JP2780528B2 - エアアシスト型燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は所謂ロングノズルを用
いたエアアシスト型の燃料噴射装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】エアアシスト型内燃機関において燃料噴
射弁の噴口付近にアシストエアの供給口を有し、噴口か
らの燃料を供給口からの空気とを吸気ポート内に延びた
ロングノズルを介して導入するものが提案されている
（特願平３−１４１号参照）。燃料噴射弁による燃料噴
射の開始に先だってアシストエアの供給口から高速空気
がエアアシスト通路に導入され、かくして形成された高
速空気流中に燃料噴射弁からの燃料が噴射され、空気と
燃料とが空気燃料通路で混合された後吸気ポートに向け
て噴射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】燃料噴射弁と空気制御
弁とを並列配置した構成では、取り付け構造の単純のた
め、燃料噴射弁の空気制御弁と共通の取り付け本体によ
りエンジン本体に取り付けられる。燃料噴射弁からロン
グノズルが延設され、空気制御弁はロングノズルの手前
の部分で止まっている。取り付け本体をエンジン本体に
取り付ける場合、シールのため通常の構成では燃料噴射
弁からロングノズルへの取り付け本体の部分の周囲に環
状のシール部材を配置し、エンジン本体とのシールを図
ることになろうが、この構造では空気供給制御弁の部分
において取り付け本体がエンジン本体に対して浮いてし
まう構造となり、安定な支持をなし得ないおそれがあ
る。

【０００４】この発明は燃料噴射弁と空気制御弁とを共
通の取り付け本体に並設した構成において安定な支持状
態を得るようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、燃料
噴射弁の噴口の下流の位置に空気制御弁からのアシスト
エアの供給口を設け、燃料噴射弁の噴口からの燃料を供
給口からの空気流によって燃料噴射弁から延設されるロ
ングノズルを介して機関に導入するエアアシスト型燃料
噴射装置において、燃料噴射弁と空気制御弁とは並列し
て設けられて、共通の取り付け本体を介してエンジン本
体側に設け、取り付け本体とエンジン本体側との間にイ
ンシュレータが配置され、インシュレータは燃料噴射弁
からロングノズルへの部分が装着される取り付け本体の
筒状部分を通過する開口部と、該開口を形成する部分か
ら水平に延びる鍔部分とを有し、該鍔部分は前記筒状部
分から空気制御弁側における取り付け本体の下面をエン
ジン本体側に対して支持することを特徴とするエアアシ
スト型燃料噴射装置が提供される。

【０００６】

【作用】インシュレータの開口部は取り付け本体の筒状
部分とエンジン本体側とのシールを行い、該開口部から
延びる鍔部分は空気制御弁側の平坦底面とエンジン本体
側との間の支持を行う。

【０００７】

【実施例】図１及び図２において、１０はシリンダヘッ
ド、１１はシリンダブロック、１２は吸気マニホルド、
１４はシリンダボア、１５はピストン、１６は吸気弁、
１８は排気弁である。この実施例ではエンジンは吸気弁
１６と排気弁１８とはそれぞれ２個づつ設けられた所謂
４バルブ型である。シリンダヘッド１０は各吸気弁１６
への吸気ポート２０、各排気弁１８からの排気ポート２
２を形成している。吸気ポート２０は吸気マニホルド１
２に接続される。２３はディストリビュータである。

【０００８】２４はエアクリーナであリ、エアクリーナ
２４からの空気はエアーフローメータ２６にて計量さ
れ、スロットル弁２８を介して吸気管（矢印にて略示し
ている）３０を経て吸気マニホルド１２に導入される。
３１はスロットル弁２８を迂回するバイパス通路３２に
設けられるアイドルスピード制御弁（ＩＳＣ弁）であ
り、周知のようにアイドル運転時に所定エンジン回転数
を得るものである。

【０００９】燃料噴射弁３４と空気制御弁３６は共通の
取り付け本体３８によって後述のインシュレータ３９を
介して吸気マニホルド１２の取り付け部１２ａに取り付
けられている。図３において燃料噴射弁３４はノズル本
体４０と、その先端のアダプタ４２とを具備し、ハウジ
ング４４のかしめ部４４ａによって、ノズル本体４０と
アダプタ４２とは縦に連結されている。ノズル本体４０
にニードル４６が配置され、スプリング４８はノズル本
体４０の先端の燃料噴口５０を閉鎖するべくニードル４
６を付勢している。磁性体にて作られたコア５１はニー
ドル４６に連結され、ソレノイド５２がコア５１の軸線
の回りに配置され、ソレノイド５２を選択的に通電する
ことによって燃料噴射を制御することができる。ハウジ
ング４４の上端に燃料受け口５４が固定され、デリバリ
パイプ９０（図１，４）からの燃料が燃料噴射弁３４に
供給される。５６はフィルタである。

【００１０】空気制御弁３６は下端に空気ノズル５８を
具備し、上端に空気受け口６０を備える。空気受け口６
０はデリバリパイプ９０に接続され、空気ポンプ１００
からの空気が導入される。その他の詳細構成は図示しな
いが、空気ノズルからの空気噴射を制御するためのソレ
ノイドを具備している。燃料噴射弁３４のアダプタ４２
は取り付け本体３８に形成される孔６２に挿入取り付け
され、空気制御弁３６の空気ノズル５８は取り付け本体
３８の孔６４に接続される。ロングノズル６８は燃料噴
射弁３４と直列に、取り付け本体３８内に挿入配置され
る。燃料噴射弁３４の先端のアダプタ４２とロングノズ
ル６８との間に断熱用のシール７０が配置される。アダ
プタ４２の中心に噴射燃料通路７２が形成され、噴射燃
料通路７２の上端は燃料噴射弁３４の燃料噴口５０に開
口している。噴射燃料通路の下端はロングノズル６８に
形成される空気燃料孔７４の上端に開口している。アダ
プタ４２はその外周に円周方向に延びる横断面形状がＶ
型の溝７６を形成し、この溝７６は孔６２の内周とで環
状アシストエア室７８を形成し、このアシストエア室７
８は取り付け本体３８内に形成される斜め通路８０を介
して空気ノズル５８に接続される。アシストエア室７８
はアダプタ４２に形成されるアシストエア供給通路とし
ての傾斜孔８１を介して噴射燃料通路７２に開口し、エ
アアシストが行われる。ロングノズル６８の外周にＰＴ
Ｃヒータ８２が配置され、空気燃料孔７４を通過する空
気−燃料混合物の加熱を行う。ヒータ８２は電極８４を
介して、電源に接続される。図２及び図３に示すように
ロングノズル６８は吸気ポート２０に向って延説され、
ロングノズル６８の先端は二つの吸気ポート２０を分離
する隔壁８８の付近に位置し、それぞれの吸気ポート２
０に向かう二股の出口68-1を形成している。

【００１１】図１，４において、９０は空気と燃料との
共用のデリバリパイプであり、燃料デリバリ通路９２
と、空気デリバリ通路９４とを有し、燃料デリバリ通路
９２は各気筒の燃料噴射弁３４の燃料受け口５４が挿入
される孔９６に接続され、空気デリバリ通路９４は各気
筒の空気制御弁３６の空気受け口６０が挿入される孔９
８に接続される。燃料デリバリ通路９２は一端が閉鎖さ
れ、他端は図示しない燃料噴射ポンプを介して図示しな
い燃料タンクに接続され、燃料タンクからの燃料は燃料
噴射ポンプによって燃料デリバリ通路９２を介して各気
筒の燃料噴射弁３４に供給される。空気デリバリ通路９
４は一端が閉鎖され、他端はエアポンプ１００を介して
エアーフローメータ２６の下流でスロットル弁２８の上
流の吸気管に接続される。エアポンプ１００は例えば内
燃機関のクランク軸の回転によって駆動される機械駆動
式ポンプであり、吸気管からバイパスされた空気を空気
デリバリ通路９４を介して各気筒の空気制御弁３６に導
入する。

【００１２】圧力制御弁１０２は空気デリバリ通路９４
に導入される空気の圧力を一定に制御するものであり、
ダイヤフラム１０４と、スプリング１０６と、戻り通路
１０８とを備える。空気ポンプ１００からの吐出空気圧
力が所定値より大きくなると圧力制御弁１０２はスプリ
ング１０６に抗して開弁され、一部の空気は戻り通路１
０８を介して、エアーフローメータ２６の下流の吸気管
に戻される。その結果、圧力が下がると、スプリング１
０６は圧力制御弁１０２を閉弁させ、このような作動の
繰り返しにより空気デリバリ通路９４への空気圧力が一
定に制御される。

【００１３】制御回路１１０は燃料噴射弁３４及び空気
制御弁３６の作動制御を行うものでマイクロコンピュー
タシステムとして構成される。制御回路１１０はその他
のエンジン制御も行い、例えば、ＩＳＣ弁３１の作動制
御を行うようにすることができる。制御回路１１０には
各種のセンサに接続され、各種のエンジン状態信号が入
力される。エアーフローメータ２６からは空気ポンプ１
００からエアアシスト用に取り出される空気も含めて機
関に導入される空気の全量Ｑが検知される。ディストリ
ビュータ２３にクランク角度センサ１１４，１１６が設
けられ、第１のクランク角度センサ１１４は、基準信号
となるクランク軸の７２０゜（即ち、エンジン１サイク
ル）毎のパルス信号を発生し、第２のクランク角度セン
サ１１６はクランク軸の３０゜毎にパルス信号を発生
し、燃料噴射の開始タイミングとなると共に、そのパル
ス間の間隔による周知のようにエンジン回転数を知るの
に使用される。水温センサ１２０はエンジンの冷却水ジ
ャケット内の冷却水の温度TWを知るのに使用され、吸入
空気温度センサ１２２は吸入空気の温度Taを知るのに使
用される。制御回路１１０はこれらのセンサよりプログ
ラムに従って、燃料噴射弁３４及び空気制御弁３６の作
動信号を形成する。また、ＩＳＣ弁３１などの他のエン
ジン制御装置の作動の制御を行う。制御回路１１０はイ
グニッションキースイッチ１３０を介してバッテリ１３
２より給電される。

【００１４】空気制御弁３６は燃料噴射弁３４に先だっ
て開弁され、吸気管より分岐された空気は空気ポンプ１
００より空気デリバリ通路９４を経て、空気制御弁３６
の空気ノズル５８より傾斜通路８０を介してアシストエ
ア室７８に導入され、エアアシスト室７８より傾斜孔８
１を経て噴射燃料通路７２に導入され、ロングノズル６
８の空気燃料孔７４より吸気ポート２０に向け噴出され
る。このようにしてアシストエアの流れが形成された時
点で燃料噴射弁３４の開弁が行われ、ニードル４６がリ
フトすることで噴口５０から燃料が噴射燃料通路７２に
噴射され、噴射された燃料は噴射燃料通路７２に既に形
成されているアシストエアの流れにのってロングノズル
６８内の空気燃料孔７４を介してよく微粒化された状態
で吸気ポート２０に噴出される。計算された量の燃料が
噴射されるた後も空気燃料通路に残留する燃料の掃気の
ため、しばらくはアシストエアの導入は継続される。燃
料噴射はエンジンの吸気行程に行われ、吸気ポート壁面
への燃料の付着がなく、かつよく微粒化されているため
シリンダボア内に形成されるたてスワールにより吸気行
程の噴射でも良好な混合状態を得ることができる。

【００１５】エンジンの低温時には制御回路１１０より
ヒータ８２を通電すべき信号が出力され、空気と燃料と
の混合性を向上し、低温時の燃焼性を維持することがで
きる。図５は吸気マニホルドの取り付け部１２ａに対す
るインシュレータ３９を介しての取り付け本体３８の取
り付け状態を示している。取り付け本体３８はインシュ
レータ３９は燃料噴射弁３４からロングノズル６８への
部分を受ける筒状部２００を有し、インシュレータ３９
は取り付け本体の筒状部分２００を嵌合せしめる開口部
２０２と、この開口部２０２から延びた平板状の鍔部２
０４とを具備する。一方、エンジン本体側の吸気マニホ
ルド１２の取り付け部１２ａはインシュレータ３９を受
ける凹部２１０を形成している。鍔部２０４は、筒状部
２００から空気制御弁３６側の取り付け本体の平坦下面
２３０と凹部２１０の底面２３２との間に配置され、取
り付け本体３８をその下面の全体にわたって安定に支持
するのに寄与している。また、取り付け本体３８の筒状
部２００の周囲、およびインシュレータ３９の外周に沿
って上下に環状のリップ２１２，２１４があり、シール
性能を向上することができる。

【００１６】図８の通常の構造であり、取り付け本体の
筒状部２００の周囲にのみ環状シール３００を設けてい
るが、この構造では矢印Ｆのような傾斜が発生し、エン
ジンの作動による振動が発生し易くなるおそれがある。
また傾斜により噴射方向が本来の方向からずれるおそれ
があるが、この発明はこの欠点を解決するものである。

【００１７】

【発明の効果】燃料噴射弁と空気制御弁とは並列して設
けられて、共通の取り付け本体を介してエンジン本体に
設け、取り付け本体とエンジン本体との間にインシュレ
ータが配置され、インシュレータは燃料噴射弁からロン
グノズルへの部分に相当する取り付け本体の部分を通過
する開口部と、該開口を形成する部分から延びる鍔部分
とを有したことにより、燃料噴射弁と空気制御弁との並
列構造に関わらず、確実なシールと安定な支持状態とを
確保することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例の内燃機関の全体概略図である。

【図２】図２は図１の内燃機関の燃焼室部分の縦断面図
である。

【図３】図３は燃料噴射弁及び空気制御弁を断面図であ
る。

【図４】図４は燃料及び空気デリバリパイプの断面図で
ある。

【図５】図５は取り付け本体とエンジン本体（吸気マニ
ホルド）との接続部におけるインシュレータの配置状態
を示す図。

【図６】図６はインシュレータの単品上面図である。

【図７】図７はインシュレータの断面図である。

【図８】図８は図５と類似するが従来技術の構成を示す
図である。

【符号の説明】 １０…シリンダヘッド １２…吸気マニホルド １６…吸気弁 １８…排気弁 ２０…吸気ポート ２６…エアフローメータ ２８…スロットル弁 ３１…ISC 弁 ３４…燃料噴射弁 ３６…空気制御弁 ３８…取付本体 ４０…ノズル本体 ４２…アダプタ ５０…燃料噴口 ５２…ソレノイド ６８…ロングノズル ７０…インシュレータ ７２…噴射燃料通路 ７４…空気燃料孔 ７８…エアアシスト室 ８１…アシストエア供給口 ８２…ヒータ ９０…デリバリパイプ １００…エアポンプ １０２…圧力制御弁 １１０…制御回路 １２０…水温センサ ２０２…インシュレータ開口部 ２０４…インシュレータ鍔部 ２１２，２１４…リップ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−234566（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−176754（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−103169（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−179175（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−166269（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−38167（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−187363（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−172053（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 69/04 F02M 69/08 F02M 51/08 F02M 61/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁の噴口の下流の位置に空気制
   御弁からのアシストエアの供給口を設け、燃料噴射弁の
   噴口からの燃料を供給口からの空気流によって燃料噴射
   弁から延設されるロングノズルを介して機関に導入する
   エアアシスト型燃料噴射装置において、燃料噴射弁と空
   気制御弁とは並列して設けられて、共通の取り付け本体
   を介してエンジン本体側に設け、取り付け本体とエンジ
   ン本体側との間にインシュレータが配置され、インシュ
   レータは燃料噴射弁からロングノズルへの部分が装着さ
   れる取り付け本体の筒状部分を通過する開口部と、該開
   口を形成する部分から水平に延びる鍔部分とを有し、該
   鍔部分は前記筒状部分から空気制御弁側における取り付
   け本体の下面をエンジン本体側に対して支持することを
   特徴とするエアアシスト型燃料噴射装置。