JPH06159165A - タンク装置の自由空間に存在する揮発性燃料成分を一時的に貯えて、調量された状態で内燃機関の吸気マニホルドに供給する装置 - Google Patents

タンク装置の自由空間に存在する揮発性燃料成分を一時的に貯えて、調量された状態で内燃機関の吸気マニホルドに供給する装置

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JPH06159165A
JPH06159165A JP5215801A JP21580193A JPH06159165A JP H06159165 A JPH06159165 A JP H06159165A JP 5215801 A JP5215801 A JP 5215801A JP 21580193 A JP21580193 A JP 21580193A JP H06159165 A JPH06159165 A JP H06159165A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて単純な構造を有し、製造技術的および
経済的な点で見て有利に製造可能で、長い使用時間にわ
たって、確実かつ良好な使用特性を得る。 【構成】 導管がもっぱら電磁作動式の弁１０によって
閉鎖可能であり、弁座１３が管状のノズル１４の軸方向
の制限部分を形成しており、該ノズルが、前記弁座１３
の範囲で第１の開口横断面１５を有しており、該第１の
開口横断面が、流れ方向１６で見て、前記弁座１３のす
ぐ後ろに先細りになって延びて、第２の開口横断面１７
を形成しており、該第２の開口横断面１７が、前記弁座
１３とは反対側で、前記ノズル１４の軸方向の端部の範
囲で拡大されて延びて、第３の開口横断面１８を形成し
ており、該第３の開口横断面が前記第１の開口横断面１
５よりも大きく形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タンク装置の自由空間
に存在する揮発性燃料成分を一時的に貯えて、調量され
た状態で内燃機関の吸気マニホルドに供給する装置であ
って、前記自由空間を周囲に接続する通気導管が設けら
れており、該通気導管に、吸着エレメントを備えた貯え
室が配置されており、該貯え室と前記吸気マニホルドと
を接続する少なくとも１つの導管が設けられており、該
導管が電磁作動式の弁によって閉鎖可能であり、該弁
が、少なくとも１つの流入開口と少なくとも１つの流出
開口とを有しており、前記流入開口と流出開口との間に
弁座が設けられており、該弁座が閉鎖部材によって、必
要に応じて閉鎖可能である形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような装置はドイツ連邦共和国特許
第３８０２６６４号明細書に基づき公知である。電磁作
動式の弁と吸気マニホルドとの間には、負圧調節器によ
って閉鎖可能な、制御室を備えた補助弁が付加的に配置
されている。内燃機関の運転回転数が低い場合、および
／または、有利には活性炭フィルタとして形成された吸
着エレメントの飽和度が極めて高い場合に、内燃機関に
よって吸込まれる燃料空気混合物の濃厚化が生ぜしめら
れるのを阻止するために、遮断弁に、補助弁が連続して
直接前置されている。この補助弁は、負圧調節器を有し
ており、この負圧調節器は、ゴム弾性的な調整ダイヤフ
ラムと圧縮ばねとから形成されている。補助弁は別個の
閉鎖部材を有していて、この閉鎖部材は、一方では支持
カラーで調整ダイヤフラムに当て付けられていて、他方
では圧縮ばねに当て付けられている。このような構造に
より次のことが達成される。すなわち、アイドリングに
近い範囲で運転回転数が低いと、この装置を通る揮発性
燃料成分の通過量が減じられて、これにより混合物の濃
厚化が阻止され、これに対して、内燃機関の運転回転数
が高く、差圧が減じられると、遮断弁を通る多くの全通
過量が提供される。もっとも、ここで留意しなければな
らないのは、この公知の装置は多数の部品からなってい
て、このことは製造技術的および経済的な点で見て、あ
まり満足できるものではないということである。さら
に、長い使用時間において、互いに相対的に運動可能な
これらの多数の部品によって運転支障が生じることがあ
り、このような運転支障は、続いて設けられた内燃機関
の運転特性を損なう恐れがあると言える。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第４１００６５９号
明細書に基づき公知の装置は、その機能能力を監視する
ためにセンサを備えている。これらのセンサは、実際値
を診断ブロックに伝達する。この診断ブロックは、実際
値を、規定された目標値と比較する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の装置を改良して、極めて単純な構造を有
し、製造技術的および経済的な点で見て有利に製造可能
で、長い使用時間にわたって、確実かつ良好な使用特性
が得られるような装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】導管がもっぱら電磁作動
式の弁によって閉鎖可能であり、弁座が管状のノズルの
軸方向の制限部分を形成しており、該ノズルが、前記弁
座の範囲で第１の開口横断面を有しており、該第１の開
口横断面が、流れ方向で見て、前記弁座のすぐ後ろで先
細りになって延びて、第２の開口横断面を形成してお
り、該第２の開口横断面が、前記弁座とは反対側で、前
記ノズルの軸方向の端部の範囲で拡大されて延びて、第
３の開口横断面を形成しており、該第３の開口横断面が
前記第１の開口横断面よりも大きく形成されているよう
にした。
【０００６】なお、本発明の有利な構成は請求項２以下
に記載されている。
【０００７】
【発明の効果】本発明のように構成されていると、この
装置の単純な構造と相俟って、良好な使用特性を得るこ
とができる。
【０００８】このノズルはラバルノズルの形を有してい
てよい。このノズルは一方では、回転数が部分負荷範囲
および全負荷範囲内で高い場合には、吸着エレメントか
らの揮発性燃料成分の良好な脱着、つまり再生を可能に
する。揮発性燃料成分の大きな質量流は混合調製された
燃料空気混合物に供給され、この燃料空気混合物と共
に、内燃機関の燃焼室に搬送される。ノズルのこの形は
比較的大きな流れ速度を生ぜしめるので、この通過に抗
する流れ抵抗は僅かでしかない。流体技術的な点から見
て有利なこのノズルの構造によって、弁座は、弁の僅か
な操作力のみを生ぜしめる比較的小さな開口横断面積だ
けしか有さなくてよい。
【０００９】このような構成は、他方では、アイドリン
グに近い範囲における吸着エレメントの再生に役立つ。
弁座の比較的小さな開口横断面積と、このことから生じ
る比較的小さな弁の操作力とによって、この弁は、タイ
ミング制御時に、比較的長い時間にわたって閉鎖位置に
保持されるので、アイドリング範囲において、吸着エレ
メントが再生されるにもかかわらず、燃料空気混合物の
濃厚化を回避できる。
【００１０】したがって、差圧が大きく、運転回転数が
低い場合には、揮発性燃料成分の極めて良好な微調量が
達成され、部分負荷範囲および全負荷範囲においては、
揮発性燃料成分の大きな貫流が得られる。
【００１１】ドイツ連邦共和国特許第４１００６５９号
明細書に基づく先行技術に類似して、弁操作のための接
続部分が、診断ブロックに接続されていてよい。この場
合、この装置の確実な監視が行われるという利点があ
る。この診断ブロックは、例えばエンジン制御の特性曲
線群の構成部分を形成していてよく、種々様々な入力量
に関連して弁の操作を制御し、ひいては各負荷状態に関
連して、内燃機関の吸気マニホルドに供給される揮発性
燃料成分の容積流を制御する。この電磁作動式の弁は、
例えばタイミング制御されて、オンオフ比に関連して種
々異なる調量量を放出する。このオンオフ比とは、期間
全体に対する弁の開放期間、つまり弁の開放期間と閉鎖
期間との関係を意味する。この装置を監視するために、
この診断ブロックは例えば制御機構に接続されていてよ
い。通過させられる質量流の目標値と実際値との差を示
す、任意に規定された限界値を越えると、視覚的および
／または聴覚的な信号が内燃機関の運転者に、機能エラ
ーを認識させることができる。この診断ブロックの入力
信号は、例えば、スロットルバルブの位置、内燃機関の
回転数、内燃機関内外の種々の温度および圧力、および
排ガス組成によって形成されていてよい。付加的な出入
力量も同じく考えられる。
【００１２】第１の開口横断面の面積が、第２の開口横
断面の面積の１．０１〜２．５倍の大きさであり、第３
の開口横断面の面積が、第２の開口横断面の面積の１．
０５〜４倍の大きさであると、アイドリングに近い範囲
における、吸着エレメントからの揮発性燃料成分の脱着
時にも、そして、部分負荷運転および全負荷運転におけ
る、大量の揮発性燃料成分の通過時にも、良好な微調量
が得られるという点から見て、特に有利な使用特性が生
ぜしめられる。第２の開口横断面はノズル横断面の相対
的に最も狭い箇所なので、この寸法は、ノズルの他の寸
法設定のために重要な意味を有している。開口横断面の
制限壁は、流れ方向で見て円錐状に拡大していて、ノズ
ルの対称軸線と２°〜８°、有利には、４°の頂角をな
している。
【００１３】第１の開口横断面と第２の開口横断面とが
同じ大きさで形成されていると、流体技術的に見て、悪
化させられた使用特性が生じてしまう。
【００１４】内燃機関の部分負荷範囲および全負荷範囲
における揮発性燃料成分の質量流を改善するために、第
１の開口横断面と流入開口とが第１平面に配置されてよ
く、かつ／または、第３の開口横断面が流出開口と共に
第２平面に配置されてよい。特に、高回転時、つまり、
スロットルバルブがほぼ全開状態であることにより差圧
が比較的僅かな場合、吸着エレメントからの揮発性燃料
成分の良好な脱着を保証するために要求される流れ損失
は僅かである。
【００１５】飛躍的な横断面変化のない、ノズルの第１
の開口横断面と第２の開口横断面と第３の開口横断面と
が連続的に互いに内外に移行して形成された構造も、こ
のような要求を考慮に入れている。
【００１６】第１の開口横断面は、閉鎖部材の行程の２
〜８倍、有利には、４倍の直径を有していると有利であ
る。この装置を通る揮発性燃料成分の良好な通過と同時
に、できるだけ小さな調整距離も得られるので、この電
磁調節可能な弁の動力範囲は極めて広帯域となる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明による装置を図面につき詳しく
説明する。
【００１８】図１に示した装置は、吸気マニホルド３を
備えた内燃機関４を有している。吸気マニホルド３の内
部には、拡大して示されたスロットルバルブ２０が配置
されている。内燃機関４のエアフィルタは符号１９を有
している。混合調製装置はこの図面における構造を簡単
にするために図示していない。この混合調製装置は例え
ばキャブレタまたは噴射装置から成っていてよい。この
キャブレタまたは噴射装置は診断ブロック２１を介して
制御可能であり、この診断ブロックはエンジン制御の構
成部分を形成していてよい。電磁作動式の弁１０は、図
１では、概略的に外輪郭のみが示されている。この弁は
流出開口１２と流入開口１１とを有しており、この流入
開口は導管９を介して貯え室７の吸着エレメント８に接
続されている。揮発性燃料成分は、タンク装置２の自由
空間１から通気導管６を介して貯え室７に達し、活性炭
フィルタとして形成された吸着エレメント８によって収
容される。
【００１９】この導管はもっぱら電磁作動式の弁１０に
よって閉鎖されており、これにより簡単な構造が生ぜし
められる。内燃機関４の規定通りの使用時には、揮発性
燃料成分はこの弁１０を貫流する。この弁は、内燃機関
のその都度の負荷状態に関連して、種々異なった状態で
タイミング制御される。燃料成分は内燃機関４の吸気マ
ニホルド３における負圧によって吸込まれる。揮発性燃
料成分の供給は、流れ方向１６で見てスロットルバルブ
２０の後ろで行われる。診断ブロック２１と表示機構２
２とは、本発明による装置の監視と制御とに役立つ。例
えばスロットルバルブ２０の位置、内燃機関４の回転
数、および／または排ガス組成のような入力量に関連し
て、内燃機関４への揮発性燃料成分の貫流が調整され
る。吸気マニホルドに装入された揮発性燃料成分を検出
するために、センサが設けられており、このセンサは流
入箇所の範囲で、スロットルバルブ２０の後ろに配置さ
れている。
【００２０】図２には、図１に示した装置から、弁１０
の実施例を個別の部分として示した部分拡大図である。
弁１０は電気的な駆動装置２３を有しており、この駆動
装置は、信号伝達可能に診断ブロック（ここでは図示せ
ず）に接続されている。この駆動装置２３は、診断ブロ
ックに入力されたパラメータに関連して、貫流量を調整
する。この装置はもっぱら弁１０によって閉鎖可能であ
る。弁１０のケーシング３２の内部にはノズル１４が配
置されている。このノズルは、第１の開口横断面１５を
形成する弁座１３を起点として、流れ方向１６で見て弁
座１３のすぐ後ろで先細りになって延びて、第２の開口
横断面１７を形成している。第２の開口横断面は、流れ
方向で見て拡大して延びて、第３の開口横断面１８を形
成している。ノズル１４の制限壁がノズル１４の軸線と
なす円錐頂角は、この実施例では４°である。有利な実
施形によれば、第２の開口横断面は、軸線方向で見て、
弁座１３を起点として、有利には、ノズルの軸線方向長
さの３分の１以内に配置されている。
【００２１】
【外１】
【００２２】横座標は、両軸線の交点から右方向に、３
つの範囲２９，３０，３１に分割されている。これらの
範囲は、内燃機関４の運転状態を意味している。範囲２
９はアイドリング範囲であり、範囲３０は、部分負荷範
囲であり、範囲３１は全負荷範囲である。図２に示した
弁に似たように形成されてはいるが、しかし、円筒状の
断面を備えたノズルを有する弁の特性曲線が、符号２
４，２５で示されている。図２に示した、本発明による
弁１０の特性曲線は符号２６，２７を有している。主弁
座のほかに付加的な副弁座を有する、ドイツ連邦共和国
特許第３２０２６６４号明細書およびドイツ連邦共和国
特許第４１００６５９号明細書に基づく先行技術の運転
特性は特性曲線２８によって示されている。
【００２３】
【外２】
【００２４】円筒状のノズルにおいて、弁座の開口横断
面が適宜に小さく設計されていて、これにより、アイド
リング時に吸着エレメントの再生が行われ、この場合の
質量流と圧力差との関係を示す特性曲線が、特性曲線２
７にほぼ相当して延びるような、ここでは図示していな
い可能性も生じる。もっとも、このことは、部分負荷範
囲と全負荷範囲において、装置を通る質量流が余りにも
少なくなってしまい、これらの範囲３０，３１の運転状
態において、吸着エレメントが最適に再生されないとい
う欠点を有している。この弁の両構造は、それらの使用
特性の点で見てあまり満足の行くものではない。
【００２５】
【外３】
【００２６】本発明による弁１０は、有利に形成された
ノズルに基づき、全開状態（特性曲線２６）では、大き
な開口横断面を備えた円筒状のノズルの質量流を僅かに
しか下回らない質量流を有している。流れ損失が減じら
れたことによって、この大きな質量流は、全負荷運転範
囲にまで維持され続ける。アイドリングに近い運転の範
囲２９において、揮発性燃料成分２７を微調量するため
に、弁がタイミング制御された場合には、符号２７で示
された特性曲線が得られる。
【００２７】図２に示した、きわめて単純な構造を有
し、経済的な点で見てコストをあまりかけずに製造可能
なこの弁によって、弁の全開時に最大の通過量が得られ
ることに関して、そして、アイドリングに近い範囲２９
において微調量されることに関して、優れた使用特性が
達成されることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】使用する個々の部分を概略的に示した全体図で
ある。
【図２】図１の電磁作動式の弁を示した断面図である。
【図３】装置を通る揮発性燃料部分の貫流量と差圧との
関係を示した線図である。
【外４】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タンク装置の自由空間に存在する揮発性
    燃料成分を一時的に貯えて、調量された状態で内燃機関
    の吸気マニホルドに供給する装置であって、前記自由空
    間を周囲に接続する通気導管が設けられており、該通気
    導管に、吸着エレメントを備えた貯え室が配置されてお
    り、該貯え室と前記吸気マニホルドとを接続する少なく
    とも１つの導管が設けられており、該導管が電磁作動式
    の弁によって閉鎖可能であり、該弁が、少なくとも１つ
    の流入開口と少なくとも１つの流出開口とを有してお
    り、前記流入開口と流出開口との間に弁座が設けられて
    おり、該弁座が閉鎖部材によって、必要に応じて閉鎖可
    能である形式のものにおいて、前記導管（９）がもっぱ
    ら前記電磁作動式の弁（１０）によって閉鎖可能であ
    り、弁座（１３）が管状のノズル（１４）の軸方向の制
    限部分を形成しており、該ノズルが、前記弁座（１３）
    の範囲で第１の開口横断面（１５）を有しており、該第
    １の開口横断面が、流れ方向（１６）で見て、前記弁座
    （１３）のすぐ後ろで先細りになって延びて、第２の開
    口横断面（１７）を形成しており、該第２の開口横断面
    （１７）が、前記弁座（１３）とは反対側で、前記ノズ
    ル（１４）の軸方向の端部の範囲で拡大されて延びて、
    第３の開口横断面（１８）を形成しており、該第３の開
    口横断面が前記第１の開口横断面（１５）よりも大きく
    形成されていることを特徴とする、タンク装置の自由空
    間に存在する揮発性燃料成分を一時的に貯えて、調量さ
    れた状態で内燃機関の吸気マニホルドに供給する装置。
  2. 【請求項２】 前記ノズル（１４）が、ほぼ円形の開口
    横断面を有している、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の開口横断面（１５）の面積
    が、前記第２の開口横断面（１７）の面積の１．０１〜
    ２．５倍の大きさで形成されている、請求項１または２
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記第３の開口横断面（１８）の面積
    が、前記第２の開口横断面（１７）の１．０５〜４倍の
    大きさで形成されている、請求項１または２記載の装
    置。
  5. 【請求項５】 前記ノズル（１４）の長さが、前記第２
    の開口横断面（１７）の直径の４〜１２倍の大きさで形
    成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載
    の装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の開口横断面（１５）と前記流
    入開口（１１）とが、第１の平面に配置されている、請
    求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記第３の開口横断面（１８）と前記流
    出開口（１２）とが、第２の平面に配置されている、請
    求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記第１の開口横断面（１５）と前記第
    ２の開口横断面と前記第３の開口横断面とが、前記ノズ
    ル（１４）の飛躍的な横断面積変化なしに、連続的に互
    いに内外に移行するように形成されている、請求項１か
    ら７までのいずれか１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記第１の開口横断面（１５）が、前記
    弁（１０）の行程の２〜８倍の大きさの直径を有してい
    る、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
JP5215801A 1992-09-01 1993-08-31 タンク装置の自由空間に存在する揮発性燃料成分を一時的に貯えて、調量された状態で内燃機関の吸気マニホルドに供給する装置 Expired - Lifetime JP2528256B2 (ja)

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DE4229110.0 1992-09-01
DE4229110A DE4229110C1 (de) 1992-09-01 1992-09-01 Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern und dosierten Einspeisen von im Freiraum einer Tankanlage befindlichen flüchtigen Kraftstoffbestandteilen in das Ansaugrohr einer Verbrennungskraftmaschine
US08/115,375 US5460137A (en) 1992-09-01 1993-09-01 Apparatus for the temporary storage and controlled feeding of volatile fuel components to an internal combustion engine

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JPH06159165A true JPH06159165A (ja) 1994-06-07
JP2528256B2 JP2528256B2 (ja) 1996-08-28

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US (1) US5460137A (ja)
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JP (1) JP2528256B2 (ja)
BR (1) BR9303260A (ja)
CA (1) CA2105363C (ja)
DE (2) DE4229110C1 (ja)
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