JP5539702B2

JP5539702B2 - 気化器

Info

Publication number: JP5539702B2
Application number: JP2009267391A
Authority: JP
Inventors: 悟荒木
Original assignee: ザマ・ジャパン株式会社
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: US8613429B2; US20110121471A1; JP2011111935A

Description

本発明は、エンジンに燃料を供給するための気化器に関し、殊に、チョーク時にチョーク弁を迂回して吸入空気を供給するバイパスエアー通路を備えた気化器に関する。

暖機前エンジン始動時に気化器に付設したチョーク弁を閉じて吸入空気量を制限し、燃料と空気の混合気をリッチにすることが一般的に行われている。また、始動直後のエンジン運転持続を良好にするため、例えば実開昭６２−５２２６０号公報に記載されているように、チョーク弁に***を設けておくことも知られている。

しかし、寒冷日のエンジン始動にはよりリッチな混合気とすることが好ましいのに対し、比較的温暖な日では始動直後のエンジン運転持続に寒冷日と同じ濃さの混合気にすることは好ましくないことから、大気温度に応じた濃さの混合気になる吸入空気量に調整したいところである。

そこで、実開平４−６５９４９号公報に記載されているように、手動式のチョーク弁を備えた気化器において、チョーク弁全閉位置の上流側吸気通路と下流側吸気通路と通路で接続することによりチョーク弁をバイパスして吸入空気を供給するバイパスエアー通路を設けて、このバイパスエアー通路の途中にエンジン冷却水温度に応じてバイパスエアー流量を制御する感温弁を設けたものが提案されている。

このように、チョーク弁をバイパスする通路の途中に温感弁を設けてなる空気流量調整手段を備えたことにより、エンジン始動時にエンジン冷却水温度が高いほど大きく開弁してバイパスエアー流量を増やすことが可能となり、エンジン始動時の温度に応じた混合気の濃さに自動的に調整しやすいものとなる。

しかしながら、エンジン冷却水温度の変動で感温弁を開閉させる方式では、エンジン始動時前後の雰囲気温度の変化に対しエンジン冷却水温度の変化にタイムラグが生じやすいことから、大気温度に応じた適切な濃度の混合気が提供されない結果となることもある。また、通常の温感弁を構成する感温体では温度変化による弁体の動作量が小さいことから、バイパスエアー通路における感温弁の開閉量が大きく設定しにくいため、寒冷日のバイパスエアー流量が充分に確保されない場合も多くなる。

実開昭６２−５２２６０号公報実開平４−６５９４９号公報

本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、手動式のチョーク弁を備えた気化器について、暖機前エンジン始動時及び始動直後のエンジン運転持続の際に、大気温度に応じて適切な濃度の混合気を提供できるようにすることを課題とする。

そこで本発明は、チョーク弁軸の回動動作で作動する吸気通路に配置された手動式のチョーク弁と、該チョーク弁により前記吸気通路を閉鎖した暖機前エンジン始動時に前記チョーク弁の上流側と下流側を接続して空気を供給するためのバイパスエアー通路と、温度条件に応じて前記バイパスエアー通路の空気流量を調整するための空気流量調整手段とを備えた気化器において、前記空気流量調整手段は、前記バイパスエアー通路の途中に設けたシリンダ状の弁孔及び該弁孔内で往復摺動して前記バイパスエアー通路の開閉を行うピストン状の開閉弁を備えてなり、前記チョーク弁軸は回動角度に応じて中心軸線からの距離が変動する外周面を有し、前記開閉弁は温感素材からなり所定の設定温度以上で伸長する付勢手段が基端側に配置された本体部と、該本体部の先端面に開口した挿入孔に弾性体を介して配置されて前記本体部の先端面から突出・没入する突出部とからなり摺動方向の長さが弾性的に変動可能とされ、前記突出部の先端面を前記チョーク弁軸の外周面に常に圧接させるとともに前記突出部が前記本体部の先端面に没入したときに前記本体部の先端面が前記チョーク弁の外周面に圧接するものとされており、前記チョーク弁全開時に前記開閉弁が前記バイパスエアー通路を閉鎖し、前記チョーク弁閉鎖時に雰囲気温度が前記設定温度未満である場合に前記付勢手段が伸長せずに前記本体部を閉弁位置に留めながら前記突出部が突出して前記バイパスエアー通路を閉鎖状態とし、雰囲気温度が前記所定温度以上の前記チョーク弁閉鎖時には前記付勢手段が伸長し前記突出部を没入させて前記本体部の先端面を前記チョーク弁軸の外周面に圧接させて前記本体部を開弁位置にして前記バイパスエアー通路を開通状態とすることを特徴とするものとした。

このように、温度条件に応じてバイパスエアー通路の空気流量を調整する機能を備えた気化器において、チョーク弁軸の回動角度に応じて摺動動作を行なうとともに長さが弾性変形可能な開閉弁でバイパスエアー通路を開閉するものとし、この開閉弁の基端側を設定温度以上で伸長する付勢手段で押圧してバイパスエアー通路を開通させるものとしたことにより、リッチな混合気を必要とする寒冷日の始動にはバイパスエアー通路を閉鎖し、これよりもリーンな混合気を必要とする温暖日の始動にはバイパスエアー通路を開通するものとして、温度状態に応じた適切な濃度の混合気を供給可能なものとすることができる。

また、その付勢手段は形状記憶合金製でコイルバネ状に形成されていることを特徴としたものとすれば、温度条件に応じて確実な開弁状態を確保しやすいとともに開閉弁のストローク量を大きくとりやすいものとなって、必要に応じて充分なバイパスエアー流量を確保しやすいものとなる。

この場合、その開閉弁は、突出部が円柱状の部材からなり円柱状でこれよりも大径の本体部の先端面に開口した挿入孔にコイルバネを介装して挿設されてなるものとされ、そのコイルバネのバネ剛性が伸長時の付勢手段のバネ剛性よりも弱く設定されたものとすれば、上述したバイパスエアー通路の開閉動作を確実に行いやすいものとなる。

さらに、上述した気化器において、そのバイパスエアー通路はメイン通路に並列して補助通路を有しており、補助通路が開閉弁による開放方向のストローク前半部分で略全開となってバイパスエアーを供給するものとすれば、開閉弁の開弁動作初期から充分なバイパスエアー流量を確保しやすいものとなる。

長さが弾性変形可能な開閉弁をチョーク弁軸の回動角度に応じて温感素材からなる付勢手段で摺動動作させて開閉するものとし、寒冷日の始動時にはバイパスエアー通路を閉鎖し温暖日の始動時にはバイパスエアー通路を開通するものとした本発明によると、暖機前エンジン始動時及び始動直後のエンジン運転持続の際に、大気温度に応じて適切な濃度の混合気を提供できるものである。

本発明の実施の形態である気化器をバイパスエアー通路部分を中心にして空気流入側から見た部分正面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。（Ａ）は図１の気化器のチョーク弁全開時におけるバイパスエアー通路の状態を示す部分縦断面図、（Ｂ）は寒冷日のチョーク弁全閉時におけるバイパスエアー通路の状態を示す部分縦断面図、（Ｃ）は温暖日のチョーク弁全閉時におけるバイパスエアー通路の状態を示す部分縦断面図。図１の気化器の応用例において温暖日のチョーク弁全閉時のバイパスエアー通路の状態を示す部分縦断面図。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

図１は本実施の形態である気化器１のバイパスエアー通路５開通時において空気流入側から見た構成を示すものであり、矢印線は空気の流程を示している。この気化器１は、チョーク弁軸３０の手動による回動動作で吸気通路２に配設したチョーク弁３を開閉するチョーク機構を備えており、このチョーク弁３の上流側と下流側をバイパスしてエアーを供給するためのバイパスエアー通路５が設けられている。

バイパスエアー通路５には、図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である図２に示すように、その途中にシリンダ状の弁孔４が形成されて上流側部５ａと下流側部５ｂとに分けられており、この弁孔４内にピストン状の開閉弁４０が往復摺動可能に配置されてバイパスエアー通路５の開閉及びバイパスエアー流量の調整を行う空気流量調整手段を構成している。

その開閉弁４０は、基端側をコイルバネ状の付勢手段であるＳＭＡスプリング４０ｂで押圧されて、チョーク弁軸３０が断面半月状とされた切り欠き部を有する外周面に先端面を常に接しながらチョーク弁軸３０の回動動作に応じた前記チョーク弁軸３０の外周面の中心軸線からの距離の変動で押されることにより、弁孔４内で往復摺動するようになっている。

また、この開閉弁４０は、図２の部分縦断面図に示すように、外径が弁孔４の内径と略一致した円柱状とされて先端面に挿入孔４１ａが開口した本体部４１と、その挿入孔４１ａの内径と外径が略一致した円柱状とされ基端面にバネ孔４２ａが開口してこのバネ孔４２ａの深さよりも長い弾性体であるコイルバネ４２ｂを圧縮してバネ孔４２ａ底面と挿入孔４１ａ底面との間に介装しながら挿入された突出部４２からなり、長さ方向所定範囲で弾性的に伸長・短縮可能とされて最も短縮した状態で突出部４２の先端面が本体部４１先端面と面一になるものとされている。

この開閉弁４０基端側の付勢手段であるＳＭＡスプリング４０ｂは、温感素材である形状記憶合金（ＳＭＡ＝Shape Memory Alloy）をコイルバネ状に形成してなるものであり、雰囲気温度が設定温度以上となった場合に摺動方向に伸長して開閉弁４０への付勢力を増すようになっている。

即ち、開閉弁４０はチョーク弁３の全開時にバイパスエアー通路５を閉鎖した状態となるが、冷機始動時のチョーク弁３が閉鎖した状況で雰囲気温度が設定温度未満である場合には、ＳＭＡスプリング４０ｂは開閉弁４０の本体部４１が閉弁位置のままに留める長さであり、コイルバネ４２ｂの付勢力により突出部４２が突出してチョーク弁軸３０の切り欠き部に先端面を当接した状態でバイパスエアー通路５の閉鎖状態を維持する。

一方、冷機始動時のチョーク弁３が閉鎖した状況で雰囲気温度が設定温度以上である場合には、ＳＭＡスプリング４０ｂが伸長してその付勢力がコイルバネ４２ｂの付勢力に勝り、開閉弁４０を圧縮してバイパスエアー通路５を開通状態とするようになっており、この点が本発明における第１の特徴部分となっている。

次に、図３を用いながら本実施の形態である気化器１の作用を説明する。図３（Ａ）はチョーク弁３全開の場合を示しており、切り欠き部のあるチョーク弁軸３０大径部分の外周面が開閉弁４０の先端面に当接した状態として開閉弁４０の側面でバイパスエアー通路５の下流側部５ｂの開口端を塞いでおり、バイパスエアー通路５は完全に閉鎖されている。

図３（Ｂ）は寒冷日のエンジン始動時においてチョーク弁３を全閉状態にした場合を示しており、ＳＭＡスプリング４０ｂは前述したように形状記憶合金製であってこの雰囲気温度では伸長せずに短い状態を維持したままで付勢力を殆ど発揮せず、本体部４１がバイパスエアー通路５を閉鎖した状態のまま突出部４２がコイルバネ４２ｂの付勢力で突出して先端面を切り欠き部のあるチョーク弁軸３０の小径部分における外周面に当接している。これにより、バイパスエアー通路５から空気が供給されずに混合気はリッチとなり、スムースなエンジン始動が行われる。

一方、図３（Ｃ）は温暖日のエンジン始動時においてチョーク弁３を全閉状態にした場合を示している。エンジン始動時及び始動直後の運転持続において混合気を図３（Ｂ）の場合ほどにリッチにすることが好ましくない雰囲気温度以上となった場合に、ＳＭＡスプリング４０ｂは形状記憶合金の作用により伸長するように設定されているため、その伸長時のバネ剛性がコイルバネ４２ｂのバネ剛性に勝って開閉弁４０の本体部４１を押し上げ、下流側部５ｂの開口端を露出させてバイパスエアー通路５を開通させる。

これにより、バイパスエアー通路５を介して空気が供給されて混合気は図３（Ｂ）の場合よりもリーンとなり、エンジン始動直後のエンジン運転持続が良好に行われる。エンジン始動が完了すればチョーキングを解除してチョーク弁３は全開となるので、図３（Ａ）の状態のように開閉弁４０及びＳＭＡスプリング４０ｂはリセットされ、次回のチョークに備える。

尚、開閉弁４０基端側の付勢手段であるＳＭＡスプリング４０ｂをコイルバネ状に形成したことで、開閉弁４０において比較的大きな摺動量を実現することから、充分なバイパスエアー流量を確保しやすいものとなっている。また、ＳＭＡスプリング４０ｂが雰囲気温度の変動に敏感に反応することから、従来例のようにエンジン冷却水温度の変動で作動しバイパスエアー通路を開閉するものと比べて作動のタイムラグが少ないものとなる。さらに、この開閉弁４０による開弁・閉弁の切替え温度は形状記憶合金の組成割合により適宜決定することができ、設定温度はその前後で緩やかな曲線状で変化するため、動作が実際上の要求に近くなって好都合なものとなる。

図４は、上述した実施の形態の応用例を示すものであり、そのバイパスエアー通路を、メイン通路である下流側部５ｂに並列してこれよりも小径の補助通路５ｃを設けた場合を示している。これにより、開閉弁４０における小さな開放方向のストロークでも補助通路５ｃがほぼ全開となるため、開閉弁４０の開弁動作初期において充分なバイパスエアー流量を確保しやすいものとなる。

以上、述べたように、手動式のチョーク弁を備えた気化器について、本発明により、暖機前エンジン始動時及び始動直後のエンジン運転持続の際に、大気温度に応じて適切な濃度の混合気を提供できるものとなった。

１気化器、２吸気通路、３チョーク弁、４弁孔、５バイパスエアー通路、５ａ上流側部、５ｂ下流側部、５ｃ補助通路、３０チョーク弁軸、４０開閉弁、４０ｂＳＭＡスプリング、４１本体部、４１ａ挿入孔、４２突出部、４２ａバネ孔、４２ｂコイルバネ

Claims

チョーク弁軸の回動動作で作動する吸気通路に配置された手動式のチョーク弁と、該チョーク弁により前記吸気通路を閉鎖した暖機前エンジン始動時に前記チョーク弁の上流側と下流側を接続して空気を供給するためのバイパスエアー通路と、温度条件に応じて前記バイパスエアー通路の空気流量を調整するための空気流量調整手段とを備えた気化器において、前記空気流量調整手段は、前記バイパスエアー通路の途中に設けたシリンダ状の弁孔及び該弁孔内で往復摺動して前記バイパスエアー通路の開閉を行うピストン状の開閉弁を備えてなり、前記チョーク弁軸は回動角度に応じて中心軸線からの距離が変動する外周面を有し、前記開閉弁は温感素材からなり所定の設定温度以上で伸長する付勢手段が基端側に配置された本体部と、該本体部の先端面に開口した挿入孔に弾性体を介して配置されて前記本体部の先端面から突出・没入する突出部とからなり摺動方向の長さが弾性的に変動可能とされ、前記突出部の先端面を前記チョーク弁軸の外周面に常に圧接させるとともに前記突出部が前記本体部の先端面に没入したときに前記本体部の先端面が前記チョーク弁の外周面に圧接するものとされており、前記チョーク弁全開時に前記開閉弁が前記バイパスエアー通路を閉鎖し、前記チョーク弁閉鎖時に雰囲気温度が前記設定温度未満である場合に前記付勢手段が伸長せずに前記本体部を閉弁位置に留めながら前記突出部が突出して前記バイパスエアー通路を閉鎖状態とし、雰囲気温度が前記所定温度以上の前記チョーク弁閉鎖時には前記付勢手段が伸長し前記突出部を没入させて前記本体部の先端面を前記チョーク弁軸の外周面に圧接させて前記本体部を開弁位置にして前記バイパスエアー通路を開通状態とすることを特徴とする気化器。
前記付勢手段は形状記憶合金製でコイルバネ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載した気化器。
前記開閉弁は、前記突出部が円柱状の部材からなり円柱状で前記突出部よりも大径の前記本体部の先端面に開口した挿入孔にコイルバネを介装して挿設されてなるものとされ、前記コイルバネのバネ剛性が伸長時の前記付勢手段のバネ剛性よりも弱く設定されていることを特徴とする請求項２に記載した気化器。
前記バイパスエアー通路はメイン通路に並列して補助通路を有しており、該補助通路が前記開閉弁による開放方向のストローク前半部分で略全開となってバイパスエアーを供給することを特徴とする請求項１，２または３に記載した気化器。