JPH0617709A - 気体燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正圧の気体燃料をエンジン全運動域に亘り適
正且つ応答よく吸気路に噴射させる。 【構成】 噴射弁６の制御室９への気体燃料の導入・放
出を電磁駆動の制御弁２５で制御し、弁室８との差圧力
に応じて噴口１０を開き気体燃料を吸気路２１に噴射さ
せ、大流量域の気体燃料を精度よく供給する。また、制
御室９からの放出気体燃料を吸気路２１に放出して少流
量域の気体燃料を安定よく供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＰＧ，ＣＮＧなどの気
体燃料を火花点火機関に供給するため、正圧状態で吸気
路に噴射する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＰＧやＣＮＧなどの気体燃料は液体燃
料であるガソリンなどに比べ安価に入手でき或いは排気
中の有害成分が少ないなど有利な面が多く、殊にＬＰＧ
が営業車の燃料に使用されていることは周知の通りであ
る。

【０００３】現在の営業車においては、周知のように高
圧液状のＬＰＧを大気圧程度に減圧気化し、これを吸気
路のベンチュリに発生する負圧によって吸引させエンジ
ン吸入空気と混合する、というシステムによってエンジ
ンに供給しているが、吸入空気量に対応したベンチュリ
負圧によって気体燃料を吸引する固定ベンチュリ方式で
はエンジンの全運転域に亘ってエンジンが要求する適正
流量の気体燃料を供給することができない。

【０００４】そこで、ベンチュリ径を低・中速域に適合
させ、高出力域ではベンチュリ負圧に依存することなく
気体燃料流量を増量するようにしているが（特公昭３９
−２６２２４号公報参照）、増量がソレノイドなどによ
り画一的に行なわれるので高出力域においてもさまざま
に異なる運転状態に対応した適正量の増量ができず、却
って出力低下や排気状態の悪化を招きやすい。

【０００５】この問題を解決する一案として、特開昭５
９−８２５５６号公報、特開昭６３−１６１６０号公
報、実開昭６１−１３８８６０号公報などに見られるよ
うにＬＰＧなどをガソリン同様に噴射弁より吸気路に噴
射することが提案されている。

【０００６】しかしながら、ＬＰＧを液体のまま正圧で
噴射させる考えでは、燃料が温度の影響を受けて容易に
気化し圧力を極度に変動するので、自動車のように大気
とエンジン周辺との温度差がきわめて大きい場所や雰囲
気温度の変化が激しい場所では安定した燃料供給がきわ
めて困難であり、実用化には多くの問題がある。

【０００７】一方、ＬＰＧなどを気体の状態で正圧にて
噴射させる考えでは、液体に比べ温度による圧力変動が
小さいが、高圧で噴射するようにしても液体燃料に比べ
気体燃料は同吸入空気量において同一空燃比とするため
の燃料体積がきわめて大きく、そのために液体燃料に比
べ著しく大口径の噴射弁が必要であるとともにその開閉
を行なわせるソレノイドのようなアクチュエータも大形
のものが必要であり、これらの部品大形化に伴う重量増
によって動作遅れを生じて適正な制御が期待できないば
かりか、駆動電力が大幅に増加するので自動車の場合は
燃料消費量が増加するという不都合を生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、気体燃料を正圧で噴射してエンジンに供給
することを計っても、大口径の噴射弁および大形のアク
チュエータを必要とするため応答性が悪く適正な制御が
期待できないばかりか、大きな駆動電力を必要とし自動
車では燃料消費量を増すので実用化できない、という点
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は所定の正圧に調整した気体燃料を導入する
弁室およびその上流から分流させた気体燃料を導入・放
出する制御室と、弁室と制御室との差圧力に応じて弁室
の気体燃料を吸気路に噴射する噴口の開度を調整する弁
体とを有する噴射弁と；分流気体燃料の制御室への導入
量とこれよりの放出量を制御する電磁駆動の制御弁とを
具える構成とした。

【００１０】尚、この構成において制御室の分流気体燃
料は吸気路に放出させるようにするのが好ましい。ま
た、制御弁は一個の方向切換弁または二個の開閉弁で構
成するのがよい。

【００１１】

【作用】制御室の分流気体燃料が放出されないときおよ
び放出量が少ないとき弁体は噴口を閉止しているが、放
出量が流入量よりも多くなると制御室の圧力が低下して
弁体が噴口を開くようになる。噴口からの気体燃料噴射
量は制御室の導入量と放出量、即ち制御弁のデューティ
比によって制御されることとなり、任意口径の噴射弁と
の組合せによってエンジン全運転域に亘り適正な制御を
応答よく行なえ実用に適した気体燃料噴射システムが提
供されることとなる。

【００１２】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、図１および図２において、高圧の気体燃料を充填し
た圧力容器２から噴射弁６の弁室８に至る気体燃料通路
１に手動の開閉弁３、エンジン運転時に開弁し停止時に
閉弁する電磁駆動の遮断弁４、気体燃料を所定の正圧に
減圧調整する減圧弁５が順に設けられている。

【００１３】噴射弁６はダイヤフラム７によって仕切ら
れた弁室８および制御室９と、エンジンの吸気路２１に
開口させた噴口１０と、ダイヤフラム７に取付けられて
噴口１０を開閉する弁体１１と、制御室９に装入されて
閉弁方向へダイヤフラム７に作用させた閉弁ばね１２と
を具えた構成である。

【００１４】また、気体燃料通路１の減圧弁５と弁室８
との間の部分から分岐して気体燃料の一部を制御室９に
導入する導入通路１５と制御室９の気体燃料を放出する
放出通路１６とが具えられ、更にこれらの通路１５，１
６を開閉する電磁駆動の制御弁２５が設けられている。

【００１５】図１の実施例は制御室９が一個の出入口１
７をもち、制御弁２５は導入通路１５、放出通路１６を
任意の開閉時間比で交互に開閉しその一方を出入口１７
と連通させるように働く方向切換弁２６によって構成
し、更に放出通路１６を噴口１０に接続したものであ
る。

【００１６】この実施例において、遮断弁４と方向切換
弁２６とはマイクロコンピュータからなる電子式制御装
置２２から送られる駆動信号によって開閉動作するもの
であり、方向切換弁２６が放出通路１６を閉じた位置で
停止しているかまたは放出通路１６をごく小さいデュー
ティ比で開いているとき、制御室９に導入された分流気
体燃料は弁室８とほぼ等圧であり、閉弁ばね１２によっ
て弁体１１が噴口１０を閉止している。

【００１７】電子式制御装置２２から方向切換弁２６に
送られるパルス波からなる駆動信号によって放出通路１
６の開き時間比が大きくなると、導入通路１５の開き時
間比が反比例的に小さくなるので、制御室９から放出さ
れる気体燃料が導入量よりも多くなって制御室９の圧力
を低下させる。放出された気体燃料は噴口１０から吸気
路２１に噴射され、これによってエンジンの無負荷およ
び低負荷低速運転に要求される気体燃料が供給されるこ
ととなる。

【００１８】弁室８と制御室９との差圧力が閉弁ばね１
２のばね力よりも大きくなるとダイヤフラム７が制御室
９の方へ変位し、弁体１１が噴口１０を開いて気体燃料
を吸気路２１に連続噴射するようになり、この噴射量は
方向切換弁２６のデューティ比に応じた導入通路１５お
よび放出通路１６の開閉時間比によって無段階に制御さ
れ、且つ制御室９の圧力を急激に変化させることができ
るので加速などの過度運転にも遅れなく追従させること
ができる。

【００１９】また、噴射弁６は制御圧である気体燃料圧
力を電磁駆動の制御弁２５によって制御し開度調整する
構成であるから任意の大口径とすることができ、従って
液体燃料に比べ燃料体積がきわめて大きい気体燃料を大
流量域でも適正に制御し、エンジンの低速から高速に至
る全運転域に亘って要求量を供給することができる。

【００２０】次に、図２の実施例は制御室９が入口１８
と出口１９とを別個にもち、制御弁２５は導入通路１５
と入口１８、出口１９と放出通路１６を各別に連通・遮
断する二つの開閉弁２７，２８によって構成し、更に放
出通路１６を吸気路２１に直接開口させたものである。

【００２１】この実施例においても、遮断弁４と開閉弁
２７，２８とは電子式制御装置２２から送られる駆動信
号によって開閉動作させられるが、入口１８の開閉弁２
７は通電閉形の電磁弁，出口１９の開閉弁２８は通電開
形の電磁弁が用いられていて同じ駆動信号で開閉動作さ
せられるようになっており、このためこれらは反対のデ
ューティ比で開閉し導入量と放出量とは反比例的関係に
なる。

【００２２】そして、入口１８の開閉弁２７が閉弁位置
に出口１９の開閉弁２８が開弁位置にそれぞれ停止して
いるかまたは前者が大きいデューティ比で開き後者が小
さいデューティ比で開いているとき、弁体１１は噴口１
０を閉止している。

【００２３】出口１９の開閉弁２８の開き時間比が大き
くなると制御室９の圧力が低下し、弁室８との差圧力が
閉弁ばね１２のばね力よりも大きくなると弁体１１が噴
口１０を開いて気体燃料を吸気路２１に連続噴射するよ
うになる。

【００２４】本実施例によると、先の実施例と同様に、
噴口１０からの噴射量が無段階に制御できるとともに大
流量域でも適正に制御できるが、二個の開閉弁２７，２
８を一つの駆動信号で反比例的に開閉動作させることな
く各別の駆動信号で開閉駆動させることもでき、このよ
うにすると例えば入口１８の開閉弁２７を閉弁位置に固
定して出口１９の開閉弁２８のデューティ比を急速に大
きくすることにより噴口１０を急激に大きく開かせ、急
加速運転に対応させることができる。

【００２５】尚、放出通路１６は吸気路２１に連通させ
ることなく加圧ポンプを設けて圧力容器２に接続し制御
室９の気体燃料を戻すようにしてもよいが、実施例のよ
うに吸気路２１に放出させると配管が簡単になるととも
に少量の気体燃料を大口径の噴口１０によることなく安
定よくエンジンに供給できる、という利点がある。

【００２６】

【発明の効果】本発明によると、正圧の気体燃料の噴射
量を自身の圧力を電磁駆動の制御弁で導入・放出するこ
とにより得た制御圧で制御する構成の噴射弁を用いたこ
とにより、噴射弁を重量の大幅増を伴わずに大電力を要
しない形式としたことと相まって任意の大口径とするこ
とができる。そして、制御圧発生のため気体燃料の制御
室への導入・放出を行なう制御弁は小形でよいためエン
ジン運転状態に応じて適正な制御圧を容易に発生させる
ことができ、動作遅れを生じることなく大流量の気体燃
料を精度よく制御して供給するものである。

【００２７】また、制御室からの放出気体燃料を吸気路
に放出するときは、噴射弁によることなく少流量の気体
燃料が安定よく供給され、エンジンの全運動域に亘って
要求量の気体燃料を適正に供給できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の配置図。

【図２】本発明の異なる実施例の配置図。

【符号の説明】

１ 気体燃料通路， ６ 噴射弁， ８ 弁室， ９
制御室， １０ 噴口，１１ 弁体， １５ 導入通
路， １６ 放出通路， １７ 出入口， １８入口，
１９ 出口， ２１ 吸気路， ２２ 電子式制御装
置， ２５ 制御弁， ２６ 方向切換弁， ２７，２
８ 開閉弁，

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の正圧に調整された気体燃料が導入
   される弁室およびその上流から分流させた気体燃料が導
   入・放出される制御室と、前記弁室と制御室との差圧力
   に応じて弁室の気体燃料を吸気路に噴射する噴口の開度
   を調整する弁体とを有する噴射弁と；前記分流気体燃料
   の前記制御室への導入量とこれよりの放出量とを制御す
   る電磁駆動の制御弁と；を具えたことを特徴とする気体
   燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記制御室に導入された分流気体燃料が
   前記吸気路に放出される構成とされている請求項１記載
   の気体燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 制御室が一個の出入口をもち、制御弁が
   分流気体燃料の導入側と放出側とを交互に前記出入口に
   連通させる方向切換弁である請求項１記載の気体燃料噴
   射装置。
4. 【請求項４】 制御室が入口と出口とをもち、制御弁が
   前記入口と出口とに設けられて分流気体燃料の導入量と
   放出量とを各別に制御する二つの開閉弁である請求項１
   記載の気体燃料噴射装置。