JPH0396648A - 内燃機関用燃料・空気混合装置 - 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、内燃機関用の燃料・空気混合装置であって、
回転対称的なノズル体を有し、コノノズル体が、ノズル
体内を移動可能な回転対称的絞り体と一緒に先細一末広
ノズルを形成し、ノズル最小横断面の近くに、ノズルを
取り囲みノズル内に開口しているスリットが設けられこ
のスリットに少なくとも１つの燃料供給管が開口してい
る形式のものに関する。

［従来の技術〕 エンジンの燃焼室内へ入る前に既に、混合装置により燃
料・空気の混合気が均一に調合されればされるだけ、有
効燃料消費量は少なくなりかつまた、同一シリンダ内の
みでなく、エンジンの全シリンダ内に継起する作業サイ
クルが一様になり、達成可能のエンジン出力が高くなる
。

ＤＥ３６　　４３　　８８２Ａ１Ｇこより公知の、前記
形式の混合装置の場合、燃料は、ノズルを流れる空気の
流れ方向に直角に供給される。供給される燃料の大部分
は、次いで燃料膜に対して直角に流れる空気により霧散
させられるが、そのさいに発生する粒滴寸法は、空気流
の速度が高まるにつれて減少する。半径方向スリット内
を流れる燃料は、粘着力のため壁部に付着し、ノズル体
の末広がりのノズル区域に移行したあとも、多少の差は
あれ厚い膜が壁部に付着したままとなる。ノズルは、著
しく外方へ湾曲した半径方向拡散部に開口しており、こ
の結果、湾曲区域の燃料膜は、その区域での空気速度が
僅かなために、遠心力による作用を受けて、比較的大き
い寸法の粒滴を落下させる。これに対し、燃料・空気混
合物の中核をなす流れ内の粒滴は、比較にならないくら
い小さい。この結果、吸気管内に比較的厚い燃料膜が付
着し、これによって、個々のシリンダ、同一シリンダい
ずれにも、継起する作業サイクル時に不一様な混合気組
戒が生じる欠点がある。このことによってまた、エンジ
ン負荷が不安定となり、平均排ガス組或が変動し、触媒
を用いても排ガス品質の低下はまぬがれない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料・空気混合装
置の混合気調整を、更に改善する．ことにある。

［課題を解決するための手段］ この課題を本発明は、次のようにして解決した。すなわ
ち、混合気の流れ方向で外方へ湾曲したノズル体区域と
、絞り体に向い合った、絞り体回転軸線に関し回転対称
的な壁部、すなわちエンジンの吸気管を有する構造ユニ
ットを形成する構造部分の壁部とにより、半径方向拡散
部を形成し、この壁部が、絞り体の方向に湾曲部を有す
るようにするのである。

本発明の基本は次のようにすることにある．すなわち、
ノズル体が、出来るだけノズル最小横断面部のところか
ら最小限の曲率で外方へ湾曲するようにし、また絞り体
の方向へ突出する湾曲部は、絞り体の方向へ最小限の曲
率で湾曲するようにして、ノズル体の相応の区域と、絞
り体に向いた湾曲壁部との協働によって、拡散機能が達
或されるようにするのである。前記ノズル体区域と湾曲
壁部とを最小限の曲率にすることによって、流れがこれ
らの構造部分に沿って曲がる場合に、剥離することがな
く、シたがってまた、燃料膜も比較的大きな粒滴となっ
て落ちることも防止される。半径方向の拡散部を有する
本発明の燃料・空気混合装置は、このため、全長が短か
くなる利点のほかに、流れ技術上の利点をも有している
。これらの利点は、直線的な拡散部には欠けていたもの
である。

本発明の１実施例によれば、外方へ湾曲したノズル体区
域には、加熱部が設けられている。

加熱は、その場合、出来るだけ燃料供給個所の直ぐ後方
、すなわちノズルに開口しているスリットの直ぐ後方で
始まるのがよいだろう。この加熱は、たとえば電気的に
、かつまた（もしくは）、有利には、エンジンにより熱
せられる媒体、特に冷却水、潤滑油、排気ガスによって
行なうことができる。加熱部は、ノズル体の当該区域内
壁のすぐ近くのノズル体内に設けられている。ノズル体
の湾曲区域で加熱を行なうことにより、内壁部の燃料膜
は、ほとんど完全に蒸発し、この蒸発は、ノズル体の壁
部の加熱度が上昇すればするだけ、著しくなる。このよ
うに加熱可能にすることで、半径方向拡散部を特別な構
戊にすることによって達戊された流れ技術上の利点が更
に助長される。加えて、回転対象的な壁部を有する構造
部分にも加熱部を設けるのが有利と見られる。この構造
部分の加熱も、たとえば電気的な加熱及び（又は）エン
ジンにより熱せられる媒体による加熱を利用することが
できる。

本発明のこのほかの特徴は、図面の説明に含まれている
が、その場合、どの個別特徴も、個別特徴のどのような
組合せも、すべて本発明にとって重要なものである。

［実施例１ 符号ｌは燃料・空気混合装置の仮想縦軸線を示し、この
縦軸線を基準として、この混合装置は対称的に構戊され
ている。内壁３を有するノズル体２は、ほぼ回転対称的
に形威されている。内壁に制限されたノズル体内室は、
その上部区域４から下方へ向って先細になり、最小横断
面部５に至る。ここから下方へ向って半径方向拡散部６
が続いている。混合装置には、図示されていないエアフ
ィルタを介して、空気が上方から供給される。空気の主
流は、矢印Ｌの方向で上から下へ流れ、次いで直角に半
径方向で外方へ流れる。

空気の主流を調整するために、同じく縦軸線を基準とし
て回転対称的に形成された絞り体８が、ノズル体と一緒
に役立っている。この絞り体８は、縦軸線方向に両方向
矢印Ａに従って調節可能である。絞り体は、頂部から下
方へ拡大し、次いで次第に下方へ向って先細になってい
る。

ノズル体と絞り体との間の空気流通路は、したがって、
絞り体が下方へ移動すれば、それだけ狭くなる。ノズル
体は、絞り体と一緒に先細−末広ノズルを形成している
。

ノズル体内室への燃料供給のためには、ノズル体壁部に
燃料供給孔９が備えられており、この孔９が燃料供給通
路１０を介して、燃料スリット１１へ移行している。燃
料スリットは最小横断面区域の横断面平面に位置し、ノ
ズル体内室に向いた開口ｌ２を有している。この開口ｌ
２は、スリット１１同様、３６００にわたって延びてい
る。ノズル体の全内周にわたって流入する燃料流を一様
に分配するため、比較的小さな流れ抵抗を有する燃料環
状通路が設けられている。燃料スリットｌ１には、燃料
のほかに、比較的高い圧力の空気がほぼ周囲空気圧で供
給される。このために、燃料スリット１１は、空気環状
通路ｌ３と孔ｌ４を介して、詳細には図示していないノ
ズル体内室区域と連通しているこの内室区域には、事実
上、周囲空気圧が支配し、他方、スリット開口ｌ２内に
は、周囲圧力のほぼ半分の空気圧が支配しているので、
開口ｌ２のところを空気は音速で流過する。このような
空気供給により、蒸気泡の発生が防止される。なぜなら
、ここでは燃料が事実上、大気圧以下となるからである
。空気供給用の環状通路１３と、これに続く燃料スリッ
トとは、それらの内部で、空気と燃料がある程度混合さ
れるだけの寸法を有している。これにより、開口ｌ２か
ら出てくる燃料は、このような空気混入なしの場合より
高い速度を与えられる。これによって、燃焼空気ないし
空気の主流に対し、燃料が、ノズル体の局面にわたって
、一様に膜状に供給される。しかしながら、この燃料・
空気混合装置の作動で確認される必要があるのは、燃料
スリッ｝１１内を流れる燃料は、粘着力があるため、壁
部に付着し、拡散部に移ったのちも、多少の差はあれ厚
い膜が内壁に付着したままになることである。

この燃料膜が、半径方向拡散部の内壁３から剥離しない
ようにするため、この拡散部は特別な構戊を有している
。すなわち、拡散部は、混合気の流れ方向で外方へ湾曲
したノズル体区域と、絞り体の回転軸に回転対称的な、
絞り体と向い合った壁部１５とによって形成されている
この壁部１５は、エンジンの吸気管７とトモに単一の構
造ユニット１８を形成している。図面からは、具体的に
次のことが分かる。すなわち、ノズル体が絞り体と共に
、スリット開口ｌ２の下流にノズルの末広がり区域を形
成し、このノズルが半径方向拡散部につながっており、
この拡散部の流過横断面は、次第に拡散部の半径方向の
出口へ向って先細になり、この出口ｌ９が吸気管７への
移行部をなしていることである。絞り体の方向への壁部
１５の湾曲は、この場合、流れ技術上の与件に依存して
いる。

本発明による半径方向拡散部の作用形式は、壁部３から
空気が剥離するのを阻止する目的をもつが、この作用形
式は、図示の装置の場合、外方へ湾曲したノズル体区域
にも、壁部１５を有する構造部分にも加熱部２０．２１
が設けられていることによって助或されている。加熱部
２０は、ノズル体内の内壁区域に配置された加熱通路２
２を有し、この通路２２が環状に構或され、拡散部の内
壁を完全に取囲んでいる。加熱通路２２は、工冫ジン冷
却水入口２３と、反対側の出口２４とを有し、拡散部の
加熱は、したがって、熱せられたエンジン冷却水により
行なわれる。半径方向に拡散部へ供給される燃料が、エ
ンジン冷却水により加熱されて、蒸気泡を生じることの
ないように、混合装置の構造設計により、エンジン冷却
水と燃料を案内する通路との間の熱抵抗を出来るだけ大
きく維持するようにした。かくして、ノズル体は、燃料
スリットとスリット開口との区域に、僅かな壁厚の部分
と空気案内用中空室２５を設け、これらにより燃料の、
望ましからざる加熱が生じないようにした。この結果、
拡散部区域でのノズル体に高い熱効率が保証される。加
熱により、拡散部の壁部に付着した燃料膜は、ほとんど
完全に蒸発する。壁部１５のところに付着している燃料
膜を更に減らすため、所属の構造部分１７には、エンジ
ン冷却水人口２７と同じく出口２８とを有する加熱通路
２６が貫通している。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による燃料・空気混合装置の１実施例の
断面図である。 ｌ・・・燃料・空気混合装置の仮想縦軸線、２・・・ノ
ズル体、３・・・内壁、４・・・ノズル体上部、５・・
・ノズル体内室の最小横断面部、６・・・半径方向拡散
部、７・・・吸気管、８・・・絞り体、９・・・燃料供
給孔、ｌＯ・・・燃料環状通路、１１・・・燃料スリッ
トｌ２・・・スリット開口、ｌ３・・・空気環状通路、
１５・・・壁部、ｌ６・・・湾曲部、ｌ９・・・拡散部
出口２０．２１・・・加熱部、２２・・・加熱通路、２
３・・・エンジン冷却水入口、２４・・・エンジン冷却
水出口、２５・・・空気案内用中空室、２６・・・加熱
通路、２７・・・エンジン冷却水入口、２８・・・エン
ジン冷却水出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関用の燃料・空気混合装置であって、回転対
   称的なノズル体を有し、このノズル体が、ノズル体内を
   移動可能な回転対称的絞り体と一緒に先細−末広ノズル
   を形成し、ノズル最小横断面の近くにノズルを取り囲み
   、ノズル内に開口しているスリットが設けられ、このス
   リットに少なくとも１つの燃料供給管が開口している形
   式のものにおいて、半径方向の拡散部（６）が、混合気
   流れ方向で外方へ湾曲したノズル体区域と、内燃機関の
   吸気管（７）を有する構造ユニット（１８）を形成する
   構造部分（１７）の、絞り体（８）と向い合った壁部（
   １５）とにより形成されており、この壁部（１５）は、
   絞り体（８）の回転軸線（１）に関し回転対称的であり
   、更に絞り体（８）の方向へ突出した湾曲部（１６）を
   有していることを特徴とする内燃機関用の燃料・空気混
   合装置。 ２、外方へ向って湾曲した、ノズル体（２）の区域が、
   加熱部（２０）を有していることを特徴とする請求項１
   記載の燃料・空気混合装置。 ３、回転対称的な壁部（１５）を有する構造部分（１７
   ）が、加熱部（２１）を有していることを特徴とする請
   求項１又は２記載の燃料・空気混合装置。 ４、単数ないし複数の加熱部（２０、２１）による加熱
   が、電気的に、又は、エンジンにより熱せられる媒体、
   特に冷却水、潤滑油、排気ガスにより行なわれることを
   特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の燃料・
   空気混合装置。