JP2732715B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射装置Info
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- JP2732715B2 JP2732715B2 JP2104191A JP2104191A JP2732715B2 JP 2732715 B2 JP2732715 B2 JP 2732715B2 JP 2104191 A JP2104191 A JP 2104191A JP 2104191 A JP2104191 A JP 2104191A JP 2732715 B2 JP2732715 B2 JP 2732715B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に関するもので、特に燃料を圧縮空気を用いて機関の
気筒内又は吸気通路内へ噴射するようにした燃料噴射装
置に関する。
置に関するもので、特に燃料を圧縮空気を用いて機関の
気筒内又は吸気通路内へ噴射するようにした燃料噴射装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮空気を用いて燃料を噴射させるため
に、電磁的に駆動されるニードルによって開閉制御され
るノズル口を具備し、ノズル口からニードルに沿って延
びる圧縮空気通路をニードルの周囲に形成してこの圧縮
空気通路を圧縮空気源に連結し、また、ノズル口近傍の
ニードル上に圧縮空気通路の内壁面により摺動案内され
るニードルガイドを一体的に形成し、さらに、圧縮空気
通路内にノズル室を設けてノズル室の奥部に燃料噴射弁
の噴口を配置し、噴口からニードルに向けて燃料を噴射
した後にニードルを開弁させることにより、噴射燃料を
圧縮空気と共にノズル口から噴射させるようにした燃料
噴射弁、いわゆるエアブラスト弁が公知である。（特表
昭60−501963号公報参照）。このエアブラスト弁によれ
ば低圧の圧縮空気を用いて噴射燃料の良好な微粒化を確
保することができる。
に、電磁的に駆動されるニードルによって開閉制御され
るノズル口を具備し、ノズル口からニードルに沿って延
びる圧縮空気通路をニードルの周囲に形成してこの圧縮
空気通路を圧縮空気源に連結し、また、ノズル口近傍の
ニードル上に圧縮空気通路の内壁面により摺動案内され
るニードルガイドを一体的に形成し、さらに、圧縮空気
通路内にノズル室を設けてノズル室の奥部に燃料噴射弁
の噴口を配置し、噴口からニードルに向けて燃料を噴射
した後にニードルを開弁させることにより、噴射燃料を
圧縮空気と共にノズル口から噴射させるようにした燃料
噴射弁、いわゆるエアブラスト弁が公知である。（特表
昭60−501963号公報参照）。このエアブラスト弁によれ
ば低圧の圧縮空気を用いて噴射燃料の良好な微粒化を確
保することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このエアブラスト弁
は、燃料噴射弁からの計量燃料が多い場合、ノズル口が
開口する前に燃料がノズル口に到達し、ノズル口が燃料
で満たされるため、噴射の初期に燃料と空気が混らない
まま燃料が粗い粒子として噴射されるという問題があっ
た。本発明は、この問題点に鑑み計量燃料が多い場合で
も良好な微粒化を確保することを目的とする。
は、燃料噴射弁からの計量燃料が多い場合、ノズル口が
開口する前に燃料がノズル口に到達し、ノズル口が燃料
で満たされるため、噴射の初期に燃料と空気が混らない
まま燃料が粗い粒子として噴射されるという問題があっ
た。本発明は、この問題点に鑑み計量燃料が多い場合で
も良好な微粒化を確保することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するために、ボディ内に形成された圧縮空気通路の末
端に開口するノズル口と、前記ノズル口を開閉制御する
ために先端に弁部を有し前記ボディ内において摺動変位
可能に支持されたニードルと、前記ノズル口の近傍で前
記ニードルの周囲に同軸状に形成され前記圧縮空気通路
の一部をなすチャンバと、前記チャンバ内の圧縮空気中
に燃料を噴射して空気と燃料を混合させるために前記ボ
ディの一部に取付けられた燃料噴射弁とを具備し、前記
ノズル口が前記ニードルの前記弁部によって開口したと
きに、前記ノズル口から圧縮空気と混合した燃料が噴出
するように構成されていると共に、前記燃料噴射弁の燃
料噴射方向が前記チャンバに対して接線方向となるよう
に設定されており、それによって前記チャンバ内に壁面
に沿う渦流状の燃料噴霧と、中心の前記ニードルの周囲
に実質的に液状の燃料を含まない圧縮空気等の気相部分
が生じるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料噴
射装置を提供する。
決するために、ボディ内に形成された圧縮空気通路の末
端に開口するノズル口と、前記ノズル口を開閉制御する
ために先端に弁部を有し前記ボディ内において摺動変位
可能に支持されたニードルと、前記ノズル口の近傍で前
記ニードルの周囲に同軸状に形成され前記圧縮空気通路
の一部をなすチャンバと、前記チャンバ内の圧縮空気中
に燃料を噴射して空気と燃料を混合させるために前記ボ
ディの一部に取付けられた燃料噴射弁とを具備し、前記
ノズル口が前記ニードルの前記弁部によって開口したと
きに、前記ノズル口から圧縮空気と混合した燃料が噴出
するように構成されていると共に、前記燃料噴射弁の燃
料噴射方向が前記チャンバに対して接線方向となるよう
に設定されており、それによって前記チャンバ内に壁面
に沿う渦流状の燃料噴霧と、中心の前記ニードルの周囲
に実質的に液状の燃料を含まない圧縮空気等の気相部分
が生じるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料噴
射装置を提供する。
【０００５】
【作用】本発明の燃料噴射装置は前記のような構成を有
するから、燃料噴射弁からチャンバ内へ接線方向に噴射
された燃料は、チャンバの壁面に沿う渦流状の噴霧とな
り、チャンバ内で旋回する間に圧縮空気と混合し、燃料
の液粒が微細化して一部は気化する。
するから、燃料噴射弁からチャンバ内へ接線方向に噴射
された燃料は、チャンバの壁面に沿う渦流状の噴霧とな
り、チャンバ内で旋回する間に圧縮空気と混合し、燃料
の液粒が微細化して一部は気化する。
【０００６】燃料噴霧は気化するまでは粒状の液体であ
って、一部気化した燃料を含む圧縮空気にくらべて比重
が大であるから、旋回による遠心力によってチャンバの
壁面沿いに偏って流れ、チャンバの中心のニードルの周
囲には、圧縮空気と一部気化した燃料からなる気相部分
が形成される。そのため、燃料噴射量の多い高負荷運転
でも、ノズル口が開口する前にその上流側が液状の燃料
によって満たされてしまい、ノズル口が開口した時に液
状の燃料だけが先に噴出して後から燃料蒸気を少し含む
圧縮空気が噴出するというような問題は生ずることがな
く、ノズル口が開口する時は常に均一な濃度の、燃料粒
が良く微粒化された混合気となってノズル口から噴射さ
れ、燃焼状態が安定化する。
って、一部気化した燃料を含む圧縮空気にくらべて比重
が大であるから、旋回による遠心力によってチャンバの
壁面沿いに偏って流れ、チャンバの中心のニードルの周
囲には、圧縮空気と一部気化した燃料からなる気相部分
が形成される。そのため、燃料噴射量の多い高負荷運転
でも、ノズル口が開口する前にその上流側が液状の燃料
によって満たされてしまい、ノズル口が開口した時に液
状の燃料だけが先に噴出して後から燃料蒸気を少し含む
圧縮空気が噴出するというような問題は生ずることがな
く、ノズル口が開口する時は常に均一な濃度の、燃料粒
が良く微粒化された混合気となってノズル口から噴射さ
れ、燃焼状態が安定化する。
【０００７】
【実施例】図１として本発明の１実施例であるエアブラ
スト弁20の側面図を示す。エアブラスト弁20のボディ21
内には軸線Ａに沿ってまっすぐに延びるニードル挿入孔
22とニードル挿入孔22よりも大径のチャンバ81が形成さ
れ、このニードル挿入孔22の一端にはノズル口23が形成
されると共に、他端はニードル挿入孔22の軸線Ａと同軸
にボディ21内に形成されたばね室24に連通される。ニー
ドル挿入孔22内にはニードル挿入孔22よりも一部に小径
の部分36と図３の（ｂ）に示すような縦のスペーサ37を
有するニードル25が挿入され、ノズル口23はニードル25
の先端部に形成された弁部26によって開閉制御される。
本実施例のエアブラスト弁20は、ノズル口23が図示しな
い内燃機関の燃焼室内に臨むように配置される。
スト弁20の側面図を示す。エアブラスト弁20のボディ21
内には軸線Ａに沿ってまっすぐに延びるニードル挿入孔
22とニードル挿入孔22よりも大径のチャンバ81が形成さ
れ、このニードル挿入孔22の一端にはノズル口23が形成
されると共に、他端はニードル挿入孔22の軸線Ａと同軸
にボディ21内に形成されたばね室24に連通される。ニー
ドル挿入孔22内にはニードル挿入孔22よりも一部に小径
の部分36と図３の（ｂ）に示すような縦のスペーサ37を
有するニードル25が挿入され、ノズル口23はニードル25
の先端部に形成された弁部26によって開閉制御される。
本実施例のエアブラスト弁20は、ノズル口23が図示しな
い内燃機関の燃焼室内に臨むように配置される。
【０００８】ばね室24が形成されているボディ21の上端
には駆動部ハウジング27が取付けられ、このハウジング
27の下端部内には、ばね室24と対向してステータ28が固
定される。ばね室24上端部近傍に位置するニードル25に
はスプリングリテーナ29が固定され、このスプリングリ
テーナ29とボディ21との間のばね室24内には圧縮ばね30
が挿入される。この圧縮ばね30のばね力によりニードル
25は上方に向かって付勢され、ノズル口23は通常ニード
ル25の弁部26によって閉鎖される。
には駆動部ハウジング27が取付けられ、このハウジング
27の下端部内には、ばね室24と対向してステータ28が固
定される。ばね室24上端部近傍に位置するニードル25に
はスプリングリテーナ29が固定され、このスプリングリ
テーナ29とボディ21との間のばね室24内には圧縮ばね30
が挿入される。この圧縮ばね30のばね力によりニードル
25は上方に向かって付勢され、ノズル口23は通常ニード
ル25の弁部26によって閉鎖される。
【０００９】ニードル25はステータ28内を貫通し、ニー
ドル25の後端部31はステータ28の開口60から上方に突出
する。この後端部31には可動コア32が圧縮ばね33のばね
力により常時当接せしめられている。この可動コア32
は、ハウジング27と一体化されたステータ部材55の中心
の筒状部に軸線Ａ方向に形成された可動コア挿入孔40内
に、軸線Ａ方向に摺動変位可能に配設されている。な
お、59は圧縮ばね33の上端を支持する螺子栓である。圧
縮ばね33による開弁方向の付勢力は圧縮ばね30による閉
弁方向の付勢力の半分程度であり、これらの圧縮ばね3
0，33の付勢力の差によってノズル口23は常時閉弁され
ることとなる。
ドル25の後端部31はステータ28の開口60から上方に突出
する。この後端部31には可動コア32が圧縮ばね33のばね
力により常時当接せしめられている。この可動コア32
は、ハウジング27と一体化されたステータ部材55の中心
の筒状部に軸線Ａ方向に形成された可動コア挿入孔40内
に、軸線Ａ方向に摺動変位可能に配設されている。な
お、59は圧縮ばね33の上端を支持する螺子栓である。圧
縮ばね33による開弁方向の付勢力は圧縮ばね30による閉
弁方向の付勢力の半分程度であり、これらの圧縮ばね3
0，33の付勢力の差によってノズル口23は常時閉弁され
ることとなる。
【００１０】ステータ28とハウジング27とによってソレ
ノイド室39が形成され、このソレノイド室39内にはステ
ータ28の周りにソレノイド34が配設される。このソレノ
イド34が付勢されると可動コア32がステータ28に向かっ
て可動コア挿入孔40内を摺動変位し、それと共にニード
ル25が圧縮ばね30のばね力に抗してノズル口23の方向に
摺動変位するのでノズル口23が開弁する。
ノイド室39が形成され、このソレノイド室39内にはステ
ータ28の周りにソレノイド34が配設される。このソレノ
イド34が付勢されると可動コア32がステータ28に向かっ
て可動コア挿入孔40内を摺動変位し、それと共にニード
ル25が圧縮ばね30のばね力に抗してノズル口23の方向に
摺動変位するのでノズル口23が開弁する。
【００１１】ハウジング27の上方には圧縮空気導入路41
がニードル挿入孔22の軸線Ａの延長上に形成される。圧
縮空気導入路41の途中にはストレーナ42が設けられ、圧
縮空気導入路41は図示されていない上流側において、他
の気筒のエアブラスト弁の空気導入路と共通の圧縮空気
通路によって、空気圧縮機等の圧縮空気源43に連通して
いる。下流側において圧縮空気導入路41は、上部のコネ
クタ部材に設けられてＡ軸と傾きをなす通路44を経て、
可動コア32の付近を通らずに、ハウジング27内に形成さ
れたソレノイド室39内に連通する。
がニードル挿入孔22の軸線Ａの延長上に形成される。圧
縮空気導入路41の途中にはストレーナ42が設けられ、圧
縮空気導入路41は図示されていない上流側において、他
の気筒のエアブラスト弁の空気導入路と共通の圧縮空気
通路によって、空気圧縮機等の圧縮空気源43に連通して
いる。下流側において圧縮空気導入路41は、上部のコネ
クタ部材に設けられてＡ軸と傾きをなす通路44を経て、
可動コア32の付近を通らずに、ハウジング27内に形成さ
れたソレノイド室39内に連通する。
【００１２】ステータ28のフランジ部には図３の（ａ）
に示すように全周の１部分に偏って数個の連通孔45が形
成され、この連通孔45はソレノイド室39とばね室24とを
連通する。このため、圧縮空気導入路41は、傾斜空気通
路44、ソレノイド室39および連通孔45を介してばね室24
に連通し、これらの空気通路44、ソレノイド室39、連通
孔45およびばね室24は圧縮空気で満たされる。ばね室24
と燃料噴射弁51のためのノズル室46とは空気通路50を介
して連通される。
に示すように全周の１部分に偏って数個の連通孔45が形
成され、この連通孔45はソレノイド室39とばね室24とを
連通する。このため、圧縮空気導入路41は、傾斜空気通
路44、ソレノイド室39および連通孔45を介してばね室24
に連通し、これらの空気通路44、ソレノイド室39、連通
孔45およびばね室24は圧縮空気で満たされる。ばね室24
と燃料噴射弁51のためのノズル室46とは空気通路50を介
して連通される。
【００１３】図１におけるII−II線による断面形が図２
に示されている。ノズル室46内には燃料噴射弁51の噴口
52が開口するように配置される。燃料噴射弁51及びその
噴口52は軸線Ｂ上に配置されており、噴口52からは図２
に見られるように軸線Ｂに沿って小さな広がり角で燃料
が噴射される。これらの図から明らかなように、燃料噴
射弁51及びその噴口52の軸線Ｂ上には、空気流出通路47
がノズル室44とチャンバ81を連通するように延びている
が、空気流出通路47はチャンバ81の軸線Ａからオフセッ
トされており、チャンバ81に対して接線状に接続してい
る。
に示されている。ノズル室46内には燃料噴射弁51の噴口
52が開口するように配置される。燃料噴射弁51及びその
噴口52は軸線Ｂ上に配置されており、噴口52からは図２
に見られるように軸線Ｂに沿って小さな広がり角で燃料
が噴射される。これらの図から明らかなように、燃料噴
射弁51及びその噴口52の軸線Ｂ上には、空気流出通路47
がノズル室44とチャンバ81を連通するように延びている
が、空気流出通路47はチャンバ81の軸線Ａからオフセッ
トされており、チャンバ81に対して接線状に接続してい
る。
【００１４】次に実施例装置の作動について説明する。
前述のように、ニードル挿入孔22、チャンバ81、圧縮空
気流出通路47、ノズル室46および圧縮空気通路50は、ば
ね室24および圧縮空気導入路41を介して圧縮空気源43に
連通されているから、これらの通路は圧縮空気で満たさ
れる。この圧縮空気中に燃料噴射弁51の噴口52から軸線
Ｂに沿って燃料が噴射される。
前述のように、ニードル挿入孔22、チャンバ81、圧縮空
気流出通路47、ノズル室46および圧縮空気通路50は、ば
ね室24および圧縮空気導入路41を介して圧縮空気源43に
連通されているから、これらの通路は圧縮空気で満たさ
れる。この圧縮空気中に燃料噴射弁51の噴口52から軸線
Ｂに沿って燃料が噴射される。
【００１５】従って、燃料噴射弁51から噴射された噴霧
状の燃料Ｆは細い筋状の流れとなり、圧縮空気流出通路
47を通ってチャンバ81に接線方向から供給され、遠心力
によって図２に示す様にチャンバ81の壁面にそって渦巻
状に流れる。このためチャンバ81の中心のニードルは燃
料によって閉塞されることなく、チャンバ81の中央には
空気通路が常に確保される。
状の燃料Ｆは細い筋状の流れとなり、圧縮空気流出通路
47を通ってチャンバ81に接線方向から供給され、遠心力
によって図２に示す様にチャンバ81の壁面にそって渦巻
状に流れる。このためチャンバ81の中心のニードルは燃
料によって閉塞されることなく、チャンバ81の中央には
空気通路が常に確保される。
【００１６】次いでソレノイド34が付勢されると可動コ
ア32がステータ28に向かって摺動変位し、可動コア32が
ニードル25を圧縮ばね30の付勢力に抗してノズル口23の
方向に移動せしめるのでノズル口23が開弁する。そし
て、微粒化され空気と良く混合した燃料噴霧がノズル口
23から内燃機関の燃焼室54内へ噴出する。
ア32がステータ28に向かって摺動変位し、可動コア32が
ニードル25を圧縮ばね30の付勢力に抗してノズル口23の
方向に移動せしめるのでノズル口23が開弁する。そし
て、微粒化され空気と良く混合した燃料噴霧がノズル口
23から内燃機関の燃焼室54内へ噴出する。
【００１７】
【発明の効果】本発明を実施することにより、燃料噴射
量の多い高負荷状態においても、噴射された混合気の均
一性が高くなって燃料粒の微細化が進むため、内燃機関
における燃焼状態がより良好となり、燃焼効率、出力、
加速性、排気中の有害物質の量、騒音等、どの点におい
ても性能が改善される。
量の多い高負荷状態においても、噴射された混合気の均
一性が高くなって燃料粒の微細化が進むため、内燃機関
における燃焼状態がより良好となり、燃焼効率、出力、
加速性、排気中の有害物質の量、騒音等、どの点におい
ても性能が改善される。
【図１】本発明の実施例の縦断正面図。
【図２】図１のII−II断面図。
【図３】（ａ）は図１のIII −III 断面図、（ｂ）は図
１のIV−IV断面図。
１のIV−IV断面図。
20…エアブラスト弁 23…ノズル口 25…ニードル 43…圧縮空気源 51…燃料噴射弁 81…チャンバ 32…可動コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲櫛▼部 孝寛 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社 内 (56)参考文献 特開 平２−181067（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−40975（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−40976（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ボディ内に形成された圧縮空気通路の末
端に開口するノズル口と、前記ノズル口を開閉制御する
ために先端に弁部を有し前記ボディ内において摺動変位
可能に支持されたニードルと、前記ノズル口の近傍で前
記ニードルの周囲に同軸状に形成され前記圧縮空気通路
の一部をなすチャンバと、前記チャンバ内の圧縮空気中
に燃料を噴射して空気と燃料を混合させるために前記ボ
ディの一部に取付けられた燃料噴射弁とを具備し、前記
ノズル口が前記ニードルの前記弁部によって開口したと
きに、前記ノズル口から圧縮空気と混合した燃料が噴出
するように構成されていると共に、前記燃料噴射弁の燃
料噴射方向が前記チャンバに対して接線方向となるよう
に設定されており、それによって前記チャンバ内に壁面
に沿う渦流状の燃料噴霧と、中心の前記ニードルの周囲
に実質的に液状の燃料を含まない圧縮空気等の気相部分
が生じるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料噴
射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104191A JP2732715B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104191A JP2732715B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259663A JPH04259663A (ja) | 1992-09-16 |
| JP2732715B2 true JP2732715B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=12043860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2104191A Expired - Fee Related JP2732715B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2732715B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP2104191A patent/JP2732715B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04259663A (ja) | 1992-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |