JPH04128554A - 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〕 本発明は燃料ポンプによって加圧ぎれた燃料を燃料噴射
弁より吸気路内へ噴射する燃料噴射装置に係わり、その
内特に絞り弁より下流側の吸気路に向けて、単一の燃料
噴射弁より燃料を噴射：せ、この燃料を機関の各気筒に
連なる吸気管に１給したいわゆるシングルポイントイン
ジェクシン方式（以下ＳＰＩ方式とい３）における燃料
噴射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

かかるＳＰＩ方式の燃料噴射装置として特饅昭５３−７
２９２３号がある。かかる技術は、呼気路内に燃料が均
一に吐出され、各気筒に連な２各吸気管に対して均等に
燃料を供給することを１目的としたもので、その為に、
絞り弁を通る空りを制御する絞り弁の上流側に配置され
て絞り弁σ主空気通路からの空気を受ける内部空気チャ
ン／と、内面に対して直角な燃料噴射弁により噴射され
る燃料を受けて内部に燃料リングを形成するＦ形の燃料
渦流チャンバと、霧化器を通る空気の桶れを制限するオ
リフィスと、蒸気化された程合りを絞り弁の下流側の主
空気通路へ戻す出口ボートと、を設けたものである。

而して、電子制御器による作動に応じて燃料噴射ｊｆに
より噴射された燃料は、比較的高い速度で溝の中に入っ
て、その溝の中に燃料リングを形成する。青の中の燃料
の円運動によって燃料は滴の内面上に薄い膜となって拡
がる。この燃料の膜はオリフィスから出る空気の流れに
よって徐々に運び出され、従来の霧化器で得られるより
も小さな粒子に砕かれる。

又、３＃ｌの内部での燃料の滞留時間は燃料供給時間を
大幅に長びかせる。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の燃料噴射′＃：Ｈによると次の解決すべき
課題を看する。

〜１８滴の接線方向に偏心してｅ料噴射弁より燃料を噴
射させ、溝内に渦流を生起させ溝内に燃料リングを形ｄ
ｉ、、；せたことによると：くり燃料噴射弁より溝内へ
噴射される燃料のＩＩ！霧角度が変化すると、（燃料噴
射弁の噴霧角度は１０’〜４０′１のものが一般的であ
る。）１１の内面上に形成される燃料のＳ膜渦流状態が
変化し、出口ボートから主空気通路内へ吐出される燃料
の霧化状態の均一性が損なわれるもので各吸気管への均
一な燃料の供給が阻害される。

■燃料噴射弁へ加圧された燃料を供給する燃料ポンプの
吐出圧力が変化すると、燃料噴射弁より溝内へ噴射され
る燃料圧力も変化するもので、これによると溝内におけ
る燃料の薄膜渦流状態も変化し、燃料の均一な霧化状態
を得にくい。

■燃料噴射弁より噴射される吐出燃料の噴射形状は、燃
料が拡散するフレアー形と、燃料が収束されるペンシル
ビーム形と有る。溝内に渦流を形成する為には満の内面
上を燃料が比較的速い速度をもって円運動することが望
ましいもので、この為にはペンシルビーム形の噴射形状
を持つ燃料噴射弁が好ましい。

フレアー型にあっては燃料が溝内に拡散して構の内面上
に渦流を生起しにくい。

従って、燃料噴射弁の噴射形状が限定されるもので燃料
噴射弁の選定の自由度が少ない。

〜２．燃料噴射弁より噴射される燃料が、比較的に室容
積の大なる溝内に噴射されたことによると： ■溝の内面上における渦流燃料の流速が低下し、渦流が
溝内力へ飛散することがあり、混合状態が悪化し均一な
燃料の供給を行ないにくい。

■機関の急減速時において、絞り弁より下流側の吸気路
には極めて大なる吸気負圧が生起するもので、この吸気
負圧は出口を介して構内郡全体に作用する。而して、溝
内に形成される渦流はこの吸気負圧によって溝の内面上
より溝内力に向かって剥離する恐れがあり、これによる
と溝の出口付近における燃料の均一性が阻害されて好ま
しいものでない。

〜３．特開昭５３−７２９２３号公報の第３図、第４図
に示されるように溝と出口との間にオリフィスを設けた
ものにあっては、燃料噴射弁より噴射される燃料は比較
的に室容積の大なる溝に噴射されるので燃料速度は低下
し、次いでオリフィスによって絞られるので燃料はオリ
フィスによって収束され燃Ｉ４ｓ化の点より好ましいも
のでない。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明になる燃料噴射装置は、前記不具合に鑑み成され
たもので、ＳＰＩ方式において燃料の霧化特性及び均一
・性の秀れた燃料噴射装置を擾供することを主目的とし
たもので、前記目的達成の為に、燃料噴射弁より噴射さ
れる燃料を絞り弁より工法側の吸気路を介して機関へ供
給する内燃機間における燃料噴射装とにおいて、 絞り弁より下流側の吸気路内にあって、吸気路の長子ブ
ｊ向軸心＆ＩＸ−Ｘに対して略乎行で、その上流側が閉
塞されるとともに下流側が開口し、下流側の開「】には
吸気路の下流側に向けて、横断面円形の内径部分が暫次
拡大する拡大傾斜部を設けた燃料噴射路と； 燃料噴射弁より噴射される燃料を、燃料噴射路内へ噴射
供給する為に燃料噴射路内に開口した噴射弁噴射路と： 少なくとも燃料噴射路の拡大傾斜部内に配置されて、拡
大傾斜部とともに燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに
沿って連続した環状間隙を形成する拡大傾斜突部な備え
たコーン部材と；を有し、コーン部材の拡大傾斜突部を
燃料噴射路の拡大傾斜部に対して同心に配置し、燃料噴
射路の拡大傾斜部とコーン部材の拡大傾斜突部とによっ
て形成される環状の間隙を燃料噴射路の拡大傾斜部と同
心に形成したものである。

〔作用〕

上記のように構成された燃料噴射装置によると、燃料噴
射弁より噴射ξれた燃料は、噴射弁噴射路を介して燃料
噴射路内のコーン部材に噴射される。コーン部材に衝突
した燃料は、速い速度をもって燃料噴射路の拡大傾斜部
と、コーン部材の拡大傾斜突部との間に形成される環状
間隙なｉ’ｙし、燃料噴射路の下流側の出口より吸気路
内に向けて噴射される。

環状間隙を流下する燃料は、環状間隙が比較的小容積（
小間隙）をもって形成されることから燃料流速が低下す
ることがなく、しかも環状の間隙は燃料噴射路の拡大傾
斜部と同心に形成されたので燃料噴射路の端部より吸気
路内に均一な燃料を噴射供給できる。

〔実施例〕

以下、本発明になる燃料噴射装置の一実施例を第１図、
第２図、第３図により説明する。第２図は第１図の■−
■線における要部横断面図、第３図は第１図のｍ−■線
おける要部横断面図である。

１は第１図において上方より下方に向けて吸気路Ｂが貫
通した絞り弁本体であって、吸気路Ｂには、絞り弁本体
ｌに回転自在に支承された絞り弁軸２に取着された絞り
弁３が配置され、この絞り弁３によって吸気路Ｂは開閉
制御される。

４は絞り弁本体１の下方に配置された噴射弁本体であっ
て、この噴射弁本体４にも上方より下方に向けて吸気路
Ｂが貫通するもので、前記絞り弁本体ｌと噴射弁氷体４
とを接続することによって、各氷体１，４を貫通する吸
気路Ｂが形成される。

５　　ｉｆ　　Ｅ　　ＣＵ　　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｅ
　　Ｃｏｎｔｒｏｌ　　Ｌｌｎｉｔ　　）　　Ｅ　　か
らの信号によってソレノイドコイルに＠茨が茨れると、
コアーが吸引され、コアーと一体と成っているニードル
ノヘルプのフテンジ部がスペーサに当たる迄吸引ごれて
弁が全開し１炉籾ポンプにて加圧されたｅＡ刺を、その
先端部より噴射する公知の燃ネ４噴剣弁である。（燃料
噴射弁の内部構造の説明は省略する。） ６は噴射弁本体４に設けられた燃料噴射路で以下の如く
機成、される、すなわち、燃料噴射路６はその横断面が
円形であって、絞り弁３より下流側（第１図において下
方で機関側）の吸気路Ｂ内にあり、燃料噴射路６の長手
方向軸心線Ｙ−Ｙは吸気路Ｂの長手方向軸心線ｘ−ｘ上
番こおり、その上がｒ側は閉塞され、下流側は吸気路Ｂ
内に向かって開口する。

そして、Ｐ１噴射路６の拡大起点Ａ（燃料噴射路６の閉
塞端部６Ａと、開口端部６Ｂとの間）より下流側の開口
端部６Ｂに向かって、その内径が暫次拡大する拡大傾斜
突部６Ｃを設ける。拡大傾斜部６Ｃは、燃料噴射路６の
長子方向軸心線Ｙ−Ｙ奢中心とする円形であって、燃料
噴射路６の長子方向軸心線Ｙ−Ｙに沿って連続してその
内径が拡大するもので、その傾斜は直線状であっても曲
線状であっても、ステップ状であっても良い、但し、そ
の内径は（ロート状）してはならない。

第１図には直線状の拡大傾斜部６Ｃが示される。

７は燃料噴射弁５より噴射される燃料を燃料噴射路６内
へ噴射させる為の噴射弁噴射路であって、噴射弁噴射路
７の一端は燃料噴射弁５の噴口部に連なり、他端は燃料
噴射路６に開口する。この噴射弁噴射路７の長子方向軸
心線Ｚ−Ｚは燃料噴射路６の長子方向軸心線Ｙ−Ｙに向
かって開口するとともに拡大起点Ａより上流側の燃料噴
射路６に開口する。

そして、燃料噴射路６内には燃料噴射路６の内径ととも
に環状の間隙を形成するコーン部材８が配置される。こ
のコーン部材８は、燃料噴射路６の拡大傾斜Ｎ６Ｃ内に
配置され、下流側に向かって連続した拡大部を看する横
断面円形の拡大傾斜突部８Ａと、拡大起点Ａより一り流
備の燃料噴射路６Ｄ内に配置された円筒状部８Ｂとによ
って構成されるもので、拡大起点Ａより上流側の燃料噴
射路６Ｄと円筒状部８Ｂ、及び拡大傾斜部６Ｃと拡大傾
斜突部８Ａとによって上方から下方に向かって連続した
環状の間隙が形成されることになる。

而して、燃料噴射路６の開口端部６Ｂにあっては、環状
の間隙が下流側の吸気路Ｂに向かって開口する。

そして、少なくとも拡大傾斜突部８Ａは、燃料噴射路６
の拡大傾斜部６Ｃに対して同心に配置されるもので、こ
れによって拡大傾斜突部８Ａと拡大傾斜部６Ｃとによっ
て形成される環状の間隙は拡大傾斜部６Ｃと同心に形成
される。

又、燃料噴射路６の拡大傾斜部６Ｃとコーン部材８の拡
大傾斜突部８Ａとによって燃料噴射路６の長子方向軸心
線Ｙ−Ｙに沿って連続して形成される環状の間隙は、燃
料噴射路６の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに直交する各横断面
においてその有効断面積を略同一とする。このことは、
燃料噴射路６の拡大起点Ａにおける環状の間隙のクリヤ
ランスは、開口端部６Ｂにおける環状の間隙のクリヤラ
ンスに比べて大となる。

尚、微少なりリヤランス（例えば１ｍｓ前後）に形成さ
れるこの環状の間隙の有効断面積は、機関が要求する最
大燃料消費量を許容するものでなければならないことは
当然のことである。

又、コーン部材８の拡大傾斜突部８Ａを燃料噴射路６の
拡大傾斜部６Ｃに同心に配置する為、本実施例において
は、コーン部材８の上部（拡大傾斜突部８Ａの反対側端
部近傍）に拡大傾斜突部８Ａと同心で且つ円筒状部８Ｂ
より大径なる横断面円形の案内筒部８Ｃを設け、この案
内筒部８Ｃを、拡大起点Ａより上方で且つ噴射弁噴射路
７の開口より上方の燃料噴射路６内に挿入配置したもの
で、これによってコーン部材８を燃料噴射路６内にセン
タリング保持し、もって燃料噴射路６の拡大傾斜部６Ｃ
にコーン部材８の拡大傾斜突部８Ａを同心配置できる。

９は燃料噴射Ｍ６内にコーン部材８を取着する為の締付
はビスである。１０は燃料ポンプ（図示せず）に連なる
燃料通路であって燃料噴射弁５は燃料通路１０より燃料
の供給を受ける。

次にその作用について説明する。

機関の運転時において、吸気路Ｂ内には絞り弁３にて制
御された空気が流れ、一方燃料噴射路６より、燃料噴射
弁５にて制御された燃料が吸気路Ｂに向けて噴射される
。

ここで、燃料噴射弁５より噴射された噴射燃料の挙動を
見る。燃料噴射弁５より噴射された燃料は、噴射弁噴射
路７を介して拡大起点Ａより上流側の燃料噴射路６内に
噴射される。燃料噴射路６内に噴射された燃料は２コ一
ン部材８の円筒状部８Ｂに速い流速をもって衝突するも
ので、燃料はこの衝突によって細かく飛散し、円筒状部
８Ｂの外周全域に渡って均一に分散する。これは拡大起
点Ａよりｈａ側の燃料噴射路６Ｄと、コーン部材８の円
筒状部８Ｂとによって形成される環状の間隙が微少に形
成されて（小容積に保持される）噴射燃料の流速を低下
させないことによる。

ここで、燃料噴射弁５より噴射弁噴射路７内に噴射され
る燃料は、燃料ポンプによって加圧された速い流速の燃
料が単に燃料噴射路６に向かって噴射されればよいもの
で、このことは、燃料噴射弁５より噴射される燃料の形
状はフレアー形、ペンシルビーム形、何れでも良いもの
である。

次いで、コーン部材８の円筒状部８Ｂと、拡大起点Ａよ
り上流側の燃料噴射路６Ｄの環状の間隙内にあって速い
流速を保有する分散した燃料は、コーン部材８の拡大傾
斜突部８Ａと、燃料噴射路６の拡大傾斜！６Ｃとによっ
て形成される環状の間隙内に噴射され、この環状の間隙
内において均等に且つ微細に分散されつつ傾斜した環状
の間隙に沿って流下する。

これは環状の間隙が微少に形成され、しかも燃料噴射路
６の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに直交する各横断面における
各環状の間隙の有効断面積を略同一として燃料の流速低
下を抑Ｗできたことと、拡大傾斜突部を拡大傾斜突部に
対して同心に配置して、環状の間隙を拡大傾斜突部の外
周に均等に形成したことと、環状の間隙を、燃料噴射路
６の岳手方向軸心線Ｙ−Ｙに沿って速続して形成したこ
とによる。

そして、この燃料は、燃料噴射路６の開口端部６Ｂに形
成される環状の間隙より吸気路Ｂ内に微細に分散された
完全なる環状の噴霧形状をもって噴射される。

そして、吸気路Ｂ内に噴射された環状の燃料は、吸気路
Ｂ内を筐れる空気と均一にして且つ良好に混合される。

これは、燃料噴射路６の開口端部６Ｂより噴射される燃
料が前述の通り均一で完全なる環状の噴霧形状をなすと
ともに吸気路Ｂの内壁に向かって噴射されることによる
。

すなわち、吸気路Ｂ内を流れる空気流速の最も速い部分
は吸気路Ｂの内壁に比較的近い部分であり、燃料噴射路
６の開口端部６Ｂより噴射される燃料がこの流速の速い
空気流に向かって均一にして環状の燃料が噴射ξれ２空
気に燃料が良く混合されるからである。

而して、吸気路Ｂ内に均一なる燃料を噴射できたことに
よって、機関の各気筒に連なる各吸気管に均一なる燃料
を供給することかでＳａ関の出力向上１回転の安定等著
しい機関性能の向上を達成できたものである。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明に成る燃料噴射装置によると次
の如き格別なる効果を奏する。

燃料噴射弁より噴射される燃料を絞り弁より下流側の吸
気路を介して機関へ供給する内燃機関における燃料噴射
装置において。

絞り弁より下流側の吸気路内にあって、吸気路の長手方
向軸心線ｘ−ｘに対して略平行で、その上流側が閉塞さ
れるとともに下流側が開口し、下流側の開口には吸気路
の下流側に向けて、横断面円形の内径部分が暫次拡大す
る拡大傾斜部を設けた燃料噴射路と； 燃料噴射弁より噴射される燃料を、燃料噴射路内へ噴射
供給する為に燃料噴射路内に開口した噴射弁噴射路と； 少なくとも燃料噴射路の拡大傾斜部内に配置されて、拡
大傾斜部とともに燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに
沿って連続した環状間隙を形成する拡大傾斜突部を備え
たコーン部材と：を宥し、コーン部材の拡大傾斜突部を
燃料噴射路の拡大傾斜部に対して同心に配置し、燃料噴
射路の拡大傾斜部とコーン部材の拡大傾斜突部によって
形成される環状の間隙を燃料噴射路の拡大傾斜部と同心
に形成したので、環状の間隙を流れる燃料の速度を低下
させることがなく、燃料噴射路の長手方向軸心線に直交
する横断面における環状の間隙を均一とすることができ
、もって微細にして且つ均一な環状の燃料を吸気路内に
噴射供給できるもので特にＳＰＩ方式の燃料噴射装置に
おける機関の出力向上、回転の安定性向上に極めて大な
る効果を奏するものである。

又、鉱大傾釧突部と拡大傾斜部とによって形成される環
状の間隙の有効断面積な燃料噴射路の長ｆ方向軸心線に
直交する各横断面において略凹−としたことによると、
環状の間隙を流れる燃料の速度低下を抑止できるもので
燃料を微細に分散する」二で効果的である。

又、コーン部材を、拡大傾斜部の拡大起点、噴射弁噴射
路の開口より上流側の燃料噴射路内においてセンタリン
グさせたことによると、拡大傾斜部と拡大起点よりＬ流
側の燃料噴射路との同心は出し易く、一方コーン部材に
おける拡大傾斜突部と案内突部との同心が出し易いこと
より、燃料噴射路内にコーン部材をセンタリング保持す
ることによってコーン部材の拡大傾斜突部を燃料噴射路
の拡大傾斜部に正確に同心配置できたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる燃料噴射装置の一実施例を示す要
部縦断面図、第２図は第１図■−■線における要部横断
面図、第３図は第１図ｍ−ｍ線における要部横断面図で
ある。 １　、、、、絞り弁本体　　　　３　、、、、絞り弁４
　、、、、噴射弁本体　　　　５　、、、、燃料噴射弁
６　、、、、燃料噴射路　　　　６　Ｂ　、、、、開口
端部６　Ｃ、、、、拡大傾斜部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料噴射弁より噴射される燃料を絞り弁より下流
   側の吸気路を介して機関へ供給する内燃機関における燃
   料噴射装置において、 絞り弁より下流側の吸気路内にあって、吸気路の長手方
   向軸心線Ｘ−Ｘに対して略平行で、その上流側が閉塞さ
   れるとともに下流側が開口し、下流側の開口には吸気路
   の下流側に向けて、横断面円形の内径部分が暫次拡大す
   る拡大傾斜部を設けた燃料噴射路と； 燃料噴射弁より噴射される燃料を、燃料噴射路内へ噴射
   供給する為に燃料噴射路内に開口した噴射弁噴射路と； 少なくとも燃料噴射路の拡大傾斜部内に配置されて、拡
   大傾斜部とともに燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに
   沿って連続した環状間隙を形成する拡大傾斜突部を備え
   たコーン部材と；を有し、 コーン部材の拡大傾斜突部を燃料噴射路の拡大傾斜部に
   対して同心に配置し、燃料噴射路の拡大傾斜部とコーン
   部材の拡大傾斜突部によって形成される環状の間隙を燃
   料噴射路の拡大傾斜部と同心に形成してなる燃料噴射装
   置。
2. （２）前記燃料噴射路の拡大傾斜部とコーン部材の拡大
   傾斜突部とによって形成される環状の間隙の有効断面積
   を、燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに直交する各横
   断面において略同一としてなる特許請求の範囲第１項記
   載の燃料噴射装置。
3. （３）前記コーン部材を、拡大傾斜部の拡大起点、噴射
   弁噴射路の開口、より上流側の燃料噴射路内においてセ
   ンタリング保持してなる特許請求の範囲第１項記載の燃
   料噴射装置。