JPS6115266B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明はボア下流側のスロツトルバルブの開
度に応じた吸入空気量に応じベンチユリ部に直交
するサクシヨンチヤンバに対しその負圧室負圧と
サクシヨンスプリング等とのバランスにて該サク
シヨンピストンのロツドガイドにロツドを摺接さ
せて進退動し該ベンチユリ部断面積を変化させる
と共に該サクシヨンピストン付設のメータリング
ニードルをウエルに随伴進退させてメータリング
ジエツトと共働して燃料を計量し、対向メインノ
ズルより燃料を流過エアに吸引噴出させるように
した可変ベンチユリ気化器に関する発明であり、
特に、前記ボアのミキシングチヤンバにスロツト
ルバルブの軸を含む軸方向平面に該スロツトルバ
ルブの軸の厚みを越えない厚み側で仕切壁を設け
て吸入空気量の多少に拘らず流速が低下しないよ
うにし、ベンチユリ部下流側のボア壁面への燃料
付着を少くするようにした可変ベンチユリ気化器
に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、自動車等の車輌に装備されている
エンジンに付設される気化器には固定ベンチユリ
気化器と可変ベンチユリ気化器があるが、後者は
機高が低い点、燃料計量がメータリングニードル
とメータリングジエツトのみでなされ、したがつ
て、固定ベンチユリ気化器のように多数のつなぎ
点がないことによる過渡特性に優れている等の
種々のメリツトにより早くから実車に採用され、
今後とも改良開発がなされる勢いにある。

ところで、近時、公害問題、就中、車輌の排ガ
ス問題は極めて大きく、自動車等の場合も排ガス
対策としてHC、CO、NOxの３成分を同時に排気
系で無公害処理する所謂３元触媒（３−Way触
媒）は規制強化に伴い更に広範に採用されること
が当然に予想される。

而して、該３元触媒の機能をフルに発揮させる
には該触媒流過排ガス空燃費を理論空燃比のＡ／
Ｆ＝14.7に可及的に近似、維持させることが必要
であり、これに対処するにこれまでO₂センサー
を用いたフイードバツクコントロール機構等が
種々案出開発されてはいる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ さりながら、該種在来開発空燃比制御技術によ
れば定常的空燃比特性を有する場合には正確に設
定どおりに制御することが可能であるが、過渡特
性の場合に時間遅れを有することにより追従不能
となり、空燃比特性の荒れが生ずる欠点がある。

事実、市街地等の実施走行はもとより、該走行
をシユミレートした排ガス測定モードに於ては周
知の如く多くの加減速モードを有しており、した
がつて、当然のことながら上記過渡時の空燃比荒
れが避けられない難点がある。

そのため、換言すれば、過渡状態の改良対策な
しには排ガス対策は充分になし得ないとさえ言い
得るものである。

そこで、可変ベンチユリ気化器は前述の如く固
定ベンチユリ気化器に比し過渡特性に優れている
点で上記排ガス対策に潜在的に適合する能力を有
する気化器として注目されるようになつてきてい
る。

ところで、第１図により一般の可変ベンチユリ
気化器１を説明すると、バレル２によつて形成さ
れるボア３の下流側に設けたスロツトルバルブ４
をそのスロツトル軸５を中心に開閉すると、上流
側エアホーン６から吸入される空気量は即応的に
ベンチユリ部７を流下するが、該バレル２の１側
に付設したサクシヨンチヤンバ８内に負圧室９を
形成するように該サクシヨンチヤンバ８の内延ロ
ツドガイド１０内に嵌装するロツド１１の摺動支
持を介してサクシヨンピストン１２がそのヘツド
１３に穿設した負圧通路１４からの該負圧室９へ
の導通負圧と該サクシヨンピストン１２、サクシ
ヨンチヤンバ８間に介装したサクシヨンスプリン
グ１５、及び、前記エアホーン６に連通路１６を
介して連通する大気室１７の大気圧とのバランス
等にて吸入空気量に応じ進退して、前記ベンチユ
リ部７の断面を拡開し、同時に該ヘツド１３に基
部を圧入したメータリングニードル１８は対向バ
レル２のメインノズル１９、及び、メータリング
ジエツト２０をセンタリングして進退し、該メー
タリングジエツト２０と協働してフロート室２１
をサクシヨンパイプ２２を介してウエル２３より
吸引される燃料を計量し、前記エアホーン６に連
通するエアホーン６に連通するエアブリード２４
からのブリードエアと共にメインノズル１９より
噴出させ、ベンチユリ部７流下エアに霧化混合し
てミキシングチヤンバ２５、スロツトルボア２６
より燃料室に送給されていくようにされている。

尚、２７はブリツジ、２８は負圧室９内残留燃
料排出路である。

而して、該可変ベンチユリ気化器１は固定ベン
チユリ気化器と異なり、図示する様にシングルボ
ア構造であるため、充分な出力性能を確保するた
めにスロツトルボア２６の径はφ40〜45mmと相当
大きく、固定ベンチユリ気化器に対する低速スロ
ツトルボアの断面積比は２〜３倍と大きな値と
なっている。

したがつて、第１図の実線に示す様にサクシヨ
ンピストン１２がそのヘツド１３をブリツジ２７
に近接してベンチユリ部７を狭断面にするような
低吸入空気量の場合には該ベンチユリ部７を流過
する混合気の速度は数10m/secと高速であるのに
比し、スロツトルボア部２６でのそれは数m/sec
と低く、固定ベンチユリ気化器のそれに対して極
めて低速となる。

このため、一方においてベンチユリ部７では燃
料の微粒化が高速気流により促進されて、霧化混
合が良好に行われるにもかかわらず、他方におい
て、スロツトルボア部２６、或は、該スロツトル
ボア部２６、及び、ミキシングチヤンバ２５付近
でボア３の壁面やサクシヨンピストン１２下面に
多量の燃料が付着し、液漏れ状となり、付着燃料
が不規則に滴下する結果、定常の空燃比特性を変
化させるばかりか、運転性を損い、更に過渡状態
では付着燃料量自体が変化するため、可変ベンチ
ユリ気化器の有する本来的過渡特性を損うデメリ
ツトがあり、場合によつては加速時にはリーン
に、減速時にはリツチにさえなり、前述問題とさ
れる３元触媒にとつて常に正確な空燃比特性を要
求されることへのネツクとされていた。

この発明の目的は上述従来技術に基づく可変ベ
ンチユリ気化器の低吸入空気量時の下流側ボア近
傍での燃料付着の問題点を解決すべき技術的課題
とし、サクシヨンピストンの吸入空気量に比例し
て進退する作動を利用して、該サクシヨンピスト
ンよりスロツトルバルブに至るミキシングチヤン
バにボア軸に対し平行状態の仕切壁を設けること
により混合気流の流速低下を生じないようにして
過渡時の空燃比の変動を防止し３元触媒の可及的
完全動作が図れるようにして自動車産業における
混合技術利用分野に益する優れた可変ベンチユリ
気化器を提供せんとするものである。

＜問題点を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨と
するこの発明の構成は前述問題点を解決するため
に低吸入空気量時ベンチユリ部を狭断面にする進
出サクシヨンピストンによつて該ベンチユリ部流
過混合気は高速流で流下し、サクシヨンピストン
下流部に於てはボア軸に平行に設けられた仕切壁
によつて可及的にベンチユリ部に等しい整流状に
流過して流速を低下しないようにし、それにより
ボア壁面、サクシヨンピストン下面に燃料が付着
しないようにして空燃比が変化しないようにし、
高空気吸入量時はスロツトルバルブが垂立状にな
り、仕切壁がスロツトル軸の軸幅を越えない厚み
にして出力低下を生じないようにした技術的手段
を講じたものである。

＜実施例−構成＞ 次に、この発明の実施例を第２図以下の図面に
基づいて説明すれば以下の通りである。尚、第１
図態様と同一部分については同一符号を付して説
明するものとする。

第２，３図に示す実施例においては第１図態様
と下流側ボア３の構成が異なるものであり、バレ
ル２のボア３の下流側スロツトルバルブ４′はス
ロツトル軸５′に全閉状態で下側にオフセツトさ
れて固定されており、該ボア３の上流エアホーン
６のと間にはベンチユリ部７が設けられ、該ベン
チユリ部７の１側にはサクシヨンチヤンバ８が該
バレル２に一体に付設されてその内部に負圧室９
を形成すると共にその後壁から内延するロツドガ
イド１０の内腔に対してはロツド１１を摺接支持
させたサクシヨンピストン１２がそのヘツド１３
を該ベンチユリ部７に直交して吸入空気量に応じ
その断面積を拡縮するようにされている。

１４はサクシヨンオールであり、該サクシヨン
ピストンのヘツド１３に穿設されてベンチユリ部
７の負圧を負圧室９に導入するようにされてい
る。

而して、サクシヨンスプリング１５と、サクシ
ヨンピストン１２と、バレル２、及び、サクシヨ
ンチヤンバ８とで形成しエアホーン６に連通路１
６で連通する大気室１７と該負圧室９とでサクシ
ヨンピストン１２の進退機構が構成されている。

したがつて、当該可変ベンチユリ気化器１′は
一種のエアダンパ式可変ベンチユリ気化器を成し
ており、出願人の先願である特願昭53−094534号
に記載した発明同様な作用に基づくものである。

１８はメータリングニードルであり、その基部
はサクシヨンピストン１２のヘツド１３に圧入固
定されており、バレル２のメインノズル１９、及
び、該メインノズル１９に後置するメータリング
ジエツト２０にセンタリングされ挿入されてい
る。

２１はバレル２の他側に付設されたフロート室
であり、そのサクシヨンパイプ２２は上記メータ
リングジエツト２０に連通する燃料通路２３に臨
まされている。

又、該メータリングジエツト２０に対してはエ
アホーン６に連通するエアブリード２４が接続さ
れている。

更に、２５はベンチユリ部７の下流ミキシング
チヤンバであり、その下流のスロツトルボア部２
６に一体化され、該ミキシングチヤンバ２５に於
てはこの発明の要旨を成す仕切壁２９がボア３の
軸に平行であると共にスロツトル軸５′を含む面
を含み、該スロツトル軸５′の軸厚を越えない厚
さで、且つ、第３図に示す様にスロツトルバルブ
４′が全開状態で該スロツトル軸５′の軸径内にて
併立状態になるようにバレル２に対して固設され
ている。

尚、該仕切壁２９の板厚はボア３内を流下する
混合気の圧力に変動しない厚さであれば良いが、
図示の都合上強調されている。

而して、２７はブリツジであり、メインノズル
１９の上流側に近接してパレル２に内延して設け
られ、又、２８は排出路で、負圧室９に貯留する
燃料の排出に供され、ミキシングチヤンバ２５と
該負圧室９とに連通している。

＜実施例−作用＞ 上述構成において、エンジン稼動状態でスロツ
トルバルブ４′の開度に応じてエアホーン６から
吸入される空気量は決まるが、ベンチユリ部７の
形成負圧サクシヨンピストン１２の負圧通路１４
から負圧室９内に導入され、前述の如く、該負圧
室９の導入負圧、サクシヨンスプリング１５の弾
圧力、大気室１７の大気圧等のバランスにより該
サクシヨンピストン１２は吸入空気量に応じ進退
して該ベンチユリ部７の断面を拡縮し、メータリ
ングニードル１８はサクシヨンピストン１２と一
体的に進退してフロート室内２１からサクシヨン
パイプ２２から吸引する燃料をメータリングジエ
ツト２０で協働計量してエアブリード２４からの
ブリードエアと共にメインノズル１９から噴出
し、ベンチユリ部７で微粒化し、サクシヨンチヤ
ンバ２５で霧化され、スロツトルボア部２６より
気筒間へ送給されていく。

而して、第２図の実線状態、及び、第３図１点
鎖線状態、即ち、低速走行状態ではスロツトルバ
ルブ４′は相対的に閉じられており、サクシヨン
ピストン１２のヘツド１３は上記仕切壁２９に近
接するか図示する様にそれを越える閉じ姿勢とな
る。

したがつて、ベンチユリ部７を流過する混合気
はミキシングチヤンバ２５へ流過するプロセスで
１点矢印Ｂの様に仕切壁２９によつて該ミキシン
グチヤンバ２５を図上右側の低速側Ｓに仕切られ
ている該低速側を拡散せずに整流状に近く流過し
ていき、即ち、流速を変えることなく、つまり、
仕切壁２９の無い場合の２〜３倍の流速で流過し
ていき、スロツトルボア部２６を流過していく。

そのため、上述の如く、キミシングチヤンバ２
５、スロツトルボア部２６では混合気の流速が低
下しないために該部のボア３の壁面やサクシヨン
ピストン１２の下面に燃料が付着せず、その限
り、付着燃料が滴下せず、特に、過渡時でもそれ
が生じないために空燃比特性が変化せず、そのた
め、３元触媒の還元機能も設定通りに作動する。

又、他方、スロツトルバルブ４′が第３図実線
の様に全開状態となると、該スロツトルバルブ
４′は仕切壁２９に実質当接状態で垂立すると共
に、両者ともにスロツトル軸５′の軸径内に納ま
るようにされるため、後退するサクシヨンピスト
ン１２により拡大されるベンチユリ部７での混合
気は矢印Ａの様に該スロツトルバルブ４′、及
び、仕切壁２９により高速側Ｈ、低速側Ｓの両側
で流過し、在来のものと実質的に変ることなく気
筒間に送給される。

尚、当該状態において、上述の如く、スロツト
ルバルブ４′も仕切壁２９もスロツトル軸５′の投
影面内にあるため実質的出力低下の発生はない。

そして、スロツトルバルブが全開状態ではその
サクシヨンチヤンバと反対側の面が仕切壁の対向
面に面当接する姿勢になるようにされているため
に、混合気がスロツトルバルブと仕切壁のＶの字
型の間隙に入り込むことがなく、そのため、ミキ
シングチヤンバの気流の流れに優乱をきたすこと
がなく、仕切壁による整流作用が損われない。

又、第４図に示す実施例においては上述実施例
の仕切壁２９に加え低速側Ｓに更に１枚の仕切壁
２９′を設定間隔を介して設けたものであり、低
速時の混合気の拡散低速化をより段階的に抑える
ことが出来るようにした態様であり、燃料の付着
は更に防止される。

尚、この発明の実施態様は上記各実施例に限る
ものでなく、仕切板の数は３枚以上でも良く、ス
ロツトル軸の位置を高速側にオフセツトしてその
セツト枚数を増加する設計にし、吸入空気量に応
じ高速混合気流の低速化を抑止することが出来る
ようにする等種々の実施態様が採用可能である。

又、対象可変ベンチユリ気化器はエアダンパ式
に限らず、在来オイルダンパ式のものでも良いこ
とは勿論である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、上下流に設けたエア
ホーンとスロツトルバルブ間にベンチユリ部を形
成し、該ベンチユリ部１側に付設したサクシヨン
チヤンバに対して負圧室、及び、サクシヨンチヤ
ンバ、大気室を介しバランス作動をするサクシヨ
ンピストンを該サクシヨンチヤンバのロツドガイ
ドにロツドを摺接支持するようにした可変ベンチ
ユリ気化器において、ボアのミキシングチヤンバ
にてスロツトルバルブの軸を含むボア軸方向平面
に沿うメインノズル側に平面に少くとも１枚の仕
切壁を付設するようにしたことにより、低速走行
時サクシヨンチヤンバが進出してベンチユリ部断
面を狭少にしミキシングチヤンバ、スロツトルボ
アに対する相対断面が小さくなつてベンチユリ部
流過混合気流が高速化しても、該ベンチユリ部か
らミキシングチヤンバにかけて上記仕切壁により
規制されて大断面のミキシングチヤンバに拡散す
ることなく、したがつて、流速も低下せず、その
限り、混合気内含有燃料の外部壁面やサクシヨン
チヤンバ下面に対する付着が発生せず、そのた
め、付着燃料の滴下もなく、その限り、空燃比の
変動も生じないメリツトがある。

特に、上記仕切壁を設けることによりサクシヨ
ンピストンの進出量に応じてミキシングチヤンバ
の低速側規制域が変化し、したがつて、上記メリ
ツトが更に促進される効果がある。

そして、スロツトルバルブが全開状態ではその
サクシヨンチヤンバと反対側の面が仕切壁の対向
面に面当接する姿勢になるようにされているため
に、混合気がスロツトルバルブと仕切壁のＶの字
型の間隙に入り込むことがなく、したがつて、ミ
キシングチヤンバの気流の流れに優乱をきたすこ
とがなく、仕切壁による整流作用が損われないと
いう効果が奏される。

而して、上述の如く空燃比が安定し、特に過渡
時に安定することにより３元触媒に対し一定空燃
比の排ガスが送給されるため還元がHC、CO、
NOxについて確実に行える優れた効果がある。

又、該仕切壁はボア軸方向に沿い、又、スロツ
トルバルブの軸の厚み幅を越えない厚さとされて
いるため実質的に高速時の混合気の流過が妨げら
れず、即ち、出力低下は生じない副次的メリツト
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく可変ベンチユリ気化
器の断面図、第２図以下はこの発明の実施例を示
すものであり、第２図は１実施例の全体概略断面
図、第３図は第２図部分拡大断面図、第４図は第
３図相当他の実施例の断面図である。 ３……ボア、４′……スロツトルバルブ、６…
…エアホーン、７……ベンチユリ部、１９……メ
インノズル、８……サクシヨンチヤンバ、１０…
…ロツドガイド、１１……ロツド、１２……サク
シヨンピストン、１５……サクシヨンスプリン
グ、９……負圧室、１′……可変ベンチユリ気化
器、５′……軸、２８，２９′……仕切壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボア下流側にスロツトルバルブが設けられ、
   上流エアホーンとの間のベンチユリ部の１側にメ
   インノズルが、他側にサクシヨンチヤンバが設け
   られ、該サクシヨンチヤンバのロツドガイドにロ
   ツドを摺接支持されたサクシヨンピストンが該サ
   クシヨンチヤンバとの間にサクシヨンスプリング
   を介し負圧室を形成して上記ベンチユリ部に直交
   して進退自在にされた可変ベンチユリ気化器にお
   いて、上記ボアのミキシングチヤンバにてスロツ
   トルバルブの軸を含むボア軸方向平面に沿つて該
   スロツトルバルブの軸の厚みを越えない厚さで仕
   切壁が付設され、而して該スロツトルバルブの回
   動中心が該仕切壁の外にあつてスロツトルバルブ
   の全開状態でのサクシヨンチヤンバと反対側の面
   が仕切壁の対向面に面当接する姿勢になる厚さに
   該仕切壁の厚さが形成されていることを特徴とす
   る可変ベンチユリ気化器。