JPH05202828A - エンジンの補助空気供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、インジェクタの噴射供給
する燃料に混入される補助空気量を簡単な構成によりエ
ンジンの運転状態に応じて適切に調整し得るエンジンの
補助空気供給装置を実現することにある。 【構成】 この目的を達成するために、この発明は、イ
ンジェクタの噴射供給する燃料に補助空気を混入して燃
料を微粒化させるエンジンの補助空気供給装置におい
て、エンジンのスロットルバルブ下流側の吸気通路に設
けられたインジェクタに出口を連通開口する補助空気通
路を設け、この補助空気通路により導入される補助空気
量を前記エンジンの運転状態に応じて調整すべく前記補
助空気通路の入口を前記吸気通路の所定位置に所定断面
積として連通開口して設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの補助空気供
給装置に係り、特にインジェクタの噴射供給する燃料に
混入される補助空気量を簡単な構成によりエンジンの運
転状態に応じて適切に調整し得るエンジンの補助空気供
給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンに燃料を供給する装置は、イン
ジェクタにより燃料を噴射供給するものがある。このよ
うなインジェクタにより燃料を噴射供給するものにあっ
て、インジェクタの噴射供給する燃料に補助空気を混入
して燃料を微粒化させることにより燃焼性を改善を図る
エンジンの補助空気供給装置がある。この補助空気供給
装置によれば、燃料粒を従来の５０〜１５０μｍから１
５０〜４００μｍに微粒化し得ることにより、大幅な燃
焼性の改善を図ることができる。

【０００３】前記エンジンの補助空気供給装置として
は、特開平２−６４２５８号公報に開示されるものがあ
る。この公報に開示される補助空気供給装置は、入口を
圧力源に連通開口した補助空気通路の出口をインジェク
タに連通開口して設け、前記補助空気通路の途中に前記
インジェクタの噴射時に開弁して補助空気を噴射供給さ
れた燃料に供給するエアバルブを設けたものである。

【０００４】前記補助空気供給装置には、例えば、図５
に示す内部混入方式のものや、図６に示す外部混入方式
のものがある。

【０００５】内部混入方式の補助空気供給装置４６は、
図５に示す如く、各吸気マニホルド１４の吸気通路２０
に臨ませた取付孔部４０にインジェクタ２４の噴射ノズ
ル３８を取付体４２により取付けて設け、噴射ノズル３
８の離間対向する前記取付体４２の隔壁４８に連絡孔５
０を設けるとともにこの連絡孔５０に連続する噴射孔５
２を設け、前記噴射ノズル３８と取付体４２の隔壁４８
との間に混入通路５４を形成して設け、この混入通路５
４に補助空気通路５６の出口５８を連通開口して設けた
ものである。

【０００６】また、外部混入方式の補助空気供給装置４
６は、図６に示す如く、各吸気マニホルド１４の吸気通
路２０に臨ませた取付孔部４０にインジェクタ２４の噴
射ノズル３８を取付体４２により取付けて設け、噴射ノ
ズル３８の近接位置する前記取付体４２の隔壁４８に連
絡孔５０を設けるとともにこの連絡孔５０に連続する噴
射孔５２を設け、この噴射孔５２に連通する混入通路５
４を取付体４２に形成して設け、この混入通路５４に補
助空気通路５６の出口５８を連通開口して設けたもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のエン
ジンの補助空気供給装置において、インジェクタの噴射
供給する燃料に混入される補助空気量は、徒に多くして
も所期の目的を達成し得ず、供給する補助空気量を適切
に調整する必要がある。また、燃料に混入される補助空
気量は、エンジンへの吸入空気量の一部となるので、ス
ロットルバルブにより調整される主たる吸入空気量を減
少させる必要がある。

【０００８】特に、エンジンのアイドリング運転時等の
ように、エンジンへの吸入空気量が少ない運転状態にお
いては、燃料に混入される補助空気量が多いと、スロッ
トルバルブが閉鎖状態であるにもかかわらず、エンジン
回転数がアイドル回転数に低下せず、エンジンの制御が
困難になる不都合がある。

【０００９】したがって、インジェクタの噴射供給する
燃料に混入される補助空気量は、エンジンの運転状態に
応じて適切に調整する必要がある。

【００１０】ところが、燃料に混入される補助空気量を
調整するために、例えば、前記公報に開示される補助空
気供給装置のように、電磁弁からなるエアバルブを設
け、このエアバルブを制御すべく圧力センサやエアフロ
ーメータ、クランク角センサからの信号を入力するマイ
クロコンピュータからなるコントローラを設けると、コ
ストの上昇を招く不都合がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、インジェクタの噴射供給す
る燃料に補助空気を混入して燃料を微粒化させるエンジ
ンの補助空気供給装置において、エンジンのスロットル
バルブ下流側の吸気通路に設けられたインジェクタに出
口を連通開口する補助空気通路を設け、この補助空気通
路により導入される補助空気量を前記エンジンの運転状
態に応じて調整すべく前記補助空気通路の入口を前記吸
気通路の所定位置に所定断面積として連通開口して設け
たことを特徴とする。

【００１２】

【作用】この発明の構成によれば、補助空気供給装置
は、インジェクタに出口を連通開口する補助空気通路の
入口を吸気通路の所定位置に所定断面積として連通開口
して設けている。これより、インジェクタに供給される
補助空気量は、補助空気通路の入口の位置及び断面積を
適宜に選択することにより、運転状態に応じて調整する
ことが可能になる。また、電磁弁や電気的なセンサ・コ
ントローラ等を設けることなく、補助空気量をエンジン
の運転状態に応じて適切に調整することができる。

【００１３】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１〜図６は、この発明の実施例を示すも
のである。図１において、２はエンジン、４はエアクリ
ーナ、６は吸気ダクト、８はスロットルボティ、１０は
スロットルバルブ、１２はエアチャンバ、１４は吸気マ
ニホルド、１６は排気マニホルド、１８は排気管であ
る。

【００１５】前記エンジン２には、エアクリーナ４から
吸気ダクト６とスロットルボディ８とエアチャンバ１２
を介して夫々の吸気マニホルド１４により各燃焼室（図
示せず）に連通する吸気通路２０を形成している。この
吸気通路２０の途中のスロットルボディ８には、スロッ
トルバルブ１０を設けている。また、エンジン２には、
各燃焼室から排気マニホルド１６を介して排気管１８に
より外部に連通する排気通路２２を設けている。

【００１６】前記エンジン２は、スロットルバルブ１０
の下流側の吸気通路２０に、各燃焼室に燃料を噴射供給
するインジェクタ２４を、例えば、各吸気マニホルド１
４に取付けて設けている。各インジェクタ２４は、夫々
燃料分配管２６に接続されている。燃料分配管２６に
は、燃料管２８が接続されている。燃料管２８は、図示
しない燃料タンクに接続されている。

【００１７】前記インジェクタ２４は、例えば、図５・
図６に示す如く、本体３０内にソレノイド３２とバネ３
４とにより往復動作されるプランジャ３６を備え、この
プランジャ３６により開閉動作されて燃料を噴射する噴
射ノズル３８を本体３０の先端側に備えている。このイ
ンジェクタ２４は、例えば、各吸気マニホルド１４の吸
気通路２０に臨ませた取付孔部４０に取付体４２により
取付けて設けている。なお、符号４４は、シール部材で
ある。

【００１８】前記エンジン２は、インジェクタ２４の噴
射供給する燃料に補助空気を混入して燃料を微粒化させ
る補助空気供給装置４６を設けている。補助空気供給装
置４６は、例えば、図５に示す内部混入方式のものや、
図６に示す外部混入方式のものがある。

【００１９】内部混入方式の補助空気供給装置４６は、
図５に示す如く、各吸気マニホルド１４の吸気通路２０
に臨ませた取付孔部４０にインジェクタ２４の噴射ノズ
ル３８を取付体４２により取付けて設け、噴射ノズル３
８の離間対向する前記取付体４２の隔壁４８に連絡孔５
０を設けるとともにこの連絡孔５０に連続する噴射孔５
２を設け、前記噴射ノズル３８と取付体４２の隔壁４８
との間に隙間状に混入通路５４を形成して設け、この混
入通路５４に補助空気通路５６の出口５８を連通開口し
て設けたものである。

【００２０】また、外部混入方式の補助空気供給装置４
６は、図６に示す如く、各吸気マニホルド１４の吸気通
路２０に臨ませた取付孔部４０にインジェクタ２４の噴
射ノズル３８を取付体４２により取付けて設け、噴射ノ
ズル３８の近接位置する前記取付体４２の隔壁４８に連
絡孔５０を設けるとともにこの連絡孔５０に連続する噴
射孔５２を設け、この噴射孔５２に連通する混入通路５
４を取付体４２に形成して設け、この混入通路５４に補
助空気通路５６の出口５８を連通開口して設けたもので
ある。

【００２１】このように、インジェクタ２４の噴射供給
する燃料に補助空気を混入して燃料を微粒化させるエン
ジン２の補助空気供給装置４６において、図１に示す如
く、エンジン２のスロットルバルブ１０の下流側の吸気
通路２０に設けられたインジェクタ２４に出口５８を連
通開口する補助空気通路５６を設ける。

【００２２】この補助空気通路５６は、導入される補助
空気量を前記エンジン２の運転状態に応じて調整すべ
く、入口６０を吸気通路２０の所定位置に所定断面積Ａ
として連通開口して設けている。補助空気通路５６は、
補助空気管６２により形成されている。補助空気管６２
は、スロットルボディ８と各インジェクタ２４とを連絡
して設けている。

【００２３】詳述すると、補助空気通路５６の入口６０
の位置は、図２に示す如く、閉鎖状態におけるスロット
ルバルブ１０のバルブ端縁１０ｅに近接する所定位置
に、このバルブ端縁１０ｅの上流側と下流側との吸気通
路２０に跨るように、夫々第１入口部６０Ｕと第２入口
部６０Ｄとに分岐して連通開口して設けている。また、
この第１入口部６０Ｕと第２入口部６０Ｄとに分岐され
た入口６０の断面積は、所定断面積Ａに設定して設けて
いる。

【００２４】このように、吸気通路２０の所定位置に所
定断面積Ａとして補助空気通路５６の入口６０を連通開
口して設けている補助空気供給装置４６は、スロットル
バルブ１０上流側の圧力Ｐ１（略大気圧）と、スロット
ルバルブ１０下流側の圧力Ｐ２（エアチャンバまたは吸
気マニホルド内の圧力）と、スロットルバルブ１０の開
度状態とにより、補助空気通路５６の圧力Ｐ３が決定さ
れる。

【００２５】図３に示す如く、前記スロットルバルブ１
０上流側の圧力Ｐ１は、エンジン吸入空気量が増大（高
負荷・高速運転状態）するとやや負圧になるが、略大気
である。前記スロットルバルブ１０下流側の圧力Ｐ２
は、アイドリング運転時や減速運転時に強い負圧とな
り、エンジン吸入空気量の増大に伴い徐々に大気圧に近
づく。前記補助空気通路５６の圧力Ｐ３は、入口６０の
連通開口される吸気通路２０の位置及び入口６０の断面
積により変化されるが、常に圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との間
で変化する。この圧力Ｐ３は、吸気通路２０に連通開口
される入口６０の位置及び断面積の選択により変化さ
れ、所望の特性に設定することができる。

【００２６】前記補助空気通路５６によってインジェク
タ２４に供給される補助空気量は、基本的にはＣ・Ａ・
（ΔＰ）^1/2 となる。ここで、Ｃは流量係数、Ａは断面
積、ΔＰは圧力差である。ＣとＡとは、略一定である。
これから、補助空気量は、圧力差であるΔＰにより決定
される。この圧力差であるΔＰは、図から明らかなよう
に、インジェクタ２４の補助空気通路５６前後の圧力差
（｜Ｐ３−Ｐ２｜）になる。

【００２７】このように、吸気通路２０に連通開口され
る補助空気通路５６の入口６０の位置及び断面積を適宜
に選択して圧力Ｐ３の特性を設定することによって、補
助空気通路５６により導入される補助空気量を、エンジ
ン２の運転状態に応じて、例えば、図４に示す如く調整
することが可能になる。

【００２８】次に作用について説明する。

【００２９】エンジン２は、運転時に、エアクリーナ４
から取入れられた空気とインジェクタ２４から噴射供給
される燃料との混合気を燃焼室に供給される。このと
き、インジェクタ２４から噴射供給される燃料には、補
助空気供給装置４６により補助空気が混入され、燃料を
微粒化させることにより燃焼性を改善している。

【００３０】補助空気供給装置４６によりインジェクタ
２４に供給される補助空気量は、スロットルバルブ１０
の上流側と下流側との圧力Ｐ１・Ｐ２に対して設定した
補助空気通路５４の圧力Ｐ３の特性により、エンジン２
の運転状態に応じて調整することができる。

【００３１】前記圧力Ｐ３の特性は、吸気通路２０に連
通開口される入口６０の位置及び断面積の選択により決
定され、補助空気通路５６によりインジェクタ２４に供
給される補助空気量をエンジン２の運転状態に応じて、
例えば、図４に示す如く調整することができる。

【００３２】即ち、図４に示す如く、アイドリング運転
時には、Ｐ３がＰ２に略等しい値となるように設定する
ことにより、補助空気通路５６の補助空気量を略無くす
ことができる。これにより、エンジン２のアイドリング
運転時等のように、エンジン２への吸入空気量が少ない
運転状態において燃料に混入される補助空気量が多い
と、スロットルバルブが閉鎖状態であるにもかかわら
ず、エンジン回転数がアイドル回転数に低下せずにエン
ジンの制御が困難になる不都合を、補助空気量を略無く
し得ることにより解消することができる。

【００３３】また、図４に示す如く、スロットルバルブ
１０が開かれて漸次エンジン２が高速運転状態になるに
従い、補助空気通路５６の補助空気量を増大させること
ができる。これにより、加速運転状態や走行運転状態に
おいては、インジェクタ２４から噴射供給される燃料に
補助空気を混入して燃料を微粒化させ得ることにより、
燃焼性を改善し得て燃料消費率や排気有害成分値の向上
を図ることができる。

【００３４】このとき、補助空気量を充分に供給するた
めに、圧力差（｜Ｐ３−Ｐ２｜）を充分に確保し得るよ
うに、Ｐ３を設定する。しかしながら、補助空気量の最
大値は、通路径等により決定されるため、図４に示す如
く、ある値において頭打ちとなる。この特性は、インジ
ェクタ２４の噴射供給する燃料に対して、好ましい傾向
となっている。

【００３５】このように、インジェクタ２４の噴射供給
する燃料に混入される補助空気量は、エンジン２の運転
状態に応じて適切に調整することができる。

【００３６】このように、補助空気供給装置４６は、イ
ンジェクタ２４に出口５８を連通開口する補助空気通路
５６の入口６０を、吸気通路２０の所定位置に所定断面
積Ａとして連通開口して設けている。これより、インジ
ェクタ２４に供給される補助空気量は、補助空気通路５
６の入口６０の位置及び断面積を適宜に選択することに
より任意の特性に設定することができ、アイドリング運
転時の運転状態を損なうことなくエンジン２の運転状態
に応じて調整することが可能になる。また、電磁弁や電
気的なセンサ・コントローラ等を設けることなく、補助
空気量をエンジン２の運転状態に応じて適切に調整する
ことができる。

【００３７】このため、補助空気通路５６の入口６０の
位置及び断面積の適宜な選択によって、インジェクタ２
４の噴射供給する燃料に混入される補助空気量を任意の
特性に設定することができ、アイドリング運転時の運転
状態を損なうことなくエンジン２の運転状態に応じて適
切に調整することができる。また、電磁弁や電気的なセ
ンサ・コントローラ等を設けることなく、補助空気通路
５６の入口６０の位置及び断面積の適宜な選定により補
助空気量を調整できるので、構成が簡単であり、コスト
の上昇を招くこともない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、補助空気通路の入口の位置及び断面積の適宜な選択
によって、インジェクタの噴射供給する燃料に混入され
る補助空気量をエンジンの運転状態に応じて適切に調整
でき、また、電磁弁や電気的なセンサ・コントローラ等
を設けることなく、補助空気通路の入口の位置及び断面
積の適宜な選択により補助空気量を調整できるので、構
成が簡単であり、コストの上昇を招くこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すエンジンの補助空気供
給装置の概略構成図である。

【図２】スロットルバルブのバルブボディ部位の拡大断
面図である。

【図３】車速と圧力との関係を示す説明図である。

【図４】車速とスロットルバルブ開度及び空気量の関係
を示す説明図である。

【図５】インジェクタの断面図である。

【図６】別のインジェクタの断面図である。

【符号の説明】

２ エンジン ４ エアクリーナ ６ 吸気管 ８ スロットルボディ １０ スロットルバルブ １２ エアチャンバ １４ 吸気マニホルド １６ 排気マニホルド １８ 排気管 ２０ 吸気通路 ２２ 排気通路 ２４ インジェクタ ２６ 燃料分配管 ２８ 燃料管 ４０ 取付孔部 ４２ 取付体 ４４ シール部材 ４６ 補助空気供給装置 ５４ 混入通路 ５６ 補助空気通路 ５８ 出口 ６０ 入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インジェクタの噴射供給する燃料に補助
   空気を混入して燃料を微粒化させるエンジンの補助空気
   供給装置において、エンジンのスロットルバルブ下流側
   の吸気通路に設けられたインジェクタに出口を連通開口
   する補助空気通路を設け、この補助空気通路により導入
   される補助空気量を前記エンジンの運転状態に応じて調
   整すべく前記補助空気通路の入口を前記吸気通路の所定
   位置に所定断面積として連通開口して設けたことを特徴
   とするエンジンの補助空気供給装置。