JPS5985464A

JPS5985464A - 可変ベンチユリ気化器

Info

Publication number: JPS5985464A
Application number: JP19649882A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nagai; 永井　規; Tadahiro Yamamoto; 忠弘山本; Takeshi Nakamura; 健中村; Mitsumasa Inoue; 井上　光正
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1984-05-17
Also published as: DE3340375A1; GB2132277A; GB8329769D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）技術分野本発明は、可変ベンチュリ気化器、特にＳＵ気化器に関
する。

（２）従来技術従来の可変ベンチュリ気化器としては、例えば、吉田隆
著「気化器の理論と実際」　（鉄道日本社発行）に記載
されたものが知られており、第１．２図のように示され
る。可変ベンチュリ気化器は、吸気通路ｌの絞り弁２上
流側に配設されており、ベンチュリ固定部３と、該固定
部３との間でベンチュリ部４を形成するヘンチュリ可動
部５と、を有している。

ベンチュリ固定部３は吸気通路１に対し直角で帯状に延
びた突部６を有しており、突部６の中央に形成された孔
内にはノズルガイド７が挿入されている。ノズルガイド
７の先端部にはアイドルアジャストナツト８が螺合され
ており、アイドルアジャストナンド８と吸気管９との間
にはスプリング１０が縮装されている。ノズルガイド７
内にはその一端にノズル１１の形成されたノズルボディ
１２が摺動自在に収納されており、ノズルボディ１２の
他端部にはレバー１３の取付けられたコネクタ１４が螺
合されている。レバー１３は、機関始動時に、自動ある
いは手動にてノズルボディ１２を図中下方へ押し下げる
ものであり、コネクタ１４は図示しないスプリングによ
り常時図中上方に付勢されている。ノズルボディ１２内
にはノズル１１に連通する油孔１５が形成されており、
コネクタ１４および燃料パイプ１６を通してフロート室
１７から燃料が供給される。フロート室１７内には図示
しない燃料タンクがらニードルバルブ１８を介して燃料
が供給され、フロート室１７に供給された燃料量に応じ
てフロート１９がｆｌ動してニードルバルブ１８を開閉
する。したがって、フロート室１７内の燃料量が一定に
保たれ、ノズルボディ１２には常に所定レヘルまで燃料
がフロート室１７から供給される。上記フロート室１７
がら燃料バイブ１６、コネクタ１４および油孔Ｉ５まで
は燃料通路２０を構成している。

一方、ヘンチュリ可動部５は、前記固定部３に対向する
位置に配設されたサクションシリンダ２Ｉと、サクショ
ンシリンダ２１内に摺動自在に収納されサクションシリ
ンダ２１内を大気室２２と負圧室２３とに区画するサク
シジンピストン２４と、を有しており、サクションビス
１−ン２４の下端面と固定部３とはその間にベンチュリ
部４を形成している。前記大気室２２には大気圧通路２
５を通して大気圧が導入され、前記負圧室２３にはサク
ションピストン２４に形成されたザクジョンホール２６
等通してヘンチュリ部４下流側のベンチュリ負圧が導入
されている。そして、ザクジョンピストン２４は負圧室
２３内に縮設されたザクジョンスプリング２７により固
定部３方向に付勢されている。したがって、サクション
ピストン２４は大気室２２と負圧室２３との圧力差およ
びザクジョンスプリング２７の付勢力とザクジョンピス
トン２４の重量との釣り合い関係によって移動して、固
定部３に対して、接近・離隔する。このザクジョンピス
トン２４の先端には先細り状のジェットニードル２８が
取付けられており、このジェットニードル２８は前記ノ
ズル１１内を貫通している。したがって、ノズルボディ
１２のノズル１１部分にはジェットニードル２８との間
に環状の計量部が形成され、この計量部の通路面積はサ
クションピストン２４が固定部３から離隔するに従って
増大する。なお、２９はサクションピストン２４の急上
昇を抑制するとともに吸気の脈動によるサクションピス
トン２４の振動を防止するオイルダンパである。

この可変ベンチュリ気化器にあっては、吸気量に対応し
てベンチュリ部４に発生するベンチュリ負圧によりサク
ションピストン２４が固定部３に対して接近あるいは離
隔し、このサークジョンピストン２４の移動に伴って計
量部の通路面積が変化する。したがって、吸気量に対応
した量の燃料が燃料通路２０から計量部を通して吸気通
路１に吸出され、混合気の空燃比が一定に保たれる。

しかしながら、このような従来の可変ベンチュリ気化器
にあっては、吸気量によってサクションピストンのリフ
ト量が定まり、このサクションピストンのリフト量によ
り計量部、すなわちジェットニードルとノズルとの間の
通路面積が定まる構成となっていたため、吸気量により
一義的に空燃比が決定されていた。したがって、同一吸
気量で異な゛る空燃比を要求する各種運転状態に対応し
た適切な量の燃料を供給することができないという問題
点があった。すなわち、低回転高負荷時には出力重視混
合気として１１〜１３の空燃比が要求され、一方同一吸
気量の中高回転低負荷時には経済重視混合気として前者
よりも希薄な空燃比が要求されるが、従来の可変ヘンチ
ュリ気化器にあっては、これら両運転状態において同一
の空燃比となり、運転状態に対応した適切な量の燃料を
供給することができず、要求空燃比を満足させるごとが
できない。

（３）発明の目的そこで、本発明は、ノズルを複数個直列に配設するとと
もに各ノズルに燃料を供給する通路を形成し、機関の運
転状態に応して燃料流量を規制するノズルを選定すると
ともに該ノズルに供給する燃料流量を制御することによ
り、機関の運転状態に対応した適切な量の燃料を供給し
て要求空燃比を満足させることを目的としている。

（４）発明の構成本発明の可変ベンチュリ気化器は、吸気通路の絞り弁上
流側に設けられた固定部と、固定部に配設され吸気通路
に燃料を供給するノズルと、ノズルに燃料を供給する燃
料通路と、固定部との間でベンチュリ部を形成するとと
もにベンチュリ部の負圧により固定部に対して接近・離
隔移動してヘンチュリ面積を可変とするサクションピス
トンと、先端部がノズルに遊挿されサクションピストン
の移動に応じてノズル開口面積を変化させるジェットニ
ードルと、を備えた可変ベンチュリ気化器において、前
記ノズルを直列に複数個配列するとともに、各ノズル間
と前記燃料通路とを補助燃料通路で連通し、補助燃料通
路の通路面積を機関の運転状態Ｇこ基づいて制御するこ
とにより、機関の各種運転状態に適切な量の燃料を供給
するものである。

（５）実施例以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の第１実施例を示す図であり、ヘンチュ
リ固定部の拡大図である。第３図において、３１は吸気
管３２に形成された吸気通路３３の絞り弁（図示ゼず）
上流側に配設されたヘンチュリ固定部であり、固定部３
１は吸気道［ｉ！＆　３３の流れ方向（矢印Ａで表示）
に対して直角で帯状に延びた突部３４を有している。突
部３４の中央には孔３５が形成されており、孔３５内に
は第１ノズル３６の形成された第１ノズルホデイ３７と
第２ノズル３８の形成された第２ノズルボデイ３９と力
え挿入されている。第１ノズルボデイ３７υこ（シＥ第
１ノズル３６および第２ノズル３８に連通ずる第１浦孔
４０が形成されており、第２ノズルｄｉディ３９４こは
第２ノズル３８に連通ずる第２油孔４１が形成されてい
る。第２油孔４１にはフロート室４２から燃料バイブ４
３およびコネクタ４４を通して燃料が供給されており、
これらフロート室４２、燃料パイプ４３、コネクタ４４
および第２油孔４１は燃料通路４５を構成している。第
２ノズルボデイ３９には透孔４６が形成されており、こ
の透孔４６を通して第２油孔４１、すなわち、燃料通路
４５に連通ずるとともに第１油孔４０、ずなわち第１ノ
ズル３６に連通ずる補助燃料通路４７が吸気管３２に形
成されている。そして、補助燃料通路４７には該通路４
７を開閉する制御弁４８が配設されており、制御弁４８
は、その一端部が補助燃料通路４７内に突出した弁体４
９をスプリング５０とソレノイドコイル５１の作用で移
動することにより、補助燃料通路４７を開閉する。すな
わち、弁体４９はスプリング５０により補助燃料通路４
７を閉じる方向に付勢されており、ソレノイドコイル５
１は、通電されると、スプリング５０の付勢力に打ちか
って弁体４９を吸引して補助燃料通路４７を開く。そし
て、ソレノイドコイル５１への通電は負圧スイッチ機構
５２により制御されている。すなわち、負圧スイッチ機
構５２は、ダイヤフラム５３によりケーシング５４内が
負圧室５５と大気室５６とに区画されており、大気室５
６には固定接片５７とソレノイドコイル５１に連続され
た可動接片５８よりなるスイッチ５９が配設されている
。可動接片５７はダイヤフラム５３に連結されており、
負圧室５５にはダイヤフラム５３を大気室５６側に付勢
するスプリング６ｏが縮設されているとともに吸気管負
圧が導入されている。したがって、負圧スイッチ機構５
２は、吸気管負圧が所定負圧を超えていると、スプリン
グ６０がダイヤフラム５３とともに可動接片５７を固定
接片５８方向に移動してスイッチ５９を閉し、ソレノイ
ドコイル５１に通電する。そして、吸気管負圧が所定負
圧以下に下がると、この負圧によりダイヤフラム５３と
ともに可動接片５７が移動してスイッチ５９を開き、ソ
レノイドコイル５１への通電を停止する。その結果、第
１ノスル３Ｇと第２ノズル３８との間と燃料通路４５と
を連通ずる補助燃料通路４７は機関の運転状態（本実施
例の場合、吸気管負圧）に基づいて開閉される。

一方、前記第１ノズル３６および第２ノズル３８には先
細り状のジェットニードル６Ｉが遊挿されており、第１
ノズルボデイ３７の第１ノズル３６および第２ノズルボ
デイ３９の第２ノズル３８の各部分にはジェットニード
ル６１との間に、それぞれ環状の第１計量部６２と第２
計量部６３とが形成されている。そして、第１ノズル３
６の経は第２ノズル３８の径より大きく形成されており
、第１計量部６２の通路面積は第２計量部６３の通路面
積よりも大きい。また、ジェ・／トニードル６１は図示
しないザクジョンピストンに取付けられており、サクシ
ョンピストンと固定部３１との間にヘンチュリ部６４を
形成している。そして、サクションピストンはヘンチュ
リ部６４の負圧により固定部３１に対して接近・離隔移
動し、このザクジョンピストンの移動に伴って、ジェッ
トニードル６１が図中上下方向に移動する。ジェットニ
ードル６１が移動することにより、第１計量部６２およ
び第２計量部６３の通路面積が変化する。その変化は、
ジェットニードル６１が先細り状に形成されているため
、ジェットニードル６】が図中上方へ移動するとき、各
通路面積が増大するような変化である。

次に作用を説明する。

機関は同一吸気量であっても運転状態によって要求する
空燃比は違っている。例えば、第４図において、等吸気
量線上に位置するＡ、Ｂ各運転状態にあっては、吸気管
負圧の大きい運転状態Ａは第５図に領域Ｃで示ず薄い空
燃比（経済性重視空燃比：１８前後）を必要とし、吸気
管負圧の小さい運転状態Ｂは第６図に領域りで示す濃い
空燃比（出力重視空燃比：Ｉ］、５前１＆）を必要とす
る。なお、第５図は、エンジンスピード２００Ｏｒｐｍ
一定の場合の空燃比に対する１−ルクおよび燃料消費率
の関係を示している９そこで、所定負圧を境として制御
弁４８を開閉することにより機関の各種運転状態におい
て要求する空燃比を満足させるようにしたのが本実施例
である。吸気管負圧が所定負圧以下に下がると、スイッ
チが開いてソレノイドコイル５１への通電が遮断され、
制御弁４８は補助燃料通路４７を閉じる。また、吸気管
負圧が所定負圧より高くなると、スイッチ５９が閉じて
ソレノイドコイル５１に通電され、制御弁４８は開く。

ここで、本実施例の可変ヘンチュリ気化器を、第６図の
ように、模式図で表し、第１計量部６２について、その
通路面積をＡ□、その流量係数を０１、その下流側圧力
（ヘンチュリ負圧に略等しい）をＰ３、第２計量部６３
について、その通路面積をＡ２、その流量係数をＣ２、
その上流側圧力（燃料通路４５内の圧力）をＰ工とする
と、制御弁４８が閉じている場合と、開いている場合の
吸気通路３３に吸出される各燃料流量）ここで、ｇば重力の加速度、とは燃料密度であり、Ｘば
次式で与えられる。

Ｃ＋Ａ＋ＣｚＡｚ　　　　　　　　（３１制御弁４８が閉じているときの燃料流量ＱＡは、（１）
式と（３）式から明らかなように、第１計量部６２と第
２計量部６３の双方の影響を受ける。この場合、第２計
量部６３の通路面積Ａ２に対する第１針量部６２の通路
面積Ａ１の面積比Δ１／Ａ２と第２計量部６３を通過す
る燃料流量ＱＡ２に対する第１計量部６２を通過する燃
料流量ＱＡ□の流量比ＱＡｔ／ＱＡ２　と、は第７図に
示すような関係がある。例えば、面積比力月、２の場合
、流量比は０．７７となり、最終的に第１計量ｉ’＋ｌ
（６２から吸出される燃料流量ＱＡ□は、第１ノズル３
６が無い場合、ずなわら、第１計■部６２の通路面積Ａ
１が第２計量部６３の通路面積Ａ２に比べて無視できる
程度に大きい場合の燃料流量の０．７７倍となる。

一方、制御弁４８が開いているときの燃料流量ＱＢは、
（２）式から明らかなように、第１ｉ１＋量部６２のみ
で決定され、上記例の場合、第２ｉ４ｔｈｔ部６３のみ
のときの燃料流量の１．２倍となる。

したがって、制御弁４８が開いている場合の燃粁梳量Ｑ
Ｂは制御弁４８が閉じている場合の燃料流量ＱＡの面積
比／流量比倍となり、面積比Ａｌ／Ａ２を適当に設定す
ることにより、同一吸気量に対して機関の要求する経済
性重視空燃比と出力重視空燃比をともに得ることができ
る。

ずなわら、上記例の場合、面積比／流量比−１゜５６で
あるから、第４図の運転状態Ａの空燃比を１８（領域Ｃ
）に設定すると、運転状態Ｂでは空燃比１１．５　（領
域も）を得ることができる。

第８図は、本発明の第２実施例を示す図であり、本実施
例の説明にあたり、第１実施例の構成と同一構成部分に
は同一符号のみを付してその説明を省略する。通常、機
関の要求する空燃比は機関の暖機状態により第９図に示
すように変化する。そこで、本実施例は補助燃料通路４
７の通路面積を機関の暖機状態に応じて変化する制御弁
７Ｉを配設している。すなわち、制御弁７１の弁体７２
はスプリング７３により補助燃料通路４７を開く方向に
付勢されているとともにサーモワックス７４の熱膨張に
よる付勢力を補助燃料通路４７を閉しる方向に受けてお
り、サーモワックス７４は、サーモワックス７４を包囲
する冷却水室７５に導入される機関冷却水の温度に応し
て体積変化する。したがって、制御弁７１は冷却水温の
低いときは補助燃料通路４７を大きく開き、冷却水温の
上昇に伴って補助燃料通路４７を閉していく。その結果
、本実施例の可変ヘンチュリ気化器は機関の暖機状態に
応して要求する空燃比を満足させることができる。

第１０図は、本発明の第３実施例を示す図であり、本実
施例の説明にあたり、第１実施例の構成と同一構成部分
には同一符号のみをイ・］シてその説明を省略する。８
１は補助燃料通路４７を開閉制御する電磁制御弁であり
、電磁制御弁８１は、その一端部が補助燃料通路４７に
挿入された弁体８２と、弁体８２が補助燃料通路４７を
閉しる方向に付勢するスプリング８３と、通電されると
弁体８２が補助燃料通路４７を開く方向に吸引するソレ
ノイド−コイル８４と、を有している。このソレノイド
′コイル８４には所定周波数を有しデユーティ比制御さ
れたパルス信号が入力され、このデユーティ比制御は、
第１１図に模式図で示す方法で行われている。すなわち
、機関の運転状態を表示する各種信号、例えば、燃焼圧
力、機関冷却水温度、排気酸素濃度、振動加速度等を表
示する信号、が制御ユニット８５に入力されており、制
御ユニット８５ばこれら機関の運転状態を表示する各種
信号値を機関の要求する空燃比が満足されているときの
上記各信号値と比較する。そして、制御ａＯユニット８
５は要求する空燃比が満足されているときの信号値に入
力信号値が一致するように電磁制御弁８１を開閉するデ
ユーティ比制御したパルス信号を出力する。このパルス
信号は所定周波数を有し、そのパルス幅をデユーティ比
制御した信号で、例えば、濃い空燃比を必要とする場合
は、第１３ａ図に示すように電鍵制御弁８１が開となる
ＯＮ時間ｔＯが閉となるＯＦＦ時間ｔｃよりも長く制御
され、薄い空燃比を必要とする場合は、第１３ｂ図に示
すように、ＯＮ時間ｔｏがＯＦＦ時間ｔｃよりも短く制
御される。したがって、電磁制御弁８１ばパルス信号の
ＯＮ時間が長くなるほどその平均的開弁時間が長くなり
、空燃比が濃くなる。その結果、本実施例の可変ベンチ
ュリ気化器によれば、空燃比を機関の運転状態に応じて
連続的に変えることができ１機関の要求する空燃比を常
に適切に満足させることができる。

なお、上記各実施例は、吸入負圧の小さい始動時におい
ても補助燃料通路４７を開くことにより燃料供給量を増
加して、始動時の源い空燃比を満足させることができる
。また、ノズルの数は２個に限ったものではなく、２個
以上配設ずれば、その空燃比制御はより精度が向上する
。

（６）効果本発明によれば、機関の運転状態に応した適切な量の燃
料を供給するご七ができ、常に機関の要求する空燃比を
満足させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は従来の可変ヘンヂュリ気化器を示す図であ
り、第１図はその正面断■■１図、第２図はその側面図
、第３図〜第７図は本発明の可変ベンチュリ気化器の第
１実施例を示す図であり、第３図はそのベンチュリ固定
部の断面図、第４図は機関の回転スピードとトルクとの
関係により機関の運転状態を示した図、第５図は空燃比
に対するトルクと燃料消費率との関係を示した図、第６
図はその模式図、第７図はその補助燃料通路が開いてい
る場合の計量部の面積比と流量比との関係を示した図、
第８図は本発明の可変ヘンチュリ気化器の第２実施例を
示すベンチュリ固定部の断面図、第９図は機関の冷却水
温度と要求空燃比との関係を示す図、第１０〜第１２図
は本発明の可変ベンチュリ気化器の第３実施例を示す図
であり、第１０図はそのベンチュリ固定部を示す図、第
１１図はその電磁制御弁の制御を示す模式図、第１２図
はその電磁制御弁へのパルス信号を示し、第１２ａ図は
その開弁時間が長い場合を示し、第１２ｂ図はその開弁
時間が短い場合を示している。３１−−−ベンチュリ固定部、３３−−−一吸気通路、３６−・−−一一第１ノズル、３Ｂ　−−−一第２ノズル、４５−−−−一燃料通路、４７−−−一補助燃料通路、６１−−−−・ジェットニードル、６４−−−−−ヘンチュリ部。特許出願人　　　　　日産自動車株式会社代理人弁理士
有我軍一部第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

吸気通路の絞り弁上流側に設けられた固定部と、固定部
に配設され吸気通路に燃料を供給するノズルと、ノズル
に燃料を供給する燃料通路と、固定部との間でベンチュ
リ部を形成するとともにベンチュリ部の負圧により固定
部に対して接近・離隔移動してベンチュリ面積を可変と
するサクションピストンと、先端部がノズルに遊挿され
サクションピストンの移動に応じてノズル開口面積を変
化させるジェットニードルと、を備えた可変ベンチュリ
気化器において、前記ノズルを直列に複数個配列すると
ともに、各ノズル間と前記燃料通路とを補助燃料通路で
連通し、補助燃料通路の通路面積を機関の運転状態に基
づいて制御するようにしたことを特徴とする可変ヘンチ
ュリ気化器。