JPH0375734B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、酸素リツチ空気を供給するエンジン
の燃料促進装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの燃焼性能を改善して燃費
性を向上させるものとして、例えば特開昭56−
50253号公報に示されるように、酸素含有比率を
増大させた酸素リツチ空気をエンジンに供給する
技術が提案されている。

上記酸素リツチ空気を得る酸素濃度富化装置と
しては、先行例に記載の如きシリコン系ゴム膜を
多層重ねた酸素透過膜を用い、この酸素透過膜の
一方側から空気を送り他方側から吸引して、その
圧力差による酸素と窒素との溶解速度の差によ
り、酸素を多く透過させて酸素リツチ空気を得る
いわゆる酸素透過膜方式が知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記酸素透過膜方式の酸素濃度富化
装置においては、酸素透過膜の前後で圧力差を作
るために、空気の圧送もしくは吸引を行うポンプ
を必要としているものである。しかし、このポン
プを回転駆動するためにはエンジンの出力損失が
あり、特に、エンジンの低負荷域では、エンジン
出力が低いことからポンプ駆動損失の比率が大き
くなるものであつて、上記酸素リツチ空気を供給
することによる燃費性の向上効果を低下させる不
具合を有する。

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたも
のであり、吸気通路に発生する吸気負圧を利用
し、この吸気負圧と大気圧との圧力差でもつて酸
素リツチ空気を得、かつそれを吸気通路に吸引す
るようにしたエンジンの燃焼促進装置を提供し、
よつてポンプや加圧容器等を用いることなく酸素
リツチ空気をエンジンに供給して良好な燃費性の
向上を図らんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、酸素透過膜によつて空気中の酸素含有比率を
増大させる酸素濃度富化装置を備える。そして、
該酸素濃度富化装置に空気を取入れる空気導入通
路の上流端は吸気通路のスロツトル弁上流側に開
口している。一方、上記酸素濃度富化装置の酸素
透過膜を透過した酸素リツチ空気を導出する酸素
リツチ空気供給通路の下流端は上記吸気通路のス
ロツトル弁下流側に開口しているものとする。

（作用） これにより、本発明では、酸素濃度富化装置の
空気導入通路の上流端には大気圧が作用し、酸素
リツチ空気供給通路の下流端には吸気負圧が作用
するので、この大気圧と吸気負圧との圧力差によ
り、空気を酸素濃度富化装置の酸素透過膜を透過
させて酸素リツチ空気が得られ、かつ該酸素リツ
チ空気が吸気通路のスロツトル弁下流に吸引され
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。第１図において、１はエンジン、２はエアク
リーナ３を経た空気をエンジン１に供給する吸気
通路、４は排気通路である。

吸気通路２において、５は吸入空気量を検出す
るエアフローメータ、６はエアフローメータ５の
下流に配設されアクセル操作に応じて開閉するス
ロツトル弁、７はスロツトル弁６の下流に燃料を
噴射する燃料噴射ノズルである。なお、９は吸気
弁、１０は排気弁、１１は点火プラグである。

一方、１２はケース１３内に酸素透過膜１４を
備え空気中の酸素含有比率を増大させる酸素濃度
富化装置、１５は上流端がエアクリーナ３下流で
かつスロツトル弁６上流の吸気通路２に開口して
大気圧の空気を酸素濃度富化装置１２に取入れる
空気導入通路、１６は酸素濃度富化装置１２の酸
素透過膜１４を透過した酸素リツチ空気を導出す
る酸素リツチ空気供給通路であり、該酸素リツチ
空気供給通路１６の下流端はスロツトル弁６下流
の吸気通路２に開口している。

上記酸素リツチ吸気供給通路１６の途中には、
酸素リツチ空気供給時に該酸素リツチ空気供給通
路１６を開くソレノイド弁１７、及び酸素リツチ
空気供給流量を規制するオリフイス１８が介設さ
れている。

また、１９は一端が酸素濃度富化装置１２のケ
ース１３に開口し他端が排気通路４に連通した窒
素リツチ空気排出通路で、該窒素リツチ空気排出
通路１９の途中にはリード弁２０が介設されてお
り、排気通路４に発生する排気脈動により酸素透
過膜１４前方の窒素リツチ空気（酸素リーン空
気）を吸引し、酸素濃度富化装置１２のケース１
３内に空気導入通路１５から吸気通路２の空気を
導入することを促進するものである。

また、２１は上記燃料噴射ノズル７からの燃料
噴射量及びソレノイド弁１７の開閉作動を制御す
る制御装置、２２はスロツトル弁６の開度より負
荷を検出する負荷センサーであつて、該負荷セン
サー２２の検出信号はエアフローメータ５の検出
信号とともに制御装置２１に入力される。

上記制御装置２１は、吸入空気量及び酸素リツ
チ空気の供給の有無に応じて燃料噴射ノズル７か
らの燃料噴射量を制御するとともに、エンジン１
の負荷状態に応じ低負荷時に酸素リツチ空気供給
通路１６より酸素リツチ空気を供給して燃焼を促
進するものである。

第２図は上記制御装置２１の一例を示すもので
あつて、２３はエアフローメータ５で検出した吸
入空気量に対する燃料噴射量を演算する基本噴射
量決定回路であり、その出力信号は燃料噴射ノズ
ル駆動回路２４を経て燃料噴射ノズル７に出力さ
れる。

一方、２５は負荷センサー２２の検出信号を基
準値と比較しエンジン負荷が低負荷状態にあるか
どうかを判別する判別回路で、低負荷時には判別
回路２５の出力信号はソレノイド弁駆動回路２６
を経てソレノイド弁１７に出力されて該ソレノイ
ド弁１７を開作動するとともに、上記判別回路２
５の出力信号は基本噴射量決定回路２３に出力さ
れて酸素リツチ空気供給量に対応して吸入空気量
を補正し、燃料噴射量を増量するものである。

上記実施例においては、酸素リツチ空気供給通
路１６にオリフイス１８を設けて、吸気通路２の
スロツトル弁６下流の負圧変動に関係なく酸素リ
ツチ空気の供給量が一定となるようにしたので、
負荷の上昇により吸入空気量が増加しても酸素リ
ツチ空気の供給量が一定であることから、酸素リ
ツチ空気の供給比率すなわち酸素濃度が低下し、
燃焼温度の異常上昇を抑制するように構成されて
いる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく種々の変形例を包含している。すなわち、
上記酸素濃度富化装置１２は吸気負圧のみを利用
して酸素リツチ空気を供給するため、その透過量
は少なく低負荷用のものであるが、さらに負荷が
上昇したときにも酸素リツチ空気を供給する場合
には、酸素濃度富化装置にポンプを付設し、該ポ
ンプを高負荷時に作動させるようにしてもよい。

また、上記実施例では、酸素濃度富化装置１２
の窒素リツチ空気排出通路１９についてもリード
弁２０により排気脈動を利用して窒素リツチ空気
を排出してポンプの使用を不要とし、さらにポン
プ駆動損失の低減効果を有する点で好ましいが、
上記排気脈動の利用に依る吸引に代えて、窒素リ
ツチ空気排出通路１９に吸引ポンプもしくは空気
導入通路１５に送給ポンプを設けて窒素リツチ空
気を排出するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、酸素濃
度富化装置の空気導入通路の上流端を吸気通路の
スロツトル弁上流に開口し、該酸素濃度富化装置
の酸素透過膜を透過した酸素リツチ空気を導出す
る酸素リツチ空気供給通路の下流端をスロツトル
弁より下流の吸気通路に開口して、吸気通路に発
生する吸気負圧と大気圧との圧力差でもつて酸素
リツチ空気を生成して吸引するようにしたことに
より、酸素濃度富化装置のための特別なポンプや
加圧容器を設けることなく、すなわちエンジンの
駆動損失を招くことなく酸素リツチ空気をエンジ
ンに供給することができ、特にエンジン出力が小
さい低負荷時において、酸素リツチ空気の供給に
よる燃焼促進に伴う燃費性改善効果を十分に発揮
させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は概略
構成図、第２図は制御装置の一例を示すブロツク
図である。 １……エンジン、２……吸気通路、５……エア
フローメータ、６……スロツトル弁、１２……酸
素濃度富化装置、１４……酸素透過膜、１５……
空気導入通路、１６……酸素リツチ空気供給通
路、１７……ソレノイド弁、１８……オリフイ
ス、１９……窒素リツチ空気排出通路、２０……
リード弁、２１……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸素透過膜によつて空気中の酸素含有比率を
   増大させる酸素濃度富化装置を備え、該酸素濃度
   富化装置に空気を取入れる空気導入通路の上流端
   は吸気通路のスロツトル弁上流側に開口している
   一方、上記酸素濃度富化装置の酸素透過膜を透過
   した酸素リツチ空気を導出する酸素リツチ空気供
   給通路の下流端は上記吸気通路のスロツトル弁下
   流側に開口していることを特徴とするエンジンの
   燃焼促進装置。