JPS608456A - Fuel supply device for internal-combustion engine - Google Patents

Fuel supply device for internal-combustion engine

Info

Publication number
JPS608456A
JPS608456A JP11547083A JP11547083A JPS608456A JP S608456 A JPS608456 A JP S608456A JP 11547083 A JP11547083 A JP 11547083A JP 11547083 A JP11547083 A JP 11547083A JP S608456 A JPS608456 A JP S608456A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
nozzle
variable
throttle
air
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
JP11547083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadahiro Yamamoto
忠弘 山本
Tadaki Oota
太田 忠樹
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP11547083A priority Critical patent/JPS608456A/en
Publication of JPS608456A publication Critical patent/JPS608456A/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
    • F02M9/00Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position
    • F02M9/12Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position having other specific means for controlling the passage, or for varying cross-sectional area, of fuel-air mixing chambers
    • F02M9/127Axially movable throttle valves concentric with the axis of the mixture passage
    • F02M9/1275Venturi-nozzle shaped type, e.g. a venturi nozzle being moved relative to a fixed mushroom-shaped body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve atomization of fuel and provide a variable sonic nozzle carburetor with good responseability, by sucking fuel as preliminarily mixed with air at a second sonic nozzle into a first sonic nozzle as annularly formed. CONSTITUTION:When a valve 16a is opened and closed by operating accelerator pedal, a vacuum induction passage of an outlet 7 downstream of a variable sonic nozzle 21 is opened and closed to adjust a vacuum in a chamber 14 of a diaphragm 12 thereby raise and lower a nozzle member 8 forming the variable sonic nozzle 21. In response thereto, an opening degree of a fuel nozzle 31 is adjusted by a needle 33, and a metered fuel is mixed with air flowing from an opening 6 through a passage 34 to a fixed sonic nozzle 32. Such a preliminarily mixed fuel is sucked to the variable sonic nozzle 21, and is completely atomized to be uniformly distributed to each cylinder of an engine.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガン9フ機関などの内燃機関に用いられる
燃料供給装置に関し、詳しくは吸入空気叶の制dlに可
変音速ノズルを用いたものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel supply system used in an internal combustion engine such as a gun-nine engine, and more particularly to one using a variable sonic velocity nozzle to control the intake air leaf.

例えばガソリン機関の燃料供給装置として広く用いられ
ている気化器は、固定ベンチュリ式気化器と、SU気化
器に代表される可変ベンチュリ式気化器とに大別される
が、何れも吸気通路内にアクセルと連係したバタフライ
形絞弁を配し、その開度により吸入空気量を制御するも
のであって、この吸入空気量を、固定ベンチュリにおけ
る発生負圧の大小あるいは可変ベンチュリを形成するサ
クションピストンの釣合位置として計量し、更にこれに
関連して燃料計量オリフィスの上下圧力差あるいは開口
面積を変化させることにょ!って燃料の計量を行い、所
定の空燃比を得る構成になっている。
For example, carburetors that are widely used as fuel supply devices for gasoline engines are broadly classified into fixed venturi type carburetors and variable venturi type carburetors, such as the SU carburetor. A butterfly-type throttle valve linked to the accelerator is arranged, and the amount of intake air is controlled by the opening degree of the throttle valve. Measure it as a balance position, and also change the vertical pressure difference or opening area of the fuel metering orifice in relation to this! The system measures fuel to obtain a predetermined air-fuel ratio.

このような従来の気化器においては、例えば固定ベンチ
ュリ式気化器でのスロー系統とメイン系統とのつながり
やプライマリ側とセカンダリ側とのつながシの問題、あ
るいは可変ベンチュリ式気化器では空燃比の安定性の問
題など、種々の問題点が指摘されているほか、加速時の
燃料の応答性や多気筒機関における混合気の分配特性な
ども決して十分なものではない。
In such conventional carburetors, for example, there are problems with the connection between the slow system and the main system with a fixed venturi carburetor, or between the primary side and the secondary side, or with the stability of the air-fuel ratio with a variable venturi carburetor. Various problems have been pointed out, such as problems with performance, and the responsiveness of the fuel during acceleration and the distribution characteristics of the air-fuel mixture in multi-cylinder engines are also far from satisfactory.

ところで、近年上記のようなバタフライ形絞弁に代えて
可変音速ノズルによって吸入空気量をfli制御し、か
つ同時に上記音速ノズルのスロート部(最狭部)の面積
から吸入空気量を検出するようにした形式の吸入空気量
制御機構が特開昭51−29629号公報、特開昭51
−35821号公報。
By the way, in recent years, instead of the butterfly type throttle valve as mentioned above, the amount of intake air is fli controlled by a variable sonic nozzle, and at the same time, the amount of intake air is detected from the area of the throat part (the narrowest part) of the sonic nozzle. This type of intake air amount control mechanism is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 51-29629 and
-35821 publication.

特開昭50−97731号公報などにおいて提案されて
いる。
This method has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-97731.

これは、ラバールノズル形音速ノズルの上下圧力差があ
る値よシも大きい場合に気体の流速がスロート部におい
て音速とな夛、この音速条件下では流量が圧力変動に拘
らずスロート部の面積に比例関係にあることを利用した
ものであって、ノズル形状を適切に設定した場合には機
関の全開運転領域を除く殆どの運転領域において音速状
態を保つことが実際に可能である。そして、この音速ノ
ズルを吸入空気量制御に用いて燃料供給装置を構成すれ
ば、次のような種々の利点がある。それは先ず吸入空気
量の計量が極めて容易なことであって、スロート部の音
速を維持し得る範囲内では、ノズル流量は上述のように
スロート部面積に比例するので、スロート部面積の変化
量から空気量を精度良く計量でき、しかも質量流量とし
て計量し得るので、高地補正等が不要となる。また第2
の大きな利点としては、燃料を音速あるいはこれに近い
流速の空気流に混合させることによって、燃料の大幅な
微粒化が可能なことであシ、例えば通常の気化器では燃
料粒径が100〜200μ程度であるが、音速近い流速
では20μ程度にまで微粒化できる。これは、燃料の気
化時間を早めて吸気管壁面への燃料付着を抑制できるこ
とになり、分配特性の向上に寄与するとともに、加速時
のL6答性を大幅に改善し、かつ吸気管壁面が冷えてい
る始動時における燃料増量を不要にし得る可能性もある
This is because when the pressure difference between the top and bottom of a Laval nozzle sonic nozzle is larger than a certain value, the gas flow velocity reaches the sonic velocity at the throat, and under this sonic velocity condition, the flow rate is proportional to the area of the throat regardless of pressure fluctuations. This relationship is utilized, and if the nozzle shape is appropriately set, it is actually possible to maintain the sonic speed state in most operating ranges of the engine except for the full-throttle operating range. If this sonic nozzle is used to control the amount of intake air to construct a fuel supply system, the following various advantages can be obtained. First of all, it is extremely easy to measure the amount of intake air.As mentioned above, the nozzle flow rate is proportional to the throat area within the range where the sound velocity at the throat can be maintained. Since the amount of air can be measured with high precision and can be measured as a mass flow rate, high altitude correction etc. are not required. Also the second
A major advantage of this is that by mixing the fuel with an air flow at or near the sonic speed, it is possible to significantly atomize the fuel. For example, in a normal carburetor, the fuel particle size is 100 to 200μ. However, at a flow velocity close to the speed of sound, particles can be atomized to about 20μ. This speeds up the fuel vaporization time and suppresses fuel adhesion to the intake pipe wall, contributing to improved distribution characteristics, greatly improving L6 response during acceleration, and preventing the intake pipe wall from getting cold. There is also the possibility that it may be possible to eliminate the need to increase the amount of fuel when starting the engine.

しかし、上記のように種々の利点を有する音速ノズル式
燃料供給装置を実際に実用化するには、やはシ解決しな
ければならない幾つかの間釧がある。その一つは、ラバ
ールノズルの可変構造を如何に構成し、かつそのスロー
ト部で音速となる空気流に対し具体的に燃料をどのよう
に供給するか、ということである。すなわち、可変音速
ノズルの形式としては、例えば特開昭51−55823
号公報の第6図のように環状のノズルが考えられている
が、この場合に燃料を如何′にし七全周に均等に分布さ
せ、かつ音速流を燃料の微粒化に有効に活用するかが大
きな課題となっている。
However, in order to put the sonic nozzle type fuel supply system, which has various advantages as described above, into practical use, there are several issues that must be resolved. One of the issues is how to configure the variable structure of the Laval nozzle and how to specifically supply fuel to the airflow that reaches the speed of sound at its throat. That is, as a type of variable sound velocity nozzle, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-55823
An annular nozzle as shown in Figure 6 of the publication has been considered, but how should the fuel be distributed evenly around the entire circumference and how can the sonic flow be effectively used to atomize the fuel? has become a major issue.

この発明は上記のような背景に鑑みてなされたもので1
、その目的とするところは、環状の可変音速ノズルに対
する上述した燃料供給の問題を解決し、従前の気化器に
代えて実用可能な新規な燃料供給装置を提供することに
ある。
This invention was made in view of the above background.1
, its purpose is to solve the above-mentioned problem of fuel supply to an annular variable sonic velocity nozzle and to provide a new fuel supply device that can be used in place of the conventional carburetor.

すなわち、この発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、
空気取入口と混合気出口とを有するスロットルボディと
、このスロットルボディに対し直線的に移動可能に配設
されたスロットルピストンと、アクセル操作に応じて上
記スロットルピストンの移動位置を制御するピストン駆
動機構と、上記スロットルボディとスロットルピストン
との互いに対向するノズル壁面によって環状に形成され
、カッ上記スロットルピストンの移動位置に応じてスロ
ート部面積が変化し得る可変音速ノズルと、上Meスロ
ロンルボディの上記可変音速ノズル内周側に放射状ある
いは環状に形成され、上流側端部が上記可変音速ノズル
上流に連通し、かつ下流側端部が上記可変音速ノズルの
スロート部近傍に連通した固定音速ノズルと、上記固定
音速ノズルの上流側端部近傍でかつその中心部に位置し
た燃料計量オリフィスと、上記スロットルピストンに一
体的に支持されて上記燃料計量オリフィス内に進退し、
該オリフィスの有効面積を上記可変音速ノズルのスロー
ト部面積に比例して変化させる針弁と、上記燃料計量オ
リフィスの上流側の燃料圧力を上記可変音速ノズルのス
ロート部の流速に応じて補正する燃圧調整機構とを備え
てなるものである。
That is, the fuel supply device for an internal combustion engine according to the present invention has the following features:
A throttle body having an air intake and a mixture outlet, a throttle piston disposed to be movable linearly with respect to the throttle body, and a piston drive mechanism that controls the movement position of the throttle piston in response to accelerator operation. and a variable sound velocity nozzle which is formed in an annular shape by the mutually opposing nozzle wall surfaces of the throttle body and the throttle piston, and whose throat area can be changed according to the moving position of the throttle piston, and a fixed sonic velocity nozzle formed radially or annularly on the inner circumferential side of the variable sonic velocity nozzle, whose upstream end communicates with the upstream side of the variable sonic velocity nozzle, and whose downstream end communicates with the vicinity of the throat of the variable sonic velocity nozzle; , a fuel metering orifice located near the upstream end of the fixed sonic nozzle and at its center; and a fuel metering orifice integrally supported by the throttle piston and advancing and retreating into the fuel metering orifice;
a needle valve that changes the effective area of the orifice in proportion to the area of the throat portion of the variable sonic speed nozzle; and a fuel pressure that corrects the fuel pressure upstream of the fuel metering orifice in accordance with the flow velocity of the throat portion of the variable sonic speed nozzle. It is equipped with an adjustment mechanism.

以下、この発明の一実施例を第1図に基づいて詳細に説
明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail based on FIG. 1.

同図においてくi・1はこの燃料供給装置の外殻を形成
するスロットルボディであって、このスロットルボディ
1は、上半部が中空円筒状に形成された本体部2と、そ
の上端面を覆う負王室カックー3と、上記本体部2の下
端部に取シ付けられたダイヤフラムハウジング4と、上
記本体部2の中央部に螺着されたドーム形のエアガイド
5とから大略構成されておシ、中空円筒状の上部に空気
取入口6が設けられているとともに、比較的下部に、上
記エアガイド5外周面に滑らかに連なるような形で複数
(通常は気筒数に対応した数)の混合見出ロアがエアガ
イド5を中心として略放射状に形成されている。
In the figure, i-1 is a throttle body that forms the outer shell of this fuel supply device, and this throttle body 1 includes a main body 2 whose upper half is formed into a hollow cylindrical shape, and an upper end surface of the main body 2. It is roughly composed of a negative royal cuckoo 3 that covers the main body 2, a diaphragm housing 4 attached to the lower end of the main body 2, and a dome-shaped air guide 5 screwed to the center of the main body 2. An air intake port 6 is provided in the upper part of the hollow cylindrical shape, and a plurality of air intake ports (usually the number corresponding to the number of cylinders) are provided in the relatively lower part of the air guide 5 so as to be smoothly connected to the outer peripheral surface of the air guide 5. Mixing index lowers are formed approximately radially around the air guide 5.

先ず吸入空気量制御系統について説明すると、8は下端
開口の略円筒状をなすスロットルピスト:、y、9fd
上ffeスロツトルピストン8の上端中央部に圧入固定
された中空状のピストン支持シャフトテアッテ、このピ
ストン支持シャフト9は上記負圧室カバー3のガイドス
リーブ10に摺jGfl]OT能に嵌合保持されている
とともに、基端部にねじ部9 aを有し、ここに螺着し
たストッパ11によって上記スロットルピストン8の下
限位置が規制されている。また上記スロットルピストン
8は、ピストン駆動機構を構成するダイヤフラム12に
連結されているとともに、コイルスプリング13によっ
て常時下方に付勢されており、上記ダイヤフラム12に
てスロットルボディl内に画成した負圧室14の負圧に
よって、上下摺動位置が制御されるようになっており、
具体的には、機関吸入負圧が作用する混合気高ロアと上
記負圧室14とを負圧通路15にて連通ずるとともに、
該通路15に針弁16 aおよびリターンスプリング1
6 bからなる負圧制御弁16を介装し、上記針弁16
 aを図外のアクセルに連係して開閉駆動するように構
成しである。尚、負圧を解放する際のためにオリフィス
17 、18を介して上記負圧通路15に大気通路19
が接続されている。
First, to explain the intake air amount control system, 8 is a throttle piston having a substantially cylindrical shape with an opening at the lower end: , y, 9fd
A hollow piston support shaft is press-fitted into the center of the upper end of the upper ffe throttle piston 8, and this piston support shaft 9 is slidably fitted into and held in the guide sleeve 10 of the negative pressure chamber cover 3. The lower limit position of the throttle piston 8 is regulated by a stopper 11 screwed onto the threaded portion 9a at the base end. Further, the throttle piston 8 is connected to a diaphragm 12 constituting a piston drive mechanism, and is always urged downward by a coil spring 13, and the diaphragm 12 creates a negative pressure inside the throttle body l. The vertical sliding position is controlled by the negative pressure in the chamber 14,
Specifically, the mixture high lower part on which the engine suction negative pressure acts is communicated with the negative pressure chamber 14 through the negative pressure passage 15, and
A needle valve 16a and a return spring 1 are installed in the passage 15.
A negative pressure control valve 16 consisting of 6b is interposed, and the needle valve 16
A is configured to open and close in conjunction with an accelerator (not shown). Incidentally, in order to release the negative pressure, an atmospheric passage 19 is connected to the negative pressure passage 15 via the orifices 17 and 18.
is connected.

一方、可変音速ノズルでおる可変2バールノズル21は
、上記スロットルピストン8の下端部内周のノズル壁面
22と、これに対向したエアガイド5および本体部2に
亘るノズル壁面23とによって環状に連続した形に構成
されるもので、上記エアガイド5下縁より若干上方にス
ロート部(最狭部)24が形成されているとともに、上
記スロットルピストン8の上下摺動に対し、このスロー
ト部24の位置が可及的に変化せずに、かつ実質的なス
ロート部スの面積がスロットルピストン8の移動量に応
じて変化し得るように両ノズル壁面22 、23の形状
を設定しである。尚、上記スロットルピストン8上部に
は複数の開口部にか形成されておシ、かつこのスロット
ルピストン8外周面とスロットルボディlとの間はシー
ル部材26によって摺動可能にシールされている。
On the other hand, the variable 2-bar nozzle 21, which is a variable sonic velocity nozzle, is continuous in an annular manner by a nozzle wall surface 22 on the inner periphery of the lower end of the throttle piston 8, and a nozzle wall surface 23 extending over the air guide 5 and the main body 2 opposite thereto. A throat portion (the narrowest portion) 24 is formed slightly above the lower edge of the air guide 5, and the position of this throat portion 24 is fixed relative to the vertical sliding of the throttle piston 8. The shapes of both nozzle wall surfaces 22 and 23 are set so that the area of the throat portion does not change as much as possible and the substantial area of the throat portion can change according to the amount of movement of the throttle piston 8. A plurality of openings are formed in the upper part of the throttle piston 8, and a seal member 26 slidably seals between the outer peripheral surface of the throttle piston 8 and the throttle body I.

この燃料供給装置においては、上記のように構成された
可変ラバールノズル21によって吸入空気1“が制御さ
れる。すなわち、図外のアクセルに連係して負圧制御弁
16が開かれると、混合気高ロアの機関吸入負圧が負圧
室14に導入されてスロットルピストン8が図の上方に
移動し、逆に負圧制御弁16が閉じられると負圧室14
内の負圧が弱まってスロットルピストン8が図の下方に
移動するのでアシ、このスロットルピストン8の上下移
動に伴って可変ラバールノズル21のスロート部240
面積が増減し、スロットルピストン8の上流側から上記
混合気高ロアへと流れる空気を適宜に絞って流量調整す
る。そして、ノズル上流側つまシ開ロ部25付近の圧力
PA (はぼ大気圧に等しい)と下流側つまジ混合気出
口25の圧力PB (機関吸入負圧)との差がある程度
大きい場合には、スロート部囚において音速となシ、ス
ロート部24の面積で定まる一定の流量が与えられる。
In this fuel supply system, the intake air 1'' is controlled by the variable Laval nozzle 21 configured as described above. That is, when the negative pressure control valve 16 is opened in conjunction with the accelerator (not shown), the air-fuel mixture height increases. When the lower engine suction negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 14 and the throttle piston 8 moves upward in the figure, conversely, when the negative pressure control valve 16 is closed, the negative pressure chamber 14
As the negative pressure inside weakens and the throttle piston 8 moves downward in the figure, as the throttle piston 8 moves up and down, the throat part 240 of the variable rubber nozzle 21
The area increases or decreases, and the air flowing from the upstream side of the throttle piston 8 to the air-fuel mixture high lower part is appropriately throttled to adjust the flow rate. If the difference between the pressure PA (approximately equal to atmospheric pressure) in the vicinity of the nozzle upstream pawl opening portion 25 and the pressure PB (engine suction negative pressure) at the downstream pawl mixture outlet 25 is large, , a constant flow rate determined by the area of the throat portion 24 is given at the speed of sound at the throat portion 24 .

具体的には機関吸入負圧PBが−150〜−200叫H
2程度までは十分に音速を保つことができる。またアイ
ドル時つまシ負圧制御弁16全閉時は、ストッパ11の
作用によシ上記スロート部24の微小面積が維持される
。逆にアクセル全開時つまり負圧制御弁16全開時には
、コイルスプリング13の荷重とのバランスによって吸
入負圧が最小設定値(例えば−15〜−30an 、%
 )を下廻らないように規制しておシ、上記スロート部
囚にある程度の流速を確保するようにしている。
Specifically, the engine suction negative pressure PB is -150 to -200 H
The speed of sound can be maintained sufficiently up to about 2. Further, when the idling brake negative pressure control valve 16 is fully closed, the stopper 11 maintains the small area of the throat portion 24. Conversely, when the accelerator is fully opened, that is, when the negative pressure control valve 16 is fully opened, the suction negative pressure is set to the minimum setting value (for example, -15 to -30 an, %) depending on the balance with the load of the coil spring 13.
) is regulated so that it does not go below, and a certain amount of flow velocity is ensured in the throat section.

次に、上記のように流量制御された空気に対し燃料の計
量・供給を行う燃料供給系統を説明するト、先ススロッ
トルボデイl側には燃料計量オリフィス31と固定音速
ノズルとして固定ラバールノズル32とが設けられてお
り、他方スロットルピストン8側には針弁33が設けら
れている。上記固定ラバールノズル32は、エアガイド
5の傘状のインサート部5a下面とこれに対向する本体
部2の湾曲面との間に、環状に連続した形に構成された
もので、その上流側端部すなわち内周側端部は、上6ピ
ユアガイド5の複数の連通孔5bを介してエアガイド5
中央の凹部34に連通し、かつ下流側端部つまシ外周側
端部は、上記oT変クラバールノズル1のスロート部2
4より若干下流位置に開口している。
Next, we will explain the fuel supply system that measures and supplies fuel to the air whose flow rate is controlled as described above.On the front throttle body l side, there is a fuel metering orifice 31 and a fixed Laval nozzle 32 as a fixed sonic nozzle. A needle valve 33 is provided on the other side of the throttle piston 8. The fixed Laval nozzle 32 is configured in a continuous annular shape between the lower surface of the umbrella-shaped insert portion 5a of the air guide 5 and the curved surface of the main body portion 2 opposing this, and its upstream end That is, the inner circumferential end portion is connected to the air guide 5 through the plurality of communication holes 5b of the upper six private guides 5.
The outer circumferential end of the downstream end tab that communicates with the central recess 34 is connected to the throat portion 2 of the oT variable Clavar nozzle 1.
It opens at a position slightly downstream from 4.

この固定ラバールノズル32は、上記可変ラバールノズ
ル21と同様に上流側圧力PA (はぼ大気圧)と下流
側圧力PR(機関吸入負圧)との差によって若干の空気
が通流するものであるが、上記可変ラバールノズル21
に近似した特性を有し、つまり上下圧力差変化に対しス
ロート部35での圧力・流速カ可変ラバールノズル21
のスロート部24に略等しく変化するものとなっている
。尚、上記エアガイド5は、バックラッシュ除去用のコ
イルスプリング36を介して本体部2に螺着しておシ、
その進退によって上記固定ラバールノズル32の開口面
積の調整が可能である。一方、上記燃料計吐オリフィス
31は、本体部2の上下方向に設けた燃料通路37の先
端に開口したものであって、上6ピエアガイド5の凹部
34底面に位置し、つまり上記固定ラバールノズル32
の上流側端部近傍で、かつその中心部に位置している。
Similar to the variable Laval nozzle 21, this fixed Laval nozzle 32 allows a small amount of air to flow through it due to the difference between the upstream pressure PA (almost atmospheric pressure) and the downstream pressure PR (engine suction negative pressure). The above variable Laval nozzle 21
In other words, the Laval nozzle 21 has a characteristic similar to
The change is approximately equal to the throat portion 24 of . The air guide 5 is screwed onto the main body 2 via a coil spring 36 for removing backlash.
The opening area of the fixed Laval nozzle 32 can be adjusted by moving it forward and backward. On the other hand, the fuel metering orifice 31 opens at the tip of the fuel passage 37 provided in the vertical direction of the main body 2, and is located at the bottom surface of the recess 34 of the upper six-pier air guide 5, that is, the fixed rubber nozzle 32
It is located near the upstream end of and at its center.

また上記針弁33は、軸部33aがピストン支持シャフ
ト9内に摺動可能に嵌挿されるとともに、その基端部に
螺着した袋ナツト38およびコイルスプリング39によ
ってスロットルピストン8に対シ実質的に固定されてお
り、該スロットルピストン8の上下移動に伴って上記燃
料計量オリフィス31内に進退し、該燃料計量オリフィ
ス31の有効面積を制御している。すなわち、スロット
ルピストン8が上動すると上記燃料計量オリフィス31
の有効面積が拡大され、逆にスロットルピストン8が下
dすると上記有効面積が縮小されるのであって、詳しく
は、可変ラバールノズル21のスロート部腕の面積に比
例して上記有効面積が変化するように、針弁33の形状
が設定されている。尚、上記袋ナツト38を回転操作し
て針弁33のスロットルピストン8に対する位置を微調
整することによシ、アイドノル時の空燃比調整が可能で
ある。
Further, the needle valve 33 has a shaft portion 33a slidably inserted into the piston support shaft 9, and is substantially secured to the throttle piston 8 by a cap nut 38 and a coil spring 39 screwed onto the base end thereof. It moves forward and backward into the fuel metering orifice 31 as the throttle piston 8 moves up and down, thereby controlling the effective area of the fuel metering orifice 31. That is, when the throttle piston 8 moves upward, the fuel metering orifice 31
The effective area is expanded, and conversely, when the throttle piston 8 is moved downward, the effective area is reduced. Specifically, the effective area is changed in proportion to the area of the throat arm of the variable Laval nozzle 21. The shape of the needle valve 33 is set. By rotating the cap nut 38 and finely adjusting the position of the needle valve 33 with respect to the throttle piston 8, the air-fuel ratio at idle can be adjusted.

一方、上記のように燃料計量オリフィス31の有効面積
を可変ラバールノズル21のスロート部24ノ面積に比
例させれば、燃料圧力PFを一定と仮定した場合でも、
上記スロート部24が音速状蝮となっている条件下では
、空気流量(スロート部24の面積に比例する)と燃料
流量(燃料計−オリフィス31の上下圧力差が一定であ
ればその有効面積に比例する)との比例関係が得られ、
一定の空燃比を械保することが可能である。しかし、上
記スロート都々の流速が音速に達していない状態では、
空気流量がスロート部24面積に比例しないので、空燃
比の顕著な変動が生じる。そこで、この場合にも所期の
空燃比を維持するために、上記燃料計1オリフイス31
上流側の燃料圧力P?を燃圧調整機構41によって補正
している。上記燃圧調整機構41は、ダイヤフラムハウ
ジング4に取シ付けられた2枚のダイヤフラム42 、
43と、両ダイヤフラム42 、43を一体に連結した
シャフト44と、このシャフト44に連動する揺動レバ
ー45によって開閉される燃料弁46等を主体にして構
成されており、一方のダイヤフラム42によって燃圧室
47と第1圧力室48とが画成されるとともに、他方の
ダイヤフラム43によって第2圧力室49と第6圧力室
50とが画成され、かつ上記第1圧力室48と第3圧力
室50には通路51を介して可変ラバールノズル21上
流側の圧力PAが夫々導入され、第2圧力室49には通
路52を介して固定ラバールノズル32のスロート部3
5にオケル圧力Ptが2−入されている。また上記燃圧
室47は上記燃料弁46を介して燃料人口53に連通し
ており、かつ上記燃料計量オリフィス31上流の燃料通
路37に接続されている。上記燃料弁46は、支点45
 aに支持された揺動レバー45の一端部に当接シ、該
レバー45の他端部のリターンスプリング54によシ常
時閉方向に付勢されるとともに、上記シャフト44の上
下動によシ開閉され、上記燃料人口53から加圧状態で
送シ込まれる燃料を調圧する1揮の調圧弁として機能し
ている。すなわち、上mlのような構成において、ダイ
ヤフラム、12 、43の受圧面積を夫々AI 、 A
sとすれば、力の釣合がら燃圧A箪 室47内の燃料圧力PFが、PF= (PA Pt)+
PAA+ となるようにシャフト44が位置決めされ、このとき燃
料計量オリフィス31の上下の圧力差は、PP PAん =AI (PA−Pt)となシ、これよシ燃料流納はf
「で1弓に比例した値となる。一方、上記固定ラバール
ノズル32のスロート部35における空気流速が可変ラ
バールノズル21のスロート部24における空気流速と
常に等しいものと仮定すれば、空気流量は、その流速が
比較的小さい範囲では同様に49薯耳に比例した値とな
る。従って、スロットルピストン8全開時などスロート
部24における流速が大幅に低下した運転領域において
も、空気流量と燃料流量との比つまシ空燃比を略一定に
維持することになる。勿論厳密には空気の圧縮性の影響
等により、スロート部スが音速状態のときと最も流速が
小さいとき(低速高負荷時等)とで若干空燃比が変化す
るが、その変化幅は比較的小さなものであシ、かつ前述
のようにアクセル全開時における吸入負圧PBの最小値
を規制することによって実用上問題とならない範囲に抑
制できる。
On the other hand, if the effective area of the fuel metering orifice 31 is made proportional to the area of the throat portion 24 of the variable Laval nozzle 21 as described above, even if the fuel pressure PF is assumed to be constant,
Under the condition that the throat section 24 is a sonic viper, the air flow rate (proportional to the area of the throat section 24) and the fuel flow rate (if the vertical pressure difference between the fuel gauge and the orifice 31 is constant, the effective area Proportional) is obtained,
It is possible to maintain a constant air-fuel ratio. However, when the flow velocity at each throat does not reach the speed of sound,
Since the air flow rate is not proportional to the area of the throat portion 24, significant fluctuations in the air-fuel ratio occur. Therefore, in order to maintain the desired air-fuel ratio in this case, the fuel gauge 1 orifice 31
Upstream fuel pressure P? is corrected by the fuel pressure adjustment mechanism 41. The fuel pressure adjustment mechanism 41 includes two diaphragms 42 attached to the diaphragm housing 4,
43, a shaft 44 that integrally connects both diaphragms 42 and 43, and a fuel valve 46 that is opened and closed by a swinging lever 45 that interlocks with this shaft 44. A chamber 47 and a first pressure chamber 48 are defined, and a second pressure chamber 49 and a sixth pressure chamber 50 are defined by the other diaphragm 43, and the first pressure chamber 48 and the third pressure chamber The pressure PA on the upstream side of the variable Laval nozzle 21 is introduced into the second pressure chamber 49 through a passage 51, and the throat portion 3 of the fixed Laval nozzle 32 is introduced into the second pressure chamber 49 through a passage 52.
5 contains the ocher pressure Pt of 2-. Further, the fuel pressure chamber 47 communicates with the fuel port 53 via the fuel valve 46, and is connected to the fuel passage 37 upstream of the fuel metering orifice 31. The fuel valve 46 has a fulcrum 45
The lever 45 is normally biased in the closing direction by the return spring 54 at the other end of the lever 45, and is normally biased by the vertical movement of the shaft 44. It is opened and closed, and functions as a single-volume pressure regulating valve that regulates the pressure of the fuel fed under pressure from the fuel tank 53. That is, in the configuration shown in the upper ml, the pressure receiving areas of the diaphragms 12 and 43 are AI and A, respectively.
s, the fuel pressure PF in the fuel pressure A compartment 47 due to the balance of forces is PF= (PA Pt)+
The shaft 44 is positioned so that PAA+, and at this time, the pressure difference between the upper and lower sides of the fuel metering orifice 31 is PPPA=AI (PA-Pt), and the fuel flow is f.
On the other hand, if it is assumed that the air flow velocity at the throat section 35 of the fixed Laval nozzle 32 is always equal to the air flow velocity at the throat section 24 of the variable Laval nozzle 21, the air flow rate is Similarly, in a relatively small range, the value is proportional to 49. Therefore, even in operating ranges where the flow velocity at the throat portion 24 is significantly reduced, such as when the throttle piston 8 is fully opened, the ratio between the air flow rate and the fuel flow rate is The air-fuel ratio is maintained approximately constant.Of course, strictly speaking, due to the influence of the compressibility of air, there is a slight difference between when the throat section is at the sonic speed and when the flow velocity is the lowest (such as at low speed and high load). Although the air-fuel ratio changes, the width of the change is relatively small, and can be suppressed to a range that does not pose a practical problem by regulating the minimum value of the intake negative pressure PB when the accelerator is fully opened, as described above.

尚、両ダイヤフラム4R、43の受圧面積A、A、を図
示のようにAI > A−とすることによって燃料計量
オリフィス31に掛かる燃料圧力P1を任意の値に低く
設定することが可能であシ、この結果、同一燃料流量を
確保するに必要匁燃料計量オリフィス31の開口面積が
犬となシ、該燃料計量オリフィス31や針弁33の加工
精度をそれ程厳密に要求せずに済む利点がある。
In addition, by setting the pressure receiving areas A, A, of both diaphragms 4R, 43 so that AI > A- as shown in the figure, it is possible to set the fuel pressure P1 applied to the fuel metering orifice 31 as low as an arbitrary value. As a result, the opening area of the fuel metering orifice 31 required to ensure the same fuel flow rate is small, which has the advantage that the processing accuracy of the fuel metering orifice 31 and needle valve 33 is not required to be so strict. .

さて上記のように燃料計量オリフィス31および針弁3
3によって空気流量に応じて計量された燃料は、上記燃
料計ψオリフィス3工から吐出されて固定ラバールノズ
ル32を通流する空気と混合する。
Now, as mentioned above, the fuel metering orifice 31 and the needle valve 3
3 according to the air flow rate is discharged from the fuel meter ψ orifice 3 and mixed with the air flowing through the fixed Laval nozzle 32.

ここで上記燃料計量オリフィス31が固定ラバールノズ
ル32の中心部に位置するため周方向に均一に燃料が分
布される。上記固定ラバールノズル32内の流速は、そ
のスロート部35において通常の運転領域では音速に達
するものであシ、この空気流内で燃料は良好に微粒化さ
れる。そして、との濃混合気流は、更に可変ラバールノ
ズル21のスロート部24下流において該可変ラバール
ノズル21を通流する空気と合流され、同様に音速近い
その空気流によって一層小さい燃料粒子に微粒化される
とともに、混合気の均質化が促進される。ここでも上記
固定ラバールノズル32は上記可変ラバールノズル21
の全周に亘って濃混合気を均一に供給し、従って混合見
出ロアから各気筒に供給される混合気は、極めて均質で
かつ微粒化されたものとなる。
Here, since the fuel metering orifice 31 is located at the center of the fixed rubber nozzle 32, the fuel is distributed uniformly in the circumferential direction. The flow velocity within the fixed Laval nozzle 32 reaches the sonic velocity at its throat portion 35 in the normal operating range, and the fuel is well atomized within this air flow. Then, the rich mixture air flow is further merged with the air flowing through the variable Laval nozzle 21 downstream of the throat portion 24 of the variable Laval nozzle 21, and is atomized into smaller fuel particles by the air flow that is also close to the sonic speed. , homogenization of the mixture is promoted. Here again, the fixed Laval nozzle 32 is replaced by the variable Laval nozzle 21.
The rich air-fuel mixture is uniformly supplied over the entire circumference of the air-fuel mixture, and therefore the air-fuel mixture supplied from the mixture finding lower to each cylinder is extremely homogeneous and atomized.

尚、上記可変ラバールノズル21に対する固定ラバール
ノズル32の合流部の位置は、過度にスロート部24か
ら離れると空気流速が小さくなってしまうので微粒化の
点で不利であり、逆にスロート部24に過度に近いと可
変ラバールノズル21内の空気の流れを乱し、音速とな
る運転領域を狭めてしまうので、両者を考慮して決定す
る必要がある。因に、可変ラバールノズル32のスロー
ト部24の面積をAi とし、かつ合流部におけるノズ
ル面積をAoとした場合に、自動車用エンジンの10モ
ード運転領域内でA @ /A tが1.05〜1.0
6程1蜆の値となるように設定することが好ましい。
Note that the position of the confluence of the fixed Laval nozzle 32 with respect to the variable Laval nozzle 21 is disadvantageous in terms of atomization because if the position is too far away from the throat section 24, the air flow velocity will decrease. If it is too close, the flow of air within the variable Laval nozzle 21 will be disturbed and the operating range where the speed of sound will be achieved will be narrowed, so it is necessary to take both into consideration when making a decision. Incidentally, when the area of the throat portion 24 of the variable Laval nozzle 32 is Ai, and the nozzle area at the merging portion is Ao, A@/At is 1.05 to 1 within the 10-mode operating range of the automobile engine. .0
It is preferable to set it to a value of about 6 to 1.

また、この発明においては上記固定ラバールノズル32
を、第2図に示すように可変ラバールノズル21のスロ
ート部囚の若干上流に合流させた構成とすることも可能
であり、この場合、上述したスロート部U面積と合流部
面積との比A e /A tが、同じく10モード運転
領域内で1.0〜1.6程度の値となるように設定する
ことが好ましい。
Further, in this invention, the fixed rubber nozzle 32
As shown in FIG. 2, it is also possible to have a configuration in which they merge slightly upstream of the throat section of the variable Laval nozzle 21, and in this case, the ratio A e of the throat section U area and the merging section area described above is It is also preferable to set /At to a value of about 1.0 to 1.6 within the 10-mode operation region.

以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明はこ
の実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施
例では固定ラバールノズル32を環状に連続したものと
しているが、複数本の微H11なラバールノズルを放射
状に配列しても同様の効果を奏することができる。また
、燃圧調整機構41としても上述した機械的な機構に限
らず、電磁弁の′隠子制御によシ可変ラバールノズル2
1のスロート部24の流速に応じた燃料圧力を供給する
ように構成しても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the fixed Laval nozzles 32 are continuous in an annular shape, but the same effect can be achieved even if a plurality of fine H11 Laval nozzles are arranged radially. Furthermore, the fuel pressure adjustment mechanism 41 is not limited to the mechanical mechanism described above, but can also be controlled by the variable rubber nozzle 2 by means of a control of a solenoid valve.
It may be configured to supply fuel pressure according to the flow velocity of the throat section 24 of the first embodiment.

以上の説明で明らかなように、この発、明に係る内燃機
関の燃料供給装置においては、環状の可変音速ノズルに
おける音速流をその全周にぼり有効に活用して燃料の做
粒化、均質化の飛躍的な向上を図ることができ、従前の
気化器に比べて各気筒への分配特性が向上するのは勿論
のこと、吸気管壁面等への燃料付着を抑制して加速時の
応答性を向上できる。また、可変音速ノズルスロート部
を音速とじ得る広範な運転領域内で極めて安定した空燃
比特性が得られるとともに、その流速が音速以下となる
運転領域においても燃料圧力の補正によって容易に所定
の空燃比を維持できる、等の利点を有する。
As is clear from the above explanation, in the fuel supply device for an internal combustion engine according to the present invention, the sonic flow in the annular variable sonic velocity nozzle is effectively utilized over the entire circumference to atomize and homogenize the fuel. This not only improves the distribution characteristics to each cylinder compared to previous carburetors, but also suppresses fuel adhesion to the intake pipe wall and improves response during acceleration. You can improve your sexuality. In addition, extremely stable air-fuel ratio characteristics can be obtained within a wide range of operating ranges in which the sonic velocity can be maintained at the variable sonic velocity nozzle throat, and even in operating ranges where the flow velocity is below the sonic velocity, it is possible to easily maintain a predetermined air-fuel ratio by correcting the fuel pressure. It has advantages such as being able to maintain

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

第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図はこ
の発明の異なる実施例を示す要部のみの断面図である。 l・・・スロットルボディ、5・・・エアガイド、6・
・・空気取入口、7・・・混合気出口、8・・・スロッ
トルピストン、11・・ストツバ、12・・・ダイヤフ
ラム、13・・・コイルスプリング、14・・・負圧室
、■6・・・負圧制御弁、21・・・可変ラバールノズ
ル、22 、23・・・ノズル壁面、24・・・スロー
ト部、26・・・シール部材、31・・・燃料計量オリ
フィス、32・・・固定ラバールノズル、33・・・針
弁、35・・・スロート部、41・・・燃圧調整機構、
42 、43・・・ダイヤフラム゛、46・・・燃料弁
、47・・・燃圧室、53・・・燃料入口。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of only essential parts showing a different embodiment of the invention. l...Throttle body, 5...Air guide, 6.
... Air intake, 7... Mixture outlet, 8... Throttle piston, 11... Stop collar, 12... Diaphragm, 13... Coil spring, 14... Negative pressure chamber, ■6... ...Negative pressure control valve, 21...Variable Laval nozzle, 22, 23...Nozzle wall surface, 24...Throat portion, 26...Seal member, 31...Fuel metering orifice, 32...Fixed Laval nozzle, 33... needle valve, 35... throat section, 41... fuel pressure adjustment mechanism,
42, 43...Diaphragm, 46...Fuel valve, 47...Fuel pressure chamber, 53...Fuel inlet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)空気取入口と混合気出口とを有するスロットルボ
ディと、このスロットルボディに対し直綜的に移動可能
に配設されたスロットルピストンと、アクセル操作に応
じて上記スロットルピストンの移動位置を制御するピス
トン駆動機構と、上記スロットルボディとスロットルピ
ストンとの互いに対向するノズル壁面によって環状に形
成され、かつ上記スロットルピストンの移動位置に応じ
てスロート部面積が変化し得る可変音速ノズルと、上記
スロットルボディの上記可変音速ノズル内周側に放射状
あるいは環状に形成され、上流側端部が上記可変音速ノ
ズル上流に連通し、かつ下fi mVJ端部が上記可変
音速ノズルのスロート部近傍に連通した固定音速ノズル
と、上記固定音速ノズルの上流側端部近傍でかつその中
心部に位置した燃料計量オリフィスと、上記スロットル
ピストンに一体的に支持されて上記燃料計量オリフィス
内に進退し、該オリフィスの有効面積を上記可変音法ノ
ズルのスロート部面積に比例して変化させる針弁と、上
記燃料耐電オリフィスの上流側の燃料圧力を上記可変音
速ノズルのスロート部の流速に応じて補正する燃圧調整
機構とを備えてなる内燃機関の燃料供給装置。
(1) A throttle body having an air intake and a mixture outlet, a throttle piston disposed to be movable directly with respect to the throttle body, and controlling the movement position of the throttle piston in response to accelerator operation. a piston drive mechanism; a variable sound velocity nozzle that is formed in an annular shape by mutually opposing nozzle wall surfaces of the throttle body and the throttle piston, and whose throat portion area can be changed according to the movement position of the throttle piston; and the throttle body. A fixed sound velocity is formed radially or annularly on the inner peripheral side of the variable sound velocity nozzle, the upstream end thereof communicates with the upstream side of the variable sound velocity nozzle, and the lower fi mVJ end communicates with the vicinity of the throat portion of the variable sound velocity nozzle. a nozzle, a fuel metering orifice located near the upstream end of the fixed sonic nozzle and at its center; and an effective area of the orifice that is integrally supported by the throttle piston and advances and retreats into the fuel metering orifice. a needle valve that changes the pressure in proportion to the throat area of the variable sonic nozzle; and a fuel pressure adjustment mechanism that corrects the fuel pressure upstream of the fuel electrically resistant orifice in accordance with the flow velocity of the throat of the variable sonic nozzle. A fuel supply system for an internal combustion engine.
JP11547083A 1983-06-27 1983-06-27 Fuel supply device for internal-combustion engine Pending JPS608456A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11547083A JPS608456A (en) 1983-06-27 1983-06-27 Fuel supply device for internal-combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11547083A JPS608456A (en) 1983-06-27 1983-06-27 Fuel supply device for internal-combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS608456A true JPS608456A (en) 1985-01-17

Family

ID=14663332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11547083A Pending JPS608456A (en) 1983-06-27 1983-06-27 Fuel supply device for internal-combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS608456A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0915292A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-12 Gaz De France Universal device for mixing two gaseous fluids
US6708905B2 (en) 1999-12-03 2004-03-23 Emissions Control Technology, Llc Supersonic injector for gaseous fuel engine
US7451942B2 (en) 2003-10-20 2008-11-18 Digicon, Inc. Direct fuel injector assembly for a compressible natural gas engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0915292A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-12 Gaz De France Universal device for mixing two gaseous fluids
FR2770789A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-14 Gaz De France UNIVERSAL MIXING DEVICE OF TWO GASEOUS FLUIDS
US6708905B2 (en) 1999-12-03 2004-03-23 Emissions Control Technology, Llc Supersonic injector for gaseous fuel engine
US7451942B2 (en) 2003-10-20 2008-11-18 Digicon, Inc. Direct fuel injector assembly for a compressible natural gas engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3493217A (en) Carburettors
US3943904A (en) Single injector throttle body
US3680846A (en) Staged carburetor
US4475486A (en) Engine induction system
US3642256A (en) Fuel supply system
US3996906A (en) Controlled exhaust gas fuel atomizing nozzle
US2477481A (en) Antidetonating device
JPS6135720Y2 (en)
US6123322A (en) Single screw carburetor
JPS608456A (en) Fuel supply device for internal-combustion engine
US2187885A (en) Carburetor
US4234522A (en) Variable diffuser for carburetors
US3880962A (en) Method and apparatus for varying fuel flow to compensate for changes in barometric pressure and altitude
US4000225A (en) Sonic flow variable area venturi carburetor
US7028993B2 (en) Charge forming apparatus
US4193947A (en) Carbureting discharge means
US4487185A (en) Air-fuel mixture intake apparatus for internal combustion engines
US3883622A (en) Air valve pressure diaphragm carburetor
US5176855A (en) Liquid fuel system with tilt valve
JPH0430378Y2 (en)
US4290405A (en) Carburetor with sonic fuel atomizer
US2967697A (en) Fuel injector
US2965462A (en) Carburetor
JPS5827085Y2 (en) Exhaust recirculation control device
JP2004137928A (en) Air fuel ratio controller of carburetor