JPH0642408A - ベーパライザの調圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外気導入により機関出力の向上を図りつつ走行
風動圧の影響を排除して機関への燃料取込みを安定化さ
せ、加速初期にも機関出力を充分に確保する。 【構成】一次減圧室１５では高圧燃料が気化減圧され
る。又、一次減圧室１５から二次減圧室１８に導入され
た気化燃料は、二次調圧室１９との圧力バランスにより
大気圧近くまで調圧されてベンチュリ５の発生負圧に基
づき吸気通路１へと導出される。そして、エアクリーナ
３の吸気口３ａを車両本体４の前方へ開口させる。又、
エアクリーナ３のエレメント２上流側近傍と二次調圧室
１９とを圧力通路２９で連通させる。従って、内燃機関
には、吸気口３ａから吸気通路１を通じて常に外気が取
り込まれる。又、動圧によりベンチュリ５での発生負圧
が少なくなった分だけ二次調圧室１９内の圧力がほぼ高
められ、二次減圧室１８から燃料通路２２を通じて吸気
通路１へ導出される燃料の目減り分が補われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液化ガスを燃料とす
る内燃機関に使用されて高圧燃料を気化させると共に大
気圧近くに減圧させるベーパライザに係り、詳しくはそ
のベーパライザの圧力調整を行うための調圧装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）を燃料として用いるＬＰＧ内燃機関においては、燃
料を大気圧近くの気化状態でベンチュリ等に供給する目
的から、燃料タンクとベンチュリ等との間にベーパライ
ザが設けられている。そして、このベーパライザでは、
燃料タンクより導入された高圧燃料が加熱により気化さ
れると共に、大気圧近くまで減圧されるようになってい
る。

【０００３】又、ＬＰＧ内燃機関では、その出力向上を
図る目的から、吸気系の吸気口を車両本体の前方へ向け
て開口させることが知られている。これにより、比較的
温度の低い外気が機関へ直接取り込まれることになり、
吸入空気の充填効率が高められて機関の出力が向上され
る。

【０００４】しかしながら、吸気系の吸気口を上記のよ
うな配置としても、機関の低負荷運転時には吸入空気量
が少ないことから、ベンチュリでの発生負圧は相対的に
小さくなる。又、車両を高速で走行させた場合には、そ
の走行風に起因する動圧が吸気口からベンチュリへと作
用することになる。従って、車両を高速で走行させ、且
つ機関を低負荷で運転させた場合には、ベンチュリでの
発生負圧が走行風の動圧によって低減されることがあっ
た。その結果、ベンチュリでの発生負圧が小さくなって
しまった場合、特に燃料タンクから導出される全燃料量
に対してベーパライザから吸気系へ供給されるべき燃料
割合の大きい場合には、吸気系へ導出される燃料が不足
したり無くなったりすることになり、機関のストールに
至るおそれがあった。

【０００５】そこで、上記のような車両走行風に起因す
る動圧の影響に対処するための技術が、特開平２−２１
８８５０号公報において開示されている。この公報の技
術では、走行風に起因する動圧の導入を許容する、つま
りは外気を導入する第１の吸気口と、動圧の導入を許容
しない、つまりは内気を導入する第２の吸気口と、ベン
チュリを含むキャブレタに第１の吸気口又は第２の吸気
口を選択的に連通させる切換手段とが設けられている。
そして、車両が高速で走行され、且つ機関が低負荷で運
転される場合、即ち高速低負荷運転の場合には、切換手
段によりキャブレタが第２の吸気口に連通されるように
なっている。一方、機関が高負荷で運転される場合に
は、切換手段によりキャブレタが第１の吸気口に連通さ
れるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来公
報の技術で、高速低負荷運転の状態から加速を開始して
高負荷運転に移行する場合には、キャブレタが第２の吸
気口に連通される状態から第１の吸気口に連通される状
態へと切換えられる。つまり、機関への吸入空気が、動
圧の影響を受けない内気導入の状態から、外気導入の状
態へと切換えられることになる。そして、このような切
換え時には、内気導入から外気導入へ移行するまでの
間、及び内気で吸気系が暖められた分だけ、外気のみの
導入に比べて吸気温度が高くなる。そのため、吸気温度
が外気の温度に下がるまで遅れが生じ、加速初期に機関
出力を充分に得ることができなくなるおそれがあった。
つまり、加速にもたつきを生じさせるおそれがあった。

【０００７】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、外気の導入によって内燃機
関の出力向上を図りながら、走行風に起因する動圧の影
響を排除して内燃機関への燃料取り込みを安定化させる
ことが可能で、併せて加速初期にも機関出力を充分に確
保することの可能なベーパライザの調圧装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、液化ガスよりなる高圧燃料
を導入して気化減圧する一次減圧室と、その一次減圧室
に連通路を通じて連通可能であると共に、内燃機関の吸
気系に設けられたベンチュリに燃料通路を通じて連通さ
れた二次減圧室と、その二次減圧室に対しダイヤフラム
を介して区画されてなり、二次減圧室内の圧力を大気圧
近くに調圧するための二次調圧室と、ダイヤフラムの変
位に基づき作動されて連通路の開度を調節する弁部材と
を備え、連通路を通じて二次減圧室に導入される気化燃
料を大気圧近くに調圧して、ベンチュリでの発生負圧に
基づき燃料通路を通じて吸気系に導出するベーパライザ
において、吸気系の入口側に配置されたエアクリーナの
吸気口を車両本体の前方へ向けて開口させ、そのエアク
リーナのエレメント上流側近傍と二次調圧室とを圧力通
路を通じて連通させている。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、エアクリーナの吸気口が
車両本体の前方へ向けて開口されていることから、内燃
機関には吸気系を通じて常に外気が取り込まれる。

【００１０】又、高圧燃料は一次減圧室に導入されて気
化減圧される。更に、ダイヤフラムの変位に基づき弁部
材が作動されることにより、連通路の開度が調節され、
その開度に応じた量の気化燃料が連通路を通じ一次減圧
室から二次減圧室へと導入される。そして、二次減圧室
では、導入された気化燃料が二次調圧室との圧力バラン
スにより大気圧近くに調圧されて、ベンチュリでの発生
負圧に基づき燃料通路を通じて吸気系に導出される。

【００１１】ここで、二次調圧室は圧力通路を通じてエ
アクリーナのエレメント上流側近傍に連通されているこ
とから、その二次調圧室内の圧力は常にエレメント上流
側近傍のそれとほぼ等しくなる。そのため、車両の走行
風に起因する動圧がベンチュリに作用するような場合で
も、その動圧分にほぼ等しい圧力が二次調圧室に作用す
ることになる。

【００１２】従って、動圧の影響によりベンチュリでの
発生負圧が少なくなった場合には、その発生負圧の減少
分とほぼ等しい分だけ二次調圧室内の圧力が高められ
る。そして、その圧力増加分だけダイヤフラムの変位が
増して弁部材が作動され、連通路の開度が増して、一次
減圧室から二次減圧室を通じて燃料通路へ導かれる燃料
が増大される。よって、燃料通路から吸気系へ導出され
る燃料が増大され、動圧の影響による燃料の目減り分が
補われる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明におけるベーパライザの調圧
装置を自動車のＬＰＧ内燃機関に具体化した一実施例を
図１に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１はこの実施例におけるベーパライザの
調圧装置を示す概略構成図である。液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）を燃料として用いる図示しないＬＰＧ内燃機関にお
いて、その吸気系を構成する吸気通路１の入口側には、
エレメント２を内蔵してなるエアクリーナ３が配置され
ている。そして、そのエアクリーナ３の吸気口３ａが、
車両本体４の前方へ向けて開口されている。これによ
り、ＬＰＧ内燃機関には、吸気口３ａから吸気通路１を
通じて常に外気が取り込まれるようになっている。又、
吸気通路１の途中には、ベンチュリ５が設けられてい
る。更に、そのベンチュリ５よりも下流側の吸気通路１
には、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉
されるスロットルバルブ６が設けられている。そして、
そのスロットルバルブ６が開閉されることにより、吸気
口３ａから吸気通路１へ吸入される外気の量（吸入空気
量）が調節されるようになっている。

【００１５】この実施例では、気化状態の燃料を吸気通
路１へ導出するためのベーパライザ７が、ＬＰＧ燃料の
燃料タンク８とベンチュリ５との間に設けられている。
ベーパライザ７を構成するケーシング１０の内部は、隔
壁１１により一次室１２及び二次室１３に区画されてい
る。その一次室１２には第１のダイヤフラム１４が設け
られ、同ダイヤフラム１４により一次室１２が一次減圧
室１５と一次調圧室１６とに区画されている。又、二次
室１３には第２のダイヤフラム１７が設けられ、同ダイ
ヤフラム１７により二次室１３が二次減圧室１８と二次
調圧室１９とに区画されている。

【００１６】隔壁１１の一部には、一次減圧室１５と二
次減圧室１８とを連通する連通路２０が設けられてい
る。又、隔壁１１には、ＬＰＧ内燃機関の冷却水を熱源
として流通させる図示しない水通路が設けられている。
更に、隔壁１１の内部には燃料を流通させる内部燃料通
路２１が設けられている。この内部燃料通路２１の一端
側は、燃料タンク８から延びるタンク側燃料通路９に連
通されている。又、内部燃料通路２１の他端側は一次減
圧室１５に連通可能となっている。更に、二次減圧室１
８には、ベンチュリ５での発生負圧に基づいて燃料を吸
気通路１へ導出するためのメイン燃料通路２２の一端側
が連通されている。又、一次減圧室１５にはアイドル用
のスロー燃料を導出するスロー燃料通路２３の一端側が
連通され、そのスロー燃料通路２３の他端側はメイン燃
料通路２２に連通されている。スロー燃料通路２３の途
中には、同通路２３のスロー燃料の流れを許容・遮断す
るための、ソレノイド２４ａを駆動源として開閉駆動さ
れるスローロック弁２４が設けられている。そして、そ
のスローロック弁２４が閉弁されることにより、スロー
燃料通路２３からメイン燃料通路２２へのスロー燃料の
供給が遮断され、減速時等におけるスロー燃料カットが
行われるようになっている。

【００１７】第１のダイヤフラム１４には、内部燃料通
路２１の他端側を開閉するための第１の弁部材２５が取
付けられている。又、一次調圧室１６には圧縮ばね２６
が設けられ、同調圧室１６内はほぼ大気圧に設定されて
いる。ここで、第１のダイヤフラム１４は、圧縮ばね２
６の付勢力と一次調圧室１６内の大気圧とにより常に一
次減圧室１５側へ付勢されている。

【００１８】そして、常温下では、一次減圧室１５内の
圧力が低下することにより、圧縮ばね２６の付勢力によ
り第１のダイヤフラム１４が一次減圧室１５側へと変位
する。これにより、第１の弁部材２５が作動して内部燃
料通路２１が開かれ、一次減圧室１５には内部燃料通路
２１を通じて燃料タンク８からの高圧燃料が導入され
る。又、一次減圧室１５に導入された燃料が熱源により
気化されることにより、一次減圧室１５内の圧力が上昇
し、第１のダイヤフラム１４が一次調圧室１６側へと変
位して内部燃料通路２１が閉じられる。このようにし
て、一次減圧室１５内の圧力が所定圧力に調圧される。

【００１９】一方、第２のダイヤフラム１７には、連通
路２０の一端を開閉するための第２の弁部材２７が設け
られている。又、第２の弁部材２７と隔壁１１との間に
は圧縮ばね２８が介在されており、その圧縮ばね２８に
より同弁部材２７が連通路２０を閉じる方向へ付勢され
ている。更に、二次調圧室１９はほぼ大気圧に設定され
ている。この実施例では、二次調圧室１９とエアクリー
ナ３とが圧力通路２９を通じて連通されている。即ち、
二次調圧室１９から延びる圧力通路２９の一端側が、エ
レメント２の上流側近傍にてエアクリーナ３の内部に連
通されている。これにより、二次調圧室１９には、エア
クリーナ３におけるエレメント２の上流側に作用する圧
力とほぼ同等の圧力が作用するようになっている。

【００２０】そして、二次減圧室１８内の圧力が低下す
ることにより、圧縮ばね２８の付勢力に抗して第２のダ
イヤフラム１７が二次減圧室１８側へと変位する。これ
により、第２の弁部材２７が作動して連通路２０の開度
が調節され、その開度に応じた量の気化燃料が一次減圧
室１５から二次減圧室１８へと導入される。又、二次減
圧室１８に導入された気化燃料は、同減圧室１８と二次
調圧室１９との圧力バランスにより大気圧近くに調圧さ
れて、メイン燃料としてメイン燃料通路２２を通じて吸
気通路１へと導出される。

【００２１】上記のように、ベーパライザ７は燃料タン
ク８からの高圧燃料を一次減圧室１５にて冷却水を熱源
として気化減圧させ、更に二次減圧室１８にて大気圧近
くまで調圧してから、メイン燃料通路２２を通じて吸気
通路１へと導出するようになっている。又、吸気通路１
に導入された燃料は空気と混合されてＬＰＧ内燃機関に
取り込まれ、そこでの燃焼に供される。

【００２２】そして、ＬＰＧ内燃機関の通常運転時に
は、スロットルバルブ６の開度が増すのに伴いベンチュ
リ５を通過する吸入空気量が増大することになり、それ
に伴ってベンチュリ５での発生負圧が増大する。よっ
て、ベーパライザ７ではメイン燃料通路２２を通じて二
次減圧室１８に作用する負圧が増大し、それに伴い第２
の弁部材２７が開かれてメイン燃料通路２２へ導出され
る燃料、即ち吸気通路１へと導出される燃料が増大され
る。

【００２３】次に、上記のように構成したベーパライザ
の調圧装置の作用について説明する。この実施例では、
エアクリーナ３の吸気口３ａが車両本体４の前方へ向け
て開口されていることから、ＬＰＧ内燃機関には吸気通
路１を通じて常に外気が取り込まれる。従って、比較的
温度の低い外気が常にＬＰＧ内燃機関へ取り込まれるこ
とになり、吸入空気の充填効率が高められて機関出力を
向上させることが可能となる。

【００２４】ベーパライザ７においては、燃料タンク８
より導出された高圧燃料が一次減圧室１５に導入されて
気化減圧される。又、第２のダイヤフラム１７の変位に
基づき第２の弁部材２７が開かれると、連通路２０の開
度に応じた量の気化燃料が連通路２０を通じて一次減圧
室１５から二次減圧室１８へと導入される。更に、二次
減圧室１８では、導入された気化燃料が二次調圧室１９
との圧力バランスにより大気圧近くに調圧される。そし
て、二次減圧室１８にて調圧された気化燃料は、ベンチ
ュリ５での発生負圧に基づき、メイン燃料としてメイン
燃料通路２２を通じて吸気通路１へと導出される。

【００２５】ここで、特に車両を高速で走行させ、且つ
ＬＰＧ内燃機関を低負荷で運転させた場合には、車両の
走行風に起因する動圧が吸気口３ａから吸気通路１を通
じてベンチュリ５に作用することになり、その動圧の影
響によりベンチュリ５での発生負圧が低減される。

【００２６】しかしながら、この実施例では、二次調圧
室１９が圧力通路２９を通じてエアクリーナ３における
エレメント２の上流側近傍に連通されていることから、
その二次調圧室１９の圧力は常にエレメント２の上流側
近傍のそれとほぼ等しくなる。よって、ベンチュリ５に
動圧が作用するような場合でも、その動圧分にほぼ等し
い圧力が二次調圧室１９に作用することになる。

【００２７】従って、動圧の影響によりベンチュリ５で
の発生負圧が少なくなった場合には、その発生負圧の減
少分とほぼ等しい分だけ二次調圧室１９内の圧力が高め
られる。そして、その圧力増加分だけ第２のダイヤフラ
ム１７の変位が増して第２の弁部材２７が作動され、連
通路２０の開度が増して一次減圧室１５から二次減圧室
１８を通じてメイン燃料通路２２へと導かれるメイン燃
料が増大される。よって、メイン燃料通路２２から吸気
通路１へと導出されるメイン燃料が増大され、動圧の影
響による燃料の目減り分が補われる。

【００２８】その結果、メイン燃料通路２２から吸気通
路１へ導出されるべき燃料が不足したり無くなったりす
ることがなくなり、走行風に起因する動圧の影響を排除
してＬＰＧ内燃機関への燃料の取り込みを安定化させる
ことができる。

【００２９】又、この実施例では、エアクリーナ３の吸
気口３ａを通じて常に吸気通路１へ外気が導入されるこ
とから、例えば高速低負荷運転の状態から加速を開始し
て高負荷運転へ移行するような場合でも、ＬＰＧ内燃機
関には常に途切れることなく外気が取り込まれる。その
ため、ＬＰＧ内燃機関では、加速初期から遅れることな
く吸入空気の充填効率を高めることができ、もって加速
初期からの機関出力を充分に確保することができる。よ
って、加速のもたつきを未然に防止することができる。

【００３０】更に、この実施例で、ベーパライザ７を走
行風の当たり易い場所に配置することも考えられるが、
その場合でも、ベーパライザ７の二次調圧室１９のみに
動圧が作用することはなく、二次調圧室１９とベンチュ
リ５の両方にほぼ同等の動圧を作用させることができ
る。従って、二次調圧室１９内の圧力が高くなり過ぎて
必要以上のメイン燃料がメイン燃料通路２２から吸気通
路１へ導かれることはない。その結果として、空燃比が
不用意にオーバリッチ化することを防止することができ
る。

【００３１】加えて、この実施例におけるベーパライザ
の調圧装置によれば、アイドル領域の空燃比の適合の点
でメリットがある。即ち、ＬＰＧ内燃機関において、吸
入空気量の少ないアイドル領域では、走行風に起因する
動圧の影響が無い代わりに、もともとベンチュリ５での
発生負圧も小さい。そのため、メイン燃料通路２２から
吸気通路１へ導出されるべき燃料の出も良くない。しか
しながら、この実施例では、圧力通路２９の一端側がエ
アクリーナ３におけるエレメント２の上流側近傍に連通
されていることから、二次調圧室１９にはエレメント２
の通気抵抗による圧力損失を伴わない充分な大気圧を作
用させることができる。そのため、スロットルバルブ６
によりアイドルアップが行われて、一次減圧室１５より
スロー燃料通路２３を通じて供給されるスロー燃料か
ら、二次減圧室１８より供給されるメイン燃料へと切換
えられた場合には、大気圧近くに充分に調圧されたメイ
ン燃料をメイン燃料通路２２から積極的に導出させるこ
とができる。従って、スロー燃料からメイン燃料への移
行を過不足なく行うことができ、空燃比のオーバリーン
化を未然に防止することができる。

【００３２】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、ベーパライザ７としてスロー燃
料通路２３及びスローロック弁２４を有するものに具体
化したが、スロー燃料通路２３及びスローロック弁２４
を省略したものに具体化することもできる。

【００３３】（２）前記実施例では、液化石油ガスを燃
料とするＬＰＧ内燃機関に具体化したが、その他の液化
ガスを燃料とする内燃機関に具体化することもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、一次減圧室から二次減圧室に導入される気化燃料を
大気圧近くに調圧して、ベンチュリでの発生負圧に基づ
いて吸気系に導出するベーパライザにおいて、吸気系の
入口側に配置されたエアクリーナの吸気口を車両本体の
前方へ向けて開口させ、そのエアクリーナのエレメント
上流側近傍と、二次減圧室内の圧力を大気圧近くに調圧
するための二次調圧室とを圧力通路により連通させてい
る。従って、内燃機関には吸気系を通じて常に外気が取
り込まれる。又、動圧の影響によりベンチュリでの発生
負圧が少なくなった場合には、その減少分とほぼ等しい
分だけ二次調圧室内の圧力が高められてダイヤフラムの
変位により弁部材が作動され、一次減圧室から二次減圧
室を通じて燃料通路へ導かれる燃料が増大される。その
結果、外気の導入により内燃機関の出力向上を図りなが
ら、走行風に起因する動圧の影響を排除して内燃機関へ
の燃料取り込みを安定化させることができ、併せて加速
初期にも外気導入により機関出力を充分に確保すること
ができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例におけるベーパ
ライザの調圧装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…吸気系を構成する吸気通路、２…エレメント、３…
エアクリーナ、３ａ…吸気口、４…車両本体、５…ベン
チュリ、７…ベーパライザ、１５…一次減圧室、１７…
第２のダイヤフラム、１８…二次減圧室、１９…二次調
圧室、２０…連通路、２２…メイン燃料通路、２７…第
２の弁部材、２９…圧力通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化ガスよりなる高圧燃料を導入して気
   化減圧する一次減圧室と、 前記一次減圧室に連通路を通じて連通可能であると共
   に、内燃機関の吸気系に設けられたベンチュリに燃料通
   路を通じて連通された二次減圧室と、 前記二次減圧室に対しダイヤフラムを介して区画されて
   なり、前記二次減圧室内の圧力を大気圧近くに調圧する
   ための二次調圧室と、 前記ダイヤフラムの変位に基づき作動されて前記連通路
   の開度を調節する弁部材とを備え、前記連通路を通じて
   前記二次減圧室に導入される気化燃料を大気圧近くに調
   圧して、前記ベンチュリでの発生負圧に基づき前記燃料
   通路を通じて吸気系に導出するベーパライザにおいて、 前記吸気系の入口側に配置されたエアクリーナの吸気口
   を車両本体の前方へ向けて開口させ、そのエアクリーナ
   のエレメント上流側近傍と前記二次調圧室とを圧力通路
   を通じて連通させたことを特徴とするベーパライザの調
   圧装置。