JPS5854258B2 - 内燃機関の減速時空気導入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の減速時空気導入装置に関し、特に
、１つのバルブ装置によって複数の減速時用負圧弁の作
動特性即ち、急減速時に一時的に空気を導入する機能と
減速時に継続的に空気を導入する機能を持たせた減速時
空気導入装置に関する。

内燃機関の減速時には、例えば高回転状態から絞り弁を
急閉した急減速時の場合、ピストンのポンプ作用によっ
て絞り弁下流の吸気通路内の負圧が急激に増大し、この
ため吸気通路壁面等に付着していた燃料が一気に気化す
るなどして一時的に燃焼不能な過濃な混合気が燃焼室に
供給され、後にこの混合気が排気管内で点火爆発するい
わゆるアフターファイヤの問題が発生する。

また、長期減速時等に絞り弁が全閉のアイドル開度に長
時間保持された場合、絞り弁下流の吸気通路内が長時間
にわたって極端な高負圧になるために、ピストン摺動面
から燃焼室にオイルが過度に吸い込まれ（いわゆるオイ
ル上り）、オイル消費が増大するという問題が発生する
。

従来は、上記の２つの問題を解決するために、例えばア
フターファイヤの問題には急減速時に一時的に空気を導
入するアンチアフター（バージ）バルブ、オイル消費大
の問題には減速時に継続的に空気を導入する減速対策デ
バイスＢＣＤＤ装置・スロットルオープナ−装置等とい
った別々の減速時空気導入装置を設置して、絞り弁下流
の吸気通路内の負圧が急に増大した場合や所定値以上に
なった場合に、絞り弁をバイパスして絞り弁下流の吸気
通路内に空気を供給して、前記通路内の負圧が急激に増
大することや所定値以上になることを抑制することによ
って、上記の２つの問題を解決していた。

このため、エンジンレイアウトが複雑化し、コストおよ
び重量が上昇していた。

また減速時空気導入装置が各々ゴムホース等で吸気系と
接続されているため、ホース損傷、ホース外れ、ホース
との接合部からの空気洩れといった事故の発生率が高く
、また点検整備も面倒であった。

本発明は、機関減速時に発生するアフターファイヤとオ
イル消費大の問題を一つのバルブ装置で解消できるよう
にして、減速時空気導入装置の簡素化を図ることを目的
とする。

以下図面によって説明する。

第１図は本発明の減速時空気導入装置を示すシステム図
であって、１は工γクリーナ、２は吸気通路、３は気化
器、４は気化器絞り弁、５は減速時空気導入装置本体、
６は吸気管、７は排気管である。

減速時空気導入装置本体５には、絞り弁４上流の吸気通
路２に開口するバイパス大気側通路８と、絞り弁４下流
の吸気管６に開口するバイパス負圧側通路９と、バイパ
ス負圧側通路９の開口息下流において吸気管６に開口す
る吸入負圧信号通路１０とが接続している そしてこの減速時空気導入装置本体５は、金属またはプ
ラスチックによりつくられており、吸入負圧信号通路１
０を介して導入する絞り弁４下流の吸気管６内の負圧が
所定値以上の速度で急上昇あるいは継続的に設定値を越
えた場合に、バイパス大気側通路８とバイパス負圧側通
路とを連通して、絞り弁４をバイパスして大気を絞り弁
４下流の吸気管６に供給する。

第２図は減速時空気導入装置本体５を示す詳細図であっ
て、１１はバイパス大気側通路８の端部が接続している
大気流入口、１２はバイパス負圧側通路９の端部が接続
している大気流出口、１３は大気流入口１１と大気流出
口１２を結ぶ大気が通る大気通路である。

大気通路１３には、大気通路１３を通る大気を遮断した
りその大気の流量を制御したりする円板状のバルブ１４
が設りられている。

このバルブ１４は、大気通路１３の内径を一部拡長して
形成した弁室１５内に、大気通路１３に対して直角に配
設されており、バルブ１４の上面と接触する弁室１５の
土壁に取り付けられた弁座１６との間で弁を構成する。

弁座１６はゴムなどでつくられており、これにより弁の
作動時音が吸収される。

またこのバルブ１４は、バルブ１４の下面と弁室１５の
下壁面との間で挟持される弁室１５に収納されたスプリ
ング１７によって、常に弁座１６に押し付けられる所定
の力を受けており、通常は弁座１６と接触していわば閉
弁状態にあり大気通路１３を遮断している。

そしてバルブ１４は、絞り弁４下流の吸気管６内の負圧
が後述する所定の場合にのめ、スプリング１７に打ち勝
つ力を受すて弁座１６から離れて弁室１５内を下方に移
動し開弁する。

この時、バルブ１４を介して流れる大気の流量はバルブ
１４の降下距離に対して比例的に増大する。

なお、スプリング１７はバルブ１４の端部が下方に折曲
げられて形成されたつめ１４ａによって外れ等が防がれ
ており、これによりバルブ１４の作動精度が向上してい
る。

さらに弁室１５には、バルブ１４の下方に位置してバル
ブ１４を所定以下に降下させないようにしてバルブ１４
のリフト量、つまりバルブ１４を介して流れる大気の流
量、を規制するストッパ１８が設ゆられている。

一方、１９は第１負圧室、２０は第２負圧室である。

第１負圧室１９と第２負圧室２０とは、ダイヤフラム２
１で仕切られており、ダイヤフラム２１を貫通する所定
の微小断面積の一穴または焼結合金等で形成されたオリ
フィス２２を介して連通している。

第１負圧室１９の体積は第２負圧室２０の体積に比べて
大きな所定の値に設定されている。

また第２負圧室２０には、負圧信号通路ニップル２３を
介して吸入負圧信号通路１０に接続された負圧通路２４
が開口しており、この通路２４を介して第２負圧室２０
に絞り弁４下流の吸気管６内の負圧が直接的に導入され
る。

上記ダイヤフラム２１の中心部には、ロッド２５がプレ
ー１−２６．２７を介して加締めされて係合しており、
ロッド２５は第２負圧室２０の下面を形成する壁部２８
に取り付りられたガイド２９に案内されて、その端部が
大気通路１３に貫通している ダイヤフラム２１は、第１負圧室１９と第２負圧室２０
との圧力差に応じて上下に移動するが、ダイヤフラム２
１の下面と第２負圧室２０の下面との間で挟持されるス
プリング３０によって、前記圧力差がゼロの場合に、ダ
イヤフラム２１に連動するロッド２５の端部が、バルブ
１４の閉状態において、バルブ１４の上面中央部に固着
されたロッド２５の当たりを緩衝するためのゴムまたは
合成樹脂等の緩衝材３１に丁度接触するように又は適度
な隙間をもたせるように設定されている。

次に作動も含めてさらに説明する。

絞り弁４が急激に全閉する急減速時においては、絞り弁
４下流の吸気管６内の負圧がピストンのポンプ作用によ
って急上昇し、この負圧を導入する第２負圧室２０の負
圧も連動して急上昇する。

一方、オリフィス２２が所定の微小断面積であることお
よび第１負圧室１９の体積が所定の大きさであることか
ら、第１負圧室１９の負圧が第２負圧室２０の負圧に等
しくなるまでには変動圧力差に比例する所定の時間がか
かる。

したがってこの所定の時間内は、第１負圧室１９より第
２負圧室２０の方が負圧が大きいのでダイヤフラム２１
は、第３図に示すように、下方に移動し、これに連動し
てロッド２５も下方に移動し、ロッド２５が緩衝材３１
を介してバルブ１４を閉弁状態の位置よりも下方に例え
ば最大２■〜４關程度押し下げて、バルブ１４を開弁状
態にする。

これにより、バイパス大気側通路８、大気通路１３、バ
イパス負圧側通路９を通って、負圧が急上昇しようとす
る絞り弁４下流の吸気管６内へ絞り弁４をバイパスして
大気が例えば最大３００〜５００１／ｍｒｎＰＡ度の比
較的大きな流量で瞬時のうちに導入されて、絞り弁４下
流の吸気管６内の負圧の急上昇が抑制される。

このため、絞り弁４下流の吸気管６内の負圧が急上昇し
て、吸気管６の壁面等に付着していた燃料が一気に気化
して一時的に過濃な混合気が燃焼室へ供給されるために
おこるアフターファイヤおよび有害排気の放出を抑制す
ることができる。

また、ロッド２５が緩衝材３１を介してバルブ１４に当
たる際には、緩衝材３１によって防音されると同時にロ
ッド２５の端部の摩耗が防止される。

さらに、ストッパ１８によってバルブ１４が所定より降
下することはないので、万一スプリング１７の破損やロ
ッド２５とガイド２９の固着等が発生した場合にも、絞
り弁４下流の吸気管６内に過多量の大気がバルブ１４を
介して導入されることはなく、過薄混合気が燃焼室に供
給され機関運転不能となる事態の発生を防止できる。

絞り弁４が全閉してから所定時間例えば５秒以上経過す
ると、第１負圧室１９の負圧が第２負圧室２０の負圧に
等しくなって、スプリング３０の力によってダイヤフラ
ム２１が所定の位置まで上方に移動する。

この時なおも絞り弁４が全閉もしくは全閉に近い状態に
あって、いわば機関が長時間の減速状態にあって、絞り
弁４下流の吸気管６内の負圧がスプリング１７の弾性力
によって決まる所定の設定値、例えば−５７０１ｎ７Ｉ
ＬＨｇ、以上になっている場合には、大気通路１３に導
入される絞り弁４上流の吸気通路２内の圧力と絞り弁４
下流の吸気管６内の圧力との差圧によって、バルブ１４
はスプリング１７に打ち勝つ下方向の力を受けて、ダイ
ヤフラム２１に連動して上方に移動するロッド２５から
離れて、第４図に示すように、相変らず開弁状態を維持
する。

その際バルブ１４は閉弁状態から例えば最大０．８〜２
．０ ｍｍ程度下方に位置しており、また前記差圧が大
きいほど受ける力が大きく下方に位置するので、バルブ
１４を介して絞り弁４下流の吸気管６内に導入される大
気の流量も、前記差圧が大きいほど、すなわち絞り弁４
上流の吸気通路２内の圧力は常に大気圧程度なので絞り
弁４下流の吸気管６内の負圧が大きいほど、多くなり（
例えば最大的２００〜３００ ｌ／ｍｍ＞、この結果絞
り弁４下流の負圧は常に所定以下に抑制される。

これにより極端な高負圧が長時間続いて、シリンダ内に
オイルが過度に吸い上げられて消費され、オイルの消費
が増大するという事態の発生が防がれる。

一方、絞り弁４が急閉してから所定時間経過した時点に
おいて絞り弁４が再び開かれる場合もしくは緩減速が終
了した場合には、絞り弁４下流の吸気管６内の負圧は所
定の設定値よりも小さくなっているので、スプリング１
７によってダイヤフラム２１およびロッド２５と連動し
てバルブ１４が弁座１６と接触する位置まで押し上げら
れて、バルブ１４は閉弁する。

以上説明したように本発明は、急激な減速時と長期の減
速時に発生する問題に対処するために従来必要としてい
た二つの減速時空気導入装置の作用を一つの減速時空気
導入装置で行なうので、装置を簡素化できる。

このため、従来に比べて装置配管組付は用パイプ、ブラ
ケット類が少なくてすむので、安価である上、重量が軽
減でき機関の燃費性態も向上する。

また、エンジンレイアウトも簡素化されるので、耐久性
、信頼性、組付は保守性のすぐれたレイアウトが可能と
なり、機関の商品性を高めることができる。

なお本発明は燃料噴射機関に適用しても同様の効果があ
る。

また、減速時の燃料カット装置と併用すれば減速時の燃
費向上、排気ガス対策を一段と向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の減速時空気導入装置を示すシステム図
、第２図は第１図の装置における減速時空気導入装置本
体を示す詳細断面図、第３図は急減速時の減速時空気導
入装置本体の作動を示す断面図、第４図は長期減速時の
減速時空気導入装置本体の作動を示す断面図である。 ２・・・・・・吸気通路、４・・・・・・絞り弁、５・
・・・・・減速時空気導入装置本体、６・・・・・・吸
気管、８・・・・・・バイパス大気側通路、９・・・・
・・バイパス負圧側通路、１３・・・・・・大気通路、
１４・・・・・・バルブ、１５・・・・・・弁室、１７
・・・・・・スプリング、１９・・・・・・第１負圧室
、２０・・・・・・第２負圧室、２１・・・・・・ダイ
ヤフラム、２２・・・・・・オリフィス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関吸気路に介装された絞り弁をバイパスする通路
   の一部に弁室を形成し、弁室に弁口を開閉する板状の弁
   体と弁体を閉弁方向に付勢するスプリングとを設りる一
   方、絞り弁下流の吸気路内の負圧を導入する第１負圧室
   と、第１負圧室とダイヤフラムを介して隔成した第２負
   圧室と、第１負圧室と第２負圧室とを連通ずるオリフィ
   スと、ダイヤフラムの移動を前記弁体の開弁方向にのみ
   伝達するようダイヤフラムに連結したロッドとを設け、
   弁体が絞り弁下流の吸気路内の負圧急上昇時は第１負圧
   室と第２負圧室の差圧に応動するダイヤフラムに固着さ
   れたロッドを介して弁体が開弁し、また所定値以上の前
   記負圧の継続的な作用時は前記負圧と絞り弁上流のバイ
   パス通路内の圧力との圧力差に弁体が直接的に応動して
   開弁するように構成した内燃機関の減速時空気導入装置
   。 ２ スプリングは、前記圧力差が所定以上の場合に弁体
   が弁口を開くように、その弾性力が選定されている特許
   請求の範囲第１項記載の内燃機関の減速時空気導入装置
   。 ３ オリフィスは、絞り弁下流の吸気路内の負圧が所定
   以上の速度で変化した場合にダイヤフラムを移動するよ
   うに構成されている特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の内燃機関の減速時空気導入装置。