CN101245746A - 发动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

发动机控制装置包括：调速器杆(7)；离心调速器(13)；在低速位置和高速位置之间进行摆动操作的控制杆(12)；和张设在该控制杆与调速器杆之间的调速器弹簧(16)，在化油器(C)的阻风门(4)上连接有自动阻风门装置(A)，在调速器杆与调速器弹簧之间设有游隙(g)，该游隙在控制杆从低速位置向高速位置侧转动预定角度(α)期间使调速器弹簧处于自由状态，在固定结构体与调速器杆之间连接有始终对调速器杆向使节气门(3)开启的方向施力的辅助弹簧(15)，将该辅助弹簧的弹簧常数设定为比调速器弹簧的弹簧常数小。这样提供能从发动机起动时到负荷运转状态根据发动机温度的高低极细微地控制空燃比的带自动阻风门装置的发动机控制装置。

Description

发动机控制装置
技术领域
本发明主要涉及在排气量小的通用发动机的转速控制中使用的发动机控制装置，尤其涉及如下所述的发动机控制装置，该发动机控制装置包括：调速器杆，其摆动自如地枢轴支撑在发动机主体上，并与化油器的节气门连接；调速器，其随着发动机转速的上升而增大使该调速器杆向使节气门关闭的方向转动的推力；控制杆，其枢轴支撑在固定结构体上，可在低速位置与高速位置之间进行摆动操作；以及调速器弹簧，其张设在该控制杆与调速器杆之间，随着控制杆从低速位置侧向高速位置侧转动而增大使调速器杆向使节气门开启的方向转动的作用力，在化油器的阻风门上连接有根据发动机温度的高低而自动开闭阻风门的自动阻风门装置。
背景技术
以往，已公知有例如专利文献1公开的那样的发动机控制装置，该发动机控制装置包括：调速器杆，其摆动自如地枢轴支撑在发动机主体上，并与化油器的节气门连接；调速器，其随着发动机转速的上升而增大使该调速器杆向使节气门关闭的方向转动的推力；以及调速器弹簧，其张设在固定结构体与调速器杆之间，并对调速器杆施力使其向使节气门开启的方向转动，并且在发动机的阻风门上连接有根据发动机温度的高低而自动开闭阻风门的自动阻风门装置。
专利文献1：日本特开2006-242143号公报(USP7,246,794号说明书)
在现有的这种发动机控制装置中，从起动时起为了能使发动机进入高速运转状态，张设在固定结构体与调速器杆之间并对调速器杆施力使其向使节气门开启的方向转动的调速器弹簧，被赋予了较大的弹簧常数。
但是，即使是具有自动阻风门装置的发动机控制装置，从发动机起动时到发动机开始负荷运转，尽量降低发动机转速，这在降低噪音方面是优选的，从该观点出发，要求能够任意切换调速器弹簧的设定载荷的大小，并且即使降低发动机转速也能够在高低两级转速间进行切换。
然而，在要求排气量小并以低转速起动的通用发动机中，为了保持发动机的低温起动性，当通过调节化油器将混合气的空燃比设定得偏低(偏浓)时，会导致发动机高温运转时混合气的空燃比过低，从而产生例如运转不畅或燃料消耗量增加的不良情况。
特别是，在具有自动阻风门装置的发动机控制装置中，当空燃比在起动时偏低、在起动后稍高、在高温时更高时，难以对空燃比进行细微的控制。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种结构简单的下述发动机控制装置：使得即使该发动机控制装置具有自动阻风门装置，也能够任意切换调速器弹簧的设定载荷的大小，而且即使发动机的旋转速度降低也能够在高低两级转速间进行切换，能够在低速下进行发动机的起动和无负荷运转，而且能够从起动时到负荷运转状态期间根据发动机温度的高低对供给到发动机的混合气的空燃比进行细微的控制，有助于降低燃料消耗率。
为了达到上述目的，本发明的第一特征在于，发动机控制装置包括：调速器杆，其摆动自如地枢轴支撑在发动机主体上，并与化油器的节气门连接；调速器，其随着发动机转速的上升而增大使该调速器杆向使节气门关闭的方向转动的推力；控制杆，其枢轴支撑在固定结构体上，可在低速位置与高速位置之间进行摆动操作；以及调速器弹簧，其张设在该控制杆与调速器杆之间，随着控制杆从低速位置侧向高速位置侧转动而增大使调速器杆向使节气门开启的方向转动的作用力，在化油器的阻风门上连接自动阻风门装置而成，该自动阻风门装置根据发动机温度的高低而自动开闭阻风门，其中，在控制杆与调速器弹簧之间或者在调速器杆与调速器弹簧之间设有游隙，该游隙在控制杆从低速位置向高速位置侧转动预定角度期间使调速器弹簧处于自由状态，另一方面，在固定结构体与调速器杆之间连接有始终对调速器杆向使节气门开启的方向施力的辅助弹簧，将该辅助弹簧的弹簧常数设定为比调速器弹簧的弹簧常数小。
根据本发明的第一特征，当发动机冷起动时，通过将控制杆设定在低速位置，仅利用辅助弹簧的作用使节气门处于全开状态，另一方面，阻风门通过能够探测到发动机的低温状态的自动阻风门装置而被保持在全闭状态，因而，如果使发动机摇起开动(Cranking)，则发动机的进气负压充分地作用于化油器的燃料喷嘴上，促进较多量的燃料喷出，从而降低了发动机所吸入的混合气的空燃比，能够使发动机平稳起动。
在发动机起动之后，随着发动机转速的上升而增加调速器对调速器杆的推力，从而在调速器杆上产生向使节气门关闭的方向的力矩，并增加该力矩使节气门逐渐关闭，但当该力矩与辅助弹簧在调速器杆上产生的向使节气门开启的方向的力矩达到平衡时，节气门的关闭动作停止，节气门保持在微小开度位置上，发动机处于低速运转状态。此时，由于辅助弹簧的弹簧常数设定得比调速器弹簧充分小，所以在该低速运转时，即使发动机多少产生转动变化，也能够进行抑制使节气门的开度变化较小，能够实现发动机低速运转的稳定化。
下面，为了利用该发动机来驱动剪草机以及其他工作机，当将控制杆转动到高速位置时，调速器弹簧对调速器杆的载荷成为最大，使得调速器杆朝向使节气门开启的方向进行作用，但是由于伴随于此的发动机转速的增加使调速器杆的推力增大，从而调速器杆向使节气门开启方向的转动得到适当的抑制，其结果是节气门操纵杆被保持在半开状态。
伴随发动机E热机运转的进行，发动机温度上升，自动阻风门装置进行膨胀动作，使阻风门操纵杆向使阻风门开启的方向转动，由此发动机E的进气混合气的空燃比进一步提高，从而能够进一步降低燃料消耗率。
这样，由于能够以低速进行发动机的起动和无负荷运转，所以能够保持发动机的安静性，而且能够从起动时到负荷运转状态期间，根据发动机温度的高低，极其细微地控制从化油器供给到发动机的混合气的空燃比，从而能够降低燃料消耗率。
另外，在第一特征的基础上，本发明的第二特征在于，上述控制杆的上述预定角度α被设定为：比上述低速位置L与上述高速位置H之间的中点位置，靠近上述低速位置L侧。即、上述预定角度α由低速位置L和比该低速位置L与高速位置H之间的中点位置靠近低速位置L的位置所确定。
本发明的上述以及其他目的、特征和优点从下面参照附图详述的优选实施例的说明中变得明了。
附图说明
图1是本发明的发动机控制装置的示意图，表示发动机冷起动时的状态。图2表示发动机冷起动后的状态，是与图1相对应的图。图3表示发动机的冷态负荷运转状态，是与图1相对应的图。图4是发动机控制装置中的弹簧特性线图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
首先，在图1中，标号E表示作为各种工作机的动力源的四冲程通用发动机。安装在该发动机E的气缸盖的一侧面上的化油器C，具有与发动机E的进气口相连的进气通道1，在该进气通道1隔着开有燃料喷嘴2的位于中央的喉管部1a，在下游侧设有节气门3，在上游侧设有阻风门4。
在节气门3的气门杆3a的外端安装有节气门操纵杆5，借助该节气门操纵杆5的转动来开闭节气门3。
另一方面，在发动机E的曲轴箱等其他发动机主体Ea上经由枢轴8安装有调速器杆7，该调速器杆7具有三根臂、即第一、第二及第三臂7a、7b、7c，第一臂7a经由连杆9与上述节气门操纵杆5连接，当调速器杆7在图1中绕顺时针方向转动时，节气门3开启。
在发动机E的其他固定结构体(未图示)上固定有支座10，在该支座10与上述第二臂7b之间张设有辅助弹簧15，该辅助弹簧15的牵引力始终对调速器杆7作用向使节气门3开启的方向的力矩。
另外，在支座10上经由枢轴11安装有在低速位置L与高速位置H之间进行摆动的控制杆12，在该控制杆12与上述第二臂7b之间连接有调速器弹簧16。此时，在调速器弹簧16与控制杆12之间或者在调速器弹簧16与第二臂7b之间设有一定的游隙g，该游隙g在将控制杆12从低速位置L向高速位置H侧转动预定角度α(参照图4)时使调速器弹簧16处于自由状态。
在图示例中，调速器弹簧16的一端部，滑动自如地嵌插于贯穿设置在调速器杆7的第二臂7b的弹簧连接壁18上的通孔19中，在该端末处形成的止挡部16a和与其对置的上述连接壁18之间设有一定的游隙g。
当像不存在上述游隙g那样、即止挡部16a抵接在连接壁18上那样控制杆12或调速器杆7转动时，调速器弹簧16所产生的牵引力对调速器杆7作用向使节气门3开启的方向的力矩。
而且，如图4所示，辅助弹簧15的弹簧常数设定为比调速器弹簧16的弹簧常数充分小。因此，在控制杆12从低速位置L转动预定角度α期间，辅助弹簧15对调速器杆7的载荷只稍微发生变化，但是当控制杆12转动预定角度α以上时，辅助弹簧15的载荷与调速器弹簧16的载荷合在一起，对调速器杆7的载荷迅速增加。在该情况下，优选将上述预定角度α设定为：比低速位置L与高速位置H之间的中点位置靠近低速位置L。
上述第三臂7c上连接有被发动机E的旋转轴驱动的公知的离心调速器13，该调速器13产生随着发动机转速的上升而增大的推力，因此该推力在调速器杆7上作用向使节气门3关闭的方向的力矩。
上述阻风门4的气门杆4a从进气通道1的中心线向一侧偏移配置，阻风门4以在其全闭状态下阻风门4的半径较大一侧比其半径较小一侧靠近进气通道1的下游侧的方式相对于进气通道1的中心轴线倾斜地配置。在上述气门杆4a的向化油器C外侧突出的外端部上安装有阻风门操纵杆14，该阻风门操纵杆14形成为可相对旋转地与气门杆4a配合的中空圆筒形，其内部经由公知的减压弹簧(未图示)与气门杆4a连接。通过阻风门操纵杆14与设置在化油器C外侧壁上的止挡部(未图示)抵接来限定阻风门4的全开和全闭位置。
而且，在阻风门4为全闭或小开度时，当发动机E的进气负压超过预定值时，在作用于阻风门4的半径较大一侧的进气负压所产生的转动力矩和作用于阻风门4的半径较小一侧的进气负压所产生的转动力矩之差，与上述减压弹簧所产生的转动力矩达到平衡的时刻，阻风门4打开。
在阻风门操纵杆14上经由连杆17连接有根据发动机E的温度变化自动地控制阻风门4的开度的自动阻风门装置A。该自动阻风门装置A构成为例如简便的蜡型。
下面，对该实施例的作用进行说明。
如图1所示，在发动机E冷起动时，首先，将控制杆12设定在低速位置L上，从而预先使调速器弹簧16处于非工作状态。虽然控制杆12在低速位置L上，辅助弹簧15也经由调速器杆7始终向使节气门3开启的方向施力，因此节气门3处于全开状态。另一方面，自动阻风门装置A探测到发动机的低温状态并进行收缩动作从而阻风门4被保持。
由此，为了起动发动机E，例如如果使反冲式起动机动作从而使发动机E摇起开动，则在化油器C中，在比阻风门4靠近下游的进气通道1处产生大的负压，该负压充分作用于在喉管部1a开口的燃料喷嘴2上，使比较大量的燃料喷出，从而使发动机E所吸入的混合气的空燃比下降，即混合气变浓，所以能够使发动机E平稳起动。
在发动机E起动之后，发动机转速的上升使离心调速器13对调速器杆7的推力增大，从而调速器杆7被作用向使节气门3关闭的方向的力矩，并且增加该力矩使节气门3逐渐关闭，但是当该力矩与辅助弹簧15作用于调速器杆7的向使节气门3开启的方向的力矩达到平衡时，节气门3的关闭动作停止。由此，如图2所示，节气门3保持在微小开度的位置，发动机E处于低速运转状态。
然而，如上所述，由于辅助弹簧15的弹簧常数设定得极小，在该低速运转时，即使发动机E多少产生转动变化，也能够进行抑制使节气门3的开度变化较小，从而能够实现发动机E低速运转的稳定化。
而且，在发动机E起动之后，当在进气通道1的下游产生的进气负压超过预定值时，如上所述，在作用于阻风门4的半径较大一侧的进气负压所产生的转动力矩和作用于阻风门4的半径较小一侧的进气负压所产生的转动力矩的差，与阻风门操纵杆14内的减压弹簧所产生的转动力矩达到平衡的时刻，阻风门4开启，因此能够防止进气通道1内的燃气喷嘴2上的负压的过度上升，抑制燃料从燃料喷嘴2中过度喷出，提高发动机E所吸入的混合气的空燃比，即能够防止混合气过浓，从而能够降低燃料消耗率。
下面，为了利用该发动机E来驱动剪草机以及其他工作机，当使控制杆12逐渐向高速位置H转动时，从转动了预定角度α的时刻起，调速器弹簧16端部的游隙g消失，调速器弹簧16开始动作。并且在控制杆12到达高速位置H时，调速器弹簧16对调速器杆7的牵引载荷成为最大，使得调速器杆7向使节气门3开启的方向作用，但是由于伴随于此的发动机转速的增加使离心调速器13的推力增大，调速器杆7向使节气门3开启的方向的转动得到适当的抑制，其结果是，如图3所示，节气门操纵杆5被保持在半开状态。
然而，在应用了本发明的剪草机及其他工作机中，如果将上述预定角度α设定为比上述低速位置L与高速位置H之间的中点位置靠近低速位置L，即、上述预定角度α由低速位置L和比该低速位置L与高速位置H之间的中点位置靠近低速位置L的位置所确定，则在控制杆12位于低速位置L侧的时候，由于离心调速器13起到了对实际的发动机转速高于与预定角度α对应的发动机转速的情况进行抑制的作用，因此可以期待具有抑制在低速位置L处运转时的低燃料消耗率下降的效果。
伴随发动机E热机运转的进行，发动机温度上升，从而自动阻风门装置A进行膨胀动作，使阻风门操纵杆14向使阻风门4开启的方向转动，由此发动机E的进气混合气的空燃比进一步提高，能够进一步降低燃料消耗率。
此后，在发动机E的运转停止了的情况下，由于只要发动机E持续高温状态，自动阻风门装置A就维持膨胀动作的状态，从而保持在阻风门4的开启状态。因此，在再次起动高温状态下的发动机E时，能够确保阻风门4的开启状态，防止混合气过浓，从而再起动性良好。
如上述那样，由于能够以低速进行发动机E的起动和无负荷运转，所以能够保持发动机E的安静性，而且可以从起动时到负荷运转状态，根据发动机温度的高低，极其细微地控制从化油器C供给到发动机E的混合气的空燃比，从而能够降低燃料消耗率。
另外，本发明不仅限于上述实施例，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

Claims (2)

1、一种发动机控制装置，
该发动机控制装置包括：
调速器杆(7)，其摆动自如地枢轴支撑在发动机主体(Ea)上，并与化油器(C)的节气门(3)连接；
调速器(13)，其随着发动机转速的上升而增大使该调速器杆(7)向使节气门(3)关闭的方向转动的推力；
控制杆(12)，其枢轴支撑在固定结构体(10)上，可在低速位置(L)与高速位置(H)之间进行摆动操作；以及
调速器弹簧(16)，其张设在该控制杆(12)与调速器杆(7)之间，随着与控制杆(12)从低速位置(L)侧向高速位置(H)侧转动而增大使调速器杆(7)向使节气门(3)开启的方向转动的作用力，
在化油器(C)的阻风门(4)上连接有自动阻风门装置(A)，该自动阻风门装置(A)根据发动机温度的高低而自动开闭该阻风门(4)，
该发动机控制装置的特征在于，
在控制杆(12)与调速器弹簧(16)之间或者在调速器杆(7)与调速器弹簧(16)之间设有游隙(g)，该游隙(g)在控制杆(12)从低速位置(L)向高速位置(H)侧转动预定角度(α)期间使调速器弹簧(16)处于自由状态，另一方面，在固定结构体(10)与调速器杆(7)之间连接有始终对调速器杆(7)向使节气门(3)开启的方向施力的辅助弹簧(15)，将该辅助弹簧(15)的弹簧常数设定为比调速器弹簧(16)的弹簧常数小。
2、根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，
上述控制杆(12)的上述预定角度(α)被设定为：比上述低速位置(L)与上述高速位置(H)之间的中点位置，靠近上述低速位置(L)侧。
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