JPS6090932A - デイ−ゼル燃焼方式で作動する内燃機関の燃料供給装置 - 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 本発明は内燃機関の燃焼室内へ供給される燃料量を変化
させるための機構と、燃料供給量を変化させる加速ペダ
ルと、供給された新鮮空気量を実際空気はとして検出す
る空気測定機構と、内燃機関の排気導管系から吸気導管
系へ通じた排ガス戻し導管と、排ガス戻し量を調量する
ための機構とが設けられている形式の内燃機関のための
燃料供給装置に関する。

本発明が解決しようとする問題点 内燃機関の排がス中の有害成分を軽減するたぬに、所定
量の排ガスをフィードバックさせることが特にＮＯ成分
の軽減のための極めて有効な手段として役立っている。

燃焼に関与しないガスの供給か燃焼温度の低下を惹起さ
せ、このためＮＯｘの発生が比較的わずかとなる。しか
も、噴出排ガス量が減少する。しかし、ガス交換作業が
必要でル〕るために、これによって内燃機関の効率が悪
化する。しかも低回転数では、特にアイドリング時にい
かんながら機関の作動が低調となる。他面において、部
分負荷範囲内でもＮｏｘ（７）発散をわずかにするため
に、無煙燃焼時でも比較的多量の排ガスをフィードバッ
クさせることかできる。むしろ多量の排ガスをフィーＰ
ノぐツクしなければならない。

燃焼温度低下につれてＮＯｘ発散も減少するという事情
にもかかわらず、部分負荷範囲内ではＮＯｘ発散は特に
高く、従って特に危険である。

それというのは街路交通では主として部分負荷範囲内で
走行が行なわれる反面、排ガス規制が厳しいからである
。これに対して、全負荷下で最大出力が要求されしかも
有害排ガスの累積が比較的わずかである長距離走行では
排ガス規制が比較的ゆるい。

本発明の課題は、機関燃焼室内のガスの酸素含有量が常
時申し分なく大きく、これによって無煙燃焼が行なわれ
るとともに、特にＮＯｘ発散の少ない燃焼を得るために
可能な限シ多量の排ガスがフィード・ぐツクさせられる
ように燃料噴射装置を改良することである。

問題点を解決した本発明の手段 この課題を解決する本発明の要旨はディーゼル−燃焼方
式で作動する内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射する燃料
噴射機構が設けられてお〕、ｋ〕らゆる運転範囲で内燃
機関のシリンダによって要求される全装入量を絞らずに
燃焼室内へ供給するために、排ガス戻し量を調量する前
記機構が、吸気管内への排ガス戻し導管の開口部の上流
で吸気管内に、又は排気管からの排ガス戻し導管の分岐
個所の下流で排気管内に若しくは抽がス戻し導管内のい
ずれか１個所にのみ設けらり、た絞りフラップから成シ
、この絞りフラップが、加速ペダルによって操作されて
おシ、かつ、燃料噴射１機構によって内燃機関の燃焼室
内へ噴射されろ実際燃料量を検出するための機構が設け
られており、かつ、実際燃料量に対する実際空気量の実
際比を検出してこの実際比を目標値に比較するための機
構が設けられており、かつ、実際比を検出する前記機構
が、比較の結果に応して、燃料量を変化させるための前
記機構を操作する如く構成したことにある。

本発明によれば、噴射される燃料にとって申し分のない
燃焼空気量の供給が、もしくは吸込み空気量に相応した
燃料供給が１つの制御装［４によって行なわれる。吸気
管内には少なくとも空気量測定機構のごく手前では大気
圧が、かつインテークマニホールドの範囲内では、吸込
み行程によって生じた負圧が支配する。これに対して排
気管内では、該排気管トップによって生じるかあるいは
排ガス戻し導管の下流に配置された絞りフラップによっ
て生じる若干の超過圧が支配する。この超過圧はいずれ
のばあいでも大気圧に比して太きい。このような形式で
、排気管から吸気管への自然の圧力差が生じ、これによ
って、制御可能な排ガス戻し流が生ぜしめられる。

要するに、本発明によれば、排ガスの戻シ（ＥＧＲ）は
負荷（燃料量）若しくはこれの関数としての新気に依存
して制御される。その場合、機関には所定の空気過剰率
で燃料及び新気が供給され、シリンダ装入量の残りが排
ガス戻し量によって完全に充てんされ、従って有害なＮ
Ｏｘの発生が全運転範囲にわたって可能な限シ抑制され
る、１ 本発明の有利な実施例では、圧力制御のための装置とし
て、吸気管内に圧力降下を生ぜしぬる絞りフラップが配
置されており、このばあい、排ガス戻し導管がこの絞り
フラップの下流で吸気管内へ開［」シている。しかし、
吸気管内の絞りフラップの代りに、排気管内の絞りフラ
ップまたは排ガス戻し導管内の絞りフラップをも役立て
ることができ、これによって、圧力比によって可能な限
り良好に適合する排ガスフィードバックを生せしめるこ
とができる。このばあい、絞りフラップは吸気管を通流
する新鮮空気量のための空気量測定機構と協働すると有
利である。

機関出力を高めるたぬに、吸気管内の排ガス戻シ導管開
ロ個所の後方にガスボンゾ（過給機）が配置されている
。このばあい、空気量測定機１’ｉ１７を使用している
ので、過給機圧に関連した制御装置、を設ける必要がな
い。それというのは、いずれにせよ吸込まれた新鮮空気
量は測定されて燃料噴射叶と比較さｈるからである。

本発明によれば制御パラメータとして空気量を役立てる
ことができる。本発明では、絞りフラップは加速ペダル
によって任意に調整可能であり、かつ、特に空気量測定
装置の出力値が絞りフラップの制御パラメータとして役
立っている。本発明の１実施例では、絞りフラップが電
子的制御装置と協働しており、該電子的制御装置内では
単位時間当りの空気供給量と機関回転数との電子的除算
に応じて空気通流量／作業周期という信号が生じ、この
信号が噴射基準値として役立っている。このばあい噴射
装置としてマグネット弁が役立ち、該マグネット弁の開
口時間および周期が噴射基準値に相応する。

実施例 以下に示すすべての実施例において、空気はエヤクリー
ナ３、空気量測定機構４および絞りフラップ５を経て吸
気管２内を通って機関１によって吸込まれる。機関１の
排ガスは排気管６を介して誘導される。排気管６には消
音器７が配置されている。ディーゼル方式で作動するこ
の機関１は導管９を介して燃料噴射、Ｉｒンプ５５から
ディーゼル燃料を供給され、該ディーゼル燃料はじかに
機関１の７リングもしくは該シリンダの前室内へ噴射さ
れる。排気管６および吸気管２は排ガス戻し導管１０を
介して互いに接続されてオ６す、このため、排気管・吸
気管系内の圧力比に応じて多かれ少なかれ排ガスが排ガ
ス戻し導管１０を介して吸気側へ流入する。圧力比は主
として絞りフラップ５の開度によって規定される１１機
関回転数、換言すればシリンダ装入量に応じてエアフィ
ルタ３を介して新気が流入するが、絞りフラップ５の開
度に応じてエアフィルタ３を介して流入できない分の空
気容積部分に相当する排ガスが排ガス戻し導管１０を介
して流入する５、この圧力比を制御するために、排ノｊ
ス戻し導／ｉｌ？１０σ）分岐個所の下流で排気管６内
に破線で示す絞りフラップ１１が配置されるか、または
排ガス戻し導管１０内に絞りフラップ１２が配置される
。機関１の吸気側と排気側との間の圧力差は、吸込み作
用によって吸気管２内に常時生じる所定の負圧と、排ガ
スの押出しのために排気管内に常時生じる若干の過圧と
によってのみ生じる。消音器７もしくはエアクリーナ３
の絞り作用の度合いに応じて、この圧力差をさらに一層
増大させることができる。この圧力差は過給機１３によ
ってさらに増大する。過給機１３は排ガス戻し導管１０
の開口個所の下流で吸気管内に配置されている。本発明
による装置では、燃料噴射機構８によって供給された燃
料を効果的に燃焼させるのに必要な新鮮空気量がエアク
リーナ３を介して機関１に供給される。機関１が吸込む
べき残余のガス容積はフィードバックされた排ガスによ
って充てんされる。出力上昇もしくはＮＯｘ軽減のたｙ
）に、吸気管２内に過給機の後方で冷却器１４を備える
ことができる。

第１図、第２図および第３図に示す実施例では制御装置
の基糸入力として、絞りフラップ５によってかつある程
度までは機関回転数によって規定される新鮮空気量が役
立っており、このことのためＩＣ１絞りフラップ５が車
両の加速ペダル１５と連動するようになっている。絞り
フラップ５の代りに、絞りフラップ１１もしくは絞りフ
ラップ１２を加速ペダル１５によって作動させることも
できるのは勿論である。

第１図に示す実施例では、空気量測定機構手によって燃
料量量弁１６が作動させられ、該燃料量は弁１６が、分
配形噴射ポンプ１７の吸込み量を規定する。空気量測定
機構４は流れ方向に対して直角に配置されたプｖ−ト２
０を有しており、該プＶ−４２０はＶパー２１を介して
調量スプール２２に作用し、該調量スプール２２は燃粕
前吐出用ボンゾ２３の燃料流を制御する。

燃別前吐出用月逼゛／ゾ２３の圧力は圧力制御弁２４に
よって規定される。プレート２０の一定の戻し調整力は
調量スプール２２の背面に作用する圧力液体によって生
じる。この圧力液体は燃料前吐出用ポンプ２３によって
搬送されかつ圧力制釧弁２４によって調整可能である。

背圧に無関係な、調量スプール２２の位置に応じた燃料
調整量を得るために、差圧弁２５が燃料調量弁１６に後
接続されており、この差圧弁２５はダイヤフラム２７と
協働しており、該ダイヤフラム２７は一方の側では、燃
料調量弁１６の手前に支配する圧力によって、かつ他方
の側では燃料調量弁１６の後に支配する圧力によって負
荷されており、しかもこの他方の側は燃料調量弁１６の
ところの圧力差に応じてばね２８によって負荷される。

差圧弁２５と、間欠的に作動する分配形噴射ポンプ１７
との間の導管２９には蓄圧器３ｏが接続されており、該
蓄圧器３０は分配形噴射ポンプ１７が吸込み口３１を閉
じるごとに、調量された量の燃料を受容し、かつこの燃
量を吸込み口３１の開放時に分配形噴射ポンプ１７のポ
ンプ作業室３２内へ引渡す。このようにすれば、均一な
燃料供給が行なわれる。最終回転数または安全遮断調整
のために遠心力式調整器３３が役立っており、該遠心力
式調整器３３は導管２９内の弁３４を制御する。この燃
料噴射機構８でば、要するに所定量の空気が空気量測定
機構手を介して絞りフラップ５と機関回転数とによって
規定され、これに応じて所定量の燃料が燃料調量弁１６
によつ℃調量され、この所定量の燃料が分配形噴射ボ゛
ンゾ１７の充てん量を規定する。、従って、燃料噴射液
は常時新鮮空気量に適合され、これによって効果的な燃
焼が生じる。

第２図に示す実施例では、空気量測定機構４はぜき止め
フラップ３５を有しており、該せき止めフラップ３５の
軸３６が、一定に保たれた直流電圧を通電したポテンシ
オメータ３８の接触子３７に連結されている。このポテ
ンシオメータ３８は指数的に上昇する特性と、従って空
気通流量Ｖこ少なくとも近似的にＩＪ　ニアに上昇する
制御電圧とを有しており、該制御電圧が基準人力として
′＋を予約な制御装置３９に与えられる。

この電子的な！ｔｉｌＪ御装置３９はΦつの電磁的に作
動可能な燃料噴射弁４０を制御し、これらの燃料噴射弁
４０のそれぞれ１つが、該１つの燃料噴射弁に配属され
た１つの機関シリンダもしくは相応の前室内へ直接噴射
を行なう。これらの燃料噴射弁４０はポンプノズルまた
は高圧噴射弁として形成されることもできる。制御装置
３９は一般的には単安定型マルチバイブレータを有して
おり、該単安定型マルチパイブレークは、機構１のクラ
ンク軸に連結された図示しない信号発信器によってトリ
ガされて開口時間ひいては燃料噴射弁４０からの流出燃
料量を規定する。

そのつどの噴射量の調整は図示しない公知の手段によっ
て行なわれる。燃料噴射弁４０は燃料ポンプ４１によっ
て燃料を供給され、そのさい前圧が圧力制御弁４２によ
って調整される。

第３図に示す実施例でも、第２図の実施例と同じ空気量
測定機構手の信号が機関回転数の信号によって電子的に
除算され、これによって空気通流量／作業周期という信
号が得られる。燃料噴射機構８として列形噴射ポンプが
役立っており、機関回転数に応じた回転数で回転する、
列形噴射ポンプのカム軸には発信器４５が配置されてお
シ、該発信器４５によって回転数が：ロ１」御装置３９
に与えられる。実際噴射量はポテンシオメータ４６によ
って示され、該ポテンシオメータ４Ｇは調整竿４７に連
結された接触子４８を有してい７．）。ポテンシオメー
タ４６はリニアな特性を有しており、このため、制御装
置３９に与えられる電圧は、調整竿４７の移動距離が被
測定燃料計に対してリニアな関係にあることを前提とす
れば、リニアに噴射燃料量に相応する。絞りフラップ５
の軸４９は調整竿４７．の調整レバー５１の偏心体５０
に連結されており、このため、加速ペダル１５による絞
シフラツゾ５の運動は調整竿４７を移動調整することに
なる。実際値Ｖこ相応するこの噴射量粗調整は調整マグ
ネット５２によって基準値に修正を加え、該基準値は電
子的な制御装置３９を介して空気通流世／作業周期とい
う電子的な除算と、調整竿４７の位Ａ、とによって規定
され、これによって、これら両方の値が調和するに至る
。このことのために、電子的制御卸装置内の例えば比例
抵抗を有するブリソノ回路が役立っており、しかもこの
調整マグネット５２はブリッジの対角辺内に位置してい
る。この列形噴射ポンプではさらに、一般的には安全遮
断調整および最終遮断調整が遠心力式調整器５３によっ
て行なわれる。

第１図〜第３図に示す制御装置は燃料噴射装置を有する
火花点火式機関にも使用することができる。

本発明の効果 本発明によれば排ガス戻し量が新気に依存して制御され
、そのさい、機関には所定の空気過剰率で燃料及び新気
が供給され、シリンダ装入量の残りが排ガス戻し量によ
って完全に充てんされるため全シリンダ装入量が絞られ
ることなく燃焼室内に供給され、有害なＮＯｘの発生が
全運転範囲にわたって可能な限り抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の各実施例を示ず略示
図である。 ２・・・吸気管、牛・・・空気量測定機構、５・・・絞
りフラップ、６・・・排気管、８・・・燃料噴射機構、
１０・・排ガス戻し導管、１１．１２・・絞如フラップ
、１５・・・加速ペダル、１６・・・燃料調量弁、１７
・・・分配形噴射ポンプ、２０・・・板、２１・・・レ
バー、２２・・・調量スプール、２５・・・差圧弁、２
７．ダイヤフラム、３０・・蓄圧器、３３・・・遠心力
式調整器、３５・・せき止めフラップ、３７・・・接触
子、３８・・−ポテンシオメータ、３９・・・制御装置
、４Ｑ・・燃料噴射弁、４５・・・発信器、４Ｇ・・・
ポテンシオメータ、４７・・・調整竿、５１・・・調整
し・ζ−１５２・調整マグネット 第１頁の続き ［相］発明者　デートレフ・ルンゲ　ト＠発　明　者　
ヴオルフ・ヴエツセル　トシ ソ連邦共和国シュツットガルト３０・ギュンツエルブル
イ ーセ　フ イツ連邦共和国シュヴイーベルデインゲン中フランケン
・ユトラーセ　５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　内燃機関の燃焼室内へ供給される燃料量を変化さ
   せるだめの機構と、燃料供給量を変化させる加速ペダル
   と、供給された新鮮空気量を実際空気量として検出する
   空気測定機構と、内燃機関の排気導管系から吸気導管系
   へ通じた排ガス戻し導管と、排ガス戻し量を調量するだ
   めの機構とが設けられている形式の内燃機関のための燃
   料供給装置において、ディーゼル燃焼方式で作動する内
   燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射する燃料噴射機構が設け
   られており、あらゆる運転範囲で内燃機関のシリンダに
   よって要求される全装入量を絞らずに燃焼室内へ供給す
   るために、排ガス戻し量を調量する前記機構が、吸気管
   内への排ガス戻し導管の開口部の上流で吸気管内に、又
   は排気管からの排ガス戻し導管の分岐個所の下流で排気
   管内に若しくは排ガス戻し導管内のいずれか１個所にの
   み設けられた絞りフラップ（δ、１１．１２）から成り
   、この絞りフラップが、加速ペダルによって操作されて
   おり、かつ、燃料噴射機構によって内燃機関の燃焼室内
   へ噴射される実際燃料量を検出するだめの機構が設けら
   れており、かつ、実際燃料量に対する実際空気量の実際
   比を検出してこの実際比を目標値に比較するための機構
   が設けられており、かつ、実際比を検出する前記機構が
   、比較の結果に応じて、燃料量を変化させるための前記
   機構（１６，４０，５２）を操作する如く構成したこと
   を特徴とするディーゼル燃焼方式で作動する内燃機関の
   燃料供給装置。