JPH0396656A - 燃料噴射弁 - 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］ この発明は内燃機関〈以後エンジンとも言う〉の例えば
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁に関するもの
である。

［従来技術］ 従来、燃焼室内において点火栓の近傍の混合気を他の部
分より濃くし、いわゆる混合気の成層化を計り、これに
より燃焼を改善して燃費、エンジンの過渡特性及び排気
エミツションを向上させることが知られている。このよ
うに混合気の戒層化を得ることを目的としてエンジンの
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁が提案ざれて
いる（実開昭５８−２３６３号公報〉。

然しこの燃料噴射弁は燃料の霧化が充分でなく、着火が
しにくく、混合気の或層化が不十分となる恐れがあった
。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は燃料の霧化及び混合気の或層化が充分に行わ
れ、これによりエンジンの燃費、過渡特性及び排気エミ
ツションを向上させる燃料噴射弁の提供を課題とする。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記の課題を解決するためこの発明は燃料を環状に噴射
する噴口及びこの噴口から噴剣される燃料の圧力を所定
値に調整する調圧弁を有する燃料噴射弁において、前記
噴口の下流側に噴口及び空気源に連通ずる空気室を設け
、空気室の下流端に噴口とほぼ同形状の環状の開口を噴
口に対向させて設け、空気室の圧力を調圧弁の背圧とほ
ぼ等しくした構或を有している。

［作用］ 燃料噴口がら空気室内に噴射される燃料は空気室内の空
気圧が調圧弁の背圧と同じ値に調整されているので７イ
ドリング時の空気量以下の少ない空気量で充分に霧化し
、噴口より下流側に位置して噴口とほぼ同形状で対向す
る環状の開口に直進するのでこの開口を円滑に通過する
ことができる。

そして直接エンジンの燃焼室あるいは吸気マニホルド内
に侵入して燃焼を改善する。

［実施例］ 以下実施例を示す図面によりこの発明を説明する。第１
図及び第２図は第１実施例を示す。第２図は第１実施例
の燃料噴剣弁１００を使用したエンジンを示す。同図に
おいてシリンダブロック１１に形成ざれたシリンダボア
１２にピストン１３が１と動自在に嵌装され、シリンダ
ブロック１１上に設置ざれたシリンダヘッド１４と、シ
リンダボア１２と、ピストン１３の頂面１５とにより燃
焼室１６が形或されている。点火栓２１はシリンダヘッ
ド１４に穿設された孔２２に嵌合され、その電極２３は
燃焼室１６内に突出する。燃料噴躬弁１００はシリンダ
ヘッド１４とシリンダブロック１１に穿設されて鉛直方
向に延びる支持孔１７に嵌合支持ざれている。この燃料
噴射弁１００に形成された噴口１０１は、シリンダブロ
ック１１に形成された穴１８を介して燃焼室１６内に連
通している。

燃料噴劃弁１００には、タンク３１内に貯留された燃料
が供給される。ボンプ３２はモータ３３により駆動ざれ
て回転し、タンク３１内の燃料をフィルタ３４及び供給
ライン３６を介して燃利噴射弁１００に圧送する。燃料
噴射弁１００に供給される燃料の圧力は調圧弁３５によ
り一定値に調圧ざれ、余剰燃料は還流ライン３７を介し
てタンク３１に戻される。

燃料噴躬弁１００は燃料調量部１”１０と燃料噴射部１
５０とからなり、これらは相互に連結ざれている。

燃料調量部１１０は通常の燃料噴射弁と同様の構造を有
している。即ち、ノズルボディ１］１の下端部には絞り
孔１１２が穿設され、ノズルポデイ１１１の内部に絞り
孔１１２を開閉する二一ドル弁１１３が昇降自在に収容
される。ノズルボディ１１１の上方には環状板１１４が
設けられ、ノズルボディ１１１は環状板１１４とともに
ケーシング１１５の下端開口部１１６内に嵌着されてい
る。一方供給ライン３６に連結される入口部材１２１は
ケーシング１１５の上端開口部１１７内に嵌着される。

この入口部材１２１の軸芯部に固定ざれた管部材１２２
には燃料通路１２３が形成され、又入口部材１２１の供
給ライン３６との連結部分にはフィルタ１２４が設けら
れる。燃料通路１２３と絞り孔１１２はケーシング１１
５及びノズルボディ１１１の内部に形或された通路によ
り連結され、フィルタ１２４及び燃料通路１２３を通過
して燃料調量部１１０内に流入する燃料は二一ドル弁１
１３が開弁じた時絞り孔１１２から吐出されて燃料噴射
部１５０へ供給される。

二一ドル弁１１３の頭部には環状部材１２５が嵌着ざれ
、環状部材１２５と管部材１２２との間にばばね１２６
が設けられている。このばね１２６は環状部材１２５を
介して二一ドル弁１１３を常時下方へ付勢し、これによ
り二一ドル弁１］３は、非作動時にノズルボディ１１１
の下部に形成ざれたシート部１２７に着座し、絞り孔１
１２を閉塞する。二一ドル弁１１３はンレノイドコイル
１３１に通電すると閉弁する。即ち環状部材１２５は磁
性体から形或されており、ソレノイドコイル１３１への
通電により上方へ吸引され、これにより二一ドル弁１１
３はシート部１２７から離座して絞り孔１１２を解放す
る。ソレノイドコイル１３１への通電を遮断すると二一
ドル弁１１３はばね１２６の弾発力により下降し、絞り
孔１１２を閉塞する。ソレノイドコイル１３１への通電
制御は電子制御部（ＥＣＵ＞１３２により行われ、ＥＣ
Ｕ１３２はエンジンの運転状態に応じて電圧パルス信号
をソレノイドコイル１３１に供給する。

即ち例えばエンジンが高負荷状態で運転される場合は噴
射量を多くするため、低負荷状態で運転される場合に比
較して長いパルス幅の信号がソレノイドコイル１３１に
供給され、二一ドル弁１１３の開弁時間が長くなる。

燃料噴銅部１５０のホルダ１５１は燃料調量部１１０の
ノズルボデイ１１１に油密を保ってＶ！着される。ホル
ダ１５１には燃料調量部１１０の絞り孔１１２に連通す
る燃料通路１５２が形或されている。燃料通路１５２は
ホルダ１５１の軸心部に沿って直線状に延びている。燃
料通路１５２の下部には燃料通路１５２に対して垂直方
向に延び、ホルダ１５１の側面に開口する前記の噴口１
０１が形成ざれている。噴口１０１内にはこれを開閉す
るため外開き式の自動弁である制御弁１６１が配設され
ている。

制御弁１６１は噴口１０１の開口部に嵌着された環状の
シート部材１６２と、このシート部材１６２の中央に穿
設された孔１６３を開閉する弁体１６４とを有する。弁
体１６４はシート部材１６２の孔１６３が外方に突出す
るとこの孔を解放し、内方に後退すると孔１６３を閉塞
する。弁体１６４の背面にはピン１６５が固定され、ピ
ン１６５にはリテーナ１６６が設けられている。ばね１
６７はリテーナ１６６とシート部材１６２との間に設け
られ、弁体１６４が孔１６３を閉塞するように付勢する
。

制御弁１６１は燃料通路１５２内の燃料圧力かばね１６
７の弾発力、即ち開弁圧以上になるとばね１６７に抗し
て開弁じ、燃料圧力が開弁圧力より小さくなった時ばね
１６７の弾発力により閉弁する。制御弁１６１が開弁じ
ている間、燃料は孔１６３と弁体１６４とにより形成さ
れる環状の隙間からホルダ１５１の噴口１０１を経て後
述の空気供給機構の空気室２０４内に水平の円筒状に噴
射される。

空気供給機構の筒状ボディ２０１はホルダ１５１に嵌合
され、これによりポディ２０１とホルダ１５１との間に
環状の通路２０２が形成される。

ホルダ１５１の下端部にはキャップ２０３が嵌合され、
キャップ２０３の側壁とホルダ１５１との問に空気室２
０４が形或される。キャップ２０３は噴口１０１に対向
する部位に開口２０５を有し、この開口２０５はシリン
ダブロック１１に形或された孔１８を介して燃焼室１６
に連通ずる。空気室２０４は孔２０６を介して通路２０
２に連通する。筒状ボデイ２０１の上部にはパイプ２１
０が連結される。パイプ２１０はボデイ２０１から斜め
上方に延び加圧空気源２１１に連結される。

従って加圧空気源２１１から圧送されてきた空気はパイ
プ２１０を通って通路２０２に流入し、孔２０６から空
気室２０４へ流入する。噴口１０１から排出される燃料
は空気室２０４内の空気と混合され、開口２０５から噴
射される。こうして燃料の霧化が促進ざれ燃焼が改善さ
れる。

なお、加圧空気源２１１の代りにパイプ２１０を大気に
連通させてもよい。

前記の霧化を向上させるために第１図に示すように開口
２０５を噴口１０１から噴則される環状の噴霧とほぼ同
一の環状（図示のように２個の部分環状又は３個以上の
部分環状でもよい〉とじて必要空気量をアイドル運転時
の空気量より少なくし、空気を有効に使用する。

又空気室２０４内の噴射空間３０１が燃焼室１６内の圧
力の影響を受けないようにするため第２図のように加圧
空気源２１１の大気弁３５の背圧を加圧空気源２１１の
下流より取ることにより燃料噴射弁の差圧が常に一定に
保持される。

又上記の背圧を取る場所には空気の流れの影響を受けな
いようにするためエアチＩンバ−４０１を設ける。

上記実施例は燃料噴射弁１００をレシプロエンジンに使
用した例であるが、ロータリエンジンのサイドハウジン
グに設け、サイドハウジングに口−タにより開閉される
穴を形成し、この穴から燃料噴射を行うようにしてもよ
い。又燃料噴射弁１００をエンジンの吸気マニホルドに
設けてもよい。

第３図は第２実施例を示す。第２実施例は第１実施例の
開口２０５の空気室２０４側の形状を円錘形状５０１と
し、噴口１０１からの噴霧が開口２０５を通過し易くし
ている。

第４図は第３実施例の燃料噴射弁６００を示す。

第３実施例はエンジンの吸気マニホルドに使用される公
知の燃料噴射弁（第１実施例の燃料調量部１１０とほぼ
同じ構造のもの）に本発明を適用したものである。即ち
燃料噴射弁６００において、固定鉄芯６０１の後端（第
４図では右端）にフィルタ６０２が挿入ざれ、その前方
〈第４図で左方〉にパイブ６０３、圧縮スプリング６０
４が記載順に挿入ざれている。固定鉄芯６０１の外側に
はボビン６０５を介して磁気ケース６０６が嵌装されて
おり、ボビン６０５内には磁気コイル６０７が収容され
ている。固定鉄芯６０１にはターミナル６１９が取り付
けられ、磁気コイル６０７に接続している。圧縮スプリ
ング６０４に当接してアーマチャ６０８がボビン６０５
及び磁気ケース６０６内に収容ざれ、アーマチャ６０８
の前側において磁気ケース６０６内にはストツパ６０９
及びバルブハウジング６１０が挿入されている。バルブ
ハウジング６１０内には弁体６１１がその軸方向に１習
動自在に収容されている。弁体６１１の後端はアーマチ
ャ６０８と結合されており、又弁体６１１に設けたフラ
ンジ６１１ａは弁体６１１が摺動する際ストツパ６０９
に当接し、これにより弁体６１１は後方への必要以上の
移動を規制ざれている。弁体６１１の外周面には溝６１
１ｂが設けられ、又弁体６１１の前端とバルブケーシン
グ６１０の前端との間には弁体６１１が磁気コイル６０
７への通電により後退した時に環状の噴口６１２が形成
される。磁気コイル６０７への通電が遮断されると弁体
６１１は圧縮スプリング６０４のばね力で前進し噴口６
１２を閉塞する。磁気ケース６０６の前端部には隔壁６
０６ａが設けられ、この隔壁６０６ａと噴口６１２との
間には噴口６１２に連通する空気室６１３が形或されて
いる。

隔壁６０６ａには噴口６１２に対向して噴口６１２とほ
ぼ同形状の環状の開口６１４が設けられている。更に磁
気ケース６０６には空気室６１３に連通ずる複数個の通
気口６１５が円周方向に等間隔に設けれている。磁気ケ
ース６０６の前部は隙間６１６を介してキャップ６１７
で覆われ、隙間６１６はキャップ６１７に取り付け空気
管６１８を介して図示しない空気源に連通している。

燃料噴躬弁６００の右端から供給される燃料は図示しな
いが第２図の場合と同様に調圧弁により調圧される。又
空気室６１３の圧力は調圧弁の背圧と同じ値に調整され
ている。そして燃料はフィルタ６０２、パイプ６０３、
アーマチャ６０８、弁休６１１の溝６１１ｂを通って弁
体６１１が後退した時に形或される環状の噴口６１２か
ら環状の噴霧となって空気室６１３内に噴射される。こ
こで燃料は図示しない空気源から空気管６１８、隙間６
１６及び通気口６１５を通って空気室６１３に導入され
た空気と混合され、環状の開口６１４を経て図示しない
吸気マニホルドに噴射される。

噴口６１２と開口６１４とはほぼ同形で、かつ対向して
いるので混合気は円滑に開口６１４を通過し、燃焼が改
善される。

第５図は第４実施例の燃料噴射弁７００を示す。

燃料噴射弁７００は燃料噴躬弁６００において、第２実
施例と同様に空気室６１３内において隔壁６０６ａに円
錘形６２０を付加した構造であり、その他の構造は第３
実施例と同じであるので説明を省く。円錘形６２０の付
加により混合気の開口６１４の通過の円滑性はざらに向
上する。

［効果］ この発明は上記の構成を有するので次のような浸れた効
果を有する。

（イ）空気室の圧力は調圧弁の背圧と同じであるので安
定しており、導入される空気量は少なくこの少ない空気
量が安定した良好な混合気を作る。

（口〉噴口と開口とはほぼ同じ形状であり、かつ対向し
て配置されているので噴口から噴射ざれ霧化した燃料は
少ない抵抗で開口を通過する。この為エンジンの燃焼効
率、燃費が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ〉は第１実施例の縦断正面図を示す。 第１図（口〉は第１図（イ〉のＡ矢視図を示す。 第２図は第１実施例を取り付けた燃料噴射弁の縦断正面
図を示す。第３図（イ〉は第２実施例の縦断正面図を示
す。第３図（口〉は第３図（イ）のＡ矢視図を示す。第
４図（イ）は第２図とは別の燃料噴射弁に第１実施例の
適用した場合の縦断正面図を示す。第４図（口）は第４
図（イ）のＡ矢視図を示す。第５図（イ〉は第４図（イ
〉と同じ燃料噴射弁に第２実施例を適用した場合の縦断
正面図を示す。第５図（口〉は第５図（イ〉のＡ矢視図
を示す。 ３５・・・プレッシャレギュレータ １０１、６１２・・・噴口 ２０４、６１３・・・空気室 ２０５、６１４・・・開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料を環状に噴射する噴口及びこの噴口から噴射される
   燃料の圧力を所定値に調整する調圧弁を有する燃料噴射
   弁において、前記噴口の下流側に噴口及び空気源に連通
   する空気室を設け、空気室の下流端に噴口とほぼ同形状
   の環状の開口を噴口に対向させて設け、空気室の圧力を
   調圧弁の背圧とほぼ等しくしたことを特徴とする燃料噴
   射弁。