JPH04128556A - 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された燃料を燃料噴射
弁を介して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させ、この燃料を機関の各気
筒に連なる吸気管に供給したいわゆるシングルポイント
インジェクションカ式（以下ＳＰＩ方式という）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開昭５３−７
２９２３号がある。かかる技術は、吸気路内に燃料が均
一に吐出され、名気筒に連なる各吸気管に対して均等に
燃料を供給することを主目的としたもので、その為に、
絞り弁を通る空気を制御する絞り弁の上流側に配置され
て絞り弁の主空気通路からの空気を受ける内部空気チャ
ンバと、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円形の燃料
渦流チャンバと、霧化器を通る空気の流れを制限するオ
リフィスと、蒸気化された混合気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弁によ
り噴射された燃料は、比較的速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。溝の中の燃料の
円運動によって燃料は溝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、溝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装置によると次の解決すべき課題
を有する。

〜１．１ｌｌＩの接線方向に偏心して燃料噴射弁よりｅ
！料を噴射させ、溝内に渦流を生起させ溝内に燃料リン
グを形成させたことによると；偵・燃料噴射弁より溝内
へ噴射される燃料の噴霧角度が変化すると、（燃料噴射
弁の噴霧角度は１０°〜４０°のものが一般的である。

）溝の内面上に形成される燃料の薄膜渦流状態、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ｅ！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。ｆｌ内に渦流を形成する為には溝
の内面上を燃料力く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溝の内面上
に渦流を生起しにくい。

従って２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ｊｆ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： （り溝の内面上における渦流燃料の流速が低下し、渦流
が溝内方へ飛散することがあり、溝の出口付近における
混合状態が悪化し均一な燃料の供給を行ないにくい。

促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溝内部全体に作用する。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
より溝内方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流速は低下
し１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料霧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噌−ることを主目的とし
たもので、前記目的達成の八番こ、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
供給する内燃柵閏における燃料噴射装Ｅにおいて 絞り弁より下流側の吸気路内にあって、吸気路の長平方
向軸心線Ｘ−Ｘ４こ対して略平行で、その−４−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、その内径部分か暫次拡大す
る拡大傾斜部を設けた燃料噴射路と： 燃ｔ４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ねて、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；よりなり、５１、絞り升より下流側の
吸気路内にあって中心部に前記燃料噴射路が穿設された
燃料噴射路ボスのＫ］ｌｌ−、状を、燃料噴射路の長平
方向軸心線１−Ｙに船つ下流側に向けてその外径部分を
暫次拡大する拡大傾斜部としたものである。

〔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
射弁より噴射された燃料は、噴射弁噴射路を介して燃料
噴射路内のコーン部材に向けて噴射される。コーン部材
に衝突した燃料は、速い噴射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
れる環状の間隙を茨下し、燃料噴射路の下ｆＲ倒の出口
より吸気路内に向けて噴射される。

環状の間隙を疏下する燃料は、環状の間隙が比較的小容
積（小間隙）をもって形成されることから燃料の流速か
低下することかなく、しかも環状間隙は連続して形成さ
れたことによって、確実なる環状の燃１′４フオームを
形成でき、この環状に形成されたＰｌをＰ輌噴射路の端
部より吸気路の内壁面に向けて拡大して噴射することが
できる。

一方、燃料噴射路ボスの外形部分は吸気路内をが１丁す
る空気か燃料噴射路ホスの外形に沿って法王するもので
、燃料噴射路ボスの外形状を拡大傾斜部としたことによ
って前記ボスの外形部を流れる空気は燃料噴射路ボスの
下端部より吸気路の内壁面に向かって拡大して流れる。

而して燃料噴射路から吸気路の内壁面に向けて噴射され
る環状の燃料は、吸気路の内壁面に向かう空気と混合し
、その流れは吸気路の内壁面に向かって更に指向され、
空気流速の速い部分において、燃料と空気との混合が更
に微細に丘つ均一に行なえるものである。

〔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図に
より説明する。

１は第１ｒＡにおいて上刃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１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ｌ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Ｌ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と噴射弁本体４
とを接続することによって、各本体１，４を貫通する吸
気路Ｂが形成される。

５はＥ　ＣＵ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏ
ｉ　Ｕｎｉｔ　）　Ｅからの信号によってンレノイＦ：
コイルに％ｔｆｆｉが流れると、コアーが吸引され、コ
アーと一体と成っているニードルバルブのフランジ部が
スペーサに当たる迄吸引されて弁が全開し、燃料ポンプ
にて加圧された燃料を、その先端部より噴射する公知の
惨飼噴射弁である。（燃＃４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
構成される。′ｔなわち、燃料噴射路６は後述する燃料
噴射路ポス９内に穿設され、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ＩＫ便
）の吸気路Ｂ内にあり、燃料噴射路６の長平方向軸心線
Ｙ−Ｙは吸気路Ｂの長平方向軸心線Ｘ−Ｘ１−にあり、
その上４流側は〒寒され、下流側は開口端部６Ｂを介し
て吸気路Ｂ内に向かって開口する。

そして、燃料噴射路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
部６Ｃを設ける。拡大傾斜部６Ｃは、燃料噴射路６の長
手方向軸心線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、ステー７ブ状であっても良い、但し、その内径は拡
大するもので縮少（ロート状）してはならない。

第１図には直線状の拡大傾斜Ｍ６Ｃ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ｖ８７の長子方向
軸心線Ｚ−２は燃料噴射路６の技手方向軸心線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。（尚、燃料噴射弁５は絞り弁本体
１に配置しても良い、） モして、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の拡大傾斜部６Ｃ内に
配置され、下流側に向かって欅統した拡大部を有する拡
大傾斜突部８Ａと拡大起点Ａよりｈｆｆｉ側の燃料噴射
路６Ｄ内に配δ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より北流側の燃料噴射路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、Ｐ料噴射路６の開口端部６Ｂｉこあっては、環
状の間隙が下流側の吸気路Ｂに向かって開口する。尚、
この環状の間隙は１ｍｍ前後が好すしいものであるが、
この数値に限定されるものでなく適宜設定される。

前記、燃料噴射路６は燃料噴射路ボス９内に穿設される
もので、この燃料噴射路ボス９は、絞り弁３より下流側
の吸気路Ｂ内の９気路Ｂの長手方向軸心線ｘ　−ｘ　、
、ｈに配置される。そして、燃料噴射路ボス９の外形状
は、燃料噴射路６の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに沿う下流側
に向けてその外径部分が暫次拡大する拡大傾斜部９Ａを
有する。すなわち、燃料噴射路６の開目端部６Ｂの外側
の燃料噴射路ボス９の外径が他の（それより上流の）燃
料噴射路ボス９の外径より大径となる。

本例においては、その上流部分が円筒をなし、円筒の中
間部より下流に向けて拡大傾斜部９Ａが形成される。尚
、第１図において一点鎖線で示されるように外径部の上
流から下流に向けて連続して拡大傾斜部９Ａを設けても
よく、更にほこの拡大傾斜部９Ａは直線状でも曲線状で
もステップ状でも良い。

１０は燃料ポンプ（図示せず）に連なる燃料流路であっ
て燃料噴射弁５はこの燃料流路１ｏ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より下流側の燃料噴射路６Ｄ内
に噴射される。この燃料噴射路６Ｄ内に噴射されたＰ籾
は、コーン部材８の円墳状部８Ｂに速い速度をもって衝
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微細に分散する。これ
は拡大起点Ａよりト茨側の燃料噴射路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
全少ｌコ形成されて（小容積に保持サレる）噴射燃料の
速度を低下させないことによって達成される。

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て速い速度の燃
料が中に燃料噴射路６に向カって噴射されればよいもの
で、このことは、燃料噴射弁５より噴射される噴射燃料
の形状はフレアー刑′、ペン・〕・ルビーム形、何れで
も良いものである。

沙いで、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の環状の間隙山番こあって速
い速度を保看する微細に分散した燃倉４は、コーン部材
８の拡大傾斜突部８Ａと、燃料噴射路６の拡大傾斜部６
Ｃ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分散されつつ傾斜した環状
の間隙に沿って筺下する。

これは環状の間隙が微少なることによって分散し、た燃
料の流速の低下を抑止できたことと、傾斜し、た環状の
間隙を、Ｐ料噴射路６の長手方向軸心１Ｙ−Ｙに沿って
連続して形成したことによって燃料の流れ方向が規制さ
れることによる。

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内を流れる空気と均一にして月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
燃料が前述の通り完全なる環状の噴霧形状をなすととも
に拡大して吸気路Ｂの内壁に向かって噴射されること。

及び燃料噴射路６の開口端部６Ｂの外側の燃料噴射路ボ
ス９を流れる空気流が拡大傾斜部９Ａによって外側方す
なわち吸気路Ｂの内壁に向かって環状に拡大して流れる
こと、によって空気とＶ合した燃料が吸気路Ｂの内壁に
向かって環状に拡大して流れることによる。すなわち、
吸気路Ｂ内を流れる空気流速の最も遼い部分は吸気路Ｂ
の内壁に比較的近い部分であり、この流速の速い空気流
に向かって均に空気と程合した環状の焼料が噴射され、
空気に燃料が良く混合されるからである。

而して、吸気Ｖ８Ｂ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
料を供給することがで！！機関の出力向ト、回転の安定
５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１−１述べた如く、本発明に成る燃料噴射装とによる
と吹の如き格別なる効果を奏する。

Ｆ、祠噴射弁より噴射される燃料を絞り弁より下漬側の
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、そのト流側が閉塞さ
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、そ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； 溶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財弁噴射路と： 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
沿って速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；よりなり、り、絞り弁より下流側の吸
気路内にあって中心部に前記燃料噴射路が穿設された燃
料噴射路ボスの外形状を、燃料噴射路の長手方向軸心線
Ｙ−Ｙに沿う下流側に向けてその外径部分が暫次拡大す
る拡大傾斜部としたので、燃料噴射路の開口端部より吸
気路内に噴射される燃料は、燃料噴射路とコーン部材と
の間隙によって燃料噴射弁より噴射される燃料の流速が
低下することがなく、且つコーン部材によって強制的に
環状とされるので均一で且つ完全なる環状の燃料を吸気
路内に向けて噴射供給でき、しかも、燃料噴射路の端部
より噴射される燃料は、燃料噴射路ボスの外径の拡大傾
斜部によって吸気路の内壁に向けて拡大して流れる空気
と混合し、この燃料は吸気路の内壁の近傍を流れるｆｉ
Ｌ′ｌ！の速い空気と混合するので均一にして且つ微細
に分散された燃料を機関へ供給できるので、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。

【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
部縦断面図である。 １．９．絞り弁本体　　　　３−、、絞り弁、１１．噴
射弁本体　　　　５−、、、燃料噴射弁９８．、燃料噴
射路　　　　６Ｂ、、、、開口端部Ｃ，，、、拡大傾斜
部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、そ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する噴射弁噴射路と； 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；よりなり、 絞り弁より下流側の吸気路内にあって中心部に前記燃料
   噴射路が穿設された燃料噴射路ボスの外形状を燃料噴射
   路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに沿う下流側に向けてその外
   径部分が暫次拡大する拡大傾斜部としてなる燃料噴射装
   置。