JP5352567B2

JP5352567B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JP5352567B2
Application number: JP2010251330A
Authority: JP
Inventors: 貴彦木村; 淳小山内
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: JP2011122587A; US20110108003A1; US8439015B2

Description

本発明はエンジンの燃焼室内の空燃比を制御するための燃料噴射装置に関するものであり、特に、気筒毎に設けられた複数のインジェクタにより運転領域に応じて噴射燃料を制御する燃料噴射装置に関するものである。

従来より、インジェクタの噴射方向をエンジンの吸気弁付近に向かうようにすることで、エンジン燃焼室における燃焼効率を高くする効果が期待されている。また、吸気通路の各々にインジェクタが２つずつ備えられる燃料噴射装置には、それらインジェクタに燃料を供給する共通の燃料供給管が付加されている。共通の燃料供給管から２つのインジェクタそれぞれに燃料を供給する場合、両方のインジェクタの燃料入口が共通の燃料供給管に連結されなければならない。この場合、スロットル装置の吸気方向の長さを抑えるため、インジェクタがスロットルボデーから突き出ないように、上流側のインジェクタの噴射方向を吸気方向に対して大きな角度をもって設置する。一方、下流側のインジェクタは、前出のように、エンジンの吸気弁方向にすることが望ましい。よって、インジェクタ同士に大きな角度差を設けることが要求される。

そこで、２つのインジェクタに共通の燃料供給管と片方のインジェクタとの間に、両者を接続する接続管を配置することでインジェクタ同士の角度差を大きくできる燃料供給管構造が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１７０３４９

ところで、上記特許文献１の燃料供給管から燃料が供給される通路においては、下流側インジェクタに接続される接続管と上流側インジェクタとが平行に配置されている。下流側インジェクタの噴射角度のみを吸気通路に沿うように上流側インジェクタと下流側インジェクタの角度差を大きく設置しようとすると、接続管と下流側インジェクタとの連結部分を大きく曲げる必要が生じるが、その場合には、燃料供給管を組み付ける方向に対して下流側インジェクタの差込方向が直交する方向に近づくため、組み付けが不安定となってしまう恐れがある。

一方、燃料供給管に上流側インジェクタと、接続管を挟んだ下流側インジェクタとを事前に組み立てサブアッセンブリとする場合には、複数のスロットルボデーにそのサブアッセンブリを組み付けることが難しくなる。例えば、４気筒エンジン用の燃料噴射装置の場合には、合計８箇所の差込口にひとつの工程でインジェクタを組み付けなければならなくなる。
他方、上流側インジェクタ、接続管を備えた下流側インジェクタと燃料供給管とを順番にスロットルボデーに組み付ける場合にも、複数のスロットルボデーに組み付けることが難しくなる。例えば、４気筒エンジン用の燃料噴射装置の場合には、最後に組み付けられる燃料供給管が支持するのが４つの接続管と４つの上流側インジェクタとの合計８箇所となり、これらをひとつの工程で組み付けなければならなくなる。

また、共通の燃料供給管から直接２つのインジェクタに燃料を供給する場合、エンジンの燃焼室に向かう方向に噴射させようとして下流側インジェクタのみの噴射角度を吸気通路に沿うように設置すると、燃料の通路に無理な曲がりを生じさせないように下流側インジェクタを上流側インジェクタに対して大きく下流側に設置しなければならなくなり、インジェクタ間の距離を大きく設定する必要が生じる。よって、スロットルボデーの吸気方向の長さが大きくなってしまう。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の吸気通路により構成され吸気通路毎に２つのインジェクタが共通の燃料供給管により連結される燃料噴射装置において、スロットルボデーの吸気方向の長さを抑制しながら２つのインジェクタ同士の角度差が大きくなるように設定する点と、スロットルボデーと燃料供給管との組み付けを容易にする点とを両立する燃料噴射装置を提供することにある。

本発明の燃料噴射装置は、エンジンに通じる吸気通路を内部に形成する複数のスロットルボデーと、前記スロットルボデーのそれぞれに設置され前記吸気通路に燃料を噴射する上流側インジェクタと、前記スロットルボデーのそれぞれに設置され、前記上流側インジェクタに対して下流側に設置され前記吸気通路に燃料を噴射する下流側インジェクタと、前記上流側インジェクタと前記下流側インジェクタとに燃料を供給するための共通の燃料供給管と、前記燃料供給管を、前記スロットルボデーのそれぞれに設置された前記上流側インジェクタと前記下流側インジェクタとに接続する接続管とを備える燃料噴射装置において、前記接続管の内部には、前記燃料供給管から供給された燃料が分岐されて前記上流側インジェクタに供給される上流側分岐通路と、前記燃料供給管から供給された燃料が分岐されて前記下流側インジェクタに供給される下流側分岐通路とが構成され、前記吸気通路の吸気流方向に対する前記上流側インジェクタの挟み角が前記下流側分岐通路の挟み角より大きく、前記吸気通路の吸気流方向に対する前記下流側分岐通路の挟み角が前記下流側インジェクタの挟み角より大きいように構成されていることを特徴としている。

また、本発明の燃料噴射装置における前記複数のスロットルボデーは一体成型されていることを特徴としている。
また、本発明の燃料噴射装置における前記燃料供給管と前記接続管とは共通の固定部材により前記スロットルボデーに固定されているように構成されていることを特徴としている。

本発明の燃料噴射装置によれば、上流側インジェクタと下流側インジェクタとに流れる燃料の通路が接続管の内部において分岐されているので、上流側インジェクタと下流側インジェクタと接続管とを事前に組み立てたサブアッセンブリとすることができる。従って、そのサブアッセンブリをスロットルボデーの吸気通路毎にそれぞれ組み付けることができるので組み付け易くなる。そして、燃料供給管が支持するのは接続管のみとなるので、支持構造が単純となり信頼性が向上する。

次に、接続管内部の下流側分岐通路の方向を上流側インジェクタの向きより下流方向に、言い換えれば、よりエンジンの燃焼室に向かう方向に構成し、下流側インジェクタの向きを下流側分岐通路の方向より下流方向に構成することで、下流側インジェクタの向きを、上流側インジェクタの向きと比較して、より下流方向のエンジンの燃焼室に向かう方向とすることができる。上流側インジェクタと下流側インジェクタとの間の角度を、接続管から下流側インジェクタへの接続部分の角度だけではなく、接続管内部の分岐部分の角度にも依存させているので、これら分岐や接続によるそれぞれの角度を抑えながら上流側インジェクタと下流側インジェクタとの角度を大きくすることができる。従って、エンジンの燃焼室に近い位置に燃料を噴射できるようになり、より効率的に噴射燃料が燃焼室に供給されるようになる。

また、上流側インジェクタと下流側インジェクタとの角度を、接続管から下流側インジェクタへの接続部分の角度だけではなく、接続管内部の分岐部分の角度にも依存させているので、下流側インジェクタと上流側インジェクタとの距離を短くすることができる、従って、２つのインジェクタに共通する燃料供給管により燃料が供給される燃料噴射装置においても、スロットルボデーの吸気方向の長さを抑制しながらエンジンの燃焼室に近い位置に燃料を噴射できるようになる。

本発明の実施の形態による燃料噴射装置を示す全体構成図。本発明の実施の形態による燃料噴射装置の一つの吸気通路における主要構成図。本発明の実施の形態による燃料噴射装置の固定部品部材により主要構成部が固定される状態を示す図。本発明の実施の形態による燃料噴射装置のインジェクタの配置関係に基づいた作用効果を示す図（ａ）、及び、別の視点からの作用効果を示す図。本発明の実施の形態による燃料噴射装置の上流側インジェクタが組み付けられるときの拡大図。

まず、図１乃至図３に基づいて本発明の実施形態による燃料噴射装置の全体構成を説明する。
本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置は、図示されないエンジンの燃焼室に通じる吸気通路２を内部に形成する設けられるスロットルボデー１、吸気通路２に直行するようにスロットルボデー１を貫通する上流側スロットルシャフト１５、同じく吸気通路２に直行するようにスロットルボデー１を貫通し上流側スロットルシャフト１５の下流側に配置される下流側スロットルシャフト１６、上流側スロットルシャフト１５に固定され吸気通路２の吸入空気量を調節する上流側スロットルバルブ７、下流側スロットルシャフト１６に固定され吸気通路２の吸入空気量を調節する下流側スロットルバルブ８、図示されないエンジンの運転状況に応じた燃料噴射量や燃料噴射時期等に基づいて制御され燃料を噴射する上流側インジェクタ４及び下流側インジェクタ５、同じく図示されない燃料ポンプから圧送された燃料を上流側インジェクタ４及び下流側インジェクタ５に供給する燃料供給管３、燃料供給管３と各インジェクタ４及び５とを連結する接続管６、燃料供給管３と接続管６とをスロットルボデー１に対して固定する固定部材９とを含むように構成される。

スロットルボデー１には、例えば、４気筒エンジンのそれぞれの燃焼室に通じる吸気通路２が形成されており、上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５とがそれぞれの吸気通路２に燃料を噴射するように配置されている。燃料供給管３は、上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５の全てに燃料を供給するように共通の燃料通路として配置されている。接続管６には、その内部を通過する燃料を分岐する上流側分岐通路６ａと下流側分岐通路６ｂとが形成されている。上流側分岐通路６ａは上流側インジェクタ４に接続され、下流側分岐通路６ｂは下流側インジェクタ５に接続される。燃料供給管３から接続管６に供給される燃料はその接続部に設けられるシール１０によって封止されており、接続管６から上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５とに供給される燃料はそれぞれの接続部に設けられるシール１１と１２とによって封止されている。また、上流側インジェクタ４はスロットルボデー１の上流側スロットルバルブ７近傍にシール１３を介して差し込まれて設置されており、下流側インジェクタ５はスロットルボデー１の下流側スロットルバルブ８の周辺または下流側にシール１４を介して差し込まれて設置されている。燃料供給管３と接続管６とは共通の固定部材９によりねじ止めされることでスロットルボデー１の張り出した部分１ａから１ｄに固定されている。エンジンに吸入される空気は吸気通路２を図２の左から右の方向に向かって、すなわち、上流側から下流側へ吸気される。

次に、図２に基づいて本発明の実施形態による噴射燃料の供給経路について説明する。
燃料供給管３に圧送された燃料は、接続管６を介して燃料供給管３から各インジェクタ４及び５に供給され、各吸気通路２内に噴射される。接続管６の内部を通過する燃料は上流側分岐通路６ａと下流側分岐通路６ｂとに分岐される。上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５に供給された燃料は、制御された燃料噴射量等に基づいて、各吸気通路２内に噴射される。上流側インジェクタ４に供給された燃料は上流側スロットルバルブ７付近に噴射され、下流側インジェクタ５に供給された燃料は下流側スロットルバルブ８の周辺または下流位置でエンジンの燃焼室に近づく方向に向かって噴射される。

同じく図２に基づいて本発明の実施形態による主要部品の位置関係について説明する。
上流側スロットルシャフト１５と下流側スロットルシャフト１６とを通る直線をＸとする。上流側インジェクタ４の噴射開口部における燃料噴射方向Ａと直線Ｘとの挟み角を角度α、下流側分岐通路６ｂの燃料移相方向Ｂと直線Ｘとの挟み角を角度β、下流側インジェクタ５の噴射開口部における燃料噴射方向Ｃと直線Ｘとの挟み角を角度γとする。上流側インジェクタ４、下流側インジェクタ５および接続管６は、スロットルボデー１に対して角度αが角度βより大きく、角度βが角度γより大きくなるように取り付けられている。

下流側インジェクタ５がスロットルボデー１に差し込まれている箇所において、下流側インジェクタ５とスロットルボデー１との間を隙間ｓとする。隙間ｓは、下流側インジェクタ５がシール１４を支点として微小に位置変動可能な大きさとなる。

また、図１乃至図５に基づいて本実施の形態の燃料噴射装置を組み立てる際の特徴について説明する。
まず、上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５とに流れる燃料の通路が接続管６の内部において分岐されているので、燃料供給管３が支持するのは接続管６のみとなり支持構造が単純となる。従って、例えば４気筒用の燃料噴射装置の場合には合計４箇所３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにおいて接続管６を差し込むだけで燃料通路を連通できるので、複数気筒用の配管である燃料供給管３を一度に組み付けることが容易となる。

そして、接続管６内部の下流側分岐通路６ｂの方向を上流側インジェクタ４の向きより下流方向（角度α＞角度β）に、言い換えれば、よりエンジンの燃焼室に向かう方向に配置し、下流側インジェクタ５の向きを下流側分岐通路６ｂの方向より下流方向（角度β＞角度γ）に、同じく言い換えれば、よりエンジンの燃焼室に向かう方向に配置することで、下流側インジェクタの向きを、上流側インジェクタの向きと比較して、より下流方向であって、よりエンジンの燃焼室に向かう方向とすることができる。上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５との間の角度（角度α−角度γ）が、接続管６内部の分岐による角度と接続管６から下流側インジェクタ５への接続による角度との２箇所の角度を合せたものから成り立っているので、これら分岐や接続によるそれぞれの角度を抑えるようにしながら、上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５との角度（角度α−角度γ）を大きくすることができる。従って、共通単一の燃料供給管３から２つの上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５とに燃料を供給する燃料噴射装置においても、エンジンの燃焼室に近い位置に燃料を噴射することができるようになるので、エンジン燃焼室における燃焼効率を高くする効果が期待されるようになり、空燃比の制御精度が向上する。

ここで、上流側インジェクタ４と接続管６とともにサブアッセンブリ化された下流側インジェクタ５の噴射方向を吸気通路２の方向に近づけることによる更なる効果について、特に図４及び図５を用いて説明する。

図４における直線Ｃｉは、下流側インジェクタと吸気通路２との角度を本実施の形態に対して大きくしたときの下流側インジェクタの噴射開口部における燃料噴射方向を示しており、作用効果の説明において便宜的に使用するための本実施の形態に対する比較対象である。すなわち、直線Ｃｉと直線Ｘとの挟み角γｉは直線Ｃと直線Ｘとの挟み角γより大きい。同様に、隙間ｓｉは、下流側インジェクタと吸気通路２との角度を本実施の形態に対して大きくしたときの下流側インジェクタ５とスロットルボデー１との間としての隙間を示しており、本実施の形態に対する説明上の便宜的な比較対象である。

また、サブアッセンブリ化された上流側インジェクタ４、下流側インジェクタ５と接続管６とは、下流側インジェクタ５がスロットルボデー１に差し込まれた後に、その差し込まれた部分のシール１４を支点として、上流側インジェクタ４が差し込まれる。
まず、下流側インジェクタ５とスロットルボデー１との間には隙間ｓがあるので、下流側インジェクタ５が差し込まれたときには、上流側インジェクタ４は差し込まれていない状態とすることができる。このときの上流側インジェクタ４の位置を図５における位置Ｐ２とする。その後、上流側インジェクタ４は更に位置Ｐ１まで差し込まれる。この位置Ｐ１と位置Ｐ２との距離を余裕ｙとする。余裕ｙは、図４に示すように、隙間ｓの大きさの燃料噴射方向Ａの成分に対応しており、余裕ｙが大きいと、下流側インジェクタ５のシール１４を支点として上流側インジェクタ４をスロットルボデー１に差し込むことが容易となり、組み付け易くなる。

ここで、図４の（ａ）を参照すると、下流側インジェクタ５がスロットルボデー１に差し込まれた後に微小に動くことができる隙間ｓに対して、上流側インジェクタ４とスロットルボデー１との間を隔てている余裕ｙは、下流側インジェクタと吸気通路２との角度を本実施の形態に対して大きくしたときの余裕ｙｉより大きくなる。余裕ｙｉは、本実施の形態の余裕ｙに対する説明上の便宜的な比較対象である。従って、下流側インジェクタ５と吸気通路２との角度を小さくすることにより、本発明のような２つのインジェクタを共通の燃料供給管により支持する燃料噴射装置においても、上流側インジェクタ４を組み付け易くなり、様々な形状の上流側インジェクタを採用できる効果が期待できるようになる。

また、図４の（ｂ）を参照すると、必要最低限の余裕ｙをもって接続管６と下流側インジェクタ５と一体化された上流側インジェクタ４を組み付ける場合には、下流側インジェクタ５がスロットルボデー１に差し込まれた後に微小に動くことを許容する隙間ｓは、下流側インジェクタと吸気通路２との角度を本実施の形態に対して大きくしたときの隙間ｓｉより小さくなる。よって、下流側インジェクタ５の噴射孔周囲に余分な空間を作らないので、吸気流の不要な乱れを抑制する効果や、シール１４を不要に大型化することを抑制する効果が期待できるようになる。

以上のように、燃料供給管の共通化により２つのインジェクタを一度に組み付けなければならない燃料噴射装置おいても、上流側インジェクタ４と接続管６とともにサブアッセンブリ化された下流側インジェクタ５の吸気通路の吸気方向に対する挟み角度を小さくして配置することができる。

一方、一般に下流側インジェクタ５を、エンジンの燃焼室に向かうように噴射させようとして、吸気通路２に対する角度を小さくするように設定しようとすると、燃料の通路に無理な曲がりを生じさせないように下流側インジェクタ５を上流側インジェクタ４に対して下流側に設置しなければならなくなり、スロットルボデーの吸気方向の長さが長くなってしまう。しかし、本発明の燃料噴射装置によれば、上流側インジェクタ４と下流側インジェクタ５との間の角度を、接続管６から下流側インジェクタ５への接続部分の角度だけではなく、接続管内部の分岐部分の角度にも依存させているので、下流側インジェクタ５と上流側インジェクタ４との間の距離を短くすることができる。従って、２つのインジェクタに共通する燃料供給管３により燃料が供給される燃料噴射装置においても、スロットルボデー１の吸気方向の長さを抑制しながらエンジンの燃焼室に近い位置に燃料を噴射できるようになる。

また、図３に示すように、共通の固定部材９により燃料供給管３と接続管６とを共締めしてスロットルボデー１に固定したので、接続管６が不安定になり下流側インジェクタ５の角度にバラツキが生じる、または、燃圧が増加されると下流側インジェクタ５の角度が意図しない角度になるといった事態を回避することができる。そして、接続管６のシール１２の部分から燃料が漏れる懸念が低減され、下流側インジェクタ５と接続管６とがシール１２を支点として振動することで打音や振動音が生じるといった事態も回避することができる。

吸気通路の吸入空気量をエンジンの気筒毎に制御するような車両であって、例えば二輪車における燃料噴射装置に特に有効に適用される。

１スロットルボデー
２吸気通路
３燃料供給管
４上流側インジェクタ
５下流側インジェクタ
６接続管
６ａ上流側分岐通路
６ｂ下流側分岐通路
７上流側スロットルバルブ
８下流側スロットルバルブ
９固定部材

Claims

エンジンに通じる吸気通路を内部に形成する複数のスロットルボデーと、
前記スロットルボデーのそれぞれに設置され前記吸気通路に燃料を噴射する上流側インジェクタと、
前記スロットルボデーのそれぞれに設置され、前記上流側インジェクタに対して下流側に設置され前記吸気通路に燃料を噴射する下流側インジェクタと、
前記上流側インジェクタと前記下流側インジェクタとに燃料を供給するための共通の燃料供給管と、
前記燃料供給管を、前記スロットルボデーのそれぞれに設置された前記上流側インジェクタと前記下流側インジェクタとに接続する接続管と
を備える燃料噴射装置において、
前記接続管の内部には、前記燃料供給管から供給された燃料が分岐されて前記上流側インジェクタに供給される上流側分岐通路と、前記燃料供給管から供給された燃料が分岐されて前記下流側インジェクタに供給される下流側分岐通路とが構成され、
前記吸気通路の吸気流方向に対する前記上流側インジェクタの挟み角が前記下流側分岐通路の挟み角より大きく、前記吸気通路の吸気流方向に対する前記下流側分岐通路の挟み角が前記下流側インジェクタの挟み角より大きい
ように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
前記複数のスロットルボデーは一体成型されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
前記燃料供給管と前記接続管とは共通の固定部材により前記スロットルボデーに固定されている
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。