JPH0571443A - 筒内直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置 - Google Patents

筒内直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置

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JPH0571443A
JPH0571443A JP3258515A JP25851591A JPH0571443A JP H0571443 A JPH0571443 A JP H0571443A JP 3258515 A JP3258515 A JP 3258515A JP 25851591 A JP25851591 A JP 25851591A JP H0571443 A JPH0571443 A JP H0571443A
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assist air
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勝義 河内
Kazumitsu Kobayashi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射期間全体に亘って燃焼室内の圧力と
アシストエアとの差圧を一定に保ち、噴射燃料の微粒化
を促進させる。 【構成】 燃焼室4内に臨んでシリンダヘッド3に圧力
センサ41を設け、インジェクタ29とエアポンプ21
とを接続するエア導管26の途中には電磁比例制御弁4
2を設け、圧力センサ41で検出した燃焼室4内の圧力
に応じてエア導管26内のアシストエア圧を電磁比例制
御弁42により制御する。

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
ンの燃焼室内に直接噴射される燃料にアシストエアを供
給するのに好適に用いられる筒内直接噴射型噴射弁のア
シストエア供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジンに設けられる
燃料噴射装置として、エンジン本体に燃焼室内に臨んで
筒内直接噴射型の噴射弁を設け、該噴射弁から噴射され
る燃料にアシストエアを供給することにより、燃焼室内
の燃料を微粒化するようにしたものが知られている。
【0003】そこで、図5および図6にこの種の従来技
術による燃料噴射装置に設けられる筒内直接噴射型噴射
弁のアシストエア供給装置を示す。
【0004】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。
【0005】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。
【0006】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。
【0007】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の先端側はインジェクタ29の後述するエア導入部
30A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。
【0008】27はエア導管26内を流れるアシストエ
アの圧力を所定圧に設定するリリーフ弁を示し、該リリ
ーフ弁27はエア導管26から分岐した他のエア導管2
8の途中に設けられ、アシストエアの圧力を前記供給配
管17内の燃圧よりも僅かに低い圧力に設定し、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。
【0009】29は燃焼室4内に臨むようにシリンダヘ
ッド3に取付けられた筒内直接噴射型の噴射弁としての
アシストエア式インジェクタを示し、該インジェクタ2
9は電磁アクチュエータを内蔵し、先端側の噴射ノズル
周囲にはエア室(いずれも図示せず)を画成すべく有底
筒状のカバー30が設けられている。また、該カバー3
0には前記エア室内にアシストエアを導入するエア導入
部30Aが設けられ、該エア導入部30Aはエア導管2
6を介してエアポンプ21の吐出側に接続されている。
【0010】ここで、インジェクタ29は前記噴射ノズ
ルからエンジン本体1の燃焼室4内に向けて燃料を噴射
するときに、エア導入部30Aを介して前記エア室から
アシストエアが供給される。そして、インジェクタ29
からの噴射燃料はアシストエアにより微粒化を促進さ
れ、燃焼室4内で吸入空気と均一に混合することによ
り、燃焼効率が高められるようになっている。
【0011】さらに、31はエア導管26の途中に設け
られた電磁式エアバルブを示し、該エアバルブ31はソ
レノイド部31Aが励磁されることにより、図5に示す
閉弁位置から開弁位置へと切換えられ、エアポンプ21
からのアシストエアをインジェクタ29のエア室内へと
エア導入部30Aを介して導入させる。また、該エアバ
ルブ31はソレノイド部31Aが消磁されると、再び閉
弁位置に切換わり、インジェクタ29へのアシストエア
の供給を停止させる。
【0012】このように構成される従来技術では、エン
ジン本体1のシリンダ2内でピストン5が往復動すると
き、図6に示す如くピストン5が上死点に達する前に吸
気弁8が開弁して燃焼室4内に吸気管10から吸入空気
が吸い込まれる。そして、僅かの時間遅れをもってエア
バルブ31が開弁し、インジェクタ29のエア室内にア
シストエアが供給させると共に、該インジェクタ29か
ら燃料が噴射され、この噴射燃料はアシストエアにより
微粒化されつつ、燃焼室4内で吸入空気と混合される。
【0013】そして、ピストン5が下死点に達して吸気
弁8が閉弁された後、上死点に達する前に燃焼室4内の
混合気は点火プラグ(図示せず)により点火されて燃焼
するから、燃焼室4内の圧力(筒内圧)は特性線32の
如く急激に上昇し、このときの圧力によりピストン5が
下死点に向けて押圧され、クランク軸6から回転出力が
導出される。
【0014】また、エアポンプ21からエア導管26を
介してインジェクタ29に供給されるアシストエアはリ
リーフ弁27により、図6に示す特性線33の如く一定
の圧力に設定され、吸気弁8が開弁する前,後では燃焼
室4内の圧力に対して差圧ΔP1 となり吸気弁8の開弁
時には両者の差圧がΔP2 (ΔP2 >ΔP1 )となる。
そして、このアシストエアは図6に示す如くインジェク
タ29から燃料が噴射される期間の前,後を含めて、前
記エア室から噴射燃料に向けて供給され続けることによ
り、この噴射燃料の微粒化を促進し、燃焼室4内におけ
る燃料の燃焼効率を高める。
【0015】
【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、アシストエアの圧力が図6に示す特性線3
3の如く一定の圧力状態に設定されているから、吸気弁
8の開弁時には燃焼室4内の圧力とアシストエアの圧力
とが差圧ΔP2となるものの、吸気弁8が閉弁した後に
点火時期に近づくにつれて両者の差圧が急激に小さくな
り、インジェクタ29からの燃料の噴射が停止される直
前では両者の差圧が実質的に零となってしまう。
【0016】このため、従来技術では、インジェクタ2
9からの燃料噴射期間の後期に、燃焼室4内の圧力が上
昇するに応じてアシストエアによる噴射燃料の微粒化効
果が低下し、燃焼室4内で混合気を点火させるときに、
この混合気を必ずしも効果的に燃焼させることができな
いという問題がある。
【0017】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、本発明は燃料の噴射期間全体に亘ってア
シストエアにより燃料を効果的に微粒化でき、混合気の
燃焼効率を確実に向上できるようにした筒内直接噴射型
噴射弁のアシストエア供給装置を提供することを目的と
している。
【0018】
【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、エア導管の途中
に、エンジン本体の燃焼室内の圧力に応じてアシストエ
アの圧力を制御する圧力制御弁を設けたことにある。
【0019】この場合、前記圧力制御弁は電磁比例制御
弁によって構成し、該電磁比例制御弁は前記燃焼室内の
圧力を検出する圧力センサからの信号に基づき前記アシ
ストエアの圧力を制御してなる構成とするのが好まし
い。
【0020】
【作用】上記構成により、燃焼室内の圧力が点火時期に
近づくにつれて上昇するときには、これに応じてアシス
トエアの圧力を上昇させることができ、両者の差圧をア
シストエアの供給期間全体に亘って一定に保つことがで
きる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図4に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図5,図6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。
【0022】図1ないし図3は本発明の第1の実施例を
示している。
【0023】図中、41は燃焼室4内に臨んでシリンダ
ヘッド3に取付けられた圧力センサを示し、該圧力セン
サ41は燃焼室4内の圧力を図3に示す特性線32の如
く検出し、その検出信号を後述のコントロールユニット
44に出力する。
【0024】42はエアポンプ21と電磁式エアバルブ
31との間に位置して、エア導管26の途中に設けられ
た圧力制御弁としての電磁比例制御弁を示し、該電磁比
例制御弁42はコントロールユニット44から出力され
る制御信号の電圧値(電流値)に応じてエア導管26内
の圧力を制御し、エア導管26内の余剰となったアシス
トエアを他のエア導管43を介して吸気管10内に吸入
空気の一部として戻す構成となっている。
【0025】さらに、44はマイクロコンピュータ等に
よって構成されるコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット44は入力側が圧力センサ41等に接
続され、出力側が電磁比例制御弁42等に接続されてい
る。そして、該コントロールユニット44は圧力センサ
41から読み込んだ燃焼室4内の圧力(図3中の特性線
32)に基づき制御信号を出力し、電磁比例制御弁42
によりアシストエアの圧力を図3中の特性線45の如く
制御させる。
【0026】即ち、電磁比例制御弁42は図3に示す特
性線45の如く、吸気弁8の開弁前にはアシストエアの
圧力を燃焼室4内の圧力に対して差圧ΔP1 に制御し、
吸気弁8の開弁により燃焼室4内の圧力が僅かに低下し
たときにもこれに応じてアシストエアの圧力を差圧ΔP
1 に制御すべく低下させる。そして、吸気弁8の閉弁後
に燃焼室4内の圧力が急激に上昇するときには、これに
応じてアシストエアの圧力を、例えば10kg/cm2
程度の圧力P1 まで上昇させ、両者の差圧ΔP1を点火
時期の近傍まで一定に保つようになっている。
【0027】本実施例によるアシストエア供給装置は上
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。
【0028】然るに、本実施例では、燃焼室4内の圧力
を圧力センサ41によって検出し、エア導管26の途中
にはコントロールユニット44からの制御信号に基づい
てエア導管26内の圧力を制御する電磁比例制御弁42
を設け、該電磁比例制御弁42にコントロールユニット
44から圧力センサ41の検出信号に基づいた制御信号
を出力させることにより、燃焼室4内の圧力とアシスト
エアの圧力とが図3に示す特性線32,45の如く差圧
ΔP1 で一定となるようにしたから、吸気弁8の閉弁後
にもアシストエアの圧力を燃焼室4内に対して差圧ΔP
1 だけ高い圧力に設定できる。
【0029】従って、本実施例によれば、インジェクタ
29から燃料を噴射させる燃料噴射期間全体に亘って噴
射燃料をアシストエアにより効果的に微粒化でき、燃焼
室4内での混合気の燃焼効率を確実に向上させることが
できる。
【0030】次に、図4は本発明の第2の実施例を示
し、本実施例の特徴は、燃焼室内の圧力に応じてアシス
トエアの圧力を制御する圧力制御弁を圧力レギュレータ
により構成したことにある。なお、本実施例では4気筒
エンジンを例に挙げ、シリンダ2,2,…の燃焼室4内
にはそれぞれのインジェクタ29から燃料と共にアシス
トエアが直接噴射して供給される構成となっている。
【0031】図中、51はエアポンプ21とインジェク
タ29,29,…とを接続するエア導管を示し、該エア
導管51はエアポンプ21の下流側で4本の分岐管51
A,51A,…に分岐し、該各分岐管51Aの途中には
各インジェクタ29に対してアシストエアの供給、停止
を行なう電磁式エアバルブ31,31,…がそれぞれ設
けられている。
【0032】52,52,…は各燃焼室4内の圧力に応
じて各分岐管51A内の圧力を制御する圧力制御弁とし
の圧力レギュレータを示し、該各圧力レギュレータ52
は内部が金属製ダイヤフラム(図示せず)等によってエ
ア室52Aと制御圧室52Bとに画成され、該制御圧室
52B側は制御圧導管53を介して燃焼室4内と接続さ
れている。また、該各圧力レギュレータ52のエア室5
2Aは流入側が各分岐管51Aに各エアバルブ31より
も下流側で接続され、流出側がそれぞれ他のエア導管5
4,54,…を介して吸気管10(図5参照)に接続さ
れている。
【0033】ここで、該各圧力レギュレータ52はエア
室52Aの流出側が前記ダイヤフラムに連動する弁体
(図示せず)によって常時は閉塞され、エア室52A側
の圧力が制御圧室52B側の圧力、即ち燃焼室4内の圧
力よりも差圧ΔP1 だけ高くなったときに前記弁体が開
弁することにより、余剰となったアシストエアを各エア
導管54から吸気管10内に戻す構成となっている。そ
して、該各圧力レギュレータ52はアシストエアの圧力
をエアバルブ31の開弁時に図3に例示した特性線45
の如く制御し、アシストエア供給期間全体に亘って燃焼
室4内とアシストエアとの差圧ΔP1 を一定に保つよう
になっている。なお、この場合エアポンプ21にリリー
フ弁(図示せず)を付設し、例えば10kg/cm2
度の圧力P1を越えた過剰圧がエアポンプ21に作用す
るのを防止するようにしてもよい。
【0034】また、エアポンプ21から吐出されるアシ
ストエアの流量Qに対し、各インジェクタ29に供給さ
れるアシストエアの流量はQ/10程度であるから、4
気筒エンジンにおいて各燃焼室4内に順次各吸気弁8が
開弁して吸入空気が吸い込まれ、これと前,後して各エ
アバルブ31が開弁される場合に、各エアバルブ31の
開弁時期がオーバラップしない範囲では、該当する圧力
レギュレータ52のエア室52A側からエア導管54を
介してQ×9/10なる流量のエアが吸気管10内に戻
されるようになり、該当するインジェクタ29に供給さ
れる流量Q/10のアシストエアは燃焼室4内の圧力に
対して差圧ΔP1 なる圧力に確実に制御される。そし
て、この差圧ΔP1 は各圧力レギュレータ52の制御圧
室52B内に設けるばね(図示せず)によって設定され
る。
【0035】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができ、各吸気弁8の閉弁後も各燃焼室4内の圧力と
アシストエアとの差圧ΔP1 を圧力P1 以下の範囲で一
定に保つことができる。
【0036】なお、前記各実施例では、4気筒エンジン
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、単気
筒または2,6気筒エンジン等に適用してもよく、各シ
リンダ2の気筒数に応じて電磁比例制御弁42(圧力レ
ギュレータ52)の個数を変えればよい。
【0037】また、前記各実施例では、アシストエア源
となるエアポンプ21をクランク軸6によりプーリ2
2,23等を介して駆動するものとして述べたが、これ
に替えて、エアポンプ21を電動モータ等の他の駆動源
により回転駆動するようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、筒
内直接噴射型噴射弁に供給するアシストエアの圧力を燃
焼室内の圧力に応じて制御する構成としたから、両者の
差圧を点火時期の近傍まで一定に保つことができ、燃料
の噴射期間全体に亘って燃料をアシストエアにより効果
的に微粒化することができる。従って、燃焼室内で燃料
と吸入空気とを均一に混合させつつ、混合気の燃焼効率
を確実に向上でき、排気ガス中の有害成分を大幅に低減
できる等、種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるアシストエア供給
装置等を示す全体図である。
【図2】図1に示すアシストエア供給装置の制御ブロッ
ク図である。
【図3】燃焼室内の圧力およびアシストエアの圧力特性
を示す特性線図である。
【図4】第2の実施例によるアシストエア供給装置を示
す回路構成図である。
【図5】従来技術によるアシストエア供給装置等を示す
全体図である。
【図6】従来技術による燃焼室内の圧力およびアシスト
エアの圧力特性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 シリンダヘッド 4 燃焼室 5 ピストン 6 クランク軸 21 エアポンプ(アシストエア源) 26,51 エア導管 29 インジェクタ(噴射弁) 30A エア導入部 31 電磁式エアバルブ 41 圧力センサ 42 電磁比例制御弁(圧力制御弁) 44 コントロールユニット 52 圧力レギュレータ(圧力制御弁)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室内に燃料を直接噴射すべくエンジ
    ン本体に設けられた筒内直接噴射型の噴射弁と、該噴射
    弁に設けられ、アシストエア源からのアシストエアを該
    噴射弁からの噴射燃料に向けて導入することにより、こ
    の噴射燃料を微粒化させるエア導入部と、該エア導入部
    とアシストエア源とを接続したエア導管とからなる筒内
    直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置において、前
    記エア導管の途中には、前記エンジン本体の燃焼室内の
    圧力に応じて前記アシストエアの圧力を制御する圧力制
    御弁を設けたことを特徴とする筒内直接噴射型噴射弁の
    アシストエア供給装置。
  2. 【請求項2】 前記圧力制御弁は電磁比例制御弁によっ
    て構成し、該電磁比例制御弁は前記燃焼室内の圧力を検
    出する圧力センサからの信号に基づき前記アシストエア
    の圧力を制御してなる請求項1に記載の筒内直接噴射型
    噴射弁のアシストエア供給装置。
JP3258515A 1991-09-10 1991-09-10 筒内直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置 Expired - Lifetime JP2696446B2 (ja)

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JP3258515A JP2696446B2 (ja) 1991-09-10 1991-09-10 筒内直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置
DE4230349A DE4230349C2 (de) 1991-09-10 1992-09-10 Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraftstoff-Direkteinspritzventil für die Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer
US07/942,839 US5207204A (en) 1991-09-10 1992-09-10 Method of and an apparatus for supplying assist air into a combustion chamber direct injecting fuel injection valve

Applications Claiming Priority (1)

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JP3258515A JP2696446B2 (ja) 1991-09-10 1991-09-10 筒内直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置

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JPH0571443A true JPH0571443A (ja) 1993-03-23
JP2696446B2 JP2696446B2 (ja) 1998-01-14

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