JPH03138441A - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無負荷運転で機関が設定回転数（危険回転数）
を超えた時、機関へ濃い混合気を供給して、機関回転数
を低下させ、機関の安全を図る、内燃機関の高速制御機
構に関するものである。

［従来の技術］ 機関回転数が設定値以上になった時に、機関に濃い混合
気を供給して無負荷運転時の回転数上昇を抑える技術と
して、例えば実公昭４７−３８３３１号公報や実開昭５
２−８９７３０＠公報に開示されるようなものがある。

すなわち、気化器の燃料室を吸気通路に連通ずるバイパ
ス通路の途中に、ばねにより付勢されるボールを配設し
て通常はバイパス通路を閉じるようにし、機関が設定回
転数を超えた時機関本体の振動によりボールを振動させ
てバイパス通路を開き、燃料苗の燃料を吸気通路へ供給
して混合気を過濃化し機関の過回転を防止している。

上述の内燃機関の高速制御機構は、機関の振動をボール
とばねで感知するボール弁を使用するものであるから、
簡単な構成で機関回転数を制御でき、特にチェンソーや
刈払機などの携帯作業機用小型内燃機関に広く利用され
ている。

ところが、上述の内燃機関の高速制御機構では次のよう
な問題点がある。

（ａ）　　ボールとばねを利用するため、設定回転数が
バラ付く。ばねのボールを押す力を調整する手段を備え
たものもあるが、一般にばねの力は数ｑ程度の弱いもの
であり、調整が非常に難しく、また長期使用の内にばね
のへタリなどにより設定回転数が狂うことがある。

（ｂ）　　機関の振動はピストンの運動方向が最も強く
、したがってボールの振動方向を機関の最も強い振動方
向と一致させるためには、ボール弁の取付場所や取付方
向が制約される。

（Ｃ）　　潤滑油を混合した燃料を使用するチェンソー
ヤ刈払機などの２サイクル機関では、季節的不使用の時
期に、気化器の内部の燃料が蒸発して乾燥状態となり、
残留油によりボールが弁座に固着され、使用初期に高速
制御機構が作動しなくなることがある。

（ｄ）　　機関の振動によるボールと弁座との離接運動
に対する耐摩耗性を備えるために、ボールと弁座は金属
製とされるが、金属同志の接触ではボールと弁座との完
全な閉鎖状態が得にくく、機関の設定回転数以下でも燃
料洩れが生じる。

ところで、本出願人は特願昭６３−２９９０２６号によ
り、気化器の燃料室と吸気通路を結ぶ通路に、電磁開閉
弁を配設し、機関の始動時、電磁開閉弁を開き、燃料を
余分に供給するものを出願している。

したがって、上述の内燃機関の燃料増量機構によれば、
機関始動時だけでなく、高速回転でも燃料を増量し得る
ようにすると、機関の過回転を防止することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は機関始動時の燃料増量機構を利用し、機
関が設定回転数を超えた時気化器の燃料室から吸気通路
へ余分に燃料を供給することにより、機関の過回転を防
止する、内燃機関の高速制御機構を提供Ｊ−ることにあ
る。

１問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は気化器の燃
料室と吸気通路を結ぶ燃料を供給するための通路に電磁
開閉弁を配設した機関において、電磁開閉弁をフライホ
イルマグネトの１次コイルの信号に基づき、設定回転数
以上の高速回転で開き、設定回転数以下で閉じるもので
ある。

［作用］ 機関が設定回転数を超えると、この時の回転数として検
出されるフライホイルマグネトの１次コイルの電圧、電
流などの信号に基づき電磁開閉弁が開かれ、気化器の燃
料室の燃料が電磁開閉弁を経て吸気通路へ供給されるの
で、過濃の混合気が機関へ供給され、ＩＩＩ関の燃焼悪
化により機関回転数が低下し、これにより機関の過回転
が防止される。

機関の回転数が設定値以下になると、電磁開閉弁が閉じ
、燃料増量が停止されるので、通常の負荷運転には支障
を来たさない。

［発明の実施例］ 第１図はダイヤフラム型気化器の場合の本発明の実施例
に係る内燃機関の高速制御機構の概略構一 成因である。内燃機関の高速制御機構は気化器１の本体
４に、ダイヤフラム型の燃料ポンプＡと、燃料供給機構
Ｂと、燃料供給機構Ｂと燃料溜室１０との間の通路を開
閉する電磁開閉弁Ｃと、電磁開閉弁Ｃの動作を機関３１
のフライボイルマグネ１−３０の１次コイルの信号に基
づいて制御する電気制御回路３７とを備えている。

気化器１は本体４の吸気通路９を横切る円筒部７に、ロ
ータリ型の絞り弁８を回転可能かつ軸方向移動可能に支
持される。絞り孔８ａを有する絞り弁８は上端側小径軸
部にレバー２を結合され、レバー２から垂下するフォロ
アが、円筒部７を閉鎖する蓋３に形成したカム３ａに図
示でないばねにより付勢係合される。レバー２により絞
り弁８を回動して開度を増加すると、絞り弁８に結合し
た棒弁５が上昇し、燃料噴孔６の開度が増加し、燃料量
の増加により機関３１の出力が増大される。

円筒部７の底部すなわち絞り弁８の下側に始動燃料を保
留する燃料溜室１０が形成され、機関３１の始動時燃料
溜室１０の燃料が円筒部７と絞り６− 弁８の隙間から吸気通路９へ吸引される。燃料溜室１０
には好ましくはセラミックスなどの多孔質部材が配設さ
れる。

燃料ポンプＡは気化器本体４の内部にダイヤフラム２８
により脈動圧導入室とポンプ室を区画してなり、脈動圧
導入室が機関３１のクランク室に接続される。ポンプ室
は逆止弁２７、管３８を経て燃料タンク１８に接続され
る一方、逆止弁２４、管１５、流入弁２３を経て燃料供
給機構Ｂのメータリング室２６と称する燃料室へ接続さ
れる。

燃料供給機構Ｂは気化器本体４の内部にダイヤフラム１
９によりメータリング室２６と大気室２０とを区画して
なる。メータリング室２６の内部に支軸２２によりレバ
ー２１が支持される。レバー２１の一端がばねによりダ
イヤフラム１９へ付勢される一方、他端が流入弁２３に
係合し、これを閉鎖するように付勢される。メータリン
グ室２６は燃料ジエン］−２５を経て燃料供給管の燃料
噴孔６へ連通される。また、メータリング室２６は較り
１７、電磁開閉弁Ｃを有する通路１１を経て前述の燃料
溜室１０へ連通される。

第２図は本発明による内燃機関の高速制御機構の電気回
路図である。第２図において、４０は点火栓、３０は１
次コイル４４と２次コイル４２を有するフライホイルマ
グネト、３２は２次コイル４２から点火栓４０への通電
時期すなわち点火時期を制御する点火回路ユニット（ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　＋ｇｎ＋ｔ＋ｏ
ｎ）、４６は１次コイル４４の両端子を短絡させて機関
を停止するための停止スイッチ、４７は１次コイル４４
で発電される電力を電源バッテリ３６へ充電するための
ダイオードである。

４６ａは停止スイッチ４６が開くとこれに連動して閉じ
るスイッチであり、電気制御回路３７の正導線７８と負
導線８０へ電源バッテリ３６を接続するものである。２
９は始動電動機、３５は手動で操作される押ボタン式始
動スイッチ、５１は始動スイッチ３５を閉じると励磁さ
れるリレーコイル、５１ａ、５１ｂ、５１ｃはリレーコ
イル５１が励磁されると図示の状態から切り換わるスイ
ッチである。

５２〜６４は抵抗、６６はコンデンサ６７と協働して導
線７９と負導線８０との間の電圧を電源バッテリ３６の
電圧よりも低い所定電圧に保つツェナダイオード、６７
〜６９はコンデンサ、７１〜７６はトランジスタ、４８
．４９はダイオード、１２は電磁開閉弁Ｃの電磁コイル
である。７７は単安定マルチバイブレータである。

次に、本発明による内燃機関の高速制御機構の作動につ
いて説明する。機関を始動するために停止スイッチ４６
を開くと、これに連動してスイッチ４６ａが閉じ、電源
バッテリ３６から電気制御回路３７に通電される。導線
７９からスイッチ５１ｂ、抵抗５８を経てトランジスタ
７１のベースに電圧が与えられ、トランジスタ７１が導
通する。

トランジスタ７１が導通すると、トランジスタ７２のベ
ース電圧が０になり、導線７９から抵抗５９．６０，６
１、スイッチ５１Ｃを経てトランジスタ７４のベースに
電圧が与えられ、トランジスタ７４が導通する。この時
トランジスタ７５のベ９− 一ス電圧がＯになり、トランジスタ７５．７６が非導通
となるので、電磁コイル１２は通電されず、電磁開閉弁
Ｃは閉じたままである。

次いで、始動スイッチ３５を閉じると、リレーコイル５
１が励磁され、スイッチ５１ａが閉じ、スイッチ５１ｂ
が開き、スイッチ５１Ｇが切り換わり、トランジスタ７
３のベースに接続される。

この時、トランジスタ７３のベース電圧とエミッタ電圧
はほぼ等しいので、トランジスタ７３は非導通のままで
ある。導線７９から抵抗６２を経てトランジスタ７５の
ベースに電圧が与えられ、トランジスタ７５が導通し、
トランジスタ７６も導通し、電磁コイル１２が通電され
、電磁開閉弁Ｃが開く。

スイッチ５１ａが閉じ、始動電動機２９により機関がク
ランキングされると、気化器の燃料室２６の燃料が通路
１１を経て吸気通路９へ供給され、始動時必要とする濃
い混合気が機関へ供給されるので、機関が円滑に始動さ
れる。同時に、トランジスタ７１のベース電圧は１次コ
イル４４の負電１０− 圧により１−リガされ、トランジスタ７１が非導通とな
るので、トランジスタ７２が導通し、トランジスタ７２
のコレクタ電圧がほぼＯになる。トランジスタ７１のト
リがとトランジスタ７２の導通により、導線７９から抵
抗５７．５８を経てコンデンサ６８が充電され、コンデ
ンサ６８と抵抗５８との間の電圧すなわちトランジスタ
７１のベース電圧が高くなると、トランジスタ７１が導
通し、トランジスタ７２が非導通になる。

機関が完爆し、アイドル回転に達すると、トランジスタ
７２のコレクタ電圧が第３図に示すように変化し、１〜
ランジスタフ３のベース電圧が低くなるので、トランジ
スタ７３が導通し、ｌ−ランジスタフ５．７６が非導通
になり、電磁コイル１２は通電されず、電磁開閉弁Ｃが
閉じる。

始動スイッチ３５を離すと、始動スイッチ３５が開き、
リレーコイル５１が消磁され、スイッチ５１ａ、５１ｂ
、５１ｃが切り換わり（第２図の状態）、始動電動機２
９が停止するが、電磁開閉弁Ｃは今までどおり閉じたま
まである。

機関の通常の運転で機関回転数が異常に高くなると、機
関回転数に比例してトリがパルスの密度が増加するので
、トランジスタ７１が非導通となり、トランジスタ７２
が導通し、トランジスタ７４のベース電圧が低くなり、
所定値以下になると、トランジスタ７４が非導通となり
、トランジスタ７５のベースへ電圧が与えられ、トラン
ジスタ７５．７６が導通となり、電磁コイル１２が通電
され、電磁開閉弁Ｃが開かれる。したがって、気化器の
燃料量２６の燃料が通路１１を経て吸気通路９へ供給さ
れ、機関へ濃い混合気が供給される。

この時、機関の温度が始動時に比べて高くなっているの
で、機関の燃焼状態が悪くなり、これに伴って機関回転
数が低下するので、機関の過回転が防止される。

機関が設定回転数以下になると、トランジスタ７４のベ
ース電圧が高くなり、トランジスタ７４が導通し、トラ
ンジスタ７５．７６が非導通となり、電磁開閉弁Ｃが閉
じ、機関へ供給される燃料量が通常の状態へ戻る。

なお、スイッチ５１ｂにより単安定マルチバイブレータ
７７に機関の始動時は抵抗５７と５８を接続し、機関の
定常運転では抵抗５８だけを接続するのは、単安定マル
チバイブレータ７７のＯＦＦ時間を通常運転で良くし、
電磁開閉弁Ｃの開動作点を設定するものである。

また、本発明はダイヤフラム型気化器に限定されるもの
ではなく、フロート型気化器にも適用し得る。

［発明の効果コ 本発明は上述のように、気化器の燃料量と吸気通路を結
ぶ燃料を供給するための通路に電磁開閉弁を配設した機
関において、電磁開閉弁をフライホイルマグネトの１次
コイルの信号に基づき、設定回転数以上の高速回転で開
き、設定回転数以下で閉じるものであるから、例えば高
速負荷運転から無負荷運転に条件が急激に変化したよう
な場合に、運転者が絞り弁の操作を怠っても、機関が設
定回転数を超えると電磁開閉弁が開いて混合気が過激化
されるので、機関の燃焼状態が悪化して回１３− 転数が低下し、これにより無負荷過回転が防止される。

また、機関の始動時も電磁開閉弁が開いて混合気が過濃
化されるので、低温の状態にある機関の円滑な始動が得
られる。

本発明によれば、次のような効果が得られる。

（ａ）　　機関の始動時の燃料増量と機関の過回転での
燃料増量が、同一の電磁開閉弁を含む燃料制御機構と電
気制御回路により達せられる。

（ｂ）　　機関の過回転を抑える電磁開閉弁の動作点は
、１次コイルの電気信号に基づき設定し得るので、設定
値のバラツキが少ない。また、設定値を機関の種類や大
きさに応じて自由に変えることができる。

（Ｃ）　　電磁開閉弁により燃料通路が開閉されるので
、長期間機関を放置した後でも、作動不良がない。特に
電磁開閉弁が機関の始動時燃料増量機構として作動する
ので（電磁開閉弁が作動しなければ機関は始動し難い）
、機関の過回転で電磁開閉弁が作動しないことはなく、
安全性が高い。

（ｄ）電磁開閉弁は従来のボール弁に比べて振＝１４ 勅に対し安定であるので、通常運転での燃料洩れがない
。

（ｅ）　　電磁開閉弁はボール弁のように取付位置や方
向性に制約されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の高速制御機構の概略構
成図、第２図の同高速制御機構の電気回路図、第３図は
フライホイルマグネトの１次コイルの信号を説明する縮
図である。 Ｃ：電磁開閉弁　１：気化器　９：吸気通路　１０：燃
料溜至　１１：通路　２６：燃料室　３０：フライホイ
ルマグネト　３６：電源バッテリ　３７：電気制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）気化器の燃料室と吸気通路を結ぶ燃料を供給する
   ための通路に電磁開閉弁を配設した機関において、電磁
   開閉弁をフライホイルマグネトの１次コイルの信号に基
   づき、設定回転数以上の高速回転で開き、設定回転数以
   下で閉じることを特徴とする、内燃機関の高速制御機構
   。
2. （２）内燃機関の始動時に作用する電磁開閉弁と内燃機
   関の高速回転で作動する電磁開閉弁が同一のものである
   、特許請求の範囲（１）に記載の内燃機関の高速制御機
   構。
3. （３）フライホイルマグネトの１次コイルの信号は、電
   流、電圧、回転毎のパルスを含み、かつ点火系および電
   源バッテリの充電系を含む、特許請求の範囲（１）に記
   載の内燃機関の高速制御機構。