JPS6029661Y2 - Ｌｐｇ機関の為の減速時燃料制御装置を備えた燃料供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料とするＬＰＧ機
関の為の燃料供給装置に係る。

ＬＰＧを燃料とするＬＰＧ機関においては、液状にて貯
蔵されているＬＰＧを減圧して気化し、気化されたＬＰ
Ｇを調圧して気化器へ供給する一般にレギュレータと称
される燃料供給装置が設けられている。

かかるレギュレータは、機関の停止中に燃料が流出する
ことを防ぐ安全機構として、一般に吸気管負圧によって
開かれる第一の弁機構と、キャブレタのベンチュリ部に
生ずるベンチュリ負圧によって開かれる第二の弁機構と
を備えており、吸気管負圧がある所定のレベルを越えて
増大すると前記第一の弁機構が開き、スロー系を経て燃
料を供給し、またベンチュリ負圧がある所定のレベルを
越えて増大すると前記第二の弁機構が開き、メイン系を
経て燃料を供給するようになっている。

ところでＬＰＧ機関においても、ガソリン機関における
と同様、降板時の如く長時間に亘ってエンジンブレーキ
状態の運転が行なわれると、不完全燃焼や失火により多
量の未燃焼ガスが大気中に放出され、大気汚染の問題を
生ずると同時に、触媒コンバータ等の排気処理装置が設
けられている場合には、多量の未燃焼戒分が排気処理装
置内にて燃焼されることにより排気処理装置の過熱を生
ずるという問題がある。

かかる問題に対処し、レギュレータは通常減速時にフュ
ーエルカット機構を組込んでいる。

これは前記第−及び第二の弁機構がそれぞれ吸気管負圧
あるいはベンチュリ負圧によって作動するダイヤフラム
弁機構であることに基き、吸気管負圧が長降板時におけ
る如くある所定の時間を越えて所定のレベル以上に増大
したとき、前記第一の弁機構における吸気管負圧が作用
するダイヤフラム室を大気へ開放し、また前記第二の弁
機構におけるベンチュリ負圧が作用するダイヤフラム室
にダイヤフラムを挾んで対向する側のダイヤフラム室に
吸気管負圧を導入する如き構成を有するものである。

この場合、吸気管負圧が所定のレベルを越えて増大した
瞬間より前記第一の弁機構のダイヤフラム室を大気へ開
放しまた前記第二の弁機構の対向ダイヤフラム室に吸気
管負圧を供給するまでの時間遅れは、従来一般に数秒程
度に設定されている。

かかる減速時燃料カット機構を備えたレギュレータによ
って車輌が実際に運転されると、減速状態から加速状態
に復帰する瞬間に車輌に復帰ショックが生じ、しかも通
常の平地走行においても減速状態が数秒の設定時間を越
えて継続することが多い場合には、そのような復帰ショ
ックが頻発するという問題がある。

本考案は、従来のＬＰＧ機関用レギュレータにおける上
述の如き問題に対処し、通常の運転時における復帰ショ
ックの発生を大幅に低減するようにレギュレータを改良
することを目的としている。

かかる目的は、本考案によれば、レギュレータにおける
減速時のスロー系とメイン系の遮断の間に時間遅れを与
え、メイン系の遮断は減速状態が従来の減速時燃料カッ
ト機構に設定されている遅れ時間よりかなり長い時間が
経過した時初めて行なわれるように減速時燃料カット機
構を構成することによって遠戚される。

本考案者は、ＬＰＧ機関の減速時排気ガス特性について
種々の実験的研究を行なった結果から、減速状態の持続
時間が１分間を越えない程度であれば、全ての燃料をカ
ットする必要はなく、スロー系をカットする如き燃料の
部分的カットによって触媒コンバータの如き排気ガス後
処理装置の過熱による障害を問題なく回避することがで
き、またかかる部分的燃料カットの状態から加速状態へ
復帰される時にはほとんど復帰ショックが生じないこと
を見出した。

従って本考案によって上述の如くメイン系のカットをス
ロー系のカットより更に大きな遅れ時間後に行なわせる
ようにすることによって、通常の平地走行時に頻発する
一時的減速に対し触媒コンバータ等の排気ガス後処理装
置に何らの過熱障害を生ずることなく有害未燃焼戒分の
必要な浄化を行ない且つ加速状態に復帰した際における
復帰ショックを実質的に回避することができる。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

添付の図は本考案によるＬＰＧ機関の為の燃料供給装置
すなわちレギュレータの一つの実施例をそれと関連する
機関の吸気系と共に示す概略図である。

図において、１はＬＰＧ機関の吸気管であり、その入口
部２より吸入された空気にそのベンチュリ部３に開口す
る燃料供給ポート４より供給されたＬＰＧ燃料を混入し
、途中にスロットルバルブ５を有する吸気通路６を経て
図には示されていないＬＰＧ機関のシリンダへ供給する
ようになっている。

燃料ポート４は、燃料供給導管７を経て図には示されて
いないＬＰＧボンベより供給されたＬＰＧがレギュレー
タ８及びスロー導管９及び／またはメイン導管１０を経
て供給されるようになっている。

レギュレータ８は燃料供給導管７を経て送られて来る通
常２〜５ｋｏ／ｃｆｆｌ程度の圧力を有するＬＰＧを減
圧して気化させると同時に０．３ｋｏ／ｃｆｔ程度の圧
力に調圧する調圧機構１１、かくして調圧されたＬＰＧ
をスロー導管９へ導くスロー系を開閉制御するスローカ
ット機構１２、及び調圧されたＬＰＧをメイン導管１０
へ導くメイン系を開閉制御するメインカット機構１３を
含んでいる。

調圧機構１１は、燃料供給導管７に通ずる弁ポート１４
、該弁ポートを開閉すべく枢軸１５の周りに回動する弁
要素１６、該弁要素を駆動するダイヤプラム１７、弁ポ
ート１４を含みダイヤフラム１７の一方の側に郭定され
た調圧室１８、ダイヤフラム１７を図にて右方へ押圧す
る圧縮コイルばね１９を含んでおり、調圧室１８内の圧
力の増大に応じて弁要素１６によって弁ポート１４を閉
じることによって調圧室１８内の圧力を０．３ｋｇ／ａ
＋！程度の一定圧力に保持する作用を行なうようになっ
ている。

スローカットｍ１１２は、ダイヤフラム２０、該ダイヤ
フラムの一方の側に郭定されたダイヤフラム室２１、ダ
イヤフラム２０によって駆動される弁要素２２、該弁要
素によって開閉駆動される弁ポート２３、ダイヤフラム
２０及び弁要素２２を図にて右方へ即ち弁ポート２３を
閉じる側へ押圧する圧縮コイルばね２４を含んでおり、
ダイヤプラム室２１に所定レベル以上の負圧が供給され
た時、弁ポート２３を開き、調圧室１８をスロー導管９
へ連通せしめるようになっている。

メインカット機構１３は、調圧室１８に通ずる弁ポート
２５、該弁ポートを開閉すべく枢軸２６の周りに回動す
る弁要素２７、該弁要素に係合してこれを開方向へ駆動
するダイヤフラム２８、弁ポート２５を含みダイヤプラ
ム２８の一方の側に形成されたダイヤフラム室２９、該
ダイヤプラム室にダイヤプラム２８を挾んで対向する他
の一つのダイヤプラム室３０、弁要素２７を弁ポート２
５へ向けて押しつける方向に作用する圧縮コイルばね３
１を有し、ダイヤプラム室２９にメイン導管１０を経て
所定レベル以上のベンチュリ負圧が作用する時、弁ポー
ト２５を開き、調圧室１８よりＬＰＧをメイン導管１０
へ向けて流通せしめるようになっている。

ダイヤプラム室３０は絞りポート３２を経て大気へ開放
されている。

スローカット機構１２のダイヤフラム室２１は導管３３
を経て吸気通路６に開口する負圧取出しポート３４に接
続されていると共に、導管３５、以下に詳細に説明され
る負圧制御弁３６、及び導管３７を経て同じく吸気通路
６に開口する負圧取出しポート３８に接続されている。

負圧制御弁３６はダイヤフラム３９、該ダイヤプラムの
一方の側に郭定されたダイヤフラム室４０、ダイヤフラ
ム３９によって担持された弁要素４１、該弁要素によっ
て開閉制御される弁ポート４２、ダイヤフラム３９及び
弁要素４１を図にて上方へ即ち弁ポート４２を閉じる側
へ押圧する圧縮コイルばね４３、大気ポート４４、弁室
４５、該弁室と絞り通路４６及び逆止弁４７を介して接
続されたダイヤプラム室４８、該ダイヤフラム室内の圧
力に感応するダイヤフラム４９、ダイヤフラム４９を図
にて上方へ押圧する圧縮コイルばね５０、ダイヤフラム
４９によって担持された弁要素５１、該弁要素によって
開閉制御される弁ポート５２、弁要素５１を図にて下方
へ即ち弁ポート５２を閉じる側へ押圧する圧縮コイルば
ね５３、弁室５４、フィルタ５５を含んでいる。

ダイヤプラム室４０は途中に絞り要素５６と逆止弁５７
の並列回路を含む導管５８を経て導管３３の途中に接続
されている。

弁室４５は導管３５を経てスローカット機構１２のダイ
ヤフラム室２１と接続されている。

弁ポート５２は導管３７を経て負圧取出しポート３８と
接続されている。

弁室５４はフィルタ５５及び導管５９を経てメインカッ
ト機構１３のダイヤフラム室３０と接続されている。

かかる構成を有するＬＰＧ機関の為の燃料供給装置は次
の如く作動する。

機関停止時には燃料ポート４及び負圧取出しポート３４
及び３８のいずれにも負圧は作用していない。

かかる状態においては、スローカット機構１２の弁要素
２２は圧縮コイルばね２４の作用によって図にて右方へ
駆動され、弁ポート２３を閉じており、またメインカッ
ト機構１３の弁要素２７は圧縮コイルばね３１の作用に
よって弁ポート２５を閉じており、従ってスロー系及び
メイン系のいずれも遮断された状態にある。

機関がアイドリング乃至スロー状態にて運転されている
時には、ベンチュリ部３を通って流れる吸気の流量は小
さく、燃料ポート４に作用するベンチュリ負圧は非常に
小さいので、燃料ポート４よりメイン導管１０を経てメ
インカット機構１３のダイヤフラム室２９に作用する負
圧は非常に小さく、従ってダイヤフラム２８は圧縮コイ
ルばね３１の作用によりダイヤプラム室２９の側よりダ
イヤプラム室３０の側へ向けて充分に変位されると同時
にこの圧縮コイルばね３１の作用によって弁要素２７は
弁ポート２５に対し押付けられており、メインカット機
構１３を含むメイン系は遮断された状態にある。

一方かかる運転状態に於ては、スロットルバルブ５の下
流側には比較的大きい負圧が生じており、この部分に開
口する負圧取出しポート３４と導管３３を経て接続され
たスローカット機構１２のダイヤフラム室２１には所定
レベルを越えた吸気管負圧が作用するので、弁要素２２
はダイヤフラム室２０によって圧縮コイルばね２４の作
用に抗して図にて左方へ駆動され、弁ポート２３は開か
れるので、スロー系を経て燃料の供給が行われる。

機関が中負荷乃至高負荷にて運転されている時には、燃
料ポート４に作用するベンチュリ負圧はメインカット機
構１３に於けるダイヤプラム２８を図にて左方へ駆動し
弁ポート２５を開くに充分な値となるため、かかる運転
状態に於てはスロー系及びメイン系の両者を経て燃料の
供給が行われる。

負圧制御弁３６は、その圧縮コイルばね４３がかなり強
くされていることにより、機関がアイドリング或いは低
乃至高負荷運転状態にある時、負圧取出しポート３４か
ら取出された負圧がそのダイヤプラム室４０に作用する
ことによっては弁ポート４２が開かないように設計され
ている。

しかしこのばね４３の強さは、機関が減速状態即ちエン
ジンブレーキ状態になり、それが所定の時間を越えて持
続すると、エンジンブレーキ状態にては吸気通路６内に
はアイドリング乃至高負荷運転のいずれの状態に於ける
よりも大きな吸気管負圧が生ずるので、この大きな吸気
管負圧が吸気管負圧取出しポート３４より導管３３、絞
り要素５６、導管５８を経てダイヤプラム室４０に伝達
され、ダイヤフラム３９は圧縮コイルばね４３の作用に
抗して図にて下方へ変位し、弁ポート４２が開かれるよ
うな強さに設計されている。

弁ポート４２が開くと、大気ポート４４より弁室４５、
導管３５を経てスローカット機構１２のダイヤフラム室
２１へ大気が侵入し、該スローカット機構のダイヤフラ
ム２０及び弁要素２２は図にて右方へ変位し、弁ポート
２３が閉じられ、スロー系が遮断される。

従ってかかる状態に於ては、メイン系のみを経て燃料の
供給が行われ、それだけ燃料供給量が低減される。

かかるスローカットが生じた後にも引き続き減速状態が
持続され、それが成る所定の時間に達すると、その間に
大気圧状態にある弁室４５より絞り要素４６を経てダイ
ヤプラム室４８へ徐々に侵入した大気によってダイヤフ
ラム４９が図にて上方へ押上げられ、弁ポート５２が開
かれる。

弁ポート５２が開かれると、負圧取出しポート３８に作
用する負圧によってメインカット機構１３のダイヤフラ
ム室３０内の空気が導管５９、エアフィルタ５５、導管
３７を経て吸気通路へ向けて吸引されることにより、メ
インカット機構のダイヤプラム２８は図にて右方へ変位
され、圧縮コイルばね３１によって駆動される弁要素２
７によって弁ポート２５が閉じられる。

かくして減速状態がスローカットを生ずるある第一の所
定時間より更に長い第二の所定時間を越えて持続する時
には、スロー系の遮断に加えてメイン系も遮断され、機
関への燃料の供給は全面的に停止される。

上述の如きスローカットを生ずる減速持続時間は多頻度
の減速によっても触媒コンバータ等の排気ガス後処理装
置を過熱から充分に保護する時間に設定されるべきもの
であり、これは一般に比秒を越えない程度の比較的短い
時間である。

これに対し上述の如きメインカットを生ずる減速持続時
間は通常の平地運転において頻繁に生ずる減速持続時間
を越える時間であって触媒コンバータ等の排気ガス後処
理装置に過熱を生じさせない為に許される最大限の時間
に設定されるべきものであり、本考案者の行なった実験
的研究によれば、その時間は１分程度まで延長可能なも
のである。

かくして本考案によれば、通常の平地運転において頻発
する如き比較的短い持続時間の減速時には燃料の一部の
みをカットすることにより触媒コンバータの如き排気ガ
ス後処理装置を過熱から充分に保護しつつ燃料カットか
ら復帰する際に生ずる復帰ショックの発生を回避し、ま
た燃料カット装置に組込まれるフィルタ（フィルタ５５
）を早期の目詰りから保護するとともに、長降板時の如
く減速状態が長時間継続する時には燃料を全面的にカッ
トし、触媒コンバータ等の排気ガス後処理装置を過熱よ
り完全に保護することができる改良されたＬＰＧ機関の
為の燃料供給装置が得られることが理解されよう。

図示の実施例について本考案の範囲内にて種々の修正が
可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本考案によるＬＰＧ機関の為の燃料供給装置
の一つの実施例をそれと関連するＬＰＧ機関の吸気系と
共に示す概略図である。 １〜吸気管、２〜吸吸気大入、３〜ベンチュリ部、４〜
燃料ポート、５〜スロツトルバルブ、６〜吸気通路、７
〜燃料供給導管、８〜レギユレータ、９〜スロー導管、
１０〜メイン導管、１１〜調圧機構、１２〜スロ一カツ
ト機構、１３〜メイン力ツト機構、１４〜弁ポート、１
５〜枢軸、１６〜弁要素、１７〜ダイヤフラム、１８〜
調圧室、１９〜圧縮コイルばね、２０〜ダイヤフラム、
２１〜ダイヤプラム室、２２〜弁要素、２３〜弁ポート
、２４〜圧縮コイルばね、２５〜弁ポート、２６〜枢軸
、２７〜弁要素、２８〜ダイヤプラム、２９．３０〜ダ
イヤプラム室、３１〜圧縮コイルばね、３２〜絞りポー
ト、３３〜導管、３４〜負圧取出しポート、３５〜導管
、３６〜負圧制御弁、３７〜導管、３８〜負圧取出しポ
ート、３９〜ダイヤプラム、４０〜ダイヤプラム室、４
１〜弁要素、４２〜弁ポート、４３〜圧縮フイルばね、
４４〜大気ポート、４５〜弁室、４６〜絞り要素、４７
〜逆止弁、４８〜ダイヤフラム室、４９〜ダイヤプラム
、５０〜圧縮コイルばね、５１〜弁要素、５２〜弁ポー
ト、５３〜圧縮コイルばね、５４〜弁室、５５〜エアフ
イルタ、５６〜絞り要素、５７〜逆止弁、５８．５９〜
導管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第一のダイヤプラム室２１を郭定する第一のダイヤプラ
   ム２０によって駆動される第一の弁要素２２と該第−の
   弁要素によって開閉を制御される第一の弁ボート２３と
   を有し前記第一のダイヤプラム室に供給されるＬＰＧ機
   関の吸気管負圧の増大によって前記第一の弁ポートによ
   って与えられる弁開度を増大する第一の弁装置１２と、
   第二及び第三のダイヤプラム室２９．３０をその両側に
   郭定する第二のダイヤフラム２８によって駆動される第
   二の弁要素２７と該第二の弁要素によって開閉を制御さ
   れる第二の弁ポート２５とを有し前記第二のダイヤプラ
   ム室２９に供給されるＬＰＧ機関の吸気系ベンチュリ負
   圧の増大によって前記第二の弁ボートによって与えられ
   る弁開度を増大する第二の弁装置１３と、前記第一の弁
   ポートを通ってＬＰＧ燃料をＬＰＧｉ関の吸気系へ導く
   第一の燃料供給通路９と、前記第二の弁ボートを通って
   ＬＰＧ燃料をＬＰＧ機関の吸気系へ導く第二の燃料供給
   通路１０と、前記吸気管負圧を第一の絞り要素５６を経
   て供給される第四のダイヤプラム室４０を郭定する第三
   のダイヤプラム３９によって駆動される第三の弁要素４
   １と該第三の弁要素によって開閉を制御される第三の弁
   ボート４２とを有し前記吸気管負圧が所定の値を越えて
   増大したとき前記第一の絞り要素によって与えられる第
   一の時間遅れを以て前記第三のポートを開き前記第一の
   ダイヤプラム室へ大気圧を導入しまた前記第一のダイヤ
   プラム室と第二の絞り要素４６を介して接続された第五
   のダイヤプラム室４８を郭定する第四のダイヤフラム４
   ９によって駆動される第四の弁要素５１と該第四の弁要
   素によって開閉を制御される第四の弁ポート５２とを有
   し前記第一のダイヤプラム室内への大気圧の導入に於け
   る前記第一の時間遅れに前記第二の絞り要素によって与
   えられる第二の時間遅れを重ね合せた時間遅れを以て前
   記第三のダイヤプラム室へ前記吸気管負圧を導入する減
   速時燃料制御装置３３〜３８．５６．５８とを有してい
   ることを特徴とするＬＰＧ機関の為の燃料供給装置。