JPS58158369A - エンジンの燃焼促進装置 - Google Patents
エンジンの燃焼促進装置Info
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- JPS58158369A JPS58158369A JP57039989A JP3998982A JPS58158369A JP S58158369 A JPS58158369 A JP S58158369A JP 57039989 A JP57039989 A JP 57039989A JP 3998982 A JP3998982 A JP 3998982A JP S58158369 A JPS58158369 A JP S58158369A
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- JP
- Japan
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- engine
- oxygen
- air
- supplied
- rich air
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/155—Analogue data processing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (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。
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燃焼促進装置に関する。
従来、エンジンの燃費改善や高出力化を目的としてエン
ジンの燃焼室形状や吸排気系統を改良したり、燃料供給
系統の改善あるいは過給機の付設など種々行なわれてい
たが、最近、この種の技術は急速な進歩をとげ、これら
の物理的手法だけではもはや大幅なエンジンの改善は望
めなくなりっつある。
ジンの燃焼室形状や吸排気系統を改良したり、燃料供給
系統の改善あるいは過給機の付設など種々行なわれてい
たが、最近、この種の技術は急速な進歩をとげ、これら
の物理的手法だけではもはや大幅なエンジンの改善は望
めなくなりっつある。
他方、空気の組成は酸素が約２１％、窒素が約７８％で
ほぼ一定であるが、この空気中の酸素含有率を増大させ
る酸素濃度富化装置により、通常よりも酸素含有量の多
い酸素リッチ空気を燃焼用空気としてエンジンに供給し
、高温下で燃焼させることが、例えば、特開昭５６−５
０２５３号公報により提案されている。この方法は過給
機のように物理的に燃焼用空気を増大させる手法と異な
り、燃焼用空気の組成そのものを変えて化学的に燃焼性
を向上させるものではあるが、前記の如き高温で燃焼さ
せるとエンジンの耐久性などにおいて問題を生じ、現状
は化学的手法をエンジンに適用する端緒が開かれたばか
りである。
ほぼ一定であるが、この空気中の酸素含有率を増大させ
る酸素濃度富化装置により、通常よりも酸素含有量の多
い酸素リッチ空気を燃焼用空気としてエンジンに供給し
、高温下で燃焼させることが、例えば、特開昭５６−５
０２５３号公報により提案されている。この方法は過給
機のように物理的に燃焼用空気を増大させる手法と異な
り、燃焼用空気の組成そのものを変えて化学的に燃焼性
を向上させるものではあるが、前記の如き高温で燃焼さ
せるとエンジンの耐久性などにおいて問題を生じ、現状
は化学的手法をエンジンに適用する端緒が開かれたばか
りである。
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたもので、エン
ジンの燃費改善ならびに高出力化を計ることのできる燃
焼促進装置を提供することを目市とし、その要旨は、空
気中の酸素含有比率を増大させる酸素濃度富化装置と、
エンジンの特定運転時、前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酸素リ
ッチ空気供給袋λと、該酸素リッチ空気供給装置の作動
時、点火時力」を該供給装置の非作動時の点火時期より
遅れ側に制御する点火時期制御装置とを備えたエンジン
の燃焼促進装置、にある。
ジンの燃費改善ならびに高出力化を計ることのできる燃
焼促進装置を提供することを目市とし、その要旨は、空
気中の酸素含有比率を増大させる酸素濃度富化装置と、
エンジンの特定運転時、前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酸素リ
ッチ空気供給袋λと、該酸素リッチ空気供給装置の作動
時、点火時力」を該供給装置の非作動時の点火時期より
遅れ側に制御する点火時期制御装置とを備えたエンジン
の燃焼促進装置、にある。
以下、本発明の実施例を示す添付の図面を参照して具体
的に説明する。
的に説明する。
本発明に係るエンジンの燃焼促進装置の一実施例を示す
第１図において、１は工゛ンジン、２は点火プラグ、３
は吸気ポート、４は燃料噴射ノズル５は点火コイル、６
は切換スイッチとしてのリレースイッチ、７はエアフロ
ーメータ（ＡＦＭ）。
第１図において、１は工゛ンジン、２は点火プラグ、３
は吸気ポート、４は燃料噴射ノズル５は点火コイル、６
は切換スイッチとしてのリレースイッチ、７はエアフロ
ーメータ（ＡＦＭ）。
８はブレーカのカム、ｇａ 、ｇｂはコンタクト・ポイ
ント、１０はエアクリーナ、１３は空気中の酸素濃度を
増大させる酸素濃度富化装置で、エアクリーナ１０とエ
ンジン１の吸気ポート３を結ぶ吸気路１１に並列接続さ
れた分岐路１２ａ、１２ｂに配設されている。この酸素
濃度富化装置１３は、空気中の酸素のみ若しくは窒素よ
りも酸素の方を多く透過させる材料、例えば、シリコン
ゴムから成る酸素透過膜１４を内蔵し、ノーマル空気導
入口１５と、酸素リッチ空気取出口１６と、窒素リッチ
空気排出口１７を有している。酸素濃度富化装置の上流
側の分岐路１２ａおよび下流側の分岐路１２ｂには、そ
れぞれポンプＰ ｔ 、 Ｐ ２が配設され、酸素リッ
チ空気製出口１６と窒素リッチ空気裸出口１７とは、リ
リーフ弁１８を備えたバイパス流路１９により連結され
ている。
ント、１０はエアクリーナ、１３は空気中の酸素濃度を
増大させる酸素濃度富化装置で、エアクリーナ１０とエ
ンジン１の吸気ポート３を結ぶ吸気路１１に並列接続さ
れた分岐路１２ａ、１２ｂに配設されている。この酸素
濃度富化装置１３は、空気中の酸素のみ若しくは窒素よ
りも酸素の方を多く透過させる材料、例えば、シリコン
ゴムから成る酸素透過膜１４を内蔵し、ノーマル空気導
入口１５と、酸素リッチ空気取出口１６と、窒素リッチ
空気排出口１７を有している。酸素濃度富化装置の上流
側の分岐路１２ａおよび下流側の分岐路１２ｂには、そ
れぞれポンプＰ ｔ 、 Ｐ ２が配設され、酸素リッ
チ空気製出口１６と窒素リッチ空気裸出口１７とは、リ
リーフ弁１８を備えたバイパス流路１９により連結され
ている。
吸気路１１と分岐路１２ｂには、ノーマル空気または酸
素リッチ空気の通過面積を増減するバルブ２０．２１が
それぞれ配設され、両バルブは相互に開閉動作が逆の関
係にあって連動し、０２濃度コントローラとしての駆動
用モータ２２により駆動される。モータ２２は制御装置
２３からの出力により駆動され、バルブ２０．２１を開
閉し、それらの開角度に応じてエアクリーナ１０からの
ノーマル空気と酸素濃、変音化装置１３からの酸素リッ
チ空気とを混合させ、ノーマル空気よりも酸素濃度の高
い酸素リッチ空気を燃焼用空気としてエンジン１に供給
する。この燃焼用空気中の酸素濃度を検出する酸素セン
サ２４が空気量センサーとしてのエアフローメータ７の
上流側に配設され、このセンサ２４の出力端子は制御装
置に接続されている。
素リッチ空気の通過面積を増減するバルブ２０．２１が
それぞれ配設され、両バルブは相互に開閉動作が逆の関
係にあって連動し、０２濃度コントローラとしての駆動
用モータ２２により駆動される。モータ２２は制御装置
２３からの出力により駆動され、バルブ２０．２１を開
閉し、それらの開角度に応じてエアクリーナ１０からの
ノーマル空気と酸素濃、変音化装置１３からの酸素リッ
チ空気とを混合させ、ノーマル空気よりも酸素濃度の高
い酸素リッチ空気を燃焼用空気としてエンジン１に供給
する。この燃焼用空気中の酸素濃度を検出する酸素セン
サ２４が空気量センサーとしてのエアフローメータ７の
上流側に配設され、このセンサ２４の出力端子は制御装
置に接続されている。
制御装置２３は、エンジンの特定運転時、例えは、軽負
荷でエンジン温度が低い時、あるいは低回転高負荷時、
あるいは高負荷時、酸素リッチ空気をエンジン１に供給
させるが、これは、第２図に示すように、エンジン１に
供給される燃焼用空気の量に応じた燃料の基本噴射量を
エアフローメータ７からの出力信号に応じて演算決定す
る基本噴射量決定回路２６と、該軟木噴射量決定回路２
６の出力により燃料噴射ノズル４の電磁弁を駆動する電
磁弁駆動回路２７と、酸素リッチ空気をエンジン１に供
給すべきか否かを判別する判別回路２９と、該判別回路
２９からの出力によりバルブ駆動用モータ２２を駆動す
るモータ駆動回路３０と、エンジン１に酸素リッチ空気
が供給された場合に基本噴射量決定回路２６により決定
された噴射量を増減させる補正回路２８から構成される
他、エンジン１に供給される酸素リッチ空気中の酸素濃
度が設定値になっているか否かを判断する比較器３２と
、該比較器からの出力に応じてモータ２２の駆動量を増
減させる補正回路３１を有している。
荷でエンジン温度が低い時、あるいは低回転高負荷時、
あるいは高負荷時、酸素リッチ空気をエンジン１に供給
させるが、これは、第２図に示すように、エンジン１に
供給される燃焼用空気の量に応じた燃料の基本噴射量を
エアフローメータ７からの出力信号に応じて演算決定す
る基本噴射量決定回路２６と、該軟木噴射量決定回路２
６の出力により燃料噴射ノズル４の電磁弁を駆動する電
磁弁駆動回路２７と、酸素リッチ空気をエンジン１に供
給すべきか否かを判別する判別回路２９と、該判別回路
２９からの出力によりバルブ駆動用モータ２２を駆動す
るモータ駆動回路３０と、エンジン１に酸素リッチ空気
が供給された場合に基本噴射量決定回路２６により決定
された噴射量を増減させる補正回路２８から構成される
他、エンジン１に供給される酸素リッチ空気中の酸素濃
度が設定値になっているか否かを判断する比較器３２と
、該比較器からの出力に応じてモータ２２の駆動量を増
減させる補正回路３１を有している。
一方、エンジンに酸素リッチ空気を供給した場合、燃焼
性が向上し燃焼速度が速くなるためノーマル空気を供給
した場合と同じ点火時期で点火したのでは最高爆発圧力
が作用する時期が早すぎて、有効な仕事として外部に取
り出すことができないことになることから、本発明の装
置においては、最大トルク発生のための最小進角時（Ｍ
ＢＴ）かノーマル空気の場合よりも遅れ側にずれるのを
補正すべく、点火時期をノーマル空気供給時よりも遅ら
せる点火時期制御装置が設けられている。この点火時期
制御装置は、ノーマル空気供給時に作動するコンタクト
ポイント９ａを含む断続回路へと並列接続された、コン
タクトポイント９ｂを含る切換スイッチ６を含み、該切
換スイッチ６はモータ駆動回路３０からの出力により駆
動される。
性が向上し燃焼速度が速くなるためノーマル空気を供給
した場合と同じ点火時期で点火したのでは最高爆発圧力
が作用する時期が早すぎて、有効な仕事として外部に取
り出すことができないことになることから、本発明の装
置においては、最大トルク発生のための最小進角時（Ｍ
ＢＴ）かノーマル空気の場合よりも遅れ側にずれるのを
補正すべく、点火時期をノーマル空気供給時よりも遅ら
せる点火時期制御装置が設けられている。この点火時期
制御装置は、ノーマル空気供給時に作動するコンタクト
ポイント９ａを含む断続回路へと並列接続された、コン
タクトポイント９ｂを含る切換スイッチ６を含み、該切
換スイッチ６はモータ駆動回路３０からの出力により駆
動される。
この第２断続回路Ａはコンタクトポイント９ｂが他方の
ポイント９ａよりも所定時間遅れて開くように形成され
ており、切換スイッチ（例えば、リレー）６がオンした
場合、ポイント９ａが開いただけでは点火コイル５の二
次コイルに高電圧は発生せず、ポイント９ａに遅れてポ
イント９ｂが開いた時に高電圧を発生させる。図中、８
はカム、Ｃはコンデンサ、Ｅはバッテリである。
ポイント９ａよりも所定時間遅れて開くように形成され
ており、切換スイッチ（例えば、リレー）６がオンした
場合、ポイント９ａが開いただけでは点火コイル５の二
次コイルに高電圧は発生せず、ポイント９ａに遅れてポ
イント９ｂが開いた時に高電圧を発生させる。図中、８
はカム、Ｃはコンデンサ、Ｅはバッテリである。
前記構成のエンジンの燃焼促進装置を用いて、例えば、
高負荷時にエンジンに酸素リッチ空気を供給し、出力の
増大を計る場合の動作について説明すると、エンジンの
始動と同時にポンプＰ０゜Ｐ２が作動し、エアクリーナ
１０から吸入されたノーマル空気の一部は、ポンプＰ１
によって酸素濃度富化装置１３に供給され、該装置によ
って酸素リッチ空気と窒素リッチ空気とに二分される。
高負荷時にエンジンに酸素リッチ空気を供給し、出力の
増大を計る場合の動作について説明すると、エンジンの
始動と同時にポンプＰ０゜Ｐ２が作動し、エアクリーナ
１０から吸入されたノーマル空気の一部は、ポンプＰ１
によって酸素濃度富化装置１３に供給され、該装置によ
って酸素リッチ空気と窒素リッチ空気とに二分される。
低負荷時には、バルブ２１は全閉でＩＪ ＩＪ−ツー弁
１８が開となっているため、ポンプＰ２の作用により送
出される酸素リッチ空気はＩＪ ＩＪ−フ弁１８を通っ
て窒素リッチ空気と混合され、ノーマル空気となって大
気へ放出される。従って、エンジン１には全開のバルブ
２０を通ってノーマル空気のみが供給される一方、その
ノーマル空気量に応じた燃料の噴射量がエアフローメー
タ７からの信号により噴射量決定回路２６で決定され、
ノズル４から噴射される。この時、切換スイッチ６はオ
フになっているため、ポイント９ａの開閉によって高電
圧が発生し点火される。
１８が開となっているため、ポンプＰ２の作用により送
出される酸素リッチ空気はＩＪ ＩＪ−フ弁１８を通っ
て窒素リッチ空気と混合され、ノーマル空気となって大
気へ放出される。従って、エンジン１には全開のバルブ
２０を通ってノーマル空気のみが供給される一方、その
ノーマル空気量に応じた燃料の噴射量がエアフローメー
タ７からの信号により噴射量決定回路２６で決定され、
ノズル４から噴射される。この時、切換スイッチ６はオ
フになっているため、ポイント９ａの開閉によって高電
圧が発生し点火される。
負荷が高負荷になっである設定値を超えると、例えば、
スロットルバルブ３３の開度が設定値を超えたことが負
荷センサ２５によって検出されると、その出力が負荷の
設定値に相応する基準電圧Ｖ０１と比較され、酸素リッ
チ空気を供給すべきか否かを判別する判別回路２９から
出力信号が出され、モータ駆動回路３０によりモータ２
２が駆動され、バルブ２０．２１が開閉される。また、
それと同時にリリーフ弁１８が閉じられる。この結果、
バルブ２１の開角度に応じた酸素リッチ空気と、バルブ
２０の開角度に応じたノーマル空気とが混合され、所定
濃度の酸素を含む酸素リッチ空気がエンジン１に供給さ
れる。他方、モータ駆動回路３０からの出力信号により
切換スイッチ６がオンとなり、断続回路Ａが閉成される
ためポイント９ｂの開閉によって、ノーマル空気の場合
よりも遅い点火時期で点火され、これが酸素リッチ空気
の存在と、モータ駆動回路３０からの出力信号によって
補正回路２８が燃料噴射量を増加させることと相まって
、燃焼を促進し、出力を増大させる。
スロットルバルブ３３の開度が設定値を超えたことが負
荷センサ２５によって検出されると、その出力が負荷の
設定値に相応する基準電圧Ｖ０１と比較され、酸素リッ
チ空気を供給すべきか否かを判別する判別回路２９から
出力信号が出され、モータ駆動回路３０によりモータ２
２が駆動され、バルブ２０．２１が開閉される。また、
それと同時にリリーフ弁１８が閉じられる。この結果、
バルブ２１の開角度に応じた酸素リッチ空気と、バルブ
２０の開角度に応じたノーマル空気とが混合され、所定
濃度の酸素を含む酸素リッチ空気がエンジン１に供給さ
れる。他方、モータ駆動回路３０からの出力信号により
切換スイッチ６がオンとなり、断続回路Ａが閉成される
ためポイント９ｂの開閉によって、ノーマル空気の場合
よりも遅い点火時期で点火され、これが酸素リッチ空気
の存在と、モータ駆動回路３０からの出力信号によって
補正回路２８が燃料噴射量を増加させることと相まって
、燃焼を促進し、出力を増大させる。
なお、酸素リッチ空気供給時、酸素濃度が設定値であれ
ば補正回路３１と関係なく前記の通り動作するが、設定
値から外れている場合、例えば、濃すぎる場合、設定値
に対応する基準電圧■０２と酸素センサ２４からの出力
信号を比較する比較器３２−の出力信号によって、モー
タ２２の作動量が補正され、それによってバルブ２０．
２１の開角度か調整され、エンジン１に供給される燃焼
用空気中の酸素濃度が設定値まで薄くなるように補正回
路３１が作動する。
ば補正回路３１と関係なく前記の通り動作するが、設定
値から外れている場合、例えば、濃すぎる場合、設定値
に対応する基準電圧■０２と酸素センサ２４からの出力
信号を比較する比較器３２−の出力信号によって、モー
タ２２の作動量が補正され、それによってバルブ２０．
２１の開角度か調整され、エンジン１に供給される燃焼
用空気中の酸素濃度が設定値まで薄くなるように補正回
路３１が作動する。
以上の説明から明らかなように、本発明に係るエンジン
の燃焼促進装置は、エンジンの特定運転時、エンジンに
酸素リッチ空気を供給し燃焼性を向上させると同時に、
酸素リッチ空気供給時、点火時期をノーマル空気供給時
より遅れ側に制御するので、最適な点火時期を得ること
ができ、出力および燃費の向上を計ることができるとい
う優れた効果を奏する。
の燃焼促進装置は、エンジンの特定運転時、エンジンに
酸素リッチ空気を供給し燃焼性を向上させると同時に、
酸素リッチ空気供給時、点火時期をノーマル空気供給時
より遅れ側に制御するので、最適な点火時期を得ること
ができ、出力および燃費の向上を計ることができるとい
う優れた効果を奏する。
なお、前記実施例においては、高負荷時のみ酸素リッチ
空気を供給するようにしているが、必ずしもこれの場合
のみに限られるものではなく、任意の運転条件下で供給
することができる。例えば、低回転あるいは軽負荷時に
酸素リッチ空気を供給するようにしてもよい。また、前
記実施例においてはガソリンエンジンに適用した場合に
ついて説明したが、ディーゼルエンジンにも本発明を適
用できる。さらに、酸素濃度富化装置としては、酸素透
過膜を利用した装置の代りに、窒素ガスを吸着して空気
中の酸素濃度を増大させる窒素吸着材料、例えば、天然
又は合成ゼオライトを利用した装置を使用してもよい。
空気を供給するようにしているが、必ずしもこれの場合
のみに限られるものではなく、任意の運転条件下で供給
することができる。例えば、低回転あるいは軽負荷時に
酸素リッチ空気を供給するようにしてもよい。また、前
記実施例においてはガソリンエンジンに適用した場合に
ついて説明したが、ディーゼルエンジンにも本発明を適
用できる。さらに、酸素濃度富化装置としては、酸素透
過膜を利用した装置の代りに、窒素ガスを吸着して空気
中の酸素濃度を増大させる窒素吸着材料、例えば、天然
又は合成ゼオライトを利用した装置を使用してもよい。
第１図は本発明に係るエンジンの燃焼促進装置の一実施
例を示す説明図、第２図はその制御装置のブロック図で
ある。 １・・・エンジン、２・・・点火プラグ、４・・・燃料
噴射ノズル、６・・・切換人イッチ、７・・・エア７０
−メータ、ｇａ、ｇｂ・・・コンタクトポイント、１０
・・・エアクリーナ、１３・・・酸素濃度富化装置、１
８・・・リリーフ弁、２０．２１・・・バルブ、２２・
・・モータ、２３・・・制御装置、２５・・・負荷セン
サ。
例を示す説明図、第２図はその制御装置のブロック図で
ある。 １・・・エンジン、２・・・点火プラグ、４・・・燃料
噴射ノズル、６・・・切換人イッチ、７・・・エア７０
−メータ、ｇａ、ｇｂ・・・コンタクトポイント、１０
・・・エアクリーナ、１３・・・酸素濃度富化装置、１
８・・・リリーフ弁、２０．２１・・・バルブ、２２・
・・モータ、２３・・・制御装置、２５・・・負荷セン
サ。
Claims (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と
、エンジンの特定運転時、前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酸素
リッチ空気供給装置と、該酸素リッチ空気供給装置の作
動時一点火時期を該供給装置の非作動時の点火時期より
遅れ側に制御する点火時期制御装置とを備えたエンジン
の燃焼促進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039989A JPS58158369A (ja) | 1982-03-13 | 1982-03-13 | エンジンの燃焼促進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039989A JPS58158369A (ja) | 1982-03-13 | 1982-03-13 | エンジンの燃焼促進装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158369A true JPS58158369A (ja) | 1983-09-20 |
Family
ID=12568344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57039989A Pending JPS58158369A (ja) | 1982-03-13 | 1982-03-13 | エンジンの燃焼促進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158369A (ja) |
-
1982
- 1982-03-13 JP JP57039989A patent/JPS58158369A/ja active Pending
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