JP2006200534A - ２ストロークエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造を有する２ストロークエンジンの創出。
【解決手段】２ストロークエンジンが燃焼室（５）を備えたシリンダ（２）を有する。当該燃焼室は、クランクケース（３）内で回転可能に支承されたクランクシャフト（２５）を駆動するピストン（７）によって画定される。２ストロークエンジンが電磁弁（１８）を配した燃料系路（１４）を有する。電磁弁（１８）は制御装置によって制御される。燃焼空気を供給するためにエアダクト（２７）を設ける。２ストロークエンジンは、所定のピストン位置で燃焼室（５）をクランクケース（３）と接続する少なくとも一つの移動管路（１２）を有する。燃焼室（５）に突き出た点火プラグ（８）の点火を引き起こす点火モジュール（２０，３０）を設ける。電磁弁（１８）と当該電磁弁（１８）の制御装置を点火モジュール（２０，３０）に一体化する。
【選択図】図１

Description

本発明は２ストロークエンジン、特にパワーソー、ディスクサンダー／グラインダ等の手動操作作業器具のための２ストロークエンジンに関するものである。

特開２００３−３２８９０６号公報 ＤＥ１０２２０５５５Ａ１

特許文献１に対応する特許文献２から、電子制御噴射弁を介して燃料が供給される２ストロークエンジンが公知である。噴射弁は噴射ノズルでもって移送管路に連通する。噴射はピストンの所定位置にて回転数に依存して行われる。それゆえ、噴射弁の制御装置は、クランクシャフトの回転数を算出する装置と接続されている。

本発明の根底をなす課題は、簡単な構造を有する２ストロークエンジンを創出することにある。

この課題は、特許請求の範囲における請求項１の特徴部分の特徴構成を備えた２ストロークエンジンによって解決される。
点火モジュールは点火プラグの点火を作動させる。そのために点火モジュールは、クランクシャフトの回転数によってピストンの所定位置に電圧を誘導するコイルを有する。誘導された電圧の時間経過からクランクシャフトの回転数が算出される。それゆえに誘導電圧は電磁弁の制御のための入力信号として用いられ得る。２ストロークエンジンの簡単な構造は、弁と当該弁の制御装置を点火モジュールに一体化することによって達成される。それによって弁、制御装置及び点火モジュールの間の接続ラインを省略することができる。組み立て費用、特に部品の系路接続のための費用が低減し、部品を系路接続する際のミスの可能性が著しく減る。

とりわけ弁は点火モジュールと共に共通のハウジング内に配されている。しかしながら、点火モジュールと弁を一緒に鋳造することも目的に適っている。点火モジュールにＣＰＵを、要するに中央演算処理装置（Central Processing Unit）を一体化することが合理的である。ＣＰＵを介して点火プラグの点火タイミングも電磁弁を介した２ストロークエンジンへの燃料供給のタイミングも制御される。点火モジュールにおけるＣＰＵの配置によって燃料取り込みと点火が規制され互いに調整され得、２ストロークエンジンの最適な作動状態がもたらされる。２ストロークエンジンを配する器具の制御されるべき別のプロセスもＣＰＵによって行われ得る。パワーソー等の手動操作作業器具の場合、これは例えばグリップヒーターの制御や作業器具をアフターサービスする際の運転データの収集及び選別のためのその準備である。

点火モジュールが移送管路の範囲においてシリンダに接して配されていれば、有利である。この範囲において弁は燃料を移送管路内にもたらす。点火プラグに対する経路を短く形成することができる。同時に点火モジュールをファン車の周辺範囲に配置することができ、点火モジュールの冷却が良好に行われる。弁の上流側に燃料ポンプを配置することが想定される。当該燃料ポンプは燃料タンクから燃料を弁に移送するのに用いられ、２ストロークエンジンに取り込まれる燃料が或る圧力にあり良好に噴霧されることを配慮する。燃料ポンプが、圧力が変動する２ストロークエンジンの範囲とパルス経路（Impulseleitung）を介して接続する膜ポンプであれば、有利である。それで膜ポンプの駆動のために補助エネルギーを要せず、２ストロークエンジンにおいて存在する圧力変動を用いることができる。これはバッテリー等の補助パワー供給を自由に用いることができない手動操作作業器具において特に有利である。

弁が圧力調整器を介して燃料ポンプと接続されていれば、有利である。これによって簡単に弁で一定の圧力が保証される。とりわけ圧力調整器は戻り系路を介して燃料タンクと接続されている。圧力が高すぎる場合、燃料はタンクに流れ戻り得る。

燃料ポンプが点火モジュールに一体化される場合、有利な配置が生じる。その際、パルス経路が移送管路に連通されていれば、有利である。それによって、パルス経路のための短路が生じ、パルス経路における圧力低下が僅かであって良好なポンプ成果となる。点火モジュールは単に燃料経路だけで燃料タンクにつながれなければならない。燃料のための更なる経路接続は必要なく、２ストロークエンジンの簡単な構造と簡単な組み立てがもたらされる。

しかしながら、燃料ポンプを燃料タンク内に配することも目的に適っている。これによってポンプの始動が楽になる。しかしながら燃料ポンプをクランクケースに配することもできる。パルス経路を特にクランクケースに連通し、燃料ポンプがクランクケースに配される際、当該パルス経路を燃料ポンプの接続フランジに一体化すれば、目的に適っている。これによってパルス経路で高圧が達成され、良好なポンプ成果が達せられる。

エアダクトに絞り弁を旋回可能に支承して、燃料ポンプを絞り弁ケースに配することが想定される。その際、パルス経路をエアダクト用接続突部に形成されているのが目的に適っている。それによってパルス経路のために別個の系路乃至ケーブルを必要とせず、パルス経路を短く形成することができる。２ストロークエンジンの運転で、絞り弁ケースの範囲において低めの温度が占めるので、燃料ポンプの冷却がより一層良好となる。それによって燃料に発生する気泡が低減させられ得る。

２ストロークエンジンを簡単に始動させることを保証するために、電流の通じていない状態で弁を開くことが想定される。２ストロークエンジンの始動の際、始めに弁に電圧がかかっていない。電圧は手動始動によって点火モジュールに誘導されなければならない。電流が通じず閉じた弁を開くために電圧が十分となるまでは、２ストロークエンジンの始動は可能でない。これに対して、電流の通じていない状態で開いた弁の場合、かかっている低圧のもとで燃料が燃料室へ吸引可能であり、点火可能な混合が素早く準備可能である。弁が移送管路に突き出ていれば有利である。これによって、移送管路に配された点火モジュールがコンパクトに組み立てられ得る。同時に移送管路における弁の位置は、可燃性混合を生じるため及び燃料を注油のためにクランクケース内に取り込むために、好都合である。弁の下流側に、移送管路に突き出た噴射ノズルを配するのが、目的に適っている。噴射ノズルの配置は、燃料の噴射と、それゆえに混合処理を改善可能である。とりわけ弁が噴射ノズルに一体化して組み入れられることで、部品数が減らされる。

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１に示された２ストロークエンジンは、ボルト３７を介してクランクケース３に連結されているシリンダ２を備えている。シリンダ２内では、図１で破線で示されたピストン７が往復動支承され、図１で破線で表示された連接棒３８を介して、クランクケース３内でクランクシャフト軸線１０回りに回転可能に支承されたクランクシャフト２５を駆動する。２ストロークエンジン１は、当該２ストロークエンジンに燃焼空気を供給する取り入れ口４を備える。このために取り入れ口４は適切に、図１には不図示のピストンポケットを介して少なくとも一つの移送管路１２と接続されている。移送管路１２はピストン７の下死点の範囲で区連句ケース３を燃焼室５と接続する。ピストンポケットは取り入れ口４を、燃焼室５に連通する移送管路１２の端部とピストン７の上死点の範囲で接続する。燃焼室５から排気ガスが排出口６を通って排出される。

燃焼室５に、系路１９を介して点火モジュール２０と接続された点火プラグ８が突き出ている。点火モジュール２０は移送管路１２の範囲においてシリンダ２にしっかり固定されている。点火モジュール２０は、不図示のコイルを有する積層鉄心２６を備えている。当該積層鉄心は、クランクシャフト２５にしっかり固定されたファンプロペラ１１（図１で破線で示す）の周囲に配置されている。ファンプロペラ１１はその周囲に少なくとも一つの磁石２１を備え、積層鉄心２６のコイルに電圧を誘導する。誘導された電圧は点火プラグの点火を引き起こす。点火時点の決定のために点火モジュール２０は、２ストロークエンジン１の回転数と無関係に点火時点を制御し得る制御装置、特にＣＰＵを備えている。制御装置は点火モジュール２０のケース３５内に配置されている。

点火モジュール２０において電磁弁１８が一体化して組み入れられている。電磁弁１８は特に点火モジュール２０のケース３５に配されている。しかしながら電磁弁１８は点火モジュール２０と共に鋳造可能である。電磁弁１８は、点火モジュール２０に同様に一体化された制御装置（好適には点火時点も制御するＣＰＵ）によって制御される。電磁弁１８は移送管路１２に連通する。電磁弁１８は、燃料タンク１３に配された燃料ポンプ１６と燃料貯留部１７を介して接続されている燃料系路１４によって供給される。燃料貯留部１７は有利には、戻り系路１５を介して燃料タンク１３と接続されている圧力調整器３９を備えている。燃料ポンプ１６はパルス系路２２を介してクランクケース内部空間と接続されている。燃料ポンプ１６は膜ポンプとして形成されていて、クランクケース３において変動して不安定な圧力によって駆動される。しかしながら燃料ポンプ１６として他の構造を有したポンプを用いることもできる。燃料ポンプ１６は燃料を燃料タンク１３から燃料貯留部１７へ搬送し、そこから燃料は燃料系路１４と電磁弁１８を介して移動管路１２に達する。燃料ポンプ１６は燃料貯留部の中間接続なしに直接電磁弁１８と接続されていてもよい。燃焼室５に減圧弁９が突き出ている。減圧弁９を介して燃焼室５が空気を抜かれ、その結果、エンジンの始動の際にシリンダ２内のピストン７が燃焼室５の圧力に抗して動かされない。

点火モジュール２０は移送管路１２の範囲においてファンプロペラ１１の外側周囲に配置されている。この範囲において点火モジュール２０は冷却空気の流れによって良好に冷却される。シリンダ２は良好な熱除去のための冷却リブ２４を備えている。

図２に示すように、点火モジュール２０は２個の固定ネジ２３を介してシリンダ２に固定されている。電磁弁１８の位置は図２においてファンプロペラ１１の位置と同じように破線で表示されている。図に示すように、取り入れ口４にエアダクト２７が連通する。エアダクトではスロットルシャフト３３を備えた絞り弁２８が可動に支承されている。絞り弁２８の調節を介して、２ストロークエンジン１に供給される燃焼空気の量が調節される。絞り弁２８の上流にエアフィルター２９が配置され、これによって汚れ粒子が２ストロークエンジン１に達するのが防がれる。

図３は点火モジュール３０を備えた２ストロークエンジン３１を示す。図３において等しい参照番号は図１及び２と等しい部品・部材を表す。点火モジュール３０は燃料系路１４を介して燃料タンク１３に直接接続されている。点火モジュール３０のケース３６に、燃料タンク並びに、点火プラグ８の点火制御のためと電磁弁１８の制御のためのＣＰＵが一体化され組み込まれている。点火モジュール３０はパルス系路３２を介して移送管路１２と接続されている。パルス系路３２は点火モジュール３０における燃料ポンプに通じる。点火モジュール３０の組み立てのために単に点火モジュール３０がシリンダ２にネジ締められ、点火モジュール３０がパルス系路３２、燃料系路１４及び点火プラグ８接続のための系路１９と接続されている。点火プラグ接続系路１９は送電線である。付加的にショートケーブルのための接続部が点火モジュールに設けられている。

図４に示された２ストロークエンジン４１は、クランクケース３に接し配置されている燃料ポンプ４２を備えている。燃料ポンプ４２は、燃料ポンプ４２乃至クランクケース３に一体化されたパルス系路を介してクランクケース３と接続されている。燃料ポンプ４２は燃料を燃料タンク１３から燃料系路１４を介して点火モジュール２０に搬送する。点火モジュール２０に、移送管路１２に突き出る噴射ノズル４３が一体化されている。噴射ノズル４３に電磁弁が一体化されているのが目的に適っている。電磁弁は例えば噴射ノズルに突き出たニードルとして形成されている。しかしながら、分離した電磁弁を噴射ノズル４３の上流で点火モジュール２０に一体化することもできる。

図５に示された２ストロークエンジン５１の場合、燃料ポンプ４９は絞り弁ケース３４に接し配置されている。燃料ポンプ４９は燃料を燃料タンク１３から燃料系路４８を介して点火モジュールに搬送する。燃料ポンプ４９はクランクケース３と、シリンダ２のパルス系路５０を介して接続されている。接続突部４７にエアダクト２７がつながれている。

電磁弁１８の消耗部品が交換され得ることが想定される。燃料ポンプの膜のような燃料ポンプでの消耗部品も交換可能である。これによって２ストロークエンジンの寿命を長くすることが保証される。エアダクト２７もまた、弁、例えば逆止弁を介して移送管路１２と接続されることが可能である。

部分的に切り取って示すシリンダを有する２ストロークエンジンの概略図である。 図１での矢印ＩＩ方向における図１の２ストロークエンジンの概略図である。 図１の描写に対応する方向での２ストロークエンジンの実施例の図である。 図１の描写に対応する方向での２ストロークエンジンの実施例の図である。 図２の描写に対応する方向での２ストロークエンジンの実施例の図である。

符号の説明

１ ２ストロークエンジン
２ シリンダ
３ クランクケース
５ 燃焼室
７ ピストン
８ 点火プラグ
１２ 移送管路
１４ 燃料系路
１８ 弁
２０ 点火モジュール
２５ クランクシャフト
２７ エアダクト

Claims (20)

1. ピストン（７）によって画定される燃焼室（５）を形成するシリンダ（２）を備え、電磁弁（１８）を配した燃料タンク（１３）から燃料を供給するための燃料系路（１４）を備え、燃焼空気を供給するためのエアダクト（２７）を備え、ピストン（７）の所定位置で上記燃焼室（５）をクランクケース（３）と接続する少なくとも一つの移送管路（１２）を備え、上記燃焼室（５）に突き出た点火プラグ（８）の点火を引き起こす点火モジュール（２０，３０）を備える２ストロークエンジンであり、上記ピストン（７）はクランクケース（３）内に回転可能に支承されたクランクシャフト（２５）を駆動し、上記電磁弁（１８）が制御装置によって制御され、上記電磁弁（１８）と当該電磁弁（１８）の制御装置を上記点火モジュール（２０，３０）に一体化する、２ストロークエンジン。
2. 上記電磁弁（１８）を点火モジュール（２０，３０）と共に共通のケース（３５，３６）内に配することを特徴とする請求項１に記載の２ストロークエンジン。
3. 上記点火モジュール（２０，３０）と電磁弁（１８）とを一緒に鋳造することを特徴とする請求項１に記載の２ストロークエンジン。
4. 上記点火モジュール（２０，３０）にＣＰＵを一体化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
5. 上記点火モジュール（２０，３０）を移送管路（１２）の範囲にてシリンダ（２）に接し配することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
6. 上記電磁弁（１８）の上流に燃料ポンプ（１６，４２，４９）を配することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
7. 上記燃料ポンプ（１６，４２，４９）が、パルス系路（２２，３２，５０）を介して、圧力が変動して掛かる２ストロークエンジン（１，３１，４１，５１）の範囲と接続されている膜ポンプであることを特徴とする請求項６に記載の２ストロークエンジン。
8. 上記電磁弁（１８）が圧力調整器（３９）を介して燃料ポンプ（１６）と接続していることを特徴とする請求項６又は７に記載の２ストロークエンジン。
9. 上記圧力調整器（３９）が戻り系路（１５）を介して燃料タンク（１３）と接続していることを特徴とする請求項８に記載の２ストロークエンジン。
10. 上記燃料ポンプを点火モジュール（３０）に一体化することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
11. パルス系路（３２）を移送管路（１２）に連通することを特徴とする請求項１０に記載の２ストロークエンジン。
12. 燃料ポンプ（１６）を燃料タンク（１３）内に配することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
13. 燃料ポンプ（４２）をクランクケース（３）に接し配することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
14. パルス系路（２２）をクランクケース（３）に連通することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の２ストロークエンジン。
15. エアダクト（２７）に絞り弁（２８）を方向転換可能に支承し、燃料ポンプ（４９）を絞り弁ケース（３４）内に配することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
16. パルス系路（５０）をエアダクト（２７）のための接続突部（４７）内に形成することを特徴とする請求項１５に記載の２ストロークエンジン。
17. 電磁弁（１８）を電気が流れていない状態で開いていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
18. 電磁弁（１８）が移送管路（１２）に突き出ることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
19. 電磁弁（１８）の下流に噴射ノズル（４３）を配し、当該噴射ノズルが移送管路（１２）に突き出ることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
20. 電磁弁を噴射ノズル（４３）に一体化することを特徴とする請求項１９に記載の２ストロークエンジン。
    

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