JPH0643485Y2 - エンジンのオーバーラン制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は追加燃料を気化器の吸気通路へ注入して混合気
の燃料濃度を濃くすることにより、オーバーランを制御
するようにしたエンジンのオーバーラン制御装置に関す
る。

（従来技術） 小型ポータブルエンジン等を備えた刈払機等では、運転
時にスロットルバルブを負荷に応じて開閉せず、開いた
ままで作業することが多く、その場合負荷が減少すると
エンジンがオーバーランし、騒音や軸受部の摩耗等の原
因になる。

このようなオーバーランを制御する装置としては、遠心
式ガバナ、電磁式カバナ、風圧式ガバナあるは点火制御
式ガバナ等各種考えられるが、それぞれ次のような課題
がある。

遠心式ガバナは遠心力によりスロットルを制御するのも
ので、精度はよいが構造が複雑で、小型高速エンジンに
は採用しにくい。

電磁式ガバナは回転速度に応じて変化する電流により磁
力を変化させてスロットルを制御するものであるが、コ
ストが高く、小型エンジンには採用しにくい。

風圧式ガバナは、冷却ファンの風圧を利用してスロット
ルを制御するものであるが、構造が複雑な割には精度は
よくなく、また冷却特性が不安定になる。

点火制御式ガバナはオーバーラン領域で点火を止めた
り、遅らせたりするものであるが、高速回転での間欠点
火や極端な点火時期の遅れは、ノッキングやアフタファ
イヤ等により使用範囲が制限を受ける。またコストも高
い。

本願出願人は、上記のような各種ガバナによるオーバー
ラン制御装置の課題を解消した過濃燃料方式によるオー
バーラン制御装置を開発し、既に出願している（実開昭
57-49544）。

即ち通常運転用燃料噴出口とは別に、気化器の吸気通路
に１個の追加燃料噴出口を形成し、該追加燃料噴出口に
ばねにより閉じられたバルブを設け、オーバーラン時の
ばねの共振により上記バルブが断続的に開くようにした
オーバーラン制御装置である。

ところがオーバーラン時に１個の追加燃料噴出口から一
度に追加燃料を噴出する構造であるため、第４図の燃料
−回転数曲線X1で示すようにオーバーラン制御回転数N0
の手前で燃料流量が急激に上昇して、すぐにスロットル
全開時の燃料−回転数曲線X2と交わるため、回転が不安
定となる。即ちオーバーラン制御により回転が下るとす
ぐにバルブが閉じ、再び回転数が上昇し、第５図で示す
ようなハンチング現象が生じる。これらの回転変動によ
り作業性及びフィーリングも低下し、不快感が生じる。

なお第４図の燃料−回転数曲線X2はキャブレターのスロ
ットル全開時の燃料流量と回転数の関係を示す曲線であ
り、燃料流量を減少すればエンジンの回転数は最適空燃
比（約15:1）になるまで上昇し、燃料流量を増加すれば
エンジンの回転数が低下していくことを示している。仮
想線の曲線X3はオーバーラン制御のない時の燃料−回転
数曲線、破線の曲線Xbは追加燃料噴出口からの燃料流量
を示している。

（考案の目的） 本考案の目的は過濃燃料によりオーバーラン回転数を制
御するオーバーラン制御装置において、オーバーラン回
転数における回転変動を減少させることにより、ハンチ
ング等を防止すると共に作業性の向上を図ることであ
る。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本考案は、気化器の吸気通路
に通常運転用燃料噴出口とは別に、複数の回転制御用の
追加燃料噴出口を設け、各追加燃料噴出口にそれぞれば
ねの弾性力により閉じると共に各ばねの共振により断続
的に開くバルブを設け、オーバーラン制御回転数より少
し低い回転数からオーバーラン制御回転数に至る間に燃
料流量がオーバーラン制御に必要な量まで段階的に増え
るように、各バルブの燃料流量を設定すると共に、各バ
ルブのばね強さを異ならせて設定することにより各ばね
が共振するエンジン回転数の値をずらしている。

（作用） エンジンの回転数がオーバーラン制御回転数に近付くと
まず燃料噴出容量の小さい追加燃料噴出口のバルブが共
振し、オーバーラン制御に必要な燃料の例えば1/2を噴
出する。続いて回転数が少し上昇すると燃料噴出容量の
大きい追加燃料噴出口のバルブが共振し、オーバーラン
制御に必要な追加燃料を噴出して、回転を制御する。

即ち段階的に追加燃料を増加させるので、オーバーラン
制御回転数が低下する時も追加燃料の量が急激には下が
らず、オーバーラン制御による回転数は、第３図のよう
に安定する。

（実施例） 第１図は本考案の適用した気化器の一例を示しており、
気化器１内の吸気通路２は一端部がエアクリーナ４に接
続し、他端部が吸気口（図示せず）に接続し、中間部に
はピストン式のスロットルバルブ６が配置されている。
該スロットルバルブ６に対向して通常運転用燃料噴出口
５が形成され、これにスロットルバルブ６のニードル７
が突入している。通常運転用燃料噴出口５はメタリング
チャンバー10に連通し、該メタリングチャンバー10はニ
ードルバルブ（図示せず）及び燃料ポンプ（図示せず）
等を介して燃料タンク（図示せず）に接続している。11
はメタリングチャンバー10内に配置されたダイヤフラム
である。

上記通常運転用燃料噴出口５より下流側の吸気通路２部
分には、第１、第２追加燃料噴出口12a、12bが順に形成
されており、各追加燃料噴出口12a、12bはそれぞれバル
ブ15a、15b及び絞17a、17bを介してメタリングチャンバ
ー10に連通している。各バルブ15a、15bはそれらとばね
受け21の間にコイルばね16a、16bが縮設されており、各
ばね16a、16bの弾性力により閉じ側に付勢され、バルブ
シート20に着座することにより閉じている。

各バルブ15a、15bはばね強さ並びに絞17a、17bの孔径に
差異を持たせることにより、各ばねが共振して各バルブ
15a,15bを開弁するためのエンジン回転数並びに燃料噴
出容量に差異を持たせている。例えば下流側の第２バル
ブ15bのばね16bの強さは、第２図の破線の曲線Xbで示す
ようにオーバーラン制御回転数N0の少し前から共振し出
してバブルブ15bを開き始め、共振のピークがオーバー
ラン制御回転数N0より少し高い回転数位置になるように
設定されている。そして第１図の絞17bの孔径は、第２
図の曲線Xb、X1のようにオーバーラン制御回転数N0に至
った時に全燃料流量がスロットル全開時の燃料−回転数
曲線に達しているような燃料容量となるように設定され
ている。

一方第１図の第１バルブ15aのばね16aの強さは、第２図
の破線の曲線Xaで示すようにオーバーラン制御回転数N0
の少し前で共振がピークに達してバルブ15aを最大開状
態とし、オーバーラン制御回転数N0時には共振が略０に
戻るように設定されている。そして第１図の絞17aの孔
径は、第２バルブ15bの絞17bの孔径よりも小さく、共振
のピーク時にオーバーラン制御に必要な燃料流量S0の略
1/2になるように設定されている。

作動を説明する。エンジン回転数を上げて行くとまずオ
ーバーラン制御回転数N0の手間で、第１段階として第１
バルブ15aのばね16aが共振し出し、それにより第１バル
ブ15aを断続的に開閉してオーバーラン制御に必要な燃
料流量S0の略1/2放出する。

さらに回転数が上昇すると第１バルブ15aの断続的な開
閉がなくなってくると同時に今度は第２バルブ15bのば
ね16bが共振し出して第２バルブ15bを開き、、燃料流量
をオーバーラン制御に必要な量S0まで増加させ、回転を
制御する。

回転が下がり始めると第２バルブ15bは閉じ状態になる
が第１バルブ15aが共振により再び断続的に開くように
なり、オーバーラン制御回転数付近での燃料流量の急激
な変化がないので、第３図のように緩やかに回転変動
し、ハンチング等は殆んど発生しない。

（別の実施例） （１）追加燃料噴出口を３個以上設けて、燃料容量の少
いバルブから順次共振してゆくようにばね強さ及び燃料
容量を設定してもよい。

（２）また例えば同じ燃料噴出容量の追加燃料噴出口を
３個設け、第１段階としてまず１つの追加燃料噴出口の
バルブが共振により開き、続いて残り２個の追加燃料噴
出口のバルブが同時に共振して第１段階の２倍の追加燃
料を噴出するようにすることもできる。

（考案の効果） 以上説明したうように本考案は、過濃燃料を供給するこ
とによりオーバーラン制御を行なうオーバーラン制御装
置において： （１）通常運転燃料噴出口とは別に、複数の回転制御用
の追加燃料噴出口を設け、各追加燃料噴出口にそれぞれ
ばねの弾性力により閉じると共に各ばねの共振により断
続的に開くバルブを設け、オーバーラン制御回転数より
少し低く回転数からオーバーラン制御回転数に至る間に
燃料流量がオーバーラン制御に必要な量まで段階的に増
えるように、各バルブの燃料流量を設定すると共に、各
バルブのばね強さを異ならせて設定することにより各ば
ねが共振するエンジン回転数の値をずらしているので、
従来の１個の追加燃料噴出口を備えた装置に比べ、オー
バーラン制御回転数付近で緩やかに燃料が増減する。従
ってオーバーラン制御回転数付近での回転が安定し、ハ
ンチング等がなくなり、作業性及びフィーリングが向上
する。

（２）また各種ガバナによる制御装置に比べ、気化器内
に納めることができるので、特別な配置スペーが殆んど
不要になり、また配管が不要なので、構造が簡素化し、
コストも下がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のオーバーラン制御装置を備えた気化器
の１例を示す縦断面図、第２図は本考案を適用した場合
の燃料流量の変化を示すグラフ、第３図は本考案を適用
した場合の回転数の変動を示すグラフ、第４図及び第５
図はそれぞれ従来例の場合における第２図及び第３図と
同じグラフである。２……吸気通路、５……通常燃料用
燃料噴出口、12a、12b……追加燃料噴出口、15a、15b…
…バルブ、16a、16b……ばね

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】気化器の吸気通路に通常運転用燃料噴出口
   とは別に、複数の回転制御用の追加燃料噴出口を設け、
   各追加燃料噴出口にそれぞればねの弾性力により閉じる
   と共に各ばねの共振により断続的に開くバルブを設け、
   オーバーラン制御回転数より少し低い回転数からオーバ
   ーラン制御回転数に至る間に燃料流量がオーバーラン制
   御に必要な量まで段階的に増えるように、各バルブの燃
   料流量を設定すると共に、各バルブのばね強さを異なら
   せて設定することにより各ばねが共振するエンジン回転
   数の値をずらしていることを特徴とするエンジンのオー
   バーラン制御装置。