JPS62191650A - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの燃料供給装置に関する。

（従来技術） 従来より、燃料経済性の観点から、特に軽負荷運転時に
おける希薄燃焼（リーンバーン）の必要性が強調されて
いる。この希薄燃焼を多気筒エンジンにおいて実現する
場合には、希薄な混合気を各気筒に対して均一に供給し
なければならないため、例えば特開昭５６−１４８６３
６号公報に開示されているように、各気筒ごとにそれぞ
れ燃料噴射弁を設けるとともに、各気筒ごとに最適の燃
料噴射時期および燃料噴射量を設定し、この設定にもと
づいて各燃料噴射弁から燃料を噴射するいわゆるタイム
ド噴射を行なう必要がある。しかしながら、気化器のよ
うな単一の燃料供給源から多数の気筒に対して燃料を分
配する場合には、全気筒同時噴射とならざるを得ないた
め、各気筒に対し均一に混合気を供給することは不可能
である。

したがって混合気をある程度以上希薄化すると失火のお
それがあり、所望とするような充分な希薄化は困難であ
るばかりでなく、混合気の希薄化が加速時の応答性を悪
化させる問題があった。

一方、火花点火式内燃機関においては、燃焼室内におけ
る点火プラグ付近の混合気の空燃比のみをリッチにする
（層状化）ことにより失火を防ぎ、軽負荷運転時におけ
る燃焼室内の混合気の平均空燃比のリーン化を達成する
技ｆ＋ｉが知られている。

その場合、例えば特開昭５８−８５３１９号公報に開示
されているように、燃焼室内にシリンダの軸線のまわり
にスワールを発生させれば、混合気のソリンダ軸線方向
の層状化がさらに容易になることも知られている。この
ような層状化を達成する場合も、各気筒における吸気行
程の後半において燃料をそれぞれ噴射する必要があるた
め、従来の気化器を用いた全気筒同時噴射ではその実現
は困難であった。

（発明の目的） そこで本発明の主たる目的は、気化器のような単一燃料
供給源を用いた場合にも加速時の応答性を悪化させるこ
となしに所望とする希薄燃焼を達成することができるエ
ンジンの燃料供給装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、混合気の層状化を容易に得る
ことができるエンジンの燃料供給装置を提供することに
ある。

（発明の構成） 本発明によるエンジンの燃料供給装置は、ベンチュリ負
圧により主燃料通路から燃料を供給する気化器の燃料溜
めに一端が連通し、他端が吸気弁の開作動により吸気弁
ステムと弁ステムガイドとの間で開作動する開閉弁に連
通ずる補助燃料通路と、この補助燃料通路に空気を供給
するエアブリードとを設け、このエアブリードの開度を
吸気負圧に応して制御して補助燃料通路による燃料供給
量を制御するとともに、加速時には上記エアブリードを
閉方向に制御するようにしたことを’ｌ１Ｉｆｆｆｉと
する。

（発明の効果） 本発明によれば、吸気弁の開閉を利用して多気筒エンジ
ンの各気筒ごとにそれぞれの吸気行程に同期させた燃料
供給を行なうことができるから、気化器を備えたエンジ
ンにおいても、軽負荷運転時における混合気の希薄化を
低コストで達成することができ、これにより燃料経済性
を向上させることができる。

また、上記吸気弁の開閉を利用した燃料供給は、各気筒
の吸気行程の中央部分で吸気ポートに対して行なうもの
であるから、燃焼室に対してはそれより若干遅れて吸気
行程の後半に燃料供給がなされることになり、理想的な
混合気の層状化を容易に達成することができる。

さらに本発明によれば、加速時における燃料増量を応答
性良く行なうことができる。

（実　施　例） 以下本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説
明する。

第１図において、気化器ｌは、ベンチュリ２の下ｌＬに
スロットル弁３を有し、ベンチュリ２と側方のフロート
室４との間に主ジェツト５および燃料溜め６を介して主
夕然籾通路７が形成され、この主燃料ｉｉｌ路７のベン
チュリ側開口部に、ベンチュリ負圧により主燃ネ１ｉｌ
Ｔｌ路７から燃料を吸気通路８に供給するための主ノズ
ル９が取付けられ、また主燃料通路７には主空気ジェッ
トｌＯに連通ずるブリード孔１１を備えたエアブリード
管１２が設けられている。

１５は吸気通路８に沿ってエンジン本体Ｅまで延長して
設けられた補助燃料通路で、この補助燃料通路１５の一
端は低速ジェット１６を介して燃料溜め６に連通してい
る。また補助燃料通路１５にはその低速ジェット１６の
下流側の部位に、比較的大きい開口面積を有する第１エ
アブリード１７が設けられている。この第１エアブリー
ド１７は、補助燃料通路１５に対しそれの上流側におい
て空気を供給するためのもので、エアブリードコントロ
ールパルプ１８によって開閉制御されるように構成され
ている。補助燃料通路１５の他端はエンジン本体Ｅのシ
リンダヘッド１９に設けられている吸気弁２０の位置ま
で延長されている。さらに気化器１には第２エアブリー
ド２１が設けられている。この第２エアブリ、−ド２Ｉ
は空気通路２２を介して補助燃料通路１５のエンジン本
体Ｅ近傍の部位に連通しており、補助撚ギー１通路１５
に対しそれの下流側に対し空気を供給する。第２エアブ
リード２１は第１エアブリード１７よりも小さい開口面
積を有し、エアブリードコンＩ・ロールバルブ２３によ
ってデユーティ制御されるように構成されている。２４
はエアブリードコントロールバルブ１８を制御して第１
エアブリード１７を開閉し、かつエアブリードコントロ
ールバルブ２３を制御して第２エアブリード２１をデユ
ーティ制御するためのマイクロコンピュータよりなるコ
ントロールユニットである。第２エアブリード２１と補
助燃料通路１５とを連通ずる空気通路２２にはそれの下
流側にアイドル調整のための第３エアブリード２５が設
けられており、この第３エアブリード２５の開度は手動
制御されるエアブリードコントロールバルブ２６によっ
て調整される。

また、吸気通路８には、スロットル弁３の開度を検出す
るためのスロットル開度センサ２７と、吸気通路８内の
吸気負圧を検出するためのブーストセンサ２８とが設け
られ、コントロールユニット２４は、これらスロットル
開度センサ２７、ブーストセンサ２８およびエンジン回
転数を検出するクランクアングルセンサ（図示せず）の
出力にもとづいてエアブリードコントロールバルブ１８
および２３を後述する第５図のフローチャートに示され
ているような態様で制御する。なお、上記補助燃料通路
１５の周囲にはウォーターンヤケノト２９が設けられて
おり、エンジンから発生する熱で温められたエンジン冷
却用水をこのウォータージャケント２９内に導入して補
助燃料通路１５内の燃料を予め加熱して、燃料の霧化を
促進する配慮がなされている。

一方、エンジン本体Ｅには、そのシリンダブロック１９
にスワール付の吸気ボート３０が形成されており、この
吸気ボート３０を開閉する吸気弁２０が弁ステムガイド
３１に摺動自在に支持されている。この吸気弁２０のス
テム２０ａには、第２図Ａを参照すればさらに明らかな
ように、吸気弁２０の傘部２０ｂの近傍位置に大径の円
筒部２０ｃが形成交れている。また弁ステムガイド３１
は、上記円筒部２０ｃを内部に摺動可能に収容できるよ
うにその開口端側か大径に形成され、その内壁に、吸気
弁２０が閉じられているときには円筒部２０ｃによって
閉塞される室３２が形成されている。この室３２は、弁
ステムガイド３１にあけられた孔３３を通じて補助燃料
通路１５の他端に連通されている。さらに弁ステムガイ
ド３１には、この弁ステムガイド３１の開口端側から室
３２側に向って延長する／ｎ３４が室３２とは隔離した
関係で形成されている。この溝３４は、吸気弁２０が閉
じられているとき、および吸気弁２０の開弁量間の両端
においては円筒部２０ｃに遮ぎられて室３２とは連通し
ないが、吸気弁２０の開弁量間のうちの中央部分の所定
期間中のみ室３２と連通し、これにより室３２が溝３４
を通して吸気ポート３０に連通ずるように構成されてい
る。このような構成により、第２図Ａに示すように吸気
弁２０が閉じられているとき、および吸気弁２０の開弁
量間の両端においては、補助燃料通路１５のエンジン本
体Ｅ側の端部は閉塞されている。そして第２図Ｂに示す
ように吸気弁２０が開かれているとき、その量弁期間の
中央部分の所定期間中においてのみ、補助燃料通路１５
が弁ステムガイド３１の孔３３、室３２および溝３４を
通じて吸気ボート３０に連通されるため、補助燃料通路
１５内の燃料が吸気通路８内の負圧によって吸気ボート
３０内に吸出され、この燃料が、ベンチュリ負正により
主燃料通路７から主ノズル９を介して吸気通路８内に吸
出される燃料とともに燃焼室３５内に供給されることに
なる。換言すれば、吸気弁２０の開作動により吸気弁ス
テム２０ａと弁ステムガイド３１との間で開作動する開
閉弁Ｖが設けられていることになり、この開閉弁■に補
助撚ｒ）通路１５のエンジン本体Ｅ側の端部が接続され
ていることになる。

次に第３図Ａ、Ｂは上記開閉弁■の他の構成を示し、こ
の場合は第２図の場合のような円筒部２０ｃに代り、吸
気弁ステム２０ａにその軸線方向に延長する溝３６が形
成されている。この溝３６は、弁ステムガイド３１にあ
けられた孔３３を通じて補助燃料通路１５に連１ＪＩＩ
Ｌでいるが、第３Ｕ；ｉＪＡに示すように吸気弁２０が
閉じられている場合、および吸気弁２０の開弁期間の両
端においては、弁ステムガイド３ｊの内部に封入された
状態となされている。しかしながら第３図Ｂに示すよう
に吸気弁２０が開かれているとき、その開弁期間の中央
部分の所定期間中においてのみ、ｒｉ３６の傘部２Ｏｂ
側の一部分が弁ステムガイド３１の開口端側から吸気ボ
ート３０内に露出する。これにより、補助燃料通路１５
が孔３３および溝３６を通じて吸気ボート３０に連通し
、補助燃料通路１５内の燃料が吸気通路８内の負圧によ
って吸気ボート３０内に吸出されて燃焼室３５に供給さ
れるように構成されている。なお、第１図〜第３図に承
る。

第４図は吸気弁２０の開弁期間と、この吸気弁２０に関
連して設けられている開閉弁Ｖの開いている期間Ｔとの
関係を示すグラフで、開閉弁Ｖの開いている期間Ｔは、
吸気行程におけるピストン角度の７０＠〜１４６’（ま
たは９０″〜１３０’）の範囲に設定される。第４図か
ら明らかなように、開閉弁Ｖの開いている期間Ｔは、吸
気弁２０の開弁期間の中央部分に位置を占めている。そ
して開閉弁Ｖが開かれると、吸気負圧によって補助燃料
通路１５内の燃料が上記期間Ｔのあいだ吸気ボート３０
内に供給されるが、補助燃料通路１５からの燃料供給量
を、スロｙ　ｔ・ル弁３の開度がわずかで負圧が高いと
き、すなわち軽負荷運転時には少なく、スロットル弁３
が大きく開かれて吸気負圧が低いとき、すなわち高負荷
運転時には多くなるように制御する必要がある。前記第
２エアブリード２１はこのような制御を行なうために設
けられているものであり、コントロールユニット２４は
、吸気通路８に設けられたブーストセンサ２８からの入
力信号にもとづいてエアブリードコントロールバルブ２
３を制御して、第２工了ブリード２１から補助燃料通路
１５内に供給される空気量と吸気負圧とが互いに逆位相
の関係になるように、エアブリードコントロールバルブ
２３をデユーティ制御している。このような第２エアブ
リード２１による空気量の制御によって、補助燃料通路
１５内の圧力は、吸気負圧の増大に応じて減少し、した
がって補助燃料通路１５による燃料供給量は、吸気負圧
が増大する軽負荷運転時には少なく、吸気負圧が低下す
る高負荷運転時には多くなり、所期の目的を達成するこ
とができるのである。

また、第４図から明らかなように、吸気弁２０の開閉を
利用した補助燃料通路１５からの燃料供給は、その構成
上吸気行程の中間部分で吸気ポート３０に対して行なわ
れるが、この燃料が燃焼室３５へ供給されるタイミング
はそれより若干遅れて吸気行程の後半となるため、吸気
ポート３０でスワールが発生ずることと相俟って、燃焼
室３５内における層状化を容易に達成することができる
。

第５図はコントロールユニット２４が実行する処理のフ
ローチャートを示し、ステップＳ１においてイニシャラ
イズした後、ステップＳ２においてクランクアングルセ
ンサ（図示せず）で検出されたエンジン回転数と、ブー
ストセンサ２８で検出された吸気負圧（ブースト）と、
スロットル開度センサ２７で検出されたスロットル開度
等のデータを読みこむ。次にステップＳ３に移って運転
中か否かを判定し、この判定結果がｒＹＥＳＪであれば
ステップＳ４へ進んで加速中か否かを判定する。このス
テップＳ４における判定結果がｒＮＯＪであれば、さら
にステップＳ５において減速中であるか否かを判定し、
この判定結果が「ＮＯ」であるときは通常運転時である
から、ステップＳ６においてエアブリードコントロール
バルブ１８を作動して第１エアブリード１７を全閉する
。この第１エアブリード１７が閉じられることにより、
補助燃料通路１５から、各気筒ごとにその吸気行程と同
期した燃料供給が主ノズル９からの燃料供給とともに行
なわれることになる。この補助燃料通路１５を通じた燃
料供給量は、ステップＳ７においてエアブリードコント
ロールバルブ２３によって第２エアブリード２１を吸気
負圧に応じてデユーティ制御することによって制御され
る。第６図はステップＳ７で行なわれる第２エアブリー
ド２１の吸気負圧に応したデユーティ制御態様を示すグ
ラフである。

さらに第５図において、ステップＳ５における判定結果
がｒＹＥｓＪであれば処理はステップＳ８に進み、エア
ブリードコントロールバルブＩ８を作動して大径の第１
エアブリード１７を全開にする。この場合、第２エアブ
リード２１はデユーティ制御されるがスロットル弁３が
全閉状態となるから、第６図から明らかなように吸気負
圧が高くなり、第２エアブリード２１は全開に近い状態
に制御される。したがって補助燃料通路１５内に空気が
吸いこまれ、補助燃料通路１５を通した燃料供給は確実
に停止されることになる。

さらに、ステップＳ４における判定結果がｒＹＥｓｊで
ある場合は、処理はステップＳ９に移り、ここで加速度
合に応した第１エアブリード全開時間ｔ０を演算する。

この場合、第２エアブリード２１に対しては通常のデユ
ーティ制御が行なわれるが、加速時にはスロットル弁３
が開かれて吸気負圧は大気圧と同程度に低くなるため、
第２エアブリード２１はステップＳ１０において閉方向
に制御されて全閉状態（デユーティ１００％）となる。

この状態でステップＳｌｌにおいて第１エアブリード１
７を開けば、第１エアブリード１７の下流の補助燃料通
路Ｉ５内に存在する燃料が空気のポンプ作用で吸気ボー
ト３０内に瞬時的に放出され、かつ第１エアブリード１
７はこの燃料放出後直ちに閉じられるため、空気は第１
、第２エアブリード１７．２１の何れからも補助燃料通
路１５に導入されず、燃料が補助燃料３Ｊｆｉ路１５を
通じて吸気ボート３０内に供給される。したがって主ノ
ズル９から吸気通路８を通じた燃料供給が遅れる場合で
も補助燃料通路１５からの加速増量によって空燃比がリ
ンチ化され、加速応答性を向上させることができる。な
お、ステップＳ３における判定結果がｒＮＯＪとなった
場合は、処理はステップＳ１３に移って第１エアブリー
ド１７が全開され、ステップＳ１４で第２エアブリード
２１は全開状態（デユーティ０％）となる。

以上の説明で本発明によるエンジンの燃料供給Ｗｉｆｆ
の一実施例の構成およびその動作が明らかとなったが、
上記構成によれば、吸気弁２０の開閉を利用して多気筒
エンジンの各気筒ごとにそれぞれの吸気行程と同期させ
た燃料供給を行なうことができるから、気化器を用いた
エンジンにおいても、加速性を悪化させることなしに軽
負荷運転時における燃焼室内の混合気の希薄化を達成し
て燃料経済性を向上させることができる。

またこの開閉弁２０の開閉を利用した燃料供給は、その
構成上吸気行程の中央部分の所定期間Ｔにおいて吸気ボ
ート３０に対して行なうものであるから、この燃料の燃
焼室３５への供給時期はこれより若干遅れて吸気行程の
後半となり、したがって燃焼室３５内における混合気の
理想的な層状化を容易に達成することができる。

さらに上記構成によれば、加速時には第２エアブリード
２１が閉方向に制御され、かつ第１エアブリード１７が
一旦開かれて補助燃料通路１５内に存在する燃料が空気
のポンプ作用で吸気ボート３０内に瞬間的に放出され、
かつ第１エアブリード１７はこの燃料放出後直ちに閉し
られるため、空気は第１１第２エアブリード１７．２１
の何れからも補助燃料通路１５内に導入されない。した
がってこの補助燃料通路１５を通じて燃料が吸気ボート
３０に対して効果的に供給され、これにより加速応答性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を縦断面図で示す全体構成図
、第２図Ａ、Ｂおよび第３図Ａ、Ｂはその吸気弁に関連
して設けられた開閉弁の構成を示す縦断面図、第４図は
吸気弁の開弁期間と開閉弁の開いている期間との関係を
示すグラフ、第５図はコントロールユニントが実行する
フローチャート、第６図は第２エアブリードの１１ｄ度
のデユーティ制御態様を示すグラフである。 １−−−気化器　　　　　　２−ベンチュリ３・・−ス
ロットル弁　　　６−燃料ｉめ７−主燃料通路　　　　
８−吸気１ｍ路９−・主ノズル　　　　　１０−主空気
ジェ、ト１５−補助燃料通路　　１７−第１エアブリー
ド１８．２３−エアブリードコントロールバルブ１９−
シリンダヘッド　２〇−喚気弁 ２０ａ−−吸気弁ステム　２０ｂ・・吸気弁傘部２１−
第２エアブリード ２４−コントロールユニット ３〇−吸気ボート　　　３１−・弁ステムガイド３２−
室　　　　　　　３４．３６−溝３５−燃焼室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ベンチュリ負圧により主燃料通路から燃料を供給する気
   化器の燃料溜めに一端が連通し、他端が吸気弁の開作動
   により吸気弁ステムと弁ステムガイドとの間で開作動す
   る開閉弁に連通する補助燃料通路と、 この補助燃料通路に空気を供給するエアブリードと、 このエアブリードの開度を吸気負圧に応じて制御して前
   記補助燃料通路による燃料供給量を制御するとともに、
   加速時には前記エアブリードを閉方向に制御する制御手
   段とを備えていることを特徴とするエンジンの燃料供給
   装置。