JPH0654102B2 - 過給機付エンジンの気体燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は気体燃料をエンジンの吸気通路に供給すると共
に過給を行うようにした過給機付エンジンの気体燃料供
給装置に関するものである。

（従来技術） ＬＰＧ（液化プロパンガス）、ＬＮＧ（液化天然ガス）
等の液体燃料、特にＬＰＧを使用するエンジンは、タク
シー等の業務用として広く使用されており、このような
液体燃料は、高圧ボンベ内に貯留されて、ベーパライザ
によって減圧、気化された後、気体燃料としてエンジン
の吸気通路に供給されるのが一般的である。

このベーパライザは、一般に、１次室と２次室とを備
え、上記高圧ボンベ内の液体燃料を１次室内で大気圧よ
りも若干高い圧力にまで減圧、膨張（気化）させ、この
１次室内で減圧された気体燃料を２次室でさらにほぼ大
気圧にまで減圧させた後、吸気通路へ供給するようにし
ている。そして、この２次室の圧力を所定のものとする
ため、２次室を画成する２次ダイヤフラムの背面すなわ
ち２次ダイヤフラム室に大気圧を導入して、この２次室
と２次ダイヤフラム室との間の圧力差による２次ダイヤ
フラムの変位に応じて、１次室と２次室との連通口に設
けた２次バルブの開度を調整することにより、当該２次
室内の圧力が所定のものになるように制御している。

ところで、近時は、上述のような気体燃料を用いるエン
ジンの高出力化が望まれており、このため過給を行うこ
とが考えられている。そして、この過給を行うことに伴
う気体燃料の供給を調整するため、ベーパライザの２次
ダイヤフラム室に対して過給圧を供給するようにしたも
のが提案されている（実開昭５６−１７３７５２号公報
参照）。すなわち、エンジンの吸気通路に過給機および
該過給機の下流においてスロットル弁が配設され、上記
過給機とスロットル弁との間の吸気通路にベーパライザ
からの気体燃料を供給する一方、該ベーパライザの２次
ダイヤフラム室に過給圧を供給するようにして、過給に
伴う吸入空気量の増大に対処して、２次室からの吐出燃
料量を増大させるようにしている（２次ダイヤフラム室
の圧力が２次室の圧力よりも高くなるほど２次室内の燃
圧が高まる）。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、ベーパライザの２次ダイヤフラム室に過
給圧を供給した場合、過給を行っている時からスロット
ル弁を全閉あるいはほぼ全閉とする急減速時にあって
は、過給機の慣性等により過給圧はスロットル弁の閉作
動に追従してすみやかに低下せず、むしろ一時的に上昇
する傾向すらある。このため、減速時であるにも拘らず
２次ダイヤフラム室には依然としてかなり大きな過給圧
が作用して、２次室の燃圧が大きくなったままとされて
しまい、減速後に再びスロットル弁を開いたときに、多
量の燃料が一度にエンジンに供給されて、空燃比が一時
的にオーバリッチになってしまう、という問題を生じ
る。

したがって、本発明の目的は、気体燃料を使用しかつ過
給を行うことに伴ってベーパライザの２次ダイヤフラム
室に過給圧を供給するようにしたものにおいて、減速後
に再びスロットル弁を開いた直後におけるオーバリッチ
を防止し得るようにした過給機付エンジンの気体燃料供
給装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用） 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、減速時
にベーパライザの２次室を大気に解放して、減速中に２
次ダイヤフラムの燃圧増大方向への変位を規制するよう
にしてある。具体的には、 エンジンの吸気通路に過給機および該過給機の下流にお
いてスロットル弁が配設され、上記過給機とスロットル
弁との間の吸気通路にベーパライザの２次室からの気体
燃料を供給する一方、該ベーパライザの２次ダイヤフラ
ム室に過給圧を供給するようにした過給機付エンジンの
気体燃料供給装置において、 減速時に、前記２次ダイヤフラム室を大気に解放する大
気解放手段を備えている、 ような構成としてある。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

図において、エンジン１は、往復動されるピストン２に
よって画成された燃焼室３を有し、該燃焼室３に対し
て、吸気ポート４および排気ポート５が開口されてい
る。この吸気ポート４は吸気弁６により、また排気ポー
ト５は排気弁７により、図示を略すエンジン出力軸と同
期して周知のタイミングで開閉される。

上記吸気ポート４に連なる吸気通路８には、その上流側
より順次、エアクリーナ９、過給機（実施例ではターボ
チャージャ）１０のコンプレッサホイール１０ａ、ベン
チュリ（ミキサ）１１、スロットル弁１２、サージタン
ク１３が配設されている。また、前記排気ポート５に連
なる排気通路１４には、上記過給機１０のタービンホイ
ール１０ｂが配設され、このタービンホイール１０ｂと
上記コンプレッサホイール１０ａとがシャフト１０ｃに
より連結されている。これにより、排気エネルギによっ
てタービンホイール１０ｂが回転されると、コンプレッ
サホイール１０ａも回転されて、過給が行われることに
なる。

図中２１はベーパライザで、これは仕切壁２２ａを有す
る本体ケーシング２２を備え、仕切壁２２ａの一方側に
おいて、該仕切壁２２ａと１次ダイヤフラム２３とによ
って１次室２４が画成されている。この１次室２４に
は、気体燃料とされるＬＰＧを貯留した高圧ボンベ（図
示略）に連なる燃料入口２５が開口され、この燃料入口
２５の開度が、１次バルブ２６によって調整される。す
なわち、１次バルブ２６は、支点２７を中心に揺動され
る１次バルブレバー２８の一端部に保持される一方、１
次バルブレバー２８の他端部は、フック２９を介して１
次ダイヤフラム２３に連係されている。これにより、１
次室２４内の圧力に応じた１次ダイヤフラム２３の変位
によって、１次バルブ２６による燃料入口２５の開度が
調整されて、１次室２４内は常に所定の圧力に保持され
る。

一方、仕切壁２２ａの他方側においては、２次ダイヤフ
ラム３０によって２次室３１が画成され、この２次室３
１と前記１次室２４とが、連通口３２によって連通され
ている。この連通口３２の開度は２次バルブ３３によっ
て調整される。すなわち、２次バルブ３３は、支点３４
中心に揺動される２次バルブレバー３５の一端部に保持
される一方、２次バルブレバー３５の他端部は２次ダイ
ヤフラム３０に連結されている。これにより、２次ダイ
ヤフラム３０が２次室３１側へ膨出変形したときに、２
次バルブ３３による連通口３２の開度が大きく、すなわ
ち２次室３１内の燃圧が高くされる。

なお、図面ではベーパライザ２１を簡略化して示してあ
るが、このベーパライザ２１そのものの構造自体は従来
と同じなのでこれ以上詳細な説明は省略する。

前記ベーパライザ２１の２次室３１と吸気通路８のベン
チュリ１１とが、燃料通路（いわゆる低圧燃料通路）４
１を介して接続され、該燃料通路４１には、減速時に閉
とされる電磁式の開閉弁４２が接続されている。また、
ベーパライザ２１における２次ダイヤフラム３０の背面
側、すなわち２次ダイヤフラム室３６が、配管４３を介
して電磁式の三方切換弁４４に接続されている。この切
換弁４４は、配管４５を介して、コンプレッサホイール
１０ａとベンチュリ１１との間の吸気通路８に対して接
続されると共に、配管４６を介して、コンプレッサホイ
ール１０ａとエアクリーナ９の間の吸気通路８に接続さ
れている。

前記開閉弁４２は、スロットル弁１２が全閉となったと
きに作動するアイドルスイッチ（図示略）と連動され
て、このアイドルスイッチが作動すると共にエンジン回
転数が所定値（アイドル回転数より若干大きい回転数）
以上となったときに閉とされるようになっている。ま
た、前記切換弁４４は、開閉弁４２と連動されて、この
開閉弁４２が開となったときに配管４３（２次ダイヤフ
ラム室３６）を配管４５側に連通させ、逆に開閉弁４２
が閉となったとき（減速時）には、配管４３（２次ダイ
ヤフラム室３６）を配管４６すなわち大気側に連通させ
る。

次に上記構成の作用について説明する。いま、スロット
ル弁１２が開きかつ過給が行われている運転状態とする
と、過給圧が、配管４５、切換弁４４、配管４３を介し
て２次ダイヤフラム室３６に作用しているので、２次室
３１の燃圧はこの過給圧に応じた高いものとなる。した
がって、過給運転時には、２次室３１から過給圧に応じ
た十分な量の燃料が、燃料通路４１から開となっている
開閉弁４２を経て、ベンチュリ１１より吸気通路８へ供
給される。

上記過給運転状態からスロットル弁１２が全閉となった
急減速時には、開閉弁４２がすみやかに閉となる。これ
により、減速直後において、２次室３１内の燃料が多量
に吸気通路８へ吐出されるのが防止される。また同時
に、この減速時においては、切換弁４４が切換えられ
て、配管４３が配管４６側に連通されるので、２次ダイ
ヤフラム室３６は大気圧下に変化され、２次室３１の燃
圧上昇方向へ向けての２次ダイヤフラム３０の変位が規
制される。この結果、再びスロットル弁１２を開いた直
後にあっても、２次室３１の燃圧上昇が抑制されている
ので、空燃比がオーバリッチとなることが防止される。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

過給機１０として排気ターボチャージャを用いた場合
を示したが、エンジン出力軸により機械的に駆動される
いわゆるスーパチャージャ式のものにあっても同様に適
用し得るものである。

開閉弁４２は、無くとも格別の支障は無いものであ
る。もっともこの開閉弁４２を設けておけば、２次ダイ
ヤフラム室３６内に大気圧が供給されるまでの応答遅れ
を補償して、オーバリッチ防止上より一層好ましいもの
となる。

２次ダイヤフラム室３６に大気圧を導く大気解放手段
は、当該２次ダイヤフラム室３６へ過給圧を導くための
通路（配管４３、４５）とは全く別個独立して設けるよ
うにしてもよい。すなわち、減速時に、配管４３を介し
て２次ダイヤフラム室３６に過給圧を供給しつつ、大気
解放手段によってこの２次ダイヤフラム室３６を大きく
大気へ解放するようにしてもよい。もっとも、実施例の
ように大気圧供給と同時に過給圧供給を停止するように
すれば、２次ダイヤフラム室３６内をより早く大気圧下
にする上で有利となる。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、減速時に
再びスロットル弁を開いたときのオーバーリッチを防止
することができる。

特に、上記オーバリッチの防止は、減速時に２次ダイヤ
フラム室を大気に解放するだけでよいので、極めて簡単
な構成ですみ、安価かつ容易に実施化し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す全体系統図である。 １：エンジン ８：吸気通路 １０：過給機 １１：ベンチュリ １２：スロットル弁 １４：排気通路 ２１：ベーパライザ ２４：１次室 ２５：燃料入口 ３０：２次ダイヤフラム ３１：２次室 ３２：連通口 ３３：２次バルブ ３６：２次ダイヤフラム室 ４１：燃料通路 ４２：開閉弁 ４３：配管 ４４：切換弁 ４５：配管（過給圧供給用） ４６：配管（大気圧供給用）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸気通路に過給機および該過給
   機の下流においてスロットル弁が配設され、上記過給機
   とスロットル弁との間の吸気通路にベーパライザの２次
   室からの気体燃料を供給する一方、該ベーパライザの２
   次ダイヤフラム室に過給圧を供給するようにした過給機
   付エンジンの気体燃料供給装置において、 減速時に、前記２次ダイヤフラム室を大気に解放する大
   気解放手段を備えている、 ことを特徴とする過給機付エンジンの気体燃料供給装
   置。