專利名稱：具有降低的噪音釋放的四沖程內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及內燃機，具體涉及內燃機的空氣濾清器部件。
背景技術：
小型實用內燃機，諸如人推式割草機或壓力洗滌器中使用的內燃機，一般配有空氣濾清器部件來過濾內燃機中使用的空氣流。這種空氣濾清器部件一般包括蓋、基座和安置在蓋和基座之間的過濾器元件。當使用濾筒型過濾器元件時，該空氣清潔裝置一般包括空氣進口和基本定位與空氣進口垂直的空氣出口，這樣從空氣進口流向出口的氣流在到達出口之前徑向向內通過環(huán)狀過濾器元件。當使用平板過濾器元件時，空氣清潔器可以包括空氣進口和基本定位與空氣進口平行的空氣出口，如此從空氣進口流向出口的氣流通過過濾器元件不會明顯地改變方向。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種具有降低的噪音釋放的四沖程內燃機。該內燃機包括具有氣缸的內燃機機殼，在氣缸中適于往復運動的活塞，有選擇地運動以使進氣進入氣缸的進氣門，和有選擇地運動以使廢氣排出氣缸的排氣門。該內燃機還包括具有基本扁平的進口側和基本扁平的出口側的過濾器元件，第一殼部分，和與第一殼部分接合的第二殼部分。第一和第二殼部分限定出空氣腔，過濾器元件支承于空氣腔中。第二殼部分包括內表面，至少一個從內表面延伸以使過濾元件的進口側與內表面分隔開的突起，以及具有進口和出口的空氣通道。出口緊鄰內表面用以傳送空氣到內表面和過濾器進口側之間的空氣腔中?？諝馔ǖ老薅ǔ鲩L度尺寸，空氣腔限定出容積?？諝馇蝗莘e與空氣通道長度尺寸的比率在大約5in2到大約20in2之間。
通過下面詳細說明并結合附圖，本發(fā)明的其他特性和方面將變得明顯。


附圖中，相同附圖標記表示相同部分圖1示出了本發(fā)明四沖程內燃機的部分分解透視圖。
圖2是本發(fā)明四沖程內燃機使用的空氣濾清器部件第一結構的分解透視圖，示出了位于蓋和基座之間的過濾器元件。
圖3是圖2中空氣濾清器部件的蓋的透視圖，示出了該蓋的內表面。
圖4是圖2中空氣濾清器部件的組裝截面圖。
圖5是本發(fā)明四沖程內燃機使用的空氣濾清器部件第二結構的分解透視圖，示出了位于蓋和基座之間的過濾器元件。
圖6是圖5中空氣濾清器部件的蓋的透視圖，示出了蓋的內表面。
圖7是圖5的空氣濾清器部件的組裝截面圖。
圖8是本發(fā)明四沖程內燃機使用的空氣濾清器部件第三結構的分解透視圖，示出了位于蓋和基座之間的過濾器元件。
圖9是圖8中空氣濾清器部件的蓋的透視圖，示出了蓋的內表面。
圖10是圖8的空氣濾清器部件的組裝截面圖。
圖11是圖1中四沖程內燃機進氣通道部分的局部截面圖。
在詳細說明本發(fā)明任意實施例之前，應該明白本發(fā)明在應用上不限于下面說明或附圖示出的元件結構和布置的細節(jié)。本發(fā)明可具有其他實施方式，并能以多種方式實行或執(zhí)行。也應明白這里使用的措辭和術語是為說明的目的而不是限定?！鞍薄ⅰ鞍ā被颉熬哂小焙推渥兓问降氖褂檬侵赴竺媪谐龅捻椖亢偷韧椖恳约邦~外項目。除非另外指明或限定，詞匯“安裝”、“連接”、“支承”和“耦合”或其各種變化將被廣泛使用，包括直接和非直接安裝、連接、支承和耦合。甚至，“連接”和“耦合”不限于物理或機械連接或耦合。
具體實施例方式
圖1示出了一小型風冷四沖程內燃機10。內燃機10可以配置有大約1hp(馬力)的低功率和大約35hp(馬力)的高功率，來使內燃機驅動的戶外動力設備運行(如割草機、拖拉機、鏟雪機、壓力洗滌器、剪草機等)。如圖1所示，內燃機10包括具有氣缸16的機殼14。曲軸18旋轉支撐在機殼14中，活塞22連接到曲軸18上在氣缸16里做往復運動。內燃機10還包括有選擇地運動以使進氣進入氣缸16的進氣門23，和有選擇地運動以使廢氣排出氣缸16的排氣門24。雖然圖1示出的內燃機10包括一側置式氣門結構，內燃機10也可以包括一頂置式氣門結構。另外，雖然圖示的內燃機10構造為單氣缸立式內燃機10，內燃機10也可以構造成雙缸內燃機或臥式內燃機。
圖2示出了空氣濾清器部件26的第一結構，該空氣濾清器部件可以用于圖1的內燃機10，為內燃機10提供經過濾的空氣流。參考圖2，空氣濾清器部件26包括基座30、蓋34、位于基座30和蓋34之間的第一過濾器元件38、和位于基座30和蓋34之間的第二過濾器元件42。該基座30可以通過進氣歧管或進氣管道(未示出)連接到機殼14上來支承空氣濾清器部件26，該蓋34可以利用傳統(tǒng)緊固件(未示出)連接到基座30上來固定基座30和蓋34之間的過濾器元件38、42。
繼續(xù)參考圖2，第一過濾器元件38被構造成包含開放氣室式泡沫塊或片46的“預過濾器”，而第二過濾器元件42被構造成平板式過濾器元件，該第二過濾器元件包括連接到彈性或橡膠基座54的氣透紙膜50。在可選結構中，該第二過濾器元件42可以包括開放氣室式泡沫塊。
該開放氣室式泡沫片46構造成能捕捉較大尺寸的微粒和其他雜質，而膜50構造成捕捉通過泡沫片46和膜50的氣流中夾帶的較小尺寸的微粒和其他雜質。如圖2所示，膜50具有褶狀外形，而不是基本扁平或平面膜外形，以使膜50暴露較大的總表面積給流經膜50的氣流。然而，每個過濾器元件46、50通?？梢韵薅ɑ酒矫娴幕虮馄降倪M口側58、62和基本平面或扁平的出口側66、70。
參考圖4，基座30和蓋34限定出空氣腔74，過濾器元件38、42支撐于空氣腔中?？諝鈴纳w34外側通過形成在蓋34內的空氣通道78傳送至空氣腔74中(也參見圖2和圖3)。該空氣通道78包括空氣進口82和緊鄰蓋34內表面90的空氣出口86。該蓋34包括許多從內表面90延伸的突起。圖示的突起被構造成從內表面90向上直立的突出部分98。這些突出部分98每個都包括基本弓形或彎曲的上邊緣100，其限定了頂端102。
參考圖4，突出部分98接合過濾器元件38的進口側58以將過濾器元件38的進口側58從蓋34的內表面90隔開。尤其，突出部分98沿各自的頂端102基本上以“線接觸”接合過濾器元件38的進口側58。也就是說，突出部分98的各自頂端102基本沿“線”或沿在過濾器元件38進口側58上限定的非常狹窄面積部分接觸過濾器元件38的進口側58。在不使用泡沫片46作為預過濾器的空氣濾清器部件26的可選結構中，突出部分98可以接觸過濾器元件42的進口側62。
在內燃機10運行過程中，被吸進的氣流流經空氣濾清器部件26、進氣歧管，并進入到氣缸16中燃燒。特別地，氣流最初被吸進流經空氣通道78并在基本與過濾器元件38的進口側58平行的方向上進入到空氣腔74中。由于突出部分98基本上沿各自的頂端102以線接觸接合過濾器元件38的進口側58，所以過濾器元件38的進口側58上沒被暴露到氣流中的“被堵塞”面積數(shù)量減少。因此，更多的過濾器元件38的進口側58可以暴露到空氣腔74的氣流中用于過濾，從而增加通過過濾器元件38、42的總氣流，并增加過濾器元件38、42的使用壽命。之后，在過濾器元件38、42的下游，過濾后的氣流經過基座30(見圖2)的開口104，經過該開口過濾后的氣流通過進氣歧管或管道被傳送到氣缸16中。
圖5示出空氣濾清器部件106的第二結構。像圖2-4的空氣濾清器部件26，該空氣濾清器部件106可以用于內燃機10，為內燃機10提供經過濾的空氣流?？諝鉃V清器部件106包括基座110、蓋114、位于基座110和蓋114之間的第一過濾器元件38、位于基座110和蓋114之間的第二過濾器元件42。如圖5所示，過濾器元件38、42基本類似于圖2-4的過濾器元件38、42，這里不再具體描述。基座110可以通過進氣歧管或進氣管道(未示出)連接到機殼14上來支承空氣濾清器部件106，該蓋114可以使用傳統(tǒng)緊固件(未示出)和與蓋114和基座110整體形成的連結結構118、120的組合而連接到基座110上，以固定基座110和蓋114之間的過濾器元件38、42(見圖7)。
參考圖7，基座110和蓋114限定空氣腔122，過濾器元件38、42支撐在空氣腔122中?？諝鈴纳w114外側通過形成在蓋114內的空氣通道126傳送至空氣腔122中(參見圖5和圖6)。該空氣通道126包括空氣進口130和緊鄰蓋114內表面138的空氣出口134。圖示的空氣進口130形成為橢圓狀(見圖5)，然而其他形狀也可以使用。
參考圖5-7，該蓋114包括許多從內表面138延伸的突起。至少一個突起被構造成壁146，該壁至少部分限定空氣通道126。該壁146包括弓形或彎曲的外表面150，外表面150接合過濾器元件38的進口側58以使過濾器元件38的進口側58從蓋114的內表面138隔開。尤其，該壁146的弓形或彎曲外表面150限定了一頂端154，過濾器元件38的進口側58沿著該頂端與外表面150基本上“線接觸”(參見圖7)。也就是說，像圖2-4的突出部分98的各自頂端102一樣，壁146的弓形或彎曲外表面150的頂端154基本沿“線”或沿過濾器元件38進口側58上限定的非常狹窄面積部分接觸過濾器元件38的進口側58。
如圖5和6所示，蓋114上的其他突起被構造成從蓋114的內表面138向上豎立的突出部分158。這些突出部分158接合過濾器元件38的進口側58以將過濾器元件38的進口側58從蓋114的內表面138隔開(見圖7)。尤其，突出部分158沿各自的頂端162基本上以線接觸接合過濾器元件38的進口側58。雖然突出部分158的各頂端162可以不是弓形或彎曲的，但突出部分158的頂端162沿過濾器元件38進口側58上限定的非常狹窄面積部分接觸過濾器元件38的進口側58。在不使用泡沫片46作為預過濾器的空氣濾清器部件106的可選結構中，突出部分158和壁146的彎曲外表面150可以接觸過濾器元件42的進口側62。
在內燃機10運行過程中，被吸進的氣流流經空氣濾清器部件106、進口歧管，并進入到氣缸16中燃燒。特別地，氣流最初被吸進流經空氣通道126并在基本與過濾器元件38的進口側58平行的方向上進入到空氣腔122。由于壁146的彎曲外表面150沿頂端154基本上以線接觸接合過濾器元件38的進口側58，所以過濾器元件38的進口側58上沒被暴露到氣流中的“被堵塞”面積數(shù)量減少。因此，更多的過濾器元件38的進口側58可以暴露到空氣腔122的氣流中用于過濾，從而增大通過過濾器元件38、42的總氣流，并增加過濾器元件38、42的使用壽命。之后，在過濾器元件38、42的下游，過濾后的氣流經過基座110(見圖2)的開口164，經過該開口過濾后的氣流通過進氣歧管或管道被傳送到氣缸16中。
圖8示出空氣濾清器部件166的第三結構。像圖2-4的空氣濾清器部件26和圖5-7的空氣濾清器部件106，該空氣濾清器部件166可以用于燃機10，為內燃機10提供經過濾的空氣流?？諝鉃V清器部件166包括基座170、蓋174、位于基座170和蓋174之間的雙過濾器元件178?；?70可以通過進氣歧管或進氣管道(未示出)連接到機殼14上來支承空氣濾清器部件166，該蓋174可以使用與蓋174和基座170整體形成的連結結構182、186連接到基座170上來固定基座170和蓋174之間的過濾器元件178。
繼續(xù)參考圖8，圖示過濾器元件178被構造成開放氣室式泡沫塊188，每個泡沫塊188通常限定基本平面的或扁平的進口側190和基本平面或扁平的出口側194。在可選結構中，使用單個厚的過濾器元件而不是較薄的、雙過濾器元件178。在又一個可選結構中，至少一個過濾器元件178可被構造成平板式過濾器元件，該元件具有氣透紙膜，像圖2-4和圖5-7的空氣濾清器部件26和106的過濾器元件42。在又一個可選結構中，過濾器元件178之一可以被構造成與膜結合的薄泡沫元件或“預過濾器”。
參考圖10，基座170和蓋174限定空氣腔198，過濾器元件178在其中被支撐?？諝鈴纳w174外側通過形成在蓋174內的空氣通道202傳送至空氣腔198中(也參見圖8和圖9)。該空氣通道202包括空氣進口206和鄰近蓋174內表面214的空氣出口210。該蓋174包括許多從內表面214延伸的突起。這些突起被構造成從蓋174的內表面214直立向上的突出部分222。這些突出部分222接合相鄰過濾器元件178的進口側190以將過濾器元件178的進口側190從蓋174的內表面214隔開。尤其，突出部分222沿各自的頂端226基本上以線接觸接合過濾器元件178的進口側190。雖然突出部分222的各自頂端226可能不是弓形或彎曲的，但突出部分222的頂端226沿過濾器元件178進口側190上限定的非常狹窄面積部分接合過濾器元件178進口側190。
在內燃機10運行過程中，被吸進的氣流流經空氣濾清器部件166和進氣歧管用于燃燒。特別地，氣流最初被吸進流經空氣通道202并在基本與過濾器元件178的進口側190平行的方向上進入到空氣腔198。由于突出部分222沿各自頂端226基本上以線接觸接合過濾器元件178的進口側190，所以過濾器元件178的進口側190上沒被暴露到氣流的“被堵塞”面積數(shù)量減少。因此，更多的過濾器元件178的進口側190可以暴露到空氣腔198的氣流中用以過濾，從而增大通過過濾器元件178的總氣流，并增加過濾器元件178的使用壽命。之后，在過濾器元件178的下游，過濾后的氣流經過基座170(見圖8)的開口230，經過該開口過濾后的氣流通過進氣歧管或管道被傳送到氣缸16中。
一個或更多空氣濾清器部件26、106、166可以包括具有一定大小的空氣通道78、126、202和空氣腔74、122、198以降低內燃機10的噪音釋放。在空氣濾清器部件26、106、166的一些實施例中，內燃機10的噪音釋放可以被降低達大約5dbA。尤其，參考圖2-4的空氣濾清器部件26，空氣腔74容積和氣體通道78的長度可確定尺寸以削弱與空氣濾清器部件26中的進氣氣流噪音相關的特定頻率(如在大約300Hz和大約700Hz之間)。在空氣濾清器部件26的一個實施例中，空氣通道78可以具有長度尺寸L1(見圖3)，使得空氣腔74容積與空氣通道長度尺寸L1的比率在大約5in2到大約20in2之間，以削弱和吸入氣流噪音相關的大約300Hz和大約700Hz之間的頻率。特別地，在所示的空氣濾清器部件26的結構中，空氣腔74容積與空氣通道長度尺寸L1的比率大約是13in2。
同樣地，參考圖5-7的空氣濾清器部件106，空氣腔122容積和氣體通道126的長度可確定尺寸以削弱與空氣濾清器部件106中的吸入氣流噪音相關的特定頻率(如在大約300Hz和大約700Hz之間)。在空氣濾清器部件106的一個實施例中，空氣通道126可以具有長度尺寸L2(見圖5)，使得空氣腔122容積與空氣通道長度尺寸L2的比率在大約5in2到大約20in2之間，可以削弱和吸入氣流噪音相關的大約300Hz和大約700Hz之間的頻率。特別地，在所示的空氣濾清器部件106的結構中，空氣腔122容積與空氣通道長度尺寸L2的比率大約是13in2。
另外，參考圖8-10的空氣濾清器部件166，空氣腔198容積和氣體通道202的長度可確定尺寸以削弱與空氣濾清器部件166中的吸入氣流噪音相關的特定頻率(如在大約300Hz和大約700Hz之間)。在空氣濾清器部件166的一個實施例中，空氣通道202可以具有平均長度尺寸L3(見圖9)，使得空氣腔198容積與空氣通道長度尺寸L3的比率在大約5in2到大約20in2之間，以削弱和吸入氣流噪音相關的大約300Hz和大約700Hz之間的頻率。特別地，在所示的空氣濾清器部件166的結構中，空氣腔198容積與空氣通道長度尺寸L3的比率大約是6in2。
一個或更多空氣濾清器部件26、106、166也可以包括相對于內燃機10中進氣通道250確定尺寸的空氣通道78、126、202，以使不限制通過進氣通道250的氣流或氣/燃料混合流。圖11示出了通過內燃機10的一部分進氣通道250。特別地，進氣通道250的所示部分包括形成在化油器258中的文氏管254，引導氣流(由箭頭“A”標明)流向文氏管254的導管262，和引導氣/燃料混合物(由箭頭“B”標明)離開文氏管254的導管266。導管262可以在任何一個空氣濾清器部件26、106、166和文氏管254的進口之間延伸，而導管266可以包括延伸在文氏管254出口和內燃機機殼14進口(未示出)之間的進氣歧管或管道。
繼續(xù)參考圖11，進氣通道250包括具有直徑為“D”形成在文氏管254中的節(jié)流口270。該節(jié)流口270可限制能被進氣通道250傳遞到內燃機10進氣口處的氣流或氣/燃料混合流的量。在與通過文氏管254的氣流方向(由箭頭A指示)基本垂直的平面上，該節(jié)流口270限定一橫截面積，該橫截面積與直徑D成比例。參考圖3，空氣通道78可以在與長度尺寸L1基本垂直的平面上限定出橫截面積，該橫截面積至少有進氣通道250中節(jié)流口270的橫截面積的兩倍大。同樣地，參考圖5，空氣通道126可以在與長度尺寸L2基本垂直的平面上限定出橫截面積，該橫截面積至少有進氣通道250中節(jié)流口270的橫截面的兩倍大。另外，參考圖9，空氣通道202可以在與長度尺寸L3基本垂直的平面上限定出橫截面積，該橫截面積至少有進氣通道250中節(jié)流口270橫截面的兩倍大。
在內燃機10的進氣通道250的可選結構中，節(jié)流口270可以在進氣通道250的不同部分內形成。例如，在使用燃料噴射的內燃機10的結構中，節(jié)流口270可以在節(jié)氣門體內形成。
本發(fā)明的不同特性將在下面的權利要求中進行闡明。
權利要求
1.一種具有降低的噪音釋放的四沖程內燃機，該內燃機包括包含氣缸的內燃機機殼；適于在該氣缸中往復運動的活塞；可有選擇地運動以使進氣進入氣缸的進氣門；可有選擇地運動以使廢氣排出氣缸的排氣門；具有基本扁平的進口側、基本扁平的出口側的過濾器元件；第一殼部分；和第一殼部分接合的第二殼部分，第一殼部分和第二殼部分限定出空氣腔，過濾器元件支承于空氣腔中，第二殼部分包括內表面；至少一個從內表面延伸以使過濾元件的進口側與該內表面隔開的突起；和包括進口和出口的空氣通道，出口鄰近內表面以傳送空氣到該內表面和過濾器元件進口側之間的該空氣腔中；其中該空氣通道限定出長度尺寸，并且空氣腔限定出容積，空氣腔的容積與空氣通道的長度尺寸的比率在大約5in2到大約20in2之間。
2.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于該至少一個突起基本以線接觸接合過濾器元件的進口側。
3.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于該至少一個突起包括多個從該內表面延伸的突出部分。
4.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于該至少一個突起包括至少部分限定該空氣通道的壁。
5.如權利要求4所述的內燃機，其特征在于該壁包括基本以線接觸接合過濾器元件的進口側的彎曲外表面。
6.如權利要求4所述的內燃機，其特征在于該至少一個突起還包括多個從該內表面延伸的突出部分，突出部分基本以線接觸接合過濾器元件的進口側。
7.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于該至少一個突起與該第二殼部分整體形成。
8.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于空氣以與過濾器元件的進口側平行的方向進入空氣腔。
9.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于該空氣通道的進口成形為橢圓狀。
10.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于該過濾器元件是第一過濾器元件，并且其中該內燃機還包括臨近于第一過濾器元件布置的第二過濾器元件。
11.如權利要求10所述的內燃機，其特征在于第一和第二過濾器元件中的至少一個包括開放氣室式泡沫預過濾器。
12.如權利要求1所述的內燃機，還包括在第一殼部分和內燃機機殼之間延伸的進氣通道，其中該進氣通道包括節(jié)流口，該節(jié)流口在與通過進氣通道的氣流方向垂直的平面上具有橫截面積，并且其中空氣通道在與空氣通道的長度尺寸方向垂直的平面上具有橫截面積，空氣通道的橫截面積至少為所述節(jié)流口橫截面積的兩倍大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有降低的噪音釋放的四沖程內燃機。該內燃機包括具有基本扁平的進口側和基本扁平的出口側的過濾器元件，第一殼部分，和第一機殼部分接合的第二殼部分。第一和第二殼部分限定出空氣腔，過濾器元件支承于其中。第二殼部分包括內表面，至少一個從內表面延伸以使過濾元件的進口側與內表面隔開的突起，和空氣通道?？諝馔ǖ赖某隹诰o鄰內表面以傳送空氣到內表面和過濾器元件進口側之間的空氣腔中。空氣腔容積與空氣通道長度尺寸的比率在大約5in
文檔編號F02M35/02GK101033720SQ20071010066
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權日2006年2月15日
發(fā)明者T·迪施, J·P·費斯特, K·科維斯, E·馬特爾, R·J·洛斯, M·韋塞爾斯, J·H·懷特莫爾, G·P·扎布洛夫斯基 申請人:布里格斯及斯特拉頓公司