JPH01285656A - 燃料噴射装置 - 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、例えば自動車用エンジン等の吸気通路内に燃
料を噴射供給するのに用いて好適な燃料噴射装置に関し
、特に、噴射した燃料の霧化な確実に促進できるように
した燃料噴射装ａに関する。

（従来の技術） 一般に、自動車用エンジン等の吸気通路内に噴射弁を設
け、該噴射弁から吸気通路内に燃料を噴射供給するよう
になった燃料噴射装置は知られている。

そして、この種の燃料噴射装置には、吸気通路の途中に
設けられるスロットルバルブよりも上流側に噴射弁を配
設するものと、スロットルバルブの下流側に噴射弁を配
設するものとかあり、噴射弁から噴射された燃料は吸気
通路内を流通する吸入空気と混合され、混合気となって
エンジンの燃焼室等へと供給される。

〔発明が解決しようとする課ｍ） ところで、上述した従来技術では、スロットルバルブの
上流側に噴射弁を配設した場合、スロットルバルブの周
囲を流通する吸入空気が亜音速状態となって流速か増大
するから、噴射弁からの燃料はスロットルバルブの周囲
で空気流によって微粒化され、霧化な促進できるものの
、この燃料はスロットルバルブに付着した後、空気流に
よって徐々に下流側へと送り出されるため、エンジンの
加速時等に過渡応答性が悪くなり、低温始動性等も悪い
という欠点がある。また、スロットルバルブの下流側に
噴射弁を配設した場合には、過渡応答性や低温始動性等
を向上できるものの、スロットルバルブを通過した後の
空気流は流速が低下するから、噴射弁からの燃料を微粒
化できず、霧化を促進できないという欠点がある。

と 一方、吸気通路の途中に噴射弁〜超音波振動子の、超音
波振動子により、例えば３０〜４０ｐ■程度に微粒化さ
れた燃料か吸気通路内で浮遊化して、いわゆる貫徹力が
低下し、リサーキュレーションによりスロットルバルブ
等に付着し、過渡応答性等を必ずしも向上できず、特に
、超音波振動子によってコストアップを招くという欠点
がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、Ｏｆｉ射弁から噴射された燃料の霧化な確実に促進で
き、過渡応答性や低温始動性等を共に向上させることが
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が採用する構成は
、吸気通路の途中に位置して該吸気通路との間に環状通
路を形成するように設けられ、噴射弁を内蔵したケーシ
ングと、該ケーシング内に軸方向に形成され、流入側が
該ケーシングの上流端に開口した分岐通路と、該分岐通
路の流出側と連通し、前記ケーシングの下流端に所定の
傾斜角をもって互いに対向するように開口した複数のベ
ンチュリ孔と、該各ベンチュリ孔の途中にそれぞれ開口
するように前記ケーシングに形成され、前記噴射弁から
の燃料を該各ベンチュリ孔へと流出させる複数の燃料通
路と、前記ケーシングの下流側外周に設けられ、前記ケ
ーシング外周の環状通路を流れるエアによって、前記各
ベンチュリ孔から噴出してくる混合気にスワールをかけ
るスワール形成板とからなる。

（作用） 上記構成により、噴射弁から各燃料通路を介して流出し
てくる燃料は各ベンチュリ孔を高速で流通するエアによ
って微粒化され、このエアと共に各ベンチュリ孔から流
出して互いに衝突し、さらに微粒化が促進されるばかり
でなく、ケーシングの下流ては環状通路からのエアによ
ってスワールをかけられ、渦巻き波状態となって霧化、
混合を効果的に促進できる。

（実施例） 以下１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。

第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を示してい
る。

図において、ｌは自動車用のエンジン本体を示し、該エ
ンジン本体ｌは、複数の気筒からなるシリンダＩＡ（１
気筒のみ図示）と、該各シリンダＩＡ内を往復動じて、
各燃焼室ＩＢ内に混合気を吸込み、燃焼後の排気ガスを
排気管（図示せず）側へと排出させるピストンＩＣと、
各シリンダヘットに搭載されたシリンダヘッドＩＤとか
らなり、該シリンダヘットＩＤには各吸気弁ＩＥが設け
られている。２はエンジン本体ｌの吸気側に設けられ、
各燃焼室ＩＢ内と連通ずる吸気通路を形成した吸気管を
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から複数本に分岐
して、各燃焼室ＩＢと連通した分岐管２Ｂ（−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内
にはコレクタ２Ａの上流側に位置して吸入空気流量を調
整するスロットルバルブ３が回動可能に設けられている
。

４は吸気管２のコレクタ２Ａ内に後述の支持板１４を介
して設けられたケーシングを示し、該ケーシング４は第
２図中に示す如く、上流端側に円弧状に拡開する口部５
Ａが形成されたベルマウス形状の筒体５と、該筒体５内
に同軸に配設され、下流端側に該筒体５を閉塞するテー
バ状の拡径部６Ａが形成されたケーシング本体６とから
なり、該ケーシング本体６の上流側には段付有底状に形
成された噴射弁収容穴６Ｂが同軸に設けられている。そ
して、該収容穴６Ｂ内には後述の噴射弁１２が設けられ
、拡径部６Ａの端面中央部には円錐台状の面部６Ｃが形
成されている。また、ケーシング４は筒体５と吸気管２
のコレクタ２Ａとの間に環状通路７を形成し、該環状通
路７内を流れるエアとしての空気流は後述の各流出孔１
４Ａを介してケーシング４の下流に向けて流出するよう
になっている。

８はコレクタ２Ａを径方向に貫通して設けられた燃料配
管を示し、該燃料配管８の一端側はケーシング４の筒体
５を介してケーシング本体６の噴射弁収容穴６Ｂと接続
され、他端側はコレクタ２Ａ外へと伸長している。また
、該燃料配管８はコレクタ２Ａおよびケーシング４の筒
体５．ケーシング本体６に気密に固着されることにより
、支持板１４と共にケーシング４をコレクタ２Ａ内に同
軸に支持するようになっている。そして、該燃料配管８
は吸気管２の外部で圧力レギュレータ等を介して燃料ポ
ンプ（いずれも図示せず）と接続され、この燃料ポンプ
からの燃料を所定の燃圧をもって噴射弁１２へと供給す
るようになっている。

９は噴射弁収容穴６Ｂの径方向外側に位置してケーシン
グ本体６と筒体５との間に形成された環状の分岐通路を
示し、該分岐通路９はその流入側となる一端が筒体５の
口部５Ａによってラッパ状に開口し、コレクタ２Ａ内で
環状通路７と共に吸気通路を構成するようになっている
。そして、該分岐通路９はケーシング４内を軸方向に伸
長し、その流出側となる他端は拡径部６Ａの位置で第２
図中に示す如く後述の各ベンチュリ孔ｌＯと連通ずるよ
うになっている。また、該分岐通路９は噴射弁収容穴６
Ｂの周囲を取囲むことによって、該分岐通路９内を矢示
Ａ方向に流通する空気流により噴射弁１２に冷却作用を
与えるようになつている。

１０．１０は分岐通路９をケーシング本体６の下流端側
で凹部６Ｃ内と連通させるように拡径部６Ａに所定の傾
斜角をもって穿設された一対のベンチュリ孔を示し、該
各ベンチュリ孔ｌＯは略円錐状に形成され、その途中部
位には絞り部１０Ａが設けられている。ここで、該各ベ
ンチュリ孔ｌＯは大径の開口部となる流入側が第２図中
に示す如く分岐通路９と連通し、小径の開口部となる流
出側は下流側へと傾斜し、かつ直径方向で互いに対向す
るように凹部６Ｃ内へと開口している。そして、該各ベ
ンチュリ孔１０は分岐通路９からの空気流な凹部６Ｃの
下流側で互いに衝突させた後、これらの空気流を後述す
る微粒化された燃料と共に吸気通路の下流側へと矢示Ｂ
方向に略円錐状の噴出パターンＣをもって噴出させるよ
うになっている。

１１．１１は噴射弁収容穴６Ｂと各ベンチュリ孔ｌＯと
の間に位置して、ケーシング本体６に径方向外向きに傾
斜して穿設された一対の燃料通路を示し、該各燃料通ｆ
ｉｌｌの流入側は噴射弁収容穴６Ｂの底部側へと開口し
、流出側は各ベンチュリ孔ｌＯの絞り部１０Ａ近傍へと
開口している。

１２は噴射弁収容穴６Ｂ内に取付けられた噴射弁を示し
、該噴射弁１２は燃料配管８から供給された燃料を先端
側の噴射ノズル（図示せず）から各燃料通路１１を介し
て各ベンチュリ孔ｌＯ内へと噴射して流出させるように
なっている。また、１３は噴射弁１２の取付は後に、噴
射弁収容穴６Ｂを施蓋した蓋体な示している。

さらに、１４はケーシング４の下流端外周に位置して、
該ケーシング４とコレクタ２Ａとの間に等の金属板によ
って形成され、ケーシング４をコレクタ２Ａ内に同軸に
支持している。また、該支持板１４には第３図に示す如
く周方向に所定間隔をもワて複数のスワールエア流出孔
１４Ａ。

１４Ａ、・・・か列設され、該６流出孔１４Ａはその流
入側から流出側に向けて径方向内側に所定角度傾斜し、
かつ周方向に所定角度傾斜して穿設されている。そして
、該６流出孔１４Ａは環状通路７からのエアとしての空
気流をそれぞれ矢示り方向に流出させ、前記噴出パター
ンＣの混合気にスワール（渦巻き流）Ｅを形成するよう
になっている。

ここで、該６流出孔１４Ａから流出してくる矢示り方向
の空気流は、ケーシング４内の矢示Ａ方向の空気流と噴
射弁１２からの噴射燃料とが混合され、例えば略円錐状
の噴出パターンＣをもって矢示Ｂ方向に噴出されてくる
混合気に向けてほぼ接線方向に配向されており、該噴出
パターンＣの混合気に効果的にスワールＥを発生させつ
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、次に、噴射弁１２から噴射された燃料の微粒化
および霧化、混合作用について説明する。

まず、エンジン本体ｌ側での各ピストンＩＣの往復動に
よって、各吸気弁ＩＥの開弁時に吸気管２を介して各燃
焼室ＩＢ内へと吸込まれてゆく吸入空気はコレクタ２Ａ
内で分岐通路９内へと分岐して矢示Ａ方向に流通し、順
次各ベンチュリ孔ｌＯ内へと二方向に分配され、各絞り
部１０Ａの近傍を通過するときに流速が大幅に増大され
て高速の空気流となる。そして、噴射弁１２から各燃料
通路１１を介して各ベンチュリ孔ｌＯの絞り部１０Ａ近
傍に噴射された燃料はこの高速の空気流がアシストエア
となって比較的小さな粒径となるまで微粒化されつつ、
空気流をなす吸入空気と一次混合される。

さらに、この微粒化燃料と一次混合された空気流は各ベ
ンチュリ孔ｌＯの流出側から四部６Ｃ内へと流出し、互
いに衝突して再び合流するから、前記微粒化燃料も互い
に衝突して、例えば１０　ｇｍ程度の粒径となるまでさ
らに微粒化された後、矢示Ｂ方向に噴出パターンＣをも
った混合気として噴出される。そして、この噴出パター
ンＣの混合気は各流出孔１４Ａからの矢示り方向の空気
流によってスワールＥをかけられ。

渦巻き流状態となって、矢示り方向の空気流と混合攪拌
されつつ二次混合され、霧化、混合を促進され均一な混
合気となって各燃焼室ＩＢ内へと順次吸入される。

而して、本実施例によれば、噴射弁１２から各燃料通路
１１を介して噴射された燃料を各ベンチュリ孔ｌＯの絞
り部１０Ａ近傍で高速の空気流により微粒化して一次混
合し、各ベンチュリ孔ｌＯの流出側で互いに衝突させて
さらに微粒化し、噴出パターンＣの混合気として噴出さ
せる上に、この噴出パターンＣの混合気には各流出孔１
４Ａからの矢示り方向の空気流によってスワールＥを生
じさせる４Ｉ威としたから、噴射燃料を１ＯｆｉＬ■程
度まで微粒化して、燃料の霧化、混合を２段階に亘って
効果的に促進でき、均一な混合気を各燃焼室ＩＢ内に供
給できる。

特に、噴出パターンＣの混合気にはスワールＥをかけ、
渦巻き流状態として下流側へと流通させているから、ケ
ーシング４から矢示Ｂ方向に噴出される混合気の貫徹力
か強すぎて、コレクタ２Ａの壁面やシリンダヘッドＩＤ
の吸気ボートＩＦ壁面等に燃料が液滴となって付着する
ような場合でも、前記スワールＥによって混合気の貫徹
力を適度な強さに弱めることができ、霧化、混合を確実
に促進させて吸気ボートｌＦ壁面等への燃料の付着を効
果的に防止できる。

従って本実施例では、燃料の霧化、混合を大幅に促進で
きるから、混合気の燃焼効率を高めることができ、低温
始動性やアイドル安定性等を確実に向上できる。また、
ケーシング４等をスロットルバルブ３の下流側に設けて
いるから、該スロットルバルブ３への燃料付着等も防止
でき、過渡応答性等を向上できる上に、超音波振動子等
に比較しても微粒化する燃料の処理量を増大させること
ができ、コストを低減化できる等、種々の効果を奏する
。

次に、第５図は本発明の第２の実施例を示し、本実施例
では前記Ｓｌの実施例と同一の構成要素に同一の符号を
付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の特
徴はケーシング本体６の拡径部６Ａに周方向に所定間隔
をもって、例えば３個のベンチュリ孔２１，２１．・・
・を穿設し、該各ベンチュリ孔２１の流出側（図示せず
）を凹部６Ｃ内に三方向で互いに対向させ、かつ該各ベ
ンチュリ孔２１に対応してケーシング本体６に３個の燃
料通路２２，２２．・・・を穿設したことにある。ここ
で、該各ベンチュリ孔２１および各燃料通路２２は前記
第１の実施例で述べた各ベンチュリ孔ＩＯ５各燃料通路
１１と個数を増加させた点を除いて同様に形成されてい
る。

かくして、このように構成される本実施例でも前記実施
例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお、各
ベンチュリ孔２１．各燃料通路２２の個数は４個以上に
増加させてもよい。

なお、前記各実施例では、ケーシング４を筒体５とケー
シング本体６とから構成するものとじて述べたが、ケー
シング４はこれら２部材によって必ずしも形成する必要
はなく、単一部材によって形成してもよい、この場合に
はケーシング内に少なくとも各ベンチュリ孔ｌＯと連通
するように複数の分岐通路を軸方向に伸長させて形成す
ればよい。

また、前記各実施例では、ケーシング４の下流端外周に
位置して支持板１４を配設するものとして述べたが、該
支持板１４の位置は必ずしもケーシング４の下流端であ
る必要はなく、下流端から所定寸法離間させて、ケーシ
ング４の外周側に支持板１４を設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り１本発明によれば、流出側かケーシン
グの下流端で互いに対向するベンチュリ孔の途中に噴射
弁からの燃料を流出させ、該各ベンチュリ孔から噴出し
てくる混合気に対し、ケーシング外周の環状通路を流れ
るエアによってスワールをかける構成としたから、各ベ
ンチュリ孔内で燃料を微粒化して一次混合でき、これら
をケーシングの下流端で互いに衝突させてさらに微粒化
した状態で混合気を噴出させつる上に、この混合気にス
ワールをかけることによってケーシング外周側のエアと
共に二次混合でき、燃料の霧化、混合を効果的に促進で
きる。そして、混合気に適度な貫徹力を与えることがで
き、低温始動性、アイドル安定性および過渡応答性等を
向上させることかできる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし′８４図は本発明の第１の実施例を示し、
第１図は燃料噴射装置の全体図、第２図は第１図中の要
部を拡大して示す縦断面図、第３図はスワールの形成状
態を示す第２図中の要部斜視図、第４図は第２図中のｆ
ｆ−ＩＴ矢示方向拡大断面図、第５図は第２の実施例を
示す＠４図と同様の断面図である。 ｌ・・・エンジン本体、２・・・吸気管、２Ａ・・・コ
レクタ、２Ｂ・・・分岐管、３・・・スロットルバルブ
、４・・・ケーシング、５・・・筒体、６・・・ケーシ
ング本体。 ７・・・環状通路、８・・・燃料配管、９・・・分岐通
路、１０．２１・・・ベンチュリ噛、１１．２２・・・
燃料通路、工２・・・噴射弁、１３・・・蓋体、１４・
・・支持板（スワール形成板）、１４Ａ・・・スワール
エア流出孔、Ｃ・・・噴出パターン、Ｅ・・・スワール
。 特許出願人　　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　　広　　瀬　　和　　彦同　　　　　
　　中　　　村　　　直　　　樹第２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　吸気通路の途中に位置して該吸気通路との間に環状通
   路を形成するように設けられ、噴射弁を内蔵したケーシ
   ングと、該ケーシング内に軸方向に形成され、流入側が
   該ケーシングの上流端に開口した分岐通路と、該分岐通
   路の流出側と連通し、前記ケーシングの下流端に所定の
   傾斜角をもって互いに対向するように開口した複数のベ
   ンチュリ孔と、該各ベンチュリ孔の途中にそれぞれ開口
   するように前記ケーシングに形成され、前記噴射弁から
   の燃料を該各ベンチュリ孔へと流出させる複数の燃料通
   路と、前記ケーシングの下流側外周に設けられ、前記ケ
   ーシング外周の環状通路を流れるエアによって、前記各
   ベンチュリ孔から噴出してくる混合気にスワールをかけ
   るスワール形成板とから構成してなる燃料噴射装置。