JP2506325B2 - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば自動三輪車や自動四輪車に用いられる
エンジンの吸気制御装置に関する。

〔従来技術〕

自動三輪車や自動四輪車の如き低圧幅広のバルーンタ
イヤを備えた車両は、不整地や湿地でも無理なく走行で
きるため、最近ではこれまでのレース、レジャー用とし
てばかりでなく、例えばエンジン回転数を一定に維持
し、芝刈り機や散水機等の作業用機械を駆動しながら一
定速度で走行する実用的な用途にも広く使用されてい
る。

ところで、エンジン回転数を一定に保つ手段として、
最近本出願人はエンジンの吸気通路にスロットル操作に
よって人為的に操作される気化器と、この気化器の下流
側に機械式ガバナを駆動源として自動的に開閉される補
助絞り弁を設け、気化器の絞り弁開度を一定に保持した
状態で機械式ガバナを作動させることにより、補助絞り
弁を負荷の大小に応じて自動的に開閉制御することを提
案し、既に出願を完了している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この先行技術の場合、補助絞り弁は燃料が
吸い出されるメインノズルから離れているため、例えば
エンジン回転数の変化により補助絞り弁が全閉位置近く
にまで閉じられると、エンジンの吸気弁が開かれても、
吸気負圧の大部分は補助絞り弁の下流側に作用するだけ
で、上流のメイノズルが開口する部分の圧力は以前とし
て高いままとなる。

したがって、絞り弁の開度に対応した燃料の吸い出し
が困難となるから、混合気が過薄となり、エンジン出力
が低下したり、エンジン回転が不安定となる等の問題が
あった。

本発明は、このような事情にもとづいてなされたもの
で、補助絞り弁の開度に応じてこの補助絞り弁の下流側
に供給される混合気の濃度を制御することができ、適性
な混合比を得ることができるエンジンの吸気制御装置の
提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、吸気通路に、人
為的に開閉操作される絞り弁を有する気化器を設けると
ともに、この気化器の絞り弁よりも吸気下流側に、機械
式ガバナを介してエンジン回転数に応じて自動的に開閉
操作される補助絞り弁を設け、これら絞り弁および補助
絞り弁のいずれかを選択的に作動させるようにしたエン
ジンの吸気制御装置を前提としている。

そして、上記気化器のフロート室の油面下に連なる燃
料吸い出し部と、上記吸気通路における補助絞り弁の全
閉位置よりも下流側近傍との間を、上記吸気通路とは独
立した補助供給路を介して連通させたことを特徴として
いる。

〔作用〕

この構成によれば、補助供給路は、補助絞り弁の全閉
位置よりも下流側近傍において吸気通路に連なっている
ので、エンジン運転中に、補助供給路と吸気通路との連
通部分に作用する吸気負圧は、補助絞り弁の開度に応じ
て変化する。

すなわち、補助絞り弁が全閉位置もしくはその付近に
あると、この補助絞り弁よりも下流側の吸気負圧が高く
なるので、この吸気負圧が補助供給路を通じて気化器の
燃料吸い出し部に作用する。すると、フロート室内の燃
料が燃料吸い出し部を介して吸い出され、この燃料は補
助供給路内で空気と混じり合い、吸気通路を介して供給
される本来の混合気とは別の新たな混合気となって補助
絞り弁の下流側に供給される。そのため、補助絞り弁の
開度が小さくて、気化器が吸気負圧を受け難いような運
転状況においても、本来の混合気の供給経路とは別の経
路を介してエンジンに混合気を供給することができ、混
合比の過薄化を防止することができる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第１実施例を、自動四輪車に適用した第
１図ないし第４図にもとづいて説明する。

第４図中符号１はフレーム、２は左右一対の前輪、３
は左右一対の後輪を示し、前輪２を操向操作するバーハ
ンドル４の後方には、燃料タンク５およびシート６がこ
の順で配置されている。

なお、前輪２および後輪３は、夫々空気圧が0.1〜0.2
kg/cm²と低圧で、かつ幅広のバルーンタイヤ７を装備し
ている。

上記フレーム１には、前輪２と後輪３との間に位置し
てオーバヘッドカム形４サイクルエンジン８が搭載され
ている。このエンジン８はクランクケース９上に直立形
のシリンダ10とシリンダヘッド11とを備え、そのクラン
クケース９内にはクランク軸12と常時噛み合い式の歯車
変速機16が収容されている。歯車変速機16の入力軸17
は、自動遠心クラッチ18および多板クラッチ19を介して
クランク軸12と連動されているとともに、その出力軸20
は傘歯車を組み合わせた前後進切り換え機構21を介して
駆動軸22に連動されており、この駆動軸22は終減速機24
を介して後輪３を駆動するようになっている。

終減速機24のケースには、例えば芝刈り機や散水機等
の作業用機器の駆動力を取り出すためのPTO（Power Tak
e Off）軸26が支持されている。PTO軸26は傘歯車27、一
対のアイドル歯車28および減大歯車28aを介してクラン
ク軸12に連動されており、この連動経路にはクランク軸
12からの動力伝達を断続するドッグクラッチ29が設けら
れている。

なお、このドッグクラッチ29の断続切り換えは、クラ
ンクケース９に設けた切り換えレバー30により行なわれ
る。

また、シリンダヘッド11内にはカム軸13が軸支されて
いる。カム軸13はクランク軸12との間に掛け渡されたタ
イミングチェーン14により回転駆動され、このカム軸13
により吸気弁15および排気弁（図示せず）が開閉され
る。この吸気弁15に連なる吸気通路31には、気化器32が
接続されている。気化器32はバタフライ形の絞り弁33と
ベンチュリー通路35の口径を変化させるピストン弁34を
有し、このピストン弁34から垂下されたニードル弁36
が、フロート室37の油面下に開口するメインノズル38に
挿入されている。そして、絞り弁33はバーハンドル４に
設けた手動のスロットルレバー4aに連動されており、こ
の絞り弁33がスロットル操作に応じて開閉されると、こ
の開閉に伴う吸気負圧の変動によりピストン弁34が上下
動し、メインノズル38からの燃料の吸い出し量が制御さ
れる。

また、吸気通路31には絞り弁33の下流側に位置してバ
タフライ形の補助絞り弁39が配置されており、この補助
絞り弁39は機械式ガバナ40を駆動源として自動的に開閉
操作される。すなわち、機械式ガバナ40はカム軸13に同
軸的に取り付けられたガバナ軸41と、カム駆動13と一体
に回転するガバナ本体42に支持された複数のガバナウェ
イト43と、上記ガバナ軸41の外周に摺動可能に装着され
るとともに、一端がガバナウェイト43に係合するスライ
ダ44を主構成としてなり、カム軸13の回転数が上昇する
と、ガバナウェイト43が径方向に回動し、スライダ44を
外側にスライドさせるようになっている。そして、この
スライダ44はリンク式の連動機構45を介して上記補助絞
り弁39の弁軸39aに連動されており、上記カム軸13の回
転数増加に伴い、スライダ44を押圧する力が連動機構45
のリターンスプリング46の付勢力に打ち勝つと、弁軸39
aが反時計回り方向に回動される。

なお、絞り弁39はリターンスプリング47により常時全
開位置に保持されているとともに、弁軸39aと連動機構4
5との接続部には、機械式ガバナ40からの動力伝達を断
続するクラッチ機構48が設けられている。

ところで、上記気化器32はベンチュリー通路35とは別
に、スロー系を構成するパイロット通路49を備えてい
る。パイロット通路49の上流端はエアジェット50を通じ
て大気に開口されているとともに、下流端はパイロット
ポート51を介して上記絞り弁33の全閉位置付近に開口さ
れており、このパイロット通路49の途中にはフロート室
37の油面下に連なる燃料吸い出し部としての吸出し管53
が連通されている。この吸出し管53はパイロットジェッ
ト54を備えており、上記パイロットポート51を通じて吸
気通路31内の吸気負圧が作用すると、パイロットジェッ
ト54で計量された燃料がパイロット通路49内に吸い出さ
れるようになっている。

また、吸気通路31の外壁55内には、ホース56を通じて
上記パイロット通路49の下流端に連なる連通路57が形成
されている。この連通路57の下流端は、小孔58を通じて
上記吸気通路31に開口されており、この連通路57の開口
は、上記補助絞り弁39の全閉位置よりもやや下流側に位
置されている。そのため、補助絞り弁39が閉じている際
には、これよりも下流側に生じた吸気負圧が連通路57、
ホース56を通じてパイロット通路49に作用するようにな
っている。したがって、本実施例の場合は、パイロット
通路49、ホース56および連通路57が、ベンチュリー通路
35とは独立して混合気を供給する補助供給路59を構成し
ている。そして、この連通路57には、補助供給路59を開
閉するための開閉弁、本実施例では常閉形の電磁弁60が
設けられており、この電磁弁60の弁体61が常時連通路57
の途中を閉塞している。

また、上記吸気通路31の外壁55には、絞り弁33と補助
絞り弁39との間の圧力を取り出すホース62が接続されて
おり、このホース62の先端には取り出した圧力を電気的
に検知する負圧スイッチ63が設けられている。この負圧
スイッチ63は電源64を介して電磁弁60に接続されてお
り、上記絞り弁33と補助絞り弁39との間の圧力が予め設
定した一定値に達すると、上記電磁弁60を開作動させる
ようになっている。したがって、本実施例では負圧スイ
ッチ63が電磁弁60の制御機構を構成している。

このような構成において、例えばPTO軸26を一定速度
で回転させる場合には、スロットルレバー4aを所定の開
度に固定し、絞り弁33の開度を一定に保つ。そして、ク
ラッチ機構48を繋げると、弁軸39aが機械式ガバナ40か
らの動力伝達によって自動的に開閉され、エンジン回転
数が絞り弁33の開度に応じた一定値に制御される。

一方、この状態で、例えばPTO軸26に加わる負荷の減
少により、エンジン回転数が上昇しだすと、カム軸13の
回転数上昇に伴ってガバナウェイト43に加わる遠心力も
増大するので、ガバナウェイト43が外側に回動し、スラ
イダ44をリターンスプリング46の付勢力に抗して外側に
スライドさせる。このスライダ44の動きは、連動機構45
およびクラッチ機構48を介して弁軸39aに伝達され、こ
の弁軸39aを反時計回り方向に回動させるので、補助絞
り弁39が全開位置から閉方向に自動的に回動する。この
ため、絞り弁33の開度は一定に保たれているものの、補
助絞り弁39によって吸気通路31内を流れる混合気が絞ら
れることになり、エンジン回転数が下がり始める。

そして、エンジン回転数が一定値を下回ると、ガバナ
ウェイト43に加わる遠心力も低下するので、スライダ44
がリターンスプリング46によって押し返される。このた
め、弁軸39aが逆方向に回動され、補助絞り弁39が全開
位置に向って開操作される。この結果、吸気通路31内を
流れる混合気量が増すので、再びエンジン回転数が上昇
し、エンジン回転数は常時一定に保たれる。

ところで、エンジン運転中、エンジン回転数の変化に
より、絞り弁33が開いたままで補助絞り弁39が閉じてし
まうと、吸気弁15が開いてもベンチュリー通路35には吸
気負圧が作用し難くなる。このため、補助絞り弁39の上
流側の圧力は高いままとなるから、絞り弁33やピストン
弁34の開度に対応した燃料の吸い出しが困難となる。

しかるに、上記構成においては、絞り弁33と補助絞り
弁39との間の圧力が一定値に達すると、電磁弁60が開作
動されて補助供給路59が開かれるので、補助絞り弁39よ
りも下流側の吸気負圧が気化器32のパイロット通路49に
作用する。すると、パイロットジェット54で計量された
燃料がパイロット通路49内に吸い出され、この燃料は混
合気となって補助供給路59の小孔58から補助絞り弁39の
下流側に直接供給される。このため、気化器32のベンチ
ュリー通路35が吸気負圧を受け難くなっても、燃料の不
足分を補助供給路59が補う、つまり、本来のベンチュリ
ー通路35による混合気の供給経路とは別の補助供給路59
を介して新たな混合気が吸気通路31に供給され、混合比
の過薄化を防止することができる。

また、補助絞り弁39が開き、吸気負圧が補助絞り弁39
の上流側に作用すると、絞り弁33と補助絞り弁39との間
の圧力が低下するので、このことを負圧スイッチ63が検
出し、電磁弁60を閉作動させる。このため、補助供給路
59が強制的に閉鎖されるので、小孔58からの混合気の供
給が停止され、本来のベンチュリー通路35からの混合気
の供給が行なわれる。したがって、混合比が過濃となる
こともなく、上記閉弁時での混合比の過薄化が防止され
ることと相まって、全回転域に亙って常時適正な混合比
を得ることができ、所定のエンジン出力が得られるとと
もに、エンジン回転が頗る安定する利点がある。

また、本実施例では、気化器32のスロー系を構成する
パイロット通路49を補助供給路59の一部として利用した
ので、気化器32側の大幅な構造変更は何等必要なく、構
造簡単で安価に提供することができる。

なお、上述した第１実施例では、開閉弁として電磁弁
を用い、この電磁弁を負圧スイッチで開閉制御するよう
にしたが、本発明はこれに制約されるものではなく、第
５図に本発明の第２実施例を示す。

すなわち、この第２実施例の開閉弁80は、ダイヤフラ
ム式の制御機構81を備え、そのダイヤフラムケース82内
を大気圧室83と負圧室84とに仕切るダイヤフラム85に、
連通路57を開閉する弁体86が連結されている。そして、
大気圧室83は通孔87を通じて大気中に開口されていると
ともに、負圧室84には絞り弁33と補助絞り弁39との間の
圧力を取り出すホース62が接続されており、したがっ
て、この第２実施例では、吸気通路31内の圧力を大気圧
室83と負圧室84との圧力差に変換して機械的に検出し、
ダイヤフラム85の変位によって弁体86を開閉作動させて
いる。

また、上述した第１実施例では、機械式ガバナをカム
軸に取り付けたが、クランク軸に取り付けても良く、こ
のため、エンジンも４サイクルに限らず、２サイクルエ
ンジンであっても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、補助絞り弁の開度が小
さくて、気化器がエンジンの吸気負圧を受け難いような
運転状況においても、本来の混合気の供給経路とは別の
経路を介して新たな混合気をエンジンに供給することが
できる。このため、混合比の過薄化を防止することがで
き、エンジン回転が安定するといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は一部断面した側面図、第２図は装置全体の断面図、
第３図はエンジンの平面図、第４図は自動四輪車の側面
図、第５図は本発明の第２実施例を示す断面図である。 ８……エンジン、31……吸気通路、32……気化器、33…
…絞り弁、37……フロート室、38……メインノズル、39
……補助絞り弁、40……機械式ガバナ、53……燃料吸い
出し部（燃料吸出し管）、59……補助供給路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に、人為的に開閉操作される絞り
   弁を有する気化器を設けるとともに、 この気化器の絞り弁よりも吸気下流側に、機械式ガバナ
   を介してエンジン回転数に応じて自動的に開閉操作され
   る補助絞り弁を設け、 これら絞り弁および補助絞り弁のいずれかを選択的に作
   動させるようにしたエンジンの吸気制御装置において、 上記気化器のフロート室の油面下に連なる燃料吸い出し
   部と、上記吸気通路における補助絞り弁の全閉位置より
   も下流側近傍との間を、上記吸気通路とは独立した補助
   供給路を介して連通させたことを特徴とするエンジンの
   吸気制御装置。