JP5640475B2 - Small engine and engine working machine equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、小型エンジン、特に刈払機やチェンソー等の携帯型のエンジン作業機に好適な小型エンジンおよびそれを備えたエンジン作業機に関する。 The present invention relates to a small engine, particularly a small engine suitable for a portable engine working machine such as a brush cutter or a chain saw, and an engine working machine including the same.
2サイクルエンジンでは、例えば特許文献1に示すように、エンジンの回転数が所定回転数以上に上昇した場合に、混合気通路を遮断してエンジンの過回転の防止を行うガバナー装置を備えたものがある。 In a two-cycle engine, for example, as shown in Patent Document 1, when a rotational speed of the engine rises to a predetermined rotational speed or more, a two-cycle engine is provided with a governor device that blocks an air-fuel mixture passage and prevents engine overspeed. There is.
ところで、特許文献1のガバナー装置は、エンジンの回転数が所定回転数以上に上昇した場合に、混合気が供給されないので過回転が抑制されるとともに未燃焼ガスの排出も無くなる。しかし、所定回数以下ではガバナー装置は作動しないため、シリンダ内で燃焼が行われなかった場合に未燃ガスが外部に排出されてしまうという課題がある。 By the way, in the governor apparatus of patent document 1, when the rotation speed of an engine rises more than predetermined rotation speed, since air-fuel | gaseous mixture is not supplied, overspeed is suppressed and discharge | emission of unburned gas is also eliminated. However, since the governor device does not operate below the predetermined number of times, there is a problem that unburned gas is discharged to the outside when combustion is not performed in the cylinder.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回転数に応じて吸気通路を閉じることで未燃焼ガスの排出を抑制することが可能な小型エンジンおよびそれを備えたエンジン作業機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a small engine capable of suppressing discharge of unburned gas by closing an intake passage according to the number of revolutions, and an engine working machine including the same. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点にかかる小型エンジンは、
燃料と空気の混合気を供給する気化器と、
ピストンが往復動するシリンダボアに開口して開閉される吸気開口を有し、前記気化器から供給される前記混合気をクランクケースに設けられたクランク室に供給する吸気ポートが形成されるシリンダブロックと、
前記気化器と前記シリンダブロックとの間に設けられ、前記吸気ポートと前記気化器とを連通する吸気通路を有するインシュレータと、を備える小型エンジンであって、
該小型エンジンの回転数を含む該小型エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記吸気通路の開閉を行う吸気制御弁と、
前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口の開く回数に対する、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が所定値となるよう、前記吸気制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記運転状態検出手段が第1の所定回転数を越える回転数を検出すると、
前記制御手段は、前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が増えるよう、前記所定値を変更する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a small engine according to a first aspect of the present invention includes:
A vaporizer for supplying a fuel / air mixture;
A cylinder block having an intake opening that opens and closes to a cylinder bore in which a piston reciprocates, and that forms an intake port for supplying the air-fuel mixture supplied from the carburetor to a crank chamber provided in a crankcase; ,
A small engine comprising an intake passage provided between the carburetor and the cylinder block and having an intake passage communicating the intake port and the carburetor;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the small engine including the rotational speed of the small engine;
An intake control valve for opening and closing the intake passage;
Based on the number of revolutions detected by the operating state detection means, the intake control valve is controlled so that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is a predetermined value with respect to the number of times the intake opening is opened. Bei example and control means for, the,
When the operating state detecting means detects a rotational speed exceeding a first predetermined rotational speed,
The control means changes the predetermined value based on the number of revolutions detected by the operating state detection means so that the number of times of closing the intake passage while the intake opening is open increases.
It is characterized by that.
また、前記所定値は、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が、前記吸気開口の開く回数より小さくなる値であることが好ましい。 The predetermined value is preferably a value such that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is smaller than the number of times the intake opening is opened.
また、前記運転状態検出手段は、前記小型エンジンのアイドリング状態を検出するアイドリング状態検出手段を有し、
該アイドリング状態検出手段が前記アイドリング状態を検出中に、前記運転状態検出手段が前記第1の所定回転数より低い第2の所定回転数を越える回転数を検出すると、前記制御手段は、前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が増えるよう、前記所定値を変更してもよい。
Further, the operating state detecting means has an idling state detecting means for detecting an idling state of the small engine,
When the idling state detecting means detects the idling state, when the operating state detecting means detects a rotational speed exceeding a second predetermined rotational speed lower than the first predetermined rotational speed, the control means The predetermined value may be changed based on the number of revolutions detected by the state detection means so that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is increased.
さらに、前記運転状態検出手段は、スロットルの操作状態を検出するスロットル操作状態検出手段を有し、
該スロットル操作状態検出手段によりスロットルが閉じていることを検出すると、前記アイドリング状態検出手段は前記アイドリング状態を検出してもよい。
本発明の第2の観点にかかる小型エンジンは、
燃料と空気の混合気を供給する気化器と、
ピストンが往復動するシリンダボアに開口して開閉される吸気開口を有し、前記気化器から供給される前記混合気をクランクケースに設けられたクランク室に供給する吸気ポートが形成されるシリンダブロックと、
前記気化器と前記シリンダブロックとの間に設けられ、前記吸気ポートと前記気化器とを連通する吸気通路を有するインシュレータと、を備える小型エンジンであって、
該小型エンジンの回転数を含む該小型エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記吸気通路の開閉を行う吸気制御弁と、
前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口の開く回数に対する、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が所定値となるよう、前記吸気制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記運転状態検出手段は、前記小型エンジンのアイドリング状態を検出するアイドリング状態検出手段を有し、
該アイドリング状態検出手段が前記アイドリング状態を検出中に、前記運転状態検出手段が第1の所定回転数より低い第2の所定回転数を越える回転数を検出すると、前記制御手段は、前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が増えるよう、前記所定値を変更する、
ことを特徴とする。
前記運転状態検出手段は、スロットルの操作状態を検出するスロットル操作状態検出手段を有し、
該スロットル操作状態検出手段によりスロットルが閉じていることを検出すると、前記アイドリング状態検出手段は前記アイドリング状態を検出してもよい。
Further, the operating state detection means includes throttle operation state detection means for detecting an operation state of the throttle,
When the throttle operation state detection means detects that the throttle is closed, the idling state detection means may detect the idling state.
The small engine according to the second aspect of the present invention is:
A vaporizer for supplying a fuel / air mixture;
A cylinder block having an intake opening that opens and closes to a cylinder bore in which a piston reciprocates, and that forms an intake port for supplying the air-fuel mixture supplied from the carburetor to a crank chamber provided in a crankcase; ,
A small engine comprising an intake passage provided between the carburetor and the cylinder block and having an intake passage communicating the intake port and the carburetor;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the small engine including the rotational speed of the small engine;
An intake control valve for opening and closing the intake passage;
Based on the number of revolutions detected by the operating state detection means, the intake control valve is controlled so that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is a predetermined value with respect to the number of times the intake opening is opened. Control means for
The operating state detecting means has an idling state detecting means for detecting an idling state of the small engine,
When the idling state detecting means detects the idling state, the control means detects the operating state when the operating state detecting means detects a rotational speed exceeding a second predetermined rotational speed lower than the first predetermined rotational speed. Based on the number of rotations detected by the detection means, the predetermined value is changed so as to increase the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open.
It is characterized by that.
The operating state detection means includes throttle operation state detection means for detecting an operation state of the throttle,
When the throttle operation state detection means detects that the throttle is closed, the idling state detection means may detect the idling state.
また、前記小型エンジンは2サイクルエンジンであってもよい。 The small engine may be a two-cycle engine.
本発明の第3の観点にかかるエンジン作業機は、上述の小型エンジンを備える、
ことを特徴とする。
An engine working machine according to a third aspect of the present invention includes the above-described small engine.
It is characterized by that.
本発明によれば、エンジン回転数に基づいて、吸気開口の開く回数に対する吸気開口が開いている間に吸気通路を閉じる回数が所定値となるよう、吸気制御弁を制御するので、未燃焼ガスの排出を抑制することができる。 According to the present invention, based on the engine speed, the intake control valve is controlled so that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open with respect to the number of times the intake opening is opened. Can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を添付の図1乃至図13に沿って説明する。図1に示すように、携帯型のエンジン作業機への搭載に好適な小型の2サイクルエンジン1(小型エンジン、以下エンジン)を搭載した刈払機1001は、操作桿1002の先端に回転刃1003が取り付けられ、操作桿1002の後端にエンジン1が取り付けられている。エンジン1の出力は、操作桿1002内に挿通させたドライブシャフトを介して回転刃1003に供給される。操作者は操作桿1002に取り付けられたハンドル1004を把持して刈払機1001を操作する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、エンジンカバー2に収容されたエンジン1には、燃料タンク3から供給される燃料と空気を混合してエンジン1に混合気を供給する気化器4と、マフラ5と、クランク軸6に固定されたマグネトロータ7と、エンジン1のシリンダブロック8に固定されたイグニッションコイル9と、イグニッションコイル9に接続された点火プラグ10が取付けられる。図3に示すように、シリンダブロック8の内部に形成されたシリンダボア11の内周壁には排気ポート12に接続する排気開口13と、吸気ポート14に接続する吸気開口15と、掃気通路(図示せず)に接続する掃気開口(図示せず)が開口する。シリンダボア11内にはピストン16が図中の上下方向に往復動可能に収容され、ピストン16が上下動する際に、排気開口13、吸気開口15、掃気開口はそれぞれピストン16の側壁により開閉する。図3では、ピストン16は上死点に位置しており、排気開口13は閉じられた状態であり、吸気開口15は完全に開いた状態である。ピストン16は、ピストンピン17、コンロッド18を介してシリンダブロック8の下方に取り付けられたクランクケース(図示せず)に回転可能に支持されたクランク軸6に接続される。シリンダブロック8には、排気ポート12と連通するようにマフラ5が接続されるとともに、吸気ポート12とインシュレータ19の吸気通路20とが連通するようにインシュレータ19が接続される。そして、インシュレータ19には気化器4が接続される。
As shown in FIG. 2, the engine 1 housed in the engine cover 2 includes a carburetor 4 that mixes fuel and air supplied from the
図3乃至5に示すように、インシュレータ19の吸気ポート14側の端部22には、リードバルブ(吸気制御弁)21が設けられる。リードバルブ21は、ステンレスやベーナイト鋼等の弾性変形可能な板状の磁性体である。リードバルブ21は、インシュレータ19の吸気通路20を完全に覆うように、インシュレータ19の吸気ポート14側の端部22に、リードバルブ21の吸気ポート14側に設けられるストッパ23とともにねじ24により片持ち支持される。リードバルブ21はピストン16が上昇してクランク室内と吸気通路20内の圧力差が所定値を越える(クランク室内が負圧になる)と吸気ポート14側に弾性変形して吸気通路20を開く。また、変形していない状態では、リードバルブ21は吸気通路20の吸気ポート側の端部を覆って吸気通路20を閉鎖する。また、インシュレータ19の吸気通路20の外側であって、リードバルブ21の自由端側、つまり、吸気通路を挟んでねじ24と反対側には、鉄心25と鉄心25の回りを巻き回されたコイル26とから構成される電磁石27が設けられる。電磁石27のコイル26に通電すると鉄心25に磁束が発生し、電磁石27は磁性体から成るリードバルブ21を電磁力により吸引し、リードバルブ21は吸気通路を閉じた状態に保持される。なお、上述の電磁石27の変わりに、図6に示すように、インシュレータ19の吸気通路20の外側の一部を覆うように設けた管状の鉄心125と、インシュレータ19の外側に鉄心125を囲むように環状のコイル126とから構成される電磁石127を用いてもよい。
As shown in FIGS. 3 to 5, a reed valve (intake control valve) 21 is provided at the
図7に示すように、エンジン1に用いられる制御装置(制御手段)28は、エンジン1の回転数を検出する回転数検出部(運転状態検出手段)29と、エンジン1のクランク軸6の位置(クランク角あるいはピストン位置)を検出するクランク位置検出部(運転状態検出手段)30と、ハンドル1004に設けられたストッロルレバー31の位置を検出するスロットル位置検出部(運転状態検出手段、アイドリング状態検出手段、スロットル操作状態検出手段)32と、ハンドル1004に設けられたエンジン1を停止させるストップスイッチ33の位置を検出するストップスイッチ位置検出部(運転状態検出手段)34と、コイル26への通電を行うバルブ駆動部35と、演算部36を備える。エンジン回転数検出部29は、イグニッションコイル9からの信号を検出してエンジン1の回転数を検出し、演算部36に回転数信号を出力する。クランク位置検出部30は電源回路37に接続され、電源回路37に電力を供給する充電用コイル38にマグネトロータ7のマグネット39が通過時に発生する電圧パルスを利用して、クランク軸6が所定の位置、例えば、上死点位置あるいは上死点手前の所定角度にある位置、を検出し、クランク軸6が所定位置を通過した場合にクランク軸6の所定位置を示すクランク位置信号を演算部36に出力する。なお、クランク位置信号は、充電用コイル38を利用する代わりに、イグニッションコイル9に発生する電圧パルスを利用してクランク軸6の位置を検出する構成でもよい。また、スロットル位置検出部32は、スロットルレバー31が操作されているか否かを検出してスロットル位置信号を演算部36に出力し、ストップスイッチ位置検出部34は、ストップスイッチ33が作動(エンジン停止)しているか否かを検出しストップスイッチ信号を演算部36に出力する。そして、演算部36には、エンジン回転数検出部29と、クランク位置検出部30と、スロットル位置検出部32と、ストップスイッチ位置検出部34から出力された信号が入力され、バルブ駆動部35にバルブを駆動する、つまり、コイル26に通電して電磁石27を作動させる信号をバルブ駆動部35に出力する。
As shown in FIG. 7, the control device (control means) 28 used in the engine 1 includes a rotation speed detection unit (operation state detection means) 29 that detects the rotation speed of the engine 1 and the position of the
制御装置28は、スロットル位置検出部32がスロットルレバー31の操作されていない状態(スロットルが閉じている状態)を検出し、エンジン回転数検出部29がエンジン1の回転数がアイドリング回転数以下、例えば3000rpm以下であることを検出した場合には、図8に示すように、バルブ駆動部35を駆動しない。つまり、この状態においては、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉(図の上段)に対して、バルブ駆動部35が作動することは無く、リードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持されることはない。この状態からエンジン1の回転数が上昇し、エンジン回転数検出部29によりアイドリング回転数より高い第1の回転数、例えば3500rpmを超える回転数を検出した場合、つまり、スロットル位置検出部32がスロットルレバー31の操作されていない状態(スロットルが閉じている状態)を検出し、エンジン回転数検出部29が第1回転数を超える回転数を検出した場合には、制御装置28はクランク位置検出部30のクランク位置信号とエンジン回転数検出部29のエンジン回転数信号に基づいて、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口15の開く回数に対する、吸気開口15が開いている間に吸気通路20を閉じる回数が1/2の所定値となるよう、バルブ駆動部35を図9に示すように駆動する。したがって、この状態においては、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉回数の1/2において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持される。なお、バルブ駆動部35を吸気開口15の開くタイミングより早めに作動させることで、リードバルブ21が吸気通路20を閉鎖した状態(リードバルブ21が変形していない状態)の間に通電してリードバルブ21を電磁石27に吸引することが好ましい。さらにエンジン1の回転数が上昇し、エンジン回転数検出部29により第1の回転数より高い第2の回転数、例えば3600rpmを超える回転数を検出した場合、つまり、スロットル位置検出部32がスロットルレバー31の操作されていない状態(スロットルが閉じている状態)を検出し、エンジン回転数検出部29が第2の回転数を超える回転数を検出した場合には、制御装置28はクランク位置検出部30のクランク位置信号とエンジン回転数検出部29のエンジン回転数信号に基づいて、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口の開く回数に対する、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が3/4の別の所定値となる(所定値を1/2から3/4に変更する)よう、バルブ駆動部35を図10に示すように駆動する。したがって、この状態においては、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉回数の3/4において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持される。なお、この場合においても、バルブ駆動部35を吸気開口15の開くタイミングより早めに作動させることで、リードバルブ21が吸気通路20を閉鎖した状態(リードバルブ21が変形していない状態)の間に通電してリードバルブ21を電磁石27に吸引することが好ましい。
The
また、制御装置28は、スロットル位置検出部32がスロットルレバー31の操作されている状態を検出し、エンジン回転数検出部29が第3の回転数以下、例えば8000rpm以下であることを検出した場合には、図8に示すように、バルブ駆動部35を駆動しない。つまり、この状態においては、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉(図の上段)に対して、バルブ駆動部35が作動することは無く、リードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持されることはない。この状態からエンジン1の回転数が上昇し、エンジン回転数検出部29により第3の回転数より高い第4の回転数、例えば9000rpmを超える回転数を検出した場合、つまり、エンジン回転数検出部29が第4回転数を超える回転数を検出した場合には、制御装置28はクランク位置検出部30のクランク位置信号とエンジン回転数検出部29のエンジン回転数信号に基づいて、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口15の開く回数に対する、吸気開口15が開いている間に吸気通路20を閉じる回数が1/2の所定値となるよう、バルブ駆動部35を図9に示すように駆動する。したがって、この状態においては、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉回数の1/2において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持される。なお、バルブ駆動部35を吸気開口15の開くタイミングより早めに作動させることで、リードバルブ21が吸気通路20を閉鎖した状態(リードバルブ21が変形していない状態)の間に通電してリードバルブ21を電磁石27に吸引することが好ましい。さらにエンジン1の回転数が上昇し、エンジン回転数検出部29により第4の回転数より高い第5の回転数、例えば9100rpmを超える回転数を検出した場合、つまり、エンジン回転数検出部29が第2の回転数を超える回転数を検出した場合には、制御装置28はクランク位置検出部30のクランク位置信号とエンジン回転数検出部29のエンジン回転数信号に基づいて、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口の開く回数に対する、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が3/4の別の所定値となる(所定値を1/2から3/4に変更する)よう、バルブ駆動部35を図10に示すように駆動する。したがって、この状態においては、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉回数の3/4において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持される。なお、この場合においても、バルブ駆動部35を吸気開口15の開くタイミングより早めに作動させることで、リードバルブ21が吸気通路20を閉鎖した状態(リードバルブ21が変形していない状態)の間に通電してリードバルブ21を電磁石27に吸引することが好ましい。
In addition, when the
さらに、制御装置28は、ストップスイッチ位置検出部34がストップスイッチ33の作動状態(エンジン1を停止させる状態)を検出し、エンジン回転数検出部29がエンジン1の回転している状態を検出すると、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉回数の全てにおいて、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口15が開いている間に吸気通路20が常に閉じるように、バルブ駆動部35を駆動する。なお、エンジン1の回転を検出せずに、単にストップスイッチ位置検出部34がストップスイッチ33の作動を検出した場合に、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口15が開いている間に吸気通路20が常に閉じるように例えば所定時間バルブ駆動部35を駆動するような構成としてもよい。
Further, the
このように構成されたエンジン1によれば、アイドリング時にエンジン1の回転数が上昇した場合には、例えば3500rpmを超えた場合には、制御装置28は、まず吸気開口15の開閉回数の1/2において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持する。これにより、クランク室への混合気の供給を制限してエンジン1の回転数の上昇を抑え、アイドリング回転数3000rpmを保持するように制御することができる。そして、エンジン1の回転数が3500rpmを越えた場合には、吸気開口15の開閉回数の3/4において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持する。これにより、クランク室への混合気の供給をより制限してエンジン1の回転数の上昇をより抑え、アイドリング回転数3000rpmを保持するようにより効果的に制御することが可能になる。したがって、エンジン1のアイドリング状態を確実に維持することが可能となるうえ、始動直後に、アイドルアップ等の始動補助機構の動作により、アイドリング回転数が過度に上昇して遠心クラッチが繋がってしまうことを抑制することも可能となる。さらに、アイドリング回転時にエンジン1の回転数が上昇した場合には、制御装置28により段階的に、つまり、回転数に応じて強くなるように、クランク室への混合気の供給が制限されるので、エンジン1の駆動状態が急激に変化することが無く、作業者に違和感を与えることを抑制して操作性を向上させることもできる。また、アイドリング回転数上昇時には混合気の供給が抑えられるので、未燃焼ガスの排出を抑えることが可能となり低排出ガス特性を実現できるうえ、燃料消費の低減も可能となる。
According to the engine 1 configured as described above, when the rotational speed of the engine 1 increases during idling, for example, when it exceeds 3500 rpm, the
また、操作中にエンジン1の回転数が過度に上昇した場合には、例えば9000rpmを超えた場合には、制御装置28は、まず吸気開口15の開閉回数の1/2において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持する。これにより、クランク室への混合気の供給を制限してエンジン1の回転数の過度な上昇を抑え、エンジン1の回転数が9000rpm以下になるよう制御することができる。そして、エンジン1の回転数が9500rpmを越えた場合には、吸気開口15の開閉回数の3/4において、バルブ駆動部35の作動により吸気開口15の開口中にリードバルブ21が吸気通路20を塞いだ状態に保持する。これにより、クランク室への混合気の供給をより制限してエンジン1の回転数の過度な上昇をより抑え、アイドリング回転数9000rpmを保持するようにより効果的に制御することが可能になる。したがって、エンジン1の過回転を確実に抑制することが可能となる。また、エンジン1の回転数が過度に上昇した場合には、制御装置28により段階的に、つまり、回転数に応じて強くなるように、クランク室への混合気の供給が制限されるので、エンジン1の駆動状態が急激に変化することが無く、作業者に違和感を与えることを抑制して操作性を向上させることもできる。さらに、リードバルブ21は吸気開口15の開口中に常に吸気通路20を塞いだ状態に保持されることが無く、吸気開口15の開閉回数に対して少なくとも1/4はリードバルブ21が開いてクランク室内に混合気が供給される。したがって、クランク室内部に潤滑油が含まれる混合気を供給してクランク室内部の潤滑を行うことが可能となり、エンジン1の焼き付き等を抑制することが可能となる。また、エンジン回転時には混合気の供給が抑えられるので、未燃焼ガスの排出を抑えることが可能となり低排出ガス特性を実現できるうえ、燃料消費の低減も可能となる。
In addition, when the rotational speed of the engine 1 increases excessively during operation, for example, when it exceeds 9000 rpm, the
さらに、ストップスイッチ33が作動しているにもかかわらず、エンジンが回転している場合には、ピストンの上下動に伴う吸気開口15の開閉回数の全てにおいて、吸気開口15の開くタイミングに合わせて、吸気開口15が開いている間に吸気通路20がリードバルブ21により常に閉じられる。したがって、エンジン1への余分な混合気の供給を止めて有害な排ガス成分の排出を抑制することが可能となるうえ燃料消費の低減も可能となり、ランオンやアフターファイアを効果的に防止することが可能となる。
Further, in the case where the engine is rotating despite the
また、吸気通路20は、インシュレータ19の吸気ポート14側の端部22に磁性体から成るリードバルブ21と、インシュレータ19の吸気通路20の外側にリードバルブ21を吸引する電磁石27とにより開閉制御することができる。したがって、インシュレータ19の外側に駆動機構を設ける必要が無く、構造が単純となりコンパクトにすることができ、インシュレータ19やエンジン1の周囲に装置を設置するための大きなスペースを要さず、組立ても単純で製品のコストを抑制することができる。また、クランク室が正圧の場合にはリードバルブ21は吸気通路20を閉鎖する状態にあり、リードバルブ21は吸気開口15が開く前の閉状態時にリードバルブ21が開かないよう通電しているので、電磁石から離れたリードバルブ21を引き寄せる必要がなくなり、消費電力を抑えることもできる。また、エンジン1は2サイクルエンジンであるため、吸排気バルブ等を備えず構成が簡素なまま、簡単な構成で開閉タイミングを制御することができる。
The
なお、吸気通路20を上述のリードバルブ21により開閉する構成に変えて、図10乃至図13に示すようにバタフライバルブ(吸気制御弁)221により構成してもよい。この場合、インシュレータ19には吸気通路20の外側には吸気通路20を囲むように環状に巻き回されたコイル226が設けられるとともに、コイル226の内側には回動軸241により回動可能に支持されたバタフライバルブ221が設けられる。コイル226は制御装置28のバルブ駆動部35に接続される。また、バタフライバルブ221には磁石242が設けられる。また、回動軸241とコイル226との接続部分には、バタフライバルブ221を開放位置に保持するばね部材243が設けられる。コイル226への通電時には、コイル226により発生する磁束により磁石242に発生する電磁力がばね部材243によるバタフライバルブ221を開放位置に保持する力に打ち勝って回動軸241回りにバタフライバルブ221を回転させる。そして、図12に示すように、バタフライバルブ221が吸気通路20を閉鎖するように、バタフライバルブ221を回転させる。また、コイル226への非通電時は、バタフライバルブ221は、ばね部材243により、図13に示すように開放位置に保持される。なお、バタフライバルブ221が吸気通路20を閉鎖する条件を上述のリードバルブ21の場合と同様である。
Note that the
このように、バタフライバルブ221を利用する場合も、リードバルブ21の場合と同様、インシュレータ19の外側に駆動機構を設ける必要が無く、構造が単純となりコンパクトにすることが可能となり、インシュレータ19やエンジン1の周囲に装置を設置するための大きなスペースを要さず、組立ても単純で製品のコストを抑制することができる。なお、バタフライバルブ221の場合には、単純に吸気通路20の開閉を制御することに加えて、例えば、回転数に応じて吸気通路20が開いている場合のバタフライバルブ221の回転角度を制御して吸気量を絞る制御を追加してもよく、この場合にはより回転数の制御、例えば、アイドリング回転数の維持、過回転の抑制を効果的に行うことができる。
As described above, when the
なお、アイドリング時や過回転時のリードバルブ21またはバタフライバルブ221の制御は、上述の実施形態のように2段階で行われるものに限られるものでは無く、例えば3段階、4段階に増やすまたは1段階に減らしてもよい。また、アイドリング状態検出手段は、スロットルレバーの位置を検出するものとしたが、例えば気化器のバタフライバルブを検出してもよく、また、ハンドル1004を作業者が把持しているか否かを検出して判別するようにしてもよい。また、吸気開口15の開閉回数に対する、吸気通路20の閉鎖される回数は、上述の例に限られるものでは無く、より回数を増やしたり、減らしたりしてもよい。また、本実施形態では2サイクルエンジンに本発明を適用したが、4サイクルエンジンに適用してもよい。さらに、上述の実施形態では、エンジン1は刈払機1001に搭載されているが、このエンジン1は刈払機1001への搭載に限られるものでは無く、チェンソー、ブロワ、ヘッジトリマ等のエンジン作業機に搭載されてもよい。
Note that the control of the
1 エンジン
4 気化器
6 クランク軸
7 マグネトロータ
8 シリンダブロック
9 イグニッションコイル
10 点火プラグ
11 シリンダボア
14 吸気ポート
15 吸気開口
16 ピストン
19 インシュレータ
20 吸気通路
21 リードバルブ
23 ストッパ
24 ねじ
25 鉄心
26 コイル
27 電磁石
28 制御装置
29 回転数検出部
30 クランク位置検出部
31 ストッロルレバー
32 エンジン1のストップスイッチ
33 ストップスイッチ
34 ストップスイッチ位置検出部
35 バルブ駆動部
36 演算部
37 電源回路
38 充電用コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4
Claims (8)
ピストンが往復動するシリンダボアに開口して開閉される吸気開口を有し、前記気化器から供給される前記混合気をクランクケースに設けられたクランク室に供給する吸気ポートが形成されるシリンダブロックと、
前記気化器と前記シリンダブロックとの間に設けられ、前記吸気ポートと前記気化器とを連通する吸気通路を有するインシュレータと、を備える小型エンジンであって、
該小型エンジンの回転数を含む該小型エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記吸気通路の開閉を行う吸気制御弁と、
前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口の開く回数に対する、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が所定値となるよう、前記吸気制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記運転状態検出手段が第1の所定回転数を越える回転数を検出すると、
前記制御手段は、前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が増えるよう、前記所定値を変更する、
ことを特徴とする小型エンジン。 A vaporizer for supplying a fuel / air mixture;
A cylinder block having an intake opening that opens and closes to a cylinder bore in which a piston reciprocates, and that forms an intake port for supplying the air-fuel mixture supplied from the carburetor to a crank chamber provided in a crankcase; ,
A small engine comprising an intake passage provided between the carburetor and the cylinder block and having an intake passage communicating the intake port and the carburetor;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the small engine including the rotational speed of the small engine;
An intake control valve for opening and closing the intake passage;
Based on the number of revolutions detected by the operating state detection means, the intake control valve is controlled so that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is a predetermined value with respect to the number of times the intake opening is opened. Bei example and control means for, the,
When the operating state detecting means detects a rotational speed exceeding a first predetermined rotational speed,
The control means changes the predetermined value based on the number of revolutions detected by the operating state detection means so that the number of times of closing the intake passage while the intake opening is open increases.
A small engine characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の小型エンジン。 The predetermined value is a value in which the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is smaller than the number of times the intake opening is opened.
The small engine according to claim 1.
該アイドリング状態検出手段が前記アイドリング状態を検出中に、前記運転状態検出手段が前記第1の所定回転数より低い第2の所定回転数を越える回転数を検出すると、前記制御手段は、前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が増えるよう、前記所定値を変更する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の小型エンジン。 The operating state detecting means has an idling state detecting means for detecting an idling state of the small engine,
When the idling state detecting means detects the idling state, when the operating state detecting means detects a rotational speed exceeding a second predetermined rotational speed lower than the first predetermined rotational speed, the control means Based on the number of rotations detected by the state detection means, the predetermined value is changed so that the number of times of closing the intake passage while the intake opening is open is increased.
Small engine according to claim 1 or 2, characterized in that.
該スロットル操作状態検出手段によりスロットルが閉じていることを検出すると、前記アイドリング状態検出手段は前記アイドリング状態を検出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の小型エンジン。 The operating state detection means includes throttle operation state detection means for detecting an operation state of the throttle,
When the throttle operation state detection means detects that the throttle is closed, the idling state detection means detects the idling state.
The small engine according to claim 3 .
ピストンが往復動するシリンダボアに開口して開閉される吸気開口を有し、前記気化器から供給される前記混合気をクランクケースに設けられたクランク室に供給する吸気ポートが形成されるシリンダブロックと、
前記気化器と前記シリンダブロックとの間に設けられ、前記吸気ポートと前記気化器とを連通する吸気通路を有するインシュレータと、を備える小型エンジンであって、
該小型エンジンの回転数を含む該小型エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記吸気通路の開閉を行う吸気制御弁と、
前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口の開く回数に対する、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が所定値となるよう、前記吸気制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記運転状態検出手段は、前記小型エンジンのアイドリング状態を検出するアイドリング状態検出手段を有し、
該アイドリング状態検出手段が前記アイドリング状態を検出中に、前記運転状態検出手段が第1の所定回転数より低い第2の所定回転数を越える回転数を検出すると、前記制御手段は、前記運転状態検出手段が検出した回転数に基づいて、前記吸気開口が開いている間に前記吸気通路を閉じる回数が増えるよう、前記所定値を変更する、
ことを特徴とする小型エンジン。 A vaporizer for supplying a fuel / air mixture;
A cylinder block having an intake opening that opens and closes to a cylinder bore in which a piston reciprocates, and that forms an intake port for supplying the air-fuel mixture supplied from the carburetor to a crank chamber provided in a crankcase; ,
A small engine comprising an intake passage provided between the carburetor and the cylinder block and having an intake passage communicating the intake port and the carburetor;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the small engine including the rotational speed of the small engine;
An intake control valve for opening and closing the intake passage;
Based on the number of revolutions detected by the operating state detection means, the intake control valve is controlled so that the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open is a predetermined value with respect to the number of times the intake opening is opened. Bei example and control means for, the,
The operating state detecting means has an idling state detecting means for detecting an idling state of the small engine,
When the idling state detecting means detects the idling state, the control means detects the operating state when the operating state detecting means detects a rotational speed exceeding a second predetermined rotational speed lower than the first predetermined rotational speed. Based on the number of rotations detected by the detection means, the predetermined value is changed so as to increase the number of times the intake passage is closed while the intake opening is open.
A small engine characterized by that .
該スロットル操作状態検出手段によりスロットルが閉じていることを検出すると、前記アイドリング状態検出手段は前記アイドリング状態を検出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の小型エンジン。 The operating state detection means includes throttle operation state detection means for detecting an operation state of the throttle,
When the throttle operation state detection means detects that the throttle is closed, the idling state detection means detects the idling state.
The small engine according to claim 5 .
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の小型エンジン。 The small engine is a two-cycle engine;
Small engines according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
ことを特徴とするエンジン作業機。 The small engine according to any one of claims 1 to 7 , comprising:
An engine working machine characterized by that.
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US13/155,294 US8869774B2 (en) | 2010-06-08 | 2011-06-07 | Small engine and engine work machine including the same |
CN2011101549737A CN102278208A (en) | 2010-06-08 | 2011-06-08 | Small engine and engine operating machine having the small engine |
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