JPH063139Y2

JPH063139Y2 - エンジンの二次空気供給装置

Info

Publication number: JPH063139Y2
Application number: JP1986013792U
Authority: JP
Inventors: 明竹下; 孝成石川; 和美岡村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2001-01-31
Also published as: JPS62126511U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はエンジンの二次空気供給装置に関する。

（従来の技術）一般に、吸入空気量或いはスロットル開度とエンジン回
転速度とで基本燃料供給量が設定されるエンジンでは、
アイドル回転時にエンジンに供給される燃料供給量が不
足して安定した所定のアイドル回転速度に保持しにくく
なるという問題がある。

そこで、例えば特開昭５０−１０５９１６号公報に記載
されているように、吸気系と排気系とを連通路で連通
し、この連通路の途中部に排気系の排気ガスで吸気系に
逆流するのを防止するリードバルブを設け、連通路が接
続される部分よりも下流側の排気系にO₂センサを設け、
吸気系から連通路を介して排気系に二次空気を供給し、
O₂センサに混合気リーンを検出させることによりエンジ
ンへの燃料供給量を増量補正してアイドル回転速度を安
定させるようにした二次空気供給装置が知られている。

そして、上記二次空気供給装置には、アイドル時の吸気
負圧を連通路で開弁しまたアイドル時以外には略閉弁す
るコントロールバルブが設けられている。

（考案が解決しようとする問題点）上記の二次空気供給装置では、上記コントロールバルブ
は、吸気負圧で確実に開弁作動するように、比較的弱い
バネ部材で閉弁付勢されているため、吸気系の振動等で
開閉しやすい構成になっており、エンジンの高速回転時
にリードバルブの開閉作動が排気系の排気脈動に追従で
きなくなり、リードバルブが開いたままの状態になるこ
とがある。その結果排気ガスが排気系から吸気系に逆流
し、リードバルブが高温の排気ガスで劣化したり、エア
クリーナに逆流した排気ガスでクリーナエレメントが汚
損されて目詰りを起したりするという問題がある。

（問題点を解決するための手段）本考案に係るエンジンの二次空気供給装置は、吸気系と
排気系とを連通する連通路と、この連通路に介設された
リードバルブと、このリードバルブよりも上流側の連通
路に介設され吸気管内負圧で開作動され且つ吸気管内負
圧が弱くなると閉作動されるコントロールバルブからな
り、アイドル時に上記連通路を介して排気系に二次空気
を供給するエンジンの二次空気供給装置において、上記
コントロールバルブに、排気系と連通する排圧通路を介
して導入される排気圧により、アイドル時以外の排気圧
が高いときにコントロールバルブを確実に閉弁状態に付
勢する排気圧作動室を設けたものである。

（作用）本考案に係るエンジンの二次空気供給装置においては、
アイドル時にコントロールバルブが開かれ、排気系の排
気脈動に追従してリードバルブが開閉され、このリード
バルブの開閉作動で吸気の一部を連通路に吸入し、コン
トロールバルブ及びリードバルブを介して排気系に二次
空気が供給される。

エンジンのアイドル時以外の高速回転時には排気系の高
い排気圧が排気作動室に導入されコントロールバルブが
確実に閉弁状態に付勢されて連通路内が遮断されるので
排気脈動によるリードバルブの開閉作動が停止される。

（考案の効果）本考案に係るエンジンの二次空気供給装置によれば、ア
イドル時以外の排気圧が高いとき、つまり吸気系から排
気系に二次空気を供給しないときには排気系の高い排気
圧でコントロールバルブを閉じ連通路を確実に遮断して
排気系から吸気系への排気ガスの逆流を防止できるの
で、排気ガスによるリードバルブの劣化やエアクリーナ
エレメントの汚損を防止して耐久性を向上させることが
できる。

（実施例）以下、本考案を自動車用の燃料噴射式立型エンジンに適
用した場合の実施例について図面に基いて説明する。

第１図に示すように、燃料室１に連通する吸気ポート２
と排気ポート３がシリンダヘッド４に形成されており、
吸気弁５及び排気弁６は動弁機構（図示略）によって開
閉制御されるようになっている。

エアクリーナ１０はクリーナエレメント７で大気室８と
浄気室９とに区画され、この浄気室９は吸気管１１で吸
気ポート２に連通され、エアクリーナ１０から吸気ポー
ト２に亙る一連の吸気通路１２が形成されている。

上記吸気通路１２には、エアクリーナ１０の少し下流側
にエアフローメータ１３が介設され、エアフローメータ
１３よりも下流側にスロットルバルブ１４が設けられる
とともに、吸気管１１の下流端部には吸気ポート２に向
けて燃料を噴射するインジェクタ１５が吸気ポートに向
けて取付けられており、インジェクタ１５はコントロー
ルユニット１６によって制御される。

上記コントロールユニット１６へは、エアフローメータ
１３からの吸入空気量信号、スロットルバルブ開度セン
サからのスロットル開度信号、エンジン回転速度センサ
からの回転速度信号及び後述のO₂センサ１７からの排気
ガス中の酸素濃度信号等の各信号が入力され、コントロ
ールユニット１６においては吸入空気量信号とエンジン
回転速度信号と酸素濃度信号等に基いてエンジンの運転
状態に応じた燃料噴射量が演算され、その燃料噴射量に
相当する燃料がインジェクタ１５を介してエンジンに供
給されるようになっている。

一方、排気ポート３に接続された排気管１８の途中部に
は、O₂センサ１７とこれよりも下流側の触媒装置１９と
が設けられ、上記排気ポート３、排気管１８、触媒装置
１９及びマフラの内部に一連の排気通路２０が形成され
ている。

上記吸気通路１２と排気通路２０とに亙って排気浄化用
の二次空気供給装置とアイドル回転安定用の二次空気供
給装置が次のように設けられている。

排気浄化用の二次空気供給装置は、エアクリーナ１０の
大気室８と触媒装置１９のすぐ上流側の排気通路２０と
を連通路２１によって連通させたもので、エンジンの運
転時にはエアクリーナ１０の大気室８から排気通路２０
に常時二次空気を供給して触媒装置１９での酸化作用を
良好にするようになっている。

アイドル回転安定用の二次空気供給装置は、エアクリー
ナ１０の大気室８とO₂センサ１７よりも上流側の排気通
路２０とを連通路２２を介して連通させたもので、連通
路２２の途中部にはリードバルブ２３とリードバルブ２
３よりも上流側に位置するコントロールバルブ２５とが
介設されている。

上記コントロールバルブ２５は弁部２５ａと弁部２５ａ
を吸気管内負圧で開弁する開弁機構２５ｂとからなり、
弁部２５ａはリードバルブ２３とフイルタ２６とを内装
したリードバルブケーシング２７の上流側の内部空間を
クランク状の仕切壁２８で仕切りこの仕切壁２８に設け
られた連通孔２９と連通孔２９に対面させて設けられた
弁体３０とで構成されている。

上記開弁機構２５ｂは次のように構成されている。

バルブケーシング２７から円筒状のハウジング３１を立
設し、ハウジング３１の内部を区画壁３２で上下２室に
区画し、その上室に設けられたダイヤフラム３６を弁体
３０から立設された弁軸３７の上端部に連結し、ダイヤ
フラム３６を上方から押圧して弁体３０を閉弁付勢する
圧縮ばバネ８をダイヤフラム３６の上方空間に設けると
ともに、この上方空間の吸気負圧作動室３３を通気管３
５でスロットル弁１４より下流側の吸気通路１２に連通
させてある。

次に、エンジンのアイドル時以外の排気圧が高いとき
に、排気圧によって上記コントロールバルブ２５を強制
的に閉じる閉弁機構が次のように構成されている。

上記ハウジング３１の区画壁３２の下側には、排気通路
２０の排気圧が高い時にその排気圧でコントロールバル
ブ２５の弁体３０を確実に、閉弁状態に付勢する排気圧
作動室３４が形成されている。この排気圧作動室３４は
底壁部分が弁軸３７の途中部に連結されたダイヤフラム
３９で形成されるとともに、排気圧作動室３４にはリー
ドバルブ２３より下流側の連通路２２から分岐された通
気管４０が連結され、排気通路２０の排気圧が連通路２
２及び通気管４０を介して導入されるようになってい
る。

上記のように構成されたエンジンの二次空気供給装置の
作用について次に説明する。

先ず、スロットル弁１４が略全閉近くまで閉じられたエ
ンジンのアイドル時には、スロットル弁１４より下流側
の吸気管内負圧が大きくなり、吸気負圧作動室３３のダ
イヤフラム３６が圧縮バネ３８に抗して吸い上げられ弁
軸３７を介して弁体３０が引上げられるので、コントロ
ールバルブ２５が開弁される。

コントロールバルブ２５が開弁されると、排気通路２０
内の排気脈動により、リードバルブ２３が開閉作動され
る時に、エアクリーナ１０の大気室８から二次空気を吸
入し、コントロールバルブ２５を通りフイルタ２６で浄
化された後、連通路２２からO₂センサ１７の上流側の排
気通路２０に供給される。

二次空気がO₂センサ１７の上流側の排気通路２０に供給
されると、その分排気ガス中の残存酸素量が増え、O₂セ
ンサ１７がこれを検出するので、インジェクタ１５から
の燃料噴射量が増量補正され、エンジンのアイドル回転
速度が安定する。

次に、スロットル弁１４の開度が大きくなって、エンジ
ンが高速回転になると、スロットル弁１４の開弁に伴っ
てスロットル弁１４より下流側の吸気通路１２の負圧が
小さくなり、吸気負圧作動室３３のダイヤフラム３６が
圧縮バネ３８で下方に下げられるとともに、エンジンの
回転上昇に伴って上昇する排気通路２０内の排気圧が連
通管２２及び通気管４０から排気作動室３４に導入さ
れ、排気圧作動室３４のダイヤフラム３６が下方に押下
げられるので、弁軸３７を介して弁体３０が連通孔２９
に押圧されコントロールバルブ２５が強力に閉弁され
る。

こうしてアイドル回転安定用の二次空気を供給する連通
路２２がコントロールバルブ２５で遮断されると、排気
通路２０内の排気脈動がリードバルブ２３に殆んど作用
せず、リードバルブ２３は閉じた状態で休止する。

従って、エンジンの高速時にリードバルブ２３が排気脈
動に追従できず排気ガスがリードバルブ２３よりも上流
側へ逆流するのを防止することができる。

次に、上記実施例の変形例について第２図に基いて説明
する。

連通路２２から分岐した通気路４０の先端部をスロット
ル弁１４より下流側の吸気通路１２に連通させ、コント
ロールバルブ２５よりも上流側の通気路４０に、吸気負
圧が大きい時にはダイヤフラム４２が上方に膨んで通気
路４０を開き、吸気負圧が小さい時には閉弁バネ４４で
通気路４０を遮断するダイヤフラム式開閉弁４１を介設
し、且つコントロールバルブ２５よりも下流側の通気路
４０にオリフィス４３を設けるとともに、中間の通気路
４０の部分にコントロールバルブ２５を開閉制御する吸
気負圧作動室３３を接続してある。

以上の構成において、アイドル回転時のようにスロット
ル弁１４より下流側の吸気通路１２の負圧が高くなると
その負圧と、オリフィス４３を介して作用する排気通路
２０の排気圧とでダイヤフラム式開閉弁４１のダイヤフ
ラム４２の上下に圧力差が生じ、この圧力差をダイヤフ
ラム４２が上方に変形してダイヤフラム式開閉弁４１が
開かれる。

ダイヤフラム開閉弁４１が開かれると吸気通路１２の負
圧が吸気負圧作動室３３に作用してコントロールバルブ
２５が開弁され、連通路２２を介して二次空気が排気通
路２０へ供給される。

スロットル弁１４が開かれ、吸気通路１２の負圧が小さ
くなると、ダイヤフラム式開閉弁４１のダイヤフラム４
２が閉弁バネ４４で下方に押下げられ、ダイヤフラム式
開閉弁４１が閉弁されて通気路４０が遮断されるので、
コントロールバルブ２５の吸気負圧作動室３３にはオリ
フィス４３からの排気圧が作用し、その圧力でコントロ
ールバルブ２５の弁体３０が連通孔２９に押圧されコン
トロールバルブが強力に閉弁されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図はエンジン
の二次空気供給装置の全体構成図、第２図は変形例の要
部構成図である。１１……吸気管、１２……吸気通路、１８……排気管、
２０……排気通路、２２……連通路、２３……リードバ
ルブ、２５……コントロールバルブ、２５ａ……弁部、
２５ｂ……開弁機構、２９……連通孔、３０……弁体、
３４……排気圧作動室、３９……ダイヤフラム、４０…
…通気管、４１……ダイヤフラム式開閉弁、４２……ダ
イヤフラム、４３……オリフィス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】吸気系と排気系とを連通する連通路と、こ
の連通路に介設されたリードバルブと、このリードバル
ブよりも上流側の連通路に介設され吸気管内負圧で開作
動され且つ吸気管内負圧が弱くなると閉作動されるコン
トロールバルブからなり、アイドル時に上記連通路を介
して排気系に二次空気を供給するエンジンの二次空気供
給装置において、上記コントロールバルブに、排気系と連通する排圧通路
を介して導入される排気圧により、アイドル時以外の排
気圧が高いときにコントロールバルブを確実に閉弁状態
に付勢する排気圧作動室を設けたことを特徴とするエン
ジンの二次空気供給装置。