(57)【要約】【課題】アイドリング時の燃料消費量が少なく、排ガス値が低い内燃エンジンを提供する。【解決手段】内燃エンジン（１）の１つの搬送通路（６）に開口する補助通路（２０）が設けられている。補助通路（２０）には、燃料蓄積室（２６）と連通している第２の燃料通路（２２）が開口している。補助通路（２０）を介して内燃エンジン（１）に供給される燃料の量は少なくとも１つの弁（２５）により制御されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース（４）内に回転可能に支持されているクランク軸（５）を駆動するピストン（８）により画成される燃焼室（３）と、ピストン（８）の所定の位置でクランクケース（４）を燃焼室（３）と流動的に連通させる少なくとも１つの搬送通路（６，６’）と、クランクケース（４）に開口する吸気通路（４６）とを備え、吸気通路（４６）に第１の燃料通路（１６）が開口し、該第１の燃料通路（１６）が吸気通路（４６）内の負圧に依存して該吸気通路（４６）に燃料を供給するようにした内燃エンジンにおいて、
内燃エンジン（１）の１つの搬送通路（６）に開口する補助通路（２０，４０）が設けられ、補助通路（２０，４０）に、燃料蓄積室（２６）と連通している第２の燃料通路（２２）が開口し、補助通路（２０，４０）を介して内燃エンジン（１）に供給される燃料の量が少なくとも１つの弁（２５，６５，７５，９５，１０５，１１５）により制御されていることを特徴とする内燃エンジン。
【請求項２】
第１の燃料通路（１６）が、ベンチュリー部（１３）の領域で、気化器（１０）内に形成されている吸気通路部分（１１）に開口していることを特徴とする、請求項１に記載の内燃エンジン。
【請求項３】
弁（２５，６５，７５，９５，１１５）が電気的に操作されることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃エンジン。
【請求項４】
弁（９５，１０５，１１５）が機械的に操作されることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃エンジン。
【請求項５】
補助通路（２０，４０）への第２の燃料通路（２２）の開口部と搬送通路（６）への補助通路（２０，４０）の開口部（４７）との間における補助通路（２０，４０）の体積が、たかだか、クランク軸（５）の１回転で補助通路（２０，４０）から搬送通路（６）内へ搬送される体積に相当していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項６】
補助通路（２０，４０）内に逆止弁（２４）が配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項７】
吸気通路（４６）と補助通路（２０，４０）とがエアフィルタ（４４）の浄化室（４５）と連通していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項８】
補助通路（２０）が別個の通路であることを特徴とする、請求項２から７までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項９】
補助通路（４０）が、気化器（１０）内で、吸気通路（４６）内に配置されている絞り要素の上流側で吸気通路（４６）から分岐していることを特徴とする、請求項２から７までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項１０】
弁（２５，１０５）が第２の燃料通路（２２）内に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項１１】
第１の燃料通路（１６）と第２の燃料通路（２２）とが燃料蓄積室（２６）と連通している共通の燃料通路部分（４３）から分岐していることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項１２】
弁（２５）が共通の燃料通路部分（４３）内に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の内燃エンジン。
【請求項１３】
第２の弁（９５）は第１の燃料通路（１６）と第２の燃料通路（２２）とが共通の燃料通路部分（４３）から分岐している領域に配置され、第２の弁（９５）が第１の燃料通路（１６）に供給される燃料の量と第２の燃料通路（２２）に供給される燃料の量とを制御することを特徴とする、請求項１２に記載の内燃エンジン。
【請求項１４】
第２の弁（１０５）が第２の燃料通路（２２）内に配置されていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の内燃エンジン。
【請求項１５】
第２の弁（１１５）が補助通路（２０）内に配置されていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の内燃エンジン。
【請求項１６】
第２の燃料通路（２２）内に、弁（２５）の下流側に位置するように逆止弁（２３）が配置されていることを特徴とする、請求項１０から１５までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項１７】
弁（６５，７５）が補助通路（２０）内に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項１８】
第２の燃料通路（２２）が搬送通路（６）のすぐ上流側で補助通路（２０）に開口していることを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項１９】
第１の燃料通路（１６）内に逆止弁（１８）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項２０】
燃料蓄積室（２６）が第３の燃料通路（１７）を介して吸気通路（４６）と連通し、第３の燃料通路（１７）内に絞り機構（３３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項２１】
少なくとも１つの搬送通路（６，６’）に燃焼空気を供給する空気通路（８２）が設けられていることを特徴とする、請求項１から２０までのいずれか一つに記載の内燃エンジン。
【請求項２２】
吸気通路（４６）がその長さの少なくとも一部分にわたって混合気通路（８１）と空気通路（８２）とに分割されていることを特徴とする、請求項２１に記載の内燃エンジン。
【請求項２３】
クランクケース（４）内に回転可能に支持されているクランク軸（５）を駆動するピストン（８）により画成される燃焼室（３）と、ピストン（８）の所定の位置でクランクケース（４）を燃焼室（３）と流動的に連通させる少なくとも１つの搬送通路（６，６’）と、クランクケース（４）に開口する吸気通路（４６）と、搬送通路（６）に開口する補助通路（２０，４０）とを備えた内燃エンジン（１）の作動方法において、
アイドリング時に、燃料をほとんど含んでいない空気を内燃エンジン（１）に供給し、クランク軸（５）の第１の回転（４９，５３）で補助通路（２０，４０）を介して燃料を供給することにより燃焼室（３）内に燃焼可能な混合気を形成させ、クランク軸（５）の第２の回転（４８，５０，５１，５２）で補助通路（２０，４０）を介して燃料をほとんど含んでいない空気を供給して燃焼室（３）を燃料をほとんど含んでいない空気で掃気するようにした前記作動方法。
【請求項２４】
第１の回転（４９，５３）と第２の回転（４８，５０，５１，５２）とを所定のモデルにしたがって行なうことを特徴とする、請求項２３に記載の作動方法。
【請求項２５】
第１の回転（４９，５３）の回数がクランク軸（５）の複数回の回転を含む時間間隔（ｔ）において第２の回転（４８，５０，５１，５２）の回数よりも少なくなるように、燃料の供給量を補助通路（２０，４０）を介して制御することを特徴とする、請求項２３または２４に記載の作動方法。
【請求項２６】
アイドリング時にクランク軸（５）の第２の回転ないし第８の回転で補助通路（２０，４０）を介して内燃エンジン（１）に燃料を供給することを特徴とする、請求項２５に記載の作動方法。
【請求項２７】
補助通路（２０，４０）を介して内燃エンジン（１）に供給される燃料の量を弁（２５，６５，７５，１０５，１１５）によって制御し、第１の回転（４９，５３）で所定の時間（ａ）弁（２５，６５，７５，１０５，１１５）を開き、第２の回転（４８，５０，５１，５２）で閉じたままにしておくことを特徴とする、請求項２３から２６までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項２８】
補助通路（２０，４０）を介して燃料を濃いめの燃料空気混合気として供給することを特徴とする、請求項２３から２７までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項２９】
少なくとも１つの作動状態において通路（２０，４０，４６）の１つのみを介して内燃エンジン（１）に燃料を供給することを特徴とする、請求項２３から２８までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項３０】
内燃エンジン（１）の完全負荷作動時に吸気通路（４６）と補助通路（２０，４０）とを介して内燃エンジン（１）に燃料空気混合気を供給することを特徴とする、請求項２３から２９までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項３１】
少なくとも１つの搬送通路（６，６’）内に空気通路（８２）からの燃焼空気を予め蓄積させることを特徴とする、請求項２３から３０までのいずれか一つに記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提概念に記載の内燃エンジンおよびその作動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１からは、燃料空気混合気を気化器から吸気通路を介してクランクケース内へ供給するようにした内燃エンジンが知られている。吸気通路には燃料穴が開口している。燃料穴は吸気通路内の負圧に依存して該吸気通路に燃料を供給する。燃料穴は燃料通路から燃料の供給を受け、燃料通路内には、内燃エンジンの回転数に依存して操作される切換え弁が配置されている。
【０００３】
この種の内燃エンジンのアイドリング時には、１回転ごとに少量の混合気が吸気通路を介してクランクケース内へ誘導され、クランクケースから搬送通路を介して燃焼室へ溢流する。燃料の量が少量であり、燃焼室内の状況のために、１回点ごとに燃焼室内で混合気の燃焼は行なわれない。燃焼が行なわれない場合、燃焼しなかった燃料の一部がクランクケースから順次送られてくる混合気によって燃焼室から掃気される。これによりアイドリング時の燃料消費量が高くなり、排ガス値が悪化する。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３３５３４５Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の内燃エンジンにおいて、アイドリング時の燃料消費量が少なく、排ガス値が低い内燃エンジンを提供することである。さらに本発明は、アイドリング作動時の低排ガス値を達成できる内燃エンジン作動方法を提供することをも課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、請求項１の構成を備えた内燃エンジンおよび請求項２３の構成を備えた方法により解決される。
【０００７】
補助通路を設けたことにより、弁を用いて回転に正確に即した燃料の配量が可能になる。これにより、実際に燃焼が行なわれるべきサイクルに対してのみ内燃エンジンに燃料を供給することが可能になる。アイドリング時には、燃料をほとんど含んでいない空気によりクランクケースを掃気できる。したがって、燃焼が必要でないときに内燃エンジンのクランク軸が回転する場合、燃焼室は燃料をほとんど含んでいない空気により掃気できる。これにより、燃焼しなかった燃料が燃焼室から掃気されるのが防止される。このためアイドリング時の燃料消費量が少なくなり、排ガス値が低下する。補助通路が搬送通路に開口しているので、アイドリング時にはたかだか少量の燃料がクランクケース内へ達する。搬送通路に供給される燃料は同じサイクルで燃焼室へ掃気される。したがって、これに続くサイクルでは、クランクケースからの空気による燃焼室の、燃料をほとんど含んでいない掃気が可能である。このサイクルでは、弁が閉じたままになっているので、燃料をほとんど含んでいない空気のみが補助通路を介して供給される。
【０００８】
アイドリング時には燃料の供給は実質的に補助通路を介して行なわれるので、吸気通路内に燃料がたまるのを回避できる。公知の内燃エンジンでは、アイドリング時の流速が遅いために吸気通路内に燃料のたまりが生じていた。これにより、クランクケース内への燃料の大量の溢流は行なわれないので、内燃エンジンの作動は静寂である。完全負荷時に燃料がクランクケースを介して供給されるので、クランクケース内の可動部材の十分な潤滑が行なわれ、その結果クランクケースを潤滑するための別個の装置を設ける必要がない。
【０００９】
内燃エンジンは気化器を有している。この場合、第１の燃料通路は、ベンチュリー部の領域で、気化器内に形成されている吸気通路部分に開口している。これにより、開口部の領域には、燃料を吸気通路内へ吸込むために十分な負圧が得られる。好ましくは、弁が電気的に操作されるのがよい。これにより、たとえば内燃エンジンの回転数に依存して、クランク軸のどの回転に対し補助通路への燃料を供給すべきかを簡単に制御することができる。しかしながら、弁が機械的に操作されるようにしてもよい。機械的な操作は特に内燃エンジンの作動状態、たとえばエンジン負荷に依存して行なわれる。機械的な操作は簡単に実現できるので、内燃エンジンの構成が簡潔になる。
【００１０】
回転に正確に即した配量を達成するため、補助通路への第２の燃料通路の開口部と搬送通路への補助通路の開口部との間における補助通路の体積は、たかだか、クランク軸の１回転で補助通路から搬送通路内へ搬送される体積に相当している。これにより、補助通路内への燃料の供給後、燃料はすべて補助通路から搬送通路内へ溢流し、したがって次のサイクルでの燃料供給が避けられ、燃料をほとんど含んでいない空気による燃焼室の掃気が可能である。燃料を回転に正確に即して配量することにより、燃焼モデルを自由に選定できる。これにより安定したアイドリングを達成できる。同時に、内燃エンジンの静寂な回転挙動を特にアイドリング時に達成でき、騒音の発生が少なくなる。
【００１１】
本発明によれば、補助通路内に逆止弁が配置されている。これにより、内燃エンジンの完全負荷時にクランクケース内での高圧縮のために燃料空気混合気がクランクケースから補助通路内へ逆流するのが避けられる。
【００１２】
本発明によれば、吸気通路と補助通路とはエアフィルタの浄化室と連通している。したがって、内燃エンジンが必要とする全燃焼空気が吸気通路と補助通路の双方を介して供給される。しかしながら、補助通路が、気化器内で、吸気通路内に配置されている絞り要素の上流側で吸気通路から分岐しているように構成してもよい。本発明によれば、弁は第２の燃料通路内に配置されている。合目的には、第２の弁は第１の燃料通路と第２の燃料通路とが共通の燃料通路部分から分岐している領域に配置されているのがよい。有利には、第２の弁が第１の燃料通路に供給される燃料の量と第２の燃料通路に供給される燃料の量とを制御するのがよい。これにより、弁を介して、第１の燃料通路と第２の燃料通路への燃料の分配を制御することができる。この場合燃料の制御は、たとえば内燃エンジンの作動状態に依存して行なうことができ、その結果たとえばアイドリング時には補助通路のみを介して燃料が供給され、完全負荷時には補助通路と吸気通路の双方を介して供給される。また、完全負荷時に吸気通路のみを介して燃料が供給されるように構成してもよい。弁の制御は、アイドリング時に燃料が吸気通路へ供給されないように行うことができる。この場合第１の燃料通路は遮断される。これにより、吸気通路を介して燃料がクランクケース内へ到達しないよう保証されている。したがって、補助通路を介して燃料が供給されないような回転に対して、燃料を含んでいない空気による燃焼室の掃気が行なわれるよう保証することができる。
【００１３】
有利には、第２の弁が第２の燃料通路内に配置されているのがよい。第２の弁は、クランク軸の回転ごとに燃料が供給されないように補助通路への燃料供給を制御することができる。この場合、第２の弁は特に電磁弁として構成されていてよく、他方第１の弁は機械的に操作されてよい。しかしながら、両弁を電磁的に操作される弁として構成するのも有利である。また、両弁を機械的に操作してもよい。有利には、第２の弁が補助通路内に配置されているのがよい。補助通路内に配置されている第２の弁を介して燃料供給を制御することもできる。
【００１４】
有利には、第１の燃料通路と第２の燃料通路とが燃料蓄積室と連通している共通の燃料通路部分から分岐しているのがよい。弁は共通の燃料通路部分内に配置されているのが有利である。これにより、弁は吸気通路への燃料供給と補助通路への燃料供給の両方を制御する。したがって、内燃エンジンに供給される燃料の量を内燃エンジンの作動状態に対し、たとえばその回転数に対し簡単に整合させることができる。燃焼空気が第２の燃料通路内へ圧入されるのを避けるため、本発明によれば、第２の燃料通路内に、弁の下流側に位置するように逆止弁が配置されている。しかしながら、弁が補助通路内に配置されていてもよい。これにより、弁を用いて、補助通路を直接切換えることができ、すなわちアイドリング用に燃料供給を切換えることができる。燃焼室が燃料を含んでいない空気により掃気されるサイクルでは、弁は閉じられる。これにより、補助通路内での燃料壁膜の分解により発生する掃気ロスを減少させることができる。
【００１５】
有利には、第２の燃料通路が搬送通路のすぐ上流側で補助通路に開口しているのがよい。この場合、開口部は有利には逆止弁の上流側に位置するように補助通路内に配置されているのがよい。搬送通路に対し空間的にすぐ近くに開口部を配置することにより、燃料が沈着することのできる補助通路の壁部分は短くなる。これによっても、補助通路内での壁膜分解により発生する掃気ロスを減少させることができる。
【００１６】
部分負荷範囲でも十分な燃料供給を保証するため、本発明によれば、燃料蓄積室は第３の燃料通路を介して吸気通路と連通し、第３の燃料通路内に絞り機構が配置されている。この場合、第３の燃料通路は部分負荷範囲での燃料供給に用いられる。
【００１７】
低排ガス値を達成するため、本発明によれば、少なくとも１つの搬送通路に燃焼空気を供給する空気通路が設けられている。この空気通路は、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気または燃料に乏しい燃焼空気を予め蓄積するために用いる。この燃料をほとんど含んでいない燃焼空気または燃料に乏しい燃焼空気は燃焼室へ侵入し、その後に新たな混合気がクランクケースから燃焼室に流入することができる。この予蓄積掃気空気は燃焼室内の排ガスを次に流入する新鮮な混合気から仕切る。これにより、新鮮な混合気が燃焼室から直接排気口へ逃げるのを防止できる。有利には、吸気通路がその長さの少なくとも一部分にわたって混合気通路と空気通路とに分割されているのが有利である。これにより空気通路のために別個の通路を設ける必要がなくなる。混合気通路も空気通路も共通の絞り要素により絞ることができる。これにより内燃エンジンの簡潔な構成が得られる。分割はたとえば吸気通路内に仕切り壁を設けることで行うことができる。
【００１８】
内燃エンジンの作動方法においては、すなわちクランクケース内に回転可能に支持されているクランク軸を駆動するピストンにより画成される燃焼室と、ピストンの所定の位置でクランクケースを燃焼室と流動的に連通させる少なくとも１つの搬送通路と、クランクケースに開口する吸気通路と、搬送通路に開口する補助通路とを備えた内燃エンジンの作動方法においては、本発明によれば、アイドリング時に、燃料をほとんど含んでいない空気を内燃エンジンに供給し、クランク軸の第１の回転で補助通路を介して燃料を供給することにより燃焼室内に燃焼可能な混合気を形成させ、クランク軸の第２の回転で補助通路を介して燃料をほとんど含んでいない空気を供給して燃焼室を燃料をほとんど含んでいない空気で掃気するようにした作動方法が提案される。
【００１９】
アイドリング時に第２の回転で内燃エンジンが燃料をほとんど含んでいない空気により掃気されることにより、燃料が燃焼しないまま燃焼室から掃気されるのが防止される。これにより掃気ロスを低減でき、したがって燃料消費量、排ガス値が低減する。所定の回転に対してのみ燃料が供給されるので、アイドリング時における内燃エンジンの燃焼回数を好適に制御でき、その結果所定の燃焼モデルを達成できる。よって、エンジンの静寂な回転を達成でき、エンジンの音をポジティブに制御することができる。
【００２０】
有利には、第１の回転と第２の回転とを所定のモデルにしたがって行なうのがよい。補助通路を介しての燃料供給は、第１の回転の回数がクランク軸の複数回の回転を含む時間間隔において第２の回転の回数よりも少なくなるように制御される。したがって、燃料をほとんど含んでいない空気により燃焼室が掃気されるようなより多くの回転が行なわれる。合目的には、アイドリング時にクランク軸の第２の回転ごとないし第８の回転ごとに補助通路を介して内燃エンジンに燃料を供給するのがよい。その間のサイクルでは、燃焼室は燃料をほとんど含んでいない空気により掃気される。これは補助通路により簡単に達成できる。合目的には、補助通路を介して内燃エンジンに供給される燃料の量を弁によって制御し、第１の回転で所定の時間弁を開き、第２の回転で閉じたままにしておくのがよい。したがって、弁の制御を介して内燃エンジンの燃焼モデルの制御を行うことができる。有利には、補助通路を介して燃料を濃いめの燃料空気混合気として供給するのがよい。有利には、少なくとも１つの作動状態において通路の１つのみを介して内燃エンジンに燃料を供給するのがよい。特にアイドリング作動時には、補助通路のみを介して燃料が供給される。有利には、内燃エンジンの完全負荷作動時に吸気通路と補助通路とを介して内燃エンジンに燃料空気混合気を供給するのがよい。しかしながら、完全負荷作動時に吸気通路のみを介して燃料空気混合気を供給するようにしてもよい。
【００２１】
第１の燃料通路が弁を有していることにより、スタート時に全燃料供給量が補助通路を介して行われるので、吸気通路内にチョーク弁を設けずに済む。補助通路を介しての燃料供給にはクランクケース内の大きな負圧が必要ないので、スタート時に燃焼可能な混合気を極めて迅速に燃焼室に提供することができ、その結果スタート過程が容易になり加速化される。
【００２２】
有利には、少なくとも１つの搬送通路内に空気通路からの燃焼空気を予め蓄積させるのがよい。予め蓄積された燃焼空気は燃料をほとんど含んでおらず、或いは燃料に乏しい。空気通路内の燃料成分は混合気通路内の燃料成分よりも少ない。この燃焼空気は燃焼室内の排ガスを次に流れてくる新鮮な混合気から分離させ、その結果新鮮な混合気が排ガスとともに燃焼室から逃げることがない。これにより内燃エンジンの排ガス値が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１に図示した内燃エンジン１はシリンダ２を有し、シリンダ２内にはピストン８が往復動するように支持されている。ピストン８はシリンダ２内に形成された燃焼室３を画成している。ピストン８は、連接棒９を介して、クランクケース４内に回転可能に支持されているクランク軸５を駆動する。内燃エンジン１は少なくとも１つの搬送通路６を有し、該搬送通路６はピストン８の下死点領域でクランクケース４を燃焼室３と連通させる。内燃エンジン１は高速２サイクルエンジンとして構成されており、排気量は少ない。この内燃エンジン１は好ましくはパワーソー、切断研磨機、刈払い機等の手で操縦される作業機に使用するのに適している。
【００２４】
内燃エンジン１は吸気通路４６を有している。吸気通路４６は内燃エンジン１の吸気口７に開口している。吸気口７はクランクケース４に開口し、シリンダ２に形成されており、その結果吸気口７はピストン８によりポート開閉制御されている。内燃エンジン１の吸気通路部分１１は気化器１０に形成されている。吸気通路部分１１はベンチューリ部１３を有し、ベンチューリ部１３には主燃料穴１４が開口している。ベンチュリー部１３の下流側には、吸気通路部分１１に、スロットル軸４２を備えたスロットルバルブ１２が回動可能に支持されている。主燃料穴１４の下流側にしてスロットルバルブ１２の上流側では部分負荷燃料穴１５が吸気通路部分１１に開口している。主燃料穴１４は第１の燃料通路１６から燃料の供給を受ける。燃料通路１６内には逆止弁１８が主燃料穴１４の上流側に配置されている。燃料は第１の燃料通路１６内では環状隙間１９を介して流れる。環状隙間１９と逆止弁１８と主燃料穴１４とは１つの主燃料ノズルに形成するのが有利である。
【００２５】
燃料通路１６は蓄積室２６と連通し、蓄積室２６内には燃料ポンプ３１が燃料を搬入させる。蓄積室２６は吸込み弁３０を介して燃料ポンプ３１と連通している。吸込み弁３０はばね２９により付勢されている。吸込み弁３０はレバー結合部２８を介して、蓄積室２６を画成している制御ダイヤフラム２７と連通している。蓄積室２６内の圧力に依存してレバー結合部２８が操作され、吸込み弁３０はばね２９の力に抗して開弁する。蓄積室２６は燃料通路１７を介して部分負荷燃料穴１５に燃料を供給する。燃料通路１７内には逆止弁３２とその下流側に設けられる絞り３３とが配置されている。
【００２６】
内燃エンジン１は、部分的に気化器１０内で案内されている補助通路２０を有している。補助通路２０は開口部４７を介して搬送通路６に開口している。開口部４７は搬送通路６を燃焼室３に開口させている搬送窓５４とほぼ同じ高さに配置されている。補助通路２０は開口部４７の上流側に逆止弁２４を有している。内燃エンジン１は気化器１０の上流側にエアフィルタ４４を有している。補助通路２０と吸気通路４６とはエアフィルタ４４の背面４５に開口しており、その結果内燃エンジン１には補助通路２０と吸気通路４６の双方を介して燃焼空気が供給される。
【００２７】
補助通路２０には、逆止弁２３と燃料穴２１とを介して第２の燃料通路２２が開口している。第２の燃料通路２２と第１の燃料通路１６とは共通の通路部分４３を介して燃料の蓄積室２６と連通している。共通の通路部分４３内には弁２５が配置されている。弁２５は電気で操作可能な弁として構成され、制御部５５により制御される。
【００２８】
補助通路２０の流動横断面は吸気通路４６の流動横断面よりもかなり小さい。燃料穴２１と搬送通路６への開口部４７との間における補助通路２０の容積は、クランク軸５が１回転する間に搬送通路６内に吸込まれる体積にたかだか相当するように選定されている。これにより、クランク軸５が１回転する間に燃料穴２１の下流側で補助通路２０内にある全体積が内燃エンジン１に吸込まれるよう保証されている。
【００２９】
次に、アイドリング時の内燃エンジン１の作動について図２ないし図５を用いて説明する。
【００３０】
作動時クランク軸は矢印３４の方向に回転する。クランク軸が図２に図示した位置にあるとき、ピストン８はクランクケース４から燃焼室３へ上昇行程を実施する。クランク軸が図２に図示した位置にあるとき、クランクケース４への吸気口７と燃焼室３への搬送通路５４とはピストン８により閉じている。開口部４７を介して補助通路２０から燃料をほとんど含んでいない空気（矢印３６で示した）が搬送通路６内へ吸込まれる。共通の燃料通路部分４３内の弁２５が開き、その結果燃料は矢印３５に沿って補助通路２０内へ流入することができる。吸気通路部分１１内の負圧が小さく、絞り３３の絞り作用が大きいために、燃料が主燃料穴１４と部分負荷燃料穴１５とを介して吸気通路部分１１内へ侵入することはない。
【００３１】
図３には、クランク軸５が矢印３４の方向へさらに回転してピストン８が上死点に達した状態を示している。ピストン８が上死点にあるとき、クランクケース４への吸気口７は開いており、その結果吸気通路４６を介して燃焼空気が矢印３７に沿ってクランクケース４内へ吸込まれる。この燃焼空気には少量の燃料が混入されていてよいが、しかし好ましくは燃焼空気は燃料をほとんど含んでいないのがよい。補助通路２０内で矢印３５に沿って流れている燃料は開口部４７の領域まで吸込まれている。共通の通路部分４３内にある電気弁２５は閉じており、その結果補助通路２０内へ燃料がさらに流入することはない。補助通路２０により、燃料をほとんど含んでいない空気が矢印３６に沿って開口部４７へ向けて順次流れる。前回のサイクルで燃焼室３は燃料をほとんど含んでいない空気で掃気されているので、ピストン８が上死点領域にあるとき、燃焼室３内での燃焼は行なわれない。
【００３２】
図４は、クランク軸５が矢印３４の方向にさらに回転した後の内燃エンジン１を示したものである。吸気口７はピストン８のスカートにより閉鎖されており、その結果吸気通路４６から燃焼空気がさらに吸込まれることはない。補助通路２０からの燃料は搬送通路６内に完全に吸込まれている。燃料は搬送通路６の領域８にある。前回のサイクルまでの弁２５の開弁時間および開弁時点は、搬送通路６からクランクケース４内へ燃料が溢流しないように選定される。補助通路２０は燃料をほとんど含んでいない空気により完全に充填されている。逆止弁２４が設けられているために、燃料空気混合気が領域３８から補助通路２０内へ逆流することが防止されている。
【００３３】
図５に示すように、搬送窓５４はピストン８がさらに下降行程を実施したときに開口し、その結果混合気が領域３８から矢印３９に沿って燃焼室３内へ流入することができる。クランクケース４からは、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気が矢印４１に沿って順次流れる。次にピストン８が上昇行程を実施すると、燃料空気混合気が燃焼室３内で圧縮され、ピストン８の上死点領域で点火される。次の燃焼により、ピストン８はその下死点方向へ加速される。弁２５はさらに閉弁状態を維持することができ、その結果次のサイクルでも、燃料をほとんど含んでいない空気による燃焼室３の掃気が行なわれる。
【００３４】
完全負荷作動時には、弁２５を制御することにより、内燃エンジン１に供給される燃料の量を制御することができる。弁２５により、吸気通路部分１１内の負圧に依存して、主燃料穴１４と部分負荷燃料穴１５とを介して吸気通路部分１１に燃料が供給される。補助通路２０に開口している燃料穴２１を介しても内燃エンジン１に燃料が供給される。したがって、補助通路２０と吸気通路４６の双方を介して燃料空気混合気が内燃エンジン１に供給される。吸気通路４６を介して供給される燃料空気混合気がクランクケース４を介して燃焼室３内へ流入することにより、クランクケース４内の可動部品の十分な潤滑が保障されている。
【００３５】
図６はアイドリング時の内燃エンジン１の作動を示している。この内燃エンジン１の一連の概略図は、クランク軸４の回転のどの段階で燃焼室３に混合気３９または燃料をほとんど含んでいない燃焼空気５６が流入するかを示したものである。図６のグラフは弁２５の状態とクランク軸４の角度αとの関係を示している。「０」は弁２５の閉弁状態を表わし、「１」は開弁状態を表わしている。図示した最初の回転４８では、燃焼室３が空気５６で掃気される。燃焼は行なわれない。ピストンが下死点に達した後、好ましくは搬送窓５４が閉じた後、弁２５が時点ｔ０で開き、時点ｔ１で閉じる。したがって時点ｔ０と時点ｔ１の間の時間ａ、弁２５は開弁状態にあり、燃料は図２に図示したように補助通路２０内へ流入する。前記最初の回転４８では、内燃エンジン１に燃料が供給されなかったので、燃焼室内での燃焼は行なわれていない。回転４９では、燃料が補助通路２０を介して搬送通路６内へ吸込まれ、矢印３９に沿って燃焼室３に侵入する。これにより燃焼室３内に燃焼可能な混合気が形成されるので、ピストンの上死点で燃焼を行うことができる。
【００３６】
次の３回の回転５０，５１，５２の間、燃料の供給は行なわれない。補助通路２０を介しても、吸気通路４６を介しても、内燃エンジン１に燃料は供給されず、その結果燃焼室３は燃料をほとんど含んでいない空気５６により掃気される。ピストン８の上死点領域での燃焼は行なわれない。これに続く回転５３では、弁２５は新たに時間ａだけ開き、その結果燃料は補助通路２０内へ侵入することができ、搬送通路６に供給される。したがって回転５３では、燃料空気混合気３９が燃焼室３の内部へ溢流し、その結果点火可能な混合気を形成させることができる。このように内燃エンジンは、燃料がクランク軸に供給されるクランク軸の第１の回転と、燃料の供給が行なわれない第２の回転とを実施する。
【００３７】
図示した実施形態では、クランク軸５が４回転するごとに燃料の供給が行なわれ、したがって燃焼室３での燃焼が行なわれる。その間にある、クランク軸の３回転の間、燃焼室は燃料をほとんど含んでいない空気により掃気される。したがって、クランク軸５の４回転を含む時間間隔ｔで、１回転で燃料の供給が行なわれ、３回転では燃料の供給は行なわれない。
【００３８】
クランク軸の２回目の回転ないし８回目の回転で燃料を供給するのが有利である。この場合燃料の供給は、特に、測定した回転数に基づいて適合させることのできる所定のモデルにしたがって行なわれる。また、燃料の供給を確率論的モデルにしたがって行なってもよく、その結果内燃エンジンによる振動の発生が防止される。燃料は補助通路２０を介して濃いめの燃料空気混合気の形態で供給される。完全負荷作動時には、クランク軸が１回転するたびに燃料が供給される。
【００３９】
図７に図示した内燃エンジン１の実施形態は、実質的に図１ないし図５に図示した内燃エンジン１に相当しているので、同一の部材には同一の符号を使用している。気化器１０は搬送通路６に開口している補助通路４０を有している。補助通路４０はエアフィルタ４４と直接に連通しておらず、スロットルバルブ１２の上流側にしてベンチューリ部１３の上流側で吸気通路部分１１に開口している。しかし、補助通路４０をベンチュリー部１３の下流側にしてスロットルバルブ１２の上流側で吸気通路部分１１から分岐させてもよい。
【００４０】
図８に図示した内燃エンジン１の実施形態も、実質的に図１ないし図５に図示した内燃エンジン１に相当している。しかしながら、内燃エンジン１に供給される燃料の量を制御する前記弁（６５）は第２の燃料通路２２内に配置されておらず、直接補助通路２０内に配置されている。弁６５は電磁弁として構成するのが好ましい。弁６５は搬送通路６に供給される燃料空気混合気の量を直接に制御し、よって間接的には補助通路２０を介して供給される燃料の量をも制御する。アイドリング時には、燃焼室３が燃料を含んでいない空気で掃気されるサイクルにおいて弁６５は閉じる。弁６５が直接補助通路２０内に配置されていることにより、このサイクルでは補助通路２０を介しての内燃エンジン１への燃料の供給も燃焼空気の供給も行なわれない。これにより、補助通路２０内の燃料の壁膜がアイドリング時に供給される燃焼空気によりはがされて内燃エンジン１に供給されることが防止されている。したがってアイドリングの掃気ロスを十分減少させることができる。図８の実施形態では、弁６５は燃料穴２１の下流側に位置するように気化器１０内に配置されている。
【００４１】
図９の実施形態では、前記弁（７５）は同様に補助通路２０内に配置されている。しかしながら、弁７５は気化器１０内ではなく、気化器１０の下流側にして逆止弁２４のすぐ上流側に位置するように補助通路２０内に配置されている。したがって弁７５は搬送通路６のすぐ上流側に配置されている。これにより弁７５と搬送通路６との間の通路長さが減少するので、燃料が沈着する壁の面積も減少する。弁７５が閉じている場合、たかだか最小量の燃料が燃焼室３内へ達するにすぎない。これによりアイドリング時の掃気ロスをさらに減少させることができる。その他の内燃エンジン１および気化器１０の構成並びに作動態様は図１ないし図５の実施形態のそれに対応している。
【００４２】
内燃エンジン１の他の実施形態を図１０に示す。この実施形態もその構成および作動態様の点で実質的に図１ないし図５の実施形態のそれに対応している。図１０の実施形態では、前記弁（２５）は第１の燃料通路１６と第２の燃料通路２２とに共通の燃料通路部分４３内に配置されている。しかしながら、第２の燃料通路２２は気化器１０内で補助通路２０に開口せずに、気化器１０の下流側で補助通路２０に開口している。燃料通路２２は搬送通路６および逆止弁２４のすぐ上流側で燃料穴６１を介して補助通路２０に開口している。燃料穴６１が空間的に搬送通路６のすぐ近くに配置されているので、燃料によって湿潤される補助通路２０の通路長さが短縮されており、その結果補助通路２０の通路壁に沈着しアイドリングにはがされて燃焼室３内へ達する燃料の量は最少である。これによってもアイドリング時の掃気ロスをさらに減少させることができる。
【００４３】
内燃エンジン１の他の２つの実施形態を図１１と図１２に示す。図１１と図１２の実施形態では、吸気通路４６は混合気通路８１と空気通路８２とに分割されている。このため、気化器１０内には、スロットルバルブ１２の領域に仕切り壁８０が配置されている。混合気通路８１には部分負荷燃料穴１５が開口している。仕切り壁８０は主燃料穴１４の領域へも延在していてよい。また、吸気通路４６がエアフィルタ４４までの全長にわたって混合気通路８１と空気通路８２とに分割されているように構成してもよい。しかしながら、気化器１０の下流側で混合気通路８１と空気通路８２とを分離させるのも有利である。空気通路８２は燃料をほとんど含んでいない空気を案内し、或いは、燃料成分が内燃エンジン１の少なくとも１つの作動状態において混合気通路８１内の燃料成分よりも少ないような燃料空気混合気を案内する。特に完全負荷時には、混合気通路８１と空気通路８２とはスロットルバルブ１２により仕切られているので、わずかな量の燃料が空気通路８２を介して内燃エンジン１に達するにすぎない。
【００４４】
図１１の実施形態では、空気通路８２は通路吸気口８４によってシリンダ２に開口している。通路吸気口８４はシリンダ２の、ピストン８がどの位置にあってもピストン８により閉鎖されている領域に配置されている。ピストン８は、その上死点領域で通路吸気口８４を搬送通路６’と連通させるピストンポケット８３を有している。複数個の搬送通路を空気通路８２と連通させる複数個のピストンポケット８３を設けてもよい。また、１つのピストンポケット８３が複数個の搬送通路６，６’への流動連通部を形成するように構成してもよい。補助通路２０が開口している搬送通路６にも空気通路８２を開口させてよい。空気通路８２を搬送通路６’と搬送通路６の双方へ連通させているピストンポケット８３の構成を図１１では破線で示した。
【００４５】
内燃エンジン１の作動時、空気通路８２とピストンポケット８３とを介して、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気、または燃料に乏しい燃焼空気が搬送通路６，６’内に予め蓄積される。ピストン８が搬送窓５４を燃焼室３に対し開口させると、まず、予め蓄積されていた、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気または燃料に乏しい燃焼空気が、燃焼室３内へ侵入して排ガスを燃焼室３から掃気させる。続いて、新鮮な燃料空気混合気が搬送通路６および／またはクランクケース４から燃焼室３内へ侵入する。
【００４６】
図１２の実施形態では、空気通路８２は逆止弁８５を介して搬送通路６’に開口している。図１２の実施形態の場合、空気通路８２と搬送通路６’との連通は搬送通路６’内の圧力またはクランクケース４内の圧力によって制御される。図１２の内燃エンジン１の作動態様は図１１の内燃エンジン１のそれに対応している。空気通路８２と搬送通路６との連通を図１２において破線で示した。搬送通路６，６’を共通の逆止弁８５を介して空気通路８２と連通させてもよいが、それぞれの搬送通路６，６’に対し別個の逆止弁８５を設けてもよい。
【００４７】
また、空気通路８２を別個の通路として構成してもよい。この場合には吸気通路４６との仕切りを設けずに済む。補助的な空気通路内に絞り要素を設け、該絞り要素の位置をスロットルバルブ２の位置に連動させるのが有利である。
【００４８】
図１３に図示した実施形態では、共通の燃料通路部分４３内に第１の弁２５が配置されている。この第１の弁２５は内燃エンジン１に供給される燃料の全量を制御する。この第１の弁２５は電磁操作される弁として構成されており、制御部５５により制御される。第１の弁２５の下流側には、第１の燃料通路１６と第２の燃料通路２２の分岐領域に第２の弁９５が配置されている。この第２の弁９５は第１の燃料通路１６と第２の燃料通路２２への燃料の分配を制御する。この場合第２の弁９５は第１の燃料通路１６への燃料供給か第２の燃料通路２２への燃料供給のいずれかを完全に遮断することができ、その結果補助通路２０だけを介して、或いは、吸気通路４６だけを介して、燃料が内燃エンジン１へ供給される。両方の燃料通路１６と２２の双方へ燃料を供給するような切換え状態も可能である。
【００４９】
内燃エンジン１の作動時には、第１の弁２５が内燃エンジン１の作動状態に依存して、内燃エンジン１に供給されるべき燃料の全量を制御するように構成されている。第２の弁９５は機械的に操作可能な弁として構成されているのが有利であり、内燃エンジン１の少なくとも１つの作動パラメータに依存して両燃料通路１６と２２に対する燃料の分配を制御する。第２の弁９５は特にスロットル軸４２に設けた横穴または繰り抜き部によって形成されていてよい。この場合には、第１の燃料通路１６および第２の燃料通路２２への燃料の供給はスロットルバルブ１２の位置に依存して行なわれ、すなわち内燃エンジン１の負荷に応じて行なわれる。第２の弁９５の代わりに、他の電磁操作式弁を設けてもよい。
【００５０】
第２の弁９５はアイドリング作動時に第２の燃料通路２２へ全部の燃料を供給するので、内燃エンジン１に供給されるべき燃料の全量は補助通路２０を介して供給される。完全負荷時には、第２の弁９５は第１の燃料通路１６へも第２の燃料通路２２へも燃料を供給するので、吸気通路４６と補助通路２０の双方を介して燃料が供給される。しかしながら、第２の燃料通路２２が遮断されて、内燃エンジン１に供給されるべき燃料の全量が吸気通路４６を介して内燃エンジン１に供給されるように構成してもよい。第１の弁２５は図１ないし図５に図示した第１の弁に相当しており、これに対応して制御される。
【００５１】
図１４は他の実施形態である。共通の通路部分４３内には、図１ないし図５に図示した燃料弁２５に対応する第１の弁２５が配置されている。燃料弁２５は制御部５５により電気操作され、図１ないし図６に対し説明したようにして制御される。第１の弁２５の下流側には、第２の燃料通路２２内に、同様に電気操作式弁として構成され、制御部５５により制御される第２の弁１０５が配置されている。第１の弁２５を介して、内燃エンジン１に供給される燃料の全量を制御することができ、他方第２の弁１０５は補助通路２０を介して内燃エンジン１に供給される燃料の量を制御する。
【００５２】
弁２５と１０５のいずれか一方を機械的に操作される弁として構成し、特に内燃エンジン１の作動パラメータに依存して制御するように構成してよい。第１の弁２５を機械的に操作される弁として構成した場合には、第１の弁２５は内燃エンジン１に供給されるべき燃料の全量を決定する。第２の弁１０５はクランク軸５の所定回転数に対し第２の燃料通路２２を開閉し、該所定回転数に対し燃料が補助通路２０を介して供給される。この場合第２の弁１０５は、図１ないし図５で弁２５に対し説明した個々の時点で開閉する。
【００５３】
しかしながら、第２の弁１０５を機械的に操作される弁として構成してもよい。この場合には、第１の弁２５は図１ないし図６で説明したように開閉される。第２の弁１０５はアイドリング作動時に完全に開き、その結果全部の燃料が補助通路２０を介して供給される。完全負荷作動時には第２の弁１０５は閉じ、その結果燃料はすべて吸気通路４６を介して供給される。しかしながら、第２の弁１０５が完全負荷作動時にも部分的に開き、その結果完全負荷作動時にも所定量の燃料が補助通路２０を介して供給されるように構成してもよい。
【００５４】
図１５に図示した実施形態は実質的に図１４の実施形態に対応している。しかしながら、第２の弁（１１５）は第２の燃料通路２２内に配置されず、直接補助通路２０内に配置されている。第２の弁１１５は補助通路２０から搬送通路６に供給される燃料空気混合気の量を制御する。第２の弁１１５は機械的に操作される弁として構成されていてよく、たとえばスロットルバルブ１２のスロットル軸４２によって制御される。
【００５５】
図１６は他の実施形態である。この実施形態では、電気的に操作される２つの弁１０５と１２５が図示されている。第１の弁１２５は第１の燃料通路１６内に配置されて、吸気通路４６に供給されるべき燃料の量を制御する。第２の弁１０５は第２の燃料通路２２内に配置されて、補助通路２０に供給されるべき燃料の量を制御する。両弁１０５と１２５とを介して、どのような作動状態でどの通路を介してどの程度の量の燃料を供給すべきかを自在に制御することができる。有利には、アイドリング時に燃料の全量が補助通路２０を介して供給されるのがよい。この作動状態では第１の弁１２５は閉じており、第２の弁１０５は開いている。部分負荷作動時には両弁１２５，１０５は部分的にまたは完全に開いていてよい。完全負荷時にも両弁１０５と１２５が完全に開いていて、その結果完全負荷時に補助通路２０と吸気通路４６の双方を介して燃料を供給するようにしてもよい。しかしながら、完全負荷時には第２の弁１０５が閉じ、供給されるべき燃料の全量が吸気通路４６を介して供給されるようにしてもよい。アイドリング時には、第２の弁１０５は、クランク軸５の各回転ごとに燃料が供給されないように制御される。燃料の供給は図１ないし図６で説明したように周期的に行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】気化器を備えた内燃エンジンの概略図である。
【図２】図１の内燃エンジンを、クランク軸の１回転の特定の時点で示した図である。
【図３】図１の内燃エンジンを、クランク軸の１回転の特定の時点で示した図である。
【図４】図１の内燃エンジンを、クランク軸の１回転の特定の時点で示した図である。
【図５】図１の内燃エンジンを、クランク軸の１回転の特定の時点で示した図である。
【図６】図１ないし図５に図示した内燃エンジンのアイドリング時の制御グラフである。
【図７】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図８】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図９】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１０】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１１】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１２】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１３】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１４】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１５】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【図１６】内燃エンジンの変形実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１                  内燃エンジン
２                  シリンダ
３                  燃焼室
４                  クランクケース
５                  クランク軸
６                  搬送通路
８                  ピストン
１０                気化器
１６，２２          燃料通路
２０，４０          補助通路
２４                逆止弁
２５、６５，７５，９５，１０５，１１５      弁
２６                燃料蓄積室
４６                吸気通路
５４                搬送窓
【図１】
2007046612.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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