ручное рабочее устройство с приводом от двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Ручное рабочее устройство, содержащее:

кожух (200) двигателя;

двигатель (202) внутреннего сгорания, расположенный в кожухе (200) двигателя и содержащий цилиндр (204) и коленчатый вал;

колесо (214) вентилятора, приводимое в движение непосредственно или опосредованно коленчатым валом так, что колесо (214) вентилятора вращается вокруг оси A;

кожух (216) вентилятора, окружающий и взаимодействующий с колесом (214) вентилятора;

впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, расположенный радиально снаружи колеса (214) вентилятора для направления воздуха к двигателю (202) внутреннего сгорания, причем впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, содержит входное отверстие (226) для воздуха, предназначенного для горения, и канал (228) для воздуха, предназначенного для горения;

при этом во входном отверстии (226) для воздуха, предназначенного для горения, предусмотрена первая кромка (230), причем первая кромка (230) радиально примыкает к внешней периферии (220) колеса (214) вентилятора, отличающееся тем, что угол X между первой линией L1, проходящей радиально от оси А в направлении, параллельном основному направлению цилиндра (204), и радиусом L2, проходящим радиально от оси А в таком направлении, что он пересекается с первой кромкой (230), меньше 70°, предпочтительно меньше 66° и еще более предпочтительно меньше 62°.

2. Ручное рабочее устройство по п.1, отличающееся тем, что угол X меньше 58°, предпочтительно меньше 54° и еще более предпочтительно меньше 50°.

3. Ручное рабочее устройство по п.2, отличающееся тем, что угол X меньше 46°, предпочтительно меньше 42° и еще более предпочтительно меньше 38°.

4. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что дефлектор (304) расположен радиально снаружи и непосредственно вблизи внешней периферии (220) колеса (214) вентилятора для направления потока воздуха, выдуваемого из колеса (214) вентилятора, наружу от колеса (214) вентилятора, чтобы, по меньшей мере, препятствовать продолжению циркуляции воздуха вместе с колесом (214) вентилятора.

5. Ручное рабочее устройство по п.4, отличающееся тем, что впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, формирует единый модуль с дефлектором (304), причем модуль обеспечивает возможность разделения потока воздуха в кожухе (216) вентилятора так, чтобы поток с малой плотностью частиц мог быть направлен во входное отверстие (226) для воздуха, предназначенного для горения, и поток с более высокой плотностью частиц можно было использовать для охлаждения, по меньшей мере, цилиндра (204) двигателя (202) внутреннего сгорания.

6. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3 или 5, отличающееся тем, что крышка (302) кожуха вентилятора формирует часть кожуха (216) вентилятора и, по меньшей мере, часть впуска (224) для воздуха, предназначенного для горения, также формирует один модуль с крышкой (302) кожуха вентилятора.

7. Ручное рабочее устройство по п.6, отличающееся тем, что двигатель (202) внутреннего сгорания содержит картер и часть впуска (224) для воздуха, предназначенного для горения, сформирована в упомянутом картере.

8. Ручное рабочее устройство по п.6, отличающееся тем, что крышка (302) кожуха вентилятора и впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, изготовлены из пластмассы и впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, сформирован путем соединения по меньшей мере двух частей (402, 404) путем сварки или склеивания.

9. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3, 5, 7 или 8, отличающееся тем, что во входном отверстии (226) для воздуха, предназначенного для горения, предусмотрена вторая кромка (232), которая расположена ниже по потоку и радиально снаружи от первой кромки (230) относительно колеса (214) вентилятора, и вторая кромка (232) расположена на той же стороне, что и колесо (214) вентилятора, относительно касательной T, определенной как касательная к радиально внешней периферии (220) колеса (214) вентилятора, которая пересекается с первой кромкой (230).

10. Ручное рабочее устройство по п.9, отличающееся тем, что колесо (214) вентилятора содержит лопасти (218) и каждая из, по меньшей мере, некоторых лопастей (218) имеет внешнюю кромку (222) на периферии (220) колеса (214) вентилятора, причем по меньшей мере одна из первой и второй кромок (230, 232) отклоняется по меньшей мере на 5°, предпочтительно по меньшей мере на 10° и еще более предпочтительно по меньшей мере на 15° от параллели к внешней кромке (222) по меньшей мере одной из лопастей (218).

11. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3, 5, 7, 8 или 10, отличающееся тем, что в двигателе (202) внутреннего сгорания предусмотрен глушитель и участок кожуха (212) глушителя также формирует часть кожуха (216) вентилятора.

12. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3, 5, 7, 8 или 10, отличающееся тем, что участок (234) экрана расположен в непосредственной близости ко входному отверстию (226) для воздуха, предназначенного для горения, причем участок (234) экрана предпочтительно проходит на угловом расстоянии по меньшей мере, 5°, предпочтительно по меньшей мере, 10° и еще более предпочтительно по меньшей мере 15° относительно оси A.

13. Ручное рабочее устройство по п.12, отличающееся тем, что, по меньшей мере, участок (235) участка (234) экрана отклоняется от плоской поверхности.

14. Ручное рабочее устройство по п.12, отличающееся тем, что участок (234) экрана формирует один модуль с впуском (224) для воздуха, предназначенного для горения.

15. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3, 5, 7, 8, 10, 13 или 14, отличающееся тем, что оно представляет собой цепную пилу (100) с горизонтальной конфигурацией цилиндра.

16. Ручное рабочее устройство по любому из пп.1-3, 5, 7, 8, 10, 13 или 14, отличающееся тем, что первая кромка (230) расположена на радиальном расстоянии d1 от оси А вдоль радиуса L2 и расстояние d2 между первой кромкой (230) и кожухом (216) вентилятора вдоль радиуса L2 составляет по меньшей мере 0,65dl, предпочтительно по меньшей мере 0,7dl и еще более предпочтительно по меньшей мере 0,75dl.

17. Ручное рабочее устройство, содержащее:

кожух (200) двигателя;

двигатель (202) внутреннего сгорания, расположенный в кожухе (200) двигателя и содержащий цилиндр (204) и коленчатый вал;

колесо (214) вентилятора, приводимое в движение коленчатым валом так, что колесо (214) вентилятора вращается вокруг оси A;

кожух (216) вентилятора, окружающий и взаимодействующий с колесом (214) вентилятора;

впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, расположенный радиально снаружи и в непосредственной близости к периферии (220) колеса (214) вентилятора для направления воздуха к двигателю (202) внутреннего сгорания, причем впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, содержит входное отверстие (226) для воздуха, предназначенного для горения, и канал (228) для воздуха, предназначенного для горения;

дефлектор (304), расположенный радиально снаружи и в непосредственной близости к периферии (220) колеса вентилятора (214), который направляет поток воздуха и частицы, выдуваемые из колеса (214) вентилятора, наружу из колеса вентилятора, таким образом, что, по меньшей мере, предотвращается продолжающаяся циркуляция воздуха и частиц с колесом (214) вентилятора, отличающееся тем, что впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, формирует единый модуль с дефлектором (304), и этот модуль обеспечивает возможность отделения потока воздуха таким образом, что поток с низкой плотностью частиц может быть направлен во впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, и поток с более высокой плотностью частиц может использоваться для охлаждения, по меньшей мере, цилиндра (204) двигателя (202) внутреннего сгорания.

18. Ручное рабочее устройство по п.17, отличающееся тем, что во входном отверстии (226) для воздуха, предназначенного для горения, предусмотрена первая кромка (230), которая расположена радиально рядом с внешней периферией (220) колеса (214) вентилятора, и угол X между первой линией L1, проходящей радиально от оси А в направлении, параллельном основному направлению цилиндра (204), и радиусом L2, проходящим радиально от оси А в таком направлении, что он пересекается с первой кромкой (230), меньше 70°, предпочтительно меньше 66° и еще более предпочтительно меньше 62°.

19. Ручное рабочее устройство, содержащее:

кожух (200) двигателя;

двигатель (202) внутреннего сгорания, расположенный в кожухе (200) двигателя и содержащий цилиндр (204) и коленчатый вал;

колесо (214) вентилятора, приводимое в движение непосредственно или опосредованно коленчатым валом так, что колесо (214) вентилятора вращается вокруг оси A;

кожух (216) вентилятора, окружающий и взаимодействующий с колесом (214) вентилятора;

впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, расположенный радиально снаружи от колеса (214) вентилятора для направления воздуха к двигателю внутреннего сгорания, причем впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, содержит входное отверстие (226) для воздуха, предназначенного для горения, и канал (228) для воздуха, предназначенного для горения;

при этом во входном отверстии (226) для воздуха, предназначенного для горения, предусмотрена первая кромка (230), которая расположена радиально рядом с внешней периферией (220) колеса (214) вентилятора, причем первая кромка (230) расположена на радиальном расстоянии d1 от оси А вдоль радиуса L2, проходящего в радиальном направлении колеса (214) вентилятора, при этом радиус L2 пересекается с осью А и первой кромкой (230), отличающееся тем, что расстояние d2 между первой кромкой (230) и кожухом (216) вентилятора вдоль радиуса L2 составляет по меньшей мере 0,65dl, предпочтительно по меньшей мере 0,7dl и еще более предпочтительно по меньшей мере 0,75dl.

20. Ручное рабочее устройство по п.19, отличающееся тем, что расстояние d2 составляет по меньшей мере 0,8dl, предпочтительно 0,85dl и еще более предпочтительно по меньшей мере 0,9dl.

Описание изобретения к патенту

ОРАНИЯ

ОПИСАНИЕ

Область техники

Настоящее изобретение относится к ручному рабочему устройству, такому как, но без ограничения, цепная пила, садовые ножницы или триммер, рабочее устройство которого получает привод от двигателя внутреннего сгорания. В частности, настоящее изобретение относится к охлаждению такого двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, настоящее изобретение относится к системе очистки воздуха для такого двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

Портативные ручные рабочие устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания хорошо известны в данной области техники. При разработке такого устройства важную цель представляет собой высокое отношение мощность-вес. Ограничительный фактор для повышения упомянутого отношения представляет собой возможность охлаждения, которое, поэтому, требуется улучшить.

Как правило, двигатель внутреннего сгорания размещен в кожухе двигателя рабочего устройства, и коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания соединен с рабочим инструментом через соответствующий механизм передачи. Кроме того, двигатель внутреннего сгорания непосредственно или опосредованно приводит в движение колесо вентилятора или радиальный вентилятор, причем этот радиальный вентилятор обеспечивает охлаждение двигателя внутреннего сгорания, в частности, направляя на охлаждающие ребра цилиндра двигателя внутреннего сгорания поток охлаждающего воздуха. Как правило, колесо вентилятора взаимодействует с кожухом вентилятора, выполненным в форме спирали, который окружает колесо вентилятора. Колесо вентилятора установлено непосредственно или опосредованно на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания и, предпочтительно, колесо вентилятора вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал. Колесо вентилятора выполнено с возможностью всасывания воздуха через его центр и выдувания воздуха радиально наружу под действием центробежной силы.

Предпочтительно, впуск для воздуха, предназначенного для горения, расположен радиально, вблизи колеса вентилятора, и используется для направления воздуха, предназначенного для горения, в двигатель внутреннего сгорания. Перед попаданием в двигатель внутреннего сгорания поток воздуха, предназначенного для горения, проходит через воздушный фильтр. Положение впуска для воздуха, предназначенного для горения, радиально вблизи колеса вентилятора обеспечивает возможность использования преимущества центробежной силы, действующей на частицы, например частицы пыли, в потоке воздуха, таким образом, что очищенный поток воздуха поступает во впуск для воздуха, предназначенного для горения. Такое использование центробежной силы часто называется центробежной очисткой. Очищенный поток воздуха, предназначенного для горения, снижает риск засорения воздушного фильтра и может продлить интервалы обслуживания. Засорение воздушного фильтра, в частности, представляет собой проблему в пыльной окружающей среде. Поток воздуха, который не поступает во впуск для воздуха, предназначенного для горения, предпочтительно используется для охлаждения двигателя внутреннего сгорания, и, в частности, для охлаждения цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Однако проблема с описанным положением впуска для воздуха, предназначенного для горения, состоит в том, что оно находится на пути потока охлаждающего воздуха и, поэтому, может уменьшать возможность охлаждения.

Кроме того, может быть предусмотрен дефлектор ниже по потоку впуска для воздуха, предназначенного для горения, и в непосредственной близости от периферии колеса вентилятора. Дефлектор проходит радиально наружу относительно колеса вентилятора и обеспечивает направление потока воздуха от колеса вентилятора. Это предотвращает непрерывную циркуляцию воздуха и частиц в колесе вентилятора. Если бы воздух и частицы оставались в радиальном вентиляторе, понизилась бы охлаждающая способность, поскольку вентилятор не имел бы возможности отбирать такое количество воздуха, как требуется. Однако дефлектор увеличивает сложность общей конструкции радиального вентилятора и рабочего устройства.

Сущность изобретения

Первая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить эффективное охлаждение и систему достаточной очистки воздуха для двигателя внутреннего сгорания ручного рабочего устройства. Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить эффективное охлаждение и систему достаточной очистки воздуха для двигателя внутреннего сгорания ручного рабочего устройства с простой конструкцией с небольшим количеством компонентов.

Ручное рабочее устройство включает в себя кожух двигателя и двигатель внутреннего сгорания, расположенный в кожухе двигателя. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя цилиндр и коленчатый вал. Колесо вентилятора непосредственно или опосредованно приводит в движение коленчатый вал таким образом, что колесо вентилятора вращается вокруг оси A. Более того, предусмотрен кожух вентилятора, который окружает колесо вентилятора и взаимодействует с колесом вентилятора для подачи воздуха, предназначенного для горения, и/или охлаждающего воздуха к двигателю. Кроме того, впуск для воздуха, предназначенного для горения, расположен радиально снаружи от колеса вентилятора и для направления воздуха к двигателю внутреннего сгорания. Более того, впуск для воздуха, предназначенного для горения, включает в себя впуск для воздуха, предназначенного для горения, и канал воздуха, предназначенного для горения. В отверстии впуска для воздуха, предназначенного для горения, предусмотрена первая кромка, которая расположена радиально рядом с внешней периферией колеса вентилятора.

По меньшей мере, первая цель достигается с помощью ручного рабочего устройства, описанного в последнем параграфе и в пункте 1 формулы изобретения, в котором угол X между первой линией L1, проходящей радиально от оси А в направлении, параллельном основному направлению цилиндра, и радиусом L2, проходящим радиально от оси А в таком направлении, что он пересекается с первой кромкой, меньше чем 70° , предпочтительно меньше чем 66° и еще более предпочтительно меньше чем 62°, в котором L1 и L2 рассматривают в виде сбоку. Представленные выше значения угла X подразумевают, что нарушение потока охлаждающего воздуха уменьшается по сравнению с решениями предшествующего уровня техники, и все еще может быть обеспечена достаточная очистка и подача воздуха, предназначенного для горения. Уменьшение нарушения потока охлаждающего воздуха подразумевает улучшенную способность охлаждения.

В соответствии с пп. 2 и 3, угол X меньше чем 58° , предпочтительно меньше чем 54° и еще более предпочтительно, меньше чем 50°. Кроме того, угол X меньше чем 46° , предпочтительно меньше чем 42° и еще более предпочтительно, меньше чем 38°. Эти условия в еще большей степени подразумевают меньшее нарушение потока охлаждающего воздуха и доказали, что все еще обеспечивают достаточную очистку и подачу воздуха, предназначенного для горения.

Согласно п.4, дефлектор предусмотрен радиально снаружи и в непосредственной близости к внешней периферии колеса вентилятора для направления потока воздуха, выдуваемого из колеса вентилятора, наружу от колеса вентилятора. Дефлектор, по меньшей мере, предотвращает продолжение циркуляции воздуха вместе с колесом вентилятора. Это обеспечивает то, что может поддерживаться возможность охлаждения. Кроме того, дефлектор может быть разработан для направления охлаждающего воздуха к областям, где он больше всего необходим, например, в направлении цилиндра или глушителя.

Согласно п.5, впуск для воздуха, предназначенного для горения, и дефлектор формируют один единый модуль. Такой модуль обеспечивает возможность разделения потока воздуха так, чтобы поток с малой плотностью частиц мог быть направлен в впуск для воздуха, предназначенного для горения, и поток с более высокой плотностью частиц можно было использовать для охлаждения цилиндра и/или других частей двигателя. Благодаря изготовлению впуска для воздуха, предназначенного для горения, и дефлектора, в виде одного единого модуля, количество деталей кожуха вентилятора уменьшается. Это подразумевает то, что вес всего продукта может быть уменьшен, и возможна более простая конструкция. Уменьшенное количество деталей упрощает процесс изготовления и, вероятно, сокращает время сборки. Кроме того, такое решение подразумевает генерирование меньших шумов по сравнению с решениями предшествующего уровня техники, поскольку только одна кромка вместо двух будет расположена рядом с колесом вентилятора. Таким образом, лопасть колеса вентилятора проходит только мимо одной кромки за оборот колеса вентилятора. В решениях предшествующего уровня техники предусмотрены две отдельные кромки, кромка для входного воздуха, предназначенного для горения, и кромка дефлектора, что означает то, что лопасть колеса вентилятора проходит мимо двух кромок за оборот.

Согласно п.6, дополнительная крышка кожуха вентилятора формирует часть кожуха вентилятора, таким образом, что, по меньшей мере, часть впуска для воздуха, предназначенного для горения, также формирует один модуль с крышкой кожуха вентилятора. Это также сокращает количество деталей и упрощает процесс изготовления и, вероятно, сокращает время на сборку. Конечно, это также упрощает разборку радиального вентилятора.

Кроме того, согласно п.7, двигатель внутреннего сгорания включает в себя картер, таким образом, что часть впуска для воздуха, предназначенного для горения, сформирована в упомянутом картере.

Согласно п.8, крышка кожуха вентилятора и впуск для воздуха, предназначенного для горения, изготовлены из пластмассы, и впуск для воздуха, предназначенного для горения, сформирован путем соединения, по меньшей мере, двух частей путем сварки или склеивания.

Кроме того, в соответствии с пп. 9 и 10, входное отверстие для воздуха, предназначенного для горения, также включает в себя вторую кромку, которая расположена далее и радиально снаружи от первой кромки относительно колеса вентилятора. Вторая кромка расположена на той же стороне, что и колесо вентилятора, относительно касательной T, определенной как касательная к радиально внешней периферии колеса вентилятора, которая пересекается с первой кромкой. Такое местоположение второй кромки является предпочтительным для предотвращения попадания частиц пыли или других частиц в впуск для воздуха, предназначенного для горения, и все еще обеспечивает достаточное давление воздуха в впуске для воздуха, предназначенного для горения, таким образом, что достаточное количество воздуха может быть подано в двигатель внутреннего сгорания. Кроме того, по меньшей мере, некоторые из лопастей колеса вентилятора каждое имеет внешнюю кромку на периферии колеса вентилятора, таким образом, что, по меньшей мере, одна из первой и второй кромок отклоняется, по меньшей мере, на 5° и, предпочтительно, по меньшей мере, на 10°, и, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 15° от параллели к внешней кромке, по меньшей мере, одной из лопастей. Такие конфигурации дополнительно уменьшают шумы, генерируемые в радиальном вентиляторе.

Согласно п.11, в двигателе предусмотрен глушитель с кожухом глушителя. Кожух глушителя окружает глушитель и участок кожуха глушителя также формирует часть кожуха вентилятора. Это обеспечивает эффективное охлаждение глушителя и обеспечивает возможность экономии веса, простую конструкцию, упрощенный производственный процесс и сокращение времени сборки.

Согласно п.12, участок экрана предусмотрен в непосредственной близости к входному отверстию для воздуха, предназначенного для горения. Участок экрана продолжается под угловым расстоянием, по меньшей мере, 5° и, предпочтительно, по меньшей мере, 10°, и, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 15° относительно оси A. При такой конфигурации участок экрана предотвращает отскок частиц от цилиндра или от других деталей в пределах кожуха вентилятора, такого как глушитель, и с последующим их попаданием во впуск для воздуха, предназначенного для горения. Это улучшает степень очистки воздуха, предназначенного для горения. Если бы участок экрана не был предусмотрен, то уже отделенные под действием центробежной силы частицы, изменившие направления, из-за соударений с различными деталями, могли бы попадать во впуск для воздуха, предназначенного для горения, и затем засоряли бы воздушный фильтр. Преимущества участка экрана также очевидны для угловых расстояний, по меньшей мере, 20°, 25° или 30°. Участок экрана предпочтительно выполнен плоским, но форма, конечно, может изменяться.

Согласно п.13, по меньшей мере, один участок участка экрана отклоняется от плоской поверхности. Это оказалось весьма благоприятным для предотвращения отскока частиц и попадания их в впуск для воздуха, предназначенного для горения. Кроме того, участок экрана может быть сформирован так, что он может направлять поток воздуха.

Согласно п.14, участок экрана также формирует один модуль с впуском для воздуха, предназначенного для горения. Кроме того, согласно п.15, ручное рабочее устройство представляет собой цепную пилу с горизонтальной конфигурацией цилиндра. Дефлектор/впуск для воздуха, предназначенного для горения, как один модуль в комбинации с конфигурацией горизонтального цилиндра, оказались предпочтительными для эффективного охлаждения цилиндра и выпускного отверстия глушителя.

Согласно п.17 ручное рабочее устройство содержит кожух двигателя, и двигатель внутреннего сгорания расположен в кожухе двигателя. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр и коленчатый вал. Привод колеса вентилятора осуществляется от коленчатого вала, таким образом, что колесо вентилятора вращается вокруг оси A. Кожух вентилятора окружает и взаимодействует с колесом вентилятора. Впуск для воздуха, предназначенного для горения, расположен радиально снаружи и в непосредственной близости к периферии колеса вентилятора для направления воздуха к двигателю внутреннего сгорания. Впуск для воздуха, предназначенного для горения, содержит входное отверстие для воздуха, предназначенного для горения, и канал для воздуха, предназначенного для горения. Дефлектор расположен радиально снаружи и в непосредственной близости к периферии колеса вентилятора, и этот дефлектор направляет поток воздуха и частицы, выдуваемые из колеса вентилятора наружу, таким образом, что, по меньшей мере, предотвращается продолжающаяся циркуляция воздуха и частиц с колесом вентилятора, в котором впуск для воздуха, предназначенного для горения, формирует единый модуль с дефлектором, и этот модуль обеспечивает возможность отделения потока воздуха, таким образом, что поток с низкой плотностью частиц может быть направлен во впуск для воздуха, предназначенного для горения, и поток с более высокой плотностью частиц может использоваться, для охлаждения цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Представленная выше конфигурация не только обеспечивает эффективное охлаждение и достаточную очистку воздуха системы, но также и простую конструкцию с небольшим количеством компонентов. Уменьшение количества компонентов подразумевает то, что вес всего продукта может быть уменьшен. Это, конечно, является предпочтительным для портативных ручных рабочих устройств, поскольку оператор переносит их, и они должны быть универсальными. Небольшое количество компонентов подразумевает упрощенный процесс изготовления.

Согласно п.19, ручное рабочее устройство содержит кожух двигателя. Двигатель внутреннего сгорания расположен в кожухе двигателя, и двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр и коленчатый вал. Колесо вентилятора приводится во вращение прямо или опосредованно от коленчатого вала, таким образом, что колесо вентилятора вращается вокруг оси A. Кожух вентилятора окружает колесо вентилятора и взаимодействует с ним. Впуск для воздуха, предназначенного для горения, расположен радиально снаружи от колеса вентилятора для направления воздуха, предназначенного для горения, в двигатель внутреннего сгорания. Впуск для воздуха, предназначенного для горения, содержит входное отверстие для воздуха, предназначенного для горения, и канал для воздуха, предназначенного для горения. Во входном отверстии для воздуха, предназначенного для горения, предусмотрена первая кромка, и эта первая кромка расположена радиально рядом с периферией колеса вентилятора, и первая кромка расположена на радиальном расстоянии d1 от оси А вдоль радиуса L2, продолжающегося в радиальном направлении от колеса вентилятора и пересекающегося с осью A и первой кромкой, в котором расстояние d2 между первой кромкой и кожухом вентилятора вдоль радиуса L2 составляет, по меньшей мере, 0,65d1 и, предпочтительно, по меньшей мере, 0,7d1, и, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 0,75d1. Такие условия для d2 подразумевают то, что поток охлаждающего воздуха не будет в значительной степени нарушен впуском для воздуха, предназначенного для горения, поскольку площадь поперечного сечения потока охлаждающего воздуха незначительно уменьшается в результате присутствия впуска для воздуха, предназначенного для горения. Это обеспечивает возможность хорошего охлаждения. Большие значения d2, такие как, по меньшей мере, 0,8d1, 0,85d1 или 0,9d1, являются еще более полезными для эффективности охлаждения.

Следует отметить, что общий технический результат заявленной группы изобретений заключается в снижении веса ручного рабочего устройства (что является первостепенной задачей для любого ручного инструмента) за счет того, что впуск для воздуха, предназначенного для горения, не находится в пути потока охлаждающего воздуха, так что он не влияет отрицательно на поток охлаждающего воздуха, направляемый в цилиндр, что в свою очередь позволяет реализовывать хорошее центрифужное охлаждение воздуха, предназначенного для горения, а также цилиндра двигателя, что, собственно, и улучшает соотношение мощность/вес двигателя ручного рабочего устройства.

Другие преимущества настоящего изобретения будут очевидны из подробного описания изобретения.

Краткое описание чертежей

В следующем описании предпочтительного варианта воплощения будет сделана ссылка на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - цепная пила, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2A - частичный вид сбоку кожуха двигателя цепной пилы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2В - частичный вид сбоку кожуха двигателя, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - вид сбоку кожуха двигателя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - различные компоненты крышки кожуха вентилятора, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

фиг.5 - интегрированная крышка кожуха вентилятора, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение будет описано более полно ниже со ссылкой на приложенные чертежи, на которых показаны примерные варианты осуществления изобретения, включающего один или больше аспектов настоящего изобретения. При этом данное изобретение может быть воплощено в множестве разных форм, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления, представленными здесь; скорее, эти варианты осуществления предусмотрены так, чтобы данное раскрытие было полным и завершенным и полностью передавало объем изобретения для специалиста в данной области техники. Например, один или больше аспектов настоящего изобретения могут использоваться в других вариантах осуществления и даже в других типах устройств. На чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы.

На фиг.1 иллюстрируется цепная пила 100 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Хотя в примерном варианте осуществления, показанном на фиг.1, показана цепная пила 100, специалисту в данной области техники следует понимать, что настоящее изобретение может быть воплощено в любом соответствующем типе портативного ручного рабочего устройства и не ограничивается использованием только цепной пилы 100. Кроме того, настоящее изобретение может быть внедрено в различные типы вариантов осуществления различных типов ручных рабочих устройств, которые могут включать в себя кусторезы, дисковые пилы, всасывающее/выдувающее устройство и т.п.

Как показано на фиг.1, цепная пила 100 включает в себя корпус 102 и рабочий узел 104. Корпус 102 включает в себя кожух для двигателя, который окружает двигатель внутреннего сгорания (ниже называется "двигатель") и узел передачи. В различных других вариантах осуществления настоящего изобретения двигатель может представлять собой двухтактный двигатель внутреннего сгорания или четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Кроме того, кожух двигателя может иметь модульную или объединенную конструкцию, без отклонения от объема настоящего изобретения. В варианте осуществления настоящего изобретения корпус 102 может дополнительно включать в себя боковую крышку 106. В варианте осуществления настоящего изобретения боковая крышка 106 представляет собой отдельный компонент, закрепленный на кожухе двигателя. В другом варианте осуществления настоящего изобретения боковая крышка 106 сформирована как единая деталь с кожухом двигателя. Кроме того, боковая крышка 106 включает в себя множество впусков 108 для воздуха, которые позволяют подавать окружающий воздух к различным компонентам двигателя.

Кроме того, корпус 102 также включает в себя верхнюю ручку 110 и боковую ручку 112. Однако возможны другие типы конфигураций ручки, например, конфигурация с задней ручкой. По меньшей мере, одна из верхней ручки 110 и боковой ручки 112 могут включать в себя участки захвата, обеспечивающие возможность работы вручную с цепной пилой 100. Кроме того, может быть предусмотрена защита 114 для защиты пользователя от быстро движущегося рабочего узла 104 во время операции резки.

Как показано на фиг.1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, рабочий узел 104 включает в себя шину 116. Цепь (не показана) удерживается в периферийном направляющем пазу шины 116, и этот направляющий паз может быть выполнен непрерывным или с разрывами. Во время работы двигатель приводит в движение цепь через узел передачи. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения узел передачи может включать в себя, по меньшей мере, одно из, например, но без ограничений, одного или больше зубчатых колес, одного или больше фрикционных элементов, одного или больше ременных приводов, или комбинацию любых из них.

На фиг.2A иллюстрируется частичный вид сбоку кожуха 200 двигателя цепной пилы 100, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Различные компоненты цепной пилы 100, включающие в себя боковую крышку 106, не показаны на фиг.2A с целью иллюстрации. Кожух 200 двигателя окружает двигатель 202. Кроме того, двигатель 202 включает в себя цилиндр 204 и картер (не показан). Однако двигатель 202 может включать в себя два или больше цилиндра, без выхода за пределы сущности настоящего изобретения. Как показано на фиг.2A, основное направление цилиндра 204 ориентировано, по существу, в горизонтальном направлении (ниже называется конфигурацией с горизонтальным цилиндром) в пределах кожуха 200 двигателя. Однако возможны различные другие ориентации цилиндра 204 в пределах объема настоящего изобретения. Цилиндр 204 включает в себя отверстие 206 цилиндра, в котором поршень 208 выполняет возвратно-поступательные движения. Кроме того, сгорание топливно-воздушной смеси в камере 210 сгорания приводит в движение поршень 208. Поршень 208 соединен с коленчатым валом (не показан) через шатун (не показан). После воспламенения топливно-воздушной смеси, выхлопные газы выходят из цилиндра 204 и проходят через выпускной канал двигателя 202. В варианте осуществления настоящего изобретения кожух 212 глушителя предусмотрен вокруг выпускного канала, для существенного снижения шумов, генерируемых выхлопными газами.

В варианте осуществления настоящего изобретения колесо 214 вентилятора расположено внутри кожуха 216 вентилятора. В варианте осуществления настоящего изобретения колесо 214 вентилятора представляет собой колесо радиального вентилятора. Колесо 214 вентилятора выполнено с возможностью подачи как воздуха, предназначенного для горения, в двигатель 202, так и охлаждающего воздуха к различным компонентам двигателя 202, например, но без ограничений, к цилиндру 204 и к кожуху 212 глушителя. Колесо 214 вентилятора выполнено с возможностью вращения, по существу, вокруг оси A. Кроме того, кожух 216 вентилятора имеет, по существу, спиральную форму, что способствует работе колеса 214 вентилятора. В варианте осуществления настоящего изобретения кожух 216 вентилятора имеет отдельный компонент, прикрепленный к кожуху 200 двигателя. В другом варианте осуществления настоящего изобретения кожух 216 вентилятора сформирован, как единая деталь, с кожухом 200 двигателя. В варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, участок кожуха 212 глушителя формирует часть кожуха 216 вентилятора.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, колесо 214 вентилятора установлено непосредственно на коленчатом валу таким образом, что скорость вращения колеса 214 вентилятора может, по существу, быть равной скорости вращения коленчатого вала. Однако в различных других вариантах осуществления настоящего изобретения, колесо 214 вентилятора опосредованно приводится в движение с помощью коленчатого вала через один или больше промежуточных компонентов, например, но без ограничений, одним или больше зубчатых колес, фрикционным приводом, ременным приводом или их комбинацией. В таком случае скорость вращения колеса 214 вентилятора, по существу, равна или отличается от скорости вращения коленчатого вала. В варианте осуществления настоящего изобретения колесо 214 вентилятора включает в себя множество лопастей 218. Как представлено на фиг.2A, лопасти 218, по существу, имеют S-образную форму, и каждая из лопастей 218 продолжается к радиально внешней периферии 220 (ниже называется "периферия 220") колеса 214 вентилятора. Возможно, что не все лопасти продолжаются до внешней периферии 220. По меньшей мере, некоторые из лопастей 218 каждая включает в себя внешнюю кромку 222, расположенную рядом с периферией 220 колеса 214 вентилятора. Для специалиста в данной области техники понятно, что любая другая форма, количество и конфигурация лопастей 218 возможны без выхода за пределы сущности настоящего изобретения.

В варианте осуществления настоящего изобретения впуск 224 для воздуха расположен радиально снаружи от колеса 214 вентилятора. Впуск 224 для воздуха, предназначенного для горения, включает в себя отверстие 226 впуска для воздуха, предназначенного для горения, и канал 228 для воздуха, предназначенного для горения, для подачи воздуха, предназначенного для горения, в двигатель 202. Один или более элементов фильтра и/или камеры (не показана) предусмотрены между впуском 224 для воздуха, предназначенного для горения, и двигателем 202. Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения, впуск 224 для воздуха, предназначенного для горения, соединен с картером двигателя 202 для подачи воздуха, предназначенного для горения, в картер двигателя.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, отверстие 226 впуска для воздуха, предназначенного для горения, включает в себя первую кромку 230 и вторую кромку 232. Первая кромка 230 расположена рядом с периферией 220 колеса 214 вентилятора. Кроме того, вторая кромка 232 расположена после и радиально снаружи от первой кромки 230 относительно периферии 220 колеса 214 вентилятора. Первая 230 и вторая 232 кромки расположены или не расположены параллельно. Конечно, входное отверстие 226 для воздуха, предназначенного для горения, может иметь другие формы, такие как, например, но без ограничений, круглую или эллиптическую. Предпочтительно, первая кромка 234 выполнена прямой, но она может иметь различные формы, такие как изогнутая форма. Она даже может иметь зигзагообразную форму. Положение первой кромки 230 лучше всего иллюстрируется в виде сбоку в поперечном сечении, перпендикулярном оси A, таком, как на фиг.2A.

Как показано на фиг.2A, первая линия L1 проходит радиально от оси А в направлении, по существу, параллельном основному направлению цилиндра 204. Кроме того, радиус L2 продолжается радиально от оси A таким образом, что радиус L2 пересекает первую кромку 230 отверстия 226 впуска для воздуха, предназначенного для горения, при этом первая кромка 230 видна в виде сбоку в поперечном сечении, как на фиг.2A. В варианте осуществления настоящего изобретения угол X между первой линией L1 и радиусом L2 меньше, чем приблизительно 70°, предпочтительно, меньше, чем приблизительно, 66°, и, еще более предпочтительно, меньше, чем приблизительно 62°, где X можно видеть на виде сбоку в поперечном сечении. В другом варианте осуществления настоящего изобретения угол X меньше, чем приблизительно 58°, предпочтительно меньше, чем приблизительно 54°, и еще, более предпочтительно, меньше, чем приблизительно 50°. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения угол X меньше, чем приблизительно 46°, предпочтительно меньше, чем приблизительно 42°, и, еще более предпочтительно, меньше чем приблизительно 38°. Такие конфигурации обеспечивают то, что на поток охлаждающего воздуха будет оказываться очень малое влияние со стороны впуска для воздуха, предназначенного для горения.

Кроме того, как показано на фиг.2A, касательная T определена, как касательная линия к периферии 220 колеса 214 вентилятора, которая пересекается с первой кромкой 230. В варианте осуществления настоящего изобретения вторая кромка 232 расположена с той же стороны, что и колесо 214 вентилятора относительно касательной T. Такая конфигурация оказалась очень полезной с точки зрения очистки воздуха, предназначенного для горения. Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, первая кромка 230 отклоняется под углом, по меньшей мере, приблизительно 5°, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно, 10°, и еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 15° от параллели к внешней кромке 222, по меньшей мере, одной из лопастей 218. Это приводит к уменьшению шумов, генерируемых радиальным вентилятором.

На фиг.2B иллюстрируется частичный вид сбоку кожуха 200 двигателя в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2B, первая кромка 230 расположена на радиальном расстоянии d1 от оси A. Радиальное расстояние d1, по существу, установлено вдоль радиуса L2. В варианте осуществления настоящего изобретения расстояние d2 между первой кромкой 230 и кожухом 216 вентилятора вдоль радиуса L2 составляет, по меньшей мере, 0,65d1, предпочтительно, по меньшей мере, 0,7d1, и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 0,75d1. В другом варианте осуществления настоящего изобретения расстояние d2 составляет, по меньшей мере, 0,8d1, предпочтительно, по меньшей мере, 0,85d1, и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 0,9d1. Такие условия для d2 подразумевают то, что площадь поперечного сечения потока охлаждающего воздуха будет велика в положении впуска для воздуха, предназначенного для горения, по сравнению с решениями предшествующего уровня техники. Таким образом, на поток охлаждающего воздуха в малой степени будет влиять впуск для воздуха, предназначенного для горения. Это оказалось весьма предпочтительным с точки зрения возможности охлаждения.

Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг.2A и 2B, участок 234 экрана расположен в непосредственной близости к отверстию 226 впуска для воздуха, предназначенного для горения. Участок 234 экрана предпочтительно выполнен плоским, но не обязательно, и продолжается на угловое расстояние, по меньшей мере, приблизительно 5°, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 10°, и еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 15° относительно оси A. Кроме того, угловое расстояние может составлять, по меньшей мере, 20°, 25° или 30°. В варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один отводящий участок 235 (см., в частности, фиг.4 или 5) участка 234 экрана отклоняется от плоской поверхности. Участок 234 экрана, по меньшей мере, частично предотвращает попадание частиц в разделенном потоке воздуха, которые отскакивают от цилиндра 204 (или от других частей внутри кожуха вентилятора, или в других местах), в впуск 224 воздуха, предназначенного для горения. Защита впуска 224 для воздуха, предназначенного для горения, от таких отскакивающих частиц оказалась эффективным способом улучшения очистки воздуха, предназначенного для горения. В варианте осуществления настоящего изобретения участок 234 экрана и впуск 224 для воздуха, предназначенного для горения, формируют один единый модуль. Конечно, возможны множество различных конфигураций участка 234 экрана. Предпочтительно, участок 234 экрана частично окружает поток воздуха перед впуском 224 для воздуха, предназначенного для горения. Предпочтительно, по меньшей мере, часть или основная часть участка 234 экрана расположена параллельно плоскости, перпендикулярной оси A.

На фиг.3 иллюстрируется вид сбоку кожуха 200 двигателя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3, крышка 302 кожуха вентилятора расположена поверх кожуха 216 вентилятора. В варианте осуществления настоящего изобретения крышка 302 кожуха вентилятора формирует часть кожуха 216 вентилятора. Кроме того, по меньшей мере, часть впуска 224 для воздуха, предназначенного для горения, и крышка 302 кожуха вентилятора формируют единый модуль.

Дефлектор 304 расположен радиально снаружи и в непосредственной близости к периферии 220 колеса 214 вентилятора. Дефлектор 304 выполнен с возможностью направлять поток воздуха и частиц, выдуваемых из колеса 214 вентилятора в сторону от колеса вентилятора, таким образом, но без ограничений, радиально наружу, и, таким образом, по меньшей мере, предотвращая рециркуляцию воздуха и, возможно, частиц в колесе 214 вентилятора. В варианте осуществления настоящего изобретения дефлектор 304 может составлять часть крышки 302 кожуха вентилятора (см. фиг.4 и 5).

Как показано на фиг.2A, 2B и 3, во время работы цепной пилы 100, колесо 214 вентилятора вращается для отбора окружающего воздуха через множество впусков 108, предусмотренных в боковой крышке 106. Однако, для специалиста в данной области техники очевидно, что воздух может попадать через любые другие отверстия, расположенные на корпусе 102. Окружающий воздух может включать в себя загрязнения в виде частиц, например, но без ограничений, древесные опилки, грязь, мусор и т.п. Вращение колеса 214 вентилятора обеспечивает, по существу, центробежную очистку окружающего воздуха. Благодаря центробежной силе, поток с высокой плотностью частиц может быть разделен на поток с низкой плотностью частиц. Кроме того, конфигурация впуска 224 воздуха, предназначенного для горения, и дефлектора 304, в виде одного единого модуля, обеспечивает то, что поток с низкой плотностью частиц может поступать во входное отверстие 226 для воздуха, предназначенного для горения, как воздух, предназначенный для горения, тогда как поток с высокой плотностью частиц может использоваться для охлаждения цилиндра 204. Фактически, впуск 224 воздуха, предназначенного для горения, и дефлектор 304, формирующий один единый модуль, оказались весьма преимущественными, поскольку, как очевидно из предшествующего описания, один такой модуль выполняет, по меньшей мере, две задачи, такие, как отделение потока воздуха, предназначенного для горения, от потока воздуха охлаждения, и направление потока от колеса вентилятора. Дефлектор также может быть разработан таким образом, чтобы он направлял поток охлаждающего воздуха в направлении, например, цилиндра (и/или в направлении других частей двигателя, которым требуется охлаждение) двигателя внутреннего сгорания.

В варианте осуществления настоящего изобретения такой тип компоновки впуска 224 для воздуха, предназначенного для горения, и дефлектора 304 является особенно пригодным для конфигурации горизонтального цилиндра.

На фиг.4 показаны различные компоненты крышки 302 кожуха вентилятора, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, крышка 302 кожуха вентилятора включает в себя первую часть 402 и вторую часть 404 впуска 224 для воздуха, предназначенного для горения. В варианте осуществления настоящего изобретения участок 234 экрана выполнен, как единая деталь со второй частью 404. Однако в различных других вариантах осуществления настоящего изобретения участок 234 экрана выполнен, как единая деталь, первой частью 402 впуска 224 для воздуха, предназначенного для горения, или представляет собой отдельный компонент. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что крышка 302 кожуха вентилятора может иметь любую другую монолитную или модульную конструкцию в пределах объема настоящего изобретения. Кроме того, вторая часть 404 прикреплена к первой части 402 с использованием различных процессов, например, но без ограничений, сварка, пайка твердым припоем, склеивание и т.п. Такая конфигурация крышки 302 кожуха вентилятора упрощает процесс изготовления и приводит к получению более компактной конструкции с уменьшенным количеством деталей.

На фиг.5 иллюстрируется интегрированная крышка 302 кожуха вентилятора, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.5, крышка 302 кожуха вентилятора включает в себя впуск 224 для воздуха, предназначенного для горения, дефлектор 304 и участок 234 экрана. Интегрирование всех этих компонентов в крышку 302 кожуха вентилятора упрощает процесс изготовления и, вероятно, сокращает время сборки. В одном варианте осуществления настоящего изобретения один или больше компонентов крышки 302 кожуха вентилятора изготовлены из пластика. Однако, как очевидно для специалиста в данной области техники, один или больше компонентов крышки 302 кожуха вентилятора могут быть изготовлены из любого другого соответствующего материала, например, но без ограничений, металла, композитного материала и т.п.

На чертежах и в описании были раскрыты предпочтительные варианты осуществления и примеры изобретения и, хотя здесь используются конкретные термины, их используют только в обобщенном и описательном смысле, а не с целью ограничения объема изобретения, представленного в следующей формуле изобретения.