JPH07332203A - 自動車エンジン燃料供給系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】低負荷運転状態で、弁９を閉じるとパイプ８に
気流が流れ、燃料噴射弁７の横に接続されたパイプ８の
出口からの噴流によって、燃料噴射弁７から噴射された
ふたまたの燃料噴霧の一方を曲げて、もう一方と同じ方
向に変え、燃料を集めることによってシリンダ２の片側
のみの燃料濃度を高くなるようにする。 【効果】吸気管に気流を噴出でき、かつ空気噴出量を制
御できるパイプを設け、パイプからの噴流によって、燃
料噴射弁から噴射される燃料の運動方向を変えることが
できる。パイプの噴流によってふたまたに噴射される燃
料噴霧をシリンダ片側に集めることによって、混合気の
確実な着火と排気ガスクリーン化，低燃費を達成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射弁を有する自
動車エンジンにおいて、混合気の確実な燃焼と低燃費、
排気ガスクリーン化を図る自動車エンジン燃料供給系に
係り、特に、吸気管から分岐したパイプから噴射する噴
流により、自動車エンジンの高負荷，低負荷運転の違い
によることなく、シリンダ内に適正に燃料噴霧と空気噴
流を供給し、高効率の燃焼に適した混合気を得るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンの燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料は、吸気管を流れる気流にのってシリンダ内に
供給される。燃料噴射弁から噴射される燃料は図７（後
記）に示すようにバルブを狙って噴射されている。エン
ジン低速回転でシリンダ内に供給される燃料は、気流に
影響されず、噴霧は狙った所に直線でむかう。しかし、
高速回転の状態では、高速の気流に押され、噴霧は曲線
を描き吸気管の壁面に付着してシリンダ内に燃料が供給
されにくいという問題がある。

【０００３】現在、低燃費，排気ガスクリーン化を図っ
たリーンバーンエンジンの開発が急務になっている。燃
料を薄くすると燃費は良くなるが希薄で燃えにくくな
り、走行に必要な出力を得ることができない。少ない燃
料でよく燃やすための手段として、点火プラグの廻りに
燃料を集めたリッチの部分と、希薄のリーンの部分を造
りだす層状吸気がある。これらの挙動が容易に実施でき
なかった理由は、自動車エンジンには広範囲な出力が要
求されるためである。すなわち、低出力時にはリーンバ
ーンによる燃費低減を行うことが望ましいが、高出力が
要求された場合には理論混合比の空燃比の一様な混合気
を造り、多量の燃料を燃焼させる必要がある。

【０００４】層状吸気を実現する従来例として、二つの
吸気弁における吸気ポートの各々に対して燃料吸気弁を
設け、そのうち一方の燃料吸気弁からの燃料噴射量を、
燃料噴射後における空燃比がリーンに、他方の燃料吸気
弁からの燃料噴射量を、燃料噴射後における空燃比がリ
ッチになるように設定するという発明がされている（特
願平3−204334 号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の発明では、燃料
吸気弁を二つ使うことにより燃料濃度の高いリッチと、
燃料濃度の低いリーンを造る層状吸気を行うが、この方
法では燃料吸気弁を二つ使うため、エンジンの製造費が
高くなる。本発明では、燃料吸気弁を増設することな
く、従来の自動車エンジン吸気管部にパイプを設けるこ
とにより、リッチとリーンを造る層状吸気を行うことが
可能である。

【０００６】また、エンジン低速回転でシリンダ内に供
給されていた燃料が、高速回転になることで高速の気流
に飛ばされ、噴霧は曲線を描き吸気管の壁面に付着して
シリンダ内に燃料が供給されにくい状態になるが、本発
明では、自動車エンジン吸気管部に設けたパイプからの
噴流でコアンダ効果を発生させ、この噴流の中に燃料噴
霧することにより、低速回転，高速回転によることなく
確実に燃料供給することが可能である。

【０００７】本発明の目的は、自動車エンジン燃料供給
の構成に関して、吸気管に設けたパイプと、分岐点の下
流側に設けた弁を開閉することにより空気噴出量を制御
して、低負荷時にリッチとリーンを造る層状吸気を行う
構造を提供することにある。さらに、同じ原理を用い吸
気管壁面に燃料が付着するのを防ぎ、混合気の確実な燃
焼と低燃費、排気ガスクリーン化を行うことができる、
自動車エンジン燃料供給系を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明では、吸気管から分岐させたパイプを、吸気管
の気筒前部に接続し、パイプの分岐点の下流側に弁を設
けている。気筒直前に接続されたパイプは、空気噴流が
燃料噴霧と交差しその噴流が吸気弁の方向を向くように
設定する。

【０００９】また、燃料吸気弁を下向きに取付け、高速
回転時に気流に曲げられて吸気弁に当たるようにしてお
き、低速回転時にパイプからの噴流がコアンダ効果を発
生する角度を持って流入するように設定する。

【００１０】

【作用】自動車エンジン吸気管のパイプ分岐点下流側に
設けた弁は、高負荷時は全開にしておく。この時、パイ
プには気流は流れずエンジンは通常の機能を果たす。低
負荷時、すなわち、リーンバーン運転では、弁を閉じパ
イプから強い噴流を生じさせる。燃料噴射弁からふたま
たに噴射された燃料の一方に横からパイプの噴流を当
て、狙った吸気弁でなく反対側の吸気弁に、すなわち、
もう一方の燃料と同じ方向に燃料噴射の方向を変える。
方向を変えられた燃料はシリンダ片側のみに集まり燃料
濃度の高いリッチと燃料濃度の低いリーンを造りだす。

【００１１】他に、燃料吸気弁の上流上側にパイプの出
口を接続する。高速回転，弁全開時に、燃料吸気弁から
噴射された燃料が気流に曲げられ、吸気弁に当たるよう
に燃料吸気弁を従来より下向きに設定しておく。低速回
転になると、弁を閉じパイプから噴流を生じさせるが、
この噴流がコアンダ効果を生じるような角度でパイプを
取り付けておく。燃料吸気弁から噴射された燃料は、従
来より下向きに設定されているが、低速回転の状態に関
わらず、パイプ噴流にコアンダ効果が生じることによっ
て、噴流に導かれ吸気管下面に付着することなくシリン
ダ内に供給される。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を、図１ないし図６を用いて
説明する。図３は一般的な自動車エンジンの断面図であ
る。内部にピストン１を有する気筒２上部に吸気管３及
び排気管４が設けてある。気筒２と吸気管３，排気管４
の境界にはそれぞれ吸気弁５，排気弁６が設けてある。
これらの弁は、ピストン１に接続されたクランク軸と連
動して開閉を行う。吸気弁上流には、負荷によって燃料
噴射量の変化する燃料噴射弁７が設けられている。

【００１３】次に動作について説明する。図１は、本発
明の効果が要求される低負荷運転，リーンバーンの状態
を示したものである。図３と違うところは、吸気管上部
で分岐したパイプ８が燃料噴射弁７の横に接続され、パ
イプ分岐点下流に弁９が設けられている所である。吸気
管３の上流から流れる気流は弁９によって遮られ、パイ
プに流れ込む。そして、燃料噴射弁７の横の出口から高
速の噴流となって噴射される。燃料噴射弁７から噴射さ
れたふたまたの燃料噴霧の一方は、パイプからの噴流に
よって大きく曲げられる。パイプの噴流は吸気弁５の片
側を狙っており、噴流によってふたまたの燃料噴霧は一
本になり、シリンダ２の片側のみに供給される。シリン
ダ２のもう片側には、空気のみが供給されることにな
り、これによって、片側のシリンダ内部の燃料分布はリ
ッチ、もう片側のシリンダ内部の燃料分布はリーンとな
り、低燃費で確実な着火燃焼と排気ガスクリーン化を達
成することができる。次に、機関に全出力が要求された
ときの状態を図２に示す。高負荷運転では弁９は開いて
おり、吸気管３の上流から流れる気流は直接シリンダ２
に流入する。この時、弁９の前後で大きな圧力損失は発
生せず、パイプ８には流れがほとんど生じない。このた
め、本発明の影響で最高出力が低下することはない。燃
料噴射弁７から噴射されたふたまたの燃料噴霧は、シリ
ンダ２の左右に均等に供給される。このように、低負荷
のリーンバーンを行うための構造が、高負荷運転を阻害
することはない。

【００１４】本発明の他の実施例を図４，図５に示す。
この実施例の特徴として、高速回転，低速回転による気
流速度の変化によって燃料噴霧が吸気管壁面に付着する
のを防ぎ、常に安定した燃料噴霧を供給するところにあ
る。図１の実施例と違うところは、パイプの出口が燃料
噴射弁の横でなく上部上流に、コアンダ効果が生じるよ
うに付いていることである。図５は高負荷の状態であ
る。弁９は開いており、吸気管３の上流から流れる気流
は直接シリンダ２に流入している。パイプ８には流れが
ほとんど生じていない。高速回転では気流の速度が速い
ため、燃料噴射弁７から噴射された燃料噴霧は曲げられ
る。その曲げを考慮して、予め燃料噴射弁７を下向きに
取り付けてある。図４は低負荷の状態である。低速回転
では吸気管３を流れる気流の速度が落ちる。燃料噴射弁
７を下向きに取り付けてあるため、このままでは吸気管
３の下壁面に燃料が付着する。そこで弁９を閉じること
によってパイプ８に流速の速い噴流を生じさせる。パイ
プ８の出口から噴出した噴流は、コアンダ効果によって
壁面に沿う流れとなり、この流れが燃料噴霧を曲げて吸
気管３の下壁面に当たるのを防ぎ、シリンダ２に燃料噴
霧を流入させる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、吸気管に気流を噴出で
き、かつ空気噴出量を制御できるパイプを設け、パイプ
からの噴流によって、燃料噴射弁から噴射される燃料の
運動方向を変えることができる。

【００１６】パイプの噴流によってふたまたに噴射され
る燃料噴霧をシリンダ片側に集めることによって、混合
気の確実な着火と排気ガスクリーン化，低燃費を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】層状吸気，低負荷状態を示す平面図。

【図２】層状吸気，高負荷状態を示す平面図。

【図３】従来の自動車エンジンの断面図。

【図４】コアンダ効果，低速回転状態を示す断面図。

【図５】コアンダ効果，高速回転状態を示す断面図。

【図６】従来技術を示す断面図。

【図７】従来の燃料噴射弁の方向を示す断面図。

【符号の説明】

１…ピストン、２…気筒、３…吸気管、４…排気管、５
…吸気弁、６…排気弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射弁を有する自動車エンジンにおい
   て、吸気管に気流を噴出できるパイプを設け、前記パイ
   プの一端を前記吸気管に開口し、前記パイプからの空気
   の噴出量の制御により、前記燃料噴射弁から噴射される
   燃料の運動方向を変えられる構造を有することを特徴と
   する自動車エンジン燃料供給系。
2. 【請求項２】請求項１において、前記パイプの他の一端
   が前記吸気管から分岐してあり、その分岐点の下流側に
   弁を設け、前記弁の開閉により前記パイプからの空気流
   出量を制御する自動車エンジン燃料供給系。
3. 【請求項３】請求項１において、前記自動車エンジンが
   吸気二弁であり、前記燃料噴射弁がふたまたに分岐して
   噴霧を発生させるもので、前記パイプからの空気噴流が
   一方の噴霧と交差し、その空気噴流が一方の吸気弁の方
   向を向いてあり、エンジン低負荷時に空気を噴出するよ
   うに制御する自動車エンジン燃料供給系。
4. 【請求項４】請求項１において、前記燃料噴射弁の上流
   側に前記パイプを開口させ、前記パイプからの噴流をコ
   アンダ効果により壁にそった流れとし、この流れの中に
   燃料を噴霧する構造を有する自動車エンジン燃料供給
   系。