JPH08177684A - Fuel injection valve and internal combustion engine device provided with this fuel injection valve - Google Patents
Fuel injection valve and internal combustion engine device provided with this fuel injection valveInfo
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- JPH08177684A JPH08177684A JP6323103A JP32310394A JPH08177684A JP H08177684 A JPH08177684 A JP H08177684A JP 6323103 A JP6323103 A JP 6323103A JP 32310394 A JP32310394 A JP 32310394A JP H08177684 A JPH08177684 A JP H08177684A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、4サイクルエンジンの
シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁、及びこの
燃料噴射弁を備えている内燃機関装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder of a 4-cycle engine, and an internal combustion engine device equipped with this fuel injection valve.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、筒内に燃料を直接噴射する内燃機
関としては、例えば、特開昭60−30420号公報に
記載されているものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as an internal combustion engine for directly injecting fuel into a cylinder, there is, for example, one described in JP-A-60-30420.
【0003】この内燃機関は、燃料噴射方向が点火プラ
グの方向に向けられた燃料噴射弁と、この燃料噴射弁か
ら噴射される燃料を干渉するよう空気を噴射する空気噴
射弁とを備えているものである。この技術では、低負荷
時、つまり燃料噴射量が少ないときには、燃料噴射弁か
ら点火プラグに向かって燃料を噴射すると共に、この燃
料中に空気噴射弁から空気を噴射し、点火プラグ周辺に
集中的に燃料を供給することで、稀薄燃焼の実現及びポ
ンピングロス低減を図っている。This internal combustion engine is equipped with a fuel injection valve whose fuel injection direction is directed toward the spark plug, and an air injection valve which injects air so as to interfere with the fuel injected from this fuel injection valve. It is a thing. In this technology, when the load is low, that is, when the fuel injection amount is small, fuel is injected from the fuel injection valve toward the ignition plug, and air is injected into the fuel from the air injection valve to concentrate the fuel around the ignition plug. The fuel is supplied to the fuel tank to achieve lean combustion and reduce pumping loss.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、別途、空気噴射弁が必要となり製造
コストが嵩んでしまうという問題点がある。また、近
年、公害対策として、未燃炭化水素の排出をできる限り
低くすることが望まれている。However, such a conventional technique has a problem that an additional air injection valve is required and the manufacturing cost increases. Further, in recent years, it has been desired to reduce the emission of unburned hydrocarbons as low as possible as a measure against pollution.
【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してさなれたもので、製造コストの増加をできる限り抑
え、且つ未燃炭化水素の排出をできる限り低く抑えつつ
広い運転範囲にわたって安定燃焼を実現することができ
る燃料噴射弁、及びこれを備えた内燃機関装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made by paying attention to such conventional problems, and it is possible to suppress an increase in manufacturing cost as much as possible and to suppress unburned hydrocarbon emission as low as possible and to cover a wide operating range. An object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of realizing stable combustion and an internal combustion engine device including the fuel injection valve.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の燃料噴射弁は、一方の端部が燃料入口となっており他
方の端部が燃料噴出口となっている燃料通路、及び該燃
料通路の途中に形成されている弁体移動空間が、内部に
設けられている弁ケーシングと、前記弁ケーシング内の
前記弁体移動空間内において移動可能に配置されている
弁体と、前記弁体移動空間内における前記弁体の位置を
調節する弁体位置調節手段と、を備え、前記弁ケーシン
グに形成されている前記燃料通路として、ここを通ると
噴霧される燃料の広がり角度が予め定めた特定角度にな
る狭角噴霧用通路と、ここを通ると噴霧される燃料の広
がり角度が該特定角度よりも大きくなる広角噴霧用通路
とを有し、前記弁体が、前記狭角噴霧用通路で前記燃料
が流れ且つ前記広角噴霧用通路で該燃料が流れない狭角
噴霧位置と、該広角噴霧用燃料通路で該燃料が流れる広
角噴霧位置と、該狭角噴霧用燃料通路においても該広角
噴霧用燃料通路でも該燃料が流れない弁閉位置との間に
おいて移動可能に、前記弁ケーシングの弁体移動空間は
形成され、前記弁体位置調節手段は、前記狭角噴霧位置
と前記広角噴霧位置と前記弁閉位置との間で、前記弁体
を移動させることができることを特徴とするものであ
る。A fuel injection valve for achieving the above object includes a fuel passage having one end serving as a fuel inlet and the other end serving as a fuel injection port, and the fuel passage. A valve body moving space formed in the middle of the passage, a valve casing provided inside, a valve body movably arranged in the valve body moving space in the valve casing, and the valve body A valve body position adjusting means for adjusting the position of the valve body in the moving space, and as the fuel passage formed in the valve casing, the spread angle of the fuel sprayed therethrough is predetermined. The valve body has a narrow-angle spray passage having a specific angle and a wide-angle spray passage through which the spread angle of fuel sprayed is larger than the specific angle, and the valve body has the narrow-angle spray passage. The fuel flows and the The narrow-angle spray position where the fuel does not flow in the spray passage, the wide-angle spray position in which the fuel flows in the wide-angle spray fuel passage, and the fuel in the narrow-angle spray fuel passage and the wide-angle spray fuel passage A valve body moving space of the valve casing is formed so as to be movable between a valve closing position where no flow occurs, and the valve body position adjusting means includes a narrow angle spraying position, a wide angle spraying position, and a valve closing position. The valve body can be moved between them.
【0007】ここで、前記燃料噴射弁は、前記燃料通路
として、前記燃料入口から前記燃料を前記弁体移動空間
内に導く空間入口側通路と、該弁体移動空間内の前記燃
料を前記燃料出口に導く空間出口側通路とを有し、前記
空間出口側通路は、一定の方向を向いてる仮想の軸(以
下、噴射中心軸とする。)を中心として円筒状に形成さ
れ、前記空間入口側通路は、前記弁体移動空間に至る直
前で二つに分かれ、二つにに分かれた通路のうち、一方
の通路は、そこから前記弁体移動空間に流れ込んだ燃料
が前記噴射中心軸を中心として旋回するよう形成され、
他方の通路は、そこから該弁体移動空間に流れ込んだ燃
料が該一方の通路から流れ込んで該弁体移動空間内で旋
回している燃料の旋回力を弱めるよう形成され、前記一
方の通路が前記広角噴霧用通路を成し、前記他方の通路
が前記狭角噴霧用通路を成していることを特徴とするも
のであってもよい。Here, the fuel injection valve has a space inlet side passage for guiding the fuel from the fuel inlet into the valve body moving space as the fuel passage, and the fuel in the valve body moving space for the fuel. A space outlet side passage leading to an outlet, and the space outlet side passage is formed in a cylindrical shape around an imaginary axis (hereinafter, referred to as an injection center axis) that is oriented in a certain direction, and the space inlet. The side passage is divided into two immediately before reaching the valve body moving space, and one passage of the two divided passages has the fuel flowing from the passage into the valve body moving space from the injection center axis. It is formed to rotate as a center,
The other passage is formed so that fuel flowing from the passage into the valve body moving space flows from the one passage to weaken the swirling force of the fuel swirling in the valve body moving space. The wide-angle spray passage may be formed, and the other passage may be the narrow-angle spray passage.
【0008】また、前記燃料噴射弁は、前記燃料通路と
して、前記燃料入口から前記燃料を前記弁体移動空間内
に導く空間入口側通路と、該弁体移動空間内の前記燃料
を前記燃料出口に導く空間出口側通路とを有し、前記空
間出口側通路は、複数形成され、それぞれの端が前記燃
料出口を形成し、複数の該空間出口側通路のうち、いく
つかの一群の空間出口側通路は、一定の方向を向いてい
る仮想の軸(以下、噴射中心軸とする。)に対して予め
定めた特定角度を成す方向に伸び、残りの他の群の空間
出口側通路は、該噴射中心軸に対して該特定角度よりも
大きい角度を成す方向に伸び、前記一群の空間出口側通
路は、前記狭角噴霧用通路を成し、前記他の群の出口側
通路は、前記広角噴霧用通路を成していることを特徴と
するものであってもよい。Further, the fuel injection valve has a space inlet-side passage for guiding the fuel from the fuel inlet into the valve body moving space as the fuel passage, and the fuel in the valve body moving space for the fuel outlet. A plurality of space outlet side passages, each of which forms the fuel outlet, and a plurality of the space outlet side passages of the plurality of space outlet side passages are formed. The side passage extends in a direction that forms a predetermined specific angle with respect to an imaginary axis (hereinafter, referred to as an injection center axis) that faces a certain direction, and the remaining space outlet side passages of the other groups are: The group of space outlet-side passages forms the narrow-angle spray passage, and the group of outlet-side passages extends in a direction that forms an angle larger than the specific angle with respect to the injection center axis. It is characterized by forming a wide-angle spray passage. Good.
【0009】また、前記目的を達成するための内燃機関
装置は、シリンダ、該シリンダの内部で往復移動するピ
ストン、及び該シリンダの内部で火花を散らす点火プラ
グを有する4サイクルエンジンと、前記燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から燃料が噴射される時期を調節する噴
射時期調節手段と、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴
射量を求める燃料噴射量演算手段と、前記燃料噴射量演
算手段が求めた前記燃料噴射量が予め定めた値になった
か否かに応じて、前記燃料噴射時期調節手段に対して前
記燃料噴射弁から燃料を噴射する時期を変えるよう指示
すると共に、前記燃料噴射弁の前記弁体位置調節手段に
対して前記弁体の位置を変えるよう指示する制御手段
と、を備え、前記燃料噴射弁は、前記シリンダの内部に
燃料を直接噴射でき、且つ前記弁体が前記広角噴霧位置
に位置している際に噴射される燃料が前記点火プラグの
端子の方向へ向かうよう、該シリンダに設けられている
ことを特徴とするものである。An internal combustion engine device for achieving the above object is a four-cycle engine having a cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, and an ignition plug that scatters sparks inside the cylinder, and the fuel injection. Valve and
Injection timing adjusting means for adjusting the timing at which fuel is injected from the fuel injection valve, fuel injection amount calculating means for obtaining the fuel injection amount injected from the fuel injection valve, and the fuel obtained by the fuel injection amount calculating means The fuel injection timing adjusting means is instructed to change the timing of injecting fuel from the fuel injection valve according to whether or not the injection amount reaches a predetermined value, and the valve body of the fuel injection valve is also instructed. Control means for instructing the position adjusting means to change the position of the valve element, the fuel injection valve is capable of directly injecting fuel into the cylinder, and the valve element is in the wide-angle spray position. The fuel is injected into the cylinder so that it is directed toward the terminals of the spark plug when the cylinder is in the position.
【0010】ここで、前記内燃機関装置の前記4サイク
ルエンジンは、前記ピストンが往復移動して、吸気工
程、圧縮工程、膨張工程、排気工程を繰り返す過程にお
いて、該圧縮工程における圧縮ストロークよりも該膨張
工程における膨張ストロークの方を大きくするミラーサ
イクル実行手段を有しているものであってもよい。In the four-cycle engine of the internal combustion engine device, in the process in which the piston reciprocates and repeats the intake process, compression process, expansion process, and exhaust process, the compression stroke in the compression process is more than that in the compression stroke. It may have a mirror cycle executing means for increasing the expansion stroke in the expansion step.
【0011】[0011]
【作用】燃料の噴射時期や燃料の広がり噴霧角度は、エ
ンジンから排気される炭化水素濃度一定の関係がある。
また、触媒の転換効率と排気ガス中の炭化水素濃度とに
も、一定の関係がある。そこで、これらの関係を予めを
調べておき、本発明の燃料噴射弁を用いて、燃料の噴射
時期や燃料の広がり噴霧角度を制御するれば、排気ガス
中の有害物質を効率良く除去することができる。The fuel injection timing and the fuel spray angle are related to the concentration of hydrocarbons discharged from the engine.
Further, there is a certain relationship between the conversion efficiency of the catalyst and the hydrocarbon concentration in the exhaust gas. Therefore, if these relationships are investigated in advance and the fuel injection valve of the present invention is used to control the fuel injection timing and the fuel spray angle, the harmful substances in the exhaust gas can be efficiently removed. You can
【0012】また、本発明では、筒内噴射を実行してい
る。このため、燃料が吸気管の内面や吸気バルブの上面
に付着するのを回避できるので、シリンダ室内に目的の
時期に目的の燃料量を確実に供給できる。さらに、燃料
が吸気管の内面や吸気バルブの上面に付着するのを回避
していることで、燃料の蒸発率を上げるために圧縮温度
を高める必要が無くなる結果、充填空気量を高めエンジ
ン出力を向上させることができると共に、耐ノック性を
向上させることもできる。Further, in the present invention, in-cylinder injection is executed. Therefore, it is possible to prevent the fuel from adhering to the inner surface of the intake pipe or the upper surface of the intake valve, so that it is possible to reliably supply the target fuel amount into the cylinder chamber at the target time. Furthermore, by avoiding the fuel from adhering to the inner surface of the intake pipe or the upper surface of the intake valve, it is not necessary to increase the compression temperature in order to increase the evaporation rate of the fuel, resulting in a higher filling air amount and a higher engine output. Not only can it be improved, but also knock resistance can be improved.
【0013】また、部分負荷時には、燃料の広がり噴霧
角度を広くして、燃料噴射弁からの燃料が点火プラグの
端子の方向に向かせて、この端子近傍に良好な混合気を
形成し、高負荷時には、燃料の広がり角度を狭くすると
共に燃料噴射時期を早めて空気との混合を促進してるの
で、従来技術のように、別途燃料噴射弁を設けなくと
も、広い運転範囲に渡って安定燃焼を図ることができ
る。Further, at the time of partial load, the spray angle of the fuel is widened so that the fuel from the fuel injection valve is directed toward the terminal of the spark plug to form a good air-fuel mixture near this terminal, At the time of load, since the spread angle of fuel is narrowed and the fuel injection timing is advanced to promote mixing with air, stable combustion can be achieved over a wide operating range without providing a separate fuel injection valve as in the prior art. Can be achieved.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について、図
面を用いて説明する。先ず、本発明に係る内燃機関装置
について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an internal combustion engine device according to the present invention will be described.
【0015】図1は、本実施例の内燃機関(エンジン)
及びエンジン回りの構成例を示している。本実施例のエ
ンジンは、4気筒ミラーサイクル式ガソリンエンジン1
0である。エンジン10のシリンダヘッドには、吸気ポ
ート13及び排気ポート14が形成され、それぞれに吸
気管20、排気管30が接続されている。シリンダヘッ
ドには、さらに、燃料噴射弁80及び点火プラグ40が
設けられている。吸気ポート13には、吸気バルブ15
が設けられ、排気ポート14には、排気バルブ16が設
けられている。吸気管20には、ここの中を通る空気の
流量を調節するためのスロットルバルブ21が設けられ
ている。一方、排気管30には、ここの中を通る排気ガ
スから有害成分を除去するための触媒コンバータ31が
設けられている。シリンダ17の外周には、冷却水が入
るウォータジャケット18が設けられている。このウォ
ータジャケット18は、ラジエータ(図示されていな
い。)との間で冷却水が循環するよう、ラジエータとパ
イプで接続されている。FIG. 1 shows an internal combustion engine (engine) of this embodiment.
Also, a configuration example around the engine is shown. The engine of this embodiment is a 4-cylinder mirror cycle gasoline engine 1
0. An intake port 13 and an exhaust port 14 are formed in the cylinder head of the engine 10, and an intake pipe 20 and an exhaust pipe 30 are connected to each. A fuel injection valve 80 and a spark plug 40 are further provided on the cylinder head. An intake valve 15 is provided at the intake port 13.
The exhaust port 14 is provided with an exhaust valve 16. The intake pipe 20 is provided with a throttle valve 21 for adjusting the flow rate of air passing therethrough. On the other hand, the exhaust pipe 30 is provided with a catalytic converter 31 for removing harmful components from the exhaust gas passing through the exhaust pipe 30. A water jacket 18 is provided on the outer periphery of the cylinder 17 for containing cooling water. The water jacket 18 is connected to a radiator (not shown) by a pipe so that cooling water circulates between the radiator and the radiator (not shown).
【0016】吸気バルブ15及び排気バルブ16には、
吸排気バルブ駆動機構50が接続されている。また、各
気筒の燃料噴射弁80には、各気筒ごとに供給する燃料
の流量及び供給時期を調整するための燃料分配器(噴射
時期調節手段)60が接続されている。スロットルバル
ブ21は、アクセルペダル23の操作量に連動して動作
するよう、ワイヤ22でアクセルペダル23と連結され
ている。点火プラグ40には、点火プラグ駆動回路41
が接続されている。吸排気バルブ駆動機構50、燃料分
配器60、燃料噴射弁80、及び点火プラグ駆動回路4
1には、これらに対して制御信号を出力する制御ユニッ
ト(ECU)90が接続されている。The intake valve 15 and the exhaust valve 16 include
An intake / exhaust valve drive mechanism 50 is connected. Further, a fuel distributor (injection timing adjusting means) 60 for adjusting the flow rate and the supply timing of the fuel supplied to each cylinder is connected to the fuel injection valve 80 of each cylinder. The throttle valve 21 is connected to the accelerator pedal 23 by a wire 22 so as to operate in association with the operation amount of the accelerator pedal 23. The spark plug 40 includes a spark plug drive circuit 41.
Is connected. Intake / exhaust valve drive mechanism 50, fuel distributor 60, fuel injection valve 80, and spark plug drive circuit 4
A control unit (ECU) 90 that outputs a control signal to these is connected to 1.
【0017】吸気管20には、ここを通る空気の質量流
量Aを検出する空気流量計91が設けられている。一
方、排気管30には、ここを通る排気ガスTgの温度を
検出する排気ガス温度計94が設けられている。また、
ウォータジャケット18には、冷却水Twの温度を検出
する冷却水温計93が設けられている。スロットルバル
ブ21には、その開度を検出するスロットル開度計92
が設けられている。エンジン10のクランクシャフト
(図示されていない。)には、この回転数(エンジン回
転数)を検出するエンジン回転数計95が設けられてい
る。The intake pipe 20 is provided with an air flow meter 91 for detecting a mass flow rate A of air passing therethrough. On the other hand, the exhaust pipe 30 is provided with an exhaust gas thermometer 94 for detecting the temperature of the exhaust gas Tg passing therethrough. Also,
The water jacket 18 is provided with a cooling water thermometer 93 that detects the temperature of the cooling water Tw. The throttle valve 21 has a throttle opening meter 92 for detecting its opening.
Is provided. A crankshaft (not shown) of the engine 10 is provided with an engine revolution counter 95 for detecting the revolution speed (engine revolution speed).
【0018】空気流量計91、スロットル開度計92、
冷却水温計93、排気ガス温度計94は、これら計器で
の検出信号を制御ユニット90に出力できるよう、制御
ユニット90と接続されている。制御ユニット90は、
いわゆるマイクロコンピュータで、各計器91,92,
…からのアナログ信号をディジタル信号に変換するA/
D変換器(図示されていない。)、各種プログラム等が
記憶されているROM(図示されていない。)、ROM
に記憶されているプログラムに基づいて各種演算を実行
するCPU(図示されていない。)、各計器からの検出
結果やCPUによる演算結果等を一時的に記憶しておく
RAM(図示されていない。)等を有して構成されてい
る。この制御ユニット90は、燃料噴射量を求める燃料
噴射量演算手段、燃料噴射時期調節手段である分配器6
0や燃料噴射弁80等に対して制御信号を出力する制御
手段を構成している。An air flow meter 91, a throttle opening meter 92,
The cooling water thermometer 93 and the exhaust gas thermometer 94 are connected to the control unit 90 so that detection signals from these instruments can be output to the control unit 90. The control unit 90
In the so-called microcomputer, each instrument 91, 92,
A / which converts the analog signal from ... into a digital signal
D converter (not shown), ROM (not shown) in which various programs are stored, ROM
A CPU (not shown) that executes various calculations based on the programs stored in the RAM, a RAM (not shown) that temporarily stores the detection results from each instrument, the calculation results by the CPU, and the like. ) And the like. This control unit 90 is a distributor 6 which is a fuel injection amount calculation means for obtaining a fuel injection amount and a fuel injection timing adjustment means.
0 and the fuel injection valve 80 and the like constitute a control means for outputting a control signal.
【0019】吸気管20は、図2に示すごとく、エンジ
ン10の吸気ポート13近傍において直線状に形成され
ている。ここで、吸気ポート13近傍における吸気管2
0の曲率半径Rと圧力損失の関係は図3のごとくなる。
すなわち、吸気管20の曲率半径Rを10cmにした場
合、吸気管20での圧力損失は、ほとんど最小値である
1×103Paとなり、これ以上、曲率半径Rを大きく
しても圧力損失はほとんど小さくならない。曲率半径R
が10cmのときの圧力損失、1×103Paという値
は、まったくと言ってよいほどエンジン10の出力に影
響を及ぼさない。そこで、本実施例では、吸気ポート1
3近傍における吸気管20の曲率半径Rを10cmより僅
かに大きくして、空気流れのはく離を回避し、圧力損失
をできる限り低減している。この結果、エンジン10へ
の充填空気量が大きくなり、エンジン10の出力が向上
する。As shown in FIG. 2, the intake pipe 20 is linearly formed in the vicinity of the intake port 13 of the engine 10. Here, the intake pipe 2 near the intake port 13
The relationship between the radius of curvature R of 0 and the pressure loss is as shown in FIG.
That is, when the radius of curvature R of the intake pipe 20 is set to 10 cm, the pressure loss in the intake pipe 20 becomes 1 × 10 3 Pa, which is almost the minimum value. Almost never gets smaller. Radius of curvature R
The value of 1 × 10 3 Pa for the pressure loss at 10 cm does not affect the output of the engine 10 at all. Therefore, in this embodiment, the intake port 1
The radius of curvature R of the intake pipe 20 in the vicinity of 3 is made slightly larger than 10 cm to avoid air flow separation and reduce pressure loss as much as possible. As a result, the amount of air filled into the engine 10 increases, and the output of the engine 10 improves.
【0020】本実施例では、図4に示すように、一気筒
あたり、吸気バルブ15及び排気バルブ16(同図にお
いては吸気バルブ15a,15bのみを描いている。)
がそれぞれ2つずつ設けられている。吸排気バルブ駆動
機構50は、これらのバルブ15,16を適正な時期に
動作させるものである。吸排気バルブ駆動機構50は、
エンジン10のクランクシャフト(図示されていない)
とタイミングチェーンを介して連結されているカムシャ
フト51と、このカムシャフト51の回転により回転す
るカム52と、一方の端部がカム52の周面と接触し他
方の端部がバルブ15a,15bのステムヘッドに接触
するロッカーアーム53a,53bと、ロッカーアーム
53a,53bを揺動可能に支持するロッカーシャフト
54a,54bとを有している。ロッカーアーム53
a,53bは、一方の端部がカムの周面に沿って揺動す
ることで、他方の端部がバルブ15a,15bのステム
ヘッドを押して、バルブ15a,15bを動作させてい
る。バルブ15a,15bのリフト量及び動作タイミン
グは、このカム52のプロフィルを変えることにより、
調節することができる。なお、バルブの動作タイミング
については、後述する。また、図1及び図4には、排気
バルブ16の駆動機構が描かれていないが、基本的な構
造は、図4に示している吸気バルブ15の駆動機構と同
じである。In this embodiment, as shown in FIG. 4, an intake valve 15 and an exhaust valve 16 per cylinder (only the intake valves 15a and 15b are shown in the figure).
2 are provided for each. The intake / exhaust valve drive mechanism 50 operates these valves 15 and 16 at an appropriate time. The intake / exhaust valve drive mechanism 50 is
Crankshaft of engine 10 (not shown)
And a cam 52 that is connected by a timing chain, a cam 52 that rotates by the rotation of the cam shaft 51, one end contacts the peripheral surface of the cam 52, and the other end contacts the valves 15a, 15b. Rocker arms 53a and 53b that come into contact with the stem head and rocker shafts 54a and 54b that swingably support the rocker arms 53a and 53b. Rocker arm 53
a and 53b have one end swinging along the circumferential surface of the cam, and the other end pushing the stem heads of the valves 15a and 15b to operate the valves 15a and 15b. The lift amount and the operation timing of the valves 15a and 15b are changed by changing the profile of the cam 52.
It can be adjusted. The operation timing of the valve will be described later. 1 and 4, the drive mechanism for the exhaust valve 16 is not shown, but the basic structure is the same as the drive mechanism for the intake valve 15 shown in FIG.
【0021】本実施例では、図4に示すように、エンジ
ン10のシリンダ室12内に直接燃料を噴射できるよう
に、燃料噴射弁80を配置している。一般的なガソリン
エンジンに見られる吸気ポート燃料噴射方式では、吸気
管20の内面や吸気バルブ15の上面に燃料が付着する
結果、目的の時刻に目的の量の燃料をシリンダ室内に送
ることができず、シリンダ室内の燃焼が不安定になるこ
とがある。特に、吸気バルブ15のリフトが小さいとき
(1.8mm以下)、吸気バルブ15の上面に停留した燃料
が断続的にシリンダ室内に入り、燃焼が不安定になり、
図5に示すごとく、エンジン回転が不安定になる傾向が
高い。そこで、本実施例では、燃料の筒内噴射を行い、
吸気管20の内面や吸気バルブ15の上面に燃料が付着
するのを回避している。更に、本実施例では、低回転時
の吸気工程の際には、二つの吸気バルブ15a,15b
のうち、一方の吸気バルブ15bの動作を一時的に停止
し、他方の吸気バルブ15aを開けて、シリンダ室内1
2に旋回流を形成し、燃焼の促進を図っている。この結
果、図5に示すように、本実施例では、アイドリング時
のエンジン回転数は、非常に安定したものとなってい
る。In this embodiment, as shown in FIG. 4, a fuel injection valve 80 is arranged so that fuel can be directly injected into the cylinder chamber 12 of the engine 10. In the intake port fuel injection method found in a general gasoline engine, fuel adheres to the inner surface of the intake pipe 20 and the upper surface of the intake valve 15, so that a desired amount of fuel can be sent into the cylinder chamber at a desired time. Therefore, combustion in the cylinder chamber may become unstable. Especially when the lift of the intake valve 15 is small
(1.8 mm or less), the fuel retained on the upper surface of the intake valve 15 intermittently enters the cylinder chamber, and combustion becomes unstable,
As shown in FIG. 5, the engine rotation tends to be unstable. Therefore, in this embodiment, in-cylinder injection of fuel is performed,
The fuel is prevented from adhering to the inner surface of the intake pipe 20 and the upper surface of the intake valve 15. Further, in the present embodiment, the two intake valves 15a and 15b are used during the intake stroke at low speed.
Among these, the operation of one intake valve 15b is temporarily stopped, the other intake valve 15a is opened, and the cylinder chamber 1
A swirl flow is formed in 2 to promote combustion. As a result, as shown in FIG. 5, in this embodiment, the engine speed during idling is extremely stable.
【0022】燃料噴射弁80は、図6に示すように、弁
体86と、弁体86の位置を調節する位置調節器87
と、燃料通路82,83及び弁体移動空間85が形成さ
れていると共にこれらを覆う弁ケーシング81とを有し
ている。燃料通路82,83は、一方の端部が燃料入口
(図示されていない。)となっており、他方の端部が燃
料噴出口84となっている。この燃料通路82,83の
途中に、弁体移動空間85が形成され、この弁体移動空
間85内にも燃料が流れ込むようになっている。つま
り、弁体移動空間85の一部も、燃料通路としての役目
を担っている。弁体移動空間85から燃料噴出口84ま
での通路(以下、弁体空間出口側通路とする。)83
は、円筒状に形成されている。燃料入口から弁体移動空
間85までの通路(以下、弁体空間入口側通路とす
る。)82は、弁体移動空間85に至る直前で二つに分
かれている。この二つに分かれた通路82a,82bの
うち、一方の通路(以下、広角噴霧用通路とする。)8
2aは円筒状の出口側通路83の中心軸Cに対して垂直
方向に伸び、他方の通路(以下、狭角噴霧用通路とす
る。)82bは出口側通路83の中心軸に対して鈍角を
なす方向に伸びている。弁体86は、弁体空間出口側通
路83の弁移動空間側口を塞ぐ弁閉位置と、広角噴霧用
通路82aの弁体移動空間側口を開けておく一方で狭角
噴霧用通路82bの弁体移動空間側口を塞ぐ広角噴霧位
置(図6の状態)と、広角噴霧用通路82aの弁体移動
空間側口及び狭角噴霧用通路82bの弁体移動空間側口
を開けておく狭角噴霧位置(図7の状態)とに、移動可
能に弁体移動空間85内に設けられている。位置調節器
87は、ECU90からの制御信号が入力する小型のス
テッピングモータ87aと、このステッピングモータ8
7aの駆動で動作するストッパ87bとを有している。
位置調節器87は、そのストッパ87bが弁体86と接
触して、弁体86を目的の位置に位置させる。具体的に
は、位置調節器87は、ECU90からの信号に応じ
て、弁体86を、前述した、弁閉位置、広角噴霧位置及
び狭角噴霧位置に位置させる。As shown in FIG. 6, the fuel injection valve 80 has a valve body 86 and a position adjuster 87 for adjusting the position of the valve body 86.
And the valve casing 81 that covers the fuel passages 82 and 83 and the valve body moving space 85 and covers them. One end of each of the fuel passages 82 and 83 serves as a fuel inlet (not shown), and the other end serves as a fuel injection port 84. A valve body moving space 85 is formed in the middle of the fuel passages 82 and 83, and the fuel also flows into the valve body moving space 85. That is, a part of the valve body moving space 85 also serves as a fuel passage. A passage (hereinafter referred to as a valve body space outlet side passage) 83 from the valve body moving space 85 to the fuel injection port 84.
Is formed in a cylindrical shape. The passage 82 from the fuel inlet to the valve body moving space 85 (hereinafter referred to as the valve body space inlet side passage) 82 is divided into two immediately before reaching the valve body moving space 85. One of the two divided passages 82a and 82b (hereinafter referred to as a wide-angle spray passage) 8
2a extends in a direction perpendicular to the central axis C of the cylindrical outlet-side passage 83, and the other passage (hereinafter referred to as a narrow-angle spray passage) 82b forms an obtuse angle with respect to the central axis of the outlet-side passage 83. It extends in the direction of eggplant. The valve body 86 has a valve closed position that closes the valve movement space side opening of the valve body space outlet side passage 83, and the valve body movement space side opening of the wide angle spray passage 82a, while the narrow angle spray passage 82b is open. A wide-angle spraying position that closes the valve body moving space side opening (state of FIG. 6), and a narrow opening where the valve body moving space side opening of the wide angle spraying passage 82a and the valve body moving space side opening of the narrow angle spraying passage 82b are opened. It is provided in the valve body moving space 85 so as to be movable to the angular spray position (state of FIG. 7). The position adjuster 87 includes a small stepping motor 87a to which a control signal from the ECU 90 is input, and the stepping motor 8a.
It has a stopper 87b which operates by driving 7a.
In the position adjuster 87, the stopper 87b contacts the valve body 86 to position the valve body 86 at a target position. Specifically, the position adjuster 87 positions the valve element 86 at the valve closed position, the wide-angle spray position, and the narrow-angle spray position described above in response to the signal from the ECU 90.
【0023】弁体86が弁閉位置に位置しているときに
は、燃料が弁体移動空間85から出口側通路83へ流れ
ることができず、弁80から燃料噴射されない。弁体8
6が広角噴霧位置に位置しているときには、出口側通路
83に対して垂直な方向に伸びている広角噴霧用通路8
2aのみが開いている。従って、この広角噴霧用通路8
2aから燃料が出ると、弁体移動空間85内において燃
料が旋回流となって、出口側通路83を介して、燃料噴
射口84から円錐状に噴射される。また、弁体86が狭
角噴霧用位置に位置しているときには、広角噴霧用通路
82aと狭角噴霧用通路82bとが開いている。狭角噴
霧用通路82bは出口側通路83に対して鈍角を成す方
向に伸びているため、広角噴霧用通路82aから出た燃
料の旋回力は弱められる。従って、燃料噴射口84から
出た燃料の広がり噴霧角度は、弁体86が広角噴霧位置
に位置しているときよりも狭角噴霧位置に位置している
ときの方が狭くなる。具体的に、図6に示すように、弁
体86が広角噴霧位置に位置しているときの燃料の広が
り噴霧角度は120°となり、弁体86が狭角噴霧位置
に位置しているときの燃料の広がり噴霧角度は60°と
なる。When the valve body 86 is located at the valve closed position, fuel cannot flow from the valve body moving space 85 to the outlet side passage 83, and fuel is not injected from the valve 80. Valve 8
When 6 is located at the wide-angle spray position, the wide-angle spray passage 8 extending in a direction perpendicular to the outlet-side passage 83 is provided.
Only 2a is open. Therefore, this wide-angle spray passage 8
When the fuel is discharged from 2a, the fuel becomes a swirl flow in the valve body moving space 85, and is injected in a conical shape from the fuel injection port 84 via the outlet side passage 83. Further, when the valve body 86 is located at the narrow-angle spray position, the wide-angle spray passage 82a and the narrow-angle spray passage 82b are open. Since the narrow-angle spray passage 82b extends in a direction forming an obtuse angle with respect to the outlet-side passage 83, the swirling force of the fuel discharged from the wide-angle spray passage 82a is weakened. Therefore, the spread spray angle of the fuel discharged from the fuel injection port 84 becomes narrower when the valve body 86 is located at the narrow-angle spray position than when it is located at the wide-angle spray position. Specifically, as shown in FIG. 6, when the valve body 86 is located at the wide-angle spray position, the fuel spray spread angle is 120 °, and when the valve body 86 is located at the narrow-angle spray position. The spread spray angle of the fuel is 60 °.
【0024】本実施例のエンジン10は、前述したよう
に4気筒エンジンであるから、各気筒ごとに燃料噴射弁
80が、つまり合計4つの燃料噴射弁80が設けられて
いる。各燃料噴射弁80の上流側には、図1に示すよう
に、燃料タンク(図示されていない。)及び燃料ポンプ
(図示されていない。)からの燃料を各燃料噴射弁80
に分配する分配器60が設けられている。Since the engine 10 of this embodiment is a four-cylinder engine as described above, a fuel injection valve 80 is provided for each cylinder, that is, a total of four fuel injection valves 80 are provided. As shown in FIG. 1, on the upstream side of each fuel injection valve 80, fuel from a fuel tank (not shown) and a fuel pump (not shown) is supplied to each fuel injection valve 80.
There is provided a distributor 60 for distributing to.
【0025】分配器60は、図11に示すように、分配
器ケーシング61と、このケーシング61内を回転しつ
つ往復移動するプランジャー66と、プランジャー66
を回転させつつ往復移動させるプランジャー駆動機構7
0と、各燃料噴射弁80に供給する燃料の量を調節する
ための燃料流量調節機構68と、各燃料噴射弁80に供
給する燃料の供給時期を調節する燃料噴射時期調節機構
76とを備えている。As shown in FIG. 11, the distributor 60 includes a distributor casing 61, a plunger 66 that reciprocates while rotating in the casing 61, and a plunger 66.
Plunger drive mechanism 7 that reciprocates while rotating
0, a fuel flow rate adjusting mechanism 68 for adjusting the amount of fuel supplied to each fuel injection valve 80, and a fuel injection timing adjusting mechanism 76 for adjusting the supply timing of fuel supplied to each fuel injection valve 80. ing.
【0026】分配器ケーシング61は、プランジャー移
動空間65と、このプランジャー移動空間65に通じる
一つの燃料入口62と、プランジャー移動空間65から
各燃料噴射弁80a,…,80dに通じる四つの燃料出
口63a,…,63d(図13に示す。)とが形成され
ている。ケーシング燃料入口62は、図示されていない
燃料ポンプとつながっている。プランジャー66は、円
筒状を成し、その中心軸に該当する箇所に燃料主通路6
7が形成されている。燃料主通路67の一方の端部に
は、分配器ケーシング61の燃料入口62からプランジ
ャー移動空間65内に流入してきた燃料をプランジャー
66の燃料主通路67内に導く燃料入口67aが形成さ
れ、他方の端部には、燃料主通路67内に入ってきた燃
料を燃料タンク(図示されていない。)に戻すための燃
料放出口67bが形成されている。燃料主通路67の途
中からは、ケーシング燃料出口63a,…,63dに通
じるプランジャー燃料出口67c,67dが形成されて
いる。このプランジャー燃料出口67c,67dとして
は、第一燃料出口67cと第二燃料出口67dとがあ
り、両者67c,67dは、プランジャー66の中心軸
を中心として対称で、且つプランジャー66の中心軸が
伸びている方向に若干ズレている。The distributor casing 61 has a plunger moving space 65, one fuel inlet 62 communicating with the plunger moving space 65, and four fuel inlets 80a, ..., 80d communicating from the plunger moving space 65. , 63d (shown in FIG. 13) are formed. The casing fuel inlet 62 is connected to a fuel pump (not shown). The plunger 66 has a cylindrical shape, and the fuel main passage 6 is provided at a position corresponding to the central axis thereof.
7 are formed. A fuel inlet 67a is formed at one end of the fuel main passage 67 to guide the fuel flowing from the fuel inlet 62 of the distributor casing 61 into the plunger moving space 65 into the fuel main passage 67 of the plunger 66. At the other end, a fuel discharge port 67b for returning the fuel having entered the main fuel passage 67 to a fuel tank (not shown) is formed. Plunger fuel outlets 67c, 67d leading to the casing fuel outlets 63a, ..., 63d are formed in the middle of the main fuel passage 67. The plunger fuel outlets 67c and 67d include a first fuel outlet 67c and a second fuel outlet 67d, and both 67c and 67d are symmetrical with respect to the central axis of the plunger 66 and the center of the plunger 66. There is a slight deviation in the direction in which the shaft extends.
【0027】プランジャー駆動機構70は、プランジャ
ー66の端部に固定されているカム円盤71と、カム円
盤71の外周よりの表面に接するローラ72と、このロ
ーラ72を回転可能に支持するローラ支持板73と、エ
ンジン10のクランクシャフトにタイミングベルト等を
介して連結されているカムシャフト74と、一方の端部
がカムシャフト74に対してプランジャー66の中心軸
方向に移動可能に連結され他方の端部がカム円盤71に
固定されている連結ロッド75とを有している。エンジ
ン10のクランクシャフトとカムシャフト74とは、ク
ランクシャフトが一回転すると、カムシャフト74が二
回転するように連結されている。従って、エンジン10
のクランクシャフトが一回転すると、カムシャフト7
4、連結ロッド75及びカム円盤71を介して、プラン
ジャー66がその中心軸を中心として二回転する。カム
円盤71の外周よりの表面には、4つの凸部71a,7
1b,…が形成されている。ローラ72は、この凸部7
1a,71b,…に接触するように配されている。従っ
て、カムシャフト74が一回転すると、カム円盤71及
びこれに固定されているプランジャー66は、1回転し
つつ四回往復移動する。The plunger drive mechanism 70 includes a cam disk 71 fixed to the end of the plunger 66, a roller 72 in contact with the surface of the cam disk 71 from the outer circumference, and a roller for rotatably supporting the roller 72. The support plate 73, the camshaft 74 connected to the crankshaft of the engine 10 via a timing belt, and one end thereof are connected to the camshaft 74 so as to be movable in the central axis direction of the plunger 66. The other end has a connecting rod 75 fixed to the cam disk 71. The crankshaft of the engine 10 and the camshaft 74 are connected so that the camshaft 74 makes two rotations when the crankshaft makes one rotation. Therefore, the engine 10
When the crankshaft of the
4, via the connecting rod 75 and the cam disk 71, the plunger 66 makes two rotations about its central axis. On the surface from the outer periphery of the cam disk 71, four convex portions 71a, 7a
1b, ... Are formed. The roller 72 has the convex portion 7
It is arranged so as to come into contact with 1a, 71b, .... Therefore, when the cam shaft 74 makes one revolution, the cam disc 71 and the plunger 66 fixed thereto reciprocate four times while making one revolution.
【0028】燃料流量調節機構68は、円筒状のプラン
ジャー66の外周に接するよう環状を成し、プランジャ
ー燃料放出口67bを塞ぐ位置と燃料放出口67bを開
ける位置との間で往復移動可能な流量調節リング68a
と、このリング68aを往復移動させる電磁ソレノイド
68bと、この電磁ソレノイド68bと流量調節リング
68aとの連結する連結ロッド68cとを有している。The fuel flow rate adjusting mechanism 68 has an annular shape so as to come into contact with the outer circumference of the cylindrical plunger 66, and can reciprocate between a position where the plunger fuel discharge port 67b is closed and a position where the fuel discharge port 67b is opened. Flow control ring 68a
And an electromagnetic solenoid 68b for reciprocating the ring 68a, and a connecting rod 68c for connecting the electromagnetic solenoid 68b and the flow rate adjusting ring 68a.
【0029】燃料噴射時期調節機構76は、円筒状のプ
ランジャー66の外周に接するよう環状を成し、プラン
ジャー第一燃料出口67cを開ける一方でプランジャー
第二燃料出口67dを塞ぐ第一噴射位置と、プランジャ
ー第一燃料出口67cを塞ぐ一方でプランジャー第二燃
料出口67dを開けるプランジャー第二噴射位置との間
で往復移動可能な噴射時期調節リング77と、このリン
グ77を往復移動させる電磁ソレノイド78と、この電
磁ソレノイド78と噴射時期調節リング77とを連結す
る連結ロッド79とを有している。噴射時期調節リング
77には、図13に示すように、第一噴射位置のときに
ケーシング61の各燃料出口63a,…,63dに通じ
る連通孔77a,…,77dが形成されている。The fuel injection timing adjusting mechanism 76 has an annular shape so as to contact the outer circumference of the cylindrical plunger 66, and opens the first plunger fuel outlet 67c while closing the second plunger fuel outlet 67d. An injection timing adjusting ring 77 capable of reciprocating between a position and a plunger second injection position that closes the plunger first fuel outlet 67c while opening the plunger second fuel outlet 67d, and reciprocally moves the ring 77. It has an electromagnetic solenoid 78 for causing it and a connecting rod 79 for connecting the electromagnetic solenoid 78 and the injection timing adjusting ring 77. As shown in FIG. 13, the injection timing adjusting ring 77 is formed with communication holes 77a, ..., 77d that communicate with the respective fuel outlets 63a, ..., 63d of the casing 61 at the first injection position.
【0030】燃料分配器60は、カムシャフト74の回
転によるプランジャー66の往復移動により、ケーシン
グ燃料入口62からプランジャー移動空間65内に燃料
を導入する一方で、プランジャー移動空間65内に流入
した燃料をプランジャー66の燃料主通路67、噴射時
期調節リング77の連通孔77a,…,77dを介して
ケーシング燃料出口63a,…,63dから流出させ
る。複数のケーシング燃料出口63a,…,63dのう
ち、いずれの燃料出口から燃料を流出させるかは、ケー
シング61に対するプランジャー66の回転角度によっ
て定まる。燃料分配器60は、図13に示すように、プ
ランジャー66の回転により、第1気筒用燃料噴射弁8
0a、第三気筒用燃料噴射弁80c、第4気筒用燃料噴
射弁80d、第2気筒用燃料噴射弁80bの順で、これ
らの燃料噴射弁に燃料タンクからの燃料を分配する。The fuel distributor 60 introduces the fuel from the casing fuel inlet 62 into the plunger moving space 65 by the reciprocating movement of the plunger 66 due to the rotation of the cam shaft 74, while flowing into the plunger moving space 65. , 63d through the fuel main passage 67 of the plunger 66 and the communication holes 77a, ..., 77d of the injection timing adjusting ring 77 from the casing fuel outlets 63a ,. Of the plurality of casing fuel outlets 63a, ..., 63d, the fuel outlet from which the fuel flows out is determined by the rotation angle of the plunger 66 with respect to the casing 61. As shown in FIG. 13, the fuel distributor 60 causes the first cylinder fuel injection valve 8 to rotate by the rotation of the plunger 66.
0a, the fuel injection valve for the third cylinder 80c, the fuel injection valve for the fourth cylinder 80d, and the fuel injection valve for the second cylinder 80b are distributed in this order to the fuel injection valves.
【0031】ケーシング燃料出口63a,…,63dか
ら流出する燃料量は、燃料流量調節機構68により調節
される。プランジャー燃料入口67aからプランジャー
燃料主通路67に流入してきた燃料は、プランジャー燃
料出口67c,67dの他、プランジャー燃料放出口6
7bからも流出可能である。そこで、燃料流量調節機構
66の流量調節リング68aを適宜移動させることで、
プランジャー燃料放出口67bから流出する燃料を調節
し、間接的に、プランジャー燃料出口67c,67dか
らケーシング燃料出口63a,…,63dを介してケー
シング61外に流出される燃料量を調節する。なお、プ
ランジャー燃料放出口67bから放出された燃料は、燃
料タンクに戻される。The amount of fuel flowing out from the casing fuel outlets 63a, ..., 63d is adjusted by the fuel flow rate adjusting mechanism 68. The fuel that has flowed into the plunger fuel main passage 67 from the plunger fuel inlet 67a is not only the plunger fuel outlets 67c and 67d but also the plunger fuel outlet 6
It can also flow out from 7b. Therefore, by appropriately moving the flow rate adjusting ring 68a of the fuel flow rate adjusting mechanism 66,
The fuel flowing out from the plunger fuel discharge port 67b is adjusted, and indirectly, the amount of fuel flowing out of the casing 61 from the plunger fuel outlets 67c, 67d through the casing fuel outlets 63a, ..., 63d is adjusted. The fuel discharged from the plunger fuel discharge port 67b is returned to the fuel tank.
【0032】燃料分配器60から各燃料噴射弁80への
燃料供給時期は、燃料噴射時期調節機構76により調節
される。例えば、図11及び図13に示すように、プラ
ンジャー第一燃料出口67cの位置と第1気筒用のケー
シング燃料出口63aの位置とが一致し、噴射時期調節
リング77が第一噴射位置に位置しているときには、プ
ランジャー第一燃料出口67cと第1気筒用のケーシン
グ燃料出口63aとは噴射時期調節リング77の連通孔
77aを介して、連通している。従って、プランジャー
66の燃料主通路67内の燃料は、プランジャー第一燃
料出口67c、リング77の連通孔77a、第1気筒用
のケーシング燃料出口63aを介して、第1気筒用の燃
料噴射弁80aに供給される。また、プランジャー第一
燃料出口67cの位置と第1気筒用のケーシング燃料出
口63aの位置とが一致していても、図14に示すよう
に、噴射時期調節リング77が第二噴射位置に位置して
いるときには、プランジャー第一燃料出口67cが噴射
時期調節リング77により塞がれ、プランジャー第二燃
料出口67dが開いて、プランジャー第二燃料出口67
dと第4気筒用のケーシング燃料出口63dとが連通し
ている。従って、プランジャー66の燃料主通路67内
の燃料は、プランジャー第二燃料出口67d、第4気筒
用のケーシング燃料出口63dを介して、第4気筒用の
燃料噴射弁80dに供給される。このように、噴射時期
調節リング77を移動させることにより、第1気筒用の
燃料噴射弁80aに燃料を供給する時期に、第1気筒用
燃料噴射弁80aに燃料を供給せず、第4気筒用燃料噴
射弁80dに燃料を供給することができる。これを言い
替えると、燃料噴射時期調節機構76を動作させること
により、図14に示すように、燃料噴射の位相を180
°変えることができる。The fuel supply timing from the fuel distributor 60 to each fuel injection valve 80 is adjusted by the fuel injection timing adjusting mechanism 76. For example, as shown in FIGS. 11 and 13, the position of the plunger first fuel outlet 67c and the position of the casing fuel outlet 63a for the first cylinder coincide with each other, and the injection timing adjusting ring 77 is located at the first injection position. During the operation, the plunger first fuel outlet 67c and the casing fuel outlet 63a for the first cylinder communicate with each other through the communication hole 77a of the injection timing adjusting ring 77. Therefore, the fuel in the fuel main passage 67 of the plunger 66 is injected into the fuel for the first cylinder through the plunger first fuel outlet 67c, the communication hole 77a of the ring 77, and the casing fuel outlet 63a for the first cylinder. It is supplied to the valve 80a. Even if the position of the plunger first fuel outlet 67c and the position of the casing fuel outlet 63a for the first cylinder coincide with each other, as shown in FIG. 14, the injection timing adjusting ring 77 is located at the second injection position. During this, the plunger first fuel outlet 67c is closed by the injection timing adjusting ring 77, the plunger second fuel outlet 67d is opened, and the plunger second fuel outlet 67c is opened.
d and the casing fuel outlet 63d for the fourth cylinder communicate with each other. Therefore, the fuel in the fuel main passage 67 of the plunger 66 is supplied to the fuel injection valve 80d for the fourth cylinder via the plunger second fuel outlet 67d and the casing fuel outlet 63d for the fourth cylinder. In this way, by moving the injection timing adjusting ring 77, fuel is not supplied to the first cylinder fuel injection valve 80a at the time when fuel is supplied to the first cylinder fuel injection valve 80a, and the fourth cylinder Fuel can be supplied to the fuel injection valve 80d. In other words, by operating the fuel injection timing adjustment mechanism 76, as shown in FIG.
° Can be changed.
【0033】ここで、本実施例のエンジン10が採用し
ているミラーサイクルについて、図17を用いて簡単に
説明する。通常の4サイクルエンジンは、基本的に、圧
縮ストロークと膨張ストロークとが同じストローク長で
あるが、ミラーサイクルエンジン10は、エンジンの有
効仕事を増やすために、圧縮ストロークに対して膨張ス
トロークを大きく、つまり(膨張ストローク)/圧縮ス
トローク>1にしたものである。Here, the Miller cycle adopted by the engine 10 of this embodiment will be briefly described with reference to FIG. A normal four-cycle engine basically has the same stroke length as the compression stroke and the expansion stroke, but the Miller cycle engine 10 increases the expansion stroke with respect to the compression stroke in order to increase the effective work of the engine. That is, (expansion stroke) / compression stroke> 1.
【0034】本実施例では、圧縮ストロークに対して膨
張ストロークを大きくするために、吸気バルブ15の開
閉時期を制御することで実現している。具体的には、ま
ず、吸気バルブ15が開き、ピストン11が下降して、
シリンダ室内12に空気が入る(図17(a))。ピス
トン11が下死点に到達し(同図(b))、その後、ピ
ストン11が僅かに上昇してから吸気バルブ15を閉じ
る(同図(c))。この吸気バルブ15が閉じられた時
点からピストン11が上死点に到達するまでの間が圧縮
工程となる。燃料の点火は、ピストン11が上死点に到
達する直前で実行される(同図(d))。ピストン11
は、上死点に達すると、燃料の爆発に力により押し下げ
られる(同図(e))。このピストン11が上死点から
下死点に達するまでの間が膨張工程となる(同図
(f))。排気バルブ16は、ピストン11が下死点に
到達する直前で開く。ピストン11は、再び上昇し始
め、シリンダ室内12の排気ガスは排気管30に排気さ
れる(同図(g))。In this embodiment, in order to increase the expansion stroke with respect to the compression stroke, it is realized by controlling the opening / closing timing of the intake valve 15. Specifically, first, the intake valve 15 opens, the piston 11 descends,
Air enters the cylinder chamber 12 (FIG. 17 (a)). The piston 11 reaches the bottom dead center ((b) in the figure), and then the piston 11 slightly moves up and then the intake valve 15 is closed ((c) in the figure). The compression process is from the time when the intake valve 15 is closed until the piston 11 reaches the top dead center. The ignition of the fuel is executed immediately before the piston 11 reaches the top dead center ((d) in the same figure). Piston 11
When it reaches top dead center, is pushed down by the force of the fuel explosion ((e) in the figure). The expansion process is a period from when the piston 11 reaches the top dead center to the bottom dead center ((f) in the same figure). The exhaust valve 16 opens just before the piston 11 reaches the bottom dead center. The piston 11 starts to move up again, and the exhaust gas in the cylinder chamber 12 is exhausted to the exhaust pipe 30 (FIG. 9 (g)).
【0035】このように、本実施例では、吸気工程から
圧縮工程になる過程において、ピストン11が上昇し始
め、シリンダ室内の容積が小さくなり始めているにも関
わらず、吸気バルブ15を開けておき、通常の4サイク
ルエンジンよりも、遅く吸気バルブ15を閉じること
で、膨張ストロークに対して圧縮ストロークを小さく、
換言すると、圧縮ストロークに対して膨張ストロークを
大きくしている。この吸気バルブ15の開閉時期の制御
は、前述したように、バルブ駆動機構50のカム52の
プロフィルを変えることにより、実現している。As described above, in this embodiment, in the process of changing from the intake stroke to the compression stroke, the intake valve 15 is kept open even though the piston 11 begins to rise and the volume in the cylinder chamber begins to decrease. , By closing the intake valve 15 later than the normal 4-cycle engine, the compression stroke is made smaller than the expansion stroke,
In other words, the expansion stroke is made larger than the compression stroke. The control of the opening / closing timing of the intake valve 15 is realized by changing the profile of the cam 52 of the valve drive mechanism 50 as described above.
【0036】ミラーサイクルにおいては、圧縮ストロー
クが小さく、圧縮比が小さいために、通常、圧縮温度が
低下して、燃料の蒸発率が低下してしまう傾向がある。
このため、目標とする空燃比で燃料を燃焼させることが
できないことがあるという欠点がある。一方、圧縮温度
が低いと、ノックが生じにくいという利点がある。In the Miller cycle, the compression stroke is small and the compression ratio is small, so that the compression temperature usually decreases, and the evaporation rate of the fuel tends to decrease.
Therefore, there is a drawback that the fuel may not be combusted at the target air-fuel ratio. On the other hand, when the compression temperature is low, there is an advantage that knocking hardly occurs.
【0037】そこで、本実施例では、この欠点を解決す
るために、前述したように燃料をシリンダ室内12に直
接噴射する筒内噴射を行っている。通常、吸気ポート噴
射のときは、吸気ポート部での燃料の蒸発を促進するた
め、具体的には、吸気管20の内周面や吸気バルブ15
の裏面(シリンダ室内と対向する面と逆の面)等に付着
した燃料を気化させるため、吸気バルブ15やシリンダ
ヘッドの温度を高くしている。このために、吸気ポート
噴射では、温度の上昇に伴う充填空気量の低下やノック
が生じやすいことによる出力の低下を招いてしまう。こ
れに対して、本実施例では、直接、シリンダ室内12に
燃料を噴射しているので、吸気ポート部に燃料が付着し
てしまうことはなく、燃料の蒸発率を上げるために圧縮
温度を高める必要が無い。また、圧縮温度を高める必要
が無いために、吸気ポート噴射の欠点である、充填空気
量の低下やノックが生じやすいことによる出力の低下を
回避することができる。すなわち、本実施例では、耐ノ
ック性を向上させることができると共に、充填空気量が
増す結果、エンジン10の出力を向上させることもでき
る。Therefore, in the present embodiment, in order to solve this drawback, in-cylinder injection for directly injecting fuel into the cylinder chamber 12 is performed as described above. Normally, in the intake port injection, in order to promote the evaporation of fuel in the intake port portion, specifically, specifically, the inner peripheral surface of the intake pipe 20 and the intake valve 15
The temperature of the intake valve 15 and the cylinder head is raised in order to vaporize the fuel adhering to the back surface (the surface opposite to the surface facing the cylinder chamber). For this reason, in the intake port injection, a decrease in the amount of filled air due to a rise in temperature and a decrease in output due to knocking tend to occur. On the other hand, in the present embodiment, since the fuel is directly injected into the cylinder chamber 12, the fuel does not adhere to the intake port portion, and the compression temperature is increased to increase the evaporation rate of the fuel. There is no need. Further, since it is not necessary to raise the compression temperature, it is possible to avoid the drawback of the intake port injection, that is, the reduction of the output due to the reduction of the filling air amount or the knocking. That is, in the present embodiment, the knock resistance can be improved, and the output of the engine 10 can also be improved as a result of the increased amount of filled air.
【0038】また、通常の吸気ポート噴射では、吸気下
死点からクランク角で30°以上遅らせて吸気バルブ1
5を閉じると、圧縮温度が低下する結果、燃料の蒸発率
が低下して、エンジン10の燃焼が不安定になってしま
う。これに対し、本実施例では、吸気下死点からクラン
ク角で30°以上遅らせて吸気バルブ15を閉じても、
筒内噴射を行っているため、前述した理由で、安定な燃
焼を維持できる。このため、ミラーサイクルの目的であ
る圧縮仕事の低減を大幅に行うことができる。なお、吸
気下死点からクランク角で30°以上遅らせて吸気バル
ブ15を閉じるということは、言い替えると、圧縮上死
点から前クランク角で150°以内に吸気バルブ15を
閉じるということである。In normal intake port injection, the intake valve 1 is delayed by 30 ° or more in crank angle from the intake bottom dead center.
When the valve No. 5 is closed, the compression temperature decreases, and as a result, the evaporation rate of the fuel decreases, and the combustion of the engine 10 becomes unstable. On the other hand, in the present embodiment, even if the intake valve 15 is closed by delaying the crank angle by 30 ° or more from the intake bottom dead center,
Since in-cylinder injection is performed, stable combustion can be maintained for the reasons described above. Therefore, the compression work, which is the purpose of the Miller cycle, can be significantly reduced. It should be noted that closing the intake valve 15 by delaying the crank angle by 30 ° or more from the intake bottom dead center means, in other words, closing the intake valve 15 within 150 ° at the front crank angle from the compression top dead center.
【0039】図9は、先に述べた本実施例の燃料噴射弁
80による、燃料の広がり噴霧角度毎の噴射時期と排気
ガス中の炭化水素濃度との関係を示したものである。な
お、同図において、横軸の噴射時期0°は、圧縮上死点
を示している。同図に示すように、燃料の広がり噴霧角
を120°にしたときには、噴射時期を遅らせるにつれ
て(圧縮上死点(0°)に近づく方向に噴射時期を変え
ること)、排気ガス中の炭化水素濃度は増加し、噴射時
期が圧縮上死点(0°)からクランク角で約−100°
にしたときに炭化水素濃度が最も高くなり、これ以上噴
射時期を遅らせると、炭化水素濃度は逆に低くなる。ま
た、燃料の広がり噴霧角度を60°にしたときには、噴
射時期を遅らせても、噴射時期が圧縮上死点(0°)か
らクランク角で約−40°になるまで、炭化水素濃度
は、燃料の広がり噴霧角を120°にしたときの炭化水
素濃度よりも低く且つほとんど変化しない。このよう
に、噴射時期が圧縮上死点(0°)からクランク角で約
−40°になるまで、燃料の広がり噴霧角度が60°の
ときより120°の方が炭化水素濃度が高いのは、燃料
の広がり噴霧角度が120°の方がシリンダ17の壁面
に付着する燃料量が多いからである。また、噴射時期が
圧縮上死点(0°)からクランク角で約−40°になっ
た以降、燃料の広がり噴霧角度が120°のときより6
0°の方が炭化水素濃度が高いのは、噴射時期を圧縮上
死点近くまで遅らせることにより、ピストン11が燃料
噴射弁80に近くなり、燃料の広がり噴霧角度が60°
の方がピストン11の上面に付着する燃料量が増えてし
まうからである。FIG. 9 shows the relationship between the injection timing and the hydrocarbon concentration in the exhaust gas for each of the fuel spray angles by the fuel injection valve 80 of this embodiment described above. In the figure, the injection timing 0 ° on the horizontal axis represents the compression top dead center. As shown in the figure, when the spread angle of the fuel is set to 120 °, as the injection timing is delayed (changing the injection timing toward the compression top dead center (0 °)), hydrocarbons in the exhaust gas The concentration increases, and the injection timing is about -100 ° in crank angle from the compression top dead center (0 °).
The hydrocarbon concentration becomes the highest when the above is set, and if the injection timing is delayed any more, the hydrocarbon concentration becomes lower conversely. Further, when the spread angle of the fuel is set to 60 °, even if the injection timing is delayed, the hydrocarbon concentration remains at the fuel concentration until the injection timing reaches from the compression top dead center (0 °) to the crank angle of about −40 °. Is lower than the hydrocarbon concentration when the divergence spray angle is 120 ° and hardly changes. As described above, until the injection timing becomes approximately −40 ° at the crank angle from the compression top dead center (0 °), the hydrocarbon concentration is higher at 120 ° than when the fuel spread angle is 60 °. This is because the amount of fuel adhering to the wall surface of the cylinder 17 is larger when the spread angle of fuel is 120 °. Further, after the injection timing becomes approximately −40 ° in crank angle from the compression top dead center (0 °), it is 6 from the time when the fuel spray angle is 120 °.
The hydrocarbon concentration is higher at 0 ° because the piston 11 becomes closer to the fuel injection valve 80 by delaying the injection timing to near compression top dead center, and the fuel spread angle is 60 °.
This is because the amount of fuel that adheres to the upper surface of the piston 11 increases.
【0040】そこで、噴射時期を早めにする場合、具体
的には、圧縮上死点(0°)からクランク角で約−40
°になるまでに燃料を筒内噴射する場合には、燃料の広
がり噴霧角度を60°にし、噴射時期を遅くする場合、
具体的には、圧縮上死点(0°)からクランク角で約−
40°になった以降に燃料を筒内噴射する場合には燃料
の広がり噴霧角度を120°にして、排気ガス中の炭化
水素濃度をできる限り少なくする。Therefore, when the injection timing is advanced, specifically, the crank angle is about −40 from the compression top dead center (0 °).
When injecting the fuel into the cylinder before reaching 0 °, the spread angle of the fuel is set to 60 °, and when the injection timing is delayed,
Specifically, the crank angle from compression top dead center (0 °) is approximately −
When injecting the fuel in the cylinder after reaching 40 °, the spread angle of the fuel is set to 120 ° and the hydrocarbon concentration in the exhaust gas is reduced as much as possible.
【0041】ところで、燃料噴射量の少ない部分負荷運
転時においては、点火プラグ40回りの混合気濃度が稀
薄になり、燃焼が不安定になることがある。このため、
部分負荷運転時には、図8に示すように、点火プラグ4
0の方向に多くの燃料が噴射されるよう、燃料の噴霧角
度を120°にすれば、点火プラグ40回りの混合気濃
度を一定濃度以上にすることができ、安定燃焼を確保す
ることができる。By the way, during a partial load operation in which the fuel injection amount is small, the concentration of the air-fuel mixture around the spark plug 40 becomes lean and combustion may become unstable. For this reason,
At the time of partial load operation, as shown in FIG.
If the fuel spray angle is set to 120 ° so that a large amount of fuel is injected in the direction of 0, the concentration of the air-fuel mixture around the spark plug 40 can be set to a certain concentration or more, and stable combustion can be ensured. .
【0042】以上をまとめると、図14に示すように、
部分負荷運転時には、噴射時期を遅らせ且つ噴霧角を1
20°にし、高負荷運転時には、噴射時期を早め且つ噴
霧角を60°にして、排気ガス中の炭化水素濃度を少な
くすると共に、安定燃焼を確保する。本実施例におい
て、このような制御を実行するために、EPU90は、
空気流量計91で検出された空気流量やスロットル開度
計92で検出されたスロットルバルブ21の開度等に応
じて定めた燃料噴射量が予め定められた値以下のときに
は、燃料分配器60の燃料噴射時期調節機構76に対し
て、燃料噴射時期を遅らせるよう指示すると共に、燃料
噴射弁80の弁体位置調整器57に対して、噴霧角度を
120°にするよう指示する。また、EPU90は、自
身が定めた燃料噴射量が予め定めた値を超えるときに
は、燃料分配器60の燃料噴射時期調節機構76に対し
て、燃料噴射時期をクランク角で約180°早くするよ
う指示すると共に、燃料噴射弁80の弁体位置調整器5
7に対して、噴霧角度を60°にするよう指示する。Summarizing the above, as shown in FIG.
During partial load operation, the injection timing is delayed and the spray angle is set to 1
In the high load operation at 20 °, the injection timing is advanced and the spray angle is set at 60 ° to reduce the hydrocarbon concentration in the exhaust gas and ensure stable combustion. In the present embodiment, in order to execute such control, the EPU 90 is
When the fuel injection amount determined according to the air flow rate detected by the air flow meter 91 and the opening degree of the throttle valve 21 detected by the throttle opening degree meter 92 is equal to or less than a predetermined value, the fuel distributor 60 The fuel injection timing adjustment mechanism 76 is instructed to delay the fuel injection timing, and the valve body position adjuster 57 of the fuel injection valve 80 is instructed to set the spray angle to 120 °. When the fuel injection amount determined by the EPU 90 exceeds a predetermined value, the EPU 90 instructs the fuel injection timing adjusting mechanism 76 of the fuel distributor 60 to advance the fuel injection timing by about 180 ° in crank angle. And the valve body position adjuster 5 of the fuel injection valve 80.
7 is instructed to set the spray angle to 60 °.
【0043】なお、実験によれば、部分負荷時には、噴
霧角度は100°以上であればよく、高負荷時には、9
0°以下であればよいことがわかった。また、本実施例
では、弁体86が狭角噴霧位置に位置しているときは、
広角噴霧用通路82aの弁体移動空間側口及び狭角噴霧
用通路82bの弁体移動空間側口が開いているが、広角
噴霧用通路82aの弁体移動空間側口を閉じ、狭角噴霧
用通路82bの弁体移動空間側口のみを開けるようにし
てもよい。According to the experiment, the spray angle should be 100 ° or more at the partial load, and 9 at the high load.
It has been found that it may be 0 ° or less. Further, in this embodiment, when the valve body 86 is located at the narrow-angle spray position,
Although the valve body moving space side opening of the wide-angle spray passage 82a and the valve body moving space side opening of the narrow-angle spray passage 82b are open, the valve body moving space side opening of the wide-angle spray passage 82a is closed to close the narrow-angle spray. You may make it open only the valve body movement space side opening of the use passage 82b.
【0044】ところで、排気ガス中の炭化水素濃度は、
後述する窒素酸化物の浄化用の触媒コンバータ31の転
換効率と相関関係があり、図10に示すように、炭化水
素濃度が高まるにつれて、窒素酸化物を窒素に転換する
触媒コンバータ31の転換効率が上昇する。一般的に、
排気ガス中の窒素酸化物濃度には、規制が設けられてい
るため、この規制を満たす必要がある。このため、無闇
に炭化水素濃度を低くしてしまうと、触媒コンバータ3
1の転換効率が低くなり、窒素酸化物濃度が高くなっ
て、規制値を満足しなくなってしまうことがある。そこ
で、触媒コンバータ31の転換効率を考慮して、窒素酸
化物濃度が規制値を越えない範囲で、炭化水素濃度を低
くする制御を実行する必要がある。By the way, the hydrocarbon concentration in the exhaust gas is
There is a correlation with the conversion efficiency of the catalytic converter 31 for purifying nitrogen oxides described later, and as shown in FIG. 10, the conversion efficiency of the catalytic converter 31 that converts nitrogen oxides into nitrogen increases as the hydrocarbon concentration increases. To rise. Typically,
Since the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is regulated, it is necessary to meet this regulation. Therefore, if the hydrocarbon concentration is lowered too low, the catalytic converter 3
The conversion efficiency of No. 1 becomes low, the nitrogen oxide concentration becomes high, and the regulation value may not be satisfied. Therefore, in consideration of the conversion efficiency of the catalytic converter 31, it is necessary to execute control to reduce the hydrocarbon concentration within a range in which the nitrogen oxide concentration does not exceed the regulation value.
【0045】排気管30に設けられている触媒コンバー
タ31には、図15に示すように、エンジン10側に金
属イオン交換ゼオライト触媒31aが配され、排気口側
に白金アルミナ系触媒31bが配されている。金属イオ
ン交換ゼオライト触媒31aは、低温活性が高いが、N
O選択還元特性は低いという特性がある。また、白金ア
ルミナ系触媒31bは、低温活性が低いが、NO選択還
元特性は高いという特性がある。したがって、高回転,
高負荷時の炭化水素(HC)濃度が低く、図10を用い
て前述したように触媒の窒素酸化物−窒素転換効率が低
くなりがちな運転域では、主に、触媒環境の温度が高け
ればNOの選択還元特性の高い白金アルミナ系触媒31
bが機能し、低回転,低負荷時のHC濃度が高く、前述
したように触媒の窒素酸化物−窒素転換効率が高くなる
運転域では、主に、触媒環境の温度が低くても活性化し
ている金属イオン交換ゼオライト触媒31aが機能す
る。なお、高回転,高負荷時にHC濃度が低いのは、排
気ガス温度が高いために、HCがシリンダ室内12から
排気管30を排気される過程で、酸化反応が進むからで
ある。また、低回転,低負荷時にHC濃度が高いのは、
排気ガス温度が低いために、酸化反応が進まず、そのま
ま排気されるからである。As shown in FIG. 15, the catalytic converter 31 provided in the exhaust pipe 30 is provided with a metal ion exchange zeolite catalyst 31a on the engine 10 side and a platinum alumina catalyst 31b on the exhaust port side. ing. The metal ion-exchanged zeolite catalyst 31a has high low temperature activity,
There is a characteristic that the O selective reduction characteristic is low. Further, the platinum-alumina-based catalyst 31b has a property that the low-temperature activity is low, but the NO selective reduction property is high. Therefore, high rotation,
In the operating region where the hydrocarbon (HC) concentration at high load is low and the nitrogen oxide-nitrogen conversion efficiency of the catalyst tends to be low as described above with reference to FIG. 10, mainly when the temperature of the catalyst environment is high. Platinum-alumina catalyst 31 with high NO selective reduction characteristics
In the operating region where b functions, the HC concentration is high at low rotation speed and low load, and the nitrogen oxide-nitrogen conversion efficiency of the catalyst is high as described above, the catalyst is mainly activated even when the temperature of the catalyst environment is low. The metal ion-exchanged zeolite catalyst 31a is functioning. The reason why the HC concentration is low at high rotation and high load is that the oxidation reaction progresses in the process of HC being exhausted from the exhaust pipe 30 from the cylinder chamber 12 due to the high exhaust gas temperature. Also, the high HC concentration at low rotation and low load
Because the exhaust gas temperature is low, the oxidation reaction does not proceed and the gas is exhausted as it is.
【0046】エンジン始動時に排出されるHCは、主に
金属イオン交換ゼオライト触媒31aに吸着される。排
ガスによって触媒コンバータ31の温度が高くなると、
金属イオン交換ゼオライト触媒31aに吸着していたH
Cは離脱し、白金アルミナ系触媒31bによって酸化さ
れる。通常の白金アルミナ系触媒は、低温でHCが酸化
されないときに、二酸化窒素N2Oを生成しやすい。こ
れを回避するため、本実施例の白金アルミナ系触媒31
bには、低温時の触媒活性を高めるためにパラジウム等
を添加している。また、エンジン始動時等における二酸
化窒素N2Oの転換効率を高めるために、燃料噴射時期
を遅らせて排気ガス温度を高める、あるいは、ミラーサ
イクルにおいて膨張ストローク/圧縮ストローク比を変
えて排気温度を高める等の制御をしてもよい。The HC discharged at the time of starting the engine is mainly adsorbed on the metal ion exchange zeolite catalyst 31a. When the temperature of the catalytic converter 31 rises due to the exhaust gas,
H adsorbed on the metal ion-exchanged zeolite catalyst 31a
C is released and is oxidized by the platinum alumina catalyst 31b. A normal platinum-alumina-based catalyst easily produces nitrogen dioxide N 2 O when HC is not oxidized at low temperature. In order to avoid this, the platinum-alumina-based catalyst 31 of this embodiment is used.
Palladium or the like is added to b in order to enhance the catalytic activity at low temperature. Further, in order to increase the conversion efficiency of nitrogen dioxide N 2 O at the time of engine start, the fuel injection timing is delayed to raise the exhaust gas temperature, or the expansion stroke / compression stroke ratio is changed in the mirror cycle to raise the exhaust temperature. Etc. may be controlled.
【0047】図16に示すごとく始動直後は、排ガスの
温度が低いので、HCとNOxを金属イオン交換ゼオラ
イト触媒31aに吸着させる。この期間は、燃料噴射時
期を遅らせて、排気ガス温度を高め、極力NOxの発生
を抑える。排ガスの温度が高くなってくると、金属イオ
ン交換ゼオライト触媒31に吸着していたHC,NOx
が、次第にH2O,CO2,N2に変換される。このと
き、排ガス中のNOxも、吸着されているHCで変換さ
れる。金属イオン交換ゼオライト触媒31に吸着してい
たHCがなくなると、噴射時期を進めて、排ガス中のH
Cを増す。さらに、高温になると、白金アルミナ系触媒
31bが主に機能し始める。Immediately after starting, as shown in FIG. 16, since the temperature of the exhaust gas is low, HC and NOx are adsorbed on the metal ion exchange zeolite catalyst 31a. During this period, the fuel injection timing is delayed to raise the exhaust gas temperature and suppress the generation of NOx as much as possible. When the temperature of the exhaust gas rises, HC and NOx adsorbed on the metal ion-exchanged zeolite catalyst 31
Is gradually converted into H 2 O, CO 2 , and N 2 . At this time, NOx in the exhaust gas is also converted by the adsorbed HC. When the HC adsorbed on the metal ion-exchanged zeolite catalyst 31 disappears, the injection timing is advanced and H in the exhaust gas is increased.
Increase C. Furthermore, when the temperature rises, the platinum-alumina-based catalyst 31b mainly starts to function.
【0048】本実施例では、前述したように、部分負荷
運転時に噴射時期を遅らせ、高負荷運転時には噴射時期
を早める制御を実行しているが、エンジン始動におい
は、特に触媒コンバータ31の機能を高めるために、冷
却水温度計93の温度に基づいて始動時か否かを認識
し、始動時の場合には、触媒コンバータ31に設けられ
ている排気ガス温度計94により検出された温度に応じ
て燃料噴射時期を制御している。具体的には、冷却水温
度計93により検出された温度が予め定められた温度に
なるまでは、ECU90は、始動時であると認識し、こ
のとき、排気ガス温度計94により検出された温度が予
め定められた温度になるまでは、燃料分配器60の燃料
噴射時期調節機構76に対して噴射時期を遅らせるよう
指示し、排気ガス温度計94により検出された温度が予
め定められた温度を超えると、燃料分配器60の燃料噴
射時期調節機構76に対して噴射時期を早めるよう指示
する。冷却水温度計93により検出された温度が予め定
められた温度を超えると、ECU90は、始動状態が終
わったと認識して、負荷に応じて噴射時期を制御する。In the present embodiment, as described above, the control is performed such that the injection timing is delayed during the partial load operation and the injection timing is advanced during the high load operation. In order to raise the temperature, it is recognized based on the temperature of the cooling water thermometer 93 whether or not it is at the time of starting, and at the time of starting, depending on the temperature detected by the exhaust gas thermometer 94 provided in the catalytic converter 31. To control the fuel injection timing. Specifically, until the temperature detected by the cooling water thermometer 93 reaches a predetermined temperature, the ECU 90 recognizes that the engine is starting, and at this time, the temperature detected by the exhaust gas thermometer 94. Until the temperature reaches a predetermined temperature, the fuel injection timing adjusting mechanism 76 of the fuel distributor 60 is instructed to delay the injection timing, and the temperature detected by the exhaust gas thermometer 94 is kept at the predetermined temperature. When it exceeds, the fuel injection timing adjustment mechanism 76 of the fuel distributor 60 is instructed to advance the injection timing. When the temperature detected by the cooling water thermometer 93 exceeds a predetermined temperature, the ECU 90 recognizes that the starting state has ended, and controls the injection timing according to the load.
【0049】以上のように、本実施例では、筒内噴射を
実行し、燃料が吸気管20の内面や吸気バルブ15の上
面に付着するのを回避しているので、シリンダ室内12
に目的の時期に目的の燃料量を確実に供給できる。さら
に、燃料が吸気管20の内面や吸気バルブ15の上面に
付着するのを回避していることで、燃料の蒸発率を上げ
るために圧縮温度を高める必要が無くなる結果、充填空
気量を高めエンジン出力を向上させることができると共
に、耐ノック性を向上させることもできる。As described above, in this embodiment, the in-cylinder injection is executed to prevent the fuel from adhering to the inner surface of the intake pipe 20 and the upper surface of the intake valve 15.
Therefore, the target fuel amount can be reliably supplied at the target time. Furthermore, since the fuel is prevented from adhering to the inner surface of the intake pipe 20 and the upper surface of the intake valve 15, it is not necessary to increase the compression temperature in order to increase the evaporation rate of the fuel, and as a result, the amount of filled air is increased and the engine is increased. The output can be improved and the knock resistance can be improved.
【0050】また、本実施例では、部分負荷時には、燃
料の広がり噴霧角度を100°以上にして点火プラグ4
0の近傍に良好な混合気を形成し、高負荷時には、燃料
の広がり角度を90°以下すると共に燃料噴射時期を早
めて空気との混合を促進してるので、広い運転範囲に渡
って安定燃焼を図ることができる。また、本実施例で
は、燃料の噴射時期や燃料の広がり噴霧角度を制御し
て、エンジン10自体から排気される炭化水素を少なく
すると共に、触媒コンバータ31を効率良く機能させて
いるので、排気ガス中の有害物質の除去効率を高めるこ
とができる。Further, in this embodiment, at the time of partial load, the spread angle of the fuel is set to 100 ° or more and the spark plug 4 is set.
A good air-fuel mixture is formed in the vicinity of 0, and when the load is high, the spread angle of the fuel is 90 ° or less and the fuel injection timing is advanced to promote mixing with air, so stable combustion is achieved over a wide operating range. Can be achieved. Further, in the present embodiment, the fuel injection timing and the fuel spread spray angle are controlled to reduce the hydrocarbons exhausted from the engine 10 itself, and at the same time the catalytic converter 31 is made to function efficiently. The efficiency of removing harmful substances in the inside can be increased.
【0051】なお、本実施例は、ミラーサイクルエンジ
ンに本発明を適用したものであるが、本発明は、これに
限定されたものではなく、通常のガソリンエンジンに適
用してもよい。Although the present invention is applied to the Miller cycle engine in this embodiment, the present invention is not limited to this and may be applied to a normal gasoline engine.
【0052】次に、燃料噴射弁の第2の実施例につい
て、図18〜図20を用いて説明する。本実施例の燃料
噴射弁100は、図18に示すように、弁体106と、
弁体106の位置を調節する位置調節器107と、燃料
通路102,103及び弁体移動空間105が形成され
ていると共にこれらを覆う弁ケーシング101とを有し
ている。燃料通路102,103は、一方の端部が燃料
入口(図示されていない。)となっており、他方の端部
が燃料噴出口104となっている。この燃料通路10
2,103の途中に、弁体移動空間105が形成され、
この弁体移動空間105内にも燃料が流れ込むようにな
っている。弁体移動空間105から燃料噴出口104ま
での通路(以下、空間出口側通路とする。)103は、
複数形成されている。複数の空間出口側通路のうち、一
群の通路(以下、狭角噴霧用通路とする。)103b
は、噴射中心軸Cに対して30°を成す方向に伸びてお
り、残りの他の群の通路(以下、広角噴霧用通路とす
る。)103aは、噴射中心軸に対して60°を成す方
向に伸びている。Next, a second embodiment of the fuel injection valve will be described with reference to FIGS. The fuel injection valve 100 of the present embodiment, as shown in FIG.
It has a position adjuster 107 for adjusting the position of the valve body 106, and a valve casing 101 in which the fuel passages 102 and 103 and the valve body moving space 105 are formed and which cover them. Each of the fuel passages 102 and 103 has a fuel inlet (not shown) at one end and a fuel injection port 104 at the other end. This fuel passage 10
A valve body moving space 105 is formed in the middle of 2, 103,
Fuel also flows into the valve body moving space 105. A passage 103 from the valve body moving space 105 to the fuel injection port 104 (hereinafter referred to as a space outlet side passage) 103 is
A plurality is formed. A group of passages (hereinafter, referred to as narrow-angle spray passages) 103b among the plurality of space outlet side passages.
Extends in a direction forming 30 ° with respect to the injection center axis C, and the remaining passages of other groups (hereinafter, referred to as wide-angle spray passages) 103a form 60 ° with respect to the injection center axis. Extending in the direction.
【0053】弁体106は、広角噴霧用通路103aの
弁体移動空間側口及び狭角噴霧用通路103bの弁体移
動空間側口を塞ぐ弁端部106bと、この弁端部106
bが先端に設けられている本体106aとを有してい
る。弁体移動空間105は、弁体106の弁端部106
bのみが入り込む弁端部移動空間105bと、弁体10
6の本体106aが収まる本体移動空間105aとを有
している。弁ケーシング101は、弁端部移動空間10
5bと本体移動空間105aとの境が弁座101aを形
成している。The valve body 106 includes a valve end portion 106b for closing the valve body movement space side opening of the wide angle spray passage 103a and the valve body movement space side opening of the narrow angle spray passage 103b, and the valve end portion 106.
b has a main body 106a provided at the tip. The valve body moving space 105 is the valve end portion 106 of the valve body 106.
valve end moving space 105b into which only b enters and the valve body 10
6 has a main body moving space 105a in which the main body 106a is accommodated. The valve casing 101 includes a valve end moving space 10
The boundary between 5b and the main body moving space 105a forms a valve seat 101a.
【0054】弁体106は、弁座101aに接触して、
本体移動空間105a内の燃料が弁端部移動空間105
b内に流れ込まない弁閉位置(図18の状態)と、広角
噴霧用通路103aの弁体移動空間側口を開ける一方で
狭角噴霧用通路103bの弁体移動空間側口を閉じる広
角噴霧位置(図19の状態)と、広角噴霧用通路103
aの弁体移動空間側口を閉じる一方で狭角噴霧用通路1
03bの弁体移動空間側口を開ける狭角噴霧位置(図2
0の状態)とに、移動可能に弁体移動空間105内に設
けられている。The valve body 106 contacts the valve seat 101a,
The fuel in the main body moving space 105a is the valve end moving space 105
b closed position (state of FIG. 18) that does not flow into b, and wide-angle spray position that closes the valve body moving space side opening of the narrow-angle spray passage 103b while opening the valve body moving space side opening of the wide-angle spray passage 103a. (State of FIG. 19) and wide-angle spray passage 103
The narrow-angle spray passage 1 while closing the valve body movement space side of a.
The narrow angle spray position for opening the valve body movement space side of 03b (Fig. 2
The state (0)) is movably provided in the valve body moving space 105.
【0055】位置調節器107は、ECU90からの信
号が入力する小型のステッピングモータ107aと、こ
のステッピングモータ107aの駆動で動作するストッ
パ107bとを有している。位置調節器107は、その
ストッパ107bが弁体106と接触して、弁体106
を目的の位置に位置させる。具体的には、位置調節器1
07は、ECU90からの信号に応じて、弁体106
を、前述した、弁閉位置、広角噴霧位置及び狭角噴霧位
置に位置させる。The position adjuster 107 has a small stepping motor 107a to which a signal from the ECU 90 is input, and a stopper 107b which operates by driving the stepping motor 107a. In the position adjuster 107, the stopper 107 b contacts the valve body 106,
To the desired position. Specifically, the position adjuster 1
07 indicates the valve body 106 in response to a signal from the ECU 90.
Are positioned at the valve closed position, the wide-angle spray position, and the narrow-angle spray position described above.
【0056】図18に示すように、弁体106が弁閉位
置に位置して、弁ケーシング101の弁座101aに接
触しているときには、燃料が本体移動空間105aから
弁端部移動空間105bへ流れることができず、弁10
0から燃料噴射されない。また、図19に示すように、
弁体106が僅かにリフトアップし広角噴霧位置に位置
して、弁体106の弁端部106bが狭角噴霧用通路1
03bの弁体移動空間側口のみを塞いでいるときには、
弁体移動空間105内の燃料は広角噴霧用通路103a
を通り、その端の燃料出口104aから噴射される。こ
の時の燃料の広がり噴霧角度は、120°になる。ま
た、図20に示すように、弁体106が更にリフトアッ
プし狭角噴霧位置に位置して、弁体106の弁端部10
6bが広角噴霧用通路103aの弁体移動空間側口のみ
を塞いでいるときには、弁体移動空間105内の燃料は
狭角噴霧用通路103bを通り、その端部の燃料出口1
04bから噴射される。このときの燃料の広がり噴霧角
度は、60°になる。As shown in FIG. 18, when the valve body 106 is located at the valve closed position and is in contact with the valve seat 101a of the valve casing 101, fuel flows from the main body moving space 105a to the valve end moving space 105b. Can not flow, valve 10
No fuel injection from 0. In addition, as shown in FIG.
The valve body 106 is slightly lifted up and positioned at the wide-angle spraying position, and the valve end portion 106b of the valve body 106 has the narrow-angle spray passage 1
When only the valve body movement space side opening of 03b is blocked,
The fuel in the valve body moving space 105 has a wide-angle spray passage 103a.
And is injected from the fuel outlet 104a at its end. At this time, the spread spray angle of the fuel is 120 °. Further, as shown in FIG. 20, the valve body 106 is further lifted up and positioned at the narrow-angle spray position, and the valve end portion 10 of the valve body 106 is
When 6b closes only the valve body moving space side opening of the wide-angle spray passage 103a, the fuel in the valve body moving space 105 passes through the narrow-angle spray passage 103b and the fuel outlet 1 at the end thereof.
It is injected from 04b. At this time, the spread spray angle of the fuel is 60 °.
【0057】このように、本実施例の燃料噴射弁100
でも噴霧広がり角度を変えることができるので、先の実
施例の燃料噴射弁80の換わりに本実施例の燃料噴射弁
100を用いても基本的に同様の効果を得ることができ
る。Thus, the fuel injection valve 100 of this embodiment is
However, since the spray spread angle can be changed, basically the same effect can be obtained by using the fuel injection valve 100 of this embodiment instead of the fuel injection valve 80 of the previous embodiment.
【0058】ところで、本実施例の燃料噴射弁100は
一の燃料出口104からの燃料噴射形状が棒状であり、
先の実施例の燃料噴射弁20は一の燃料出口84からの
燃料噴霧形状が円錐状であるため、図21に示すよう
に、空気過剰率をいろいろと変えても、全般的に棒状噴
霧の方が円錐状噴霧の方が炭化水素濃度が高くなってし
まう。これは、棒状噴霧の場合、燃料の広がりが悪く、
局所的に濃い混合気が形成されるためである。従って、
燃料噴射弁としては、一の燃料出口からの燃料噴霧形状
が円錐状になるものを採用することが好ましい。By the way, in the fuel injection valve 100 of this embodiment, the fuel injection shape from one fuel outlet 104 is rod-shaped,
In the fuel injection valve 20 of the previous embodiment, the shape of the fuel spray from the one fuel outlet 84 is conical, so as shown in FIG. The cone-shaped spray has a higher hydrocarbon concentration. This is because in the case of rod-shaped spray, the spread of fuel is poor,
This is because a dense air-fuel mixture is locally formed. Therefore,
As the fuel injection valve, it is preferable to adopt one in which the shape of fuel spray from one fuel outlet is conical.
【0059】図22は、燃料を棒状に噴霧する燃料噴射
弁による噴射時期と炭化水素濃度との関係を示してい
る。噴射時期を早めると、着火までにシリンダ壁面に到
達し、付膜を形成する燃料が増加し、炭化水素濃度が高
くなる。前述したように、炭化水素濃度は、触媒コンバ
ータの転換効率に関係するため、本実施例のような棒状
噴霧式の燃料噴射弁100を採用する場合も、この転換
効率を考慮して炭化水素濃度を制御することが好まし
い。FIG. 22 shows the relationship between the hydrocarbon concentration and the injection timing of the fuel injection valve for spraying the fuel in a rod shape. When the injection timing is advanced, the fuel reaches the cylinder wall surface by ignition, the amount of fuel forming a film increases, and the hydrocarbon concentration increases. As described above, since the hydrocarbon concentration is related to the conversion efficiency of the catalytic converter, even when the rod-shaped spray type fuel injection valve 100 as in the present embodiment is adopted, the hydrocarbon concentration is taken into consideration in consideration of this conversion efficiency. Is preferably controlled.
【0060】次に、燃料噴射弁の第3の実施例につい
て、図23を用いて説明する。本実施例の燃料噴射弁1
10では、図23に示すように、弁体として球状の弁体
112を用いてる。この球状弁体112は、可撓性を有
する細い連結ロッド115によってピン116を介して
ピストン117と柔軟に結合されている。従って、弁ケ
ーシング111の弁座111a等に機械的加工による偏
心等の誤差が合ったとしても、この連結ロッド115に
より吸収できる。電磁弁119の弁体119aが引き上
げられると、圧力室118の圧力が低下し、ピストン1
17がバネ114の力によって押し上げられ、球状弁体
112が上昇し、弁座111aと球状弁体112との間
が開いて、燃料が噴射される。可動部分は球状弁体11
2,ガイド113,連結ロッド115,ピストン117
で、いずれも小さく、軽量であり、応答性が高く、1サ
イクルに2回噴射することが可能である。電磁弁119
の弁体119aを閉じると、圧力室118の圧力が上昇
し、ピストン117が押し下げられ、球状弁体112が
閉じる。Next, a third embodiment of the fuel injection valve will be described with reference to FIG. Fuel injection valve 1 of the present embodiment
In FIG. 10, a spherical valve body 112 is used as the valve body as shown in FIG. The spherical valve body 112 is flexibly coupled to the piston 117 via a pin 116 by a flexible thin connecting rod 115. Therefore, even if an error such as eccentricity due to mechanical processing is matched with the valve seat 111a of the valve casing 111, it can be absorbed by the connecting rod 115. When the valve body 119a of the solenoid valve 119 is pulled up, the pressure in the pressure chamber 118 decreases, and the piston 1
17 is pushed up by the force of the spring 114, the spherical valve body 112 rises, the space between the valve seat 111a and the spherical valve body 112 is opened, and fuel is injected. The movable part is a spherical valve element 11.
2, guide 113, connecting rod 115, piston 117
All of them are small, lightweight, and have high responsiveness, and it is possible to inject twice in one cycle. Solenoid valve 119
When the valve body 119a is closed, the pressure in the pressure chamber 118 rises, the piston 117 is pushed down, and the spherical valve body 112 is closed.
【0061】ここでは、圧力室118の圧力調節に電磁
弁119を用いているが、この電磁弁119の換わりに
積層型の圧電素子を用いることもできる。図24に示す
ように、圧力室118を形成する壁面の一部に、積層型
の圧電素子120を設ける。圧力室118には、燃料が
流れ込むので、ここの圧力は高い。このため、ピストン
117が押し下げられて、球状弁体112はケーシング
111の弁座111aに押し付けられる共に、圧電素子
120が押される。このように圧電素子120が押され
ると、コンデンサ121に電荷が蓄えられる。圧縮行程
の終わりに、スイッチ122を閉じると、コンデンサ1
21に蓄えられていた電荷が放電され、圧電素子120
が収縮して圧力室118内の圧力が低下する。この結
果、ピストン117がわずかに上昇して、球状弁体11
2がわずかに持ち上げられ、燃料が噴射される。Here, the electromagnetic valve 119 is used to adjust the pressure of the pressure chamber 118, but a laminated piezoelectric element may be used instead of the electromagnetic valve 119. As shown in FIG. 24, a laminated piezoelectric element 120 is provided on a part of the wall surface forming the pressure chamber 118. Since the fuel flows into the pressure chamber 118, the pressure here is high. Therefore, the piston 117 is pushed down, the spherical valve body 112 is pushed against the valve seat 111a of the casing 111, and the piezoelectric element 120 is pushed. When the piezoelectric element 120 is pushed in this way, electric charges are stored in the capacitor 121. At the end of the compression stroke, the switch 122 is closed and the condenser 1
The electric charge stored in 21 is discharged, and the piezoelectric element 120
Contract and the pressure in the pressure chamber 118 decreases. As a result, the piston 117 rises slightly and the spherical valve element 11
2 is lifted slightly and fuel is injected.
【0062】次に、燃料噴射弁の第4の実施例につい
て、図25及び図26を用いて説明する。本実施例の燃
料噴射弁130は、図25に示すように、弁体移動空間
132及びソレノイド収納部133が形成されている弁
ケーシング131と、弁体移動空間132内で移動する
弁体134と、弁閉の方向へ弁体134を付勢するスプ
リング136と、弁体134の端部に固定されているア
ーマチュア135と、アーマチュア135と共に弁体1
34を移動させるソレノイド137と、ソレノイド13
7を駆動するソレノイド駆動回路140と、弁ケーシン
グ131内に入ってくる燃料中の異物を除去する燃料フ
ィルタ138とを備えている。弁の開閉は、ソレノイド
137を励磁又は消磁して、弁体134を移動させる。
具体的には、ソレノイド137を励磁したときには、弁
体134はスプリング力に抗して開き、消磁したときに
は、弁体134はスプリング力により閉じる。Next, a fourth embodiment of the fuel injection valve will be described with reference to FIGS. 25 and 26. As shown in FIG. 25, the fuel injection valve 130 of the present embodiment includes a valve casing 131 in which a valve body moving space 132 and a solenoid housing 133 are formed, and a valve body 134 that moves in the valve body moving space 132. , A spring 136 for urging the valve element 134 in the valve closing direction, an armature 135 fixed to the end of the valve element 134, and the valve element 1 together with the armature 135.
Solenoid 137 for moving 34 and solenoid 13
7, a solenoid drive circuit 140 for driving the valve 7, and a fuel filter 138 for removing foreign matters in the fuel entering the valve casing 131. When the valve is opened or closed, the solenoid 137 is excited or demagnetized to move the valve body 134.
Specifically, when the solenoid 137 is excited, the valve body 134 opens against the spring force, and when demagnetized, the valve body 134 closes due to the spring force.
【0063】ソレノイド駆動回路140は、図26に示
すように、互いに並列に設けられている低圧電源141
及び高圧電源142と、いずれか一方の電源のみからの
電圧をソレノイド137に印加するための切替スイッチ
143と、ソレノイド137に流れる電流量を制御する
ためのトランジスタ144とを有している。弁体134
を上昇させる際(弁開動作)には、高圧電源142から
の電圧がソレノイド137に印加するようにスイッチ1
43を操作する。弁体134の上昇が完了し、その状態
を維持しておく際には、低電圧電源141からの電圧が
ソレノイド137に印加するようにスイッチ143を操
作する。このように、弁体134を動作させる際には高
電圧電源142を使用しているので、応答性を高めるこ
とができ、1サイクル中に二回燃焼噴射することもでき
る。また、弁体134を特定の位置に保持しておく際に
は低電圧電源141を使用しているので、消費電力を少
なくすることができると共にソレノイド137の過熱を
防止することもできる。As shown in FIG. 26, the solenoid drive circuit 140 includes a low voltage power supply 141 provided in parallel with each other.
And a high-voltage power supply 142, a changeover switch 143 for applying a voltage from only one of the power supplies to the solenoid 137, and a transistor 144 for controlling the amount of current flowing through the solenoid 137. Valve body 134
When the valve is opened (valve opening operation), the switch 1 is controlled so that the voltage from the high voltage power source 142 is applied to the solenoid 137.
43 is operated. When the valve body 134 is completely lifted and is kept in that state, the switch 143 is operated so that the voltage from the low-voltage power source 141 is applied to the solenoid 137. As described above, since the high voltage power source 142 is used when the valve element 134 is operated, the responsiveness can be improved and the combustion injection can be performed twice in one cycle. Further, since the low-voltage power supply 141 is used when holding the valve element 134 at a specific position, it is possible to reduce power consumption and prevent overheating of the solenoid 137.
【0064】なお、以上の燃料噴射弁の第3及び第4の
実施例は、いずれも燃料の広がり噴霧角度を変えること
ができないが、噴霧角度を変えることができる第1及び
第2の実施例の燃料噴射弁80,100において、これ
らの実施例の特徴部分である、可撓性を有する連結ロッ
ド115を使用しても、弁体の移動にソレノイド137
を使用し、このソレノイド137の駆動で高電圧電源1
42と低電圧電源141とを切り替えるようにしてもよ
い。In the third and fourth embodiments of the fuel injection valve described above, neither the spread of fuel nor the spray angle can be changed, but the spray angle can be changed in the first and second embodiments. Even if the flexible connecting rod 115, which is a characteristic part of these embodiments, is used in the fuel injection valves 80, 100 of FIG.
Drive the solenoid 137 to drive the high voltage power source 1
42 and the low-voltage power supply 141 may be switched.
【0065】図27は、シリンダ室内からシリンダヘッ
ドを見た状態を示している。同図において、噴射ノズル
310には、近接して二つの噴孔311,312が設け
られている。各噴孔311,312は、それぞれ、噴霧
313,314を形成する。噴霧313と噴霧314と
の間の干渉する領域に点火プラグの電極315,316
を設ける。この点火プラグの電極315,316間の放
電によって生じた火炎核317及び318は、噴霧31
3と噴霧314とによって矢印の方に移動する。この領
域は、噴霧313と314の中心部の速度より小さくな
っているので、火炎核317と火炎核318とが噴霧に
よって冷却されることが少ない。ある時点で、噴射ノズ
ル310を閉じると、図示の点で火炎核317と318
が停止し、火炎伝播が開始される。ここでは、図28に
示すように、火炎核の形成に先き立ち、吸気工程中に主
燃料をシリンダ12内に噴射し、均一混合気を造ってお
き、圧縮工程の最後に点火用燃料を噴射して、確実な点
火を確保するようにしている。このため、燃料は1サイ
クルに2回噴射する必要がある。FIG. 27 shows a state in which the cylinder head is viewed from the inside of the cylinder chamber. In the figure, the injection nozzle 310 is provided with two injection holes 311 and 312 in close proximity to each other. The injection holes 311 and 312 form sprays 313 and 314, respectively. The electrodes 315, 316 of the spark plug are provided in the interfering region between the spray 313 and the spray 314.
To provide. The flame kernels 317 and 318 generated by the discharge between the electrodes 315 and 316 of the spark plug are sprayed 31
3 and spray 314 to move in the direction of the arrow. Since this region is smaller than the velocity of the central portions of the sprays 313 and 314, the flame kernel 317 and the flame kernel 318 are less likely to be cooled by the spray. At some point, closing the injection nozzle 310 will result in flame kernels 317 and 318 at the points shown.
Stops and flame propagation begins. Here, as shown in FIG. 28, prior to the formation of the flame kernel, the main fuel is injected into the cylinder 12 during the intake stroke to create a uniform mixture, and the ignition fuel is added at the end of the compression stroke. It is injected to ensure reliable ignition. Therefore, it is necessary to inject the fuel twice in one cycle.
【0066】燃料を1サイクルで2回噴射するために、
先の実施例における分配器60を図29に示すように変
形する必要がある。なお、同図に示す分配器おいて、先
の実施例と同一部位に関しては、同一の符号を付し、重
複した説明を省略する。In order to inject fuel twice in one cycle,
The distributor 60 in the previous embodiment needs to be modified as shown in FIG. In the distributor shown in the figure, the same parts as those in the previous embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【0067】本実施例の分配器150は、先の実施例の
分配器60の噴射時期調節リング77を変形したもので
ある。本実施例の噴射時期調節リング157は、プラン
ジャー中心軸を中心として対象な位置の二つのケーシン
グ燃料出口63a,63dのうち、一方のケーシング燃
料出口63aにプランジャー第一燃料出口67cが通じ
ているときに、他方のケーシング燃料出口63dにプラ
ンジャー第二燃料出口67dも通じるように、リング1
57の各連通孔157a,157d,…を形成してい
る。従って、プランジャー中心軸を中心として対象な位
置の二つのケーシング燃料出口のうち、一方のケーシン
グ燃料出口から燃料が出ているときには、他方のケーシ
ング燃料出口からも燃料が出ることになる。具体的に
は、同図に示すように、第1気筒用のケーシング燃料出
口63aから燃料が出ているときには、第4気筒用のケ
ーシング燃料出口63dからも燃料が出ることになる。The distributor 150 of this embodiment is a modification of the injection timing adjusting ring 77 of the distributor 60 of the previous embodiment. In the injection timing adjusting ring 157 of the present embodiment, one of the two casing fuel outlets 63a, 63d at the target position around the center axis of the plunger has the plunger first fuel outlet 67c communicating with the one casing fuel outlet 63a. Ring 1 so that the second plunger fuel outlet 67d also communicates with the other casing fuel outlet 63d when
The communication holes 157a, 157d, ... Of 57 are formed. Therefore, when the fuel is discharged from one of the casing fuel outlets of the two casing fuel outlets at the target position around the center axis of the plunger, the fuel is also discharged from the other casing fuel outlet. Specifically, as shown in the figure, when the fuel is discharged from the casing fuel outlet 63a for the first cylinder, the fuel is also discharged from the casing fuel outlet 63d for the fourth cylinder.
【0068】ところで、4気筒エンジンの場合、図14
に示すように、第1気筒が排気工程から吸気工程になる
ときには、第4気筒は圧縮工程から爆発工程になるとき
で、第1気筒が圧縮工程から爆発工程になるときには、
第4気筒は排気工程から吸気工程になるときである。従
って、図28に示すように、主燃料噴射と点火用燃料噴
射を行う場合、第1気筒において主燃料噴射を行ってい
るときに、第4気筒において点火用燃料噴射を行い、第
4気筒において主燃料噴射を行っているときに、第1気
筒において点火用燃料噴射を行えばよい。そこで、本実
施例では、第1気筒用のケーシング燃料出口63aから
燃料が出ているときには、第4気筒用の燃料出口63d
からも燃料が出るようにしている。By the way, in the case of a four-cylinder engine, FIG.
As shown in, when the first cylinder shifts from the exhaust stroke to the intake stroke, the fourth cylinder shifts from the compression stroke to the explosion stroke, and when the first cylinder shifts from the compression stroke to the explosion stroke,
The fourth cylinder is the time from the exhaust process to the intake process. Therefore, as shown in FIG. 28, when the main fuel injection and the ignition fuel injection are performed, the ignition fuel injection is performed in the fourth cylinder and the fourth cylinder is performed while the main fuel injection is performed in the first cylinder. Ignition fuel injection may be performed in the first cylinder during main fuel injection. Therefore, in this embodiment, when the fuel is coming out from the casing fuel outlet 63a for the first cylinder, the fuel outlet 63d for the fourth cylinder is provided.
I'm trying to get fuel out of.
【0069】但し、一方のケーシング燃料出口63aか
ら主燃料(燃料量が多い)を出すときには、他方のケー
シング燃料出口63dからは点火用燃料(燃料量が少な
い。)を出す必要があるために、一方のケーシング燃料
出口63aとプランジャー第一燃料出口67cとが完全
に通じている状態でも、他方のケーシング燃料出口63
dとプランジャー第二燃料出口67dが半開通状態にな
るよう、リング157の各連通孔157a,157d,
…は形成されている。なお、同図において、第4気筒で
主燃料噴射を行い、これと同時に、第1気筒で点火用燃
料噴射を行う場合には、噴射時期調節リング157を僅
かに右に移動させればよい。However, when the main fuel (the amount of fuel is large) is discharged from the one casing fuel outlet 63a, the ignition fuel (the amount of fuel is small) is required to be discharged from the other casing fuel outlet 63d. Even when one casing fuel outlet 63a and the plunger first fuel outlet 67c are in complete communication, the other casing fuel outlet 63a
d and the plunger second fuel outlet 67d are in a semi-opened state, the communication holes 157a, 157d,
... are formed. In the figure, when the main fuel injection is performed in the fourth cylinder and the ignition fuel injection is performed in the first cylinder at the same time, the injection timing adjusting ring 157 may be moved slightly to the right.
【0070】本実施例の分配器150のように、プラン
ジャー中心軸を中心として対象な位置の二つのケーシン
グ燃料出口63a,63dのうち、一方のケーシング燃
料出口63aから燃料が出ているときに、他方のケーシ
ング燃料出口63dからも同時に燃料が出るようにする
と、各燃料噴射弁に流量特性差がある場合、その流量特
性に著しく影響を受け、主噴射量と点火用噴射量とのい
ずれもが目的量を得ることができない。すなわち、例え
ば、一方の燃料噴射弁の圧力損失が大きく、他方の燃料
噴射弁の圧力損失が小さい場合、同一の燃料供給源から
同時に燃料を供給しようとすると、一方の燃料噴射弁に
は目的の量より少ない燃料しか供給されず、他方の燃料
噴射弁には目的の量より多い燃料が供給されてしまう。
そこで、ここでは、各燃料噴射弁に流量特性差があった
としても、各燃料噴射弁に目的量の燃料を供給すること
ができる分配器について、分配器の第3の実施例として
図30を用いて説明する。Like the distributor 150 of this embodiment, when the fuel is discharged from one of the casing fuel outlets 63a and 63d at the target position around the plunger central axis, the fuel is discharged from one casing fuel outlet 63a. If the fuel is also discharged from the other casing fuel outlet 63d at the same time, if there is a difference in the flow rate characteristics between the fuel injection valves, the flow rate characteristics will be significantly affected, and both the main injection amount and the ignition injection amount will be affected. Can't get the target amount. That is, for example, in the case where the pressure loss of one fuel injection valve is large and the pressure loss of the other fuel injection valve is small, if fuel is simultaneously supplied from the same fuel supply source, one fuel injection valve has a target Less fuel than the desired amount is supplied, and the other fuel injection valve is supplied with more fuel than the target amount.
Therefore, here, FIG. 30 is shown as a third embodiment of the distributor regarding a distributor that can supply a target amount of fuel to each fuel injection valve even if there is a difference in flow rate characteristics between the fuel injection valves. It demonstrates using.
【0071】同図に示す分配器160は、プランジャー
中心軸を中心として、プランジャー第一燃料出口167
cに対してプランジャー第二燃料出口167dを180
°の方向に伸ばさず、180°よりいくらか小さい角度
の方向に伸ばしてたものである。なお、その他の構成に
関しては、図29に示す分配器150の第2の実施例と
同一である。このように各プランジャー燃料出口167
c,167dを形成することにより、例えば、第4気筒
用の燃料噴射弁に燃料を供給しているときには、第1気
筒用の燃料噴射弁に燃料は供給されず、僅かに遅れて第
1気筒用の燃料噴射弁に燃料が供給されることになる。
従って、分配器160から各燃料噴射弁に同時に燃料が
供給されることはなく、各燃料噴射弁に流量特性差があ
ったとしても、各燃料噴射弁にほぼ目的量の燃料を供給
することができる。The distributor 160 shown in the figure has a plunger first fuel outlet 167 centered on the plunger central axis.
180 for the plunger second fuel outlet 167d for c
It was not stretched in the direction of °, but was stretched in the direction of an angle slightly smaller than 180 °. The rest of the configuration is the same as that of the second embodiment of the distributor 150 shown in FIG. Thus each plunger fuel outlet 167
By forming c and 167d, for example, when fuel is being supplied to the fuel injection valve for the fourth cylinder, fuel is not supplied to the fuel injection valve for the first cylinder, and the first cylinder is slightly delayed. The fuel will be supplied to the fuel injection valve for the vehicle.
Therefore, the fuel is not supplied from the distributor 160 to each fuel injection valve at the same time, and even if there is a difference in the flow rate characteristics of each fuel injection valve, it is possible to supply a substantially target amount of fuel to each fuel injection valve. it can.
【0072】次に、燃料ポンプの実施例について、図3
1〜図33を用いて説明する。以上の各種実施例では、
一個の燃料ポンプ(図示されていない。)からの燃料を
燃料分配器により各気筒ごとの燃料噴射弁に供給するよ
うにしていたが、ここでは、各気筒毎に燃料ポンプを設
け、それぞれの燃料ポンプから対応する燃料噴射弁に燃
料を供給する、いわゆる列型噴射ポンプと呼ばれている
ものに関して説明する。Next, the embodiment of the fuel pump is shown in FIG.
This will be described with reference to FIGS. In the various examples above,
The fuel from one fuel pump (not shown) was supplied to the fuel injection valve for each cylinder by the fuel distributor, but here, a fuel pump is provided for each cylinder and each fuel pump is provided. A so-called in-line injection pump that supplies fuel from a pump to a corresponding fuel injection valve will be described.
【0073】本実施例の燃料ポンプ170は、ポンプケ
ーシング171と、ポンプケーシング171内で往復移
動するピストン172と、ピストン172を往復移動さ
せるピストン駆動機構173とを有している。このピス
トン駆動機構173は、クランクシャフトとタイミング
ベルト等を介して連結されているカムシャフト174
と、このカムシャフト174の回転に伴って回転するよ
うカムシャフト174に固定されている進みカム175
a及び遅れカム175bと、進みカム175aの外周面
に接するよう配されている進みカムフォロアーロッド1
76aと、遅れカム175bの外周面に接するよう配さ
れている遅れカムフォロアーロッド176bと、ピスト
ン172の端部に接触している揺動ロッド176cと、
進みカムフォロアーロッド176aと遅れカムフォロア
ーロッド176bと揺動ロッド176cをそれぞれ独自
に揺動可能に支持する支持ピン178と、二つのカムフ
ォロアーロッド176a,176bのうち一方の動きに
合わせて揺動ロッド176cを揺動させるタイミング切
替ピン179と、このタイミング切替ピン179を移動
させるソレノイド(図示されていない。)とを有してい
る。進みカムフォロアーロッド176a、遅れカムフォ
ロアーロッド176b、揺動ロッド176cは、互いに
平行に配され、それぞれの一方の端部が支持ピン178
で支持されている。揺動ロッド176cの他方の端部に
は、タイミング切替ピン179が貫通する切替ピン貫通
孔177cが形成され、進みカムフォロアーロッド17
6aの他方の端部及び遅れカムフォロアーロッド176
bの他方の端部には、タイミング切替ピン179の端部
が嵌まり込む切替ピン嵌合部177a,177bが形成
されている。タイミング切替ピン179は、揺動ロッド
176cの切替ピン貫通孔1777cには常に挿通され
ているが、その端部は、自身の位置に応じて、進みカム
フォロアーロッド176aの嵌合部177aと遅れカム
フォロアーロッド176bの嵌合部177bとのうち、
いずれか一方に嵌まり込むことになる。The fuel pump 170 of this embodiment has a pump casing 171, a piston 172 that reciprocates in the pump casing 171, and a piston drive mechanism 173 that reciprocates the piston 172. The piston drive mechanism 173 has a camshaft 174 connected to a crankshaft via a timing belt or the like.
And the advance cam 175 fixed to the camshaft 174 so as to rotate with the rotation of the camshaft 174.
a and the delay cam 175b, and the advance cam follower rod 1 arranged so as to contact the outer peripheral surface of the advance cam 175a.
76a, a delay cam follower rod 176b arranged in contact with the outer peripheral surface of the delay cam 175b, and a swing rod 176c contacting the end of the piston 172.
A support pin 178 for independently swingably supporting the advancing cam follower rod 176a, the lagging cam follower rod 176b, and the swing rod 176c, and the swing rod according to the movement of one of the two cam follower rods 176a, 176b. It has a timing switching pin 179 for swinging the 176c and a solenoid (not shown) for moving the timing switching pin 179. The lead cam follower rod 176a, the lag cam follower rod 176b, and the swing rod 176c are arranged in parallel to each other, and one end of each of them is a support pin 178.
Supported by. A switching pin through hole 177c through which the timing switching pin 179 penetrates is formed at the other end of the swing rod 176c, and the advance cam follower rod 17 is formed.
The other end of 6a and the delay cam follower rod 176.
Switching pin fitting portions 177a and 177b into which the ends of the timing switching pin 179 are fitted are formed at the other end portion of b. The timing switching pin 179 is always inserted into the switching pin through hole 1777c of the swing rod 176c, but its end portion is, depending on its own position, the fitting portion 177a and the delay cam of the advance cam follower rod 176a. Among the fitting portion 177b of the follower rod 176b,
It will fit into either one.
【0074】この燃料ポンプ170は、以下のように動
作する。クランクシャフトが回転して、カムシャフト1
74が回転すると、これに固定されている進みカム17
5a及び遅れカム175bが回転する。これらのカム1
75a,175bが回転すると、これらのカム175
a,175bの外周面に接しているカムフォロアーロッ
ド176a,176bは、接触しているカム形状に応じ
て支持ピン178を中心として揺動する。このとき、タ
イミング切替ピン179が進みカムフォロアーロッド1
76aの嵌合部177aに嵌まっていると、進みカムフ
ォロアーロッド176aの揺動に合わせて揺動ロッド1
76cも揺動する。また、タイミング切替ピン179が
遅れカムフォロアーロッド176bの嵌合部177bに
嵌まっていると、遅れカムフォロアーロッド176bの
揺動に合わせて揺動ロッド176cも揺動する。ピスト
ン172は、このような揺動ロッド176cの揺動に応
じて、往復移動する。The fuel pump 170 operates as follows. The crankshaft rotates and the camshaft 1
When 74 rotates, the advance cam 17 fixed to it
5a and the delay cam 175b rotate. These cams 1
When 75a and 175b rotate, these cams 175
The cam follower rods 176a and 176b in contact with the outer peripheral surfaces of the a and 175b swing around the support pin 178 depending on the shape of the contacting cams. At this time, the timing switching pin 179 advances and the cam follower rod 1
When it is fitted in the fitting portion 177a of the rocking rod 76a, the rocking rod 1 moves in accordance with the rocking of the forward cam follower rod 176a.
76c also swings. When the timing switching pin 179 is fitted in the fitting portion 177b of the delay cam follower rod 176b, the swing rod 176c also swings in accordance with the swing of the delay cam follower rod 176b. The piston 172 reciprocates according to the swing of the swing rod 176c.
【0075】以上のように、ECU90からの指示でソ
レノイドを駆動して、タイミング切替ピン179を移動
させることで、二つのカム175a,175bのうち、
一方のカム動作にあったピストン動作をさせることがで
きるので、図33に示すように、燃料噴射時期を変える
ことができる。As described above, by driving the solenoid in accordance with the instruction from the ECU 90 and moving the timing switching pin 179, one of the two cams 175a, 175b
Since the piston operation that matches one of the cam operations can be performed, the fuel injection timing can be changed as shown in FIG.
【0076】[0076]
【発明の効果】燃料の噴射時期や燃料の広がり噴霧角度
は、エンジンから排気される炭化水素濃度一定の関係が
ある。また、触媒の転換効率と排気ガス中の炭化水素濃
度とにも、一定の関係がある。そこで、これらの関係を
予めを調べておき、本発明の燃料噴射弁を用いて、燃料
の噴射時期や燃料の広がり噴霧角度を制御するれば、排
気ガス中の有害物質を効率良く除去することができる。The fuel injection timing and the fuel spray angle are related to the concentration of hydrocarbons discharged from the engine. Further, there is a certain relationship between the conversion efficiency of the catalyst and the hydrocarbon concentration in the exhaust gas. Therefore, if these relationships are investigated in advance and the fuel injection valve of the present invention is used to control the fuel injection timing and the fuel spray angle, the harmful substances in the exhaust gas can be efficiently removed. You can
【0077】また、部分負荷時には、燃料の広がり噴霧
角度を広くして、燃料噴射弁からの燃料が点火プラグの
端子の方向に向かせて、この端子近傍に良好な混合気を
形成し、高負荷時には、燃料の広がり角度を狭くすると
共に燃料噴射時期を早めて空気との混合を促進してるの
で、広い運転範囲に渡って安定燃焼を図ることができ
る。Further, at the time of partial load, the spread angle of the fuel is widened so that the fuel from the fuel injection valve is directed in the direction of the terminal of the spark plug to form a good air-fuel mixture in the vicinity of this terminal, At the time of load, the spread angle of the fuel is narrowed and the fuel injection timing is advanced to promote the mixing with air, so that stable combustion can be achieved over a wide operating range.
【図1】本発明に係る一実施例のエンジン回りの構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram around an engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明に係る一実施例のエンジンのシリンダヘ
ッド回りの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram around a cylinder head of an engine according to an embodiment of the present invention.
【図3】吸気管の曲率半径と圧力損失との関係を示すグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the radius of curvature of the intake pipe and the pressure loss.
【図4】本発明に係る一実施例の吸排気バルブ駆動機構
の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an intake / exhaust valve drive mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図5】吸気ポート噴射と筒内噴射とにおける、アイド
リング時のエンジン回転数の安定性を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing stability of engine speed during idling in intake port injection and in-cylinder injection.
【図6】本発明に係る第1の実施例の燃料噴射弁(広角
噴霧位置の状態)の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a fuel injection valve (a state of a wide-angle spray position) of a first embodiment according to the present invention.
【図7】本発明に係る第1の実施例の燃料噴射弁(狭角
噴霧位置の状態)の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a fuel injection valve of the first embodiment according to the present invention (a state of a narrow angle spray position).
【図8】本発明に係る第1の実施例の燃料噴射弁と点火
プラグとの位置関係を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing the positional relationship between the fuel injection valve and the spark plug of the first embodiment according to the present invention.
【図9】本発明に係る第1の実施例の燃料噴射弁を用い
た際の、広がり噴霧角度毎の噴射時期と炭化水素濃度と
の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the injection timing and the hydrocarbon concentration for each spread spray angle when the fuel injection valve of the first embodiment according to the present invention is used.
【図10】炭化水素濃度と触媒の窒素酸化物−窒素転換
効率との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a relationship between a hydrocarbon concentration and a nitrogen oxide-nitrogen conversion efficiency of a catalyst.
【図11】本発明に係る第1の実施例の燃料分配器(第
1気筒に燃料供給中)の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the fuel distributor of the first embodiment according to the present invention (fuel is being supplied to the first cylinder).
【図12】本発明に係る第1の実施例の燃料分配器(第
4気筒に燃料供給中)の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the fuel distributor of the first embodiment according to the present invention (fuel is being supplied to the fourth cylinder).
【図13】図11におけるXIII−XIII線断面図であ
る。13 is a sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
【図14】本発明に係る第1の実施例の燃料分配器によ
る各気筒への燃料供給時期を示すタイミングチャートで
ある。FIG. 14 is a timing chart showing the fuel supply timing to each cylinder by the fuel distributor of the first embodiment according to the present invention.
【図15】本発明に係る一実施例の触媒コンバータの構
成を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a configuration of a catalytic converter according to an embodiment of the present invention.
【図16】本発明に係る一実施例の触媒コンバータの温
度変化による機能変化を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing a change in function of a catalytic converter according to an embodiment of the present invention due to a change in temperature.
【図17】本発明に係る一実施例のミラーサイクルエン
ジンの動作を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram showing an operation of the Miller cycle engine according to the embodiment of the present invention.
【図18】本発明に係る第2の実施例の燃料噴射弁(弁
閉位置の状態)の断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a fuel injection valve (state of a valve closed position) of a second embodiment according to the present invention.
【図19】本発明に係る第2の実施例の燃料噴射弁(広
角噴霧位置の状態)の断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of a fuel injection valve (in a wide-angle spray position) of a second embodiment according to the present invention.
【図20】本発明に係る第2の実施例の燃料噴射弁(狭
角噴霧位置の状態)の断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view of a fuel injection valve (in a narrow-angle spray position) of a second embodiment according to the present invention.
【図21】噴霧形状毎の、空気過剰率と炭化水素濃度と
の関係を示すグラフである。FIG. 21 is a graph showing the relationship between excess air ratio and hydrocarbon concentration for each spray shape.
【図22】棒状噴霧のときの燃料噴射時期と炭化水素濃
度との関係を示すグラフである。FIG. 22 is a graph showing the relationship between fuel injection timing and hydrocarbon concentration during rod-shaped spraying.
【図23】本発明に係る第3の実施例の燃料噴射弁の断
面図である。FIG. 23 is a sectional view of a fuel injection valve according to a third embodiment of the present invention.
【図24】本発明に係る第3の実施例の燃料噴射弁の変
形例の要部断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view of essential parts of a modified example of the fuel injection valve according to the third embodiment of the present invention.
【図25】本発明に係る第4の実施例の燃料噴射弁の断
面図である。FIG. 25 is a sectional view of a fuel injection valve according to a fourth embodiment of the present invention.
【図26】本発明に係る第4の実施例の燃料噴射弁のソ
レノイド駆動回路の回路図である。FIG. 26 is a circuit diagram of a solenoid drive circuit for a fuel injection valve according to a fourth embodiment of the present invention.
【図27】本発明に係る他の実施例の燃料噴射弁と点火
プラグとの位置関係を示す説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a fuel injection valve and an ignition plug according to another embodiment of the present invention.
【図28】本発明に係る他の実施例の燃料噴射時期を示
すタイミングチャートである。FIG. 28 is a timing chart showing a fuel injection timing of another embodiment according to the present invention.
【図29】本発明に係る第2の実施例の分配器の断面図
である。FIG. 29 is a sectional view of a distributor according to a second embodiment of the present invention.
【図30】本発明に係る第3の実施例の分配器の断面図
である。FIG. 30 is a sectional view of a distributor according to a third embodiment of the present invention.
【図31】本発明に係る一実施例の燃料ポンプの構成を
示す説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram showing the structure of a fuel pump of one embodiment according to the present invention.
【図32】図31におけるXXXII矢視図である。FIG. 32 is a view on arrow XXXII in FIG. 31.
【図33】本発明に係る一実施例の燃料ポンプを用いた
際の燃料噴射時期を示すタイミングチャートである。FIG. 33 is a timing chart showing the fuel injection timing when the fuel pump of one embodiment according to the present invention is used.
10…4サイクルエンジン、11…ピストン、12…シ
リンダ室内、13…吸気ポート、14…排気ポート、1
5…吸気バルブ、16…排気バルブ、17…シリンダ、
20…吸気管、21…スロットルバルブ、30…排気
管、31…触媒コンバータ、31a…金属イオン交換ゼ
オライト触媒、31b…白金アルミナ系触媒、40…点
火プラグ、50…吸排気バルブ駆動機構、60,15
0,160…燃料分配器、61…分配器ケーシング、6
2…分配器燃料入口、63…分配器燃料出口、66…分
配器プランジャー、68…燃料流量調節機構、70…プ
ランジャー駆動機構、76…燃料噴射時期調節機構、8
0,100,110,130…燃料噴射弁、81…弁ケ
ーシング、82…弁体空間入口側通路、82a…広角噴
霧用通路、82b…狭角噴霧用通路、83…弁体空間出
口側通路、84…燃料噴出口、85…弁体移動空間、8
6…弁体、87…弁体位置調節器、90…ECU、17
0…列型燃料ポンプ。10 ... 4-cycle engine, 11 ... Piston, 12 ... Cylinder chamber, 13 ... Intake port, 14 ... Exhaust port, 1
5 ... intake valve, 16 ... exhaust valve, 17 ... cylinder,
20 ... Intake pipe, 21 ... Throttle valve, 30 ... Exhaust pipe, 31 ... Catalytic converter, 31a ... Metal ion exchange zeolite catalyst, 31b ... Platinum-alumina-based catalyst, 40 ... Spark plug, 50 ... Intake / exhaust valve drive mechanism, 60, 15
0,160 ... Fuel distributor, 61 ... Distributor casing, 6
2 ... Distributor fuel inlet, 63 ... Distributor fuel outlet, 66 ... Distributor plunger, 68 ... Fuel flow rate adjusting mechanism, 70 ... Plunger drive mechanism, 76 ... Fuel injection timing adjusting mechanism, 8
0, 100, 110, 130 ... Fuel injection valve, 81 ... Valve casing, 82 ... Valve space inlet side passage, 82a ... Wide angle spray passage, 82b ... Narrow angle spray passage, 83 ... Valve body space outlet side passage, 84 ... Fuel injection port, 85 ... Valve body moving space, 8
6 ... Valve element, 87 ... Valve element position adjuster, 90 ... ECU, 17
0 ... Row type fuel pump.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 61/10 P (72)発明者 野木 利治 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大須賀 稔 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location F02M 61/10 P (72) Inventor Toshiharu Nogi 7-1 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Minoru Osuga 7-1-1, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.
Claims (6)
おいて、 一方の端部が燃料入口となっており他方の端部が燃料噴
出口となっている燃料通路、及び該燃料通路の途中に形
成されている弁体移動空間が、内部に設けられている弁
ケーシングと、 前記弁ケーシング内の前記弁体移動空間内において移動
可能に配置されている弁体と、 前記弁体移動空間内における前記弁体の位置を調節する
弁体位置調節手段と、 を備え、 前記弁ケーシングに形成されている前記燃料通路とし
て、ここを通ると噴霧される燃料の広がり角度が予め定
めた特定角度になる狭角噴霧用通路と、ここを通ると噴
霧される燃料の広がり角度が該特定角度よりも大きくな
る広角噴霧用通路とを有し、 前記弁体が、前記狭角噴霧用通路で前記燃料が流れ且つ
前記広角噴霧用通路で該燃料が流れない狭角噴霧位置
と、該広角噴霧用燃料通路で該燃料が流れる広角噴霧位
置と、該狭角噴霧用燃料通路においても該広角噴霧用燃
料通路でも該燃料が流れない弁閉位置との間において移
動可能に、前記弁ケーシングの弁体移動空間は形成さ
れ、 前記弁体位置調節手段は、前記狭角噴霧位置と前記広角
噴霧位置と前記弁閉位置との間で、前記弁体を移動させ
ることができることを特徴とする燃料噴射弁。1. A fuel injection valve for injecting fuel for an internal combustion engine, a fuel passage having one end serving as a fuel inlet and the other end serving as a fuel ejection port, and the middle of the fuel passage. A valve casing provided inside the valve casing, a valve casing movably arranged in the valve casing moving space in the valve casing, and a valve casing moving space in the valve casing. In the fuel passage formed in the valve casing, the spread angle of the fuel sprayed through the valve passage is adjusted to a predetermined specific angle. And a wide-angle spray passage in which the spread angle of the fuel sprayed through the narrow-angle spray passage is larger than the specific angle. And the wide-angle jet Narrow-angle spray position where the fuel does not flow in the wide-angle spray passage, wide-angle spray position where the fuel flows in the wide-angle spray fuel passage, and the fuel flows in the narrow-angle spray fuel passage and the wide-angle spray fuel passage A valve body moving space of the valve casing is formed so as to be movable between a narrow valve spray position, a wide angle spray position, and a valve close position. The fuel injection valve, wherein the valve element can be moved.
記燃料を前記弁体移動空間内に導く空間入口側通路と、
該弁体移動空間内の前記燃料を前記燃料出口に導く空間
出口側通路とを有し、 前記空間出口側通路は、一定の方向を向いてる仮想の軸
(以下、噴射中心軸とする。)を中心として円筒状に形
成され、 前記空間入口側通路は、前記弁体移動空間に至る直前で
二つに分かれ、二つにに分かれた通路のうち、一方の通
路は、そこから前記弁体移動空間に流れ込んだ燃料が前
記噴射中心軸を中心として旋回するよう形成され、他方
の通路は、そこから該弁体移動空間に流れ込んだ燃料が
該一方の通路から流れ込んで該弁体移動空間内で旋回し
ている燃料の旋回力を弱めるよう形成され、 前記一方の通路が前記広角噴霧用通路を成し、前記他方
の通路が前記狭角噴霧用通路を成していることを特徴と
する請求項1記載の燃料噴射弁。2. A space inlet-side passage for guiding the fuel from the fuel inlet into the valve body moving space, as the fuel passage,
There is a space outlet side passage that guides the fuel in the valve body moving space to the fuel outlet, and the space outlet side passage has a virtual axis (hereinafter referred to as an injection center axis) that is oriented in a certain direction. Is formed in a cylindrical shape around the center, the space inlet side passage is divided into two immediately before reaching the valve body moving space, one of the two divided passages, the passage from the valve body The fuel flowing into the moving space is formed so as to swirl around the injection center axis, and the other passage has the fuel flowing into the valve body moving space from the one passage to flow inside the valve body moving space. It is formed so as to weaken the swirling force of the fuel that is swirling at, and the one passage forms the wide-angle spray passage, and the other passage forms the narrow-angle spray passage. The fuel injection valve according to claim 1.
記燃料を前記弁体移動空間内に導く空間入口側通路と、
該弁体移動空間内の前記燃料を前記燃料出口に導く空間
出口側通路とを有し、 前記空間出口側通路は、複数形成され、それぞれの端が
前記燃料出口を形成し、 複数の該空間出口側通路のうち、いくつかの一群の空間
出口側通路は、一定の方向を向いている仮想の軸(以
下、噴射中心軸とする。)に対して予め定めた特定角度
を成す方向に伸び、残りの他の群の空間出口側通路は、
該噴射中心軸に対して該特定角度よりも大きい角度を成
す方向に伸び、 前記一群の空間出口側通路は、前記狭角噴霧用通路を成
し、前記他の群の出口側通路は、前記広角噴霧用通路を
成していることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射
弁。3. A space inlet-side passage for guiding the fuel from the fuel inlet into the valve body moving space, as the fuel passage,
A space outlet side passage that guides the fuel in the valve body moving space to the fuel outlet, and a plurality of the space outlet side passages are formed, each end forming the fuel outlet, and a plurality of the spaces Of the outlet side passages, some groups of space outlet side passages extend in a direction forming a predetermined specific angle with respect to an imaginary axis (hereinafter referred to as the injection center axis) that faces a certain direction. , The space exit side passages of the remaining groups are
Extending in a direction forming an angle larger than the specific angle with respect to the injection center axis, the one group of space outlet side passages forms the narrow-angle spray passage, and the other group of outlet side passages, The fuel injection valve according to claim 1, wherein the fuel injection valve forms a wide-angle spray passage.
るピストン、及び該シリンダの内部で火花を散らす点火
プラグを有する4サイクルエンジンと、 請求項1、2又は3記載の燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁から燃料が噴射される時期を調節する噴
射時期調節手段と、 前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を求める燃料噴
射量演算手段と、 前記燃料噴射量演算手段が求めた前記燃料噴射量が予め
定めた値になったか否かに応じて、前記燃料噴射時期調
節手段に対して前記燃料噴射弁から燃料を噴射する時期
を変えるよう指示すると共に、前記燃料噴射弁の前記弁
体位置調節手段に対して前記弁体の位置を変えるよう指
示する制御手段と、 を備え、 前記燃料噴射弁は、前記シリンダの内部に燃料を直接噴
射でき、且つ前記弁体が前記広角噴霧位置に位置してい
る際に噴射される燃料が前記点火プラグの端子の方向へ
向かうよう、該シリンダに設けられていることを特徴と
する内燃機関装置。4. A four-cycle engine having a cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, and a spark plug that scatters sparks inside the cylinder, and the fuel injection valve according to claim 1, 2 or 3, Injection timing adjusting means for adjusting the timing at which fuel is injected from the fuel injection valve, fuel injection amount calculating means for calculating the fuel injection amount injected from the fuel injection valve, and the fuel injection calculated by the fuel injection amount calculating means The fuel injection timing adjusting means is instructed to change the timing of injecting fuel from the fuel injection valve according to whether or not the amount reaches a predetermined value, and the valve body position of the fuel injection valve is changed. Control means for instructing the adjusting means to change the position of the valve body, wherein the fuel injection valve can directly inject fuel into the cylinder, and So that the fuel injected during located spray position toward the direction of the terminal of the spark plug, an internal combustion engine system, characterized in that provided in the cylinder.
が往復移動して、吸気工程、圧縮工程、膨張工程、排気
工程を繰り返す過程において、該圧縮工程における圧縮
ストロークよりも該膨張工程における膨張ストロークの
方を大きくするミラーサイクル実行手段を有しているこ
とを特徴とする請求項4記載の内燃機関装置。5. In the four-cycle engine, in the process in which the piston reciprocates to repeat an intake process, a compression process, an expansion process, and an exhaust process, the expansion stroke in the expansion process is more than the compression stroke in the compression process. 5. The internal combustion engine device according to claim 4, further comprising a mirror cycle executing means for enlarging the direction.
気ガス中の有害成分を除去する触媒を備え、 前記触媒として、金属イオン交換ゼオライト触媒と白金
アルミナ系触媒とを有していることを特徴とする請求項
4又は5記載の内燃機関装置。6. A catalyst for removing harmful components in exhaust gas exhausted from the four-cycle engine, wherein the catalyst comprises a metal ion-exchanged zeolite catalyst and a platinum-alumina-based catalyst. The internal combustion engine device according to claim 4 or 5.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6323103A JPH08177684A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Fuel injection valve and internal combustion engine device provided with this fuel injection valve |
DE19515508A DE19515508C2 (en) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | Method and control device for drive control of a vehicle with an internal combustion engine and transmission |
KR1019950010235A KR950031601A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | Control system for drive system consisting of engine and transmission |
US08/431,028 US6058348A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | Control apparatus for drive system composed of engine and transmission |
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JP6323103A JPH08177684A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Fuel injection valve and internal combustion engine device provided with this fuel injection valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08177684A true JPH08177684A (en) | 1996-07-12 |
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ID=18151117
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08177684A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030011606A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-11 | 앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤 | Fuel injection control method for a direct-injection internal-combustion engine |
US6814046B1 (en) | 2003-04-25 | 2004-11-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection engine |
US6851408B2 (en) | 2002-12-25 | 2005-02-08 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection engine |
JP2006250006A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Nissan Motor Co Ltd | Controller of cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine |
JP2009174345A (en) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Suzuki Motor Corp | Control device for cylinder injection type internal combustion engine |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6323103A patent/JPH08177684A/en active Pending
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
KR20030011606A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-11 | 앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤 | Fuel injection control method for a direct-injection internal-combustion engine |
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