JP2011127502A

JP2011127502A - 作業機用エンジン

Info

Publication number: JP2011127502A
Application number: JP2009286265A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tomita; 博冨田
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-06-30
Also published as: WO2011074406A1

Abstract

【課題】使用場所の気温に拘わらずエタノールを燃料として有効に利用することのできる作業機用エンジンを提供する。
【解決手段】ガソリンにエタノールを混合したＥ２５によって始動し、始動後にエタノールからなるＥ１００による運転に切り換えている。これにより、気温がＥ１００の引火点よりも低い環境下においても、Ｅ２５を燃料として用いて始動させた後に燃料をＥ１００に切り換えることにより、Ｅ１００を燃料とした運転を行うことができるので、Ｅ１００を燃料として有効に利用することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば刈払機等の作業機に用いられるエンジンに関するものである。

従来、この種の作業機用エンジンとしては、筒状のシリンダと、シリンダ内を往復動可能に設けられたピストンと、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクに貯留された燃料を空気と混合することにより、シリンダ内に供給する混合気を生成する気化器とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、作業機用エンジンでは、燃料としてガソリンが広く用いられていたが、近年、環境問題や燃料コストの問題に鑑みて、燃料としてエタノールが用いられている。

特開平１０−２８８０２０号公報

しかしながら、前記作業機用エンジンでは、燃料としてエタノールを用いる場合、エタノールの引火点は１３℃でガソリンと比較して高温であり、使用場所の気温が引火点よりも低くなると、燃料のエタノールの温度も低下して始動性が悪化するという問題点がある。

本発明の目的とするところは、使用場所の気温に拘わらずエタノールを燃料として有効に利用することのできる作業機用エンジンを提供することにある。

請求項１の発明は、混合気を吸入して爆発させる燃焼室と、前記燃焼室で発生する爆発圧力によって往復動するピストンと、前記ピストンに連係され、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換して出力するクランクシャフトと、燃料を空気に混合して混合気を生成する気化器と、ガソリンとエタノールを混合した第１燃料によって始動し、始動後に第１燃料中のエタノールの容積比よりも高いエタノールの容積比を有する第２燃料による運転に切り換える燃料切り換え手段と、を備えている。

請求項２の発明は、前記第１燃料を貯留する第１貯留部と、第２燃料を貯留する第２貯留部とを有するフューエルタンクを備え、前記燃料切り換え手段が、気化器に対してフューエルタンクの第１貯留部と第２貯留部の接続を切り換える切り換え機構からなる。
請求項３の発明は、前記第１貯留部には、容積比で２２パーセント以上２８パーセント以下のエタノールを含むようにエタノールとガソリンを混合したエタノール混合ガソリン燃料が貯留され、前記第２貯留部には、容積比で９０パーセント以上のエタノールからなるエタノール燃料が貯留される。
請求項４の発明は、前記気化器に、空気と混合する燃料の量を調整する燃料調整機構を設け、前記燃料調整機構を、エタノール混合ガソリン燃料の場合に、混合気中の燃料の質量比が６．５パーセント以上となるように設定し、燃料がエタノール燃料の場合に、混合気中の燃料の質量比が８．５パーセント以上となるように設定している。
請求項５の発明は、前記燃料切り換え手段を、４サイクルエンジンに適用している。

本発明の一実施形態を示す４サイクルエンジンの正面断面図である。４サイクルエンジンの側面断面図である。気化器の正面断面図である。気化器の要部正面断面図である。図４のＡ−Ａ´断面図である。スロットルバルブの開度を示す図である。Ｅ２５を燃料として用いた場合のスロットルバルブの開度に応じたアジャスタスクリュとメインジェットを示す正面断面図である。Ｅ２５を燃料として用いた場合のスロットルバルブの開度に応じたアジャスタスクリュとメインジェットを示す平面断面図である。Ｅ１００を燃料として用いた場合のスロットルバルブの開度に応じたアジャスタスクリュとメインジェットを示す正面断面図である。Ｅ１００を燃料として用いた場合のスロットルバルブの開度に応じたアジャスタスクリュとメインジェットを示す平面断面図である。二次フィルタの分解図である。

図１は、刈払機に用いられる４サイクルエンジンの正面断面図、図２は側面断面図である。
図１および図２に示すように、４サイクルエンジン１は、シリンダブロック２にピストン４を往復動自在に収容している。このシリンダブロック２の長手方向の一端側（図中上方）にはシリンダヘッド６が一体的に設けられており、これらシリンダブロック２、シリンダヘッド６およびピストン４の上面によって燃焼室８が形成される。
シリンダブロック２の長手方向の他端側（図中下方）には、オイルパン１０が固定されており、シリンダブロック２とオイルパン１０とによってクランクケース１２が構成されている。

このクランクケース１２の内部にはクランク室１４が形成されており、このクランク室１４から両端が突出するようにクランクシャフト１６が回転自在に支持されている。このクランクシャフト１６は、コンロッド１８によってピストン４に連結されており、ピストン４の往復運動がコンロッド１８を介してクランクシャフト１６の回転運動に変換されることとなる。
なお、クランクケース１２の内部には、各機関を潤滑するための潤滑油を貯留する油溜室２０が設けられている。この油溜室２０は、図示のようにシリンダブロック２に形成された仕切壁２ａによってクランク室１４から仕切られ、密閉された空間となっている。これにより、刈払機のような携帯式の作業機において、使用の際に天地が逆になったり横向きになったりしても、油溜室２０から潤滑油が飛散しないようにしている。

また、図２に示すように、クランクケース１２には連通路２２が形成されている。この連通路２２は、一端を油溜室２０に開口させ、他端をクランク室１４においてクランクシャフト１６の周囲に臨ませている。連通路２２における油溜室２０側の開口には、可撓性を有するパイプ２４が接続されている。パイプ２４の先端には錘２６が設けられており、４サイクルエンジン１が傾いたとしても、潤滑油の液面の変位にパイプ２４が追従して、油溜室２０内の潤滑油を確実に吸入することができるようにしている。

また、クランクシャフト１６には、その回転過程で連通路２２とクランク室１４とを連通する潤滑油路１６ａが形成されており、クランク室１４に生じる負圧作用によって、油溜室２０内の潤滑油が、パイプ２４、連通路２２および潤滑油路１６ａを介してクランク室１４に導かれるようにしている。クランク室１４に導かれた潤滑油は、クランクシャフト１６の回転によって主にクランクウェッブ等から方々に飛散し、ピストン４やクランク室１４内の各種の部品を潤滑することとなる。このとき、クランク室１４内に飛散した潤滑油は、その一部がミスト化されて後述する側室５０や動弁室５２に不図示の通路を介して導かれるようにしており、これによって側室５０や動弁室５２内に設けられた各種の部品も潤滑されるようにしている。なお、側室５０や動弁室５２に導かれた潤滑油は、ピストン４の昇降作用によって生じる負圧作用により、不図示の戻り通路から再びクランク室１４内に戻される。そして、仕切壁２ａには、クランク室１４から油溜室２０への潤滑油の流通のみを許容する一方向弁２８が設けられている。この一方向弁２８は、クランク室１４内の昇圧作用によって開弁するとともに、各種の部品を潤滑した潤滑油を油溜室２０に戻すこととなる。

そして、上記シリンダヘッド６には、後述する気化器１００で生成された混合気を燃焼室８に導く吸気ポート３０、および燃焼室８で生成された排ガスを排気マフラ３２に導く排気ポート３４が形成されている。また、シリンダヘッド６には、燃焼室８に対して吸気ポート３０を開閉する吸気バルブ３６および排気ポート３４に対して燃焼室８を開閉する排気バルブ３８が設けられている。これら吸気バルブ３６および排気バルブ３８は、動弁機構４０によって開閉する。

図２に示すように、本実施形態においては、動弁機構４０をいわゆるＯＨＶ型動弁機構としている。この動弁機構４０は、主な構成部品としてクランクシャフトギヤ４２、カムシャフト４４、ロッカーアーム４６，４８等を有している。クランクシャフトギヤ４２およびカムシャフト４４は、シリンダブロック２およびクランクケース１２に沿って形成される側室５０に設けられており、ロッカーアーム４６，４８は、シリンダヘッド６よりも図中さらに上方に形成される動弁室５２に設けられている。

上記のクランクシャフトギヤ４２は、側室５０においてクランクシャフト１６と一体となって回転する。上記のカムシャフト４４には、側室５０においてクランクシャフトギヤ４２と噛み合い、クランクシャフト１６の１／２回転でカムシャフト４４を回転させるカムシャフトギヤ４４ａが設けられている。さらに、カムシャフト４４には、当該カムシャフト４４と一体回転するカム４４ｂが設けられている。このカム４４ｂには、プッシュロッド５４の一端が接触しており、カム４４ｂの回転によってプッシュロッド５４が長手方向に移動するようにしている。プッシュロッド５４の他端は、上記のロッカーアーム４６，４８に接続されており、プッシュロッド５４の移動にともなってロッカーアーム４６，４８は揺動することとなる。そして、ロッカーアーム４６，４８の揺動によって、それぞれ吸気バルブ３６および排気バルブ３８が上下し、これによって吸気ポート３０および排気ポート３４が開閉することとなる。

吸気バルブ３６は、ピストン４が上死点から下死点まで移動する吸入工程において開弁する。この吸入工程では、燃焼室８において容積拡大にともなって生じる負圧の作用により、吸気ポート３０から燃焼室８内に混合気が吸入することとなる。このように、燃焼室８に吸入される混合気を生成するのが気化器１００である。この気化器１００は、フューエルタンク５６から導かれた燃料を、エアクリーナを通過した空気に混合して混合気を生成している。
すでに説明したように、使用中に天地が逆になったり横向きになったりするおそれがあることを考慮し、本実施形態においては、いずれの方向でも使用できるように、気化器１００をダイヤフラム式の構成としている。以下に、図３を用いて気化器１００の構成について説明する。

図３に示すように、気化器１００は気化器本体１０２を備えている。気化器本体１０２には、クランク室１４に連通するパルス通路１０４が形成されており、このパルス通路１０４をポンプダイヤフラム１０６の一方の側（図中上面）に臨ませている。このポンプダイヤフラム１０６の他方の側（図中下面）には、ポンプ室１０８が形成されている。ポンプ室１０８には、インレットバルブ１１０を介してフューエルインレット１１２が連通し、アウトレットバルブ１１４およびニードルバルブ１１６を介してダイヤフラム室１１８が連通している。なお、フューエルインレット１１２は、後述する吸入管２００、流路切り換え装置２０３および吸入パイプ６２，６３を介してフューエルタンク５６に接続されている（図１参照）。

クランク室１４内では、容積変化にともなって正圧および負圧の交互作用が生じ、この圧力変化がパルス通路１０４を介してポンプダイヤフラム１０６に作用する。これにより、ポンプダイヤフラム１０６は波動運動することとなる。そして、ポンプダイヤフラム１０６の運動によってポンプ室１０８側に負圧が作用すると、アウトレットバルブ１１４が閉じられたままインレットバルブ１１０が開弁し、フューエルインレット１１２からポンプ室１０８に燃料が吸入される。これに対して、ポンプダイヤフラム１０６の運動によってポンプ室１０８側に正圧が作用すると、インレットバルブ１１０が閉じられたままアウトレットバルブ１１４が開弁し、ポンプ室１０８からダイヤフラム室１１８に燃料が吐出される。

ダイヤフラム室１１８は、メタリングダイヤフラム１２０によって背圧室１２２と区画されている。背圧室１２２にはエンジンの負圧が作用しており、メタリングダイヤフラム１２０は、エンジンの負圧とダイヤフラム室１１８との圧力差によって作動することとなる。このメタリングダイヤフラム１２０は、コントロールレバー１２４を介して上記のニードルバルブ１１６に接続されており、このメタリングダイヤフラム１２０の作動によってニードルバルブ１１６が開閉するようにしている。具体的には、ダイヤフラム室１１８が燃料で一杯になると、ダイヤフラム室１１８が昇圧し、メタリングダイヤフラム１２０が背圧室１２２側に作動する。このとき、コントロールレバースプリング１２６の弾性力により、コントロールレバー１２４は、その一端（図中左側）が押し下げられるとともに、他端（図中右側）が押し上げられるように回動する。こうしたコントロールレバー１２４の回動動作によって、ニードルバルブ１１６が押し上げられ、ポンプ室１０８とダイヤフラム室１１８の連通が遮断されることとなる。

また、気化器本体１０２には、シリンダヘッド６に形成された吸気ポート３０と、不図示のエアクリーナとを接続する通路１２８が形成されている。この通路１２８は、上流側（エアクリーナ側）を大径部１２８ａとし、下流側（吸気ポート３０側）を大径部１２８ａよりも小径のベンチュリ部１２８ｂとしており、このベンチュリ部１２８ｂに、その開度を変位させるスロットルバルブ１３０が設けられている。このスロットルバルブ１３０は、その回転軸を通路１２８に直交させており、回転レバー１３０ａを操作することによって図中上下方向にスライドしながら回転し、その回転量によってベンチュリ部１２８ｂの開度が変位するようにしている。

また、このスロットルバルブ１３０には、その回転軸と同軸状に、通路１２８を流通する空気に混合される燃料の量を微調整するための第１アジャスタスクリュ１３１が設けられている。この第１アジャスタスクリュ１３１には、その回転軸と同軸状に、第２アジャスタスクリュ１３２が設けられている。第２アジャスタスクリュ１３２は、図中の上下方向に延びるように設けられ、上方から下方に向かって、後述するノズル１３４の内径寸法と略同一の外径寸法から二段階に外形寸法が小さくなる。第２アジャスタスクリュ１３２の先端には、後述するメインジェット１３６を切り換えるための切り換え部１３２ａが設けられている。この第１アジャスタスクリュ１３１は、スロットルバルブ１３０に対して一方（ねじ締めつけ方向）に回転すると図中下方に移動し、これとは逆に、スロットルバルブ１３０に対して他方（ねじ戻し方向）に回転すると図中上方に移動する。第２アジャスタスクリュ１３２は、第１アジャスタスクリュ１３１と同様に、第１アジャスタスクリュ１３１に対して一方（ねじ締めつけ方向）に回転すると図中下方に移動し、これとは逆に、第１アジャスタスクリュ１３１に対して他方（ねじ戻し方向）に回転すると図中上方に移動する。

また、気化器本体１０２には、第２アジャスタスクリュ１３２に対向するようにノズル１３４が設けられており、このノズル１３４のノズル先端１３４ａに、第２アジャスタスクリュ１３２の先端が挿入されている。
さらに、ノズル１３４には、通路１２８に開口する孔１３４ｂが形成されており、この孔１３４ｂに連通する基端１３４ｃを、ダイヤフラム室１１８に臨ませている。なお、孔１３４ｂとダイヤフラム室１１８との間には、燃料調整機構としてのメインジェット１３６およびメインチェックバルブ１３８が設けられている。

メインジェット１３６は、図４及び図５に示すように、所定の開口面積でノズル１３４の孔１３４ｂとダイヤフラム室１１８とを連通する第１メインジェット部１３６ａと、第１メインジェット部１３６ａよりも大きい開口面積でノズル１３４の孔１３４ｂとダイヤフラム室１１８とを連通する第２メインジェット部１３６ｂとを有する。メインジェット１３６は、第２アジャスタスクリュ１３２の切り換え部１３２ａによって第１メインジェット部１３６ａ及び第２メインジェット部１３６ｂの一方が閉鎖され、他方がノズル１３４の孔１３４ｂとダイヤフラム室１１８とを連通する。メインジェット１３６は、第２アジャスタスクリュ１３２を第１アジャスタスクリュ１３１に対して回転させることにより、第１メインジェット部１３６ａ及び第２メインジェット部１３６ｂの閉鎖と開放が切り換えられる。
つまり、メインジェット１３６は、使用する燃料に応じて第１スロットルバルブ１３１に対して第２アジャスタスクリュ１３２を回転させることにより、第１メインジェット部１３６ａ及び第２メインジェット部１３６ｂの一方に燃料を流通させる。

本実施形態では、燃料として、容積比で約２５パーセント（２２パーセント以上２８パーセント以下）のエタノールを含むようにガソリンとエタノールを混合した第１燃料としてのエタノール混合ガソリン燃料（以降、Ｅ２５と表記する）と、約１００パーセント（容積比で９０パーセント以上）の第２燃料としてのエタノール燃料（以降、Ｅ１００と表記する）とを選択して使用する。また、Ｅ２５の理論空燃比及びＥ１００の理論燃空比から算出される単位重量の空気に対して混合させる燃料の体積から、第１メインジェット部１３６ａの開口面積をＥ２５所要の空燃比に合わせて設定し、第２メインジェット部１３６ｂの開口面積をＥ１００所要の空燃比に合わせて設定する。更に、第１メインジェット部１３６ａは、Ｅ２５の理論空燃比から算出することにより、混合気中の燃料の質量比が６．５パーセント以上となるように設定される。また、第２メインジェット部１３６ｂは、Ｅ１００の理論空燃比から算出することにより、混合気中の質量比が８．５パーセント以上となるように設定される。

前記気化器１００において、吸気バルブ３６が開くと、スロットルバルブ１３０の開度に応じた流量の空気が、エアクリーナから吸気ポート３０に向かって通路１２８内を通過する。このとき、ベンチュリ部１２８ｂにおいて空気の流速が増し、ノズル１３４近傍の負圧作用によって、ダイヤフラム室１１８から燃料が吸い上げられる。ダイヤフラム室１１８から吸い上げられた燃料は、孔１３４ｂから通路１２８に吸い出される。このようにして混合気が生成され、この混合気が吸気ポート３０を介して燃焼室８に導かれることとなる。なお、空気に混合される燃料の量は、スロットルバルブ１３０の開度すなわち空気の流量に応じて、次のように制御される。

まず、４サイクルエンジン１がアイドル状態の場合には、図６（ａ）に示すように、スロットルバルブ１３０によってベンチュリ部１２８ｂの開度が絞られており、僅かな空気が通路１２８を通過する。このとき、孔１３４ｂから吸い出される燃料の量は、スロットルバルブ１３０に対する第２アジャスタスクリュ１３２の位置によって調節することができる。つまり、燃料としてＥ２５を用いるために、第２アジャスタスクリュ１３２を一方（ねじ締め付け方向）に回転させた位置に設定すると、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、切り換え部１３２ａによって第２メインジェット部１３６ｂが閉鎖されて第１メインジェット部１３６ａが開放される。このとき、孔１３４ｂの開度は最小の状態となる。また、燃料をＥ１００とするために、第２アジャスタスクリュ１３２を他方（ねじ戻し方向）に回転させると、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、切り換え部１３２ａによって第１ジェット部１３６ａが閉鎖されて第２メインジェット部１３６ｂが開放される。このとき、孔１３４ｂ部分に第２アジャスタスクリュ１３２の外径が一段階小さくなった部分が位置し、孔１３４ｂの開度は前記燃料をＥ２５に設定する場合よりも大きくなる。よって、孔１３４ｂから吸い出される燃料は、Ｅ２５の設定の場合よりも量が多く、混合気に含まれる燃料の濃度が濃くなる。このように、第２アジャスタスクリュ１３２を操作することで、Ｅ２５とＥ１００におけるアイドル状態の混合気の濃度と全開時の混合気の濃度を同時に調節することが可能となる。尚、第１アジャスタスクリュ１３１は、Ｅ２５またはＥ１００に第２アジャスタスクリュ１３２が設定された状態でスロットルバルブ１３０に対して回転させることにより通路１２８を流通する空気に混合される燃料の量の微調整を行う。

上記のアイドル状態から回転レバー１３０ａを回転させると、図６（ｂ）に示すように、スロットルバルブ１３０が回転軸方向にスライドしながら回転し、ベンチュリ部１２８ｂの開度が大きくなって、通路１２８を通過する空気の流量が増す。このとき、スロットルバルブ１３０と一体となって第２アジャスタスクリュ１３２も図３において上方にスライドする。したがって、第２アジャスタスクリュ１３２がＥ２５を燃料とする設定の場合には、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、第２メインジェット部１３６ｂを閉鎖したまま第２アジャスタスクリュ１３２が上方に引き上げられる。これにより、孔１３４ｂ部分に第２アジャスタスクリュ１３２の外径が一段階小さくなった部分が位置して孔１３４ｂの開度が大きくなり、通路１２８に吸い出される燃料の量が上記のアイドル状態に比べて多くなる。また、第２アジャスタスクリュ１３２がＥ１００を燃料とする設定の場合には、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、第１メインジェット部１３６ａを閉鎖したまま第２アジャスタスクリュ１３２が上方に引き上げられる。これにより、孔１３４ｂ部分に第２アジャスタスクリュ１３２の外径が最も小さくなった部分の上端が位置して孔１３４ｂの開度がＥ２５を燃料とする設定の場合よりも大きくなる。

そして、上記の状態からさらに回転レバー１３０ａを回転させると、図６（ｃ）に示すように、スロットルバルブ１３０が回転軸方向にさらにスライドしながら回転し、ベンチュリ部１２８ｂの開度が最大となる。また、スロットルバルブ１３０と共に第２アジャスタスクリュ１３２がさらに上方に引き上げられる。したがって、第２アジャスタスクリュ１３２がＥ２５を燃料とする設定の場合には、図７（ｃ）及び図８（ｃ）に示すように、第２メインジェット部１３６ｂを閉鎖したまま更に第２アジャスタスクリュ１３２が上方に引き上げられる。これにより、孔１３４ｂ部分に第２アジャスタスクリュ１３２の外径が最も小さくなった部分が位置して孔１３４ｂの開度が大きくなり、通路１２３に吸い出される燃料の量が上記の状態に比べて多くなる。また、第２アジャスタスクリュ１３２がＥ１００を燃料とする設定の場合には、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）に示すように、第１メインジェット部１３６ａを閉鎖したまま更に第２アジャスタスクリュ１３２が上方に引き上げられる。これにより、孔１３４ｂ部分に第２アジャスタスクリュ１３２の外径が最も小さくなった部分が位置して孔１３４ｂの開度がＥ２５を燃料とする設定の場合よりも大きくなる。

なお、図３に示すように、気化器本体１０２には、手動で圧縮および膨張が可能に構成され、その操作によってダイヤフラム室１１８に負圧を生じさせるプライマポンプ１４０が設けられている。このプライマポンプ１４０を操作すると、ダイヤフラム室１１８が負圧になるため、フューエルタンク５６からダイヤフラム室１１８内に燃料が吸い上げられる。このとき、メインチェックバルブ１３８は、ノズル１３４を介して通路１２８からダイヤフラム室１１８へ空気が流入するのを防ぐように機能している。そして、吸い上げられた燃料はダイヤフラム室１１８からオーバーフローパイプ１４２を介してフューエルタンク５６に戻される。

ここで、図１に示すように、気化器１００とフューエルタンク５６とは、吸入管２００および戻り管２０２によって接続されている。
より具体的には、フューエルタンク５６は、断面を略コ字形に形成されており、クランクケース１２を覆うように配置されている。また、フューエルタンク５６は、内部をクランクケース１２側と外面側に仕切ることによりクランクケース１２側に第１貯留部５６ａが設けられるとともに、外面側に第２貯留部５６ｂが設けられている。第１貯留部５６ａにはＥ２５が貯留され、第２貯留部５６ｂにはＥ１００が貯留される。フューエルタンク５６の気化器１００と対面する部分には、第１貯留部５６ａに第１キャップ嵌め込み孔５８が形成され、第２貯留部５６ｂに第２キャップ嵌め込み孔５９が形成されている。第１キャップ嵌め込み孔５８には、第１キャップ６０が嵌め込まれ、第２キャップ嵌め込み孔５９には、第２キャップ６１が嵌め込まれている。また、第１キャップ６０には、メイン戻り管２０２に後述する燃料切り換え手段且つ切り換え機構としての流路切り換え装置２０３を介して接続される第１戻り管２０２ａが圧入固定された状態で貫通している。また、第２キャップ６１には、メイン戻り管２０２に流路切り換え装置２０３を介して接続される第２戻り管２０２ｂが圧入固定された状態で貫通している。メイン戻り管２０２は、一端が気化器１００のオーバーフローパイプ１４２に圧入固定され、他端が流路切り換え装置２０３に接続されている。これにより、プライマポンプ１４０の操作によってダイヤフラム室１１８に吸い上げられた第１貯留部５６ａまたは第２貯留部５６ｂの燃料は、オーバーフローパイプ１４２、メイン戻り管２０２を介して第１貯留部５６ａまたは第２貯留部５６ｂに戻されることとなる。

また、第１キャップ６０には、第１吸入パイプ６２が圧入固定された状態で貫通し、第２キャップ６１には、第２吸入パイプ６３が圧入固定された状態で貫通している。この吸入パイプ６２，６３は可撓性を有するものであり、一方の端部６２ａ，６３ａは、流路切り換え装置２０３、接続管２０１及び接続部材２０４を介して吸入管２００に接続されている。また、吸入パイプ６２，６３の他方の端部６２ｂ，６３ｂは、それぞれ第１貯留部５６ａ、第２貯留部５６ｂ内に位置している。吸入パイプ６２，６３は、第１戻り管２０２ａ、第２戻り管２０２ｂに比べて長く、第１貯留部５６ａ、第２貯留部５６ｂの奥にまで進入可能としている。また、吸入パイプ６２，６３の端部６２ｂ，６３ｂには、燃料内の不純物を取り除くための１次フィルタ６４，６５が設けられており、気化器１００に燃料が導かれる際に、吸入パイプ６２，６３に不純物が進入しないようにしている。１次フィルタ６４の周囲には錘６６，６７が設けられており、４サイクルエンジン１が傾いたとしても、燃料の液面の変位に吸入パイプ６２，６３が追従するようにしている。これにより、４サイクルエンジン１がいずれの方向に傾いた場合にも、第１貯留部５６ａ、第２貯留部５６ｂ内の燃料が確実に吸入されることとなる。
流路切り換え装置２０３は、２台の三方弁から構成され、接続部材２０４の上流側に位置する接続管２０１が第１吸入パイプ６２または第２吸入パイプ６３と連通するとともに、メイン戻り管２０２が第１戻り管２０２ａまたは第２戻り管２０２ｂと連通する。また、流路切り換え装置２０３には、切り換えつまみ２０３ａが設けられ、切り換えつまみ２０３ａを第１貯留部５６ａ側に設定すると、接続管２０１が第１吸入パイプ６２に連通すると共にメイン戻り管２０２が第１戻り管２０２ａに連通する。また、切り換えつまみ２０３を第２貯留部５６ｂ側に設定すると、接続管２０１が第２吸入パイプ６３に連通すると共にメイン戻り管２０２が第２戻り管２０２ｂに連通する。

接続管２０１と吸入管２００は、図１１に示すように、接続部材２０４を介して接続される。すなわち、接続部材２０４は、中空の筒体２０４ａと、この筒体２０４ａに螺子止めによって固定される蓋体２０４ｂとによって構成される。筒体２０４ａには、圧入や接着剤等によって吸入管２００が固定されており、これと同様に、蓋体２０４ｂには、接続管２０１が固定されている。蓋体２０４ｂには貫通孔が形成されており、この蓋体２０４ｂを筒体２０４ａに螺子止めすることにより、吸入パイプ６２と吸入管２００とが連通することとなる。
また、筒体２０４ａ内には、２次フィルタ２０６と、この２次フィルタ２０６を蓋体２０４ｂ側から筒体２０４ａ側に押し付けるスプリング２０８とが設けられている。２次フィルタ２０６の側面の面積は、吸入管２００の開口面積よりも大きく、スプリング２０８の弾性力によって２次フィルタ２０６が吸入管２００の開口部全面に押し付けられることにより、吸入される燃料が確実に２次フィルタ２０６を通過するようにしている。

この２次フィルタ２０６は、エタノールとしてバイオエタノールを使用する場合に、バイオマスエタノールの生成過程で分解されずに残留してしまった物質（例えば、セルロース類。以下、「非分解物質」という）の除去を目的とするものである。つまり、フューエルタンク５６から気化器１００に燃料が導かれる過程では、まず、１次フィルタ６４によって燃料中に混入したゴミ等の不純物が除去される。１次フィルタ６４によって不純物が除去された燃料は、さらに２次フィルタ２０６を通過することとなるが、この２次フィルタ２０６を燃料が通過する過程で、燃料（バイオマスエタノール）中に含まれる非分解物質が除去されるようにしている。本実施形態においては、２次フィルタ２０６として、微細な濾過孔が形成され、かつ、燃料の流通方向に立体的に繊維体が入り組む性質を有する金属繊維を用いているが、耐熱性、耐食性等を考慮するとステンレス鋼繊維を用いることがより望ましい。

以上のように構成された作業機用エンジンにおいて、４サイクルエンジン１を始動させる場合には、まず、アジャスタスクリュ１３２をスロットルバルブ１３０に対してねじ締めつけ方向に回転させて、流路切り換え装置２０３をＥ２５が貯留された第１貯留部５６ａ側に設定する。この状態で、例えばリコイルスタータ等によって４サイクルエンジン１を始動させる。４サイクルエンジン１を始動させてアイドル運転を所定時間継続すると、４サイクルエンジン１の構成部品は加熱される。構成部品が所定温度まで加熱された後、流路切り換え装置２０３をＥ１００が貯留された第２貯留部５６ｂ側に設定を切り換えるとともに、アジャスタスクリュ１３２をスロットルバルブ１３０に対してねじ戻し方向に回転させる。
これにより、４サイクルエンジン１は、使用場所の気温がＥ１００の引火点よりも低い環境下でも、Ｅ２５を用いて始動させることが可能となる。また、４サイクルエンジンは、Ｅ２５による始動後に燃料をＥ１００に切り換えることにより、Ｅ１００を燃料とした運転が可能となる。

このように、本実施形態の作業機用エンジンでは、ガソリンにエタノールを混合したＥ２５によって始動し、始動後にエタノールからなるＥ１００による運転に切り換えている。これにより、気温がＥ１００の引火点よりも低い環境下においても、Ｅ２５を燃料として用いて始動させた後に燃料をＥ１００に切り換えることにより、Ｅ１００を燃料とした運転を行うことができるので、Ｅ１００を燃料として有効に利用することが可能となる。
また、Ｅ２５を貯留する第１貯留部５６ａ及びＥ１００を貯留する第２貯留部５６ｂを有するフューエルタンク５６を備え、流路切り換え装置２０３によって気化器１００に対して第１貯留部５６ａと第２貯留部５６ｂの接続を切り換えるようにしている。これにより、流路切り換え装置２０３の操作によって簡単にＥ２５とＥ１００を切り換えることができるので、操作性が向上することができる。

なお、本実施形態においては、本発明を４サイクルエンジンに適用した場合について説明したが、本発明は２サイクルエンジンにも適用可能である。
また、本発明を適用可能な作業機は、クランクシャフト１６に接続されて、クランクシャフト１６の回転動力によって作動するもの全てが含まれる。
また、本実施形態におけるフューエルタンク５６や気化器１００、あるいはピストン４やクランクシャフト１６といった燃焼系や駆動系等の各構成部品の形状や配置等は一例に過ぎず、本実施形態の構成に限定されるものではない。

また、本実施形態においては、燃料としてエタノールを容積比で約２５パーセント含むようにガソリンとエタノールを混合したエタノール混合ガソリン（Ｅ２５）と、約１００パーセントのエタノール（Ｅ１００）とを燃料として選択使用可能としたものを示したが、これに限定されるものではなく、容積比で１０パーセントのエタノールを混合したエタノール混合ガソリン（Ｅ１０）や、容積比で８５パーセントのエタノールを混合したエタノール混合ガソリン（Ｅ８５）等、あらゆるエタノールの濃度のエタノール混合ガソリンに適用可能である。また、エタノール混合ガソリンは、エタノールとガソリンのみからなるものに限定されるものではなく、製造過程で混合される変性材や腐食防止剤、少量の水分等、他の物質を含むものも含まれる。

４ピストン
８燃焼室
１６クランクシャフト
５６フューエルタンク
５６ａ第１貯留部
５６ｂ第２貯留部
１００気化器
１３０スロットルバルブ
１３１第１アジャスタスクリュ
１３２第２アジャスタスクリュ
１３４ノズル
１３４ｂ孔
１３６メインジェット
１３６ａ第１メインジェット部
１３６ｂ第２メインジェット部
２０３流路切り換え装置

Claims

混合気を吸入して爆発させる燃焼室と、
前記燃焼室で発生する爆発圧力によって往復動するピストンと、
前記ピストンに連係され、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換して出力するクランクシャフトと、
燃料を空気に混合して混合気を生成する気化器と、
ガソリンとエタノールを混合した第１燃料によって始動し、始動後に第１燃料中のエタノールの容積比よりも高いエタノールの容積比を有する第２燃料による運転に切り換える燃料切り換え手段と、を備えたことを特徴とする作業機用エンジン。
前記第１燃料を貯留する第１貯留部と、第２燃料を貯留する第２貯留部とを有するフューエルタンクを備え、
前記燃料切り換え手段は、気化器に対してフューエルタンクの第１貯留部と第２貯留部の接続を切り換える切り換え機構からなる、ことを特徴とする請求項１記載の作業機用エンジン。
前記第１貯留部には、容積比で２２パーセント以上２８パーセント以下のエタノールを含むようにエタノールとガソリンを混合したエタノール混合ガソリン燃料が貯留され、
前記第２貯留部には、容積比で９０パーセント以上のエタノールからなるエタノール燃料が貯留される、ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機用エンジン。
前記気化器に、空気と混合する燃料の量を調整する燃料調整機構を設け、
前記燃料調整機構を、エタノール混合ガソリン燃料の場合に、混合気中の燃料の質量比が６．５パーセント以上となるように設定し、燃料がエタノール燃料の場合に、混合気中の燃料の質量比が８．５パーセント以上となるように設定した、ことを特徴とする請求項３記載の作業機用エンジン。
前記燃料切り換え手段を、４サイクルエンジンに適用したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の作業機用エンジン。