JPH0510224A - 燃料噴射弁装置付き内燃機関 - Google Patents

燃料噴射弁装置付き内燃機関

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JPH0510224A
JPH0510224A JP16586191A JP16586191A JPH0510224A JP H0510224 A JPH0510224 A JP H0510224A JP 16586191 A JP16586191 A JP 16586191A JP 16586191 A JP16586191 A JP 16586191A JP H0510224 A JPH0510224 A JP H0510224A
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JP
Japan
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fuel
passage
air
intake
injection hole
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Pending
Application number
JP16586191A
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English (en)
Inventor
Kenji Kurita
賢二 栗田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射燃料に補助空気を衝突させ燃料霧化を促
進する燃料噴射弁装置付内燃機関において、高負荷時に
空気供給部に噴射燃料が逆流し、空気供給部に噴射燃料
が溜まるのを防止して、高負荷から低負荷に負荷が急変
した時に溜まった燃料が吸気通路内に一気に漏れ出さな
いようにする。 【構成】 燃料噴射弁本体3先端近傍の燃料空気噴孔1
2付近に空気噴射孔5を設け、空気噴射孔5に空気を供
給する空気供給部6、7を備える内燃機関において、空
気供給部6、7と吸気絞り弁18下流の吸気ポート2を
連通する連通路23と、前記連通路23を低負荷時に閉
塞し高負荷時に連通する制御弁26をもうける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射弁装置を備え
る内燃機関において、燃料噴射弁の燃料噴孔近傍に補助
空気を供給する補助空気供給手段を備えるものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、各気筒毎に燃料噴射弁を備え
る内燃機関において、噴射燃料に補助空気を衝突させて
噴射燃料の微粒化を促進する技術は例えば実開昭59−
123661号公報により公知である。これを示した図
4によると、1は内燃機関の吸気管で、吸気管1はシリ
ンダヘッドに設けられた吸気ポート2に接続されてい
る。吸気ポート2は、図示しない燃焼室に接続されてお
り、吸気ポート2の燃焼室側開口部には吸気弁(図示せ
ず)が設けらている。吸気管1には、燃料空気噴孔12
が設けられたアダプタ4を先端部に備える燃料噴射弁本
体3が挿入されており、燃料供給通路20からの燃料を
吸気管1内に噴射するようになっている。
【0003】前記アダプタ4は複数の空気噴射孔5を有
する周壁を有し、この周壁の外周に形成される環状空間
6は空気供給通路7を経て空気分配管8の空気分配通路
10へ接続されている。更に前記アダプタ4の内部は、
図5に示すように燃料噴射弁本体3先端に通ずる燃料吐
出孔12Aと燃料吐出孔12Aに通ずる前記燃料空気噴
孔12が設けられており、燃料空気噴口12には空気噴
射孔5を接続した構成になっている。そして、図4に示
すように空気分配通路10には空気導入口15が設けら
れており、空気導入口15は、吸気絞り弁18上流の取
出口19と連通されており、吸気絞り弁上流から取り出
した空気を空気分配通路10を介して各気筒の空気供給
通路7に分配している。
【0004】この構造をもつ燃料噴射弁装置は、吸気絞
り弁上流からの空気を空気導入口15、空気分配通路1
0を経て各気筒毎に設けられた空気供給通路7に導き、
燃料噴射弁3先端の燃料吐出孔12Aから噴射される燃
料に空気を衝突させることで燃料が微粒化され、燃料の
気化、霧化が促されることにより燃焼を改善することが
できるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、吸気ポート
2の燃焼室側開口部に設けられた吸気弁の開閉にともな
って吸気ポート2、吸気管1内に吸気脈動が発生する。
吸気脈動の振幅つまり脈動圧のピーク値は吸入空気量に
比例するため、低負荷時に比較して高負荷時では脈動圧
のピーク値は著しくなるという現象が起こるのである。
【0006】脈動圧のピーク値が増大して吸気絞り弁1
8上流圧つまり空気噴射通路7の内圧よりも高くなる
と、燃料空気噴孔12付近での気流は燃料噴射弁3の先
端から空気供給通路7に向かって逆流してしまう。この
ときに噴射された燃料は前述の気流にのって空気供給通
路7内に吹き返され、環状空間6や空気供給通路7内に
燃料が溜まり、溜まった燃料によって環状空間6や空気
供給通路7が腐食されやすくなったり、あるいは次の低
負荷時に吸気ポート2内の負圧により一気に吸気ポート
2内に吹き出され、過剰量の燃料を燃焼室に入れてしま
うことになり、エミッション増加を来すという問題が生
じるおそれがある。
【0007】かかる問題を解決するために本発明では、
高負荷時に空気供給通路内圧力を吸気通路内圧力と略等
しくすることで、高負荷時に噴射燃料が空気供給通路内
に吹き返されるのを防止することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、吸気絞り弁を有する吸気通路を備え、吸気
通路内に燃料を噴射するための燃料空気噴孔を持つ燃料
噴射弁を各気筒毎に設置し、前記燃料空気噴孔付近に接
続され噴射燃料に補助空気を衝突させるための空気噴射
孔を有し、前記空気噴射孔に補助空気を供給する空気供
給部を備える燃料噴射弁装置付き内燃機関において、前
記空気供給部と前記吸気絞り弁より下流の吸気通路とを
連通する連通路を設け、機関低負荷時は前記連通路を閉
塞状態にし機関高負荷時には前記連通路を連通状態にす
る制御弁を設け、前記連通路の通路抵抗を前記燃料空気
噴孔の通路抵抗と前記空気噴射孔の通路抵抗との和より
も小さく設定することを特徴としている。
【0009】
【作用】上記の手段をとることにより、機関低負荷時は
連通路が制御弁により閉塞されるので、従来の補助空気
供給手段付き燃料噴射弁と同様噴射燃料の微粒化が促進
される。
【0010】機関高負荷時には連通路に設けた制御弁を
開放することにより、吸気絞り弁下流側の吸気通路と空
気供給部が燃料空気噴孔以外の通路を介して連通状態と
なり、しかも連通路は、燃料空気噴孔の通路抵抗と空気
噴射孔の通路抵抗の和よりも小さな通路抵抗をもつこと
から、機関高負荷時に著しいピーク値をもった吸気脈動
が燃料空気噴孔及び空気噴射孔を経てから空気供給部に
達する直前に、連通路を介して脈動圧が空気供給部に到
達する。このため燃料空気噴孔の直上流側の空気供給部
内圧力と下流側の吸気通路内圧力にほとんど差がなくな
り、燃料空気噴孔からの気流が逆流することがないの
で、噴射燃料が空気供給部内に吹き返されることがなく
なる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の第1実施例を図1、図2に基
づいて説明する。従来技術の図4、図5と同一構成のも
のについては、同じ番号を付してその説明を省略する。
又特許請求の範囲に記された吸気通路とは、吸気管1及
び吸気ポート2により構成されるものであり、また、空
気供給部とは環状空間6及び空気供給通路7を指すもの
である。また、空気分配管8はステー13を介してボル
ト14により吸気管1に固定されている。17はシール
リングであり、空気供給通路7と空気分配通路10との
接続部をシールしている。
【0012】空気供給部の一部をなす空気供給通路7と
吸気絞り弁18下流の吸気通路(本実施例では吸気ポー
ト2)とを連通する連通路23が設けられている。連通
路23は加工のしやすさのために本実施例では吸気管1
とシリンダヘッドにまたがって設けられている。すなわ
ち、吸気管1の空気供給通路7近傍の壁部には分岐路2
2が設けられ、また吸気ポート2側にも分岐路24が、
吸気ポート2と吸気管1を接続するときに分岐路22、
24は互いに連通する位置に設けられる。分岐路22、
24を接続した連通路23の径および長さについては、
燃料空気噴孔12の通路抵抗(通路抵抗は通路の長さに
比例し、通路径に反比例する)と空気噴射孔5の通路抵
抗との和よりも連通路23の通路抵抗が小さくなるよう
に設定されている。この第1実施例では燃料空気噴孔径
に対して分岐路22、24の径を著しく大きくすること
で、連通路23の通路抵抗を燃料空気噴孔12と空気噴
射孔5との和より小さくしている。分岐路22、24の
接続部には、シール材28が取り付けられ、接続部から
の空気漏れを防止している。連通路23には、制御弁2
6が取り付けられている。CPU30は別に設置される
機関負荷センサ32からの信号を受け、CPU30から
の出力信号に応じて作動されるアクチュエータ34によ
り開閉制御される。負荷センサ32については、公知の
吸気絞り弁開度センサや、絞り弁上下流差圧センサ等を
用いることができる。
【0013】図2にはCPU32に格納されているプロ
グラムのフローチャートを示す。このプログラムは一定
時間毎に発生する時間割り込みルーチンである。ステッ
プ100は本プログラムの開始点であり、まずステップ
102にて負荷センサ32からの信号を読み込み、ステ
ップ104へ進む。ステップ104では、負荷センサ3
2からの信号に基づき、機関負荷が所定値b以上である
か否かを判断する。所定値bとは、機関全負荷時の値と
アイドル時の負荷値との中間の値である。YESであれ
ばステップ106に進み、アクチュエータ34に開弁信
号を送る。NOであれば、つまり機関負荷が所定値b以
下であればステップ104からステップ108へ分岐
し、アクチュエータ34に閉弁信号を送る。ステップ1
06またはステップ108の処理後、ステップ110へ
すすみ、本ルーチンを終了する。
【0014】上述した本発明の実施例の作用を以下に説
明する。機関運転時にCPU32に格納されたルーチン
が発生すると、負荷センサ32の値を読み込み、高負荷
運転時か否かを判断する。高負荷つまり負荷が所定値b
以上であれば、CPU32により制御弁26は開かれ、
連通路23を介して空気供給通路7と吸気ポート2が連
通される。負荷が所定値b以下であれば、CPU32に
より図2における108の処理が行われ、制御弁26は
閉弁され、連通路23は閉塞状態となる。
【0015】機関高負荷時は、吸気絞り弁18の開度が
大きいため吸気ポート2内圧力が機関低負荷時より高
い。すると吸気絞り弁上流圧と燃焼室内圧との差が大き
くなるため吸気弁の開閉による脈動のピーク値が著しく
増大する。しかし、脈動圧は、空気噴射孔5の通路抵抗
と燃料空気噴孔12の通路抵抗の和より小さな通路抵抗
をもつ連通路23内を伝播して空気供給通路7に達する
ので、燃料空気噴孔12の吸気管1側と空気供給通路7
側で圧力差が生じない。すると、吸気管1から燃料空気
噴孔12を経て空気供給通路7に逆流が起こらず、噴射
燃料が環状空間6や空気供給通路7内に吹き返されるこ
とがなくなる。従って、燃料が環状空間6や空気供給通
路7内に溜まることがないため、環状空間6や空気供給
通路7が溜まった燃料に腐食されず、また、高負荷から
吸気絞り弁18を急にもどして低負荷運転になっても、
吸気絞り弁18下流の大負圧により溜まった燃料が一気
に吸い込まれるといった現象が発生しないので、過剰量
の燃料を燃焼させることでエミッションが増加する恐れ
もない。
【0016】機関低負荷時であれば、CPU32により
制御弁26は閉弁され、従来同様、補助空気を有効に噴
射燃料に衝突させて燃料の気化及び霧化が促進されるの
である。
【0017】また、本発明を、補助空気供給手段を備え
る燃料噴射弁を有し、各気筒毎に吸気絞り弁を設置した
独立スロットル式の吸気系に応用した第2実施例を図3
に示す。図1と同一構成のものについては同じ番号を付
してある。また図3では、図1では図示しなかった吸気
弁2aを図示している。
【0018】吸気絞り弁18をバイパスするように空気
供給通路7が吸気管1に配設され、空気供給通路7と吸
気管1とを連通する連通管23が設けられている。連通
管23には制御弁26が取り付けられるが、この制御弁
は図1と同様のアクチュエータ34と図2に示したフロ
ーチャートの制御を行う制御手段(図示せず)とにより
開閉制御され、制御弁26閉状態は図中実線で、開状態
は点線で示してある。
【0019】この第2実施例では、第1実施例と同様の
作用及び効果が得られるほか、空気供給通路7が吸気管
1と略平行であるので連通路23の径が第1実施例に比
較して容易に大きくでき、従って通路抵抗の小さな連通
路23の製作を簡単に行えるという効果もある。
【0020】
【発明の効果】本発明では、機関低負荷時は従来の補助
空気供給手段付き燃料噴射弁と同様に噴射燃料の微粒化
ができ、機関高負荷時に空気供給部を吸気絞り弁下流の
吸気通路と連通させることができるので、高負荷時に吸
気弁の開閉による脈動圧が増大しても、脈動圧は燃料空
気噴孔と空気噴射孔を結合させた通路より通路抵抗の小
さな連通路内を速やかに伝播して空気供給部に達するの
で、燃料空気噴孔の吸気通路側と空気供給部側で圧力差
が生じないのである。
【0021】従って吸気通路から燃料空気噴孔を経て空
気供給部に気流が逆流することがないため、噴射燃料が
空気供給部内に吹き返されず、それにより空気供給部に
燃料が溜まることもなくなる。そして、高負荷から低負
荷に急変したときでも過剰量の燃料を燃焼室におくるこ
とがないためエミッションを増加させないことが可能
で、しかも空気供給部が溜まった燃料に侵されることが
ないため、空気供給部の耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による第1実施例の縦断面図。
【図2】 本発明第1実施例の制御フローチャート。
【図3】 本発明による第2実施例の縦断面図。
【図4】 従来技術の縦断面図。
【図5】 燃料噴射弁本体にとりつけられるアダプタ4
の軸中心を含む面で切った断面図。
【符号の説明】
3・・・・・・燃料噴射弁本体 4・・・・・・アダプタ 5・・・・・・空気噴射孔 7・・・・・・空気供給通路 12・・・・・燃料空気噴孔 18・・・・・吸気絞り弁 23・・・・・連通路 26・・・・・制御弁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】吸気絞り弁を有する吸気通路を備え、前記
    吸気通路内に燃料を噴射するための燃料空気噴孔を持つ
    燃料噴射弁を各気筒毎に設置し、前記燃料空気噴孔付近
    に接続され噴射燃料に補助空気を衝突させるための空気
    噴射孔を有し、前記空気噴射孔に空気を供給する空気供
    給部を備える燃料噴射弁装置付き内燃機関において、前
    記空気供給部と前記吸気絞り弁より下流の吸気通路とを
    連通する連通路を設け、機関低負荷時には前記連通路を
    閉塞状態にし機関高負荷時には前記連通路を連通状態と
    する制御弁を設け、前記連通路の通路抵抗を前記燃料空
    気噴孔の通路抵抗と前記空気噴射孔の通路抵抗との和よ
    りも小さく設定することを特徴とする燃料噴射弁装置付
    き内燃機関。
JP16586191A 1991-07-05 1991-07-05 燃料噴射弁装置付き内燃機関 Pending JPH0510224A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2148083A2 (en) 2008-07-24 2010-01-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Vehicle engine unit, and straddle-type vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2148083A2 (en) 2008-07-24 2010-01-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Vehicle engine unit, and straddle-type vehicle
EP2148083A3 (en) * 2008-07-24 2014-12-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Vehicle engine unit, and straddle-type vehicle

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