JP2503551Y2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関の燃料噴射装置に関し、とくにア
シストエアを噴出する燃料噴射弁のエア噴孔に水滴が侵
入するのを阻止するようにした燃料噴射装置に関する。

［従来の技術］ エアアシスト機能を備えた燃料噴射弁においては、燃
料噴孔の下流にアシストエアを噴射させるエア噴孔が配
置されており、燃料噴孔から噴出される燃料にエアを衝
突させて燃料の微粒化の促進をはかっている。エア噴孔
は、デリバリパイプ内の空気通路と連通しており、この
空気通路に供給されたエアがエア噴孔に流入するように
なっている。エアアシスト機能を備えた燃料噴射弁で
は、単に燃料を衝突壁に向けて噴射する燃料噴射弁に比
べて燃料の微粒化が著しく促進され、低温時における運
転性能が大幅に改善される。このようなエアアシスト装
置の一例として、たとえば実開昭58−167769号公報が知
られている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のエアアシスト機能を備えた燃料
噴射装置には、低温時のエンジン停止時にアシストエア
に混入している水分の凍結によりエンジンの始動性が悪
化するという欠点があった。すなわち、デリバリパイプ
の空気通路内で結露し凝集した水滴がエア噴孔に侵入
し、この水滴の凍結によってエア噴孔が塞がれ、燃料の
微粒化が妨げられるという問題があった。

本考案は、機関の低温停止時においてエア噴孔が空気
通路から流下する水滴の凍結によって閉塞されるのを防
止することのできる燃料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］ この目的を達成するための本考案に係る内燃機関の燃
料噴射装置は、燃焼噴孔から噴出される燃料を、エア噴
孔からのアシストエアによって微粒化させるようにした
燃料噴射弁を備えた車両用内燃機関の燃料噴射装置にお
いて、車載状態における前記エア噴孔を、該エア噴孔に
アシストエアを供給する空気通路からの水滴の重力流下
経路より上方に配置したものから成る。

［作用］ このように構成された内燃機関の燃料噴射装置におい
ては、エア噴孔が空気通路からの水滴の重力流下経路よ
り上方に配置されているので、空気通路内のアシストエ
ア中の水分が水滴となっても、この水滴がエア噴孔に侵
入することはなくなる。つまり、空気通路はエア噴孔よ
りも下方に位置することになるので、エア噴孔への水滴
の流入が防止され、水滴の凍結によるエア噴孔の閉塞が
解消される。

［実施例］ 以下に、本考案に係る内燃機関の燃料噴射装置の望ま
しい実施例を、図面を参照して説明する。

第１実施例 第１図ないし第３図は、本考案の第１実施例を示して
いる。図中、１は燃料噴射弁を示し、２はデリバリケー
スを示している。燃料噴射弁１は、デリバリケース２内
に収納されており、このデリバリケース２はケース本体
３とキャップ４とから構成されている。ケース本体３
は、複数個の燃料噴射弁１を所定の間隔をおいて収納す
ることが可能となっており、各燃料噴射弁１は各気筒に
対応して配置されている。ケース本体３には、後述する
燃料噴射弁１の各エア噴孔20にアシストエアを供給する
空気通路５と、各燃料噴射弁１に燃料を供給する燃料通
路６が形成されている。

燃料噴射弁１の中央部には、燃料流入部７が形成され
ており、この燃料流入部７にはフィルタが設けられてい
る。燃料噴射弁１の燃料流入部７の前後には溝がそれぞ
れ形成されており、各溝にはＯリング９、10が装着され
ている。各Ｏリング９、10は、燃料噴射弁１とケース本
体３との間の隙間をシールするものであり、これによっ
て燃料通路６からの燃料の漏れが阻止されるようになっ
ている。デリバリケース２のキャップ４は、第３図に示
すように、ケース本体３にボルト14を介して固定されて
いる。燃料噴射弁１の前端部と後端部は、ケース本体３
側に設けられるインシュレータ11と、キャップ４側に設
けられるインシュレータ12とによって支持されている。

燃料噴射弁１の燃料噴孔13の下流側にはアダプタ15が
取付けられており、アダプタ15には燃料噴孔13からの燃
料を所定方向に分岐させて出口から噴射する燃料噴射通
路としての２ホール16、16が設けられている。２ホール
16、16は、燃料噴射方向にいくに従い互いに離れるよう
に、軸心19に対して傾斜している。２ホール16、16と燃
料噴孔13との間には、２ホール16、16を合流させる集合
部17が設けられている。

２ホール16、16は、上流にいくにつれて先細りとなる
断面形状Ｖ字状の燃料分岐部18によって所定の開き角度
となるように分岐されている。燃料噴孔13の中心位置と
２ホール16、16の分岐位置における通路中心位置は、本
実施例では軸心19と一致しており、その延長線が燃料分
岐部18の上流端18aを通るように設定されている。アダ
プタ15には、２ホール16、16から離れるに従ってインジ
ェクタ本体1aに接近する方向に斜めに延び燃料分岐部18
の上流端18a近傍に向けて空気を噴出するエア噴孔20、2
0が設けられている。

アダプタ15の外周には、ケース本体３の内壁面によっ
て包囲される環状通路21が形成されている。環状通路21
は、上述した空気通路５と連通している。エア噴孔20は
環状通路21に開口しており、空気通路５を流れるアシス
トエアは、環状通路21を介してエア噴孔20に流入するよ
うになっている。エア噴孔20は、車両に搭載された状態
で空気通路５からの水滴の重力流下経路より上方に配置
されている。ここで、エア噴孔20を通る水平軸線をＡと
し、エア噴孔20を通り水平軸線Ａと直交する垂直軸線を
Ｂとすると、空気通路５は水平軸線Ａよりも下方に配置
されている。

本実施例では、燃料噴射弁１は、第３図に示すよう
に、水平軸線Ａに対して角度θをもって取付けられてお
り、燃料噴射弁１からの噴射燃料は、吸気バルブ25の傘
部に向けて噴射されるようになっている。なお、第３図
における符号30はシリンダヘッドを示し、31は、インテ
ークマニホールドを示している。シリンダヘッド30の吸
気通路33の下流には、分離壁34が形成されており、この
分離壁34には極力噴射燃料が付着しないようになってい
る。

つぎに、第１実施例における作用について説明する。

インジェクタ本体1aの燃料噴孔13から噴出された燃料
は液状の柱状をなして集合部17を飛行し、上流にいくに
従って先細りとなる燃料分岐部18の上流端18aに衝突す
る。これにより燃料は、燃料分岐部18の傾斜壁面に沿っ
て流れる液膜状の噴霧に形成される。そして２ホール1
6、16を流れる液膜状の噴霧にエア噴孔20、20からのエ
ア噴流が斜めにあてられエア流と燃料流との衝突によっ
て燃料はさらに微粒化され、霧化が促進される。この霧
化が促進された燃料と空気の混合流は、２ホール16、16
を通って吸気通路33に噴出され、燃焼室に流入される。

また、エア噴孔20は、空気通路５よりも上方に位置し
ているため、エンジン停止時にアシストエアに混入され
ている水分が凝縮して水滴となっても、水滴はエア噴孔
20に流入することができなくなる。したがって、エア噴
孔20および２ホール16、16が水滴の凍結によって閉塞さ
れることはなくなり、低温時のエンジンの始動性および
運転性能の向上がはかれる。

なお、空気通路５の下部に溜められた水滴は、エンジ
ンの運転中に蒸発あるいは吸気流によって持ち去られる
ので、この水滴による実質的な弊害は生じない。また、
本実施例ではエア噴孔20のエア流入部をアダプタ15の外
周面と同一面に形成したが、エア噴孔20のエア流入部を
アダプタ15の外周面よりも隆起させることにより、さら
に水滴の侵入阻止に対する信頼性を高めることができ
る。

第２実施例 第４図ないし第６図は、本考案の第２実施例を示して
いる。第２実施例が第１実施例と異なるところは燃料噴
射弁のアダプタの燃料分岐部の形状のみであり、その他
の部分は第１実施例に準じるので、準じる部分に第１実
施例と同一の付号を付すことにより準じる部分の説明を
省略し、異なる部分についてのみ説明する。後述する他
の実施例も同様とする。

第４図ないし第６図において、図中、16は２ホールを
示しており、18は燃料分岐部を示している。燃料分岐部
18の頂部には、燃料噴孔から噴出される柱状の燃料が衝
突する衝突面18bが形成されている。この衝突面18bのエ
ア噴孔20に沿う方向の幅はＤ′となっている。本衝突面
18bの幅は、中央部で最大となっている。実施例では、
衝突面18bの幅Ｄ′と燃料噴孔13の直径ｄとの関係は、
ｄ＞Ｄ′＞d/3となっている。すなわち、衝突面18bの幅
Ｄ′は、燃料噴孔13の直径よりも小さく、かつ燃料噴孔
13の直径ｄの1/3よりも大に設定されている。この衝突
面18bの形成は、第６図に示すように、先端が円錐状に
なった加工ドリル31を用いて行なわれる。

このように構成された第２実施例においては、衝突面
18bの有効相当直径Ｄを燃料噴孔13の直径よりも小さく
しているため、燃料噴射時の燃料通路（２ホール）にお
ける背圧を小さくすることができ、噴射量低下が防止さ
れる。たとえば、燃料噴孔13の直径ｄが衝突面18bの有
効相当直径Ｄよりも大きく、かつ衝突面が横方向に広い
場合は、衝突後に飛散した燃料が周辺の壁面に付着しや
すくなり、霧化の改善効果が少なくなるが、両者の関係
を本実施例の如く設定することにより、飛散した燃料の
広がりが抑制され、背圧を小にすることが可能となる。

なお、本実施例から後述する第５実施例においても、
第１実施例と同様に車載状態でのエア噴孔20は、空気通
路５よりも上方に配置されるので、空気通路５内で結露
した水滴がエア噴孔20に流入することは阻止される。

第７図および第８図は、第２実施例の変形例を示して
いる。第２実施例では、衝突面18bを先端が円錐状にな
った加工ドリル31を用いて行なうようにしたが、本実施
例では衝突面18cの形成は、第８図に示すように、先端
が球面状になった加工ドリル32を用いて行なわれる。本
実施例の作用は、第２実施例に準じるので、その説明は
省略する。

第３実施例 第９図および第10図は、本考案の第３実施例を示して
いる。図中、15はアダプタを示しており、1aはインジェ
クタ本体を示している。燃料分岐部18の上流には、燃料
噴孔13から噴出する燃料が衝突する衝突部材41が配置さ
れている。衝突部材41は、第10図に示すように直線状の
棒状部材であり、この衝突部材41とインジェクタ本体1a
とは一体化されている。衝突部材41は２ホール16に開口
するエア噴孔20よりも上流側に位置している。衝突部材
41と燃料噴孔13は、同一軸心上に位置しており、燃料噴
孔13から噴出された噴射燃料は衝突部材41に確実に衝突
するようになっている。

このように構成された第３実施例においては、衝突部
材41がインジェクタ本体11と一体で形成されるので、衝
突部材41を燃料噴孔13に対して精度よく配置することが
可能となり、非常に安定した液膜を形成することができ
る。したがって、アシストエアによって微粒化される燃
料の粒径も均一化され、燃焼の改善がはかれる。

第４実施例 第11図および第12図は、本考案の第４実施例を示して
いる。図中、16は噴射燃料通路としての２ホールを示し
ており、この２ホール16の内壁面のうち燃料分岐部18と
対向する部位には、２ホール16の下流端まで延びる排出
溝51がそれぞれ形成されている。排出溝51は、エア噴孔
20と接続されており、エア噴孔20に流入した水滴は排出
溝51を介して外部に排出されるようになっている。本実
施例では、排出溝51の断面形状を四角形としているが、
これに限定されるものではない。

このように構成された第４実施例においては、アダプ
タ15内で結露した水滴は、アダプタ15の外周面に沿って
流れ、エア噴孔20に流入するが、エア噴孔20は排出溝51
と接続されているので、エア噴孔20に流入した水滴は排
出溝51を介して２ホール16から外部に排出される。した
がって、エア噴孔20および２ホール16が水滴の凍結によ
って閉塞されることはなくなる。

第５実施例 第13図ないし第15図は、本考案の第５実施例を示して
いる。第４実施例においては、２ホール16の内壁面に排
出溝51を設けるようにしたが、本実施例では、アダプタ
15の外周面には、排出溝61、62が設けられている。一方
の排出溝61は周方向に延びる溝であり、他方の排出溝62
は軸芯19に沿って延びる溝である。排出溝62は、周方向
に適度な間隔をもって複数形成されており、排出溝62の
一方は排出溝61に接続されている。

このように構成された第５実施例においては、アダプ
タ15の外周面に付着し流下した水滴は、軸芯19に沿って
延びる排出溝62に流入し、排出溝62に流入した水滴は周
方向に延びる排出溝61を介して環状通路21の下部に流下
される。すなわち、エア噴孔20の流入口の上方に排出溝
62が位置しているので、アダプタ15の外周面に付着した
水滴はエア噴孔20に流入することが阻止され、エア噴孔
20の水滴の凍結による閉塞は防止される。

［考案の効果］ 本考案に係る内燃機関の燃料噴射装置によれば、車載
状態におけるエア噴孔を、このエア噴孔にアシストエア
を供給する空気通路からの水滴の重力流下経路より上方
に配置するようにしたので、空気通路内の水滴がエア噴
孔に流入するのを防止することができる。

したがって、エア噴孔が水滴の凍結によって閉塞され
ることがなくなり、燃料の微粒化の促進によって低温時
の機関の始動性および運転性能を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る内燃機関の燃料噴射
装置の要部断面図、 第２図は第１図の燃料噴射弁における先端部分の拡大断
面図、 第３図は第１図の燃料噴射弁の車載状態を示す断面図、 第４図は本考案の第２実施例に係る内燃機関の燃料噴射
装置における燃料噴射弁の部分拡大断面図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、 第６図は第５図のアダプタにおける燃料分岐部の加工状
態を示す断面図、 第７図は第５図の変形例を示す断面図、 第８図は第７図のアダプタにおける燃料分岐部の加工状
態を示す断面図、 第９図は本考案の第３実施例に係る内燃機関の燃料噴射
装置における燃料噴射弁の部分拡大断面図、 第10図は第９図の燃料噴射弁のインジェクタ本体におけ
る先端部の平面図、 第11図は本考案の第４実施例に係る内燃機関の燃料噴射
装置における燃料噴射弁の部分拡大断面図、 第12図は第11図の燃料噴射弁のアダプタにおける先端部
の平面図、 第13図は本考案の第５実施例に係る内燃機関の燃料噴射
装置における燃料噴射弁の部分拡大断面図、 第14図は第13図におけるアダプタの拡大正面図、 第15図は第14図のXV−XV線に沿う断面図、である。 １……燃料噴射弁 ２……デリバリケース ５……空気通路 13……燃料噴孔 18……燃料分岐部 18b、18c……衝突面 20……エア噴孔 41……衝突部材 51……２ホール内に形成される排出溝 61、62……アダプタの外周面に形成される排出溝

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴孔から噴出される燃料を、エア噴孔
   からのアシストエアによって微粒化させるようにした燃
   料噴射弁を備えた車両用内燃機関の燃料噴射装置におい
   て、車載状態における前記エア噴孔を、該エア噴孔にア
   シストエアを供給する空気通路からの水滴の重力流下経
   路より上方に配置したことを特徴とする内燃機関の燃料
   噴射装置。