JP4163080B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアクリーナによって清浄化された空気を流通して混合気を生成するキャブレタを備えたエンジンの吸気装置に関する。

従来より、汎用エンジン等においては、ダイヤフラム式のキャブレタを備えたエンジンが広く用いられている。この種のダイヤフラム式のキャブレタは、燃料タンク内の燃料をエンジンの脈動負圧によって動作するダイヤフラム装置のダイヤフラムポンプで燃料を加圧してキャブレタ内に導き、キャブレタ内の吸気路で混合気を生成する。この場合、吸気路に供給される燃料流量特性（キャブレタ特性）は、例えば図８に示すように、通常、エンジン回転数に応じて略一定の傾きで略線形的に変化する。

ところで、エンジンの高回転域での排ガス特性の向上や低回転域での運転性の向上を図るため、エンジンに供給する混合気の空燃比は、高回転域で比較的リーンに設定され、低回転域で比較的リッチに設定されることが望ましい。この場合、要求される燃料流量特性（エンジン要求特性）は、例えば図８に示すように、低回転域での燃料流量を確保しつつ高回転域での燃料流量を抑制するものとなるが、キャブレタのみによる燃料流量特性でこのような特性を満足することは困難なことが多い。

これに対処し、例えば特許文献１に開示されているようにキャブレタの上流側に吸気路に対向する吹き返し防止板を設け、この吹き返し防止板による吸入抵抗を利用してエンジン高回転域での燃料流量を抑制することも考えられる。
特開２０００−２３４５７１号公報

しかしながら、単に吸気路の上流側に抵抗を設けただけの構成では、キャブレタ特性の傾きまで変化させることは困難であり、エンジンの高回転域及び低回転域での燃料流量特性を同時にエンジン要求特性に近づけることは困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、広範囲なエンジン回転域での燃料流量特性を要求に応じて適切に設定することのできるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

本発明は、混合気を生成するキャブレタの上流側に外気を清浄化するエアクリーナを設け、前記キャブレタの吸気路と前記エアクリーナとが連通するエンジンの吸気装置において、一端部が開放され他端部が袋状に閉塞されたＵ字溝を有するガイド部材を、前記吸気路の入口縁辺部を覆うように前記エアクリーナの筐体内に設けることにより、前記エアクリーナによって清浄化され前記一端部から前記他端部に向かって流通する空気を前記他端部によってその流通方向を変化させて前記吸気路に流入させるガイド通路を形成したことを特徴とする。

その際、前記ガイド通路は、前記一端部から前記他端部に向かって流通する空気の流通方向を前記他端部によって略直角方向に変化させることが望ましく、また、前記Ｕ字溝の中途部を屈曲させることが望ましい。

本発明のエンジンの吸気装置によれば、広範囲なエンジン回転域での燃料流量特性を要求に応じて適切に設定することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の第１の形態に係わり、図１はエンジンの吸気系の要部を示す上面図、図２は図１をＩ方向から見た矢視図、図３は図１のII−II線に沿う要部断面図、図４はガイド通路を用いた際のキャブレタによる燃料流量の特性図である。

図１乃至図３において、符号１は汎用エンジンの吸気系に搭載されるキャブレタを示し、本形態において、キャブレタ１はダイヤフラム式のキャブレタである。キャブレタ１はキャブレタ本体２を貫通する吸気路３（図２参照）を有し、吸気路３の上流側がエアクリーナ５に連通されているとともに、下流側が図示しないエンジンの吸気ポートに連通されている。

吸気路３の内部には、当該吸気路３をそれぞれ開閉する絞り弁とチョーク弁（何れも図示せず）とが軸着されている。また、絞り弁及びチョーク弁をそれぞれ軸支する軸部７ａ，８ａの一端はキャブレタ本体２を貫通して外部に露呈され、これらの端部にはスロットルレバー７及びチョークレバー８がそれぞれ連結されている。

また、キャブレタ本体２の内部には、エンジンの脈動負圧によって動作するダイヤフラムやこれに連動するダイヤフラムポンプ等（何れも図示せず）が収容され、これらにより、図示しない燃料タンクからの燃料をキャブレタ１の内部に圧送する周知のダイヤフラム装置が構成されている。

エアクリーナ５は、筐体１０の内部に環状のエレメント１１が収容されて要部が構成されている。なお、図１乃至図３に示すエアクリーナ５は、筐体１０に蓋体（図示せず）が冠設されていない状態を示すものである。筐体１０には、エレメント１１の外周側に、外部に連通する吸気口１２が開口されているとともに、エレメント１１の内周側に、キャブレタ１の吸気路３に連通する接続口１３が開口されている。本形態において、エアクリーナ５の筐体１０は、一対のボルト１５を介してキャブレタ１の直上流に直付けされており、接続口１３は吸気路３に直に連通されている。

また、筐体１０内には、エレメント１１の内周側で接続口１３に重畳する位置に、ガイド部材２０が固設されている。すなわち、キャブレタ１の吸気路３の直上流には、エアクリーナ５の筐体１０を介して、ガイド部材２０が冠設されている。本形態において、ガイド部材２０は鋳造部材で構成され、ガイド部材２０には、一端部２１ａが開放され、他端部２１ｂが袋状に閉塞されたＵ字溝２１が形成されている。ガイド部材２０は、ボルト１５を介して筐体１０とともにキャブレタ１に共締め固定されるもので、具体的には、Ｕ字溝２１側が接続口１３に対向され、且つ、他端部２１ｂが接続口１３の縁辺部に沿って位置決めされた状態で筐体１０に固設されている。そして、このようにガイド部材２０が筐体１０に固設されることにより、ガイド部材２０と筐体１０との間には、キャブレタ１の吸気路３に直上流で連通するガイド通路２２が形成されている。

ガイド通路２２は、エアクリーナ５のエレメント１１で清浄化された空気を、その流通方向を変化させながら吸気路３に導くためのものである。具体的には、図１に２点鎖線で示すように、ガイド通路２２は、エレメント１１で清浄化された空気を、Ｕ字溝２１の一端部２１ａ側に開口された開口部から導入し、導入した空気を吸気路３に略直交する方向に沿って流通させる。そして、ガイド通路２２は、吸気路３の直上流において、空気の流通方向を略直角に変化させた後、吸気路３に導く。すなわち、ガイド通路２２内を流通する空気は、袋状に閉塞されたＵ字溝２１の他端部２１ｂによって、その流通方向が略直角方向に変化された後、吸気路３に流入される。

このようなガイド通路２２を吸気路３の直上流に設けることにより、例えば図４に示すように、エンジン回転数に対するキャブレタ１の燃料流量特性を変化させることが可能となる。すなわち、図４に実線で示すように、吸気路３の直上流にガイド通路２２を設けた場合のキャブレタ１の燃料流量特性は、直上流にガイド通路を持たないキャブレタ１の燃料流量特性（図４に破線で示す）に対し、その傾きを小さく制御することができる。これは、空気の流通方向を吸気路３の直上流で変化させることにより、エンジンの低回転域では、吸気路３に流入する空気の流速が吸気慣性効果によって速められ、一方、エンジンの高回転域では、吸気路３に流入する空気の流量が抑制されることに起因すると考えられる。

本出願人らは、この燃料流量特性について、さらに精査研究を行った結果、燃料流量特性の傾きは、ガイド通路２２に形成される吸気路３直上流のカーブ径に大きく依存し、吸気路３に流入する空気の流通方向が、吸気路３の直上流で急激に変化する程、燃料流量特性の傾きが小さくなることを知見した。このような点に鑑み、本形態においては、例えば、キャブレタ１自体のチューニングと併せて、ガイド部材２０のＵ字溝２１の深さのチューニングを行い、燃料流量特性の傾きを変化させることにより、キャブレタ１の燃料流量特性がエンジンに要求される燃料流量特性に応じた適切なものに設定される。

このような形態によれば、キャブレタ１の上流側に連設したガイド部材２０によって、キャブレタ１の吸気路３に流入する前の空気の流通方向を吸気路３の直上流で変化させるガイド通路２２を形成し、ガイド通路２２のチューニングを通じてキャブレタ１の燃料流量特性の傾きを変化させることにより、広範囲な回転域での燃料流量特性をエンジンの要求に応じて適切に設定することができる。そして、このように燃料流量特性を適切に設定することにより、適切な空燃比の混合気をキャブレタ１からエンジンに供給することができ、エンジン低回転域での運転性の向上と、エンジン高回転域での排気ガス特性の向上とを両立することができる。

その際、エアクリーナ５をキャブレタ１の直上流に連設し、ガイド部材２０をエアクリーナ５の筐体１０内に収容することにより、エンジンの吸気系を大型化させることなく、キャブレタ１の燃料流量特性の改善を実現することができる。

また、エアクリーナ５をキャブレタ１の直上流に連設した構成において、ガイド部材２０とエアクリーナ５の筐体１０との間にガイド通路２２を形成することにより、ガイド部材２０にＵ字溝２１を形成しただけの簡素な構成でガイド通路２２を形成することができ、さらに、燃料流量特性のチューニングを簡素化することができる。

次に、図５乃至図７は本発明の第２の形態に係わり、図５はエンジンの吸気系の要部をエアクリーナ側から見た平面図、図６は図５のIII−III線に沿う断面図、図７はガイド部材の変形例を示す説明図である。なお、本形態においては、主として、ガイド部材の構成が上述の第１の形態と異なる。その他、上述の第１の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。

図５，図６に示すように、本形態において、ガイド部材３０は板金部材で構成され、ガイド部材３０には、一端部３１ａが開放され、他端部３１ｃが袋状に閉塞されているとともに、中途部３１ｂが一部屈曲されたＵ字溝３１が形成されている。ガイド部材３０は、ボルト１５を介して筐体１０とともにキャブレタ１に共締め固定されるもので、具体的には、Ｕ字溝３１側が接続口１３に対向され、且つ、他端部３１ｃが接続口１３の縁辺部に沿って位置決めされた状態で筐体１０に固設されている。そして、このようにガイド部材３０が筐体１０に固設されることにより、ガイド部材３０と筐体１０との間には、キャブレタ１の吸気路３に直上流で連通するガイド通路３２が形成されている。

このような形態によれば、上述の第１の形態で得られる効果に加え、Ｕ字溝３１の中途部３１ｂを一部屈曲させる構成により、吸気路３に流入する前の空気の流通方向を吸気路３の直上流で連続的に変化させることができ、ガイド部材３０を用いたチューニングの幅を拡大することができるという効果を奏する。

その際、ガイド部材３０を板金部材で構成することにより、ガイド部材を安価に構成することができ、また、Ｕ字溝３１の中途部３１ｂに対する屈曲方向のチューニング等を容易に行うことができる。

ここで、本形態においては、例えば図７に示すように、板金部材によって、上述の第１の形態と同様な、一端部４１ａが開放され、他端部４１ｂが袋状に閉塞されたＵ字溝４１を備えたガイド部材４０を構成することも可能である。

なお、上述の各形態においては、ガイド部材のＵ字溝によってエアクリーナの筐体との間にガイド通路を形成するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガイド部材を鋳造部材で構成し、この鋳造部材に異なる２方向の穴部を開口して内部で連通することによりガイド通路を構成してもよく、また、ガイド部材を管材で構成し、この管材を曲げ形成してガイド通路を形成してもよいことは勿論である。

また、上述の各形態では、エアクリーナの内部で、ガイド通路をキャブレタの吸気路の直上流に連通したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エアクリーナの外部で、管材の曲げ形成等によるガイド通路をキャブレタの吸気路の直上流に連通し、ガイド通路の上流側を吸気管路等を介してエアクリーナに連通してもよいことは勿論である。

第１の形態に係わり、エンジンの吸気系の要部を示す上面図 同上、図１をＩ方向から見た矢視図 同上、図１のII−II線に沿う要部断面図 同上、ガイド通路を用いた際のキャブレタによる燃料流量の特性図 第２の形態に係わり、エンジンの吸気系の要部をエアクリーナ側から見た平面図 同上、図５のIII−III線に沿う断面図 同上、ガイド部材の変形例を示す説明図 キャブレタ単体の燃料流量とエンジンに要求される燃料流量とを示す特性図

符号の説明

１ … キャブレタ
３ … 吸気路
５ … エアクリーナ
１０ … 筐体
２０ … ガイド部材
２２ … ガイド通路
３０ … ガイド部材
３２ … ガイド通路
４０ … ガイド部材
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (3)

1. 混合気を生成するキャブレタの上流側に外気を清浄化するエアクリーナを設け、前記キャブレタの吸気路と前記エアクリーナとが連通するエンジンの吸気装置において、
   一端部が開放され他端部が袋状に閉塞されたＵ字溝を有するガイド部材を、前記吸気路の入口縁辺部を覆うように前記エアクリーナの筐体内に設けることにより、
   前記エアクリーナによって清浄化され前記一端部から前記他端部に向かって流通する空気を前記他端部によってその流通方向を変化させて前記吸気路に流入させるガイド通路を形成したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 前記ガイド通路は、前記一端部から前記他端部に向かって流通する空気の流通方向を前記他端部によって略直角方向に変化させることを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。
3. 前記Ｕ字溝の中途部を屈曲させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のエンジンの吸気装置。

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