側エッジ２３に対して間隔ｂを有する。クランクケース４寄りの流入口１７の制御エッジである、流入口１７の下側エッジ２４は、シリンダ縦軸線４０の方向において掃気口１６の上側エッジ２５に対して間隔ａを有する。従って、流入口１７は掃気口１６に対してシリンダ縦軸線４０の方向にずれている。掃気口１６と流入口１７はシリンダ２の周方向においてオーバーラップしていない。流入口１７は燃焼室３寄りの追加通路１４の第１の端部３７に配置されている。クランクケース４寄りの追加通路１４の第２の端部３６は開口部２６が掃気通路１５に開口している。
【００１４】
二サイクルエンジン１はフラップ（バタフライ弁）１８を備えた開閉装置３０を備えている。このフラップ１８はヒンジ２１に揺動可能に支承され、図２に示した閉鎖位置１９において、追加通路１４の開口部２６を閉鎖する。開閉装置３０は操作要素３８を介して操作人によって手動操作可能である。しかし、開閉装置３０は自動操作可能であってもよい。そのために、クランク軸７に固定された二サイクルエンジン１のファンホイール２８の範囲に、圧力センサ２７が設けられている。圧力センサ２７の圧力によってフラップ１８が開閉される。しかし、圧力センサ２７は二サイクルエンジン１のいろいろな運転状態で、二サイクルエンジン１自体、例えばクランクケース４または吸気通路９内の異なる圧力レベルを検出してもよい。開閉装置３０を機械的に操作してもよい。そのために、遠心ガバナ（遠心力コントローラ）２９をクランク軸７に配置することができる。この遠心ガバナはクランク軸７の回転数に依存してフラップ１８を閉鎖位置１９または開放位置２０にもたらす。追加通路１４がアイドリング時と部分負荷時に開放し、全負荷時に閉じると合目的である。
【００１５】
図３は、フラップ１８が開放位置にある二サイクルエンジンを示している。開閉装置３０の操作方法は図３に示していないが、図２に示すように行われる。
図４は、開閉装置３０を備えた追加通路１４の実施の形態を示している。この開閉装置は追加通路１４内に配置された弁３１を備えている。この弁３１は開閉装置３０を介してフラップ１８によって制御可能である。開閉装置のための他の制御方法を用いることができる。例えば、フラップ１８または弁３１の代わりに、追加通路１４を開閉するために他の要素を設けることができる。追加通路１４が開閉されないと合目的である。全負荷の場合流速が大きく、制御抵抗が大きいので、追加通路１４の流れ横断面積の調整は充分である。追加通路１４の流れ横断面積が掃気通路１５の流れ横断面積よりもはるかに小さいと有利である。
【００１６】
追加通路１４は１つまたは複数の掃気通路１２，１５、特にすべての掃気通路に接続可能である。追加通路１４が１つの掃気通路１５に接続されているときに、少なくともアイドリング運転で他の掃気通路が閉鎖可能であると合目的である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】二サイクルエンジンの概略図である。
【図２】追加通路が閉じた二サイクルエンジンを概略的に示す図である。
【図３】追加通路が開放した図２の二サイクルエンジンを示す図である。
【図４】二サイクルエンジンの追加通路を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１                二サイクルエンジン
２                シリンダ
３                燃焼室
４                クランクケース
５                ピストン
７                クランク軸
１０              出口
１２，１５        掃気通路
１３，１６        掃気口
１４              追加通路
１７              流入口
１８              フラップ
２２              上側エッジ
２３              上側エッジ
２８              ファンホイール
２９              遠心ガバナ
３０              開閉装置
３１              弁
３２              アクセルレバー
３６              追加通路の他端
３７              追加通路の一端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005113915.tif 000006