JPH05187290A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷機運転時の運転性を向上させつつ、燃費の向
上，未燃燃料の排出量の抑制化を図る。 【構成】燃料噴射弁１の噴射燃料と微粒化用空気との混
合部２に冷機運転時にボンベ13から電磁弁12を介して低
沸点燃料を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置に関し、特に冷機運転時の運転性向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃料供給装置の従来例とし
て、図５に示すようなものがある（例えば実開平１−１
１８１５９号公報等参照）。すなわち、電磁式燃料噴射
弁１の先端部には噴孔を囲むように筒状の混合部２が取
付けられ、混合部２の先端部には筒状の伸長部３が先端
部を吸気弁４の開口部直上に位置させて取付けられてい
る。また、前記混合部２には微粒化用空気の空気供給通
路５が連通接続され、空気供給通路５にはエアーポンプ
６が介装されている。

【０００３】そして、制御装置７は、燃料噴射弁１を駆
動制御して燃料（ガソリン）を混合部２内に噴射させる
と共に、エアポンプ６を駆動し空気を混合部２に導入し
燃料を空気により微粒化する。そして、微粒化された燃
料と空気との混合気を伸長部３の先端部から吸気弁４の
開口部直上で燃焼室に向けて噴射する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の燃料供給装置においては、空気を常時供給して燃
料を微粒化するようにしているので、冷機運転時には燃
料の気化促進が不充分で燃焼室内における燃料の浮遊率
（実質空燃比）が低いので、燃焼が不安定となって運転
性が悪化するという不具合がある。

【０００５】そこで、従来においては、冷機運転時には
燃料供給量を増大して空燃比をリッチ化させて運転性の
悪化を防止するようにしていた。しかし、この場合には
燃料消費量が多く燃費が悪化するばかりでなく、未燃炭
化水素が多量に排出され大気を汚染するという不具合が
ある。本発明は、このような実状に鑑みてなされたもの
で、冷機運転時の運転性を向上させつつ燃費の悪化，未
燃炭化水素の排出量を抑制することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、燃
料噴射弁の先端部に設けられ前記燃料噴射弁からの噴射
燃料と微粒代用空気とを混合する混合部と、該混合部か
ら燃料と空気との混合燃料を噴射位置まで導く伸長部
と、を備えるものにおいて、前記燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料よりも沸点が低い低沸点燃料を貯留する貯留装
置と、機関温度若しくはこれに関連する温度を検出する
温度検出手段と、検出された温度に基づいて冷機運転時
を判定する冷機運転時判定手段と、冷機運転時と判定さ
れたときに前記貯留装置から前記混合部に低沸点燃料を
供給する低沸点燃料供給手段と、を備えるようにした。

【０００７】

【作用】そして、冷機運転時に低沸点燃料を混合部に供
給し燃料と共に若しくは低沸点燃料のみを伸長部から燃
焼室に導入し、気化性を高めて燃焼を良好に行えるよう
にした。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。尚、従来例と同一要素には図５と同一符号を付
して説明を省略する。図１及び図２は本発明の第１実施
例を示す。図１において、３３は先端部が各吸気弁４の
開口部直上にそれぞれ対応するように混合部２から途中
で分岐して形成した伸長部である。また、空気供給通路
５の中間部には低沸点燃料供給通路11の一端部が連通接
続され、低沸点燃料供給通路11には電磁弁12が介装され
ている。

【０００９】また、低沸点燃料供給通路11の他端部は貯
留装置としてのボンベ13の吐出口に取付けられ、このボ
ンベ13にはガソリンより低沸点の燃料が貯留されてい
る。この低沸点燃料の具体例としては、プロパン，メタ
ン，水素等の気体燃料、ノルマルーペンタン，２−メチ
ル・ブタン等のガソリン中の低沸点成分が挙げられる。

【００１０】また、制御装置14は、温度検出手段として
の温度センサ８により検出された吸気通路壁温度に基づ
いて、燃料噴射弁１，エアポンプ６，電磁弁12を駆動制
御するようになっている。ここでは、制御装置14が冷機
運転時判定手段を構成し、また空気供給通路５と低沸点
燃料供給通路11と電磁弁12とが低沸点燃料供給手段を構
成する。

【００１１】次に、作用を説明する。温度センサ８によ
り検出された吸気通路壁温度が所定値以上のときには暖
機が完了していると判断し、制御装置14は電磁弁12を非
作動にする一方エアポンブ６を作動させる。これによ
り、低沸点燃料の供給が停止され空気が混合部２に供給
されて空気により燃料が微粒化された後空気と共に伸長
部３３から燃焼室に導入される。

【００１２】一方、温度センサ８により検出された吸気
通路壁温度が所定値未満のときには冷機運転時と判断
し、制御装置14は電磁弁12をデューティ制御により作動
させる。これにより、低沸点燃料が空気供給通路５に注
入された後、混合部２に空気と共に導入される。このと
き、低沸点燃料の空気供給通路５への注入時期は、電磁
弁12の作動を燃料噴射弁１の作動に略同期させることに
より、燃料噴射弁１からの燃料噴射時期に略同期させる
ようになっている。尚、低沸点燃料の混合部２への導入
時期を、前記燃料噴射時期に略同期させるようにしても
よい。

【００１３】また、低沸点燃料の供給時には燃料噴射弁
１からの燃料噴射量を減少させ、低沸点燃料と燃料との
混合割合を温度センサ８の検出値に基づいて変化させ
る。具体的には図２に示すように吸気通路壁温度が低下
するに従って低沸点燃料の混合割合を増大させる。ま
た、低沸点燃料供給時には、空燃比が略理論空燃比にな
るように制御する。さらに、低沸点燃料の供給量は電磁
弁12の制御デューティ比を変化させることにより制御す
る。

【００１４】そして、混合部２に導入された低沸点燃料
は燃料と共に伸長部３３の先端部から燃焼室に導入され
る。このとき、低沸点燃料は気化性が良いので、燃料の
空間浮遊率が高くなって燃焼室における実質空燃比が良
好になる（理論空燃比に近づく）ため、燃焼が促進され
る。このため、機関の運転性を向上できると共に、未燃
炭化水素の排出量を抑制でき、また燃費も向上できる。

【００１５】図３は本発明の第２実施例を示す。本実施
例は燃料噴射弁１に供給される燃料から低沸点成分を抽
出し低沸点燃料として使用するようにしたものである。
尚、第１実施例と同一要素には図１と同一符号を付して
説明を省略する。まず、燃料噴射弁１への燃料供給系を
説明すると、燃料タンク21内の燃料は燃料ポンプ22によ
り燃料供給通路23を介して燃料噴射弁１に圧送供給さ
れ、余剰燃料はプレッハレギュレータ24及びリターン通
路25を介して燃料タンク21内に戻される。

【００１６】ここにおいて、燃料タンク21の上壁には蒸
発燃料通路26の一端が取付けられ、蒸発燃料通路26の他
端はボンベ13の注入口に取付けられている。前記蒸発燃
料通路26には蒸発燃料を加圧して凝縮するコンプレッサ
27と開閉弁28とが介装されている。これらコンプレッサ
27，開閉弁28は制御装置29により駆動される。ここで、
燃料タンク21内では、沸点が高いものは液状燃料として
存在し、また沸点が低い低沸点成分（ガソリンの場合に
はノルマル・ペンタン等）は燃料蒸気として液状燃料の
上方に存在している。

【００１７】そして、ボンベ13に低沸点燃料を供給する
ときには、開閉弁28を開いた後コンプレッサ27を作動さ
せ、燃料タンク21から燃料蒸気を吸引してコンプレッサ
27により加圧・凝縮した後ボンベ13に導入し低沸点燃料
として貯蔵する。この低沸点燃料の貯蔵は例えば常温時
に行われる。そして、温度センサ８の検出値により冷機
運転時と判断されたときに、電磁弁12を作動させて第１
実施例と同様に低沸点燃料を混合部２に導入させる。

【００１８】かかる構成によれば、前記第１実施例と同
様な効果を奏する他、燃料タンク１内の燃料中の低沸点
成分を使用するので、燃料噴射弁１に供給する燃料と別
種の低沸点燃料を用意する必要がなくコスト上昇を抑制
できる。図４は本発明の第３実施例を示す。尚、第２実
施例と同一要素には図３と同一符号を付して説明を省略
する。

【００１９】すなわち、燃料を燃料タンク１に戻すリタ
ーン通路30の一部を通路長を長くすべく屈曲させて熱交
換部31を形成すると共に、蒸発燃料通路26の途中に気液
分離容器32を介装する。そして、エンジンルーム内にて
高温化された余剰燃料を熱交換部31にて約大気温度まで
冷却した後気液分離容器32に導入し、さらに液状燃料を
燃料タンク21に戻し蒸発燃料をコンプレッサ27に導入で
きるようにしている。

【００２０】かかる構成によれば、前記第２実施例と同
様な効果を奏する他、高温化された燃料を熱交換部31に
て冷却するので蒸発燃料は飽和状態となるため、低沸点
成分を大量に凝縮して収集できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、冷機運
転時に低沸点燃料を混合部に供給した後、伸長部から燃
料室に導入させるようにしたので、燃焼室において燃料
が良好に気化されるため、燃焼を促進でき、もって運転
性及び燃費を向上できると共に、未燃炭化水素の排出量
を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図

【図２】同上の作用を説明する特性図

【図３】本発明の第２実施例を示す構成図

【図４】本発明の第３実施例を示す構成図

【図５】燃料供給装置の従来例を示す構成図

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁 ３３ 伸長部 ２ 混合部 ５ 空気供給通路 ８ 温度センサ 11 低沸点燃料供給通路 12 電磁弁 13 ボンベ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射弁の先端部に設けられ前記燃料噴
   射弁からの噴射燃料と微粒化用空気とを混合する混合部
   と、該混合部から燃料と空気との混合燃料を噴射位置ま
   で導く伸長部と、を備える内燃機関の燃料供給装置にお
   いて、 前記燃料噴射弁から噴射される燃料よりも沸点が低い低
   沸点燃料を貯留する貯留装置と、機関温度若しくはこれ
   に関連する温度を検出する温度検出手段と、検出された
   温度に基づいて冷機運転時を判定する冷機運転時判定手
   段と、冷機運転時と判定されたときに前記貯留装置から
   前記混合部に低沸点燃料を供給する低沸点燃料供給手段
   と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装
   置。