JP4571779B2 - 内燃機関用吸気調整器 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用吸気調整器に関する。

吸気調整器は公知のものであり、ＵＫ−Ａ−２０９９０７４によれば、これは機関への燃料供給及び機関からの燃料需要のむらを補償するように設計されており、これによって燃料消費量を改善し、排気汚染を低減させ、燃料の微粒化／気化を改善する。この目的のため、この公知の調整器は気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに配置されるよう適合し、混合気の通過を許す有孔エレメントと、過剰未気化燃料を保持する頂部が開いたリザーバと、調整器をマニホルド内に固定するための、有孔エレメントから垂れ下がる１対の取付けストラップとを含んでいる。吸気マニホルドと気化器との間にストラップを固定できるよう、ストラップの端部を外方へ直角に曲げてもよい。調整器を取付けた場合、微粒化を最適にするため、有孔エレメントがマニホルド壁に対して所定の角度をなすよう、有孔エレメントはストラップに対して或る角度に配置される。

別の公知の吸気調整器がＵＫ−Ａ−２２７０９５２に開示されており、これは、混合気の通過を許す有孔エレメントと、過剰未気化燃料を保持する少なくとも一つの頂部が開いたリザーバと、気化器の下流側で機関のマニホルドの相対するフランジ間に取付けられており、有孔エレメントに結合した閉ループ支持ストリップとを含む内燃機関用の吸気調整器を記載している。

従来技術の吸気調整器にはいくつかの欠点がある。例えば、多くの従来技術の吸気調整器は、通過する混合気のスワール増進を充分有効に促進するものではない。或る従来技術の吸気調整器の性能は、機関始動中と、その後機関が暖機されるまでの最初の数分間は、効果的ではない。或る従来技術の吸気調整器は取付け及び密封が難しく、或るものはマルチポイントシステムには取付けることができない。

本発明の目的は、前記の欠点の一つ以上を克服または軽減する内燃機関用吸気調整器を提供することである。

本発明の第１実施態様では、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、過剰未気化燃料を保持する少なくとも一つの頂部が開いたリザーバと、調整器を機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器が提供され、その頂部が開いたリザーバは多孔列を有する。

頂部が開いたリザーバの多孔は、リザーバを通過して調整器上を進む混合気のスワール運動を増強させ、これによって燃料の微粒化／気化を改善するとともに機関の性能を高める。多孔は、機械的穿孔または化学応用により形成してもよく、好ましくは頂部が開いたリザーバの２つの相対する側壁に設けられる。

本発明の第２の実施態様では、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、調整器を機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器が提供され、有孔エレメントの少なくとも一部分は少なくとも部分的にスカートにより囲まれ、スカートの高さは有孔エレメントの１つの個所では他の個所での高さよりも大きい。そのような実施態様の一つでは、スカートの高さは有孔エレメントの一方の側では他方の側での高さよりも高い。好ましくは、本発明のこの第２実施態様による吸気調整器は、過剰未気化燃料を保持する頂部が開いたリザーバを更に有する。頂部の開いたリザーバが存在するときには、そのリザーバに多孔列を設けてもよい。

本発明のこの第２実施態様では、ＧＢ−Ａ−２２７０９５２に記載されているように有孔エレメントが或る角度で傾くように吸気調整器を内燃機関の吸気マニホルドに取付けた場合、有孔エレメントの下方に傾いた側には、大きい方の高さのスカートが設けられる。このようにして、調整器が使用されるときには、スカートの頂部は、吸気マニホルドに対して実際上傾いていない状態にとどまる。これによって、調整器を通過し且つ調整器上を進む混合気のスワール運動を改善する効果が得られ、その結果として機関の性能を向上する。

本発明の第３の実施態様では、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、有孔エレメントを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器が提供され、取付ける手段は支持ストラップを含み、支持ストラップは、１端が有孔エレメントに固定され、各ストラップに対して折り曲げたフランジを各他端に有し、各ストラップの長さは有孔エレメントの周囲長のほぼ半分となるように選択される。好ましくは、本発明のこの第３実施態様による吸気調整器は、過剰未気化燃料を保持する頂部が開いたリザーバを更に有する。頂部の開いたリザーバが存在するときには、そのリザーバに多孔列を設けてもよい。これに加えて、或いはその代わりに、本発明のこの第２実施態様による吸気調整器には、有孔エレメントの少なくとも一部分を少なくとも部分的に囲むスカートを設けてもよく、スカートの高さは有孔エレメントの１つの箇所では他の箇所での高さよりも大きい。

本発明のこの第３実施態様では、有孔エレメントの周囲長に対する支持ストラップの長さの比によって吸気マニホルド内での調整器の最適位置を定められることが分かっている。これにより、本発明の調整器を従来技術の装置よりも容易に最適に取付けることができる。

本発明の第４の実施態様により、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、有孔エレメントを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを含む内燃機関用吸気調整器が提供され、取付ける手段は支持ストラップを有し、支持ストラップは、１端が有孔エレメントに固定され、各々それぞれのストラップに対して折り曲げたフランジを各他端に有し、フランジは可鍛材料から製造される。好ましくは、本発明のこの第４実施態様による吸気調整器は、頂部が開いたリザーバを更に有する。頂部の開いたリザーバが存在するときには、リザーバに多孔列を設けてもよい。これに加えて、或いはその代わりに、本発明のこの第４実施態様による吸気調整器には、有孔エレメントの少なくとも一部分を少なくとも部分的に囲むスカートを設けてもよく、スカートの高さは有孔エレメントの１つの箇所では他の箇所での高さよりも大きい。各支持ストラップの長さは好ましくは有孔エレメントの周囲長のほぼ半分となるように選択される。

本発明のこの第４実施態様には調整器を吸気マニホルドに取付けるとき、次のような利点がある。この調整器を、その最高個所が気化器／モノポイント・インジェクションボディのバタフライ／モノポイント・インジェクタの前縁と一線上に並ぶ状態でエンジンガスケットまたはスペーサガスケットの上に単に置く。少量のガスケット・シーラントをガスケット面を満す各フランジの周囲に塗る。それから気化器／モノボディを吸気マニホルド上にセットし、メーカーの仕様に応じてトルクを加える。フランジは可鍛材料製であるから、トルク締めにより材料はガスケット上に広がって良好な密封を保証するとともに内方への或いは外方への空気／燃料の漏れを防ぐ。好ましくは、可鍛材料は軟銅である。

本発明の第５の実施態様により、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、有孔エレメントを機関の吸気マニホルドに取付ける手段と、有孔エレメントを加熱する手段とを含む内燃機関用吸気調整器が提供される。好ましくは、加熱手段は、調整器使用時に、調整器が取付けられている内燃機関内の混合気温度の影響を受けない。有孔エレメントは、例えば有孔エレメントと電池との直接的電気的接触によって直接加熱されても良い。或いは、例えば本発明のこの第５実施態様による吸気調整器が取付けられている吸気マニホルドと電池との電気的接続によって調整器の使用時に加熱が間接的に行われても良い。これは、吸気マニホルド内の液状燃料を気化させるのに役立って有益であると考えられる。好ましくは、本発明のこの第５実施態様による吸気調整器は、過剰未気化燃料を保持する頂部が開いたリザーバを更に有する。頂部の開いたリザーバが存在するときには、リザーバに多孔列を設けることができる。その代わりに、或いはそれに加えて、本発明のこの第５実施態様による吸気調整器には、有孔エレメントの少なくとも一部分を少なくとも部分的に囲むスカートを設けてもよく、スカートの高さは有孔エレメントの１つの箇所では他の箇所での高さよりも大きい。これに加えて、或いはその代わりに、本発明のこの第５実施態様による吸気調整器には、有孔エレメントを吸気マニホルドに取付ける支持ストラップを設けることができ、支持ストラップは、１端が有孔エレメントに固定され、各ストラップに対して折り曲げたフランジを各他端に有し、各ストラップの長さは有孔エレメントの周囲長のほぼ半分となるように選択される。ストラップは、存在する場合には、択一的に或いは同様に、軟銅等の可鍛材料から製造して良い。加熱手段は、有孔エレメントの代わりに、或いはこれに加えて、ストラップに結合して良い。

本発明のこの第５実施態様によると、機関操作の初期段階においてその性能を最適化するために機関始動の前または機関始動時に調整器を予熱することができる。これは、使用中機関の暖機が進むにつれて調整器が熱せられるだけの従来技術装置と比べると顕著な利点を提供する。好ましくは、加熱手段は電気的加熱手段を含む。

本発明の一つの好ましい実施態様では、調整器は有孔エレメントを二つ有する。この構成では、調整器は、例えば、単一の吸気マニホルドに通ずるツインチョーク式気化器などの各チョークの下流側に置くことができる。

好ましくは、有孔エレメントはフレームと境界を形成する金網を含み、その形状は、調整器が装着される吸気マニホルドの形状と一致する。フレームと、その中の有孔エレメントとは、好ましくは、サイズに関して、調整器が取付けられるときにフレームと吸気マニホルドとの間に周辺ギャップを残すように選択される。好ましくは、金網は平らで、調整器の使用中はマニホルド壁に対して或る角度をなすように配置される。その角度は約１３°から約２５°の範囲内であって良いが、例えば下向き気化器の場合にそうであるように吸入ガスの動きが垂直と水平方向を繰り返して変化しているマニホルドの曲り部に調整器が位置する場合は好ましくは約１８°である。

頂部が開いたリザーバがある時には、そのリザーバはフレームに固定されるか或いはフレームの一部分を形成する長方形タンクを有し、開いた頂部は金網の下流側に隣接する位置に置かれる。タンクは、その長さ方向の端の上下の両方で金網を自由に通過できる状態を残して、好ましくは中央位置で金網の幅全体にわたって伸びている。未気化燃料はタンクに溜まり、機関が余分の燃料を必要とするときには、タンクの開いた頂部を覆う金網を通して初めは上流に、次にタンクの両側に位置する金網を通して下流に通過して、未気化燃料がタンクから気化する。金網は混合気の微粒化を改善するのに役立つとともに、発生する乱流により、燃焼の改善につながるスワール作用を吸気マニホルドに発生させる。

本発明の第６の実施態様により、プロペラと、プロペラを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器が提供される。

混合気が吸気マニホルドを通過する際、プロペラが回転する。プロペラの回転は、吸気マニホルドを通過する混合気のスワール運動を促進し、結果として機関性能を向上させる。

プロペラは、１端がプロペラに各他端が吸気マニホルドか吸気マニホルドにあるエンジンガスケットかに固定された取付けストラップにより、吸気マニホルドに取付けてもよい。プロペラは穴があいたものでも良い。プロペラは、例えば電池電源によって、好ましくは内燃機関内の混合気の温度の影響を受けない加熱手段により直接に又は間接的に加熱されても良い。

プロペラは、衝突してくる混合気の作用で回転するようにして、動力無しでも良い。或いは、プロペラは電気的動力源などの適当な動力源に結合され、これにより自発的に回転しても良い。この場合にはプロペラは任意の異なる制御速度で駆動できる。プロペラは吸気マニホルドにおいて吸気調整器として独立して作動させてもよく、或いは例えばＧＢ−Ａ−２２７０９５２に記載されている種類の吸気調整器と組み合わせても良い。この場合には本発明の第６実施態様は、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、プロペラと、少なくとも一つの有孔エレメント及びプロペラを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器を提供する。任意に、吸気調整器は、過剰未気化燃料を保持する少なくとも一つの頂部が開いたリザーバを更に有することができる。この場合には、その頂部が開いたリザーバに多孔列を設けることができる。任意に、プロペラを動力源に結合することができる。

この場合、プロペラは前記のように吸気マニホルドに取付けても良いし、或いは少なくとも一つの有孔エレメントに固定しても良い。

本発明のこの第６実施態様により、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、プロペラと、少なくとも一つの有孔エレメント及びプロペラを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器が更に提供され、有孔エレメントの少なくとも一部分はスカートによって少なくとも部分的に囲まれ、スカートの高さは有孔エレメントの１つの箇所では他の箇所での高さよりも大きい。そのような実施態様の一態様では、スカートの高さは有孔エレメントの一方の側では他方の側での高さよりも大きい。好ましくは、本発明のこの実施態様による吸気調整器は、過剰燃料および気化した燃料を保持する頂部が開いたリザーバを更に有する。頂部の開いたリザーバが存在するときには、そのリザーバに多孔列を設けることができる。

本発明のこの第６実施態様により、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、プロペラと、有孔エレメント及びプロペラを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器が更に提供され、取付け手段は支持ストラップを含み、支持ストラップは、１端が有孔エレメント及び／又はプロペラに固定され、各ストラップに対して折り曲げたフランジを各他端に有し、各ストラップの長さは有孔エレメントの周囲長の半分となるように選択される。

本発明は、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、プロペラと、有孔エレメント及びプロペラを機関の吸気マニホルドに取付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器を更に提供し、取付け手段は支持ストラップを含み、支持ストラップは、１端が有孔エレメント及び／又はプロペラに固定され、各ストラップに対して折り曲げたフランジを各他端に有し、フランジは可鍛材料から製造される。

本発明により、混合気の通過を許す少なくとも一つの有孔エレメントと、プロペラと、有孔エレメント及びプロペラを機関の吸気マニホルドに取付ける手段と、有孔エレメント及び／又はプロペラを加熱する手段とを有する内燃機関用吸気調整器も提供される。

本発明の好ましい実施態様では、調整器は２つのプロペラを有し、この構成では、調整器は単一の吸気マニホルドに通ずる例えばツインチョーク気化器の各チョークの下流側に置くことができる。

好ましくは、プロペラは金属構造のものであり（プラスチック材料を含む他の適当な材料を使っても良い）、調整器が装着される吸気マニホルドのサイズと一致するサイズとされる。好ましくは、プロペラのサイズは、調整器が取付けられるときにプロペラと吸気マニホルドとの間に周辺ギャップを残すように選択される。

プロペラは、燃料噴射弁システムに使用しても良い。例えば、プロペラは、そのようなシステムの１つ以上の燃料噴射弁に取付けることができる。

本発明のいくつかの実施態様で特徴を有する有孔エレメントが存在する場合には、その有孔エレメントは、取付時有孔エレメントと吸気マニホルドとの間に周辺ギャップを残すサイズとしても良い。

本発明の各実施態様による吸気調整器は、内燃機関製造の一体部品として好適に取付けることができる。一方、それは、現存する機関に合うように改造されても良い。いずれの場合にも、本発明の吸気調整器は、取付けを容易にするためシングル・シールド・ユニットとして製造されても良い。

本発明の吸気調整器は、自動車、モーターバイク及び芝刈り機用機関を含むあらゆる種類の内燃機関に用いるのに適している。

一例として、本発明の特定の実施態様を添付図面を参照しながら説明する。

図１を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに配置されるようになっている従来技術の吸気調整器１０１が示されている。この調整器は、金網１０３と境界を形成して金網１０３の周囲を支持するフレーム１０２を有する。２つの金属ストリップ１０４がフレーム１０２から伸びている。ストリップ１０４のフレーム１０２から離れている両端部は、金属の連続ストリップ１０５に固定されている。連続ストリップ１０５は、調整器の使用時に吸気マニホルドのフランジと気化器のフランジとの間に固定できる。フレーム１０２は、ストリップ５に対して或る角度、好ましくは約７２°の角度をなして配置される。頂部の開いたリザーバがフレーム１０２に固定され、開いた頂部を囲むその縁には、金網１０３を支持するのに役立つリップ１０７が形成されている。リザーバ１０６は細長く、ストリップがフレーム１０２に結合する個所の間に設けられ、また金網１０３の幅にわたって中央に配置される。金網１０３はリザーバ１０６の頂部の上に広がる。このリザーバは、吸気混合気中の未気化燃料を捕捉し保持するドリップタンクとして役立つ。

次に図２を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに配置されるようになっている吸気調整器２０１が示されている。調整器２０１は、金網２０３と境界を形成して金網２０３の周囲を支持するフレーム２０２を有する。２つの金属ストリップ２０４がフレーム２０２から伸びている。ストリップ２０４は、吸気マニホルドのフランジと気化器のフランジとの間に固定できる。

頂部の開いたリザーバ２０５がフレーム２０２に固定されていて、開いた頂部を囲むその縁には、金網２０３を支持するのに役立つリップ２０６が形成されている。リザーバ２０５は、細長く、ストリップ２０４がフレーム２０２に結合する個所の間で金網２０３の幅にわたって中央に配置される。金網２０３はリザーバ２０５の頂部の上に広がる。リザーバ２０５は、吸気混合気中の未気化燃料を捕捉し保持するドリップタンクとして役立つ。リザーバ２０５の側壁には多孔列２０７が設けられており、これは、混合気が吸気調整器２０１を通過し或いは調整器上を通過するときに混合気中に生じるスワール運動を増進する。

図３を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに配置されるようになっている吸気調整器３０１が示されている。調整器３０１は、金属ストリップ３０４により支持されるとともにスカート３０８により囲まれている金網３０３を有する。金網３０３は調整器の使用時に吸気マニホルドに対して傾けられていて、スカート３０８の頂部は吸気マニホルドに対して一様な高さを有し、これによってこの装置の使用時に金網３０３を通過する混合気のスワール運動を向上する。本発明のこの実施態様では、頂部が開いたリザーバを金網３０３の下に設ける必要はないが、所望ならば図２で記載したものと同様の態様で一つ設けることができる。

図３ａに示されているように、スカート３０８は有孔エレメント３０３を部分的に囲むだけでも良い。

図４を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに配置されるようになっている吸気調整器４０１が示されている。調整器４０１は、金網４０３を囲むフレーム４０２を有する。頂部が開いたリザーバ４０５は金網４０３の下にある。フレーム４０２は１対の金属ストリップ４０４を支持しており、ストリップは、装置使用時に上方に且つ幾分外方に金網４０３の周囲長の約５０％程度まで伸びている。

図５を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに取付けられるようになっている吸気調整器５０１が示されている。調整器５０１は、スカート５０８に囲まれて２つの金属ストリップ５０４により支持される金網５０３を有し、ストリップは、この例では軟銅である可鍛材料から作られた対向する支持突起５０９を有する。

図６を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルドに取付けられるようになっている吸気調整器６０１が示されている。吸気調整器６０１は、電気的加熱手段６１０に結合されている。

図７を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルド７０２に配置されるようになっている吸気調整器７０１が示されている。調整器７０２は、取付けストラップ７０４によって吸気マニホルド７０２内の中央に取付けられたプロペラ７０３を有する。プロペラ７０３はセンターピン７０５の周りに自由に回転することができ、これに取付けストラップ７０４が結合されている。点線７０６ａ、ｂ及びｃは、プロペラ７０３を調整器７０１の使用時に衝突してくる混合気の影響を受けないように駆動するため、プロペラ７０３を電動モーター（図示されていない）に任意に結合させ得ることを示している。

図８を参照すると、気化器の下流側で機関の吸気マニホルド８０２に配置された吸気調整器８０１が示されている。吸気調整器８０１は、吸気マニホルド８０２内で有孔板８０７の下に取付けられたプロペラ８０３を有する。有孔板８０７は、金網であっても良く、好ましくは金属材料から作られて取付けストラップ（図示されていない）によって吸気マニホルド８０２内に支持される。有孔板８０７は、吸気マニホルド８０２内で傾斜して取付けても良く、有孔板８０７と吸気マニホルド８０２との間に周辺ギャップを残すようなサイズにしてもよい。プロペラ８０３は、有孔板８０７上のスポット溶接８０８によって吸気マニホルド８０２内に支持される中心ピン８０５の周りに自由に回転することができる。或いは、プロペラ８０３は取付けストラップ８０４（図７で示されている）によって取付けても良い。点線８０６ａ、ｂ及びｃは、衝突してくる混合気の影響を受けないようにプロペラ９０３を回転駆動するための電動モーター（図示されていない）に結合させる任意の形を示す。

図９を参照すると、シース９０９内に取付けられたプロペラ９０３を有する吸気調整器９０１が示されている。シース９０９は、調整器の使用時にプロペラ３０３が燃料系統内に配置されるように、燃料系統（図示されていない）の周りにはめ込むことができる。プロペラ３０３は、シース９０９の壁にスポット溶接された水平ピン９０４によりシース９０９内に支持されている垂直ピン９０５の周りに自由に回転することができる。

ＧＢ−Ａ−２２７０９５２による調整器を例示する斜視図である。 本発明の第１実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第２実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第２実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第３実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第４実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第５実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第６実施態様に従って構成された調整器の概念図である。 本発明の第６実施態様に従って構成されたもう一つの調整器の概念図である。 本発明の第６実施態様に従って構成された別の調整器の概念図である。

符号の説明

２０１ 吸気調整器
２０２ フレーム
２０３ 金網
２０４ 金属ストリップ
２０５ リザーバ
２０６ リップ
２０７ 多孔列

Claims (8)

1. 混合気の通過を許す少なくとも１つの有孔エレメントと、
   プロペラを駆動するための動力源に結合され、前記混合気のスワール運動を促進するための前記プロペラと、
   内燃機関の吸気マニホルド内に、前記少なくとも1つの有孔エレメントを取り付け、かつ前記プロペラを前記少なくとも１つの有孔エレメントの下流側に取り付ける手段とを有する内燃機関用吸気調整器。
2. 前記有孔エレメントは前記吸気マニホルド内に傾斜して取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用吸気調整器。
3. 前記有孔エレメントは前記有孔エレメントと前記吸気マニホルドとの間に周辺ギャップを残すような大きさにされていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の内燃機関用吸気調整器。
4. 前記有孔エレメントを加熱する手段を更に有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用吸気調整器。
5. 前記加熱する手段は前記有孔エレメントに直接結合されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用吸気調整器。
6. 前記加熱する手段は前記有孔エレメントに間接的に結合されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用吸気調整器。
7. 前記加熱する手段は電池電源を有することを特徴とする請求項４に記載の吸気調整器。
8. 前記プロペラを加熱する手段を有することを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用吸気調整器。

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