JPS5916530Y2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、吸気通路に吸入空気流量検出弁を介設し、該
検出弁によって吸入空気流量を検出し、吸入空気流量に
応じて燃料を計量し、計量した燃料を燃料噴射ノズルか
ら、アクセルペダルに連動して開閉される蝶型絞弁に向
けてその上流から噴射するようにしたエンジンの吸気装
置の改良に関する。

従来より、吸入空気流量を吸気通路に介設した吸入空気
流量検出弁によって検出し、吸入空気流量検出弁の開度
に応して燃料流量を計量し、計量した燃料を燃料噴射ノ
ズルから吸気通路に供給することにより、エンジンに供
給する混合気の空燃比を正確にコントロールするように
したものが提案されている。

ところで、この種のエンジンの吸気装置において、燃料
の気化、霧化を良好なものとするため、計量した燃料を
２分し、第１噴射ノズルにより、絞弁の側面下部に、第
２噴射ノズルにより、絞弁の側面上部に、夫々上流側か
ら燃料を噴射するようにした燃料噴射構造を採用したも
の、例えば特開昭５３−１３９０１５号公報参照）が提
案されている。

この種の燃料噴射構造は、計量した燃料を分割して噴射
することおよび吸気通路の壁面に燃料を直接付着させる
ことがないことから、燃料の気化、霧化を向上させるこ
とができる利点がある。

しかしながら、上記の構造によって燃料の流れを微細に
観察すると、蝶型絞弁の側面上部に噴射された燃料は、
側面上部から弁軸部を迂回して側面下部に流下するため
、ある程度時間的に遅れて絞弁下流の吸気通路に持込ま
れるため、燃料供給の応答性が悪く、とくに、加速初期
における応答性、分配性能が悪化するといった不具合が
ある。

本考案は、したがって、上記の如き燃料噴射構造を採用
するに際して、第１噴射ノズルにより絞弁の側面下部に
噴射する燃料流量を、第２噴射ノズルにより絞弁の側面
上部に噴射する燃料流量よりも多くする燃料流量調整手
段を設けることにより、燃料供給の応答性をたかめ、と
くに、加速初期における応答性、分配性能を改善するこ
とができるエンジンの吸気装置を提供することを目的と
している。

以下、図示の実施例について、本考案を詳細に説明する
。

第１図は、本考案を適用するエンジンの吸気装置の基本
構成を示すものである。

第１図において、１はアクセルペダル（図示せず）に連
動して開閉制御される蝶型弁よりなる絞弁２を備えた吸
気通路、３は絞弁２上流の吸気通路１の折曲部１Ａを利
用して設けたテーパ部１Ｂに対して設定した円板状の弁
体よりなる吸入空気流量検出弁、４は吸入空気流量検出
弁３の上流側近傍の圧力Ｐ１と下流側近傍の圧力Ｐ２と
の差圧が常時一定となるように吸入空気流量検出弁３の
開度を調整する差圧調整装置、５は吸入空気流量検出弁
３の開度に応じて燃料を機械的に計量する燃料計量装置
、６は燃料タンク７内の燃料を燃料フィルタ８を介して
吸込んで加圧し、燃料フィルタ９を介して上記燃料計量
装置５に供給通路１、によって供給する燃料ポンプ、１
０は燃料計量装置５の出口に連結した供給通路１２の下
流に設けた噴射弁、１１は上記供給通路１２の途中に介
設した燃料の微調整用のダイヤフラム式等差圧弁装置、
１２は供給通路１２の等差圧弁装置１１と噴射弁１０の
間に介設され、エンジン停止時及び減速時に燃料をカッ
トする燃料カット電磁弁、１３は上記等差圧弁装置１１
の圧力室１１ ａに、エンジンの運転条件を例えば冷却
水温センサ、アイドルセンサ、絞弁全開センサ、ＥＧＲ
センサ等により検出し、これに基いて設定された時間の
間に開弁される時間を変化させることによって所定の燃
料ポンプ６からの吐出燃料を供給することにより、等差
圧弁装置１１を制御する比例電磁弁、１４は余剰燃料の
帰還通路１３を利用して設けた加速時の燃料増量用の加
速ポンプで、これらは、差圧調整装置４により吸入空気
流量に比例するように開度が調整される吸入空気流量検
出弁３の開度に応じて、燃料ポンプ６から吐出された燃
料を燃料計量装置５により計量し、計量した燃料量を等
差圧弁装置１１で微調整したうえで、噴射弁１０を介し
て燃料噴射部１６がら吸気通路１の絞弁２の上流に噴射
する吸気装置を構成している。

より具体的に、各装置の構造を説明すると、まず、差圧
調整装置４は、吸入空気流量検出弁３の上流側近傍の圧
力Ｐ１（Ｐｌは大気圧である）と下流側近傍の圧力Ｐ２
との差圧Ｐ１−Ｐ２が常時設定値ΔＰ（例えば、３０
ｍｍＨｇ）となるように、吸入空気流量検出弁３の開度
を調整するためのもので、吸入空気流量検出弁３の操作
ロッド１７を、上記吸気通路１の折曲部１Ａの背部に連
通孔１８ ａで連通するように形成した室１８内におい
て支持したオリフィス１９を有するベローズ２０および
このベローズ２０の内圧を制御するダイヤフラム装置り
を備えている。

このダイヤフラム装置りは、上部室２１と下部室２２と
を形成するハウジング２３と、下部室２２をさらに上、
下の圧力室２４．２５に仕切る差圧設定ダイヤフラム２
６と、上部室２１の中央部に突設した弁座２７と、上記
差圧設定ダイヤフラム２６にロッド２８を介して連動し
、上部室２１の内周部２１ ａと外周部２１ ｂとの連
通を制御する開閉弁２９と、上記下側圧力室２５内に縮
装された差圧設定スプリング３０と、上記外周部２１
ｂ内に縮装され上記開閉弁２９を常時閉方向に付勢する
いま一つの差圧設定スプリング３１と、下側圧力室２５
内において差圧設定ダイヤフラム２６に対して設置され
、例えば大気を１気圧４０°Ｃで密封したベローズ３２
とを有し、上記上部室２１の外周部２１ ｂには、通路
ｍ１によって吸入空気流量検出弁３の上流側近傍の圧力
Ｐ１を導入するようにすると共に、該外周部２１ｂと下
部室２２の上側圧力室２４とを連通ずる一方、下側圧力
室２５には、通路ｍ２によって吸入空気流量検出弁３の
下流側近傍の圧力Ｐ２を導入するようにし、また上部室
２１の内周部２１ ａは通路ｍ３によって吸入空気流量
検出弁３の操作ロッド１７を支持したベローズ２０の圧
力室２０ ａに連通している。

なお、上記開閉弁２９は、上側圧力室２４に導入される
吸入空気流量検出弁３の上流側近傍の圧力Ｐｌと下側圧
力室２５に導入される吸入空気流量検出弁３の下流側近
傍の圧力Ｐ２との差圧が上記した設定値ΔＰより小さく
なる際には差圧設定ダイヤフラム２６の上方への移動に
よって開かれる一方、上記差圧が設定値ΔＰより大きく
なる際には差圧設定ダイヤフラム２６の下方への移動に
よって閉じられるように、差圧設定スプリング３０．３
１のスプリング力を設定している。

いま、例えば図面に示す状態から絞弁２を開いて加速状
態に入った場合には吸入空気流量検出弁３の下流側近傍
の圧力Ｐ２は急激に低下し、吸入空気流量検出弁３の上
流側および下流側近傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧は上記設
定値ΔＰより大きくなる。

この際、吸入空気流量検出弁３の上流側近傍の圧力Ｐ１
および下流側近傍の圧力Ｐ２は各々通路ｍ１およびｍ２
によって上側圧力′室２４および下側圧力室２５に導入
されるため、差圧設定ダイヤフラム２６は下方に移動し
開閉弁２９は閉じられるので通路ｍ１とｍ３との連通は
遮断されることになる。

よって、吸入空気流量検出弁３の上流側および下流側近
傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧により吸入空気流量検出弁３
は開作動するが、この際ベローズ２０の圧力室２０ ａ
には加速前の比較的高い圧力が存在するため、オリフィ
ス１９を介して圧力室２０ ａと室１８内との圧力がバ
ランスするまではこのベローズ２０がダンパーとして作
用し吸入空気流量検出弁３の急激な開作動が規制される
。

吸入空気流量検出弁３が開作動するに従って、その下流
側近傍の圧力Ｐ２は上昇し、上流側近傍の圧力Ｐ１との
差圧が設定値ΔＰより小さくなった時にはダイヤフラム
装置りの差圧設定ダイヤフラム２６が上方に移動して開
閉弁２９を開くのでベローズ２０の圧力室２０ ａには
通路ｍ１および狗を介して圧力Ｐ１つまり大気圧が導入
される。

すなわち、吸入空気流量検出弁３が開作動し、その上流
側お・よび下流側近傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧が設定値
ΔＰより小さくなるとベローズ２０の圧力室２０ ａに
圧力Ｐ１が導入されるのでベローズ２０は膨張し吸入空
気流量検出弁３を閉方向に移動させる。

そして吸入空気流量検出弁３が閉方向に移動すると今度
はその下流側近傍の圧力Ｐ２が低下することによって上
流側および下流側近傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧が設定値
ΔＰより大きくなりダイヤフラム装置りの差圧設定ダイ
ヤフラム２６は再び下方向に移動して開閉弁２９が閉じ
られるので吸入空気流量検出弁３は開方向に移動するこ
とになる。

このように、吸入空気流量検出弁３はその上流側および
下流側近傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧が設定値ΔＰになる
開度で保持されるのである。

一方、上記した状態から絞弁２を閉じて減速状態に入っ
た場合には、吸入空気流量検出弁３の下流側近傍の圧力
Ｐ２は急激に上昇し、吸入空気流量検出弁３の上流側お
よび下流側近傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧は設定値ΔＰよ
り小さくなるので、ダイヤフラム装ＮＤの差圧設定ダイ
ヤフラム２６の上方向への移動によって開閉弁２９が開
かれる。

よって、ベローズ２０の圧力室２０ ａに圧力Ｐ１が導
入されるのでベローズ２０が膨張し吸入空気流量検出弁
３は閉作動される。

その後、吸入空気流量検出弁３の閉作動によって、その
下流側近傍の圧力Ｐ２が低下し、上流側および下流側近
傍の圧力Ｐ１．Ｐ２の差圧が設定値ΔＰの近傍になると
、吸入空気流量検出弁３は上記加速状態と同様に差圧調
整装置４の作用によって所要位置に保持されることにな
る。

なお、上記説明は、大気圧が１気圧、大気温度が４０°
Ｃの場合のものであるが、大気圧もしくは大気温度が上
記条件以外にある際にはベローズ３２の膨張もしくは収
縮によって開閉弁２９が開閉される設定値ΔＰを補正し
適切な吸入空気流量検出弁３の開度を与えることによっ
て大気圧もしくは大気温度に適した燃料流量を設定し得
るようにしている。

次に、燃料計量装置５は、上記ベローズ２０を設けた室
１８の外壁面に、吸入空気流量検出弁３の操作ロッド１
７と同軸をなすように固定した筒状のケーシング３５の
内部を仕切部材３６によって軸方向に２分し、軸方向外
側の室３７には、供給通路１１と連通ずる流入口３８と
帰還通路１３に連通ずる帰還口３９とを開設するととも
に、他方の室４０には供給通路１２に連通ずる流出口４
１を開設する一方、上記操作ロッド１７の自由端側は延
長して軸に平行に適当な長さのスリット４２を設けた計
量ロッド４３とし、該計量ロッド４３を仕切部材３６に
摺動自在に貫挿して、スリット４２により、画室３７．
４０を連通した構造を有している。

この場合の燃料の計量は、スリット４２と仕切部材３６
との相対位置、より具体的には、スリット４２の自由端
側端部と仕切部材３６の室３７側端面３６ａとの相対距
離に応じて行なわれ、スリット４２を有する計量ロッド
４３が、吸入空気流量検出弁３の開度に応じて軸方向に
変位される結果、吸入空気流量に比例した燃料の計量が
行えるのである。

なお、上記仕切部材３６は室４０に縮装したスプリング
４５によって弾性的に支持する一方、室３７側には、ア
ジャストスクリュウ４６によって軸方向に位置調整可能
とした、流通孔４７ ａを有する筒状の調節部材４７を
設けて、仕切部材３６の位置を調整することができるよ
うにしている。

なお、上記仕切部材３６には、径方向に計量ロッド４３
の挿通穴にまで達するオイル孔３６ ｂを設け、オイル
通路ｎによって潤滑油を供給し、計量ロッド４３の摺動
抵抗の軽減とシール性の向上を図ることが好ましい。

また、等差圧弁装置１１は、ケーシング５０の内部をダ
イヤフラム５１によって、２つの圧力室１１ａと１１
ｂとに仕切り、一方の圧力室１１ ａを比例電磁弁１３
を介して供給通路１１に連結する一方、他方の室１１
ｂには、燃料計量装置５の流出口４１に連通ずる流入口
５２と噴射弁１０側に燃料カット電磁弁１２を介して連
通ずるテーパ状の流出口５３とを設け、該流出口５３に
対しては、上記ダイヤフラム５１からロッド５４を介し
て弁体５５を支持し、圧力室１１ ｂ内において、ケー
シング５０とダイヤフラム５１との間に縮装したコイル
スプリング５６の設定荷重と、両室１１ａ、ｌｌｂ間の
差圧とで決まるダイヤフラム５１の偏位に応じて、弁体
５５と流出口５３との流通間隙を設定し、燃料計量装置
５によって予じめ計量された燃料を、エンジンの運転状
態に応じて最終的に補正調整する。

即ち、等差圧弁装置１１は、運転条件に応じて設定時間
に対する開弁時間が制御され、室１１ ａに作用する圧
力を制御する比例電磁弁１３によって室１１ ａに与え
られる圧力と、他方の室１１ ｂの圧力との差が一定値
となるように、ダイヤフラム５１をコイルスプリング５
６のスプリング力との関係において偏位せしぬ、流出口
５３からの流出量を、支持した弁体５５によって設定す
るのである。

なお、等差圧弁装置１１の室１１ ａ側は、途中にオリ
フィス５７を設けた帰還路１４によって主帰還路１３に
連通しており、この帰還路１４より比例電磁弁１３を通
過した燃料を常時所要量帰還させることによって、室１
１ ａ内の圧力を比例電磁弁１３によって制御し得るよ
うにしている。

また、燃料カット電磁弁１２は通常は等差圧弁装置１１
の流出口５３側と噴射弁１０側とを連通ずるよう作動し
、エンジン停止時や減速時等の燃料カットを必要とする
時には、主帰還路１３に連通した帰還路１５に等差圧弁
装置１１の流出口５３側を切換え連通させるように作動
するものである。

また、燃料ポンプ６下流の供給通路１□と主帰還路１３
との間に設けた逆止弁５８は、燃料ポンプ６によって吐
出された燃料の圧力を吐出圧より低い一定圧力に維持す
るためのもので、該逆止弁５８との連結点より下流の主
帰還路１３に介設した逆止弁５９は、主帰還路１３に所
要の通路抵抗を発生させ供給通路１２側に燃料を流し得
るようにするためのものである。

一方、加速時の燃料増量を分担する加速ポンプ１４は、
主帰還路１３の逆止弁５９の下流に介設したオリフィス
６０の上流及び下流に連通路１６，１７によって連通ず
る流入室６１とチェックボールＣを介して流入室６１に
連通し、常時燃料を貯溜する貯溜室６２とを有し、貯溜
室６２は逆止弁６３を介設した供給通路１８によって燃
料噴射部１６に設けた増量ポート６５に連通している。

上記貯溜室６２の圧縮のために設けたダイヤフラム６６
は、ロッド６７を介して、絞弁２の開閉に連動するリン
ク（図示せず）に連結し、絞弁２が開作動されたときに
は、ダイヤフラム６６をロッド６７を介して圧縮作動さ
せ、貯溜室６２内に貯溜していた燃料を供給通路１８に
送出し、送出された燃料は供給通路１８を通して、増量
ポーｌ〜６５から吸気通路１に供給され、加速時に必要
な燃料を賄なう。

また、前記燃料噴射部１６は、絞弁２の上流に対向させ
て設置した室７０によって形成する。

室７０の底面には、下方の絞弁２の側面下部２ａおよび
側面上部２ｂに夫々対向させて、第１、第２噴射孔７１
．７２を開設するとともに、室７０の上面側には、噴射
弁１０の直下流において二叉に分岐した分岐通路７３ａ
、７３ｂの先端に形成した第１、第２噴射ノズル７４．
７５を上記第１、第２噴射孔７１．７２に対し、その上
方から対向させて臨ませる。

また、上記室７０には、一端を吸気通路１の吸入空気流
量検出弁３の上流側に開口させて大気取入ロアロ ａと
したエアバイパス通路７６の他端を連通し、上記第１、
第２噴射ノズル７４．７５から、第１、第２噴射孔７１
，７２に向けて噴射する際に、エアバイパス通路７６か
ら導入されるエアとのミキシングを図り、エアとミキシ
ングした燃料を、第１、第２噴射孔７１．７２から、絞
弁２の側面下部２ａおよび側面上部２ｂに向けて夫々噴
射するようにしている。

なお、絞弁２は、図示の如く、３枚の円板７７゜７８、
７９を弁軸８０に３枚重ねにして取付け、側面を形成す
る最上位の円板７７には、上記第１、第２噴射孔７１．
７２に対向した側面下部および上部２ａ。

２ｂに対応する部分に開口８１．８２を打抜くとちもに
、最上位の円板７７と中間の円板７８との間には間隔保
持部材８３を介挿して、両者の間に燃料流通用の間隔８
３ ａを設け、上記開口８０．８１に受容した燃料を上
記間隔８３ ａを通して、中間および下側円板７７、７
８の周囲に案内し流出させるようにすれば、燃料の霧化
気化をより一層良好なものとすることができる。

次に、上記第１、第２噴射ノズル７４．７５は、第１図
に示すように、夫々分岐通路７３ａ、７３ｂの先端に形
成したオリフィス８４．８５として形成している。

この場合、絞弁２の側面下部２ａに対向する第１噴射ノ
ズル７４内の分岐通路７３ ａに設けるオノフイス８４
のオリフィス径は、絞弁２の側面上部２ｂに対向する第
２噴射ノズル７５内の分岐通路７３ ｂに設けるオリフ
ィス８５のオリフィス径に比して大きく形威し、第１噴
射ノズル７４の燃料噴射量を第２噴射ノズル７５の燃料
噴射量に対して、多くなるように設定する。

また、第２図に示すように、上記オリフィス８４゜８５
からさらに下方に分岐通路７３ａ、７３ｂを伸長させ、
その各下端が第１、第２噴射孔７１．７２に達する管路
８６．８７として形威し、この管路８６．８７の途中に
多数のエア導入穴８８・・・、 ８８．８９．・・・、
８９を開設し、これらエア導入穴８８．８９がら導入し
たエアとのミキシングを図りつつ、指向性よく燃料噴射
を行なわせるようにしてもよい。

なお、室７０にバイパスエア通路７６により導入したエ
アと噴射燃料とのミキシングを良好なものとするために
は、第３図に示すように室７０を形成する底壁部中央部
から、夫々第１、第２噴射孔７１゜７２に向けて分岐し
た分岐通路９０ａ、９０ｂを設け、各分岐通路９０ａ、
９０ｂの基部に、夫々、大径、小径のオリフィス９１．
９２を介設するとともに、各分岐通路９０ａ、９０ｂの
途中に多数のエア導入穴９３゜・・・、 ９３．９４．
・・・、９４を開設することにより、第１、第２噴射ノ
ズル９５．９６を形成するようにしてもよい この場合には、第１、第２噴射ノズル９５．９６がら第
１、第２噴射孔７１．７２の周囲に向けて横向きに噴射
された燃料は、第１、第２噴射孔７１．７２を室７０か
ら吸気通路１に向けて流れるエアによって霧化、気化が
促進される。

さらに、第４図に示す実施例は、第１、第２噴射ノズル
９４．９５の燃料噴射量を調整するため、第２噴射ノズ
ル９５に至る一方の分岐通路７３ ｂの途中に、ダイヤ
フラム装置９６によって開閉が制御される流量調整弁９
７を設け、流量調整弁９７の開閉で、第１、第２噴射ノ
ズル９４．９５の燃料流量の比をエンジンの運転条件に
応じて設定するようにしてもよい。

この場合、ダイヤフラム装置９６の作動は、吸気通路１
の絞弁２の下流から取出したマニホールド負圧を、ダイ
ヤフラム装置９６の負圧室９６ ａに作用させ、この負
圧室９６ ａと大気室９６ ｂとを仕切るダイヤフラム
９６ Ｃの偏位で、ダイヤフラム９６ Ｃに支持した流
量調整弁９７により、第２噴射ノズル９５側の分岐通路
７３ ｂを開閉するようにし、マニホールド負圧に応じ
て、第１噴射ノズル９４と第２噴射ノズル９５の燃料流
量比を調整する。

この場合には、マニホールド負圧の高い低負荷運転時、
つまり、絞弁低開度運転域には、流量調整弁９７により
第２噴射ノズル９５側を絞ることができ、絞弁２の側面
下部２ａに向けて第１噴射ノズル９４から燃料噴射を行
えるため、それだけ、燃料供給の応答性を良好化できる
。

以上詳細に説明したことがら明らかなように、本考案は
、吸気通路を介設した蝶型絞弁の側面下部に対向させて
設置する第１噴射ノズルの燃料噴射量を絞弁の側面上部
に対向させて設置する第２噴射ノズルの燃料噴射量に比
して多くなるように両ノズルの燃料流量を調整する燃料
流量調整手段を設けた燃料噴射構造を備えたエンジンの
吸気装置を提供するものである。

本考案に係るエンジンの吸気装置によれば、絞弁の側面
を伝って上部から下部に向けて流下する燃料を減少でき
るため、燃料供給の応答性をそれだけ向上させることが
できるうえ、燃料のあと垂れを減少することができ、そ
のうえ燃料の霧化、気化を向上でき、エンジン加速時の
燃料の応答性を高めることができ、未燃成分の発生量の
低減等エミッション性能の向上をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジンの吸気装置の一実施例を
示す全体概略説明図、第２図、第３図、第４図は、各々
本考案の他の実施例を示す要部拡大断面図である。 １・・・・・・吸気通路、２・・・・・・絞弁、２ａ・
・・・・・側面下部、２ｂ・・・・・・側面上部、７４
・・・・・・第１噴射ノズル、７５・・・・・・第２噴
射ノズル、９４・・・・・・第１噴射ノズル、９５・・
・・・・第２噴射ノズル、８４．８５．９６．９７・・
・・・・燃料流量調整手段。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） アクセルペダルに連動して開閉される蝶型絞
   弁を備えるとともに、上記絞弁の側面下部に向って燃料
   を噴射する第１噴射ノズルおよび絞弁の側面上部に向っ
   て燃料を噴射する第２噴射ノズルを絞弁の上流側吸気通
   路に設けてなるエンジンの吸気通路において、 上記第１噴射ノズルから噴射される燃料流量を第２噴射
   ノズルから噴射される燃料流量より多くする燃料流量調
   型手段を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. （２）燃料流量調整手段を、第１噴射ノズル内の燃料通
   路に介設され、第１設定有効通路面積を有する第１オリ
   フイスと、第２噴射ノズル内の燃料通路に介設され、第
   １設定有効面積より小さい第２設定有効通路面積を有す
   る第２オリフイ又とした実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のエンジンの吸気装置。
3. （３）燃料流量調整手段を、第２噴射ノズル内の燃料通
   路の有効通路面積を絞弁低開度運転域において絞る弁装
   置とした実用新案登録請求の範囲第１項記載のエンジン
   の吸気装置。