JPH0385358A - ガス噴射装置 - 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、吸入空気流量に応じて供給すべきガス流量を
精度良く計量するようにした、内燃機関における圧力バ
ランス型のガス噴射装置１こ関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ＣＮＧ
　（圧縮天然ガス）やＬＮＧ　（液化天然ガス）等を燃
料として用いた内燃機関のガス噴射装置においては、従
来は吸入空気流量を圧力として検出する手段と、この空
気流量に応じた量のガスを圧力として計量して噴射せし
める手段とが夫々別個に設けられていて、空気流量とガ
ス流量との混合比を制御するようにしていた。

ところが吸気管内へ漏れ出すブローバイガスに含まれて
いるガム質やカーボン等が、燃料であるガスの吐出口に
付着するため、時間の経過により吐出口の面積が小さく
なってガス噴射量が減少し、供給される混合気の混合比
が変動してしまうという問題があった。

本発明はこのような課題に鑑み、本出願人の提案による
実開平１−７４３６２号公報に記載された圧力バランス
型の燃料噴射装置の原理を採用して、混合気の空燃比を
精度良く制御できて、劣化の少ないガス噴射装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるガス噴射装置は、吸入空気流量に応じた負
圧が印加される第一ダイアフラムと、ガス通路を介して
ガス供給源からガスが供給される上室とベンチュリに吐
出口が設けられている下室とを仕切る第二ダイアフラム
と、王室と下室を連通ずる計量絞りと、第一及び第二ダ
イアフラムを連結すると共に吐出口を開閉し得るバルブ
が設けられている連結部材とを備えている。

又、ガス通路に下１側の圧力を調整するレギュレータが
設けられていてもよい。

〔作　用〕

ベンチュリを流れる吸入空気流量に応じた負圧が印加さ
れると、その荷重によって第一ダイアフラムが変位して
連結部材と第二ダイアフラムを移動させ、計量絞りを通
過して計量されたガス流量が、バルブが退いた吐出口か
ら噴射され、同時に計量絞りの圧力損失によって第二ダ
イアフラムに第一ダイアフラムと反対方向の荷重が生じ
て両ダイアフラムの荷重がバランスし、吸入空気流量に
応じたガス流量が噴射されることによって混合気の空燃
比が一定に制御される。

又、レギュレータによって、その下流側のガス通路の圧
力が一定になるから、計量絞りにおけるガスの計量のバ
ラツキが防止される。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

図中、ｌは吸気管、２は吸気管１に設けられたベンチュ
リ、３はベンチュリ２の下流側に配設されたスロットル
バルブ、４はベンチュリ２に設けられたガス噴射手段で
ある。ガス噴射手段４において、６はベンチュリ２の上
流側に連通していて例えばエアホーンの大気圧Ｐ０が印
加される大気圧室、７は開ロアａを介してベンチュリ２
に連通していて吸入空気流量に応じた負圧Ｐ、が印加さ
れる負圧室、８は両室６，７を仕切る第一ダイアフラム
、９は一端が負圧室７に連通し且つ他端が調整口９ａを
介して分岐されてスロットルバルブ３の上流側及び下流
側で吸気管ｌに連通ずる連通路、ｌＯは調整口９ａに対
して進退して負圧室７の負圧Ｐ、の大きさを調整し得る
アイドルアジャストスクリューである。

又、Ｉ２はガスボンベ即ちガス供給源、１３はガスポン
ベ１２から供給されるガスを後述の上室へ送り込むガス
通路、１４はガス通路１３の途中に設けられていてその
下流側のガス圧を所定の大きさＰ２に制御するレギュレ
ータであって、ガス通路１３のガスが流入及び流出する
室１５と、大気圧Ｐ０が印加される室１６とがダイアフ
ラム１７によって仕切られ、このダイアフラム１７には
室１５のガス流入口１５ａの開口量を制御し得るバルブ
１８が連結されていると共に、スプリング１９の弾力に
よってバルブ１８の開弁方向に弾圧されている。２１は
ガス通路１３の他端と接続されていて圧力Ｐ２に制御さ
れる上室、２２は吐出口２２ａを介してベンチュリ２に
連通ずる下室、２３は上室２１と下室２２を仕切る第二
ダイアフラム、２４は上室２１と下室２２を連通するガ
ス計量用の固定絞り即ち計量絞りであり、この絞り２４
を通過するガス流量によって生じる圧力損失即ち圧力降
下により、下室２２に負圧Ｐ。

（くＰ２）が印加されるようになっている。２５は開ロ
アａ及び吐出口２２ａを貫通すると共に両端で第一及び
第二ダイアフラム８，２３を連結せしめるロッド即ち連
結部材、２６はロッド２５に形成されていてロッド２５
に連動して吐出口２２ａを開閉し得るバルブである。

２８は上室２１において第二ダイアフラム２３をバルブ
２６の閉弁方向へ弾圧するスプリング、２９はスプリン
グ２８の弾力を調整する初期荷重セットスクリューであ
る。アイドルアジャストスクリュー１０と初期荷重セラ
トスクリ：Ｌ−２９とによって夫々第一及び第二ダイア
フラム８，２３にかかる荷重を調整してバルブ２６の位
置即ち開口面積を制御し、吸入空気流量に対するガス流
量の混合比の初期誤差を調整できるようになっている。

本実施例は上述のように構成されており、次に作用を説
明する。

吸入空気がベンチュリ２を通過すると、ベンチュリ２に
空気流量に応じた負圧Ｐ１が発生し、これが負圧室７に
印加される。すると大気圧室６の圧力Ｐ。とＰ、との差
圧（Ｐ、−Ｐ、）が第一ダイアフラム８に印加されて下
向きの荷重が生じるため、第一ダイアフラム８の下方へ
の変位によってロッド２５はバルブ２６を開弁せしめる
方向へ移動し、第二ダイアフラム２３も下方へ変位して
下室２２の容積が増大する。バルブ２６が開くことによ
って吐出口２２ａからガスがベンチュリ２へ噴射され、
このガスが絞り２４を通過して計量され、流量に応じて
生じる圧力損失によって負圧Ｐ、が発生して下室２２へ
印加される。そして第二ダイアフラム２３に上室２１の
圧力Ｐ２とＰ８との差圧ＣＰ、−Ｐａ　）が印加され、
しかもこの差圧（Ｐｚ　　Ｐ、）は第一ダイアフラム８
にかかる差圧（Ｐ、−Ｐ、）による荷重と逆方向（上向
き）の荷重であり、両ダイアフラム８，２３の圧力がバ
ランスする位置で吐出口２２ａとバルブ２６とによる開
口面積が決定され、絞り２４で計量されて吐出口２２ａ
から噴射されるガス流量が決定される。このガス流量は
吸入空気流量に対応するものであるから、混合気の空燃
比を一定に制御することができる。

尚、絞り２４のガス流量と、吐出口２２ａのガス流量と
の関係を更に説明すると、前者の方が後者より大きい場
合には負圧Ｐ、は小さくなるから、差圧（Ｐ、−Ｐ、’
）は差圧（Ｐ、−ＰＩ　’）より小さくなるためにバル
ブ２６は更に開かれ、吐出口２２ａのガス流量が増大し
、逆に後者の方が大きい場合には負圧Ｐ、は大きくなる
から、差圧（Ｐｇ　　　Ｐ−）は差圧（ｐ、−ｐ、）よ
り大きくなるためにバルブ２６は閉方向へ移動し、吐出
口２２ａのガス流量は減少する。従って、バランス状態
で絞り２４のガス流量と吐出口２２ａのガス流量とが等
しく、絞り２４で計量されたガス流量が吐出口２２ａか
ら噴射されることが理解できる。

次に上述の関係を式によって説明すると、Ｑ、：吸入空
気流量、Ｑ、：ガス流量、Ｎｌ　：第一ダイアフラム８
の荷重、 Ｎ２　：第二ダイアフラム２３の荷重、Ｋ１・：ベンチ
ュリ２の流量係数Ｘベンチュリ２の面積、 Ｋ、二絞り２４の流量係数Ｘ絞り２４の面積、Ａｏ　：
第一及び第二ダイアフラム８，２３の夫々の有効面積、 Ａ／Ｆ　：空燃比、とした場合、 Ａ／Ｆ＝Ｑ−／Ｑ＋であるから、 Ｑ、＝に、１了 Ｑ、＝に、２、又、 Ｎｌ　＝Ａｏ　Ｍ　（ＰＧ　　ＰＩ　）、Ｎ　２　＝Ａ
　ｏ　Ｈ（Ｐ　２　　Ｐ　ｓ　）である。

今、Ｎ、＝Ｎ、となる位置で第一及び第二ダイアフラム
８，２３がバランスするから、 Ｐａ　　Ｐ＋＝Ｐｉ　　Ｐｓ 、°、Ｑ、＝に、ｒｒ７：１下トナリ、結局、Ａ／Ｆ＝
Ｑ、／Ｑｔ　　＝に、（７７’：下／ＫＬ　　ｏ　　　
＋　＝に−／　Ｋｔ　＝　一定、となる。

そして、吸入空気流量が増大すれば負圧Ｐ１も大きくな
り、第一ダイアフラム８にかかる差圧（ＰＩｌ−Ｐｌ）
が増大して、第一及び第二ダイアフラム８，２３の下方
への変位量及びバルブ２６の開口面積も増大する。する
と吐出口２２ａ及び絞り２４のガス流量が増大して、圧
力損失により負圧Ｐ、も大きくなり、第二ダイアフラム
２３にかかる上向きの差圧（ｐｔ　−Ｐｓ　）が増大す
るので、結局バランス状態を維持し、混合気の空燃比も
一定に維持される。

尚、吐出口２２ａにガム質やカーボン等が付着する等し
て吐出口２２ａの開口面積が小さくなると、ガス流量が
減少して差圧（ｐ２−Ｐｓ　）が（Ｐ、−Ｐ、）より小
さくなるために第二ダイアフラム２３が更に下方へ変位
せしめられ、バルブ２６が更に吐出口２２ａから退いて
開口面積が増大し、ガス流量も増大するように補正され
るから、結局側ダイアフラム８，２３はバランス状態を
維持し、空燃比も一定に制御される。

又、ロッド２５は両ダイアフラム８，２３によって常に
互いに反対方向へ押圧されているから、両ダイアフラム
８，２３との接続位置が精密でなくてもよい。

上述のように本実施例によれば、混合気の空燃比を精度
良くしかもフィードバック制御として制御することが出
来、更にガスの吐出口２２ａにガム質やカーボン等が付
着して開口面積が小さくなったとしても、自動的に補正
することが出来て、混合比の変動を抑制することができ
る。

又、ガス通路１３においてレギュレータ１４を接続し、
その下流側の圧力を一定の大きさＰ２に制御するように
したから、ガスボンベ１２から供給されるガスの密度が
一定でなくても、絞り２４で計量されるガス流量の計量
のバラツキを防止することができる。特に本実施例の場
合、ガスの計量手段として絞りを用いており、ベンチュ
リを用いた場合と比較して圧力損失が大きいから、その
上流側の圧力を一定にすることにより、計量精度が著し
く向上する。

尚、大気圧室６の圧力は負圧Ｐ１より大きい一定圧力で
あれば、大気圧Ｐ０でなくてもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明に係るガス噴射装置は、吸入空気流量
に応じた負圧が印加される第一ダイアフラムと、噴射す
べきガス流量が計量される計量絞りと、計量絞りに生じ
る圧力損失に応じた負圧が印加される第二ダイアフラム
と、両ダイアフラムを低圧側で連結し且つバルブが設け
られた連結部材とを備えていて、バルブによってガスの
吐出口の開口面積を制御し得るようにしたから、混合気
の空燃比を精度良く制御出来、しかも劣化が少なく、ガ
スの吐出口にガム質やカーボン等が付着して開口面積が
小さくなったとしても、開口面積を自動的に補正して、
混合比の変動を抑制することができる。

又、ガス通路にレギュレータを接続したから、ガス流量
の計量のバラツキを防止できて、計量精度を更に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明によるガス噴射装置の一実施例を示す
概略断面図である。 ■・・・・吸気管、２・・・・ベンチュリ、４・・・・
ガス噴射手段、６・・・・大気圧室、７・・・・負圧室
、８・・・・第一ダイアフラム、１２・・・・ガスボン
ベ、１３・・・・ガス通路、１４・・・・レギュレータ
、２１・・・・上室、２２・・・・下室、２２ａ・・・
・吐出口、２３・・・・第二ダイアフラム、２５・・・
・ロッド、２６・・・・バルブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入空気流量に応じた量のガスを吐出せしめるよ
   うにした内燃機関のガス噴射装置において、ベンチュリ
   に開口していて吸入空気流量に応じた負圧が印加される
   負圧室と大気圧室とを仕切る第一ダイアフラムと、ガス
   供給源からガスが供給されるガス通路と、該ガス通路に
   接続されている上室と吐出口を介して前記ベンチュリに
   連通する下室とを仕切る第二ダイアフラムと、前記上室
   と下室を連通する計量絞りと、前記第一及び第二ダイア
   フラムを連結すると共に吐出口を開閉し得るバルブが設
   けられている連結部材とを備えたことを特徴とするガス
   噴射装置。
2. （２）前記ガス通路にその下流側の圧力を調整するレギ
   ュレータが接続されていることを特徴とする特許請求の
   範囲（１）に記載のガス噴射装置。