JP2008019777A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ジェットノズルのメンテナンスや交換の際の作業性を向上させることのできる燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】ユニオンボルト５３は、燃料噴射空間４６を有するデリバリスペーサ４５の内壁面５１及び外壁面４９において開口する取付孔４８に対し、外壁面４９側の開口から脱着可能に取り付けられる。ジェットノズル５８は、取付孔４８について外壁面４９側の開口から燃料噴射空間４６側へ離れた箇所に配置される。上記ユニオンボルト５３及びジェットノズル５８を備えてなる補助燃料噴射装置３９では、デリバリスペーサ４５の外部から供給される補助燃料３７が、ユニオンボルト５３の燃料通路５７を通じて取付孔４８内に導入され、ジェットノズル５８の常時開放された噴孔５９から噴射される。上記補助燃料噴射装置３９では、噴孔５９が燃料通路５７に連通させられた状態でジェットノズル５８がユニオンボルト５３の軸部５４に圧入固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に関するものである。

近年、アルコール燃料及びガソリン燃料を併用可能とした内燃機関が実用化されつつある。このタイプの内燃機関は、アルコール燃料のみ、ガソリン燃料のみ、又はアルコール燃料とガソリン燃料とが混合された混合燃料、のいずれが燃料として用いられても運転可能である。

ここで、上記アルコール燃料は、ガソリン燃料と比較して揮発性が低く、低温下で気化しにくい特性を有している。そのため、アルコール燃料自体の濃度が高い場合、又はアルコール燃料とガソリン燃料とが混合された混合燃料においてアルコール燃料の比率が高い場合等のように、燃料中のアルコール濃度が高くなるほど、内燃機関の低温始動性が低下するといった問題がある。

これに対しては、内燃機関の低温始動時に、上述したアルコール燃料の濃度の高い燃料（主燃料）よりもガソリン濃度の高い燃料を補助燃料として噴射する技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、低温始動時以外の機関運転時（通常運転時）に主燃料を噴射供給する電磁式の燃料噴射弁に加え、低温始動時に補助燃料を噴射供給する燃料噴射装置が設けられる。また、上記補助燃料の貯留された補助燃料タンクがエンジンルーム内に配置される。そして、補助燃料タンク内の補助燃料が補助燃料ポンプにより補助燃料配管を通じて燃料噴射装置に供給され、ここから吸気通路に噴射される。

上記燃料噴射装置は、吸気管に設けられた取付孔に取り付けられる。取付孔は、吸気管の管壁を貫通し、同吸気管の内壁面及び外壁面において開口している。こうした燃料噴射装置としては、上記電磁式の燃料噴射弁と同様の構成を有するものを用いることも可能である。しかし、低温始動時には、通常運転時ほど高い精度の燃料噴射量は要求されない。上記燃料噴射弁よりも簡便な構造を有するものであっても上記要求に応えることができる。

そこで、上記燃料噴射弁とは異なる構造を有する燃料噴射装置として、上記取付孔に対し、その外壁面側に配置される本体部と、本体部よりも内壁面側（吸気通路側）に配置されるジェットノズルとを備えるものが考えられる。本体部には燃料通路が設けられ、この燃料通路に連通した状態で燃料配管が本体部を通じて吸気管に締結される。また、ジェットノズルには噴孔が設けられ、その噴孔には上記燃料通路よりも流路面積の小さな箇所が設定される。ジェットノズルの噴孔を開閉する部材や機構は設けられない。この燃料噴射装置では、内燃機関の低温始動時に、燃料配管を通じて供給される補助燃料が、本体部の燃料通路を通じて取付孔内に導入され、ジェットノズルの常時開放された噴孔から吸気通路へ向けて噴射される。このようにして、低温始動時には通常運転時よりもガソリン濃度の高い補助燃料が内燃機関に噴射供給され、機関始動性が向上する。
特開平２−１４９７５７号公報

上述した燃料噴射装置では、取付孔に対し、外壁面側の開口から奥まった箇所にジェットノズルが取り付けられ、そのジェットノズルよりも外壁面側に本体部が取り付けられる。このことから、ジェットノズルのメンテナンス時、交換時等には、取付孔からまず本体部が取り外され、そのうえで取付孔内からジェットノズルが取り外される。そして、洗浄等のメンテナンスが行われた後のジェットノズル、あるいは新たなジェットノズルが取付孔の上記箇所に取付けられ、その後に、同取付孔においてジェットノズルよりも外壁面側の箇所に本体部が取り付けられる。

ところが、上記燃料噴射装置に用いられるジェットノズルはそれ自体小型であり、しかも取り付けられる箇所が取付孔において吸気管の外壁面側の開口から奥まった箇所である。そのため、ジェットノズルを脱着する際に専用の工具が必要となったり、取付孔から取り外した後にジェットノズルが落下・紛失したりする懸念があり、メンテナンスや交換についての作業性が低いという問題がある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ジェットノズルのメンテナンスや交換の際の作業性を向上させることのできる燃料噴射装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、燃料噴射空間を内部に有する被着体の内壁面及び外壁面において開口する取付孔に対し、その外壁面側の開口から脱着可能に取り付けられる本体部と、前記取付孔について前記外壁面側の開口から前記燃料噴射空間側へ離れた箇所に配置されるジェットノズルとを備え、前記被着体の外部から供給される内燃機関用の燃料を、前記本体部に設けられた燃料通路を通じて前記取付孔内に導入し、前記ジェットノズルの噴孔を開閉させることなく同噴孔から噴射するようにした燃料噴射装置であって、前記噴孔が前記燃料通路に連通させられた状態で前記ジェットノズルが前記本体部に固定されており、前記ジェットノズルが前記本体部と一体で前記取付孔に対し脱着されるように構成されているとする。

上記の構成によれば、被着体に取り付けられた燃料噴射装置について、その被着体からジェットノズルを取り外す際には、被着体の外壁面側の開口を通じて本体部を、取付孔から外方へ抜け出る方向へ移動させる。これに伴い、本体部に固定されたジェットノズルが、その本体部と一体となって同方向へ移動する。燃料噴射装置が被着体に取り付けられた状態では、ジェットノズルは被着体の取付孔に対し、外壁面側の開口から燃料噴射空間側へ離れた奥まった箇所に位置しているが、本体部を取付孔から取り外す作業を行うだけで、その箇所からジェットノズルが被着体の外部へ取り出される。本体部の取り外し作業とは別にジェットノズルを取り外す作業は不要であり、ジェットノズルの取り外しのための専用の工具は不要である。ジェットノズルの洗浄等を広い作業空間で行うことが可能となり、作業がしやすくなる。また、被着体から取り外されたジェットノズルは本体部に固定されているため、本体部から別れている場合に比べて、落下や紛失の可能性が低い。

また、洗浄等のメンテナンス後のジェットノズル、又は新たなジェットノズルを被着体に取り付ける際には、本体部に固定されたジェットノズルを先頭にして、燃料噴射装置を被着体の外壁面側の開口に近づけ、取付孔内に入り込む方向へ移動させる。この移動により、取付孔に対しジェットノズル及び本体部が入り込んでゆく。そして、本体部の取付孔に対する取り付けが完了すると、ジェットノズルがその取付孔の規定の箇所に配置される。ジェットノズルは取付孔に対しては直接取り付けられないが、本体部を通じて取付孔に間接的に取り付けられる。ジェットノズルの取付孔における位置は、上述のように外壁面側の開口から燃料噴射空間側へ離れた奥まった箇所であるが、本体部を取付孔に取り付ける作業を行うだけで、ジェットノズルが取付孔の上記規定の箇所に配置される。本体部の取り付け作業とは別にジェットノズルを取り付ける作業は不要であり、ジェットノズルの取り付けのための工具は不要である。

このように、請求項１に記載の発明によれば、ジェットノズルのメンテナンスや交換の作業性を向上させることができる。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記本体部は、前記燃料通路を有する軸部を備え、同軸部にて前記取付孔に螺合されるとともに、同軸部にて燃料配管が締結されるユニオンボルトであり、前記ジェットノズルは前記軸部に固定されているとする。

上記の構成によれば、ユニオンボルトの軸部を締め付ける方向へ回転させると、その軸部が取付孔の軸方向について燃料噴射空間へ近づく方向へ移動する。軸部に固定されたジェットノズルは、その軸部と一体となって回転しながら軸方向について上記と同一の方向へ移動する。そのため、ユニオンボルトの上記方向への回転により、ユニオンボルトの本来の役割、すなわち、燃料配管を被着体に締結する機能が発揮されると同時に、ユニオンボルト及びジェットノズルを備えてなる燃料噴射装置が取付孔に取り付けられる。

また、ユニオンボルトを緩める方向へ回転させると、その軸部が取付孔の軸方向について燃料噴射空間から遠ざかる方向へ移動する。軸部に固定されたジェットノズルは、その軸部と一体となって回転しながら軸方向について上記と同一の方向へ移動する。そのため、ユニオンボルトの上記方向への回転により、燃料配管の被着体に対する上記締結状態が解除されると同時に燃料噴射装置が取付孔から取り外される。

このように、ユニオンボルトを締め付ける方向へ回転させる作業を行うだけで、燃料配管の被着体に対する締結と、燃料噴射装置の取付孔に対する取り付けとを同時に行うことができる。また、ユニオンボルトを緩める方向へ回転させる作業を行うだけで、燃料配管の被着体に対する締結解除と、燃料噴射装置の取付孔からの取り外しとを同時に行うことができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記被着体は前記内燃機関の吸気管の一部を構成し、かつ前記燃料噴射空間を吸気通路の一部として有するものであり、前記ジェットノズルは、前記取付孔について、前記被着体の前記内壁面から前記外壁面側へ離間した箇所に配置されているとする。

上記の構成によれば、内燃機関用の燃料はジェットノズルの噴孔から吸気通路に向けて噴射される。この噴射された燃料は、取付孔を通過した後、吸気通路を流れる吸入空気と混ざり合って混合気となり、内燃機関に供給される。

ここで、仮にジェットノズルが被着体の内壁面から吸気通路（燃料噴射空間）内へ突出していると、そのジェットノズルが上記吸入空気の流通抵抗となり気流を乱すおそれがある。また、内燃機関においてバックファイヤ等が生じたときに、ジェットノズルがバックファイヤに曝され、噴孔やその近傍に燃焼生成物等が付着し、デポジットが生成・堆積するおそれがある。

この点、請求項３に記載の発明では、ジェットノズルが、取付孔において、被着体の内壁面から外壁面側へ離間した箇所に位置しているため、ジェットノズルに起因する上記気流の乱れが抑制される。また、バックファイヤがジェットノズルまで到達しにくくなり、デポジットの生成・堆積が生じにくい。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記ジェットノズルは、前記噴孔を前記燃料通路に連通させた状態で前記本体部に圧入されることにより同本体部に固定されているとする。

上記の構成によれば、噴孔を燃料通路に連通させた状態で本体部にジェットノズルを圧入するといった少なく簡単な作業を行うだけで、ジェットノズルが本体部に固定されて、目的とする燃料噴射装置が得られる。

なお、請求項５に記載の発明によるように、前記内燃機関はアルコール燃料が少なくとも含まれる燃料を主燃料として作動するものであり、前記本体部及び前記ジェットノズルは、前記内燃機関の低温始動時に、前記主燃料よりもガソリン燃料の濃度の高い燃料を補助燃料として、前記燃料通路を通じて前記噴孔から噴射するものであってもよい。この場合、アルコール燃料は、ガソリン燃料と比較して揮発性が低く、低温下において気化しにくい特性を有しているが、上記補助燃料が内燃機関の低温始動時に噴射されることで、機関始動性が向上する。

以下、本発明の燃料噴射装置を、ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle ：フレキシブル燃料車）に搭載される内燃機関用の補助燃料噴射装置に具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。この内燃機関１１は、アルコール燃料のみ、ガソリン燃料のみ、又はアルコール燃料とガソリン燃料とが任意の割合で混合された混合燃料を燃料として作動し得る機関である。

図１に示すように、内燃機関１１は、複数の気筒（シリンダ）１２を有するシリンダブロック１３と、その上に取付けられたシリンダヘッド１４とを備えている。各気筒１２に往復動可能に収容されたピストン１５は、コネクティングロッド１６を介し、内燃機関１１の出力軸であるクランクシャフト１７に連結されている。

気筒１２毎の燃焼室１８には、内燃機関１１の外部の空気を同燃焼室１８に導くための吸気通路１９が接続されている。吸気通路１９の一部は、シリンダヘッド１４内に設けられた吸気ポート２１、及びその吸気上流側（図１の左側）に設けられた吸気マニホルド２２内の通路２３によって構成されている。吸気ポート２１の上流端は、シリンダヘッド１４の一方（図１の左方）の側壁において開口し、下流端はシリンダヘッド１４の下面において開口している。吸気マニホルド２２は、吸入空気を気筒１２毎の吸気ポート２１に分配するためのものである。また、気筒１２毎の燃焼室１８には、同燃焼室１８で生じた燃焼ガスを内燃機関１１の外部へ排出するための排気通路２４が接続されている。排気通路２４の一部は、シリンダヘッド１４内に設けられた排気ポート２５によって構成されている。排気ポート２５の上流端はシリンダヘッド１４の下面において開口し、下流端はシリンダヘッド１４の他方（図１の右方）の側壁において開口している。

上記シリンダヘッド１４には、吸気バルブ２６及び排気バルブ２７が気筒１２毎に設けられている。各吸気バルブ２６は、クランクシャフト１７にて回転駆動される吸気カムシャフト２８により押し下げられて吸気ポート２１を開放する。また、各排気バルブ２７は、クランクシャフト１７にて回転駆動される排気カムシャフト２９により押し下げられて排気ポート２５を開放する。

シリンダヘッド１４には、内燃機関用の燃料を吸気ポート２１の吸気下流側へ向けて噴射する電磁式の主燃料噴射弁３１が、各気筒１２に対応して取り付けられている。主燃料噴射弁３１は、主燃料配管３２及び主燃料ポンプ３３を介して主燃料タンク３４に接続されている。主燃料タンク３４には、アルコール燃料とガソリン燃料とが任意の割合で混合された混合燃料が貯留されている。この主燃料タンク３４内の混合燃料は、主燃料ポンプ３３によって主燃料配管３２を通じて主燃料噴射弁３１に圧送される。そして、主燃料噴射弁３１のソレノイドコイルに通電されると、その通電に応じてコアが吸引され、そのコアと一体のニードルバルブがノズルから離れる。ノズルの噴孔が開放（開弁）され、上記混合燃料が吸気ポート２１の吸気下流側へ向けて噴射される。噴射された燃料は、吸気通路１９を流れる吸入空気と混ざり合って混合気となり燃焼室１８に流入する。この混合気は点火プラグ３５の火花放電によって着火され、燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１５が往復動される。ピストン１５の往復運動は、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１７に伝達され、同クランクシャフト１７が回転させられて内燃機関１１の駆動力（トルク）が得られる。

ところで、上記内燃機関１１で使用されるアルコール燃料は、ガソリン燃料に比べて揮発性が低く、低温下で気化しにくい特性を有している。そのため、アルコール燃料自体の濃度が高い場合、混合燃料中のアルコール燃料の比率が高い場合等のように、燃料中のアルコール濃度が高くなるほど、内燃機関１１の低温始動性が低下する問題がある。

そこで、本実施形態では、低温始動時には、上述したアルコール燃料の濃度の高い燃料よりもガソリン濃度の高い燃料を噴射するようにしている。後者の燃料は規定割合以上のガソリン燃料を含有している。両燃料を区別するために、ここでは前者の燃料を「主燃料３６」といい、後者の燃料を「補助燃料３７」というものとする。低温始動時には、主燃料噴射弁３１を閉弁して主燃料３６の噴射を一時的に停止し、それに代えて補助燃料３７を噴射するようにしている。

補助燃料３７としては、主燃料３６による機関始動が困難な低温下においても機関始動を保証することのできる最小割合以上のガソリン燃料が含有された燃料が使用される。例えば、アルコール燃料とガソリン燃料との混合液であって、ガソリン燃料の混合割合が上記最小割合以上（例えば５０％以上）である混合燃料が始動用の補助燃料３７として使用される。もちろん、ガソリン燃料の混合割合が１００％となっている燃料、すなわちガソリン燃料そのものを補助燃料３７として使用することも可能である。

補助燃料３７の噴射供給のために、低温始動時以外の機関運転時（通常運転時）に主燃料３６を噴射供給する上記主燃料噴射弁３１に加え、低温始動時に補助燃料３７を噴射供給する補助燃料噴射装置３９が各気筒１２に対応して設けられている。これらの補助燃料噴射装置３９は、主燃料噴射弁３１よりも吸気上流側に設けられている。また、エンジンルーム内には、補助燃料３７の貯留された補助燃料タンク３８が配置されている。補助燃料噴射装置３９は、補助燃料配管４１、制御弁４２、補助燃料ポンプ４４等を介して補助燃料タンク３８に接続されている。補助燃料ポンプ４４は、補助燃料タンク３８内の補助燃料３７を、補助燃料配管４１を通じて各補助燃料噴射装置３９に圧送する。制御弁４２は、電磁弁、ＳＶ（ソレノイドバルブ）等からなり、補助燃料配管４１内の流路面積を調整して、同補助燃料配管４１内を流れて各補助燃料噴射装置３９に圧送される補助燃料３７の流量を調整する。

こうした補助燃料３７の噴射により、低温始動に際しては、揮発性が高く、着火性が良好なガソリン燃料を多く含む始動用の補助燃料３７によって内燃機関１１の始動が行われる。アルコール燃料や混合燃料を使用可能な内燃機関１１において、その低温始動性が向上する。なお、機関始動が完了し、機関温度がある程度上昇すると、制御弁４２によって補助燃料配管４１の流路面積が縮小されて補助燃料３７の流通が遮断又は抑制される。補助燃料噴射装置３９からの燃料噴射が停止又はそれに近い状態にされ、主燃料噴射弁３１による主燃料３６の噴射供給が実行される。

次に、上記補助燃料噴射装置３９及びその取付構造について説明する。
シリンダヘッド１４と吸気マニホルド２２との間には、デリバリスペーサ４５が被着体として介在されている。デリバリスペーサ４５は、吸気マニホルド２２等とともに吸気管の一部をなすものである。デリバリスペーサ４５は、その内部に気筒１２の数と同数の燃料噴射空間４６を有する。各燃料噴射空間４６は上記吸気通路１９の一部をなすものであり、吸気マニホルド２２によって分配された吸入空気を、対応する気筒１２毎の吸気ポート２１に導く。

ここで、デリバリスペーサ４５の各部を特定するために、各燃料噴射空間４６を基準とし、「内・・・」、「外・・・」と表現するものとする。前者については、燃料噴射空間４６に対し径方向に近づく方向等を指す場合に使用し、後者については、燃料噴射空間４６から径方向に遠ざかる方向等を指す場合に使用する。

図２及び図３（Ａ）の少なくとも一方に示すように、デリバリスペーサ４５の外壁面において、各燃料噴射空間４６に対応する箇所には、外方へ突出する突部４７がそれぞれ設けられている。デリバリスペーサ４５において各突部４７に対応する箇所には取付孔４８があけられている。各取付孔４８は、対応する燃料噴射空間４６の軸線Ｌ１に対し所定の角度αをもって傾斜している。こうした傾斜により、各取付孔４８の外端部は、対応する突部４７の外壁面４９において開口している。また、各取付孔４８の内端部は、デリバリスペーサ４５の円筒状の内壁面５１において、上記外端部よりも吸気下流側の箇所で開口している。各取付孔４８の内周面には雌ねじ５２が形成されている。各補助燃料噴射装置３９は、この雌ねじ５２を有する取付孔４８においてデリバリスペーサ４５に取り付けられている。

各補助燃料噴射装置３９は、取付孔４８に対し、その外壁面４９側の開口から脱着可能に取り付けられる本体部と、取付孔４８について外壁面４９側の開口から燃料噴射空間４６側へ離れた箇所に配置されるジェットノズル５８とを備えて構成されている。

本体部としてはユニオンボルト５３が用いられている。ディーゼル機関等の内燃機関においては、燃料配管を締結するためにユニオンボルトの使用が見られるが、本実施形態では、このユニオンボルトと同様の構成を有するものが上記ユニオンボルト５３として用いられている。図３（Ａ）及び図４に示すように、ユニオンボルト５３は、軸部５４と、その軸部５４の一方の端部に一体に設けられた六角状の頭部５５とを備えて構成されている。ここで、軸部５４の各部を特定するために、頭部５５を基準とし、「基端・・」、「先端・・」と表現するものとする。前者については、軸部５４の軸線Ｌ２に沿う方向（軸方向）について、頭部５５に近づく方向等を示す場合に使用し、後者については、頭部５５から遠ざかる方向等を指す場合に使用する。例えば、軸部５４の軸方向について頭部５５の設けられた側の端部を「基端部」とし、設けられていない側の端部を「先端部」とする。

軸部５４の外周面において、その軸方向についての中央付近から先端部にかけての箇所には、前記取付孔４８の雌ねじ５２に螺合し得る雄ねじ５６が形成されている。また、軸部５４には、補助燃料３７の通過を可能とした燃料通路５７が設けられている。この燃料通路５７の基端側の端部は軸部５４の外周面５４Ｂにおいて開口し、先端側の端部は軸部５４の先端面５４Ａにおいて開口している。燃料通路５７の流路面積はどの箇所においても一様である。

ジェットノズル５８は略円管状をなしており、その外周面は、上記燃料通路５７の内径Ｒ１よりも若干大きな外径Ｒ２を有している。ジェットノズル５８は、その軸方向についての両端面において開口する噴孔５９を有している。噴孔５９は、ジェットノズル５８の軸方向についての中間部においての流路面積が最も小さくなるように形成されている。噴孔５９の上記箇所での流路面積は、燃料通路５７の流路面積よりも小さく設定されている。この流路面積の最小となる箇所によって補助燃料３７の流量が制限され、噴射流量が決定される。従って、流路面積の最小となる箇所のその流路面積を変更することで、補助燃料３７の噴射流量を変更することが可能である。

そして、上記の形状を有するジェットノズル５８は、噴孔５９を燃料通路５７に連通させた状態で軸部５４の先端部に圧入固定されている。このように固定されたジェットノズル５８の先端側の端面５８Ａは、軸部５４の先端面５４Ａと同一平面上に位置している（図３参照）。

上記のようにしてユニオンボルト５３及びジェットノズル５８を備えてなる補助燃料噴射装置３９が構成されているが、この補助燃料噴射装置３９には、上述した電磁式の主燃料噴射弁３１とは異なり、噴孔５９を開閉するための可動部材、機構等（ソレノイドコイル、コア、ニードルバルブ等）は設けられていない。噴孔５９は常時開放されている。

図２、図３（Ａ），（Ｂ）の少なくともいずれかに示すように、上記補助燃料噴射装置３９は、補助燃料配管４１が締結された状態で、前記取付孔４８においてデリバリスペーサ４５に脱着可能に取り付けられている。

詳しくは、補助燃料配管４１の下流端にはアイユニオン６１が固定されている。アイユニオン６１は、略円筒状をなすユニオン本体６２と、そのユニオン本体６２の外周面から径方向外方へ突出する円管状の接続部６３とを備えて構成されている。ユニオン本体６２は、その軸方向（図３（Ｂ）では上下両方向）についての両端面において開口する貫通孔６４を有している。この貫通孔６４は、上記ユニオンボルト５３の軸部５４の外径よりも若干大きな内径を有しており、その軸部５４の挿通を可能としている。また、ユニオン本体６２の軸方向についての中間部分であって、貫通孔６４の周りには全周にわたって凹部６５が設けられている。貫通孔６４に軸部５４が挿通された状態では、その軸部５４の周りに凹部６５によって円環状空間６６が形成される（図２参照）。上記接続部６３の内部空間と上記円環状空間６６とは、ユニオン本体６２に設けられた連通孔６７を通じて連通されている。この接続部６３内に補助燃料配管４１の下流端が挿入され、溶接等の手段によって固定されている。

そして、デリバリスペーサ４５の突部４７における外壁面４９上にガスケット６８、上記アイユニオン６１、ガスケット６９が順に重ねられ、この状態で、各補助燃料噴射装置３９におけるユニオンボルト５３の軸部５４がガスケット６９、アイユニオン６１の貫通孔６４、及びガスケット６８に順に挿通されている。さらに、軸部５４の雄ねじ５６が取付孔４８の雌ねじ５２に螺合されている。このユニオンボルト５３の締め付けにより、アイユニオン６１と突部４７の外壁面４９との間でガスケット６８が挟み込まれ、ユニオンボルト５３の頭部５５とアイユニオン６１との間でガスケット６９が挟み込まれている。このようにして、一対のガスケット６８，６９及びアイユニオン６１がユニオンボルト５３によってデリバリスペーサ４５に対し共締めされている。この状態では、ユニオンボルト５３の燃料通路５７の基端側の端部が円環状空間６６に対応する箇所に位置している。そのため、補助燃料配管４１を通じて圧送された補助燃料３７は、アイユニオン６１内の円環状空間６６を経てユニオンボルト５３内の燃料通路５７に流入可能である。また、円環状空間６６の液密性がガスケット６８，６９のシール作用によって高められ、補助燃料３７の円環状空間６６からの漏れが抑制される。

また、上記ユニオンボルト５３が締め付けられた状態では、ジェットノズル５８の端面５８Ａは、取付孔４８において、デリバリスペーサ４５の内壁面５１（燃料噴射空間４６）から外方（外壁面４９側）へ離間した箇所に位置している。

上記構成を有する補助燃料噴射装置３９が装着された内燃機関１１では、低温始動時には、制御弁４２の制御により補助燃料配管４１内の流路面積が拡大され、多くの量の補助燃料３７が補助燃料配管４１を通じて各補助燃料噴射装置３９に圧送される。この補助燃料３７は、上記のように各ユニオンボルト５３の燃料通路５７に流入した後、ジェットノズル５８の噴孔５９から燃料噴射空間４６に向けて噴射される。

噴射された補助燃料３７は、吸気通路１９を流れる吸入空気と混ざり合って混合気となり、内燃機関１１に供給される。このようにして、低温始動時には通常運転時よりもガソリン濃度の高い補助燃料３７が内燃機関１１に噴射供給されることとなり、機関始動性が向上する。

ここで、ジェットノズル５８が仮にデリバリスペーサ４５の内壁面５１から燃料噴射空間４６（吸気通路１９）内へ突出していると、そのジェットノズル５８が吸入空気の流通抵抗となり気流を乱すおそれがある。また、内燃機関１１においてバックファイヤ等が生じたときに、ジェットノズル５８がバックファイヤに曝され、噴孔５９又はその近傍に燃焼生成物が付着し、デポジット等が生成・堆積するおそれがある。バックファイヤは、内燃機関１１の膨張行程で混合気の一部が燃え残り、排気後の燃焼室１８に火種として残っている状態で吸気バルブ２６が開弁したときに、新しい混合気に着火して燃焼する現象である。

この点、本実施形態では上述したようにジェットノズル５８が、取付孔４８においてデリバリスペーサ４５の内壁面５１から外方（外壁面４９側）へ離間した箇所に位置しているため、ジェットノズル５８に起因する上記気流の乱れが抑制される。また、バックファイヤがジェットノズル５８まで到達しにくく、デポジットの生成・堆積が生じにくい。

ところで、上記の補助燃料噴射装置３９においては、経時劣化等により噴孔５９内やその近傍に詰まり物質が付着・堆積して噴孔５９が詰まるおそれがある。この場合、ジェットノズル５８を清掃して詰まり物質を取り除いたり、詰まっていない別のジェットノズル５８に交換したりする作業が必要となる。また、こうしたジェットノズル５８の詰まりを未然に防止する観点からは定期点検が重要である。いずれの作業を行うにしても、ジェットノズル５８をデリバリスペーサ４５から外部に取り外す必要がある。

この場合、六角工具を用いて、取付孔４８に螺合された状態のユニオンボルト５３を緩める方向へ回転させる。ユニオンボルト５３の軸部５４に固定されたジェットノズル５８もユニオンボルト５３と一体になって同方向へ回転する。上記回転により、ユニオンボルト５３が、デリバリスペーサ４５の外壁面４９側の開口を通じて、取付孔４８から外方へ抜け出る方向へ移動する。これに伴い、ユニオンボルト５３に固定されたジェットノズル５８が、そのユニオンボルト５３と一体になって同方向へ移動する。

また、上記のようにユニオンボルト５３を緩める方向へ回転させることにより、その頭部５５と突部４７との間隔が拡大する。それらの頭部５５及び突部４７間におけるアイユニオン６１及びガスケット６８，６９の締結状態、すなわち、ユニオンボルト５３による補助燃料配管４１のデリバリスペーサ４５に対する締結状態が解除される。

軸部５４を取付孔４８から取り外す作業を行うことにより、ジェットノズル５８がデリバリスペーサ４５の外部へ取り出される。補助燃料噴射装置３９がデリバリスペーサ４５に取り付けられた状態（図２参照）では、ジェットノズル５８は取付孔４８に対し、外壁面４９側の開口から燃料噴射空間４６側へ離れた奥まった箇所に位置している。しかし、ユニオンボルト５３を取付孔４８から取り外す作業を行うだけで、その奥深い箇所からジェットノズル５８がデリバリスペーサ４５の外部へ取り出される。

また、上記のようにユニオンボルト５３が取付孔４８から取り外されることにより、アイユニオン６１及びガスケット６８，６９が突部４７から取り外される。
ユニオンボルト５３及びジェットノズル５８をデリバリスペーサ４５から取り外すと、そのジェットノズル５８を洗浄して詰まり物質を除去する等のメンテナンス作業を広い空間で行うことが可能となる。洗浄に際しては、例えば、ユニオンボルト５３の燃料通路５７に圧縮空気を吹き込むことにより、ジェットノズル５８の噴孔５９やその近傍に付着・堆積した詰まり物質を除去することが可能である。この点において、本実施形態は、ユニオンボルト５３及びジェットノズル５８が別々に取付孔４８に取り付けられている場合に比べて優れている。比較対象において、取付孔４８からユニオンボルト５３のみを取り外した状態で、圧縮空気を吹き付ける等してジェットノズル５８を洗浄する場合には、ジェットノズル５８が取付孔４８の奥深く、狭い箇所に装着されていることから、洗浄作業がしづらい。

また、デリバリスペーサ４５から取り外されたジェットノズル５８はユニオンボルト５３に固定されていて、ユニオンボルト５３と一体になっている。そのため、ジェットノズル５８自体が小さく扱いにくいものであっても、ジェットノズル５８よりも大きなユニオンボルト５３と一体となっているため、ユニオンボルト５３を把持等することにより、ジェットノズル５８を間接的に把持することができ、扱いやすくなる。そのジェットノズル５８とユニオンボルト５３とが別々になっているものに比べて、落下や紛失の可能性が低い。

洗浄等のメンテナンス後のジェットノズル５８、又は新たなジェットノズル５８をデリバリスペーサ４５に取り付ける際には、ジェットノズル５８の固定されたユニオンボルト５３の軸部５４をガスケット６９、アイユニオン６１及びガスケット６８に挿通させ、ジェットノズル５８を先頭にしてデリバリスペーサ４５の外壁面４９側の開口に近づける。ユニオンボルト５３における雄ねじ５６の端を取付孔４８における雌ねじ５２の端に合わせ、この状態でユニオンボルト５３を締まる方向へ回転させる。この回転により、雄ねじ５６が雌ねじ５２に螺合し始め、取付孔４８に対しジェットノズル５８及び軸部５４が入り込んでゆく。

アイユニオン６１と突部４７との間でガスケット６８が挟み込まれ、ユニオンボルト５３の頭部５５とアイユニオン６１との間でガスケット６９が挟み込まれる状態となるまでユニオンボルト５３を締め付けると、ユニオンボルト５３の取付孔４８に対する取り付けが完了する。ジェットノズル５８は取付孔４８に対しては直接取り付けられないが、取付孔４８の規定の箇所に配置された状態で、ユニオンボルト５３の軸部５４を介して取付孔４８に間接的に取り付けられる。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）噴孔５９を燃料通路５７に連通させた状態でジェットノズル５８をユニオンボルト５３の軸部５４に固定することで、ジェットノズル５８がユニオンボルト５３と一体で取付孔４８に対し脱着されるように構成している。

そのため、ユニオンボルト５３を緩める方向へ回転させて取付孔４８から取り外す作業を行うだけで、取付孔４８の奥深い箇所に位置するジェットノズル５８も一緒にデリバリスペーサ４５の外部へ取り出すことができる。ユニオンボルト５３の取り外し作業とは別にジェットノズル５８を取り外す作業が不要であり、ジェットノズル５８の取り外しのための専用の工具（例えば、極小マイナスドライバー等）が不要である。ジェットノズル５８の洗浄等のメンテナンスや、ジェットノズル５８の交換を広い作業空間で行うことが可能となり、作業がしやすくなる。

また、デリバリスペーサ４５から取り外されたジェットノズル５８はユニオンボルト５３に固定されているため、ユニオンボルト５３から別れている場合に比べて、落下や紛失の可能性が低い。

また、ユニオンボルト５３を締め付ける方向へ回転させて取付孔４８に取り付ける作業を行うだけで、ジェットノズル５８を取付孔４８の規定の箇所に配置させた状態で、ユニオンボルト５３を介して取付けることができる。ユニオンボルト５３の取り付け作業とは別にジェットノズル５８を取り付ける作業が不要であり、ジェットノズル５８の取り付けのための専用の工具が不要である。

このように、本実施形態によれば、ジェットノズル５８のメンテナンスや交換の作業性を向上させることができる。
（２）ユニオンボルト５３を、ジェットノズル５８が固定される対象である本体部として用いている。

そのため、ユニオンボルト５３を締め付ける方向へ回転させる作業を行うだけで、ユニオンボルト５３の本来の機能を発揮させ、補助燃料配管４１（アイユニオン６１）をデリバリスペーサ４５に締結することができる。この締結と同時に、補助燃料噴射装置３９を取付孔４８に取り付けることができる。

また、ユニオンボルト５３を緩める方向へ回転させる作業を行うだけで、上記補助燃料配管４１のデリバリスペーサ４５に対する締結状態を解除することができる。この締結解除と同時に、補助燃料噴射装置３９を取付孔４８から取り外すことができる。

（３）ジェットノズル５８を、取付孔４８において、デリバリスペーサ４５の内壁面５１から外方（外壁面４９側）へ離間した箇所に配置している。そのため、ジェットノズル５８が内壁面５１から燃料噴射空間４６に突出する場合に起こり得る吸入空気の気流の乱れを抑制することができる。また、バックファイヤをジェットノズル５８まで到達させにくくし、デポジットの生成・堆積を抑制することができる。

（４）ジェットノズル５８をユニオンボルト５３に固定する手段として「圧入」を採用している。そのため、ジェットノズル５８の噴孔５９を燃料通路５７に連通させた状態でユニオンボルト５３の軸部５４に圧入させるといった少なく簡単な作業を行うだけで、ジェットノズル５８をユニオンボルト５３に固定することができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・前記実施形態では、燃料通路５７を利用し、そこにジェットノズル５８を圧入する構成を採ったが、図５（Ａ）に示すように、軸部５４の先端部分に、燃料通路５７に連通し、その燃料通路５７の内径Ｒ１よりも内径Ｒ３の大きな円筒状の凹部７１を設ける。そして、噴孔５９を燃料通路５７に連通させた状態で、凹部７１にジェットノズル５８を圧入する構成に変更してもよい。

この場合、前記実施形態と同様の作用及び効果が得られるほか、次の効果も得られる。ジェットノズル５８が圧入される凹部７１と燃料通路５７とは内径Ｒ１，Ｒ３が異なる。凹部７１はジェットノズル５８が圧入される箇所であり、燃料通路５７は補助燃料３７が流れる箇所であり、両者に要求される加工精度が互いに異なる。すなわち、ジェットノズル５８が確実に圧入されるようにするためには、凹部７１には高い加工精度が要求される。これに対し、燃料通路５７には凹部７１ほど高い加工精度は要求されない。そのため、燃料通路５７を高い精度で加工しなくてもすみ、上記実施形態に比べ加工がしやすい。

・ジェットノズル５８における噴孔５９の形状を前記実施形態とは異なるものに変更してもよい。例えば、図５（Ｂ）に示すように、ジェットノズル５８の軸方向について、その中間部から先端側の部分については、流路面積が一様に最小となる形状に変更してもよい。また、図示はしないが、噴孔５９を、その流路面積が先端部において最小となるような形状に変更してもよい。また、噴孔５９を、その流路面積が軸方向におけるどの箇所でも同一となる形状に変更してもよい。

・上記実施形態において、ジェットノズル５８の端面５８Ａは、軸部５４の先端面５４Ａと同一平面上に必ずしも位置していなくてもよい。例えば、端面５８Ａは先端面５４Ａよりも基端側（反燃料噴射空間４６側）に位置していてもよい。また、端面５８Ａは先端面５４Ａよりも先端側（燃料噴射空間４６側）に位置していてもよい。この場合、ジェットノズル５８の一部が、取付孔４８内において軸部５４から燃料噴射空間４６側へ露出することになる。

・ジェットノズル５８を上記圧入とは異なる手段で本体部（ユニオンボルト５３）に固定してもよい。例えば、ジェットノズル５８の外周面に雄ねじを形成するとともに、燃料通路５７の内壁面に雌ねじを形成し、この雄ねじを雌ねじに螺合させてもよい。

・ユニオンボルト５３とは別に本体部を設けてもよい。この場合、本体部は、ねじによる螺合とは異なる手段によって被着体に取り付けられてもよい。
・デリバリスペーサ４５とは異なる部材を被着体とし、ここに設けた取付孔に対し、燃料噴射装置を脱着可能に取り付ける構成に変更してもよい。

・上記ＦＦＶに搭載される内燃機関は、上記実施形態とは異なる成分の燃料を使用して作動するものであってもよい。
・本発明は、上述したＦＦＶに搭載される内燃機関とは異なるタイプの内燃機関用の燃料噴射装置に適用することもできる。また、補助燃料を噴射する補助燃料噴射装置に代えて主燃料を噴射する燃料噴射装置に適用してもよい。

本発明を具体化した一実施形態について、補助燃料噴射装置が適用されるＦＦＶ用内燃機関の構成を示す略図。 図１における補助燃料噴射装置及びその近傍部分を示す断面図。 （Ａ）は、デリバリスペーサに補助燃料噴射装置、補助燃料配管等を取り付ける前の状態を示す部分断面図、（Ｂ）は、（Ａ）におけるアイユニオン及び補助燃料配管を別の方向から見た状態を示す部分断面図。 補助燃料噴射装置について、ユニオンボルトにジェットノズルを圧入固定する前の状態を示す断面図。 （Ａ）はジェットノズルの取付構造について上記実施形態とは異なる態様を示す部分断面図であり、（Ｂ）はジェットノズルにおける噴孔の形状について上記実施形態とは異なる態様を示す部分断面図。

符号の説明

１１…内燃機関、１９…吸気通路、３６…主燃料、３７…補助燃料、３９…補助燃料噴射装置、４１…補助燃料配管（燃料配管）、４５…デリバリスペーサ（被着体）、４６…燃料噴射空間、４８…取付孔、４９…外壁面、５１…内壁面、５３…ユニオンボルト（本体部）、５４…軸部、５７…燃料通路、５８…ジェットノズル、５９…噴孔。

Claims (5)

1. 燃料噴射空間を内部に有する被着体の内壁面及び外壁面において開口する取付孔に対し、その外壁面側の開口から脱着可能に取り付けられる本体部と、
   前記取付孔について前記外壁面側の開口から前記燃料噴射空間側へ離れた箇所に配置されるジェットノズルと
   を備え、前記被着体の外部から供給される内燃機関用の燃料を、前記本体部に設けられた燃料通路を通じて前記取付孔内に導入し、前記ジェットノズルの噴孔を開閉させることなく同噴孔から噴射するようにした燃料噴射装置であって、
   前記噴孔が前記燃料通路に連通させられた状態で前記ジェットノズルが前記本体部に固定されており、前記ジェットノズルが前記本体部と一体で前記取付孔に対し脱着されるように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記本体部は、前記燃料通路を有する軸部を備え、同軸部にて前記取付孔に螺合されるとともに、同軸部にて燃料配管が締結されるユニオンボルトであり、前記ジェットノズルは前記軸部に固定されている請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記被着体は前記内燃機関の吸気管の一部を構成し、かつ前記燃料噴射空間を吸気通路の一部として有するものであり、
   前記ジェットノズルは、前記取付孔について、前記被着体の前記内壁面から前記外壁面側へ離間した箇所に配置されている請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
4. 前記ジェットノズルは、前記噴孔を前記燃料通路に連通させた状態で前記本体部に圧入されることにより同本体部に固定されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
5. 前記内燃機関はアルコール燃料が少なくとも含まれる燃料を主燃料として作動するものであり、前記本体部及び前記ジェットノズルは、前記内燃機関の低温始動時に、前記主燃料よりもガソリン燃料の濃度の高い燃料を補助燃料として、前記燃料通路を通じて前記噴孔から噴射するものである請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。

Images