JPH0727033A - 燃料噴射式エンジン - Google Patents
燃料噴射式エンジンInfo
- Publication number
- JPH0727033A JPH0727033A JP5167829A JP16782993A JPH0727033A JP H0727033 A JPH0727033 A JP H0727033A JP 5167829 A JP5167829 A JP 5167829A JP 16782993 A JP16782993 A JP 16782993A JP H0727033 A JPH0727033 A JP H0727033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- cylinder
- fuel injection
- engine
- spark plug
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 点火プラグあるいはその近辺に、主に着火促
進に必要な極微量の燃料を直接に気筒内に噴射すること
により、良好なエンジン性能を得ることのできる燃料噴
射式エンジンの提供。 【構成】 この発明の燃料噴射式エンジンは、気筒内の
点火プラグ４の発火部近傍に２０ジュール以上、２００
ジュール以下の発熱量の燃料を噴射する気筒内燃料噴射
装置２と、エンジンの吸気ポートに残余の燃料を噴射す
る吸気系燃料噴射装置１とを組み合わせてなり、運転条
件に応じて何れか一方または双方の燃料噴射装置により
燃料を供給することを特徴とする。この場合、気筒噴射
弁３付き点火プラグ４を用いるとエンジンへの装着に好
適である。
進に必要な極微量の燃料を直接に気筒内に噴射すること
により、良好なエンジン性能を得ることのできる燃料噴
射式エンジンの提供。 【構成】 この発明の燃料噴射式エンジンは、気筒内の
点火プラグ４の発火部近傍に２０ジュール以上、２００
ジュール以下の発熱量の燃料を噴射する気筒内燃料噴射
装置２と、エンジンの吸気ポートに残余の燃料を噴射す
る吸気系燃料噴射装置１とを組み合わせてなり、運転条
件に応じて何れか一方または双方の燃料噴射装置により
燃料を供給することを特徴とする。この場合、気筒噴射
弁３付き点火プラグ４を用いるとエンジンへの装着に好
適である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、気筒内への直接燃料
噴射と吸気ポートへの燃料噴射とを組み合わせた燃料噴
射式エンジンに関する。
噴射と吸気ポートへの燃料噴射とを組み合わせた燃料噴
射式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの低負荷運転時に気筒内への直
接燃料噴射（ダイレクトインジェクション）を行い、高
負荷時にマニホールド噴射を行うエンジンの制御装置が
特開昭６１−３０４７５４号公報に提案されている。こ
のエンジンの制御装置は、気筒内燃料噴射を高負荷時に
おけるエンジンの駆動のため行っており、ほとんどの運
転条件において多量の気筒内燃料噴射が必要である。こ
のため点火プラグに液体燃料が被ったり、燃料噴射弁周
辺の空燃比が過濃度になったりし易い。この結果、エン
ジンのレスポンスが悪化するなど、十分なエンジン性能
を得ることが困難となっている。
接燃料噴射（ダイレクトインジェクション）を行い、高
負荷時にマニホールド噴射を行うエンジンの制御装置が
特開昭６１−３０４７５４号公報に提案されている。こ
のエンジンの制御装置は、気筒内燃料噴射を高負荷時に
おけるエンジンの駆動のため行っており、ほとんどの運
転条件において多量の気筒内燃料噴射が必要である。こ
のため点火プラグに液体燃料が被ったり、燃料噴射弁周
辺の空燃比が過濃度になったりし易い。この結果、エン
ジンのレスポンスが悪化するなど、十分なエンジン性能
を得ることが困難となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、点
火プラグあるいはその近辺に、主に着火促進に必要な極
微量の燃料を直接に気筒内に噴射することにより、良好
なエンジン性能を得ることのできる燃料噴射式エンジン
の提供にある。
火プラグあるいはその近辺に、主に着火促進に必要な極
微量の燃料を直接に気筒内に噴射することにより、良好
なエンジン性能を得ることのできる燃料噴射式エンジン
の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の燃料噴射式エ
ンジンは、気筒内の点火プラグの発火部近傍に２０ジュ
ール以上、２００ジュール以下の発熱量の燃料を噴射す
る気筒内燃料噴射装置と、エンジンの吸気ポートに残余
の燃料を噴射する吸気系燃料噴射装置とを組み合わせて
なり、運転条件に応じて何れか一方または双方の燃料噴
射装置により燃料を供給することを特徴とする。請求項
２に記載の構成では、前記気筒内燃料噴射装置は点火プ
ラグ内に組み込まれた気筒噴射弁を有することを特徴と
する。
ンジンは、気筒内の点火プラグの発火部近傍に２０ジュ
ール以上、２００ジュール以下の発熱量の燃料を噴射す
る気筒内燃料噴射装置と、エンジンの吸気ポートに残余
の燃料を噴射する吸気系燃料噴射装置とを組み合わせて
なり、運転条件に応じて何れか一方または双方の燃料噴
射装置により燃料を供給することを特徴とする。請求項
２に記載の構成では、前記気筒内燃料噴射装置は点火プ
ラグ内に組み込まれた気筒噴射弁を有することを特徴と
する。
【０００５】
【発明の作用および効果】この発明では、点火プラグの
近傍に２００ジュール以下という必要最小限の燃料を噴
射し、駆動力に必要な燃料は吸気系燃料噴射装置により
供給する。これにより、ダイレクトインジェクションさ
れた燃料がはじめに着火・燃焼して、希薄燃焼または排
気ガス再循環割合の高い混合気の着火源として作用す
る。この結果、多量のダイレクトインジェクション燃料
により点火プラグに液体燃料が被ったり、燃料噴射弁周
辺の空燃比が過濃度になったり、レスポンスが悪化する
などの問題を解消でき、排気の浄化、燃費の向上、およ
びレスポンスの改善を達成できる。請求項２に記載の構
成では、気筒内噴射弁の取り付けスペースが省略できる
とともに、確実に火花放電位置に微量の燃料噴射が可能
となり、着火性が向上する。
近傍に２００ジュール以下という必要最小限の燃料を噴
射し、駆動力に必要な燃料は吸気系燃料噴射装置により
供給する。これにより、ダイレクトインジェクションさ
れた燃料がはじめに着火・燃焼して、希薄燃焼または排
気ガス再循環割合の高い混合気の着火源として作用す
る。この結果、多量のダイレクトインジェクション燃料
により点火プラグに液体燃料が被ったり、燃料噴射弁周
辺の空燃比が過濃度になったり、レスポンスが悪化する
などの問題を解消でき、排気の浄化、燃費の向上、およ
びレスポンスの改善を達成できる。請求項２に記載の構
成では、気筒内噴射弁の取り付けスペースが省略できる
とともに、確実に火花放電位置に微量の燃料噴射が可能
となり、着火性が向上する。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる気筒内
燃料噴射式エンジン１００を示し、吸気管１０１、排気
管１０２を備える。シリンダーヘッド２００には、吸気
ポート２０１、排気ポート２０２が設けられるととも
に、吸気バルブ２０３、排気バルブ２０４が装着されて
いる。シリンダーボディ３００には、気筒３０１が設け
られるとともに、ピストン３０２が嵌め込まれている。
燃料噴射式エンジン１００を示し、吸気管１０１、排気
管１０２を備える。シリンダーヘッド２００には、吸気
ポート２０１、排気ポート２０２が設けられるととも
に、吸気バルブ２０３、排気バルブ２０４が装着されて
いる。シリンダーボディ３００には、気筒３０１が設け
られるとともに、ピストン３０２が嵌め込まれている。
【０００７】吸気管１０１には吸気ポート２０１に燃料
を噴射する吸気系燃料噴射装置１の吸気ポート噴射弁１
１が装着され、シリンダーヘッド２００の気筒部の中心
には気筒３０１内に直接に燃料噴射する気筒内燃料噴射
装置２の気筒噴射弁３を組み込んだ点火プラグ４が装着
されている。吸気ポート噴射弁１１および気筒噴射弁３
はいずれも電磁弁であり、加圧燃料のコモンレール１２
に連結されるとともに、エンジン・コントロール・コン
ピュータ１３により開弁タイミングを制御される。点火
プラグ４は点火回路４Ｃに接続されている。
を噴射する吸気系燃料噴射装置１の吸気ポート噴射弁１
１が装着され、シリンダーヘッド２００の気筒部の中心
には気筒３０１内に直接に燃料噴射する気筒内燃料噴射
装置２の気筒噴射弁３を組み込んだ点火プラグ４が装着
されている。吸気ポート噴射弁１１および気筒噴射弁３
はいずれも電磁弁であり、加圧燃料のコモンレール１２
に連結されるとともに、エンジン・コントロール・コン
ピュータ１３により開弁タイミングを制御される。点火
プラグ４は点火回路４Ｃに接続されている。
【０００８】気筒噴射弁３を組み込んだ点火プラグ４
は、図２に示す如く、先端（図示下端）側に配された点
火プラグ４と、後端側に配され電磁コイル３Ｅが埋設さ
れた樹脂ボディ５とを、套管３０で連結してなる。点火
プラグ４は、筒状主体金具４１内に嵌着された軸孔４０
付き絶縁碍子４２と、軸孔４０に固着された中空の中心
電極６とを有する。中心電極６の内部は、気筒噴射弁３
の燃料流路の一部を構成し、その先端は燃料噴射口３１
となっている。主体金具４１の先端面には接地電極４３
が溶接されており、該接地電極４３の鉤状に曲げられた
先端部４４は前記燃料噴射口３１の軸線上に設定され、
燃料衝突部となっている。
は、図２に示す如く、先端（図示下端）側に配された点
火プラグ４と、後端側に配され電磁コイル３Ｅが埋設さ
れた樹脂ボディ５とを、套管３０で連結してなる。点火
プラグ４は、筒状主体金具４１内に嵌着された軸孔４０
付き絶縁碍子４２と、軸孔４０に固着された中空の中心
電極６とを有する。中心電極６の内部は、気筒噴射弁３
の燃料流路の一部を構成し、その先端は燃料噴射口３１
となっている。主体金具４１の先端面には接地電極４３
が溶接されており、該接地電極４３の鉤状に曲げられた
先端部４４は前記燃料噴射口３１の軸線上に設定され、
燃料衝突部となっている。
【０００９】中心電極の内部には、リターンスプリング
３２が背設された棒状の鉄製弁体３３が上下動自在に遊
嵌され、前記電磁コイル３０とともに燃料噴射口３１を
開閉する気筒噴射弁３を構成している。気筒噴射弁３
は、１回の噴射における燃料が２００ジュール（ガソリ
ンの場合約０．００６ｃｃ）以下、２０ジュール以上と
なるように設定してある。一回の噴射量における上限が
２００ジュール以下としたのは、希薄混合気、排気ガス
再循環運転の混合気の着火の促進には２００ジュール以
下で十分であるとともに、これを越えると点火プラグに
液体燃料が被ったり、燃料噴射弁周辺の空燃比が過濃度
になったりし易くなることによる。また、下限を２０ジ
ュールとしたのはこれより少ないと希薄混合気、排気ガ
ス再循環運転の混合気の着火の促進が不充分となる理由
による。
３２が背設された棒状の鉄製弁体３３が上下動自在に遊
嵌され、前記電磁コイル３０とともに燃料噴射口３１を
開閉する気筒噴射弁３を構成している。気筒噴射弁３
は、１回の噴射における燃料が２００ジュール（ガソリ
ンの場合約０．００６ｃｃ）以下、２０ジュール以上と
なるように設定してある。一回の噴射量における上限が
２００ジュール以下としたのは、希薄混合気、排気ガス
再循環運転の混合気の着火の促進には２００ジュール以
下で十分であるとともに、これを越えると点火プラグに
液体燃料が被ったり、燃料噴射弁周辺の空燃比が過濃度
になったりし易くなることによる。また、下限を２０ジ
ュールとしたのはこれより少ないと希薄混合気、排気ガ
ス再循環運転の混合気の着火の促進が不充分となる理由
による。
【００１０】樹脂ボディ５には、中心に高圧端子５１を
組み込んだ筒状燃料流路２０が突設されるとともに電磁
コイル３０に接続した制御電圧リード端子５２が突設さ
れている。樹脂ボディ５には、樹脂製のプラグキャップ
７が連結される。キャップ７は、中心に高圧リード線１
５が貫設され、燃料パイプ１６に連結する筒状連結口７
１が突設され、先端に嵌合金具１７が設けられた制御電
圧リード線１８が埋設されている。プラグキャップ７
は、内包した可動端子７２が前記樹脂ボディの高圧端子
５１の上面に弾接し、嵌合金具１７が制御電圧リード端
子５２に嵌合する。このように、高圧リード線１５、筒
状連結口７１および制御電圧リード線１８を一体化した
プラグキャップ７を用いると、気筒噴射弁３と点火プラ
グ４との装着スペースが小さくできるとともに、配線、
配管の装着、メンテナンスなどが容易になり、とくに１
気筒当たりの吸気バルブおよび排気バルブの数の多いエ
ンジンにおいて利点が大きい。
組み込んだ筒状燃料流路２０が突設されるとともに電磁
コイル３０に接続した制御電圧リード端子５２が突設さ
れている。樹脂ボディ５には、樹脂製のプラグキャップ
７が連結される。キャップ７は、中心に高圧リード線１
５が貫設され、燃料パイプ１６に連結する筒状連結口７
１が突設され、先端に嵌合金具１７が設けられた制御電
圧リード線１８が埋設されている。プラグキャップ７
は、内包した可動端子７２が前記樹脂ボディの高圧端子
５１の上面に弾接し、嵌合金具１７が制御電圧リード端
子５２に嵌合する。このように、高圧リード線１５、筒
状連結口７１および制御電圧リード線１８を一体化した
プラグキャップ７を用いると、気筒噴射弁３と点火プラ
グ４との装着スペースが小さくできるとともに、配線、
配管の装着、メンテナンスなどが容易になり、とくに１
気筒当たりの吸気バルブおよび排気バルブの数の多いエ
ンジンにおいて利点が大きい。
【００１１】つぎに気筒内燃料噴射式エンジン１００の
作用を説明する。燃料パイプ１６は加圧ガソリンのコモ
ンレール１２に連結され、点火回路の高圧リード線１９
には、点火回路の二次電圧（スパークプラグ電圧）が印
加される。制御電圧リード線１８は、エンジン・コント
ロール・コンピュータ１３に接続される。エンジンの運
転条件に応じて設定された点火タイミングに、エンジン
・コントロール・コンピュータ１３の出力により、吸気
ポート噴射弁１１および気筒噴射弁３が開弁される。気
筒噴射弁３では、電磁コイル３Ｅに通電がなされ、鉄製
弁体３３が上方に吸引されて燃料噴射口３１が一定時間
だけ開き、燃焼室に吹き出される。吹き出されたガソリ
ンは接地電極の先端部４４に衝突して飛散し、一部が気
化する。
作用を説明する。燃料パイプ１６は加圧ガソリンのコモ
ンレール１２に連結され、点火回路の高圧リード線１９
には、点火回路の二次電圧（スパークプラグ電圧）が印
加される。制御電圧リード線１８は、エンジン・コント
ロール・コンピュータ１３に接続される。エンジンの運
転条件に応じて設定された点火タイミングに、エンジン
・コントロール・コンピュータ１３の出力により、吸気
ポート噴射弁１１および気筒噴射弁３が開弁される。気
筒噴射弁３では、電磁コイル３Ｅに通電がなされ、鉄製
弁体３３が上方に吸引されて燃料噴射口３１が一定時間
だけ開き、燃焼室に吹き出される。吹き出されたガソリ
ンは接地電極の先端部４４に衝突して飛散し、一部が気
化する。
【００１２】この燃料噴射と同期して高圧リード線１５
を介して高圧端子機構７２に高電圧が印加され、火花放
電間隔Ｇで火花放電が発生し、点火がなされる。これに
より、まず気筒噴射弁３で噴射された燃料に着火し、こ
れが火種となって吸気ポートから吸引された混合気が着
火・燃焼する。
を介して高圧端子機構７２に高電圧が印加され、火花放
電間隔Ｇで火花放電が発生し、点火がなされる。これに
より、まず気筒噴射弁３で噴射された燃料に着火し、こ
れが火種となって吸気ポートから吸引された混合気が着
火・燃焼する。
【００１３】排気量の小さいエンジン（１気筒あたりの
排気量が５００ｃｃ以下）であれば、２００ジュール
（ガソリンの場合約０．００６ｃｃ）の燃料でアイドリ
ング運転は維持することが可能である。よって、アイド
リング運転は気筒内燃料噴射装置２のみの使用でよい
が、不安定な場合は吸気系燃料噴射装置１を併用しても
よい。負荷運転では、吸気系燃料噴射装置１による噴射
により主な動力を得る。この場合、点火プラグ周りの混
合気が安定燃焼するのに十分な空気と燃料の混合比を得
られるので、排気ガス再循環量をかなり増加でき、ポン
ピングロス低減も達成でき、かつ、希薄燃焼も可能とな
るので、排気浄化、燃費の向上が達成できる。
排気量が５００ｃｃ以下）であれば、２００ジュール
（ガソリンの場合約０．００６ｃｃ）の燃料でアイドリ
ング運転は維持することが可能である。よって、アイド
リング運転は気筒内燃料噴射装置２のみの使用でよい
が、不安定な場合は吸気系燃料噴射装置１を併用しても
よい。負荷運転では、吸気系燃料噴射装置１による噴射
により主な動力を得る。この場合、点火プラグ周りの混
合気が安定燃焼するのに十分な空気と燃料の混合比を得
られるので、排気ガス再循環量をかなり増加でき、ポン
ピングロス低減も達成でき、かつ、希薄燃焼も可能とな
るので、排気浄化、燃費の向上が達成できる。
【図１】気筒内燃料噴射式エンジンの要部断面図であ
る。
る。
【図２】気筒噴射弁を組み込んだ点火プラグの断面図で
ある。
ある。
１ 吸気系燃料噴射装置 ２ 気筒内燃料噴射装置 ３ 気筒噴射弁 ４ 点火プラグ ５ 樹脂ボディ ６ 中心電極 ７ プラグキャップ １１ 吸気ポート噴射弁 １５ 高圧リード線 １６ 燃料パイプ １７ 制御電圧リード線 ３０ 電磁コイル ４２ 絶縁碍子 １００ 気筒内燃料噴射式エンジン
Claims (2)
- 【請求項１】 気筒内の点火プラグの発火部近傍に２０
ジュール以上、２００ジュール以下の発熱量の燃料を噴
射する気筒内燃料噴射装置と、エンジンの吸気ポートに
残余の燃料を噴射する吸気系燃料噴射装置とを組み合わ
せてなり、運転条件に応じて何れか一方または双方の燃
料噴射装置により燃料を供給することを特徴とする燃料
噴射式エンジン。 - 【請求項２】 請求項１において、前記気筒内燃料噴射
装置は点火プラグ内に組み込まれた気筒噴射弁を有する
ことを特徴とする燃料噴射式エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167829A JPH0727033A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 燃料噴射式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167829A JPH0727033A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 燃料噴射式エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727033A true JPH0727033A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15856871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5167829A Pending JPH0727033A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 燃料噴射式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727033A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7077106B2 (en) | 2004-01-19 | 2006-07-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark ignition internal combustion engine |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5167829A patent/JPH0727033A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7077106B2 (en) | 2004-01-19 | 2006-07-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark ignition internal combustion engine |
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