JP2007009767A - 吸気制御機能付き２次空気供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの急減速時に排気管内のアフタバーンをより効果的に防止する吸気制御機能を備えた簡略な構成の２次空気供給装置を提供する。
【解決手段】 吸気管内の負圧に連動して作動するダイアフラム１２にシャフト１１を介して排気ポートへの二次空気の供給を制御する制御弁を連結する。シャフト１１をシャフト軸受１８に気密的に挿通する。シャフト軸受１８内に配置されるシャフト１１に溝１１Ａを設ける。シャフト軸受１８にキャブレタのパイロットエアジェットへ空気の供給を行なうパイロットエア通路２４、２５を連結する。シャフト軸受１８内において、制御弁開弁時、溝１１Ａがパイロットエア通路２４、２５を連通し、制御弁閉弁時、シャフト１１がパイロットエア通路２４、２５を遮断する構成とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、排気ガス浄化のために内燃機関の排気系に２次空気を供給する２次空気供給装置に関する。

内燃機関において、排気ガスの浄化のために排気ポートに２次空気を供給する装置（２次空気供給装置）が知られている（特許文献１）。しかし排気ポートに２次空気を供給すると、アフタバーン発生の頻度が上昇するという問題がある。特に急減速時には、Ａ／Ｆリーンにより失火が起こり、２次空気が供給された排気管内で再着火して大きな爆発音を発生することがある。

このような問題を防止するために、急減速時に発生する吸気管の負圧を感知してキャブレタのパイロット系からの燃料供給量を増大させるコースティングリッチャをキャブレタに搭載し、排気管内で再着火が発生しないレベルまでＡ／Ｆを濃くする構成が知られている（特許文献２）。
特許第２８２５０６２号公報 特許第３４２４１３５号公報

またより効果的にアフタバーンを防止するには、コースティングリッチャの採用に加え、２次空気供給装置における２次空気の供給を上記急減速時、負圧を検知して停止する構成とする。しかしこの場合、動作が類似する機構を重複して採用することになるとともに、これら２つの装置間の動作を同期されせるための構造も必要となる。

本願発明は、簡略な構成で、急減速時における排気管内のアフタバーンをより効果的に防止する吸気制御機能を備えた２次空気供給装置を提供することを目的としている。

本発明に係る吸気制御機能付き２次空気供給装置は、吸気管内の負圧に連動して作動するダイアフラムと、排気ポートへの二次空気の供給を制御する制御弁と、キャブレタのパイロットエアジェットへ空気の供給を行なうパイロットエア通路と、パイロットエア通路を横切ってダイアフラムと制御弁とを連結し、制御弁をダイアフラムに連動して作動させるシャフトとを備え、シャフトは、制御弁の開閉に連動してパイロットエア通路の開閉を行なう形状とされたことを特徴としている。

シャフトには穴または溝が設けられており、この穴または溝がパイロットエア通路と交差するときにパイロットエア通路が開かれる。また、制御弁閉弁時にパイロットエア通路が閉じられ、制御弁開弁時にパイロットエア通路が開かれる。パイロットエア通路は、例えば２系統のパイロットエア通路の一方に対応する。

また、本発明に係る吸気制御機能付き２次空気供給装置は、吸気管内の負圧に連動して作動し、排気ポートへの２次空気供給を制御する第１制御弁と、パイロット通路の空気の流れを制御する第２制御弁とを備え、第２制御弁が第１制御弁のシャフトによって構成されたことを特徴としている。

以上のように、本発明によれば、簡略な構成で、急減速時における排気管内のアフタバーンをより効果的に防止する吸気制御機能を備えた２次空気供給装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である吸気制御機能付き２次空気供給装置が適用されたエンジンの吸気系、排気系の全体的な構成を模式的に示す図である。

図１に示されるように、シリンダヘッド１の吸気ポート２には、吸気管３が取り付けられ、吸気管３はキャブレタ３０を介してエアクリーナ４に連結される。一方、排気ポート５には排気管６が取り付けられ、排気管６は触媒コンバータが設けられた排気マフラ７に連結される。

また排気ポート５には、排気系に２次空気を供給する２次空気供給管８が設けられており、２次空気供給管８は、２次空気供給装置１０を介してエアクリーナ９に連結される。

図２、図３は、本発明の一実施形態である吸気制御機能付き２次空気供給装置の側断面図である。図２には、２次空気の供給を制御する制御弁が開かれた状態で示されており、図３には、制御弁が閉じられた状態で示されている。

図２、図３に示されるように、本実施形態の２次空気供給装置１０は、シャフト１１を介してダイアフラム１２に連結される制御弁１３を備える。また、図１〜図３に示されるように、２次空気供給装置１０は、エアクリーナ９に連結されるインレット１５と排気ポート５に連結されるアウトレット１６を備える。インレット１５とアウトレット１６は、２次空気供給装置１０内の通路１４を通して連通される。

通路１４は、例えば第１室１４１、第２室１４２、第３室１４３に分けられる。第１室１４１とインレット１５は一体的に構成され、第１室１４１と第２室１４２との境には、制御弁１３が配置される。また、第３室１４３とアウトレット１６は一体的に構成され、第３室１４３と第２室１４２との境には、第２室１４２から第３室１４３に向けて開弁可能なリード弁１７が設けられる。すなわち、制御弁１３は、第１室１４１と第２室１４２の間にあって、通路１４を流通する２次空気の出入調整を行ない、リード弁１７は、第２室１４２と第３室１４３の間の出入調整を行なう。

図４、図５は、制御弁のシャフト軸に沿い、図２、図３の断面に直交する平面内の２次空気供給装置の部分断面図であり、キャブレタ３０のパイロットジェットへ空気の供給を行なうパイロットエア通路と制御弁のシャフトとの関係が示される。

制御弁１３にその一端が連結されたシャフト１１は、第２室１４２を横切って、第２室１４２の隔壁に設けられたシャフト軸受１８に挿通される。シャフト軸受１８を通り抜けたシャフト１１の他端は、第１受圧室１９へと導かれ、ダイアフラム１２に連結される。

第１受圧室１９は、ダイアフラム１２により第２受圧室２０と気密的に隔てられ、ダイアフラム１２は、第１および第２受圧室１９、２０間の圧力差により作動される。また、第１受圧室１９は、通路２１により第２室１４２に連通されており、第１受圧室１９内の圧力は、第２室１４２の圧力と等しく保たれる。

一方、第２受圧室２０には、負圧導入路２２が連結されており、図１に示されるように、負圧導入路２２は吸気管３に連結される。すなわち、第２受圧室２０内の圧力は、吸気管３内に発生した負圧に連動して変動する。

また制御弁１３は、スプリング等の付勢手段２３により、開弁方向（図２、図３において左向き）に付勢されている。すなわち、制御弁１３は通常開弁された状態に維持され、２次空気はインレット１５側からアウトレット１６へと流通され、排気ポート５へと供給される。しかし、エンジンの急な減速にともなって吸気管３内に負圧が発生すると、第２受圧室２０の圧が下がり、ダイアフラム１２が付勢手段２３の付勢力に抗して制御弁１３を閉じ、２次空気の流通を遮断する。

なお、リード弁１７は、２次空気の逆流を防止するもので、２次空気がインレット１５側からアウトレット１６側へと流通している間は開弁している。

シャフト軸受１８が設けられた隔壁には、図４、図５に示されるように、シャフト１１と直交するパイロットエア通路２４、２５が設けられている。すなわち、パイロットエア通路２４、２５は、シャフト軸受１８にシャフト１１を隔てて略同じ位置に接続されている。また、パイロットエア通路２４は、キャブレタ３０の上流側に連結されており、パイロットエア通路２５は、キャブレタ３０のパイロットエアジェットへと連結される（図１、図６参照）。

シャフト１１は、シャフト軸受１８に気密的に嵌合されており、シャフト１１のシャフト軸受１８内の所定位置には、例えば全周に沿って溝１１Ａが形成される。溝１１Ａはパイロットエア通路２４、２５の径に略等しい幅を有し、図４のように制御弁１３が開かれた状態のときには、溝１１Ａはパイロットエア通路２４、２５が設けられた位置に配置される。したがって、このときパイロットエア通路２４から流入する空気は、溝１１Ａを介してパイロットエア通路２５へと流通しパイロットエアジェットへと導かれる。

一方、エンジンの急減速などにともなって第２受圧室２０の圧力が低下し、制御弁１３が閉じられると、溝１１Ａの位置がパイロットエア通路２４、２５が設けられた位置からずれ、パイロットエア通路２４、２５の連絡は、シャフト１１により遮断される。すなわち、パイロットエアジェットへの空気の供給が遮断される。

なお、パイロットエア通路２４が連結されるキャブレタ３０の模式的な側面図を図６に示す。図６に示されるように、本実施形態においてキャブレタ３０は、定負圧式の例でありキャブレタ３０の本体に設けられた吸気通路３１には、サクションバルブ３２が設けられ、その下流側にスロットル３３が設けられる。本実施形態において、キャブレタ３０のパイロットジェット３４には、２系統のパイロットエアジェット３５、３６が接続され、パイロットエア通路２５は、そのうちの１つであるパイロットエアジェット３６のみに接続される。すなわち、上述した急減速時、キャブレタ３０では、パイロットエアジェット３６による空気の供給のみが停止される。

以上のように、本実施形態の２次空気供給装置によれば、２次空気の供給制御を行なう制御弁が開弁されているときには、シャフトに設けられた溝を介してパイロットエアジェットに空気が供給され、制御弁が閉塞されるとシャフトによりパイロットエア通路が遮断されパイロットエアジェットへの空気の供給が停止される。すなわち、エンジンが急減速する際に、２次空気の供給を遮断するとともに、キャブレタでは、吸気管内に発生した負圧により、より多くの燃料を供給してＡ／Ｆをリッチな状態とすることができ、アフタバーンの発生をより効果的に防止することができる。

また、以上の構成によれば、簡略な構成で２次空気供給装置にコースティングリッチャとしての機能を持たせることができ、装置全体を小型化することが可能となるとともに、部品数を低減しコストを削減することができる。

また更に、２次空気供給装置とコースティングリッチャとを別体とする場合のように、２次空気供給装置の作動とコースティングリッチャの作動とを同期させる特別の機構を設けることなく、これらを同期させることができる。

なお、本実施形態では、シャフトに溝を設ける構成としたが、パイロットエア通路の流通制御のためのシャフトの加工は溝に限られず、例えばシャフト軸に孔などを設ける構成としてもよい。

本発明の一実施形態である吸気制御機能付き２次空気供給装置が適用されたエンジンの吸気系、排気系の全体的な構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態である２次空気供給装置の制御弁が開かれた状態の側断面図である。 制御弁が閉じられた状態の２次空気供給装置の側断面図である。 図２の断面に直交する２次空気供給装置の部分断面図である。 図３の断面に直交する２次空気供給装置の部分断面図である。 パイロットエア通路が連結されるキャブレタの模式的な側面図である。

符号の説明

１０ ２次空気供給装置
１１ シャフト
１１Ａ 溝
１２ ダイアフラム
１３ 制御弁
１７ リード弁
１８ シャフト軸受
２４、２５ パイロットエア通路

Claims (5)

1. 吸気管内の負圧に連動して作動するダイアフラムと、
   排気ポートへの二次空気の供給を制御する制御弁と、
   キャブレタのパイロットエアジェットへ空気の供給を行なうパイロットエア通路と、
   前記パイロットエア通路を横切って前記ダイアフラムと前記制御弁とを連結し、前記制御弁を前記ダイアフラムに連動して作動させるシャフトとを備え、
   前記シャフトは、前記制御弁の開閉に連動して前記パイロットエア通路の開閉を行なう形状とされる
   ことを特徴とする吸気制御機能付き２次空気供給装置。
2. 前記シャフトに穴または溝が設けられ、前記穴または溝が前記パイロットエア通路と交差するときに前記パイロットエア通路が開かれることを特徴とする請求項１に記載の吸気制御機能付き２次空気供給装置。
3. 前記制御弁閉弁時に前記パイロットエア通路が閉じられ、前記制御弁開弁時に前記パイロットエア通路が開かれることを特徴とする請求項１に記載の吸気制御機能付き２次空気供給装置。
4. 前記パイロットエア通路が、２系統のパイロットエア通路の一方に対応することを特徴とする請求項１に記載の吸気制御機能付き２次空気供給装置。
5. 吸気管内の負圧に連動して作動し、排気ポートへの２次空気供給を制御する第１制御弁と、
   パイロット通路の空気の流れを制御する第２制御弁とを備え、
   前記第２制御弁が前記第１制御弁のシャフトによって構成される
   ことを特徴とする吸気制御機能付き２次空気供給装置。

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