WO2011074406A1 - 作業機用エンジン - Google Patents

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WO2011074406A1
WO2011074406A1 PCT/JP2010/071405 JP2010071405W WO2011074406A1 WO 2011074406 A1 WO2011074406 A1 WO 2011074406A1 JP 2010071405 W JP2010071405 W JP 2010071405W WO 2011074406 A1 WO2011074406 A1 WO 2011074406A1
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ethanol
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engine
piston
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博 冨田
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株式会社マキタ
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Definitions

  • the present invention relates to an engine used for a working machine such as a brush cutter.
  • a cylindrical cylinder, a piston that is reciprocally movable in the cylinder, a fuel tank for storing fuel, and a fuel stored in the fuel tank are used as air.
  • a carburetor for generating an air-fuel mixture supplied into the cylinder by mixing with see, for example, Patent Document 1.
  • gasoline is widely used as a fuel, but in recent years, ethanol has been used as a fuel in view of environmental problems and fuel cost problems.
  • the flash point of ethanol is 13 ° C., which is higher than that of gasoline, and the temperature of the ethanol of the fuel becomes lower when the temperature of the place of use becomes lower than the flash point.
  • the startability is deteriorated.
  • An object of the present invention is to provide a working machine engine capable of effectively using ethanol as a fuel regardless of the temperature of the place of use.
  • a combustion chamber for inhaling and exploding an air-fuel mixture
  • a piston that reciprocates due to an explosion pressure generated in the combustion chamber, and a reciprocating motion of the piston linked to the piston.
  • the engine is started by a crankshaft for converting to an output, a carburetor for mixing the fuel with air and generating an air-fuel mixture, and a first fuel mixed with gasoline and ethanol.
  • Fuel switching means for switching to the operation with the second fuel having a volume ratio of ethanol higher than the volume ratio of ethanol.
  • the invention of claim 2 comprises a fuel tank having a first storage part for storing the first fuel and a second storage part for storing the second fuel, wherein the fuel switching means is a vaporizer.
  • the fuel switching means is a vaporizer.
  • it comprises a switching mechanism for switching the connection between the first reservoir and the second reservoir of the fuel tank.
  • an ethanol-mixed gasoline fuel obtained by mixing ethanol and gasoline so as to contain ethanol in a volume ratio of 22% or more and 28% or less is stored in the first storage unit, and the second storage unit stores the ethanol. Is stored with ethanol fuel comprising 90% or more of ethanol by volume.
  • a fuel adjustment mechanism that adjusts an amount of fuel mixed with air is provided, and when the fuel adjustment mechanism is an ethanol mixed gasoline fuel, a mass ratio of fuel in the mixture Is set to be 6.5% or more, and when the fuel is ethanol fuel, the mass ratio of the fuel in the air-fuel mixture is set to be 8.5% or more.
  • the fuel switching means is applied to a four-cycle engine.
  • the invention of claim 6 comprises a combustion chamber for inhaling and exploding an air-fuel mixture, a piston reciprocating by an explosion pressure generated in the combustion chamber, and a reciprocating motion of the piston linked to the piston.
  • An ethanol fuel composed of ethanol with a volume ratio of 90% or more in a work machine engine comprising: a crankshaft for converting to an output; a carburetor for mixing fuel with air to generate an air-fuel mixture; The oil and fat component adhering to the carburetor is removed by driving the working machine engine with fuel containing gasoline.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a 4-cycle engine showing an embodiment of the present invention. It is side surface sectional drawing of a 4-cycle engine. It is a front sectional view of a vaporizer. It is principal part front sectional drawing of a vaporizer.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. It is a figure which shows the opening degree of a throttle valve. It is front sectional drawing which shows the adjustment task screw and main jet according to the opening degree of the throttle valve at the time of using E25 as a fuel. It is a top sectional view showing an adjustment task screw and a main jet according to the opening degree of the throttle valve when E25 is used as fuel.
  • FIG. 1 It is front sectional drawing which shows the adjustment task screw and main jet according to the opening degree of the throttle valve at the time of using E100 as a fuel. It is a top sectional view showing an adjustment task screw and a main jet according to the opening of a throttle valve when using E100 as fuel. It is an exploded view of a secondary filter.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a four-cycle engine used in a brush cutter
  • FIG. 2 is a side sectional view.
  • the four-cycle engine 1 accommodates a piston 4 in a cylinder block 2 so as to be capable of reciprocating.
  • a cylinder head 6 is integrally provided on one end side in the longitudinal direction of the cylinder block 2 (upward in the drawing), and a combustion chamber 8 is formed by the upper surface of the cylinder block 2, the cylinder head 6 and the piston 4.
  • An oil pan 10 is fixed to the other end side (downward in the drawing) of the cylinder block 2 in the longitudinal direction, and the crankcase 12 is constituted by the cylinder block 2 and the oil pan 10.
  • a crank chamber 14 is formed inside the crankcase 12, and a crankshaft 16 is rotatably supported so that both ends protrude from the crank chamber 14.
  • the crankshaft 16 is connected to the piston 4 by a connecting rod 18, and the reciprocating motion of the piston 4 is converted into the rotational motion of the crankshaft 16 through the connecting rod 18.
  • An oil reservoir chamber 20 is provided in the crankcase 12 for storing lubricating oil for lubricating each engine.
  • the oil reservoir chamber 20 is partitioned from the crank chamber 14 by a partition wall 2a formed in the cylinder block 2 as shown in the figure, and is a sealed space. Thereby, in a portable working machine such as a brush cutter, the lubricating oil does not scatter from the oil reservoir chamber 20 even when the top and bottom is turned upside down or turned sideways during use.
  • a communication path 22 is formed in the crankcase 12.
  • One end of the communication passage 22 opens into the oil reservoir chamber 20 and the other end faces the periphery of the crankshaft 16 in the crank chamber 14.
  • a pipe 24 having flexibility is connected to the opening on the oil reservoir chamber 20 side in the communication passage 22.
  • a weight 26 is provided at the tip of the pipe 24, and even if the four-cycle engine 1 is tilted, the pipe 24 follows the displacement of the liquid level of the lubricating oil, so that the lubricating oil in the oil reservoir chamber 20 is surely secured. Can be inhaled.
  • the crankshaft 16 is formed with a lubricating oil passage 16a for communicating the communication passage 22 and the crank chamber 14 during the rotation process.
  • the lubricating oil is guided to the crank chamber 14 through the pipe 24, the communication path 22, and the lubricating oil path 16a.
  • the lubricating oil introduced into the crank chamber 14 is scattered mainly from the crank web or the like by the rotation of the crankshaft 16 and lubricates the piston 4 and various components in the crank chamber 14. At this time, a part of the lubricating oil scattered in the crank chamber 14 is misted and guided to a side chamber 50 or a valve operating chamber 52 described later via a passage (not shown), whereby the side chamber 50 or the valve operating chamber is Various components provided in 52 are also lubricated.
  • the lubricating oil guided to the side chamber 50 and the valve operating chamber 52 is returned again into the crank chamber 14 from a return passage (not shown) by a negative pressure effect generated by the lifting and lowering action of the piston 4.
  • the partition wall 2 a is provided with a one-way valve 28 that allows only the lubricating oil to flow from the crank chamber 14 to the oil reservoir chamber 20.
  • the one-way valve 28 is opened by the pressurizing action in the crank chamber 14 and returns the lubricating oil lubricated with various components to the oil reservoir chamber 20.
  • the cylinder head 6 is formed with an intake port 30 that guides an air-fuel mixture generated in the carburetor 100 described later to the combustion chamber 8 and an exhaust port 34 that guides exhaust gas generated in the combustion chamber 8 to the exhaust muffler 32.
  • the cylinder head 6 is provided with an intake valve 36 for opening and closing the intake port 30 with respect to the combustion chamber 8 and an exhaust valve 38 for opening and closing the combustion chamber 8 with respect to the exhaust port 34.
  • the intake valve 36 and the exhaust valve 38 are opened and closed by a valve operating mechanism 40.
  • the valve mechanism 40 is a so-called OHV type valve mechanism.
  • the valve mechanism 40 has a crankshaft gear 42, a camshaft 44, rocker arms 46, 48, and the like as main components.
  • the crankshaft gear 42 and the camshaft 44 are provided in a side chamber 50 formed along the cylinder block 2 and the crankcase 12, and the rocker arms 46 and 48 are formed further upward in the drawing than the cylinder head 6.
  • the crankshaft gear 42 rotates integrally with the crankshaft 16 in the side chamber 50.
  • the camshaft 44 is provided with a camshaft gear 44 a that meshes with the crankshaft gear 42 in the side chamber 50 and rotates the camshaft 44 by 1 ⁇ 2 rotation of the crankshaft 16. Further, the camshaft 44 is provided with a cam 44 b that rotates integrally with the camshaft 44.
  • One end of the push rod 54 is in contact with the cam 44b, and the push rod 54 moves in the longitudinal direction by the rotation of the cam 44b.
  • the other end of the push rod 54 is connected to the rocker arms 46 and 48 described above, and the rocker arms 46 and 48 swing as the push rod 54 moves.
  • the intake valve 36 and the exhaust valve 38 move up and down, respectively, thereby opening and closing the intake port 30 and the exhaust port 34.
  • the intake valve 36 opens in the intake process in which the piston 4 moves from the top dead center to the bottom dead center.
  • the air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 8 from the intake port 30 by the action of the negative pressure generated as the volume increases in the combustion chamber 8.
  • the vaporizer 100 generates the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 8.
  • the carburetor 100 mixes the fuel guided from the fuel tank 56 with the air that has passed through the air cleaner to generate an air-fuel mixture.
  • the vaporizer 100 is a diaphragm type so that it can be used in any direction. It is configured. Below, the structure of the vaporizer
  • the vaporizer 100 includes a vaporizer body 102.
  • the carburetor main body 102 is formed with a pulse passage 104 communicating with the crank chamber 14, and this pulse passage 104 faces one side (upper surface in the drawing) of the pump diaphragm 106.
  • a pump chamber 108 is formed on the other side (the lower surface in the drawing) of the pump diaphragm 106.
  • a fuel inlet 112 communicates with the pump chamber 108 via an inlet valve 110, and a diaphragm chamber 118 communicates with an outlet valve 114 and a needle valve 116.
  • the fuel inlet 112 is connected to the fuel tank 56 via a suction pipe 200, a flow path switching device 203, and suction pipes 62 and 63, which will be described later (see FIG. 1).
  • the diaphragm chamber 118 is separated from the back pressure chamber 122 by the metal ring diaphragm 120.
  • a negative pressure of the engine acts on the back pressure chamber 122, and the metering diaphragm 120 is operated by a pressure difference between the negative pressure of the engine and the diaphragm chamber 118.
  • the metering diaphragm 120 is connected to the needle valve 116 via a control lever 124, and the needle valve 116 is opened and closed by the operation of the metering diaphragm 120.
  • the diaphragm chamber 118 is filled with fuel
  • the diaphragm chamber 118 is pressurized and the metering diaphragm 120 is operated toward the back pressure chamber 122 side.
  • control lever 124 rotates so that one end (left side in the figure) is pushed down and the other end (right side in the figure) is pushed up.
  • the needle valve 116 is pushed up by such a turning operation of the control lever 124, and the communication between the pump chamber 108 and the diaphragm chamber 118 is blocked.
  • the vaporizer body 102 is formed with a passage 128 that connects the intake port 30 formed in the cylinder head 6 and an air cleaner (not shown).
  • the passage 128 has an upstream side (air cleaner side) as a large-diameter portion 128a and a downstream side (intake port 30 side) as a venturi portion 128b having a smaller diameter than the large-diameter portion 128a.
  • a throttle valve 130 is provided for displacing the valve.
  • the throttle valve 130 has a rotational axis orthogonal to the passage 128, and rotates while sliding in the vertical direction in the figure by operating the rotation lever 130a.
  • the opening degree of the venturi portion 128b is displaced by the amount of rotation. .
  • the throttle valve 130 is provided with a first adjuster screw 131 for finely adjusting the amount of fuel mixed with the air flowing through the passage 128 coaxially with the rotation shaft.
  • the first adjuster screw 131 is provided with a second adjuster screw 132 coaxially with the rotation axis thereof.
  • the second adjuster screw 132 is provided so as to extend in the vertical direction in the drawing, and its outer dimension decreases in two stages from the outer diameter dimension substantially the same as the inner diameter dimension of the nozzle 134 described later from above to below.
  • a switching portion 132a for switching a main jet 136 described later is provided at the tip of the second adjustment task screw 132.
  • the first adjuster screw 131 moves downward in the figure when rotated in one direction (screw tightening direction) with respect to the throttle valve 130, and conversely, rotates in the other direction (screw return direction) with respect to the throttle valve 130. Then, it moves upward in the figure.
  • the second adjustment task screw 132 moves downward in the figure when rotated in one direction (screw tightening direction), and conversely, the first adjustment task screw 132. When it rotates to the other side (screw unwinding direction) 131, it moves upward in the figure.
  • the vaporizer body 102 is provided with a nozzle 134 so as to face the second adjuster screw 132, and the tip of the second adjuster screw 132 is inserted into the nozzle tip 134 a of the nozzle 134. Further, a hole 134 b that opens to the passage 128 is formed in the nozzle 134, and a base end 134 c that communicates with the hole 134 b faces the diaphragm chamber 118. A main jet 136 and a main check valve 138 as a fuel adjustment mechanism are provided between the hole 134b and the diaphragm chamber 118.
  • the main jet 136 has a first main jet portion 136a that communicates the hole 134b of the nozzle 134 and the diaphragm chamber 118 with a predetermined opening area, and an opening area larger than the first main jet portion 136a.
  • a second main jet portion 136b that communicates the hole 134b of the nozzle 134 and the diaphragm chamber 118 is provided.
  • one of the first main jet portion 136 a and the second main jet portion 136 b is closed by the switching portion 132 a of the second adjustment task 132, and the other communicates the hole 134 b of the nozzle 134 and the diaphragm chamber 118.
  • the main jet 136 rotates the second adjuster screw 132 with respect to the first adjuster screw 131, thereby switching between closing and opening of the first main jet part 136a and the second main jet part 136b. That is, the main jet 136 causes the fuel to flow through one of the first main jet portion 136a and the second main jet portion 136b by rotating the second adjuster screw 132 with respect to the first throttle valve 131 according to the fuel to be used.
  • an ethanol mixed gasoline fuel (hereinafter referred to as E25) as a first fuel obtained by mixing gasoline and ethanol so as to contain ethanol of about 25 percent (22 percent or more and 28 percent or less) by volume. )
  • ethanol fuel (hereinafter referred to as E100) as a second fuel of about 100 percent (90 percent or more by volume) is selected and used.
  • the opening area of the first main jet portion 136a is set in accordance with the required air / fuel ratio of E25 from the volume of fuel to be mixed with the unit weight of air calculated from the theoretical air / fuel ratio of E25 and the stoichiometric fuel / air ratio of E100.
  • the opening area of the second main jet portion 136b is set in accordance with the required air / fuel ratio of E100. Further, the first main jet portion 136a is set so that the mass ratio of the fuel in the air-fuel mixture becomes 6.5% or more by calculating from the theoretical air fuel ratio of E25. Further, the second main jet portion 136b is set so that the mass ratio in the air-fuel mixture becomes 8.5% or more by calculating from the theoretical air / fuel ratio of E100.
  • the opening degree of the venturi portion 128b is throttled by the throttle valve 130, and a slight amount of air passes through the passage 128.
  • the amount of fuel sucked out from the hole 134 b can be adjusted by the position of the second adjuster screw 132 with respect to the throttle valve 130. That is, in order to use E25 as the fuel, when the second adjuster screw 132 is set to a position rotated in one direction (screw tightening direction), as shown in FIGS. 7A and 8A, the switching unit 132a As a result, the second main jet portion 136b is closed and the first main jet portion 136a is opened.
  • the opening degree of the hole 134b is in a minimum state.
  • the second adjuster screw 132 is rotated in the other direction (in the screw return direction) in order to set the fuel to E100, as shown in FIG. 9A and FIG.
  • the part 136a is closed and the second main jet part 136b is opened.
  • a portion where the outer diameter of the second adjustment task screw 132 is reduced by one step is located in the hole 134b, and the opening degree of the hole 134b becomes larger than when the fuel is set to E25. Therefore, the amount of fuel sucked out from the hole 134b is larger than that in the case of setting E25, and the concentration of the fuel contained in the air-fuel mixture becomes higher.
  • the first adjuster screw 131 finely adjusts the amount of fuel mixed with the air flowing through the passage 128 by rotating the throttle valve 130 with the second adjuster screw 132 set to E25 or E100. I do.
  • the portion where the outer diameter of the second adjustment task screw 132 is reduced by one step is located in the hole 134b, the opening of the hole 134b is increased, and the amount of fuel sucked into the passage 128 becomes the above-mentioned idle state. More than that.
  • the second adjustment task screw 132 is set to use E100 as fuel, as shown in FIGS. 9B and 10B, the second adjustment task screw 132 is closed with the first main jet portion 136a closed. Pulled upward. Thereby, the upper end of the portion where the outer diameter of the second adjustment task screw 132 is the smallest is positioned in the hole 134b portion, and the opening degree of the hole 134b becomes larger than that in the case where E25 is used as fuel.
  • the portion of the hole 134b where the outer diameter of the second adjuster screw 132 is the smallest is located, the opening of the hole 134b is increased, and the amount of fuel sucked into the passage 123 is larger than that in the above state. Become more.
  • the second adjustment task screw 132 is set to use E100 as fuel, as shown in FIGS. 9C and 10C, the second adjustment task screw 132 is further closed while the first main jet portion 136a is closed. Is raised upward.
  • the portion where the outer diameter of the second adjuster screw 132 is the smallest is located in the hole 134b portion, and the opening degree of the hole 134b becomes larger than in the case where E25 is set as fuel.
  • the vaporizer main body 102 is configured to be manually compressed and expanded, and is provided with a primer pump 140 for generating a negative pressure in the diaphragm chamber 118 by the operation.
  • the primer pump 140 When the primer pump 140 is operated, the diaphragm chamber 118 becomes negative pressure, so that fuel is sucked up from the fuel tank 56 into the diaphragm chamber 118.
  • the main check valve 138 functions to prevent air from flowing from the passage 128 into the diaphragm chamber 118 via the nozzle 134. The sucked fuel is returned from the diaphragm chamber 118 to the fuel tank 56 through the overflow pipe 142.
  • the vaporizer 100 and the fuel tank 56 are connected by a suction pipe 200 and a return pipe 202.
  • the fuel tank 56 has a substantially U-shaped cross section and is disposed so as to cover the crankcase 12. Further, the fuel tank 56 is provided with a first reservoir 56a on the crankcase 12 side and a second reservoir 56b on the outer surface side by partitioning the inside into the crankcase 12 side and the outer surface side. E25 is stored in the 1st storage part 56a, and E100 is stored in the 2nd storage part 56b.
  • a first cap fitting hole 58 is formed in the first storage portion 56a, and a second cap insertion hole 59 is formed in the second storage portion 56b.
  • a first cap 60 is fitted into the first cap fitting hole 58, and a second cap 61 is fitted into the second cap fitting hole 59.
  • a second return pipe 202b connected to the main return pipe 202 via the flow path switching device 203 passes through the second cap 61 in a press-fitted state.
  • One end of the main return pipe 202 is press-fitted and fixed to the overflow pipe 142 of the vaporizer 100, and the other end is connected to the flow path switching device 203.
  • the fuel in the first reservoir 56a or the second reservoir 56b sucked into the diaphragm chamber 118 by the operation of the primer pump 140 passes through the overflow pipe 142 and the main return pipe 202 to the first reservoir 56a or the second reservoir 56a. It returns to the storage part 56b.
  • first suction pipe 62 penetrates through the first cap 60 in a state where the first suction pipe 62 is press-fitted and fixed
  • second suction pipe 63 penetrates through the second cap 61 while being press-fitted and fixed.
  • the suction pipes 62 and 63 have flexibility, and one end portions 62 a and 63 a are connected to the suction pipe 200 through the flow path switching device 203, the connection pipe 201, and the connection member 204.
  • the other ends 62b and 63b of the suction pipes 62 and 63 are located in the first storage part 56a and the second storage part 56b, respectively.
  • the suction pipes 62 and 63 are longer than the first return pipe 202a and the second return pipe 202b, and can be inserted into the first storage part 56a and the second storage part 56b. Further, primary filters 64 and 65 for removing impurities in the fuel are provided at the end portions 62b and 63b of the suction pipes 62 and 63, and when the fuel is guided to the vaporizer 100, the suction pipe 62 is provided. , 63 to prevent impurities from entering. Weights 66 and 67 are provided around the primary filter 64 so that even if the four-cycle engine 1 is tilted, the suction pipes 62 and 63 follow the displacement of the fuel level.
  • the flow path switching device 203 is composed of two three-way valves.
  • the connection pipe 201 located on the upstream side of the connection member 204 communicates with the first suction pipe 62 or the second suction pipe 63, and the main return pipe 202 is It communicates with the first return pipe 202a or the second return pipe 202b.
  • the flow path switching device 203 is provided with a switching knob 203a.
  • the switching knob 203a When the switching knob 203a is set on the first storage section 56a side, the connection pipe 201 communicates with the first suction pipe 62 and the main return pipe 202 is the first. 1 communicates with the return pipe 202a.
  • the connection pipe 201 communicates with the second suction pipe 63 and the main return pipe 202 communicates with the second return pipe 202b.
  • connection pipe 201 and the suction pipe 200 are connected via a connection member 204 as shown in FIG.
  • the connecting member 204 includes a hollow cylinder 204a and a lid 204b that is fixed to the cylinder 204a by screwing.
  • the suction pipe 200 is fixed to the cylinder body 204a by press-fitting, an adhesive, or the like.
  • connection pipe 201 is fixed to the lid body 204b.
  • a through-hole is formed in the lid 204b, and the suction pipe 62 and the suction pipe 200 communicate with each other by screwing the lid 204b to the cylindrical body 204a.
  • a secondary filter 206 and a spring 208 that presses the secondary filter 206 from the lid body 204b side to the cylinder body 204a are provided in the cylinder body 204a.
  • the area of the side surface of the secondary filter 206 is larger than the opening area of the suction pipe 200, and the secondary filter 206 is pressed against the entire opening of the suction pipe 200 by the elastic force of the spring 208, so that the fuel to be sucked in is reliably And pass through the secondary filter 206.
  • the secondary filter 206 removes substances (for example, celluloses, hereinafter referred to as “non-degradable substances”) that remain without being decomposed during the production process of biomass ethanol when bioethanol is used as ethanol. It is intended. That is, in the process in which the fuel is guided from the fuel tank 56 to the vaporizer 100, first, impurities such as dust mixed in the fuel are removed by the primary filter 64. The fuel from which impurities have been removed by the primary filter 64 further passes through the secondary filter 206. In the course of the fuel passing through the secondary filter 206, non-decomposed substances contained in the fuel (biomass ethanol) are removed. Is done.
  • substances for example, celluloses, hereinafter referred to as “non-degradable substances”
  • the secondary filter 206 a metal fiber having a property in which fine filter holes are formed and the fibrous body is three-dimensionally entangled in the fuel flow direction is used. In view of the above, it is more desirable to use stainless steel fibers.
  • the adjuster screw 132 is connected to the throttle valve 130. Then, the flow path switching device 203 is set on the first storage portion 56a side where E25 is stored. In this state, the four-cycle engine 1 is started, for example, by a recoil starter or the like. When the four-cycle engine 1 is started and the idle operation is continued for a predetermined time, the components of the four-cycle engine 1 are heated.
  • the 4-cycle engine 1 can be started using the E25 even in an environment where the temperature of the place of use is lower than the flash point of E100. Further, the four-cycle engine can be operated using E100 as fuel by switching the fuel to E100 after the start by E25.
  • the oil and fat components adhering to the nozzle 134 are dissolved and removed by the gasoline contained in E25.
  • the fuel used to remove the oil and fat components adhering to the nozzle 134 is not limited to E25, and any fuel containing gasoline such as ethanol mixed gasoline (E10) mixed with 10% ethanol by volume can be used. .
  • the engine is started by E25 in which ethanol is mixed with gasoline, and is switched to the operation by E100 made of ethanol after starting.
  • E100 made of ethanol after starting.
  • the operation using E100 can be performed by switching the fuel to E100 after starting using E25 as the fuel. It can be effectively used as fuel.
  • the fuel tank 56 which has the 1st storage part 56a which stores E25, and the 2nd storage part 56b which stores E100 is provided, and the 1st storage part 56a and 2nd storage with respect to the vaporizer 100 by the flow-path switching apparatus 203.
  • the connection of the unit 56b is switched.
  • the present invention in the present embodiment, the case where the present invention is applied to a four-cycle engine has been described. However, the present invention can also be applied to a two-cycle engine.
  • working machines to which the present invention is applicable include all machines that are connected to the crankshaft 16 and are operated by the rotational power of the crankshaft 16.
  • the shape and arrangement of the fuel tank 56, the carburetor 100, or the components such as the combustion system and the drive system such as the piston 4 and the crankshaft 16 in the present embodiment are merely examples, and are limited to the configuration of the present embodiment. Is not to be done.
  • ethanol mixed gasoline in which gasoline and ethanol are mixed so that ethanol is contained in a volume ratio of about 25 percent, and about 100 percent ethanol (E100) can be selectively used as fuel.
  • Ethanol mixed gasoline E10 mixed with 10% ethanol by volume
  • E85 ethanol mixed gasoline
  • the ethanol-mixed gasoline is not limited to those composed only of ethanol and gasoline, and includes those containing other substances such as a denaturant, a corrosion inhibitor, and a small amount of moisture mixed in the manufacturing process.

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Abstract

　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。　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。

Description

作業機用エンジン
　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、燃料を貯留するための燃料タンクと、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ための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ための燃焼室と、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ための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ための気化器と、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ための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燃料を貯留するための第１貯留部と、第２燃料を貯留するための第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ための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。
　請求項６の発明は、混合気を吸入して爆発させるための燃焼室と、 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ための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ための気化器と、 を備えた作業機用エンジンを容積比で９０％以上のエタノールからなるエタノール燃料によって運転することで気化器に付着した油脂成分を、作業機用エンジンをガソリンが含まれる燃料によって運転することによって除去している。
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。
　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ための油溜室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。
　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。
　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とを連通するための潤滑油路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。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、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。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。
　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。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。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。
　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。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。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。
　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。
　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。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ためのプライマポンプ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する。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。
　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。
　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。
　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。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、使用場所の気温がＥ１００の引火点よりも低い環境下で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。
　また、 作業機用エンジンの使用場所の気温がＥ１００の引火点よりも低い環境となることなく、燃料としてバイオマスエタノールからなるＥ１００を継続して使用した場合には、バイオマスエタノールの生成の際に生じる脂肪酸エステル化合物等の油脂成分がノズル１３４に付着することがある。ノズル１３４に油脂成分が付着すると、４サイクルエンジン１の性能が低下するおそれがあるため、ノズル１３４部分に付着した油脂成分は除去する必要がある。
　ノズル１３４に付着した油脂成分を除去するためには、４サイクルエンジン１をＥ２５により始動し、アイドル運転を所定時間継続する。４サイクルエンジン１をＥ２５によって所定時間以上運転すると、ノズル１３４に付着した油脂成分は、Ｅ２５に含まれるガソリンによって溶解されて除去される。ノズル１３４に付着した油脂成分の除去に用いられる燃料は、Ｅ２５に限られず、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）等、ガソリンが含まれる燃料であれば使用可能である。
　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 (6)

  1. 　混合気を吸入して爆発させるための燃焼室と、
    　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ための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ための気化器と、
    　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ための燃料切り換え手段と、を備えた作業機用エンジン。
  2. 　前記第１燃料を貯留するための第１貯留部と、第２燃料を貯留するための第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ための切り換え機構からなる請求項１記載の作業機用エンジン。
  3. 　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１または２記載の作業機用エンジン。
  4. 　前記気化器に、空気と混合する燃料の量を調整するための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請求項３記載の作業機用エンジン。
  5. 　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。
  6. 　混合気を吸入して爆発させるための燃焼室と、 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ための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ための気化器と、 を備えた作業機用エンジンを容積比で９０％以上のエタノールからなるエタノール燃料によって運転することで気化器に付着した油脂成分を、作業機用エンジンをガソリンが含まれる燃料によって運転することによって除去する作業機用エンジンの運転方法。
    　
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