JPH07500158A - 薄肉円板オリフィス部材を有する傾斜した燃料インジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 薄肉円板オリフィス部材を有する傾斜した燃料インジェクタ 技術分野 本発明は、燃料噴射内燃機関、それも電気操作式燃料インジェクタが、液体燃料 を燃焼空気により機関内へ伴出することにより燃焼可能の混合気を造出し、かつ また、この燃料インジェクタが、薄肉円板オリフィス部材を有する型式のもので あり、この部材を介して噴射燃料が燃料インジェクタから噴射される形式の機関 に関するものである。

発明の背景と要約 従来の技術は、共用譲渡された（ｃｏｍａ＋ｏｎｌｙ　ａｓｓｉｇｎｅｄ）米国 特許４．８５４，０２４．４，９２３，１６９．４．９３４，６５３に説明され ている。米国特許４，９２３．１６９の図８及び図９には、円錐形凹所を有する 薄肉円板オリフィス部材が示されている。凹所に設けられた２つのオリフィスは 、凹所軸線を中心として対称的に配置されている。各オリフィスは、対応する液 体燃料流を噴出する。この燃料インジェクタは、シリンダの２つの並置吸気弁を 有する機関燃焼室シリンダと組合せて使用される。燃料インジェクタの軸線と凹 所の軸線とは、各吸気弁の目標個所間に延びる直線の方向に向けられ、燃料イン ジェクタは、その取付は穴内で周方向に向けられている結果、薄肉円板オリフィ ス部材のオリフィスを通過する各燃料流が、対応吸気弁の対応目標個所に向けら れることになる。

本発明は、薄肉円板オリフィス部材の新しい、独特なオリフィス配置に関するも のである。このオリフィス部材により、機関に燃料インジェクタを取付けるさい の融通性が、著しく改善される。特に、本発明によって、機関に燃料インジェク タを取付けるに当って、米国特許４，９２３．１６９の図８及び図９の薄肉円板 オリフィス部材を有する燃料インジェクタの場合に可能となるような方向に取付 は可能である一方、個々の燃料流を、個々の吸気弁上の個々の所望目標個所に向 けることが可能となる。また、本発明により、機関への燃料インジェクタの組付 は時に、次のような要求を満たす必要がなくなる。すなわち、燃料インジェクタ の軸線が、目標個所間に延びる直線を直角方向に２等分する平面内に位置するよ うにしたり、燃料インジェクタ軸線を、目標個所間に延びる直線に向けるように する必要がなくなる。したがって、本発明によれば、一定の機関に対する燃料イ ンジェクタの組付は装備が著しく容易になる。たとえば、本発明によれば、燃料 インジェクタを包み込む包絡面の高さが低減される。

このことは、自動車の場合、機関室の設計や自動車のスタイリングから見て、重 要である。本発明の原理は、多才リフイスを有する薄肉円板オリフィス部材にの みでなく、単一オリフィスを有する薄肉円板オリフィス部材にも適用できる。以 下で説明される本発明の実施例は、凹所に１個の単一オリフィスを有する薄肉円 板オリフィス部材と、２個の単一オリフィスを有する前記部材である。

本発明のその池の特徴、利点、効果は、以下の説明と請求の範囲の各項に記載に より明らかとなるであろう。各項の記載は、本発明を実施するに当り、現時点で 最良と思われる態様による有利な実施例を示した添付図面を参照して理解すべき である。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理による燃料インジェクタを有する内燃機関の一部の部分断 面図。

図２は、インジェクタの薄肉円板オリフィス部材自体を示す拡大図で、図１の矢 印２の方向で見た図。

図３（ａ）は、図２の３−３線に沿って切断した図。

図３（ｂ）は、燃料インジェクタに組付けた薄肉円板オリフィス部材を示した図 。

図４は、薄肉円板オリフィス部材の別の実施例を、図２の場合と等方向で見た図 。

図５は、図４の部材の側面図。

図６は、図４及び図５に示した薄肉円板オリフィス部材の構成について一定の幾 何学的関係を複合的に示した図。

有利な実施例の説明 図１、図２、図３に示されている本発明の第１実施例には、機関クランク軸（図 １には示されていない）を駆動する往復動ピストン１６を有する燃焼シリンダ１ ４を組合され、内燃機関１２に取付けられた電気操作式燃料インジェクタ１０が 備えられている。吸気通路１８はシリンダ１４に通じており、排気通路１９はシ リンダ１４から出ている。吸気通路１８を通る流れは吸気弁２０により制御され 、シリンダ１４から排気通路１９を通って排出される流れは排気弁２２により制 御される。２つの弁２０．２２は、当業者には周知の形式で適当に時間設定され た関係にて操作される。

燃料インジェクタ１０は、吸気通路１８と組合されて配置され、液体燃料を吸気 内へ噴射し、吸気を伴出し、シリンダの燃焼室内で燃焼可能の混合気を生成する 。この混合気は、最終的には機関サイクルの適時に点火され、高温ガスが発生し 、機関を作動させ、周知の形式で排気通路を介して、排出される。

本発明の特徴は、燃料インジェクタ１０の構造の一定の細部と、機関の一定部分 に対する前記細部の関係とに関するものである。燃料インジェクタ１０は、たと えば、共用譲渡された米国特許４．６１０，０８０に記載ノ燃料インジェクタで あり、ノズル端部に薄肉円板オリフィス部材２４を有している。部材２４は、共 用譲渡された米国特許４，９２３．１６９に図示され、かつ説明されている部材 に類似し、前記特許に明らかにされている形式により製造できる。図３（ａ）に は、部材２４を有する、燃料インジェクタのノズル端部の詳細が示されている。

符号２６は、燃料インジェクタの主縦軸線を示し、部材２４は主縦軸線と同軸的 である。

部材２４には、中央に円錐形凹所２８が設けられ、この凹所がインジェクタから 突出している。凹所の円錐軸線は軸線２６と同軸的である。部材２４は、単一オ リフィス３０を有し、このオリフィス３０を介して液体燃料流がインジェクタか ら噴射される。その場合には、インジェクタに電圧が印加され、ニードル３１が シート３３から持上げられる（図３は電圧が取去られた状態を示す）。オリフィ ス３０は円形であり、凹所に沿って軸方向に実質的に半ばのところに設けられて いる。したがって、部材２４のオリフィス・パターンは非対称的であり、対称的 な米国特許４，９２３，１６９とは異なっている。非対称的な構成により、対称 的なパターンの場合よりも、吸気通路１８と平行になるようにインジェクタを傾 けることができる。機関にインジェクタを装備する目的が、液体燃料流を、一定 個所、たとえば、吸気弁２０の弁棒と弁頭との結合部に向けることであれば、本 発明により、軸線２６を直接に目標個所に向ける必要はなくなる。したがって、 本発明の場合、図１に見られる通り、インジェクタ１０の軸線２６は、ノズル先 端と目標個所との間に延びる直線３５と同軸的にはされず、より吸気通路１８に 近いほうに傾けておくことができる。インジェクタをこのように傾けることは、 ノズル端部と反対側の供給端部３７が、他の場合のように垂直方向には突出しな いことを意味する。したがって、本発明により、機関上のインジェクタを包み込 む包絡面を縮小する効果が得られる。図には明示されていないが、適当な周方向 位置決め手段を用いて、取付は穴３９の軸線に対してインジェクタを適宜に周方 向に位置決めすることにより、燃料流を単一オリフィスから所望目標個所に向け て噴射するようにするのが有利である。

図４〜図６に示した本発明の第２実施例は、間隔をおいて配置された２つの吸気 弁を有するシリンダと共に用いられる。この第２実施例の燃料インジェクタは、 図１のそれと全く等しいものでよいが、薄肉円板オリフィス部材３２が異なって いる。部材３２は、２つの別個のオリフィス３４．３６を有する点が異なる以外 は、部材２４と等しい。各オリフィス３４．３６は、円錐形の凹所２８に、凹所 に沿って軸方向に実質的に半ばのところに設けられた円形の穴である。２つのこ れらのオリフィスは非対称形に配置されている。使用時には、オリフィスの一方 が、直接に特定目標個所、たとえば、シリンダの２つの吸気弁の１つの特定個所 に向けて燃料流を噴射し、これに対し、他方のオリフィスは、他の特定個所、た とえば、他方の吸気弁の特定個所へ直接に燃料を噴射する。２つのオリフィスが 非対称的に設けられていることにより、図１の実施例と類似の形式でインジェク タを傾けることができる。この結果、機関からインジェクタが突出する高さが低 減される。これによって、他の場合には、機関及び又は、燃料インジェクタを取 囲む直接の環境の幾何学的形状のため取付は不可能な機関個所に、インジェクタ の取付けが可能になる。

本発明の２つの実施例により、燃料インジェクタを横方向に傾けることも可能で あり、その結果、機関に対してインジェクタが多くの方位を取ることが可能にな り、燃料を所望の個所へ向けて噴射できることになった。こうしたインジェクタ の方位は、鉛直軸線を中心とする傾斜も、水平軸線を中心とする傾斜も含まれ、 更に双方を組合せた傾斜も含まれている。

図６は、凹所の２つのオリフィス３４．３６を所望目標個所へ向けて位置決めす るさいの、幾何学的な関係を示したものである。角度Ａ、Ｂは図４と図５に示さ れ、角度Ａは凹所角度と呼び、角度Ｂは大角度と呼ぶ。分散角度は、オリフィス ３４．３６から噴射される燃料流間の角度をインジェクタのノズル先端のところ で計測した角度である。傾斜角度はインジェクタ軸線と、ノズル先端から吸気弁 へ延びる直線との間の角度である。角度Ａ、Ｂが分かれば、分散角度と傾斜角度 を算出でき、またその逆も可能である。

本発明の有利な実施例を図示し、説明したが、本発明の原理は添付請求の範囲の 枠内の他の実施例にも適用できる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．１つ以上の目標個所を有する内燃機関であって、これら目標個所のそれぞれ に対して、電気操作式の燃料インジェクタ（１０）が、薄肉円板オリフィス部材 （２４，３２）のオリフィス手段を介して対応液体燃料流を向け、これらオリフ ィス部材（２４，３２）を介して燃料が燃料インジェクタから噴射され、前記オ リフィス手段が円錐形凹所（２８）に設けられており、この凹所が前記薄肉円板 オリフィス部材の中央に位置し、かつ燃料インジェクタから突出している形式の ものにおいて、その改良形式が、凹所（２８）の先端から前記目標個所へ延びる 直線（３５）と平行でない凹所軸線（２６）を有し、前記オリフィス手段が１つ 以上の別個のオリフィス（３０；３４，３６）から成るオリフィス・パターンを 有し、かつまた、このパターンが前記凹所の軸線に関して非対称的であることを 特徴とする、内燃機関の改良形式。
2. ２．前記オリフィス・パターンが単一オリフィス（３０）を有することを特徴と する、請求項１記載の改良形式。
3. ３．前記単一オリフィスが、前記凹所に沿って軸方向に実質的に半ばの位置に傾 けられていることを特徴とする、請求項２記載の改良形式。
4. ４．前記オリフィス・パターンが２つの単一オリフィス（３４，３６）を有する ことを特徴とする、請求項１記載の改良形式。
5. ５．前記２つの単一オリフィスが前記凹所に沿って軸方向に実質的に半ばのとこ ろに設けられていることを特徴とする、請求項４記載の改良形式。
6. ６．内燃機関の燃焼空気内へ液体燃料を噴射する電気操作式燃料インジェクタ（ １０）であって、このインジェクタがオリフィス手段を有する薄肉円板オリフィ ス部材（２４，３２）を有し、前記オリフィス手段を介して燃料が燃料インジェ クタから噴射され、前記オリフィス手段が円錐形凹所（２８）に設けられており 、この凹所が前記薄肉円板オリフィス部材の中央に設けられ、燃料インジェクタ から突出している形式のものにおいて、その改良形式が、１つ以上の別個のオリ フィス（３０；３４，３６）から成るオリフィス・パターンを有する前記オリフ ィス手段を有し、かつまた、前記オリフィス・パターンが前記円錐形凹所の軸線 に関して非対称的であり、その結果、燃料インジェクタから噴射される燃料パタ ーンも、前記円錐形凹所の軸線に関して非対称的であることを特徴とする、燃料 インジェクタの改良形式。
7. ７．前記オリフィス・パターンが単一オリフィス（３０）を有することを特徴と する、請求項６記載の改良形式。
8. ８．前記単一オリフィスが、前記凹所に沿って軸方向に実質的に半ばのところに 設けられていることを特徴とする、請求項７記載の改良形式。
9. ９．前記オリフィス・パターンが２つの単一オリフィス（３４，３６）を有する ことを特徴とする、請求項６記載の改良形式。
10. １０．前記２つの単一オリフィスが、前記凹所に沿って軸方向に実質的に半ばの ところに設けられていることを特徴とする、請求項９記載の改良形式。