JPS61272472A - 火花点火式エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は火花点火式エンジンに係り、とくに点火装置に
よって火花を発生し、この火花によって点火して燃焼爆
発させ、これによって出力を得るようにした火花点火式
エンジンに関する。 Ｋ発明の概要１ 本発明は、火花を発生して点火を行なう火花点火式エン
ジンの点火のタイミングを、低速時に遅らせ、しかも回
転数が上昇する過程での任意の所定回転数に達した際に
ステップ状に進角させ、エンジンの常用回転範囲では所
定の点火時期とし、さらに高速回転領域においては点火
時期を上記低速時の点火時期よりなおステップ状に遅ら
せることによって、エンジンの低速時および高速時の特
性を改善するようにしたものである。 Ｋ従来の技術１ 点火装置によって火花を発生させて点火を行なうように
したエンジンにおいては、その起動時に常用回転数で設
定された点火時期、すなわち上死点よりも約３０度進角
した角度において点火を行なうと、リコイルスタータを
引いたときにケッチンが生じやすく、これによって起動
時のフィーリングが悪化する。また、アイドリンク時の
エンジンの回転が不安定になる。このような現象を防止
するためには、点火のタイミングを遅らせればよい。 一方で草刈り機やポンプ等のような負荷変動の激しい機
器を駆動するエンジンに使用する場合には、上記エンジ
ンの負荷が低下した場合に急速にその回転数が上昇する
。これによってエンジンがオーバランし、さらにエンジ
ンが破壊される可能性を生ずる。破壊しなくても、耐久
性が悪化するとともにオーバランによって振動が増大し
、騒音が発生され、さらには使用上の不快感を伴うこと
になる。 Ｋ発明が解決しようとする問題点】 エンジンの起動時におけるケッチンを防止するために点
火角度を遅らせると、プラグの要求する電圧が上昇し、
磁石発電機の低速回転時の二次電圧を上げなければなら
なくなる。よってエンジンのフィーリングを追及してむ
やみに、すなわちオーバラン領域より点火角度を遅らせ
ることは必ずしも好ましいことではない。一方常用回転
時および高速時には、エンジンの回転数が上昇している
ので、磁石発電機の二次電圧も高くなっており、点火時
期を起動時よりも遅らせても、プラグの要求する電圧上
昇については大きな問題とはならない。 つぎに負荷が急激に減少してエンジンの回転数が急上昇
するオーバランを防止するためには、機械的なガバナや
キャブレタによって過回転の防止を図ることが可能であ
る。しかし機械的なガバナは形状が大きく、重儂が増加
し、手で持って使用する機械に用いるエンジンには不利
になる。またキャプレタにより高速を制御する場合は、
高速時に燃料を多く供給して燃料をリッチにし回転数を
抑制するので、常用回転領域の高速側寄りの部分から暫
時燃料が多く供給されるようキャブセッテングをする必
要があって、燃料の消費が増加し、また、常用回転領域
での加速性が悪化することになる。さらにこの方式は、
制御回転数のばらつきが大きいという欠点を有している
。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、起動時のケッチンを防止し、アイドリング時の回転
数を下げるとともに、エンジンのオーバランを防止する
ようにした火花点火式エンジンを提供することを目的と
するものである。 Ｋ問題点を解決するための手段１ 本発明は、点火装置によって火花を発生し、この火花に
よって点火して燃焼爆発させ、これによって出力を得る
ようにしたエンジンにおいて、回転数の低い領域で点火
のタイミングを遅らせる子種と、回転数が上昇する過程
での任意の所定回転数に達した際にステップ状に点火角
度を進める手段と、エンジンの回転数がオーバラン領域
に達した場合に点火のタイミングを上記回転数の低い領
域での点火タイミングよりさらにステップ状に遅らせる
手段とをそれぞれ設けるようにしたものである。 １作用】 従って本発明によれば、低速の領域において遅角して点
火が行な、われることになり、エンジンの起動時におけ
るケッチンを防止できる。また本発明によればアイドリ
ング回転数が低くな、るとともに、ステップ状に進角す
ることによって、常用回転範囲では所定の点火時期を維
持することができ、しかもエンジンの回転数がオーバラ
ン領域に達した場合には点火が低速の領域よりさらにス
テップ状に遅角して行なわれることになり、これによっ
てオーバランを未然に防止することが可能になる。

【実施例】

以下本発明を図示の一実施例につき説明する。 第１図は本発明の一実施例に係る火花点火式エンジンの
点火装置を示すものであって、この点火装置はエキサイ
タコイル１０を備えており、〇−タ１１に設けられてい
るマグネット１２の磁束によって出力を発生するように
なっている。そしてこのエキサイタコイル１０は遅角回
路１３およびダイオード１４を介してコンデンサ１５と
接続されている。コンデンサ１５には並列にダイオード
１６が接続されている。 上記コンデンサ１５は点火コイル１７の一次コイル１８
と接続されている。さらにこのコンデンサ１５と一次コ
イル１８に対して直列に、サイリスタ１９およびダイオ
ード２０が接続されている。 そしてサイリスタ１９とダイオード２０との間には、進
角回路２１が接続されている。また上記点火コイル１７
の二次コイル２２には点火プラグ２３が接続されている
。 つぎに上記遅角回路１３について説明すると、この遅角
計路１３は第２のサイリスタ２４を備えており、抵抗２
５と直列に接続されている。そしてこのサイリスタ２４
のゲートは、コンデンサ２６と抵抗２７を介して接続さ
れている。コンデンサ２６はダイオード２８を介°して
エキサイタコイル１０と接続されている。さらにコンデ
ンサ２６に対して並列に、バリスタ２９、サーミスタ３
０と抵抗３１の直列回路、および可変抵抗３２が接続さ
れている。さらにこの遅角回路１３はダイオード３３を
備えている。 つぎにサイリスタ１９と接続されている進角回路２１に
ついて説明すると、進角回路２１は第３のサイリスタ３
４を備えており、そのゲートは抵抗４５を介してコンデ
ンサ３５と接続されている。 またこのコンデンサ３５に対して並列にバリスタ３６、
サーミスタ３７と抵抗３８の直列回路、および可変抵抗
３９が接続されている。さらにこの進角回路２１はコン
デンサ４１を備えており、ダイオード４０を介してエキ
サイタコイル１０のマイナス側と接続されている。そし
てこのコンデンサ４１とダイオード４０との接続点は、
抵抗４２を介して上記サイリスタ１９のゲートに接続さ
れている。 つぎに以上のような構成に係る点火装置を備えるエンジ
ンの動作について説明する。エキサイタコイル１０はロ
ータ１１が一回転するごとに、第３図Ａまたは第４図Ａ
に示すような出力波形を発生する。すなわち負方向の出
力Ｅ１、正方向の出力Ｅ２、負方向の出力Ｅ３をロータ
１１の一回転ごとに発生することになる。そしてエキサ
イタコイル１０の正方向の出力Ｅ２によって、ダイオー
ド２８、コンデンサ２６、ダイオード１４、コンデンサ
１５、点火コイル１７の一次コイル１８、エキサイタコ
イル１０の順に電流が流れる。同時にダイオード２８を
流れる電流は、バリスタ２９、サーミスタ３０と抵抗３
１の直列回路、抵抗３２にそれぞれ分流することになる
。そしてこのような電流によってコンデンサ１５が第１
図に示す極性に充電され、点火用のエネルギを蓄えるこ
とになる。このコンデンサ１５の電圧の変化は第３図Ｂ
または第４図Ｂに示される。 つぎにエキサイタコイル１０の出力が負方向に転じ、エ
キサイタコイル１０が負方向の出力Ｅ３を発生すると、
エキサイタコイル１０、ダイオード４０、コンデンサ４
１、ダイオード４４、ダイオード３３、エキサイタコイ
ル１０の順に電流が流れる。そしてこの電流によってコ
ンデンサ４１が充電される。コンデンサ４１の充電電圧
の変化は第３図りまたは第４図りに示されている。 そしてコンデンサ４１の電荷は、抵抗４２、サイリスタ
１９のゲート、同カソード、バリスタ３６、コンデンサ
４１の順に流れて放電される。従って第３図りに示すよ
うに、コンデンサ４１の充電電圧がサイリスタ１９のゲ
ートトリガ電圧Ｖ（１１を越えた場合に、この点火用サ
イリスタ１９が導通されることになる。するとコンデン
サ１５に蓄えられていた電荷は、サイリスタ１９のアノ
ード、同カソード、バリスタ３６、ダイオード２０、点
火コイル１７の一次コイル１８、コンデンサ１５の順に
急激に流れ、これによって点火コイル１７の二次コイル
２２に高電圧が発生され、点火プラグ２３に火花を生じ
て点火動作が行なわれる。 でしてエンジンの回転数が低い場合には、上述の如くコ
ンデンサ４１の充電電圧が所定の電圧Ｖｇ１に達するま
で、サイリスタ１９の導通が遅れることになり、これに
よって火花が発生するタイミングが遅れることになる。 このようなエンジンの回転数の低い領域における点火角
度の遅れは、第２図に示されている。 つぎにこのエンジンの回転数が上昇する過程での任意の
所定回転数に達した際に、ステップ状に進角する動作を
説明する。上述の如く点火のためにサイリスタ１９が導
通されると、コンデンサ１５に蓄えられていた電荷はこ
のサイリスタ１９およびバリスタ３６を通って点火コイ
ル１７の一部コイル１８に供給されるが、このときに一
部の電流は、ダイオード４３を通、つて、コンデンサ３
５、サーミスタ３７と抵抗３８の直列回路、および可変
抵抗３９に分流することになる。そしてコンデンサ３５
に一部の電流が流れるために、このコンデンサ３５は第
３図Ｅまたは第４図Ｅに示すように充電される。そして
コンデンサ３５に蓄えられた電荷は、抵抗４５、サイリ
スタ３４のゲート、同カソード、サイリスタ１９のゲー
ト、同カソード、バリスタ３６、コンデンサ３５の順に
流れて放電されることになる。 エンジンの回転数が低い場合は、コンデンサ３５の充電
電圧も低いために、エキサイタコイル１０が負方向の出
力Ｅ３”を発生する前に、このコンデンサ３５の電圧は
第３図Ｅに示すようにサイリスタ３４のゲートトリガ電
圧■ｇ３以下になってしまう。従ってエキサイタコイル
１０の負方向の出力Ｅ３によってサイリスタ３４が導通
されることは゛ない。 ところがエンジンの回転数が所定の回転数に達すると、
第４図Ｅに示すように、エキサイタコイル１０が負方向
の出力Ｅ３を生ずるまで、コンデンサ３５の電圧がサイ
リスタ３４のゲートトリガ電圧ＶＯ３以上の電圧に維持
されることになり、このためにサイリスタ３４はエキサ
イタコイル１０の負方向の出力Ｅ３によって導通される
ことになる。 このようにエンジンの回転数の上昇とともに、エキサイ
タコイル１０の負方向の出力Ｅ３の立上がりによってサ
イリスタ３４が導通されると、このエキサイタコイル１
０の負方向の出力Ｅ３はサイリスタ３４のアノード、同
カソードを通してサイリスタ１９のゲートに加えられる
ことになり、このサイリスタ１９はエキサイタコイル１
０の負方向の出力Ｅ３の立上がりのタイミングで導通し
て点火動作を行なうことになる。従って第４図Ｂに示す
ように０１の角度だけ進角することになる。 この進角動作は第２図に示されている。このようにして
常用の回転数においては、常用回転数に見合った点火角
度で点火を行なうことになる。 つぎにこのエンジンの＾速時におけるオーバランの防止
の動作について説明する。このオーバランの防止の動作
は、第１図に示す遅角回路１３によって達成される。コ
ンデンサ１５に充電を行なうためのエキサイタコイル１
０の正方向の出力Ｅ２は、ダイオード２８を通してコン
デンサ２６に供給され、このコンデンサ２６も充電され
る。このコンデンサ２６の時定数は一定であって、この
ためにこのコンデサ２６とゲートが接続されているサイ
リスタ２４の導通している時間も一定になっている。そ
してエンジンの回転数がオーバラン領域に達しない場合
には、第３図Ｃまたは第４図Ｃにおいて実線で示すよう
に、エキサイタコイル１０が負方向の、出力Ｅ３を発生
する前に、このコンデンサ２６の充電電圧はサイリスタ
２４のゲートトリガ電圧ＶＯ２以下になってしまう。従
ってエキサイタコイル１０の負方向の出力Ｅ３によ？て
このサイリスタ２４が導通することはない。 これに対してエンジンの回転数がオーバラン領域に達す
ると、第４図Ｃにおいて点線で、示すように、エキサイ
タコイル１０が負方向の出力Ｅ３を発生するまで、この
コンデンサ２６の充電電圧はサイリスタ２４のゲートト
リガ電圧Ｖｇ２以上の値に保持され、サイリスタ２４が
導通される。すると午のエキサイタコイル１０の負方向
の電圧による電流の一部は、エキサイタコイル１０から
抵抗２５、サイリスタ２４のアノード、同カソード、ダ
イオード３３、エキサイタコイル１０の順に流れること
になり、これによってサイリスタ１９のゲートに供給さ
れる電流が減少する。 サイリスタ２４が導通することによって一部の電流がこ
のサイリスタ２４を通るように側路されると、サイリス
タ３４を通ってサイリスタ１９のゲートに流れる電流が
減少し、このサイリスタ１９のゲート・カソード間の電
圧は、第５図において実線で示す状態から点線で示す状
態に弯化する。 従ってこのサイリスタ１９のゲートに加わるゲートトリ
ガ電圧■ｇ１に達するまでの角度がθ２だけ遅れるよう
になる。従って第２図に示すように、オーバラン領域に
おいて回転数の低い領域での点火タイミングよりさらに
遅れた状態にステップ状に遅角が行なわれることになる
。 このように本実施例に係る点火装置を備えるエンジンに
おいては、起動時の点火角度が常用回転数での設定され
た点火時期よりも遅角するようになっているために、起
動時におけるケッチンを防止することが可能になる。ま
たアイドリンクの回転が安定し、従ってその回転数を下
げることが可能になり、アイドリング時の燃費を低減す
るとともに、アイドリンク時の振動を少なくすることが
可能になる。さらにアイドリンク時を過ぎた回転数で、
ステップ状に進角するようにしているために、常用の回
転範囲においてはその回転数に見合った点火動作を期待
でき、エンジンの性能を十分に発揮することが可能にな
る。 さらにエンジンの回転数が上昇してオーバラン領域に達
した場合には、点火角度を回転数が低い領域での点火タ
イミングよりさらにステップ状に遅らせるようにしてお
り、これによってオーバランを確実に抑制することが可
能になる。とくにオーバラン防止をこのような電子回路
から成る点火装置によって達成するようにしているため
に、オーバラン防止の機能を付加しても形状が大きくな
ることがなく、軽量でしかも制御回転数を安定に保持す
ることができる。さらにこのような構成によれば、燃・
料リッチのキャブセツテングによるオーバラン防止のも
のに比してエンジンの加速性が損われない。 つぎに第１図に示す点火装置を４Ｑｃｃの２ナイクルの
草刈り機用エンジンに適用するとともに、低速時の点火
角度を１０度遅らせてみたところ、アイドリング時の最
大の振動が１３Ｇから４Ｇに低減され、振動の平均値も
７〜８Ｇから２Ｇに低減された。またアイドリング時の
回転数を徐々に下げてゆき、エンジンが連続運転できる
下限の回転数であるデッドスロー回転数を調べたところ
、２５００回転から２０００回転に低下した。またアイ
ドリング時における燃料の流量が０．１８．ｅ／ｈから
０．１５β／ｈに減少した。

【発明の効果】

以上のように本発明は、回転数の低い領域で点火のタイ
ミングを遅らせる手段と、回転数が上昇する過程での任
意の所定回転数に達した際にステップ状に点火角度を進
める手段と、エンジンの回転数がオーバラン領域に達し
た場合に点火のタイミングを上記回転数の低い領域での
点火タイミングよりさらにステップ状に遅らせる手段と
をそれぞれ設けるようにしたものである。従って本発明
によれば、起動時のケッチンを防止し、アイドリンクの
回転数を下げて燃費を低減し、さらにはエンジンのオー
バランを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る火花点火式エンジンに
用いられる点火装置の回路図、第２図はこの点火装置の
特性を示すグラフ、第３図はエンジンの回転数が低い場
合の点火の動作を示すグラフ、第４図はエンジンの回転
数が上昇した場合の点火の動作を示すグラフ、第５図は
オーバランの防止の動作を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、 １０・・・エキサイタコイル １１・・・ロータ １２・・・マグネット １３・・・遅角回路 １５・・・コンデンサ １７・・・点火コイル １８・・・−次コイル １９・・・サイリスタ ２１・・・進角回路 ２２・・・二次コイル ２３・・・点火プラグ ２４・・・第２のサイリスタ ２６・・・コンデンサ ２７・・・抵抗 ３４・・・第３のサイリスタ ３５・・・コンデンサ− ４１・・・コンデンサ ４２・・・抵抗 である。 置−） 口頬べ臂−ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点火装置によって火花を発生し、この火花によって点火
   して燃焼爆発させ、これによって出力を得るようにした
   エンジンにおいて、回転数の低い領域で点火のタイミン
   グを遅らせる手段と、回転数が上昇する過程での任意の
   所定回転数に達した際にステップ状に点火角度を進める
   手段と、エンジンの回転数がオーバラン領域に達した場
   合に点火のタイミングを上記回転数の低い領域での点火
   タイミングよりさらにステップ状に遅らせる手段とをそ
   れぞれ設けるようにしたことを特徴とする火花点火式エ
   ンジン。