JPH0533739A - Assist air type fuel injector - Google Patents
Assist air type fuel injectorInfo
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- JPH0533739A JPH0533739A JP20863591A JP20863591A JPH0533739A JP H0533739 A JPH0533739 A JP H0533739A JP 20863591 A JP20863591 A JP 20863591A JP 20863591 A JP20863591 A JP 20863591A JP H0533739 A JPH0533739 A JP H0533739A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ンの気筒内に燃料をアシストエアにより微粒化した状態
で供給するのに用いて好適なアシストエア式フューエル
インジェクタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assist air type fuel injector suitable for use in supplying fuel into a cylinder of an automobile engine in a state of being atomized by assist air.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、自動車等に搭載される電子制御
式燃料噴射装置には、エンジンの吸気マニホールド側で
燃料を噴射し、吸入空気と混合させつつエンジンの気筒
内に供給するポート噴射型のフューエルインジェクタ
と、エンジンの気筒内に燃料を直接噴射する筒内直接噴
射型のフューエルインジェクタとが用いられている。2. Description of the Related Art Generally, an electronically controlled fuel injection device mounted on an automobile or the like is a port injection type fuel injection device that injects fuel on the intake manifold side of the engine and mixes it with intake air to supply it into the cylinder of the engine. A fuel injector and an in-cylinder direct injection type fuel injector that directly injects fuel into a cylinder of an engine are used.
【0003】そして、筒内直接噴射型のフューエルイン
ジェクタは、先端側がエンジンの気筒内に臨むようにエ
ンジンのシリンダヘッドに取付けられ、外部から供給さ
れた燃料を先端側からエンジンの気筒内に直接噴射させ
る。The in-cylinder direct injection type fuel injector is mounted on the cylinder head of the engine so that the tip side faces the inside of the cylinder of the engine, and the fuel supplied from the outside is directly injected into the cylinder of the engine from the tip side. Let
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による筒内直接噴射型のフューエルインジェクタ
では、該インジェクタの弁体が気筒内で発生する燃焼圧
で開弁して気筒内の燃焼ガスがインジェクタ内に逆流す
るのを防止すべく、外開き式インジェクタとして構成す
るようにしている。By the way, in the in-cylinder direct injection type fuel injector according to the above-mentioned prior art, the valve body of the injector opens at the combustion pressure generated in the cylinder, and the combustion gas in the cylinder is generated. In order to prevent backflow into the injector, the injector is configured as an outward opening type injector.
【0005】このため従来技術では、フューエルインジ
ェクタのシール構造や弁構造が複雑となり、インジェク
タ全体が大型化するという問題がある。Therefore, in the conventional technique, there is a problem that the seal structure and the valve structure of the fuel injector are complicated and the size of the entire injector is increased.
【0006】また、フューエルインジェクタから気筒内
に直接噴射した燃料を気筒内で吸入空気と均一に混合さ
せるのが難しく、燃焼安定性を向上できないという問題
がある。Further, it is difficult to uniformly mix the fuel directly injected from the fuel injector into the cylinder with the intake air in the cylinder, and there is a problem that the combustion stability cannot be improved.
【0007】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は弁構造等が複雑化するのを防止
でき、全体をコンパクトに形成できる上に、気筒内に直
接噴射した燃料の微粒化を促進でき、燃焼安定性を向上
できるようにしたアシストエア式フューエルインジェク
タを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention can prevent the valve structure and the like from becoming complicated, can be made compact as a whole, and can directly inject fuel into a cylinder. It is an object of the present invention to provide an assist air type fuel injector capable of promoting the atomization of the fuel and improving the combustion stability.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、電磁アクチュエータを
内蔵したインジェクタ本体と、該インジェクタ本体の先
端側に設けられ、該インジェクタ本体内に供給された燃
料を噴射口から噴射させる噴射ノズルと、該噴射ノズル
の噴射口を開,閉すべく該噴射ノズルとインジェクタ本
体との間に設けられ、前記インジェクタ本体内の電磁ア
クチュエータによって駆動される弁体と、前記噴射ノズ
ルとの間にエア室を画成すべく該噴射ノズルの外側に設
けられ、外部からのアシストエアを前記エア室内に導入
するエア導入口が形成された有底筒状のカバーと、該カ
バーのエア導入口とアシストエア源との間に設けられた
エアバルブと、前記噴射ノズルの噴射口と連通するよう
に前記カバーの底部側に形成され、前記エア室内のアシ
ストエアを接線方向に流入させることにより、前記噴射
口からの燃料に旋回流を与えるスワールチャンバと、前
記カバーの底部側に穿設され、該スワールチャンバ内を
外部に連通させる噴出穴と、前記スワールチャンバ内の
燃料がアシストエアと共に外部に向けて該噴出穴から噴
出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁とか
らなる。The structure adopted by the present invention to solve the above-mentioned problems is an injector main body having a built-in electromagnetic actuator, and the injector main body is provided at the tip end side of the injector main body and is supplied into the injector main body. An injection nozzle for injecting the injected fuel from an injection port, and a valve element provided between the injection nozzle and the injector main body for opening and closing the injection port of the injection nozzle, and driven by an electromagnetic actuator in the injector main body And a bottomed cylindrical cover provided outside the injection nozzle to define an air chamber between the injection nozzle and an air inlet for introducing assist air from the outside into the air chamber. An air valve provided between an air introduction port of the cover and an assist air source, and a bottom of the cover so as to communicate with the injection port of the injection nozzle. A swirl chamber that is formed on the side of the cover and that allows the assist air in the air chamber to flow tangentially to give a swirl flow to the fuel from the injection port; It is composed of an ejection hole communicating with the outside and a check valve that allows the fuel in the swirl chamber to be ejected from the ejection hole toward the outside together with the assist air and blocks a reverse flow.
【0009】また、前記エアバルブは、前記電磁アクチ
ュエータにより弁体が開弁される前に開弁し、該弁体の
閉弁後に閉弁する構成とするのが好ましい。Further, it is preferable that the air valve is opened before the valve body is opened by the electromagnetic actuator, and is closed after the valve body is closed.
【0010】[0010]
【作用】上記構成により、筒内直接噴射型のフューエル
インジェクタとして用いた場合でも、常時は逆止弁で噴
出穴を閉塞でき、気筒内からの燃焼ガス等がスワールチ
ャンバや噴射ノズル内等に向けて逆流するのを防止でき
る。そして、燃料の噴射時には噴射圧等によって逆止弁
を開弁でき、スワールチャンバ内から燃料をアシストエ
アと共に外部に噴出させて燃料を微粒化できる。With the above structure, even when used as a direct cylinder injection type fuel injector, the check valve can always close the injection hole, and the combustion gas from the cylinder is directed to the swirl chamber or the injection nozzle. Backflow can be prevented. Then, at the time of fuel injection, the check valve can be opened by the injection pressure or the like, and the fuel can be atomized by ejecting the fuel from the swirl chamber to the outside together with the assist air.
【0011】また、エアバルブを弁体の開弁前に開弁さ
せ、弁体の閉弁後に閉弁させるようにすれば、噴射ノズ
ルからスワールチャンバ内に噴射された燃料にアシスト
エアを安定して適用でき、スワールチャンバ内で燃料に
旋回流を与えつつ、燃料を確実に微粒化できる。Further, if the air valve is opened before the valve body is opened and closed after the valve body is closed, the assist air can be stably supplied to the fuel injected from the injection nozzle into the swirl chamber. It can be applied, and the fuel can be surely atomized while giving a swirling flow to the fuel in the swirl chamber.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図4に基
づき、アシストエア式フューエルインジェクタが設けら
れた燃料噴射装置を例に挙げて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 by taking a fuel injection device provided with an assist air type fuel injector as an example.
【0013】図において、1は自動車のエンジン本体を
示し、該エンジン本体1は、例えば4気筒のシリンダ2
(1気筒のみ図示)と、該シリンダ2上に搭載されたシ
リンダヘッド3と、シリンダ2内を往復動し、該シリン
ダヘッド3との間に燃焼室4を画成するピストン5と、
該ピストン5をクランク軸6に連結し、該ピストン5の
往復動をクランク軸6の回転出力として導出させる連接
棒7とから大略構成され、シリンダヘッド3には吸気弁
8と排気弁9とが設けられている。In the figure, reference numeral 1 denotes an automobile engine body, which is, for example, a cylinder 2 of four cylinders.
(Only one cylinder is shown), a cylinder head 3 mounted on the cylinder 2, a piston 5 that reciprocates in the cylinder 2 and defines a combustion chamber 4 between the cylinder head 3 and the piston 5.
The cylinder 5 is roughly composed of a connecting rod 7 that connects the piston 5 to a crankshaft 6 and derives a reciprocating motion of the piston 5 as a rotational output of the crankshaft 6. An intake valve 8 and an exhaust valve 9 are provided in the cylinder head 3. It is provided.
【0014】10はシリンダヘッド3の吸気側に接続さ
れた吸気管を示し、該吸気管10は吸気マニホールド等
を含んで構成され、その途中にはエアクリーナ11,エ
アフロメータ12およびスロットルバルブ13等が設け
られている。14はシリンダヘッド3の排気側に接続さ
れた排気管を示し、該排気管14は排気マニホールド等
を含んで構成され、燃焼室4からの排気ガスを排気弁9
の開弁時に外部に排出させる。Reference numeral 10 denotes an intake pipe connected to the intake side of the cylinder head 3. The intake pipe 10 is constructed to include an intake manifold and the like, and an air cleaner 11, an air flow meter 12, a throttle valve 13 and the like are provided in the middle thereof. It is provided. Reference numeral 14 denotes an exhaust pipe connected to the exhaust side of the cylinder head 3. The exhaust pipe 14 is configured to include an exhaust manifold and the like, and exhaust gas from the combustion chamber 4 is exhausted by an exhaust valve 9
It is discharged to the outside when the valve is opened.
【0015】15は自動車の後部等に設けられる燃料タ
ンク、16は該燃料タンク15内に設けられた燃料ポン
プを示し、該燃料ポンプ16は燃料タンク15内の燃料
Fを供給配管17内へと吐出させ、後述のインジェクタ
29から燃焼室4内に向けて噴射させる。18は供給配
管17内の燃圧を調整する圧力レギュレータを示し、該
圧力レギュレータ18は吸気管10内の吸入空気圧を制
御圧導管19を介して導くことにより、この吸入空気圧
に応じた燃圧に調整し、燃料Fの余剰油を戻し配管20
を介して燃料タンク15内へとリターンさせる。Reference numeral 15 denotes a fuel tank provided in the rear part of the vehicle, and 16 denotes a fuel pump provided in the fuel tank 15. The fuel pump 16 feeds the fuel F in the fuel tank 15 into the supply pipe 17. It is discharged and injected from an injector 29, which will be described later, into the combustion chamber 4. Reference numeral 18 denotes a pressure regulator for adjusting the fuel pressure in the supply pipe 17, and the pressure regulator 18 guides the intake air pressure in the intake pipe 10 through the control pressure conduit 19 to adjust the fuel pressure to the intake air pressure. , The excess oil of the fuel F is returned to the piping 20
It returns to the inside of the fuel tank 15 via.
【0016】21はアシストエア源となるエアポンプを
示し、該エアポンプ21はクランク軸6の回転によりプ
ーリ22,23およびベルト24等を介して駆動され、
吸気管10内の吸入空気をエア導管25側から吸込みつ
つ、エア導管26側に吐出させる。そして、該エア導管
26のの先端側はインジェクタ29の後述するエア導入
口34Bに接続され、前記エアポンプ21からの吸入空
気をアシストエアとしてインジェクタ29に供給させ
る。Reference numeral 21 denotes an air pump which serves as an assist air source. The air pump 21 is driven by the rotation of the crankshaft 6 via pulleys 22 and 23, a belt 24, and the like.
The intake air in the intake pipe 10 is sucked from the air conduit 25 side and discharged to the air conduit 26 side. The tip end side of the air conduit 26 is connected to an air inlet 34B of the injector 29, which will be described later, so that the intake air from the air pump 21 is supplied to the injector 29 as assist air.
【0017】27はエア導管26の途中に設けられた圧
力制御弁としての圧力レギュレータを示し、該圧力レギ
ュレータ27は前記圧力レギュレータ18とほぼ同様に
構成され、吸気管10内の吸入空気圧が制御圧導管19
を介して導かれる。そして、該圧力レギュレータ27は
インジェクタ29に供給するアシストエアのエア圧を前
記供給配管17内の燃圧よりも僅かに低い圧力に制御
し、余剰となったアシストエアをエア導管28から吸入
空気の一部として吸気管10内に戻すようになってい
る。Reference numeral 27 denotes a pressure regulator serving as a pressure control valve provided in the middle of the air conduit 26. The pressure regulator 27 has substantially the same structure as the pressure regulator 18, and the intake air pressure in the intake pipe 10 is controlled by the control pressure. Conduit 19
Guided through. Then, the pressure regulator 27 controls the air pressure of the assist air supplied to the injector 29 to a pressure slightly lower than the fuel pressure in the supply pipe 17, and the surplus assist air is removed from the air conduit 28 to one of the intake air. As a part, it is returned to the inside of the intake pipe 10.
【0018】29は燃焼室4内に臨むようにシリンダヘ
ッド3に取付けられたアシストエア式フューエルインジ
ェクタとしての筒内直接噴射型のインジェクタを示し、
該インジェクタ29は図2にも示す如く、電磁アクチュ
エータ(図示せず)を内蔵したインジェクタ本体30
と、該インジェクタ本体30の先端側に設けられ、該イ
ンジェクタ本体30内に燃料ポンプ16から供給された
燃料Fを噴射口31Aから噴射させる筒状の噴射ノズル
31と、該噴射ノズル31の弁座31Bに離着座すべく
該噴射ノズル31内に摺動可能に挿嵌され、インジェク
タ本体30内の電磁アクチュエータで駆動されることに
より、噴射ノズル31の噴射口31Aを開,閉する弁体
としてのニードル弁32とから大略構成されている。Reference numeral 29 denotes an in-cylinder direct injection type injector as an assist air type fuel injector attached to the cylinder head 3 so as to face the inside of the combustion chamber 4.
As shown in FIG. 2, the injector 29 is an injector main body 30 incorporating an electromagnetic actuator (not shown).
And a cylindrical injection nozzle 31 provided on the tip side of the injector main body 30 for injecting the fuel F supplied from the fuel pump 16 into the injector main body 30 from the injection port 31A, and a valve seat of the injection nozzle 31. 31B is slidably inserted into the injection nozzle 31 so as to be separated from and seated on the injection nozzle 31B, and is driven by an electromagnetic actuator in the injector main body 30 to open and close the injection port 31A of the injection nozzle 31. The needle valve 32 and the needle valve 32 are included.
【0019】33は噴射ノズル31の周囲を覆い、イン
ジェクタ29の一部を構成する有底筒状のカバーを示
し、該カバー33は図2に示す如く、上端側のカシメ部
34Aでインジェクタ本体30に固定され、下方へ伸長
した段付筒状の筒体34と、噴射ノズル31の先端側で
筒体34の下端側内周に螺着された蓋体35とからな
り、噴射ノズル31との間にエア室36を画成してい
る。また、筒体34の上部側には斜め上向きに伸長する
エア導入口34Bが形成され、該エア導入口34Bには
エア導管26の先端側が接続されている。そして、エア
導管26からのアシストエアは後述するエアバルブ42
の開弁時にエア室36内に供給され、後述のスワールチ
ャンバ37内で噴射燃料にスワール(旋回流)を与える
ようになっている。Reference numeral 33 denotes a bottomed cylindrical cover which covers the periphery of the injection nozzle 31 and constitutes a part of the injector 29. As shown in FIG. 2, the cover 33 is a caulking portion 34A on the upper end side of the injector main body 30. And a lid 35 screwed to the inner periphery of the lower end side of the injection nozzle 31 at the tip end side of the injection nozzle 31, and is fixed to the injection nozzle 31. An air chamber 36 is defined between them. Further, an air inlet 34B extending obliquely upward is formed on the upper side of the cylindrical body 34, and the tip end side of the air conduit 26 is connected to the air inlet 34B. The assist air from the air conduit 26 is supplied to the air valve 42 described later.
When the valve is opened, the air is supplied into the air chamber 36, and a swirl (swirl flow) is given to the injected fuel in a swirl chamber 37 described later.
【0020】一方、カバー33の蓋体35は噴射ノズル
31の先端面を覆うように形成され、その内周側には段
付形状をなすスワールチャンバ37が形成されている。
また、蓋体35にはスワールチャンバ37の接線方向に
伸長し、該スワールチャンバ37内をエア室36内に連
通させる2組のエア噴出孔35A,35A,…、35
B,35B,…が上,下に離間して形成され、該各エア
噴出孔35A,35Bは図3に例示する如く4個で一組
をなすように互いに垂直な方向に配向されている。そし
て、蓋体35にはスワールチャンバ37の下側に位置し
て該スワールチャンバ37をエンジン本体1の燃焼室4
と連通させる噴出穴35Cが穿設され、該噴出穴35C
は噴射口31Aから噴射されスワールチャンバ37内で
アシストエアにより旋回流が与えられた燃料をアシスト
エアと共に燃焼室4内に噴出させる。On the other hand, the cover 35 of the cover 33 is formed so as to cover the tip end surface of the injection nozzle 31, and a swirl chamber 37 having a stepped shape is formed on the inner peripheral side thereof.
Further, two sets of air ejection holes 35A, 35A, ..., 35 that extend in the tangential direction of the swirl chamber 37 in the lid 35 and communicate the inside of the swirl chamber 37 with the inside of the air chamber 36.
B, 35B, ... Are formed so as to be spaced apart from each other on the upper and lower sides, and the respective air ejection holes 35A, 35B are oriented in a direction perpendicular to each other so as to form a set of four as illustrated in FIG. The lid 35 is located below the swirl chamber 37, and the swirl chamber 37 is provided in the combustion chamber 4 of the engine body 1.
An ejection hole 35C communicating with the ejection hole 35C is formed.
Causes the fuel, which is injected from the injection port 31A and is swirled by the assist air in the swirl chamber 37, to be ejected into the combustion chamber 4 together with the assist air.
【0021】38は蓋体35の噴出穴35Cを開,閉す
べく蓋体35に設けられた逆止弁を示し、該逆止弁38
は、蓋体35の外側面に形成した弁座35Dに離,着座
する外開き式の弁体39と、スワールチャンバ37内で
弁体39の弁軸39A上端に固着され、噴射ノズル31
の噴射口31A下側に配設されたばね受40と、弁体3
9を常時閉弁方向に付勢すべく、スワールチャンバ37
内で蓋体35の段部35Eとばね受40との間に配設さ
れたばね41とからなり、該ばね41は噴射口31Aか
ら噴射される燃料の噴射圧により容易に圧縮される。そ
して、該逆止弁38は燃料の噴射時にスワールチャンバ
37内の燃料をアシストエアと共に噴出穴35Cから燃
焼室4内へと噴出させ、燃焼室4からの燃焼ガス等がス
ワールチャンバ37内へと逆流するのを阻止する。Reference numeral 38 denotes a check valve provided in the lid 35 to open and close the ejection hole 35C of the lid 35. The check valve 38
Is fixed to the valve shaft 39A of the valve body 39 in the swirl chamber 37, which is an outward-opening type valve body that is separated from and seats on the valve seat 35D formed on the outer surface of the lid body 35, and the injection nozzle 31
Spring receiver 40 arranged below the injection port 31A of the
In order to constantly urge valve 9 in the valve closing direction, swirl chamber 37
It comprises a spring 41 disposed between the step portion 35E of the lid 35 and the spring receiver 40, and the spring 41 is easily compressed by the injection pressure of the fuel injected from the injection port 31A. When the fuel is injected, the check valve 38 causes the fuel in the swirl chamber 37 to be ejected into the combustion chamber 4 through the ejection holes 35C together with the assist air, so that the combustion gas or the like from the combustion chamber 4 is ejected into the swirl chamber 37. Prevent backflow.
【0022】さらに、42は筒体34のエア導入口34
Bと圧力レギュレータ27との間に位置してエア導管2
6の途中に設けられたエアバルブを示し、該エアバルブ
42は図1に示す如く、ソレノイド42Aが励磁される
ことにより開弁し、常時はばね42Bにより閉弁される
構成となっている。そして、該エアバルブ42は外部か
らの制御信号により、ニードル弁32の開弁に先立って
図4の如く開弁され、ニードル弁32の閉弁後に閉弁さ
れるようになっている。Further, 42 is an air introduction port 34 of the cylindrical body 34.
Located between B and the pressure regulator 27, the air conduit 2
6 shows an air valve provided in the middle of 6, and the air valve 42 is opened by exciting a solenoid 42A and is normally closed by a spring 42B as shown in FIG. The air valve 42 is opened by a control signal from the outside as shown in FIG. 4 before the needle valve 32 is opened, and is closed after the needle valve 32 is closed.
【0023】本実施例による燃料噴射装置は上述の如き
構成を有するもので、次にその作動について説明する。The fuel injection system according to this embodiment has the above-mentioned construction, and its operation will be described below.
【0024】まず、エンジン本体1は図4に示す特性線
の如く、ピストン5が時点t1で上死点に達し時点t2
で下死点に達するまでが吸気行程となり、このときに吸
気弁8が開弁して燃焼室4内に吸気管10から吸入空気
を吸い込む。そして、吸気行程の途中では、まずエアバ
ルブ42が開弁してエアポンプ21からのアシストエア
をエア室36内に供給させ、例えば数ms程度の時間遅
れΔt1をもってニードル弁32が開弁し、燃料ポンプ
16からの燃料Fをスワールチャンバ37内に噴射させ
る。First, in the engine body 1, the piston 5 reaches the top dead center at time t1 as shown by the characteristic line in FIG.
Then, the intake stroke is performed until the bottom dead center is reached. At this time, the intake valve 8 opens and intake air is sucked into the combustion chamber 4 from the intake pipe 10. Then, in the middle of the intake stroke, first, the air valve 42 is opened to supply the assist air from the air pump 21 into the air chamber 36, and the needle valve 32 is opened with a time delay Δt1 of, for example, about several ms to open the fuel pump. The fuel F from 16 is injected into the swirl chamber 37.
【0025】次に、ピストン5が時点t2で下死点に達
した後、時点t3で上死点に達するまでの間は圧縮行程
となり、この圧縮行程の途中で、まずニードル弁32が
閉弁状態に保持され、その後数ms程度の時間遅れΔt
2をもってエアバルブ42が閉弁され、燃焼室4内にア
シストエアと共に直接噴射された燃料は吸入空気と混合
しつつ、ピストン5によって圧縮される。そして、ピス
トン5が時点t3で上死点に達する前に、所定の進角を
もって燃焼室4内の混合気が点火され、ピストン5が時
点t4で下死点に達するまでの間が膨張行程となる。ま
た、時点t4に達する前に排気弁9が開弁され、時点t
4から時点t5でピストン5が上死点に達するまでの間
に排気行程が行われ、エンジン本体1はこの吸気、圧
縮、膨張、排気行程を順次繰り返すことにより、クラン
ク軸6から回転出力を導出させる。Next, after the piston 5 reaches the bottom dead center at the time t2, the compression stroke is performed until it reaches the top dead center at the time t3. In the middle of the compression stroke, the needle valve 32 is first closed. State, and then a time delay Δt of about several ms
2, the air valve 42 is closed, and the fuel directly injected with the assist air into the combustion chamber 4 is compressed by the piston 5 while being mixed with the intake air. Then, before the piston 5 reaches the top dead center at the time t3, the air-fuel mixture in the combustion chamber 4 is ignited with a predetermined advance angle, and the expansion stroke is performed until the piston 5 reaches the bottom dead center at the time t4. Become. Further, the exhaust valve 9 is opened before reaching the time point t4, and
From 4 to the time t5, the exhaust stroke is performed until the piston 5 reaches the top dead center, and the engine body 1 sequentially repeats the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke to derive the rotation output from the crankshaft 6. Let
【0026】そして、前述の如くエアバルブ42の開弁
によりエア室36内に供給されたアシストエアは、蓋体
35に形成した各エア噴出孔35A,35Bからスワー
ルチャンバ37内に接線方向に噴出し、該スワールチャ
ンバ37内で噴出口31Aからの噴射燃料に旋回流を与
えつつ、スワールをかけた状態で噴射燃料をアシストエ
アと共に噴出穴35Cから燃焼室4内へと直接噴出させ
る。このとき、逆止弁38は燃料の噴射圧等によって弁
体39を弁座35Dから離座させ、噴射燃料がアシスト
エアにより微粒化された状態で燃焼室4内に噴出される
のを許す。The assist air supplied into the air chamber 36 by opening the air valve 42 as described above is tangentially ejected into the swirl chamber 37 from the air ejection holes 35A and 35B formed in the lid 35. While giving a swirl flow to the fuel injected from the ejection port 31A in the swirl chamber 37, the injected fuel is directly ejected from the ejection hole 35C into the combustion chamber 4 together with the assist air in a swirled state. At this time, the check valve 38 separates the valve body 39 from the valve seat 35D by the fuel injection pressure or the like, and allows the injected fuel to be ejected into the combustion chamber 4 in the state of being atomized by the assist air.
【0027】また、エアバルブ42の開弁時間はニード
ル弁32の開弁時間よりも前記時間遅れΔt1,Δt2
分だけ長く設定されているから、スワールチャンバ37
内では常にアシストエアが噴出されている状態で燃料が
噴射されるようになり、この噴射燃料はスワールチャン
バ37内でアシストエアによって微粒化が促進された状
態で噴出穴35Cから燃焼室4へと噴出され、スワール
チャンバ37内で燃料が液滴となって滞溜するのを効果
的に防止できる。The opening time of the air valve 42 is delayed by the time Δt1 and Δt2 from the opening time of the needle valve 32.
The swirl chamber 37 is set longer than
In the inside, fuel is injected in a state where the assist air is constantly ejected, and this injected fuel flows from the ejection hole 35C to the combustion chamber 4 in a state where atomization is promoted by the assist air in the swirl chamber 37. It is possible to effectively prevent the fuel from being jetted and staying in the swirl chamber 37 in the form of liquid droplets.
【0028】そして、エアバルブ42の閉弁後はスワー
ルチャンバ37内の圧力が低下するから、逆止弁38の
弁体39はばね41によって弁座35Dに着座し、噴出
穴35Cを閉塞する。これにより、圧縮行程の後半およ
び膨張行程で燃焼室4内の燃焼ガス等がスワールチャン
バ37内に向けて逆流するのを防止でき、燃焼ガス中の
不純物等で噴射口31Aや各エア噴出穴35A,35B
が塞がれる等の問題を解消できる。After the air valve 42 is closed, the pressure in the swirl chamber 37 decreases, so that the valve element 39 of the check valve 38 is seated on the valve seat 35D by the spring 41 and closes the ejection hole 35C. As a result, it is possible to prevent the combustion gas and the like in the combustion chamber 4 from flowing back toward the swirl chamber 37 in the latter half of the compression stroke and the expansion stroke, so that the injection port 31A and the air ejection holes 35A due to impurities and the like in the combustion gas. , 35B
It can solve problems such as being blocked.
【0029】従って、本実施例によれば、インジェクタ
本体30の先端側に噴射ノズル31を設け、該噴射ノズ
ル31内でニードル弁32を駆動することにより、噴射
口31Aから燃料を噴射させる通常のポート噴射型フュ
ーエルインジェクタに、カバー33を設けてエア室36
およびスワールチャンバ37等を形成すると共に、スワ
ールチャンバ37を燃焼室4に対して開,閉させる逆止
弁38を設けるだけで、筒内直接噴射型のアシストエア
式フューエルインジェクタ29を構成でき、該インジェ
クタ29の構造を大幅に簡略化してコンパクトに形成で
きると共に、アシストエアによって燃料の微粒化を促進
でき、この燃料を燃焼室4内で吸入空気と均一に混合さ
せることができる。Therefore, according to the present embodiment, the injection nozzle 31 is provided on the tip side of the injector main body 30 and the needle valve 32 is driven in the injection nozzle 31 to inject the fuel from the injection port 31A. The port injection type fuel injector is provided with the cover 33 to provide the air chamber 36.
And a swirl chamber 37 and the like, and a check valve 38 that opens and closes the swirl chamber 37 with respect to the combustion chamber 4 can be provided to configure an in-cylinder direct injection type assist air fuel injector 29. The structure of the injector 29 can be greatly simplified and made compact, and atomization of the fuel can be promoted by the assist air, and this fuel can be uniformly mixed with the intake air in the combustion chamber 4.
【0030】また、エアバルブ42をニードル弁32よ
りも早く開弁させ、ニードル弁32の閉弁後に所定の時
間遅れΔt2をもって閉弁させる構成としたから、スワ
ールチャンバ37内で燃料の噴射時には常にアシストエ
アを適用し続けることができ、燃料の微粒化を効果的に
促進できると共に、蓋体35の段部35E上等に燃料が
液滴となって滞溜するのを防止でき、燃料のボタ落ち等
をなくして燃焼安定性を確実に向上できる等、種々の効
果を奏する。Further, since the air valve 42 is opened earlier than the needle valve 32 and is closed with a predetermined time delay Δt2 after the needle valve 32 is closed, the air valve 42 is always assisted during fuel injection in the swirl chamber 37. The air can be continuously applied, the atomization of the fuel can be effectively promoted, and the fuel can be prevented from staying in the form of droplets on the stepped portion 35E of the lid 35 or the like. It is possible to achieve various effects such as reliably improving combustion stability by eliminating the above.
【0031】なお、前記実施例では、図4に示す特性線
の如くニードル弁32は所定の開弁時間をもって開弁す
るものとして述べたが、ニードル弁32は実際には噴射
パルスにより間欠的に所定時間だけ開,閉弁を繰り返す
ものであり、エアバルブ42についても同様に開,閉弁
を繰り返す構造としてもよい。In the above-mentioned embodiment, the needle valve 32 has been described as being opened with a predetermined valve opening time as shown by the characteristic line in FIG. 4, but the needle valve 32 is actually intermittent by the injection pulse. The valve is repeatedly opened and closed for a predetermined time, and the air valve 42 may be similarly opened and closed.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、噴射
ノズルの外側に有底筒状のカバーを設け、該カバーの底
部側にアシストエアが接線方向に流入するスワールチャ
ンバを形成し、該スワールチャンバ内で燃料に旋回流を
与えつつ、噴出穴から外部に噴出させると共に、該噴出
穴には逆止弁を設ける構成としたから、筒内直接噴射型
のアシストエア式フューエルインジェクタを簡単な構造
でコンパクトに形成でき、小型化を図りうる上に、気筒
内の直接噴射した燃料の微粒化を効果的に促進でき、燃
焼安定性を向上できる等、種々の効果を奏する。As described in detail above, according to the present invention, a bottomed cylindrical cover is provided outside the injection nozzle, and a swirl chamber into which assist air flows in the tangential direction is formed on the bottom side of the cover. While the fuel is swirling in the swirl chamber, the fuel is ejected to the outside from the ejection hole, and the check valve is provided in the ejection hole. Therefore, the cylinder direct injection type assist air fuel injector is simple. With such a structure, it can be formed compactly and can be miniaturized. Further, atomization of the fuel directly injected into the cylinder can be effectively promoted, and combustion stability can be improved.
【図1】本発明の実施例による燃料噴射装置を示す全体
構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a fuel injection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1中のインジェクタを拡大して示す要部縦断
面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an injector of FIG. 1 in an enlarged manner.
【図3】図2中の矢示III −III 方向拡大断面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図4】吸気弁、排気弁、エアバルブおよびニードル弁
の開,閉弁特性を示す特性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing opening / closing characteristics of an intake valve, an exhaust valve, an air valve and a needle valve.
1 エンジン本体 2 シリンダ(気筒) 3 シリンダヘッド 4 燃焼室 5 ピストン 10 吸気管 15 燃料タンク 16 燃料ポンプ 21 エアポンプ(アシストエア源) 29 インジェクタ 30 インジェクタ本体 31 噴射ノズル 31A 噴射口 32 ニードル弁(弁体) 33 カバー 34B エア導入口 35A,35B エア噴出孔 35C 噴出穴 36 エア室 37 スワールチャンバ 38 逆止弁 42 エアバルブ 1 engine body 2 cylinders 3 cylinder head 4 Combustion chamber 5 pistons 10 Intake pipe 15 Fuel tank 16 Fuel pump 21 Air pump (assist air source) 29 injectors 30 injector body 31 injection nozzle 31A injection port 32 Needle valve (valve body) 33 cover 34B air inlet 35A, 35B Air ejection holes 35C spout hole 36 Air chamber 37 Swirl chamber 38 Check valve 42 Air valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清村 章 群馬県伊勢崎市粕川町1671番地1 日本電 子機器株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Akira Kiyomura Gunma Prefecture Isesaki City Kasukawa Town 1671-1 Nidec Child Equipment Co., Ltd.
Claims (2)
クタ本体と、該インジェクタ本体の先端側に設けられ、
該インジェクタ本体内に供給された燃料を噴射口から噴
射させる噴射ノズルと、該噴射ノズルの噴射口を開,閉
すべく該噴射ノズルとインジェクタ本体との間に設けら
れ、前記インジェクタ本体内の電磁アクチュエータによ
って駆動される弁体と、前記噴射ノズルとの間にエア室
を画成すべく該噴射ノズルの外側に設けられ、外部から
のアシストエアを前記エア室内に導入するエア導入口が
形成された有底筒状のカバーと、該カバーのエア導入口
とアシストエア源との間に設けられたエアバルブと、前
記噴射ノズルの噴射口と連通するように前記カバーの底
部側に形成され、前記エア室内のアシストエアを接線方
向に流入させることにより、前記噴射口からの燃料に旋
回流を与えるスワールチャンバと、前記カバーの底部側
に穿設され、該スワールチャンバ内を外部に連通させる
噴出穴と、前記スワールチャンバ内の燃料がアシストエ
アと共に外部に向けて該噴出穴から噴出されるのを許
し、逆向きの流れを阻止する逆止弁とから構成してなる
アシストエア式フューエルインジェクタ。1. An injector main body having an electromagnetic actuator built therein, and an injector main body provided at a front end side of the injector main body.
An injection nozzle for injecting fuel supplied into the injector body from an injection port, and an electromagnetic actuator provided in the injector body for opening and closing the injection port of the injection nozzle, the electromagnetic actuator being provided between the injection nozzle and the injector body. A valve body driven by the injection nozzle and the injection nozzle so as to define an air chamber between the injection nozzle and an air inlet for introducing assist air from the outside into the air chamber. A bottom cylindrical cover, an air valve provided between an air introduction port of the cover and an assist air source, and a bottom portion of the cover so as to communicate with the injection port of the injection nozzle, and the air chamber. Assist air is introduced tangentially into the swirl chamber to give a swirl flow to the fuel from the injection port, and the swirl chamber is provided at the bottom side of the cover. Of the swirl chamber and a check valve that allows the fuel in the swirl chamber to be ejected from the spout hole toward the outside together with the assist air and blocks a reverse flow. Assisted air fuel injector.
ータにより弁体が開弁される前に開弁し、該弁体の閉弁
後に閉弁する構成としてなる請求項1に記載のアシスト
エア式フューエルインジェクタ。2. The assist air type fuel injector according to claim 1, wherein the air valve is configured to be opened before the valve body is opened by the electromagnetic actuator and closed after the valve body is closed. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20863591A JPH0533739A (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Assist air type fuel injector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20863591A JPH0533739A (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Assist air type fuel injector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0533739A true JPH0533739A (en) | 1993-02-09 |
Family
ID=16559503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20863591A Pending JPH0533739A (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Assist air type fuel injector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0533739A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0654602A1 (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Siemens Automotive Corporation | Mounting adapter for air-assist fuel injector |
US5850816A (en) * | 1996-04-05 | 1998-12-22 | Hitachi, Ltd. | Method for stratifying air-fuel mixture in direct fuel injection internal combustion engine and electronic system engine control apparatus using above method |
EP0918155A2 (en) | 1997-11-26 | 1999-05-26 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
US6125818A (en) * | 1997-03-19 | 2000-10-03 | Hiatchi, Ltd. | Fuel injector and internal combustion engine having the same |
US6935578B1 (en) | 1998-11-25 | 2005-08-30 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP20863591A patent/JPH0533739A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0654602A1 (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Siemens Automotive Corporation | Mounting adapter for air-assist fuel injector |
US5850816A (en) * | 1996-04-05 | 1998-12-22 | Hitachi, Ltd. | Method for stratifying air-fuel mixture in direct fuel injection internal combustion engine and electronic system engine control apparatus using above method |
US6125818A (en) * | 1997-03-19 | 2000-10-03 | Hiatchi, Ltd. | Fuel injector and internal combustion engine having the same |
US6216665B1 (en) | 1997-03-19 | 2001-04-17 | Hitachi, Ltd. | Fuel injector and internal combustion engine having the same |
US6341592B2 (en) | 1997-03-19 | 2002-01-29 | Hitachi, Ltd. | Fuel injector and internal combustion engine having the same |
EP0918155A2 (en) | 1997-11-26 | 1999-05-26 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
US6092743A (en) * | 1997-11-26 | 2000-07-25 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
US6935578B1 (en) | 1998-11-25 | 2005-08-30 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
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