JPH01200054A

JPH01200054A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH01200054A
Application number: JP2414988A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Sunou; 宏紀数納
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1988-02-04
Filing date: 1988-02-04
Publication date: 1989-08-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば自動車用のエンジン等に好適に用いら
れる電子制御式の燃料噴射装置に関し、特に、燃料を連
続噴射して微粒化を確実に促進できるようにした燃料噴
射装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車用のエンジン等に燃料を供給する装置と
して、気化器を用いる方式と、燃料噴射弁を用いる方式
とが知られている。そして、前者の気化器を用いる方式
は吸入空気の空気流によって燃料を吸気管内に吸引させ
るものであるため、燃料を連続的に供給（吸引）でき、
スロ７）ルバルブの開度が小さいときは燃料の粒径を比
較的小さ（できるものの、加速時等に燃料を即座に増量
できず、また燃料粒径も大きくなって、過渡応答性等が
悪いという問題がある。一方、燃料噴射弁を用いる方式
は噴射パルスにより噴射弁を間欠的に開、閉弁させて燃
料を間欠噴射するもので、加速増量等の割込み噴射も可
能であるから、過渡応答性等を向上できるものの、間欠
噴射される燃料の粒径が大きく、特にアイドル時等に燃
料が霧化されず、アイドル安定性が悪いという問題があ
る。

そこで、上述した燃料噴射弁の問題を解決するために、
例えば特開昭６１−１９２８４５号公報等では吸気管の
途中に燃料噴射弁と対向させて超音波振動子を設け、該
超音波振動子により噴射弁からの燃料を微粒化させるよ
うにしたものが提案されていしかし、超音波振動子を用
いる従来技術にあっても、燃料は噴射弁から間欠噴射さ
れるため、噴射された燃料を超音波振動子で微粒化して
も、吸入空気と連続的に均一化して混合させることがで
きず、予混合気の均一化を図ることが難かしいという問
題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明は超音波振動子と連続式噴射弁とを用いること
によって燃料の微粒化、予混合気の均一化を確実に促進
できるようにした燃料噴射装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明は、エンジンの吸
気側に設けられた吸気管と、該吸気管の途中に設けられ
、噴射ノズルから該吸気管内に燃料を連続噴射すべ（、
噴射パルスのパルスデューティに応じて弁開度が調整さ
れる連続式噴射弁と、該連続式噴射弁の噴射ノズルと対
向して前記吸気管に設けられ、該連続式噴射弁から連続
噴射された燃料を微粒化させる超音波振動子とからなる
構成を採用している。

〔作　用〕

吸気管の途中に連続式噴射弁と対向させて超音波振動子
を設けたから、連続式噴射弁から連続噴射された燃料を
超音波振動子で微粒化、均一化でき、霧化した状態で吸
入空気と混合させて、均一な予混合気を形成することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づいて
説明する。

図において、１はエンジン本体を示し、該エンジン本体
ｌは、複数のシリンダＩＡ（１気筒のみ図示）と、該各
シリンダＩＡ内を往復動するピストンＩＢと、吸気弁Ｉ
Ｃおよび排気弁ＩＤとから大略構成され、該吸気弁ＩＣ
および排気弁ＩＤはピストンＩＢの往復動に応じて順次
閉、閉弁されるようになっている。２はエンジン本体１
の吸気側に設けられた吸気管を示し、該吸気管２は吸気
マニホールド等によって形成され、コレクタ２Ａと、該
コレクタ２Ａをエンジン本体１の各シリンダＩＡと連通
させる複数の分岐管２Ｂ（１本のみ図示）とから大略構
成されている。そして、該吸気管２の途中にはコレクタ
２Ａの上流側に位置して、吸入空気流量をアクセルペダ
ル（図示せず）の操作に応じて調整するスロットルバル
ブ３が設けられている。

４は吸気管２のコレクタ２Ａに設けられた連続式噴射弁
を示し、該噴射弁４は第２図に示す如く、小径筒部５Ａ
、環状部５Ｂおよび大径筒部５Ｃからなるケーシング５
と、該ケーシング５の大径筒部５Ｃ側端部を施蓋すべく
、外周側に環状のフランジ部６Ａが突設された筒状のコ
ア部材６と、該コア部材６のフランジ部６Ａとケーシン
グ５の環状部５Ｂとの間に位置して大径筒部５Ｃ内に配
設されたコイルボビン７と、該コイルボビン７に巻回さ
れ、後述の噴射パルスによってコア部材６に磁力を発生
させるコイル８と、コイルボビン７の内側に位置してケ
ーシング５の小径筒部５Ａとコア部材６の先端側との間
に設けられ、小径筒部５Ａの弁座５　Ａ　＋に離着座す
る有底筒状の弁体９と、該弁体９の底部とコア部材６内
に設けられた燃料パイプ１０との間に配設され、該弁体
９を弁座５Ａ＋側に常時付勢した弁ばね１１と、ケーシ
ング５の小径筒部５Ａ先端側を施蓋したプラグ１２と弁
体９の底部側との間に配設され、弱ばね１３によって該
弁体９の底面に常時押圧された補助弁体１４と、ケーシ
ング５の小径筒部５Ａから径方向に突設され、弁体９の
開弁時に燃料パイプ１０側からの燃料をコレクタ２Ａ内
に向けて噴射する噴射ノズル１５と、コア部材６の基端
側に設けられたコレクタ１６および燃料供給口１７とか
らなり、該供給口１７は燃料配管等を介して燃料ポンプ
（いずれも図示せず）と接続されるようになっている。

また、該噴射弁４のコレクタ１６はコントロールユニッ
ト（図示せず）の出力側と接続され、コントロールユニ
ットからの噴射パルスをコイル８に印加することにより
コア部材６の先端側に磁力を発生させ、弁体９を弁ばね
１１に抗して吸引させるようになっている。ここで、噴
射パルスは第４図＜４）　、　（１１）に例示するよう
に高周波の印加パルスからなり、パルス繰返し周期Ｔ、
に対するパルス幅Ｔｏを変えてパルスデューティ　（Ｔ
ｏ／ＴＰ）を変化させることにより、弁体９の弁開度を
第５図に示す特性線１８に沿って調整するようになって
いる。

即ち、弁体９はコイル８に噴射パルスが印加される度毎
に開弁方向に吸引され、各パルス間では弁ばね１１によ
って閉弁方向に押戻されるものの、噴射パルスが高周波
の印加パルスからなるから、閉弁前に次なるパルスの印
加によって再び開弁方向に吸引され、補助弁体１４と共
に微小振動を繰返しつつ、パルスデューティ（Ｔｏ／Ｔ
Ｐ＞に応じて弁開度が調整される。そして、燃料供給口
１７から燃料バイブ１０を介してケーシング５内に供給
された燃料は弁体９内を矢示方向を流通し、弁体９の弁
開度に応じて流量が調整されつつ、噴射ノズル１５から
吸気管２のコレクタ２入内に連続噴射される。なお、補
助弁体１４は弱ばね１３によって弁体９側に付勢されて
いるから、該弁体９と一体的に変位し続ける。

さらに、１９は吸気管２のコレクタ２Ａ内に噴射弁４の
噴射ノズル１５と対向して設けられた超音波振動子を示
し、該超音波振動子１９は第３図に示す如く、ワッシャ
２０，２０．・・・間に配設されたリング状の圧電素子
２１．２１．・・・と、該各圧電素子２１をポルト２２
、ナツト２３等を介して軸方向両側から挟持したホーン
２４およびバランサ２５と、該ホーン２４の先端に設け
られ、金属板等を半円形状に湾曲させることにより形成
された振動板２６とからなり、該振動板２６はコレクタ
２Ａ内で噴射ノズル１５と対向するようになっている。

ここで、該超音波振動子１９の各圧電素子２１は外部か
ら高周波電圧を印加されると、軸方向（縦方向）の超音
波振動を発生し、この振動はホーン２４により増幅され
て振動板２６に伝えられると共に、バランサ２５により
ホーン２４に対する振動バランスが取られる。そして、
振動板２６はその内側表面に噴射ノズル１５から連続噴
射された燃料を超音波振動によって、例えば１０〜３０
μｍ程度まで微粒化させ、この微粒化された燃料を吸入
空気と均一に混合させつつ、各分岐管２Ｂを介して各シ
リンダＩＡ内に吸込ませるようになっている。

本実施例による燃料噴射装置は上述の如き構成を有する
もので、連続式噴射弁４は弁体９の弁開度が噴射パルス
のパルスデューティ　（Ｔｔ＋／ＴＦ）に応じて調整さ
れ、噴射ノズル１５から燃料を連続噴射すると共に、こ
のときの噴射量を弁体９の弁開度に応じて制御する。そ
して、噴射ノズル１５と対向して吸気管２のコレクタ２
Ａに設けられた超音波振動子１９は噴射ノズル１５から
の燃料を超音波振動によって微粒化し、コレクタ２Ａ内
で吸入空気と均一に混合させつつ、この混合気を各分岐
管２Ｂを介して各シリンダＩＡ内に吸込ませて、混合気
の着火性等を向上させるようになっている。

而して本実施例によれば、連続式噴射弁４の噴射ノズル
１５と超音波振動子１９の振動板２６とを吸気管２のコ
レクタ２Ａ内で対向させて配設したから、噴射ノズル１
５から連続噴射された燃料を超音波振動子１９の振動板
１６によって微粒化して、粒径を微小でかつ均一にする
ことができる上に、この微小でかつ均一化した燃料をコ
レクタ２Ａ内で連続的に吸入空気と混合させて均一な予
混合気を形成することができ、この均一な予混合気をコ
レクタ２Ａから各分岐管２Ｂ内へと分配させて、各シリ
ンダＩＡ内で効率的に燃焼させることができ、アイドル
安定性や過渡応答性等を向上させることができる。

また、従来技術では燃料を間欠噴射しているのに対し、
本実施例では連続式噴射弁４を用いて、燃料を連続噴射
させるから、エンジン本体１の各吸入行程等で超音波振
動を続ける超音波振動子１９の振動板２６に対して燃料
を連続噴射し続けることができ、超音波振動子１９を効
率的に活用できる上に、吸入行程にある各シリンダＩＡ
に対して微粒化された燃料を吸入空気と共に間断なく吸
込ませうる等、種々の効果を奏する。

なお、前記実施例では、連続式噴射弁４の噴射ノズル１
５と超音波振動子１９とを対向させて、これらを吸気管
２のコレクタ２Ａに設けるものとして述べたが、本発明
は必ずしもこれに限定されず、連続式噴射弁４と超音波
振動子１９とを、例えばスロットルバルブ３の上流側で
吸気管２の途中に設けるようにしてもよい。

また、前記実施例では、弁体９と補助弁体１４とを別体
に形成するものとして述べたが、これらを一体に形成し
てもよ（、弱ばね１３は省略するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、吸気管の途中に連
続式噴射弁と超音波振動子とを対向させて設け、連続式
噴射弁の噴射ノズルから超音波振動子に向けて燃料を連
続噴射させる構成としたから、連続噴射された燃料を超
音波振動子により連続的に微粒化して、均一な予混合気
を形成でき、分配霧化や混合性を高めてアイドル安定性
や過渡応答性等を向上させることができる等、種々の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による燃料噴射装置を示す縦断
面図、第２図は第１図中の連続式噴射弁を拡大して示す
縦断面図、第３図は第１図中の超音波振動子を拡大して
示す縦断面図、第４図（イ）。（ロ）はパルスデューティがそれぞれ異なる噴射パルス
を示す特性線図、第５図はパルスデューティと弁開度と
の関係を示す特性線図である。１・・・エンジン本体、ＩＡ・・・シリンダ、２・・・
吸気管、２Ａ・・・コレクタ、２Ｂ・・・分岐管、３・
・・スロットルバルブ、４・・・連続式噴射弁、６・・
・コア部材、８・・・コイル、９・・・弁体、１１・・
・弁ばね、１３・・・弱ばね、１４・・・補助弁体、１
５・・・噴射ノズル、１９・・・超音波振動子、２１・
・・圧電素子、２６・・・振動板。特許出願人　　日本電子機器株式会社代理人　弁理士　　広　　瀬　　和　　音間　　　　　
　　中　　　村　　　直　　　樹第１図第３図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

　エンジンの吸気側に設けられた吸気管と、該吸気管の
途中に設けられ、噴射ノズルから該吸気管内に燃料を連
続噴射すべく、噴射パルスのパルスデューティに応じて
弁開度が調整される連続式噴射弁と、該連続式噴射弁の
噴射ノズルと対向して前記吸気管に設けられ、該連続式
噴射弁から連続噴射された燃料を微粒化させる超音波振
動子とから構成してなる燃料噴射装置。