JP2008175184A - 燃料吹き返し防止部材及びそれを内装したエアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】ガソリンエンジンにおける気化器の上流側に配設する燃料吹き返し防止部材について、吸気性能の低下を最小限としながら充分な燃料吹き返し防止効果を発揮できるようにする。
【解決手段】ガソリンエンジンの吸気通路３で気化器５とエアクリーナエレメント１４との間に配設され、吹き返し燃料の進行方向に略直角に配置された遮蔽部１２５Ａを有する燃料吹き返し防止部材１２Ａにおいて、その遮蔽部１２５Ａのうち、吹き返し燃料が直接衝突する部分が網材１２０で形成されており、この網材１２０が気体を通過させるとともに衝突した液状の吹き返し燃料の殆どを補足する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料吹き返し防止部材及び燃料吹き返し防止部材を内装したエアクリーナに関し、殊に、ガソリンエンジンの吸気通路に配置され、気化器から上流に逆流する吹き返し燃料を遮蔽してエアクリーナ内に収装されているエアクリーナエレメントの汚損を防止するための燃料吹き返し防止部材及び燃料吹き返し防止部材を内装したエアクリーナに関する。

気化器からエアクリーナエレメントに至る吸気通路の距離が短いものが多い汎用ガソリンエンジンにおいては、気化器の上流側に位置するエアクリーナに燃料が吹き返して逆流する、所謂燃料吹き返し現象が発生することがある。この燃料吹き返し現象は、特に全開低回転域で顕著であり、エンジン吸排タイミング、バルブクリアランス、吸気脈動、エアクリーナ形状などの種々の要因が影響し合って発生すると言われている。

そして、燃料吹き返し現象が発生すると吹き返した燃料がエアクリーナエレメントに付着してその汚損を引き起こし、目詰まり等による吸気性能の悪化、ひいてはエンジン運転性能の悪化を引き起こす原因とされている。また、吹き返し量が多くエアクリーナ外部まで漏出すると引火等の危険性を伴うようになる。さらに、クランクケース内で発生した潤滑オイルを含むミスト状のブローバイガスが気化器５の入口部よりエアクリーナ内に環流するため、吹き返し燃料（ガソリン）に含まれる潤滑オイルの粘性により付着した燃料が蒸発にくくなるため、吸気性能の自然回復は困難な状況となる。

そこで、実公昭６３−８８５０号公報に記載されているような、燃料吹き返し防止部材１２Ｃがエアクリーナ１Ｂ内に装着されて使用されるようになった。このものは、図５に示すように、燃料吹き返し防止部材１２Ｃがエアクリーナ１Ｂ内に装着されて、気化器５の入口側開口部３ａとエアクリーナエレメント１４との間に吸気通路３の軸線に沿う燃料の吹き返し方向に対し直角に設けた板状の遮蔽部１２５Ｃを有しており、この遮蔽部１２５Ｃに吹き返し燃料を衝突させることで、吹き返し燃料がエアクリーナエレメント１４に到達しないようにして汚損を回避するものである。

しかしながら、この燃料吹き返し防止部材１２Ｃは図中の矢印に示すように、吹き返し燃料が霧化しない粒状のままの状態で遮蔽部１２５Ｃに衝突することから、その一部が跳ね返り側に形成される開放部から連続的に飛散してエアクリーナ１Ｂの内部空間に拡散するため、エアクリーナエレメント１４の汚損対策としては不充分である。

これに対し、特開２０００−３４５９３０号公報には、図６に示すような燃料吹き返し防止部材１２Ｄが提案されている。この燃料吹き返し防止部材１２Ｄは遮蔽部１２６と気化器側入口との隙間部分のうち、下側に複数の小孔１２７ａを設けた受け板１２７が配置され、上側が大きく解放された構造を有して吸気抵抗を軽減するとともに、遮蔽部１６に付着した燃料を受け板１２７で受けるようにして、エアクリーナ内で拡散する燃料の低減を図っている。

しかしながら、この燃料吹き返し防止部材１２Ｄにおいても、遮蔽部１２６に吹き返し燃料が衝突してエアクリーナ内に拡散することを充分に防止することは困難である。また、受け板１２７が吸気方向に平行に配置されており、且つ、他に大きな開放部があることから、小孔１２７ａがあっても受け板１２７を通過する空気量は少ないため補足された燃料の再吸入も充分には行われない。殊に、サイドドラフト式以外の気化器の場合、その機能は不充分なものとなりやすい。
実公昭６３−８８５０号公報 特開２０００−３４５９３０号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガソリンエンジンの気化器上流側に配設する燃料吹き返し防止部材について、吸気性能の低下を最小限としながら充分な燃料吹き返し防止効果を発揮できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、ガソリンエンジンの吸気通路における気化器とエアクリーナとの間に配設されて前記気化器からの吹き返し燃料がエアクリーナへ逆流するのを防止するための燃料吹き返し防止部材において、前記気化器からの吹き返し燃料の進行方向に略直角に配置された吹き返し燃料が直接衝突する遮蔽部における所定部分が気体を通過させるとともに衝突した液状の吹き返し燃料の殆どを補足する網材によって形成されていることを特徴とする。

このように、吹き返し燃料が直接衝突する遮蔽部の所定部分を網材としたことで、従来例において板材の遮蔽部に衝突して跳ね返った燃料がエアクリーナ内に拡散していたのに対し、網材で衝突の衝撃を緩衝して跳ね返りを防止するとともに衝突した液状の燃料がこれに付着しやすくなるため、吹き返し燃料の大部分を補足することができ、その拡散量を大きく低減することができる。また、従来通気性を有さず吸気能の低下を招いていた遮蔽部を、通気性に優れた網材としたことにより吸気能の低下を回避することができ、且つ、通過する空気とともに燃料が吸入されやすくなることから、補足した燃料の再吸入性も優れたものとなる。

また、この燃料吹き返し防止部材は、エアクリーナ内部に設けられ、内部の出口側開口部周囲に固定される支持部と、この支持部から延設された部分で支持され出口側開口部と所定の間隔を有して配置される遮蔽部を備えたものとすれば、吹き返し燃料を補足しやすいとともに補足燃料の再吸入能に優れたものとなる。

更に、上述した燃料吹き返し防止部材は、遮蔽部の網材が内側面を下流側に向けた球面状としたものとすれば、燃料の補足面積が大きくなってより補足能に優れたものとなり、さらにまた、支持部から延設され網材の周囲を支持する部分が、その外縁側を下流側に湾曲されて全体として受け皿構造を形成しているものとすれば、吹き返し燃料が側方に拡散しにくいものとなる。

加えて、上述した燃料吹き返し防止部材を予め内部に設けたエアクリーナとして提供するものとすれば、これを配設するだけで吹き返し防止対策を容易に講じることができる。

遮蔽部の吹き返し燃料が直接衝突する部分を網材とした本発明によると、吸気性能の低下を最小限としながら充分な燃料吹き返し防止効果を発揮することができるものである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明における実施の形態の一例を示すものであり、燃料吹き返し防止部材１２Ａを内部に設けたエアクリーナ１Ａ及びこれを接続した気化器５の縦断面図を示している。気化器５は、吸気通路３が貫通し、その上流側にチョークバルブ６、下流側にスロットルバルブ７が配設され、これらの間に配置したメインノズル８先端から燃料（ガソリン）が吸気通路３内に吸引されることにより、混合気をエンジンに供給するものとした、所謂汎用のガソリンエンジン用気化器である。

エアクリーナ１Ａは、ほぼ鍋状の本体容器１０中に円環状のエアクリーナエレメント１４と、これを固定する押さえプレート１１とが配設され、エアクリーナエレメント１４内側に形成される空間において、本体ケース１０の出口側開口部１０ａの周囲に支持部１２３が固定されて燃料吹き返し防止部材１２Ａが配設されてなるものである。尚、エアクリーナ１Ａ内部には、エンジンのクランクケース内部と接続するブローバイガスパイプ１３が開口している。

そして、この燃料吹き返し防止部材１２Ａは、鋼板が側面視略コ字状に屈曲され、下側の支持部１２３に気化器５の入口側開口部３ａよりもやや大径の開放孔１２ａが設けられ、その上側の遮蔽部１２５Ａに開放孔１２ａよりもやや大径の開放孔１２ｂが開放孔１２ａに対向して配置されている。

この上側の開放孔１２ｂが、遮蔽部１２５Ａの戻し燃料が直接衝突する部分であり、これを塞ぐように円形の網材１２０が設けられ、この網材１２０が吸気通路３の軸線の延長線、即ち吹き返し方向に対し開放孔１２ａと所定の間隔を有して略直角に支持された状態となっている。

図２は本実施の形態の作用を説明するための縦断面図を示している。メインノズル８から噴出される燃料はまだ霧化しきれていない粒状の状態である。そのときのインテークマニホールド９側の吸入圧力は、平均で−１ｋＰａ以下の低圧であってプラスマイナス幅の比較的大きなパルス圧であるため、その吸気パルスに同調して燃料が生ガス状のままエアクリーナ１Ａ側に吹き返す現象が起こる。

このとき、従来例においては図５に示したように燃料吹き返し防止部材１２Ｃの遮蔽部１２５Ａに燃料が衝突し、その跳ね返りで側方からエアクリーナ１Ｂ内に間断なく飛散してエアクリーナエレメント１４に付着していた。これに対し、本実施の形態では、吸気通路３の軸方向に沿って進む吹き返し燃料は、燃料吹き返し防止部材１２Ａの遮蔽部１２５Ａの網材１２０に液状（粒子状）の燃料が衝突し、その勢いが吸収されてその大部分は網目に付着する。

一方、気体はこの網材１２０を通過するとともに網目を通過する液状の吹き返し燃料もあるものの、これらは小さい粒状になって網材１２０の上側から再び連続的に気化器５側に吸入される。そのため、エアクリーナ１Ａ内のエアクリーナエレメント１４内側に形成される空間内において、燃料の拡散量は顕著に低減されることになる。

このエアクリーナ１Ａ内の燃料拡散防止効果について、図５に示した従来の燃料吹き返し防止部材１２Ｃを使用した比較例１と、図１に示した本発明の燃料吹き返し防止部材１２Ａを用いた使用例、及び、燃料吹き返し防止部材未装着の比較例２について、他の条件は同様にしてそれぞれ試験を行った。

試験方法は、Ｖ型２気筒５７０ＣＣ（１８ＨＰ）の汎用ガソリンエンジンを全開２４００ｒｐｍ３０分連続運転後、各エアクリーナ内部の状況を確認して比較した。その結果、前記比較例２（未装着例）では押さえプレート下面全体に燃料が付着しており、比較例１（従来例）でも模様状のガソリン付着が確認されていたのに対し、本発明の実施の形態についての使用例では押さえプレート下面にガソリンの付着は確認できなかった。

図４は、上記の各試験例における全開性能（ＣＯ（％）、軸出力（ｋＷ）、燃料流量（ｋｇ／ｈ）、燃料消費率（ｇ／ｋＷ−ｈ））をグラフ化して比較したものである。各グラフから分かるように、本発明の実施の形態についての使用例では比較例１（従来例）よりも吸入抵抗が小さく、出力・燃費消費率が顕著に向上しており（約５％の出力アップ）、比較例２（未装着例）と同レベルに近い性能を示した。

以上の結果より、本実施の形態において燃料吹き返し防止部材１２Ａは、吹き返し燃料の殆どを網材１２０で補足し、補足した燃料の殆どが網材１２０の通気性による空気の流れで気化器５側に再吸入されていたものと推測され、これにより、エアクリーナ１Ａ内の燃料の拡散を有効に防止して、エアクリーナエレメント１４の汚損を回避し得たものと思われる。

図３は、本発明における別の実施の形態における燃料吹き返し防止部材１２Ｂを示すものであり、図３（Ａ）は、燃料吹き返し防止部材１２Ｂの縦断面図を、図３（Ｂ）はその平面図を示している。この実施の形態では燃料吹き返し防止部材１２Ｂを形成する網材１２１が球面状（ドーム状）とされ、その内側面を下流側（気化器側）に向けて支持されているので、戻し燃料の補足面積が更に大きいものとなり、より燃料の補足能に優れたものとなっている。

また、支持部１２４から延設されこの網材１２１の外周側を支持する縁材１２３ｂが、その外縁側を下流側に湾曲されて全体として略受け皿構造を形成していることにより、吹き返し燃料が側方により拡散しにくいものとなっている。

尚、上述した網材１２０，１２１の網目の大きさについては特に限定はないが、吸気性能の確保と戻し燃料の補足性能のバランス、及び吹き返し燃料の粒径などの各要因に応じて実験的に最適なものを決定すればよい。また、その材質にも限定はないが、燃料による腐食に強いものであれば樹脂製でもよく、また、支持部と樹脂一体成型で作成したものでもよい。さらに、本発明は、その構成上ダウンドラフト式気化器とサイドドラフト式気化器の両方に適用できるものである。

以上、述べたように、本発明によりガソリンエンジンの気化器上流側に配設する燃料吹き返し防止部材について、吸気性能の低下を最小限としながら充分な燃料吹き返し防止効果を発揮できるようになった。

本発明における第１の実施の形態を示す縦断面図。 図１の燃料吹き返し防止部材の作用を説明するための縦断面図。 （Ａ）は、本発明における第２の実施の形態を示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図。 本発明、従来例、未装着例を装着した場合の性能を比較するためのグラフ。 従来例を示す縦断面図。 他の従来例を示す斜視図。

符号の説明

１Ａ エアクリーナ、３ 吸気通路、３ａ 入口側開口部、５ 気化器、６ チョークバルブ、７ スロットルバルブ、８ メインノズル、９ インテークマニホールド、１０ 本体ケース、１０ａ 出口側開口部、１２ａ，１２ｂ 開放孔、１１ 押さえプレート、１２Ａ，１２Ｂ 燃料吹き返し防止部材、１３ ブローバイガスパイプ、１４ エアクリーナエレメント、１２０，１２１ 網材、１２３，１２４ 支持部、１２３ｂ 縁材、１２５Ａ，１２５Ｂ 遮蔽部

Claims (5)

1. ガソリンエンジンの吸気通路における気化器とエアクリーナとの間に配設されて前記気化器からの吹き返し燃料がエアクリーナへ逆流するのを防止するための燃料吹き返し防止部材において、前記気化器からの吹き返し燃料の進行方向に略直角に配置された吹き返し燃料が直接衝突する遮蔽部における所定部分が気体を通過させるとともに衝突した液状の吹き返し燃料の殆どを補足する網材によって形成されていることを特徴とする燃料吹き返し防止部材。
2. 前記燃料吹き返し防止部材が、エアクリーナ内部に設けられ、該内部の出口側開口部周囲に固定される支持部と、該支持部から延設された部分で支持され前記出口側開口部と所定の間隔を有して配置される前記遮蔽部とを備えることを特徴とする請求項１に記載した燃料吹き返し防止部材。
3. 前記網材が、内側面を気化器側に向けた球面状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載した燃料吹き返し防止部材。
4. 前記支持部から延設され前記網材の周囲を支持する部分が、外縁側を気化器側に湾曲させて全体として受け皿構造を形成していることを特徴とする請求項１，２または３に記載した燃料吹き返し防止部材。
5. 請求項１，２，３または４に記載した燃料吹き返し防止部材が、内部に設けられていることを特徴とするエアクリーナ。
   

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