JPS5934457A - Exhaust gas purifier for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purifier for internal combustion engine

Info

Publication number
JPS5934457A
JPS5934457A JP14398982A JP14398982A JPS5934457A JP S5934457 A JPS5934457 A JP S5934457A JP 14398982 A JP14398982 A JP 14398982A JP 14398982 A JP14398982 A JP 14398982A JP S5934457 A JPS5934457 A JP S5934457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
amplitude
engine
passage
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
JP14398982A
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 JP14398982A priority Critical patent/JPS5934457A/en
Publication of JPS5934457A publication Critical patent/JPS5934457A/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

Landscapes

  • 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 enable stable idling, by detecting the idling state of an engine to change to a smaller second value the amplitude of a drive signal for a solenoid valve for opening and closing an air bleed passage, to decrease the fluctuation width of the air fuel ratio of the engine. CONSTITUTION:When a throttle valve 11 is in the idling position, namely, when an engine is being decelerated, a throttle switch 58 and a first analogue switch 53 are turned on and a second analogue switch 54 is turned off so that a saw- tooth voltage of smaller amplitude is applied to a voltage-current converter 55. As a result, the change width of the cross-sectional area of the opening of a valve port 37 is reduced to decrease the fluctuation width of the air fuel ratio of the engine to diminish the fluctuation of its output torque. Stable idling is thus enabled.

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N販を同時に
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
れるように空燃比酔乍がほぼ理論空燃比であるときに最
も高くなシ、例えば8o/f−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0.06程度
の狭い巾である0通常・ このように80パ一セント以
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
比よシ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濃度検出器
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〇 ところが最近になって、SAE paper A 76
0201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り。
A three-way catalyst is known as a catalyst that can simultaneously reduce three harmful components HC, Co, and N emissions in exhaust gas. The purification efficiency R of this three-way catalyst is highest when the air-fuel ratio is approximately the stoichiometric air-fuel ratio, as shown in FIG.
The air-fuel ratio range in which a purification efficiency of 80% or more can be obtained is usually a narrow range in which the air-fuel ratio is about 0.06. 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. For this reason, in conventional exhaust gas purification systems, an oxygen concentration detector that can determine whether the air-fuel ratio is higher or lower than the stoichiometric air-fuel ratio is installed in the engine exhaust passage, and based on the output signal of this oxygen concentration detector, The air-fuel ratio is controlled to be within the window W. However, an exhaust gas purification device using such 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. However, recently, SAE paper A 76
As described in No. 0201 or Japanese Patent Publication No. 56-4741, the function of the three-way catalyst was gradually elucidated, and it was found that the three-way catalyst had an oxygen retention function. That is, when the air-fuel ratio is on the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst removes oxygen from NOx and reduces the NOx, and retains this removed oxygen, so that the air-fuel ratio becomes less than the stoichiometric air-fuel ratio.

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
によりNOx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)は空燃比全周波数I Hz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紗乍のウィンド
ウW。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がら多
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
味している〇一方、空燃比の変動周波数を低くすると、
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つく酸化還元能
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。
When it comes to the hot side, 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 oxygen retention function described above will reduce NOx and oxidize Co and HC. The action is promoted and high purification efficiency can be obtained. Figure 1 (
b) is ± with respect to the reference air-fuel ratio at the air-fuel ratio total frequency I Hz.
Window W of the standard air-fuel ratio when varied by 1.0. It shows. Window W when the air-fuel ratio is varied at a constant frequency as shown in FIGS. 1(a) and 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 slightly from the stoichiometric air-fuel ratio. If you lower it,
That is, when the air-fuel ratio fluctuation period is lengthened, the oxygen retention capacity of the three-way catalyst becomes saturated, so the oxidation-reduction capacity based on the oxygen retention function decreases, and the purification efficiency of the three-way catalyst decreases. 1st (c
) figure 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.

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1]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。
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 are optimal air-fuel ratio fluctuation periods and fluctuation periods in order to widen the window [1].

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〇
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。
As mentioned above, if the range and frequency of fluctuation of the air-fuel ratio relative to the reference air-fuel ratio are appropriately selected, the window can be widened.
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. If a fuel injection valve is used as a supply system, the variation 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
来の可変ペンチ−り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, in conventional fixed venturi type carburetors, the reference air-fuel ratio fluctuates widely, and in conventional variable pliers type carburetors, the reference air-fuel ratio varies 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 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。可変ベンチュリ型気化器2は気化器ハウシング
6と、ハウジング6内を画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、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、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、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の先端面とスペーサ10間にはベンチュ
リ部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、このケーシング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内には多数のメール16を備えた軸受17が挿入
され、また案内スリーブ15の外端部は盲M18によっ
て閉鎖される。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 type carburetor 2 includes a carburetor housing 6, an intake passage 7 extending in the direction perpendicular to the drawing within the housing 6, a piston 8 that moves laterally within the intake passage 7, and a distal end surface of the suction piston 8. The attached needle 9, the spacer 10 fixed on the inner wall surface of the intake passage 7 facing the tip surface of the piston 3, and the throttle valve 11 provided in the intake passage 7 downstream of the piston 8. and a float chamber 12, and a venturi portion 13 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.
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 mails 16 is inserted into the guide sleeve 15, and the outer end of the guide sleeve 15 is closed by a blind M18. 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.

このようにザクジョンピストン8は軸受17を介してケ
ーシング14によシ支持されるのでサクシボンピストン
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の内部はサクシ四ンピストン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
はザクジョンピストン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。負圧室20はザ
クショア LJ’ストン8に形成されたサクション孔2
3を介してベンチュリ部13に連結され、大気圧室2工
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
In this manner, the suction piston 8 is supported by the casing 14 via the bearing 17, so that 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 piston 8, 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. be done. The negative pressure chamber 20 is a suction hole 2 formed in the Zakushore LJ'stone 8.
3 to the venturi section 13, and the atmospheric pressure chamber 2 is connected to the intake passage 7 upstream of the suction piston 8 through an air hole 24 formed in the carburetor housing 6.

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0計量ジエツト26上流の燃料通路25は下
方に延びる燃料パイf27を介してフロート室】2に連
結され、フロート室12内の燃料はこの燃料パイプ27
を介して燃料通路25内に送り込まれる。更に、スペー
サ10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ザクジ
ョンピストン8に向(7) けて突出している。ニードル9はノズル28および計量
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シ計量され
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 upstream of the zero metering jet 26. The fuel passage 25 is connected to the float chamber 2 via a fuel pipe f27 extending downward, and the fuel in the float chamber 12 is supplied through this fuel pipe 27.
The fuel is sent into the fuel passage 25 through the fuel passageway 25. Furthermore, a hollow cylindrical nozzle 28 arranged coaxially with the fuel passage 25 is fixed to the spacer 10 . This nozzle 28 protrudes into the venturi portion 13 from the inner wall surface of the spacer 10, and the upper half of the tip of the nozzle 28 further protrudes from the lower half toward the compression piston 8 (7). The needle 9 extends through the nozzle 28 and the metering jet 26 , and the fuel is metered into the annular gap formed between the needle 9 and the metering jet 26 from the nozzle 28 into the intake passage 7 .

第2図に示されるようにスペーサ1(1)lJ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2o内に
導びかれる0サクシ、ンピストン8は負王室20と大気
圧室21との圧力差が圧縮はね22のばね力により定ま
るl幻ホ一定圧となるように、即ちベンチュリ部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 that projects horizontally toward the intake passage 7 is formed in the spacer 1 (1) lJ section, and a flow rate between this raised wall 29 and the tip of the suction piston 8 is formed. Control takes place. When engine operation is started, air flows downward in the intake passage 7. At this time, the air flow is restricted between the suction piston 8 and the raised wall 29, so negative pressure is generated in the venturi portion 13, and this negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 2o through the suction hole 23. , the piston 8 is operated so that the pressure difference between the negative pressure chamber 20 and the atmospheric pressure chamber 21 becomes a constant pressure determined by the spring force of the compression spring 22, that is, the negative pressure inside the venturi section 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(8) 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り、このサクシ、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311はU字
形断面形状をなすと共にニードル取付端面30よシもニ
ードル9の先端部に近い側に位置してお9、残シの凹溝
部分31bは上流側端部31mからニードル取付端面3
0までほぼまっすぐに延びる0更に、ニードル9よシも
上流側に位置するサクシ、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、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 suction piston located upstream of the needle 9 (8) is raised from the mounting end surface 30 of the needle 9 toward the tip of the needle 9. , a concave groove 31 extending in the axial direction of the intake passage 7 is formed on the tip end surface of the piston.
is formed. The upstream end 311 of this groove 31 has a U-shaped cross section and is located closer to the tip of the needle 9 than the needle mounting end surface 30, and the remaining groove portion 31b is on the upstream side. Needle mounting end face 3 from end 31m
Furthermore, the cross-sectional shape of the tip of the piston is V-shaped, expanding from the concave groove 31 toward the venturi portion 13. The front end of the 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窒気童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 number of inhaled nitric oxides is small, the raised wall 29 and the inclined wall portions 32a and 32b.

および凹溝上流側端部311Lによってほぼ二等辺三角
形状の吸入空気制御絞り部Kが形成される。
The upstream end portion 311L of the concave groove forms an intake air control constriction portion K having a substantially isosceles triangular shape.

このように吸入空気制御校シ部Kを形成することによっ
てサクションピストン8のリフト量−111吸入空気制
御絞シ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のリフト量ハ吸入空気僅の増大に応
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’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、斯くしてザクジ
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9気量に常時比例することになる。
By forming the intake air control throttle part K in this way, the lift amount of the suction piston 8 - 111 is proportional to the opening area of the intake air control throttle part. It will increase smoothly as the air increases slightly. Furthermore, since the suction piston 8 is supported by the shaft '17, it moves with good response to changes in the amount of intake air, and thus the suction piston 8 moves when the amount of intake air increases. Moves smoothly and responsively. 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 inhalation volume.

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量と
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iIl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
波に比例し、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の移動に影響ヲ与えることがなく、
斯くしてザクジョンピストン8は機関温度とは無関係に
吸入空気波の変化に応答性よく移動することができる。
Furthermore, as shown in 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,
As a result, the fuel supplied from the nozzle 28 is immediately supplied into the engine cylinder together with the amount of intake air, so even when the amount of intake air is small, the fuel supplied from the nozzle 28 is immediately supplied into the engine cylinder. Ru. Therefore, even if the intake air iIl increases rapidly as during acceleration operation, the amount of fuel supplied from the nozzle 28 is proportional to the intake air wave as described above, and moreover, the 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 substantially 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.
In this way, the suction piston 8 can move with good responsiveness to changes in the intake air waves, regardless of the engine temperature.

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は/Y 一
定値、例えはほぼ理論空燃比に維持することができる。
Thus, when the variable venturi type 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. The air-fuel ratio can be maintained at approximately the stoichiometric air-fuel ratio.

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はエアブリード通路
35およびエアブリードジェット36を介して隆起壁2
9上流の吸気通路7内に連結され、このエアブリード通
路35内にはりニアソレノイド弁40によって開口面積
が制御される弁ボート37が形成される。
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 is connected to the raised wall 2 via an air bleed passage 35 and an air bleed jet 36.
A valve boat 37 is connected to the intake passage 7 upstream of the air bleed passage 35 and has an opening area controlled by a solenoid valve 40 formed within the air bleed passage 35 .

リニアソレノイド弁40は弁ポート37の開口面積を制
御する弁体41と、弁体41に連結された可動プランジ
ャ42と、可動プランジャ42を吸引するだめのソレノ
イド43とを具備し、ソレノイド43はソレノイド駆動
回路゛50に接続される。このリニアソレノイド弁40
ではソレノイド43を流れる電流に比例した距離だけ可
動プランツヤ42が移動し1、ソレノイド43を流れる
電流が増大するにつれて弁体41が右方に移動する。
The linear solenoid valve 40 includes a valve body 41 that controls the opening area of the valve port 37, a movable plunger 42 connected to the valve body 41, and a solenoid 43 that sucks the movable plunger 42. It is connected to the drive circuit '50. This linear solenoid valve 40
Then, the movable plunger 42 moves by a distance proportional to the current flowing through the solenoid 43, and as the current flowing through the solenoid 43 increases, the valve body 41 moves to the right.

従って、弁ポート37の開口面積はソレノイド43を流
れる電流に比例して変化することになる。
Therefore, the opening area of the valve port 37 changes in proportion to the current flowing through the solenoid 43.

ソレノイド駆動回%50は第6図(、)に示すよりな1
 エizから2Hzの周波数の鋸歯状電圧を発生する第
1の鋸歯発生器51と、同様に第5図(、)に示すよう
なIHzから2Hzの周波数の鋸歯状電圧を発生する第
2の鋸歯発生器52と、第1鋸歯発生器51の出力端子
に接続された第1のアナログスイッチ53と、第2の鋸
歯発生器52の出力端子に接続された第2のアナログス
イッチ54と、第1アナログスイツチ53と第2アナロ
グスイ、チ54の出力端子に接続された電圧電流変換器
55とを具備し、この電流電圧変換器55の出力端子は
ソレノイド43に接続される。上述したように第1鋸歯
発生器51と紀2鈴歯発生器52とはほぼ同じ周波数I
Hzから2Hzの鋸歯状電圧を発生するが第5図(a)
および第6図(、)かられかるように第1鋸歯発生器5
1の鋸歯の振幅のほうが第2鋸歯発生器52の鋸歯の振
幅よ如も小さい。前述したように弁ポート37の開口面
積はソレノイド43’i流れる電流に比例し、ソレノイ
ド43に供給される電流は鋸歯発生器51.52の出方
電圧に比例するので弁ポート37の開口面積の増減中は
鋸歯発生器51.52が発生する鋸歯の振幅に比例する
ことがわかる。
The solenoid drive times %50 is 1 as shown in Figure 6 (,).
A first sawtooth generator 51 that generates a sawtooth voltage with a frequency of A to 2Hz, and a second sawtooth generator 51 that generates a sawtooth voltage of a frequency of IHz to 2Hz, as shown in FIG. a first analog switch 53 connected to the output terminal of the first sawtooth generator 51; a second analog switch 54 connected to the output terminal of the second sawtooth generator 52; A voltage-current converter 55 is connected to the output terminals of an analog switch 53 and a second analog switch 54, and the output terminal of the current-voltage converter 55 is connected to the solenoid 43. As mentioned above, the first sawtooth generator 51 and the second belltooth generator 52 have almost the same frequency I.
A sawtooth voltage from Hz to 2Hz is generated as shown in Figure 5(a).
and the first sawtooth generator 5 as shown in FIG.
The amplitude of the sawtooth of the second sawtooth generator 52 is smaller than the amplitude of the sawtooth of the second sawtooth generator 52. As mentioned above, the opening area of the valve port 37 is proportional to the current flowing through the solenoid 43'i, and the current supplied to the solenoid 43 is proportional to the output voltage of the sawtooth generator 51,52. It can be seen that during the increase and decrease it is proportional to the amplitude of the sawtooth generated by the sawtooth generators 51,52.

一方、第2図に示されるようにスロットル弁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58が連結され、このスロットルスイッチ58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
る。第1アナログスイツチ53はアイドルスイッチ58
の出力信号によシ直接制御され、第2アナログスイツチ
54はインバータ57を介してアイドルスイッチ58の
出力信号により制御される。従って、スロットル弁11
がアイドリング位置にあると、即ちアイドリンク運転時
には第1アナログスイツチ53が導通状態となシ、第2
アナログスイツチ54が非導通状態となるので第6図(
、)に示すような振幅の小さな鋸歯状電圧が電圧電流変
換器55に印加される。一方、スロットル弁11がアイ
ドリング位置にないときには第1アナログスイツチ53
が非導通状態となシ、第2アナログスイツチ54が導通
状態となる。従って、このとき第5図(、)に示すよう
な振幅の大きな鋸歯状電圧が電圧電流変換器55に印加
される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, a throttle switch 58 is connected to the throttle valve 11 and responds to the opening/closing operation of the throttle valve 11, and this throttle switch 58 is turned on when the throttle valve 11 is in the idling position. The first analog switch 53 is an idle switch 58
The second analog switch 54 is controlled by the output signal of the idle switch 58 via an inverter 57. Therefore, the throttle valve 11
When the analog switch 53 is in the idling position, that is, during idle-link operation, the first analog switch 53 is not conductive, and the second
Since the analog switch 54 becomes non-conductive, the state shown in FIG. 6 (
, ) is applied to the voltage-current converter 55 with a small amplitude sawtooth voltage. On the other hand, when the throttle valve 11 is not in the idling position, the first analog switch 53
is in a non-conducting state, and the second analog switch 54 is in a conducting state. Therefore, at this time, a sawtooth voltage with a large amplitude as shown in FIG. 5(,) is applied to the voltage-current converter 55.

スロットル弁11がアイドリング位置にないときには上
述したように第5図(−)に示すような振幅の大きな鋸
歯状電圧が電圧電流変換器55に印加される。このとき
弁体41は全開位置と全閉位置との間を往復して弁ポー
ト37の開口面積を鋸歯状に変化せしめる。このように
升ポート開口面積が鋸歯状に変化するとエアブリード孔
34から燃料通路25内に供給される空気量も鋸歯状に
変化するので機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比し乍は第5(b)図に示されるように波状に滑らかに
変化することになる。エアブリードジェット36および
弁ポート370寸法はりニアソレノイド弁400弁体4
1が弁ポート37の流れ面積を繰返し増大減少したとき
に機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比の平均値
が第5(b)図に示されるようにほぼ理論空燃比とな)
、空燃比の変動巾が理論空燃比に対してほぼ±0.2か
ら±1.0と力るように定められる。従って機関温度お
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はIHzから2Hzの周波数でも
って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、しかもと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の酸系保持機能を利用して高い浄化効率を得
ることができる。更に、第5(b)図に示されるように
空燃比が滑らかに変動するので燃焼状態が急激に変化す
ることがなく、斯くして機関の運転状態にかかわらずに
常時安定した燃焼を確保することができる。
When the throttle valve 11 is not in the idling position, a sawtooth voltage with a large amplitude as shown in FIG. 5 (-) is applied to the voltage-current converter 55, as described above. At this time, the valve body 41 reciprocates between the fully open position and the fully closed position to change the opening area of the valve port 37 in a sawtooth pattern. When the opening area of the port changes in a sawtooth pattern as described above, the amount of air supplied from the air bleed hole 34 into the fuel passage 25 also changes in a sawtooth pattern, so that the air-fuel ratio of the mixture supplied into the engine cylinder changes. As shown in FIG. 5(b), it changes smoothly in a wave-like manner. Air bleed jet 36 and valve port 370 Dimensions Near solenoid valve 400 Valve body 4
1 repeatedly increases and decreases the flow area of the valve port 37, the average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder becomes approximately the stoichiometric air-fuel ratio as shown in FIG. 5(b))
, the fluctuation width of the air-fuel ratio is determined to be approximately ±0.2 to ±1.0 with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, regardless of engine temperature and engine operating conditions, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinders is approximately within the range of ±0.2 to ±1.0 with respect to the stoichiometric air-fuel ratio at frequencies from IHz to 2Hz. The average value of the original air-fuel ratio is
(b) Window W in the figure. Therefore, high purification efficiency can be obtained by utilizing the acid system retention function of the ternary monolith catalyst 5. Furthermore, as shown in Figure 5(b), since the air-fuel ratio fluctuates smoothly, the combustion state does not change suddenly, thus ensuring stable combustion at all times regardless of the operating state of the engine. be able to.

一方、アイドリンク運転時には前述したように第6図(
、)に示すような振幅の小さな鋸歯状電圧が電圧電流変
換器55に印加される。従ってこのときには弁ポート3
7の開口面積の増減中が小さくなるためには第6図(b
)に示されるように空燃比給乍の変動巾が狭くなる。空
燃比が変動すればそれに伴なって機関出力トルクが変動
するが搭乗者が感じる出力トルクの変動はアイドリンク
運転時のときに最も激しくなる。従ってアイドリンク運
転時に空燃比ヤ乍の変動l]を狭くすると浄化効率は若
干低下するが出力トルクの変動が小さくなるために安定
したアイドリング運転を得ることができる。なお、アイ
ドリング運転時には機関シリンダ内に供給される吸入空
気の絶対量が少なく、従って排気マニホルド3内に排出
される排気ガス中の有害成分の絶対量が少ないために浄
化効率が若干低下しても大気中に放出される有害成分の
絶対量は少なく、斯くしてアイドリング運転時であって
も大気中に放出される排気ガス量を低く抑えることがで
きることには変9はない。
On the other hand, during idling operation, as mentioned above, as shown in Figure 6 (
, ) is applied to the voltage-current converter 55 with a small amplitude sawtooth voltage. Therefore, in this case, valve port 3
In order to reduce the increase and decrease of the aperture area in Fig.
), the range of fluctuation in air-fuel ratio supply becomes narrower. If the air-fuel ratio fluctuates, the engine output torque will fluctuate accordingly, but the fluctuations in the output torque felt by the passenger are most severe during idle-link operation. Therefore, if the air-fuel ratio fluctuation l] is narrowed during idling operation, the purification efficiency will decrease slightly, but since the fluctuation in output torque will be reduced, stable idling operation can be obtained. Note that during idling, the absolute amount of intake air supplied into the engine cylinders is small, and therefore the absolute amount of harmful components in the exhaust gas discharged into the exhaust manifold 3 is small, so even if the purification efficiency slightly decreases. The absolute amount of harmful components released into the atmosphere is small, and thus the amount of exhaust gas released into the atmosphere can be kept low even during idling operation.

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シ、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中を狭めることによっ
て安定したアイドリング運転を得ることができる。
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 significantly. 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, stable idling can be achieved by narrowing the period during which the air-fuel ratio fluctuates during idling.

【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、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、第6図は空燃比の
変動を示す線図である。 2・・・気化器、8・・・ザクジョンピストン、9・・
・ニードル、25・・・燃料通路、28・・・ノズル、
35・・・エアブリード通路、40・・・リニアンレノ
イド弁、58・・・アイドルスイッチ〇 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 背 木   朗 弁理士西舘和之 弁理士 中 山 恭 介 9P理士 山  口  昭  之 (19)
Fig. 1 is a diagram showing exhaust gas purification efficiency, Fig. 2 is a side sectional view of the engine intake and exhaust system, Fig. 3 is a plan view taken along the arrow ■ in Fig. 2, and Fig. 4 is a diagram showing the spool and piston. FIG. 5 is a diagram showing fluctuations in the air-fuel ratio, and FIG. 6 is a diagram showing fluctuations in the air-fuel ratio. 2... Carburetor, 8... Zakujon Piston, 9...
・Needle, 25...Fuel passage, 28...Nozzle,
35...Air bleed passage, 40...Linear renoid valve, 58...Idle switch〇Patent applicant Toyota Motor Corporation Patent application representative Patent attorney Akira Segi Patent attorney Kazuyuki Nishidate Patent attorney Kyosuke Nakayama 9P Physician Akira Yamaguchi (19)

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、
はぼI Hzから2Hzの一定周波数で変動しかつ互に
異なる少くとも2つの振幅を有する駆動信号を発生可能
な駆動信号発生回路を具備し、該エアブリード通路内に
該駆動信号に応動してIHzから2Hzの一定周波数で
エアブリード通路の開口面積を増大減少せしめると共に
該開口面積の増大減少中が上記振幅に比例した電磁弁を
設け、上記駆動信号が第1の振幅を壱するときは空燃比
が平均値に対してほぼ±0.2から±1.0の間で周期
的に変動しかつ空燃比の平均値がほぼ理論空燃比となる
ようにエアブリード通路の流路面積を定め、更に機関ア
イドリング運転状態を検出可能なアイドリンク運転検出
器を上記駆動信号発生回路に接続して機関アイドリンク
運転時に上記駆動信号の振幅を上記第1振幅から第1振
幅よシも振幅の小さな第2の振幅に切換えるようにした
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,
The air bleed passage includes a drive signal generating circuit capable of generating a drive signal that varies at a constant frequency of 1 Hz to 2 Hz and has at least two mutually different amplitudes; A solenoid valve is provided that increases or decreases the opening area of the air bleed passage at a constant frequency of IHz to 2Hz, and is proportional to the amplitude while the opening area is increasing or decreasing, and when the drive signal exceeds the first amplitude, the valve The flow area of the air bleed passage is determined so that the fuel ratio periodically varies between approximately ±0.2 and ±1.0 with respect to the average value, and the average value of the air-fuel ratio is approximately the stoichiometric air-fuel ratio, Furthermore, an idle-link operation detector capable of detecting the engine idling operation state is connected to the drive signal generation circuit, and the amplitude of the drive signal is changed from the first amplitude to the first amplitude, which is smaller than the first amplitude, during engine idle-link operation. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine configured to switch to an amplitude of 2.
JP14398982A 1982-08-21 1982-08-21 Exhaust gas purifier for internal combustion engine Pending JPS5934457A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14398982A JPS5934457A (en) 1982-08-21 1982-08-21 Exhaust gas purifier for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14398982A JPS5934457A (en) 1982-08-21 1982-08-21 Exhaust gas purifier for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5934457A true JPS5934457A (en) 1984-02-24

Family

ID=15351713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14398982A Pending JPS5934457A (en) 1982-08-21 1982-08-21 Exhaust gas purifier for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5934457A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3942493A (en) Fuel metering system
US3842600A (en) Exhaust cleaning apparatus for internal combustion engines
JPS6114327B2 (en)
JPS5934457A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
US4224911A (en) Apparatus for controlling the amount of secondary air fed into an internal combustion engine
JPS5910724A (en) Exhaust emission control device for internal-combustion engine
JPS5934456A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934468A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS6213510B2 (en)
US4506644A (en) Exhaust gas-purifying device of an internal combustion engine
JPS5934463A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934459A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934467A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5993950A (en) Exhaust-gas purifier for internal-combustion engine
JPS5934465A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934466A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5912114A (en) Exhaust gas purifying device of internal combustion engine
JPS5934464A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934460A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5993951A (en) Exhaust-gas purifier for internal-combustion engine
JPS5934461A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934458A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934462A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5934455A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JPS5993949A (en) Exhaust-gas purifier for internal-combustion engine