JPS5824615B2

JPS5824615B2 - エンジンの出力安定装置

Info

Publication number: JPS5824615B2
Application number: JP51149282A
Authority: JP
Inventors: 小林一夫; 浅海皓二; 竹本靖則
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1976-12-10
Publication date: 1983-05-23
Also published as: JPS5372912A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、各々独立した低負荷用および高負荷用吸気通
路を備えたエンジンにおいて低負荷用気化器のみの使用
領域から高負荷用気化器の併用領域へのつなぎを良好に
し、そのつなぎ領域における走行性を改善するようにし
た出力安定装置に関するものである。

従来より、特開昭４７−ｉ５０４号のようにエンジンの
燃焼室に対し低負荷用（一次）および高負荷用（二次）
の２つの吸気通路をそれぞれ独立させて設ける一方、そ
れぞれの吸気通路に低負荷用（一次）および高負荷用（
二次）気化器を設けたエンジン、所謂複式吸気装置を備
えたエンジンは一般によく知られている。

この複式吸気装置はアイドル運転を含む低・中負荷時に
は小径の低負荷用吸気通路のみを使用して、混合気の流
速を速め、燃料の気化、霧化を促進すると共に、高負荷
時には高負荷用吸気通路からも混合気を供給し、出力の
向上を図るようにしたものである。

上記複式吸気装置を備えたエンジンでは、従来の単一吸
気通路からなる吸気装置を備えたものと比べ、低負荷時
の燃料の気化、霧化の促進、あるいはダイレクショナル
ポート（シリンダに対し接線方向から吸気を流入させ、
シリンダ内でスワールを発生させるようにした吸気ポー
ト）等の組合せによる燃焼室内でのスワールの強化によ
って燃焼効率を向上できる等の種々の利点を有している
。

而して、上記複式吸気装置においては、その低負荷用気
化器のみの使用領域では燃料の気化、霧化を促進するあ
るいは燃焼室内でのスワールを強めるという目的で、低
負荷用吸気通路の通路面積を絞って、低負荷用吸気通路
内の吸気流速を従来のエンジンに比べ（例えば、３倍程
度）高くしている。

よって、吸気の流速はエンジン回転数をしだいに増加さ
せる場合このエンジン回転数が高負荷用気化器絞弁の開
き始めるエンジン回転数に近づく程速くなる。

これに対し、吸気の流速が速くなるにつれ通路抵抗が充
填効率に例える影響は太き（なるので充填効率が低下す
る度合が大きくなり、その分だけ燃焼室内のガス中で残
留ガスの占める割合が大きくなってくる。

換言すると全ガスに対する燃料の混合比は新気な混合比
より薄くなってくる。

その結果、全負荷運転における低負荷用気化器のみの使
用領域から高負荷用気化器の併用領域へのつなぎ領域（
移行時期）において出力低下の現象が現われる（第２図
参照）。

そこで、本発明は、上記つなぎ領域における出力低下を
補償すべく、この領域でエンジン出力を向上させる装置
、例えば点火時期を進める装置、あるいは燃料を付加す
る装置等を作動させることによって、複式吸気装置を備
えたエンジンの出力の安定化を図った出力安定装置を提
供するものである。

すなわち、本発明は、低負荷用気化器を備えた低負荷用
吸気通路および高負荷用気化器を備えた高負荷用吸気通
路を各々独立して燃焼室に開口してなるエンジンにおい
て、低負荷用吸気通路の低負荷用気化器絞弁下流側近傍
の圧力と高負荷用吸気通路の高負荷用気化器絞弁下流側
近傍の圧力とを比較し、両者の圧力差が設定値以上にな
る際に信号を発する検出装置を設けると共に、エンジン
出力を向上させる装置を設け、上記検出装置の信号によ
り出力向上装置を作動させるようにしたものである。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図において、１はエアクリーナ、Ｃは気化器、２は
気化器Ｃに接続された吸気マニホールド、３はシリンダ
ヘッド４に形成された吸気ポートであって、その上流側
は吸気マニホールド２と接続され、下流側は吸気孔５を
介してシリンダ本体６゜とシリンダヘッド４とによって
形成された燃焼室７に開口している。

上記吸気マニホールド２および吸気ポート３を、吸気マ
ニホールド２内に形成された隔壁８およびこの隔壁８の
下流側端部と一致して接続されシリンダヘッド４と一体
に形成さ、れた分離壁９によって２分割して、小径の低
負荷用吸気通路１０および大径の高負荷用吸気通路１１
が画成され、各々燃焼室７に連通している。

この低負荷用吸気通路１０には、上流から順に、低負荷
用気化器チョーク弁１２、低負荷用気化器４ベンチユリ
１３およびアクセルペタル（図示せず）に連動する低負
荷用気化器絞弁１４が配設された低負荷用気化器Ｃ１が
具備され、一方、高負荷用吸気通路１１にＧζ上流から
順に高負荷用気化器ベンチュリ１５および低負荷用気化
器絞弁１４が高開度、好ましく１ま全開され、しかもエ
ンジン回転数が設定ｆ直置上になった際（例えば低負荷
用気化器ベンチュリにおける負圧が設定値以上になった
際）開き始める高負荷用気化器絞弁１６が配設された高
負荷用気化器Ｃ２が具備され、以上によって複式吸気装
置が構成されている。

１γは燃焼室７に開口する吸気孔５を所定のタイミング
で開閉する吸気弁、１８は吸気孔５に装着された弁座、
１９はシリンダ本体６内に内装されたピストン、２０は
そのピストンリング、２１はガスケットである。

上記複式吸気装置を備えたエンジンにおいて、低負荷用
気化器Ｃ１（低負荷用気化器絞弁１４）のみの使用領域
から高負荷用気化器Ｃ２（高負荷用気化器絞弁１６）の
併用領域へ移行する時期を低負荷用吸気通路の低負荷用
気化器絞弁下流側近傍の圧力と高負荷用吸気通路の高負
荷用気化器絞弁下流側近傍の圧力とを比較し、その圧力
差から検出する検出装置を設けると共に、エンジン出力
の向上させる出力向上装置を設け、上記移行時期におい
て検出装置の信号により出力向上装置を作動させるよう
に構成されている。

この検出装置の一例として、第４図に示すように低負荷
用吸気通路Ω負圧と高負荷用吸気通路の負圧との差圧に
よって作動するダイヤフラム装置２２が用いられている
。

すなわち、このダイヤフラム装置２２はダイヤフラム２
３によって区画された低負荷用吸気通路負圧室２４およ
び高負荷用吸気通路負圧室２５を有し、低負荷用吸気通
路負圧室２４には低負荷用吸気通路１０の低負荷用気化
器絞弁１４下流側に開口する低負荷用吸気通路負圧導入
管２６が、高負荷用吸気通路負圧室２５には高負荷用吸
気通路１１の高負荷用気化器絞弁１６下流側に開口する
高負荷用吸気通路負圧導入管２７がそれぞれ連結され、
上記ダイヤフラム２３にロッド２８が連結され、上記両
頁圧室２４゜２５に導入された圧力を比較し、両者に設
定値以上の圧力差が生じた際にダイヤフラム２３を偏倚
させ、このダイヤフラム２３の偏倚によってロッド２８
を変動させ、上記低負荷用気化器のみの使用領域から高
負荷用気化器の併用領域への移行時明を検出して検出信
号を発するように構成されて・・る。

また、上記出力向上装置の一例として、第４図に示すよ
うに上記ダイヤフラム装置２２のロッド２８と連動して
その変動時に点火時期を進める点火進角補正装置２９が
用いられている。

すなわちこの点火進角補正装置２９は、固定接点３０と
固定接点３０に対向し、台板３１上に支持されたコンタ
クトブレーカアーム３２の先端に設けたる動接点３３と
からなる接点をコンタクトブレーカカム３４によって開
閉するようにした電気点火装置におけるコンタクトブレ
ーカ３５の上記台板３１に、ダイヤフラム装置２２のロ
ッド２８の他端が台板３１を点火時期の進む方向に回動
せしめるように連結されて構成されている。

尚、第４図において、上記移行時期とは無関係にエンジ
ンの低・中負荷領域で点火時期を進める常用のダイヤフ
ラム装置３６を用いた真空式点火進角装置３７が設げら
れている。

すなわち、このダイヤフラム装置３６は、ダイヤフラム
３８によって区画された負圧室３９および大気室４０を
有し、負圧室３９には低負荷用気化器絞弁１４の全閉時
にはその上流側の低負荷用吸気通路１０に開口する一方
、低負荷用気化器絞弁１４が設定開度以上開かれた際そ
の下流側の低負荷用吸気通路１０に開口する負圧導入管
４１が連結され、上記ダイヤフラム３８はロッド４２を
介して上記コンタクトブレーカ３５０台板３１に連結さ
れている１また、負圧室３９に縮装されたスプリング４
３は台板３１を点火時期が遅れる方向に回動せしめるよ
うに設けらへ負圧室３９と大気室４０との圧力差が設定
値以上になった際に生ずるダイヤフラム３８の偏倚と連
動して台板３１を点火時期が進む方向に回動させるよう
に構成されている。

次に、その作動について説明すれば、上記複式吸気装置
においては低負荷用吸気通路１０を従来に比較しその通
路面積を絞り吸気の流速を上げるように小径に形成して
いるので、第３図に示すように、低負荷用気化器絞弁１
４を全開して運転する場合を考えると、低負荷用気化器
絞弁１４下流の低負荷用吸気通路１０の吸気通路負圧は
、エンジン回転数の増大に伴う吸気流速の増大によって
増大するが、低負荷用気化器絞弁１４近傍側（第１図の
α位置）における負圧Ｐａと吸気孔５近傍側（第１図の
β位置）における負圧Ｐβとを比較すると通路抵抗の影
響でＰβはＰａより低い圧力値を示すことになる。

そして、エンジン回転数が低い領域ではＰａとＰβとの
差圧はさしたるものではないが、エンジン回転数が高ま
るにつれ通路抵抗の影響は大きくなるため、ＰｃｔとＰ
βとの差圧も大きくなる。

ここで、高負荷用気化器絞弁１６下流の高負荷用吸気通
路１１内（第１図におけるγ位置）は高負荷用気化器絞
弁１６が全閉状態では気体の流れがないため、この通路
内の負圧埒はＰβと等しいので、ＰａとＰβとの差圧も
エンジン回転数の増大に伴って大きくなる。

そして、エンジン回転数がＡ１まで上昇し高負荷用
気化器絞弁１６が開動されると、高負荷用気化器絞弁１
６の開動による通路面積拡大に伴って低負荷用吸気通路
１０内の吸気流速は減少する傾向となり、高負荷用気化
器絞弁１６が全開するエンジン回転数Ａ２まで負圧
Ｐｃｔは減少し続けるとともに高負荷用吸気通路１１内
を混合気が流れるため負圧Ｐｃｔと埒との差圧も減少す
る。

その後高負荷用気化器絞弁１６が全開された後はエンジ
ン回転数の増大に伴う吸気流速の増大によって負圧Ｐａ
とＰ、とは同じ負圧値をとりながら増大することになる
。

よって、低負荷用気化器Ｃ１の単独使用領域から低負荷
用および高負荷用気化器Ｃ１，Ｃ２の併用領域へ移行す
るつなぎ領域、即ち高負荷用気化器絞弁１６の開き始め
前後のエンジン回転数領域では、低負荷用吸気通路負荷
Ｐａと高負荷用吸気通路１１内とに大きな差圧が生じる
。

（差圧発生領域は第３図の斜線部Ｗで示す。

）また、エンジン回転数に対するエンジン出力の関係を
示す第２図より明らかなように、吸気流速はエンジン回
転数をしだいに増加させる場合このエンジン回転数が高
負荷用気化器絞弁１６の開き始めるエンジン回転数に近
づき吸気流速が速くなるにつれ、低負荷用吸気通路１０
０通路抵抗の影響は大きくなるので充填効率が低下する
度合も大きくなり、その分だけ燃焼室内のガス中で残留
ガスの占める割合が大きくなる、換言すると、全ガスに
対する燃料の混合比が新気の混合気より薄（なるため、
上記つなぎ領域においてエンジン出力の低下が生じる。

したがって、このつなぎ領域（即ち大きな差圧が生じる
領域）において、上記低負荷用吸気通路負圧Ｐａが低負
荷用吸気通路負圧導入管２６を介してダイヤフラム装置
２２の低負荷用吸気通路負圧室２４に導入され、一方、
高負荷用吸気通路負圧しが高負荷用吸気通路負圧導入管
２７を介して高負荷用吸気通路負圧室２５に導入される
ことによって、ダイヤフラム２３が図中左方向に偏倚し
このダイヤフラム２３の偏倚に連動してロッド２８を介
しコンタクトブレーカ３５０台板３１を点火時期を進め
る方向に回動させ、点火時期を進めることになる。

この差圧による点火進角は、第５図に示すように両吸気
通路負圧Ｐ。

、Ｐｒの差圧が設定値に達すると、その後差圧の増大に
応じて一次的に大きくなり、差圧がある大きさ以上にな
ると一定となる特性を有する。

ただし、この差圧による点火進角は、上記真空式点火進
角装置３７による点火進角にさらに付加されるものであ
る。

よって、その結果、上記つなぎ領域で点火時期が進角補
正されることになり、従来のようなエンジン出力の低下
を防止し、第２図で破線で示すようにエンジン出力を増
大させ、エンジン出力特性を滑らかなものとすることが
できる。

尚、エンジン出力を向上させる装置としては、上記実施
例における点火進角補正装置２９の他に上記移行時期に
低負荷用吸気通路１０に燃料を付加する装置、あるいは
クーラー等のエンジン出力を低下させる要因となる装置
を停止させる装置等を使用することができる。

また、検出信号としても、上記ロッド２８の移動の他に
、電気信号として出力するようにしてもよい。

以上のように、本発明によれば、複式吸気装置を備えた
エンジンにおいて、低負荷用気化器のみの使用領域から
高負荷用気化器の併用領域へのつなぎ領域におけるエン
ジン出力の低下を補償し、エンジン出力を向上させるこ
とができるから、上記つなぎ領域をエンジン出力面でス
ムーズにし、エンジン出力を安定化させ、走行性を改善
させることができる。

また、低負荷用吸気通路の低負荷用気化器絞弁下流側近
傍の圧力と高負荷用吸気通路の高負荷用気化器絞弁下流
側近傍の圧力とを比較し、両者の圧力差が設定値以上に
なる際に信号を発する検出装置により、高負荷用気化器
絞弁の開作動時期を正確且つ確実に検出することができ
ると共に、その開作動時期の前後をも検出することがで
きるから、上記つなぎ領域におけるエンジン出力の安定
化が所望の特性で行うことができる。

なお、上記つなぎ領域の一部、例えば高負荷用絞弁が開
かれる直前のみ、あるいは直後のみを検出して、そのつ
なぎ領域の一部のみにエンジン出力を向上させる装置を
作動させるようにしたとしても本発明の技術思想を逸脱
するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は複式吸気装置を備えたエンジンの全体概略図、
第２図は同エンジンにおけるエンジン回転数に対するト
ルク特性を示す線図、第３図は同エンジンにおけるエン
ジン回転数に対する低負荷用および高負荷用吸気通路負
圧特性を示す線図、第４図は本発明の実施態様を例示す
る要部概略図、第５図は低負荷用吸気通路負圧と高負荷
用吸気通路負圧との差圧に対する点火進角の関係を示す
線図である。１・・・・・・エアクリーナ、２・・・・・・吸気マニ
ホールド、３・・・・・・吸気ポート、４・・・・・・
シリンダヘッド、５・・・・・・吸気孔、６・・・・・
・シリンダ本体、７・・・・・・燃焼室、８・・・・・
・隔壁、９・・・・・・分離壁、１０・・・・・・低負
荷用吸気通路、１１・・・・・・高負荷用吸気通路、１
２・・・・・・低負荷用気化器チョーク弁、１３・・・
・・・低負荷用気化器ベンチュリ、１４・・・・・・低
負荷用気化器絞弁、１５・・・・・・高負荷用気化器ベ
ンチュリ、１６・・・・・・高負荷用気化器絞弁、１７
・・・・・・吸気弁、１８・・・・・・弁座、１９・・
・・・・ピストン、２０・・・・・・ピストンリング、
２１゛−−−−−ガスケット、２２・・・・・・ダイヤ
フラエ装置、２３・・・・・・ダイヤフラム、２４・・
・・・・低負荷用吸気通路負圧室、２５・・・・・・高
負荷用吸気通路負圧室、２６・・・・・・低負荷用吸気
通路負圧導入管、２７・・・・・・高負荷用吸気通路負
圧導入管、２８・・・・・・ロッド、２９・・・・・・
点火進角補正装置、３０・・・・・・固定接点、３１・
・・・・・台板、３２・・・・・・コンタクトブレーカ
アーム、３３・・・・・・動接点、３４・・・・・・コ
ンタクトブレーカカム、３５・・・・・・コンタクトブ
レーカ、３６・・・・・・ダイヤフラム装置、３７・・
・・・・真空式点火進角装置、３８・・・・・・ダイヤ
フラム、３９・・・・・・負圧室、４０・・・・・・大
気室、４１・・・・・・負圧導入管、４２・・・・・・
ロッド、４３・・・・・・スプリング、Ｃ１・・・・・
・低負荷用気化器、Ｃ２・・・・・・高負荷用気化器。

Claims

【特許請求の範囲】

１低負荷用気化器を備えた低負荷用吸気通路および高
負荷用気化器を備えた高負荷用吸気通路を各々独立して
燃焼室に開口してなるエンジンにおいて、低負荷用吸気
通路の低負荷用気化器絞弁下流側近傍の圧力と高負荷用
吸気通路の高負荷用気化器絞弁下流側近傍の圧力とを比
較し、両者の圧力差が設定値以上になる際に信号を発す
る検出装置を設けると共に、エンジン出力を向上させる
装置を設け、上記検出装置の信号により出力向上装置を
作動させるようにしたことを特徴とするエンジンの出力
安定装置。