JPH02201068A - 酸素供給エンジン - 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〕 この発明は酸素供給エンジンに係り、特に所要時期に酸
素富化空気を簡易的に供給する酸素供給手段を設けた酸
素供給エンジンに関する。

〔従来の技術〕

車両に搭載するエンジンにおいては、車両の走行状態に
よって要求されるエンジンの出力が変化するので、所要
のエンジン出力を得るべく空燃比を変更する装置がある
。即ち、この装置によって、燃料と酸素を含んだ空気と
の混合を良好として燃焼性を向上し、走行状態に応じた
所要のエンジン出力を得るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、特に小型のエンジンを備えた車両においては
、登板走行時や高速走行時等で負荷が大なる場合に、例
えば吸気管圧力である吸気管負圧（絶対値）が所定に弱
くなった際に、空気中の酸素量が減少してエンジンの出
力が低下する不都合がある。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく、
エンジン負荷が所定値に達した際にエンジン富化状態に
応じて酸素を供給することにより、小型エンジンを備え
た車両においても登板走行時や高速走行時にエンジンの
出力が低下するのを防止するとともに、酸素の供給を簡
単な構成で果し得る酸素供給エンジンを実現するにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、エンジン負荷が
所定値に達した際にエンジン負荷状態に応じて酸素を供
給する酸素供給手段を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、酸素供給手段は、車両が登板
走行時や高速走行時の負荷が大になって所定値に達した
際に、エンジン負荷状態に応じて酸素をエンジンに供給
する。これにより、小型のエンジンを偵えた車両におい
ても、登板走行時や高速走行時等においてエンジンの出
力が低下するのを防止することができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１．２図は、この発明の第１実施例を示すものである
０図において、２はエンジン、４はエアクリーナ、６は
吸気管、８は管吸気通路、１０はスロットルボディ、１
２はボディ吸気通路、１４は吸気絞り弁、１６は吸気マ
ニホルド、１８はマニホルド吸気通路、２０は吸気弁、
２２は燃焼室、２４はピストン、２６は点火栓、２日は
排気弁、３０は排気マニホルド、３２はマニホルド排気
通路である。前記エンジン２には、燃料供給手段３４に
よって燃料である例えばＬＮＧ　（液化天然ガス）が供
給される。

燃料供給手段３４は、以下の如く構成される。

即ち、ＬＮＧタンク３６からの液化したＬＮＧは、第１
燃料遮断弁３８と燃料フィルタ４０とが順次に設けられ
た第１燃料供給通路４２を経て吸気管６途中に設けられ
た熱交換器４４の熱交換室４６内に配設した燃料熱交換
部４８に供給されて気化される。また、この燃料熱交換
部４８からの気化されたＬＮＧは、燃料レギュレータ５
０によってその量が調整され、第２燃料供給通路５２に
よってエンジン２側に導かれる。この第２燃料供給通路
５２は、先端側で主分岐通路５４とｇＩＩ分岐通路５６
とに分岐されている。

主分岐通路５４の主流出口５８は、スロットルボディ１
０のベンチュリ部６０直下流側のボディ吸気通路１２に
連通している。この主分岐通路５４途中には、燃料レギ
ュレータ５０側から順次に第２燃料遮断弁６２と主比例
制御弁６４とが設けられている。

また、副分岐通路５６の副流出口６６は、前記主分岐通
路５４の主流出口５８よりも少許下流側で且つ吸気絞り
弁１４上流側のボディ吸気通路１２に連通している。

更に、副分岐通路５６途中には、補助燃料弁６８が設け
られている。この補助燃料弁６８には、吸気絞り弁１４
下流側のボディ吸気通路１２に連通ずる開ロア０を有す
る補助通路７２が連絡している。

また、エンジン２の負荷が所定値に達した際に、エンジ
ン２の負荷状態に応じて酸素を供給する酸素供給手段７
４を設ける。

この酸素供給手段７４は、例えば溶接用小型液化酸素ボ
ンベ等からなる液体酸素ボンベ７６からの液体酸素を、
酸素遮断弁７８と酸素フィルタ８０とが設けられた第１
酸素供給通路８ｚを経て熱交換器４４の熱交換室４６内
に配設された酸素熱交換部８４に送給し、そして、気化
された酸素量を酸素レギュレータ８６によって調整させ
、第２酸素供給通路８日から酸素量制御弁機構９０を介
してボディ吸気通路１２に供給するものである。

この酸素量制御弁機構９０は、第２酸素供給通路８８に
連通すべく第１ハウジング９２によって形成された第１
室９２と、第２ハウジング９６内にダイヤプラム９８に
よって区画形成された第２室１００及び圧力室１０２と
を有している。第１室９４と第２室１００とは、弁体１
０４によって開閉され開口面積が変化する流量調整用通
路１０６によって連通・遮断される。即ち、傾斜して形
成された流量調整用通路１０６の通路壁面１０８に対し
て同方向に傾斜して形成された弁体１０４の弁体外面１
１０が接離移動することにより、流量調整用通路１０６
の開口面積が変化されるものである。

弁体１０４は、ロッド１１２を介してダイヤフラム９８
に支持されている。

第２室１００は、ベンチヱリ部６０に連通する酸素流出
口１１６を有するノズル１１４に連通する酸素流出通路
１１８が連通している。前記ノズル１１４の酸素流出口
１１６は、空気流れ方向に指向してその面が斜めに形成
されている。

また、圧力室１０２においては、第２ハウジング９６と
ダイヤフラム９８間にスプリング１２０が設けられてい
る。

圧力室１０２には、導圧通路１２２の一端側が連通して
いる。この導圧通路１２２の他端側である圧力取入口１
２４は、吸気絞り弁１４下流側のボディ吸気通路１２に
連通している。

即ち、酸素供給手段７４においては、第２図に示す如く
、酸素量制御弁機構９０の圧力室１０２に作用する負荷
、つまり吸気管圧力（負圧）が所定値Ｎに達した際に、
この所定値Ｎよりも弱く且つ大気圧（零）までの間の負
圧（第３図の斜線部分で示す）が圧力室１０２に作用し
ている場合に、負圧の強弱状態に応じてダイヤフラム９
８が変位し、従って弁体１０４が流量調整用通路１０６
を開閉するので、酸素が、第１室９４から第２室１００
を経て、そして酸素流出口１１６からベンチエリ部６０
に供給されるものである。なお、主比例制御弁６４と補
助燃料弁６８等は、制御部（図示せず）によってコンピ
ュータ制御されるものである。

次に、この第１実施例の作用を説明する。

燃料タンク３６内の燃料である酸化ＬＮＧは、第１燃料
供給通路４２に導かれ、第１燃料遮断弁３８、燃料フィ
ルタ４０を経て熱交換室４６内の燃料熱交換部４８に至
り、この燃料熱交換部４８に空気が接することによって
気化される。

そして、気化された燃料は、第２燃料供給通路５２に導
かれ、燃料レギュレータ５０で調整され、次いで主分岐
通路５４から第２燃料遮断弁６２、主比例制御弁６４を
経て主流出口５８からボディ吸気通路１２内の空気と混
合される。

ところで、エンジン２を搭載した車両の登板走行時や高
速走行時等において負荷が所定値に達した際に、つまり
吸気絞り弁１４がＡ位置から全開位置までの範囲で開き
吸気絞り弁１４下流側の吸気管負圧が所定値Ｎ未満に弱
くなっている際には（第２図参照）、導圧通路１２２か
ら圧力室１０２に作用する吸気管負圧も弱くなるので、
スプリング１２０がダイヤフラム９８を第２室１００の
縮小方向に押圧変位するので、弁体１０４が流量調整用
通路１０６を開成する。

これにより、液化酸素ボンベ７６から第１酸素供給通路
８２に導かれ、酸素遮断弁７８、酸素フィルタ８０を経
て、さらに酸素熱交換部８４で気化され、第２酸素供給
通路８８により導かれて酸素レギユレータ８６、第１室
９４に至った酸素は、流１ｉＪ整用通路１０６を経て第
２室１００に至り、そして酸素流出通路１１８、ノズル
１１４を経て酸素流出口１１６からベンチュリ部６０に
、吸気管負圧の強弱状態に応じて供給される。

またこのとき、コンピュータ制御される補助燃料弁６８
が酸素量制御弁機構９０の作動に応じて作動制御され、
ノズル１１４からの酸素増量分に対応する燃料量が副分
岐通路５６に導かれてボディ吸気通路１２内に供給され
るので、空燃比を適正に維持することができる。

この結果、吸気管負圧が所定値Ｎよりも弱くなりエンジ
ン２の出力が低下しようとする際に、酸素富化を行って
エンジン２の出力を向上させることができるので、エン
ジン２が小型の場合でも車両の登板走行や高速走行を安
定させることができる。

また、この実施例によれば、既設のエンジン構造に酸素
供給手段７４を設ければよいだけなので、一般の車両に
も取付けが簡単で、しかも製作費等を廉価とし、全体的
に低度とすることができる。

更に、ノズル１１４がベンチュリ部６０に臨んで配設さ
れているので、供給する酸素量をベンチュリ部６０の空
気の流速に応じて増加させることも可能であり、実用上
有利である。

第３図は、この発明の第２実施例を示すものである。以
下の実施例においては、上述の実施例と同一機能を果す
箇所には同一符号を付して説明する。

この第２実施例の特徴とするところは、酸素供給手段７
４を以下の如く構成した点にある。即ち、酸素タンク２
０２内の酸素を導（酸素供給通路２０４の酸素流出口２
０６を気化器２０Ｂのベンチュリ部２１０に連通して設
け、酸素供給通路２０４途中には酸素タンク２０２側か
ら順次に遮断弁２１２、電磁バルブ２１４、そして酸素
レギュレータ２１６を介設する。この酸素レギュレータ
２１６は、本体２１８に一次減圧弁２２０を設けた一次
減圧室２２２と、二次減圧弁２２４を設けた二次減圧室
２２６と、−火源圧室２２２を区画形成する一次ダイヤ
フラム２１８と、この−次ダイヤフラム２２８を付勢す
る一次スプリング２３０と、二次減圧室２２６を区画形
成する二次ダイヤフラム２３２と、この二次ダイヤフラ
ム２３２を付勢する二次スプリング２３４とを有し、−
火源圧室２２２・二次減圧室２２６によって酸素タンク
２０２からの酸素を減圧し、ベンチュリ部２１０に減圧
した酸素を供給させるものである。

また、気化器絞り弁２３６下流側の気化器吸気通路２３
８には、燃料噴射弁２４０から燃料が供給される。

この第２実施例の構成によれば、第１実施例の第２図に
示す如く、吸気管負圧が所定値Ｎよりも弱くなった際に
は、酸素タンク２０２からの酸素が酸素レギュレータ２
１６に導かれ、この酸素レギユレータ２１６の一次減圧
室２２２・二次減圧室２２６により所定圧力に減圧され
、そしてこの酸素が酸素流出口２０６からベンチュリ部
２１０に供給される。またこのとき、酸素流出口２０６
からの酸素量の増加に応じて燃料噴射弁２４０からの所
定量の燃料が増加して供給され、これにより空燃比を一
定にすることができる。

この結果、酸素供給手段７４の構成の簡素化を図るとと
もに、酸素供給手段７４を容易に設置し得て、実用的で
あり、しかも、ベンチエリ部２１０に作用する空気流に
よる圧力に連動して酸素レギュレータ２１６が作動し、
ベンチエリ部２１０の流速に応じて酸素の供給を調整す
ることができる。

なお、この発明は上述の実施例に限定されず、種々応用
改変が可能であることは勿論である。

例えば、第１実施例においてはダイヤフラム９８の変位
をスプリング１２０で調整したが、吸気管負圧に連動す
る作動バルブを設け、この作動バルブの動作によって酸
素蓋を調整する構成とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
エンジン負荷が所定値に達した際にエンジン負荷状態に
応じて酸素を供給する酸素供給手段を設けたことにより
、エンジン負荷が所定値に達した際に酸素を供給するこ
とにより、小型エンジンを備えた車両においても登板走
行時や高速走行時にエンジンの出力が低下するのを防止
するとともに、エンジンへの酸素の供給を簡単な構成で
果し得る。

また、酸素供給手段は既設の燃料供給手段を変更するこ
となく一般の車両に設置することができ、実用的であり
、しかも製作費等も廉価とし、全体的にコストを低度と
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１．２図はこの発明の第１実施例を示し、第１図は酸
素供給手段を備えたエンジンの概略図、第２図は吸気絞
り弁と負圧との関係を示す図である。 第３図はこの発明の第２実施例を示し、酸素供給手段を
備えたエンジンの概略図である。 図において、２はエンジン、１２はボディ吸気通路、３
４は燃料供給手段、３６はＬＮＧタンク入４４は熱交換
器、６０はベンチュリ部、６４は主比例制御弁、７４は
酸素供給手段、８４は酸素熱交換部、９０は酸素量制御
弁機構、１０２は圧力室、１０４は弁体、１０６は流ｉ
ｔ調整用通路、そして１１４はノズルである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン負荷が所定値に達した際にエンジン負荷状
   態に応じて酸素を供給する酸素供給手段を設けたことを
   特徴とする酸素供給エンジン。