JPS5941014B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、エンジンの吸気装置に関する。

エンジンの燃焼安定性を良好にするために、吸気（吸入
空気もしくは吸入混合気）の温度が設定値未満の場合に
は吸気を加熱し、この吸気加熱によって吸気温度が上記
設定値以上になると上記の吸気加熱を停止し、以後この
作動を繰返すことによって吸気温度を一定に維持するよ
うにしたエンジンの吸気装置が知られている。

そして上記の設定値は、吸気温度が高い程燃料の気化、
霧化が良好になり、反対に吸気温度が低い程吸気の充填
効率が良好になることを考慮して、通常３０〜５０℃に
設定されている。

しかしながら上記従来の吸気装置は、外気（車外の空気
もしくはエンジンルーム内の空気）の温度が上記の設定
値以下にあることを前提として成立するものであり、外
気温度が上記設定値よりも高（なった場合には吸気温度
を一定にすることができなくなり、吸気温度は外気温度
に応じて上昇することになる。

一方、エンジンの吸入混合気の空燃比は、上記の設定値
に対応した値に設定されているため、上記のように吸気
温度が上記設定値よりも高くなって要求空燃比が希薄側
に移動した場合には、吸入混合気の空燃比が上記要求空
燃比よりも小さくなり、その結果燃焼状態が不安定にな
り、走行性能およびエミッション性能が悪化する。

そして、この現象は外気温度の上昇に伴ってますます顕
著になる。

この発明は、吸気温度が上記設定値よりも高くなった場
合、吸気温度を上記設定値よりも高い所定の温度に維持
するとともに、これに同期して吸入混合気を希薄化する
ように調整できるエンジンの吸気装置を提供するもので
ある。

すなわちこの発明は、吸気温度が第１設定値未満の場合
には吸気を加熱し吸気温度が第１設定値以上になると吸
気の加熱を停止する第１吸気加熱装置と、吸気温度が上
記第１設定値よりも高い第２設定値以上になると吸気の
加熱を開始し吸気温度が上記第２設定値よりも高い第３
設定値以上になると吸気の加熱を停止する第２吸気加熱
装置と、該第２吸気加熱装置と同期して作動しエンジン
に供給される混合気を希薄化する空燃比調整装置とを備
えたことを特徴とするエンジンの吸気装置である。

以下にこの発明の実施例を第１図によって説明する。

エアクリーナ１は、側部に外気導入通路２を、内部にフ
ィルタエレメント３をそれぞれ有し、気化器４に接続さ
れている。

該気化器４は、ベンチュリ４ａの上方にチョーク弁５を
、また下方に絞り弁６をそれぞれ有し、上記ベンチュリ
４ａと側方のフロート室７との間に燃料通路４ｂが形成
され、該燃料通路４ｂのベンチュリ側開口部にノズル８
が固着され、また燃料通路４ｂにはメインエアブリード
通路４ｃおよび補助エアブリード通路４ｄが連通されて
いる。

上記の気化器４の下端は、吸気マニホールド９を介して
エンジン１０の吸気側に接続され、該エンジン１０の排
気側には触媒式排気ガス浄化装置１１を介設した排気管
１２が取付けられている。

上記排気管１２の外側に排気管カバー１３によって暖気
室１３ａが形成され、該暖気室１３ａは上記エアクリー
ナ１の外気導入通路２に暖気導入通路１４によって連通
され、該暖気導入通路１４の上端に暖気導入弁１５が設
けられる。

この暖気導入弁１５は、回転自在の弁軸１６に固定され
ており、該弁軸１６の暖気導入通路１４の外方へ突出す
る突出端部にレバー１７の一端が固定され、該レバー１
７の他端に第１ダイヤフラム装置１８の第１弁棒１８ａ
下端が連結される。

上記の第１ダイヤフラム装置１８ば、上記第１弁棒１８
ａの上端が連結された第１ダイヤフラム１８ｂ、該第１
ダイヤフラム１８ｂの下側の大気圧室１８ｃ１および上
側の第１負圧室１８ｄによって形成されている。

そして、上記第１負圧室１８ｄの上部に、上記第１ダイ
ヤフラム１８ｂと第２弁棒１９ａで連結された第２ダイ
ヤフラム１９ｂおよび第２負圧室１９ｃからなる第２ダ
イヤフラム装置１９が形成されている。

なお、第２ダイヤフラム１９ｂの有効受圧面積は第１ダ
イヤフラム１８ｂの有効受圧面積よりも小さく形成され
ている。

」二記第１ダイヤフラム装置１８の第１負圧室１８ｄは
、前記気化器４の絞り弁６下流の吸気通路４ｆに第１負
圧通路２０によって連通される。

上記第１負圧通路２０ば、その中間にオリフィス２０ａ
を有しており、また該オリフィス２０ａより第１負圧室
１８ｄ側で分岐する第１分岐通路２１によってエアクリ
ーナ１内部の第１小室２２に連通される。

そして、上記第１分岐通路２１のエアクリーナ側端部は
、上記第１小室２２内の第１感温弁２３によって開閉さ
れるようになっており、上記第１感温弁２３は吸気温度
の第１設定値（例えば５０℃）未満で第１分岐通路２１
を閉じ、上記第１設定値以上で開くように作動する。

一方、第２ダイヤフラム装置１９の第２負圧室１９ｃは
、前記吸気通路４ｆに、第２負圧室１９ｃ側の第２負圧
通路２４、エアクリーナ１内の第２小室２５、および吸
気通路４ｆ側の第２負圧通路２６を介して連通される。

上記の第２小室２５には、第２負圧室１９ｃ側の第２負
圧通路２４の端部を開閉する第２感温弁２７が設けられ
、該第２感温弁２７は、上記吸気温度の第１設定値より
も高い第２設定値（例えば６０℃）未満で第２負圧通路
２４を閉じ、上記第２設定値以上で開くように作動する
。

また、第２負圧室１９ｃ側の第２負圧通路２４は、その
中間にオリフィス２４ａを有しており、該オリフィス２
４ａより第２負圧室１９ｃ側から第２分岐通路２８が、
また第２小室２５側から第３分岐通路２９がそれぞれ分
岐している。

そして、上記第２分岐通路２８ば、エアクリーナ１内の
第３小室３０に連通され、該第３小室３０には第２分岐
通路２８の端部を開閉する第３感温弁３１が設けられ、
該第３感温弁３１は上記吸気温度の第２設定値よりも高
い第３設定値（例えば８０℃）未満で第２分岐通路２８
を閉じ、該第３設定値以上で開（ように作動する。

また第２小室２５側の第３分岐通路２９は、気化器４に
付設された負圧ダイヤフラム装置３２の負圧室３２ａに
連通される。

上記負圧ダイヤフラム装置３２のダイヤフラム３２ｂに
取付げた弁棒３２ｃは、気化器４の器壁を摺動自在に貫
通し、弁棒３２ｃ下端の大気導入弁３２ｄが前記補助エ
アブリード通路４ｄの上端開口を開閉するようになって
いる。

なお、３２ｅは負圧室３２ａに大気を導入する大気ブリ
ード子―また３２ｆは大気圧室である。

上記実施例の構造において、暖気導入通路１４、暖気導
入弁１５、第１ダイヤフラム装置１８、第１負圧通路２
０、第１分岐通路２１および第１感温弁２３は第１吸気
加熱装置を構成し、また暖気導入通路１４、暖気導入弁
１５、第２ダイヤフラム装置１９、第２負圧通路２４
、２６、第２感温弁２７、第２分岐通路２８、第３感温
弁３１、第３分岐通路２９および負圧ダイヤフラム装置
３２０大気ブリード孔３２ｅは第２吸気加熱装置を構成
し、さらに第２負圧通路２４，２６、第２感温弁２７、
第３分岐通路２９、負圧ダイヤフラム装置３２および補
助エアブリード通路４ｄは空燃比調整装置を構成する。

次に上記実施例の作用を説明する。

外気導入通路２から導入される外気の温度が第１設定値
（５０℃）よりも低い場合は、第１感温弁２３が第１分
岐通路２１を閉じるので、第１負圧通路２０とエアクリ
ーナ１内の大気との連通が遮断され、第１ダイヤフラム
装置１８の第１負圧室１８ｄには第１負圧通路２０を介
して吸気通路４ｆの負圧が導入され、第１ダイヤフラム
装置１８の第１弁棒１８ａが引き上げられて暖気導入弁
１５が開作動し、そのため排気管カバー１３内で加熱さ
れた暖気が暖気導入通路１４から外気導入通路２に導入
され、吸気温度が上昇する。

なお上記の場合、第２吸気加熱装置の第３感温弁３１が
閉作動しているが、第２感温弁２７が閉作動しているた
め吸気通路４ｆからの負圧は遮断されるとともに負圧ダ
イヤフラム装置３２０大気ブリード孔３２ｅより導入さ
れた大気が第３分岐通路２９および第２負圧通路２４を
介して第２ダイヤフラム装置１９の第２負圧室１９ｃに
導入されるので第２負圧室１９ｃは大気圧に維持される
。

なお、第２ダイヤフラム１９ｂの有効受圧面積が第１ダ
イヤフラム１８ｂの有効受圧面積よりも小さいので、上
記第１ダイヤフラム装置１８の開作動に支障が生じない
。

また、第２感温弁２７が閉作動しているので、空燃比調
整装置の負圧ダイヤフラム装置３２の負圧室３２ａも大
気圧に維持され、大気導入弁３２ｄは補助エアブリード
通路４ｄを閉塞しており、メインエアブリード通路４ｃ
のみが燃料通路４ｂに作用している。

次に外気に暖気が混合され、暖気温度が上昇して上記第
１設定値（５０℃）以上になると、第１感温弁２３のみ
が開作動し、エアクリーナ１から第１分岐通路２１、第
１負圧通路２０を介して第１負圧室１８ｄに大気圧が導
入され、暖気導入弁１５が暖気導入通路１４を閉じて外
気導入通路２への暖気の導入が停止される。

このとき、第１負圧通路２０にオリフィス２０ａが設け
られているので、第１負圧室１８ｄへの負圧の導入が制
限され、第１負圧室１８ｄに大気圧が確実に導入される
。

上記の暖気の導入停止によって吸気温度が第１設定値よ
りも低くなったときは、再び第１感温弁２３が閉じるこ
とによって暖気導入弁１５が開かれて吸気温度が上昇し
、以後は外気温度が第１設定値以上にならない限り、第
１感温弁２３のみの開閉によって暖気導入弁１５が開閉
され、吸気温度がほぼ第１設定値に維持される。

すなわち、外気温度が第１設定値未満の場合には、第１
吸気加熱装置が作動し、第２図の水平線Ｐに示すように
吸気温度が第１設定値に維持され、同時に気化器４の燃
料通路４ｂにはメインエアブリード通路４ｃのみから空
気がブリードされ、混合気の空燃比は上記第１設定値の
吸気温度に応じた空燃比に維持される。

外気温度が第１設定値（５０℃）以上になり第２設定値
（６０℃）に達するまでは、第１感温弁２３が開作動し
、第２感温弁２７および第３感温弁３１が閉作動を続け
るので、暖気導入弁１５が閉作動を続行し、外気がその
ままエアクリーナ１に導入されて外気温度と吸気温度が
等しくなる。

すなわち、外気温度が第１設定値以−ヒ、第２設定値未
満の場合には、第１吸気加熱装置および第２吸気加熱装
置の双方が作動せず、第２図の傾斜線Ｑに示すように外
気温度の上昇に伴って吸気温度が一七昇する。

外気温度が第２設定値（６０℃）以上になると、第２吸
気加熱装置の第２感温弁２７が開作動するので、第２負
圧通路２４および２６が第２小室２５によって互いに連
通され、第２負圧室１９ｃに負圧が導入され、暖気導入
弁１５が開かれて外気導入通路２に暖気が導入される。

同時に、空燃比調整装置の第３分岐通路２９を介して負
圧ダイヤフラム装置３２の負圧室３２ａに負圧が導入さ
れるので、大気導入弁３２ｄが補助エアブリード通路４
ｄを開いて混合気の空燃比が希薄化される。

外気導入通路２に暖気が導入されることによって吸気温
度が上昇し第３設定値（３０℃）に達すると、第３感温
弁３１が開作動するので、エアクリーナ１から第２分岐
通路２８および第２負圧通路２４を介して第２負圧室１
９ｃに大気圧が導入され、暖気導入弁１５が暖気導入通
路１４を閉じ、暖気の供給が停止される。

このとき、第２負圧通路２４にはオリフィス２４ａが設
けられているので、第２小室２５側から第２負圧室１９
ｃへの負圧の導入が制限され、第２負圧室１９ｃに大気
圧が確実に導入されるとともに、第３小室３０から第２
分岐通路２８、第２負圧通路２４および第３分岐通路２
９を介して負圧ダイヤフラム装置３２の負圧室３２ａに
導入される大気圧が制限され、負圧ダイヤフラム装置３
２の負圧室３２ａには第２小室２５側から負圧が確実に
導入されて大気導入弁３２ｄの開作動が続けられる。

そして、上記の暖気の供給停止によって給気温度が第３
設定値未満に低下すると、再び第３感温弁３１が閉作動
し、第２負圧室１９ｃに負圧が導入され、暖気導入弁１
５が開かれ、第３感温弁３１の開閉によって暖気導入弁
１５が開閉されて吸気温度がほぼ第３設定値に維持され
る。

すなわち、外気温度が第２設定値（６０℃）以上第３設
定値（８０℃）未満の場合には、第２吸気加熱装置が作
動し、第２図の水平線Ｒに示すように吸気温度がほぼ第
３設定値に維持され、同時に空燃比調整装置が作動し、
補助エアブリード通路４ｄが開かれて混合気が希薄化さ
れ、混合気の空燃比が第３設定値の吸気温度に応じた要
求空燃比に維持される。

なお、第１設定値と第２設定値との差は、外気温度が第
１設定値未満の場合の吸気温度の変動幅よりも大きく設
定されているので、上記の場合において吸気温度が第１
設定値を越えたさいに、第２吸気加熱装置が作動を開始
することがない。

なおまた、負圧ダイヤフラム装置３２の負圧室３２ａは
、大気ブリード孔３２ｅによって大気に連通しているの
で、外気温度が第２設定値よりも低くなって負圧室３２
ａへの負圧の導入が停止されると、大気ブリード孔３２
ｅから負圧室３２ａに大気圧が導入され、大気導入弁３
２ｄによって補助エアブリード通路４ｄが閉じられる。

上記の実施例は、外気導入通路２に暖気を導入して吸気
加熱装置を形成したものであるが、混合気を排気ガスで
加熱するなど他の公知の手段によって吸気加熱装置を形
成することができる。

また上記実施例は、燃料通路４ｂにメインエアブリード
通路４ｃと並列状に補助エアブリード通路４ｄを連通し
て空燃比調整装置を形成したものであるが、吸気通路４
ｆに直接空気を供給し、または燃料通路４ｂを絞るなど
他の公知の手段によって空燃比調整装置を形成すること
ができる。

また、吸気加熱装置の作動を高負荷時に停止させ（上記
実施例の場合、吸気加熱装置の作動源を吸気負圧として
いるため、高負荷時には吸気加熱装置の作動は停止され
る）、高負荷時の出力を確保するようにすることが好ま
しい。

更に、上記実施例において、第２感温弁２７の開作動に
伴う第２吸気加熱装置の作動に連動してエンジンの点火
時期を進めるようにすることもできる。

以上に説明したようにこの発明は、吸気温度が第１設定
値未満の場合には吸気温度がほぼ第１設定値となるよう
に制御し、また吸気温度が第２設定値以上第３設定値未
満の場合には吸気温度がほぼ第３設定値となるように制
御するとともに混合気を希薄化するようにしたものであ
るから、外気温度の変化に関係なく常に一定の燃焼状態
を維持し、走行性能およびエミッション性能を安定させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の系統図、第２図は上記実施
例における外気温度と吸気温度との関係を示すグラフで
ある。 １：エアクリーナ、２：外気導入通路、４：気化器、４
ｃ：メインエアブリード通路、４ｄ：補助エアブリード
通路、４ｆ：吸気通路、１０：工シジン、１２：排気管
、１４：暖気導入通路、１５：暖気導入弁、１８：第１
ダイヤフラム装置、１８ｄ：第１負圧室、１９：第２ダ
イヤフラム装置、１９ｃ：第２負圧室、２０：第１負圧
通路、２３：第１感温弁、２４，２６：第２負圧通路、
２７：第２感温弁、３１：第３感温弁、３２：負圧ダイ
ヤフラム装置、３２ｄ：大気導入弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気温度が第１設定値未満の場合に吸気を加熱し吸
   気温度が第１設定値以上になると吸気の加熱を停止する
   第１吸気加熱装置と、吸気温度が上記第１設定値よりも
   高い第２設定値以上になると吸気の加熱を開始し吸気温
   度が上記第２設定値よりも高い第３設定値以上になると
   吸気の加熱を停止する第２吸気加熱装置と、該第２吸気
   加熱装置と同期して作動しエンジンに供給される混合気
   を希薄化する空燃比調整装置とを備えたことを特徴とす
   るエンジンの吸気装置。 ２ 第１吸気加熱装置が、エアクリーナの外気導入通路
   に接続されて該外気導入通路に排気熱によって加熱され
   た暖気を導入する暖気導入通路と、該暖気導入通路を開
   閉する暖気導入弁と、エンジンの吸気通路に第１負圧通
   路を介して連通ずる第１負圧室を有し該第１負圧室に負
   圧が作用した際に上記暖気導入弁を開作動する第１ダイ
   ヤフラム装置と、上記第１負圧通路に介設され吸気温度
   が第１設定値以上になると第１負圧室への負圧の導入を
   遮断する第１感温弁とからなり、また第２吸気加熱装置
   が、上記の暖気導入通路と、上記の暖気導入弁と、上記
   吸気通路に第２負圧通路を介して連通ずる第２負圧室を
   有し該第２負圧室に負圧が作用した際に上記暖気導入弁
   を開作動する第２ダイヤフラム装置と、上記第２負圧通
   路に介設され吸気温度が第２設定値未満の場合に上記第
   ２負圧室への負圧の導入を遮断する第２感温弁と、上記
   第２負圧通路に介設され吸気温度が第３設定値以上にな
   ると上記第２負圧室への負圧の導入を遮断する第３感温
   弁とからなる特許請求の範囲第１項記載のエンジンの吸
   気装置。 ３ 空燃比調整装置が、燃料通路に開口する補助エアブ
   リード通路と、該補助エアブリード通路に介設され第２
   吸気加熱装置の作動と同期して開作動する大気導入弁と
   からなる特許請求の範囲第１項または第２項記載のエン
   ジンの吸気装置。