JPH0442525Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、スワール吸気ポートと２方向噴射イ
ンジエクタを具備した内燃機関の燃料噴射装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、実開昭52−170123号公報、特開昭59−
141765号公報、実開昭60−105869号公報におい
て、複数個（２孔）の噴孔を備えた電磁式燃料噴
射弁（インジエクタ）は公知となつており、かか
るインジエクタは、ピントルタイプインジエクタ
にくらべて噴射弁のつまりに強く、単孔タイプイ
ンジエクタにくらべて噴霧状態のよいことが確認
されている。

また、燃焼向上のために、燃焼室内にスワール
を発生させるために、インテークポートをヘリカ
ル状に湾曲させることがよいことも知られてい
る。

しかし、従来、ヘリカルポートと２方向の噴射
インジエクタの組合せはない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ヘリカルポートによるスワールによつて改善さ
れる燃焼向上と、複数噴孔による噴霧化向上によ
つて改善される燃焼向上との、両方の効果を同時
に得るために、ヘリカルポートと複数噴孔インジ
エクタを組み合せる場合、本発明者等の試験によ
つて、組み合せ方によつて噴射燃料がスワールの
影響を受け、燃焼性、HCエミツシヨンに大きな
変化があることが判明した。

本発明はヘリカルポートと複数噴孔インジエク
タとの組み合せにおいて、ヘリカルポートによる
スワールの方向とインジエクタの噴射方向とに適
切な関係をもたせることによつて、燃料の霧化を
促進させ、燃焼性の向上、HC低減、運転性の向
上をはかることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本考案の内燃機関の
燃料噴射装置は、 燃焼室内にスワールを発生させるようにポート
軸線をヘリカル状に湾曲させたインテークポート
と； インテークポートの燃焼室への開口部にインテ
ークポートを開閉自在とするように設けられたイ
ンテークバルブと； ２つの噴孔を有し、該２つの噴孔の軸線を含む
平面が鉛直平面と前記インテークポートによつて
インテークポート内に生ぜられるスワールの方向
と反対方向に鉛直平面から45°傾斜された平面と
の間の範囲に位置するようにインジエクタ軸芯ま
わりに傾けられてインテークマニホルドに取付け
られたインジエクタと； から成る。

上記において、構成の態様について述べると次
の通りである。

(イ) インテークポートは、ポート横断面におい
て、上壁、ヘリカルの外周側側壁、ヘリカルの
内周側側壁、下壁を有し、流れ方向のほぼ直線
部、該直線部に続くヘリカル状に湾曲されたヘ
リカル部、該ヘリカル部に続く渦巻部とを有す
る。

(ロ) ポート上壁は下流に向つて下降し、ポート上
壁のうち外周側側壁近傍は内周側側壁近傍より
高く、ポート下壁は直線部とヘリカル部の上流
部分において、下流に向つて上昇しそこからな
めらかに湾曲して渦巻部につながり、外周側側
壁は下端部が上端部よりポート内方にせり出し
ており、内周側側壁は直線部およびヘリカル部
においてほぼ鉛直方向に延びている。

(ハ) インテークバルブおよびインテークポートの
渦巻部は上部がインジエクタに近づくように鉛
直方向から傾斜されている。

(ニ) インジエクタの２つの噴孔のうち上側噴孔は
その噴孔中心線の延長がインテークバルブのバ
ルブステムより若干インテークポート内スワー
ルの内周側を指向し、下側噴孔はその噴孔中心
線の延長がインテークバルブのバルブステムよ
りインテークポート内スワールの外周側を指向
している。

〔作用〕

上記の燃料噴射装置においては、２つの噴孔の
鉛直面からの傾斜によつて、上側噴孔から噴射さ
れた燃料はインテークバルブ軸線よりインテーク
ポート内スワールの内周側に噴射され、スワール
に乗つて外周側に流れ、インテークバルブ部に流
れてきたときに、バルブステム、およびバルブ傘
部背面のほぼ中央部に衝突し、該衝突によつて滴
状燃料が飛散して微粒化、霧化が促進される。下
側噴孔から噴射された燃料はインテークバルブ軸
線よりインテークポート内スワールの外周側に向
つて噴射され、スワールに乗つてさらに外周側に
流れ、ポート下壁および外周側側壁に衝突し、該
衝突によつて滴状燃料が飛散して霧化が促進され
る。すなわち、噴孔から噴射された燃料は、大部
分がポートの壁面に衝突し、衝突しないでそのま
ま燃焼室内に流れ込む量は極めて小量となり、衝
突による霧化の促進が確実に得られる。この霧化
の促進によつて、燃焼室内における燃焼の向上、
HCエミツシヨンの低減、運転性の向上が得られ
る。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る内燃機関の燃料噴射装置
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本考案の全体構成を示し
ている。燃焼室１には、１つのインテークポート
２，１つのエキゾーストポート３が設けられ、ポ
ート２，３にはそれぞれ燃焼室１への出口部にイ
ンテークバルブ４、エキゾーストバルブ５が開閉
自在に設けられる。インテークポート３にはイン
テークマニホルド６のブランチ７が連通し、イン
テークマニホルド６の各ブランチ７には電磁制御
式インジエクタ８がインテークポート２内に燃料
を噴射するように取付けられる。

インテークポート２は、第３図ないし第６図に
も示すように、燃焼室１内にスワールを発生する
ことができるようにヘリカル状に湾曲させられた
部分を有するヘリカルポートから成り、流れ方向
に、ほぼ直線部９、該直線部９に続くヘリカル状
に軸線を湾曲されたヘリカル部１０、該ヘリカル
部１０に続く渦巻部１１とから成る。インテーク
ポート２は、流れと直交する横断面において、上
壁１２、ヘリカルの外周側側壁１３、ヘリカルの
内周側側壁１４、下壁１５を有する。インテーク
ポート２の上壁１２は下流に向つて徐々に下降し
ている。これによつて吸気のうちポート２内上部
を流れる吸気は下流にいく程速度が早められる。
上壁１２のうち外周側側壁１３の近傍の部分１２
ａは内周側側壁１４の近傍の部分１２ｂより高い
位置に位置する。これによつて速度を早められつ
つ吸気は外周側側壁１３側に寄せられ、スワール
の強さを強める。インテークポート２の下壁１５
は、直線部９とヘリカル部１０において、下流に
向つて上昇し、そこからなめらかに湾曲して渦巻
部１１につながつている。下壁１５の下流に向か
うにつれての上昇構造により、下側噴射燃料が下
壁１５にあたりやすくなる。インテークポート２
の外周側側壁１３は下端部１３ｂが上端部１３ａ
よりポート内方にせり出している。これによつて
下側噴射燃料が外周側側壁の下端部１３ｂにあた
りやすくなるとともに、上端部１３ａによつてス
ワールの強さを強めている。インテークポート２
の内周側側壁１４は全高にわたつてほぼ鉛直にの
びている。

インテークバルブ４（バルブステム４ａを含
む）およびインテークポート２の渦巻部１１は、
軸線が上部がインジエクタ８に近づくように鉛直
線から傾斜されている。これによつて、吸気はス
ムースに燃焼室１内に流れ、かつインジエクタ８
の上側噴射がインテークバルブ４の傘部４ｂの背
面およびバルブステム４ａにあたり易くされてい
る。

インジエクタ８は、２噴孔１６，１７を有する
電磁制御式インジエクタからなり、たとえば第７
図に示す構造を有する。第７図イにおいて、イン
ジエクタボデイ１８は燃料計量孔１９を有し、そ
の下流に２噴孔１６，１７が位置し、燃料を２方
向に噴射する。燃料計量孔１９の直ぐ上流にニー
ドル２０、弁座があり、ニードル２０はソレノイ
ド２１による電磁力とばね２２による反対方向へ
の付勢とによつて弁座に着座、離反されて燃料噴
射をON、OFFする。２３はインジエクタ８に流
入する燃料の浄化用ストレーナであり、インジエ
クタ８の構造自体は公知である。第７図ロは２噴
孔１６，１７近傍を拡大して示している。

第８図はインジエクタ８のインテークマニホル
ド６への、インジエクタ８軸芯まわりの取付け傾
斜角度を示している。第８図のうちＡが鉛直方向
に延びる面を、Ｂが鉛直面から45°傾斜した面を
示しており、インジエクタ８の２噴孔１６，１７
の軸線を含む平面Ｃは、面Ａと面Ｂとの間に位置
するようにして、インジエクタ８はインテークマ
ニホルド６の上壁に取付けられる（面Ｃが面Ａ，
Ｂと一致する場合を含む）。したがつて、噴孔１
６は噴孔１７より上方に位置し、噴孔１６が上側
噴孔、噴孔１７が下側噴孔、上側噴孔１６より噴
射される燃料が上側噴射燃料２４、下側噴孔１７
より噴射される燃料が下側噴射燃料２５となる。
第１図および第２図においては、２噴孔１６，１
７を垂直面Ａに配設した場合の上側噴射燃料２４
Ａ、下側噴射燃料２５Ａの噴射方向と噴射燃料の
あたり部位、および２噴孔１６，１７を45°傾斜
面Ｂに配設した場合の上側噴射燃料２４Ｂ、下側
噴射燃料２５Ｂの噴射方向と噴射燃料のあたり部
位を、ともに示してある。ただし、噴射燃料２４
Ａ，２５Ａ，２４Ｂ，２５Ｂはインテークポート
２内スワールの影響を受けて下流側にいく程スワ
ール方向に曲げられている。これより分かるよう
に、インジエクタ８の２つの噴孔１６，１７のう
ち、上側噴孔１６は、その噴孔中心線の延長が、
鉛直断面（第１図）においてバルブステム４ａを
指向し水平断面（第２図）においてバルブステム
４ａより若干インテークポート内スワールの内周
側を指向しており、スワールにのつたときに丁度
バルブステム４ａにあたるようになつている。ま
た、下側噴孔１７はその噴孔中心線の延長が、鉛
直断面（第１図）においてポート下壁１５を指向
し、水平断面（第２図）においてバルブステム４
ａよりインテークポート内スワールの外周側を指
向しており、スワールにのつたときに丁度下壁１
５および、または、外周側側壁１３の下端部１３
ｂにあたるようになつている。

第１０図は、本考案に含まれないものであつ
て、２噴孔を含む面を水平にして取付けた場合の
噴射方向を示しており、このような水平配置にお
いては噴射がバルブステムにも下壁にもあたら
ず、そのまま燃焼室に流れ込むことを示してい
る。第１図および第２図と第１０図との比較にお
いて本考案の噴射のバルブステムおよび下壁との
衝突がより明確にされるであろう。

つぎに、本考案の作用について、第９図を参照
して述べる。

インジエクタ８の２噴孔１６，１７から噴射さ
れた燃料は、噴射直後は液状であり、噴射後噴孔
１６，１７から遠ざかるにつれ、粒状にかわつて
いき、一部は霧化されていく。噴孔１６，１７を
含む平面Ｃの、垂直面Ａおよび垂直面から45°傾
斜した面Ｂとの間への傾斜設置によつて、上側噴
孔１６から噴射された上側噴射燃料２４（２４
Ａ，２４Ｂを含む）は、スワールにのつて曲げら
れながら下流に飛行してバルブステム４ａにあた
る。この場合噴射燃料は広がるので、一部はバル
ブ傘部４ｂの背面にもあたるであろう。この衝突
によつて燃料は粉々に飛散し、微粒化と霧化が促
進された後、燃焼室１へと流れ込む。また、下側
噴孔１７から噴射された下側噴射燃料２５（２５
Ａ，２５Ｂを含む）は、スワールにのつて曲げら
れながら下流に飛行してインテークポート２の下
壁１５にあたる。この場合、噴射燃料は広がるの
で、一部は外周側側壁１３の下端部１３ｂにもあ
たるであろう。この衝突によつて燃料は粉々に飛
散し、微粒化と霧化が促進された後、燃焼室１へ
と流れ込む。したがつて、本考案においては、噴
射燃料は、燃焼室１に流れ込む前に、本質的に全
てが、ポート壁かバルブにあたつて霧化が促進さ
れ、これによつて燃焼向上、HC低減、運転性向
上がはかられる。

第９図は、インジエクタ８の２噴孔１６，１７
の軸線を含む平面Ｃの傾斜角度を種々に変えた場
合の、エンジン排ガス内のHC量を測定した結果
を示している。第９図の棒グラフのうち左端は平
面Ｃの鉛直設置、左端から２番目は水平設置、左
端から３番目は反スワール方向20°設置、左端か
ら４番目は反スワール方向45°設置、左端から５
番目は反スワール方向67.5°設置、右端はスワー
ル方向20°設置を示している。第９図から明らか
なように、HC低減が得られるのは、鉛直設置と
反スワール方向45°設置の間であり、これ以外の
部分、すなわち、反スワール方向に45°を越えて
もまたスワール方向に傾斜させても、水平設置に
してもHC低減は得られない。

ここで注意すべきことは、本考案でいう鉛直と
反スワール方向45°傾斜間以外の傾斜であつても、
２方向噴射による燃料微粒化とヘリカルポートに
よるスワールは当然得られているのであるから、
２方向噴射単独の効果とヘリカルポート単独の効
果との和の効果は得られているのであるが、本考
案ではこの和の効果以上に、噴射燃料の衝突によ
る飛散、微粒化によつて第９図に示すような相剩
の効果が得られているのである。

〔考案の効果〕

本考案に係る内燃機関の燃料噴射装置によれ
ば、２方向噴射弁の噴霧を吸気弁、吸気ポートの
下壁にあてることにより、燃料の微粒化、霧化を
促進でき、これによつて、燃焼性の向上、HCエ
ミツシヨンの低減、運転性の向上を効果的にはか
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る内燃機関の燃
料噴射装置の鉛直方向断面図、第２図は第１図の
装置の水平方向断面図、第３図はインテークポー
トの水平断面図、第４図は第３図の−線に沿
う断面図、第５図は第３図の−線に沿う断面
図、第６図は第３図の−線に沿う断面図、第
７図はイはインジエクタの断面図、第７図はロは
第５図イの２噴孔近傍の拡大断面図、第８図は第
１図の矢視図、第９図は２噴孔の傾斜とHC排
出量との関係図、第１０図は本考案には含まれな
いが本考案の特性の理解を容易にするために示し
た２噴孔水平設置の場合の装置水平断面図、であ
る。 ２……インテークポート、４……インテークバ
ルブ、４ａ……バルブステム、６……インテーク
マニホルド、８……インジエクタ、１６，１７…
…２噴孔、Ａ……鉛直面、Ｂ……鉛直から45°反
スワール方向に傾斜した面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃焼室内にスワールを発生させるようにポート
   軸線をヘリカル状に湾曲させたインテークポート
   と； インテークポートの燃焼室への開口部にインテ
   ークポートを開閉自在とするように設けられたイ
   ンテークバルブと； ２つの噴孔を有し、該２つの噴孔の軸線を含む
   平面が鉛直平面と前記インテークポートによつて
   インテークポート内に生ぜられるスワールの方向
   と反対方向に鉛直平面から45°傾斜された平面と
   の間の範囲に位置するようにインジエクタ軸芯ま
   わりに傾けられてインテークマニホルドに取付け
   られたインジエクタと； から成る内燃機関の燃料噴射装置。