CN1057819C - 多缸内燃机燃料供给方法及其装置 - Google Patents

Abstract

多缸内燃机燃料供给方法及其装置，包括：具有控制吸入空气量的节流阀的节流阀部件，与该部件相连，在其出口处含有向各汽缸分路延伸所形成的多根分管，向各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在此吸气通路上具有一个以上可向几个方向喷射的节流孔的燃料喷射阀。作为燃料喷射阀的喷射定时，是在位于多个汽缸中间的汽缸或汽缸组的吸气行程时，从多个节流孔同时向各汽缸喷射，具有能用一个燃料喷射阀向多个汽缸均匀稳定分配喷射的效果。

Description

多缸内燃机燃料供给方法及其装置

本发明涉及用一个在其顶端设置一个以上节流孔、可向多方向喷射燃料的燃料喷射阀向多缸内燃机的各缸供给燃料的多缸内燃机燃料供给方法及其装置。

作为传统的多缸内燃机燃料喷射方法，通常是各缸分别具有燃料喷射阀，然而，由于喷射阀本身价格高，在各缸上分别安装喷射阀，使整个装置成本提高。

因此，如日本专利特开昭56-41452、特开昭59-39965号等公报上提出的用一个与多缸内燃机吸气支管相应、其喷射方向确定的喷射阀向多缸喷射燃料的方法，或者例如特开昭61-87968、特开昭64-63648、特开平2-207172号等公报上也提出的使用从一个有多个燃料喷射口的燃料喷射阀通过分配管向多缸内燃机的各缸引导喷射燃料的方法。采用特开平2-207172号公报上的方法是在内燃机的任一缸为吸气行程时，每转同时对各缸喷射一次或两次燃料。

然而，如上述前一种方法那样构成的燃料喷射装置，存在因燃料喷射阀的安装位置、空气流方向、燃料喷射方法、燃料喷射定时等关系的影响而不能向各缸均匀供给燃料的缺点。结果产生了各缸间燃料分配恶化的问题。此外，在内燃机转速较高或较低的场合，吸气支管内空气流差别很大，其结果就有可能导致各缸间燃料分配特性不稳定、发动机输出功率降低、排气中有害成分增加。

另外，上述后一方法，虽然通过分配管向各缸供给燃料，能在各缸间维持燃料分配适当，但由于在吸气支管内空气和燃料不能很好混合，而无法得到完全燃烧。此外，因使用向各缸供给燃料的分配管，使结构复杂，零件数目增多，成为使成本提高的主要原因。

对于用一个燃料喷射阀向呈横列直线状配置的多缸内燃机，本发明目的在于提供能提高燃料分配特性、结构简单制造成本低的多缸内燃机燃料供给方法及其装置。

为达到本发明目的的多缸内燃机燃料供给装置，所述内燃机气缸呈横列直线状配置，包括控制吸入空气量的节流阀组件、和与上述节流阀组件相连、在其出口具有向内燃机各缸分支供给空气的多根吸气支管的吸气通路，以及具有可沿多方向喷射燃料的多个喷射口的燃料喷射阀，所述燃料喷射阀被安装在所述吸气通路上，所述燃料喷射阀的燃料喷射口呈横列直线状配置，作为所述燃料喷射阀的燃料喷射定时，在位于上述各缸中间位置的气缸或气缸组处于吸气行程中，从上述燃料喷射阀同时向各缸分配喷射燃料。

此外，在本发明装置中，作为上述燃料喷射阀的燃料喷射定时、通常以位于所述多缸中间位置的气缸或气缸组的吸气行程为基准，在包含从所述位于多缸中间位置的气缸或气缸组的排气行程后半部起至吸气行程后半部止的位置进行燃料喷射，将上述位于中间位置的气缸或气缸组的吸气行程后半部位置作为插入增宽利用，在此区域从上述燃料喷射阀向各缸分配喷射燃料。

根据本发明的多缸内燃机燃料供给方法，所述内燃机各缸呈横列直线状配置，所述燃料供给装置包括控制吸入空气量的节流阀组件，与该节流阀组件相连、在出口含有分别向所述内燃料机各缸分支供给空气的多根吸气支管的吸气通路以及具有可沿多方向喷射燃料的多个喷射口的燃料喷射阀，所述喷射阀被安装在所述吸气通路上，所述燃料喷射阀的喷射口呈横列直线状配置，作为所述燃料喷射阀的燃料喷射定时、在位于上述各缸中间位置的气缸或多气组处于吸气过程中，通常以位于所述各缸中间位置的气缸或气缸组的吸气行程为基准，在包含从所述气缸或气缸组的排气行程后半部起至吸气行程后半部止的位置部进行燃料喷射，在高速、加速运转时、将上述位于中间位置的气缸或气缸组的吸气行程后半部作为插入增宽利用，在该区域从上述燃料喷射阀向各缸分配喷射燃料。

由于能使从燃料喷射阀向吸气通道喷射的燃料，使其在吸气通道中一面与吸入空气混合一面向内燃机供给。这时，燃料射流将受到在各缸吸气行程等的吸入空气流动方向的影响。若按照本发明，燃料喷射阀向吸气通道的燃料喷射定时是在多缸中居于中间位置的缸、例如3缸居中央位置的第2缸为吸气行程时，从一燃料喷射阀的节流孔向各缸进行分配喷射。使此以外的行程区域成为禁止燃料喷射位置。另外，例如4缸内燃机就是居于中间位置的第2、第3缸为吸气行程时，从一燃料喷射阀的节流孔向各缸进行分配喷射。由于这种结构，使从一燃料喷射阀向吸气通道喷射的燃料总是具有朝向处于吸气行程的第2缸等中央或中央附近缸的方向性，而不偏向左、右任一侧。因此，使燃料的喷射方向保持稳定，其结果，使多缸的燃料分配特性变好。

此外，也可以把位于多缸的两端，例如3缸中的第1、第3缸或4缸中第1、第4缸处于吸气行程时，作为禁止燃料喷射位置，使此以外的行程区域成为可进行燃料喷射位置。根据上述同样的理由，即使此实施例也能使多缸的燃料分配特性变好。

因此，按照本发明能将燃料均匀且稳定地向发动机的各缸分配供给。此外，对于用一燃料喷射阀向多缸供给燃料的多缸内燃机燃料喷射装置，能提供结构简单、达到向各缸分配燃料、同时使空气与燃料充分混合的方法及其装置。

本发明能获得使整个装置结构紧凑、体积缩小，特别适用于轻型汽车的燃料喷射装置。

对附图的简单说明

图1为使用本发明燃料喷射装置的系统结构图。

图2为表示本发明实施例吸气系统的局部剖切俯视图。

图3为表示本发明实施例吸气系统的局部剖切侧视图。

图4为表示本发明实施例喷射阀节流孔部一例的纵剖面图。

图5为表示本发明实施例喷射阀节流孔部一例的仰视图。

图6为说明本发明实施例燃料喷射定时例的定时图。

图7为说明本发明实施例燃料喷射定时例的定时图。

图8为表示本发明另一实施例吸气管形状的图。

图9为说明本发明实施例燃料喷射定时例的定时图。

图10为说明本发明实施例燃料喷射定时例的定时图。

图11为说明本发明实施例燃料喷射定时例的定时图。

图12为说明本发明实施例燃料喷射定时例的定时图。

以下，对本发明一实施例进行说明。首先，图1为使用本发明燃料喷射装置的系统结构图。1为空气滤清器，2为具备控制空气吸入量的节流阀的节流阀组件即节流阀体。3为集流箱，在其入口处设置节流阀体2，在其出口处构成可将空气分路供给发动机5的各缸的多根吸气支管4。6为安装在集流箱3上的电子控制式喷射阀。在发动机5的吸入侧设置吸气阀7，在排出侧设置排气管8。10为控制器单元，它把O₂传感器11、水温传感器12、凸轮角度传感器13、压力传感器14、节流阀传感器15等的输出作为输入，对喷射阀6、点火线圈9、阀21，燃料泵32等输出控制信号。22为电池组，23为控制器10的主继电器，24为燃料泵继电器。30为燃料室，燃料由燃料泵31抽出、用压力调节器32调压后经燃料配管33、燃料通道34(参照图2)到达喷射阀6。由控制器单元10根据来自各传感器的输入信号进行计算，决定出喷射阀6的合适喷射量。

喷射阀6如后述至少具有一个以上可向多方向喷射的节流孔，不是在发动机5的各缸上分别设置喷射阀，而是用一个阀，该阀具有能向多根(两条以上)支管分别向各缸喷射燃料的多个喷射口。在以下的实施例中，对使用一个喷射阀的例子进行说明，当然，不用多说，当缸数增多时，也可以用两个以上具有多个喷射口的喷射阀。

图2、图3为表示本发明实施例吸气系统的局部剖切主视图和侧视图。该例为将本发明应用于3缸发动机的吸气支管的结构实例，使连接在节流阀体2流出侧的吸气支管4在喷射阀6的安装位置附近变弯曲，且分支成为向发动机5各缸呈辐射状直线延伸的吸气支管4A、4B、4C。成为构成设置在喷射阀6上的三个节流孔朝向发动机5各缸吸气口5A、5B、5C的结构。

图4、图5为表示本发明一实施例燃料喷射阀6的靠近喷嘴处的图。燃料喷射阀6的本体为从本体侧部将燃料导入的侧导入型。进入喷射阀6的燃料，是通过用电磁力上下动作的可动阀63和设置在喷嘴64上的3个节流孔，即第1缸用节流孔65a、第2缸用节流孔65b、第3缸用节流孔63c进行计量与喷射。为使燃料分配均匀，构成使设置在燃料喷射阀6上的3个节流孔65a、65b、65c朝向发动机5的各缸的吸气口。

图6、图7为说明燃料喷射定时的定时图。在图6所示的例子中，一个喷射阀4同时向三缸发动机喷射燃料，发动机每两转只喷射一次。作为喷射定时，就是在三缸中居中央位置的第2缸在吸气行程A的位置时，从3个节流孔65a、65b、65c同时向各缸喷射。使除此以外的区域成为禁止燃料喷射的位置，使从燃料喷射阀喷入吸气通路的燃料，在吸气通路内与吸入空气混合的同时提供给发动机5。此时，燃料的射流受到各缸因吸入行程等吸入的空气流方向的影响。根据图6的例子，把从燃料喷射阀6向吸气通路喷射燃料的定时定在三缸中位于中央位置的第2缸的吸气行程，从一个燃料阀的各节流孔向各缸进行分配喷射。使除此以外的行程区域成为禁止燃料喷射位置。据此，能使从一个燃料喷射阀6向吸气通路内喷射的燃料总是具有朝向处于吸气行程且位于中央的第2缸的方向性，而不偏向左右的任一侧。因此，能使燃料的喷雾方向直保持稳定，其结果，多缸内燃机的燃料分配特性变好。由于各缸间A/F的差不存在，特别能使过渡运行时的运转特性提高。

在图7的例子中，把位于三缸中两端即第1、第3缸中的任一缸的吸入行程作为禁止燃料喷射位置，而使除此以外的区域A、B成为可进行燃料喷射的位置，从一喷射阀4同时对三缸发动机喷射燃料，在发动机每两转中只喷射一次。在此实施例中也能使各缸燃料的分配特性变好。在此例中，低速运转时，在区域A或B喷射燃料，在要求具有优良分配特性的加速、高速运转时，也可以构成在区域A喷射燃料。

图8为本发明的另一实施例，对四缸发动机5，吸气管6被分为4个吸气管6A、6B、6C、6D。一燃料喷射阀6同时且均匀地向这些吸气管喷射燃料，在发动机每两转只喷射一次。

图9为说明四缸发动机燃料喷射定时的图。对于此四缸发动机，也是从一喷射阀4同时对各缸喷射燃料。作为喷射定时，是在四缸中的位于中间的第2、第3缸的吸气行程A时进行喷射。除此以外的行程区域即为禁止燃料喷射位置。这样，可使从一燃料喷射阀6喷射入吸气通路内的燃料总是具有固定在位于中间的第2、第3缸处于吸气行程时发生的方向性，而不偏向左右两端的任一缸一侧。因此，能使燃料的喷射方向一直保持稳定，其结果，由于对多缸分配燃料的特性变好，各缸间A/F的差不存在，特别能使过渡运转时的运转特性提高。

在图10的例子中，把三缸都处于非吸入行程时(A，B，C，D)作可进行燃料喷射位置，除此以外的行程区域作为禁止燃料喷射位置。此外，对实际发动机来说，由于存在仅在全部缸处于吸入行程以外的期间不能确保充份的喷射时间的情况，因而也可考虑如图9所示那样，将一部分吸入行程的期间作为燃料喷射期间加到此期间上。例如，也可以构成在低速运转时，在区域A至D中的任一区域喷射燃料，而在要求具有优良分配特性的加速或高速运转时，在图9所示的区域A喷射燃料，在此实施例中，也使各缸的燃料分配特性变好。

在图11的例子中，如作为喷射定时(a)所示，通常把位于三缸中间的第2缸的吸气行程为基准的稍超前位置，即在包含从后半排气行程到后半吸气行程为止的位置A进行喷射。把第2缸的后半吸气行程B作为插入增宽部分利用。例如，在高速旋转或加速运转时，通过附加插入增宽(A+B)，能确保必要的燃料，不使所需的运转特性受损。在高速旋转时，通过增加燃料供给量，不仅能确保运转特性，还能降低燃烧温度、抑制NOX的生成。在加速运转时，如(b)所示，由于使与节流阀的开启变化连动，迅速增加燃料供给量，能提高加速运转特性。此外，由于通过提早喷射，能向缸内供给燃料使有限度地产生缸吸气壁面附着燃料，从而使空气燃料比例适当，(提高排气净化性能)，使运转性得到提高。

在图12的例子中，作为喷射定时，在位于三缸中间的第2缸的吸气阀和排气阀的重叠期间后、在规定期间内，即包含至前半压缩行程为止的位置A进行喷射燃料。按照此方法，能使由正确的空气燃料比控制决定的排气净化特性和运转性得到提高。此外，还能防止排气阀打开时燃料向排气一侧泄漏、因催化剂燃烧形成异常高温，防止催化剂受损(排气净化性能提高)。

按照本发明对于用一喷射阀向多缸喷射燃料，能提供使各缸间燃料分配均匀、发动机运转特性提高，使有毒气体排放减少，以及制造成本降低的燃料供给方法及其装置。

Claims (3)

1.一种多缸内燃机燃料供给装置，所述内燃机气缸呈横列直线状配置，包括控制吸入空气量的节流阀组件与上述节流阀组件相连、在其出口具有向内燃机各缸分支供给空气的多根吸气支管的吸气通路，以及具有可沿多方向喷射燃料的多个喷射口的燃料喷射阀，其特征在于所述燃料喷射阀被安装在所述吸气通路上，所述燃料喷射阀的燃料喷射口呈横列直线状配置，作为所述燃料喷射阀的燃料喷射定时，在位于上述各缸中间位置的气缸或气缸组的吸气行程中，从上述燃料喷射阀同时向各缸分配喷射燃料。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于作为上述燃料喷射阀的燃料喷射定时、通常以位于所述多缸中间位置的气缸或气缸组的吸气行程为基准，在包含从所述位于多缸中间位置的气缸或气缸组的排气行程后半部起至吸气行程后半部止的位置进行燃料喷射，将上述位于中间位置的气缸或气缸组的吸气行程后半部位置作为插入增宽利用，在此区域从上述燃料喷射阀向各缸分配喷射燃料。

3.一种如权利要求1所述燃料供给装置的多缸内燃机燃料供给方法，所述内燃机各缸呈横列直线状配置，所述燃料供给装置包括控制吸入空气量的节流阀组件，与该节流阀组件相连、在出口含有分别向所述内燃料机各缸分支供给空气的多根吸气支管的吸气通路以及具有可沿多方向喷射燃料的多个喷射口的燃料喷射阀，其特征在于所述喷射阀被安装在所述吸气通路上，所述燃料喷射阀的喷射口呈横列直线状配置，作为所述燃料喷射阀的燃料喷射定时、在位于上述各缸中间位置的气缸或多气组的吸气过程中，通常以位于所述各缸中间位置的气缸或气缸组的吸气行程为基准，在包含从所述位于多缸中间位置的气缸或气缸组的排气行程后半位置起至吸气行程后半位置止的位置进行燃料喷射，在高速、加速运转时、将上述位于中间位置的气缸或气缸组的吸气行程后半位置作为插入增宽进行利用，在该区域从上述燃料喷射阀向各缸分配喷射燃料。

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