專利名稱：發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將液化石油氣(LPG)、壓縮天然氣(CNG)等氣體燃料供給發(fā)動機(jī)用的氣體燃料供給裝置。
在上述固定文丘里式(文氏)混合器的情況下，文丘里部33′的內(nèi)徑(通路直徑)受到氣體噴射器37′的流量特性的限制，自由度比較小。因此，為了對應(yīng)于大排量發(fā)動機(jī)、高輸出發(fā)動機(jī)，當(dāng)擴(kuò)大文丘里直徑時，需要多個噴射器，結(jié)果，帶來了抬高費用的問題。
此外，要對從主文丘里供給燃料的主系統(tǒng)和從氣體噴射器供給燃料的減速系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)進(jìn)行空燃比控制，而這種控制系統(tǒng)復(fù)雜，這一點也會導(dǎo)致費用的抬高。
鑒于此，本申請人曾經(jīng)有過提案，該提案是關(guān)于一種不要氣體噴射器就能簡化結(jié)構(gòu)、降低成本、而且適用于自小排量發(fā)動機(jī)到大排量發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置，該氣體燃料供給裝置具有以下結(jié)構(gòu)(PCT/JP01/08988)。
換句話說，將主氣體燃料通路連接在與發(fā)動機(jī)相連的進(jìn)氣通路的節(jié)氣門上游側(cè)，在該氣體燃料通路上通過氣體壓力調(diào)整用調(diào)節(jié)器連接有氣體然料箱，進(jìn)一步，在該氣體燃料通路上連接有引入空氣通路，配設(shè)有用于控制該引入空氣通路的通路面積的空氣引入控制閥。
上述提案的氣體燃料供給裝置，用上述調(diào)節(jié)器將來自上述氣體燃料供給源的高壓氣體燃料大致調(diào)整為大氣壓，借助于作用在進(jìn)氣通路的氣體燃料通路連接點上的進(jìn)氣負(fù)壓吸引氣體燃料，確保必要的燃料量，同時，用空氣引入控制閥控制排放氣體量，對距離空燃比設(shè)定狀態(tài)的誤差進(jìn)行補(bǔ)正，以更高的精度進(jìn)行空燃比控制。
所以說，與上述提案有關(guān)的氣體燃料供給裝置，在必須確保燃料流量的基礎(chǔ)上，還必須使進(jìn)氣通路的氣體燃料通路連接點附近的進(jìn)氣負(fù)壓P1與上述調(diào)節(jié)器出口附近的負(fù)壓P2成比例關(guān)系，但是，實驗結(jié)果表明，與從上述進(jìn)氣通路的上述進(jìn)氣負(fù)壓P1的發(fā)生點到上述引入空氣通路連接點的距離相比，在該引入空氣通路連接點到上述調(diào)節(jié)器出口附近的距離大的情況下，上述進(jìn)氣負(fù)壓P1與上述調(diào)節(jié)器出口附近的負(fù)壓P2不一定成比例，因發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的原因，有可能會有各種各樣的值。這樣，就不能確保進(jìn)氣通路所要求的燃料流量，為了維持空燃比為設(shè)定狀態(tài)，也要使空氣引入控制閥的目標(biāo)開度有大的變動，然而，原來，由于空氣引入控制閥是為了補(bǔ)正空燃比距設(shè)定狀態(tài)的微妙誤差而設(shè)置的，所以當(dāng)上述目標(biāo)開度變化訊訴時，驅(qū)動用步進(jìn)馬達(dá)等就不能跟蹤，結(jié)果，有損于空燃比的控制性能。
方案1的發(fā)明，在發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置中，在與發(fā)動機(jī)相連的進(jìn)氣通路的節(jié)氣門上游側(cè)連接有氣體燃料通路，該氣體燃料通路通過氣體壓力調(diào)整用調(diào)節(jié)器連接到氣體燃料供給源上，在該氣體燃料通路的途中連接有引入空氣通路，同時，設(shè)置有用于控制該引入空氣通路面積的空氣引入控制閥，其特征是，上述氣體燃料通路的調(diào)節(jié)器出口連接點到上述引入空氣通路連接點的距離，設(shè)定成小于該引入空氣通路連接點到連向上述進(jìn)氣通路的連接點的距離。
因此，在本發(fā)明中，將上述氣體燃料通路的調(diào)節(jié)器出口連接點到上述引入空氣通路連接點的距離設(shè)定成小于該引入空氣通路連接點到連向上述進(jìn)氣通路的連接點的距離，換句話說，這意味著在確定氣體燃料通路的調(diào)節(jié)器出口連接點到進(jìn)氣通路連接點的距離的情況下，由于盡可能地使調(diào)節(jié)器出口連接點與引入空氣連接點接近。
方案2的發(fā)明，在方案1中，在上述氣體燃料通路的上述引入空氣通路連接點的下游側(cè)設(shè)置有預(yù)混合室，該預(yù)混合室可以緩和發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的進(jìn)氣脈動的傳播，同時，促進(jìn)氣體燃料與引入空氣的混合。
方案3的發(fā)明，在方案1或2中，其特征是，在上述進(jìn)氣通路的上述氣體燃料通路連接點的上游側(cè)設(shè)置有開閉地控制進(jìn)氣通路的氣體燃料控制閥，該氣體燃料控制閥的開度根據(jù)發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。
方案4的發(fā)明，在方案3中，其特征是，上述氣體燃料控制閥與上述節(jié)氣門通過連桿機(jī)構(gòu)連接，使在該節(jié)氣門全開之前，上述氣體燃料控制閥全開。
方案5的發(fā)明，在方案1或2中，其特征是，在上述進(jìn)氣通路的上述節(jié)氣門上游側(cè)配設(shè)有用于縮小進(jìn)氣通路面積的固定文丘里部，該固定文丘里部具有帶環(huán)狀總管孔的環(huán)狀部，具有使該總管孔與上述進(jìn)氣通路連通的多個縫隙或多個小孔，上述氣體燃料通路與上述總管孔連通。
根據(jù)方案1的發(fā)明，由于上述氣體燃料通路的調(diào)節(jié)器出口連接點到上述引入空氣通路連接點的距離，設(shè)定成小于該引入空氣通路連接點到連向上述進(jìn)氣通路的連接點的距離。換句話說，應(yīng)盡可能地使氣體燃料通路調(diào)節(jié)器出口連接點與引入空氣連接點接近。因此，可改善氣體燃料流量或空燃比的控制性。即是說，由于調(diào)節(jié)器出口連接點與引入空氣連接點接近，所以，兩者的進(jìn)氣負(fù)壓大致相等。此外，即使在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的情況下，也能保證連向進(jìn)氣通路的氣體燃料通路連接點的進(jìn)氣負(fù)壓與調(diào)節(jié)器出口連接點的進(jìn)氣負(fù)壓的比例關(guān)系，從而確保必要的燃料流量。進(jìn)而，不需要大幅度地改變空氣引入控制閥的目標(biāo)開度，就可以使步進(jìn)馬達(dá)等充分跟蹤目標(biāo)開度的變化，結(jié)果，能確?？杖急鹊目刂菩?。
根據(jù)方案2的發(fā)明，由于在上述氣體燃料通路的上述引入空氣通路連接點的下游側(cè)設(shè)置有具有大容積的預(yù)混合室，因此，可以緩和發(fā)動機(jī)側(cè)產(chǎn)生的進(jìn)氣脈動向調(diào)節(jié)器或空氣引入控制閥側(cè)的傳播，可防止進(jìn)氣脈動引起的與構(gòu)成調(diào)節(jié)器內(nèi)減壓室的隔膜固有振動頻率的共振現(xiàn)象，從而避免不能供給所需要的燃料，同時，到進(jìn)氣通路之前就可促進(jìn)氣體燃料與引入空氣的混合結(jié)果，更進(jìn)一步以高精度確保了氣體燃料流量，也提高了空燃比的控制性能。
根據(jù)方案3的發(fā)明，由于在上述氣體燃料通路連接點的上游側(cè)設(shè)置有氣體燃料控制閥，該氣體燃料控制閥的開度根據(jù)發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。所以，可控制作用在氣體燃料通路連接點上的進(jìn)氣負(fù)壓，例如，在節(jié)氣門的開度小的運轉(zhuǎn)區(qū)域，通過使氣體燃料控制閥的開度變小，可在氣體燃料通路連接點產(chǎn)生進(jìn)氣負(fù)壓，借助于該進(jìn)氣負(fù)壓能可靠地控制燃料流量。
因此，可以不設(shè)置主文丘里，采用這種結(jié)構(gòu)時，可以消除主文丘里引起的吸入空氣量的節(jié)流損失，增大吸入空氣量，得到高的輸出。
根據(jù)方案4的發(fā)明，由于上述氣體燃料控制閥與上述節(jié)氣門通過連桿機(jī)構(gòu)連接，使在該節(jié)氣門全開之前，上述氣體燃料控制閥全開。因此，在節(jié)氣門開度變大的中、高壓負(fù)載運轉(zhuǎn)區(qū)域，氣體燃料控制閥先全開，更進(jìn)一步可靠地避免了變成吸入空氣的阻力。
根據(jù)方案5的發(fā)明，由于在上述進(jìn)氣通路的上述節(jié)氣門上游側(cè)配設(shè)有固定文丘里，該固定文丘里具有使環(huán)狀總管孔與上述進(jìn)氣通路連通的多個縫隙或多個小孔，因此，可將氣體燃料均勻地供給進(jìn)氣通路，可靠地混合氣體燃料與空氣。
圖2是上述實施形式的混合器部分的模式構(gòu)成圖。
圖3是表示上述實施形式的節(jié)氣門開度與氣體燃料控制閥開度的關(guān)聯(lián)性的特性圖。
圖4是表示上述實施形式的空氣引入控制閥與預(yù)混合室的斷面?zhèn)纫晥D。
圖5是表示上述實施形式的空氣引入控制閥與預(yù)混合室的俯視圖。
圖6是表示上述實施形式的空氣引入控制閥與預(yù)混合室的主視圖。
圖7是上述實施形式的調(diào)節(jié)器的斷面主視圖。
圖8是上述實施形式的調(diào)節(jié)器的斷面主視圖。
圖9是上述實施形式的調(diào)節(jié)器的底面圖。
圖10是上述實施形式的調(diào)節(jié)器的三次閥體部分的斷面主視圖。
圖11是上述實施形式的調(diào)節(jié)器的二次減壓室的底面圖。
圖12是關(guān)于方案5的發(fā)明的第二實施形式的固定文丘里的斷面?zhèn)纫晥D。
圖13是上述第二實施形式的變形例的固定文丘里的斷面?zhèn)纫晥D。
圖14是以往氣體燃料供給裝置的模式構(gòu)成圖。
圖中符號的說明1是發(fā)動機(jī)，4是進(jìn)氣通路，7是氣體燃料通路，8是預(yù)混合室，9是調(diào)節(jié)器，10是氣體然料箱(供給源)，11是引入空氣通路，12是空氣引入控制閥，20是節(jié)氣門，21是氣體燃料控制閥，22是連桿機(jī)構(gòu)，44、46是固定文丘里，44a、46a是總管孔，44b是小孔，46b是縫隙，T1是調(diào)節(jié)器出口連接點，T2是引入空氣(ブリ一ドエア)通路連接點，T3是進(jìn)氣通路的連接點。
發(fā)明的實施形式下面，參照
本發(fā)明的實施形式。
圖1～圖11是本發(fā)明的一實施形式的說明圖，圖1是本實施形式的發(fā)動機(jī)氣體燃料供給裝置的模式構(gòu)成圖，圖2是混合器部分的模式構(gòu)成圖，圖3是節(jié)氣門開度與氣體燃料控制閥開度的關(guān)聯(lián)性的特性圖，圖4～圖6是空氣引入控制閥與預(yù)混合室的示意圖、斷面?zhèn)纫晥D、俯視圖、主視圖，圖7～圖11是調(diào)節(jié)器的示意圖。
圖中，1是用氣體燃料例如、壓縮天然氣(CNG)運轉(zhuǎn)的氣體發(fā)動機(jī)，該氣體發(fā)動機(jī)用連桿1c將自由滑動地配置在缸孔1a內(nèi)的活塞1b與曲軸1d連接在一起，并用排氣閥1g、進(jìn)氣閥1h分別開閉地驅(qū)動排氣口1e和進(jìn)氣口1f。在與上述排氣口1e連通的排氣通路2的圖中，設(shè)有觸媒3。另外，2a是消音器。
在與上述進(jìn)氣口1f連通的進(jìn)氣通路4的途中設(shè)有氣體混合器5，在該進(jìn)氣通路4的上游端連接有空氣濾清器6。上述氣體混合器5的氣體燃料通路7通過預(yù)混合室8、調(diào)節(jié)器9與氣體然料箱10連接。另外，在氣體燃料通路7的上述預(yù)混合室8上游側(cè)連接有引入空氣通路11，在該引入空氣通路11上配設(shè)有空氣引入控制閥12，在該空氣引入控制閥12的上游端連接有空氣濾清器13。此外，45是讓泄漏氣體經(jīng)過進(jìn)氣通路4流動的泄漏氣體回流通路，45a是當(dāng)該通路45內(nèi)的壓力到達(dá)給定壓力時開啟的壓力控制閥。
在這里，在本實施形式中，將上述氣體燃料通路7的調(diào)節(jié)器9出口連接點T1到上述引入空氣通路11的連接點T2的沿著通路計測時的距離設(shè)定成短于該引入空氣通路11的連接點T2到連向上述進(jìn)氣通路4的連接點T3的沿著通路計測時的距離。換句話說，在確定從調(diào)節(jié)器出口連接點T1到進(jìn)氣通路連接點T3的距離的情況下，應(yīng)使上述調(diào)節(jié)器9的出口連接點T1與上述引入空氣通路11的連接點T2盡可能地接近。借此，可提高后述的氣體燃料流量或空燃比的控制性。
在上述進(jìn)氣通路4的氣體混合器5的下游側(cè)配設(shè)有用于檢測進(jìn)氣負(fù)壓的負(fù)壓傳感器14，在排氣通路2的觸媒3上游側(cè)配設(shè)有用于檢測排出氣體中的O2濃度的O2傳感器15，此外，在上述觸媒3上配設(shè)有用于檢測該觸媒溫度的溫度傳感器16。通過這些傳感器14、15及16檢測的進(jìn)氣負(fù)壓信號a、O2濃度信號b及溫度信號c供給控制裝置17。然后，從該控制裝置17分別向上述空氣引入控制閥12輸出空氣引入控制信號S1，向ISC(怠速控制)閥18輸出怠速控制信號S2。
上述混合器5具有直徑小于進(jìn)氣通路4的節(jié)氣固定式主文丘里部19；配設(shè)在該主文丘里部19的下游側(cè)、上游側(cè)的可控制進(jìn)氣通路面積的蝶形節(jié)氣門20；及氣體燃料控制閥21。上述氣體燃料通路7開口于位于節(jié)氣門20的上游側(cè)的上述主文丘里部19，該開口作為氣體燃料通路7連向進(jìn)氣通路的連接點T3。
在上述節(jié)氣門20的閥軸20a的一個端部裝有圖中未示的驅(qū)動皮帶輪。該驅(qū)動皮帶輪通過節(jié)氣纜與駕駛席的節(jié)氣踏板連接，上述節(jié)氣門20根據(jù)駕駛者的踏板踏下量轉(zhuǎn)動。
上述節(jié)氣門20的閥軸20a與上述燃料控制閥21的閥軸21a通過連桿機(jī)構(gòu)22連接。具體地說，在節(jié)氣門20的閥軸20a的另一外端部不能相對轉(zhuǎn)動地連接有節(jié)氣門臂22a，該節(jié)氣門臂22a通過連桿22b連接到燃料控制閥21的控制臂22c上。
上述燃料控制閥21在完全打開的位置與止擋部件接觸，上述控制臂22c可相對該燃料控制閥21的閥軸21a轉(zhuǎn)動地連接著，并且由施力彈簧沿反時針旋轉(zhuǎn)方向朝最小開度位置旋轉(zhuǎn)施力。上述節(jié)氣門臂22a做成長度大于上述控制臂22c的結(jié)構(gòu)。
因此，在節(jié)氣門20全開之前，燃料控制閥21處于全開狀態(tài)，另外，該燃料控制閥21全開之后，控制臂22c跟蹤節(jié)氣門20及與之相連的連桿22b轉(zhuǎn)動。
在這里，在沒有踏下節(jié)氣踏板的狀態(tài)下，節(jié)氣門20及燃料控制閥21保持在圖2所示的最小開度下。該節(jié)氣門20的開度與節(jié)氣踏板的踏下量大致成比例地增加。另一方面，氣體燃料控制閥21的開度在節(jié)氣門20的開度大約為20～30％的程度時全開，之后，保持在全開位置(參照圖3的特性曲線A)。
另外，也可以從上述進(jìn)氣通路4去掉主文丘里部19。在這種情況下，如圖3的特性曲線B所示，氣體燃料控制閥21沒有全開，最大開到40～50％。因此，如果不設(shè)置主文丘里，在氣體燃料通路連接部也不會產(chǎn)生進(jìn)氣負(fù)壓。
如圖4～圖6所示，上述空氣引入控制閥12及預(yù)混合室8成為一體化?？諝庖肟刂崎y12通過步進(jìn)馬達(dá)12c使閥體12b進(jìn)退，進(jìn)而調(diào)整引入空氣通路11上所形成的空氣引入孔11a的通路面積，上述閥體12b具有圓錐狀閥部12a?？諝庖肟?1a的通路面積變大時，空氣(外氣)的吸入量增加，氣體燃料的吸入量相對地減少，從而，補(bǔ)正相對氣體燃料流量的設(shè)定狀態(tài)的誤差，同時，將空燃比控制到希望值。
在上述引入空氣通路11的空氣引入孔11a上從其上游側(cè)對峙地配設(shè)有上述空氣濾清器13。該空氣濾清器13在大致為矩形的殼體13a內(nèi)配置有環(huán)狀部件13b，從入口13c導(dǎo)入的空氣由部件13b的外周進(jìn)入中心側(cè)，向上述空氣引入孔11a流動。
上述引入空氣通路11的空氣引入孔11a的下游側(cè)室11b開口于構(gòu)成氣體燃料通路7的一部分的輸入側(cè)接頭7a，因此，下游側(cè)室11b是上述引入空氣通路連接點T2。另外，上述輸入側(cè)接頭7a的下游端7b與上述預(yù)混合室8連通。該預(yù)混合室8是兩面開口由底壁8a、頂壁8b封閉的圓筒狀，并且配置成與上述輸入側(cè)接頭7a的軸線呈直角，即水平地配置。另外，上述預(yù)混合室8具有充分的容積，可使上述氣體燃料與引入空氣充分均勻地混合。而且，可避免來自發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣脈動從該預(yù)混合室8向上游側(cè)傳播。
在上述預(yù)混合室8的頂壁8b上所形成的出口8c與構(gòu)成氣體燃料通路7的一部分的輸出側(cè)接頭23連接，該輸出側(cè)接頭23將構(gòu)成隔膜式燃料截止閥24的一部分的閥殼體23a與外部連接管23b做成一體，上述閥殼體23a與外部連接管23b垂直。該外部連接管23b通過構(gòu)成氣體燃料通路7的一部分的燃料軟管與上述進(jìn)氣通路4的文丘里部19連接。
上述閥殼體23a的閥孔23c開口于上述預(yù)混合室8，在該閥孔23c上配設(shè)可開閉該閥孔23c的上述燃料截止閥24的閥板24a。該燃料截止閥24的結(jié)構(gòu)是，在閥軸24d的尖端固定上述閥板24a，該閥軸24d固定到隔膜殼體24b內(nèi)所配設(shè)的隔膜閥24c上。
上述隔膜閥24c由復(fù)位彈簧24e給上述閥板24a朝打開方向施力。由隔膜殼體24b與隔膜閥24c圍成的負(fù)壓室24f通過負(fù)壓導(dǎo)入通路25與三通電磁換向閥26的負(fù)壓供給口26a連接。該三通電磁換向閥26具有負(fù)壓導(dǎo)入口26b、通過過濾器27導(dǎo)入大氣壓的大氣導(dǎo)入口26c和上述負(fù)壓供給口26a，上述負(fù)壓導(dǎo)入口26b負(fù)壓導(dǎo)入軟管與進(jìn)氣通路4的節(jié)氣門20的下游側(cè)連通。
由上述控制裝置17通過三通電磁換向閥26進(jìn)行上述燃料截止閥24的減速時的燃料切斷。急減速時，即是說，在節(jié)氣門20以怠速開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為預(yù)設(shè)定的減速燃料切斷轉(zhuǎn)速以上的情況下，三通電磁換向閥26切換、使上述負(fù)壓導(dǎo)入口26b與上述負(fù)壓供給口26a連通，之后，將進(jìn)氣負(fù)壓導(dǎo)入燃料截止閥24的負(fù)壓室24f，切斷上述閥孔23c。另一方面，上述三通電磁換向閥26在解除上述急減速狀態(tài)時切換，將上述大氣導(dǎo)入口26c與上述負(fù)壓供給口26a連通，借此，將大氣壓導(dǎo)入燃料截止閥24的負(fù)壓室24f，通過復(fù)位彈簧24e打開該燃料截止閥24。
在上述輸入側(cè)接頭7a的上游端的外部連接管7c上，通過構(gòu)成氣體燃料通路的一部分的接頭等連接有上述調(diào)節(jié)器9。該調(diào)節(jié)器9是具有一次～三次減壓室#1～#3的隔膜式結(jié)構(gòu)，將上述氣體然料箱10內(nèi)的氣體壓力以3個階段減壓到大致為大氣壓，并具有以下的具體構(gòu)成。
上述調(diào)節(jié)器9的殼體28具有帶三次減壓室#3的三次減壓殼體28a及帶有一次、二次減壓室#1、#2的一次、二次減壓殼體29。由該一次、二次減壓殼體29的邊界壁29d分割的一次室29a的上側(cè)開口通過一次室蓋31開閉，該一次室29a與一次室蓋31之間夾持有一次隔膜30。上述邊界壁29d分割的二次室29b的下側(cè)開口由二次室蓋32開閉，該二次室29b與二次室蓋32之間夾持有二次隔膜33。
在固定于上述一次隔膜30的一次桿30a的下端連接有與一次閥體34相連的閥軸34a。通過上述一次隔膜30的移動，固定于上述閥軸34a上的支持臂34b以銷34c為轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，使上述一次閥體34稍微沿圖8的左右方向移動，因此，使氣體導(dǎo)入接頭35的閥孔35a開閉。另外，上述一次隔膜30由復(fù)位彈簧30b朝下方施力，借此，對上述一次閥體34始終朝打開方向施力。另外，一次隔膜30的復(fù)位彈簧30b側(cè)通過貫通孔31a始終導(dǎo)入大氣壓。上述氣體導(dǎo)入接頭35與上述氣體然料箱10連通地連接。
上述一次減壓室#1借助于在上述邊界壁29d上形成的連通孔29c與上述二次減壓室#2連通，該連通孔29c由二次閥體36開閉。其一端固定在該二次閥體36上的臂36a可以以銷36b為中心轉(zhuǎn)動，借此，二次閥體36開閉連通孔29c。
上述臂36a的另一端與固定到二次隔膜33上的二次桿33a可轉(zhuǎn)動地連接。該二次桿33a的下端面與扭桿式復(fù)位彈簧37的一端37a對峙接觸，該復(fù)位彈簧37的另一端37b通過螺栓緊固地固定到一次、二次減壓殼體29上。該復(fù)位彈簧37在二次減壓室#2的壓力降低時，使上述二次閥體36返回到圖8的稍微打開的狀態(tài)。
上述三次減壓殼體28a具有大約為上述一次、二次減壓殼體29的兩倍的直徑，下側(cè)開口由下側(cè)蓋39開閉。該下側(cè)開口與下側(cè)蓋39夾持著大徑的三次隔膜38。另外，在該下側(cè)蓋39上形成有貫通孔39a，將大氣壓導(dǎo)入上述三次隔膜38的三次減壓室#3的相反一側(cè)。在三次減壓殼體28a上形成將外部與上述三次減壓室#3連通的氣體出口孔28c，該氣體出口孔28c是氣體燃料通路的調(diào)節(jié)器出口連接點T1。該氣體出口孔28c與上述輸入側(cè)接頭7a的外部連接管7c連通。
臂40的一端40a與固定于上述三次隔膜38的三次桿38a的上端部連接。該臂40的另一端可進(jìn)退地螺紋插入有三次閥體40c，另外，與該三次閥體40c鄰接的部分通過銷40d自由擺動地支持。上述三次閥體40c開閉閥孔28b的下游端開口28d。通過上述三次閥體40c的螺紋擰入量的調(diào)節(jié)，可調(diào)整硅橡膠40e相對于下游端開口28d的壓接力、即初期密封載荷。另外，上述閥孔28b的上游端開口28e開口于上述二次減壓室#2。
在上述臂40的另一端40b上通過朝上方彎曲形成有止擋片40f，該止擋片40f與彈簧41接觸。該彈簧41插入調(diào)整部件42的導(dǎo)向孔42a內(nèi)，調(diào)整部件42螺紋插入上述一次減壓殼體28a內(nèi)。通過調(diào)整該調(diào)整部件42的螺紋擰入量，調(diào)整臂40的沿圖7順時針旋轉(zhuǎn)的彈力，借此，可調(diào)整三次閥體40c開始打開時的載荷、即初期載荷。
進(jìn)一步，在上述三次減壓殼體28a的上側(cè)配設(shè)有螺線管式驅(qū)動部件43，用來保持發(fā)動機(jī)停止時調(diào)節(jié)器9的切斷狀態(tài)，僅在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時可以驅(qū)動，螺線管43a的接通、斷開，可使驅(qū)動桿43b出入。主開關(guān)斷開時，驅(qū)動桿43b伸出，限制臂40的反時針方向的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而，把上述三次閥體40c保持為關(guān)閉狀態(tài)。主開關(guān)接通時，驅(qū)動桿43b后退，上述臂40可以轉(zhuǎn)動。
下面，說明本實施形式的動作、作用及效果。
在燃料沒有進(jìn)入調(diào)節(jié)器9內(nèi)部的狀態(tài)下，打開一次閥體34、二次閥體36，并且關(guān)閉三次閥體40c。因此，來自氣體燃料箱10的高壓(20兆帕)氣體燃料從打開狀態(tài)的閥孔35a進(jìn)入一次減壓室#1減壓，并且通過連通孔29c進(jìn)入二次減壓室#2進(jìn)一步減壓，在一次減壓室#1、二次減壓室#2內(nèi)變成給定壓力時，關(guān)閉一次、二次閥體34、36，由此，將一次減壓室#1、二次減壓室#2內(nèi)保持在給定的減壓狀態(tài)。
當(dāng)主開關(guān)接通時，螺線管43a使驅(qū)動桿43b上升，使臂40可以搖動。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動動力輸出軸時，進(jìn)氣負(fù)壓從氣體燃料通路連接點T3通過氣體燃料通路連接點T1、預(yù)混合室8作用到調(diào)節(jié)器9的三次減壓室#3上，通過三次隔膜38的上升，三次閥體40c打開閥孔28，二次減壓室#2內(nèi)的氣體燃料流入三次減壓室#3內(nèi)，減壓到大致為大氣壓，該氣體燃料通過氣體燃料通路7從進(jìn)氣通路4向發(fā)動機(jī)吸引。
發(fā)動機(jī)起動開始空燃比的反饋控制時，在O2濃度信號b為富信號的情況下，在變?yōu)樨毿盘柷?，上述空氣引入控制閥12以根據(jù)進(jìn)氣壓力與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定的指定速度，以指定開度打開，用貧信號代替時相反，在O2濃度信號b變?yōu)樨毿盘柷?，與上述同樣，以設(shè)定的指定速度并以指定開度關(guān)閉。
在沒有踏下節(jié)氣踏板的情況下，節(jié)氣門20以及氣體燃料控制閥21保持在圖2所示的最小開度下，作用到氣體燃料通路連接點T3上的進(jìn)氣負(fù)壓變小，氣體燃料流量為與節(jié)氣門開度對應(yīng)的流量。駕駛者隨著節(jié)氣踏板的踏下，使節(jié)氣門20的開度與節(jié)氣踏板的踏下量大致成比例地增加。另一方面，氣體流量控制閥21的開度在節(jié)氣門開度為20～30％程度時全開，之后，保持在全開位置(參照圖3的特性曲線A)。
另外，在本實施形式中，由于將上述氣體燃料通路7的調(diào)節(jié)器出口連接點T1到上述引入空氣通路連接點T2的距離設(shè)定成短于該引入空氣通路連接點T2到連向上述進(jìn)氣通路4的連接點T3的距離。換句話說，由于調(diào)節(jié)器出口連接點T1與上述引入空氣通路連接點T2接近，因此，改善了氣體燃料流量或空燃比的控制性。
即是說，由于調(diào)節(jié)器出口連接點T1與引入空氣通路連接點T2接近，因此兩者的進(jìn)氣負(fù)壓大體相等，而且可將連向進(jìn)氣通路4的氣體燃料通路連接點T3的進(jìn)氣負(fù)壓和調(diào)節(jié)器出口連接點T1的進(jìn)氣負(fù)壓保持為比例關(guān)系，借此，即使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變，也能高精度地確保必要的燃料流量。于是，由于可高精度地確保必要的燃料流量，所以，不需要使用于確保所需要的空燃比的空氣引入控制閥12的目標(biāo)開度有大的變動?？梢越鉀Q步進(jìn)電機(jī)等不能跟蹤該目標(biāo)開度的變化速度的問題，結(jié)果，提高了空燃比的控制性。
另外，由于上述氣體燃料通路7的引入空氣通路連接點T2的下游側(cè)設(shè)置有帶大容積的預(yù)混合室8，所以可緩和發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的進(jìn)氣脈動向調(diào)節(jié)器9及空氣引入控制閥12側(cè)的傳播，可防止進(jìn)氣脈動引起的與構(gòu)成調(diào)節(jié)器內(nèi)減壓室的隔膜固有振動頻率的共振現(xiàn)象，從而避免不能供給所需要的燃料，同時，到進(jìn)氣通路之前就可促進(jìn)氣體燃料與引入空氣的混合，這一點更進(jìn)一步以高精度確保了氣體燃料流量，也提高了空燃比的控制性能。
再者，由于在進(jìn)氣通路4的氣體燃料通路連接點T3的上游側(cè)配設(shè)有氣體燃料控制閥21，其開度隨著發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化，所以，可控制作用在氣體燃料通路連接點上的進(jìn)氣負(fù)壓，例如，在節(jié)氣門20的開度小的運轉(zhuǎn)區(qū)域，通過使氣體燃料控制閥21的開度變小，可在氣體燃料通路連接點T3產(chǎn)生進(jìn)氣負(fù)壓，借助于該進(jìn)氣負(fù)壓能可靠地控制燃料流量。
因此，可以不設(shè)主文丘里部19。在沒有設(shè)置主文丘里部的情況下，可以消除主文丘里部產(chǎn)生的吸入空氣量的節(jié)流損失，得到高的輸出。
另外，由于上述氣體燃料控制閥21與節(jié)氣門20通過連桿機(jī)構(gòu)22連接，以便在該節(jié)氣門20為全開之前讓上述氣體燃料控制閥21全開，因此，能用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)氣體燃料控制閥21的先行全開，可避免在節(jié)氣門開度變大的中、高壓負(fù)載運轉(zhuǎn)區(qū)域氣體燃料控制閥21變成吸入空氣的阻力。
圖12示出了方案5的發(fā)明第二實施形式的固定文丘里。本實施形式的固定文丘里44由帶有環(huán)狀總管孔44a的管狀部件(環(huán)狀部)構(gòu)成，在該總管孔44a處連接上述的氣體燃料通路7。面對上述固定文丘里44的進(jìn)氣通路4的部分做成圓弧狀，具有多個使上述總管孔44a與進(jìn)氣通路4連通的小孔44b。此外，代替該多個小孔，也可以設(shè)置縫隙。
本實施形式，由于在進(jìn)氣通路4的節(jié)氣門20上游側(cè)設(shè)置有固定文丘里部44，該固定文丘里部44具有多個使環(huán)狀總管孔44a與進(jìn)氣通路4連通的小孔44b，因此，能將氣體燃料均勻地供給到進(jìn)氣通路4內(nèi)，使氣體燃料與空氣可靠地混合。
圖13示出了第二實施形式的變形例的固定文丘里。該固定文丘里46在進(jìn)氣通路4內(nèi)裝有環(huán)狀體46c，以兩者的間隙作為環(huán)狀總管孔(ハッダ穴)46a。另外在該環(huán)狀總管孔46a處連接上述的氣體燃料通路7。面對上述固定文丘里46的進(jìn)氣通路4的部分做成圓弧狀，上述總管孔46a通過縫隙46b與進(jìn)氣通路4連通。在該變形例中，也可以得到與上述圖12的情況同樣的作用與效果。
權(quán)利要求
1.發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置，在與發(fā)動機(jī)相連的進(jìn)氣通路的節(jié)氣門上游側(cè)連接有氣體燃料通路，該氣體燃料通路通過氣體壓力調(diào)整用調(diào)節(jié)器連接到氣體燃料供給源上，在該氣體燃料通路的途中連接有引入空氣通路，并且，設(shè)置有用于控制該引入空氣通路面積的空氣引入控制閥，其特征是，所述氣體燃料通路的調(diào)節(jié)器出口連接點到所述引入空氣通路連接點的距離，設(shè)定成小于該引入空氣通路連接點到連向所述進(jìn)氣通路的連接點的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置，其特征是，在所述氣體燃料通路的所述引入空氣通路連接點的下游側(cè)設(shè)置有預(yù)混合室，該預(yù)混合室可以緩和發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的進(jìn)氣脈動的傳播，并且，促進(jìn)氣體燃料與引入空氣的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置，其特征是，在所述進(jìn)氣通路的所述氣體燃料通路連接點的上游側(cè)設(shè)置有開閉地控制進(jìn)氣通路的氣體燃料控制閥，該氣體燃料控制閥的開度根據(jù)發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置，其特征是，所述氣體燃料控制閥與所述節(jié)氣門通過連桿機(jī)構(gòu)連接，使在該節(jié)氣門全開之前，所述氣體燃料控制閥全開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的發(fā)動機(jī)的氣體燃料供給裝置，其特征是，在所述進(jìn)氣通路的所述節(jié)氣門上游側(cè)配設(shè)有用于縮小進(jìn)氣通路面積的固定文丘里部，該固定文丘里部具有帶環(huán)狀總管孔的環(huán)狀部，具有使該總管孔與所述進(jìn)氣通路內(nèi)連通的多個縫隙或多個小孔，所述氣體燃料通路與所述總管孔連通。
全文摘要
提供一種能以高精度控制氣體燃料流量、提高空燃比的控制性的發(fā)動機(jī)氣體燃料供給裝置。該發(fā)動機(jī)(1)的氣體燃料供給裝置，在與發(fā)動機(jī)(1)相連的進(jìn)氣通路(4)的節(jié)氣門(20)上游側(cè)連接有氣體燃料通路(7)，該氣體燃料通路(7)通過氣體壓力調(diào)整用調(diào)節(jié)器連接到氣體燃料供給源(10)上，在該氣體燃料通路(7)的途中連接有引入空氣通路(11)，同時，設(shè)置有用于控制該引入空氣通路(11)面積的空氣引入控制閥(12)，上述氣體燃料通路(7)的調(diào)節(jié)器出口連接點(T1)到上述引入空氣通路連接點(T2)的距離，設(shè)定成比該引入空氣通路連接點(T2)到連向上述進(jìn)氣通路的連接點(T3)的距離短。
文檔編號F02M21/04GK1434199SQ0310177
公開日2003年8月6日 申請日期2003年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者高田一良 申請人:雅馬哈發(fā)動機(jī)株式會社