JPH0681755A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料の噴射方向を、壁流を引き起こすことなく
良好に制御できる内燃機関の燃料供給装置を提供する。 【構成】吸気通路１から分岐して共通の燃焼室４に開口
する第１吸気ポート２及び第２吸気ポート３と、第１吸
気ポート２を運転状態に応じて開閉する遮断弁６と、吸
気通路１に配設され且つ噴孔１０を有する燃料噴射弁９
と、を備えるものにおいて、遮断弁６が開状態にあると
き噴孔１０からの燃料を第１吸気ポート２及び第２吸気
ポート３の双方に分配し、遮断弁６が閉状態にあるとき
第１吸気ポート２への燃料の分配を停止するガイド部材
１３を燃料噴射弁９の噴孔１０の直下流に近接して配設
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃料供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示したのは、１気筒当たり２つの
吸気ポート１０１、１０２と、各気筒毎に燃料噴射弁１
０３を備える内燃機関の吸気装置であって、一方の吸気
ポート１０１には遮断弁１０４が配設され、この遮断弁
１０４を運転状態に応じて遮断することで、燃焼室１０
５内にスワールを生成し、燃焼の改善を得ようとするも
のである（実開昭６２−１１４１３７号公報等参照）。

【０００３】ところが、こうした燃料供給装置にあって
は、一方の吸気ポート１０１が遮断されているときの吸
気性状を考慮して、燃料噴射弁１０３は遮断弁１０４が
配設されない他方の吸気ポート１０２側に偏ったところ
に配設せざるを得ない。このため、燃料噴射弁１０３か
ら噴射される燃料は、他方の吸気ポート１０２に偏って
燃焼室１０５内に導入されることになり、遮断弁１０４
が開状態の運転状態にあっては、これら２つの吸気ポー
ト１０１、１０２に導かれる燃料量にアンバランスを生
じ、燃焼効率が悪化して燃費の悪化を招かざるを得なか
った。

【０００４】一方、燃料の噴射方向を制御するものとし
て、例えば、図６に示したようなものも知られている
（実開昭５６−１５７３４０号公報等参照）。

【０００５】このものについて説明すると、機関の軽負
荷域で燃料の供給を停止する休止側気筒（図略）に通じ
る休止側吸気路１１１と、常時燃料が供給される稼働側
気筒（図略）に通じる稼働側吸気路１１２とを備えるも
のにおいて、休止側吸気路１１１及び稼働側吸気路１１
２の分岐点１１３上流には単一の燃料噴射弁１１４が配
設され、燃料噴射弁１１４の下流にはここから噴射され
る燃料の方向性を制御する衝突材１１５が配設されてい
る。もって、図６（ａ）の状態では、稼働側吸気路１１
２のみに燃料が供給され、図６（ｂ）の状態では稼働側
吸気路１１２のみならず休止側吸気路１１１へも燃料が
供給されるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射弁
１１４から噴射される燃料は、燃料噴射弁１１４から離
れる程に微粒化され、微粒化された粒の１つ１つが持つ
速度や質量は次第に減っていく傾向にある。一方、図６
に示す如き衝突材１１５は、燃料噴射弁１１４の下流に
配設されるものであるが、燃料噴射弁１１４が具備する
噴孔の直下流に近接して配設されるものではない。従っ
て、衝突材１１５には、既に微粒化され且つ運動エネル
ギを大きく失った燃料が衝突することになり、衝突材１
１５に衝突した燃料はこれにへばりついて液滴化し、ひ
いては壁流を引き起こす可能性があるという問題点があ
った。

【０００７】また、燃料噴射弁自体の向きを変えること
で、燃料の噴射方向を制御することも考えられるが、燃
料噴射弁自体を可動とすることは大がかりな装置を必要
とするばかりか、燃料噴射弁の可動部分の気密性を高め
ることを、各気筒毎に、しかもシリンダの間近で実現す
ることは大変に困難なことである。

【０００８】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたものであり、燃料の壁流を引き起こすことな
く燃料の噴射方向を良好に制御できる内燃機関の燃料供
給装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、吸気通路から分岐して共通の燃焼室に開
口する第１吸気ポート及び第２吸気ポートと、第１吸気
ポートから燃焼室への吸気を運転状態に応じて制限する
吸気制限手段と、吸気通路に配設されると共に燃料を噴
射する噴孔を有する燃料噴射弁と、を備える内燃機関の
燃料供給装置において、前記吸気制限手段により第１吸
気ポートによる吸気が非制限状態にあるとき噴孔からの
燃料を第１吸気ポート及び第２吸気ポートの双方に分配
し、第１吸気ポートによる吸気が制限状態にあるとき第
１吸気ポートへの燃料の分配を停止するガイド部材を燃
料噴射弁の噴孔の直下流に近接して配設した、ことを特
徴とする。

【００１０】

【作用】ガイド部材は、第１吸気ポートによる吸気が非
制限状態にあるとき噴孔からの燃料を第１吸気ポート及
び第２吸気ポートの双方に分配し、第１吸気ポートによ
る吸気が制限状態にあるとき第１吸気ポートへの燃料の
分配を停止する。

【００１１】一方、こうしたガイド部材は、燃料噴射弁
から噴射される燃料が微粒化される以前のところ、すな
わち、燃料噴射弁が具備する噴孔の直下流に近接して配
設されるため、燃料の噴射方向を良好に制御できると同
時に、噴孔の直下流における燃料の運動エネルギは比較
的大きいことから、ガイド部材に衝突した燃料は細かく
微粒化し、燃料がガイド部材に付着して壁流を引き起こ
すという心配はほとんどない。そして、ガイド部材によ
り噴射方向が制御された燃料は、ガイド部材から離れる
ほどに微粒化され、均一な混合気として燃焼室内へ導入
される。

【００１２】つまり、本発明は、燃料噴射弁の噴孔の向
きを変えることで燃料の噴射方向を制御しているのと実
質的に同一であり、既に運動エネルギを大きく失った燃
料を衝突材に衝突させてその方向性を変化させようとす
るものではないから、微粒化された燃料が液滴化して壁
流を引き起こすといったことがないのである。しかも、
燃料の噴射方向を制御するため燃料噴射弁自体を可動せ
しめるものでもないから、これを可動させる大がかりな
装置を必要とせず、燃料噴射弁の可動部分の気密性を配
慮する必要がなくなるばかりか、レイアウト性にも優れ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図１〜４に基
づいて説明する。

【００１４】図１、２は多気筒内燃機関の燃料供給装置
であり、多気筒のうちの１気筒を代表して示したもので
ある。

【００１５】１は絞り弁（図略）下流の吸気通路、２、
３は吸気通路１から分岐して共通の燃焼室４に開口する
第１吸気ポート及び第２吸気ポートである。第２吸気ポ
ート３の燃焼室４に臨む開口部には、当該第２吸気ポー
ト３を開閉する吸気弁５が配設され、同様に、第１吸気
ポート２にも吸気弁（図略）が配設される。

【００１６】第１吸気ポート２の途中には、当該第１吸
気ポート２から燃焼室４への吸気を運転状態に応じて制
限する吸気制限手段としてバタフライ式の遮断弁６が配
設され、水平方向に配設される軸７を支点に第１吸気ポ
ート２を開閉する。なお、吸気制限手段としてはこの他
に、第１吸気ポート２に配設される吸気弁の開弁動作を
運転状態に応じて休止させることも考えられる。

【００１７】吸気通路１、つまり、第１吸気ポート２と
第２吸気ポート３との分岐点８上流には気筒当たり単一
の燃料噴射弁９が配設される。この燃料噴射弁９は第２
吸気ポート３側に寄ったところに配設され、燃料噴射弁
９が具備する噴孔１０は第２吸気ポート３に配設される
吸気弁５の傘部５ａ背面を指向する。

【００１８】燃料噴射弁９を収納するハウジング１１は
吸気通路１の上方に画成され、ハウジング１１に燃料噴
射弁９が収納されると、噴孔１０は吸気通路１から若干
奥まったところに位置する。つまり、噴孔１０から噴射
される燃料は燃料路１２を経て吸気通路１内に導入され
ることになる。

【００１９】燃料路１２の途中であって、燃料噴射弁９
が具備する噴孔１０の直下流に近接したところには、棒
状を呈するガイド部材１３が水平方向に配設され、ま
た、回転可能に支承される。

【００２０】このガイド部材１３は、第１吸気ポート２
による吸気が非制限状態にあるとき、すなわち遮断弁６
が開状態にあるとき、噴孔１０からの燃料を第１吸気ポ
ート２及び第２吸気ポート３の双方に分配し、第１吸気
ポート２による吸気が制限状態にあるとき、すなわち遮
断弁６が閉状態にあるとき、第１吸気ポート２への燃料
の分配を停止するもので、その具体的構成は図４に示す
如きである。

【００２１】丸棒状を呈する棒部材１４には所定長さ２
Ｌの半円筒状空間部１５が切り欠かれ、この半円筒状空
間部１５を形成することで残された半円筒部１６には、
その平滑面Ｓに対して所定角度θを持つ扇状空間部１７
が、半円筒部１６の端部１８から概ね長さＬだけ棒部材
１４の中心Ｏを通って切り欠かれる。

【００２２】さて、図２に示す状態は、噴孔１０から噴
射される燃料を、第１吸気ポート２及び第２吸気ポート
３の双方に分配しようとする場合である。このとき、ガ
イド部材１３の平滑面Ｓは、概ね鉛直に保持される。し
かも、Ａ−Ａ矢視図から明かな如く、噴孔１０から噴射
される燃料の概ね半分が平滑面Ｓに衝突拡散すべく、そ
して残りの半分が第１吸気ポート２に近い側に形成され
る扇状空間部１７を素通りすべく、ガイド部材１３と噴
孔１０との位置関係が決められる。なお、Ａ−Ａ矢視図
に示したＦは、ガイド部材１３近傍における燃料の流路
範囲を表し、ハッチングで示した部分で燃料は平滑面Ｓ
に衝突する。

【００２３】一方、図３に示す状態は、第１吸気ポート
２への燃料の分配を停止しようとする場合である。この
とき、ガイド部材１３の平滑面Ｓは、図２の状態から矢
印の方向（時計廻り）に回転することで、燃料の噴射方
向に対して略平行に保たれる。そして、このとき、ガイ
ド部材１３の半円筒状空間部１５が噴孔１０から噴射さ
れる燃料の流路上に位置すべく、つまり、半円筒部１６
が燃料の流路上から退くべく、噴孔１０とガイド部材１
３との位置関係が決められる。

【００２４】さて、噴孔１０から噴射される燃料は、当
初連続した噴流（液柱状）となっているが、噴孔１０か
ら離れるほどに拡散し始め、次第に径の小さい球状の燃
料粒子となって運動エネルギを失っていく。従って、ガ
イド部材１３は球状の燃料粒子となる以前のところに配
設されることが望ましく、つまり、ガイド部材１３は燃
料噴射弁９が具備する噴孔１０の直下流に近接したとこ
ろに配設される。一方、球状の燃料粒子となるまでの噴
孔１０からの距離は、燃料の噴射圧力・粘性・表面張力
の強さ等により影響を受けるが、概ね１０〜１５ｍｍ程
度が一般的である。従って、噴孔１０からガイド部材１
３の平滑面Ｓまでの距離は概ね１０〜１５ｍｍ程度に形
成される。

【００２５】なお、半円筒状空間部１５を形成する所定
長さ２Ｌは、遮断弁６が閉状態にあるとき、噴孔１０か
ら噴射される燃料の大半が半円筒状空間部１５を素通り
すべく形成されるものである。そして、扇状空間部１７
は、遮断弁６が開状態にあるとき、噴孔１０から噴射さ
れる燃料を第１吸気ポート２及び第２吸気ポート３双方
へ均等に燃料を分配すべく形づくられるものである。

【００２６】このような構成に基づき、次に作用を説明
する。

【００２７】第１吸気ポート２による吸気が非制限状態
にあるとき、つまり、遮断弁６が開状態にあるとき、ガ
イド部材１３は図２に示す状態にあるので、噴孔１０か
ら噴射される燃料の概ね半分は平滑面Ｓに衝突し、残り
の半分は第１吸気ポート２側に形成された扇状空間部１
７及び他の空間部分を素通りする。これにより、燃料噴
射弁９は第２吸気ポート３側に寄ったところ配設される
ものの、第２吸気ポート３側への燃料の流路は平滑面Ｓ
により大きく阻害され、逆に、第１吸気ポート２側への
燃料の流路は扇状空間部１７により大きく開放されるの
で、噴孔１０から噴射された燃料は第１吸気ポート２及
び第２吸気ポート３の双方へほぼ均等に分配されること
になる。しかも、ガイド部材１３に衝突する際に燃料が
持つ運動エネルギは比較的大きいので、ガイド部材１３
に衝突した燃料は細かく微粒化する。従って、第１吸気
ポート２及び第２吸気ポート３の双方へ均一なる混合気
をバランスよく導入でき、燃焼室４内での燃焼の改善が
得られるのである。

【００２８】一方、第１吸気ポート２による吸気が制限
状態にあるとき、すなわち、遮断弁６が閉状態にあると
き、ガイド部材１３は図３に示す状態にあり、第１吸気
ポート２への燃料の分配を停止する。つまり、噴孔１０
から噴射される殆ど全ての燃料は、ガイド部材１３の半
円筒状空間部１５を素通りし、その流路は何等阻害され
ないため、第２吸気ポート３を指向して噴射される燃料
の大半は言うまでもなく第２吸気ポート３内に導かれる
ことになる。従って、閉じられた遮断弁６に燃料が付着
することがなくなって、壁流を引き起こす心配がなくな
ると同時に、噴射された燃料の主たる部分は第２吸気ポ
ート３より均一なる混合気として燃焼室４内に導入さ
れ、このとき燃焼室４内に生成されるスワールと協働し
て、燃焼の改善が得られる。

【００２９】さて、こうしたガイド部材１３は、燃料噴
射弁９から噴射される燃料が微粒化される以前のとこ
ろ、すなわち、燃料が有する運動エネルギが比較的大き
なところに配設されるので、燃料の噴射方向を良好に制
御できると同時に、ガイド部材１３に衝突した燃料は細
かく微粒化し、燃料がガイド部材１３に付着して壁流を
引き起こすという心配はほとんどない。つまり、本発明
の場合、燃料噴射弁９の噴孔１０の向きを変えることで
噴射される燃料の方向性を制御しているのと実質的に同
一であって、図６に示す如き従来例のように、既に微粒
化された燃料を衝突材に衝突させることで、その方向性
を変化させようとするものではないから、微粒化された
燃料が液滴化して壁流を引き起こすといったことがな
い。なお、ガイド部材１３に衝突した燃料の微粒化を促
進するためには、平滑面Ｓのエッジを鋭く立たせること
が望ましく、また、加工時のバリを残すことも、燃料の
微粒化促進に良好なる結果をもたらす。

【００３０】しかも、ガイド部材１３は燃料路１２内に
完全に収納されることから、吸気通路１内を流れる吸気
の流れを何等阻害せず、仮に、吸気通路１内にこうした
ガイド部材が配設されたとすると、吸気通路１内にはガ
イド部材が節となる吸気脈動を生じるので、吸気脈動を
生じて中・高速域でトルク・出力性能が低下するといっ
た事態を未然に防止できるのである。

【００３１】一方、本実施例によるガイド部材１３は、
棒部材１４から比較的簡単な加工で形成できるので、生
産性に都合がよい。しかも、こうしたコンパクトなガイ
ド部材１３で、噴孔１０から噴射される燃料の方向性を
壁流を起こすことなく確実に制御できるので、レイアウ
ト性にも大変都合がよい。

【００３２】また、本実施例によるガイド部材１３は水
平方向に配設されるので、多気筒内燃機関の場合、一本
の棒部材１４でもって、隣接する全ての燃料噴射弁９の
噴孔１０直下流にガイド部材１３を配設でき、これを駆
動するためのアクチュエータもまた１つで足りるため、
生産コスト面で有利である。しかも、燃料の噴射方向を
制御するため燃料噴射弁９自体を可動せしめるものでも
ないから、これを可動させる大がかりな装置を必要とせ
ず、燃料噴射弁の可動部分の気密性を配慮する必要がな
くなるばかりか、レイアウト性にも優れる。

【００３３】なお、本実施例においては、ガイド部材１
３として図４に示す如きものについて説明したが、これ
に限定するものではなく、噴孔１０の直下流に近接した
ところに、燃料の方向性を制御するガイド部材が配設さ
れればそれでよく、例えば、噴孔１０に向けて鋭利な角
度を有する三角状のガイド部材を配設し、これを鉛直方
向を軸にして回転制御することで、壁流を起こすことな
く燃料の方向性を制御することも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、第１吸気ポートによる吸気が非制限状態にあるとき
は第１吸気ポート及び第２吸気ポートの双方へ燃料を分
配し、第１吸気ポートによる吸気が非制限状態にあると
きは第１吸気ポートへの燃料の分配を停止するので、機
関の運転状態に応じた適切なる混合気を形成でき、燃焼
の改善が得られて燃焼効率の向上、燃費の向上が達成さ
れる。しかも、噴射される燃料の方向性を制御するガイ
ド部材は、噴孔の直下流であって燃料が持つ運動エネル
ギが比較的大きいところに配設されるので、ガイド部材
に衝突した燃料は細かく微粒化し、燃料がガイド部材に
付着して壁流を起こす心配はほとんどない。しかも、燃
料の噴射方向を制御するため燃料噴射弁自体を可動せし
めるものでもないから、これを可動させる大がかりな装
置を必要とせず、燃料噴射弁の可動部分の気密性を配慮
する必要がなくなるばかりか、レイアウト性にも優れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例を説明する図

【図２】本発明に係る実施例を説明する図（第１吸気ポ
ートによる吸気が非制限状態）

【図３】本発明に係る実施例を説明する図（第１吸気ポ
ートによる吸気が制限状態）

【図４】ガイド部材を示す斜視図

【図５】従来の燃料供給装置を示す図

【図６】従来の燃料供給装置を示す図

【符号の説明】

１ 吸気通路 ２ 第１吸気ポート ３ 第２吸気ポート ４ 燃焼室 ６ 遮断弁（吸気制限手段） ９ 燃料噴射弁 １０ 噴孔 １３ ガイド部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｌ 7825−3Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路から分岐して共通の燃焼室に開口
   する第１吸気ポート及び第２吸気ポートと、第１吸気ポ
   ートから燃焼室への吸気を運転状態に応じて制限する吸
   気制限手段と、吸気通路に配設されると共に燃料を噴射
   する噴孔を有する燃料噴射弁と、を備える内燃機関の燃
   料供給装置において、 前記吸気制限手段により第１吸気ポートによる吸気が非
   制限状態にあるとき噴孔からの燃料を第１吸気ポート及
   び第２吸気ポートの双方に分配し、第１吸気ポートによ
   る吸気が制限状態にあるとき第１吸気ポートへの燃料の
   分配を停止するガイド部材を燃料噴射弁の噴孔の直下流
   に近接して配設した、ことを特徴とする内燃機関の燃料
   供給装置。