JP3934198B2 - ２行程内燃機関用気化器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピストンの摺動に伴うクランク室の圧力変動を利用してクランク室へ混合気を吸入し、クランク室の混合気を加圧してシリンダの燃焼室へ供給する、２行程内燃機関に適した気化器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２行程機関では、クランク室で加圧された混合気を掃気口を経てシリンダへ供給することにより、シリンダの燃焼室に残つている燃焼ガスの掃気を行うものであるので、燃焼ガスの掃気を良好に行おうとすれば、燃焼室へ流入した混合気が、燃焼ガスと一緒に排気口を経て大気中へ排出されるという吹抜け現象が発生する。吹抜け現象は排出ガスに含まれる未燃焼成分（炭化水素ＨＣ）の量を増加させ、燃料の浪費を招く。
【０００３】
吹抜け現象はピストンによる排気口の閉時期を早めることにより抑止できるが、この場合には、シリンダの燃焼室に残留する燃焼ガスが多くなり、不完全燃焼や失火などによる不整燃焼行程が増加し、結局は排出ガスに含まれる炭化水素が増加するだけでなく、機関出力が低下するという欠点がある。
【０００４】
そこで、本出願人は特開平７−１３９３５８号により、機関の掃気口とクランク室とを連通する掃気通路の掃気口に近接する部分に空気通路を接続し、該空気通路に掃気通路への空気の流れを許す逆止弁を設け、空気清浄器と気化器との間に燃料制御弁（絞り弁）と連動して空気通路の空気量を加減する空気制御弁を挟持し、空気清浄器と空気制御弁と気化器を一体化して機関に取り付けるようにした２行程機関用気化器を提案した。すなわち、図４に示すように、空気制御弁５は単一の回転型の絞り弁から構成され、吸気路を有するブロツク状の制御弁本体８の上半部に、吸気路から上方へ延びかつ弁室を横切る、掃気口３３と同数（３つ）の弁通路を備えられる。空気制御弁５の空気出口すなわち弁通路の上端には接続管６が結合される。制御弁本体８の吸気路と直交する円筒形の弁室に、棒状の空気制御弁５が回転可能に嵌挿される。燃料制御弁の軸部１２に結合した絞り弁レバー１０と空気制御弁５に結合したレバー２３とをリンク機構１３により連結し、絞り弁レバー１０を動かすことにより燃料制御弁と空気制御弁５が同時に回動される。接続管６は管からなる空気通路２５により、シリンダ３２の壁部の掃気口３３に隣接する接続管２６へ接続される。
【０００５】
上述の２行程機関では、ピストンの上昇時クランク室が負圧になると、気化器で生成された混合気が吸気口を経てクランク室へ吸引され、同時に空気が空気通路２５から逆止弁２７を経て掃気通路または掃気口３３に近接する部分へ吸引される。混合気の爆発によりピストンが下降すると、ピストンの下死点付近で排気口３５が開き、燃焼ガスが排出される。続いて、掃気口３３が開き、クランク室の正圧によりまず掃気通路の空気がシリンダ３２の内部へ噴出され、次いでクランク室の混合気がシリンダ３２の内部へ噴出される。この場合に、排気口３５が開いている間に、掃気口３３からシリンダ３２の内部へ当初噴出する空気が排気口３５へ流れ、空気に続いて混合気が排気口３５へ流れるまでに排気口３５は閉じる。
【０００６】
しかし、上述の２行程機関用気化器では、燃料制御弁と空気制御弁５が直交して配置されるので、燃料制御弁と空気制御弁５とが連動するように両者はリンク機構１３により連結されてはいるが、リンク機構１３には次のような不具合があることが判明した。
【０００７】
(a) 各制御弁の回転軸の向きが異なるために、正確に比例した回転制御が難しい。
【０００８】
(b) 長期使用の内にリンク機構１３にガタが生じると、両方の制御弁の回転位相に変化を来たす。
【０００９】
(c) 両方の制御弁に独立のばねが必要になり、操作力が重くなる。
【００１０】
(d) リンク機構１３が気化器の外部に配置されるので、気化器全体のコンパクト化が難しい。
【００１１】
(e) 両方の制御弁に独立の燃料制御弁を必要とするので、製造経費が嵩む。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、燃料制御弁と空気制御弁とを一体的に構成することにより、両者の間に回転位相のずれが生じず、動作が軽快な２行程内燃機関用気化器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成は機関の掃気口とクランク室とを連通する掃気通路の掃気口に近接する部分に空気通路の終端を接続し、該空気通路に前記掃気通路への空気の流れを許す逆止弁を設け、前記空気通路の始端を吸気路の入口部分に接続し、前記空気通路に空気量を加減する空気制御弁を備えた２行程内燃機関用気化器において、気化器本体に平行に配設した前記吸気路と前記空気通路に、これらを横切る軸を中心として回転可能に配設した前記吸気路の燃料量を加減する燃料制御弁と前記空気制御弁とを一体に構成し、前記燃料制御弁の燃料を調整するニードル弁体は、前記空気制御弁を貫通し、外部から調整可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明では気化器本体に平行に配設した吸気路と空気通路に、これらを横切る軸を中心として回転可能に、吸気路の燃料量を加減する燃料制御弁と、空気通路空気量を加減する空気制御弁とを一体に構成する。これにより、リンク機構などの連動機構を廃止し、燃料制御弁と空気制御弁との間の回転位相のずれを解消し、軽快な動作を得る。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明に係る気化器を備えた２行程機関の左側面断面図、図２は同気化器の拡大断面図である。２行程機関Ａはクランクケース３９の上部にシリンダ３２を結合され、シリンダ３２に昇降自在に嵌合するピストン３４が、クランクケース３９に支持されたクランク軸３８のクランク腕３８ａに連接棒４２により連結されている。シリンダ３２の上端壁には燃焼室３２ａへ突出する点火栓３１が装着される。シリンダ３２の周壁にはピストン３４の下死点付近で開く排気口３５と掃気口３３が設けられ、排気口３５は排気マフラ４４を経て大気に連通し、掃気口３３は掃気通路３３ａを経てクランク室３９ａへ連通している。ピストン３４の上死点付近で開く吸気口３７がクランクケース３９に設けられ、吸気口３７は気化器Ｂ、空気清浄器Ｄを経て大気へ連通される。
【００１６】
気化器Ｂはクランクケース３９の吸気口３７に、吸気弁（リード弁）３７ａを備えた断熱管２１を介して取り付けられる。詳しくは、２行程機関のクランクケース３９に対し断熱管２１を介して、気化器Ｂと空気清浄器Ｄとが一体的に、図示してない２本の取付ボルトにより取り付けられる。図２に示すように、気化器Ｂは本体１６の吸気路９を横切る弁室ないし段付円筒部５０の小径円筒部５０ｂに、弁孔１５ａを有する燃料制御弁（絞り弁）１５を嵌挿し、燃料制御弁１５の上端の軸部１２に絞り弁レバー１０を結合される。本体１６の下部には膜１８により定圧燃料室１９と大気室１７とが区画される。定圧燃料室１９には燃料槽（図示せず）の燃料が燃料ポンプにより逐次補給され、常時一定圧に保持される。定圧燃料室１９から燃料ノズル２０が燃料制御弁１５の弁孔１５ａへ突出される一方、燃料制御弁１５の軸部１２から弁孔１５ａへ突出するニードル弁体１４が、燃料ノズル２０へ嵌挿され、燃料噴孔の開度を加減するようになつている。絞り弁レバー１０を戻しばね２９の力に抗して回動すると、燃料制御弁１５の弁孔１５ａの開度が増加し、同時に絞り弁レバー１０と段付円筒部５０を閉鎖する蓋板４５との間に形成したカム機構により、燃料制御弁１５と一緒にニードル弁体１４が上昇し、燃料ノズル２０の燃料噴孔の開度が増加する。
【００１７】
シリンダ３２の壁部に空気吸入口を形成する３つの接続管２６が配設され、各接続管２６の一端は掃気通路３３ａの掃気口３３に近接する部分へ連通され、他端は空気通路２５，７、燃料制御弁１５と一体の空気制御弁５、空気清浄器Ｄを経て大気へ連通される。各接続管２６に空気通路２５から掃気通路３３ａへの空気の流れを許す逆止弁２７が設けられる。
【００１８】
図２に示すように、本発明によれば本体１６に吸気路９と平行に空気通路７が配設され、空気通路７の始端は上下方向の連通路９ａにより吸気路９の入口端部へ連通される。連通路９ａの上端は蓋板４６により閉鎖され、空気通路７の右端は蓋板４７により閉鎖される。吸気路９は定圧燃料室１９（図１）に隣接して配設され、空気通路７は吸気路９の上側に配設される。空気通路７の終端部に横方向の連通路７ａが交差して配設され、連通路７ａから上方へ突出する複数（図示の例では３つ）の通路孔７ｂ（図１）に接続管６が嵌合される。各接続管６は可撓性の管からなる空気通路２５により機関の接続管２６へそれぞれ接続される。弁孔５ａを有する空気制御弁５は燃料制御弁１５と一体に形成され、かつ空気通路７と吸気路９を横切る段付円筒部５０の大径円筒部５０ａへ回動可能に嵌挿される。
【００１９】
図１に示すように、空気清浄器Ｄは２分割体からなる箱形のケース２，４を、両者の間にフイルタ３を挟んで結合してなり、ケース２の取入口２ａから吸入された空気は、フイルタ３、ケース４、気化器Ｂの吸気路９、断熱管２１、吸気弁３７ａ、吸気口３７を経てクランク室３９ａへ流れる。
【００２０】
図３に示すように、気化器本体１６の上端壁に複数のボルト２４により支持した支板６３から上方へ突出する取付板片６３ａに、図示してない遠隔操作ケーブルのアウタチユーブを固定する取付金具６４が支持され、取付金具６４を貫通するインナワイヤが、絞り弁レバー１０の端部に支持したスイベル１０ａへ連結される。
【００２１】
次に、本発明による２行程内燃機関用気化器の作動について説明する。遠隔操作ケーブルにより絞り弁レバー１０が図３に示すアイドル位置から、軸部１２を中心として時計方向（開方向）へ回動されると、空気制御弁５が回動され、空気通路７の空気制御弁５から掃気通路３３ａへ送られる空気量が増加する。
【００２２】
機関の運転時、ピストン３４の上昇に伴いクランク室３９ａと掃気通路３３ａが負圧状態になると、逆止弁２７が開かれ、大気が空気清浄器Ｄ、空気制御弁５、空気通路７，２５、逆止弁２７、掃気通路３３ａを経て掃気口３３へ吸入される。掃気口３３への空気の吸入はピストン３４が上昇する行程のほぼ全期間に亘り行われるので、掃気口３３への空気充填効率が向上し、燃焼ガスを掃気する際に、掃気口３３からシリンダ３２へ流入する空気の勢いが強くなり、燃焼ガスの掃気性能が向上する。一方、ピストン３４が上死点へ達した時には、気化器Ｂから混合気が吸気弁３７ａ、吸気口３７を経てクランク室３９ａへ充填されている。
【００２３】
ピストン３４が上死点付近まで上昇すると、シリンダ３２の混合気が圧縮され、やがて混合気が点火栓３１により点火されると、シリンダ３２で爆発が生じ、ピストン３４が下降する行程へ移る。ピストン３４が下降する時、クランク室３９ａの混合気が加圧される。同時にクランク室３９ａの圧力が掃気通路３３ａを経て掃気口３３へ伝わり、掃気口３３の空気も加圧される。ピストン３４がさらに下降し、排気口３５が開き始めると、シリンダ３２の燃焼ガスが排気口３５、排気マフラ４４を経て大気中へ排出される。
【００２４】
排気口３５に続いて掃気口３３が開き始め、掃気通路３３ａに加圧されていた空気が掃気口３３を経てシリンダ３２へ流入し、シリンダ３２に残留している燃焼ガスを排気口３５へ押し出す掃気作用を行う。掃気口３３が開くのと相前後して、掃気通路３３ａに加圧されていた空気がシリンダ３２へ流入し、続いてクランク室３９ａの混合気が掃気通路３３ａ、掃気口３３を経てシリンダ３２へ流入する。
【００２５】
上述のように、掃気口３３からシリンダ３２へ流入する空気と混合気とは、互いに混合されないで、分離された状態で流れる。つまり、排気口３５と掃気口３３が前後して開き、燃焼ガスの掃気が行われる時、まず空気が掃気口３３からシリンダ３２へ流入し、次いで混合気が掃気口３３からシリンダ３２へ流入する。したがつて、燃焼ガスと一緒に排気口３５へ流出するのは、先にシリンダ３２へ流入した空気だけであり、空気の後から混合気がシリンダ３２へ流入する時には、排気口３５が閉じるので、混合気が排気口３５を経て大気中へ流出するという吹抜け現象は起こらない。
【００２６】
次に、ピストン３４が下死点から上昇する行程へ移り、上死点付近まで上昇すると、上述したようにクランク室３９ａが負圧状態になり、気化器Ｂで生成された混合気がクランク室３９ａへ吸入される。クランク室３９ａの負圧状態は掃気通路３３ａを経て接続管２６へも伝わるので、前回の行程で掃気通路３３ａへ流入した混合気がクランク室３９ａへ吸い戻され、同時に、空気制御弁５から空気が空気通路７，２５、逆止弁２７を経て掃気通路３３ａへ吸入される。したがつて、ピストン３４がほぼ上死点へ達した時、クランク室３９ａには混合気が充填され、掃気通路３３ａには空気のみが充填された状態になる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上述のように、機関の掃気口とクランク室とを連通する掃気通路の掃気口に近接する部分に空気通路の終端を接続し、該空気通路に前記掃気通路への空気の流れを許す逆止弁を設け、前記空気通路の始端を吸気路の入口部分に接続し、前記空気通路に空気量を加減する空気制御弁を備えた２行程内燃機関用気化器において、気化器本体に平行に配設した前記吸気路と前記空気通路に、これらを横切る軸を中心として回転可能に配設した前記吸気路の燃料量を加減する燃料制御弁と前記空気制御弁とを一体に構成したから、気化器全体が小形になり、燃料制御弁と空気制御弁が単一のばねに抗して操作され、動作に無理がなく、操作力が軽くなり、両者の正確に比例した回転制御が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気化器を備えた２行程内燃機関の側面断面図である。
【図２】同気化器を拡大して示す側面断面図である。
【図３】同気化器の平面図である。
【図４】先願に係る気化器を備えた２行程内燃機関の平面断面図である。
【符号の説明】
Ａ：機関 Ｂ：気化器 Ｄ：空気清浄器 ５：空気制御弁 ５ａ：弁孔 ６：接続管 ７：空気通路 ７ａ：連通路 ９：吸気路 １０：絞り弁レバー １２：軸部 １４：ニードル弁体 １５：燃料制御弁 １５ａ：弁孔 １６：気化器本体 １７：大気室 １８：膜 １９：定圧燃料室 ２０：燃料ノズル ２１：断熱管 ２５：空気通路 ２６：接続管 ２７：逆止弁 ２９：戻しばね ３２：シリンダ ３２ａ：燃焼室 ３３：掃気口 ３３ａ：掃気通路 ３４：ピストン３５：排気口 ３７：吸気口 ３７ａ：吸気弁 ３８：クランク軸 ３９ａ：クランク室 ４２：連接棒 ５０：段付円筒部 ５０ａ：大径円筒部 ５０ｂ：小径円筒部

Claims (2)

1. 機関の掃気口とクランク室とを連通する掃気通路の掃気口に近接する部分に空気通路の終端を接続し、該空気通路に前記掃気通路への空気の流れを許す逆止弁を設け、前記空気通路の始端を吸気路の入口部分に接続し、前記空気通路に空気量を加減する空気制御弁を備えた２行程内燃機関用気化器において、
   気化器本体に平行に配設した前記吸気路と前記空気通路に、これらを横切る軸を中心として回転可能に配設した前記吸気路の燃料量を加減する燃料制御弁と前記空気制御弁とを一体に構成し、
   前記燃料制御弁の燃料を調整するニードル弁体は、前記空気制御弁を貫通し、外部から調整可能に構成されていることを特徴とする２行程内燃機関用気化器。
2. 前記燃料制御弁は空気制御弁よりも小径にし、かつ定圧燃料室に近い部分に前記空気制御弁と同軸に配設した、請求項１に記載の２行程内燃機関用気化器。

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