JPH0436058A - 内燃機関の燃料供給方法 - 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、火花点火式エンジンに係わり、特に、超音波
霧化装置を使用する方式に適用される内燃機関の燃料供
給方法に関する。

［従来の技術］ 従来、内燃機関の始動性を改善するために、ガソリンエ
ンジン等の火花点火エンジンにおいては、気化器式燃料
供給装置を使用する方式ではチ冒−り弁または始動増量
機構を設け、また、燃料噴射弁を使用する方式では、噴
射弁を電子制御することにより、始動時における供給燃
料の増量を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ これらの対策により、常温時の始動性は確保されるもの
の、低外気温時には始動に時間を要したり、また、ＨＣ
ｌ　ＣＯエミッシロンが増加する等の問題がある。

この解決策として超音波霧化装置を採用し、供給燃料を
霧化し、燃料の蒸発を促進させ着火の向上を図る試みが
なされている。これによって一般には始動性が改善され
るものの、例えばアルコール燃料、特にメタノール、ま
たは灯油その他の始動性の低い燃料においては、上記問
題を完全に解決するまでには至っていない。

これは、超音波振動により燃料を微粒化する際、供給さ
れる燃料の量により粒径に対し最適な振幅値が存在する
ことに起因する。本発明者等が実験を行ったところ、第
３図に示すように、超音波振動の振幅が小さい場合の方
が、振幅が大きい場合よりも霧化液滴の平均粒径が微小
になるが、その反面、噴霧処理量が小さくなるという特
性を存し、小さな振幅で処理量を増大させると、図のＡ
点で処理限界に達して霧化が不可能になるからである。

本発明の目的は、上記問題を解決するものであって、火
花点火式エンジンにおいて、始動増量を少なくシ、また
、軽油、灯油或いはアルコール等の始動性の低い燃料を
使用するエンジンの低温始動を可能にし、かつ、始動時
間の短縮、アイドリングの安定、ＨＣｌ　ＣＯエミッシ
ｅンの低減を可能にすることである。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明の内燃機関の燃料供給方法は、火花点
火式エンジン１において、エンジン１の吸気管４内に配
設される超音波振動部材１０と、該超音波振動部材１０
の霧化部１２に燃料を供給する燃料供給弁９と、前記超
音波振動部材１０に付与する超音波振動の振幅を可変に
設定可能にする振幅設定手段２２とを有し、エンジン始
動時またはアイドリング時には超音波振動の振幅を低振
幅に設定することを特徴とする。

なお、上記構成に付加した番号は、理解を容易にするた
めに図面と対比させるためのもので、これにより本発明
の構成が何ら限定されるものではない。

［作用コ 本発明においては、例えば第２図に示すように、スロッ
トル開度が所定値θｌまでの間は、低振幅Ｈ１に設定し
、スロットル開度が所定値０１以上になると、高振幅Ｈ
２になるように設定し、この超音波振幅信号を電圧制御
回路２３に送り、ここで超音波振幅信号に応じたレベル
の電圧とし、これを高周波発振回路２４に出力し、電気
・音響変換素子１３を駆動させるものである。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第
１図は本発明の内燃機関の燃料供給方法の１実施例を示
す制御系の構成図、第２図は制御方法を説明するための
図、第３図は燃料供給量および振幅に対する平均粒径の
関係を示す図、第４図は本発明が適用される火花点火エ
ンジンの断面図である。

本発明においては、燃料として、軽油、灯油、またはア
ルコール燃料等の始動性の低い燃料やガソリンを使用す
る。

第４図において、火花点火エンジン１は、シリンダ２、
ピストン３、吸気管４、排気管５、吸気弁６、排気弁７
を有し、吸気管４側に燃料供給弁９および超音波振動部
材１０からなる超音波霧化装置１１が取付けられている
。超音波振動部材１０の一端側には霧化部１２が形成さ
れ、他端側には電気・音響変換素子１３が設けられてい
る。なお、霧化部１２の形状は、丸型形状、バット型形
状等周知の形状が採用される。また、シリンダ２の上部
の燃焼室１５には、ピストン３に対向して点火装置１６
が配設されている。

次に第１図ないし第３図により本発明の燃料供給方法の
１実施例について説明する。

第１図において、９は燃料供給弁、１３は電気・音響変
換素子、１８は始動スイッチ、１９は工／ジン回転数セ
ンサ、２０はスロットル開度センサ、２１は電子制御ｇ
置、２２は振幅設定回路、２３は電圧制御回路、２４は
高周波発振回路である。

始動スイッチ１８がオンすると、電子制御装置２１にお
いては、エンジン回転数、スロットル開度、冷却水温度
等の入力信号を演算処理して燃料供給弁９に出力し、超
音波振動子ホーン１０の霧化部１２に燃料を間欠的に供
給する。

振幅設定回路２２においては、第２図に示すように、始
動スイッチ１８がオンしてからスロットル開度が所定値
θｌまでの間は、低振幅Ｈ１に設定し、始動が完了しス
ロットル開度が所定値０１以上になると、高振幅Ｈ２に
なるように設定し、この超音波振幅信号を電圧制御回路
２３に送り、ここで超音波振幅信号に応したレベルの電
圧とし、これを高周波発振回路２４に出力し、電気・音
響変換素子１３を駆動させるものである。

第３図に示すように、超音波振動により燃料を微粒化す
る際、超音波振動の振幅が小さい場合の方が、振幅が大
きい場合よりも霧化液滴の平均粒径が微小になるが、そ
の反面、噴霧処理量が小さくなるという特性を有し、小
さな振幅で処理量を増大させると、図のＡ点で処理限界
に達して霧化が不可能になる。すなわち、供給される燃
料の量により粒径に対し最適な振幅値が存在する。

本発明においては、エンジン始動時或いはアイドリング
時のように燃料供給量が少ないときは、超音波振動を低
振幅（例えば１０μｍ）として微粒化を図り、通常運転
時スロットル開度が所定値以上では、供給燃料が増大し
ても高振幅（例えば２２μｍ）として微粒化を図るため
、常に供給燃料の全量微粒化を図り、始動性の向上とア
イドリングの安定性を図ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、振幅を高低２段階で増
大させるようにしているが、エンジン回転数またはスロ
ットル開度により連続的に増大させるようにしてもよい
。

また、上記実施例においては、燃料供給弁８により燃料
を常時超音波霧化装置１１に供給するようにしているが
、始動時のみ超音波霧化装置を用い、定常運転時は気化
器或は専用の燃料供給弁により燃料を供給するようにし
てもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、エンジン始動時或いはア
イドリング時のようにスロットル開度が所定値以下では
、超音波振動を低振幅として微粒化を図り、通常運転時
スロットル開度が所定値以上では、供給燃料が増大して
も高振幅として微粒化を図るため、常に供給燃料の全量
微粒化を図り、始動性の向上とアイドリングの安定性を
図ることができる。

従って、軽油、灯油またはアルコール等の始動性の低い
燃料やガソリンを使用する火花点火エンジンの低温始動
を可能にし、かつ、始動時間の短縮、ＨＣｌ　ＣＯエミ
ッシロンの低減を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の燃料供給方法の１実施例を
示す制御系の構成図、第２図は制御方法を説明するため
の図、第３図は燃料供給量および振幅に対する平均粒径
の関係を示す図、第４図は本発明が適用される火花点火
エンジンの断面図である。 １・・・火花点火エンジン、４・・・吸気管、９・・・
燃料供給弁、１０・・・超音波振動部材、１２・・・霧
化部、２２・・・振幅設定回路（振幅設定手段）。 第１図 出　願　人　　東燃株式会社 第２図 代理人弁理士　白　井　博　樹（外７名）第３図 ｐ頁姶し江王里量 Ｃｃ／ＳｅＣ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）火花点火式エンジンにおいて、エンジンの吸気管
   内に配設される超音波振動部材と、該超音波振動部材の
   霧化部に燃料を供給する燃料供給弁と、前記超音波振動
   部材に付与する超音波娠動の振幅を可変に設定可能にす
   る振幅設定手段とを有し、エンジン始動時またはアイド
   リング時には超音波振動の振幅を低振幅に設定すること
   を特徴とする内燃機関の燃料供給方法。