JP3465484B2 - 内燃機関のエアアシスト装置 - Google Patents
内燃機関のエアアシスト装置Info
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- JP3465484B2 JP3465484B2 JP19911196A JP19911196A JP3465484B2 JP 3465484 B2 JP3465484 B2 JP 3465484B2 JP 19911196 A JP19911196 A JP 19911196A JP 19911196 A JP19911196 A JP 19911196A JP 3465484 B2 JP3465484 B2 JP 3465484B2
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M23/00—Apparatus for adding secondary air to fuel-air mixture
- F02M23/02—Apparatus for adding secondary air to fuel-air mixture with personal control, or with secondary-air valve controlled by main combustion-air throttle
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のエアアシ
スト装置に関する。
スト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射弁から噴射された燃料を微粒化
するために、スロットル弁下流の吸気通路内に燃料噴射
弁を配置し、スロットル弁上流の吸気通路からアシスト
エア通路を分岐してこのアシストエア通路のアシストエ
ア噴出口から噴出したアシストエアを燃料噴射弁から噴
射された燃料に吹き当てるようにしたエアアシスト装置
が従来より用いられている。ところでこのようにアシス
トエアによって燃料の微粒化を行う場合、アシストエア
量を機関運転状態に応じた最適のアシストエア量に制御
する必要があり、そのために通常アシストエア通路内に
流量制御弁が設けられている。ところがこのような流量
制御弁を設けると製造コストがアップする。そこでアシ
ストエア通路内に流量制御弁を設けることなく吸気通路
の内壁面上にアシストエア通路の空気取入れポートを形
成し、この空気取入れポートの開口面積をスロットル弁
の外周端面により制御するようにしたエアアシスト装置
が公知である（特開昭５７−１１９１３９号公報参
照）。
するために、スロットル弁下流の吸気通路内に燃料噴射
弁を配置し、スロットル弁上流の吸気通路からアシスト
エア通路を分岐してこのアシストエア通路のアシストエ
ア噴出口から噴出したアシストエアを燃料噴射弁から噴
射された燃料に吹き当てるようにしたエアアシスト装置
が従来より用いられている。ところでこのようにアシス
トエアによって燃料の微粒化を行う場合、アシストエア
量を機関運転状態に応じた最適のアシストエア量に制御
する必要があり、そのために通常アシストエア通路内に
流量制御弁が設けられている。ところがこのような流量
制御弁を設けると製造コストがアップする。そこでアシ
ストエア通路内に流量制御弁を設けることなく吸気通路
の内壁面上にアシストエア通路の空気取入れポートを形
成し、この空気取入れポートの開口面積をスロットル弁
の外周端面により制御するようにしたエアアシスト装置
が公知である（特開昭５７−１１９１３９号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来よりアシ
ストエアの流路面積は吸入空気量が少ないときには吸入
空気量の増大に伴なって増大せしめられ、吸入空気量が
一定値を越えるとほぼ一定に維持される。従ってアシス
トエア量Ｑはスロットル開度に対しておおよそ図１１の
実線で示すように変化する。即ち、アイドリング運転時
には噴射燃料の微粒化に対して最適なアシストエア量が
存在し、この最適なアシストエア量が図１１においてＱ
0 で示されている。一方、最適なアシストエア量はスロ
ットル開度が大きくなるにつれてＱ0 から徐々に増大
し、スロットル開度が或る程度大きくなるとアシストエ
アの流路面積が一定となるためにアシストエア量が増大
しなくなる。次いでスロットル開度が更に大きくなると
スロットル弁の前後差圧が小さくなるためにアシストエ
ア量は徐々に減少する。
ストエアの流路面積は吸入空気量が少ないときには吸入
空気量の増大に伴なって増大せしめられ、吸入空気量が
一定値を越えるとほぼ一定に維持される。従ってアシス
トエア量Ｑはスロットル開度に対しておおよそ図１１の
実線で示すように変化する。即ち、アイドリング運転時
には噴射燃料の微粒化に対して最適なアシストエア量が
存在し、この最適なアシストエア量が図１１においてＱ
0 で示されている。一方、最適なアシストエア量はスロ
ットル開度が大きくなるにつれてＱ0 から徐々に増大
し、スロットル開度が或る程度大きくなるとアシストエ
アの流路面積が一定となるためにアシストエア量が増大
しなくなる。次いでスロットル開度が更に大きくなると
スロットル弁の前後差圧が小さくなるためにアシストエ
ア量は徐々に減少する。
【０００４】図１２の（Ａ）から（Ｅ）は吸気通路Ｘ内
に配置されたスロットル弁Ｙにより吸気通路Ｘの内壁面
上に形成されたアシストエアの空気取入れポートＺの開
口面積を制御するようにした場合の種々の例を示してい
る。なお、図１２の（Ａ）から（Ｅ）において各スロッ
トル弁Ｙはアイドリング位置にあるところを示してお
り、吸入空気は各吸気通路Ｘ内を上方から下方に向けて
流れる。
に配置されたスロットル弁Ｙにより吸気通路Ｘの内壁面
上に形成されたアシストエアの空気取入れポートＺの開
口面積を制御するようにした場合の種々の例を示してい
る。なお、図１２の（Ａ）から（Ｅ）において各スロッ
トル弁Ｙはアイドリング位置にあるところを示してお
り、吸入空気は各吸気通路Ｘ内を上方から下方に向けて
流れる。
【０００５】吸気通路Ｘの内壁面上に空気取入れポート
Ｚを形成する場合、加工の容易性や寸法精度から考える
と空気取入れポートＺはドリルによって穿設することが
好ましい。従って空気取入れポートＺの断面形状は円形
断面とすることが好ましいことになる。図１２の（Ａ）
から（Ｄ）は空気取入れポートＺの断面形状を円形断面
とした場合を示しており、また図１２（Ａ）は空気取入
れポートＺを比較的小径に、図１２（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）は空気取入れポートＺを比較的大径に形成した場
合を夫々示している。
Ｚを形成する場合、加工の容易性や寸法精度から考える
と空気取入れポートＺはドリルによって穿設することが
好ましい。従って空気取入れポートＺの断面形状は円形
断面とすることが好ましいことになる。図１２の（Ａ）
から（Ｄ）は空気取入れポートＺの断面形状を円形断面
とした場合を示しており、また図１２（Ａ）は空気取入
れポートＺを比較的小径に、図１２（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）は空気取入れポートＺを比較的大径に形成した場
合を夫々示している。
【０００６】図１２（Ａ）に示されるように空気取入れ
ポートＺの断面形状を比較的小径の円形形状から形成す
るとアシストエアの流路面積がかなり小さくなり、その
結果図１１の破線Ｑ1 で示すようにアシストエア量は実
線に示す最適値に対して全体的にかなり少なくなる。従
ってこの場合には噴射燃料の微粒化を良好に促進するこ
とが困難となる。
ポートＺの断面形状を比較的小径の円形形状から形成す
るとアシストエアの流路面積がかなり小さくなり、その
結果図１１の破線Ｑ1 で示すようにアシストエア量は実
線に示す最適値に対して全体的にかなり少なくなる。従
ってこの場合には噴射燃料の微粒化を良好に促進するこ
とが困難となる。
【０００７】噴射燃料の微粒化を促進するためにはアシ
ストエア量を増大する必要があり、そのためには空気取
入れポートＺの流路面積を増大させる必要がある。図１
２（Ｂ）は空気取入れポートＺの断面形状を比較的大径
の円形断面から形成し、それによって空気取入れポート
Ｚの流路面積を増大させた場合を示している。ところが
この場合、図１２（Ｂ）に示されるように空気取入れポ
ートＺがスロットル弁Ｙの上流側および下流側に共に開
口するように配置されるとアイドリング運転時には矢印
Ｆで示されるように吸入空気が空気取入れポートＺ内に
流入することなくスロットル弁Ｙ下流の吸気通路Ｘ内に
流入する。従ってこの場合には空気取入れポートＺの流
路面積を増大させてもアイドリング運転時におけるアシ
ストエア量を増量することができない。
ストエア量を増大する必要があり、そのためには空気取
入れポートＺの流路面積を増大させる必要がある。図１
２（Ｂ）は空気取入れポートＺの断面形状を比較的大径
の円形断面から形成し、それによって空気取入れポート
Ｚの流路面積を増大させた場合を示している。ところが
この場合、図１２（Ｂ）に示されるように空気取入れポ
ートＺがスロットル弁Ｙの上流側および下流側に共に開
口するように配置されるとアイドリング運転時には矢印
Ｆで示されるように吸入空気が空気取入れポートＺ内に
流入することなくスロットル弁Ｙ下流の吸気通路Ｘ内に
流入する。従ってこの場合には空気取入れポートＺの流
路面積を増大させてもアイドリング運転時におけるアシ
ストエア量を増量することができない。
【０００８】一方、図１２（Ｃ）は比較的大径の円形断
面形状を有する空気取入れポートＺをスロットル弁Ｙの
上流側のみに開口するように配置した場合を示してい
る。この場合には吸入空気が空気取入れポートＺ内に流
入するので図１１において破線Ｑ3 で示されるようにア
シストエア量は全体的に増大する。しかしながらこの場
合、アイドリング運転時における吸気通路Ｘ内への空気
取入れポートＺの開口面積がかなり大きくなるので図１
１の破線Ｑ3 からわかるようにアイドリング運転時にお
けるアシストエア量が最適値Ｑ0 よりもかなり大きくな
ってしまう。
面形状を有する空気取入れポートＺをスロットル弁Ｙの
上流側のみに開口するように配置した場合を示してい
る。この場合には吸入空気が空気取入れポートＺ内に流
入するので図１１において破線Ｑ3 で示されるようにア
シストエア量は全体的に増大する。しかしながらこの場
合、アイドリング運転時における吸気通路Ｘ内への空気
取入れポートＺの開口面積がかなり大きくなるので図１
１の破線Ｑ3 からわかるようにアイドリング運転時にお
けるアシストエア量が最適値Ｑ0 よりもかなり大きくな
ってしまう。
【０００９】一方、アイドリング運転時におけるアシス
トエア量が最適値Ｑ0 となるように空気取入れポートＺ
の断面積を小さくすると今度は図１１の破線Ｑ2 で示さ
れるようにスロットル弁Ｙが開弁したときのアシストエ
ア量が実線に示す最適値よりも少なくなってしまう。即
ち、空気取入れポートＺの断面積をどのようにしようと
も、また空気取入れポートＺとスロットル弁Ｙとの位置
関係をどのようにしようとも図１１において実線で示さ
れる最適のアシストエア量とすることはできない。
トエア量が最適値Ｑ0 となるように空気取入れポートＺ
の断面積を小さくすると今度は図１１の破線Ｑ2 で示さ
れるようにスロットル弁Ｙが開弁したときのアシストエ
ア量が実線に示す最適値よりも少なくなってしまう。即
ち、空気取入れポートＺの断面積をどのようにしようと
も、また空気取入れポートＺとスロットル弁Ｙとの位置
関係をどのようにしようとも図１１において実線で示さ
れる最適のアシストエア量とすることはできない。
【００１０】これに対して図１２（Ｄ）に示されるよう
にスロットル弁Ｙの弁体の厚みを厚くするとアシストエ
ア量を図１１の実線で示すような最適値とすることがで
きる。しかしながらこのようにスロットル弁Ｙの弁体の
厚みを厚くすると機関高負荷運転時における吸気通路Ｘ
の流路抵抗が大きくなり、斯くして機関高出力を得るこ
とができなくなる。従って図１２（Ｄ）に示されるよう
にスロットル弁Ｙの弁体の厚みを厚くすることはできな
い。
にスロットル弁Ｙの弁体の厚みを厚くするとアシストエ
ア量を図１１の実線で示すような最適値とすることがで
きる。しかしながらこのようにスロットル弁Ｙの弁体の
厚みを厚くすると機関高負荷運転時における吸気通路Ｘ
の流路抵抗が大きくなり、斯くして機関高出力を得るこ
とができなくなる。従って図１２（Ｄ）に示されるよう
にスロットル弁Ｙの弁体の厚みを厚くすることはできな
い。
【００１１】また、図１２（Ｅ）に示すように空気取入
れポートＺの断面形状を細長い長穴形状に形成するとア
イドリング運転時にはアシストエア量を図１１に示す最
適値Ｑ0 とすることができ、またスロットル開度が大き
くなったときには図１１において実線で示されるような
最適なアシストエア量を確保することができる。しかし
ながら空気取入れポートＺの断面形状を細長い長穴形状
に形成するにはフライスによる加工や放電加工等の複雑
でかつ長時間を要する加工が必要となり、従って大巾な
コストアップを招くという問題がある。また、プレスに
よる打ち抜き加工を用いると単時間で細長い長穴を形成
することができるがプレス加工を行うと吸気ダクトに歪
みが生じ、その結果アイドリング運転時における吸入空
気量およびアシストエア量が吸気ダクト毎にばらついて
しまうという問題がある。
れポートＺの断面形状を細長い長穴形状に形成するとア
イドリング運転時にはアシストエア量を図１１に示す最
適値Ｑ0 とすることができ、またスロットル開度が大き
くなったときには図１１において実線で示されるような
最適なアシストエア量を確保することができる。しかし
ながら空気取入れポートＺの断面形状を細長い長穴形状
に形成するにはフライスによる加工や放電加工等の複雑
でかつ長時間を要する加工が必要となり、従って大巾な
コストアップを招くという問題がある。また、プレスに
よる打ち抜き加工を用いると単時間で細長い長穴を形成
することができるがプレス加工を行うと吸気ダクトに歪
みが生じ、その結果アイドリング運転時における吸入空
気量およびアシストエア量が吸気ダクト毎にばらついて
しまうという問題がある。
【００１２】上述の説明から明らかなようにアシストエ
ア量をスロットル弁Ｙにより制御するようにした場合に
は加工の容易性および加工精度から考えて空気取入れポ
ートＺの断面形状を円形状にすることが好ましいと云え
る。しかしながら従来におけるように一個の空気取入れ
ポートＺのみを設けてこの空気取入れポートＺから流入
するアシストエア量をスロットル弁Ｙにより制御するよ
うにしている限り、最適なアシストエア量を確保するこ
とができない。
ア量をスロットル弁Ｙにより制御するようにした場合に
は加工の容易性および加工精度から考えて空気取入れポ
ートＺの断面形状を円形状にすることが好ましいと云え
る。しかしながら従来におけるように一個の空気取入れ
ポートＺのみを設けてこの空気取入れポートＺから流入
するアシストエア量をスロットル弁Ｙにより制御するよ
うにしている限り、最適なアシストエア量を確保するこ
とができない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに１番目の発明によれば、燃料噴射弁からの噴射燃料
にアシストエアを供給するためのアシストエア通路を具
備し、機関吸気通路の内壁面上にアシストエア通路の空
気取入れポートを形成し、機関吸気通路内に配置された
スロットル弁の外周端面により空気取入れポートの開口
面積を制御することによりアシストエア量を制御するよ
うにした内燃機関のエアアシスト装置において、空気取
入れポートを断面形状が円形をなす複数個の空気取入れ
ポートから構成し、スロットル弁がアイドリング位置に
あるときにスロットル弁の外周端面がこれら空気取入れ
ポート開口部の少なくとも一部を同時に覆う位置に各空
気取入れポートを形成している。即ち、複数個の空気取
入れポートを設けるとアシストエア量が図１１において
実線で示される最適のアシストエア量となる。
めに１番目の発明によれば、燃料噴射弁からの噴射燃料
にアシストエアを供給するためのアシストエア通路を具
備し、機関吸気通路の内壁面上にアシストエア通路の空
気取入れポートを形成し、機関吸気通路内に配置された
スロットル弁の外周端面により空気取入れポートの開口
面積を制御することによりアシストエア量を制御するよ
うにした内燃機関のエアアシスト装置において、空気取
入れポートを断面形状が円形をなす複数個の空気取入れ
ポートから構成し、スロットル弁がアイドリング位置に
あるときにスロットル弁の外周端面がこれら空気取入れ
ポート開口部の少なくとも一部を同時に覆う位置に各空
気取入れポートを形成している。即ち、複数個の空気取
入れポートを設けるとアシストエア量が図１１において
実線で示される最適のアシストエア量となる。
【００１４】また、２番目の発明では１番目の発明にお
いて、アシストエア通路内に空気取入れポートから噴射
燃料に向けてのみ流通可能な逆止弁を配置し、逆止弁下
流のアシストエア通路を常時スロットル弁の上流側に位
置する吸気通路内に連結している。即ち、この発明では
スロットル弁上流の吸気通路から常時アシストエアがア
シストエア通路内に供給され、このアシストエアが空気
取入れポートを介しスロットル弁下流の吸気通路内に逃
げるのが逆止弁によって阻止される。
いて、アシストエア通路内に空気取入れポートから噴射
燃料に向けてのみ流通可能な逆止弁を配置し、逆止弁下
流のアシストエア通路を常時スロットル弁の上流側に位
置する吸気通路内に連結している。即ち、この発明では
スロットル弁上流の吸気通路から常時アシストエアがア
シストエア通路内に供給され、このアシストエアが空気
取入れポートを介しスロットル弁下流の吸気通路内に逃
げるのが逆止弁によって阻止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、１は機関本
体、２は吸気枝管、３はサージタンク、４は排気マニホ
ルドを夫々示し、各吸気枝管２には対応する気筒の吸気
ポート内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁５が
取付けられる。サージタンク３は吸気ダクト６およびエ
アフローメータ７を介してエアクリーナ８に連結され、
吸気ダクト６内にアクセルペダル９によって開閉制御せ
しめられるスロットル弁１０が配置される。
体、２は吸気枝管、３はサージタンク、４は排気マニホ
ルドを夫々示し、各吸気枝管２には対応する気筒の吸気
ポート内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁５が
取付けられる。サージタンク３は吸気ダクト６およびエ
アフローメータ７を介してエアクリーナ８に連結され、
吸気ダクト６内にアクセルペダル９によって開閉制御せ
しめられるスロットル弁１０が配置される。
【００１６】図２に示されるように燃料噴射弁５の先端
部にはアシストエア用アダプタ１１が取付けられる。こ
のアダプタ１１は二又に分岐された燃料空気流通孔１２
と、アダプタ１１周りに形成されたアシストエア室１３
と、燃料空気流通孔１２内に開口するアシストエア噴出
口１４とを具備する。一方、図１に示されるようにスロ
ットル弁１０周りの吸気ダクト６の内壁面上には空気取
入れポート１５が形成され、この空気取入れポート１５
はアシストエア導管１６を介してアシストエア室１３に
連結される。
部にはアシストエア用アダプタ１１が取付けられる。こ
のアダプタ１１は二又に分岐された燃料空気流通孔１２
と、アダプタ１１周りに形成されたアシストエア室１３
と、燃料空気流通孔１２内に開口するアシストエア噴出
口１４とを具備する。一方、図１に示されるようにスロ
ットル弁１０周りの吸気ダクト６の内壁面上には空気取
入れポート１５が形成され、この空気取入れポート１５
はアシストエア導管１６を介してアシストエア室１３に
連結される。
【００１７】図１に示す実施例では空気取入れポート１
５の少なくとも一部が常時スロットル弁１０上流の吸気
ダクト６内に開口している。従ってスロットル弁１０上
流の吸気ダクト６内の圧力と吸気枝管２内の圧力との圧
力差によってスロットル弁１０上流の吸気ダクト６内の
空気が空気取入れポート１５からアシストエア導管１６
を介してアシストエア室１３内に供給され、次いでこの
空気、即ちアシストエアはアシストエア噴出口１４から
燃料空気流通孔１２内に噴出せしめられる。燃料噴射弁
５のノズル口１７からは燃料が燃料空気流通孔１２内に
向けて噴射せしめられ、アシストエア噴出口１４から噴
出するアシストエアによって噴射燃料の微粒化が促進さ
れる。
５の少なくとも一部が常時スロットル弁１０上流の吸気
ダクト６内に開口している。従ってスロットル弁１０上
流の吸気ダクト６内の圧力と吸気枝管２内の圧力との圧
力差によってスロットル弁１０上流の吸気ダクト６内の
空気が空気取入れポート１５からアシストエア導管１６
を介してアシストエア室１３内に供給され、次いでこの
空気、即ちアシストエアはアシストエア噴出口１４から
燃料空気流通孔１２内に噴出せしめられる。燃料噴射弁
５のノズル口１７からは燃料が燃料空気流通孔１２内に
向けて噴射せしめられ、アシストエア噴出口１４から噴
出するアシストエアによって噴射燃料の微粒化が促進さ
れる。
【００１８】図３および図４にスロットル弁１０周りの
拡大図を示す。図３および図４に示されるように吸気ダ
クト６の内壁面は円形の断面形状を有し、スロットル弁
１０の弁体１０ａも円形の輪郭形状を有する。スロット
ル弁１０の弁軸１０ｂはほぼ水平方向に延びており、こ
の弁軸１０ｂから最も離れた吸気ダクト６の内壁面上方
部に複数個の空気取入れポート１５が形成されている。
図３および図４に示す実施例では５個の空気取入れポー
ト１５が弁軸１０ｂに対し垂直な対称面Ｋに関して対称
的に配置されているが６個以上或いは４個以下の複数個
の空気取入れポート１５を対称面Ｋに関して対称的に配
置することもできる。
拡大図を示す。図３および図４に示されるように吸気ダ
クト６の内壁面は円形の断面形状を有し、スロットル弁
１０の弁体１０ａも円形の輪郭形状を有する。スロット
ル弁１０の弁軸１０ｂはほぼ水平方向に延びており、こ
の弁軸１０ｂから最も離れた吸気ダクト６の内壁面上方
部に複数個の空気取入れポート１５が形成されている。
図３および図４に示す実施例では５個の空気取入れポー
ト１５が弁軸１０ｂに対し垂直な対称面Ｋに関して対称
的に配置されているが６個以上或いは４個以下の複数個
の空気取入れポート１５を対称面Ｋに関して対称的に配
置することもできる。
【００１９】図３および図４に示される実施例では各空
気取入れポート１５は同一径の円形断面形状を有してい
る。これらの各空気取入れポート１５は吸気ダクト６の
外壁面上からドリルによって穿設され、従って各空気取
入れポート１５は吸気ダクト６の半径方向に延びてい
る。図３および図４はスロットル弁１０がアイドリング
位置にあるときを示しており、図５はスロットル弁１０
がアイドリング位置にあるときにスロットル弁１０の弁
体１０ａに沿ってみたときの弁体１０ａと各空気取入れ
ポート１５との位置関係を示している。図３および図５
に示されるように各空気取入れポート１５は、スロット
ル弁１０がアイドリング位置にあるときに各空気取入れ
ポート１５の開口部の大部分がスロットル弁１０の外周
端面１０ｃによって覆われ、各空気取入れポート１５の
開口部の上流側端部領域のみがスロットル弁１０上流の
吸気ダクト６内に開口するように配置される。なお、図
３から図５に示す実施例ではこのとき各空気取入れポー
ト１５の開口部の上流側端部領域の面積は全て等しくな
っている。
気取入れポート１５は同一径の円形断面形状を有してい
る。これらの各空気取入れポート１５は吸気ダクト６の
外壁面上からドリルによって穿設され、従って各空気取
入れポート１５は吸気ダクト６の半径方向に延びてい
る。図３および図４はスロットル弁１０がアイドリング
位置にあるときを示しており、図５はスロットル弁１０
がアイドリング位置にあるときにスロットル弁１０の弁
体１０ａに沿ってみたときの弁体１０ａと各空気取入れ
ポート１５との位置関係を示している。図３および図５
に示されるように各空気取入れポート１５は、スロット
ル弁１０がアイドリング位置にあるときに各空気取入れ
ポート１５の開口部の大部分がスロットル弁１０の外周
端面１０ｃによって覆われ、各空気取入れポート１５の
開口部の上流側端部領域のみがスロットル弁１０上流の
吸気ダクト６内に開口するように配置される。なお、図
３から図５に示す実施例ではこのとき各空気取入れポー
ト１５の開口部の上流側端部領域の面積は全て等しくな
っている。
【００２０】なお、スロットル弁１０はアイドリング位
置にあるときに図３に示される如く吸気ダクト６の横断
面に対して傾斜しており、このとき各空気取入れポート
１５は図５に示すように弁体１０ａの周縁に沿って整列
するように形成されている。即ち、図４の対称面Ｋから
離れている空気取入れポート１５ほど上流側に位置しし
ており、従って各空気取入れポート１５は吸気ダクト６
の同一横断面内において整列配置されているわけではな
い。
置にあるときに図３に示される如く吸気ダクト６の横断
面に対して傾斜しており、このとき各空気取入れポート
１５は図５に示すように弁体１０ａの周縁に沿って整列
するように形成されている。即ち、図４の対称面Ｋから
離れている空気取入れポート１５ほど上流側に位置しし
ており、従って各空気取入れポート１５は吸気ダクト６
の同一横断面内において整列配置されているわけではな
い。
【００２１】図６は図３から図５に示される実施例にお
いてスロットル弁１０上流の吸気ダクト６内への空気取
入れポート１５の開口部の開口割合Ｒとスロットル開度
との関係、およびアシストエア量Ｑとスロットル開度と
の関係を示している。図３から図５に示されるように複
数個の空気取入れポート１５を設けると空気取入れポー
ト１５の全流量面積、即ちアシストエアの流路面積をか
なり大きくとることができる一方でアイドリング運転時
における開口割合Ｒをかなり小さくすることができ、そ
の結果アシストエア量Ｑを図１１において実線で示す最
適値に一致させることができる。なお、図６におけるＱ
0 は図１１に示すＱ0 と同様にアイドリング運転時にお
ける最適のアシストエア量を示している。
いてスロットル弁１０上流の吸気ダクト６内への空気取
入れポート１５の開口部の開口割合Ｒとスロットル開度
との関係、およびアシストエア量Ｑとスロットル開度と
の関係を示している。図３から図５に示されるように複
数個の空気取入れポート１５を設けると空気取入れポー
ト１５の全流量面積、即ちアシストエアの流路面積をか
なり大きくとることができる一方でアイドリング運転時
における開口割合Ｒをかなり小さくすることができ、そ
の結果アシストエア量Ｑを図１１において実線で示す最
適値に一致させることができる。なお、図６におけるＱ
0 は図１１に示すＱ0 と同様にアイドリング運転時にお
ける最適のアシストエア量を示している。
【００２２】図７に別の実施例を示す。この実施例では
スロットル弁１０が駆動モータ２０により開閉制御さ
れ、この駆動モータ２０は電子制御ユニット２１の出力
信号に基いて制御される。即ち、この実施例では例えば
アクセルペダルの踏込み量に応じて駆動モータ２０が駆
動され、それによってスロットル弁１０の開度が制御さ
れる。更にこの実施例ではアイドリング運転時に機関回
転数が目標のアイドリング回転数となるようにスロット
ル弁２０によってアシストエア量が制御される。
スロットル弁１０が駆動モータ２０により開閉制御さ
れ、この駆動モータ２０は電子制御ユニット２１の出力
信号に基いて制御される。即ち、この実施例では例えば
アクセルペダルの踏込み量に応じて駆動モータ２０が駆
動され、それによってスロットル弁１０の開度が制御さ
れる。更にこの実施例ではアイドリング運転時に機関回
転数が目標のアイドリング回転数となるようにスロット
ル弁２０によってアシストエア量が制御される。
【００２３】即ち、この実施例では図８に示されるよう
にスロットル開度がアイドリング運転時の開度よりもわ
ずかばかり大きな開度θ0 のときにアシストエア量Ｑが
ほぼアイドリング運転時における最適のアシストエア量
Ｑ0 となるように開口割合Ｒが定められている。アイド
リング運転時において機関回転数が目標アイドリング回
転数よりも高くなればスロットル開度が減少せしめられ
てアシストエア量が減少せしめられ、機関回転数が目標
アイドリング回転数よりも低くなればスロットル開度が
増大せしめられてアシストエア量が増大せしめられ、そ
れによって機関回転数が目標アイドリング回転数に維持
される。
にスロットル開度がアイドリング運転時の開度よりもわ
ずかばかり大きな開度θ0 のときにアシストエア量Ｑが
ほぼアイドリング運転時における最適のアシストエア量
Ｑ0 となるように開口割合Ｒが定められている。アイド
リング運転時において機関回転数が目標アイドリング回
転数よりも高くなればスロットル開度が減少せしめられ
てアシストエア量が減少せしめられ、機関回転数が目標
アイドリング回転数よりも低くなればスロットル開度が
増大せしめられてアシストエア量が増大せしめられ、そ
れによって機関回転数が目標アイドリング回転数に維持
される。
【００２４】図９の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は空気取入
れポート１５の配置に関する種々の実施例を示してい
る。なお、図９の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はアイドリン
グ運転時においてスロットル弁１０の弁体１０ａに沿っ
てみたときの空気取入れポート１５と弁体１０ａとの位
置関係を示しており、図９において鎖線Ｋは弁体１０ａ
の中心を通りかつ弁軸１０ｂに対し垂直をなす平面を示
している。
れポート１５の配置に関する種々の実施例を示してい
る。なお、図９の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はアイドリン
グ運転時においてスロットル弁１０の弁体１０ａに沿っ
てみたときの空気取入れポート１５と弁体１０ａとの位
置関係を示しており、図９において鎖線Ｋは弁体１０ａ
の中心を通りかつ弁軸１０ｂに対し垂直をなす平面を示
している。
【００２５】図９（Ａ）は同一径の一対の空気取入れポ
ート１５を平面Ｋから等距離に配置すると共に一方の空
気取入れポート１５を他方の空気取入れポート１５より
も上流側に配置した場合を示している。このように配置
するとスロットル弁１０がアイドリング位置から開弁し
始めるとき、および空気取入れポート１５がスロットル
弁１０上流の吸気ダクト６内に全開する直前においてス
ロットル開度に対するアシストエア量の変化量を小さく
することができる。
ート１５を平面Ｋから等距離に配置すると共に一方の空
気取入れポート１５を他方の空気取入れポート１５より
も上流側に配置した場合を示している。このように配置
するとスロットル弁１０がアイドリング位置から開弁し
始めるとき、および空気取入れポート１５がスロットル
弁１０上流の吸気ダクト６内に全開する直前においてス
ロットル開度に対するアシストエア量の変化量を小さく
することができる。
【００２６】図９（Ｂ）は同一径の３個の空気取入れポ
ート１５を設け、一つの空気取入れポート１５を平面Ｋ
上に配置し、残りの２個の空気取入れポート１５を平面
Ｋから異なる距離を隔てて配置した場合を示している。
スロットル弁１０上流の吸気ダクト６内への空気取入れ
ポート１５の開口割合Ｒはスロットル開度が同一の場合
には空気取入れポート１５が平面Ｋから離れるほど小さ
くなり、従って図９（Ｂ）に示される場合にはスロット
ル弁１０が開弁せしめられると平面Ｋに近い空気取入れ
ポート１５から順に全開することになる。
ート１５を設け、一つの空気取入れポート１５を平面Ｋ
上に配置し、残りの２個の空気取入れポート１５を平面
Ｋから異なる距離を隔てて配置した場合を示している。
スロットル弁１０上流の吸気ダクト６内への空気取入れ
ポート１５の開口割合Ｒはスロットル開度が同一の場合
には空気取入れポート１５が平面Ｋから離れるほど小さ
くなり、従って図９（Ｂ）に示される場合にはスロット
ル弁１０が開弁せしめられると平面Ｋに近い空気取入れ
ポート１５から順に全開することになる。
【００２７】図９（Ｃ）は異なる径の一対の空気取入れ
ポート１５を平面Ｋから等距離に配置した場合を示して
いる。この場合にはスロットル弁１０が開弁せしめられ
るとまず初めに小径の空気取入れポート１５が全開し、
次いで大径の空気取入れポート１５が全開することにな
る。図９の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように複数個
の空気取入れポート１５の形成位置或いは径を変えるこ
とによってスロットル開度の増大に対するアシストエア
量の増大量を種々に変化させることができる。
ポート１５を平面Ｋから等距離に配置した場合を示して
いる。この場合にはスロットル弁１０が開弁せしめられ
るとまず初めに小径の空気取入れポート１５が全開し、
次いで大径の空気取入れポート１５が全開することにな
る。図９の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように複数個
の空気取入れポート１５の形成位置或いは径を変えるこ
とによってスロットル開度の増大に対するアシストエア
量の増大量を種々に変化させることができる。
【００２８】図１０に更に別の実施例を示す。この実施
例においても図３および図４に示す実施例と同じ位置に
５個の空気取入れポート１５が形成されている。更にこ
の実施例ではアシストエア導管１６（第１図）に連結さ
れたアシストエア通路３０が吸気ダクト６の壁面内に形
成されており、このアシストエア通路３０の空気取入れ
ポート３１が常時スロットル弁１０の上流側に位置する
吸気ダクト６の内壁面上に形成されている。また、吸気
ダクト６の壁面内には全ての空気取入れポート１５に連
結された共通のアシストエア室３２が形成されており、
このアシストエア室３２はアシストエア室３２からアシ
ストエア通路３０に向けてのみ流通可能な逆止弁３３を
介してアシストエア通路３０に連結されている。
例においても図３および図４に示す実施例と同じ位置に
５個の空気取入れポート１５が形成されている。更にこ
の実施例ではアシストエア導管１６（第１図）に連結さ
れたアシストエア通路３０が吸気ダクト６の壁面内に形
成されており、このアシストエア通路３０の空気取入れ
ポート３１が常時スロットル弁１０の上流側に位置する
吸気ダクト６の内壁面上に形成されている。また、吸気
ダクト６の壁面内には全ての空気取入れポート１５に連
結された共通のアシストエア室３２が形成されており、
このアシストエア室３２はアシストエア室３２からアシ
ストエア通路３０に向けてのみ流通可能な逆止弁３３を
介してアシストエア通路３０に連結されている。
【００２９】この実施例では図１０に示すようにスロッ
トル弁１０がアイドリング位置にあるときには全ての空
気取入れポート１５がスロットル弁１０の外周端面１０
ｃによって完全に覆われる。このとき全アシストエアは
空気取入れポート３１から供給される。このとき空気取
入れポート１５には負圧が発生しており、従ってもし逆
止弁３３が設けられていないとすると空気取入れポート
３１から流入したアシストエアは空気取入れポート１５
を介してスロットル弁１０下流の吸気ダクト６内に逃げ
てしまう。その結果、噴射燃料に対して十分なアシスト
エアが供給されなくなり、斯くして噴射燃料を良好に微
粒化しえなくなる。そこで図１０に示す実施例ではアイ
ドリング運転時に空気取入れポート３１から流入したア
シストエアが空気取入れポート１５を介して逃げるのを
阻止するために逆止弁３３が設けられている。
トル弁１０がアイドリング位置にあるときには全ての空
気取入れポート１５がスロットル弁１０の外周端面１０
ｃによって完全に覆われる。このとき全アシストエアは
空気取入れポート３１から供給される。このとき空気取
入れポート１５には負圧が発生しており、従ってもし逆
止弁３３が設けられていないとすると空気取入れポート
３１から流入したアシストエアは空気取入れポート１５
を介してスロットル弁１０下流の吸気ダクト６内に逃げ
てしまう。その結果、噴射燃料に対して十分なアシスト
エアが供給されなくなり、斯くして噴射燃料を良好に微
粒化しえなくなる。そこで図１０に示す実施例ではアイ
ドリング運転時に空気取入れポート３１から流入したア
シストエアが空気取入れポート１５を介して逃げるのを
阻止するために逆止弁３３が設けられている。
【００３０】スロットル弁１０が開弁して空気取入れポ
ート１５がスロットル弁１０上流の吸気ダクト６内に開
口すると空気取入れポート１５からも逆止弁３３を介し
てアシストエアがアシストエア通路３０内に供給され
る。従って空気取入れポート１５が全開するまでの間、
スロットル開度が増大するにつれてアシストエア量が増
大することになる。
ート１５がスロットル弁１０上流の吸気ダクト６内に開
口すると空気取入れポート１５からも逆止弁３３を介し
てアシストエアがアシストエア通路３０内に供給され
る。従って空気取入れポート１５が全開するまでの間、
スロットル開度が増大するにつれてアシストエア量が増
大することになる。
【００３１】
【発明の効果】加工の容易な円形断面の空気取入れポー
トを用いてアシストエア量を最適なアシストエア量に制
御することができる。
トを用いてアシストエア量を最適なアシストエア量に制
御することができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】アシストエア式燃料噴射弁の一部断面側面図で
ある。
ある。
【図３】図１のスロットル弁周りの側面断面図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】スロットル弁の弁体と空気取入れポートとの位
置関係を示す図である。
置関係を示す図である。
【図６】空気取入れポートの開口割合Ｒおよびアシスト
エア量Ｑを示す図である。
エア量Ｑを示す図である。
【図７】内燃機関の別の実施例の全体図である。
【図８】空気取入れポートの開口割合Ｒとアシストエア
量Ｑを示す図である。
量Ｑを示す図である。
【図９】空気取入れポートの種々の配置例を示す図であ
る。
る。
【図１０】スロットル弁周りの別の実施例を示す側面断
面図である。
面図である。
【図１１】アシストエア量Ｑを示す図である。
【図１２】スロットル弁と空気取入れポートとの関係を
説明するための図である。
説明するための図である。
２…吸気枝管
５…燃料噴射弁
６…吸気ダクト
１０…スロットル弁
１４…アシストエア噴出口
１５，３１…空気取入れポート
１６…アシストエア導管
３３…逆止弁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 23/12
F02D 9/02
F02D 9/10
F02M 69/00 310
F02M 69/04
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料噴射弁からの噴射燃料にアシストエ
アを供給するためのアシストエア通路を具備し、機関吸
気通路の内壁面上にアシストエア通路の空気取入れポー
トを形成し、機関吸気通路内に配置されたスロットル弁
の外周端面により空気取入れポートの開口面積を制御す
ることによりアシストエア量を制御するようにした内燃
機関のエアアシスト装置において、上記空気取入れポー
トを断面形状が円形をなす複数個の空気取入れポートか
ら構成し、スロットル弁がアイドリング位置にあるとき
にスロットル弁の外周端面がこれら空気取入れポート開
口部の少なくとも一部を同時に覆う位置に各空気取入れ
ポートを形成した内燃機関のエアアシスト装置。 - 【請求項２】 上記アシストエア通路内に上記空気取入
れポートから噴射燃料に向けてのみ流通可能な逆止弁を
配置し、該逆止弁下流のアシストエア通路を常時スロッ
トル弁の上流側に位置する吸気通路内に連結した請求項
１に記載の内燃機関のエアアシスト装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19911196A JP3465484B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 内燃機関のエアアシスト装置 |
| US08/901,448 US5797382A (en) | 1996-07-29 | 1997-07-28 | Air assist device of an engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19911196A JP3465484B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 内燃機関のエアアシスト装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047167A JPH1047167A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3465484B2 true JP3465484B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=16402316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19911196A Expired - Fee Related JP3465484B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 内燃機関のエアアシスト装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5797382A (ja) |
| JP (1) | JP3465484B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7174883B2 (en) | 2004-09-22 | 2007-02-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake-negative-pressure-increasing apparatus for engine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3114625B2 (ja) * | 1996-08-29 | 2000-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のエアアシスト装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54103913A (en) * | 1978-02-01 | 1979-08-15 | Fuji Heavy Ind Ltd | Internal combustion engine |
| JPS5540212A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-21 | Toyota Motor Corp | Air inlet device of internal combustion engine |
| FR2452002A1 (fr) * | 1979-03-22 | 1980-10-17 | Sibe | Perfectionnements aux dispositifs de carburation pour moteurs a combustion interne |
| GB2085964B (en) * | 1980-08-13 | 1984-03-14 | Suzuki Motor Co | Internal combustion engine charge intake system |
| JPS57119139A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-24 | Toyota Motor Corp | Air assistance device for internal combustion engine with electronically-controlled fuel injection |
| JPS57129234A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-11 | Toyota Motor Corp | Air suction device in fuel injection type internal combustion engine |
| US5269283A (en) * | 1990-09-14 | 1993-12-14 | Thompson Technologies, Inc. | Emission control device for fuel injection and carbureted engines |
| JPH06213107A (ja) * | 1992-09-09 | 1994-08-02 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の吸気絞り弁装置 |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP19911196A patent/JP3465484B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-28 US US08/901,448 patent/US5797382A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7174883B2 (en) | 2004-09-22 | 2007-02-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake-negative-pressure-increasing apparatus for engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1047167A (ja) | 1998-02-17 |
| US5797382A (en) | 1998-08-25 |
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