JPH0472991B2 - - Google Patents

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JPH0472991B2
JPH0472991B2 JP22654684A JP22654684A JPH0472991B2 JP H0472991 B2 JPH0472991 B2 JP H0472991B2 JP 22654684 A JP22654684 A JP 22654684A JP 22654684 A JP22654684 A JP 22654684A JP H0472991 B2 JPH0472991 B2 JP H0472991B2
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JP
Japan
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fuel
air
engine
passage
pressure
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Application number
JP22654684A
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Japanese (ja)
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JPS61104154A (en
Inventor
Junzo Uozumi
Koichi Suda
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd filed Critical Aisan Industry Co Ltd
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Publication of JPS61104154A publication Critical patent/JPS61104154A/en
Publication of JPH0472991B2 publication Critical patent/JPH0472991B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/08Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はインジエクタ及び逆止弁を含む内燃
機関(以後エンジンという)のシリンダ内燃料噴
射装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as engine), which includes an injector and a check valve.

(従来技術) 従来インジエクタ及び逆止弁を含むシリンダ内
燃料噴射装置としては、例えば特開昭58−72636
号公報がある。このような燃料噴射装置は次のよ
うな欠点を持つている。
(Prior art) As a conventional in-cylinder fuel injection device including an injector and a check valve, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-72636
There is a publication. Such fuel injection devices have the following drawbacks.

(イ) インジエクタ自体の燃料噴射時間τにおける
最大燃料量qfmaxと最小燃料量qfminとの比率
制御に限度(約10)がある。
(B) There is a limit (approximately 10) in controlling the ratio between the maximum fuel amount qfmax and the minimum fuel amount qfmin during the fuel injection time τ of the injector itself.

(ロ) インジエクタでは微少燃料の計量が困難であ
る。
(b) It is difficult to measure small amounts of fuel with the injector.

(ハ) インジエクタ自体が発熱している上に、シリ
ンダヘツドの熱がインジエクタに伝わりインジ
エクタと逆止弁間の燃料が気化し燃料がシリン
ダ内に十分噴射されない。
(c) In addition to the injector itself generating heat, the heat from the cylinder head is transferred to the injector, causing the fuel between the injector and the check valve to vaporize, preventing sufficient fuel from being injected into the cylinder.

(ニ) 高圧燃料(約2.5Kg/cm2)を使用するので配
管の安全性が低い。
(d) Since high-pressure fuel (approximately 2.5 kg/cm 2 ) is used, piping safety is low.

(ホ) アイドル運転時のように燃料の噴霧が少ない
場合に噴霧の粒径が大きく、アイドル運転が不
安定となる。なお、本願に対する先行資料とし
て本出願人が出願した特開昭59−74365号公報
がある。
(e) When there is little fuel spray, such as during idling, the particle size of the spray becomes large, making idling unstable. Note that there is Japanese Unexamined Patent Publication No. 1987-74365 filed by the applicant as a prior document for the present application.

(発明が解決しようとする問題点) この発明は、 (イ) 燃料噴射時間τにおけうqfmax/qfminを従
来より大きくする。
(Problems to be Solved by the Invention) This invention: (a) qfmax/qfmin in the fuel injection time τ is made larger than before.

(ロ) 微少燃料の計量が可能。(b) Possible to measure small amounts of fuel.

(ハ) インジエクタの発熱やシリンダヘツドの熱を
受けてもインジエクタと逆止弁との間の燃料が
気化しない。
(c) The fuel between the injector and check valve does not vaporize even if it receives heat from the injector or the cylinder head.

(ニ) 低圧燃料の使用が可能。(d) Low pressure fuel can be used.

(ホ) アイドル運転においても噴霧粒径を小さく
し、アイドル運転を安定させる。
(e) Even during idling operation, the spray particle size is reduced to stabilize idling operation.

(ヘ) エンジンの全運転領域において噴霧の粒径を
従来よりも細かくする。
(f) Make the spray particle size finer than before in all engine operating ranges.

シリンダ内燃料噴射装置の提供を課題とする。The objective is to provide an in-cylinder fuel injection device.

(問題点を解決するための手段) 上記課題を解決するためこの発明は下記要素 (イ) エンジンのシリンダヘツドに設けた、シリン
ダの燃焼室に弁孔を介して連通する逆止弁室。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides the following elements (a): A check valve chamber provided in the cylinder head of the engine and communicating with the combustion chamber of the cylinder via a valve hole.

(ロ) 前記弁孔を開閉する電磁式逆止弁。(b) An electromagnetic check valve that opens and closes the valve hole.

(ハ) 吐出口及びその上流に燃料絞りを有し、吐出
口を介して逆止弁室を燃料ポンプに連通する燃
料通路。
(c) A fuel passage having a discharge port and a fuel throttle upstream thereof, and communicating the check valve chamber with the fuel pump via the discharge port.

(ニ) 前記燃料絞りと吐出口との間において燃料通
路を空気ポンプに連通し、かつ空気絞りを有す
る空気通路。
(d) An air passage that communicates the fuel passage with the air pump between the fuel throttle and the discharge port, and has an air throttle.

(ホ) 燃料絞りの上流において燃料通路に設けた電
磁式燃料インジエクタ。
(E) An electromagnetic fuel injector installed in the fuel passage upstream of the fuel throttle.

(ヘ) 前記逆止弁及び燃料インジエクタをエンジン
の吸入行程において同期的に開かせ、エンジン
の圧縮,爆発及び排気行程において同期的に閉
じさせる電気回路。
(f) An electric circuit that causes the check valve and the fuel injector to open synchronously during the intake stroke of the engine and close synchronously during the compression, explosion, and exhaust strokes of the engine.

(ト) 前記空気絞りと空気ポンプとの間の空気通路
に配設され、エンジンの吸気通路の圧力との差
をエンジンの各運転条件に対応して設定された
一つの値に保持する空気圧Paを発生する空気
レギユレータ。
(g) An air pressure Pa that is disposed in the air passage between the air throttle and the air pump and maintains the difference between the pressure in the engine intake passage and the pressure at one value set corresponding to each engine operating condition. Air regulator that generates.

(チ) 前記インジエクタと燃料ポンプとの間の燃料
通路に配置され、エンジンの吸気通路の圧力と
の差をエンジンの各運転条件に対応して設定さ
れた一つの値に保持する燃圧Pfを発生する燃
料レギユレータ。
(h) Disposed in the fuel passage between the injector and the fuel pump, it generates a fuel pressure Pf that maintains the difference between the pressure in the intake passage of the engine and the pressure at one value set corresponding to each operating condition of the engine. fuel regulator.

(リ) エンジンの吸気通路への吸入空気量を検知し
て各吸入空気量に対応した値の信号を出す空気
量センサ。
(li) An air amount sensor that detects the amount of air intake into the engine's intake passage and outputs a signal with a value corresponding to each amount of intake air.

(ヌ) 前記空気量センサからの信号値を入力し、こ
の信号値に対応して予め定められた値の、Pa,
Pfとの差圧を発信するコンピユータ。
(J) Input the signal value from the air amount sensor, and set the predetermined value Pa, corresponding to this signal value.
A computer that transmits the differential pressure with Pf.

(ル) コンピユータからの信号により、前記燃
料通路及び空気通路の少くとも一方に設けた、
前記の差圧を保持する機構。
(l) provided in at least one of the fuel passage and the air passage according to a signal from the computer;
A mechanism for maintaining the differential pressure mentioned above.

から構成されている。It consists of

(発明の作用) 上記構成において、エンジンの吸気通路に吸入
された空気量は空気量センサにより検知され、空
気量センサは吸入空気量に対応する信号をコンピ
ユータに送る。コンピユータは空気量センサから
の信号値に対応して予め設定されるPa−Pf=△
Pの信号を差圧保持機構に送る。この結果燃料レ
ギユレータ内従つて燃料絞りの燃圧Pfと空気レ
ギユレータ内従つて空気絞りの空気圧Paと差が
一定となり、この一定の差圧を有する空気と燃料
が空気絞りより下流の混合室内で混ざり合い1次
混合気として吐出口を経て逆止弁室に流入し、エ
ンジンの吸入行程においてインジエクタの開弁と
同期して開弁する逆止弁の弁孔からシリンダの燃
焼室に噴射される。1次混合気はエンジンの吸気
弁からシリンダ内に吸入される吸入空気と混合し
て2次混合気となり、この2次混合気に点火栓に
より着火される。
(Operation of the Invention) In the above configuration, the amount of air taken into the intake passage of the engine is detected by the air amount sensor, and the air amount sensor sends a signal corresponding to the amount of intake air to the computer. The computer sets Pa−Pf=△ in advance according to the signal value from the air amount sensor.
P signal is sent to the differential pressure holding mechanism. As a result, the difference between the fuel pressure Pf in the fuel regulator, that is, at the fuel throttle, and the air pressure Pa, inside the air regulator, and that for the air throttle becomes constant, and the air and fuel having this constant pressure difference mix in the mixing chamber downstream of the air throttle. The primary air-fuel mixture flows into the check valve chamber through the discharge port and is injected into the combustion chamber of the cylinder through the valve hole of the check valve, which opens in synchronization with the opening of the injector during the intake stroke of the engine. The primary air-fuel mixture is mixed with intake air drawn into the cylinder from an intake valve of the engine to form a secondary air-fuel mixture, and this secondary air-fuel mixture is ignited by a spark plug.

(実施例の説明) 以下、実施例を示す図面に基づきこの発明を説
明する。先ずこの発明の原理を第6〜8図により
説明する。1は空気と燃料とを混合する吸気筒を
示し、2は吸気筒1内で燃料流と空気流とを混ぜ
合わせるためのノズルである。5は燃料ポンプ、
21は空気ポンプを示す。又記号fは燃料を、a
は空気を、Sfは燃料絞りを、Saは空気絞りを、
S1は燃料及び空気が噴出する吐出口をそれぞれ
示す。今吸気筒1内の圧力をP0、燃料ポンプ5
と空気ポンプ21から圧送される燃料と空気の、
燃料絞りSf及び空気絞りSaの直前での圧力をそ
れぞれPf,Paとすると吐出口S1から噴出する
燃料及び空気の量は空気圧Paと燃圧Pfとの差圧
に左右される。
(Description of Examples) Hereinafter, the present invention will be described based on drawings showing examples. First, the principle of this invention will be explained with reference to FIGS. 6 to 8. Reference numeral 1 indicates an intake cylinder for mixing air and fuel, and reference numeral 2 indicates a nozzle for mixing a fuel flow and an air flow within the intake cylinder 1. 5 is a fuel pump,
21 indicates an air pump. Also, symbol f indicates fuel, a
is air, SF is fuel throttle, Sa is air throttle,
S1 indicates a discharge port through which fuel and air are jetted, respectively. Now the pressure in intake cylinder 1 is P0, fuel pump 5
and the fuel and air pumped from the air pump 21.
Assuming that the pressures immediately before the fuel throttle Sf and the air throttle Sa are Pf and Pa, respectively, the amount of fuel and air jetted from the discharge port S1 depends on the differential pressure between the air pressure Pa and the fuel pressure Pf.

すなわち空気圧Paをある値以上にすると、燃
料絞りSfから供給される燃料は空気絞りSaから
供給される空気流によつて停止するが、空気圧
Paを前記の値より下げるに従つて燃料の供給量
が増加する。従つて吐出口S1から噴出する燃料
流量Gfは第7図に示すようにPa−Pfに対しほぼ
直線的に変化し、Pa=Pfにおいて最大となる。
又吐出口S1から噴出する空気流量Gaは第8図
に示すように直線的に変化する。
In other words, when the air pressure Pa exceeds a certain value, the fuel supplied from the fuel throttle Sf is stopped by the air flow supplied from the air throttle Sa, but the air pressure
As Pa is lowered below the above value, the amount of fuel supplied increases. Therefore, the fuel flow rate Gf ejected from the discharge port S1 changes almost linearly with Pa-Pf, as shown in FIG. 7, and reaches a maximum when Pa=Pf.
Further, the air flow rate Ga ejected from the discharge port S1 changes linearly as shown in FIG.

第7図及び第8図からエンジンの各運転条件に
おける最適の空燃比を持つ混合気を得るためには
空気流量Ga及び燃料流量Gfを空気圧Paと燃圧Pf
との差Pa−Pf=△Pに基いて制御する必要があ
る。
From Figures 7 and 8, in order to obtain a mixture with the optimum air-fuel ratio under each operating condition of the engine, the air flow rate Ga and fuel flow rate Gf must be adjusted to the air pressure Pa and the fuel pressure Pf.
It is necessary to control based on the difference Pa−Pf=ΔP.

この発明はエンジンの運転条件に応じて燃料流
量Gfを、燃圧Pfとその運転条件における吸気筒
1内に吸気圧力P0との予め設定されている差圧
Pf−P0=K2に基いて燃料レギユレータにより制
御し、又空気流量Gaを、エンジンの各運転時に
吸気筒1内に吸入される空気量に応じて予め設定
されている差圧Pa−P0=K1に基いて空気レギユ
レータにより制御し、吸気筒1からエンジンのシ
リンダ内に吸入される空気量を含めシリンダの燃
焼室における混合気の空燃比をその運転条件に対
し最適の値に保持するようになつている。
This invention adjusts the fuel flow rate Gf according to engine operating conditions to a preset differential pressure between the fuel pressure Pf and the intake pressure P0 in the intake cylinder 1 under the operating conditions.
The air flow rate Ga is controlled by the fuel regulator based on Pf-P0=K2, and the differential pressure Pa-P0=K1 is set in advance according to the amount of air taken into the intake cylinder 1 during each engine operation. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the cylinder, including the amount of air taken into the cylinder of the engine from the intake cylinder 1, is maintained at the optimum value for the operating conditions. ing.

次に第1〜4図に示す第1実施例に基きこの発
明を説明する。なお、第6図と同じ名称に対して
は同じ番号を付して説明する。第1図において3
は燃料タンク、4は燃料フイルタ、5は燃料ポン
プを示す。6は燃料レギユレータでダイアフラム
8により燃料室7と負圧室10とに仕切られ、負
圧室10は負圧通路16により吸気筒1に連通
し、又同室10内には圧縮スプリング11が収容
されている。燃料室7は燃料通路55により燃料
ポンプ5及び燃料フイルタ4を介して燃料タンク
3に連通している。ダイアフラム8には燃料室7
内に突出するバルブ9が設けられ、同バルブ9の
先端は燃料レギユレータ6内のリターン通路19
が燃料室7に臨むリターンポート19aを開閉す
る。リターン通路19は燃料タンク3に通じてい
る。燃料レギユレータ6は又燃料室7に連通する
複数個(第1図では4個、エンジンのシリンダ数
に対応する)の出口ポート12を有している。
Next, the present invention will be explained based on a first embodiment shown in FIGS. 1 to 4. Note that the same names as in FIG. 6 are given the same numbers for explanation. In Figure 1, 3
4 is a fuel tank, 4 is a fuel filter, and 5 is a fuel pump. 6 is a fuel regulator which is partitioned by a diaphragm 8 into a fuel chamber 7 and a negative pressure chamber 10, the negative pressure chamber 10 is communicated with the intake cylinder 1 through a negative pressure passage 16, and a compression spring 11 is accommodated in the chamber 10. ing. The fuel chamber 7 communicates with the fuel tank 3 via the fuel pump 5 and the fuel filter 4 through a fuel passage 55 . The diaphragm 8 has a fuel chamber 7
A valve 9 that protrudes inward is provided, and the tip of the valve 9 is connected to a return passage 19 in the fuel regulator 6.
opens and closes the return port 19a facing the fuel chamber 7. The return passage 19 communicates with the fuel tank 3. The fuel regulator 6 also has a plurality (four in FIG. 1, corresponding to the number of cylinders in the engine) of outlet ports 12 communicating with the fuel chamber 7.

22は空気レギユレータを示し、ダイアフラム
24により空気室23と負圧室28とに仕切りさ
れ、空気室23は空気通路56により空気ポンプ
21を介して吸気筒1内のエアバルブ38とスロ
ツトルバルブ17との間に連通する。ダイアフラ
ム24には空気室23内に突出するバルブ25が
設けられ、同バルブ25の先端は空気レギユレー
タ22内のリターン通路20が空気室23に臨む
レリーズポート25aを開閉する。リターン通路
20は吸気筒1内のエアーバルブ38とスロツト
ルバルブ17との間に通じている。空気室23に
はさらに燃料レギユレータ6の出口ポート12と
同数の出口ポート23aを有している。負圧室2
8の上部には負圧室28より小径のリテーナ室2
8aが設けられ、これにリテーナ32が摺動自在
に挿入されている。リテーナ32の外周にはリテ
ーナ32の軸方向にガイド溝31が設けられ、こ
れに係合する案内片30がリテーナ室28a内に
突設されている。負圧室28内にはリテーナ32
とダイアフラム24との間において圧縮スプリン
グ29が収容されている。負圧室28は負圧通路
16a,16を介して吸気筒1内に連通してい
る。
Reference numeral 22 denotes an air regulator, which is partitioned into an air chamber 23 and a negative pressure chamber 28 by a diaphragm 24, and the air chamber 23 is connected to an air valve 38 in the intake cylinder 1 and a throttle valve 17 via an air pump 21 through an air passage 56. communicate between. The diaphragm 24 is provided with a valve 25 that projects into the air chamber 23, and the tip of the valve 25 opens and closes a release port 25a where the return passage 20 in the air regulator 22 faces the air chamber 23. The return passage 20 communicates between the air valve 38 in the intake cylinder 1 and the throttle valve 17. The air chamber 23 further has the same number of outlet ports 23a as the outlet ports 12 of the fuel regulator 6. Negative pressure chamber 2
8 has a retainer chamber 2 smaller in diameter than the negative pressure chamber 28.
8a, into which the retainer 32 is slidably inserted. A guide groove 31 is provided on the outer periphery of the retainer 32 in the axial direction of the retainer 32, and a guide piece 30 that engages with the guide groove 31 is provided to protrude into the retainer chamber 28a. A retainer 32 is provided in the negative pressure chamber 28.
A compression spring 29 is housed between the diaphragm 24 and the diaphragm 24 . The negative pressure chamber 28 communicates with the inside of the intake cylinder 1 via the negative pressure passages 16a and 16.

空気レギユレータ22の上端には電気アクチユ
エータ33が取りつけられ、そのスクリユーロツ
ド34はリテーナ32に設けたねじ孔32aに螺
合している。
An electric actuator 33 is attached to the upper end of the air regulator 22, and its screw rod 34 is screwed into a screw hole 32a provided in the retainer 32.

吸気筒1に回動可能に取りつけた偏心軸39に
はエアバルブ38が取りつけられている。偏心軸
39には固定レバー41が取りつけられ、同レバ
ー41は吸気筒1に取りつけた引きばね40に連
結されている。偏心軸39の回動は連結機構を介
して可変抵抗器42の回動摺動子42aに伝達さ
れる。43,44はそれぞれ可変抵抗器42及び
回動摺動子42aのターミナルであり、配線4
5,46によりコンピユータ35に接続される。
An air valve 38 is attached to an eccentric shaft 39 rotatably attached to the intake cylinder 1. A fixed lever 41 is attached to the eccentric shaft 39, and the lever 41 is connected to a tension spring 40 attached to the intake cylinder 1. The rotation of the eccentric shaft 39 is transmitted to the rotation slider 42a of the variable resistor 42 via the coupling mechanism. 43 and 44 are terminals of the variable resistor 42 and the rotating slider 42a, respectively, and the wiring 4
5 and 46 are connected to the computer 35.

コンピユータ35は電気アクチユエータ33に
接続されており、可変抵抗器42の出力信号(こ
の出力信号はエアバルブ38を通過する吸入空気
量に比例する)を受けると、この出力信号量に対
し予め設定されている、空気レギユレータ22の
空気室23の空気圧力(以後空気圧という)Pa
と燃料レギユレータ6の燃料室7の燃料圧力(以
後燃圧という)Pfとの差圧△Pに該当する信号
を電気アクチユエータ33に出力する。電気アク
チユエータ33は差圧△Pに該当する信号量だけ
スクリユーロツド34を回動させ、これによりリ
テーナ32を上下動させる。これに伴い圧縮スプ
リング29のばね力が変動しダイアフラム24を
介しバルブ25が移動しレリーズポート25aか
らリターン通路20を介し吸気筒1内のエアバル
ブ38とスロツトルバルブ17との間に放出され
る空気量が増減する。
The computer 35 is connected to the electric actuator 33, and when receiving the output signal of the variable resistor 42 (this output signal is proportional to the amount of intake air passing through the air valve 38), the computer 35 is connected to the electric actuator 33, and when the computer 35 receives the output signal of the variable resistor 42 (this output signal is proportional to the amount of intake air passing through the air valve 38), a preset value is set for this output signal amount. The air pressure in the air chamber 23 of the air regulator 22 (hereinafter referred to as air pressure) Pa
A signal corresponding to the differential pressure ΔP between the fuel pressure (hereinafter referred to as fuel pressure) Pf in the fuel chamber 7 of the fuel regulator 6 is output to the electric actuator 33. The electric actuator 33 rotates the screw rod 34 by a signal amount corresponding to the differential pressure ΔP, thereby moving the retainer 32 up and down. Accordingly, the spring force of the compression spring 29 changes, the valve 25 moves via the diaphragm 24, and air is released from the release port 25a via the return passage 20 between the air valve 38 in the intake cylinder 1 and the throttle valve 17. The amount increases or decreases.

吸気筒1は空気集合多技管49を介してエンジ
ンEの各吸気管13に連通する。36はエンジン
Eの吸気ポートを示す。エンジンEのシリンダヘ
ツド50には燃焼室51に開口する弁孔52が設
けられ、弁孔52は電磁式逆止弁57の弁子57
aにより開閉される。
The intake pipe 1 communicates with each intake pipe 13 of the engine E via an air collection pipe 49. 36 indicates an intake port of engine E. The cylinder head 50 of the engine E is provided with a valve hole 52 that opens into the combustion chamber 51.
It is opened and closed by a.

シリンダヘツド50には逆止弁57に近接し
て、電磁式燃料インジエクタ14が設けられてい
る。燃料インジエクタ14は燃料通路58を介し
て逆止弁室59及び弁孔52に連通している。燃
料通路58には吐出口(第6図のS1に該当す
る)48が設けられ、その上流には燃料インジエ
クタから噴射された燃料の流量を絞る燃料絞り4
7が設けられている。吐出口48と燃料絞り47
との間は混合室60となつており、混合室60は
燃料インジエクタ14に近接してシリンダヘツド
50に設けた空気ノズル27に連通し、空気ノズ
ル27は空気通路54を介し空気レギユレータ2
2の出口ポート23aに連通している。そして空
気ノズル27には空気絞り26が設けられてい
る。なお、燃料インジエクタ14は燃料通路53
により燃料レギユレータ6の出口ポート12に連
通している。
An electromagnetic fuel injector 14 is provided in the cylinder head 50 adjacent to a check valve 57 . The fuel injector 14 communicates with the check valve chamber 59 and the valve hole 52 via a fuel passage 58 . The fuel passage 58 is provided with a discharge port 48 (corresponding to S1 in FIG. 6), and upstream thereof is a fuel throttle 4 that throttles the flow rate of fuel injected from the fuel injector.
7 is provided. Discharge port 48 and fuel throttle 47
A mixing chamber 60 is formed between the fuel injector 14 and the air nozzle 27 provided in the cylinder head 50 in the vicinity of the fuel injector 14 .
It communicates with the outlet port 23a of No. 2. The air nozzle 27 is provided with an air throttle 26. Note that the fuel injector 14 is connected to the fuel passage 53.
The outlet port 12 of the fuel regulator 6 is connected to the outlet port 12 of the fuel regulator 6 .

61はコントロールユニツト、62はクランク
角センサ、63はフライホイール、64はデイス
トリビユータでクランク角センサ62とデイスト
リビユータ64はコントロールユニツト60に接
続され、コントロールユニツト60はさらに燃料
インジエクタ14と逆止弁57に接続されてい
る。第3図に示すように燃料インジエクタ14と
逆止弁57とはエンジンの吸入行程において同期
開弁し、圧縮,爆発,排気行程において同期閉弁
する。なお、空気レギユレータ22は空気通路5
4を介して逆止弁57の開閉にかかわらず燃料通
路58に空気を供給する。
61 is a control unit, 62 is a crank angle sensor, 63 is a flywheel, and 64 is a distributor. The crank angle sensor 62 and the distributor 64 are connected to the control unit 60, and the control unit 60 is further connected to the fuel injector 14 and a reverse check. It is connected to valve 57. As shown in FIG. 3, the fuel injector 14 and check valve 57 open synchronously during the intake stroke of the engine, and close synchronously during the compression, explosion, and exhaust strokes. Note that the air regulator 22 is connected to the air passage 5.
4, air is supplied to the fuel passage 58 regardless of whether the check valve 57 is opened or closed.

上記第1実施例構成において、エンジンEの吸
気量に応じてエアバルブ38は引きばね40とバ
ランスを保ちながら偏心軸39とともに回動す
る。この回動に伴い回動摺動子42aが回動して
可変抵抗器42の抵抗値が変化し、その変化量が
電気信号としてコンピユータ35に出力される。
なお各吸入空気量に対応した値の信号を出す空気
量センサとしては熱線式流量測定法、放電式流量
測定法あるいはカルマン渦式流量測定法等により
吸入空気流速を直接計測して、この測定値により
吸入空気量を導出するような方法を用いてもよ
く、又エンジン回転数ならびに吸気管負圧等のエ
ンジンパラメータに基づてい吸気空気量を測定す
る方法を用いてもよい。エンジンの吸入空気量が
計測できる方法であればいずれでもよい。コンピ
ユータ35にはこの電気信号値に対応して予め設
定されている、空気レギユレータ22の空気圧
Paと燃料レギユレータ6の燃圧Pfとの差圧△P
に該当する信号を電気アクチユエータ33に出力
する。電気アクチユエータはこの信号に該当する
量だけスクリユーロツド34を回動させ、これに
より案内片30とガイド溝31とにより回動を拘
束されているリテーナ32は上下方向に移動し、
圧縮スプリング29のダイアフラム24に対する
ばね力が変化する。一方空気ポンプ21からの加
圧空気は空気レギユレータ22の空気室23側か
らダイアフラム24を押圧するが負圧室28に作
用する吸気負圧P0と圧縮スプリング29との合
計力が空気圧Paとバランスしてバルブ25を開
閉し余剰空気をレリーズポート25aを介して吸
気筒1内のエアバルブ38とスロツトルバルブ1
7との間に放出する。このようにして空気室23
内の空気圧PaはPa=P0+k1となる。ここでK1
は圧縮スプリング29による圧力である。
In the configuration of the first embodiment, the air valve 38 rotates together with the eccentric shaft 39 while maintaining balance with the tension spring 40 depending on the intake air amount of the engine E. Along with this rotation, the rotation slider 42a rotates and the resistance value of the variable resistor 42 changes, and the amount of change is outputted to the computer 35 as an electric signal.
Note that the air flow rate sensor that outputs a signal with a value corresponding to each intake air amount directly measures the intake air flow rate using a hot wire flow rate measurement method, a discharge flow rate measurement method, a Karman vortex flow rate measurement method, etc. A method of deriving the amount of intake air may be used, or a method of measuring the amount of intake air based on engine parameters such as engine speed and intake pipe negative pressure may be used. Any method that can measure the intake air amount of the engine may be used. The air pressure of the air regulator 22 is preset in the computer 35 in accordance with this electric signal value.
Differential pressure △P between Pa and fuel pressure Pf of fuel regulator 6
A corresponding signal is output to the electric actuator 33. The electric actuator rotates the screw rod 34 by an amount corresponding to this signal, and as a result, the retainer 32, whose rotation is restricted by the guide piece 30 and the guide groove 31, moves in the vertical direction.
The spring force of the compression spring 29 on the diaphragm 24 changes. On the other hand, pressurized air from the air pump 21 presses the diaphragm 24 from the air chamber 23 side of the air regulator 22, but the total force of the intake negative pressure P0 acting on the negative pressure chamber 28 and the compression spring 29 balances with the air pressure Pa. The valve 25 is opened and closed to release excess air to the air valve 38 in the intake cylinder 1 and the throttle valve 1 via the release port 25a.
Release between 7 and 7. In this way, the air chamber 23
The air pressure Pa inside is Pa=P0+k1. here K1
is the pressure exerted by the compression spring 29.

一方燃料ポンプ5からの加圧燃料は燃料レギユ
レータ6の燃料室7側よりダイアフラム8を押圧
するが負圧室10内の吸気負圧P0と圧縮スプリ
ング11のばね力とのバランスで開閉し、余剰燃
料はリターン通路19を経て燃料タンク3にリタ
ーンされる。こうして燃料レギユレータ6の燃料
室7の燃圧PfはPf=P0+K2となる。ここでK2は
圧縮スプリング11の圧力である。
On the other hand, the pressurized fuel from the fuel pump 5 presses the diaphragm 8 from the fuel chamber 7 side of the fuel regulator 6, but it opens and closes depending on the balance between the intake negative pressure P0 in the negative pressure chamber 10 and the spring force of the compression spring 11, and there is a surplus. The fuel is returned to the fuel tank 3 via the return passage 19. In this way, the fuel pressure Pf in the fuel chamber 7 of the fuel regulator 6 becomes Pf=P0+K2. Here, K2 is the pressure of the compression spring 11.

従つてPa−Pf=K1−K2=△Pとなり、吸気筒
1への吸気量に対し△Pが前述のようにコンピユ
ータ35により予め設定されている。
Therefore, Pa-Pf=K1-K2=ΔP, and ΔP is set in advance by the computer 35 with respect to the intake air amount to the intake cylinder 1 as described above.

この結果燃料レギユレータ6の燃料室7内の燃
圧Pfの燃料は燃料通路53を通りインジエクタ
14に圧送され、エンジンの吸入行程において燃
料絞り47より混合室60に吐出される。一方空
気レギユレータ22の空気室23内の空気圧Pa
の空気は空気通路54を通り空気絞り26より混
合室60内に吐出されるが空気通路54を通る際
燃料通路53を流れる燃料の加熱を防止する。混
合室60内では燃料と空気とが混合され吐出口4
8より燃料通路58内に噴出される。エンジンの
吸入行程においては逆止弁57の弁子57aは弁
孔52を開いているので弁孔52から前記混合気
(これを1次混合気という)が燃焼室51に流入
し、吸気ポート36からの吸入空気と混合して、
エンジンの各運転条件に最適の空燃比を持つた混
合気(これを2次混合気という)を形成し、点火
栓の着火により燃焼する。
As a result, the fuel at the fuel pressure Pf in the fuel chamber 7 of the fuel regulator 6 is fed under pressure to the injector 14 through the fuel passage 53, and is discharged into the mixing chamber 60 from the fuel throttle 47 during the intake stroke of the engine. On the other hand, the air pressure Pa in the air chamber 23 of the air regulator 22
The air passes through the air passage 54 and is discharged into the mixing chamber 60 from the air restrictor 26, but when passing through the air passage 54, the fuel flowing through the fuel passage 53 is prevented from being heated. Fuel and air are mixed in the mixing chamber 60 and discharged from the discharge port 4.
8 into the fuel passage 58. During the intake stroke of the engine, the valve element 57a of the check valve 57 opens the valve hole 52, so the air-fuel mixture (this is called the primary air-fuel mixture) flows into the combustion chamber 51 from the valve hole 52, and the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 51 through the valve hole 52. mixed with intake air from
A mixture (referred to as a secondary mixture) having an air-fuel ratio optimal for each operating condition of the engine is formed, and the mixture is ignited by the ignition plug and combusted.

第4図はこの発明の作動フローチヤートを示
す。エンジン始動により、ステツプ1において、
ピストンが排気上死点(TDC)であるかどうか
を判断し、上死点であると判断した場合には、そ
のシリンダがNO1シリンダであるかどうかをス
テツプ2で判断する。ステツプ2の判断の結果、
NO1シリンダであればステツプ3でNO1インジ
エクタ、NO1逆止弁を開く、この時前述のよう
にエンジンEは吸入行程に入つているので1次混
合気が燃焼室51に噴射される。なお、前記ステ
ツプ1において、ピストンが上死点でないと判断
した場合には、直接ステツプ4にステツプする。
ステツプ4でクランク角がカウントされる毎に、
ステツプ5でそのカウント値が吸気弁を閉じるタ
イミングであるかどうかを判断させ、クランク角
のカウント値が吸気弁を閉じるタイミングになる
までステツプ4およびステツプ5を行う。ステツ
プ4でクランク角がカウントされ所定の回動角に
なるとステツプ6でNO1インジエクタ及びNO1
逆止弁が閉じて1サイクルが終了する。No.2,No.
3,No.4シリンダについても同じことが行なわれ
る。
FIG. 4 shows an operational flowchart of the present invention. Upon starting the engine, in step 1,
It is determined whether the piston is at exhaust top dead center (TDC), and if it is determined to be at top dead center, it is determined in step 2 whether the cylinder is the NO1 cylinder. As a result of the judgment in step 2,
If it is the NO1 cylinder, the NO1 injector and NO1 check valve are opened in step 3. At this time, the engine E is in the intake stroke as described above, so the primary air-fuel mixture is injected into the combustion chamber 51. Incidentally, if it is determined in step 1 that the piston is not at the top dead center, the process directly proceeds to step 4.
Every time the crank angle is counted in step 4,
In step 5, it is determined whether the count value indicates the timing to close the intake valve, and steps 4 and 5 are performed until the count value of the crank angle reaches the timing to close the intake valve. In step 4, the crank angle is counted and when the specified rotation angle is reached, in step 6, the NO1 injector and NO1
The check valve closes and one cycle ends. No.2, No.
The same thing is done for the No. 3, No. 4 cylinder.

第5図はこの発明の第2実施例を示す。第2実
施例と第1実施例との相異は第1実施例の混合室
60が第2実施例において短くなつていること及
び第1実施例の逆止弁室59が第2実施例で小容
量になつていることである。第2実施例の作用は
第1実施例と同じである。
FIG. 5 shows a second embodiment of the invention. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the mixing chamber 60 of the first embodiment is shorter in the second embodiment, and the check valve chamber 59 of the first embodiment is shorter in the second embodiment. The reason for this is that the capacity has become smaller. The operation of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

(発明の効果) この発明は上述の構成を有するので次のような
優れた効果を有する。
(Effects of the Invention) Since the present invention has the above-described configuration, it has the following excellent effects.

(イ) 燃料噴射時間τにおけるqfmax/qfminを約
50にまで設定できるのでエンジンの各運転条件
に対し、燃費が非常に少なく、しかも安定した
運転が可能の燃料量を設定することができる。
(b) Approximately qfmax/qfmin at fuel injection time τ
Since it can be set up to 50, it is possible to set a fuel amount that has extremely low fuel consumption and allows stable operation for each operating condition of the engine.

(ロ) インジエクタ自体が発熱しても、又インジエ
クタがシリンダヘツドにより加熱されても燃料
インジエクタ内に空気層(混合室60)を有し
ているので燃料は気化しない。その結果安定し
たエンジンの運転が可能になる。
(b) Even if the injector itself generates heat, or even if the injector is heated by the cylinder head, the fuel will not vaporize because the fuel injector has an air layer (mixing chamber 60). As a result, stable engine operation becomes possible.

(ハ) 低圧燃料の使用が可能になり配管部における
燃料洩れの危険が少なくなり、燃料系統の安全
性が高くなる。
(c) It becomes possible to use low-pressure fuel, reducing the risk of fuel leakage in piping, and increasing the safety of the fuel system.

(ニ) エンジンの全運転領域において噴霧の粒径が
従来より細かくなり、この結果燃費が少なくな
りエンジンの運転が安定する。このことはアイ
ドル運転に対してもあてはまる。
(d) The particle size of the spray becomes finer than before in the entire operating range of the engine, resulting in less fuel consumption and stable engine operation. This also applies to idling operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第1実施例の正面図を示
す。第2図は第1図の要部の詳細図を示す。第3
図は逆止弁,燃料インジエクタの作動時期及び燃
料,空気の供給状況を示す図、第4図はこの発明
の作動のフローチヤートを示す。第5図はこの発
明の第2実施例の要部の詳細図を示す。第6図は
この発明の作動原理の説明図である。第7図、第
8図はそれぞれ第6図における空気流量と燃料流
量の説明図である。 5……燃料ポンプ、6……燃料レギユレータ、
14……電磁式燃料インジエクタ、21……空気
ポンプ、22……空気レギユレータ、26……空
気絞り、33……電気アクチユエータ(Pa−Pf
を所定値に保持する機構)、35……コンピユー
タ、42……可変抵抗器(空気量センサ)、47
……燃料絞り、48……吐出口、52……弁口、
53……燃料通路、54……空気通路、57……
電磁式逆止弁。
FIG. 1 shows a front view of a first embodiment of the invention. FIG. 2 shows a detailed view of the main part of FIG. 1. Third
The figure shows the operating timing of the check valve and fuel injector, and the supply status of fuel and air, and FIG. 4 shows a flowchart of the operation of the present invention. FIG. 5 shows a detailed view of the main parts of a second embodiment of the invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of the operating principle of this invention. 7 and 8 are explanatory diagrams of the air flow rate and fuel flow rate in FIG. 6, respectively. 5...Fuel pump, 6...Fuel regulator,
14...Electromagnetic fuel injector, 21...Air pump, 22...Air regulator, 26...Air throttle, 33...Electric actuator (Pa-Pf
(mechanism for holding the value at a predetermined value), 35...computer, 42...variable resistor (air amount sensor), 47
... Fuel throttle, 48 ... Discharge port, 52 ... Valve port,
53...Fuel passage, 54...Air passage, 57...
Solenoid check valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記要素 (イ) エンジンのシリンダヘツドに設けた、シリン
ダの燃焼室に弁孔を介して連通する逆止弁室。 (ロ) 前記弁孔を開閉する電磁式逆止弁。 (ハ) 吐出口及びその上流に燃料絞りを有し、吐出
口を介して逆止弁室を燃料ポンプに連通する燃
料通路。 (ニ) 前記燃料絞りと吐出口との間において燃料通
路を空気ポンプに連通し、かつ空気絞りを有す
る空気通路。 (ホ) 燃料絞りの上流において燃料通路に設けた電
磁式燃料インジエクタ。 (ヘ) 前記逆止弁及び燃料インジエクタをエンジン
の吸入行程において同期的に開かせ、エンジン
の圧縮,爆発及び排気行程において同期的に閉
じさせる電気回路。 (ト) 前記空気絞りと空気ポンプとの間の空気通路
に配設され、エンジンの吸気通路の圧力との差
をエンジンの各運転条件に対応して設定された
一つの値に保持する空気圧Paを発生する空気
レギユレータ。 (チ) 前記インジエクタと燃料ポンプとの間の燃料
通路に配置され、エンジンの吸気通路の圧力と
の差をエンジンの各運転条件に対応して設定さ
れた一つの値に保持する燃圧Pfを発生する燃
料レギユレータ。 (リ) エンジンの吸気通路への吸入空気量を検知し
て各吸入空気量に対応した値の信号を出す空気
量センサ。 (ヌ) 前記空気量センサからの信号値を入力し、こ
の信号値に対応して予め定められた値の、Pa,
Pfとの差圧を発信するコンピユータ。 (ル) コンピユータからの信号により、前記燃
料通路及び空気通路の少くとも一方に設けた、
前記の差圧を保持する機構。 からなることを特徴とするシリンダ内燃料噴射装
置。
[Scope of Claims] 1. The following elements (a): A check valve chamber provided in the cylinder head of the engine and communicating with the combustion chamber of the cylinder via a valve hole. (b) An electromagnetic check valve that opens and closes the valve hole. (c) A fuel passage having a discharge port and a fuel throttle upstream thereof, and communicating the check valve chamber with the fuel pump via the discharge port. (d) An air passage that communicates the fuel passage with the air pump between the fuel throttle and the discharge port, and has an air throttle. (E) An electromagnetic fuel injector installed in the fuel passage upstream of the fuel throttle. (f) An electric circuit that causes the check valve and the fuel injector to open synchronously during the intake stroke of the engine and close synchronously during the compression, explosion, and exhaust strokes of the engine. (g) An air pressure Pa that is disposed in the air passage between the air throttle and the air pump and maintains the difference between the pressure in the engine intake passage and the pressure at one value set corresponding to each engine operating condition. Air regulator that generates. (h) Disposed in the fuel passage between the injector and the fuel pump, it generates a fuel pressure Pf that maintains the difference between the pressure in the intake passage of the engine and the pressure at one value set corresponding to each operating condition of the engine. fuel regulator. (li) An air amount sensor that detects the amount of air intake into the engine's intake passage and outputs a signal with a value corresponding to each amount of intake air. (J) Input the signal value from the air amount sensor, and set the predetermined value Pa, corresponding to this signal value.
A computer that transmits the differential pressure with Pf. (l) provided in at least one of the fuel passage and the air passage according to a signal from the computer;
A mechanism for maintaining the differential pressure mentioned above. An in-cylinder fuel injection device comprising:
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