发动机和发动机工作机.pdf

本发明公开一种发动机和发动机工作机，该发动机包括：气缸体，其内置有能够往复运动的活塞；汽化器，其构造成将空气燃料混合物供应到气缸体中；曲轴箱，其形成有曲轴室；舌簧阀，其由磁性材料制成并设置在空气燃料混合物通道中，空气燃料混合物从空气燃料混合物通道通过；电磁体，其包括具有与所述舌簧阀面对的至少两个磁极件的铁芯，以及缠绕在所述铁芯的一部分周围的线圈；以及控制单元，其构造成控制所述电磁体。

权利要求书一种发动机，包括：
气缸体，其内置有能够往复运动的活塞；
汽化器，其构造成将空气燃料混合物供应到所述气缸体中；
曲轴箱，其形成有曲轴室；
舌簧阀，其由磁性材料制成并设置在空气燃料混合物通道中，空气燃料混合物从所述空气燃料混合物通道通过；
电磁体，其包括具有与所述舌簧阀面对的至少两个磁极件的铁芯，以及缠绕在所述铁芯的一部分周围的线圈；以及
控制单元，其构造成控制所述电磁体。
根据权利要求1所述的发动机，其中，
所述两个磁极件设置在所述空气燃料混合物通道中或所述空气燃料混合物通道的一部分中。
根据权利要求2所述的发动机，其中，
所述两个磁极件的与所述舌簧阀接触的表面形成为弧形形状，所述两个磁极件中的一者的所述表面设置成与所述两个磁极件中的另一者的所述表面关于所述空气燃料混合物通道的轴线对称；并且
所述铁芯包括U形部件，所述U形部件缠绕有所述线圈并将所述两个磁极件彼此相连。
根据权利要求3所述的发动机，还包括：
绝热体，其包括进气通道，所述进气通道设置在所述汽化器与所述气缸体之间以将进气门与所述汽化器连通，
其中，所述U形部件和所述线圈埋置在所述绝热体中。
根据权利要求3所述的发动机，其中，
所述两个磁极件和所述线圈设置在所述空气燃料混合物通道中。
根据权利要求1所述的发动机，其中，
通过在所述舌簧阀要变形的定时向所述电磁体供应电流，所述控制单元保持所述舌簧阀处于关闭状态。
根据权利要求1至6中任一项所述的发动机，其中，
如果所述发动机的转速高于目标转速，则所述控制单元向所述电磁体供应电流，从而，通过向所述电磁体供应电流，将在所述空气燃料混合物通道敞开期间所述舌簧阀关闭的次数的比率设定成预定比率。
一种发动机工作机，包括根据权利要求1至7中任一项所述的发动机。

说明书发动机和发动机工作机
技术领域
本发明涉及在灌木清除机、链锯等中使用的包括舌簧阀的发动机，更具体地说，涉及可以利用电气控制来强制地截断舌簧阀的发动机和发动机工作机。
背景技术
在例如灌木清除机或链锯等小型工作机中，广泛地将小型发动机特别是二冲程发动机用作动力源，例如在JP‑H07‑253033A中公开的。图22是示出灌木清除机1001的透视图，灌木清除机1001是发动机工作机的一个实例。如图22所示，灌木清除机1001包括：小型二冲程发动机，其适于安装在便携式发动机工作机上；发动机罩1002，其用于容纳发动机；以及旋转刀片1003，其附接在操作杆1005的前端部。发动机和覆盖发动机的发动机罩1002附接在操作杆1005的后端部。发动机的输出经由插在操作杆1005中的驱动轴（未示出）而传递至旋转刀片1003。工人用他或她的手握住附接在操作杆1005上的手柄1004，来操作灌木清除机1001。
灌木清除机1001所采用的二冲程发动机可以以紧凑轻便的构造获得有力的输出，并且可以通过供应燃料而长时间进行作业。然而，由于与四冲程发动机不同，二冲程发动机的气缸中不包括进气阀和排气阀，所以广泛地采用了如下技术：气缸设置有舌簧阀，以防止流入曲轴箱中的空气往回流动。另外，发动机设置有调节装置，当发动机转速超过预定值时，调节装置将空气燃料混合物通道封闭以防止发动机超速。例如，在JP‑H07‑253033A中，绝热体的外侧设置有用于移动驱动体和截断体的传动机构，并且设置在外部的电动机基于发动机转速来敞开或封闭设置在空气燃料混合物通道中的截断体。
发明内容
在JP‑H07‑253033A公开的调节装置中，由于空气燃料混合物通道的截断性能的可靠性稍显不足，所以存在如下可能性：由于不可靠的截断操作，可能允许空气燃料混合物流入。另外，需要用于在绝热体的外侧设置调节装置的空间，而且用于移动截断体的传动机构有些复杂，从而成为改善调节装置的使用寿命或可靠性的瓶颈。此外，由于通过控制来移动截断体，所以存在快速反应不足的问题。
为了解决现有技术中存在的上述问题而做出了本发明，本发明的目的是提供包括舌簧阀的发动机和配备有该发动机的发动机工作机：该发动机能够可靠地截断进入空气燃料混合物通道的空气燃料混合物流以防止发动机超速。
本发明的另一个目的是提供包括舌簧阀的发动机和配备有该发动机的发动机工作机：该发动机利用电磁力在期望定时保持舌簧阀的关闭状态以抑制未燃烧的气体排出。
本发明的另一个目的是提供如下发动机和配备有该发动机的发动机工作机：该发动机通过在不改变绝热体的尺寸的情况下把用于舌簧阀的电磁封闭机构结合到绝热体中，而可以以低成本改善可靠性。
以下是对本申请中所公开的本发明的典型部件的要点的描述。
（1）一种发动机，包括：
气缸体，其内置有能够往复运动的活塞；
汽化器，其构造成将空气燃料混合物供应到所述气缸体中；
曲轴箱，其形成有曲轴室；
舌簧阀，其由磁性材料制成并设置在空气燃料混合物通道中，
空气燃料混合物从所述空气燃料混合物通道通过；
电磁体，其包括具有与所述舌簧阀面对的至少两个磁极件的铁芯，以及缠绕在所述铁芯的一部分周围的线圈；以及
控制单元，其构造成控制所述电磁体。
（2）根据第（1）方面的发动机，其中，所述两个磁极件设置在所述空气燃料混合物通道中或所述空气燃料混合物通道的一部分中。
（3）根据第（2）方面的发动机，其中，所述两个磁极件的与所述舌簧阀接触的表面形成为弧形形状，所述两个磁极件中的一者的所述表面设置成与所述两个磁极件中的另一者的所述表面关于所述空气燃料混合物通道的轴线对称；并且所述铁芯包括U形部件，所述U形部件缠绕有所述线圈并将所述两个磁极件彼此相连。
（4）根据第（3）方面的发动机，还包括：绝热体，其包括进气通道，所述进气通道设置在所述汽化器与所述气缸体之间以将进气门与所述汽化器连通，其中，所述U形部件和所述线圈埋置在所述绝热体中。
（5）根据第（3）方面的发动机，其中，所述两个磁极件和所述线圈设置在所述空气燃料混合物通道中。
（6）根据第（1）方面的发动机，其中，通过在所述舌簧阀要变形的定时向所述电磁体供应电流，所述控制单元保持所述舌簧阀处于关闭状态。
（7）根据第（1）方面至第（6）方面中任一方面的发动机，其中，如果所述发动机的转速高于目标转速，则所述控制单元向所述电磁体供应电流，从而，通过向所述电磁体供应电流，将在所述空气燃料混合物通道敞开期间所述舌簧阀关闭的次数的比率设定成预定比率。
（8）一种发动机工作机，包括第（1）方面至第（6）方面中任一方面的发动机。
根据第（1）方面，由于形成了磁闭合回路以使磁力线从两个磁极件传至舌簧阀，所以舌簧阀与磁化的磁极件接触，从而获得了强烈的吸引力。因此，不必担心由于燃料通道的截断性能不足而导致的空气燃料混合物流入，可以可靠地截断空气燃料混合物。通过可靠地截断从汽化器向气缸供应的空气燃料混合物，发动机能够进行发动机转速控制或者有效的燃烧控制。
根据第（2）方面，由于两个磁极件或电磁体的磁极件设置在空气燃料混合物通道中或设置在空气燃料混合物通道的一部分中，所以吸入空气可以有效地冷却线圈所导致的发热。
根据第（3）方面，由于与舌簧阀接触的两个磁极件的表面形成为弧形形状，并且磁极件的凹入部分设置成关于空气燃料混合物通道的轴线彼此对称，所以可以获得由磁力形成的宽阔吸引区域。因此，电磁体可以将舌簧阀可靠地保持为关闭状态。
根据第（4）方面，由于U形铁芯和线圈埋置在绝热体中，所以可以在不使线圈振动或折断的情况下获得具有高可靠性和长使用寿命的发动机。
根据第（5）方面，由于两个磁极件和线圈设置在空气燃料混合物通道中，所以吸入空气可以非常有效地冷却线圈所导致的发热。此外，由于电磁体不必浇铸在绝热体中，所以可以降低制造绝热体的成本。
根据第（6）方面，由于控制单元通过在舌簧阀要变形的定时向电磁体供应电流来保持舌簧阀处于关闭状态，所以可以有效地降低发动机的转速，而且不会产生未燃烧的气体。
根据第（7）方面，如果发动机的转速高于目标转速，则所述控制单元向所述电磁体供应电流，从而将在所述空气燃料混合物通道敞开期间所述舌簧阀关闭的次数的比率设定成预定比率。结果，可以可靠地限制难以控制的二冲程发动机的发动机转速。
根据第（8）方面，由于实现了采用第（1）方面至第（7）方面中任一方面的发动机的发动机工作机，所以可以提供易于旋转控制并且便于使用的发动机工作机。
通过以下结合附图的详细说明，可以更清楚地理解本发明的以上和其它目的、以及新特征。
附图说明
图1是示出根据本发明的包括舌簧阀的发动机的整体构造的剖视图。
图2是示出图1的绝热体组件（由图1中的虚线A圈出的部分）的放大侧视图。
图3是示出当从气缸体8看去时（沿着图2中的箭头B看去时）图1中的绝热体组件的侧视图。
图4是示出图1中的绝热体组件的结构的分解图。
图5是示出图3中的绝热体19的侧视图，其中，阻止件23和舌簧阀21已从绝热体组件上拆除。
图6是沿着图5中的线C‑C截取的剖视图。
图7是当沿着图5中的箭头D看去时图5中的绝热体19的仰视图。
图8是示出设置有电磁体27的绝热体组件的侧视图，其中，阻止件23和舌簧阀21已从绝热体组件上拆除。
图9是在沿图8中的方向E看去时设置有电磁体27的图1中的绝热体组件的仰视图。
图10是示出当铁芯25附接到舌簧阀21上时图1中的绝热体组件中的磁力线流的示意图。
图11是示出图1中的绝热体组件的舌簧阀21最大程度地敞开从而与阻止件23接触的状态的侧视图。
图12是示出根据本发明的实施例的发动机1的控制框图。
图13是示出根据本发明的实施例的发动机1的舌簧阀21的进气口和阀驱动单元35的操作的时序图。
图14是示出根据本发明的实施例的发动机1的舌簧阀21的进气口和阀驱动单元35的操作的另一个时序图。
图15是示出根据本发明的实施例的发动机1的舌簧阀21的进气口和阀驱动单元35的操作的另一个时序图。
图16是根据本发明的第二实施例的绝热体119的侧视图。
图17是根据本发明的第三实施例的绝热体组件的侧视图。
图18是示出当从进气门14侧看去时根据本发明的第三实施例的绝热体组件的侧视图。
图19是示出根据本发明的第三实施例的绝热体组件的侧视图，其中，阻止件23和舌簧阀21已从绝热体组件上拆除。
图20是根据本发明的第三实施例的绝热体组件的剖视图。
图21是根据本发明的第四实施例的绝热体组件的剖视图。
图22是作为发动机工作机的实例的灌木清除机的透视图。
具体实施方式
第一实施例
下面参考附图描述根据本发明的示例性实施例。在下文中，以相同的附图标记表示本发明的多个附图和实施例中的相似部件，并且省略对它们的重复描述。另外，本文中的术语“上下方向”和“左右方向”是基于图1所示的方向而使用的。
在图1中，容纳在发动机罩2中的发动机1包括：汽化器4，其用于把从燃料箱3供应来的燃料与空气相混合，并且将空气燃料混合物供应至发动机1；消声器5；磁体转子7，其固定在曲轴6上；点火线圈（未示出），其固定在发动机1的气缸体8上；以及火花塞10，其与点火线圈相连。形成在气缸体8中的气缸孔设置在气缸体的内周壁内，内周壁具有排气口13、与进气门14连接的进气口15、以及与扫气通道（未示出）连接的扫气口（未示出）。
活塞16容纳在气缸孔11中，从而活塞16能够在气缸孔11中上下往复运动。当活塞16上下运动时，活塞16的侧壁分别将排气口13、进气口15和扫气口（未示出）敞开和封闭。图1示出活塞16位于上死点的状态。在这种情况下，排气口13被完全封闭，同时进气口15被完全敞开。活塞16利用连接杆18而与曲轴6相连，曲轴6可旋转地由附接在气缸体8的底部处的曲轴箱17支撑。气缸体8与消声器5连接并与排气门12连通。气缸体8的进气门14利用绝热体19而与汽化器4连接。
图2是示出图1的绝热体组件（图1中的虚线A圈出的部分）的放大侧视图。本文的术语“绝热体组件”是指在气缸体8与汽化器4之间结合的部件的组件。绝热体组件包括：绝热体19、设置在绝热体19的进气门14侧的一些部件（部件21、23和24，稍后对其进行详细描述）以及本实施例中额外地设置的电磁体27。由于绝热体19设置在进气门14与汽化器4之间，所以绝热体形成空气燃料混合物通道的一部分。形成具有期望长度的进气通道20来改善进气效率。通过将例如塑料等聚合树脂一体成型来制造绝热体19。
绝热体19的面向进气门14侧的端部设置有舌簧阀（进气控制阀）21。舌簧阀21是由不锈钢或贝氏体钢制成的可弹性变形的板状磁体。舌簧阀21具有足够大的面积，以完全覆盖绝热体19的进气通道20的开口部分，舌簧阀21以悬臂的形状与设置在舌簧阀21上的阻止件23一起被螺钉24支撑在进气门14侧。如果活塞16向上移动而使曲轴室内部与进气通道20内部之间的压强差超过预定值（如果曲轴室中产生负压），则舌簧阀21朝进气门14侧弹性地变形，从而使进气通道20与进气门14连通。另外，在舌簧阀21不变形的状态（图2所示的状态）下，舌簧阀21在进气门14侧覆盖进气通道20的整个开口部分，从而封闭进气通道20。
电磁体27在与舌簧阀21相对置的位置设置在绝热体19的进气通道20的端部。电磁体27具有：铁芯25，其在期望的区域与舌簧阀21接触；以及线圈26，其缠绕在铁芯25的一部分周围。电磁体27通过将线圈26通电或断电而在期望的定时控制电磁力的产生/停止。具体地说，电磁体27可以利用较小的电力输入来产生较高的吸引力。进气通道20中设置有磁极件，磁极件是铁芯25的一部分并与舌簧阀21接触。铁芯25的其余部分和线圈26埋置（浇铸）在绝热体19中。
图3是示出当从气缸体8看去时（沿着图2中的箭头B看去时）图1中的绝热体组件的侧视图。绝热体19具有垂直于进气流的大致矩形剖面。当如图3所示地看去时，圆形进气通道20形成在绝热体的大致中央部分附近。舌簧阀（进气控制阀）21设置在绝热体19的面向进气门14侧的端部19a。舌簧阀21构造成具有充分大于进气通道20的直径的尺寸。舌簧阀21以悬臂的形状与阻止件23一起被两个螺钉24支撑在绝热体19的面向进气门14侧的端部19a。优选地，舌簧阀21的形状及尺寸大致与本领域中的商用舌簧阀的形状及尺寸相同。作为电磁体27的一部分并用作磁极件的部分设置在进气通道20中，线圈26埋置在绝热体19中。
图4是示出绝热体组件的结构的分解视图。尽管通过浇铸来形成具有电磁体27的绝热体19，但在图4中分开地示出绝热体19和电磁体27，以便于理解它们的形状。实际上，当通过将合成树脂一体成型来制造绝热体19时，电磁体27的大部分被浇铸在绝热体19中。绝热体19的面向进气门14侧的端部19a设置有用于附接舌簧阀21的附接面19b。附接面19b以阶梯状朝进气门14侧凸起以便相对于气缸体进行定位。附接面具有稍大于舌簧阀21的尺寸，这取决于进气门14的内部形状。附接面19b的上部设置有用以固定螺钉24的两个螺钉孔19c，并且，在各个螺钉孔19c的内表面上形成有内螺纹部分。
电磁体27由铁芯25（25a至25c）和线圈26形成。铁芯25由两个磁极件25b、25c和用于连接这两个磁极件的U形磁极件25a组成。线圈26缠绕在U形部分25a的中间部分（字母U的底部）周围，线圈26的通电使得铁芯25产生沿预定方向的磁通量。结果，磁极件25b可以磁化成N极，磁极件25c可以磁化成S极。磁极件25b和25c形成弧形半圆的形状。彼此面对的磁极件25b和25c相对于进气通道20的轴线彼此对称地设置，从而使各自的凹入部分彼此面对。磁极件25b和25c以预定间距设置而不彼此接触，并且通过焊接等方法而固定在U形部分25a上。当将电磁体27浇铸在绝热体19中时，将磁极件25b和25c设置成不暴露在外侧。在本实施例中，磁极件25b和25c设置成位于进气通道20中。在本实施例中，磁极件25b和25c形成为具有与进气通道20的内径相等的外径。同时，尽管图4中未示出，但从线圈26延伸出两条引线来供应DC电流。
利用两个螺钉24将舌簧阀21和阻止件23固定在附接面19b上。阻止件23是通过弯折例如不锈钢板等薄板而形成的部件，并且确定舌簧阀21弹性地变形时的最大角度θ（参见图2）。由于阻止件23起到防止舌簧阀21的弹性变形超过预定水平的作用，因此优选的是，阻止件具有足够大的强度，从而不会由于与舌簧阀21接触而变形。
图5是示出当从进气门14侧看去时图3中的绝热体19的侧视图，其中，阻止件23和舌簧阀21已从绝热体组件上拆除。除了浇铸有电磁体27以外，根据本实施例绝热体19具有与现有技术的绝热体的尺寸相同的尺寸。因此，可以容易地通过用根据本实施例的绝热体19代替现有技术的绝热体，来实现本发明。同时，尽管本发明的绝热体19的附图示出了螺钉孔，但在必要时绝热体可以设置有两个至四个螺钉孔，螺钉穿过螺钉孔而将绝热体19附接到气缸体8上。
图6是沿着图5中的线C‑C截取的剖视图。从图5中可以理解到绝热体19的进气通道20的内径与铁芯25的磁极件25b或25c的尺寸之间的关系。另外，由于磁极件25b或25c的面向进气门14侧的端部设置成与绝热体19的附接面19b齐平，应该理解的是，当舌簧阀21闭合时，磁极件25b和25c与舌簧阀21接触。通过在进气通道20内设置磁极件25b和25c，减小了进气通道的剖面。在这种情况下，优选的是，与进气通道中没有设置磁极件的现有技术的绝热体相比，进气通道20构造成具有稍大的内径。铁芯25的用于固定磁极件25b和25c的U形部分25a的大部分被浇铸在绝热体19中。另外，由于缠绕在U形部分25a周围的线圈26全部被浇铸在绝热体19中，所以可以防止U形部分被油等污染或者由于振动而折断。
图7是当沿着图5中的箭头D看去时图5中的绝热体19的仰视图。从图7中可以看出，铁芯25和线圈26设置在绝热体19的靠近进气门14的端部。线圈26设置有用以向线圈26供应DC电流的两条电源线26a和26b。如果向线圈26供应电流以从铁芯25的磁极件25b和25c产生磁场，则磁极件25b磁化为N极，磁极件25c磁化为S极。这种状态如图8所示，图8中的倾斜阴影线所指示的部分25b和25c用作利用磁性来强烈地吸引舌簧阀21的附接面。除了将螺钉固定在两个螺钉孔19c中以外，还利用倾斜阴影线所指示的大致圆筒形部分（直径等于进气通道的内径）来可靠地保持上述状态。
图9是在沿图8中的方向E看去时设置有电磁体27的图1中的绝热体组件的仰视图。在图9中，示出从磁极件25b（N极）指向磁极件25c（S极）的磁力线40。如图9所示，由磁性体制成的舌簧阀21引导从磁极件25b（N极）指向磁极件25c（S极）的磁力线40而形成闭合回路。因此，舌簧阀21被强烈地吸向绝热体19侧，从而可靠地保持由舌簧阀21封闭进气通道20的状态。在向电磁体21供应少量DC电流的情况下，吸引力就足够强。即使向进气门14侧施加大负压，舌簧阀21也不打开。图10是示出当铁芯25吸引舌簧阀21时图1所示的绝热体组件中的磁力线流的示意图。如果舌簧阀21被吸引到绝热体19侧，则磁力线40穿过由磁性体制成的舌簧阀21并且从磁极件25b（N极）指向磁极件25c（S极）。除非停止向电磁体27的线圈26供应电流，否则舌簧阀21的自由端侧不会在曲轴室的负压下与绝热体19的附接面19b分离。
图11是示出绝热体组件的舌簧阀21最大程度地打开从而与阻止件23接触的状态的侧视图。通常，当活塞16向上移动而使曲轴室的内部与进气通道20的内部之间的压强差超过预定值时（如果曲轴室中产生负压），则舌簧阀21朝进气门14侧弹性地变形，从而使进气通道20敞开。在这种情况下，舌簧阀21的可移动角度为θ。另外，在舌簧阀21未变形的状态下，舌簧阀21覆盖进气通道20的面向进气门侧的端部，并且封闭进气通道20，从而防止当曲轴箱17被压缩时燃料返回至进气通道20。在本实施例中，如图9所示，由于通过向线圈26供应电流使舌簧阀21在关闭的状态下与磁极件25b及25c接触，因此，图10所示的磁力线40穿过舌簧阀21而形成闭合回路，并且可以强有力地保持舌簧阀21。即使曲轴室的内部与进气通道20的内部之间的压强差增大，仍然可以封闭进气通道20。结果，在不需要向气缸孔11侧供应空气燃料混合物的情况下，仅通过从运算单元36向阀控制单元35发出电指令就可以可靠地阻止空气燃料混合物流入。
图12是示出根据本发明的实施例的发动机1的控制框图。发动机1所采用的控制单元（控制装置）28包括：发动机转速检测单元（驱动状态检测装置）29，其用于检测发动机1的转速；曲轴位置检测单元（驱动状态检测装置）30，其用于检测发动机1的曲轴6的位置（曲轴角度或活塞位置）；节气门位置检测单元（驱动状态检测装置、空转状态检测装置和节气门操作状态检测装置）32，其用于检测设置在手柄1004上的节气门杆31的位置；停机开关位置检测单元（驱动状态检测装置）34，其用于检测设置在手柄1004上用于使发动机1停机的停机开关33的位置；阀驱动单元35，其对线圈26通电；以及运算单元36。
发动机转速检测单元29通过检测来自点火线圈的信号来检测发动机1的转速，并且将发动机转速信号输出至运算单元36。曲轴位置检测单元30与电源电路37相连，并且，利用当磁体转子7的磁体39穿过用于向电源电路37供应电能的充电线圈38时产生的电压脉冲，来检测曲轴6的预定位置，例如，曲轴6的上死点或位于上死点之前的预定角度处的位置。当曲轴6经过预定位置时，曲轴位置检测单元30将表示曲轴6的预定位置的曲轴位置信号输出至运算单元36。曲轴位置检测单元30可以利用点火线圈产生的电压脉冲而不是利用充电线圈38来检测曲轴6的位置。另外，节气门位置检测单元32检测节气门杆3是否被操作，并且将节气门位置信号输出至运算单元36。停机开关位置检测单元34检测停机开关33是否被操作（发动机被停机），并且将停机开关信号输出至运算单元36。将从发动机转速检测单元29、曲轴位置检测单元30、节气门位置检测单元32和停机开关位置检测单元34输出的信号输入运算单元36，运算单元36把对线圈26通电以操作电磁体27的信号输出至阀驱动单元35。
如图13所示，节气门位置检测单元32检测到节气门杆31没有被操作（节气门关闭）的状态，并且发动机转速检测单元29检测到发动机1的转速低于空转转速，例如3000rpm或更低，在上述情况下，控制单元28不操作阀驱动单元35。也就是说，在与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开或封闭（图中的上部）的情况下，不操作阀驱动单元35，从而不保持舌簧阀21封闭进气通道20的状态。
从上述状态起，如果发动机1的转速增加并且发动机转速检测单元29检测到高于空转转速的第一发动机转速，例如3500rpm或更高的转速，也就是说，如果节气门位置检测单元32检测到节气门杆31没有被操作（节气门关闭）的状态并且发动机转速检测单元29检测到发动机转速超过第一发动机转速，则如图14所示，控制单元28基于从曲轴位置检测单元30输出的曲轴位置信号和从发动机转速检测单元29输出的发动机转速信号在进气口15敞开的定时驱动阀驱动单元35，并且将进气通道20在进气口15敞开期间被封闭的次数与进气口15的敞开次数的比率设定为预定值，即1/2。在把与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开和封闭的次数的比率设定为1/2的情况下，在进气口15敞开时，通过操作阀驱动单元35来保持舌簧阀21封闭进气通道20的状态。同时，通过比敞开进气口15的定时更快地操作阀驱动单元35，优选在舌簧阀21封闭进气通道20的状态（舌簧阀21未变形的状态）下对电磁体27通电，从而将舌簧阀21吸引到电磁体27上。同时，如果舌簧阀21的开口角度θ小，则可以利用从磁极件25b和25c产生的磁通量来吸引舌簧阀21。
如果发动机1的转速进一步增大，并且发动机转速检测单元29检测到高于第一发动机转速的第二发动机转速，例如3600rpm或更高，也就是说，如果节气门位置检测单元32检测到节气门杆31没有被操作（节气门关闭）的状态并且发动机转速检测单元29检测到发动机转速超过第二发动机转速，则如图15所示，控制单元28基于从曲轴位置检测单元30输出的曲轴位置信号和从发动机转速检测单元29输出的发动机转速信号，在进气口15敞开的定时驱动阀驱动单元35，并且将进气通道20在进气口15敞开期间被封闭的次数与进气口15的敞开次数的比率设定为另一个预定值，即3/4（将预定值由1/2改为3/4）。在把与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开和封闭的次数的比率设定为3/4的情况下，在进气口15敞开时，通过操作阀驱动单元35来保持舌簧阀21封闭进气通道20的状态。同时，在这种情况下，通过比敞开进气口15的定时更快地操作阀驱动单元35，优选在舌簧阀21封闭进气通道20的状态（舌簧阀21未变形的状态）下对电磁体27通电，从而将舌簧阀21吸引到电磁体27上。
如图13所示，节气门位置检测单元32检测到节气门杆没有被操作31的状态，并且发动机转速检测单元29检测到发动机1的转速低于第三发动机转速，例如8000rpm或更低，在上述情况下，控制器28不操作阀驱动单元35。也就是说，在与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开或封闭（图中的上部）的情况下，不操作阀驱动单元35，从而不保持舌簧阀21封闭进气通道20的状态。从上述状态开始，如果发动机1的转速增大，并且发动机转速检测单元29检测到高于第三发动机转速的第四发动机转速，例如9000rpm或更高，也就是说，如果节气门位置检测单元32检测到节气门杆31没有被操作（节气门关闭）的状态并且发动机转速检测单元29检测到发动机转速超过第四发动机转速，则如图14所示，控制单元28基于从曲轴位置检测单元30输出的曲轴位置信号和从发动机转速检测单元29输出的发动机转速信号，在进气口15敞开的定时驱动阀驱动单元35，并且将进气通道20在进气口15敞开期间被封闭的次数与进气口15的敞开次数的比率设定为预定值，即1/2。在把与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开和封闭的次数的比率设定为1/2的情况下，在进气口15敞开时，通过操作阀驱动单元35来保持舌簧阀21封闭进气通道20的状态。同时，通过比敞开进气口15的定时更快地操作阀驱动单元35，优选在舌簧阀21封闭进气通道20的状态（舌簧阀21未变形的状态）下对电磁体27通电，从而将舌簧阀21吸引到电磁体27上。
如果发动机1的转速进一步增大并且发动机转速检测单元29检测到高于第四发动机转速的第五发动机转速，例如9100rpm或更高，也就是说，如果节气门位置检测单元32检测到节气门杆31没有被操作（节气门关闭）的状态并且发动机转速检测单元29检测到发动机转速超过第五发动机转速，则如图15所示，控制单元28基于从曲轴位置检测单元30输出的曲轴位置信号和从发动机转速检测单元29输出的发动机转速信号，在进气口15敞开的定时驱动阀驱动单元35，并且将进气通道20在进气口15敞开期间被封闭的次数与进气口15的敞开次数的比率设定为另一个预定值，即3/4（将预定值由1/2改为3/4）。在把与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开和封闭的次数的比率设定为3/4的情况下，在进气口15敞开时，通过操作阀驱动单元35来保持舌簧阀21封闭进气通道20的状态。同时，在这种情况下，通过比敞开进气口15的定时更快地操作阀驱动单元35，优选在舌簧阀21封闭进气通道20的状态（舌簧阀21未变形的状态）下对电磁体27通电，从而将舌簧阀21吸引到电磁体27上。
如果停机开关位置检测单元34检测到停机开关33的操作状态（使发动机1停机的状态）并且发动机转速检测单元29检测到发动机1的旋转状态，则控制器28操作阀驱动单元35，从而在所有次与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开和封闭时，进气通道20在进气口15敞开的定时总是被封闭。同时，如果未检测到发动机1的旋转并且停机开关位置检测单元34仅检测到停机开关33的操作，则控制单元可以构造成在进气口15敞开的定时，阀驱动单元35操作例如预定时间段，使得在进气口15敞开时进气通道20总是被封闭。
采用包括上述构造的发动机1，如果发动机1的转速在空转时增大，例如超过3500rpm，则控制单元28通过以进气口15的敞开和封闭次数的1/2操作阀驱动单元35，来保持在进气口15敞开期间舌簧阀21封闭进气通道20的状态。结果，限制了向曲轴室供应空气燃料混合物，从而抑制发动机1的转速增大，并且可以控制空转转速而使其保持3000rpm。如果发动机1的转速超过3500rpm，则控制单元28通过以进气口15的敞开和封闭次数的3/4操作阀驱动单元35，来保持在进气口15敞开期间舌簧阀21封闭进气通道20的状态。结果，限制了向曲轴室供应空气燃料混合物，从而进一步抑制发动机1的转速增大，并且可以有效地控制空转转速而使其保持3000rpm。因此，可以可靠地保持发动机1的空转状态。在刚刚启动之后，还可以抑制由于例如空转‑开启（idle‑up）装置等启动辅助机构的操作而导致的用以使离心式离合器操作的空转转速过度增大。
在发动机1空转时的转速增大的情况下，控制单元28基于发动机转速而逐渐地限制向曲轴室供应空气燃料混合物，所以发动机1的驱动状态不会突然地改变。另外，可以通过抑制工人感觉到存在故障来改善发动机1的可操作性。另外，由于当空转转速增大时抑制空气燃料混合物的供应，所以可以抑制未燃烧的气体的排出，从而实现低排放性能并降低燃料消耗。
如果在操作节气门杆31期间发动机1的转速过度增大，例如超过9000rpm的转速，则控制单元28通过以进气口15的敞开和封闭次数的1/2操作阀驱动单元35，来保持在进气口15敞开期间舌簧阀21封闭进气通道20的状态。结果，限制了向曲轴室供应空气燃料混合物，从而抑制发动机1的转速过度增大，并且可以控制发动机1的转速低于9000rpm。
如果发动机1的转速超过9500rpm的转速，则控制单元28通过以进气口15的敞开和封闭次数的3/4操作阀驱动单元35，来保持在进气口15敞开期间舌簧阀21封闭进气通道20的状态。结果，进一步限制了向曲轴室供应空气燃料混合物，从而抑制发动机1的转速过度增大，并且可以有效地控制发动机1的转速而使其保持9000rpm的实用上限。因此，可以可靠地抑制发动机1的过度旋转。
同时，舌簧阀21不保持如下的状态：在敞开进气口15期间总是封闭进气通道20。舌簧阀21以进气口15的敞开和封闭次数的至少一部分例如1/4敞开，以使空气燃料混合物供应至曲轴室。因此，通过将含有润滑剂的空气燃料混合物供应到曲轴室中，可以使曲轴室的内部润滑，从而抑制发动机1的烧毁等。此外，尽管抑制了发动机旋转时的空气燃料混合物的供应，但由于每次由火花塞10进行点火，所以可以抑制未燃烧的气体的排放，从而实现低排放性能并降低燃料消耗。
在即使操作了停止开关33发动机也旋转的情况下，在所有次与活塞的往复运动相关联地将进气口15敞开和封闭时，在进气口15敞开期间舌簧阀21总是在进气口15敞开的定时封闭进气通道20。因此，通过停止向发动机1供应额外的空气燃料混合物，可以抑制有害废气成分的排放，从而降低燃料消耗并有效地防止不停机（run‑on）或自燃（after fire）。
如上所述，由于电磁体27可以在期望的定时使舌簧阀21关闭，所以可以有效地防止发动机1的转速不期望地增大，或者发动机1发生不停机或自燃现象。另外，不必在绝热体19的外侧设置驱动机构，并且不需要用于在绝热体19或发动机1周围安装装置的大空间。由于发动机易于组装，所以可以抑制制造成本。此外，在曲轴室中产生正压的情况下，舌簧阀21封闭进气通道20。当舌簧阀21封闭进气通道20时，电磁体27通电，从而不必吸引远离电磁体27的舌簧阀21。由于适于仅产生保持舌簧阀21与磁极件25b及25c之间的间隙为零的封闭状态的力，所以可以进一步抑制燃料消耗。此外，可以减小电磁体27的尺寸。另外，由于发动机1是二冲程发动机，所以可以利用简单的构造来控制敞开和封闭的定时，而无需使用进气/排气阀等。
第二实施例
图16是根据本发明的第二实施例的绝热体119的侧视图。在第一实施例中，磁极件25b和25c位于进气通道20中，如图5所示。然而，在第二实施例中，如图16所示，磁极件125b和125c浇铸在绝热体119中，但磁极件125b和125c的内周壁构造成进气通道120的内壁表面的一部分。磁极件125b和125c设置在U形部分125a的前部，并且除了整体地浇铸在绝热体119中的U形部分125a以外，电磁体的外形或线圈126的布置方式大致与图4所示的电磁体27的相同。
这样，弧形磁极件125b和125c覆盖绝热体119的进气通道120的外侧的一部分并形成进气通道120的内壁的一部分。因此，电流供应至线圈126时产生的热量经由U形部分125a传递至磁极件125b和125c，从而从磁极件125b和125c有效地散热。同时，当发动机1被驱动时，电流供应至线圈126。由于吸入的空气充分地沿着进气通道120流动，所以可以预期从磁极件125b和125c的一部分充分地散热的效果。
如上所述，在第二实施例中，由于构成电磁体127的几乎所有部分都浇铸在绝热体119中，所以可以在不对经由进气通道20流入进气门14的吸入空气流产生有害作用的情况下实现本发明。此外，由于进气通道120形成为具有与绝热体的尺寸完全相同的尺寸，所以不存在使进气效率劣化的可能性。同时，与第一实施例相同，如果控制单元28设置有阀驱动单元35，则可以仅通过用绝热体119代替现有发动机的绝热体而容易地实现第二实施例。
第三实施例
下面参考图17至图20描述本发明的第三实施例。在第三实施例中，不是将电磁体浇铸在绝热体219中，而是在将绝热体成型之后，将电磁体227（225a至225c、226）粘着地附接在绝热体219上。因此，绝热体219在面向进气门14侧的出口附近设置有呈台阶状的凹陷部分219d，并且，电磁体227粘着地固定在凹陷部分219。由于电磁体227在轴向上由绝热体219的凹陷部分219d的台阶部分以及设置在进气门14侧的舌簧阀21保持，所以可以可靠地保持电磁体并使电磁体不脱离绝热体219。将电磁体227固定到绝热体219上的方法不限于粘接，还可以通过螺钉连接或其它已知的手段来实现。两条电源线226a和226b从电磁体227的线圈226延伸出来并穿过形成在绝热体219中的通孔。
图18是示出当从进气门14侧看去时绝热体组件的侧视图。绝热体219具有垂直于进气流的大致矩形剖面，并且设置有位于绝热体的大致中央部分附近的圆形进气通道220。舌簧阀21设置在形成于绝热体219中的台阶状的工作面219b上。舌簧阀21可以采用与第一实施例中的部件相同的部件，并且形成为直径充分大于进气通道220的直径。利用两个螺钉24将舌簧阀21和阻止件23一起固定在绝热体219上。
电磁体227的基本构造大致与第一实施例及第二实施例所示的构造相同，并且，除了电磁体227的铁芯225的形状以及电磁体227附接在绝热体219上的位置不同以外，线圈226附接在铁芯225（225a至225c）上的构造与第一实施例及第二实施例所示的构造相同。图19是示出如下状态的视图：其中，通过解除两个螺钉24将阻止件23和舌簧阀21从图18所示的绝热体组件上拆除。电磁体227设置成使得两个磁极件225b和225c、用于连接磁极件的E形部分225a、以及缠绕在形成于E形部分225a的中央部分处的凸部上的线圈226从进气通道220露出。
图20是沿着图18中的线G‑G截取的剖视图。图20中的铁芯225的形状比较直观。当从图20的剖面看去时，铁芯225具有大致E形剖面，从而在舌簧阀21侧形成磁间隙。线圈226设置在形成于铁芯的中央部分处的凸部上。通过沿预定方向向线圈226供应电流，弧形磁极件225b磁化成N极，朝与磁极件225c相反的方向弯曲的弧形磁极件225c磁化成S极。由磁极件225b和磁极件225c形成的外侧座圈形成为外径小于进气通道220的内径，从而获得位于磁极件225c下方的预定空间220b。
如上所述，在第三实施例中，铁芯225的用作磁极件的部分设置在进气通道220中并且具有彼此相反的弧形形状。由于一个用作N极并且另一个用作S极，所以可以仅通过向线圈226供应电流来产生强烈的磁场，从而强烈地吸引由金属制成的舌簧阀21。
第四实施例
下面参考图21描述本发明的第四实施例。图21是绝热体组件的剖视图。第四实施例采用与第三实施例的电磁体相同的电磁体227。然而，绝热体319的形状部分地改变为使进气通道320的内径从流入侧（汽化器4侧）例如空间320a开始逐渐减小，以形成位于电磁体227下方的小空间320b。通过在绝热体319的进气通道的中部附近构造倾斜部分319e，电磁体227的位于迎风侧（设置有汽化器4的一侧）的所有部分均被绝热体319的倾斜部分319e覆盖，并且缠绕在铁芯225周围的线圈226埋置在绝热体319中。结果，舌簧阀21被强烈地吸引至进气通道320的中央侧，同时抑制了由电磁体227引起的流入阻力。此外，由于防止了电磁体227的线圈部分直接暴露在含有油和汽油的空气燃料混合物中，所以可以有效地防止异物或灰尘堆积在电磁体227的上述部分上。另外，通过为灌木清除机配备上述发动机1作为驱动源，可以提供包括紧凑且重量轻的构造的发动机工作机，其中，由于抑制了未燃烧气体的排出，所以燃料效率高。
如上所述，虽然基于实施例对本发明进行了描述，但本发明不限于上述实施例。可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下做出多种变型。例如，虽然本发明中的电磁体27和舌簧阀21安装在进气通道20中，但在二冲程发动机的情况下，电磁体27和舌簧阀21也可以安装在扫气通道中。这样，可以直接控制在扫气过程中空气燃料混合物从曲轴箱17向燃烧室的流动。同时，希望将扫气通道设置在曲轴室与气缸体之间的连接部分中。在这种情况下，通过比扫气口敞开的定时更快地操作阀驱动单元35，优选在舌簧阀21封闭扫气通道时（在舌簧阀未变形的状态下）对电磁体27通电，以将舌簧阀21吸引到电磁体27上。此外，虽然在上述实施例中本发明应用到二冲程发动机中，但也可以应用到四冲程发动机中。另外，上述发动机1可以广泛地安装在例如链锯、鼓风机、绿篱机以及灌木清除机等发动机工作机上。
本申请基于2011年7月21日提交的日本专利申请No.2011‑159806并且要求该日本专利申请的优先权，该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。