JPS5844857B2 - ミズテンカキコウオユウスル ナイネンキカン - Google Patents

ミズテンカキコウオユウスル ナイネンキカン

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JPS5844857B2
JPS5844857B2 JP50133100A JP13310075A JPS5844857B2 JP S5844857 B2 JPS5844857 B2 JP S5844857B2 JP 50133100 A JP50133100 A JP 50133100A JP 13310075 A JP13310075 A JP 13310075A JP S5844857 B2 JPS5844857 B2 JP S5844857B2
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JP
Japan
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water
valve
throttle valve
opening
diaphragm
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JP50133100A
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JPS5257428A (en
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悳太 井上
省吾 三田
敏生 山田
清彦 大石
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0225Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水添加機構を有する内燃機関に関する。
内燃機関から排気される排出ガス中に含まれる有害成分
の窒素酸化物NOxの減少方法として、稀薄燃焼法、層
状燃焼法、触媒法、排出ガス再循環法等が考えられ窒素
酸化物NOxの低減を果しているが、低減時の燃料消費
率、出力および耐久性等について問題を残している。
一方、混合気供給系へ水添加することにより、窒素酸化
物NOxが減少する事実は周知ではあるが、低減効果を
得るためには、かなりの量の水使用が必要で、水用タン
クの大きさ、タンクの腐食タンクの製作費、エンジンオ
イルの劣化促進等の問題があり、実用上の難点となって
いるう本発明の目的は、窒素酸化物排出割合が増大する
加速開始から所定時間内に限定して適切量の水を混合気
供給系へ添加することができる水添加機構を有する内燃
機関を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、加速時の限定された時間内
に必要量の水を吸気通路に確実に供給することができる
水添加機構を存する内燃機関を提供することである。
本発明にもとづ〈実施例を図面により説明する。
第1図において、水添加用小タンク2が、気化器80の
絞り弁15の下流側の吸気通路80aに設けられた第1
の吸気管ポート50に、小径流路4および大径流路5に
より連通ずる。
小タンク2の水入口1は逆止弁16を介して水添加用タ
ンク(図示しない)に連らなり、さらにダイヤフラム6
0の変形により作動するピストン3を収容している。
大径流路5には、他のダイヤフラム61の変形により作
動する弁6が設けられる。
ダイヤフラム60によりばね62を有する圧力遅延室7
と室8が区分され、それぞれリザーバタンク9゜13に
連通する。
他のダイヤフラム61により室10とばね63を有する
圧力遅延室11が区分され、室10は第2の吸気管ポー
ト51に、室11は前記タンク9に連通ずる。
第3の吸気管ポート52は、絞り弁64を有する圧力遅
延装置12を介してタンク9に連通し、第4の吸気管ポ
ート53は、絞り65および逆止弁66を並列に有する
圧力遅延装置14を介して前記タンク13に連通する。
90はこうして構成される弁開閉機構、91は水押し出
し機構である。
100は内燃機関である。
第2図以下第8図は、第1図の実施例を基本とした他の
実施例を示すものである。
次に動作を説明する。
気化器絞り弁15の開度が小さい時は、吸気管80に小
さい負圧が発生し、小タンク2の水が、低負荷時の燃料
消費率を改善する水添加割合で、小径流路4を通って吸
気管80に供給される。
一方、弁6は定常回転域および減速回転域では大径流路
5を閉じているから、流路5からの水添加は行なわれな
い。
絞り弁15の開度が小がら大に変化すると吸気管負圧も
犬から小に変化する。
この時、室10、タンク13、室8は増圧されるが、室
11、タンク9、室7は圧力遅延装置12の作用にまり
増圧が遅延される。
このため室7と室8および室10と室11との間に圧力
差が生じて、ダイヤフラム61がばね63の力に抗して
変形する。
これにより弁6は開き、ピストン3がそのストローク量
に応じて大径流路5から水を供給する。
なお圧力遅延装置14はピストン3の戻りをゆるやかに
するもので、特に変速時に効果がある。
第2図は、内燃機関100の停止時に水添加を中断する
ために、弁18を流路4,5に設けた実施例を示す。
内燃機関回転時には、ダイヤフラム74によって区分さ
れる吸気管ポート54に連通するばね67を有する室1
7と大気に連通ずる室68との圧力差によって弁18を
開くものである。
第3図は、圧力遅延室7の圧力の上昇をさらにゆるやか
に行なうために弁21を設けた実施例を示す。
室19は吸気管ポート55に、ばね69を有する室20
はタンク9に連通する。
第4図は、水添加用小タンク2にピストンの代りに、吸
気管ポート53′に連通ずるばね70を有するダイヤフ
ラム室23を設げた実施例を示す。
吸気管負圧が小さい時に、ダイヤフラム22が変形し、
その変形量が次の水の添加量である。
第5図は、加速時のピストン3の水添加機能をリンク機
構26を介して加速ペダル73に連動させて行なわせる
実施例を示す。
加速時の加速ペダル73の踏み込みによりピストン3を
動かし、この時の圧力上昇を、ばね24の変位で吸収し
、吸収室25に水を貯留する。
その後、徐々にばね24の復元力で加圧された水が供給
される。
第6図は、加速時に開く弁6とピストン3を気化器ベン
チュリ27の圧力で作動させる実施例を示す。
加速時の吸入空気量の増大によるベンチュリ圧力の減少
で、ダイヤフラム61によって区分されるばね63を有
する室11と大気に連通ずる室10との間、およびばね
72を有する室30と大気に連通ずる室31との間に圧
力差が生じ、弁6を開き、ピストン3を動かす。
また高負荷定常状態では、水入口1の位置がピストン3
で閉じられるので水の供給は中断される。
第7図は、加速時のピストンの機能を除いた実施☆☆例
である。
したがって吸気管負圧と大気圧との圧力差によってのみ
水が供給され、燃料量の増大時に、添加水量が減少しや
すい。
第8図は、加速時のみ水を供給する実施例で、添加水供
給は水供給用ポンプ(図示しない)を新設して行う。
以上述べた実施例のうち、第1図以下第7図までの装置
では、吸気管負圧によって水が供給できるので、水供給
用ポンプを新設する必要はない。
また添加水流路の大小の2分化で、低負荷時の燃料消費
率も改善できる。
さらに加速時のピストン動作を備える第1図以下第6図
までの装置では、吸気管負圧の減少による添加水量の減
少をピストン圧力で補うことができる。
表は10モードにおける窒素酸化物NOxの排出割合の
一例を示すものであるが、NOxは加速域とその後の加
速の影響を受けた使用域で80〜90%排出される。
本装置は、この事実に対処して、加速時に流路弁を開く
ことにより、出力が減少しないでNOxをできるだけ減
少する水割台で水を供給することにより、全体では少い
水量で、NOxを大きく減少できるものである。
なお、第1図の装置の動作特性を第9図に示す。
このように本発明によれば、水通路に設けられた弁にダ
イヤフラムが結合し、このダイヤフラムによって形成さ
れた2つのダイヤフラム室がそれぞれ連通路を介して絞
り弁より下流の吸気通路に接続され、その一方の連通路
のみに絞りが設けられている。
こうして窒素酸化物の排出割合が増大する加速開始から
所定時間内に限定してダイヤフラムが動いて弁が水通路
を開くので、水を節約して窒素酸化物を抑制することが
できる。
本発明ではピストン式水押し出し機構により加速時の限
定された所定時間内に必要量の水を円滑かつ確実に供給
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にもとづ〈実施例の説明図、第2図な
いし第8図は、他の実施例の説明図、第9図は、第1図
に示す実施例の動作特性図である。 2・・・・・・水容器、3・・・・・・ピストン、5・
・・・・・大きい流路断面積の水通路、6・・・・・・
弁、1・・−・・・第4のダイヤフラム室、8・・・・
・・第3のダイヤフラム室、10・・・・・・第1のダ
イヤフラム室、11・・・・・・第2のダイヤフラム室
、15・・・・・・絞り弁、18・・・・・・第2の弁
、22・・・・・・第3のダイヤフラム、23・・・・
・・室、25・・・・・・容積可変室、26・・・・・
・リンク機構、27・・・・・・ベンチュリ、50・・
・・・・吸気通路に設けられた水通路のための開口、6
0・・・・・・第2のダイヤンラム、61・・・・・・
第1のダイヤフラム、64・・・・・・絞り、73・・
・・・・加速ペダル、80・・・・・・気化器、80a
・・・・・・吸気通路、90・・・・・・弁開閉機構、
91・・・・・・水押し出し機構、100・・・・・・
内燃機関。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 絞り弁を有する気化器、水容器、気化器絞り弁の下
    流側で気化器吸気通路に設けられた開口、前記水容器を
    前記開口に接続する水通路、この水通路に設けられた弁
    、特定の絞り弁開度から絞り弁を急激に大きく開いた時
    、所定時間だけ前記弁を開いた状態に保つ弁開閉機構を
    備え、この弁開閉機構は、前記弁に結合された第1のダ
    イヤフラムと、このダイヤフラムに区画される第1およ
    び第2のダイヤフラム室とを有し、絞り弁より下流の吸
    気通路が第1のダイヤフラム室へ接続されるとともに絞
    りを介して第2のダイヤフラム室へ接続されていること
    を特徴とする水添加機構を有する内燃機関。 2 絞り弁を有する気化器、水容器、気化器絞り弁の下
    流側で気化器吸気通路に設けられた開口、前記水容器を
    前記開口に接続する水通路、この水通路に設けられた弁
    、特定の絞り弁開度から絞り弁を急激に大きく開いた時
    、所定時間だけ前記弁を開いた状態に保つ弁開閉機構、
    および前記水容器内の水を前記水通路へ押し出す水押し
    出し機構を備え、この水押し出し機構が、前記水容器内
    に設けられたピストンと、このピストンを操作スる第2
    のダイヤフラムと、このダイヤフラムに区画される第3
    および第4のダイヤフラム室とを有し、第3のダイヤフ
    ラム室が吸気通路に接続され、第4のダイヤフラム室は
    絞り弁を介して吸気通路に接続されていることを特徴と
    する水添加機構を有する内燃機関。 3 絞り弁を有する気化器、水容器、気化器絞り弁の下
    流側で気化器吸気通路に設けられた開口、前記水容器を
    前記開口に接続する水通路、この水通路に設けられた弁
    、特定の絞り弁開度から絞り弁を急激に大きく開いた時
    、所定時間だけ前記弁を開いた状態に保つ弁開閉機構、
    および前記水容器内の水を前記水通路へ押し出す水押し
    出し機構を備え、この水押し出し機構が、水容器内を氷
    室と吸気通路に接続する室とに区分する第3のダイヤフ
    ラムを有していることを特徴とする水添加機構を有する
    内燃機関。 4 絞り弁を有する気化器、水容器、気化器絞り弁の下
    流側で気化器吸気通路に設けられた開口、前記水容器を
    前記開口に接続する水通路、この水通路に設けられた弁
    、特定の絞り弁開度から絞り弁を急激に大きく開いた時
    、所定時間だけ前記弁を開いた状態に保つ弁開閉機構、
    および前記水容器内の水を前記水通路へ押し出す水押し
    出し機構を備え、この水押し出し機構が、前記水容器内
    に設けられたピストンと、このピストンをリンク機構を
    介して動かす加速ペダルと、水容器と水通路に設けられ
    た前記弁との間に設けられた容積可変の室とを有するこ
    とを特徴とする水添加機構を有する内燃機関。
JP50133100A 1975-11-07 1975-11-07 ミズテンカキコウオユウスル ナイネンキカン Expired JPS5844857B2 (ja)

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US05/686,883 US4063536A (en) 1975-11-07 1976-05-17 Apparatus for feeding water into the air/fuel mixture passage of an internal combustion engine
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GB (1) GB1558363A (ja)

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