JPS5912114A - Exhaust gas purifying device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purifying device of internal combustion engine

Info

Publication number
JPS5912114A
JPS5912114A JP12057982A JP12057982A JPS5912114A JP S5912114 A JPS5912114 A JP S5912114A JP 12057982 A JP12057982 A JP 12057982A JP 12057982 A JP12057982 A JP 12057982A JP S5912114 A JPS5912114 A JP S5912114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
passage
fuel ratio
air bleed
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12057982A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kato
孝 加藤
Takaaki Ito
隆晟 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP12057982A priority Critical patent/JPS5912114A/en
Publication of JPS5912114A publication Critical patent/JPS5912114A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M7/00Carburettors with means for influencing, e.g. enriching or keeping constant, fuel/air ratio of charge under varying conditions
    • F02M7/12Other installations, with moving parts, for influencing fuel/air ratio, e.g. having valves
    • F02M7/14Other installations, with moving parts, for influencing fuel/air ratio, e.g. having valves with means for controlling cross-sectional area of fuel spray nozzle
    • F02M7/16Other installations, with moving parts, for influencing fuel/air ratio, e.g. having valves with means for controlling cross-sectional area of fuel spray nozzle operated automatically, e.g. dependent on exhaust-gas analysis
    • F02M7/17Other installations, with moving parts, for influencing fuel/air ratio, e.g. having valves with means for controlling cross-sectional area of fuel spray nozzle operated automatically, e.g. dependent on exhaust-gas analysis by a pneumatically adjustable piston-like element, e.g. constant depression carburettors

Abstract

PURPOSE:To obtain high exhaust purifying effect without employing O2 sensor by a structure wherein a solenoid valve controlled in response of the output of a detector to detect the running state at idling is provided in the air bleed passage of a carburetor and at the same time the flow resistance in the air bleed passage is specified. CONSTITUTION:The titled device is applied to an internal combustion engine, in which a variable Venturi type carburetor 2 is installed in a suction manifold 1 and a catalytic converter 4 is installed in an exhaust manifold 3. An annular air chamber 33 formed around a metering jet 26, into and out of which a needle 9 is inserted and drawn, is communicated through a first air bleed passage 35 to a suction passage 7 and simultaneously through a second air bleed passage 36 to the solenoid valve 50, which is opened and closed by a drive circuit 60 at the fixed frequency of 1-2Hz, when non-idling running or the state, in which a throttle switch 60 is OFF, is detected. On the contrary, when idle running is detected, the solenoid valve 50 is opened and closed at a frequency higher than said frequency.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

排気ガス中の有害三成分HC,COおよびNOxを同時
に低減することのできる触媒として、三元触媒が知られ
ている。この三元触媒の浄化効率Rは第1 (a)図に
示されるように空燃比A/Fがほぼ理論空燃比であると
きに最も高くなり、例えば80・9−セント以上の浄化
効率Rを得ることのできる空燃比領域は空燃比が0.0
6程度の狭い巾である。
A three-way catalyst is known as a catalyst that can simultaneously reduce the three harmful components HC, CO, and NOx in exhaust gas. The purification efficiency R of this three-way catalyst is highest when the air-fuel ratio A/F is approximately the stoichiometric air-fuel ratio, as shown in Fig. 1(a). The air-fuel ratio range that can be obtained is when the air-fuel ratio is 0.0.
It has a narrow width of about 6 mm.

通常、このように80・量−セント以上の浄化効率を得
ることのできる空燃比領域をウィンドウWと称する。従
って、三元触媒を用いて排気ガス中の有害三成分を同時
に低減するためには空燃比をこの狭いウィンドウW内に
常時に維持しなければならない。このために従来の排気
ガス浄化装置では、空燃比が理論空燃比よりも大きいか
小さいかを判別可能な酸素濃度検出器を機関排気通路に
取付け、この酸素濃度検出器の出力信号に基いて空燃比
がウィンドウW内の空燃比となるように制御している。
Usually, the air-fuel ratio region in which a purification efficiency of 80·volume-cent or more can be obtained is called a window W. Therefore, in order to simultaneously reduce the three harmful components in exhaust gas using a three-way catalyst, the air-fuel ratio must be maintained within this narrow window W at all times. To this end, in conventional exhaust gas purification systems, an oxygen concentration detector that can determine whether the air-fuel ratio is greater or less than the stoichiometric air-fuel ratio is installed in the engine exhaust passage, and the output signal of the oxygen concentration detector is used to detect the air-fuel ratio. The fuel ratio is controlled to be within the air-fuel ratio within the window W.

しかしながらこのような酸素濃度検出器を用いた排気ガ
ス浄化装置では高価な酸素濃度検出器および空燃比制御
のだめの高価な電子制御ユニットを必要とするために排
気ガス浄化装置の製造コストが高騰するという問題があ
る。
However, such an exhaust gas purification device using an oxygen concentration detector requires an expensive oxygen concentration detector and an expensive electronic control unit for air-fuel ratio control, which increases the manufacturing cost of the exhaust gas purification device. There's a problem.

ところが最近になって、SAE paper No、7
60201号、或いは特公昭56−4741号公報に記
載されているように三元触媒の機能が次第に解明され、
三元触媒が酸素保持機能を有することが判明したのであ
る。即ち、空燃比が理論空燃比に対してリーン側にある
ときには三元触媒がNOxから酸素を奪い取ってNOx
を還元させると共にこの奪い取った酸素を保持し、空燃
比が理論空燃比よりもリッチ側になると保持した酸素を
放出してCo 、 HCの酸化を行なうのである。従っ
て空燃比を成る基準空燃比に対してリーン側とリッチ側
に交互に変動させると基準空燃比が理論空燃比からずれ
たとしても上述の酸素保持機能によ]NOxの還元作用
およ(3) びCO、HCの酸化作用が促進されて高い浄化効率を得
ることができる。第1図(b)は空燃比を周波数I H
zで基準空燃比に対して±1.0だけ変動させた場合の
基準空燃比A/FのウィンドウWoを示している。第1
(a)図および第1(b)図がら空燃比を一定周波数で
変動させた場合にはウィンドウW。が広くなることがわ
かる。このことは、空燃比を一定周期で変動させれば基
準空燃比が理論空燃比から多少ずれていたとしても高い
浄化効率が得られることを意味している。一方、空燃比
の変動周波数を短かくすると、即ち空燃比の変動周期を
長くすると三元触媒の酸素保持能力が飽和するために酸
素保持機能に基づく酸化還元能力が低下し、三元触媒の
浄化効率が低下する。第1(C)図はこのことを明瞭に
示している。第1 (c)図において縦軸Rは浄化効率
を示し、横軸Fは空燃比の変動周波数を示す。また、空
燃比の変動巾を小さくすると空燃比をリッチ側とリーン
側に交互に変動できなくなるのでウィンドウの巾は狭く
なる。従ってウィンドウの巾を広くするには最適な空燃
比の変動周期と(4) 変動巾が存在することがわかる。
However, recently, SAE paper No. 7
As described in No. 60201 or Japanese Patent Publication No. 56-4741, the function of the three-way catalyst was gradually elucidated.
It was discovered that the three-way catalyst has an oxygen retention function. In other words, when the air-fuel ratio is on the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst takes oxygen from NOx and
At the same time, this stolen oxygen is retained, and when the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the retained oxygen is released to oxidize Co and HC. Therefore, if the air-fuel ratio is alternately varied between the lean side and the rich side with respect to the standard air-fuel ratio, even if the standard air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, the NOx reduction effect and (3 ) The oxidizing effects of CO and HC are promoted and high purification efficiency can be obtained. Figure 1(b) shows the air-fuel ratio at frequency IH
The window Wo of the reference air-fuel ratio A/F is shown when the reference air-fuel ratio is varied by ±1.0 with respect to the reference air-fuel ratio in z. 1st
Window W when the air-fuel ratio is varied at a constant frequency as shown in FIG. 1(a) and FIG. 1(b). It can be seen that the area becomes wider. This means that if the air-fuel ratio is varied at regular intervals, high purification efficiency can be obtained even if the reference air-fuel ratio deviates somewhat from the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, when the air-fuel ratio fluctuation frequency is shortened, that is, when the air-fuel ratio fluctuation period is lengthened, the oxygen retention capacity of the three-way catalyst becomes saturated, and the oxidation-reduction ability based on the oxygen retention function decreases, resulting in purification of the three-way catalyst. Efficiency decreases. Figure 1(C) clearly shows this. In FIG. 1(c), the vertical axis R shows the purification efficiency, and the horizontal axis F shows the fluctuation frequency of the air-fuel ratio. Furthermore, if the air-fuel ratio fluctuation range is made smaller, the air-fuel ratio cannot be varied alternately between the rich side and the lean side, so the width of the window becomes narrower. Therefore, it can be seen that there is an optimal air-fuel ratio fluctuation period and (4) fluctuation width in order to widen the window width.

上述のように基準空燃比に対する空燃比の変動巾および
変動周波数を適切に選定すればウィンドウが広くなり、
従って基準空燃比が理論空燃比に対して多少変動しても
高い浄化効率を得ることができる。このことは、基準空
燃比の変動巾の狭い燃料供給系を用いれば酸素濃度検出
器の出力信号によるフィードバック制御を用いなくても
高い浄化効率を得ることができることを意味している。
As mentioned above, if the fluctuation range and fluctuation frequency of the air-fuel ratio relative to the reference air-fuel ratio are appropriately selected, the window will become wider.
Therefore, high purification efficiency can be obtained even if the reference air-fuel ratio varies somewhat with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. This means that if a fuel supply system with a narrow reference air-fuel ratio fluctuation range is used, high purification efficiency can be obtained without using feedback control based on the output signal of the oxygen concentration detector.

熱論、燃料供給系として燃料噴射弁を用いれば基準空燃
比の変動巾を狭くすることができるが燃料噴射装置は高
価であるために機関の製造コストが高くなってしまう。
In theory, if a fuel injection valve is used as a fuel supply system, the fluctuation range of the reference air-fuel ratio can be narrowed, but since the fuel injection device is expensive, the manufacturing cost of the engine increases.

従って機関の製造コストを低く抑えるためには気化器を
用いることが必要となる。しかしながら従来の固定ペン
チ−り型気化器では基準空燃比の変動巾が広く、また従
来の可変ベンチュリ型気化器では加速時に、或いは機関
温度によって基準空燃比が大きく変動するのでこれらの
固定ベンチュリ型気化器、或いは可変ベンチュリ型気化
器を用いても高い浄化効率を得るのは困難である。
Therefore, in order to keep the manufacturing cost of the engine low, it is necessary to use a carburetor. However, with conventional fixed pliers type carburetors, the standard air-fuel ratio fluctuates over a wide range, and with conventional variable venturi type carburetors, the standard air-fuel ratio fluctuates greatly during acceleration or depending on engine temperature. It is difficult to obtain high purification efficiency even by using a vaporizer or a variable venturi type vaporizer.

本発明は酸素濃度検出器を用することなく、価格の低い
気化器を用いて高い排気ガス浄化効率を確保することの
できる排気ガス浄化装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device that can ensure high exhaust gas purification efficiency using an inexpensive carburetor without using an oxygen concentration detector.

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2図を参照すると、1は吸気マニホルド、2は吸気マ
ニホルド1上に取付けられた可変ベンチュリ型気化器、
3は排気マニホルド、4は触媒コンバータを夫々示し、
触媒コンバータ4の内部には三元モノリス触媒5が配置
される。可変ベンチュリ壓気化器2は気化器ハウジング
6と、ハウジング6内を垂直方向に延びる吸気通路7と
、吸気通路7内を横方向に移動するサクションピストン
8と、サクションピストン8の先端面に取付けられたニ
ードル9と、サクションピストン3の先端面に対向して
吸気通路7の内壁面上に固定されたスペーサ10と、サ
クションピストン8下流の吸気通路7内に設けられたス
ロットル弁11と、フロート室12とを具備し、サクシ
ョンピストン8の先端面とス(−サ10間にはペンチ−
り部13が形成される。気化器ハウジング6には中空円
筒状のケーシング14が固定され、とのケーシング14
にはケーシング14の内部でケーシング14の軸線方向
に延びる案内スリーブ15が取付けられる。案内スリー
ブ15内には多数のポール16を備えた軸受17が挿入
され、また案内スリーブ15の外端部はぼ蓋18によっ
て閉鎖される。一方、サクションピストン8には案内ロ
ッド19が固定され、この案内ロッド19は軸受17内
に案内ロッド19の軸線方向に移動可能に挿入される。
Referring to FIG. 2, 1 is an intake manifold, 2 is a variable venturi carburetor installed on the intake manifold 1,
3 indicates an exhaust manifold, 4 indicates a catalytic converter,
A three-way monolith catalyst 5 is arranged inside the catalytic converter 4 . The variable venturi carburetor 2 includes a carburetor housing 6, an intake passage 7 that extends vertically within the housing 6, a suction piston 8 that moves laterally within the intake passage 7, and is attached to the distal end surface of the suction piston 8. a spacer 10 fixed on the inner wall surface of the intake passage 7 facing the tip surface of the suction piston 3, a throttle valve 11 provided in the intake passage 7 downstream of the suction piston 8, and a float chamber. 12, and a pair of pliers is provided between the tip surface of the suction piston 8 and the suction piston 10.
A curved portion 13 is formed. A hollow cylindrical casing 14 is fixed to the carburetor housing 6.
A guide sleeve 15 is mounted inside the casing 14 and extends in the axial direction of the casing 14 . A bearing 17 with a number of pawls 16 is inserted into the guide sleeve 15, and the outer end of the guide sleeve 15 is closed by a cover 18. On the other hand, a guide rod 19 is fixed to the suction piston 8, and the guide rod 19 is inserted into the bearing 17 so as to be movable in the axial direction of the guide rod 19.

このようにサクションピストン8は軸受17を介してケ
ーシング14により支持されるのでサクシ目ンピストン
8はその軸線方向に滑らかに移動することができる。ケ
ーシング14の内部はサクションピストン8によって負
王室20と大気圧室21とに分割され、負圧室20内に
はサクションピストン8を常時ベンチュリ部13に向け
て押圧する圧縮ばね22が挿入される。負王室20はサ
クションピストン8に形成されたサクション孔23を介
してベンチュリ部13に連結され、大気圧室21は気化
器ハウジング6に形成された空気孔24を介してサクシ
ョンピストン8上流の吸気通路7内に連結される。
Since the suction piston 8 is thus supported by the casing 14 via the bearing 17, the suction piston 8 can move smoothly in its axial direction. The interior of the casing 14 is divided by the suction piston 8 into a negative pressure chamber 20 and an atmospheric pressure chamber 21, and a compression spring 22 is inserted into the negative pressure chamber 20 to constantly press the suction piston 8 toward the venturi portion 13. The negative royal chamber 20 is connected to the venturi section 13 through a suction hole 23 formed in the suction piston 8, and the atmospheric pressure chamber 21 is connected to the intake passage upstream of the suction piston 8 through an air hole 24 formed in the carburetor housing 6. 7.

一方、気化器ハウジング6内にはニードル9が侵入可能
なようにニードル9の軸線方向に延びる燃料通路25が
形成され、この燃料通路25内には計量ジェット26が
設けられる。計量ジェット26上流の燃料通路25は下
方に延びる燃料・母イゾ27を介してフロート室12に
連結され、フロート室12内の燃料はこの燃料・量イゾ
27を介して燃料通路25内に送如込まれる。更に、ス
ペーサlOには燃料通路25と共軸的に配置された中空
円筒状のノズル28が固定される。このノズル28はス
ペーサ10の内壁面からベンチュリ部13内に突出し、
しかもノズル28の先端部の上半分は下半分から更にサ
クションピストン8に向けて突出している。ニードル9
はノズル28おヨヒ計量ジェット26内を貫通して延び
、燃料はニードル9と計量ジェット26間に形成される
環状間隙により計量された後にノズル28から吸気通路
7内に供給される。
On the other hand, a fuel passage 25 extending in the axial direction of the needle 9 is formed in the carburetor housing 6 so that the needle 9 can enter therein, and a metering jet 26 is provided in the fuel passage 25. The fuel passage 25 upstream of the metering jet 26 is connected to the float chamber 12 via a fuel master cylinder 27 extending downward, and the fuel in the float chamber 12 is delivered into the fuel passage 25 via this fuel cylinder 27. be included. Furthermore, a hollow cylindrical nozzle 28 disposed coaxially with the fuel passage 25 is fixed to the spacer lO. This nozzle 28 protrudes into the venturi portion 13 from the inner wall surface of the spacer 10,
Moreover, the upper half of the tip of the nozzle 28 further protrudes toward the suction piston 8 from the lower half. needle 9
The nozzle 28 extends through the metering jet 26 and the fuel is metered by the annular gap formed between the needle 9 and the metering jet 26 before being supplied from the nozzle 28 into the intake passage 7 .

第2図に示されるようにスペーサ10の上端部には吸気
通路7内に向けて水平方向に突出する隆起壁29が形成
され、この隆起壁29とサクションピストン8の先端部
間において流量制御が行なわれる。機関運転が開始され
ると空気は吸気通路7内を下方に向けて流れる。このと
き空気流はザクジョンピストン8と隆起壁29間におい
て絞られるためにペンチ−り部13には負圧が発生し、
この負圧がサクション孔23を介して負圧室20内に導
びかれる。サクションピストン8は負圧室20と大気圧
室21との圧力差が圧縮ばね22のばね力により定まる
ほぼ一定圧となるように、即ちペンチ−り部13内の負
圧がほぼ一定となるように移動する。
As shown in FIG. 2, a raised wall 29 is formed at the upper end of the spacer 10 and projects horizontally into the intake passage 7, and the flow rate is controlled between this raised wall 29 and the tip of the suction piston 8. It is done. When engine operation is started, air flows downward in the intake passage 7. At this time, since the air flow is restricted between the compression piston 8 and the raised wall 29, negative pressure is generated in the pliers part 13.
This negative pressure is guided into the negative pressure chamber 20 through the suction hole 23. The suction piston 8 is arranged so that the pressure difference between the negative pressure chamber 20 and the atmospheric pressure chamber 21 becomes an almost constant pressure determined by the spring force of the compression spring 22, that is, the negative pressure inside the pliers part 13 becomes almost constant. Move to.

第3図および第4図を参照すると、ニードル9の上流側
に位置するサクションピストン先端面部分はその全体が
ニードル9の取付端面30からニードル9の先端部に向
けて隆起しておplこのサクションピストン先端面部分
上には吸気通路7の軸線方向に延びる凹溝31が形成さ
れる。この凹溝31の上流側端部31aはU字形断面形
状をなすと共にニードル取付端面30よりもニードル9
の先端部に近い側に位置しており、残りの凹溝部分31
bは上流側端部31aからニードル取付端面30までほ
ぼまっすぐに延びる。更に、ニードル9よ如も上流側に
位置するサクションピストン先端面部分の断面形状は凹
溝31からベンチュリ部13に向けて拡開するV字形を
なしており、従ってこのサクションピストン先端面部分
は門弟1に向けて傾斜する一対の傾斜壁面部32 m、
32bを有する。
Referring to FIGS. 3 and 4, the entire tip surface of the suction piston located upstream of the needle 9 is raised from the mounting end surface 30 of the needle 9 toward the tip of the needle 9. A groove 31 extending in the axial direction of the intake passage 7 is formed on the tip end surface of the piston. The upstream end 31a of this concave groove 31 has a U-shaped cross section and is closer to the needle 9 than the needle mounting end surface 30.
The remaining concave groove portion 31
b extends substantially straight from the upstream end 31a to the needle attachment end surface 30. Furthermore, the cross-sectional shape of the suction piston tip surface located on the upstream side of the needle 9 is V-shaped, expanding from the groove 31 toward the venturi portion 13. a pair of inclined wall portions 32 m that are inclined toward 1;
32b.

第3図かられかるように吸入空気量が少ないときには隆
起壁29、傾斜壁部分32a 、32b 。
As can be seen from FIG. 3, when the amount of intake air is small, the raised wall 29 and the inclined wall portions 32a and 32b.

および凹溝上流側端部31aによってほぼ二等辺三角形
状の吸入空気制御絞シ部Kが形成される。
The upstream end portion 31a of the concave groove forms an intake air control restrictor K having a substantially isosceles triangular shape.

このように吸入空気制御絞如部Kを形成することによっ
てサクシ、ンピストン8のリフト量が吸入空気制御絞り
部にの開口面積に比例するようになり、従ってザクジョ
ンピストン8のリフト量B吸入空気量の増大に応じて滑
らかに増大するようになる。更に、サクションピストン
8は軸受17によって支持されているので吸入空気量の
変化に対して応答性よく移動し、斯くしてサクションピ
ストン8は吸入空気量が増大したときに吸入空気量の増
大に応答性よくかつ滑らかに移動する。その結果、加速
運転時のように吸入空気量が急激に変化する場合であっ
てもサクションピストン8のリフトが吸入空気量の増大
に比例して増大するためにノズル28から供給される燃
料の量は吸入空気量に常時比例することになる。更に、
第3図かられかるように吸入空気量が少ないときには吸
入空気が吸気通路7の中央部を流通せしめられ、その結
果ノズル28から供給された燃料は吸入空気流と共に即
座に機関シリンダ内に供給されるので吸入空気量が少な
いときであってもノズル28から供給された燃料は即座
に機関シリンダ内に供給される。従って、加速運転時の
ように吸入空気量が急激に増大しても上述したようにノ
ズル28から供給される燃料の量が吸入空気量に比例し
、しかもノズル28から供給された燃料が即座に機関シ
リンダ内に供給されるので機関シリンダ内に供給される
混合気の空燃比は吸入空気量が急激に変化してもほぼ一
定に維持される。また、サクションピストン8は軸受1
7によって支持されているので機関温度がサクションピ
ストン8の移動に影響を与えることがなく、斯くしてサ
クションピストン8は機関温度とは無関係に吸入空気量
の変化に応答性よく移動することができる。斯くして、
第2図に示す可変ベンチ−り型気化器2を用いると、機
関温度および機関運転状態にかかわらずに機関シリンダ
内に供給される混合気の空燃比をほぼ一定値、例えばほ
ぼ理論空燃比に維持することができる。
By forming the intake air control throttle part K in this way, the lift amount of the suction piston 8 becomes proportional to the opening area of the intake air control constriction part, and therefore the lift amount B of the suction piston 8 becomes proportional to the opening area of the intake air control constriction part K. It will increase smoothly as the amount increases. Furthermore, since the suction piston 8 is supported by the bearing 17, it moves with good response to changes in the amount of intake air, and thus the suction piston 8 responds to increases in the amount of intake air when the amount of intake air increases. Moves smoothly and smoothly. As a result, even when the amount of intake air changes rapidly, such as during acceleration, the lift of the suction piston 8 increases in proportion to the increase in the amount of intake air, so the amount of fuel supplied from the nozzle 28 increases. is always proportional to the amount of intake air. Furthermore,
As can be seen from FIG. 3, when the amount of intake air is small, the intake air is made to flow through the center of the intake passage 7, and as a result, the fuel supplied from the nozzle 28 is immediately supplied into the engine cylinder together with the intake air flow. Therefore, even when the amount of intake air is small, the fuel supplied from the nozzle 28 is immediately supplied into the engine cylinder. Therefore, even if the amount of intake air increases rapidly as during accelerated driving, the amount of fuel supplied from the nozzle 28 is proportional to the amount of intake air as described above, and moreover, the amount of fuel supplied from the nozzle 28 is immediately increased. Since the air-fuel mixture is supplied into the engine cylinder, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder is maintained substantially constant even if the amount of intake air changes rapidly. In addition, the suction piston 8 has a bearing 1
7, the engine temperature does not affect the movement of the suction piston 8, and thus the suction piston 8 can move responsively to changes in the amount of intake air regardless of the engine temperature. . Thus,
When the variable bench type carburetor 2 shown in FIG. 2 is used, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinders can be maintained at an approximately constant value, for example, at approximately the stoichiometric air-fuel ratio, regardless of engine temperature and engine operating conditions. can be maintained.

第2図を参照すると、計量ジェット26の周囲には環状
空気室33が形成され、この環状空気室33に通ずる複
数個のエアブリード孔34が計量ジェット26の内周壁
面上に形成される。環状空気室33は一方では第1エア
ブリード通路35を介して隆起壁29上流の吸気通路7
内に連結され、他方では第2エアブリード通路36を介
して電磁弁50に連結される。第1エアブリード通路3
5内ニは第1エアブリードジエツト37が挿入され、第
2エアブリード通路36内には第2エアブリードジエツ
ト38が挿入される。また、第1エアブリード通路35
と第2エアブリード通路36に共通なエアブリード通路
部分からは補助エアブリード通路39が分岐され、この
補助エアブリード通路39は計量ジェット26下流の燃
料通路25内に開口する。
Referring to FIG. 2, an annular air chamber 33 is formed around the metering jet 26, and a plurality of air bleed holes 34 communicating with the annular air chamber 33 are formed on the inner peripheral wall surface of the metering jet 26. The annular air chamber 33 connects on the one hand to the intake channel 7 upstream of the raised wall 29 via a first air bleed channel 35.
On the other hand, the second air bleed passage 36 is connected to the solenoid valve 50 . First air bleed passage 3
A first air bleed jet 37 is inserted into the second air bleed passage 36, and a second air bleed jet 38 is inserted into the second air bleed passage 36. In addition, the first air bleed passage 35
An auxiliary air bleed passage 39 branches off from a portion of the air bleed passage common to the second air bleed passage 36 and opens into the fuel passage 25 downstream of the metering jet 26 .

電磁弁50はエアフィルタ51を介して大気に連通ずる
弁室52と、弁室52内に開口しかつ第2エアブリード
通路36に連結された弁ポート53と、弁ポート53の
開閉制御をする弁体54と、弁体54に連結された可動
シランツヤ55と、可動プランジャ55を吸引するだめ
のソレノイド56とを具備し、ソレノイド56はソレノ
イド駆動回路60に接続される。ソレノイド駆動回M6
0は第5図(a)に示すようなIHzから2Hzの周波
数の矩形パルスを発生するパルス発生器61と、これよ
りも周波数の高い駆動パルス、例えば5Hz から10
 Hzの周波数の矩形ノ母ルスを発生する・9ルス発生
器62を具備する。これらの・ヤルス発生器61゜62
は夫々対応するアナログスイッチ63.64を介して電
力増巾器650入力端子に接続され、電力増巾器65の
出力端子はソレノイド56に接続される。一方、スロッ
トル弁11にはスロットル弁11の開閉動作に応動する
スロットルスイッチ66が連結される。このスロットル
スイッチ66はスロットル弁11がアイドリング位置に
あるときにオンとなり、スロットル弁11が開弁すると
オフになる。アナログスイッチ63はこのスロットルス
イッチ66の出力信号によりインバータ67を介して制
御され、アナログスイッチ64はスロットルスイッチ6
6の出力信号により直接制御される。
The solenoid valve 50 controls the opening and closing of a valve chamber 52 that communicates with the atmosphere via an air filter 51, a valve port 53 that opens into the valve chamber 52 and is connected to the second air bleed passage 36, and controls the opening and closing of the valve port 53. The valve body 54 includes a valve body 54, a movable syringe 55 connected to the valve body 54, and a solenoid 56 for sucking the movable plunger 55. The solenoid 56 is connected to a solenoid drive circuit 60. Solenoid drive times M6
0 is a pulse generator 61 that generates a rectangular pulse with a frequency of IHz to 2Hz as shown in FIG.
A nine pulse generator 62 is provided which generates a rectangular pulse having a frequency of Hz. These Yarus generators 61°62
are connected to the power amplifier 650 input terminals via respective analog switches 63 and 64, and the output terminal of the power amplifier 65 is connected to the solenoid 56. On the other hand, a throttle switch 66 that responds to opening and closing operations of the throttle valve 11 is connected to the throttle valve 11 . This throttle switch 66 is turned on when the throttle valve 11 is in the idling position, and turned off when the throttle valve 11 is opened. The analog switch 63 is controlled by the output signal of the throttle switch 66 via an inverter 67, and the analog switch 64 is controlled by the output signal of the throttle switch 66.
directly controlled by the output signal of 6.

スロットルスイッチ66がオンのとき、即ち機関アイド
リング運転時にはアナログスイッチ63が非導通状態に
なると共にアナログスイッチ64が導通状態になるので
5Hzから10 Hz ノ矩形パルスがソレノイド56
に印加され、斯くしてこのとき弁体54が5Hzから1
0Hzの周波数でもって弁ポート53を開口する。一方
、メロ1.トルスイツチ66がオフのとき、即ちアイド
リング運転テハナいときにはアナログスイッチ64が非
導通状態になると共にアナログスイッチ63が導通状態
になるので1. Hzから2Hzの矩形ノ讐ルスがソレ
ノイド56に印加され、斯くしてこのとき弁体54がI
 Hzから2Hzの周波数でもって弁ポート53を開口
することになる。弁体54が弁ポート53を開口すると
空気がエアフィルタ51、弁室52および弁、N−ト5
3を介して第2エアブリード通路36内に供給されるた
めにエアブリード孔33および補助エアブリード通路3
9から燃料通路25内に供給される空気量が増大し、そ
の結果ノズル28から供給される燃料が減少して機関シ
リンダ内に供給される混合気は薄くなる。第1エアブリ
ードジエツト37および第2エアブリードジエツト38
の寸法は電磁弁50の弁体54が弁ポート53の開閉を
繰返し行なったときに機関シリンダに供給される混合気
の空燃比A/Fの平均値が第5(b)図に示されるよう
にほぼ理論空燃比となり、空燃比の変動中が理論空燃比
に対してほぼ±0.2から±1.0となるように定めら
れる。従って機関温度にかかわらずにアイドリング運転
時であれば5Hzから10Hzの周波数でもって、アイ
ドリング運転時でない場合にはI Hzから2Hzの周
波数でもって機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比はほぼ理論空燃比に対して±0.2から±1.0の範
囲で変動せしめられ、しかもこの空燃比の平均値は第1
(b)図のウィンドウW。内に維持されるので三元モノ
リス触媒5の酸素保持機能を利用して高い浄化効率を得
ることができる。また、アイドリング運転時に空燃比を
I Hzから2Hzで変動させるとIHzから2Hzの
周期で稀薄混合気と濃混合気が機関シリンダ内に供給さ
れるために燃焼状態がI Hzから2Hzの周期で変動
し、その結果機関回転数がl Hzから2Hzの周期で
変動するために安定したアイドリング運転が得られなく
なる危険性がある。ところが本発明ではアイドリング運
転時に空燃比の変動周期が短かくなるために機関回転数
が実際にはほとんど変動しなくなり、斯くして安定した
アイドリング運転を確保することができる。
When the throttle switch 66 is on, that is, when the engine is idling, the analog switch 63 is in a non-conducting state and the analog switch 64 is in a conducting state, so that a rectangular pulse of 5 Hz to 10 Hz is applied to the solenoid 56.
At this time, the valve body 54 changes from 5Hz to 1Hz.
Open the valve port 53 with a frequency of 0 Hz. On the other hand, Mello 1. When the torque switch 66 is off, that is, when the idling operation is slow, the analog switch 64 is in a non-conducting state and the analog switch 63 is in a conducting state, so 1. A rectangular pulse of Hz to 2 Hz is applied to the solenoid 56, such that the valve body 54 is at this time
The valve port 53 will be opened at a frequency of Hz to 2 Hz. When the valve body 54 opens the valve port 53, air flows through the air filter 51, the valve chamber 52, the valve, and the N-to-5.
3 into the second air bleed passage 36 through the air bleed hole 33 and the auxiliary air bleed passage 3.
The amount of air supplied from the nozzle 9 into the fuel passage 25 increases, and as a result, the amount of fuel supplied from the nozzle 28 decreases, making the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder leaner. First air bleed jet 37 and second air bleed jet 38
The dimensions are such that the average value of the air-fuel ratio A/F of the mixture supplied to the engine cylinder when the valve body 54 of the solenoid valve 50 repeatedly opens and closes the valve port 53 is as shown in FIG. 5(b). It is set so that the air-fuel ratio becomes approximately the stoichiometric air-fuel ratio, and the air-fuel ratio during fluctuation is approximately ±0.2 to ±1.0 with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, regardless of the engine temperature, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinders at a frequency of 5Hz to 10Hz during idling, and at a frequency of IHz to 2Hz when not idling, is approximately the same. The air-fuel ratio is varied within a range of ±0.2 to ±1.0 with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, and the average value of this air-fuel ratio is
(b) Window W in the figure. Therefore, high purification efficiency can be obtained by utilizing the oxygen retention function of the three-way monolith catalyst 5. Additionally, if the air-fuel ratio is varied from IHz to 2Hz during idling, the combustion state will fluctuate from IHz to 2Hz because a lean mixture and a rich mixture will be supplied into the engine cylinders at a frequency from IHz to 2Hz. However, as a result, the engine speed fluctuates at a cycle of 1 Hz to 2 Hz, so there is a risk that stable idling operation may not be obtained. However, in the present invention, since the period of fluctuation in the air-fuel ratio is shortened during idling, the engine speed actually hardly fluctuates, thus ensuring stable idling.

このように本発明によれば高価な酸素濃度検出器および
高価な空燃比制御用の電子制御ユニットを用いることな
く、唾格の低い気化器を用いて排気ガスを良好に浄化で
きるので排気ガス浄化装置の製造コストを大巾に低減す
ることができる。更に、エアブリード通路に電磁弁を設
けるだけなので構造は極めて簡単であυ、従って排気ガ
ス浄化装置の信頼性を向上することができる。また、ア
イドリング運転時に空燃比の変動周期を短かくすること
によってアイドリング回転数の変動を抑制できるので安
定したアイドリング運転を確保することができる。
As described above, according to the present invention, exhaust gas can be effectively purified using a low-grade carburetor without using an expensive oxygen concentration detector or an expensive electronic control unit for air-fuel ratio control. The manufacturing cost of the device can be significantly reduced. Furthermore, since only a solenoid valve is provided in the air bleed passage, the structure is extremely simple, and therefore the reliability of the exhaust gas purification device can be improved. In addition, by shortening the period of fluctuation in the air-fuel ratio during idling, fluctuations in the idling rotational speed can be suppressed, so stable idling can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は排気ガス浄化効率を示す線図、第2図は機関吸
排気系の側面断面図、第3図は第2図の矢印■に沿って
みた平面図、第4図はサクションピストンの側面断面図
、第5図は空燃比の変動を示す線図である。 2・・・気化器、8・・・サクションピストン、9・・
・ニードル、25・・・燃料通路、28・・・ノズル、
35゜36・・・エアブリード通路、50・・・電磁弁
、60・・・ソレノイド駆動回路。 特許出願人 ト田夕自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木    朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 中 山 恭 介 弁理士 山 口 昭 之
Figure 1 is a diagram showing exhaust gas purification efficiency, Figure 2 is a side sectional view of the engine intake and exhaust system, Figure 3 is a plan view taken along the arrow ■ in Figure 2, and Figure 4 is a diagram of the suction piston. The side sectional view, FIG. 5, is a diagram showing variations in the air-fuel ratio. 2... Carburetor, 8... Suction piston, 9...
・Needle, 25...Fuel passage, 28...Nozzle,
35゜36... Air bleed passage, 50... Solenoid valve, 60... Solenoid drive circuit. Patent applicant Toda Yu Jidosha Co., Ltd. Patent application representative Patent attorney Akira Aoki Patent attorney Kazuyuki Nishidate Patent attorney Kyo Nakayama Patent attorney Akira Yamaguchi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 機関吸気通路に気化器を取付けると共に機関排気通路に
三元触媒コンバータを取付け、該気化器の燃料通路にエ
アブリード通路を連結して該エアブリード通路から燃料
通路内に空気を供給するようにした内燃機関において、
機関アイドリング運転状態を検出する検出器と、該検出
器の出力信号に応動して異なる周波数の駆動信号を発生
可能な駆動制御回路を具備し、該駆動信号により駆動さ
れる電磁弁を上記エアブリード通路内に設けてアイドリ
ング運転時でないときには該電磁弁をほぼI Hzから
2Hzの一定周波数で開閉せしめると共にアイドリング
運転時には該電磁弁を上記一定周波数よりも大きな周波
数で開閉せしめ、更に該エアブリード通路を開閉した際
に空燃比が平均値に対してほぼ±0.2から±1,00
間で周期的に変動するようにエアブリード通路の流れ抵
抗を定めると共に上記空燃比の平均値がほぼ理論空燃比
となるように気化器を設定した内燃機関の排気ガス浄化
装置。
A carburetor is installed in the engine intake passage, a three-way catalytic converter is installed in the engine exhaust passage, and an air bleed passage is connected to the fuel passage of the carburetor, so that air is supplied from the air bleed passage into the fuel passage. In internal combustion engines,
It is equipped with a detector that detects the engine idling operating state, and a drive control circuit that can generate drive signals of different frequencies in response to the output signal of the detector, and the solenoid valve driven by the drive signal is connected to the air bleed valve. The solenoid valve is provided in the air passage and is opened and closed at a constant frequency of approximately IHz to 2 Hz when not in idling operation, and the solenoid valve is opened and closed at a frequency higher than the above-mentioned constant frequency during idling operation, and the air bleed passage is When opened and closed, the air-fuel ratio is approximately ±0.2 to ±1,00 relative to the average value.
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, wherein the flow resistance of an air bleed passage is determined so as to vary periodically between 1 to 3, and a carburetor is set so that the average value of the air-fuel ratio is approximately the stoichiometric air-fuel ratio.
JP12057982A 1982-07-13 1982-07-13 Exhaust gas purifying device of internal combustion engine Pending JPS5912114A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12057982A JPS5912114A (en) 1982-07-13 1982-07-13 Exhaust gas purifying device of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12057982A JPS5912114A (en) 1982-07-13 1982-07-13 Exhaust gas purifying device of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5912114A true JPS5912114A (en) 1984-01-21

Family

ID=14789771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12057982A Pending JPS5912114A (en) 1982-07-13 1982-07-13 Exhaust gas purifying device of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5912114A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3942493A (en) Fuel metering system
US3842600A (en) Exhaust cleaning apparatus for internal combustion engines
JPH09256825A (en) Internal combustion engine, and head structure of internal combustion engine
US4464896A (en) System for supplying secondary air for an internal combustion engine
US4450684A (en) Exhaust gas cleaning system for internal combustion engine
JPS5912114A (en) Exhaust gas purifying device of internal combustion engine
JPS5934456A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS597723A (en) Exhaust gas purifier of internal-combustion engine
JPS5910724A (en) Exhaust emission control device for internal-combustion engine
JPS5934468A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934466A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934462A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS597724A (en) Exhaust gas purifier of internal-combustion engine
JPS5993950A (en) Exhaust-gas purifier for internal-combustion engine
JPS5934457A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5928013A (en) Purifier for exhaust gas of internal combustion engine
JPS5934461A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934458A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934452A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934460A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934464A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5993951A (en) Exhaust-gas purifier for internal-combustion engine
JPS5934465A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934455A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934467A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine