JPS5815623B2 - 内燃機関の点火時期調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火時期調節装置であって、；内燃
機関の吸気系から取出された制御圧によって負荷された
調節装置を有し、この調節装置がおもに点火時期早め調
節に役立つ点火時期早め調節ボックスとおもに点火時期
遅らせ調節に役立つ点火時期遅らせ調節ボックスとから
成り、点火時期早・め調節ボックスと点火時期遅らせ調
節ボックスとの圧力室をそれぞれ制限する両方の可動壁
が調節棒と連結されており、この調節棒が点火デイスト
リビュータの調節板又はブレーカプレートと結合されて
おり、内燃機関の運転パラメータにより作動可能なスト
ッパが点火時期遅らせ方向への調節棒運動を制限するた
めに設けられており、内燃機関が所定の運転温度に達し
たときに切換えられる制御弁が吸気系に於ける制御圧力
源と調節装置との接続通路内に配置されている形式のも
のに関する。

本発明は内燃機関が迅速に加熱されるようにすると共に
排ガスの有害成分放出量を点火時期の調節によって減少
させることができるようにしかもこの点火時期遅らせ調
節を内燃機関の要求に適合させられ得るようにし、点火
時期遅らせ調節が内燃機関の他の運転範囲に於ける点火
時期調節に影響を及ぼさないようにすることである。

この課題は本発明によれば特許請求の範囲に記載された
点火時期調節装置によって解決された。

次に図面について本発明を説明する： 第１図においては空気量λを関数としてプロットされた
酸化窒素、炭化水素および一酸化炭素の放出量が示され
ている。

このばあい曲線２０は酸化窒素の放出量、曲線２１は炭
化水素、曲線２２は一酸化炭素を示す。

これらの曲線２０，２１゜２２は空気量λを関数として
いる。

この空気量λは混合気における空気量である。

したがって正規組成混合気があるばあいには、λ＝１に
なる。

空気量λは混合気が濃くなるとλく１になり、薄くなる
とλ〉１になる。

図面に記入された曲線から解るように、Ｃ〇−放出量は
空気量λが増大するとともに減少し、ＣＨ−放出量はま
ず空気量λ−１，１までは減少し、ついで水平に延び、
空気量λが増大するとともに再び増大する。

ＮＯｘ−放出量はまず強く増大しかつ空気量λ−１，１
のところで最大になり、ついで再び強く減少する。

第１図に示された曲線は内燃機関が暖まっているばあい
の全負荷運転にあてはまる。

これにたいして内燃機関が始動されかつ暖気運転期間に
あるばあい、つまり内燃機関およびそれに接続された排
気系が冷えているばあいには、Ｃ〇−放出量とＣＨ−放
出量は著しく増大する。

したがって特に熱反応および（または）接触反応を応用
するばあいには、内燃機関の排気系を迅速に加熱し、一
酸化炭素および炭化水素の分解が後反応によって迅速に
行なわれるようにしなけれはならない。

この目的のためには点火時期をきわめて遅らせ、はぼ内
燃機関のピストンの上死点の１０°から２５゜後ろの範
囲に移すことが提案された。

このように点火時期を遅らせ調節することによって、内
燃機関の排気弁が開くばあいに、完全に終了していない
燃焼が排気系を迅速に加熱することを助ける。

これは炎が内燃機関の排気系内に突入し、ひいては加熱
を一層強くすることによって部分的に行なわれる。

さらに点火が遅らされると内燃機関の熱効率が悪くなり
、酸化窒素の放出量が著しく減少せしめられる。

温度スイッチによって排気系が適轟に加熱されたことが
知らされると、付加的な遅らせ調節量が減少せしめられ
、したがって排気系が許容範囲を越えて加熱されること
がなくなる。

第２図は内燃機関のシリンダ内のピストンの上死点の１
ばから２５°後ろの範囲で前記遅らせ調節が行なわれる
ような装置を示すものである。

この第２図においては点火ディストリビュータの調節板
２３が略示されている。

点火ディストリビュータの調節板２３は調節棒２４を介
して点火時期遅らせ調節ボックス２５と点火時期早め調
節ボックス２６とに結合されている。

この点火時期遅らせ調節によっては無負荷運転時の排気
を良くするために役立つ無負荷運転遅らせ調節が行なわ
れる。

この、上死点ＯＴのほぼ５゜後ろの点火時期遅らせ調節
によって、内燃機関の燃焼室における燃焼過程は、無負
荷運転においても排ガスが十分な温度を有し、排ガス状
態がよくなるように遅らされる。

点火時期遅らせ調節ボックス２５の遅らせ調節は調節棒
２４の切欠き２８に係合するストッパ２７によって制限
されている。

点火時期早め調節ボックス２６は部分負荷運転における
点火時期早め調節を行なう。

前記点火時期遅らせ調節が上死点の１ぽから２５°の範
囲で行なわれるようにするためには、ストッパ２１が可
動に構成されている。

このばあいストッパ２７は電磁石２９によって位置が変
えられるようになっていると有利である。

電磁石が作動せしめられると、ストッパは調節棒２４の
切欠き２８から引戻され、したがって調節棒２４が大き
な距離を進むことができるようになり、一層大きな点火
時期遅らせ調節が達成される。

電磁石２９は温度に関連するスイッチ３０によって作動
せしめられる。

このスイッチ３０は内燃機関の排気系の運転温度を知ら
せる。

温度に関連するスイッチの第１切換位置においては、つ
まり排気系の加熱期間においては、このスイッチ３（ｊ
は閉じられている。

したがって電磁石２９は作動せしめられており、したが
ってストッパ２７が引戻されている。

これによって内燃機関の排気系の加熱期間における極端
な点火時期遅らせ調節が行なわれる。

さらに温度に関連するスイッチ３０は、内燃機関の排気
系の加熱期間に点火時期遅らせ調節ボックス２５を内燃
機関の吸気系の吸気マニホルド３２と結合する制御弁３
１を作動する。

点火時期早め調節ボックス２６は排気系の加熱期間にお
いては吸気管あるいは内燃機関の吸気マニホルドから遮
断されている。

さらに温度に関連するスイッチ３０は内燃機関の吸気管
３５におけるスロットルバルブ３４をバイパスする補助
制御弁３３を作動する。

このようにスロットルバルブ３４がバイパスされること
によって、極端な点火時期遅らせ調節に際して無負荷運
転回転数が下がらないようになる。

したがって内燃機関の排気系の加熱期間においては、補
助制御弁は開かれ、スロットルバルブ３４にたいするバ
イパスが開かれる。

内燃機関の排気系の加熱が終了すると補助制御弁は閉じ
られ、ひいてはスロットルバルブ３４にたいするバイパ
スが遮断される。

そのうえストッパ２７が再び押込まれるので、このばあ
いには最高、上死点の約５後ろまでしか無負荷運転遅ら
せ調節が行なわれなくなる。

さらに排気系の加熱期間が経過したあとには、温度に関
連するスイッチ３０によって制御弁３１が第２の切換え
位置にもたらされる。

この第２の切換え位置において点火時期早め調節ボック
ス２６は吸気管３５のスロットルバルブ３４の近くにあ
る孔３６と接続される。

さらに点火時期遅らせ調節ボックス２５も同様にスロッ
トルバルブ３４の近くに設けられた吸気管３５における
孔３７と接続される。

第３図においては点火時期の調節が回転数あるいは吸気
管負圧を関数としてプロットされている。

このばあい曲線３８によっては回転数を関数とした全負
荷運転調節が示されている。

この曲線３８から低回転数範囲においては点火時期早め
調節が行なわれず、中間回転数範囲においては点火時期
早め調節が強まり、高回転数範囲においては点火時期早
め調節がほぼ変らないことが解る。

曲線３９は部分負荷運転における点火時期早め調節を示
すものである。

曲線４０は無負荷運転遅らせのための点火時期調節を負
圧を関数としてプロットしたものである。

この曲線４０からは、所定の負圧からはじめて点火時期
遅らせ調節が行なわれることが解る。

この点火時期遅らせ調節は既に述べたよっに５上列点の
後ろで行なわれる。

さらに曲線４１では内燃機関の排気系の加熱期間におけ
る極端な点火時期遅らせ調節が示されている。

この曲線からはまず曲線４０で示された無負荷運転の点
火時期遅らせ調節のばあいと同じような調節経過がとら
れているが、しかし無負荷運転の点火時期遅らせ調節に
際して第２図のストッパが有効になるところで曲線が引
続き下へ延びていることがわかる。

このばあいこれによっては後続する点火時期遅らせ調節
が示されている。

第４図においては全負荷運転にあてはまる点火時期早め
調節曲線３８が示されている他に内燃機関が冷えている
ばあいの部分負荷運転と無負荷運転にあてはまる総点火
時期調節曲線４３が示されている。

この曲線からは、実地においてこの曲線が破線で示され
た全負荷運転の点火時期早め調節特性曲線３８と平行に
延びていることが解る。

このばあい両方の曲線３８と４３との間の間隔は内燃機
関の排気系ガ加熱期間中極端な点火時期遅らせ調節によ
って決められる。

第５図においては第４図と同じように、破線で全負荷運
転の点火時期早め調節曲線３８が示されている。

他に内燃機関が暖まったばあいの部分負荷運転および全
負荷運転にあてはまる点火時期調節曲線４４がプロット
されている。

この曲線からは、内燃機関が暖まっているばあいには、
スロットルバルブが閉じられているばあいにだけ無負荷
運転の点火時期遅らせ調節が有効であって、無負荷運転
回転数よりも高い回転数を得るためにスロットルバルブ
を開けたばあいには無負荷運転の点火時期遅らせ調節が
中断されかつ部分負荷運転の点火時期早め調節が有効に
なることが解る。

第６図には本発明の別の実施例が示されている。

第２図の実施例と同じ構成部材あるいは同じ作用を有す
る構成部材は同じ符号を有している。

第６図に示された実施例においては、ストッパ２７の調
節移動と補助制御弁３３の切換えは空気力によつて行な
われる。

調節板２３と点火時期遅らせ調節ボックス２５ならびに
点火時期早め調節ボックス２６とを結合している調節棒
２４の切欠き２８内に係合するストッパ２７の位置は、
負圧調節ボックス４２によって変えられる。

このばあいには補助制御弁３２の位置も同様に負圧調節
ボックス４５によって変えられる。

両方の負圧調節ボックス４２と４５は導管４６を介して
制御弁４７と接続されている。

この制御弁４７は加熱期間中に両方の負圧調節ボックス
４２と４５を内燃機関の吸気系の吸気マニホルドと接続
する。

さらにこの制御弁４７は内燃機関の排気系の加熱期間中
に点火時期遅らせ調節ボックス２５と吸気マニホルド３
２との接続を行なう。

点火時期早め調節ボックス２６は排気系の加熱期間中に
は制御弁４７における排気孔４８と接続されている。

したがって点火時期早め調節ボックス２６が放圧されか
つ調節棒２４が調節されなくなる。

排気系の加熱が終了したあとで、制御弁４１は温度に関
連するスイッチ３０によって第２の切換え位置に切換え
られる。

この切換え位置で点火時期早め調節ボックス２６は吸気
管３５のスロットルバルブ３４の近くにある孔３６と接
続される。

さらに制御弁４７が第２の切換え位置にあるばあいには
導管４６が制御弁４７の排気孔４８と接続される。

したがってストッパ２７の負圧調節ボックス４２と補助
制御弁３３の負圧調節ボックス４５とが放圧される。

さらに制御弁４７の第２切換え位置においては、意外時
期遅らせ調節ボックス２５は内燃機関の吸気系の吸気管
のスロットルバルブ３４の近くの孔３７と接続される。

このような装置によって与えられる点火時期調節曲線は
基本的には第２図の装置で与えられる第３図、第４図、
第５図と同じになる。

第７図においては全負荷運転の点火時期早め調節曲線３
８と部分負荷運転の点火時期早め調節曲線３９とがプロ
ットされている。

さらに第７図においては無負荷運転の点火時期遅らせ調
節と排気系の加熱期間中の極端な点火時期遅らせ調節の
曲線４０と４１とがプロットされている。

第８図においては破線で再び全負荷運転の点火時期早め
調節曲線３８と第４図の総点火時期調節曲線に相応する
総点火時期調節曲線４９がプロットされている。

このばあいにも暖機運転中に点火時期の極端な遅らせ調
節が行なわれることが解る。

このばあいストッパ２７は調節棒２４の切欠き２８から
引出される。

点火時期遅らせ調節は全負荷運転の点火時期調節曲線３
８（遠心力調節曲線）に重畳されており、したがって総
点火時期調節曲線４９は全負荷運転の点火時期調節曲線
３８にたいして平行に延びている。

第９図においては、破線で示された全負荷運転の点火時
期調節曲線３８と第５図における総点火時期調節曲線に
相応する総点火時期調節曲線５０とが示されている。

第１０図には本発明の別の実施例が示されている。

点火テイストリビュータの調節板２３はこのばあい調節
棒２４を介して３つの負圧調節ボックスと結合されてい
る。

調節棒２４の位置は点火時期遅らせ調節ボックス５２、
点火時期早め調節ボックス５１および補助点火時期遅ら
せ調節ボックス５３とによって変えられる。

このばあい普通の無負荷運転の点火時期遅らせ調節は、
ストッパとして役立つ板５４にあてつけられた点火時期
遅らせ調節ボックス５２で行なわれる。

内燃機関の排気系の加熱期間中に点火時期を付加的に遅
れるように調節しようとするばあいには、補助点火時期
遅らせ調節ボックス５３のダイヤフラム５５がはね５６
のばね力に抗して右側に移動せしめられる。

これによって普通の無負荷運転の点火時期遅らせ調節ボ
ックス５２のストッパが変えられる。

この両方の運動が重畳せしめられること、つまり無負荷
運転の点火時期遅らせ調節ボックス５２と補助点火時期
遅らせ調節ボックス５３との運動が重畳せしめられるこ
とによって、調節棒２４の運動距離が大きくなり、ひい
ては大きな点火時期遅らせ調節が可能になる。

負圧調節ボックス５Ｌ５２゜５３の作動は、温度に関連
するスイッチ３０の切換え位置に関連して２つの異なる
制御位置を取る制御弁５７を介して行なわれる。

したがって内燃機関の排気系の加熱期間中には、補助点
火時期遅らせ調節ボックス５３は制御弁５７を介して内
燃機関の吸気系の吸気マニホルド３２と接続される。

無負荷運転の点火時期遅らせ調節ボックスは内燃機関の
吸気管３５のスロットルバルブ３４の近くにある孔３７
と直接的に接続されている。

点火時期早め調節ボックスは、排気系の加熱期間中には
内燃機関の吸気系から遮断されかつこの期間中に制御弁
５７を介して排気孔４８と接続される。

さらに内燃機関の排気系の加熱期間中にはスロットルバ
ルブ３４にはバイパスが平行に接続されている。

このバイパスには補助制御弁３３が配置されている。

この補助制御弁３３は加熱期間中に、吸気管３５のスロ
ットルバルブ３４の前に配置された孔５９から吸気マニ
ホルド３２へ通じる導管を開放する。

排気系の加熱期間が終了すると、制御弁５７は第２切換
え位置に切換えられる。

するとスロットルバルブ３４にたいするバイパスが負圧
調節ボックス４５によって制御された補助制御弁３３に
よって遮断される。

さらに補助点火時期遅らせ調節ボックス５３が吸気マニ
ホルド３２から遮断されかつ排気孔４８と接続される。

さらに点火時期早め調節ボックス５１が内燃機関の吸気
管３５のスロットルバルブ３４の近くにある孔３６と接
続される。

前記装置によって達成される個々の点火時期調節曲線は
第１１図に示されている。

曲線３８は全負荷運転の点火時期早め調節曲線を示し、
曲線３９は部分負荷運転の点火時期早め調節曲線を示す
。

曲線４０は無負荷運転の点火時期遅らせ調節曲線を示し
かつ曲線５９は機関が冷えているばあいの点火時期遅ら
せ調節曲線を示す。

曲線５９からは第２図および第６図の実施例のばあいよ
りも所定の吸気管圧において点火時期遅らせ調節が強く
行なわれることが解る。

これは勾配が急な曲線部分６０によって示されている。

この迅速に行なわれる点火時期遅らせ調節は、無負荷運
転の点火時期遅らせ調節ボックス５２と補助点火時期遅
らせ調節ボックス５３との運動が重畳されることによっ
て達成される。

第１２図は全負荷運転の点火時期早め調節曲線３８と、
内燃機関が冷えているはあいの部分負荷および無負荷運
転における点火時期調節曲線６１とを示すものである。

これらの曲線からは、無負荷運転回転数において極端な
点火時期遅らせ調節が行なわれることがわかる。

スロットルバルブを開くと点火時期遅らせ調節ボックス
５２の負圧がなくなり、したがって部分負荷運転に際し
ては点火時期遅らせ調節ボックス５３の遅らせ調節だけ
が行なわれる。

この点火時期調節曲線はこのばあいにも全負荷運転の点
火時期調節曲線に重畳せしめられておりかつこれにたい
して平行に延びている。

第１３図においては符号３８で全負荷運転の点火時期調
節曲線が示されておりかつ曲線６２は内燃機関が暖まっ
ているばあいの部分負荷および無負荷運転における点火
時期の総調節曲線を示す。

これによっては曲線６２が内燃機関が冷えているばあい
の点火時期の補助遅らせ調節の値および部分負荷運転の
点火時期早め調節の値だけずらされていることが解る。

第１４図においては本発明の点火時期調節装置の別の実
施例が示されている。

図示されていない点火ディストリビュータの調節板２３
は調節棒２４を介して調節される。

調節棒２４は点火時期早め調節ボックス５１、無負荷運
転の点火時期遅らせ調節ボックス５２と補助点火時期遅
らせ調節ボックス５３によって移動せしめられる。

調節ボックス５１，５２．５３と内燃機関の吸気系との
結合は制御弁６３を介して行なわれる。

この制御弁６３は温度に関連するスイッチ３０によって
第２の切換え位置にもたらされる。

このばあい第１の切換え位置は排気系の加熱期間中に、
第２の切換え位置は加熱期間後に取られる。

制御弁６３の第１の切換え位置においては、無負荷運転
の点火時期遅らせ調節ボックス５２と補助点火時期遅ら
せ調節ボックス５３とは制御弁６３を介して内燃機関の
吸気系の吸気マニホルド３２と接続される。

点火時期早め調節ボックス５１は排気孔６４と接続され
ておりかつ内燃機関の吸気管におけるスロットバルブ３
４にたいして平行には補助制御弁３３によって開かれる
バイパスが位置している。

このばあい補助制御弁は負圧調節ボックス４５を介して
制御される。

この負圧調節ボックスは排気系の加熱期間中に制御弁６
３を介して内燃機関の吸気マニホルド３２と接続されて
いる。

無負荷運転の点火時期遅らせ調節ボックス５２と補助点
火時期遅らせ調節ボックス５３との作用形式は既に第１
０図の実施例において説明しであるのでここでは説明す
ることを省略する。

内燃機関の排気系の暖機運転が終了すると、温度に関連
するスイッチ３０が切換えられ、制御弁６３が第２の切
換え位置を取る。

この切換え位置で点火時期早め調節ボックス５１は、内
燃機関の吸気管３５におけるスロットルバルブ３４の近
くに配置された孔３６と接続される。

第１５図においては第１４図における装置の点火時期調
節曲線が示されている。

符号３８では全負荷運転の点火時期早め調節曲線が、符
号３９では部分負荷運転の点火時期早め調節曲線が示さ
れている。

曲線４０は無負荷運転の点火時期遅らせ調節曲線を示し
、曲線５９は排気系の加熱期間中の補助点火時期遅らせ
調節曲線を示す。

第１６図においては符号３８で全負荷運転の点火時期調
節曲線が、符号６５で内燃機関が冷えているばあいの部
分負荷および無負荷運転における総点火時期調節曲線が
示されている。

符号６５で示された曲線と第１２図で示された曲線６１
との差は、第１０図の実施例においては無負荷運転の点
火時期遅らせ調節ボックスが常に内燃機関の吸気管にお
けるスロットルバルブ３４の近くに配置された孔と接続
されている一方、第１４図の装置においては無負荷運転
の点火時期遅らせ調節ボックスが加熱期間中には内燃機
関の吸気マニホルドと、加熱期間後には内燃機関の吸気
管におけるスロットルバルブ３４の近くに配置された孔
と接続されていることによって与えられる。

第１７図においては符号３８で全負荷運転の点火時期早
め調節曲線が、符号６６で内燃機関が暖まっているばあ
いの部分負荷および全負荷運転における点火時期の総調
節が示されている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであって、第１
図は内燃機関の排ガスに対する空気量λの影響を示す線
図、第２図は排気系の加熱期間中に点火時期を遅らせ調
節するための装置を示す図第３図は回転数と吸気管負圧
とに関連する点火時期調節曲線を示す図、第４図は内燃
機関が冷えているばあいの部分負荷および全負荷運転に
おける点火時期調節曲線を示す図、第５図は内燃機関が
暖まっているばあいの部分負荷および全負荷運転におけ
る点火時期調節曲線を示す図、第６図は点火時期を調節
するための装置の別の実施例を示す図、第７図は内燃機
関の回転数と吸気管負圧とに関連する点火時期調節曲線
を示す図、第８図は内燃機関が冷えているばあいの部分
負荷および無負荷運転における点火時期調節曲線を示す
図、第９図は内燃機関が暖まっているばあいの部分負荷
および無負荷運転における点火時期調節曲線を示す図、
第１０図は補助点火時期遅らせ調節ボックスを有する、
点火時期を調節するための装置の別の実施例を示す図、
第１１図は内燃機関の回転数と吸気管負圧とに関連する
点火時期調節曲線を示す図、第１２図は内燃機関が冷え
ているばあいの部分負荷および無負荷運転における点火
時期調節曲線を示す図、第１３図は内燃機関が暖まって
いるばあいの部分負荷および全負荷運転における点火時
期調節曲線を示す図、第１４図は補助点火時期遅らせ調
節ボックスを有する点火時期を調節する装置の別の実施
例を示す図、第１５図は内燃機関の回転数および吸気管
負圧とに関連する点火時期調節曲線を示す図、第１６図
は内燃機関が冷えているばあいの部分負荷および無負荷
運転における点火時期調節曲線を示す図、第１７図は内
燃機関が暖まっているばあいの部分負荷および無負荷運
転における点火時期調節曲線を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の点火時期調節装置であって、内燃機関の
   吸気系から取出された制御圧によって負荷された調節装
   置を有し、この調節装置が点火時期早め調節に役立つ点
   火時期早め調節ボックスと点火時期遅らせ調節に役立つ
   点火時期遅らせ調節ボックスとから成り、点火時期早め
   調節ボックスと点火時期遅らせ調節ボックスとの各圧力
   室の壁を成す可動壁が調節棒と連結されており、この調
   節棒が点火ディストリビュータの調節板又はブレーカプ
   レートと結合されており内燃機関の温度により作動可能
   なストッパが点火時期遅らせ方向への調節棒運動を制限
   するために設けられており、内燃機関が所定の負荷運転
   温度に達したときに切換えられる制御弁が吸気系に於け
   る制御圧力源と調節装置との接続通路内に配置されてい
   る形式のものに於て、内燃機関が所定の負荷運転温度に
   達しているときに点火時期遅らせ調節ボックス２５が前
   記制御弁３１を介してスロットルバルブ３４が閉鎖位置
   にある場合に下流側へ旋回可能なスロットルバルブ部分
   の直ぐ下流側にある点火時期遅らせ孔３７と接続されて
   おり、さらに前記制御弁３１によって、内燃機関が所定
   の負荷運転温度に達したときにスロットルバルブ３４の
   旋回範囲に於て吸気管に配置された点火時期早め孔３６
   と点火時期早め調節ボックス２６との間に生ぜしめら□
   れる接続が、暖機運転の間の所定の負荷運転温度よりも
   低い温度で遮断可能であると同時に点火時期遅らせ調節
   ボックス２５がスロットルバルブ３４の旋回範囲の外で
   、しかもスロットルバルブ３４の下流側で吸気管３２と
   接続可能であって１、所定の負荷運転温度よりも低い温
   度でストッパ２７が作用しないようになっていることを
   特徴とする、内燃機関の点火時期調節装置。