JPH08165968A - 直噴エンジンの燃料噴射弁 - Google Patents
直噴エンジンの燃料噴射弁Info
- Publication number
- JPH08165968A JPH08165968A JP31051294A JP31051294A JPH08165968A JP H08165968 A JPH08165968 A JP H08165968A JP 31051294 A JP31051294 A JP 31051294A JP 31051294 A JP31051294 A JP 31051294A JP H08165968 A JPH08165968 A JP H08165968A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- mixing chamber
- fuel
- valve
- combustion chamber
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 混合室内にエンジン燃焼室の高圧ガスを取り
込み、ここに燃料を注入して、次のサイクルの圧縮行程
時に高圧の混合気をエンジン燃焼室に噴射する燃料噴射
弁の取り込む高圧ガスを所定の圧力とし、安定した混合
気を形成すると共に不必要に大きな駆動力を備えた駆動
手段を必要としない装置を提供することを目的とする。 【構成】 ピストン１０と外開弁１２とをシャフト１３
で連結し、スプリング１６で外開弁１２を開放させる方
向に付勢し、エンジン燃焼室の高圧ガスの圧力がピスト
ン１０をスプリング１６の付勢力に抗して作用すること
により、外開弁１２を閉じる構成とした。
込み、ここに燃料を注入して、次のサイクルの圧縮行程
時に高圧の混合気をエンジン燃焼室に噴射する燃料噴射
弁の取り込む高圧ガスを所定の圧力とし、安定した混合
気を形成すると共に不必要に大きな駆動力を備えた駆動
手段を必要としない装置を提供することを目的とする。 【構成】 ピストン１０と外開弁１２とをシャフト１３
で連結し、スプリング１６で外開弁１２を開放させる方
向に付勢し、エンジン燃焼室の高圧ガスの圧力がピスト
ン１０をスプリング１６の付勢力に抗して作用すること
により、外開弁１２を閉じる構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃焼室内に
燃料と空気が混合された混合気を噴射する為の装置に関
するものである。
燃料と空気が混合された混合気を噴射する為の装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジンの燃焼室内に混合気
を直接噴射する装置がある。例えば、特表平２−５００
９２５号公報に開示される技術は、所定の容積を有する
混合室と、エンジンの燃焼室と混合室間に配置され、開
閉して両者間を連通・遮断する外開弁とを備える。この
技術は、エンジンの圧縮工程の内、燃焼室が高圧となる
時点で油圧駆動回路により外開弁を閉じて圧力を混合室
内に封じ込め、この混合室に所定の燃料を注入した後、
次の圧縮工程の点火前の燃焼室内が低圧の時に外開弁を
開いて高圧の混合気を燃焼室内に送り込むものである。
を直接噴射する装置がある。例えば、特表平２−５００
９２５号公報に開示される技術は、所定の容積を有する
混合室と、エンジンの燃焼室と混合室間に配置され、開
閉して両者間を連通・遮断する外開弁とを備える。この
技術は、エンジンの圧縮工程の内、燃焼室が高圧となる
時点で油圧駆動回路により外開弁を閉じて圧力を混合室
内に封じ込め、この混合室に所定の燃料を注入した後、
次の圧縮工程の点火前の燃焼室内が低圧の時に外開弁を
開いて高圧の混合気を燃焼室内に送り込むものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、エンジンの運
転条件に伴って燃焼圧が変化することがある。上記従来
技術では、一定のタイミングで外開弁を閉じているの
で、圧縮工程での燃焼圧の上昇カーブがずれると、混合
室に蓄えられる圧力も変わってしまう。このため、混合
室内に燃料を注入するとき、燃料の圧力と混合室の圧力
の差圧が変動し、混合気形成が不安定になる。また、混
合室に蓄えられる圧力が一定していないことにより、外
開弁を開くための駆動手段は非常に大きな駆動力を必要
とする。
転条件に伴って燃焼圧が変化することがある。上記従来
技術では、一定のタイミングで外開弁を閉じているの
で、圧縮工程での燃焼圧の上昇カーブがずれると、混合
室に蓄えられる圧力も変わってしまう。このため、混合
室内に燃料を注入するとき、燃料の圧力と混合室の圧力
の差圧が変動し、混合気形成が不安定になる。また、混
合室に蓄えられる圧力が一定していないことにより、外
開弁を開くための駆動手段は非常に大きな駆動力を必要
とする。
【０００４】そこで、本発明においては、混合室内に燃
焼室の高圧ガスを取り込み、ここに燃料を注入して高圧
の混合気を形成して、この高圧を利用して燃焼室内に混
合気を噴射させる直噴エンジンにおいて、混合室内に取
り込む高圧ガスを所定の圧力とすることを課題とする。
焼室の高圧ガスを取り込み、ここに燃料を注入して高圧
の混合気を形成して、この高圧を利用して燃焼室内に混
合気を噴射させる直噴エンジンにおいて、混合室内に取
り込む高圧ガスを所定の圧力とすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、燃料とエンジンの高圧ガスとを混合す
る混合室を内部に形成し、混合室と燃焼室との連通部を
備えたハウジングと、混合室へ燃料を注入する燃料供給
口と、混合室と燃焼室との連通を遮断する連通部に設け
た外開弁と、外開弁とシャフトを介して一体となり、混
合室の容積を増大又は減少させるピストンと、ピストン
を前記混合室の容積の減少方向に付勢するスプリング
と、ピストンを混合室の容積の減少方向に駆動する駆動
手段とからなる直噴エンジンの燃料噴射弁とした。
に、本発明では、燃料とエンジンの高圧ガスとを混合す
る混合室を内部に形成し、混合室と燃焼室との連通部を
備えたハウジングと、混合室へ燃料を注入する燃料供給
口と、混合室と燃焼室との連通を遮断する連通部に設け
た外開弁と、外開弁とシャフトを介して一体となり、混
合室の容積を増大又は減少させるピストンと、ピストン
を前記混合室の容積の減少方向に付勢するスプリング
と、ピストンを混合室の容積の減少方向に駆動する駆動
手段とからなる直噴エンジンの燃料噴射弁とした。
【０００６】好ましくは、混合室が一端を前記ピストン
に固着された円筒膜壁で形成されていること良い。
に固着された円筒膜壁で形成されていること良い。
【０００７】また、円筒膜は蛇腹状で、他端がピストン
の摺動方向のハウジングに固定されていると良い。
の摺動方向のハウジングに固定されていると良い。
【０００８】更に、駆動手段の駆動力によりピストンを
作動させることにより外開弁を開くと共に、高圧ガスと
燃料とを混合した混合ガスを燃焼室に噴射する開弁工程
と、燃焼室内の高圧ガスが混合室に流入し、ピストンへ
の駆動力とスプリングの付勢力に抗してピストンを混合
室の容積を増大させる方向に作用させて外開弁を閉じる
閉弁工程とをエンジンの工程に合わせて行うと良い。
作動させることにより外開弁を開くと共に、高圧ガスと
燃料とを混合した混合ガスを燃焼室に噴射する開弁工程
と、燃焼室内の高圧ガスが混合室に流入し、ピストンへ
の駆動力とスプリングの付勢力に抗してピストンを混合
室の容積を増大させる方向に作用させて外開弁を閉じる
閉弁工程とをエンジンの工程に合わせて行うと良い。
【０００９】
【作用】本発明の直噴エンジンの燃料噴射弁によれば、
エンジンの圧縮工程中、混合室の圧力よりも燃焼室内圧
力が低い時点で駆動手段によりピストンと外開弁を作動
させ、外開弁を開とすると共に混合室内の高圧の混合気
を燃焼室内に噴射させる。その後、エンジンの気筒内を
摺動するピストンが上昇するに伴って、燃焼室と連通す
る混合室の圧力が高まって、ピストンの混合室側で受け
る力は、駆動手段がピストンを作用させる力とピストン
を付勢するスプリングの力に打ち勝って、ピストンを動
かし外開弁を閉とする。よって、混合室内には燃焼室内
にあった所定圧のガスを封入することができる。そし
て、次のエンジンの圧縮行程までに運転条件に応じて必
要とされる燃料が混合室内に注入され、混合室内に高圧
の混合気が得られる。以上を繰り返してエンジンが駆動
される。
エンジンの圧縮工程中、混合室の圧力よりも燃焼室内圧
力が低い時点で駆動手段によりピストンと外開弁を作動
させ、外開弁を開とすると共に混合室内の高圧の混合気
を燃焼室内に噴射させる。その後、エンジンの気筒内を
摺動するピストンが上昇するに伴って、燃焼室と連通す
る混合室の圧力が高まって、ピストンの混合室側で受け
る力は、駆動手段がピストンを作用させる力とピストン
を付勢するスプリングの力に打ち勝って、ピストンを動
かし外開弁を閉とする。よって、混合室内には燃焼室内
にあった所定圧のガスを封入することができる。そし
て、次のエンジンの圧縮行程までに運転条件に応じて必
要とされる燃料が混合室内に注入され、混合室内に高圧
の混合気が得られる。以上を繰り返してエンジンが駆動
される。
【００１０】ここで、ピストンの摺動面を保護するため
に、混合室は一端をピストンに固定された円筒膜壁で形
成することにより、ピストンの摺動に悪影響がない。
に、混合室は一端をピストンに固定された円筒膜壁で形
成することにより、ピストンの摺動に悪影響がない。
【００１１】また、円筒膜壁を蛇腹状にし、他端をピス
トンの摺動方向のハウジングに固定することで、ピスト
ンの摺動時に円筒膜壁の折り畳みが容易となり、混合室
の容積変化をスムーズに行うことができる。
トンの摺動方向のハウジングに固定することで、ピスト
ンの摺動時に円筒膜壁の折り畳みが容易となり、混合室
の容積変化をスムーズに行うことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１３】図１は、本発明の燃料噴射弁を用いた燃料
噴射装置の概要であり、燃料タンク１と、図示しない内
燃機関の燃焼室に接続される燃料噴射弁２と、燃料タン
ク１と燃料噴射弁２との間に燃料ポンプ３および計量弁
４が配置され、燃料噴射弁２と計量弁４とを制御するＥ
ＣＵ５とから構成されている。
噴射装置の概要であり、燃料タンク１と、図示しない内
燃機関の燃焼室に接続される燃料噴射弁２と、燃料タン
ク１と燃料噴射弁２との間に燃料ポンプ３および計量弁
４が配置され、燃料噴射弁２と計量弁４とを制御するＥ
ＣＵ５とから構成されている。
【００１４】この燃料噴射弁２の構造を詳細に説明する
と、燃料噴射弁２のハウジングは円筒形状をしており、
図示しない内燃機関の燃焼室との接続部にノズル部６を
備えると共に、円筒部の上方に仕切部７により円筒内部
を２つに区切っている。２つに区切った上方の室には、
周知のソレノイドが配置され、ＥＣＵ５からコイル８へ
通電することによって可動体９が図示下方へ作動するよ
うになっている。この可動体９は、仕切部７により２つ
に区切られた円筒内部の下方室の内周を摺動するピスト
ン１０とシャフト１１を介して連結されている。また、
ピストン１０は、ノズル部６の先端部の外開弁１２とシ
ャフト１３を介して連結されている。ピストン１０の外
周部には、燃料噴射弁２のハウジングの円筒内壁との間
を液密封止するシール１４が配置されており、ピストン
１０とハウジングの円筒内壁と外開弁１２で囲まれた混
合室１５を形成している。ピストン１０のソレノイド側
（図示上方）の空間には、スプリング１６がピストン１
０を図示下方に付勢するように配置されている。
と、燃料噴射弁２のハウジングは円筒形状をしており、
図示しない内燃機関の燃焼室との接続部にノズル部６を
備えると共に、円筒部の上方に仕切部７により円筒内部
を２つに区切っている。２つに区切った上方の室には、
周知のソレノイドが配置され、ＥＣＵ５からコイル８へ
通電することによって可動体９が図示下方へ作動するよ
うになっている。この可動体９は、仕切部７により２つ
に区切られた円筒内部の下方室の内周を摺動するピスト
ン１０とシャフト１１を介して連結されている。また、
ピストン１０は、ノズル部６の先端部の外開弁１２とシ
ャフト１３を介して連結されている。ピストン１０の外
周部には、燃料噴射弁２のハウジングの円筒内壁との間
を液密封止するシール１４が配置されており、ピストン
１０とハウジングの円筒内壁と外開弁１２で囲まれた混
合室１５を形成している。ピストン１０のソレノイド側
（図示上方）の空間には、スプリング１６がピストン１
０を図示下方に付勢するように配置されている。
【００１５】混合室１５には、燃料噴射口１７があり、
燃料タンク１の燃料が燃料ポンプ３、逆止弁１８、計量
弁４を介して送られた所定量の燃料が混合室内に注入す
るようになっている。
燃料タンク１の燃料が燃料ポンプ３、逆止弁１８、計量
弁４を介して送られた所定量の燃料が混合室内に注入す
るようになっている。
【００１６】なお、逆止弁１９は、計量弁４と燃料ポン
プ３との燃料圧力を一定圧にする為のリリーブバルブで
ある。
プ３との燃料圧力を一定圧にする為のリリーブバルブで
ある。
【００１７】次に、この燃料噴射弁２の作用について図
２、図３を参照しながら説明する。
２、図３を参照しながら説明する。
【００１８】エンジンの燃料噴射弁２が配置される気筒
が圧縮工程の図示しない燃焼室内圧力が低い時点（タイ
ミングθ１）でコイル８をＥＣＵ５によって通電すると
可動体９が図示下方向へ駆動され、可動体９と一体にな
ったシャフト１１、ピストン１０、シャフト１３、外開
弁１２が図示下方に移動する。また、ピストン１０が下
方に移動することにより、外開弁１２が開き、混合室１
５内の混合気が外開弁１２から図示しない燃焼室へ噴射
される。その後、エンジンの気筒内でピストンが上昇す
るに伴い燃焼室の圧力が高まり、混合室１５の圧力より
も高圧になる。
が圧縮工程の図示しない燃焼室内圧力が低い時点（タイ
ミングθ１）でコイル８をＥＣＵ５によって通電すると
可動体９が図示下方向へ駆動され、可動体９と一体にな
ったシャフト１１、ピストン１０、シャフト１３、外開
弁１２が図示下方に移動する。また、ピストン１０が下
方に移動することにより、外開弁１２が開き、混合室１
５内の混合気が外開弁１２から図示しない燃焼室へ噴射
される。その後、エンジンの気筒内でピストンが上昇す
るに伴い燃焼室の圧力が高まり、混合室１５の圧力より
も高圧になる。
【００１９】この燃焼室の高圧ガスは、混合室１５内を
摺動するピストン１０と外開弁１２の端部に作用し、可
動体９の駆動力とスプリング１６の付勢力に抗して可動
体９と一体になったシャフト１１、ピストン１０、シャ
フト１３、外開弁１２が図示上方に移動し、タイミング
θ２で外開弁１２を閉じる。このとき、混合室１５には
高圧ガスが封じ込められる。高圧ガスの圧力により外開
弁１２を閉じることにより、混合室１５に封じ込められ
た高圧ガスの圧力は、常に所定の圧力となる。そして、
コイル８への通電を止める。外開弁１２が閉じた後、例
えば、このエンジンの気筒が膨張工程になると計量弁４
で計量された燃料が燃料供給口１７から混合室１５に注
入され（タイミングθ３）混合気が形成され、次の圧縮
工程における噴射に備える。以上の工程が繰り返され
る。
摺動するピストン１０と外開弁１２の端部に作用し、可
動体９の駆動力とスプリング１６の付勢力に抗して可動
体９と一体になったシャフト１１、ピストン１０、シャ
フト１３、外開弁１２が図示上方に移動し、タイミング
θ２で外開弁１２を閉じる。このとき、混合室１５には
高圧ガスが封じ込められる。高圧ガスの圧力により外開
弁１２を閉じることにより、混合室１５に封じ込められ
た高圧ガスの圧力は、常に所定の圧力となる。そして、
コイル８への通電を止める。外開弁１２が閉じた後、例
えば、このエンジンの気筒が膨張工程になると計量弁４
で計量された燃料が燃料供給口１７から混合室１５に注
入され（タイミングθ３）混合気が形成され、次の圧縮
工程における噴射に備える。以上の工程が繰り返され
る。
【００２０】なお、高圧ガスの圧力により外開弁１２を
閉じるために、ソレノイドの駆動力ｆとスプリング１６
の力Ｆは、次のように設定される。
閉じるために、ソレノイドの駆動力ｆとスプリング１６
の力Ｆは、次のように設定される。
【００２１】
【数１】Ｄ2 π／４×ｐ≧ｆ＋Ｆ Ｄはピストン１０の有効径で、ｐは混合室１５の圧力で
ある。また、このときソレノイドの駆動力ｆは次式にな
るように設定する。
ある。また、このときソレノイドの駆動力ｆは次式にな
るように設定する。
【００２２】
【数２】ｆ≧ｄ2 π／４×（ｐ−Ｐmin ） ここで、ｄは外開弁１２のシール径、ｐは混合室１５の
圧力、Ｐmin は燃焼室の最低圧力である。
圧力、Ｐmin は燃焼室の最低圧力である。
【００２３】また、図４には、ピストン１０の外周部と
燃料噴射弁２のハウジングとの間に蛇腹状の膜を形成
し、混合室１５を形成しているので潤滑特性のないガソ
リン等の燃料が燃料供給口１７から注入されても、混合
気を燃焼室に噴射する際のピストン１０の移動に支障が
なくスムーズな摺動ができる。
燃料噴射弁２のハウジングとの間に蛇腹状の膜を形成
し、混合室１５を形成しているので潤滑特性のないガソ
リン等の燃料が燃料供給口１７から注入されても、混合
気を燃焼室に噴射する際のピストン１０の移動に支障が
なくスムーズな摺動ができる。
【００２４】
【効果】本発明によれば、混合室１５に取り込む燃焼室
の高圧ガスの圧力は略一定となり、高圧ガスと燃料が適
正に混合することができる。
の高圧ガスの圧力は略一定となり、高圧ガスと燃料が適
正に混合することができる。
【００２５】また、混合室１５の圧力が略一定であるこ
とにより、混合気を噴出するために駆動する駆動手段に
必要とされる駆動力が略一定でよいので、不必要に大き
な駆動力を備えた駆動手段を必要としない。
とにより、混合気を噴出するために駆動する駆動手段に
必要とされる駆動力が略一定でよいので、不必要に大き
な駆動力を備えた駆動手段を必要としない。
【図１】本発明の一実施例である直噴エンジン制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】実施例の操作を示すグラフである。
【図３】実施例の操作を示すグラフである。
【図４】本発明の燃料噴射弁の変形例である。
２ 燃料噴射弁 ６ 連通部 ８ コイル（駆動手段） ９ 可動体（駆動手段） １０ ピストン １２ 外開弁 １３ シャフト １５ 混合室 １６ スプリング １７ 燃料供給口
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンの燃焼室に混合気を噴射する燃
料噴射弁であって、燃料とエンジンの高圧ガスとを混合
する混合室を内部に形成し、該混合室と前記燃焼室との
連通部を備えたハウジングと、前記混合室へ燃料を注入
する燃料供給口と、前記混合室と前記燃焼室との連通を
遮断する前記連通部に設けた外開弁と、該外開弁とシャ
フトを介して一体となり、前記混合室の容積を増大又は
減少させるピストンと、前記ピストンを前記混合室の容
積の減少方向に付勢するスプリングと、前記ピストンを
前記混合室の容積の減少方向に駆動する駆動手段とから
なる直噴エンジンの燃料噴射弁。 - 【請求項２】 前記混合室が一端を前記ピストンに固着
された円筒膜壁で形成されていることを特徴とする請求
項１記載の直噴エンジンの燃料噴射弁。 - 【請求項３】 前記円筒膜は蛇腹状で、他端がピストン
の摺動方向のハウジングに固定されていることを特徴と
する請求項２記載の直噴エンジンの燃料噴射弁。 - 【請求項４】 前記駆動手段の駆動力により前記ピスト
ンを作動させることにより前記外開弁を開くと共に、高
圧ガスと燃料とを混合した混合ガスを前記燃焼室に噴射
する開弁工程と、前記燃焼室内の高圧ガスが前記混合室
に流入し、前記ピストンへの駆動力と前記スプリングの
付勢力に抗して前記ピストンを前記混合室の容積を増大
させる方向に作用させて前記外開弁を閉じる閉弁工程と
を特徴とする請求項１から３に記載の直噴エンジンの燃
料噴射弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31051294A JPH08165968A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 直噴エンジンの燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31051294A JPH08165968A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 直噴エンジンの燃料噴射弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165968A true JPH08165968A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18006125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31051294A Pending JPH08165968A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 直噴エンジンの燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08165968A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517119A (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射弁 |
| JP2008509310A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー | 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する装置 |
| JP2009526157A (ja) * | 2006-02-06 | 2009-07-16 | オービタル・オーストラリア・ピーティワイ・リミテッド | 燃料噴射装置 |
| CN108061310A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-22 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种旋流雾化装置及具有其的航空发动机主燃烧室 |
| DE102021211437A1 (de) | 2021-10-11 | 2023-04-13 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gasdosierventil |
-
1994
- 1994-12-14 JP JP31051294A patent/JPH08165968A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517119A (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射弁 |
| JP4763238B2 (ja) * | 2002-02-05 | 2011-08-31 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射弁 |
| JP2008509310A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー | 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する装置 |
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