JPH05340325A - アシストエア式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過給アシストエアにより燃料の噴射流量が低
下するのを防止し、流量特性を安定化させる。 【構成】 噴射弁３１の先端側にエア室から供給された
過給アシストエアの圧力を検出する圧力検出部を設け、
この検出部で検出した圧力を圧力レギュレータ４８に空
気導管４９を介して導く。圧力レギュレータ４８で制御
する燃料配管１４内の燃圧を過給アシストエアの圧力に
対応させて高めに設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等に燃料を噴射供給するのに好適に用いられるアシス
トエア式燃料噴射装置に関し、特に、過給アシストエア
によって噴射燃料を微粒化できるようにしたアシストエ
ア式燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４および図５に従来技術のアシストエ
ア式燃料噴射装置を示す。

【０００３】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内を往復動して、
クランク軸（図示せず）から回転出力を導出させるピス
トン３と、シリンダ２上に搭載されたシリンダヘッド４
とから大略構成されている。５はシリンダヘッド４の吸
気側に接続された吸気管を示し、該吸気管５の先端側に
はエアクリーナ６が設けられ、該エアクリーナ６の下流
側には、吸入空気量Ｑを検出するエアフロメータ７と、
エンジンのアイドル時に図４に示す如く閉弁され、加速
時に開弁され、吸入空気量Ｑの調整を行なうスロットル
バルブ８とが設けられている。

【０００４】ここで、該吸気管５は、スロットルバルブ
８よりも下流側が吸気溜りとしてのコレクタ５Ａとな
り、該コレクタ５Ａの下流側が各シリンダ２内とそれぞ
れ連通する分岐管５Ｂ（１本のみ図示）となっている。
即ち、該各分岐管５Ｂはコレクタ５Ａと共に吸気マニホ
ールドを形成し、該各分岐管５Ｂはコレクタ５Ａから、
例えば４本に分岐してシリンダヘッド４の各吸気口と接
続されている。また、９はシリンダヘッド４の各排気口
と接続された排気管を示し、該排気管９は排気マニホー
ルド等からなり、シリンダ２内の燃焼ガスを排気ガスと
して外部に排気させるようになっている。

【０００５】１０は各分岐管５Ｂの下流端側に設けられ
たアシストエア式の噴射弁（１本のみ図示）を示し、該
各噴射弁１０は電磁アクチュエータを内蔵し、後述する
燃料ポンプ１３からの燃料１２を各シリンダ２内に向け
て噴射するようになっている。また、該各噴射弁１０の
先端側にはエア導入口１０Ａを有するエア室（図示せ
ず）が設けられ、このエア室はエア導入口１０Ａからの
過給アシストエアを噴射燃料に向けて供給することによ
り、燃料の微粒化を促進するようになっている。

【０００６】１１は燃料１２を収容した燃料タンク、１
３は該燃料タンク１１内に設けられた油中型の燃料ポン
プを示し、該燃料ポンプ１３は燃料タンク１１内の燃料
１２を各噴射弁１０に燃料配管１４を介して圧送供給
し、この燃料の一部は圧力レギュレータ１５から戻し配
管１６を介して燃料タンク１１内に戻されるようになっ
ている。ここで、該圧力レギュレータ１５は空気導管１
７を介してコレクタ５Ａ内の圧力を制御圧として導くこ
とにより、この制御圧に基づいて燃料配管１４内の燃圧
を制御し、この燃圧をもって各噴射弁１０から燃料を噴
射させるようになっている。また、１８は燃料配管１４
の途中に設けられた燃料フィルタを示している。

【０００７】１９は各噴射弁１０のエア室に過給アシス
トエアを供給するエアポンプを示し、該エアポンプ１９
は吸込み側が導管２０を介して吸気管５にエアフロメー
タ７とスロットルバルブ８との間で接続され、吸気管５
内の吸入空気を加圧しつつ、過給アシストエアとして吐
出側の導管２１から吐出させるようになっている。そし
て、該導管２１の先端側は各噴射弁１０のエア導入口１
０Ａに接続され、エアポンプ１９からの過給アシストエ
アを各噴射弁１０から噴射される燃料に向けて供給する
ようになっている。

【０００８】また、導管２１の途中にはリリーフ弁２２
が導管２３を介して接続され、該導管２３は前記導管２
０と同様に吸気管５に接続されている。そして、このリ
リーフ弁２２は導管２１内の過給アシストエアを設定圧
Ｐａに制御し、過剰圧を導管２３を介して吸気管５内に
リリーフさせるようになっている。ここで、リリーフ弁
２２はエアポンプ１９および導管２０，２１，２３等と
共に過給アシストエア供給手段を構成し、設定圧Ｐａの
過給アシストエアを各噴射弁１０のエア室に供給するよ
うになっている。

【０００９】このように構成されるアシストエア式燃料
噴射装置では、エンジン本体１の起動と共に燃料ポンプ
１３を駆動し、燃料タンク１１内の燃料１２を燃料配管
１４内に吐出させ、該燃料配管１４内の燃圧はコレクタ
５Ａからの導管１７を介した制御圧に基づき圧力レギュ
レータ１５により制御される。そして、噴射弁１０はこ
の制御された燃圧の燃料をシリンダ２内に向けて噴射
し、この噴射燃料はエアポンプ１９からの過給アシスト
エアにより微粒化されるから、吸入空気との霧化、混合
性が高められ、アイドル安定性や過渡応答性等を向上さ
せることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、各噴射弁１０の先端側にエア室を形成し、
各噴射弁１０から噴射される燃料に向けてエア室から過
給アシストエアを供給しているので、噴射燃料の微粒化
を促進でき、吸入空気との霧化、混合性を高めることが
できるという利点がある。しかし、実際には各噴射弁１
０からの噴射燃料がエア室から供給される過給アシスト
エアの圧力に影響され、噴射流量が抑制されるという問
題がある。

【００１１】即ち、噴射弁１０に印加する噴射信号のパ
ルス幅を順次増大させた場合に、過給アシストエアの供
給を停止させた状態では、燃料の噴射流量が図５に２点
鎖線で示す特性線２４の如くパルス幅に比例して増大す
る。しかし、過給アシストエアを供給すると、このエア
圧に影響されて噴射流量は実線で示す特性線２５の如く
低下してしまうという問題がある。

【００１２】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、本発明は噴射弁から噴射する燃料の噴射
流量が過給アシストエアに影響されて低下するのを防止
でき、燃料の噴射流量を安定化させることができると共
に、噴射燃料の微粒化を効果的に促進できるようにした
アシストエア式燃料噴射装置を提供することを目的とし
ている。

【００１３】

【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の特徴は、噴射弁の先端側
に、エア室から噴射燃料に向けて供給された過給アシス
トエアの圧力を検出する圧力検出部を設け、圧力レギュ
レータには該圧力検出部で検出した圧力を制御圧として
導く構成としたことにある。

【００１４】

【作用】上記構成により、圧力レギュレータで制御する
燃料配管内の燃圧を、エア室から噴射燃料に向けて供給
した過給アシストエアの圧力に基づき制御できるので、
噴射弁から噴射する燃料の燃圧を、例えば過給アシスト
エアの圧力に対応させて高めに設定することができ、燃
料の噴射流量が過給アシストエアのエア圧に影響される
のを防止することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図４に示す従
来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明
を省略するものとする。

【００１６】図中、３１は各分岐管５Ｂの下流端側に設
けられるアシストエア式の噴射弁（１本のみ図示）を示
し、該各噴射弁３１は従来技術で述べた噴射弁１０とほ
ぼ同様に構成され、電磁アクチュエータ（図示せず）を
内蔵し、図２に示す如く基端側に燃料配管１４が接続さ
れた噴射弁本体３２と、該噴射弁本体３２の先端側に設
けられ、燃料配管１４を介して噴射弁本体３２内に供給
された燃料を噴射口３３Ａから外部に噴射させる噴射ノ
ズル３３と、該噴射ノズル３３の弁座３３Ｂに離着座す
べく噴射ノズル３３内に摺動可能に挿嵌され、噴射弁本
体３２内の電磁アクチュエータで駆動されることによ
り、噴射口３３Ａを開，閉する弁体としてのニードル弁
３４とから大略構成されている。

【００１７】３５は噴射ノズル３３の周囲を覆い、噴射
弁３１の一部を構成した段付筒状のカバーを示し、該カ
バー３５は基端側が噴射弁本体３２に固定され、その先
端側には噴射ノズル３３の先端面との間に短尺の筒状ス
ペーサ３６を介して段付筒状の蓋体３７が取付けられて
いる。そして、該カバー３５は蓋体３７等と共に噴射ノ
ズル３３の周囲にエア室３８を形成し、該エア室３８内
には後述のエア導入口４４Ｂ側から過給アシストエアが
供給される。また、蓋体３７は先端側がカバー３５から
下向きに突出し、その突出端側に後述のナット４２を螺
着することにより、カバー３５の先端側に筒状スペーサ
３６と共に固定されている。

【００１８】３９は筒状スペーサ３６と蓋体３７との間
で該蓋体３７内に位置決めされた筒状のスリーブを示
し、該スリーブ３９は噴射ノズル３３から後述の噴霧穴
４３Ａに向けて噴射される燃料の流路途中にスワールチ
ャンバ４０を形成し、このスワールチャンバ４０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。ここで、該スリーブ３９と蓋体３７との間には環状
通路４１が形成され、該環状通路４１は図３に示す如く
蓋体３７に形成し、接線方向に伸びる４本のエア通路３
７Ａ，３７Ａ，…を介してエア室３８と常時連通してい
る。また、スリーブ３９には図３に示す如く４本で一組
をなし、スワールチャンバ４０から接線方向に伸びるエ
ア噴出孔３９Ａ，３９Ａ，…が図２に示す如く上，下に
離間して、例えば４組形成されている。

【００１９】そして、エア室３８内の過給アシストエア
は蓋体３７の各エア通路３７Ａを介して環状通路４１内
に接線方向（図３中の矢示Ａ方向）に流入し、環状通路
４１内の過給アシストエアは旋回流状態となり、スリー
ブ３９の各エア噴出孔３９Ａを介してスワールチャンバ
４０内に矢示Ｂ方向に流入し、噴射口３３Ａから噴射さ
れる燃料に矢示Ｂ方向のスワール（旋回流）を与えて噴
射燃料の微粒化を促進させる。

【００２０】４２は蓋体３７のおねじ部３７Ｂに螺着さ
れ、カバー３５の先端側端面に当接したナットを示し、
該ナット４２は蓋体３７の先端側内周に段付筒状の噴霧
筒４３を固定し、該噴霧筒４３の内周側は下向きに漸次
拡大するテーパ状の噴霧穴４３Ａとなっている。そし
て、該噴霧筒４３は、噴射ノズル３３の噴射口３３Ａか
ら噴射され、スワールチャンバ４０内でスワールをかけ
られることにより微粒化された燃料を過給アシストエア
と共に噴霧穴４３Ａからエンジン本体１のシリンダ２内
に向けて噴射させる。

【００２１】４４は噴射弁３１のエア室３８内に過給ア
シストエアを導入すべく、カバー３５に接続して設けら
れたエア導入部を示し、該エア導入部４４内にはエア流
路の一部をなす弁収容穴４４Ａが形成され、該弁収容穴
４４Ａの先端側はエア室３８内と連通する小径のエア導
入口４４Ｂとなっている。そして、該エア導入口４４Ｂ
は弁収容穴４４Ａの途中部位から径方向に伸びる通路４
４Ｃを介して導管２１に接続され、該導管２１側からエ
ア室３８側に向け過給アシストエアが供給される。

【００２２】４５はエア導入部４４の弁収容穴４４Ａ内
に設けられた可変絞り弁を示し、該絞り弁４５は図２に
示す如く、テーパ状の弁部４５Ａと、該弁部４５Ａの基
端側に位置し、外周側におねじが形成されたねじ部４５
Ｂとからなり、該ねじ部４５Ｂの端面にはドライバー等
の工具（図示せず）が係合する係合溝４５Ｃが形成され
ている。そして、該絞り弁４５は弁収容穴４４Ａ内に基
端側から挿入され、ねじ部４５Ｂ側で弁収容穴４４Ａの
基端側を閉塞している。また、該絞り弁４５は弁収容穴
４４Ａに対するねじ部４５Ｂの螺合位置を調整すること
により、テーパ状の弁部４５Ａをエア導入口４４Ｂに対
して軸方向に進退させ、該エア導入口４４Ｂの流路面積
を弁部４５Ａの先端側で可変に調整するようになってい
る。

【００２３】４６は噴射ノズル３３の噴射口３３Ａ近傍
に位置し、筒状スペーサ３６に形成された圧力検出部と
しての検出孔を示し、該検出孔４６はスリーブ３９内の
スワールチャンバ４０よりも上側に位置し、筒状スペー
サ３６の径方向に穿設されている。また、該検出孔４６
はスリーブ３９の各エア噴出孔３９Ａよりも小径に形成
され、噴射口３３Ａから噴射された燃料が検出孔４６内
に流入するのを規制している。そして、該検出孔４６は
噴射ノズル３３の噴射口３３Ａとスワールチャンバ４０
との間で筒状スペーサ３６内に連通することにより、各
エア噴出孔３９Ａからスワールチャンバ４０内に供給さ
れた過給アシストエアの圧力を、コレクタ５Ａ（分岐管
５Ｂ）内の圧力に応じて変化する圧力（制御圧）として
検出する。

【００２４】４７は基端側が筒状スペーサ３６の検出孔
４６に接続された小径の検出管を示し、該検出管４７は
エア室３８内を径方向に貫通して筒状スペーサ３６とカ
バー３５とに固定され、その先端側はカバー３５の外周
から径方向に突出している。そして、該検出管４７の突
出端側には後述する圧力レギュレータ４８の空気導管４
９が接続され、検出孔４６で検出した圧力を制御圧とし
て圧力レギュレータ４８に導くようになっている。

【００２５】さらに、４８は燃料配管１４内の燃圧を制
御圧に基づき制御する圧力レギュレータを示し、該圧力
レギュレータ４８は従来技術で述べた圧力レギュレータ
１５とほぼ同様に構成されているものの、該圧力レギュ
レータ４８は制御圧を導く空気導管４９が図１に示す如
く噴射弁３１の検出管４７に接続されている。そして、
該圧力レギュレータ４８は検出孔４６からの圧力を制御
圧として導くことにより、例えば過給アシストエアの圧
力分だけ燃料配管１４内の燃圧を高めに設定している。

【００２６】本実施例によるアシストエア式燃料噴射装
置は上述の如き構成を有するもので、その基本的作動に
ついては従来技術によるものと格別差異はない。

【００２７】然るに本実施例では、噴射弁３１の先端側
に、噴射ノズル３３の周囲に位置してカバー３５，筒状
スペーサ３６および蓋体３７等を設けてエア室３８を形
成し、該エア室３８内にエア導入部４４側から供給した
過給アシストエアをスリーブ３９内のスワールチャンバ
４０内へと各エア噴出孔３９Ａから噴出させると共に、
噴射ノズル３３の噴射口３３Ａとスワールチャンバ４０
との間には筒状スペーサ３６内に連通するように、該筒
状スペーサ３６の径方向に小径の検出孔４６を形成し、
該検出孔４６から検出した圧力を検出管４７および空気
導管４９を介して圧力レギュレータ４８に制御圧として
導く構成としたから、下記のような作用効果を得ること
ができる。

【００２８】即ち、エア室３８内に供給された過給アシ
ストエアは蓋体３７の各エア通路３７Ａを介して環状通
路４１内に図３中の矢示Ａ方向に流入しつつ、スリーブ
３９の各エア噴出孔３９Ａを介してスワールチャンバ４
０内に矢示Ｂ方向に流入するので、噴射ノズル３３の噴
射口３３Ａから噴霧穴４３Ａに向けて噴射される燃料
に、スワールチャンバ４０内の過給アシストエアでスワ
ール（旋回流）を与えることができ、燃料の微粒化を効
果的に促進できる。

【００２９】そして、筒状スペーサ３６に形成した検出
孔４６は、スワールチャンバ４０内に供給された過給ア
シストエアの圧力を、コレクタ５Ａまたは分岐管５Ｂ側
の圧力に基づき変化する圧力として検出し、この圧力を
検出管４７および空気導管４９を介して圧力レギュレー
タ４８に制御圧として導くので、圧力レギュレータ４８
により燃料配管１４内の燃圧を過給アシストエアの圧力
に対応させて高めに調整でき、噴射ノズル３３の噴射口
３３Ａから噴射される燃料の噴射流量が過給アシストエ
アに影響されて図５に実線で示す特性線２５の如く低下
するのを防止できる。

【００３０】従って、本実施例によれば、過給アシスト
エアの供給時でも燃料の噴射流量を図５に二点鎖線で示
す特性線２４の如くパルス幅に比例して増大させること
ができ、噴射燃料の流量特性を安定化することができる
と共に、噴射燃料の微粒化を効果的に促進でき、吸入空
気との霧化、混合性を向上できる。

【００３１】また、噴射口３３Ａとスワールチャンバ４
０との間で過給アシストエアの圧力を検出孔４６から取
出すようにしているので、スリーブ３９に形成した各エ
ア噴出孔３９Ａの口径等に影響されてエア流量がバラツ
クことがあったとしても、検出孔４６からの圧力に基づ
き燃圧を調整でき、燃料流量のバラツキを小さく抑える
ことができる。

【００３２】なお、前記実施例では、圧力検出部となる
検出孔４６を筒状スペーサ３６に形成するものとして述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばスリーブ３９の
下側で蓋体３７等の径方向に検出孔４６を穿設するよう
にしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、圧力
レギュレータで制御する燃料配管内の燃圧を、エア室か
ら噴射燃料に向けて供給した過給アシストエアの圧力に
基づき制御する構成としたので、燃料配管内の燃圧を過
給アシストエアの圧力に対応させて高めに設定でき、燃
料の噴射流量が過給アシストエアに影響されて低下する
のを防止できる。従って、過給アシストエアの供給時で
も噴射燃料の流量特性を安定化させることができると共
に噴射燃料の微粒化を効果的に促進でき、吸入空気との
霧化、混合性を確実に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるアシストエア式燃料噴射
装置を示す全体図である。

【図２】図１に示す噴射弁の要部を拡大して示す縦断面
図である。

【図３】図２中の矢示III −III 方向拡大断面図であ
る。

【図４】従来技術によるアシストエア式燃料噴射装置を
示す全体図である。

【図５】噴射信号のパルス幅と噴射流量との関係を示す
特性線図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ シリンダ ３ ピストン ４ シリンダヘッド ５ 吸気管 ７ エアフロメータ ８ スロットルバルブ １１ 燃料タンク １３ 燃料ポンプ １４ 燃料配管 １５，４８ 圧力レギュレータ １９ エアポンプ ２０，２１，２３ 導管 ３１ 噴射弁 ３３ 噴射ノズル ３５ カバー ３６ 筒状スペーサ ３７ 蓋体 ３８ エア室 ４０ スワールチャンバ ４６ 検出孔（圧力検出部） ４７ 検出管 ４９ 空気導管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内の燃料を燃料配管内に吐出
   させる燃料ポンプと、該燃料ポンプから燃料配管内に吐
   出された燃料の燃圧を制御圧に基づき制御する圧力レギ
   ュレータと、該圧力レギュレータにより燃圧が制御され
   た燃料をエンジン本体のシリンダ内に向けて噴射する噴
   射弁と、該噴射弁の先端側に設けられ、該噴射弁から噴
   射された燃料を微粒化すべく噴射燃料に向けて過給アシ
   ストエアを供給するエア室と、該エア室に導管を介して
   接続され、該エア室内に過給アシストエアを供給する過
   給アシストエア供給手段とからなるアシストエア式燃料
   噴射装置において、前記噴射弁の先端側には、前記エア
   室から噴射燃料に向けて供給された過給アシストエアの
   圧力を検出する圧力検出部を設け、前記圧力レギュレー
   タには該圧力検出部で検出した圧力を前記制御圧として
   導く構成としたことを特徴とするアシストエア式燃料噴
   射装置。