JPH01273874A - 燃料供給方法 - Google Patents

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〕 本発明は燃料噴射式ガソリンエンジンに係り、特にシリ
ンダ内壁面に付着する燃料を低減し、均質な混合気を形
成するのに好適な燃料供給方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の装はは、特開昭（ｉｏ　−２２４９３２号のよう
に、シリンダ内に均質な混合気を、特に点火プラグまわ
りに均質な混合気を形成するために、シリンダ内に旋回
流を与えることが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はシリンダ内にぜん回流を生じさせた場合
の燃料供給方法について配慮されておらず、シリンダ壁
面に燃料が付着し、均質な混合気を形成しにくいという
問題があった。

本発明の目的は、シリンダ壁面への燃料の付着を低減し
、シリンダ内に均質な混合気を形成することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、吸気弁のシリンダ壁面とは反対側の部分に
比較的多く燃料を供給することにより達成される。

〔作用〕

シリンダ内に壁面に沿った旋回流を生じさせる吸気通路
、吸気弁を有する燃料噴射式ガソリンエンジンにおいて
、燃料噴射弁から噴出する燃料のうち、比較的壁面から
遠いところに流線の中心を有する吸気弁に向かうものに
対して、噴出する燃料を吸気弁の中心に対して、シリン
ダ壁面とは反対側に多くする。それによってシリンダ壁
面に付着する燃料量を低減することができるので、均質
な混合気を形成可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。絞
り弁３の下流の吸気管３に燃料噴射弁１を取りつける。

燃料噴射弁１は吸気弁２の近くにある。燃料噴射弁１の
取り付は角０は、燃料噴霧を吸気弁の中心に向うように
調整する。

第２図に本発明の動作説明図を示す。吸気弁２が開くと
、吸゛気管４を通って空気がシリンダ８内へ流入する。

吸気管４はシリンダ８の円周方向に沿うように曲がって
いるので、シリンダ内の空気流速は、ｖＯという円周方
向の速度成分をもつ。

第２図（ｂ）において、実線で空気流線を、破線で燃料
液滴の飛跡を示す、シリンダ内の円周方向速度によって
、燃料液滴は遠心力を受け、シリンダ壁面に付着しやす
くなる。このとき、吸気弁２のシリンダ壁面に近い部分
から飛び出す燃料はど、シリンダ壁面に付着しやすい。

しかしながら、シリンダ内に均質な混合気を形成し、燃
焼を安定にするためには、シリンダ内にぜん回流を生じ
させることが重要である。第３図に、−例を示した。横
軸に、希薄限界空燃比（Ａ／Ｆ）Ｌｔｍ、縦軸にスワー
ル比ＲＳをとった。ここで、　　（Ａ／　Ｆ）Ｌｓｍは
安定した運転が可能な希薄限界空燃比、ＳＲはＶ　ｏ　
／　Ｖ　ｚの比とした。ＳＲが１〜２程度で、（Ａ／Ｆ
）Ｌｌ−を最も大きくすることが可能である。これは、
ぜん回を加えることによって、均質な混合気を形成でき
るが、ぜん回を大きくしすぎると、遠心力によって、燃
料がシリンダ壁面に付着しやすくなり、均質な混合気を
形成しにくくなることを示している。

第４図に、ＳＲとシリンダ内Ａ／Ｆの関係を示した。Ｓ
ＲがＯｌすなわち、■０がＯの場合、シリンダ壁面付近
のＡ／Ｆが大きく、シリンダ中心にＡ／Ｆが小さい、Ｓ
Ｒが４以上では、その逆である。ＳＲを１〜２程度にす
ると、シリンダ内の空燃比Ａ／Ｆが等しくなり、均質な
混合気を形成できる。しかしながら、吸気弁のシリンダ
壁面近傍から飛びだした燃料は、シリンダ壁面に付着し
やすいため、それらを低減する必要がある。

第５図に、一実施例を示した。燃料噴射弁１の方向を吸
気弁の中心と燃料噴射弁１をむすぶが軸線に対して、シ
リンダ中心軸に近い方向へ角度０なようにする。これに
よって、吸気弁２のシリンダ壁面８に近い側から噴出す
る燃料が少なくなり。

シリンダ壁面への燃料の付着量を低減できる。燃料噴霧
の最も外側が、吸気弁ステムの中心軸に一致するように
、０を決める１通常、θは２度〜１０度の範囲をとる。

第６図に本発明の他の実施例を示した。燃料噴射弁１か
ら噴出する噴霧を２方向に分け、吸気弁スラム２０に衝
突しないようにし、シリンダ壁面に近い側に噴射される
燃料ｔｑｚとその反対側に噴射される量ｑ　ｓにおいて
、ｑｚをｑｌに比べて、少なくする。これによって、シ
リンダ壁面への燃料の付着量を低減できる。さらに、吸
気弁ステムに燃料が付着しないので、シリンダ内へ燃料
が迅速に流入する。また吸気弁に２つに分けて燃料を供
給するので、吸気弁の単位面積当たりの燃料量が少なく
でき、蒸発が促進され、均質な混合気を形成できる。

第７図に、第５図の実施例における噴射弁の取付は角θ
１１とシリンダ壁面への燃料付着量を示した。ここで、
Ｏｌｌが１０度程度で、ｑ轟を最も小さくできる。この
場合、Ｏｌｌが１０度以上では、噴霧が吸気弁に衝突す
る以前に吸気管に付着するので、９虞が大きくなる。

第８図に、第６図の実施例における噴射弁から噴出する
噴射量（ｑｌ＋ｑｚ）とシリンダ壁面に近い方への噴射
量ｑｚの比ｑｚ／（ｑｔ＋ｑｘ）とシリンダ壁面への付
着量９□を示した。ｑＺの割合を少なくすると、ｑｍ　
を低減できる。しかし、（１２を小さくしすぎると、シ
リンダ中心における混合気が希薄になり、均質な混合気
を形成しにくくなる。そこで、ｑｚ／（ｑｔ＋ｑｚ）が
０．２〜０．４の範囲なるように、２つの噴霧の噴射量
を調整する必要がある。

第９図に本発明の他の実施例を示す、１つのシリンダに
２つの吸気弁を有するエンジンに適用した場合である。

シリンダ内にぜん回流を生じさせるため、吸気弁２−ａ
側の吸気管４がシリンダ壁面に沿うように曲げである。

燃料噴射弁１から噴出する燃料は、各吸気弁２に向かう
ようにする。

ここで、吸気弁２−ａに向かう噴霧の最も外側が、吸気
弁２−ａのステムに一致するように、燃料噴射弁１の方
向を設定する。また吸気弁２−ｂに向かう噴霧は吸気弁
２−ｂの中心に向かうようにする。これによって、シリ
ンダ壁面へ付着する燃料を低減し、かつシリンダ内に均
質な混合気を形成できる。

第１０図に本発明の他の実施例を示す、第９図と同様に
シリンダ内にぜん回流を生じさせるため。

吸気弁２−ａ側の吸気管４がシリンダ壁面に沿う方向に
曲げである。燃料噴射弁１より噴射する噴霧のうち、シ
リンダ内の空気の流線の中心より遠い吸気弁２−　ａの
方へ向かう噴霧のｆｆ１ｑｚを中心に近い吸気弁２−ｂ
の方へ向かう噴霧の量ｑ□に対して少なくする。これに
よって、シリンダ壁面に付着する燃料量を低減できる。

この実施例では、燃料噴射弁１から噴出する燃料を吸気
弁の中心に向かうようにするので、吸気弁ステムで燃料
が微粒化され、空気と燃料の混合が促進され、均質な混
合気を形成しやすい、ここで−ｑａ／（ｑｔ＋ｑｚ）は
、０．２〜０．４の範囲とすることによって、シリンダ
内に均質な混合気を形成できる。

第１１図に本発明の他の実施例を示す、シリンダ内にぜ
ん回流を生じさせるため、吸気弁２−ａ側の吸気管４が
シリンダ壁面に沿う方向に曲げてあり、さらに吸気弁２
−ｂ側の通路に旋回弁９を設ける０部分負荷時、吸気管
４内を流れる空気量が少ない場合、旋回弁９を閉じ、吸
気弁２−ａから、多くの空気を流入させる。それによっ
て１部分負荷時でも、シリンダ内にぜん回流を生じさせ
ることが可能となる。燃料噴射弁１を吸気管４の中央分
岐部４−　ａに配置し、それぞれの吸気弁２に向けて、
燃料を噴出させる。この場合、吸気弁２−　ａの方へ噴
射される燃料量ｑｚの方を吸気弁２−ｂの方へ噴射され
る燃料量ｑｔに対して、多くする。その割合はｑｚ／（
ｑｔ＋ｑｚ）を０．２〜０．４　の範囲とする。それに
よってシリンダ壁面に付着する燃料量を低減でき、がっ
均質な混合気を形成できる。噴射量（１１とｑｚを同じ
とし、吸気弁２−　ａ側の噴霧の方向を、噴霧の外側が
吸気弁２−ａの中心とし、噴霧をシリンダ壁面と反対側
の吸気弁２−ａ部分に多く燃料を供給するようにしても
よい。

以上、実施例を１つのシリンダに１つ又は２つの吸気弁
を有するエンジンについて説明したが、１つのシリンダ
に複数の吸気弁を有するものについても本発明を適用で
きる。

第１２図に、本発明に適用する燃料噴射弁の構成を示し
た０ｍ料噴射弁１の先端に燃料分岐チップ１０を設けた
。燃料噴射弁１から噴出する燃料を燃料分岐チップによ
って２つの方向へ分岐させる。

第１３図に燃料分岐部の詳細を示した。弁体１１によっ
て計量された燃料は、環状すきま１２を通過し、燃料分
岐チップ１０に衝突する。燃料分岐チップ１０には２つ
の細長い燃料通路１３が設けられている。ここで、弁体
１１の軸線と燃料分岐チップ１０の軸線を１１だけオフ
セットさせる。

オフセットｈを変えることによって、燃料通路１３−ａ
より噴出する燃料量を燃料通路１３−ｂから噴出する燃
料量より大きくすることができる。

また細長い燃料通路とすることによって、厚みの小さな
扇状の噴霧を形成できる０ｍ状の噴霧は吸気管内空気流
の影響を受けにくい、絞り弁全開時のように空気流速が
大きな場合でも、噴霧は空気流によってつぶされず、か
つ吸気弁に均一に広がるので、蒸発が促進され、シリン
ダ内の壁面に付着する燃料量を低減できる。環状オリフ
ィス外径φ０．７０　、内径φ０．６０Ｉ１１１の場合
、１１を約３膿、Ｑ２を約１　＋ｎｍ程度とする。その
ときｈを０．１〜０．２ｍ変化させることによって、燃
料通路１３から噴出する燃料量をｑｔ＋　４２とすれば
。

ｑｚ／（ｑｔ＋ｑｚ）を０．４〜０．２まで変化させる
ことができる。

第１４図に他の実施例を示した。環状オリフィス１２か
ら噴出する燃料を分岐材１４に衝突させる。分岐材１４
は燃料分岐チップ１ｏに挿入されており、チップを介し
て、燃料噴射弁に取付けられている。燃料分岐チップ１
４は、弁体１１の軸線に対して、ｈだけオフセットさせ
る。

第１５図（ａ）に燃料分岐部の稙造を示した。

燃料分岐チップ１０に分岐材１４を圧入する。チップ１
０の出口径ｄ！は、環状オリフィスの径よりも大きくす
る。

第１５図（ｂ）に分岐材１４の構成を示した。

分岐材１４は圧入しやすいように、圧入方向の軸を細く
する。断面形状を円形又はくさび形とすることによって
、任意の噴霧パターンを形成できる。

くさび形の場合、θを変えると、２つの噴霧の方向を変
えることができる０円形では、直径ｄを変えることによ
って、２つの噴霧の方向、パターンを変えることができ
る。たとえば、０を１０度とすれば、２つの噴霧の噴出
方向も約１０度となる。

また環状オリフィスの径が約０．７　ｗｍのとき、φｄ
を０．２〜１　、　Ｏｎｕとする。円形の場合、燃料と
分岐部１４の衝突面精がくさび形に比べて大きいので、
微細化しやすい、どちらの形状においても、噴霧は厚み
の小さい扇形となる。

第１６図に他の実施例を示した。弁体１１の下流に単孔
オリフィス２０を設け、計量を行う、単孔オリフィス２
０から噴出する燃料を燃料分岐チップで、２つの方向に
分ける。単孔オリフィス２０の中心軸に対して、燃料分
岐チップ１０の軸線をｈだけオフセットすると、燃料通
路１３−ａ。

１３−ｂからの燃料量を変えることができる。単孔オリ
フィスの加工は環状オリフィスの加工に比べて容易とい
う利点がある。

第１７図に他の実施例を示した。弁体１１の下流に燃料
を計量するための複数のオリフィスを設ける。複数のオ
リフィスの断面積の合計は、弁体１１の最大リフト時に
形成される弁体まわりの通路面積より小さくする。

第１８図に燃料分岐チップ１ｏの詳細図を示した。第１
８図（ｂ）は第１８図（ａ）をＰ方向から見た図である
０ｍ料分岐チップ１０に、２つのオリフィス１６を設け
た。各オリフィスを１６−ａ、１６−ｂとし、その断面
積をｄａ、ｄゎとすれば、ｄｉ、ｄｂを変えることによ
って、噴射量を自由に設定できる。噴射量をＱ＆＊　ｑ
ｂとすれば、ｑａ：　ｑｂ’；ｄａ”：　ｄｂ” である、ｑ轟／（ｑａ：ｑｂ）は０．２〜０．４の範囲
とする０本実施例では、燃料分岐チップに設けたオリフ
ィスによって計量を行っているので、各オリフィスから
噴出する噴射量を正確に決めることができ、シリンダ壁
面に付着する燃料を低減し。

均質な混合気を形成する。噴射量を選ぶことが可能であ
る。

第１９図に本発明の他の実施例を示した。１つのシリン
ダ８に２つの吸気弁２を有するエンジンにおいて、各吸
気弁に燃料噴射弁１を設ける。ここで、シリンダ内にぜ
ん回流を生じさせる吸気通路側の吸気弁２−　ａに向か
う噴霧が、吸気弁２−ａのシリンダ壁面とは反対側に多
くなるようにする。すなわち、噴射弁１−ａの方向を噴
射弁と吸気弁の中心を結ぶ軸線よりも内側になるように
する。これによって、シリンダ内にぜん回流を生じさせ
ても９．シリンダ壁面に付着する燃料量を低減でき、均
質な混合気を形成できる。吸気弁２−ｂ側の噴射弁１−
ｂは、吸気弁の中心に噴霧が向かうように、方向を決め
る。これによって、吸気弁ステムで燃料が微粒化され、
液状で流入する燃料量を低減できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シリンダ内に旋回流を生じさせても、
シリンダ壁面に付着する燃料量を増大することがないの
で、シリンダ内に均質な混合気を形成でき、希薄混合気
でも安定した燃焼を維持する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図〜第５図は
本発明の動作説明図、第６図は本発明の他の実施例の説
明図、第７図は噴射弁取付角とシリンダ壁面付着量の関
係図、第８図はｑｚ／（ｑｘ＋９２）とシリンダ壁面付
着量の関係図、第９図〜第１１図は本発明の他の実施例
の説明図、第１２図〜第１８図は本発明に用いる燃料噴
射弁の構成図、第１９図は本発明の他の実施例の説明図
である。 １・・・燃料噴射弁、２・・・吸気弁、３・・・吸気管
、４・・・吸気管、６・・・点火プラグ、８・・・シリ
ンダ、ｌＯ・・・燃料分岐チップ、１１・・・弁体、１
４・・・分岐材、１５．１６・・・オリフィス。 第１図 第２図 第３　口 第４図 Ｒ 第５図 気６図 第７図 ）嶋 −２０−／θ　−５ρ　５　　ｙａ　　ｙｓ　　２１）
６’ｓ ζ　　　　　　第８図 幅シ θ　　　　　　　　　０．５　　　　　　　　　／、Ｏ
ｈ／で多、す夛２ノ 第９図 第　ユ０　畏ぐ −ｂ 第　１１　図 葛　Ｉ２　　図 第　１３　図 １／ ｌｔ／ （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（ムノ何　１４　　図 男　１５　　図 蔦　１６　　コ ２゜ ｌ／ 馬　１７図 富　１ｇ図 （Ｑ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダ内に壁面に沿つた旋回流を生じさせる吸気
   通路、吸気弁を有する燃料噴射式ガソリンエンジンにお
   いて、燃料噴射弁から噴射する燃料のうち比較的壁面か
   ら遠いところに流線の中心を有する吸気弁に向かうもの
   に対して、噴出する燃料を吸気弁の中心に対して、シリ
   ンダ壁面とは反対側に多くすることを特徴とする燃料供
   給方法。
2. ２．特許請求範囲第１項において、燃料噴射弁として、
   ２つの噴霧を形成し、２つの噴霧の燃料量を異ならせる
   ことを特徴とする燃料供給方法。