JPS6119958A - 気化器 - 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】 ［技術分野１ 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１つ環状の可変ベ
ンチエリ−を有しているものに関する。

［背景技術１ 環状の可変ベンチュリーを有している気化器では、通常
環状のオリフィスとコーンとの開にベンチュリーを形成
して、コーンをその軸方向に動かすことでベンチより−
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ュリーで発
生する負圧でオリフィ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おったことから、空燃比の
制御に多くの手段を要していた。

［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った
気化器を提供するにある。

［発明の開示１ 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ィ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罰に環状の可変ベンチュリーを
形成するスロットル用のコーンを設けた気化器であって
、オリフィ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ォ
ルド負圧に応じて行なうエアバルブを具備していること
に特徴を有し、インテークマニフォルドの負圧°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＠ｌｓ２の内周縁に開口する環状のオ
リフィス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エリ−を形成する
スロットル用のコーン３を設けたものであって、）１ウ
ノング１の側面には一体にフロートチャンバー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、ノ）ウノング１の内周面に設け
られている上記スロート部２との開に、環状のベンチュ
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７０−トチヤ
ンパー８に連通ずる環状のオリフィス４が全周にわたっ
て開口するものとして形成されておＩ）、スロート部２
とコーン３との間のベンチュリーを流下する空気流によ
って生ずる負圧で環状のオリフィス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
ものて゛あるとともに、インテークマニフォルドに連通
する負圧室７の負圧によっ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
ュ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ォルドが接続される。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１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２
２とから構成されているものであって、環状のオリフィ
ス４及びオリフィス４の外周に控える環状の拡張室２０
はこれら上部入９−Ｖ部２１を有する上部ハウジング１
１と下部スロート部２２を有する下部ノ１ウノング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
環状のオリフィス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−リング２５が
配されている。また上部スロー）都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−るものであり、従って、オリフィス
４の開口部において空気路の断面積が最も小さくなって
いる。

フロートチャンバー８からオリフィス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７０−トチヤンパー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ャンバー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を通して送られ
る燃料は、燃料管１９が微少孔が多数設けられたもので
あることから、ベンチより−の負圧でこの微少孔がら吸
い出されてアニユラ−リング２５に形成された細溝２６
を通過した後、オリフィス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との開の間隙をオリフ
ィス４側と拡張室２０側とに仕切っているアニユラ−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７ニユラーリング２５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７０−トチヤンパー８の側壁内に設けら
れたパワー燃料供給系６０であって、これはインテーク
マニフォ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によって駆動されるパワーバルブ６２、バルブシー
）　６３、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７０−トチヤンパー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によって連結されてスロッ
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７０−トチヤンパー８内に下端が差し込まれ
る７ユエルチユーブ７２と上記バルブ７１とがらなり、
拡張室２０への開口部にはジェット７３が設けられてい
る。バルブ７１はスロットルを全開とした時に開くもの
である９尚、図中７５は７０−トチヤンパー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
取り付けられたサボー）３０によっ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っ
て、下部にスカート３２を有しており、サボー）３０の
上部外周面と徽少開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によってコーン３は上方へと付勢されており、更
に紬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１）
、リンク３６に設けられているビン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
ンチュリー面積を変化させるわけであるが、アクセル軸
３５に対して紬３１及びコーン３が遊びをもって連結さ
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ォ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ッパ８０等により更に規制さ
れていることから、アクセル軸３５の最大回転角をαと
する時、コーン３の最大上下動範囲に相当するリンク３
７の最大回転角は、ビン３Ｓと長孔３９内での遊び角だ
け上記回転角αより大きい角度βとされている。

そして負圧室７であるが、これはに述のよう１こスカー
ト３２とサポー）３０との間の間隙を介してインテーク
マニフォ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とにわたっ
て形成されている空気路１０を介して大気とつながって
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っているもの
である。この制御弁９は、上部ハウジング１１内に設け
られたものであって、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っていくようにな
っているものである。

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）′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１３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１
３を通過した常温の空気との混合気をインテークマニフ
ォルド内の負圧値に応じて供給するものであって、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
クマニフォルドに接続されるバキュームユニット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
キュームユニット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ッド４６を介して連結された
エアバルブ４７、ノーウジング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
の前段につながってエアクリーナー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の途中に設置された第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
って、インテークマニフォルド内の負圧が大ぎい時には
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、インテークマニフォ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からベンチュ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エアブリード磯構４２は、第４図に示すようにイン
テークマニフォ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５
７、バルブスプリング５８等よりなるバルブ部と、ハウ
ソング１上面に一端が開口し且つ他端か拡張室２０から
オリフィス４までの流路途中にて開口する空気供給路５
９とから構成され、インテークマニフォルド内の負圧値
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ィス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
ークマニフォルド内の負圧によりコーン３の上下動をス
ロッ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
ド磯構４２の動作も制御しているのであるが、これらと
インテークマニフォルドとを接続する負圧管５０の途′
中に第１図に示すよらにサーマルバルブ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ォルド内
と上記各系統とを連通させるものであり、従って、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
アブリード磯構４２は、内燃機関の１１１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
ベンチより−を流下する空気流によって生ずるところの
負圧で燃料路１５を経てエアブリードにより空気が混入
された後オリフィス４へと至り、そしてベンチュリーを
流下する空気と混合されて内燃機関に送られる。スロッ
トルを開けば、つまりはコーン３を下動させればベンチ
ュ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ォ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
内において下動じ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・マニアオルト
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に連結されてスロットルを戻した時に制御弁９が全
開、スロッ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の上下位置はスロットルの開度と、ス
ロットルの開度によって制御されるインテークマニフォ
ルドの負圧との両者によって定まるものである。すなわ
ち、アイドリング状態やスロッ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
フォルドへと吸い出される空気と同量の空気が空気路１
０を通じて負圧室７へと送られることがら、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ットルを開くと、制
御弁９は絞られて負圧室７からインテークマニフォルド
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
ってコーン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ュリー面積が大ぎくなり、流下する
空気量が増えることでインテークマニフォルド内の負圧
が小さくなると、負圧室７がらインテークマニフォルド
へと吸い出される空気量が少なくなる。従って負圧室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った時点でコーン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がら負
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に対してフローティン
グした状態でアクセル軸３５に連動するわけであり、ベ
ンチュリー面積の実際の制御はインテークマニフォルド
内の負圧と、スロッ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、前述のようにコニン３の上
下動に相当するリンク３７の最大回転角をβ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、スロッ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の動作か不安定
となっ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ュリー
を流下よる空気流により発生する負圧によって燃料は環
状ベンチュリーを取り巻（オリフィス４から吸い出され
、空気と混合されてインテークマニフォルドを経て内燃
機関へと送られるわけであるが、このオリフィス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っている。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磯構４
１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
度が低い開はエアバルブ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ｉ代がほぼ完了してから後は、エアバルブ４７がイン
テークマニフォ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、
インテークマニフォルド内の負圧が大きい時にはバキュ
ームユニット４５のａツ１′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ォルド内の負圧が小さ
くなるため１こエアバルブ４７は絞られる。つまＩ）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、オリフィス４へと供給される燃料の量が多
くなＩ）、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ォルドの負
圧変化に応じてエアバルブ４７が開かれてブリーＹ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−リング２５の細溝２６を高速で通過してオリフィス
４からベンチより−へと吸い出され、ベンチュリーを流
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、降板時のようにエンノン
ブレーキが働く時、インテークマニフォルド内の負圧が
極めて大きくなってベンチより−から吸い出される燃料
の量も多くなＩ）、燃費が悪くなるとともに排気中のｃ
ｏ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Ｌインテー
クマニフォルドの負圧がトわめて大きくなった時にはピ
ストンバルブ５６が下降してエアクリーナー１３を通っ
た空気が空気供給路５９を通じてオリフィス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ュリ
ーへと吸い出される燃料の量が少なくなるものであ萱）
、燃料の完全燃焼を行なわせるものである。インテーク
マニフォルド内の負圧が小さくなれば、ビスシンバルブ
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
クマニフォ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
ットルを開くと、インテークマニフォルド内の負圧が益
々小さくな；〕、パワーピストン６１ｔ−引き上げる力
が弱まるために、ばね付勢によりパワービスシン６１が
降下してパワーバルブ６２を押し下げる。従って燃料は
このバルブ部を通って燃料路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、アクセルを一杯に踏み込んでス
ロットルを全開とする二とにより、機械的パワー燃料供
給系７０におけるアクセル紬３５に連結されたバルブ７
１が開くｒこめに、フロートチャンバー８内の燃料は上
記流路を経る以外にも７ユエルチユーブ７２とジェット
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。

他の実施例を第９図乃至第１．１図に示す。これは前記
実施例が環状の拡張室２０に配された環状の燃料管１９
に設けられている多数の微少孔から燃料が吸い出される
とともに主エアブリード機構４１で燃料管１９のまわり
に導かれた空気と混合されるようにしたものであったの
に対して、拡張室２０への燃料の主供給系と主エアブリ
ード機構４１とを通常一般に用いられている形式とした
ものであって、拡張室２０にて上端が開口するとともに
小部屋１４を縦貫してフロートチャンバー８に下端が連
通している燃料管１８に微少孔を多数設けるとともに、
主エアブリード機構４１におけるエアバルブ４７を通過
した空気がパイプ４３を通じてこの小部屋１４内に至る
ようにしたものであり、ベンチより−で発生する負圧に
よって燃料管１８を流れる燃料中に微少孔を通じて空気
が一次混合されるようにしたものである。作用としては
前記実施例と同じである。

更に第１２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７
０を備えた７０−トチヤンパー８をハウジング１とは別
個に形成して両者を燃料チューブ２３及び２４で接続す
ることによ１）、ダウントラフＹ型としてだけではなく
、横向きあるいは斜め向きのセットも行なえるようにし
た例である。第９図乃至第１１図に示した実施例のもの
についても同様に７０−トチヤンパー８を分離すること
で設置方向を問わないものとすることができるのはもち
ろんである。

［発明の効果１ 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ら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−
０−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−０−Ｅ断面図、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ
）は同上の７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
実施例の平面図、第１０図は同上のＦ−Ｇ−０−Ｈ−Ｉ
ＷＩ面図、第１１図は同上の左側面図、第１２図は更に
池の実施例の断面図、第１３図は同上のフロートナヤン
バーの平面図であって、１はハウジング、２はスロート
部、３１よコーン、４はオリフィス、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
。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第１　図 第５図 （ｂ） （Ｃ） 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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
   状のオリフィ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ュリーを形成するス
   ロットル用のコーンを設けた気化器であって、オリフィ
   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ォルド負圧に
   応じて行なうエアバルブを具備していることを特徴とす
   る気化器。
2. （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。
3. （３）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。
4. （４）ブリード用空気は環状のオリフィスを取り巻く環
   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
   数個の微少孔から流出する燃料と混合されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の気化器。