JPH02102365A - 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〕 本発明は吸気ポート近くに燃料噴射弁を有するガソリン
機関に係り、特にＨＣ排出量の低減、ガソリンによるオ
イルの希釈の防止するのに好適な燃料噴射装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６０−１１３０６５号に記載のよ
うに各気筒に燃料噴射弁を設け、この燃料噴射弁から燃
料を吸気弁方向に供給していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は吸気管内の空気流が燃料噴射弁から噴出
する噴霧に及ぼす影響について考慮しておらず、加速時
、高回転時など吸気弁が開いているときに燃料を噴射す
ると燃料の噴霧が曲げられ、シリンダ内に均一に分散さ
せることができず、シリンダ内に液膜が多くなり、ＨＣ
排出量の増大及び燃料がオイルだめに流入し、燃料によ
る潤滑油の希釈という問題があった。

本発明の目的は、燃料噴射弁から噴出する燃料をシリン
ダ内に均一に分散させ、燃料の蒸発を促進し、シリンダ
内の液膜を低減し、ＨＣの増大、燃料による潤滑油の希
釈を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、燃料噴射弁の先端に中空形状のカバーを取
付け、カバーの長さを選定することにより達成される。

〔作用〕

吸気ポート付近に取付けられた燃料噴射弁より噴出した
燃料は、燃料噴射弁の先端に設けたカバー内を通り、吸
気弁方向に噴出する。それによって、噴射弁から噴出し
た燃料は、吸気管内の空気流の影響を受けないので、吸
気弁が開いているときに燃料を噴出しても、シリンダ内
に均一に分散させることができ、燃料の蒸発を促進し、
シリンダ内の液膜を低減し、ＨＣの増大及び燃料による
潤滑油の希釈を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。燃料
噴射弁１の先端に円筒形状のカバー２を設ける。カバー
２は金属（たとえば銅、ステンレス）を圧入などする。

また非金属（プラスチックなど）を熱処理によって固定
する。燃料噴射弁１から噴出する燃料がカバー２の内面
に付着するのを避けるため、噴出する燃料を広がりの少
ない棒状の噴霧とする。そのためには、第２−ａ図に示
すようにビントル先端の円錐部１２を取除き、環状すき
まから燃料を噴出させる。または、第２−す図に示すよ
うに単孔オリフィスから噴出させる。

第３−ａ図に燃料噴射弁１の先端にカバーをつけた場合
に、燃料が噴出しているときのようすを示す。カバーの
内径りとノズルの内径ｄｎの比が１に近い場合、燃料は
カバーの内側に付着しやすい。これは燃料の噴出によっ
てノズル出口近傍で負圧となり、負圧によって燃料がま
きこまれ、付着しやすくなる。

第３−ｂ図に示すように噴射弁の出口部付近のカバーに
穴をあける。これによって燃料の噴出によって発生した
負圧によって、空気が周囲より吸入される。そのため、
燃料のまきこみが防止される。燃料の付着を防止するた
めには、カバーの内一 径りとノズルの内径ｄｎの比を １　、１　＜　Ｄ　／　ｄ　ｎ 以上とする。

また、Ｄ　／　ｄ　ｎ　＜　５のときには、カバーにｄ
ｃ＝４Ｘｄｎ以上の穴を４ヶ程度あける。それによって
、カバーの内側に付着する燃料を低減することができる
。Ｄ／ｄｎ≧５の場合でも穴を設けることが有効である
。

第４−ａ図に本発明を吸気ポート噴射に適用した場合を
示す。吸気ボーｌ〜にカバーを突出すように取付ける。

吸気弁が開いているときに燃料を噴射すると、吸気管４
内に空気の流れが生じているため、カバーの先端の空気
の乱れによって、カバー内を通ってきた燃料は先端部に
付着する。

そこで、第４−ｂ図のように、空気を流れに対して、カ
バーの先端断面が一致するようにする。

それによって、カバー先端部における空気の乱れを小さ
くでき、燃料の付着を防止できる。

第５−ａ図にカバー２のまわりの空気の流れのようすを
示した。円形の場合、カバーの後流側にうずを生じ、空
気抵抗が大きくなりやすい。またうすのため燃料がカバ
ー内外壁に付着しやすい。

しかし、第５−ａ図のように円形では加工が行いやすい
メリットがある。

第５−ｂ図のようにＮＡＳＡ、ＮＡＣＡで定めているよ
うな流線形状とすることによって、空気抵抗を小さくし
、またうすの発生を防止することができる。

第６図に本発明の他の実施例を示す。燃料噴射ノズルの
近傍に環状オリフィス６を設ける。環状オリフィス６に
は空気通路５が接続されており、空気通路から空気を吸
入する。燃料の噴出速度と同じ程度の流速で空気を噴出
させることによって、燃料のカバーへの付着を防止でき
る。燃料に加える圧力がたとえば３００ｋＰａでは、燃
料の流速が２０　ｍ　／　ｓ程度であり、空気流速が２
０　ｍ　／　ｓとなるように空気通路に設けたバルブ１
３を開閉する。絞り弁全開時には大気圧との圧力差が小
さいため、空気流速を２０ｍ／ｓとできないが、この運
転条件では、燃料量が多い（パルス幅が長い）ため、カ
バーへの付着はあまり問題とならない。

第７図に単・孔オリフィスから燃料を噴出させたときの
、燃料の流速と燃料の分裂に要する長さの関係を示す。

（第１４回液体の微粒化に関する講演会より）。燃料の
圧力を大きくし、燃料の流速を大きくすると、第７図中
、番号８，９で示すように、ノズルから噴出した燃料が
大きく乱れる。

そのため、カバー内に燃料が付着しやすくなる。

第８図にノズル内径りを０．１〜３ｎｎまで変化させた
ときの、燃料の流速ｖＩと燃料の分裂長さＬｂの関係を
示す。一般的に用いられている自動車では、燃料圧力が
３００ｋＰａ程度である。そのときの燃料の流速ｖ１は
２０　ｍ　／　ｓである。燃料の流速が２０ｍ／ｓ、Ｄ
ｎ＝１ｍｎでは、第７図の燃料の乱れる領域に入るため
、カバーの内壁に燃料が付着しやすくなる。そのため、
燃料圧力が３００ｋＰａ程度では、ノズルの内径Ｄｎ≦
０．５ｍ＋ｎ　とする。

ノズルの内径Ｄｎを小さくすると、燃料を供給しきれな
くなるので、ノズル断面積を同じとし、ノズルの数を増
加させる。

また環状ノズルの場合には、単孔ノズルと同じ断面積を
有する環状スキマを形成する。すなわちＤｎ≦０．５ｍ
ｍの断面積となる環状スキマとなるように、ノズルの内
外径を決める必要がある。

第９−ａ図に本発明の他の実施例を示す。カバー２に空
気噴出しノズル１１を設ける。ノズル１１は、空気通路
５と接続されており、大気を吸入する。空気吹き出しノ
ズル１１は、第９−ｂ図に示す環状ノズル又は第９−ａ
図に示す多孔ノズルとする。空気ノズルの断面積は、吸
入される空気量が、アイドル運転を行なうことができる
空気量以下とする必要がある。

燃料噴射弁１から噴出した燃料は、空気吹出しノズルの
空気によって微粒化が促進される。

第１０図に示すように、アシストエアがない場合には、
４００μｍ以上の粒径の噴霧が供給されるが、アシスト
エアによって最小１５μｍ程度の噴震を供給することが
できる。吸気圧力が大きくなるにしたがい、大気圧との
差が小さくなり、空気の吹出しが行われないので、粒径
が大きい噴震どなる。以上のような噴霧では、アイドル
時など、吸気圧力の小さい運転域で燃焼を安定にするこ
とができる。

第１１図に本発明の他の実施例を示す。空気の導入をカ
バーの一方向から行うことによって、燃料をアイドル時
などでは強制的に付着させる。吸気圧力が大きい領域で
は空気の吹出しが少なくなるので、燃料は直進する。

第１２図に示すようにカバーの内壁に付着した燃料は、
吸気管内の空気流速によって、少しずつ微粒化される。

すなわち、空気と燃料が混合しながら、エンジンに供給
することができる。

従来のエンジンでは、アイドル運転時、吸気行程が約５
０　ｍ　ｓに対し、燃料の噴射している期間はせいぜい
２　ｍ　ｓであり、空気と燃料の混合）が不十分であり
、燃焼が不安定９回転数変動が大きくなる。本発明では
、空気と燃料を混合しながら供給できるので、アイドル
時などの混合気形成を改善できる。

第１４図に本発明の動作のようすを示した。第１４−ａ
図に示すように、カバーがない場合、吸気弁が開いてい
るときの燃料を噴射すると、噴霧が曲げられ、シリンダ
内に偏って流入する。第１４−ｂ図のように、カバーを
設けることによって、噴震をシリンダ内に均等に流入さ
せることができる。カバーの長さは、吸気管の中心にカ
バーの先端がくるようにすることが望ましい。またカバ
ーの方向は吸気弁の上面中心方法が望ましい。

上記のようにカバーの長さによって、噴霧をシリンダ内
へ供給する場所を変えることができる。

またカバーはビントル噴射弁などのビントル部の保護キ
ャップとしても効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シリンダ内に燃料を均一に分散できる
ので、シリンダ内で燃料の蒸発が促進され、燃料の液膜
を低減するので、ＨＣ排出量の低減及び燃料による潤滑
油の希薄を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例、第３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、第
７図、第８図は本発明の動作説明図、第９図は本発明の
他の実施例、第１０図は本発明の動作説明図、第１１図
は本発明の他の実施例、第１２図、第１３図は本発明の
動作説明図である。 １・・・燃料噴射弁、２・・・カバー、３・・・空気導
入孔、４・・・吸気管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．　吸気ポート付近に燃料噴射弁を有するガソリン機
   関において、該燃料噴射弁の先端に吸気管内へ突き出す
   カバーを設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
2. ２．　請求範囲第１項において、噴射弁の燃料噴出ノズ
   ル近傍にカバーに穴を設けたことを特徴とする燃料噴射
   装置。
3. ３．　請求範囲第１項において、噴射弁の燃料噴出ノズ
   ル近傍のカバー内部に環状オリフイスを設け、空気を導
   入し、カバー内に噴出させることを特徴とする燃料噴射
   装置。
4. ４．　請求範囲第１項において、噴射弁の燃料噴出ノズ
   ルの内径Ｄｎ≦０．５ｍｍとすることを特徴とする燃料
   噴射装置。