JPS58152121A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPS58152121A
JPS58152121A JP3438282A JP3438282A JPS58152121A JP S58152121 A JPS58152121 A JP S58152121A JP 3438282 A JP3438282 A JP 3438282A JP 3438282 A JP3438282 A JP 3438282A JP S58152121 A JPS58152121 A JP S58152121A
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JP
Japan
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engine
oxygen
rich air
valve
oxygen concentration
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JP3438282A
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English (en)
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JPH0375733B2 (ja
Inventor
Yasuyuki Morita
泰之 森田
Haruhiko Sato
佐藤 東彦
Takashige Tokushima
徳島 孝成
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp, Toyo Kogyo Co Ltd filed Critical Mazda Motor Corp
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、特に空気中の酸
素含有比率を増大させる酸素濃度富化装置を備えたエン
ジンの吸気装置に関するものである。
一般に、エンジンは、空気に燃料を所定の空燃比で供給
して燃焼させ、この熱エネルギーを軸出力として取出す
ものである。そして、この燃焼に使用される空気は通常
、酸素が約21%、窒素が約78チを占め、残りをアル
ゴン、炭酸ガス、水素等の気体が占めている。そのうち
、酸素のみが実質的に燃焼に寄与するもので17、大き
な比率を占める窒素は、逆に、吸熱作用を有するため、
燃焼速度を遅らせ燃焼安定性を悪化させて燃焼を阻害す
る働きをするものである。
そのため、従来、例えば特開昭56−50253号公報
に開示されているように、空気中の酸素含有比率を増大
させる酸素濃度富化装置をエンジンに備えて、該酸素濃
度富化装置によって富化された酸素リッチ空気をエンジ
ンに供給することにより、吸入空気の酸素含有比率をで
きるだけ高めてエンジンの燃焼性等の改善を図るように
したものが提案されている。尚、上記酸素濃度富化装置
の原理手法としては、0)上記公報に記載の如くシリコ
ン系ゴム膜を多層重ねた酸素透過膜を用い、該酸素透過
膜の一方側から空気を送シ他方側から吸引して、この圧
力差による酸素と窒素との溶解速度の差により酸素を多
く透過させて酸素リッチ空気を得るいわゆる酸素透過方
法、および(ロ)ペレット状の合成ゼオライトを充填し
た容器に空気を加圧して送り、窒素をゼオライトに多く
吸着させ、浮遊した酸素を取出して酸素リッチ空気を得
るいわゆる窒素吸着方法が主に知られている。
ところで、上記のような酸素濃度富化装置によって富化
された酸素リッチ空気をエンジンの燃焼室全体に均一に
分布するように供給すると、燃焼性は改善される反面、
特にエンジンの高負荷運転時には燃焼温度が上昇しすぎ
て、エンジンの耐久性を低下させるという問題がある。
そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記の如き酸素濃度
富化装置によって富化された酸素リッチ空気ヲエンジン
の点火プラグ近傍に偏在させるように供給することによ
り、点火プラグによる着火を確実に行って着火性、燃焼
性を向上させつつ、燃焼温度の上昇によるエンジンの耐
久性の低下を防止することを目的とするものである。
このため、本発明の構成は、上記の如き酸素濃度富化装
置を備えたエンジンにおいて、該酸素濃度富化装置によ
って富化された酸素リッチ空気をエンジンに供給するた
めの供給通路を、該酸素リッチ空気がエンジンの点火プ
ラグ近傍に偏在するように構成することにより、点火す
る付近の雰囲気のみを燃えやすい状態にして着火性を効
果的に向上させるようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図は本発明の第1実施例を示す。第1
図において、1はエンジン、2は一端カエアクリーナ5
を介して大気に開口し他端かエンジン1に開口して通常
の大気(空気)を吸入空気としてエンジン1に供給する
主吸気通路、4は一端が大気に開口し他端がエンジン1
に開口してエンジン1からの排気を排出する排気通路で
ある。
上記主吸気通路2には上流から順に、吸入空気量を検出
する吸入空気量検出器5、吸入空気量を制御するスロッ
トルバルブ6、および燃料を噴射する燃料噴射弁7が配
設されており、上記吸入空気量検出器5は制御回路8を
介して上記燃料噴射弁7に接続されている。尚、9は吸
気弁、10は排気弁、11は点火プラグ、1aは燃焼室
である。
また、上記主吸気通路2の吸入空気量検出器5上流には
該主吸気通路2を開閉制御する開閉弁12が配設されて
いる一方、上流端が該開閉弁12上流の主吸気通路2に
開口し下流端が開閉弁12下流で吸入空気量検出器5上
流の主吸気通路2に開口して上記開閉弁12をバイパス
する酸素リッチ空気供給通路15が主吸気通路2に並設
されている。該酸素リッチ空気供給通路15の途中には
、ケース14内に収納された円筒形状の酸素透過膜15
が、その外周部を酸素リッチ空気供給通路16の上流側
に、内周部を酸素リッチ空気供給通路16の下流側に連
通せしめて配設されているとともに、該酸素透過膜15
上流の酸素リッチ空気供給通路15には送給ポンプ16
が、ま売酸素透過膜1S下流の酸素リッチ空気供給通路
15には吸込ポンプ17がそれぞれ介設されている。頂
らに、上記吸込ポンプ17下流の酸素リッチ空気供給通
路15には、該酸素リッチ空気供給通路15を開閉制御
する酸素濃度制御弁18が配設され、核酸素濃度制御弁
18はリンケージ19を介して上記開閉弁12と相反す
る方向に開閉作動するように連動されている。
さらに、上記酸素透過膜15の外周部には、一端が大気
に開口した窒素リッチ空気排出通路20が連通されてい
るとともに、一端が上記酸素リッチ空気供給通路15の
吸込ポンプ17と酸素濃度制御弁18との間に開口し他
端が上記窒素リッチ空気排出通路20の途中に開口する
リリーフ通路21が設けられており、該IJ IJ−フ
通路21の途中にはリリーフ通路21を開閉制御するリ
リーフ弁22が介設されている。
以上により、送給ポンプ16および吸込ポンプ17の作
動により生じる酸素透過膜15の内外周部の圧力差によ
り、該酸素透過膜15を透過する空気のうち酸素を多く
透過させて空気中の酸素含有比率を増大させ、この酸素
リッチ空気を、酸素濃度制御弁18の開作動時でかつl
j IJ−フ弁22の閉作動時に酸素リッチ空気供給通
路16を介してエンジン1の燃焼室1aに供給するよう
にした酸素濃度富化装置25が構成されている。
そして、本発明の特徴として、24(l−1:エンジン
1の回転数をエンジン1のクランク軸1bの回転数によ
り検出する回転数検出器、25はスロットルバルブ6の
開度を検出するスロットル開度検出器であって、これら
各検出器24.25は上記制御回路8に入力接続されて
いる。また、26は上記リンケージ19に連結されて開
閉弁12および酸素濃度制御弁18を作動制御するサー
ボモータよりなる酸素濃度制御装置であって、該酸素濃
度制御装置26および上記IJ IJ−)弁22は制御
回路8に接続されている。
さらに、27は上記酸素リッチ空気供給通路15の酸素
濃度制御弁18下流から分岐し、上記酸素濃度富化装置
25によって富化された酸素リッチ空気をエンジン1に
供給するための供給通路の一部を構成する分岐通路でろ
って、該分岐通路27の他端はエンジン1の燃焼室1a
に点火プラグ11に向けて開口しており、該分岐通路2
7からの酸素リッチ空気をエンジン10点火プラグ11
近傍に偏在させるように構成されている。
上記制御回路8は、第2図に示すように、吸入空気量検
出器5および回転数検出器24からの検出信号に基づい
て燃料噴射量信号をパルス信号として出力する燃料噴射
量決定回路28と、該燃料噴射量決定回路28からの燃
料噴射量信号に応じて燃料噴射弁7を駆動制御する燃料
噴射弁駆動回路29とを備え、吸入空気量およびエンジ
ン回転数に応じて燃料噴射弁7からの燃料噴射量を制御
するようにしている。
また、上記制御回路8には、回転数検出器24およびス
ロットル開度検出器25からの検出信号に基づいてエン
ジンの負荷状態に相当する負荷状態信号を出力する負荷
状態検出回路60と、該負荷状態検出回路50からの負
荷状態信号を基準レベルと比較して低負荷運転時に低負
荷時信号を出力する比較器61と、該比較器61からの
低負荷時信号を受けて酸素濃度制御装置26および+7
17−フ弁22を駆動制御する駆動回路62とが具備さ
れている。よって、エンジンの低負荷運転時には、酸素
濃度制御装置26を作動制御して開閉弁12を閉作動さ
せ酸素濃度制御弁18を開作動させるとともにリリーフ
弁22を閉作動させることにより、酸素濃度富化装置2
5からの酸素リッチ空気を酸素リッチ空気供給通路15
から主吸気通路2を介してエンジン1に供給するととも
に分岐通路27を介してエンジン1に供給する一方、エ
ンジンの高負荷運転時には、酸素濃度制御装置26の不
作動により開閉弁12を開作動させ酸素濃度制御弁18
を閉作動させるとともにリリーフ弁22を開作動させる
ことにより、通常の空気を主吸気通路2を介してエンジ
ン1に供給し、酸素濃度富化装置25からの酸素リッチ
空気をリリーフ通路21を介してリリーフするように構
成されている。
したがって、上記第1実症例においては、燃焼性の比較
的悪いエンジンの低負荷運転時に蝋、酸素リッチ空気供
給通路16からの酸素リッチ空気が主吹気通路2を介し
てエンジン1に供給されるとともに分岐通路27を介し
てエンジン1に供給されることにより、特に分岐通路2
7からの酸素リッチ空気の供給によって酸素リッチ空気
がエンジン1の点火プラグ11近傍に偏在するようにな
り、その結果、点火プラグ11による着火が確実に行わ
れて良好に燃焼するので、エンジン低負荷時の着火性、
燃焼性を向上させることができる。
ひいては、空燃比のリーン化が可能となって燃費の向上
を図ることができるとともに、排気還流装置を備えたエ
ンジンにおいては排気還流量の増量が可能となってエミ
ッション性能の向上を図ることができる。また、この場
合、酸素リッチ空気の点火プラグ11近傍の偏在により
、点火する付近の雰囲気のみを燃えやすい雰囲気にした
ので、着火性が効果的に改善されて、エンジン1全体の
燃焼温度の上昇を可及的に抑え、エンジンの耐久性の低
下を防止することができる。
一方、エンジンの高負荷運転時には、酸素リッチ空気の
エンジン1への供給は停止されて通常の空気がエンジン
1に供給されることにより、通常のエンジンと同様の良
好なエンジン性能が確保され、また酸素リッチ空気の供
給によるオーツくヒートや過給作用がないので、エンジ
ンの耐久性の向上を図ることができる。
第3図は本発明の第2実施例として副燃焼室1′Cを備
えたエンジン1′に適用した例を示す(尚、第1図と同
一部分については同一の符号を付してその説明は省略す
る。)。
すなわち、酸素リッチ空気供給通路15の酸素濃度制御
弁18下流から分岐した分岐通路27′の他端が、点火
プラグ11′を配設した副燃焼室1′Cに開口しており
、該分岐通路27′からの酸素リッチ空気が点火プラグ
11′近傍に偏在するように構成されている。よって、
上記第1実施例と同様の作用効果を奏することができる
ものである。
尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例をも包含するものである。例えば、
上記実施例では、酸素濃度富化装置23として酸素透過
法によるものについて述べたが、窒素吸着法によるもの
に対しても適用できるのは勿論である。
時に酸素リッチ空気をエンジン1に供給する場合につい
て述べたが、これに限定されるものではないことは言う
までもない。
以上説明したように、本発明によれば、酸素濃度富化装
置を備えたエンジンにおいて、該酸素濃度富化装置によ
って富化された酸素リッチ空気をエンジンの点火プラグ
近傍に偏在させるようにしたので、′エンジンの耐久性
の低下を防止しながらエンジンの着火性、燃焼性を効果
的に向上させることができ、燃費およびエミッション性
能の向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図および第2図は第
1実施例を示し、第1図は全体概略構成図、第2図は制
御回路のブロック図、第3図は第2実施例を示す要部概
略構成図である。 1.1′・・エンジン、1′0・・副燃焼室、2・・主
吸気通路、5・・吸入空気量検出器、6・・スロットル
バルブ、8・・制御回路、11.11’・・点火プラグ
、12・・開閉弁、15・・酸素リッチ空気供給通路、
15・・酸素透過膜、16・・送給ポンプ、17・・吸
込ポンプ、18・・酸素濃度制御弁、21・・リリーフ
通路、22・・す゛リーフ弁、26・・酸素濃度富化装
置、24・・回転数検出器、25・・スロットル開度検
出器、26・・酸素濃度制御装置、27.27’・・分
岐通路、60・・負荷状態検出回路、51・・比較器、
52・・駆動回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. +1+  空気中の酸素含有比率を増大させる酸素濃度
    富化装置を備えたエンジンにおいて、上記酸素濃度富化
    装置によって富化された酸素リッチ空気をエンジンに供
    給するための供給通路を、該酸素リッチ空気がエンジン
    の点火プラグ近傍に偏在するように構成−たことを特徴
    とするエンジンの吸気装置。
JP3438282A 1982-03-03 1982-03-03 エンジンの吸気装置 Granted JPS58152121A (ja)

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JPH0375733B2 JPH0375733B2 (ja) 1991-12-03

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