JP2848157B2 - 内燃機関用燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インジェクタを用いて
内燃機関の吸気通路に燃料を供給する内燃機関用燃料供
給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インジェクタを用いて内燃機関の吸気通
路に燃料を供給する燃料供給装置は、図２に示すように
構成されている。同図において１は内部に断面円形の吸
気通路２を有するスロットルボディで、スロットルボデ
ィ内にはバタフライバルブ３が設けられている。尚添付
した各図面においては、スロットルボディを断面してい
るが、該スロットルボディの断面を示すハッチングは省
略されている。

【０００３】バタフライバルブ３は、吸気通路の断面形
状と同じ断面形状を有する円板状の板からなっていて、
中心軸線を吸気通路２の径方向に一致させたバルブ軸４
により支持されて、その板面が吸気通路の中心軸線と直
交する全閉位置と、その板面が吸気通路の中心軸線と平
行な状態になる全開位置との間を回動し得るようになっ
ている。このバタフライバルブ３は、図示しない操作機
構により、アイドリング時に必要な燃料を供給する最小
開度位置と、許容される最大開度位置との間を回動する
ように操作される。図３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれバ
タフライバルブ３が全閉位置にある状態及び所定角度だ
け開いた状態を示している。図３（Ｂ）において、ハッ
チングを付して示した部分はバルブとスロットルボディ
の内面との間に形成されたバルブ開口部Ｖを示してい
る。バタフライバルブ３が全閉位置と全開位置との間の
位置にある状態では、図３（Ｂ）に示すようにバルブ開
口部Ｖが三日月形を呈し、バタフライバルブが全開位置
に達したときに該バルブ開口部Ｖが半月形を呈すること
になる。

【０００４】図２において、スロットルボディ１の左端
はエアフィルタを通して空気取り入れ口に接続され、ス
ロットルボディ１の右端は内燃機関の吸気ポートに接続
されている。

【０００５】スロットルボディ１の周壁部を、吸気通路
２の軸線方向に対して傾斜した方向に貫通させてインジ
ェクタ取付け孔５が設けられ、この取付け孔５にインジ
ェクタ６´が取り付けられている。インジェクタ６´
は、電磁石により駆動される燃料噴射弁を有して、噴射
弁が開いた際にその先端に設けられた噴射孔から燃料を
噴射するもので、このインジェクタには図示しない燃料
ポンプから所定の圧力で燃料が供給されている。インジ
ェクタ６´の燃料噴射弁の駆動コイルには、内燃機関の
燃料噴射時期に所定の時間幅の駆動電圧が与えられる。
この駆動電圧が与えられている間、駆動コイルに電流が
流れて燃料噴射弁が開状態にされ、該燃料噴射弁が開状
態にある期間、吸気通路２内に燃料Ｆが噴射される。内
燃機関に与えられる燃料の量は、インジェクタの駆動コ
イルに電流を流す時間と、インジェクタに与えられる燃
料の圧力（燃圧）とにより決まる。

【０００６】インジェクタ６´は、一般にはその先端に
１つの噴射口を備えていて、一方向に燃料の噴射を行
う。従来の燃料供給装置では、図２に示したように、バ
タフライバルブ３のバルブ軸４の中心軸線と吸気通路２
の中心軸線とを含む平面Ｐ1 （図２Ｂ参照）上にインジ
ェクタ６´の中心軸線を位置させた状態で、かつインジ
ェクタ６´を吸気通路の下流側に斜めに向けた状態で取
り付けられている。この場合燃料Ｆは、図２に斜線を施
して示したように、平面Ｐ1 に沿って、吸気通路の中央
部を通して末広がり状に噴射されて、スロットルボディ
の内面に吹き付けられる。スロットルボディ内の吸気通
路に噴射された燃料Ｆはバタフライバルブ３とスロット
ルボディの内面との間に形成されたバルブ開口部Ｖを通
して供給される空気と混合されて混合気となり、内燃機
関の吸気ポートに供給される。

【０００７】内燃機関の燃料供給装置には、機関の各シ
リンダ毎にスロットルボディを設けて、各スロットルボ
ディにバタフライバルブとインジェクタとを取り付ける
マルチポイント式のものと、複数のシリンダに対して１
つのスロットルボディを設けて、該スロットルボディに
バタフライバルブとインジェクタとを取り付けるシング
ルポイント式のものとがあるが、いずれの場合もバタフ
ライバルブとインジェクタとの位置関係は同様である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、スロッ
トルバルブとしてバタフライバルブ３を用いた場合に
は、バタフライバルブ３とスロットルボディ１の内面と
の間に形成されるバルブ開口部Ｖが三日月形を呈してい
るため、バルブ開口部Ｖを通過した空気は、スロットル
ボディの内面に沿う領域では高い流速で流れるが、スロ
ットルボディの内面から離れた領域では流速が低下す
る。またバルブ開口部Ｖが三日月形を呈しているため、
スロットルボディ内での空気の流量の分布はスロットル
ボディ１の周方向に沿って不均一になる。即ち、開口断
面積が大きいバルブ開口部Ｖの中央部付近では空気の流
量が多くなるが、開口断面積が小さいバルブ開口部Ｖの
両端付近では空気の流量が少なくなる。そのため、スロ
ットルボディ１内の吸気通路内に生じる気流は乱流とな
り、該気流は複雑な形態となる。図４はスロットルボデ
ィ１内で生じる気流の一例を示したもので、スロットル
ボディ１の内周面に沿う領域では内燃機関側に向かって
流れる順方向の気流が生じるが、スロットルボディ１の
中心軸線寄りの領域では、内燃機関側からバタフライバ
ルブ側に流れる逆方向の気流が生じる。またスロットル
ボディの内面寄りの領域と中心軸線寄りの領域との間の
領域では、順方向の気流と逆方向の気流とが混在するこ
とになる。

【０００９】図２に示したような燃料供給装置において
は、インジェクタ６´から吸気通路２内に噴射された燃
料Ｆの一部がスロットルボディ１の内面に吹き付けられ
て液膜を形成する。この液膜を形成した燃料は一定時間
の遅れを伴って気化して内燃機関側に供給される。この
遅れの度合いは吸入空気の気流の速さや、液膜の厚さ、
或いはスロットルボディの内部構造等により異なるが、
いずれにしてもこの燃料の輸送過程で生じる遅れが内燃
機関のレスポンスを悪化させる原因になる。従って内燃
機関のレスポンスを向上させるためには、スロットルボ
ディ１の内面に液膜を形成した燃料の気化をできるだけ
速やかに行わせるための工夫が必要である。

【００１０】ところが、図２に示した従来の燃料供給装
置では、バルブ開口部Ｖの断面積が最も小さい部分の延
長上でスロットルボディの内面に燃料が液膜を形成する
ため、該液膜に多量の空気を接触させることができなか
った。そのため液膜を形成する燃料を迅速に気化させる
ことができず、液膜を形成する燃料の気化の遅れが大き
くなるのを避けられなかった。

【００１１】また従来の燃料供給装置では、インジェク
タ６´から吸気通路の中心軸線寄りの領域に燃料を噴射
していたため、噴射した燃料を順方向の気流に旨く乗せ
て機関側に輸送することが難しく、このことも機関のレ
スポンスを悪化させる一因になった。

【００１２】本発明の目的は、燃料の気化を迅速に行わ
せ、混合気の輸送を円滑に行わせて機関のレスポンスを
向上させることができるようにした内燃機関用燃料供給
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、断面円形の吸
気通路を内部に有するスロットルホディと、スロットル
ボディ内で中心軸線が該スロットルボディの径方向に一
致したバルブ軸の回りを回動するように設けられて上記
吸気通路を開閉する円板状のバタフライバルブと、スロ
ットルボディに取り付けられてバタフライバルブよりも
下流側の吸気通路に燃料を噴射するインジェクタとを備
えた内燃機関用燃料供給装置に係わるものである。

【００１４】本発明においては、上記インジェクタとし
て、２方向に燃料を噴射するインジェクタを用いる。こ
のインジェクタは、スロットルバルブのバルブ軸の中心
軸線と吸気通路の中心軸線とを含む第１の平面に対して
ほぼ等しい角度θ1 をなし、吸気通路の中心軸線を含み
バルブ軸の中心軸線と直交する第２の平面に対してほぼ
等しい角度θ2 をなすように傾斜した、対称な２方向に
燃料を噴射するように設け、第２の平面とスロットルボ
ディの内面とが交わる位置付近でインジェクタから２方
向に噴射した燃料をスロットルボディの内面に吹き付け
るように、上記角度θ1 及びθ2 を設定する。

【００１５】

【作用】上記のように、スロットルバルブのバルブ軸の
中心軸線と吸気通路の中心軸線とを含む第１の平面に対
して対称な２方向に燃料を噴射するインジェクタを用
い、吸気通路の中心軸線を含みバルブ軸の中心軸線と直
交する第２の平面とスロットルボディの内面とが交わる
位置付近で燃料をスロットルボディの内面に吹き付ける
ように燃料の噴射方向を設定すると、スロットルボディ
内で機関側に向かう順方向の気流が生じている領域に多
くの燃料を噴射できるため、大量の混合空気を順方向の
気流に乗せて円滑に機関側に供給することができる。

【００１６】またスロットルボディの内面の燃料が吹き
付けられる領域は、バタフライバルブのバルブ開口部の
断面積が最も大きい部分の延長上にあるため、スロット
ルボディの内面に形成された燃料の液膜に多量の空気を
接触させてその気化を促進させることができる。

【００１７】このように、本発明によれば、スロットル
ボディ内で液膜を形成する燃料の気化を促進させ、多量
の混合気を機関側に円滑に輸送することができるため、
機関のレスポンスを良好にすることができる。

【００１８】

【実施例】図１（Ａ）ないし（Ｃ）は本発明の実施例を
示したので、図１（Ａ）はスロットルボディを断面して
本発明の実施例の要部の構成を示した概略断面図、図１
（Ｂ）はスロットルボディを図１（Ａ）の断面方向に対
して直角な方向に断面して同実施例の要部の構成を示し
た概略断面図、図１（Ｃ）は同実施例において燃料がス
ロットルボディの内面に吹き付けられることにより形成
された液膜のパターンｆを概略的に示した断面図であ
る。

【００１９】これらの図において１は円筒状に形成され
たスロットルボディ、２はスロットルボディ１の内側に
形成された吸気通路、３はスロットルボディ１の内側に
配置されてバルブ軸４により支持されたバタフライバル
ブであり、これらは図２に示した従来のものと同様であ
る。スロットルバルブのバルブ軸４の中心軸線と吸気通
路２の中心軸線とを含む第１の平面Ｐ1 に沿ってスロッ
トルボディ１の周壁部を斜めに貫通させて、取付け孔５
が設けられている。

【００２０】本発明においては、２方向に燃料を噴射す
るインジェクタ６が用いられ、該インジェクタ６が取付
け孔５に取り付けられている。図示の例で用いているイ
ンジェクタ６は、先端に２つの噴射口を有していて、駆
動コイルに駆動電流が与えられて燃料噴射弁が開いてい
るときにその中心軸線に対して対称に傾斜した２方向に
同時に燃料Ｆ，Ｆを噴射する。

【００２１】本発明においては、上記第１の平面Ｐ1 に
対してほぼ等しい角度θ1 をなし、吸気通路２の中心軸
線を含みバルブ軸４の中心軸線と直交する第２の平面Ｐ
2 に対してほぼ等しい角度θ2 をなすように傾斜した対
称な２方向に燃料Ｆ，Ｆを噴射するように、インジェク
タ６が取り付けられ、第２の平面Ｐ2 とスロットルボデ
ィ１の内面とが交わる位置付近でインジェクタから２方
向に噴射した燃料をスロットルボディ１の内面に吹き付
けるように、角度θ1 及びθ2 （インジェクタの指向方
向）を設定してある。

【００２２】上記のように構成すると、機関側に向かう
順方向の気流が多く生じている領域に、多量の燃料を噴
射することができ、逆方向の気流が生じている領域に噴
射される燃料の量を少なくすることができるため、多量
の混合気を順方向の気流に乗せて機関側に円滑に輸送す
ることができる。またスロットルボディの内面には、図
１（Ｃ）に示したようなパターンｆで燃料が吹き付けら
れて液膜が形成されるが、この液膜が形成される領域
（第２の平面Ｐ2 とスロットルボディ１の内面とが交差
する位置付近）は、バルブ開口部の断面積が最も大きな
部分の延長上にあるため、液膜に多量の空気を接触させ
ることができる。従って、液膜を形成した燃料の気化を
促進することができ、気化の遅れを少なくして機関のレ
スポンスを向上させることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スロッ
トルバルブのバルブ軸の中心軸線と吸気通路の中心軸線
とを含む第１の平面に対して対称な２方向に燃料を噴射
するインジェクタを用い、吸気通路の中心軸線を含みバ
ルブ軸の中心軸線と直交する第２の平面とスロットルボ
ディの内面とが交わる位置付近で燃料をスロットルボデ
ィの内面に吹き付けるように燃料の噴射方向を設定した
ので、スロットルボディ内で機関側に向かう順方向の気
流が生じている領域に多くの燃料を噴射して、大量の混
合空気を順方向の気流に乗せて円滑に機関側に供給する
ことができる。

【００２４】また本発明によれば、、バタフライバルブ
のバルブ開口部の断面積が最も大きい部分の延長上に燃
料を吹き付けるため、スロットルボディの内面に形成さ
れた燃料の液膜に多量の空気を接触させてその気化を促
進させることができる。

【００２５】従って本発明によれば、スロットルボディ
内で液膜を形成する燃料の気化を促進させ、多量の混合
気を機関側に円滑に輸送することができるため、機関の
レスポンスを良好にすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）ないし（Ｃ）は本発明の実施例を示した
ので、（Ａ）はスロットルボディを断面して本発明の実
施例の要部の構成を示した概略断面図、（Ｂ）はスロッ
トルボディを（Ａ）の断面方向に対して直角な方向に断
面して同実施例の要部の構成を示した概略断面図、
（Ｃ）は同実施例において燃料がスロットルボディの内
面に吹き付けられることにより形成される液膜のパター
ンを概略的に示した断面図である。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれスロットルボディ
内でバタフライバルブが全閉位置にある状態及び所定の
角度開いた位置にある状態を示した断面図である。

【図３】（Ａ）は従来の燃料供給装置の構成を示す断面
図である。（Ｂ）は（Ａ）を上から見た状態を示した断
面図である。

【図４】スロットルボディ内の気流の分布の一例を概略
的に示した説明図である。

【符号の説明】

１ スロットルボディ ２ 吸気通路 ３ バタフライバルブ ４ バルブ軸 ６ インジェクタ Ｐ1 第１の平面 Ｐ2 第２の平面 Ｆ 噴射された燃料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−23561（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−27970（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−73077（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−87271（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−6570（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 69/04 F02M 69/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面円形の吸気通路を内部に有するスロ
   ットルボディと、前記スロットルボディ内で中心軸線が
   該スロットルボディの径方向に一致したバルブ軸の回り
   を回動するように設けられて前記吸気通路を開閉する円
   板状のバタフライバルブと、前記スロットルボディに取
   り付けられて前記バタフライバルブよりも下流側の吸気
   通路に燃料を噴射するインジェクタとを備えた内燃機関
   用燃料供給装置において、 前記インジェクタは、前記バルブ軸の中心軸線と前記吸
   気通路の中心軸線とを含む第１の平面に対してほぼ等し
   い角度θ1 をなし、前記吸気通路の中心軸線を含みバル
   ブ軸の中心軸線と直交する第２の平面に対してほぼ等し
   い角度θ2 をなすように傾斜した、対称な２方向に燃料
   を噴射するように設けられたインジェクタからなり、 前記第２の平面とスロットルボディの内面とが交わる位
   置付近で前記インジェクタから２方向に噴射した燃料を
   スロットルボディの内面に吹き付けるように、前記角度
   θ1 及びθ2 を設定したことを特徴とする内燃機関用燃
   料供給装置。