JPH1018912A - 可変ベンチュリ型気化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温時から極低温時の全域におけるクランキ
ング時の混合気量の適正化を図り、上記全域でのエンジ
ンの始動時間の短縮を図る。 【解決手段】 低温時に大気をサクションピストン４へ
導入するピストンブレーカー通路１０にピストンブレー
カー１２を設ける。ピストンブレーカー１２を開方向へ
付勢するスプリング１４を設ける。ピストンブレーカー
１２を吸気管負圧で閉方向へ付勢する。上記の構成にお
いて、上記スプリング１４を−２０℃で変態する形状記
憶合金製のスプリングとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可変ベンチュリ型気
化器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可変ベンチュリ型気化器におい
て、エンジンのクランキング時とエンジンの始動後にお
ける空燃比（混合気量）を、エンジンの冷却水温と吸気
負圧に関連させて制御し、エンジンの始動性を高めるよ
うにした装置として、例えば図１に示す装置（実開平３
−１７１６４号公報）が提案されている。

【０００３】この図１に示す装置について説明する。ベ
ンチュリ１には、サクションピストン２が出没自在に設
けられていて、その先端部２ａにはメタリングニードル
３の基端部が連結されている。サクションピストン２
は、サクションチャンバ４に摺動自在に支持されてい
て、ピストンスプリング５によってベンチュリ１内に突
出する方向に付勢され、スロットルバルブ９の回動とイ
ンテークマニホールドの負圧に従ってベンチュリ１に対
して進退する。メタリングニードル３は、メーンジェッ
ト８に挿通されている。メーンジェット８には、フロー
ト６ａを有するフロートチャンバ６に貯溜された燃料Ｆ
が供給される。符号Ｖはヒューエルカットソレノイドバ
ルブを、符号Ｐは加速ポンプを示している。

【０００４】サクションチャンバ４には、ピストンブレ
ーカーホール４ａが形成されていて、このホール４ａ
は、ピストンブレーカー通路１０を介してピストンブレ
ーカーバルブ１１のポート１１ａに接続されている。ピ
ストンブレーカーバルブ１１内にはピストンブレーカー
１２と、開閉バルブ１３が摺動可能に備えられ、ピスト
ンブレーカースプリング１４と第２スプリング１５によ
り図１の位置のように付勢されている。

【０００５】上記ポート１１ａは、ピストンブレーカー
１２を介してポート１１ｂに連通され、ポート１１ｂ
は、エア通路１６を介して弁開度制御弁１７のポート１
７ａに接続されている。

【０００６】弁開度制御弁１７には、エンジン冷却水の
流路中に配設されたサーモワックス１８と、このサーモ
ワックス１８の膨張・収縮に連動して摺動するメタリン
グロッド１９を有している。メタリングロッド１９に
は、機関温度が低いときに、ポート１７ａとポート１７
ｂを連通し、機関温度が高いときにポート１７ｂとポー
ト１７ｃを連通するための切欠き部１９ａが形成されて
いる。このロッド１９の端部には、ファストアイドルカ
ム２０が当接されている。

【０００７】ポート１７ｂは、大気通路２１を介してサ
クションチャンバ４のベンチュリ上流の大気に開口して
いるエアホーン４ｂに接続されている。弁開度制御弁１
７のポート１７ｃは、エアジェット２２を有するメーン
エアブリード通路２３の一端に接続されていて、該通路
２３の他端２３ａはメーンジェット８に開口している。

【０００８】大気通路２１はピストンブレーカーバルブ
１１のポート１１ｃに接続されている。ピストンブレー
カーバルブ１１のポート１１ｄは、負圧通路２４を介し
てスロットルバルブ９の下流位置に開口させた負圧取出
口２４ａに接続されている。ポート１１ｅは、上記メー
ンエアブリード通路２３に連通されている。そして、上
記負圧通路２４を通じてピストンブレーカーバルブ１１
内に所定値の負圧が生じると、ピストンブレーカー１２
がピストンブレーカースプリング１４に抗して図１の上
方へ移動してポート１１ａと１１ｂを遮断し、開閉バル
ブ１３が第２スプリング１５に抗して図の下方へ移動し
てポート１１ｃと１１ｅを連通するようになっている。

【０００９】メーンエアブリード通路２３は、ジェット
ポート２５ａとポート２５ｂと並列になるようにパワー
バルブ２５に接続されている。パワーバルブ２５のポー
ト２５ｃは負圧通路２４に接続されている。

【００１０】そして、上記の構成において、エンジンの
冷却時の空燃比（混合気量）の制御は、サーモワックス
１８が収縮してメタリングロッド１９を図の左方に移動
させ、ポート１７ｃを閉じてメーンエアブリード通路２
３へのエア量を規制することにより、メーンジェット８
から吐出する燃料量とエアの比を濃厚にする。

【００１１】エンジンが始動して冷却水温が上昇する
と、メタリングロッド１９が徐々に右方に移動してメー
ンエアブリード通路２３へのエア量を次第に増加させ
て、適正な空燃比（混合気量）となるように制御してい
く。

【００１２】ところで、低温始動時は極めて濃厚な混合
気量を要求されるが、始動完了後の暖機混合気量はさほ
ど濃厚である必要がない。そこで、エンジンの始動前に
おいてはピストンブレーカーバルブ１１のピストンブレ
ーカー１２と開閉バルブ１３を図のようにスプリング１
４，１５の付勢力で開き、サクションチャンバ４内圧力
がピストンブレーカー通路１０、ポート１１ａ、ピスト
ンブレーカー１２、ポート１１ｂ、エア通路１６、ポー
ト１７ａ、ポート１７ｂ、大気通路２１を介して大気に
解放され、サクションピストン２を全閉位置に位置させ
て混合気量を濃厚にする。

【００１３】エンジンが始動した後は、負圧通路２４に
発生する負圧によってピストンブレーカーバルブ１１内
に所定値の負圧が作用すると、ピストンブレーカー１２
がピストンブレーカースプリング１４に抗して図１の上
方へ移動してポート１１ａと１１ｂを遮断し、開閉バル
ブ１３がスプリング１５に抗して図の下方へ移動してポ
ート１１ｃと１１ｅを連通する。これにより、メーンエ
アブリード通路２３を大気解放し、エアジェット２２で
絞りつつ適正な暖機混合気量となるようにブリードエア
を供給する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
始動前におけるクランキング時の吸気管負圧、すなわ
ち、上記ピストンブレーカーバルブ１１の作動圧は、エ
ンジン水温とにおいて密接な関係にある。すなわち、現
状のスタータトルク及びバッテリ容量では、約−２０℃
を境にして低温になるとクランキング回転数が非常に低
くなるため、クランキング時の吸気管負圧は、図２の点
線イで示すように約−２０℃で急激に小さくなり、−２
３℃ではロの範囲の吸気管負圧に、また−１５℃ではハ
の範囲の吸気管負圧になる。

【００１５】そのため、上記従来の技術のように、ピス
トンブレーカーバルブ１１のピストンブレーカースプリ
ング１４を通常のスプリング（形状記憶合金製ではない
スプリング）で構成したものにおいては、次のような問
題がある。

【００１６】上記従来のピストンブレーカースプリング
１４の付勢荷重を、例えば−２３℃におけるクランキン
グにおいて、ピストンブレーカー１２のストロークが適
正量でポート１１ａの開口面積が適正量になるように設
定する（図５のＤ点）と、クランキング時の冷却水温が
高くなるに従ってピストンブレーカー１２のストローク
（図２の上方への移動量）が大きくなり、ポート１１ａ
の開口面積が図５のＣ′点、Ａ点のように小さくなる。
また、逆に冷却水温度が低くなるに従ってピストンブレ
ーカー１２のストロークが小さくなり、ポート１１ａの
開口面積が図５のＥ′点のように大きくなる。

【００１７】また、上記従来のピストンブレーカースプ
リング１４の付勢荷重を−１５℃におけるクランキング
時においてピストンブレーカー１２のストロークが適正
量でポート１１ａの開口面積が適正量になるように設定
する（図５のＢ点）と、クランキング時の冷却水温が高
くなるに従ってピストンブレーカー１２のストロークが
大きくなり、ポート１１ａの開口面積が図５のＡ点のよ
うに小さくなる。また逆に冷却水温が低くなるに従って
ピストンブレーカー１２のストロークが小さくなり、ポ
ート１１ａの開口面積が図５のＣ点、Ｄ′点、Ｅ点のよ
うに大きくなる。

【００１８】すなわち、ピストンブレーカースプリング
１４の荷重を−２３℃に適合するように設定すると図５
のＡ→Ｂ′→Ｃ′→Ｄ→Ｅ′の特性を有し、−１５℃に
適合するように設定すると図５のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ′−Ｅ
の特性を有する。

【００１９】そのため、ピストンブレーカースプリング
１４として、−２３℃で適正に作用するもの（設定値−
２３℃）を使用すると、冷却水温が−１５℃のクランキ
ング時では、ポート１１ａの開口面積が図５のＢ′点と
なり、適正な開口量（Ｂ点）より小さくなる。そのた
め、サクションチャンバ４内へ流入する大気量が適正量
より少なくなり、サクションピストン２が早く開き方向
へ引かれ、エンジン始動増量燃料が過少になって混合気
量が過薄（オーバリーン）となる。そのため、適正な燃
料増量が得られるまでの時間が長くなり、始動時間が長
くなる。

【００２０】また、ピストンブレーカースプリング１４
として、−１５℃で適正に作用するもの（設定値−１５
℃）を使用すると、冷却水温が−２３℃でのクランキン
グ時では、ポート１１ａの開口面積が図５のＤ′点とな
り、適正な開口量（Ｄ点）より大きくなる。そのため、
サクションチャンバ４内へ流入する大気量が適正量より
多くなり、サクションピストン２の開きが遅延し、エン
ジン始動増量燃料が過多になって混合気量が過濃（オー
バリッチ）となる。そのため始動に適する混合気量にな
るまでの時間が長くなり、始動時間が長くなる。

【００２１】そこで本発明は、上記のようなピストンブ
レーカーバルブにおけるピストンブレーカー１２を付勢
するピストンブレーカースプリングを、所定温度で変態
してその付勢荷重を変化させる形状記憶合金製のばねで
構成し、低温時及び極低温時の双方でのエンジンの始動
性を高める可変ベンチュリ型気化器を提供することを目
的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、第１の発明は、低温時に大気をサクションチャン
バへ導入するピストンブレーカー通路に、該ピストンブ
レーカー通路の開口面積を制御するピストンブレーカー
を設け、該ピストンブレーカーを開方向へスプリングに
より付勢し、かつピストンブレーカーを吸気管負圧で閉
方向へ付勢するようにしたものにおいて、上記スプリン
グを形状記憶合金製のスプリングとしたことを特徴とす
るものである。

【００２３】また、第２の発明は、上記第１の発明の形
状記憶合金製のスプリングが、その変態点を約−２０℃
とし、約−２０℃以上ではその付勢荷重が大きく、約−
２０℃以下ではその付勢荷重が小さくなるように記憶さ
れていることを特徴とするものである。

【００２４】本発明のようにピストンブレーカー（１
２）を付勢するスプリングとして形状記憶合金製のスプ
リング（１４ａ）を使用し、かつこのスプリング（１４
ａ）の変態点と付勢荷重を上記のように記憶させておく
ことにより、次のような作用をなす。

【００２５】冷却水温度が−１５℃でのクランキング時
におけるピストンブレーカー通路１０（ポート１１ａ）
の開口面積を図５のＢ点の適正値に設定すると、これよ
り冷却水温度が低下するにつれてクランキング時の吸気
管負圧が低下し、ピストンブレーカー（１２）によるピ
ストンブレーカー通路（１０）の開口面積は大きくな
る。

【００２６】そして、冷却水温度が−２０℃付近になる
と吸気管負圧が急激に低下し、上記の開口面積を急激に
増大しようとする。しかし、約−２０℃になると形状記
憶合金製のスプリング（１４ａ）が上記のように変態し
てその付勢荷重が小さくなる。そのため約−２０℃にな
ると上記開口面積が図５のＣ点からＣ′点に移行し、適
正な開口面積になる。

【００２７】そして、−２３℃になると上記開口面積は
図５のＤ点になり、適正な開口面積になる。したがっ
て、低温時から極低温時の全域におけるクランキング時
の混合気量が適正になり、エンジンの始動時間を短くす
ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施態様としての可変ベ
ンチュリ型気化器は、上記図１に示す構造において、ピ
ストンブレーカーバルブ１１におけるピストンブレーカ
ースプリング１４を形状記憶合金製のスプリングにおき
かえたもので、その他の構造は上記図１に示す構造と同
一である。

【００２９】本発明の形状記憶合金からなるスプリング
を使用したピストンブレーカーバルブ１１を図３に示
す。図３において符号１４ａが上記図１におけるピスト
ンブレーカースプリング１４に対応する形状記憶合金製
のスプリングである。

【００３０】上記ピストンブレーカースプリング１４ａ
以外の構造は上記図１と同様であるので、その構造の説
明は省略する。本発明のピストンブレーカースプリング
１４ａは、形状記憶合金で形成され、摺動可能に収納さ
れたピストンブレーカー１２と、中央に負圧通路４０ａ
を形成した固定壁４０との間に介在されている。そし
て、そのピストンブレーカースプリング１４ａの変態点
は約−２０℃に設定され、約−２０℃以上常温時では伸
長するように記憶させてスプリング荷重を増大させ、約
−２０℃以下約−４０℃では縮小するように記憶させて
スプリング荷重が減少するように設定されている。

【００３１】より具体的には、約−２０℃以上常温時で
は図４の特性ホに示すように、ピストンブレーカー１２
の０ストローク（図３の状態）時では約１．７５Ｎの荷
重が生じ、ピストンブレーカー１２が８ｍｍ閉方向へ移
動（図３の状態より８ｍｍ上方）へ移動した場合には約
２．３３Ｎの荷重が生じ、また、約−２０℃以下約−４
０℃の極低温時においては、特性ヘに示すように、ピス
トンブレーカー１２の０ストローク（図３の状態）時で
は約１．０２Ｎの荷重が生じ、ピストンブレーカー１２
が８ｍｍ閉方向へ移動した場合には約１．６１Ｎの荷重
が生じるように設定されている。

【００３２】次に作用について説明する。エンジンの冷
却水温度が−１５℃の場合においてクランキングを行う
と、そのクランキングにより発生する吸気管負圧（ピス
トンブレーカー１２の閉作動圧）は図２のハに示すよう
に比較的高い負圧になる。また、この温度下におけるピ
ストンブレーカースプリング１４ａの荷重は図４の特性
ホの如く大きい閉方向荷重を有する。このような両荷重
のバランスによって−１５℃時におけるクランキング時
におけるポート１１ａの開口量が適正値（図５のＢ点）
になるように設定しておけば、適正な混合気量が得ら
れ、エンジンの始動時間を早めることができる。

【００３３】また、冷却水温度が−２０℃（図５のＣ
点）より少し前の温度でクランキングを行うと、このと
きの吸気管負圧は上記−１５℃より若干弱く、ピストン
ブレーカー１２のストローク、すなわち閉方向移動量
（図１での上方向移動量）が若干少なくなってポート１
１ａの開口面積は上記−１５℃よりは若干大きくなる。
すなわち、吸気管負圧は前記のように−２０℃付近で大
きく変化するため、この−２０℃より少し前の温度下で
は、上記−１５℃時での混合気量と同様に適正な混合気
量が得られ、エンジンの始動時間を早めることができ
る。

【００３４】次に、冷却水温度が−２０℃になると吸気
管負圧は図２に示すように急激に低下する。これに対応
してこの温度下ではピストンブレーカースプリング１４
ａが変態してその荷重が図５の特性ヘのように弱くな
る。そのため、この−２０℃下におけるクランキング時
においては、ピストンブレーカー１２は、そのときに作
用している吸気管負圧によってそのストローク、すなわ
ち閉方向移動量（図１での上方向移動量）が大きくな
り、ポート１１ａの開口面積が小さくなる。すなわち、
図５のＣ点からＣ′点に移行する。

【００３５】そして、冷却水温度が−２３℃の場合にク
ランキングを行うと、吸気管負圧は更に低下し、ピスト
ンブレーカー１２のストロークが小さくなり、ポート１
１ａの開口面積が大きくなる。すなわち、図５のＤ点に
なる。このＤ点は前記のように−２３℃下のクランキン
グ時において適正混合気量が得られる点であるため、こ
の−２３℃でのエンジンの始動時間を早めることができ
る。

【００３６】そして、冷却水温度が−３０℃になるとポ
ート１１ａの開口面積は図５の点Ｅ′になる。したがっ
て、本発明によるクランキング時におけるポート１１ａ
の開口面積は、図５のＡ→Ｂ→Ｃ→Ｃ′→Ｄ→Ｅ′とな
り、低温時から極低温時における範囲に亘って大きく変
化することなく適正範囲内に設定され、かつその範囲内
において温度が低い程混合気量が濃厚化するように設定
されるので、低温時から極低温時に亘ってエンジンの始
動性（始動時間の短縮化）を高めることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のようであるから、本発明によれ
ば、低温時から極低温時の全域におけるクランキング時
の混合気量の適正化を図ることができるので、上記全域
におけるエンジンの始動時間を短くし、その始動性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来構造の可変ベンチュリ型気化器を示す構成
図。

【図２】クランキング時の冷却水温度に対する吸気管負
圧を示す特性図。

【図３】本発明の要部であるピストンブレーカー部を示
す断面図。

【図４】本発明に使用する形状記憶合金製のスプリング
の特性図。

【図５】クランキング時の冷却水温度に対するポート１
１ａの開口面積を示す特性図。

【符号の説明】

４…サクションチャンバ １０…ピストンブレ
ーカー通路 １２…ピストンブレーカー １４ａ…形状記憶合
金製のスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温時に大気をサクションチャンバへ導
   入するピストンブレーカー通路に、該ピストンブレーカ
   ー通路の開口面積を制御するピストンブレーカーを設
   け、該ピストンブレーカーを開方向へスプリングにより
   付勢し、かつピストンブレーカーを吸気管負圧で閉方向
   へ付勢するようにしたものにおいて、 上記スプリングを形状記憶合金製のスプリングとしたこ
   とを特徴とする可変ベンチュリ型気化器。
2. 【請求項２】 形状記憶合金製のスプリングが、その変
   態点を約−２０℃とし、約−２０℃以上ではその付勢荷
   重が大きく、約−２０℃以下ではその付勢荷重が小さく
   なるように記憶されていることを特徴とする請求項１記
   載の可変ベンチュリ型気化器。