JPH0247590B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は内燃機関、殊に自動車用内燃機関に燃
料と空気との混合気を供給するための気化器で且
つ環状の可変ベンチユリーを有しているものに関
する。

［背景技術］ 環状の可変ベンチユリーを有している気化器で
は、通常環状のオリフイスとコーンとの間にベン
チユリーを形成して、コーンをその軸方向に動か
すことでベンチユリーの面積を変化させているの
であるが、このような気化器に設けられたエアブ
リード機構は従来ベンチユリーで発生する負圧で
オリフイスへと吸い出される燃料に一律に空気を
一次混合させるものであつたことから、空燃比の
制御に多くの手段を要いていた。このために、本
発明者は特願昭55―44795号においてインテーク
マニフオルトで生ずる負圧に応じてエアブリード
用の空気量が調整されるものを提案したが、これ
は環状のオリフイスを備えた気化器の特徴を完全
に活かしたものではなく、混合気を均等なものと
する点において問題があつた。

［発明の目的］ 本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところはエアブリード機構に
おける一次混合においても内燃機関の状態に応じ
た空気と燃料との混合比を制御でき、このために
空燃比の制御が容易となつている上に、燃料と空
気との混合の均一化が更に改善された気化器を提
供するにある。

［発明の開示］ しかして本発明は上下に貫通する円柱状の空気
路とこの空気路内に突出するスロート部とスロー
ト部の内周縁に開口する環状のオリフイスとを有
するハウジング内に、スロート部と同軸で且つ上
下の軸方向に往復動自在に配置されてスロート部
との間に環状の可変ベンチユリーを形成するスロ
ツトル用のコーンを設けた気化器であつて、オリ
フイスの前段において燃料に空気を一次混合させ
るエアブリード用の空気量の制御をインテークマ
ニフオルド負圧に応じて行なうエアバルブを具備
備しているとともに、ブリード用空気は環状のオ
リフイスを取り巻く環状の拡張室に配された環状
の燃料管に形成されている多数個の微小孔から流
出する燃料と混合されることに特徴を有し、イン
テークマニフオルドの負圧値に応じてエアブリー
ド機構におけるブリード用空気の量を制御できる
ようにするとともに、環状のオリフイスへの燃料
供給がこのオリフイスを取り巻く環状の燃料管か
ら行われるようにしたものである。

以下図示の実施例に基づいて本発明を詳述する
と、ここに示した気化器は、上下に貫通する円柱
状の空気路とこの空気路内に突出してこの空気路
の断面積を絞るスロート部２とスロート部２の内
周縁に開口する環状のオリフイス４とを有するハ
ウジング１内に、スロート部２と同軸で且つ上下
の軸方向に往復動自在に配置されてスロート部２
との間に環状の可変ベンチユリーを形成するスロ
ツトル用のコーン３を設けたものであつて、ハウ
ジング１の側面には一体にフロートチヤンバー８
が設けられている。そしてこのハウジング１内の
中央には外形が略円錐状とされているコーン３が
上下の軸方向に可動として配設されており、ハウ
ジング１の内周面に設けられている上記スロート
部２との間に、環状のベンチユリーを形成してい
る。スロート部２の最小内径部においては前記フ
ロートチヤンバー８に連通する環状のオリフイス
４が全周にわたつて開口するものとして形成され
ており、スロート部２とコーン３との間のベンチ
ユリーを流下する空気流によつて生ずる負圧で環
状のオリフイス４を通じて空気路中に燃料が吸い
出されるものである。コーン３はアクセルペダル
に応動してアクセルペダルの踏み込みで下動する
ものであるとともに、インテークマニフオルドに
連通する負圧室７の負圧によつても下方へと吸引
駆動されるものであり、この下方への移動により
コーン３はベンチユリー面積を大きくする。

更に詳しく説明すると、ハウジング１は上部ハ
ウジング１１と下部ハウジング１２とから形成さ
れたもので、上部ハウジング１１の上方にはエア
クリーナー１３が接続され、下部ハウジング１２
の下方にはベース６９を介してインテークマニフ
オルドが接続される。前記スロート部２は、上部
ハウジング１１の内面下部に内方へと一体に突出
する上部スロート部２１と、下部ハウジング１２
の内面上部に内方へと一体に突出する下部スロー
ト部２２とから構成されているものであつて、環
状のオリフイス４及びオリフイス４の外周に控え
る環状の拡張室２０はこれら上部スロート部２１
を有する上部ハウジング１１と下部スロート部２
２を有する下部ハウジング１２との間の間隙とし
て形成されており、更にこの間隙には環状のオリ
フイス４と、これの外周に控える拡張室２０との
間に位置する流量制御用のアニユラーリング２５
が配されている。また上部スロート部２１はその
内径が下方にいくにつれて小さくなる内面形状と
され、下部スロート部２２はその内径が上方にい
くにつれて小さくなる内面形状とされているもの
であり、従つて、オリフイス４の開口部において
空気路の断面積が最も小さくなつている。

フロートチヤンバー８からオリフイス４に至る
燃料経路について次に説明すると、この燃料経路
は総計３系統設けられている。主燃料経路はフロ
ートチヤンバー８の側壁に設けられて下端が燃料
孔１６と第６図に示すニードルバルブ１７とを介
してフロートチヤンバー８内に連通するととも
に、他端がハウジング１における前記環状の拡張
室２０に配された環状の燃料管１９につながれて
いる燃料路１５であり、この燃料路１５を通じて
送られる燃料は、燃料管１９が微小孔が多数設け
られたものであることから、ベンチユリーの負圧
でこの微小孔から吸い出されてアニユラーリング
２５に形成された細溝２６を通過した後、オリフ
イス４へと至る。ここで上部ハウジング１１と下
部ハウジング１２との間の間隙をオリフイス４側
と拡張室２０側とに仕切つているアニユラーリン
グ２５に設けられて両者間を連通させている細溝
２６は、第５図に示すようにアニユラーリング２
５の下面を直径方向と略60゜で交差する斜め方向
に横切るものとして複数個が等間隔に形成された
ものであり、細溝２６を高速で通過する流れが中
心方向に向かう渦状となるようにしているもので
あり、またこの細溝２６内には流量調整用のビス
２７が突出している。

パワー燃料系として設けられている他の２つの
燃料経路のうち、１つはフロートチヤンバー８の
側壁内に設けられたパワー燃料供給系６０であつ
て、これはインテークマニフオルド内の負圧値に
応じて上下する下方へとばね付勢されたパワーピ
ストン６１と、このパワーピストン６１によつて
駆動されるパワーバルブ６２、バルブシート６
３、バルブスプリング６４等よりなるバルブ部と
から構成され、上記燃料路１５とフロートチヤン
バー８内とをバルブ部と燃料孔６５とを通じて連
通させている。尚バルブ部と燃料路１５との間に
は第７図に示すニードルバルブ６６が設けられて
いる。主燃料経路に送られる燃料量を更に増加す
ることができるように構成されているものであ
る。他方のパワー燃料供給系７０は、アクセル軸
３５にリンケージ７４によつて連結されてスロツ
トル動作に応じて開閉されるバルブ７１を通じて
前記拡張室２０へと追加燃料を供給するものであ
り、第３図に示すようにフロートチヤンバー８内
に下端が差し込まれるフユエルチユーブ７２と上
記バルブ７１とからなり、拡張室２０への開口部
にはジエツト７３が設けられている。バルブ７１
はスロツトルを全開とした時に開くものである。
尚、図中７５はフロートチヤンバー８の上部空間
を外部とつなぐ空気管である。更にこの気化器に
おいては実際には加速ポンプも設けられているの
のであるが、これについては図示していない。

コーン３は、下部ハウジング１２の下端開口に
圧入して取り付けられたサポート３０によつて軸
方向に摺動自在に支持される軸３１の上端に固着
されているものであつて、下部のスカート３２を
有しており、サポート３０の上部外周面と微小間
隙を介しているスカート３２の内部が負圧室７と
され、この負圧室７内に設けられているばね３３
によつてコーン３は上方へと付勢されており、更
に軸３１の下端がアクセル軸３５にリンク３６及
びリンク３７を介して連結されている。ここで第
８図から明らかなように、リンク３６はアクセル
軸３５に固着されたものであるのに対して、２部
材からなるリンク３７はアクセル軸３５に遊転自
在に取り付けられたものであり、リンク３６に設
けられているピン３８がリンク３７に設けられて
いる円弧状長孔３９に摺動自在に係合している。
アクセル軸３５の回転によりコーン３は上下して
ベンチユリー面積を変化させるわけであるが、ア
クセル軸３５に対して軸３１及びコーン３が遊び
をもつて連結されているわけであり、そしてこの
遊びの範囲内においてコーン３はインテークマニ
フオルドに連通する負圧室７における負圧値に応
じて上下するものである。尚、コーン３の上下動
の範囲はストツパ８０等により更に規制されてい
ることから、アクセル軸３５の最大回転角がβと
なつている時、コーン３の最大上下動範囲に相当
するリンク３７の最大回転角は、上記回転角βよ
りも小さい角度αとなつている。

そして負圧室７であるが、これは上述のように
スカート３２とサポート３０との間の間隙を介し
てインテークマニフオルドに連通しているもので
あると同時に、第３図に示すようにサポート３０
とハウジング１とにわたつて形成されている空気
路１０を介して大気とつながつているとともに、
負圧室７と大気との空気路１０を介した連通量が
制御弁９にて制御されるようになつているもので
ある。この制御弁９は、上部ハウジング１１内に
設けられたものであつて、アクセル軸３５とリン
ク機構４０により連結されており、アクセルを戻
した時に全開し、アクセルを踏み込んだ時に連通
量を絞つていくようになつているものである。

次にエアブリード機構について説明する。この
エアブリード機構も主エアブリード機構４１と第
２エアブリード機構４２とがあり、まず主エアブ
リード機構４１から説明すると、これは第１図と
第２図乃至第４図に示すようにエアクリーナー１
３を通過した後に内燃機関の高温排気との熱交換
で加熱された空気と、エアクリーナー１３を通過
した常温の空気との混合気をインテークマニフオ
ルド内の負圧値に応じて供給するものであつて、
エアクリーナー１３を通過した空気と高温排気と
の熱交換部から前記拡張室２０に至る空気供給路
４４と、インテークマニフオルドに接続されるバ
キユームユニツト４５と、上記空気供給路４４途
中に設けられているとともにバキユームユニツト
４５内の負圧室の一壁面として設けられているダ
イアフラムにロツド４６を介して連結されたエア
バルブ４７、ハウジング１の上面に一端が開口し
且つ他端が上記空気供給路４４におけるエアバル
ブ４７の前段につながつてエアクリーナー１３を
通過した後の常温の空気を空気供給路４４に送る
第２空気供給路４８、そして第２空気供給路４８
の途中に配置された第７図にも示すニードルバル
ブ４９とから構成されたものであつて、インテー
クマニフオルド内の負圧が大きい時にはエアバル
ブ４７が開いて大量の空気を拡張室２０に送り込
み、インテークマニフオルド内の負圧が小さい時
にはエアバルブ４７が絞られて拡張室２０に送り
込む空気量を制限するものである。このように主
エアブリード機構４１から拡張室２０へと送られ
る空気は、拡張室２０内の燃料管１９からベンチ
ユリーにおける負圧で吸い出される燃料と混じ
り、エアブリードを行なうものである。ここにお
いて、高温排気と熱交換することで加熱した空気
を供給するのは、アイシングを防止するとともに
燃料の気化状態を良くし、燃料と空気との混合が
良好になされるようにしているものであり、また
加熱した空気と常温の空気とを混合することがで
きるようにしているのは、拡張室２０へと送り込
む空気の温度を42〜45℃の一定温度に保つことが
できるようにしているためである。尚、ここにお
けるエアバルブ４７は、制御弁９と同一軸上に配
されているが、両者は別個に作動するものであ
る。

第２エアブリード機構４２は、第４図に示すよ
うにインテークマニフオルド内の負圧値に応じて
上下する上方へとばね付勢されたピストンバルブ
５６、バルブシート５７、バルブスプリング５８
等よりなるバルブ部と、ハウジング１上面に一端
が開口し且つ他端が拡張室２０からオリフイス４
までの流路途中にて開口する空気供給路５９とか
ら構成され、インテークマニフオルド内の負圧値
に応じてバルブ部により空気供給路５９が開閉さ
れ、この開閉量に応じた空気がオリフイス４の前
段に供給されるものである。

以上の説明から明らかなように、この気化器で
はインテークマニフオルド内の負圧によりコーン
３の上下動をスロツトルとともに制御するだけで
なく、パワー燃料供給系６０、主エアブリード機
構４１そして第２エアブリード機構４２の動作も
制御しているのである。これらとインテークマニ
フオルドとを接続する負圧管５０の途中に第１図
に示すようにサーマルバルブ５が設けられてい
る。このサーマルバルブ５は内燃機関の冷却水の
温度が所定値を越えた時に開いてインテークマニ
フオルド内と上記各系統とを連通させるものであ
り、従つて、パワー燃料供給系６０と主エアブリ
ード機構４１及び第２エアブリード機構４２は、
内燃機関の暖機が略完了してからでないと、作動
することがないものである。

しかしてこの気化器の動作について説明する
と、燃料はベンチユリーを流下する空気流によつ
て生ずるところの負圧で燃料路１５を経てエアブ
リードにより空気が混入された後オリフイス４へ
と至り、そしてベンチユリーを流下する空気と混
合されて内燃機関に送られる。スロツトルを開け
ば、つまりはコーン３を下動させればベンチユリ
ーの面積が増大して多量の混合気を供給するもの
であり、またインテークマニフオルド内の負圧が
大きくなれば、負圧室７の負圧も大きくなり、こ
の負圧による吸引力がばね３３による付勢力より
大きくなると、この時にもコーン３はアクセル軸
３５の動きとは別に所定範囲内において下動して
多量の混合気を供給するものである。そしてこの
時の負圧室７の負圧値は、大気と連通する空気路
１０が存在することから、制御弁９で空気路１０
が遮断されている時を除いてインテークマニフオ
ルドにおける値と同一ではなく、また制御弁９が
アクセル軸３５に連結されてスロツトルを戻した
時に制御弁９が全開、スロツトルを開くと逆に制
御弁９が絞られていくことから、コーン３の上下
位置はスロツトルの開度と、スロツトルの開度に
よつて制御されるインテークマニフオルドの負圧
との両者によつて定まるものである。すなわち、
アイドリング状態やスロツトルを戻した時には、
制御弁９が全開状態にあり、負圧室７からインテ
ークマニフオルドへと吸い出される空気と同量の
空気が空気路１０を通じて負圧室７へと送られる
ことから、負圧室７が負圧となることがなく、コ
ーン３はその上限位置にある。アクセルペダルを
踏み込んでスロツトルを開くと、制御弁９は絞ら
れて負圧室７からインテークマニフオルドへと吸
い出される空気の量よりも負圧室７へと送られる
空気の量が少なくなるために、負圧室７内が負圧
となつてコーン３を下方へと吸引する。そしてコ
ーン３が下動することでベンチユリー面積が大き
くなり、流下する空気量が増えることでインテー
クマニフオルド内の負圧が小さくなると、負圧室
７からインテークマニフオルドへと吸い出される
空気量が少なくなる。従つて負圧室７から吸い出
される空気量と負圧室７に制御弁９を通じて送り
込まれる空気量とが等しくなつた時点でコーン３
は停止するものである。この状態から更にアクセ
ルを踏み込めば、コーン３は更に下動する。アク
セルペダルを解放したならば、制御弁９が開く方
向にまわることから負圧室７へと吸い込まれる空
気量が増加して負圧室７内の負圧が小さくなり、
ばね３３の弾発力によりコーン３は上動する。コ
ーン３はアクセル軸３５と連動して上下するもの
の、いわばアクセル軸３５に対してフローテイン
グした状態でアクセル軸３５に連動するわけであ
り、ベンチユリー面積の実際の制御はインテーク
マニフオルド内の負圧は、スロツトルの開度との
両者のバランスで決定されるものである。尚、前
述のようにコーン３の上下動に相当するリンク３
７の最大回転角をαとしているのは、コーン３が
アイドル位置で上下に動くとアイドル回転数が安
定しないことと、スロツトル全開時にコーン３が
上下に動くとパワー燃料供給系７０の動作が不安
定となつてしまうからである。

さて、上述のようにして面積が制御されるベン
チユリーを流下する空気流により発生する負圧に
よつて燃料は環状ベンチユリーを取り巻くオリフ
イス４から吸い出され、空気と混合されてインテ
ークマニフオルドを経て内燃機関へと送られるわ
けであるが、このオリフイス４から吸い出される
燃料は前述のようにエアブリードにより空気が一
次混合されたものとなつている。高温排気との熱
交換で加熱されるとともに常温空気との混合で所
定温度とされた空気を燃料に混合させる主エアブ
リード機構４１は、内燃機関の冷却水が所定温度
を越えてサーマルバルブ５を開いてから後に作動
するものであり、冷却水温度が低い間はエアバル
ブ４７が閉じられていることから、エアブリード
用空気が拡張室２０へと送られることはない。し
かし冷却水温度が所定温度を越えて内燃機関の暖
機がほぼ完了してから後は、エアバルブ４７がイ
ンテークマニフオルド内の負圧値に応じて拡張室
２０へと吸い込まれる空気量を制御するものであ
る。すなわち、インテークマニフオルド内の負圧
が大きい時にはバキユームユニツト４５のロツド
４６が引き込まれてエアバルブ４７が開かれる。
アクセルが踏み込まれて内燃機関が高速になると
インテークマニフオルド内の負圧が小さくなるた
めにエアバルブ４７は絞られる。つまり内燃機関
が低速から高速になるにつれてブリード用空気の
量が減少し、オリフイス４へと供給される燃料の
量が多くなり、逆にアクセルが解放されて内燃供
給が高速から低速になると、この時のインテーク
マニフオルドの負圧変化に応じてエアバルブ４７
が開かれてブリード用空気が増加する。そしてエ
アブリードされた燃料はアニユラーリング２５の
細溝２６を高速で通過してオリフイス４からベン
チユリーへと吸い出され、ベンチユリーを流下す
る高速の空気に均一に混合されるものである。

第２エアブリード機構４２は、降坂時のように
エンジンブレーキが働く時、インテークマニフオ
ルド内の負圧が極めて大きくなつてベンチユリー
から吸い出される燃料の量も多くなり、燃費が悪
くなるとともに排気中のCOやHCが非常に多くな
ることを解消するために設けられたものであり、
サーマルバルブ５が開いた後、インテークマニフ
オルドの負圧がきわめて大きくなつた時にはピス
トンバルブ５６が下降してエアクリーナー１３を
通つた空気が空気供給路５９を通じてオリフイス
４の前室に送られ、この前室の負圧を小さくする
ためにベンチユリーへと吸い出される燃料の量が
少なくなるものであり、燃料の完全燃焼を行なわ
せるものである。インテークマニフオルド内の負
圧が小さくなれば、ピストンバルブ５６が上昇し
て空気供給路５９を遮断する。

内燃機関が高出力高速回転を行なう場合には、
インテークマニフオルドの負圧値に応じて作動す
るパワー燃料供給系６０が働いて濃混合気の供給
を可能とする。すなわち高出力を得るためにアク
セルペダルを踏み込んでスロツトルを開くと、イ
ンテークマニフオルド内の負圧が益々小さくな
り、パワーピストン６１を引き上げる力が弱まる
ために、ばね付勢によりパワーピストン６１が降
下してパワーバルブ６２を押し上げる。従つて燃
料はこのバルブ部を通つて燃料路１５を流れる燃
料に加わり、濃混合比の混合気を作成させるもの
である。また更に高い出力を要する時は、アクセ
スを一杯に踏み込んでスロツトルを全開とするこ
とにより、機械的パワー燃料供給系７０における
アクセル軸３５に連結されたバルブ７１が開くた
めに、フロートチヤンバー８内の燃料は上記流路
を経る以外にもフユエルチユーブ７２とジエツト
７３とを通じて直接拡張室２０へと供給されるも
のであり、パワー燃料供給系６０による燃料供給
と併せて高出力に必要な濃い混合気が作成される
ものである。

更に第９図及び第１０図に示す実施例は、第１
実施例と同じ構成であるものの、燃料路１５とパ
ワー燃料供給系６０及び７０を備えたフロートチ
ヤンバー８をハウジング１とは別個に形成して両
者を燃料チユーブ２３及び２４で接続することに
より、ダウンドラフト型としてだけではなく、横
向きあるいは斜め向きのセツトも行なえるように
した例である。

［発明の効果］ 以上のように本発明においてはブリード用空気
を燃料と混合させる一時混合においても内燃機関
の状態に応じた混合比に制御することができるも
のであり、このために空燃比の制御が容易である
とともに排気ガスのクリーン化及び燃料消費量の
削減に寄与するものであり、そして環状のオリフ
イスを取り巻く環状の拡張室に配した環状の燃料
管に多数個の微小孔を設けて、これら微小孔から
燃料が流出する際にエアブリード用の空気を混合
し、そして環状の拡張室の内周側に位置する環状
のオリフイスから環状のベンチユリーを流下する
空気に対して燃料を混合するものであり、環状の
燃料管から流出してエアブリードされた燃料が、
環状のベンチユリーを流下する環状の空気流の全
周から供給されるために、燃料と空気との混合が
均等になされ、内燃機関の各シリンダーに送られ
る混合気をばらつきのないものとすることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の平面図、第２図は同
上のＡ―Ｏ―Ｂ断面図、第３図は同上のＣ―Ｏ―
Ｄ断面図、第４図は同上のＡ―Ｏ―Ｅ断面図、第
５図ａ，ｂ，ｃは同上のアニユラーリングの縦断
面図、底面図及び拡大縦断面図、第６図及び第７
図は夫々同上の一部の断面図、第８図ａ，ｂは同
上のアクセル軸とコーンとの連結部を示す縦断面
図及び水平断面図、第９図は他の実施例の断面
図、第１０図は同上のフロートチヤンバーの平面
図であつて、１はハウジング、２はスロート部、
３はコーン、４はオリフイス、５はサーマルバル
ブ、７は負圧室、９は制御弁、３５はアクセル軸
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下に貫通する円柱状の空気路とこの空気路
   内に突出するスロート部とスロート部の内周縁に
   開口する環状のオリフイスとを有するハウジング
   内に、スロート部と同軸で且つ上下の軸方向に往
   復動自在に配置されてスロート部との間に環状の
   可変ベンチユリーを形成するスロツトル用のコー
   ンを設けた気化器であつて、オリフイスの前段に
   おいて燃料に空気を一次混合させるエアブリード
   用の空気量の制御をインテークマニフオルド負圧
   に応じて行なうエアバルブを具備しているととも
   に、ブリード用空気は環状のオリフイスを取り巻
   く環状の拡張室に配された環状の燃料管に形成さ
   れている多数個の微小孔から流出する燃料と混合
   されることを特徴とする気化器。 ２ ブリード用空気はエアクリーナーを通過した
   空気を高温排気との熱交換で加熱したものと、非
   加熱空気との混合気で形成される一定温度のもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の気化器。