JP2661370B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給装置

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JP2661370B2
JP2661370B2 JP2405325A JP40532590A JP2661370B2 JP 2661370 B2 JP2661370 B2 JP 2661370B2 JP 2405325 A JP2405325 A JP 2405325A JP 40532590 A JP40532590 A JP 40532590A JP 2661370 B2 JP2661370 B2 JP 2661370B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04Injectors peculiar thereto
    • F02M69/047Injectors peculiar thereto injectors with air chambers, e.g. communicating with atmosphere for aerating the nozzles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置に関し、とくにアシストエアの流れのエネルギーを利
用してスワールを発生させるようにした燃料供給装置の
構造に関する。
【0002】
【従来の技術】ピストンエンジンの燃焼改善を行なうた
めの手段の一つとして、燃焼室内に吸気の強い渦流を形
成させるスワールポートを設けることが知られている。
このスワールポートは、吸入空気が流れる吸気弁までの
吸気ポートをシリンダに対して接する方向に設ける接線
ポートや、吸気弁周辺の吸入ポート形状を渦巻状にした
ヘリカルポート等から構成される。また、燃料噴射弁を
備えたエンジンにおいては、燃焼改善をはかるために、
アシストエアを用いて吸気ポートに流入する燃料の微粒
化が行なわれている。これに関連する先行技術として、
たとえば実開昭61−114071号公報、実開平1−
148065号公報が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スワー
ルポートによって燃焼改善を行なうようにしたエンジン
の場合は、吸気ポートが湾曲することになるので、吸気
ポートがほぼストレート状のエンジンに比べて吸気の流
路抵抗が大となってしまう。したがって、スワールポー
トを形成せずにスワールを発生させることができれば、
非常に好都合となる。上述の実開昭61−114071
号公報には、流路断面積の異なるアシストエア通路を用
い、一方の吸気ポートに設けられた開閉弁を閉弁させる
ことによりスワールの生成を促進させるようにした構成
が、開示されている。しかし、本公報の場合は、アシス
トエア通路が分岐壁の上流側に開口し、各アシストエア
通路の下流端が対向するようになっているので、燃料噴
孔からの燃料の分流比にバラツキが生じるという問題が
ある。また、スワールの生成には開閉弁が必須になると
ともに、この開閉弁によって吸気ポートの流路抵抗も大
となる問題がある。本発明は、燃料の分配が正確に行な
え、しかも開閉弁等を用いることなくスワールの生成が
可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明に係る内燃機関の燃料供給装置は、つぎの通りであ
る。1つの燃料噴孔を有し、該燃料噴孔からの燃料を燃
料衝突部によって区画される2つの噴射燃料通路を介し
て2つの吸気ポートに向けて噴出させるアダプタを有す
る燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料供給装置におい
て、前記アダプタに、前記2つの噴射燃料通路における
前記燃料衝突部の上流端部よりも下流側に開口し各噴射
燃料通路にアシストエアを噴出させるアシストエア通路
をそれぞれ設け、該アシストエア通路のうち一方のアシ
ストエア通路の流路断面積を、他方のアシストエア通路
の流路断面積よりも大とし、該流路断面積に基づく前記
各アシストエア通路から前記各噴射燃料通路に噴出され
るアシストエアの流量の違いにより前記2つの吸気ポー
トのうち一方の吸気ポートから燃焼室に供給される吸気
の流量と他方の吸気のポートから燃焼室に供給される吸
気の流量とを相違させたことを特徴とする内燃機関の燃
料供給装置。
【0005】
【作用】このように構成された内燃機関の燃料供給装置
においては、アシストエア通路は噴射燃料通路における
燃料衝突部の上流端よりも下流側に開口するように設け
られているので、各アシストエア通路からのアシストエ
アによって燃料の分流比がばらつくことがなくなる。つ
まり、燃料噴孔からの燃料は燃料衝突部の上流端によっ
て分岐され、各噴射燃料通路に流入した燃料に向けてア
シストエアが噴出されるので、アシストエアによる分流
比のバラツキは解消される。また、アシストエア通路の
うち一方のアシストエア通路の流路断面積が他方のアシ
ストエア通路の流路断面積よりも大となっているので、
2つの噴射燃料通路のうち一方の噴射燃料通路から噴出
されるアシストエアを著しく大とすることが可能とな
る。そのため、2つの吸気ポートのうち一方の吸気ポー
トから燃焼室に供給される吸気の流量が他方の吸気ポー
トから燃焼室に供給される吸気の流量よりも大となり、
この各吸気ポートから燃焼室に供給される吸気の流量の
相違により燃焼室内にスワールが生成される。
【0006】
【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の望ましい実
施例を、図面を参照して説明する。
【0007】第1実施例 図1ないし図3は、本発明の一実施例に係る内燃機関の
燃料供給装置を示している。図中、1は燃料噴射弁本体
を示している。本体1の先端部には、図示されない燃料
供給通路からの燃料を計量する一つの燃料噴孔2が設け
られており、ボール3と曲面状の内壁によりシート部4
が構成されている。燃料噴孔2の下流側にはアダプタ5
が取付けられており、アダプタ5には燃料噴孔2からの
燃料を所定方向に分岐させて出口から噴射する2つの噴
射燃料通路6a、6bが設けられている。2つの噴射燃
料通路6a、6bと燃料噴孔2との間には、2つの噴射
燃料通路6a、6bを合流させる集合部7が設けられて
いる。2つの噴射燃料通路6a、6bは、上流にいくに
つれて先細りとなる断面形状V字状の燃料衝突部8によ
って所定の開き角度となるように分岐されている。図3
は、燃料噴射弁本体1を4バルブのガソリン機関に装着
した状態を示し、燃料噴射弁本体1のアダプタ5は2つ
の吸気ポート21a、21bを区画する隔壁20のすぐ
上流側に設置されている。アダプタ5の各噴射燃料通路
6a、6bは、吸気ポート21a、21bに向けて燃料
を噴射するように配置されている。燃料噴孔2の中心位
置と噴射燃料通路6a、6bの分岐位置における通路中
心位置は、本実施例では噴射弁軸9と一致しており、そ
の延長線が燃料衝突部8の上流端8aを通るように設定
されている。上流端8aの断面形状は、たとえば円弧状
となっている。図3に示すように、燃焼室25には、吸
気ポート21a、21bの下流端に配置された吸気弁2
6a、26bと、排気ポート27a、27bの上流端に
配置された排気弁28a、28bとが臨まされている。
吸気ポート21a、21bに噴出された燃料は、スロッ
トル弁(図示略)を介して導かれた吸気および後述する
アシストエアとともに、吸気弁26a、26bから燃焼
室25内に流入するようになっている。アダプタ5の外
周には、エアデリバリ10が位置している。エアデリバ
リ10の上端内周面に形成された溝11には、Oリング
12が装着されており、このOリング12によってエア
デリバリ10と噴射弁本体1との間の隙間がシールされ
ている。一方、エアデリバリ10の下端内周面には断面
形状が略四角形のシールリング13が装着されており、
このシールリング13によってアダプタ5の外周面とエ
アデリバリ10の内周面との間の隙間がシールされてい
る。エアデリバリ10の外周面には、エアデリバリ10
と噴射弁本体1およびアダプタ5との間に形成された環
状空気通路14に空気を流入させる空気導入パイプ18
が取付けられている。アダプタ5には、噴射燃料通路6
a、6bから離れるに従って噴射弁本体1に接近する方
向に斜めに延び燃料衝突部8の上流端8a近傍に向けて
空気を噴出するアシストエア通路15a、15bが設け
られている。各アシストエア通路15a、15bの下流
端は、燃料衝突部8の上流端8aよりも下流側に開口し
ている。すなわち、各アシストエア通路15a、15b
からのアシストエアは、燃料衝突部8の上流端よりも若
干下流側に向けて噴出されるようになっている。なお、
エアデリバリ10の下端部外周には、噴射弁固定用の保
持部材17が配置されている。2つのアシストエア通路
15a、15bのうちアシストエア通路15bの流路断
面積K2は、アシストエア通路15aの流路断面積K1
りも大に設定されている。これにより、アシストエア通
路15bからのアシストエア流量は、他方のアシストエ
ア通路15aからのアシストエア流量よりも著しく大と
なっている。2つの吸気ポート21a、21bのうち、
噴射燃料通路6bからの燃料が噴出される吸気ポート2
1bの流路断面積M2は、噴射燃料通路6aからの燃料
が噴出される吸気ポート21aの流路断面積M1よりも
小に設定されている。すなわち、2つの吸気ポート21
a、21bのうち、流路断面積の小さな吸気ポート21
bには、流路断面積が大きい方のアシストエア通路15
bからのアシストエアが流入するようになっている。し
たがって、流路断面積の小さな吸気ポート21bのほう
には大量のアシストエアが流れ、流路断面積の大きな吸
気ポート21aのほうには少量のアシストエアが流れる
ようになっている。
【0008】つぎに、第1実施例における作用について
説明する。噴射弁本体1の燃料噴孔2から噴出された燃
料は液状の柱状をなして集合部7を飛行し、燃料衝突部
8によって液膜状の噴霧に形成される。そして、噴射燃
料通路6a、6bを流れる液膜状の噴霧にアシストエア
通路15a、15bからのアシストエアが斜めにあてら
れ空気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つの噴射燃料通路6a、6bを通っ
て各吸気ポート21a、21bに噴出され、燃焼室25
に流入される。ここで、アシストエア通路15a、15
bの下流端は、噴射燃料通路6a、6bにおける燃料衝
突部8の上流端8aよりも下流側に開口しているので、
噴射燃料通路6a、6bでのアシストエアの干渉はほと
んどなくなり、燃料噴孔2からの燃料の分流比がばらつ
くこともなくなる。これにより、一方の吸気ポートのみ
に燃料が多く噴出されることは解消され、各吸気ポート
21a、21bへの燃料量は均一化される。2つのアシ
ストエア通路15a、15bのうち、アシストエア通路
15bの流路断面積は、アシストエア通路15aの流路
断面積よりも大に設定されているため、吸気ポート21
bから燃焼室25に流入する吸気の流量は、アシストエ
アが増加される分だけ多くなる。そのため、一方の吸気
ポート21bと他方の吸気ポート21aとから燃焼室2
5に供給される吸気の流量を大幅に相違させることが可
能となる。この吸気の流量の相違は、スロットル弁(図
示略)を介して導かれる吸気の量が少ない軽負荷時ほど
大きくなる。一方の吸気ポート21bから燃焼室25に
供給される吸気の流量F2と、他方の吸気ポート21a
からの燃焼室25に供給される吸気の流量F1との差異
が大きい場合は、図2に示すように、多量の吸気を供給
する吸気ポート21bからの吸気によってスワールSが
生成される。このスワールSによって空気と燃料との混
合がさらに促進され、燃焼の改善がはかれる。ここで、
アシストエア通路15a、15bの下流端は、上述した
ように燃料衝突部8の上流端8aよりも下流側に開口し
ているので、噴射燃料通路6a、6bでのアシストエア
の干渉は防止され、噴射燃料通路6a、6bにおけるア
シストエアの流量のばらつきも生じなくなり、スワール
Sの強さがばらつくことも防止される。なお、本実施例
では、2つの吸気ポート21a、21bのうち、流路断
面積の小さな吸気ポート21bには、流路断面積が大き
い方のアシストエア通路15bからのアシストエアが流
入するようになっているので、吸気ポート21bへ流入
する吸気の流量に対してアシストエアの比率を大とする
ことができ、アシストエアの流れのエネルギーを十分に
有効利用することが可能となり、スワールSの生成が著
しく容易となる。
【0009】第2実施例 図4は、本発明の第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、噴射燃料通路の構成の
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実施例と同一の符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。図4において、図中、101は一方の噴射燃料
通路を示しており、102は他方の噴射燃料通路を示し
ている。噴射燃料通路102の流路面積は、噴射燃料通
路101の流路面積よりも大となっている。流路面積の
大きな噴射燃料通路102には、2つのアシストエア通
路15a、15bのうち、流路断面積の大きなアシスト
エア通路15bが開口している。流路断面積の小さな噴
射燃料通路101には、流路断面積の小さなアシストエ
ア通路15aが開口している。
【0010】このように構成された第2実施例において
は、一方の噴射燃料通路102の流路断面積を他方の噴
射燃料通路101の流路断面積よりも大としているの
で、アシストエアの通過する流路を抵抗を少とすること
ができ、一方の噴射燃料通路102から吸気ポート21
bに噴出されるアシストエアの流量をさらに大とするこ
とが可能となる。したがって、第1実施例の場合より
も、スワールの生成をさらに容易に行なうことが可能と
なる。
【0011】
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の燃料供給装置に
よれば、つぎの効果が得られる。 (イ) 各アシストエア通路の流路断面積が異なること
により、各燃料噴射通路から各吸気ポートへ向けて噴出
されるアシストエアの流量を大幅に異ならせることが可
能となり、各吸気ポートから燃焼室に供給される吸気の
流量の相違により燃焼室内にスワールを発生させること
ができる。そのため、とくに開閉弁等を用いることなく
軽負荷時の燃焼改善が促進され、機関の出力性能を向上
させることができる。 (ロ) スワールを発生させるための吸気制御弁やスワ
ールポート等が不要であるため、全負荷時における吸気
抵抗を小とすることができ、全負荷時の出力向上がはか
れる。また、アシストエアを燃料衝突部の上流端よりも
下流側に開口させたことにより、燃料噴孔からの燃料の
分流比のばらつきを解消することができるとともに、ス
ワールの強さのばらつきを解消することができる。 (ハ) アダプタのみにて上述の効果を得ることがで
き、構成の簡素化がはかれる。また、アダプタの交換に
より従来の燃料噴射弁にも本発明を容易に適用すること
が可能となり、噴射装置の大幅な設計変更も不要とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る内燃機関の燃料供給
装置の要部拡大断面図である。
【図2】図1におけるアダプタからのアシストエアの噴
出状態とスワールの生成状態とを示す透視斜視図であ
る。
【図3】図1の燃料供給装置と燃焼室との位置関係を示
す透視平面図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る内燃機関の燃料供給
装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 噴射弁本体 2 燃料噴孔 5 アダプタ 6a、6b 噴射燃料通路 8 燃料衝突部 8a 燃料衝突部の上流端 15a、15b アシストエア通路 21a、21b 吸気ポート 101、102 噴射燃料通路 S スワール

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの燃料噴孔を有し、該燃料噴孔から
    の燃料を燃料衝突部によって区画される2つの噴射燃料
    通路を介して2つの吸気ポートに向けて噴出させるアダ
    プタを有する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料供給装
    置において、前記アダプタに、前記2つの噴射燃料通路
    における前記燃料衝突部の上流端部よりも下流側に開口
    し各噴射燃料通路にアシストエアを噴出させるアシスト
    エア通路をそれぞれ設け、該各アシストエア通路のうち
    一方のアシストエア通路の流路断面積を、他方のアシス
    トエア通路の流路断面積よりも大とし、該流路断面積に
    基づく前記アシストエア通路から前記各噴射燃料通路に
    噴出されるアシストエアの流量の違いにより前記2つの
    吸気ポートのうち一方の吸気ポートから燃焼室に供給さ
    れる吸気の流量と他方の吸気ポートから燃焼室に供給さ
    れる吸気の流量とを相違させたことを特徴とする内燃機
    関の燃料供給装置。
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