JP2004308650A - 気化器 - Google Patents

Abstract

【課題】単一のノズルを通しエンジンへの供給のための全ての燃料を供給し、あいどる，通常運転、加速と減速特性を改善し，全ての位置決めを改善し，ベンチュリ管のない空気取り入れ流路の使用を可能とし，容易に調整でき，固定あるいは調整可能なオリフィスを有する燃料流路を使用できる気化器を提供する。
【解決手段】気化器は、空気取り入れ流路２４と、燃料流路と、その燃料流路に連通し、燃料が流れる開口部を有する燃料ノズル３２と、その空気取り入れ流路に連通し、第１、第２の位置の間で移動可能な第１のバルブと、その燃料ノズルに連通し、燃料ノズルの有効流路面積を変化させるために第１と第２の位置の間で移動可能な第２のバルブ３４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料供給装置、特に、気化器に関する。

気化器は、燃料・空気混合物を作り、内燃機関へのそれの供給を制御するために使用されている。或る気化器は、空気取り入れ流路をその内側に有する本体とその空気取り入れ流路に配置されたスロットルバルブを備える。そのスロットルバルブは、その気化器を通る空気の流れを制御するためにアイドル位置と全開スロットル位置の間で移動可能である。

バタフライ型と呼ばれる気化器において、そのスロットルバルブは空気取り入れ流路の有効流路面積を変化させるためにその空気取り入れ流路に回転可能な平坦な円板を一般的に備える。そのスロットルバルブの回転は、空気取り入れ流路に入る複数の燃料ジェット開口部でスロットルバルブの位置の機能を果たすためバキュームプレッシャー信号を可能とする。このように、スロットルバルブの動きは、燃料が空気取り入れ流路を通り流れる空気と混合されるいろいろな燃料ジェットからの燃料の流れを制御する。空気取り入れ流路内で燃料と空気が混合され、その後エンジンに供給される。

回転スロットル型と呼ばれる気化器において、バルブ室は空気取り入れ流路に直角に延びており、円筒状のスロットルバルブの軸はそのバルブ室内に収容される。スロットルバルブが気化器内の空気の流れを制御するためにアイドル位置から全開スロットル位置まで回転させられるように、スロットルバルブ軸を貫通する孔が大きくなるよう空気取り入れ流路と直線に配置される。
米国特許第５、２６２、０９２号明細書

本発明の目的、特徴、利点は、単一のノズルを通しエンジンへの供給のため全ての燃料を供給し、アイドル、通常運転、加速と減速特性を改善し、全ての位置決めを改善し、ベンチュリー管の無い空気取り入れ流路の使用を可能とし、容易に調整でき、固定のあるいは調整可能なオリフィスを有する燃料流路と使用でき、比較的簡単な設計で経済的に製造、組立でき、長い使用寿命を有する気化器の提供を含む。もちろん、他の目的、特徴、利点は、本発明の様々な可能な実施例から示され、上記の目的、特徴、利点より、少ないこともあり、多いこともある。

本発明による気化器は、空気取り入れ流路と、燃料流路と、空気取り入れ流路と連通し、第１と第２の位置の間を移動可能な第１のバルブと、燃料流路と連通し、燃料流路から排出される燃料の流量を変化させるための第２のバルブと、第１のバルブと第２のバルブの一方の動きに応じて他方の動きを生じるように第１のバルブと第２のバルブに連動された駆動部とを備える。このように構成され、配置されるので、第１のバルブは気化器からの空気流をすくなくとも部分的に制御し、第２のバルブは気化器からの燃料流をすくなくとも部分的に制御する。

その駆動部は、第１のバルブの動きに応じて第２のバルブを駆動する、第一と第２のバルブ両方に係わるカム組立を備えてもよい。一つの形として、第２のバルブが、有効流路面積を変化させる燃料ノズルの開口部に応じて動くニードルを備える。この形において、カム組立は第１のバルブの動きに応じて燃料ノズルに対しニードルを引き込んだり、前進させたりする。一つの形として、燃料ノズルの開口部が空気取り入れ流路に連通して、燃料・空気混合物が、エンジンに供給されるため空気取り入れ流路から排出される。他の形では、空気が空気取り入れ流路から排出され、燃料・空気混合物がエンジンに供給されるために第２の空気流路から排出されるように、燃料ノズルの開口部が第２の空気流路に連通している。

図面を参照し、図１−９に気化器２０の第１の実施例を図示する。気化器２０は、本体２２と、その本体の主部２６に形成された空気取り入れ流路２４と、その空気取り入れ流路２４と係わる第１のバルブ２８と、燃料ノズル３２を有する燃料流路３０と、その燃料ノズル３２と係わる第２のバルブ３４とを備える。第１のバルブ２８は空気取り入れ流路２４を通る空気の流れを制御するために、それぞれアイドルと全開スロットルエンジン操作に対応する第１と第２の位置の間で移動可能である。第２のバルブ３２は燃料ノズル３２の有効流路面積を変化させるための第１のバルブ２８の移動に応じて第１と第２の位置の間を駆動部により移動させられ、それにより気化器からの流量を制御する。当然、第２のバルブ３４は、第１のバルブ２８を第１と第２の位置の間で回転させる第２のバルブ３４の移動に応じる第１のバルブ２８と共に、第１と第２の位置の間で駆動される。

図示された実施例において、気化器２０はダイアフラム型の気化器であり、ダイアフラム型燃料ポンプ組立を介し燃料を受け取る従来の燃料回路を使用し、気化器本体２２の主本部２６と端板４２の間に納められた燃料計量ダイアフラム４０により部分的に定義される燃料計量組立に燃料を供給する。気化器２０の燃料計量組立と燃料ポンプ組立は米国特許に図示され、記述されるような構造である（例えば、特許文献１）。一般に、ダイアフラム４０は、一方の面で燃料計量室（図４）を、他方の面で大気圧参照室（図示せず）を部分的に規定する。吸込バルブは燃料ポンプから燃料計量室４３への燃料の流れを制御し、燃料計量ダイアフラム４０の動きにより駆動される。

図１に示すように、空気取り入れ流路２４は、気化器本体２２の主部２６を通過し、空気が気化器を貫通し延びている。空気取り入れ流路２４は、従来技術で知られているように縮小された径の喉部を有するベンチュリー部４４(図３)を備えてもいいし、あるいは、代わりに直線状の円筒流路でもよい。第２の空気流路４６は、気化器の本体２２を貫通し、できれば主部２６に空気取り入れ流路と平行に、離れて形成されると好ましい。図４に示すように、燃料流路３０も、同じく気化器の本体２２に、できれば、少なくとも部分的には主部２６に形成されるのが好ましい。燃料流路３０は、一端で燃料プールを保持する燃料計量室４３に連通する。他端で、燃料流路３０は燃料ノズル３２に連通し、燃料ノズル３２は、気化器の本体２２に取り付けられ、燃料が操作するエンジンへの供給のため排出されるのに通る開口部５０を備える。調整ネジ５２は、気化器の本体２２に設けられ、できれば、燃料流路３０を通る燃料の流量を制御するために燃料流路３０に対し調整ねじ５２の一端が可動なように、主部２６にネジ切されることが好ましい。燃料流路３０は燃料ノズル３２の固定オリフィス上流で制御されてもよいし、オリフィスあるいは調整ネジ５２も何も持たなくてもよい。

実施例に示すように、操作時に燃料・空気混合物が第２の空気流路４６から供給されるように、燃料ノズル開口部５０は第２の空気流路４６に対し開いている。ノズル３２は、エンジンを操作中のノズルでの真空信号を増大させ、燃料流路３０を経て燃料ノズル３２からの燃料の流れを改善するために、エンジンに隣接した第２の空気流路４６の端部に隣接して配置されるのが好ましい。

第１のバルブ２８は、空気取り入れ流路２４と連動しており、主部２６と空気取り入れ流路２４を通り延びるバルブ軸６０を有する。バルブ軸６０は、アイドルと全開スロットルエンジン操作状態に対応し、第１と第２の位置の間で回転するよう気化器の本体２２に取り付けられる。バルブヘッド６２は、バルブ軸６０に取付けられ、空気取り入れ流路２４に回転可能に収容される平らな円盤が好ましい。アイドル状態で、バルブヘッド６２は、空気取り入れ流路２４に対し事実上直角に配置され、そこを通る空気を比較的に低い流量のみ許す。全開スロットルでは、バルブヘッド６２あるいは円板は、空気取り入れ流路２４を通る空気の流れにほぼ平行になり、そこを通る空気の流れを事実上制限せず許すように回転する。バルブ軸６０の一方の端部のバネ６４は、アイドルエンジン操作に対応して第１の位置に向かって第１のバルブ２８を偏らせる。バルブレバー６６は、第１のバルブ軸６０の他方の端部に配置され、第１のバルブ２８がアイドルと全開スロットルの間で求められるエンジンの性能に応じて回転するようにスロットルケーブルに接続されている。図３では、バルブ軸６０は、バルブヘッド６２がない状態で示されている。

図３に示すように、バルブ軸６０は、第２の空気流路４６と係わる第２のバルブ部６８を備える。第２のバルブ部６８は、第１のバルブ２８が第１の位置から第２の位置に向かって回転するとき第２の空気流路４６に調整され増大する貫通穴７０を備える。第１のバルブ２８が第１の位置にあるとき、第２のバルブ部６８は少なくとも事実上第２の空気流路４６を閉止し、第１のバルブ２８が第２の位置にあるとき、第２のバルブ部６８はそこを通る事実上制限されない流れを許すことが好ましい。これにより、第２の空気流路４６を通る空気の流量は制御可能となる。

図５、７、８に示すように、バルブレバー６６は、バルブ軸６６が収容される穴７２と、穴７２から分離されている弓状のスロット７４と、そのスロット７４に隣接した傾斜カム面７６とを備える。また、バルブレバー６６は、一対の外に延びるフランジ７８、８０を備える。一方のフランジ７８は、第１の位置に第１のバルブ２８を配置するためにアイドル調整ネジ８２を係合するように位置決めされ、他方のフランジ８０は、全開スロットルエンジン状態に応じて第２の位置に第１のバルブ２８を配置するために気化器の本体２２の突起あるいは他のストッパを係合するように構成される。

図１、３−５に示すように、第２のバルブ３４は、燃料ノズル３２と係わり、燃料ノズル３２の開口部５０の有効流路面積を制御する第１と第２の位置の間で移動可能である。これによると、燃料ノズル３２からの燃料の流量が少なくとも部分的に制御可能である。実施例に示すように、燃料ノズル３２の開口部５０は、燃料流路３０を部分的に規定する本体２２に取付けられた円筒状チューブ８４内のスリットにより形成される。第２のバルブ３４は、第１の位置にあるとき、燃料ノズルの開口部５０の少なくとも一部を覆うチューブ８４の少なくとも一部に配置されたニードル８６を備える。ニードル８６はバネ９０によりバルブレバー６６のカム面７６と係合するよう偏らされたフォロア８８に取付けられている。ニードル８８は、燃料流路３０内で燃料ノズル３２に対しニードル８６の軸方向の調整が可能なようにフォロア８８にネジにより収容される。図３、５に示すように、ニードル８６は、その軸方向の調整のためフォロア８８にネジで取付けられたキャリア９１に収容されてもよい。もちろん、ニードル８６は、圧入、溶接、接着、フォロアとの一体成形を含むキャリアの有無での他の方法で、フォロア８８と係わるのもよい。

図６、９に示すように、フォロア８８は、第１のバルブ軸６０に平行な軸方向の移動のためにフォロア８８を案内するように第１のバルブ軸６０を跨ぐ一対の指型部９２を備える。フォロア８８は、カム面７６と係合する半径方向に延びる肩部９４と、第１のバルブレバー６６に形成されたスロット７４に少なくとも部分的に収容される円筒状ステム９６とを備える。駆動部は、少なくとも部分的にカム面７６とフォロア８８を含むカム組立により少なくとも部分的に規定される。

第１のバルブ２８とそのバルブレバー６６とがエンジンの操作状態における求められた変化に対応し回転させられるとき、カム面７６はバネ９０によりカム面７６との係合が維持されているフォロアに連れて移動する。傾斜したカム面７６の移動は、フォロア８８、従ってニードル８６の軸方向の移動を可能とする。ニードル８６の軸方向の移動は、燃料ノズル３２の有効流路面積を変えるために、燃料ノズル開口部５０に対するその位置を変更する。

第１のバルブ２８が第１の位置から第２の位置に向かって回転するとき、ニードル８６は有効流路面積を拡大し、そこを通る燃料の流れの増大を可能とするように、燃料ノズルの開口部５０に対し引き込まされる。同時に、第１のバルブ軸６０内の穴７０は、燃料ノズル３２を出る燃料と混合されその後エンジンに供給される空気の流れの増大を可能とするように、第２の空気流路４６に調整され増大する。また、同時に、第１のバルブヘッド６２は、そこを通る空気の流れの増大を可能とするために空気取り入れ流路２４に対し回転する。第２の空気流路４６から排出される燃料・空気混合物はエンジンに供給される前、あるいは後、空気取り入れ流路２４から排出された空気と混合される。第１のバルブ２８が第１の位置に向かって回転するとき、ニードル８６は、有効流路面積とそこを通る燃料流量を低減するように、燃料ノズル３２の開口部５０に対し前進する。同時に、第１のバルブ軸６０は第２の空気流路４６を通る空気の流れを徐々に制限し、バルブヘッド６２は空気取り入れ流路２４を通る空気の流れを徐々に制限する。

図２、３に示すように、チョークバルブ９８はこの気化器２０と共に使用されてもよい。チョークバルブ９８は、軸９９と、軸９９に取付けられ、空気取り入れ流路２４内に配置された一般に平らな第１のチョークバルブヘッド１００と、第２の空気流路４６内に配置された第２のチョークバブルヘッド１０２とを備える。この実施例に示すように、第１のチョークバルブヘッド１００は平坦で一般に円板状であり、第２のチョークバルブヘッド１０２は第２の空気流路４６に可変に調整された穴１０３を有する軸９９と一体である。閉止のとき、第１と第２のバルブヘッド１００、１０２はそれぞれ空気取り入れ流路２４と第２の空気流路４６を通る空気の流れを事実上制限する。全開のとき、第１のチョークバルブヘッド１００と第２のチョークバルブヘッド１０２は共に、それぞれ空気取り入れ流路２４と第２の空気流路４６を通る事実上制限しない空気の流れを可能とする。チョークバルブ９８は、従来から知られているように閉止と全開の位置の間で中間位置を設けてもよい。

本発明による第２の実施例による気化器２００を図１０に示す。第２の実施例の気化器２００は第１の実施例の気化器２０に対し、非常によく似ている。従って両方の実施例で同様の部品を示すのに同じ参照番号を付加する。

図１０に示すように、第２の実施例の気化器２００は、そこを通る第２の空気流路４６を備えていない。この実施例の気化器２００において、燃料流路３０は、その一方の端部で燃料計量室４３内のように燃料供給源と連通し、他方の端部で空気取り入れ流路２４、好ましくは第１のバルブヘッド６２の下流に開口している。燃料流路３０は、その一方の端部で燃料供給源と連通し、他方の端部で燃料ノズル３２が収容される穴２０４に開口している穴２０３と連通している第１の部分２０２を備える。燃料ノズル３２は、燃料ノズル３２の開口部５０と一方の端部で連通する第２の開口部２０６を備える。第２の開口部２０６は、燃料ノズル３２の下流の穴２０４により規定される燃料の流路の第２の部分２０８と連通している。

従って、燃料供給源（燃料計量室のような）からの燃料は、燃料流路３０の第１の部分２０２を通り、穴２０３を通り、燃料ノズルの開口部５０に入り、燃料ノズル３２の第２の開口部２０６から出て、空気取り入れ流路２４内に開口している燃料流路３０の第２の部分２０８を通り流れる。燃料の流れは、燃料ノズル３２のチューブ８４内の開口部５０の有効開口面積を変化するためにチューブ８４内にスライド可能に収容された第２のバルブ３４のニードル８６により調整あるいは制御される。燃料ノズル３２と第２のバルブ４３は、第１の実施例の気化器２０に明かにされているように構成される。第２のバルブ３４は、ニードル８６、指状部９２を有するフォロア８８、バネ９０とステム９６（図１０には示さない）とを備え、気化器２０は第１のバルブレバー６６と前述のような他の特徴を備えている。これにより、第１のバルブ２８の移動が、気化器２０と同様に、駆動部を介しニードル８６に伝達される。この実施例では、空気と燃料の全部が、エンジンに供給するために気化器から空気取り入れ流路２４の外へ排出される。燃料は、操作するエンジンで与えられる真空信号により、上記の流れ径路を通り空気取り入れ流路２４に流れる。

同じ技術分野の通常の知識を有するものは、本発明のこれらの実施例の記述が一例であり、これに限定されないことを認識できるであろう。本発明の範囲から離れないで、気化器の様々な要素に代替や、変更も可能である。例えば、第２のバルブが第１のバルブの移動に応じる実施例に開示されているが、第１のバルブが第２のバルブの移動に応じてもよい。また、第１、第２のバルブは異なる構造でもよく、実施例に示されているものと異なるように方向付け、配置してもよい。本発明の範囲から離れないで、更なる変更も可能である。

本発明の第１の実施例による気化器の側面図である。 図１の気化器の斜視図である。 図１の気化器の線３−３に沿った断面図である。 図１の気化器から一部取り除き、一部断面の斜視図である。 図４の気化器の線５−５に沿った分解部分断面図である。 図１の気化器に使用されているフォロアの斜視図である。 図１の気化器のバルブレバーの平面図である。 図７の線８−８に沿った断面図である。 図１の気化器のカム組立の平面図である。 本発明の第２の実施例による気化器の部分除去、部分断面の側面図である。

符号の説明

２０ 気化器
２２ 本体
２４ 空気取り入れ流路
２８ 第１のバルブ
３０ 燃料流路
３２ 燃料ノズル
３４ 第２のバルブ
４６ 第２の空気流路
５０ 開口部
６０ バルブ軸
６２ バルブヘッド
７６ カム面
８６ ニードル
８８ フォロア

Claims (22)

1. エンジンに燃料・空気混合物を供給する気化器において、燃料源と連通した空気取り入れ流路と燃料流路を有する本体と、空気取り入れ流路と連通するよう配置され、アイドルエンジン操作に対応する第１の位置と全開スロットルエンジン操作に対応する第２の位置の間を移動可能な、バルブ軸とバルブヘッドを有する第１のバルブと、該燃料流路と連通し、該燃料流路から排出される燃料の流量を変化させるために該第１と該第２の位置の間を移動可能な第２のバルブと、第１のバルブと第２のバルブの一方の動きに応じて第１のバルブと第２のバルブの他方の動きを生じるように第１のバルブと第２のバルブに連動された駆動部とを備え、該第１のバルブは該気化器からの空気流をすくなくとも部分的に制御し、該第２のバルブは該気化器からの燃料流をすくなくとも部分的に制御することを特徴とする気化器。
2. 前記燃料流路と連通し、燃料が内側を流れる開口部を有する燃料ノズルを備え、該燃料ノズルの該開口部が、該開口部の内側を流れる燃料が前期空気取り入れ流路に入るように該空気取り入れ流路に連通することを特徴とする請求項１記載の気化器。
3. 前記燃料ノズルの前記開口部が、前記第１のバルブの前記空気取り入れ流路の下流に連通することを特徴とする請求項２記載の気化器。
4. 前記駆動部が、前記第１と第２の位置の間の前記第１のバルブの移動に応じて、該第１と第２の位置の間の前記第２のバルブを駆動するために、該第１のバルブと該第２のバルブと連動し操作可能なカム組立を備えることを特徴とする請求項１記載の気化器。
5. 前記カム組立が、前記第１のバルブに連動するカム面と、前記第２のバルブと連動するフォロアとを有し、該フォロアは該第１のバルブが移動するように該カム面により変位させられることを特徴とする請求項４記載の気化器。
6. 前記燃料流路と連通し、燃料が内側を流れる開口部を有する燃料ノズルを備え、該第２のバルブが、該燃料ノズルの該開口部に隣接して配置され、該燃料ノズルの有効流路面積を変化させるための該燃料ノズルに対する移動のために前記フォロアに取り付けられたニードルを備えることを特徴とする請求項５記載の気化器。
7. 前記ニードルが、前記燃料流路の少なくとも一部で軸方向に延在し、前記カム組立により軸方向に移動することを特徴とする請求項６記載の気化器。
8. 前記燃料ノズルの前記開口部が、前記ニードルの移動の径路の先端角で該燃料ノズルから燃料が流れるように、方向付けられることを特徴とする請求項７記載の気化器。
9. 前記空気取り入れ流路に連通する前記燃料ノズルに第２の開口部を備え、燃料は、前記ニードルと係わる該燃料ノズルの該開口部を通り該燃料ノズルに入り、該第２の開口部を通り該燃料ノズルを出ることを特徴とする請求項６記載の気化器。
10. 前記本体に第２の空気流路を備え、前記燃料流路は、前記空気取り入れ流路からの空気と、該第２の空気流路からの燃料と空気とが前記エンジンに供給されるよう、該第２の空気流路に燃料を供給するために該第２の空気流路に連通することを特徴とする請求項１記載の気化器。
11. 前記第２の空気流路が前記空気取り入れ流路に平行に延在することを特徴とする請求項１０記載の気化器。
12. 前記第２の空気流路が前記空気取り入れ流路から分離していることを特徴とする請求項１０記載の気化器。
13. 前記ニードルが前記フォロアにより調整可能に取り付けられることを特徴とする請求項６記載の気化器。
14. 前記ニードルは、前記フォロアに対する該ニードルの位置の軸方向の調整のために、該フォロア内にねじ込まれていることを特徴とする請求項１３記載の気化器。
15. 前記フォロアが、前記カム面に係合するよう、従動可能にバイアスされることを特徴とする請求項５記載の気化器。
16. 前記第１のバルブが該第１のバルブの移動を容易にするためのレバーを備え、前記カム面が該レバー上に形成されることを特徴とする請求項４記載の気化器。
17. 前記第１のバルブがバルブ軸と該バルブ軸に取り付けられたバルブヘッドを備え、前記フォロアがその間の隙間を決める一対の指状部を備え、該バルブ軸は、該バルブ軸に平行な軸方向の移動のため該フォロアを案内するためにその隙間に収容されることを特徴とする請求項５記載の気化器。
18. 前記燃料流路と連通し、該燃料・空気混合物のための燃料が内側を流れる開口部を有する燃料ノズルを備え、該第２のバルブの該第１と第２の位置の間の移動が該燃料ノズルの該開口部の該有効流路面積を変化させることを特徴とする請求項１記載の気化器。
19. 前記駆動部が、該第１のバルブと係わるカム面と該第２のバルブと係わるフォロアとを備え、該フォロアは、該第２のバルブの移動をもたらす該カム面の移動に応答することを特徴とする請求項１８記載の気化器。
20. 前記本体に第２の空気流路を備え、前記空気取り入れ流路からの空気と該第２の空気流路からの燃料と空気とが前記エンジンに供給されるように該第２の空気流路に燃料を供給するため、前記燃料ノズルが該第２の空気流路に連通ことを特徴とする請求項１８記載の気化器。
21. 前記第２のバルブが、前記空気取り入れ流路から分離され、前期本体の該空気取り入れ流路に直接に連通しないことを特徴とする請求項２０記載の気化器。
22. 前記第２のバルブが、前記空気取り入れ流路から距離を置いた前記本体に取り付けられることを特徴とする請求項２０記載の気化器。

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