JP4814657B2

JP4814657B2 - ２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP4814657B2
Application number: JP2006061312A
Authority: JP
Inventors: 隆大庭; 英夫小泉
Original assignee: Husqvarna Zenoah Co Ltd
Current assignee: Husqvarna Zenoah Co Ltd
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-03-07
Also published as: US8113155B2; JP2007239545A; CN101395363B; WO2007102486A1; US20090050124A1; CN101395363A

Description

本発明は、２サイクルエンジンに係り、例えばオートチョークを備えた２サイクルエンジンに関する。

一般的に小排気量の２サイクルエンジンは、刈払機やチェーンソウ等の携帯型の作業機などに用いられることが多く、これらの中には、冷間時における始動性を向上させるために、オートチョークを備えたものがある。オートチョークとしては、種々の構成のものがあるが、例えばキャブレタと一体にソレノイドバルブ（電磁弁）を設けたものがある。
このようなオートチョークは、キャブレタ内の燃料貯留部から延びてキャブレタ内の吸気流路に開口する始動用燃料供給流路、および始動用燃料供給流路の途中に設けられた流路開閉手段としてのソレノイドバルブを備えており、このソレノイドバルブを開くことで、吸気流路内の負圧によって燃料貯留部から始動用燃料供給流路を通して吸気流路に過濃化用の燃料、つまり始動用燃料が引き出される。

このようなオートチョークを備えた２サイクルエンジンにおいて、例えば吸気方式がピストンバルブ方式のエンジンの吸気流路は、シリンダ内で吸気ポートとして開口し、往復動するピストンによって開閉される。つまり、このような従来の２サイクルエンジンでは、ピストンが下死点から上死点側に動いて吸気ポートが開いた際に、クランクケース内から吸気流路内に負圧がかかり、吸気流路に始動用燃料供給流路から燃料が供給された（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−３３９８０５号公報

しかしながら、このような従来の２サイクルエンジンでは、ピストンが上死点に向かう途中で吸気ポートが開かれてからピストンが上死点の位置に達するまでのごくわずかな時間しか吸気流路内に負圧がかからないうえ、例えばエンジンが真新しくてまだピストンリングが十分になじんでおらずシール性が良好とはいえない状態の時には、クランクケース内にかかる負圧が低くなってしまい吸気流路内にかかる負圧も低下してしまう。つまり、従来の２サイクルエンジンでは、吸気ポートが開いているわずかな時間しか吸気流路内に負圧がかからないうえ、例えばシール性が良好とはいえない状態の時には、吸気流路内にかかる負圧が十分な高さにはならないので、吸気流路に十分な始動用燃料が引き出されず、始動性が低下してしまうという問題があった。

本発明の目的は、始動性が良好な２サイクルエンジンを提供することにある。

本発明の請求項１に係る２サイクルエンジンは、２サイクルエンジンにおいて、クランクケース内に混合気を送る吸気流路と、始動用燃料貯留部からクランクケース内に始動用燃料を供給する始動用燃料供給流路と、前記始動用燃料供給流路の途中に設けられた流路開閉手段とを備え、前記始動用燃料供給流路は、前記吸気流路の下方に設けられてシリンダ内周面の溝状部に開口するシリンダ始動用燃料供給流路を含んで構成され、かつクランクケース内と連通する位置に常に開口していることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る２サイクルエンジンは、請求項１に記載の２サイクルエンジンにおいて、クランクケース内の圧力変動によって動作するとともに、前記吸気流路に供給される燃料を燃料タンクからキャブレタ内の燃料貯留部に送るポンプ部と、クランクケース内の圧力変動を前記ポンプ部に伝達する脈動伝達通路とを備え、前記キャブレタ内の燃料貯留部は、前記始動用燃料貯留部であり、前記脈動伝達通路の一部は、前記始動用燃料供給流路の一部を兼ねていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、始動用燃料供給流路は、下死点から上死点まで往復動するピストンの位置にかかわらず、クランクケース内と連通する位置に常に開口しているので、ピストンの動きが下死点から上昇に転じてクランクケース内に負圧が生じるのと同時に、クランクケース内に始動用燃料を供給する動作を開始させることができる。そのため、従来に比べて長い間クランクケース内に始動用燃料を供給することができ、シール性が良好とはいえない状態のためクランクケース内にかかる負圧が低くなる場合でも、始動するのに十分な燃料を供給できてエンジンの始動性を向上できる。

そのうえ、吸気ポートが開かれるまでは、吸気流路内には負圧がかからず始動用燃料供給流路にのみ負圧がかかるので、始動用燃料供給流路にかかる負圧がより高くなり、始動用燃料供給流路からクランクケース内に確実に始動用燃料を供給できる。

請求項２の発明によれば、脈動伝達通路の一部は、始動用燃料供給流路の一部を兼ねているので、専用の始動用燃料供給流路を別に設ける必要がなく構造を簡素化できて製造コストを抑えることができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の２サイクルエンジン１の断面図である。
図１に示されるように、２サイクルエンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２にインシュレータ３を介して取り付けられたキャブレタ４と、エンジン本体２に対してインシュレータ３とは反対側に取り付けられたマフラー５とを備えている。

エンジン本体２は、シリンダ２０と、シリンダ２０の下側に設けられたクランクケース２４と、クランクケース２４に支持されたクランク軸２５と、クランク軸２５にコネクティングロッド２６を介して連結されるとともに、ピストンリング２７０を備えてシリンダ２０内に摺動自在に挿入されたピストン２７とを含んで構成されている。シリンダ２０内部には、ピストン２７上部空間により燃焼室２０１が形成されている。

シリンダ２０には、シリンダ２０内周面に吸気ポート２１０として開口して、かつ、吸気行程においてクランクケース２４内に混合気を送るシリンダ吸気流路２１が設けられており、本実施形態の混合気の吸気方式が、ピストン２７外周面で吸気ポート２１０を開閉するピストンバルブ方式になっている。また、シリンダ２０には、クランクケース２４内に吸入された混合気を掃気行程において燃焼室２０１内に送って排気ガスを掃気する掃気流路２８と、掃気される排気ガスをマフラー５に送る排気流路２９とが設けられている。さらに、シリンダ吸気流路２１の下方には、シリンダ２０内周面に設けられた溝状部２２０に開口したシリンダ始動用燃料供給流路２２が設けられている。

このシリンダ始動用燃料供給流路２２は、ピストン２７が下死点側に位置する場合（図１の状態）には、溝状部２２０を介してクランクケース２４内と連通し、ピストン２７が上死点側に位置する場合には、シリンダ２０内部のピストン２７下部空間に開口することとなり、従ってやはりクランクケース２４内と連通する。つまり、シリンダ始動用燃料供給流路２２は、下死点から上死点の間を往復動するピストン２７の位置にかかわらず、クランクケース２４内と連通する位置に常に開口している。

インシュレータ３は、エンジン本体２からキャブレタ４への伝熱を抑える合成樹脂性の部材であり、エンジン本体２のシリンダ吸気流路２１と連通するインシュレータ吸気流路３１と、インシュレータ吸気流路３１の下方に位置してエンジン本体２のシリンダ始動用燃料供給流路２２と連通するインシュレータ始動用燃料供給流路３２と、インシュレータ始動用燃料供給流路３２の上流側（図１中右側）から分岐して設けられたインシュレータ脈動伝達通路３３とを備えている。ここで、図１中の脈動伝達通路３００は、ピストン２７の往復動に伴うクランクケース２４内の圧力変動を、キャブレタ４内に設けられた後述するポンプ部７(図２)へ伝達する通路であるが、本実施形態では、脈動伝達通路３００を構成するシリンダ脈動伝達通路２３が、シリンダ始動用燃料供給流路２２を兼ね、同様に脈動伝達通路３００を構成するインシュレータ脈動伝達通路３３が、インシュレータ始動用燃料供給流路３２の分岐部分までを兼ねている。

図２は、キャブレタ４の要部を拡大して示す断面図である。
キャブレタ４は、図１および図２に示されるように、外部側（図１中右）がベンチュリー形状とされて外部とインシュレータ吸気流路３１とを連通するキャブレタ吸気流路４１と、キャブレタ吸気流路４１の下方に位置するとともに、インシュレータ始動用燃料供給流路３２と燃料貯留部６とを連通するキャブレタ始動用燃料供給流路４２と、インシュレータ脈動伝達通路３３とポンプ部７とを連通するキャブレタ脈動伝達通路４３とを備えている。

ここで、本実施形態では、シリンダ吸気流路２１、インシュレータ吸気流路３１、およびキャブレタ吸気流路４１から吸気流路１００が形成され、シリンダ始動用燃料供給流路２２（シリンダ脈動伝達通路２３）、インシュレータ始動用燃料供給流路３２（インシュレータ脈動伝達通路３３が分岐部分までを兼ねている）、およびキャブレタ始動用燃料供給流路４２から始動用燃料供給流路２００が形成され、シリンダ脈動伝達通路２３、インシュレータ脈動伝達通路３３、およびキャブレタ脈動伝達通路４３から脈動伝達通路３００が形成されている。始動用燃料供給流路２００は、流路径を吸気流路１００の流路径より小さくされて設けられている。

また、キャブレタ４は、図２に示されるように、吸気流路１００に燃料を供給するための一般的な構成を備えており、インレットパイプ４０およびキャブレタ４内の内部流路４４を通して図示しない燃料タンクからの燃料が貯留される燃料貯留部６、クランクケース２４内から脈動伝達通路３００を通して伝達されたピストン２７の往復動による圧力変動によって動作して燃料貯留部６に燃料を送るポンプ部７、貫通孔４５０を備えてスロットル操作により回動されるロータリーバルブ４５、燃料貯留部６と連通するとともに先端部分に形成された開口部４６０から燃料を貫通孔４５０に供給するノズル４６、および燃料がノズル４６から引き出されると、内部流路４４および燃料貯留部６を連通する連通孔４７を開いて燃料を補給する貯留部用ニードルバルブ４８等を備えている。吸気流路１００に供給する燃料を貯留する燃料貯留部６は、本実施形態では、始動用燃料を貯留する始動用燃料貯留部６００を兼ねている。

このようなキャブレタ４には、始動用燃料供給流路２００（キャブレタ始動用燃料供給流路４２）を開閉するオートチョーク用の流路開閉手段としてソレノイドバルブ８が取り付けられている。ソレノイドバルブ８は、可動鉄心８０と、これを図中の左方向に付勢するコイルばね８１と、可動鉄心８０の外周に設けられた円筒コイル８２とを備えている。
始動用燃料供給流路２００は、円筒コイル８２が励磁されない状態では可動鉄心８０により塞がれており、円筒コイル８２が励磁されると、可動鉄心８０がコイルばね８１に抗して図中右方向に移動することにより開かれる。

また、エンジン１は、オートチョークを構成するものとして、このソレノイドバルブ８の他、エンジン１の温度を検出する温度センサや、温度センサでの検出結果に基づいてソレノイドバルブ８を制御する制御部等を備えており、オートチョークは、エンジン１の温度が予め設定された所定温度以下の場合に作動するように制御されている。

以上のエンジン１は、始動時において、オートチョークが効いている状態では、円筒コイル８２が励磁状態となってソレノイドバルブ８は開いており、ピストン２７の動きが下死点から上昇に転じてクランクケース２４内の負圧が生じ始めると、燃料貯留部６とクランクケース２４内とを連通する始動用燃料供給流路２００に負圧が作用し、クランクケース２４内に始動用燃料が引き出される。
そして、ピストン２７が上死点側へ移動する途中において吸気ポート２１０が開かれ、吸気流路１００内にもクランクケース２４内からの負圧がかかると、燃料貯留部６に連通するノズル４６から燃料が吸気流路１００に引き出される。そして、クランクケース２４内に、吸気流路１００から燃料および混合気の元となる空気が吸入され、それらが前述した始動用燃料と混合するので、クランクケース２４内に燃料過濃とされた混合気が供給される。

ここで、本実施形態のエンジン１では、始動用燃料供給流路２００が、ピストン２７が下死点側に位置する場合には溝状部２２０を介してクランクケース２４内と連通し、ピストン２７が上死点側に位置する場合には、シリンダ２０内部のピストン２７下部空間を介してクランクケース２４内と連通する。つまり、始動用燃料供給流路２００が、クランクケース２４内と連通する位置に常に開口しているので、ピストン２７の動きが下死点から上昇に転じてクランクケース２４内に負圧が生じるのと同時に、クランクケース２４内に始動用燃料を供給する動作を開始させることができる。すなわち、ピストン２７が上昇する途中で吸気ポート２１０が開かれてから上死点に達するまでのごくわずかな時間しかクランクケース２４内に始動用燃料を供給することができなかった従来に比べて、本実施形態のエンジン１では、比較的長い時間クランクケース２４内に始動用燃料を供給することができるので、シール性が良好とはいえない状態のためクランクケース２４内にかかる負圧が低くくなる場合でも、始動するのに十分な燃料を供給できてエンジン１の始動性を向上させることができる。

そのうえ、ピストン２７の上昇の途中で吸気ポート２１０が開かれるまでは、吸気流路１００内には負圧がかからず始動用燃料供給流路２００にのみ負圧がかかるので、始動用燃料供給流路２００にかかる負圧がより高くなり、始動用燃料供給流路２００からクランクケース２４内に確実に始動用燃料を供給できる。
また、始動用燃料供給流路２００は、流路径を小さくされて設けられているので、速い流速で、つまり、クランクケース２４内からの負圧に応答性よく始動用燃料を供給できる。

なお、エンジン１が始動した後にはオートチョークは解除されるので、ソレノイドバルブ８は閉じた状態となり、ピストン２７往復動によるクランクケース２４内の圧力変動は、脈動伝達通路３００を通してポンプ部７に伝達され、ポンプ部７を動作させる。ここで、脈動伝達通路３００が、始動用燃料供給流路２００（シリンダ始動用燃料供給流路２２、および分岐部分までのインシュレータ始動用燃料供給流路３２）を兼ねているので、専用の始動用燃料供給流路２００を別に設ける必要がなく構造を簡素化できて製造コストを抑えることができる。

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係る２サイクルエンジン１の断面図である。なお、本実施形態以降においては、第１実施形態と同一部材および同一機能部位には同一符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
本実施形態では、図３に示されるように、第１実施形態とは異なり、始動用燃料供給流路２００が、脈動伝達通路３００とは別に設けられた点が特徴である。なお、本実施形態のエンジン１も、第１実施形態と同様に、オートチョークを構成するソレノイドバルブ８、温度センサ、および制御部等を備えている。

始動用燃料供給流路２００は、クランクケース内２４に設けられてクランクケース２４内に直接開口するクランクケース始動用燃料供給流路２４２と、インシュレータ脈動伝達通路３３とは別に設けられてクランクケース始動用燃料供給流路２４２と連通するインシュレータ始動用燃料供給流路３２と、インシュレータ始動用燃料供給流路３２と連通するキャブレタ始動用燃料供給流路４２とから構成されている。また、始動用燃料供給流路２００は、クランクケース２４内と連通する位置に常に開口して燃料貯留部６とクランクケース２４内とを連通している。そして、始動用燃料供給流路２００は、流路径を脈動伝達通路３００の流路径より小さくされて設けられている。脈動伝達通路３００は前記実施形態と等しい通路となっており、クランクケース２４内とポンプ部７とを連通している。

このような本実施形態でも、始動用燃料供給流路２００がクランクケース２４内と常に連通する位置に開口して燃料貯留部６とクランクケース２４内とを連通しているので、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。そのうえ、始動用燃料供給流路２００を、脈動伝達通路３００を兼ねた部分を含まず別に設けたので、始動用燃料供給流路２００のうち脈動伝達通路３００を兼ねた部分の流路径を、脈動伝達を考慮した大きさにしなければならなかった第１実施形態と比べて、始動用燃料供給流路２００の設計の自由度を大きくでき、始動用燃料供給時の応答性および確実な供給を考慮した最適な流路径にできる。

〔第３実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態に係る２サイクルエンジン１の断面図である。
本実施形態のエンジン１は、始動用燃料供給流路２００が、キャブレタ４側とクランクケース２４側とを連通させるチューブ３０３を含んで構成されている点が特徴である。なお、始動用燃料供給流路２００は、前述した第２実施形態と同様に、最適な大きさの流路径にされている。
このような本実施形態でも、始動用燃料供給流路２００がクランクケース２４内と常に連通する位置に開口して燃料貯留部６とクランクケース２４内とを連通するとともに、最適な大きさの流路径にされているので、前述した第１，第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、キャブレタ４内に複雑な形状のキャブレタ始動用燃料供給流路４２を設ける必要がなく、エンジン１にチューブ３０３を取り付けるだけでよいので、構造がより簡素化されて製作が容易になる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、キャブレタ４内に設けられて吸気流路１００に供給される燃料が貯留される燃料貯留部６は、始動用の燃料を貯留する始動用燃料貯留部６００を兼ねる必要はなく、始動用燃料貯留部６００は、キャブレタ４外に備えられた専用の部品内に設けられていてもよい。つまり、始動用燃料供給流路２００が、下死点から上死点まで往復動するピストン２７の位置にかかわらず、クランクケース２４内と連通する位置に常に開口し、始動用燃料貯留部６００とクランクケース２４内とを連通するように設けられるとともに、始動用燃料供給流路２００の途中に流路開閉手段が設けられているならばよい。
また、前記実施形態では、流路開閉手段としてソレノイドバルブ８を採用していたが、その他、圧電モータ等を利用したアクチュエータを流路開閉手段として用いてもよく、本発明の流路開閉手段としては任意の構造のものを採用できる。

本発明は、吸気方式がピストンバルブ方式でオートチョークを備えた２サイクルエンジンに有効に利用できる。

本発明の第１実施形態に係る２サイクルエンジンの断面図。キャブレタの要部を拡大して示す断面図。本発明の第２実施形態に係る２サイクルエンジンの断面図。本発明の第３実施形態に係る２サイクルエンジンの断面図。

符号の説明

１…２サイクルエンジン、４…キャブレタ、６…燃料貯留部、７…ポンプ部、８…ソレノイドバルブ（流路開閉手段）、２４…クランクケース、１００…吸気流路、２００…始動用燃料供給流路、３００…脈動伝達通路、３０３…チューブ、６００…始動用燃料貯留部。

Claims

２サイクルエンジンにおいて、
クランクケース内に混合気を送る吸気流路と、
始動用燃料貯留部からクランクケース内に始動用燃料を供給する始動用燃料供給流路と、
前記始動用燃料供給流路の途中に設けられた流路開閉手段とを備え、
前記始動用燃料供給流路は、前記吸気流路の下方に設けられてシリンダ内周面の溝状部に開口するシリンダ始動用燃料供給流路を含んで構成され、かつクランクケース内と連通する位置に常に開口している
ことを特徴とする２サイクルエンジン。
請求項１に記載の２サイクルエンジンにおいて、
クランクケース内の圧力変動によって動作するとともに、前記吸気流路に供給される燃料を燃料タンクからキャブレタ内の燃料貯留部に送るポンプ部と、
クランクケース内の圧力変動を前記ポンプ部に伝達する脈動伝達通路とを備え、
前記キャブレタ内の燃料貯留部は、前記始動用燃料貯留部であり、
前記脈動伝達通路の一部は、前記始動用燃料供給流路の一部を兼ねている
ことを特徴とする２サイクルエンジン。