JPH0210293Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、２個の吸気弁を備えた火花点火内燃
機関の電子制御式燃料噴射装置EFIに関する。

［従来の技術］ 従来、２吸気弁エンジン、たとえば吸気弁２
個、排気弁２個の４バルブエンジンのEFI燃料噴
射弁は、ピントルを備えた単孔型が一般的であ
る。燃料噴射弁が設置される位置は、吸気通路内
に形成された、２個の吸気弁を分離している中間
隔壁の、吸気流れ方向上流側への延長上、すなわ
ち吸気ポートの集合部の中央である。したがって
噴射された燃料の一部は、中間隔壁に付着し、ス
ムーズにシリンダ内に燃料が吸入されずボタ落ち
現象が生じる。そのため、サイクル間の空燃比変
動によりエミッションが増加する、また燃料付着
により過渡応答性が悪くなる、また、燃料の壁付
着によるボタ落ちにより燃焼効率が低下する、さ
らには噴射燃料が点火プラグを直撃してプラグ燻
りを発生する、等の問題が生じる。

また、特許第144654号明細書には、２ホール型
燃料噴射弁を用い、２ホールの噴射方向を吸気弁
に向けた、したがって噴霧がポートの中間間隔に
当らない燃料噴射装置が示されている。しかし、
この従来の２ホール型燃料噴射弁を用いた燃料噴
射装置においても、燃料の一部が２つのバルブス
テムの間を通ってシリンダ内に入るため、２つの
吸気弁とそれぞれのバルブシートとの間の隙間を
通ってシリンダ内に流入した燃料は、霧化が不完
全な場合には液状として残る燃料が直接点火栓方
向に向かうばかりか、霧化が良好な状態にあって
もシリンダ周方向に互いに逆向きのスワールに乗
って流れ、スワール中の微粒燃料同志がスワール
衝突部で互いに衝突して粒の大きな燃料粒に成長
したとき、燃料粒成長部位に点火栓が丁度配設さ
れているため、点火栓くすぶりを生じるという問
題があった。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は、上記のような燃料噴射弁における問
題を除去すること、すなわち、 (イ) 従来の単孔型燃料噴射弁の問題に対しては、
２ホール型とするとともに燃料のポート中間隔
壁付着を防止して、その結果、、空燃比の変動
の抑制、エミツシヨン低減、エンジンの過渡応
答性の向上、ボタ落ちの抑制、燃料の微粒化の
促進、大きな粒の燃料の点火プラグ直撃による
プラグ燻りの抑制、をはかることを目的とし、 (ロ) 従来の２ホール型燃料噴射弁の問題に対して
は、霧化が不完全な燃料の点火プラグ直撃によ
る点火栓くすぶり、霧化が良好な場合の燃料の
シリンダ内流入後のスワールの衝突部位におけ
る燃料粒成長による点火栓くすぶり、を軽減さ
せることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、本考案によれば、次の複吸気エン
ジンの燃料噴射装置によつて達成される。すなわ
ち、２個の吸気弁と少なくとも１個の排気弁を具
備しこれらの弁で囲まれたシリンダヘツド部の中
央部に点火栓が配設された火花点火機関の吸気通
路に、各吸気弁を分離するシリンダヘツドの中間
隔壁の中心線延長上で該隔壁の端から吸気流れ方
向上流側に任意の別離隔たつた位置に、前記２個
の吸気弁の傘部に向けて燃料を噴射する２ホール
型噴射弁を設置した複吸気弁エンジンの燃料噴射
装置において、該噴射弁の２つの燃料噴孔の指向
角度を、該２つの燃料噴孔から噴射される燃料噴
霧が、投影平面において、狭角側が前記中間隔壁
と任意隙げきをもち各吸気バルブステムのシリン
ダボア中心寄り円周と接する点と前記噴射弁を結
んだ線でなす角度によつて規定され、広角側が各
バルブシートと各ポート外壁とが交る点と前記噴
射弁を結んだ線でなす角度によつて規定される角
度範囲に入るように、設定されていることを特徴
とする複吸気弁エンジンの燃料噴射装置。

［作用］ 上記のように燃料噴射弁の２つの燃料噴孔の指
向角度範囲が定められた燃料噴射装置において
は、燃料は中間隔壁を外して両吸気ポートの吸気
弁傘部背面に向けて噴射される。したがつて、燃
料はポート壁および中間隔壁にほとんど付着せず
に、かつ吸気弁シート部と吸気弁の間の高速気流
で微粒化されつつ、燃焼室に導かれ、燃焼され
る。したがつて、燃料の壁付着は抑制され、空燃
比の制御が改善され、３元触媒の浄化性能が向上
されて、エミツシヨン低減がはかられる。また、
エンジンの過渡応答性が向上するので増量系の低
減ができ、実用燃費が向上する。また、直接各吸
気弁に燃料噴霧が全量衝突するので、吸気弁の壁
温による蒸発及び衝突による微粒化が効果的に作
用し、良質の混合気が供給されて燃焼効率が向上
され、燃費率が改善される。さらに、燃料が点火
プラグを直撃しないのでプラグ燻りも抑制され
る。このようにして前記(イ)の目的が達成される。

また、上記狭角側の角度限界が規定された燃料
噴霧は、バルブステムより外側からシリンダ内に
入るので、スワールの外周部分に乗り、互に逆向
きのスワールの衝突部位の外周部分のみで、すな
わち中央の点火栓から半径方向に隔たつた位置で
燃料の衝突が起るだけであるから、燃料粒の成長
があつても点火栓のくすぶりは著しく軽減され
る。霧化不完全な燃料の点火栓直撃は、バルブス
テム外側流入では、当然に生じない。したがつ
て、前記(ロ)の目的が達成される。

［実施例］ 以下に、本考案の複吸気弁エンジンの燃料噴射
装置に係る望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第１図ないし第３図は４バルブエンジンを例に
とつた本考案実施例を示している。図に示すよう
に、スロツトルボデー１の下流にサージタンク
２、インテークマニホルド３、シリンダヘツド内
ポート４がつながつており、空気はエアクリーナ
（図示せず）を通り、エアフローメータ（図示せ
ず）で計量され、前記各部位を通つて弁リフト時
に各吸気弁７とバルブシート８との間の隙間を通
過して、燃焼室１６に吸引されるようになつてい
る。

ポート４には、各吸気弁７を分離する中間隔壁
５の中心線の延長上でかつ隔壁５の端部から上流
側に適宣の距離Ｌだけ隔たつた位置にEFIの燃料
噴射弁１０が設置されている。燃料噴射弁１０
は、第３図に示すように、噴射弁ボデー１０ａの
先端に２つの燃料噴孔１０ｄを有する２ホール型
燃料噴射弁から成る。２ホール型EFI燃料噴射弁
１０にはデリバリパイプ１２から燃料が一定圧で
供給される。そして、コンピュータ（図示せず）
からの指令信号により、リード線１３を介して２
ホール型EFI燃料噴射弁１０に内蔵された電磁駆
動部（図示せず）が作動し、弁体１０ｂがリフト
され、開弁されるようになつている。そして、弁
体１０ｂが燃料噴射弁１０のシート部１０ｃから
離れた時に供給された燃料が２個の噴孔１０ｄか
ら噴射される。

ここで、燃料噴射弁１０に開孔されている２個
の噴孔１０ｄの挟角θは、次のように設定されて
いる。すなわち、噴射位置近傍の投影平面におい
て、挟角θは中間隔壁５と任意の間隙ｌをもつて
各吸気バルブステム７ａのシリンダボア９の中心
側の円周の任意接点Ａと該噴射弁とを結んだ直線
１１ａでなす角度θ₁と、各吸気弁シート８と各吸
気ポート４の外壁６とが交る点Ｂと該噴射弁１０
とを結んだ直線１１ｂでなす角度θ₂との間の範囲
に、噴射燃料２０が入るように設定される。挟角
θのうち挟角側の挟角θ₁の設定は燃焼室１６の中
央に設けた点火プラグ１５の燻り防止のためであ
り、広角側の挟角θ₂の設定は過渡応答性からの限
界として設けられている。なお、８はバルブシー
ト、１４は排気弁を示している。

このように構成された実施例装置においては、
燃料はコンピュータからの指令信号に応じて、燃
料噴射弁１０の２つの噴孔１０ｄから噴射され
る。この場合、噴孔１０ｄは上記の如くその挟角
θが設定されているので、燃料噴射弁１０から噴
射された燃料２０は、吸気ポート外壁６および中
間隔壁５にあたらずに飛行する。したがつて燃料
のポート壁、中間隔壁の付着は小である。燃料２
０は、吸気弁７の傘部７ｂの背面をめがけて飛行
し、吸気弁７の傘部７ｂに衝突して飛散し微粒化
される。吸気弁７は昇温が早いので、燃料の蒸発
装置としての機能も有し、燃料を蒸発させる。ま
た吸気弁シート部８と吸気弁７との間の気流は高
速気流となるが、これによつて燃料２０は微粒化
される。一般にEFIシステムの燃料圧は低圧のた
めホール型噴射弁の燃料噴霧は中実の液状で微粒
化が難しいが、上記のように傘部７ｂとの衝突に
よる飛散、傘部７ｂの蒸発作用、シート部８近傍
の高速気流による微粒化作用によつて、燃料２０
の微粒化は促進され、良質の混合気となつて燃焼
室１６に供給される。

また、２つの吸気弁７のバルブステム７ａより
外側からシリンダ内に流入した燃料は、互いに逆
向きのスワールに乗つてシリンダ内で周方向に流
れて互いに衝突するが、燃料の衝突部位はスワー
ルの衝突部位の外周部位のみにおいてであり、点
火栓１５から離れている。したがつて、衝突によ
つて燃料粒が成長しても、その成長した燃料粒が
点火栓１５に付着して点火栓くすぶりを生じるよ
うなことはない。

［考案の効果］ したがつて、本考案によるときは、次のような
効果が得られる。

まず、燃料の壁付着が防止されることにより空
燃比の制御性が向上する。第５図イ，ロは空燃比
フィードバツク制御電圧を示しており、第５図イ
は従来の噴射装置による場合を、第５図ロは本考
案による場合を示している。図に示すように、本
考案装置の方が周波数も大でかつ波形の荒れも少
ない。その結果、３元触媒の浄化性能があり、エ
ミツシヨンが低減する。また、３元触媒の省貴族
化が可能になり、排気浄化システムとして低コス
ト化がはかれる。なお、第７図に示すように、エ
ミツシヨン低減効果は噴孔１１ｄの挟角θがθ₁と
θ₂との間にあるときが特に好ましい。

また、燃料の壁付着防止と微粒化を通してエン
ジンの過渡応答性が向上する。第４図イ，ロは過
渡時のトルク立上りを示したものであり、第４図
イは従来の噴射装置による場合を、第４図ロは本
考案による場合を示している。図に示すように、
本考案の方がシャープにトルクが立ち上り、実車
のドライバビリティが改善される。第６図は過渡
応答性の改善の度合が、噴孔１１ｄの挟角θをθ₁
とθ₂との間に設定したときが特に大きいことを示
している。この過渡応答性の向上によつてエンジ
ンの令間時の燃料増量が低減でき、また、暖機時
の増量系が簡素化できるので、エミツシヨンの低
減および実用燃費が改善できる。

また、燃料の壁付着が少ないので、過渡応答性
が良くなり、令間時の運転性が改善され、ドライ
ブフィーリングが良くなり、かつ過渡時の複雑な
増量系のソフトウエアが不要になり、プログラム
の簡素化がはかれる。

さらに、燃料が点火プラグを直撃しないので、
プラグ燻りが発生しない。第８図はプラグ燻り度
合を示しているが、図に示すように噴孔挟角θが
θ₁以上で良好な燻り防止が得られることが分る。
すなわち、角度θ₁以上で燃料はバルブステムの外
側を通つてシリンダ内に入り、スワール衝突部位
で燃料粒が成長しても点火栓から遠いため点火栓
くすぶりを生じさせないことがわかる。

なお、前記説明は、４バルブエンジンを例にと
つたが、吸気弁が２つ、排気弁が１つの３バルブ
エンジンにも同様に成り立ち、本考案はそのよう
な場合も含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る複吸気弁エン
ジンの燃料噴射装置の投影平面図、第２図は第１
図の装置の縦断面図、第３図は燃料噴射弁の、先
端部を断面で示した、正面図、第４図イ，ロは時
間−トルク特性図で、第４図イは従来の場合、第
４図ロは本考案の場合、第５図イ，ロは空燃比フ
ィードバツク制御電圧特性図で、第５図イは従来
の場合、第５図ロは本考案の場合、第６図は噴孔
の挟角θと過渡応答性との関係図、第７図は噴孔
の挟角θとエミツシヨンとの関係図、第８図は噴
孔の挟角θとプラグ燻り度合との関係図、であ
る。 ５……中間隔壁、７……吸気弁、１０……燃料
噴射弁、１０ｂ……弁体、１０ｃ……シート部、
１０ｄ……燃料噴孔、１６……燃焼室、θ……挟
角、θ₁……挟角側の挟角、θ₂……広角側の挟角。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２個の吸気弁と少なくとも１個の排気弁を具備
   しこれらの弁で囲まれたシリンダヘツド部の中央
   部に点火栓が配設された火花点火機関の吸気通路
   に、各吸気弁を分離するシリンダヘツドの中間隔
   壁の中心線の延長上で該隔壁の端から吸気流れ方
   向上流側に任意の別離隔たつた位置に、前記２個
   の吸気弁の傘部に向けて燃料を噴射する２ホール
   型噴射弁を設置した複吸気弁エンジンの燃料噴射
   装置において、該噴射弁の２つの燃料噴孔の指向
   角度を、該２つの燃料噴孔から噴射される燃料噴
   霧が、投影平面において、狭角側が前記中間隔壁
   と任意隙げきをもち各吸気バルブステムのシリン
   ダボア中心寄り円周と接する点と前記噴射弁を結
   んだ線でなす角度によって規定され、広角側が各
   バルブシートと各ポート外壁とが交る点と前記噴
   射弁を結んだ線でなす角度によつて規定される角
   度範囲に入るように、設定されていることを特徴
   とする複吸気弁エンジンの燃料噴射装置。