专利名称：发动机用加热箱的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及冷天气发动机。更特别地，本发明涉及可提供燃烧用加热空气的冷天气发动机。
背景技术：
除雪机和其他冷天气设备通常使用小型发动机来提供所需的动力。这些发动机通常包括空气/燃料混合装置(如化油器)，其中当空气在预定温度范围内供应至化油器时，化油器工作的效率最大(即燃料效率最大和排放物较少)。当在冷环境中操作时，通常难于将足量的暖空气供应至化油器，以在上述预定温度范围内工作。与最理想温度的空气相比，这会使得工作效率低，并产生较多排放物。
发明内容
本发明提供一种发动机，其大体上包括壳体、与该壳体相连的空气/燃料混合装置、以及与该壳体相连并与该壳体协作来限定一个空间的盖子。消声器与该空间相邻，并可进行操作以加热该空间内的空气。导流件与该空间相邻。该导流件包括通道，该通道的尺寸被设定为可将预定量的空气从该空间传送至该空气/燃料混合装置。
在另一方面，本发明大体上提供一种发动机，其包括壳体，置于该壳体内的缸体，以及可在该缸体内往复运动且与该缸体协作来限定特征性容积的活塞。空气/燃料混合装置与该壳体相连，且可进行操作以将燃料流和加热的空气流混合而产生空气/燃料混合物。消声器与该壳体相邻，且盖子与该壳体相连。该壳体、该盖子及该消声器协作以基本上封闭一个空间。导流件与该空间相邻，且包括具有这样一个流动区域的通道。基于特征性容积来选择该流动区域。该通道被定位成将加热的空气流从该空间传送至该空气/燃料混合装置。
在另一个方面，本发明大体上提供一种发动机，其包括壳体和活塞/缸体结构，其中该活塞/缸体结构至少部分地置于该壳体内并具有特征性容积。化油器与该壳体相连。加热箱至少部分地由壳体来限定。该加热箱限定一个空间，并包括流动限制器，其中该流动限制器具有与特征性容积相关的流动区域。消声器与该壳体相邻，并放置成与该加热箱相邻。该消声器可进行操作以加热该空间内的空气。
结合下面优选实施方案的详细说明，其他特征和优点对于本领域所属技术人员是显然的，其中优选实施方案用于阐明实施本发明的最佳方式。
以下结合附图进行详细说明，其中
图1是包括盖子的发动机的立体图；图2是图1的发动机除去盖子后的立体图；图3是图1的发动机局部剖开以显示加热箱的侧视图；图4是图1的盖子外部的立体图；
图5是图1的盖子的仰视图；图6是导流件的立体图；图7是图6的导流件沿线7-7的剖视图；图8示意性地表明活塞—缸体结构；图9是另一种导流件的立体图；及图10是另一种发动机盖子的立体图。
具体实施例方式
参考图1，如图所示，发动机10包括壳体15和盖子20。发动机10还包括缸体盖25、缸体30和在缸体30内往复运动以驱动曲轴的活塞35。曲轴从发动机壳体15底部开始垂直延伸，并与发动机10用的设备相配合来进行驱动。缸体盖25、活塞35和缸体30协作以至少部分地限定燃烧室37(如图8所示)，其中该燃烧室具有特征性构造(characteristic configuration)或容积。特征性容积是活塞35和缸体30的尺寸及各个元件的几何形状的函数。例如，一些结构使用了缸体盖25，其中该缸体盖25限定了一部分的燃烧室37。所述部分的形状和容积影响燃烧室37的容积。
发动机壳体15至少部分地限定了缸体30，并对各种其他元件(如消声器40、燃料箱45和化油器50)提供支承。如图2和3所示，化油器50从燃料箱45接收燃料流，并将其与空气流混合以产生空气/燃料混合物。然后，空气/燃料混合物流到燃烧室37中进行燃烧。在燃烧之后，活塞35强迫废气流出燃烧室。废气通过消声器40，并从发动机10流出。在消声器40内的废气流非常热，并用于加热消声器40。
如图1和图4-5所示，盖子20与发动机壳体15配合，其与发动机壳体15和其他发动机元件协作以限定基本上封闭的燃烧室55。盖子20通常是薄壁元件，其被形成与各种发动机元件紧密配合，以基本上密封燃烧室55。盖子20可以由塑料、金属、复合材料或任何其他适用于发动机10的材料形成。盖子20或壳体15也可以包括连接到盖子20上的密封元件(例如粘接橡胶条)或其他与盖子20接触的元件，并与其他元件配合以提供改进的密封。当然，由于空气的紧密密封对于本发明的功能不是至关重要的，所以空气也可能渗漏进燃烧室55或从中渗出。
如图5所示，盖子20包括内壁60，其将燃烧室55与其他发动机元件如风扇65分开。内壁60可以形成为盖子20的一部分，也可以与盖子20分开，或者连接到盖子20上。内壁60的形状和位置很大程度上是由盖子20下面的可用空间来决定。同样，多种不同的内壁60结构也是可能的。
图2和图6-7显示了位于上述燃烧室附近的导流件70。导流件70包括壁部75，其与盖子20的内壁60协作以使燃烧室55与其他发动机元件分开。壁部75的轮廓使得其适于装配在由壳体15和盖子20所限定的有限空间中。同样，壁部75可以包括转弯或高度变化，以提供更紧凑的发动机10。壁部75的轮廓用于节约空间。同样，不同发动机10可以要求不同的壁轮廓。
壁部75还包括孔80，其在燃烧室55和化油器50之间提供流体连通。管部85在孔80和化油器50之间延伸，以实现燃烧室55和化油器50之间的流动路径。管部85包括与化油器空气入口直接相连的连接部分90。管部85还包括通道95，该通道具有限定了最小流动区域的喉部区域100。至少部分地基于燃烧室37的特征性容积来设定最小流动区域的尺寸。更具体而言，对化油器50进行设计，以使得将精确的空气/燃料混合物传送至燃烧室37；同时，对空气清洁器进行设计，以使得适当体积的空气通过化油器50，从而达到预定真空。设定喉部区域100的尺寸，以使得通过喉部区域100的空气体积与通过空气清洁器的空气体积基本上相同。按这种方式，喉部区域100不会产生额外的流动限制。这使得管部85可以控制传送至发动机10的空气量。这样，至少部分地基于发动机燃烧室37的容积来选择特定的管部85。
在大多数构造中，管部85和壁部75形成为单个的元件。然而，在其他构造中，也可以使用两个或多个分开的元件，它们彼此相连以限定导流件70。在使用分开元件的构造中，各元件之间的界面处可能存在额外的泄漏源。同样，可能需要衬垫或其他密封辅助装置(例如润滑油、O形环等)。
如图3所示，当盖子20安装在其工作位置时，燃烧室55在消声器40的外部和化油器入口之间实现流体连接。消声器40与盖子20的开口部分105相邻。因此，通过开口部分105而进入燃烧室55的空气在热的消声器40附近流过，并被热的消声器40加热。加热后的空气填充燃烧室55，并根据发动机10的需要，经管部85被化油器50从燃烧室55中进行抽吸。
图9表明导流件200的另一种构造，其包括通气管205。通气管的第一端210经截断部分220延伸到导流件的内部区域215。通气管205的第二端225与发动机通气组件(在此处有些时候可收集可燃气体)相连。这些气体通常很潮湿，因此使得易于在冷的工作天气中结冰。当发动机工作时，邻近通气管205的第一端210处产生局部真空。局部真空会从通气管抽吸气体，并直接将气体引入化油器和发动机内以进行燃烧。
图10表明发动机盖子250的另一种构造。盖子250基本上与图1的盖子20相似。盖子250包括内壁255，其基本上相似于内壁60，并且功能更相同。盖子250还包括第二内壁260、横向壁265和盖子部分270。第二内壁260、横向壁265和第一内壁255协作以将导流件200的入口与可以收集冷空气的区域分开。因此，当发动机产生真空以抽吸燃烧空气时，较大百分比的空气从邻近热的发动机元件(包括消声器40，如图2所示)的燃烧室275处被抽吸。
盖子部分270包括弹性材料，例如但不限于泡沫(如图10所示)。盖子部分270和直接位于导流件200上方的盖子250的内表面相连。当盖子250在适当位置时，泡沫与导流件200接触，并基本上密封导流件200的开口顶端。在另一种构造中，可以使用较硬的盖子(例如塑料、复合材料、金属、陶瓷等)，以防止空气从上方进入导流件200。另外，盖子迫使用于燃烧的较大百分比空气从燃烧室275(其紧环绕消声器40和其他热发动机元件)中进行抽吸。
在发动机工作当中，化油器50在其空气入口处产生局部真空。局部真空将所需量的空气从燃烧室55中抽吸到化油器50。由于空气入口与导流件70的管部85直接相连，所以化油器50产生的低压将空气从燃烧室55抽吸进管部85。喉部100有助于确定可被化油器50所抽吸的空气量。被化油器50抽吸的空气与燃料流混合，并进入燃烧室37。一旦在燃烧室37中，空气/燃料混合物就被燃烧，以产生可用的功和废气。废气从燃烧室37中排出，并进入消声器40。在废气流最终排向大气之前，消声器40使其缓和。即使当废气流退出消声器40时，也保持很热。同样，消声器40也变得相当热。消声器的位置与燃烧室55相邻，使得热消声器40加热燃烧室55内的空气，并加热进入邻近消声器40的燃烧室55内的任何空气。被加热的空气保持在燃烧室55中，直到被化油器50从燃烧室55中抽吸出来。因此，化油器50提供了所需的所有原动力，来抽吸用于发动机10的加热空气，而燃烧室55用作热空气贮存器。应注意的是，由喉部100限定的最小流动区域仅是管部85中的最小流动区域。化油器50或其他发动机元件可以限定比管部85的最小流动区域要小的其他流动区域。
所述的装置能够向化油器50供应比发动机10工作的环境空气高至少20°F的空气。在某些构造中，可以实现更高地增加空气温度。
尽管已经结合某些优选的实施方案详细地说明了本发明，但修改和变化也包括在以下权利要求书所述和限定的范围和精神内。
权利要求
1.一种发动机，其包括壳体；与该壳体相连的空气/燃料混合装置；盖子，其与该壳体相连并与该壳体协作来限定一个空间；消声器，其与该空间相邻，且可进行操作来加热该空间内的空气；及与该空间相邻的导流件，该导流件包括通道，其中该通道的尺寸被设定为可将预定量的空气从该空间传送至该空气/燃料混合装置。
2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于该壳体、该盖子和该消声器基本上封闭了该空间。
3.如权利要求1所述的发动机，其特征在于该发动机包括具有特征性构造的燃烧室，且该通道尺寸与该特征性构造相关。
4.如权利要求3所述的发动机，其特征在于该特征性构造与该燃烧室容积和该燃烧室的几何结构相关。
5.如权利要求4所述的发动机，其特征在于该通道包括限定了最小流动区域的最小流动区域部分，且该最小流动区域在功能上与该燃烧室容积相关。
6.如权利要求1所述的发动机，其特征在于该发动机包括通气装置，且流动路径从该通气装置延伸至该导流件，以将气体从该通气装置抽吸至该空气/燃料混合装置。
7.如权利要求1所述的发动机，其特征在于该盖子包括弹性材料，该弹性材料接触该导流件以至少部分地封闭该通道。
8.如权利要求1所述的发动机，其特征在于该空气/燃料混合装置是化油器。
9.一种发动机，其包括壳体；置于该壳体内的缸体；活塞，其可在该缸体内往复运动，且与该缸体协作来限定特征性容积；与该壳体相连的空气/燃料混合装置，其可进行操作以将燃料流和加热的空气流混合而产生空气/燃料混合物；与该壳体相邻的消声器；与该壳体相连的盖子，其中该壳体、该盖子及该消声器协作以基本上封闭一个空间；及与该空间相邻的导流件，其包括具有这样一个流动区域的通道，其中基于特征性容积来选择该流动区域，且该通道被定位成将加热的空气流从该空间传送至该空气/燃料混合装置。
10.如权利要求9所述的发动机，其特征在于该活塞和缸体协作以限定燃烧室，且该特征性容积与该燃烧室容积相关。
11.如权利要求10所述的发动机，其特征在于该流动区域是最小流动区域，且该最小流动区域与该燃烧室容积相关。
12.如权利要求9所述的发动机，其特征在于该发动机包括通气装置，且流动路径从该通气装置延伸至该导流件，以将气体从该通气装置抽吸至该空气/燃料混合装置。
13.如权利要求9所述的发动机，其特征在于该盖子包括弹性材料，该弹性材料接触该导流件以至少部分地封闭该通道。
14.如权利要求9所述的发动机，其特征在于该空气/燃料混合装置是化油器。
15.一种发动机，其包括壳体；活塞/缸体结构，其至少部分地置于该壳体内并具有特征性容积；与该壳体相连的化油器；与该壳体相连的加热箱，该加热箱限定一个空间，并包括流动限制器，其中该流动限制器具有与特征性容积相关的流动区域，且该加热箱与该化油器流体连通；及消声器，其与该壳体相邻并放置成与该加热箱相邻，且可进行操作以加热该空间内的空气。
16.如权利要求15所述的发动机，其特征在于该活塞/缸体结构限定了燃烧室，且其特征性容积与该燃烧室容积相关。
17.如权利要求16所述的发动机，其特征在于该流动限制器限定了最小流动区域，且该最小流动区域与该燃烧室容积相关。
18.如权利要求15所述的发动机，其特征在于该发动机包括通气装置，且流动路径从该通气装置延伸至该加热箱，以将气体从该通气装置抽吸至该加热箱。
19.如权利要求15所述的发动机，其特征在于该加热箱包括盖子和导流件，且该盖子包括弹性材料，该弹性材料接触该导流件以至少部分地封闭该空间。
20.如权利要求15所述的发动机，其特征在于该加热箱包括在该空间和该化油器之间提供流体连通的通道，且该流动限制器形成为该通道的一部分。
全文摘要
一种发动机，其大体上包括壳体、与该壳体相连的空气/燃料混合装置、以及与该壳体相连并与该壳体协作来限定一个空间的盖子。消声器与该空间相邻，并可进行操作以加热该空间内的空气。导流件与该空间相邻。该导流件包括通道，该通道大小适合于将预定量的空气从该空间传送至该空气/燃料混合装置。
文档编号F02M35/10GK1727663SQ20051008455
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月27日 优先权日2004年7月29日
发明者斯蒂芬·J·瑞查克, 詹姆斯·D·马科雅, 威廉·M·坎德尼斯, 凯尔·克拉森 申请人:布里格斯斯特拉顿公司