JPH07189872A - 内燃機関の補助空気制御装置 - Google Patents

内燃機関の補助空気制御装置

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JPH07189872A
JPH07189872A JP5331084A JP33108493A JPH07189872A JP H07189872 A JPH07189872 A JP H07189872A JP 5331084 A JP5331084 A JP 5331084A JP 33108493 A JP33108493 A JP 33108493A JP H07189872 A JPH07189872 A JP H07189872A
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JP
Japan
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valve
air
auxiliary air
auxiliary
assist
Prior art date
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Pending
Application number
JP5331084A
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English (en)
Inventor
Masanari Yanagisawa
政成 柳澤
Yuji Itakura
裕二 板倉
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/30Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines
    • F02M69/36Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines having an enrichment mechanism modifying fuel flow to injectors, e.g. by acting on the fuel metering device or on the valves throttling fuel passages to injection nozzles or overflow passages
    • F02M69/40Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines having an enrichment mechanism modifying fuel flow to injectors, e.g. by acting on the fuel metering device or on the valves throttling fuel passages to injection nozzles or overflow passages using variably controlled air pressure, e.g. by modifying the intake air vacuum signal acting on the fuel metering device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一の補助空気制御弁9でもって補助空気総
量の可変制御とアシストエアの分流割合の制御を可能と
し、かつ全閉時の洩れ空気量の増大を回避する。 【構成】 補助空気制御弁9は第1弁部10と第2弁部
11とを有し、それぞれの弁体13,14がステップモ
ータ12により一体に動く。第1弁部10の空気入口1
5は吸気通路2のスロットル弁7上流に接続され、空気
出口16はアシストエア通路21に接続される。第2弁
部11の空気入口17は連通路20により第1弁部10
の空気出口16に連通し、空気出口18は吸気コレクタ
2cに連通する。アシストエア通路21の先端は、燃料
噴射弁22の噴口近傍に開口する。補助空気の総量は第
1弁部10により制御され、アシストエア以外の補助空
気が第2弁部11を通過する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料噴射式内燃機関
においてスロットル弁をバイパスして導入される補助空
気を制御する補助空気制御装置に関し、特に、補助空気
の一部をいわゆるアシストエアとして燃料噴射弁の噴口
近傍に供給するようにした補助空気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スロットル弁をバイパスして設けられる
補助空気系統は、一般に、内燃機関のアイドル回転数制
御のために設けられているが、燃料噴射弁の噴口近傍か
ら空気流を噴出させて噴霧の霧化,微粒化を促進するよ
うにしたいわゆるアシストエア装置を備えた内燃機関に
あっては、スロットル弁をバイパスした補助空気の一部
がアシストエアとして機関へ供給されるようになってい
る。
【0003】このような場合に、アシストエアを含めた
補助空気の総量はアイドル回転数制御のために可変制御
されるので、バイパス通路の補助空気制御弁の下流側か
ら単純にアシストエア通路を分岐形成したのでは、補助
空気総量を少なくした際に直ちにアシストエアが不十分
となってしまう。
【0004】そのため、例えば実開平2−31374号
公報に見られるように、バイパス通路の補助空気制御弁
下流に分流制御弁を直列に配置し、かつ両制御弁の間か
らアシストエア通路を分岐させた構成が多く採用されて
いる。このものでは、補助空気の総量を補助空気制御弁
が可変制御し、かつアシストエアとそれ以外の補助空気
との流量割合を、分流制御弁が制御することになるの
で、補助空気総量の大小に拘わらず適宜なアシストエア
流量を確保できるようになる。
【0005】また、特開昭58−85338号公報に
は、上記の2つの制御弁に代えて三方電磁弁を用い、ア
シストエア流量とそれ以外の補助空気流量とを適宜に制
御するようにした構成も開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ように補助空気総量を制御する補助空気制御弁と流量割
合を制御する分流制御弁とを設けた構成では、ステップ
モータ等の駆動機構を含む流量制御弁が2つ必要である
とともに、それぞれを駆動する駆動回路が2つ必要とな
り、構成の複雑化ならびにコストの上昇を招く。
【0007】また後者のように三方電磁弁を用いた構成
では、三方電磁弁の2つの空気出口からアシストエアお
よびそれ以外の補助空気がそれぞれ機関へ供給されるの
で、補助空気総量を0とすべく三方電磁弁を全閉とした
際に、洩れ空気量が2弁分あり、アイドル回転数を低く
制御することが困難になる、という不具合がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の補助空気制御装置は、第1弁部および第2弁部の開度
が同時に増減するように各弁部の弁体を単一のアクチュ
エータでもって一体に駆動するようにした補助空気制御
弁を備え、上記第1弁部の空気入口を吸気通路のスロッ
トル弁上流側に接続するとともに、該第1弁部の空気出
口および上記第2弁部の空気入口を互いに合流させた上
で、燃料噴射弁の噴口近傍に至るアシストエア通路に接
続し、かつ上記第2弁部の空気出口を吸気通路のスロッ
トル弁下流側に接続したことを特徴としている。
【0009】また請求項2の発明では、上記補助空気制
御弁を、第1弁部の開度が所定開度以下のときに第2弁
部が閉状態となるように構成した。
【0010】
【作用】補助空気はスロットル弁上下の圧力差によって
流れるが、スロットル弁上流側から補助空気制御弁に取
り込まれた補助空気は、第1弁部によってその総量が制
御される。そして、第1弁部を通過した補助空気の一部
がアシストエア通路を介して燃料噴射弁の噴口近傍へア
シストエアとして供給される。また残部は第2弁部の空
気入口に流入し、かつ該第2弁部を通過して機関へ供給
される。つまり、アシストエアとそれ以外の補助空気と
の流量割合が第2弁部によって制御される。補助空気総
量が少ないとき、つまり第1弁部の開度が小さいときに
は、これに伴って第2弁部の開度も小さいので、アシス
トエア側の割合が増大する。これにより、アシストエア
は略一定に保たれる。
【0011】特に、請求項2のように構成すれば、補助
空気総量が少ない第1弁部の所定開度以下のときに、そ
の全量がアシストエアとして供給される。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
【0013】図1は、この発明に係る補助空気制御装置
を備えた内燃機関1の吸気系統全体の構成を示してい
る。内燃機関1の各気筒には、吸気通路2の一部をなす
吸気ポート2aと排気ポート3とが接続され、それぞれ
を吸気弁4および排気弁5が開閉している。吸気ポート
2aを含む各気筒毎の分岐通路2bは、吸気コレクタ2
cにおいて一体に合流し、かつこの吸気コレクタ2cと
上流側のエアクリーナ6とが、一般に吸気ダクトにより
構成される吸気通路2dにより接続されている。上記吸
気コレクタ2cの入口部分にはスロットル弁7が介装さ
れ、かつエアクリーナ6の出口部分には、吸入空気量を
計測する例えば熱線式のエアフロメータ8が介装されて
いる。
【0014】アイドル回転数制御に用いられる補助空気
制御弁9は、後述するように、第1弁部10と第2弁部
11とを有し、それぞれの開度が同時に増減するように
単一のステップモータ12によって一対の弁体13,1
4が駆動されるようになっている。第1弁部10は空気
入口15と空気出口16とを有し、第2弁部11は同じ
く空気入口17と空気出口18とを有しているが、補助
空気制御弁9は吸気コレクタ2cに固定されており、第
2弁部11の空気出口18が吸気コレクタ2c内に直接
連通している。
【0015】上記第1弁部10の空気入口15は、バイ
パス通路19を介して吸気通路2のスロットル弁7上流
側、詳しくは、エアフロメータ8との間に接続されてい
る。第1弁部10の空気出口16は、連通路20を介し
て第2弁部11の空気入口17に接続されているととも
に、アシストエア通路21の一端に接続されている。こ
のアシストエア通路21の他端は、各吸気ポート2aに
向けて配設された電磁式燃料噴射弁22の噴口近傍に開
口している。尚、燃料噴射弁22は各気筒毎に設けられ
ているので、アシストエア通路21も実際には複数本に
分岐している。
【0016】また、空調装置用コンプレッサ等の補機負
荷に対処するために、この実施例では、スロットル弁7
をバイパスして第2バイパス通路23が形成されている
とともに、外部負荷に連動して開閉する電磁弁からなる
FICDバルブ24が介装されている。
【0017】図2は、上記補助空気制御弁9の詳細を示
すもので、ハウジング31内に第1弁部10と第2弁部
11とが上下に重ねた形に配置されているとともに、各
弁部10,11毎に設けたバルブシート32,33が同
軸上に配置されている。第1弁部10と第2弁部11と
の間は、隔壁34によって仕切られている。そして、第
1弁部10のバルブシート32の下方に空気入口15が
接続され、かつ上方に空気出口16が接続されている。
また第2弁部11のバルブシート33の上方に空気入口
17が接続され、かつバルブシート33の下面側が空気
出口18となって、吸気コレクタ2cの補助空気取入口
35に連通している。
【0018】第1弁部10の開度を調整する弁体13と
第2弁部11の開度を調整する弁体14とは、一体に上
下に動くように、互いに連結されている。具体的には、
上方の弁体13の先端から下方へロッド部36が延長形
成されており、その先端部に、下方の弁体14が嵌合し
て取り付けられているとともに、ストッパ36aによっ
て一体に上方移動するようになっている。また、下方の
弁体14は、リターンスプリング37によって常時下方
つまり閉方向へ付勢されており、ロッド部36が下降す
ると、そのスプリング力でもって閉弁する。尚、図2か
ら明らかなように、各弁体13,14は、いずれも同一
方向からバルブシート32,33に接近,離間するの
で、一方の開度が大となるときに他方の開度も同時に増
大する特性となる。
【0019】上方に位置する第1弁部10の弁体13
は、上下に直線移動するようにガイドされたバルブホル
ダ38に固定され、かつこのバルブホルダ38にステッ
プモータ12の回転軸39が螺合している。また、バル
ブホルダ38には図示しない回り止めの突起または溝が
形成され、ガイド40に形成された溝または突起に係合
している。従って、ステップモータ12の回転軸39が
回転すると、バルブホルダ38が上下に移動し、弁体1
3,14による開度が変化するのである。ここで、リタ
ーンスプリング37により付勢されている第2弁部11
の弁体14は、第1弁部10の弁体13が所定開度にリ
フトするまで閉状態を保つようになっている。
【0020】次に、上記実施例の作用について説明す
る。
【0021】内燃機関1のアイドル回転数は図示せぬク
ランク角センサによって検出されており、このアイドル
回転数を目標値に保つように図示せぬコントロールユニ
ットによりステップモータ12が制御される。吸気通路
2のスロットル弁7上流側からバイパス通路19を介し
て補助空気制御弁9に取り込まれた補助空気は、その総
量が第1弁部10によって制御される。具体的には、ス
テップモータ12のステップ数に応じて図3に示すよう
な流量特性が得られる。第1弁部10によって流量制御
された補助空気の一部は、アシストエア通路21を通し
て燃料噴射弁22の噴口近傍からアシストエアとして機
関へ供給される。また残部は、連通路20から第2弁部
11へ戻り、該第2弁部11を介して吸気コレクタ2c
へ導入される。
【0022】ここで、第1弁部10の開度が小さいと
き、つまり補助空気総量が少ないときには、第2弁部1
1の開度も小さくなるので、吸気コレクタ2cへ向かう
アシストエア以外の補助空気流量が抑制され、必然的に
補助空気の大部分がアシストエアとして供給されるよう
になる。特に、上記実施例では、図3に示すように、ス
テップモータ12のステップ数がS1になるまでは、第
2弁部11は開かない。従って、補助空気の全量がアシ
ストエアとして供給される。アシストエア通路21の通
路断面積は比較的小さいので、これに応じてアシストエ
アの最大流量が定まるが、上記のステップ数S1はアシ
ストエアが略最大流量となる点に定められている。この
ステップ数S1以上の領域では、第1弁部10の開度増
加に伴って第2弁部11の開度も増加するが、アシスト
エアは上述した最大流量以上は流れないので、図3に示
すように、余剰となった補助空気が第2弁部11を経て
吸気コレクタ2cへ導入される。
【0023】このように上記実施例の構成によれば、単
一のステップモータ12を備えた一つの補助空気制御弁
9でもって、補助空気総量を可変制御できるとともに、
アシストエアとそれ以外の補助空気の流量割合を適宜に
制御できる。従って、部品点数が少なくなるとともに、
ステップモータ12を駆動する駆動回路や制御システム
が1系統となり、構成を簡素化できる。また、補助空気
の総量は、第1弁部10のみで総量制御されるので、補
助空気流量を0とすべく全閉とした際の洩れ空気量が三
方電磁弁に比して少なくなり、アイドル回転数を十分に
低く制御することが可能となる。
【0024】尚、上記実施例では、補助空気制御弁9と
してステップモータ12により開度制御を行う形式のも
のを用いているが、本発明はこれに限られるものではな
く、例えばソレノイドをアクチュエータとするデューテ
ィ制御型の流量制御弁などを用いることもできる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の補助空気制御装置によれば、単一のア
クチュエータを備えた一つの補助空気制御弁でもって補
助空気総量の可変制御とアシストエアへの分流制御とを
実行することが可能となり、部品点数の削減や駆動回路
等の構成の簡素化が図れる。また三方電磁弁を用いる場
合に比して全閉時の洩れ空気量を略半分に抑制すること
が可能であり、アイドル回転数を十分に低く制御するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る補助空気制御装置の一実施例を
示す吸気系全体の構成説明図。
【図2】補助空気制御弁の断面図。
【図3】この実施例における流量特性図。
【符号の説明】
2…吸気通路 7…スロットル弁 9…補助空気制御弁 10…第1弁部 11…第2弁部 12…ステップモータ 19…バイパス通路 20…連通路 21…アシストエア通路 22…燃料噴射弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1弁部および第2弁部の開度が同時に
    増減するように各弁部の弁体を単一のアクチュエータで
    もって一体に駆動するようにした補助空気制御弁を備
    え、上記第1弁部の空気入口を吸気通路のスロットル弁
    上流側に接続するとともに、該第1弁部の空気出口およ
    び上記第2弁部の空気入口を互いに合流させた上で、燃
    料噴射弁の噴口近傍に至るアシストエア通路に接続し、
    かつ上記第2弁部の空気出口を吸気通路のスロットル弁
    下流側に接続したことを特徴とする内燃機関の補助空気
    制御装置。
  2. 【請求項2】 上記補助空気制御弁は、第1弁部の開度
    が所定開度以下のときに第2弁部が閉状態となるように
    構成されていることを特徴とする請求項1記載の内燃機
    関の補助空気制御装置。
JP5331084A 1993-12-27 1993-12-27 内燃機関の補助空気制御装置 Pending JPH07189872A (ja)

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JP5331084A JPH07189872A (ja) 1993-12-27 1993-12-27 内燃機関の補助空気制御装置
KR1019940033440A KR960012385B1 (ko) 1993-12-27 1994-12-09 내연 기관의 보조 공기 제어 장치

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JP5331084A JPH07189872A (ja) 1993-12-27 1993-12-27 内燃機関の補助空気制御装置

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