JPS5915620A - Exhaust gas purifier of internal-combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purifier of internal-combustion engine

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JPS5915620A
JPS5915620A JP12299082A JP12299082A JPS5915620A JP S5915620 A JPS5915620 A JP S5915620A JP 12299082 A JP12299082 A JP 12299082A JP 12299082 A JP12299082 A JP 12299082A JP S5915620 A JPS5915620 A JP S5915620A
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JP
Japan
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air
passage
fuel
fuel ratio
metering
Prior art date
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Pending
Application number
JP12299082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Ito
隆晟 伊藤
Takashi Kato
孝 加藤
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
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5915620A publication Critical patent/JPS5915620A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To ensure good accelerating operation and good high loaded operation, by providing a bypass passage connecting a fuel passage in the upstream of a metering jet and a fuel passage in the downstream of the metering jet. CONSTITUTION:A bypass passage 30 of squared shape with one end open detouring a metering jet 26 is formed in a carburetor housing 2. A fuel flow inlet 31 of this bypass passage 30 is opened to the inside of a fuel passage 25 in the upstream of the metering jet 26 while a fuel flow outlet 32 of said passage 30 is opened to the inside of the fuel passage 25 in the downstream of the metering jet 26. A metering jet 33 for metering fuel flowing in the bypass passage 30 is inserted into the bypass passage 30 in the vicinity of the fuel flow inlet 31. One side of the bypass passage 30 is connected through the first air bleed passage 35 to the inside of an intake passage 7, and the other is connected through the second air bleed passage 36 to a solenoid valve 50.

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パ一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帆06程度
の狭い1Jである。通常、このように80ノや一セント
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だめには空燃比をこの
狭いウィンドウW内に當時に維持しなければならない。
A three-way catalyst is known as a catalyst that can simultaneously reduce 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. The possible air-fuel ratio range is 1J, which is a narrow air-fuel ratio of about 06. Usually, this air-fuel ratio range in which a purification efficiency of 80 or more cents or more can be obtained is called a window W. Therefore, in order to simultaneously reduce the three harmful components in the exhaust gas using a three-way catalyst, the air-fuel ratio must be maintained within this narrow window W at all times.

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。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l!I
U検出器および空燃比制御のた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。
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. However, an exhaust gas purification device using such an oxygen concentration detector uses expensive oxygen l! I
There is a problem in that the manufacturing cost of the exhaust gas purification device increases because it requires a U detector and an expensive electronic control unit for air-fuel ratio control.

ところが最近になって、S A E pape r H
a 760201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シもリッチ側になると保持
した酸素を放出してC04ICの酸化を行なうのである
1、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pNOx 
 の還元作用および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IHz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)図から空燃
比を一定周波数ス変動させた場合にはウィンドウW0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3、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け浄化効率を示し、横MFは空燃比の変動周波
数を示す。また、空燃比の変動fi〕を小さくすると空
燃比をリッチ側とり−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+4
Jを広くするには最適な空燃比の変動周期と変動中が存
在することがわかる。
However, recently, S A E paper H
As described in Japanese Patent Publication No. 760201 and Japanese Patent Publication No. 56-4741, the function of the three-way catalyst was gradually elucidated, and it was discovered that the three-way catalyst had an oxygen retention function. In other words, when the air-fuel ratio is on the lean side compared to the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst removes oxygen from NOx, reduces NOx, and retains this removed oxygen, so that the air-fuel ratio is on the richer side than the stoichiometric air-fuel ratio. When this happens, the retained oxygen is released to oxidize CO4IC.1 Therefore, when the air-fuel ratio is alternately varied to the lean side and rich side with respect to the standard air-fuel ratio, the standard air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio. However, due to the oxygen retention function mentioned above, pNOx
The reduction action of CO and the oxidation action of HC are promoted, and high purification efficiency can be obtained. FIG. 1(b) shows the window WO of the standard air-fuel ratio A/F when the air-fuel ratio is varied by ±1.0 with respect to the standard air-fuel ratio at a frequency of IHz. It can be seen from FIGS. 1(a) and 1(b) that the window W0 becomes wider when the air-fuel ratio is varied at a constant frequency. 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. 3. Figure 1(c) clearly shows this. In FIG. 1(c), the vertical axis R represents the purification efficiency, and the horizontal MF represents the fluctuation frequency of the air-fuel ratio. Furthermore, if the air-fuel ratio fluctuation fi] is made smaller, the air-fuel ratio cannot be varied alternately between the rich side and the rich side, so the width of the window becomes narrower. Therefore +4 of window
It can be seen that there is an optimal air-fuel ratio fluctuation cycle and fluctuation period in order to widen J.

上述のように左、為空燃比に対する空燃比の変動中およ
び変動周波数を適切に選定すればウィンドウが広くなシ
、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
空燃比の変動中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−
1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 air-fuel ratio is fluctuating and the frequency of the air-fuel ratio is appropriately selected, the window can be widened, and therefore high purification efficiency can be achieved even if the reference air-fuel ratio slightly fluctuates relative to the stoichiometric air-fuel ratio. Obtainable. This means that if a narrow fuel supply system is used during fluctuations in the reference air-fuel ratio, feedback control based on the output signal of the oxygen concentration detector is not used.
1 also means that high purification efficiency can be obtained.

熱論、燃料供給系として燃料噴射弁を用いれば基準空燃
比の変動中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, it is possible to narrow the fluctuation period of the reference air-fuel ratio, 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ベン
チュリ型気化器では基準空燃比の変動中が広く、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
同定ベンチュリ型気化器、或いは可変ペンチーリ型気化
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, in conventional fixed venturi type carburetors, the reference air-fuel ratio fluctuates widely, and in conventional variable venturi type carburetors, the reference air-fuel ratio varies greatly during acceleration or depending on engine temperature. Alternatively, it is difficult to obtain high purification efficiency even if a variable Penchili type vaporizer is used.

本発明は酸素a度検出器を用いることなく、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 a degree detector.

以下、添附図面を参照して本発明を詳I11に説明する
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第2図を参照する七、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。可変ベンチュリ型気化器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J1と、フrj−)室12トを具備し、サク
ションピストン8の先端面とスペーサ10間にはベンチ
ュリ部J3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、このケーシング1
4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内には多数のボール16を備えた軸受J7が挿
入され、また案内スリーブ15の外端部は盲蓋18によ
って閉鎖される3、一方、ザクジョンピストン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1
7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, 7, 1 is an intake manifold, 2 is a variable venturi type 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 type carburetor 2 includes a carburetor housing 6, an intake passage 7 extending vertically within the housing 6, a suction piston 8 that moves laterally within the intake passage 7, and a suction piston 8 that 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 J1 provided in the intake passage 7 downstream of the suction piston 8, and a throttle valve J1 provided in the intake passage 7 downstream of the suction piston 8; -) A venturi portion J3 is formed between the distal end surface of the suction piston 8 and the spacer 10. A hollow cylindrical casing 14 is fixed to the carburetor housing 6, and the casing 1
A guide sleeve 15 extending in the axial direction of the casing 14 inside the casing 14 is attached to the guide sleeve 4 . A bearing J7 with a large number of balls 16 is inserted into the guide sleeve 15, and the outer end of the guide sleeve 15 is closed by a blind cover 18, while a guide rod 19 is fixed to the suction piston 8. This guide rod 19 is connected to the bearing 1
7 so as to be movable in the axial direction of the guide rod 19.

このようにザクジョンピストン8はellll受金7ヲ
介ケーシング14によシ支持されるのでサクションピス
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
て負圧室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を常時ペンチーリ部13に
向けて押圧する圧縮ばね22が挿入される。負圧室2o
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 through the support 7, the suction piston 8 can move smoothly in its axial direction. The interior of the casing 14 is divided into a negative pressure chamber 20 and an atmospheric pressure chamber 21 by the suction piston 8.
A compression spring 22 that constantly presses the suction piston 8 toward the penetrating portion 13 is inserted therein. Negative pressure chamber 2o
is the suction hole 23 formed in the suction piston 8
The atmospheric pressure chamber 21 is connected to the venturi section 13 through an air hole 24 formed in the carburetor housing 6 into the intake passage 7 upstream of the suction piston 8 .

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の軸線方向に帆びる燃料通路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。、!lジェット26上流の燃料通路25は
下方に延びる燃料・平イブ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パイf
27を介して燃料通路25内に送シ込まれる。更に、ス
ペーサ10には燃料通路25と共動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lO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の先内frt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およびn1童ジエツト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シ計量された後にノズル2)3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 L jet 26 connects to the float chamber 12 via a fuel flat tube 27 extending downward.
The fuel in the float chamber 12 is connected to this fuel pipe f
27 into the fuel passage 25. Furthermore, a hollow cylindrical nozzle 28 is fixed to the spacer 10 and is arranged cooperatingly with the fuel passage 25 . This nozzle 28 protrudes into the venturi portion 13 from the inner wall surface of the spacer lO,
Moreover, the upper half of the inner end frt portion of the nozzle 28 further protrudes from the lower half toward the suction piston 8. The needle 9 extends through the nozzle 28 and the n1 child jet 26, and the fuel is metered into the annular gap formed between the needle 9 and the metering jet 26 before being fed from the nozzle 2)3 into the intake passage 7. be done. .

第2図に示されるようにスペーサ1o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1、@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
とき空気流はサクションピストン8と隆起壁29間にお
いて絞られるためにベンチュリ部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2゜内に
導ひかれる。サクションピストン8け負圧室20と大気
圧室21との圧力差が圧縮ばね22のばね力によシ定ま
るほぼ一定圧となるように、即ちペンチーリ部13内の
負圧がt司ホ一定となるように移動する。
As shown in FIG. 2, a raised wall 29 that projects horizontally into the intake passage 7 is formed at the upper end of the spacer 1o, and the flow rate is controlled between this raised wall 29 and the tip of the suction piston 8. 1. When the @Seki operation is started, air flows downward in the intake passage 7. At this time, the air flow is constricted between the suction piston 8 and the raised wall 29, so that negative pressure is generated in the venturi portion 13, and this negative pressure is guided into the negative pressure chamber 2° through the suction hole 23. The pressure difference between the suction piston 8 negative pressure chamber 20 and the atmospheric pressure chamber 21 is determined by the spring force of the compression spring 22, so that the negative pressure in the pentagonal part 13 is constant. move so that

第3図および第4図を参照すると、ニードル9の上流側
に位置するザクジ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3oからニードル9の先端部に向
けて隆起しておシ、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111線方向に延びる凹溝31が形
成される。この凹溝31の上流01ll @部31aは
U字形断面形状をなすと共にニードル取付端面3oよシ
もニードル9の先端部に近い側¥C位置しており、残シ
の凹溝部分31bは上流側端部31aからニードル取+
j端面301ではほまっすぐに延びる1、史に、ニード
ル9よシ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凹溝31に向けて傾斜する一対の
傾斜壁面部32a。
Referring to FIGS. 3 and 4, the entire tip surface of the Zakujon piston located on the upstream side of the needle 9 is raised from the mounting end surface 3o of the needle 9 toward the tip of the needle 9. A groove 31 extending in the direction of line 111 of the intake passage 7 is formed on the tip end surface of the suction piston. The upstream part 31a of this groove 31 has a U-shaped cross section, and the needle mounting end face 3o is also located on the side closer to the tip of the needle 9, and the remaining groove part 31b is on the upstream side. Needle removal from end 31a+
j The end face 301 extends almost straight 1. Historically, the cross-sectional shape of the suction piston tip face located upstream of the needle 9 is V-shaped, expanding from the groove 31 toward the venturi portion 13. Therefore, the tip end surface of the suction piston has a pair of inclined wall portions 32a that are inclined toward the groove 31.

32bを有する。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、および凹溝上流
側端部3iaによってt丘は二等辺三角形状の吸入空気
制御絞シ部Kが形成される。
As can be seen from FIG. 3, when the amount of intake air is small, the raised wall 29, the inclined wall portions 32a, 32b, and the groove upstream end 3ia form the t-hill into an isosceles triangular intake air control constriction part K. It is formed.

このように吸入空気制御絞シ部Kを形成することKよっ
てサクションピストン8のリフト量が吸入空気制御絞シ
部にの開口面積に比例するようになシ、従ってザクジョ
ンピストン8のリフト量は吸入空気量の増大に応じて清
らかに増大するようになる1、更に、ザクジョンピスト
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け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1、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から供給された炉材は
即座に機関シリンダ内に供給される1、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
@関シリング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、ザクジョンピストン8は
軸受17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。J斯
くして、第2図に示す可変ベンチュリ型気化器2を用い
ると、機関温度および機関運転状輻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はIY 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 constriction part K in this way, the lift amount of the suction piston 8 is made to be proportional to the opening area of the intake air control constriction part, and therefore the lift amount of the suction piston 8 is The suction piston 8 is supported by a bearing 17, so it moves with good responsiveness to changes in the intake air amount. When the amount of intake air increases, the piston 8 moves smoothly and responsively to the increase in the amount of intake air. 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 1.Furthermore, as shown in FIG. Since the fuel supplied from the nozzle 28 is immediately supplied into the engine cylinder together with the intake air flow, the furnace material supplied from the nozzle 28 is immediately supplied into the engine cylinder even when the amount of intake air is small. Even if the amount of intake air increases rapidly as during operation, 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 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 almost constant even if the amount of intake air changes rapidly. Furthermore, since the suction piston 8 is supported by the bearing 17, the engine temperature does not affect the movement of the suction piston 8, and thus the suction piston 8 responds to changes in the amount of intake air regardless of the engine temperature. Able to move responsively. Thus, when the variable venturi carburetor 2 shown in FIG. 2 is used, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinders is a constant value, e.g., regardless of the engine temperature and engine operating condition. The air-fuel ratio can be maintained at approximately the stoichiometric air-fuel ratio.

第2図を参照すると、気化器ハウジング2内には計量ソ
エット26を迂回するコ字形のバイパス通路30が形成
される。この24747通路30の燃料流入口3】は計
量ジェット26の上流において燃料通路25内に開口し
、バイパス通路30の燃料流出口32は計量ジェット2
6の下流において燃料通路25内に開[1する。、燵料
加入口31近傍のバイパス通路30内にはバイパス通路
30内を流れる燃料を計量するためのit量フジエツト
33挿入される4、このバイパス通路30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35内には第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エアプリー
ドソエツト38が挿入される11機関アイドリング運転
時には大部分の燃料がバイパス通路30を介してノズル
28に供給される。このとき燃料は一定断面の計量ソエ
ット33によって計量されるためにノズル28から吸気
通路7内に供給される燃料の計は安定しており、斯くし
て安定した機関アイドリング運転を確保することができ
る。吸入空気量が増大するとニードル9が左方に移動す
るために計量ソエット26とニードル9間に形成される
環状間隙の面積が増大する。このときバイパス通路30
内を流れる燃料の隼はほとんど変化せず、計量ジェット
26とニードル9間に形成される環状間隙内を流れる燃
料が増大してノズル28から供給される全燃料量が増大
せしめられる。
Referring to FIG. 2, a U-shaped bypass passage 30 is formed in the carburetor housing 2 to bypass the metering socket 26. As shown in FIG. The fuel inlet 3] of this 24747 passage 30 opens into the fuel passage 25 upstream of the metering jet 26, and the fuel outlet 32 of the bypass passage 30 opens into the fuel passage 25 upstream of the metering jet 26.
6 opens into the fuel passage 25 [1]. In the bypass passage 30 in the vicinity of the coal supply inlet 31, an IT amount fugitate 33 for metering the fuel flowing in the bypass passage 30 is inserted4.
The first air bleed passage 35 is connected to the intake passage 7 upstream of the raised wall 29 , and the second air bleed passage 36 is connected to the solenoid valve 50 . A first air bleed jet 37 is inserted into the first air bleed passage 35, and a second air bleed socket 38 is inserted into the second air bleed passage 36. During idling operation of the 11 engine, most of the fuel is removed. It is supplied to the nozzle 28 via a bypass passage 30. At this time, since the fuel is metered by the metering socket 33 with a constant cross section, the amount of fuel supplied from the nozzle 28 into the intake passage 7 is stable, thus ensuring stable engine idling operation. . As the amount of intake air increases, the needle 9 moves to the left, so that the area of the annular gap formed between the metering socket 26 and the needle 9 increases. At this time, the bypass passage 30
The amount of fuel flowing therein remains largely unchanged, and the amount of fuel flowing in the annular gap formed between the metering jet 26 and the needle 9 increases, increasing the total amount of fuel delivered from the nozzle 28.

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υ[,1(、かつ第2エアグ
リード通路36に連結された弁ボート53と、弁ポート
53の開閉制衝1をする弁体54と、弁体54に連結さ
れた可動プランジャ55と、可動グランツヤ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
動回路60は第5[1VI(a)に示すようなIHzか
ら2Ity、の周波数の矩形パルスを発生するパルス発
生器61と、ノソルス発生器61の出力端子に接続され
たη1゜力増巾器62からなり、電力増巾器62の出力
端子はソレノイド56に接続される。弁体54け通常弁
& −) 53を閉鎖しておシ、・千ルス発生器61が
ノ9ルスを発生するとソレノイド56が刊勢されて弁体
54が弁ポート53を開口する。従って、弁体541t
lHz から2Hz の周波数でもって弁5r−)53
を開口することになる。弁体54が弁s=−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?
 −ト53を介して第2エアブリード通路36内に供給
されるためにパイ・ぐス通路30内には第1エアブリー
ド通路35および第2エアブリード通路36の双方から
空気が供給される。その結果、バイパス通路3o内を流
れる燃料の密度が低下するためにノズル28から供給さ
れる燃料が減少し、斯くして機関シリンダ内に供給され
る混合気が薄くなる。一方、弁体54が弁ボート53を
閉鎖するとバイパス通路30内には第1エアブリード通
路35のみがら空気が供給されるためにバイパス通路3
o内を流れる燃料の密度が高くなシ、斯くしてノズル2
8から供給される燃料が増大する1Jこのようにして機
関シリンダ内には稀薄混合気と濃混合気が交互に供給さ
れる。、空燃比の変動中は第2エアプリードソエツト3
8の開口面積によって定壕勺、空燃比の平均値は供給燃
料量に影響を与える気化器の構成部材、例えば第1エア
プリードソヱツト37および1量ジェット26.33等
の寸法によっで足まる。エアプリードジエッl−37、
38およびfft−址ジエツト26,33#の寸法は吸
入空気量が少ないときに機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比A/Fの平均値が第5(b)図に示される
。ようにほは理論空燃比となり、空燃比の変動中が理論
空燃比に対してほぼ±0.2から±0.1となるように
定められる。従って吸入空気量が少ないときには機関温
度に関係なく機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比は1)fzから2Hz の周波数でもって龜ホ理論空
燃比に対して±0.2から±1.0の範囲で変動せしめ
られ、しかもとの空燃比の平均値は第1(b)図のウィ
ンドウWO内に維持されるので三元モノリス触媒5の酸
素保持機峠を利用して商い浄化効率を得ることができる
1、一方、前述したように吸入空気量が増大してもパイ
ノeス通路30内を流れる燃料量はtlとんど変化せず
、従ってノズル28から供給される全燃料量に対して第
2エアブリード通路36からバイノjス通路30内に供
給される空気量が吸入空気量の増大に伴なって減少する
ために吸入空気量が増大するにつれて空燃比の平均値は
次第に小さくなる0、このように吸入空気量が増大する
につれて空燃比の平均値が小さくなるので機関加速運転
時および高負荷運転時に高い出力を得ることができ、斯
くして良好な加速運転と良好な高負荷運転を確保するこ
とができる1、熱論上述のように空燃比の平均値が小さ
くなっても空燃比の平均値は第1(b)図のウィンドウ
We内に維持されるので高い浄化効率を得られることに
は変シがない。
The solenoid valve 50 has a valve chamber 52 communicating with the atmosphere via an air filter 51, a valve boat 53 connected to the second air grease passage 36, and a valve port 53 located in the valve chamber 52. It is equipped with a valve body 54 that performs opening/closing control 1, a movable plunger 55 connected to the valve body 54, and a solenoid 56 that sucks the movable gland 55.
is connected to the solenoid drive circuit 60. The solenoid drive circuit 60 includes a pulse generator 61 that generates a rectangular pulse with a frequency of IHz to 2Ity as shown in 5th VI (a), and a η1° force amplification device connected to the output terminal of the nosolus generator 61. The output terminal of the power amplifier 62 is connected to the solenoid 56. When the valve body 54 (normal valve &-) 53 is closed, the 1,000 lux generator 61 generates 9 lus, the solenoid 56 is energized and the valve body 54 opens the valve port 53. Therefore, the valve body 541t
Valve 5r-) 53 with a frequency of 1Hz to 2Hz
will be opened. When the valve element 54 opens the valve 53, air flows through the air filter 51, the valve chamber 52, and the valve.
Since air is supplied into the second air bleed passage 36 via the first air bleed passage 53, air is supplied into the pie gas passage 30 from both the first air bleed passage 35 and the second air bleed passage 36. As a result, the density of the fuel flowing through the bypass passage 3o decreases, so the amount of fuel supplied from the nozzle 28 decreases, and thus the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder becomes lean. On the other hand, when the valve body 54 closes the valve boat 53, air is supplied only from the first air bleed passage 35 into the bypass passage 30.
The density of the fuel flowing through the nozzle 2 is high.
The fuel supplied from 8 increases to 1J.In this way, a lean mixture and a rich mixture are alternately supplied into the engine cylinder. , during the air-fuel ratio fluctuation, the second air lead socket 3
The average value of the air-fuel ratio is determined by the dimensions of the components of the carburetor that affect the amount of fuel supplied, such as the first air lead socket 37 and the single-volume jet 26.33. It's enough. Air Predige l-37,
The average value of the air-fuel ratio A/F of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder when the amount of intake air is small is shown in FIG. 5(b). The ratio is set to be the stoichiometric air-fuel ratio, and is determined so that the air-fuel ratio during fluctuation is approximately ±0.2 to ±0.1 with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the amount of intake air is small, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder regardless of the engine temperature will vary from 1) ±0.2 to ±1. 0, and the original average value of the air-fuel ratio is maintained within the window WO shown in FIG. On the other hand, as described above, even if the amount of intake air increases, the amount of fuel flowing through the pinos passage 30 hardly changes tl, so that the total amount of fuel supplied from the nozzle 28 On the other hand, since the amount of air supplied from the second air bleed passage 36 into the binosu J passage 30 decreases as the amount of intake air increases, the average value of the air-fuel ratio gradually decreases as the amount of intake air increases. In this way, as the amount of intake air increases, the average value of the air-fuel ratio decreases, making it possible to obtain high output during engine acceleration and high-load operation, thus ensuring good acceleration and high engine speed. Load operation can be ensured 1. Thermal Theory As mentioned above, even if the average value of the air-fuel ratio becomes small, the average value of the air-fuel ratio is maintained within the window We shown in Fig. 1(b), so high purification efficiency can be achieved. There is nothing wrong with what you get.

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、価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iJ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
設けるだけ々ので構造は極めて簡単であり、従って排気
ガス浄化装齢の信頼性を向上することができる。また、
吸入空気量が増大するにつれて空燃比の平均値が小さく
なるので良好な加速運転が得られ、更に高負荷運転時に
は高い機関出力を得ることができる1、
As described above, according to the present invention, exhaust gas can be effectively purified using an inexpensive carburetor without using an expensive oxygen concentration detector or an expensive electronic control unit for air-fuel ratio control. The manufacturing cost can be reduced by a large iJ. Furthermore, the structure is extremely simple since only a solenoid valve is provided in the air bleed passage, and the reliability of exhaust gas purification can therefore be improved. Also,
As the amount of intake air increases, the average value of the air-fuel ratio decreases, resulting in better acceleration operation and higher engine output during high-load operation1.

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

第1図は排気ガス浄化効率を示す線り1、第21ヌ1は
機関吸排気系の側面断面図、第3図は第2図の矢印■に
沼ってみた平面図、第4崗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・・・燃料敞路、28・・・ノズル、
30・・バイパス通路、35.36・・・エアブリード
通路、50・・・電磁弁。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 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 line 1 showing the exhaust gas purification efficiency, No. 21 is a side sectional view of the engine intake and exhaust system, Figure 3 is a plan view of the arrow ■ in Figure 2, and No. 4 is line 1. FIG. 5, a side sectional view of the suction piston, is a diagram showing fluctuations in the air-fuel ratio. 2... Carburetor, 8... Suction piston, 9...
・Needle, 25...Fuel channel, 28...Nozzle,
30...Bypass passage, 35.36...Air bleed passage, 50...Solenoid valve. Patent Applicant: Toyota Motor Corporation Patent Attorney: Akira Aoki, Patent Attorney, Kazuyuki Nishidate, Patent Attorney, Takashi Nakayama, Patent Attorney: Akira Yamaguchi

Claims (1)

【特許請求の範囲】 機関吸気通路に可変ベンチュリ型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
器がサクションピストンに固定されたニードルと、該ニ
ードルが侵入する燃料通路と、該燃料通路内に設けられ
てニードルと協働する計量ジェットを具備した内燃機関
において、上/ 記計量ジェット上流の燃料通路と計量ソエット下流の燃
料通路とを連結するバイパス通路を設け、該パイノやス
通路をはげIHzから2Hzの一定周波数で開閉する電
磁弁を介して大気に連結し、該電磁弁を開閉した際に空
燃比が平均値に対して1?Eは十0.2から±1.0の
間で周期的に変動するように電磁弁の開口面積を定め、
更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。
[Scope of Claims] A variable venturi type carburetor is installed in the engine intake passage, and a three-way catalytic converter is installed in the engine exhaust passage, and the carburetor has a needle fixed to a suction piston, and a fuel passage into which the needle enters. , an internal combustion engine having a metering jet disposed in the fuel passage and cooperating with a needle, comprising: a bypass passage connecting the fuel passage upstream of the metering jet and the fuel passage downstream of the metering soet; The air and air passages are connected to the atmosphere via a solenoid valve that opens and closes at a constant frequency of IHz to 2Hz, and when the solenoid valve is opened and closed, the air-fuel ratio is 1? The opening area of the solenoid valve is determined so that E changes periodically between 10.2 and ±1.0.
Furthermore, an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, wherein the carburetor is set so that the average value of the air-fuel ratio is approximately the stoichiometric air-fuel ratio.
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