JPH08218986A

JPH08218986A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH08218986A
Application number: JP7020585A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kanehara; 賢治金原; Motomasa Iizuka; 基正飯塚; Toru Yoshinaga; 融吉永; Tokio Kohama; 時男小浜
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】吸気弁等に多量に付着して液膜を形成する燃
料の量の低減。【構成】本発明の燃料噴射装置においては、燃料噴射
弁５の噴射部６に形成された略半円弧状の噴孔６ａ，６
ｂから噴射される燃料噴霧は、吸気管４の内壁等に接触
することなく、吸気弁１の傘部１ａ内の外周に沿って略
半円弧形状の噴霧となって衝突し、上記燃料噴霧の噴性
力と吸入空気流により押し流されて傘部１ａの外周に沿
って弧を描くように旋回し、傘部１ａの全周に亘って迅
速に拡散し、バルブクリアランス１６内に流入する。従
って、吸気弁１や吸気管４内壁へのウェット量は少な
い。次に、吸気弁１の開弁と同時に燃料噴霧は均一に拡
散されて燃焼室内に流入するため、吸気弁１、シリンダ
等へのウェット量は少ないので、ＨＣ排出量の低減、及
び加速応答性の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気ポート
内における特に吸気弁の背面に向かって燃料を噴射する
燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明と対比すべき従来例（比較例）を
図１１及び図１２に示す。これらの図において１は吸気
弁、２は吸気弁のステム、３は吸気弁のバルブフェイス
であって、バルブフェイス３は円錐形の表面をなしてお
り、研磨仕上げが施されている。４は吸気管の末端部分
（吸気ポート）を示しており、その一部に形成された窪
みに噴口６を臨ませるようにして燃料噴射弁５が取り付
けられている。図１１及び図１２から明らかなように、
従来は、吸気弁１の背面に形成された回転面状の曲面か
らなる傘部の一部Ａを「噴霧狙い位置」として、燃料噴
射弁５から噴射される燃料噴霧が位置Ａに向かって真正
面から垂直に衝突するように、燃料噴射弁５とその噴口
６の方向が定められるのが普通であった。なお、７は燃
料噴霧の中心線、８は吸気管４の上流側部分に設けられ
るスロットル弁を示している。

【０００３】前述のように従来の燃料噴射装置において
は、「噴霧狙い位置」を吸気弁の傘部１ａ上のＡのよう
な部分に定めていたので、位置Ａに立てた法線に対する
燃料噴霧の中心線７の入射角は略０度となっており、燃
料噴霧の中心線７が傘部１ａの表面と交わる角度θ′は
図１２に示すように略９０度となっている。つまり、燃
料噴霧の中心線７は位置Ａにおける法線と略一致してい
る。そのため、吸気弁１の位置Ａに衝突した燃料噴霧
は、図１１及び図１２にＷとして図示したような、傘部
１ａの一部を含む吸気弁１の背面に付着してその周囲に
拡がると共に、燃料噴霧の一部は飛散して吸気管４の内
表面にも付着する。そしてそれらの表面に付着した燃料
はそれぞれの面上に液膜を形成する。

【０００４】ところが、吸気弁１が開弁して吸気管４内
に吸気の流れが生じたときでも、傘部１ａの付近や吸気
管４の内表面では吸気の流速が比較的低いので、傘部１
ａ等に付着して液膜を形成している燃料の一部は蒸発が
遅れて、蒸発しないまま吸気管４内に残留する。吸気管
４内に液膜として残った部分以外の燃料はバルブフェイ
ス３の一部分まで流下し、吸気弁１が開弁したときに機
関の燃焼室内へ流入するが、噴射量が多くなる機関の始
動時や、冷間加速時等においては、バルブフェイス３の
３分の１程の狭い範囲に燃料が溜まることになるため、
開弁した吸気弁１から燃焼室内に流入するときも燃料が
液膜状になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射装置に
おいては、このようにして吸気管４内の比較的広範囲に
液膜が形成されるため、燃料噴射弁５から噴射された燃
料の全量が直ちに機関の燃焼室内に供給されないので、
それが燃料噴射制御に対する応答性を低下させる原因に
なり、また、機関の運転状態によっては燃焼室内に流入
する燃料までが液膜状になっているために、燃焼室内に
おける燃料の気化状態が不完全になって燃焼状態が悪化
する。従って、それらの原因によって始動不良や加速の
不円滑などの好ましくない状態を生じたり、吸気管４内
に付着して残留している燃料の液膜が減速時に蒸発し
て、燃焼室内の空燃比がオーバーリッチとなり、ＨＣや
ＣＯのような排気エミッションの増加を招くことがあ
る。

【０００６】本発明は、従来の内燃機関における燃料噴
射装置に見られる上述のような問題を簡単な手段によっ
て解決し、とりわけ始動時や冷間加速時において、吸気
弁の傘部や吸気ポートの内面に多量に付着して液膜を形
成する燃料の量を低減することができる燃料噴射装置を
提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の燃料噴射装置は、内燃機関の吸気弁の上流
側の吸気管に設けられて燃料噴霧を前記吸気管内に噴射
する燃料噴射弁を備えており、該燃料噴射弁の噴射部が
湾曲した略半円弧状の噴孔を少なくとも１個有してい
る。上記燃料噴射弁は、噴霧の最外周部が、吸気ポート
の壁面と噴射部とを結ぶ接線の範囲内であり、且つ吸気
弁背面内に噴霧が衝突するように配置されている。ま
た、上記燃料噴射弁は、吸気弁背面内であって、該吸気
弁ステムからみて上記燃料噴射弁に近い側の背面内に噴
霧が衝突するように配置されている。さらに、上記燃料
噴射弁の噴射部に形成された噴孔から噴射される上記噴
霧の形状は、該噴孔の形状が拡大投影された噴霧形状と
なって吸気弁の背面内に形成されている。また、上記燃
料噴射弁の噴射部に設けた噴孔の幅が円周方向で異なる
ようにしてもよい。その際、上記燃料噴射弁の噴射部に
設けた噴孔の幅が中心側で狭く、外周側で広いようにす
ると好適である。さらに、上記燃料噴射弁の噴射部に設
けた１個の噴孔を２つに分割することもできる。

【０００８】

【作用】燃料噴射弁の噴射部に形成された略半円弧状の
噴孔から噴射される燃料噴霧は、拡大投影された噴霧形
状となって吸気弁背面内に衝突し、衝突した燃料噴霧
は、該燃料噴霧の慣性力と吸入空気流に押し流されて上
記背面内の外周に沿って旋回し、背面の全周に拡散した
後、バルブシートクリアランス（吸気弁のバルブフェイ
スとそれに対面するバルブシート面との間に形成される
環状の隙間）に流入する。次に、吸気弁が開弁し始める
と、吸気弁とバルブシート面との隙間から空気が流入す
るが、その空気流の剪断作用により燃料噴霧は微粒化さ
れるため、燃料は燃焼室に均一に拡散する。その結果、
冷間始動時のように、吸気弁、シリンダ等の温度が低い
場合でも、吸気弁やシリンダ等へのウェット量が少ない
ので、ＨＣ排出量の低減、及び加速応答性の向上を実現
することができる。

【０００９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１及び図２に基づい
て説明する。図１は多気筒内燃機関の１個の気筒を示し
たもので、前述の従来例と同様に１は吸気弁、１ａはそ
の傘部、２は吸気弁１のステム、同じく３はバルブフェ
イス、４は末端部の吸気管、５は燃料噴射弁、６はその
噴口、７は噴射される燃料噴霧の中心線、更に８はスロ
ットル弁を示している。しかしながら、図１に示されて
いる第１実施例の内燃機関の構造部分の殆どは本発明の
特徴とする点ではなく、それらは通常の内燃機関におけ
るものと同様なものであるが、次にそれらについても一
応説明する。

【００１０】従来の内燃機関と同様の構造として、シリ
ンダブロック９上にはガスケット１０を介してシリンダ
ヘッド１１が固定されると共に、シリンダヘッド１１の
内部に前述の吸気管４が形成されている。また、吸気管
４の開口端には環状のバルブシート１２が鋳込みや圧入
等の方法で取り付けられており、閉弁状態においてはそ
のバルブシート面１２′に吸気弁１のバルブフェイス３
の外周縁が環状に密着して、吸気管４内と燃焼室との間
を遮断する。吸入行程以外の行程において吸気弁１の閉
弁状態を維持するために、シリンダヘッド１１に圧入し
て固定されている円筒形のバルブガイド１３には吸気弁
１のステム２が挿通され、ステム２の先端にはリテーナ
１４が取り付けられていて、リテーナ１４とシリンダヘ
ッド１１との間には圧縮されたバルブスプリング１５が
装着されている。

【００１１】図２は、本発明の燃料噴射装置の第１実施
例における噴霧狙い位置を説明したものであり、図１及
び図２に示した第１実施例の燃料噴射装置が、図１１及
び図１２に示した従来例と異なる主な点は、従来の噴霧
がコーン状であるのに対し、第１実施例においては、噴
霧の進行方向に対し垂直な断面の噴霧形状が吸気弁１の
背面内、即ち傘部１ａ内の外周に沿って湾曲した略半円
弧状になっていることである。図２のような吸気弁１の
平面図において、燃料噴射弁５の噴射部６中心と吸気弁
１の中心とを考え、それぞれの中心を結ぶ中心線を燃料
噴霧の中心線７とすることにより、燃料噴射弁５の噴射
部６の方向を設定する。そして、噴霧狙い位置を吸気弁
１のステム２からみて燃料噴射弁５に近い側（図示左
側）の背面内、即ち傘部１ａ表面内に選定する。噴霧狙
い位置をこのように選定する理由は、以下の通りであ
る。即ち、逆に噴霧狙い位置をステム２の図示右側とし
た場合、吸気弁１の中央部分へ噴射される噴霧は、ステ
ム２に直接衝突して飛散し、吸気管４の壁面に付着す
る。また、吸気弁１の中央部分以外の背面領域に衝突す
る噴霧は、該噴霧の慣性力や吸入空気流により吸気ポー
ト奥に旋回して曲げられるため、そのまま吸入空気流に
押し流されて、吸気ポート奥の壁面に衝突してウェット
となってしまう。このような事態を防止するために噴霧
狙い位置を吸気弁１のステム２からみて燃料噴射弁５に
近い側（図示左側）の背面内、即ち傘部１ａの表面内に
選定するのである。また、噴霧形状は、傘部１ａの外周
に沿って略半円弧状とし、且つ燃料噴霧の中心線７に略
対称の図示斜線部分の形状となっている。なお、図中、
θは吸気弁１，１の中心と噴射部６中心との間のなす角
を表す。

【００１２】図３は前記噴霧形状を形成することができ
る燃料噴射弁の断面図、図４は該燃料噴射弁の噴射部を
拡大した図であり、図３、図４に基づいてこの燃料噴射
弁の構造と作用を説明することとする。燃料噴射弁のボ
ディ２０内周にニードル１７が移動可能に収納される。
そして、電磁コイル３３が通電されるとボディ２０底部
の弁座２０ｂに着座していたニードル１７は吸引され
る。すると、ニードル１７と弁座２０ｂとの間に隙間が
でき、ここを燃料は通過し、ボディ２０底部に形成され
た噴射部６から噴射される。そして、電磁コイル３３へ
の通電中は燃料は噴射され続け、通電が終了するとニー
ドル１７は再び弁座２０ｂに着座し燃料噴射は終了す
る。ここでインジェクターの磁性材料からなる略円筒状
のハウジング３９内には、軸方向に固定鉄心３０、可動
コア２３、ニードル１７、ボディ２０等が設けられる。
ハウジング３９の内周には、樹脂製のスプール３２が固
定される。このスプール３２には、電磁コイル３３が巻
装される。ハウジング３９の中径部４０の内部には、中
空円板状のスペーサ２２を介してボディ２０が挿入され
る。このボディ２０の内部には、後述のニードル１７の
ガイド部１８及び１９が摺動する円筒面２０ａと、ニー
ドル１７の円錐状のシート部２８が着座する弁座２０ｂ
とが形成される。さらに、ボディ２０の底部中央には、
噴射部６が形成される。次に、ハウジング３９の小径部
３６の空間には、磁性材料からなり筒状に形成される可
動コア２３が設けられる。この可動コア２３の外径はハ
ウジング３９の小径部３６内径よりやや小さく設定さ
れ、可動コア２３はハウジング３９の小径部３６内径に
摺動可能に設けられる。また、可動コア２３の上端面
は、上記固定鉄心３０の下端面と所定の隙間を介して対
向するように設けられる。さらに、可動コア２３の下端
内周には、ニードル１７が連結される。このニードル１
７と可動コア２３の内周面とがレーザ溶接されることに
よって、ニードル１７と可動コア２３とは一体に連結さ
れる。また、可動コア２３の上端面には、可動コア２３
を図下方へ付勢し、ニードル１７のシート部２８をボデ
ィ２０の弁座２０ｂに着座させるリターンスプリング２
７が設けられる。このリターンスプリング２７は、可動
コア２３の内部から固定鉄心３０の内部へ突出し、固定
鉄心３０の内部に挿入固定されるアジャスティングパイ
プ２６に支持される。そして、このアジャスティングパ
イプ２６の軸方向位置を調節することによって、このリ
ターンスプリング２７の付勢力は調節される。また、固
定鉄心３０の上方には、燃料タンクから燃料ポンプ等に
よって圧送され、燃料噴射弁５内に流入する燃料中のゴ
ミ等を除去するフィルタ３１が設けられる。そして、固
定鉄心３０内に流入する燃料は、アジャスティングパイ
プ２６、可動コア２３とニードル１７の接合部２５に形
成された平面逃がし部２９との隙間、さらには、ボディ
２０の円筒面とニードル１７のガイド部１８及び１９に
形成された平面逃がし部２９との隙間を通過して、噴射
部６に到る。また、固定鉄心３０のスプール３２の上方
から突出した部分の外周には、合成樹脂からなるコネク
タ３５が設けられる。そして、上記電磁コイル３３に電
気的に接続されるターミナル３４が、このコネクタ３５
およびスプール３２に埋設される。また、ターミナル３
４は図示しない電子制御装置からワイヤーハーネスを介
して接続され、電子制御装置によってターミナル３４を
介して電磁コイル３３に励磁電流が流れる。すると、ニ
ードル１７および可動コア２３が、上記リターンスプリ
ング２７の付勢力に抗して固定鉄心３０の方向へ吸引さ
れる。そして、図示しない燃料ポンプと圧力レギュレー
タとにより一定圧力に加圧された燃料は、固定鉄心３０
上部からフィルタ３１、アジャスティングパイプ２６、
可動コア２３と接合部２５に形成される平面逃がし部２
９との隙間を流入し、ボディ２０の円筒面とニードル１
７のガイド部１８及び１９に形成された平面逃がし部２
９との隙間を通過して、弁座２０ｂ上流に供給される。
そして、図示しない電子制御装置によってコネクタ３５
のターミナル３４を介して電磁コイル３３が通電される
と、電磁コイル３３は電磁力を発生する。この電磁力に
よって、可動コア２３と該可動コア２３に連結されたニ
ードル１７とは、リターンスプリング２７の付勢力に抗
して、フランジ２１とスペーサ２２とが衝突するまで上
昇する。そして、ニードル１７と可動コア２３とはこの
衝突位置で、電磁コイル３３の電磁力により保持され
る。その後、電磁コイル３３への噴射制御信号が出力さ
れなくなり、電磁力が作用しなくなると、リターンスプ
リング２７の付勢力により、ニードル１７は下降し、ボ
ディ２０の弁座２０ｂと当接する。そして、燃料はニー
ドル１７が上昇してから下降するまで、ニードル１７の
シート部２８と弁座２０ｂとの隙間から噴射部６を通過
し、内燃機関の吸気弁１へと向けて噴射される。

【００１３】上記噴射部６は、ボディ１１に溶接された
オリフィスプレート６１からなり、該オリフィスプレー
ト６１には後述する各種形状の噴孔６ａが形成されてい
る。図４において、ニードル１７の円錐状のシート部２
８の下流とオリフィスプレート６１との間には、噴孔６
ａの最外周よりも径方向に広い開口部２８ａが設けられ
ている。また、図中、Ｃ−Ｃ線は開口部２８ａの中心線
である。

【００１４】図５は、本発明の燃料噴射装置の第１実施
例に適用される噴射部を説明するためのものであり、図
５（ａ）は上記噴射部の平面図であり、また、図５
（ｂ）は図５（ａ）をＢ−Ｂ線にて切断して噴射部を説
明するための断面図である。図５を参照して上記噴射部
６を説明すると、該噴射部６を構成するオリフィスプレ
ート６１には、スリット幅ｌ、円弧角度θ₁を有する略
半円弧形状をしたスリット状の噴孔６ａ，６ｂが、開口
部２８ａの中心線Ｃ−Ｃに対して対象に設けられてい
る。ここで円弧角θ₁が小さすぎると、噴霧の広がりが
狭く、該噴霧は吸気弁１の中心付近に集中して衝突す
る。その結果、噴霧の慣性力と吸入空気流に押し流され
て吸気弁１背面の狭い範囲に燃料が溜り、吸気弁１の背
面はウェットになってしまう。逆に、円弧角θ₁が大き
すぎると、噴霧は、ステム２からみて図中右側の傘部１
ａ表面にまで延びて噴射されるので、噴霧の慣性力及び
吸入空気流により押し流されて吸気管４の奥の壁面に衝
突してウェットとなってしまう。従って、円弧角θ₁は
噴孔が略半円弧形状を形成する角度が最適である。ま
た、噴孔６ａ，６ｂの中心は、上記開口部２８ａの中心
線Ｃ−Ｃから開口部２８ａの半径Ｒの半分（Ｒ／２）の
距離であり、且つ中心線Ｃ−Ｃと平行な中心線Ｆ−Ｆ上
にあり、そして、上記噴孔６ａ，６ｂの重心は、開口部
２８ａの中心０を通り、中心線Ｃ−Ｃと直交する直線Ｂ
−Ｂ線とＦ−Ｆ線との交点ａ，ｂにくるように配置す
る。

【００１５】次に、図５（ａ）のオリフィスプレート６
１をＢ−Ｂ断面で切断すると、噴孔６ａ，６ｂは図５
（ｂ）で示されるように、開口部２８ａの中心線Ｃ−Ｃ
に対して傾斜している。即ち、噴孔６ａ，６ｂは、該噴
孔の中心線６ａ₁，６ａ₂、及び６ｂ₁，６ｂ₂によっ
て作られる下流側に広がった角度β，β（噴霧の広がり
角）を有するテーパ線上にあるように形成されている。
そして、上記噴孔６ａの端部（図示最左側）にある中心
線６ａ₁を延長した線が吸気管４の内壁と接するように
噴霧広がり角βは決定される。また、噴孔６ａ，６ｂの
中心線６ａ₁と６ａ₂、及び６ｂ₁と６ｂ₂との交点と
重心ａ、及びｂとを結ぶ直線と、中心線Ｆ−Ｆとは、そ
れぞれθ／２の角度で交差する。ここでθは、前述した
ように吸気弁１，１と、噴孔６ａ，６ｂの中心、即ち開
口部２８ａの中心０とのなす角度である。

【００１６】また、上記噴霧広がり角βは、以下に説明
する式を用いても求めることができる。図６は、噴霧の
広がり角βを求める式を説明するための機関の一部の断
面図を示したものであり、以下、図６を用いて噴霧広が
り角βの求め方を説明する。燃料噴射弁５の軸線ｍと吸
気弁１の軸線とのなす角をα、吸気弁１の傘部１ａ表面
と噴射部６との距離をＬ、噴孔の端部（図示最左側）に
ある中心線を延長した線が吸気管４の内壁に接する接線
ｎと傘部１ａの表面との交点Ｐから吸気弁１の軸線に平
行に引いた直線ｎ₁と、噴射部６の軸線ｍと傘部１ａの
表面との交点Ｑから吸気弁１の軸線に平行に引いた直線
ｍ₁との最短距離をｒmin 、直線ｎとｍとのなす角度、
即ち、吸気弁１の傘部１ａが燃料噴射弁５の噴射部６に
対してなす角度をβとすると、のように、（１）式でβを求めることができる。

【００１７】次に、本発明の第１実施例の作動について
説明する。上記燃料噴射弁５の噴射部６に形成され、略
半円弧形状をしたスリット状の噴孔６ａ，６ｂから噴射
された燃料噴霧は、吸気管４の内壁や吸気弁１のステム
２等に接触することなく、吸気弁１の背面内であって、
該吸気弁１のステム２からみて上記燃料噴射弁５に近い
側（図示左側）の背面内、即ち傘部１ａ表面内に衝突す
る。ここで、上記噴孔６ａ，６ｂは、図５（ｂ）に示さ
れるように、該噴孔の中心線６ａ₁，６ａ₂、及び６ｂ
₁，６ｂ₂によって作られる下流側に広がった角度β
（噴霧の広がり角）を有するテーパ線上にあるように形
成されているので、燃料噴霧の形状は、上記噴孔６ａ，
６ｂの形状がそのまま拡大投影された形状となって、傘
部１ａ内の外周に沿って略半円弧状となり、且つ、燃料
噴霧の中心線７，７に沿って略対称の斜線形状（図２参
照）となっている。そして、傘部１ａ表面内に衝突した
上記燃料噴霧は、該燃料噴霧の慣性力と吸入空気流に押
し流されて傘部１ａの外周に沿って弧を描くように旋回
し、傘部１ａの全周に迅速に拡散する。ここで、吸気弁
１のバルブフェイス３とシリンダヘッド１１側のバルブ
シート面１２′は、いずれも研摩仕上げが施こされてお
り、且つ、約３０度の角度をもって接触するようになっ
ているので、吸気弁１の閉弁状態においてはそれらの２
つの面３及び１２′の間には、断面が三角形状で全体が
環状の溝のような空間としてのバルブシートクリアラン
ス１６が形成されており、しかも、上記傘部１ａ全体は
下方に広がった円錐面になっているため、該傘部１ａ全
周に拡散した燃料噴霧は、重力により迅速にバルブシー
トクリアランス１６内に流入する。該バルブシートクリ
アランス１６の部分は、オイル等の付着量が少ない部分
であり、デポジット量が少ないので、吸気弁傘部１ａの
ようにデポジットが溜り易い部分を狙って噴射する従来
の燃料噴射装置に比べてウェット量（噴射された燃料の
うちで傘部を含む吸気管内の表面に付着して蒸発し難い
液膜を形成する量）が少ない。

【００１８】そして、吸気弁１が開弁すると、バルブシ
ートクリアランス１６から空気が流入するが、その空気
流の剪断作用により燃料噴霧は微粒化され、しかも吸気
弁１の開弁と同時に遅滞なく燃焼室内に流入するため燃
料は均一に拡散される。従って、冷間始動時のように、
吸気弁や、吸気ポート内面、シリンダ等の温度が低い場
合でも、吸気弁や吸気ポート内面、シリンダ等へのウェ
ット量が少ないので、ＨＣ排出量の低減、及び加速応答
性の向上を実現することができる。また、本発明におい
ては、燃料噴霧が吸気弁１の傘部１ａに衝突した時点
で、既に拡散しているため、エンジン回転数が高くなっ
ても燃料を微粒化することができ、ＨＣ排出量を全エン
ジン領域で低減することができる。

【００１９】図７に本発明の第２実施例を示す。該第２
実施例は、吸気弁１が１個のエンジンの場合に適用した
ものであり、図７（ａ）は、第２実施例における噴霧狙
い位置を説明したものである。図７（ａ）のような吸気
弁１の平面図において、燃料噴射弁５の噴射部６の中心
と吸気弁１の中心とを考え、それぞれの中心を結ぶ中心
線を燃料噴霧の中心線７とすることにより、燃料噴射弁
５の噴射部６の方向を設定する。そして、噴霧狙い位置
を吸気弁１のステムからみて燃料噴射弁５に近い側（図
示左側）の背面内、即ち傘部１ａ表面内に選定する。ま
た、噴霧形状は、傘部１ａの外周に沿って湾曲した略半
円弧状とし、且つ燃料噴霧の中心線７に略対称の図示斜
線部分の形状となっている。図７（ｂ）は、図７（ａ）
に示される略半円弧状の噴霧を形成するための噴射部６
の平面図である。該噴射部６を構成するオリフィスプレ
ート６１には、スリット幅ｌを有する略半円弧形状をし
たスリット状の噴孔６ａが、開口部２８ａの中心０に１
個設置されている。噴孔６ａの形成方法については第１
実施例に準ずるので説明を省略する。

【００２０】図８に本発明の第３実施例を示す。該第３
実施例は、１気筒４弁式エンジンの場合に適用したもの
であり、図８（ａ）は、第３実施例における噴霧狙い位
置を説明したものである。噴霧狙い位置、方向等は、第
１実施例記載のものと同様である。しかし、開口部２８
ａの燃料の流速分布は、該開口部２８ａの中心付近で速
く、外周程遅い。このため、第１実施例のようにスリッ
ト幅ｌが噴孔全体に亘り同一の場合には、噴射位置のう
ち中心に近い部分に燃料噴霧が集中する。第３実施例の
ように吸気２弁、排気２弁式のエンジンにおいては、通
常、燃焼室の中心に点火プラグ６２が配置されているた
め、このような構成では、両傘部１ａ，１ａ上に衝突し
た燃料噴霧のうち、両方の内側の部分の濃い燃料が、矢
印に示すように、点火プラグ６２に衝突し、点火プラグ
６２のくすぶりの原因になる場合がある。そこで、第３
実施例においては、図８（ｂ）に示すように噴射部６の
噴孔６ａ，６ｂの形状を変更し、吸気弁１の傘部１ａ上
に噴射される燃料配分を変えるようにした。即ち、噴射
部６を構成するオリフィスプレート６１には、略半円弧
形状をした噴孔６ａ，６ｂのスリット幅を外側程広く形
成する。従って、上記噴孔６ａ，６ｂから吸気弁１，１
の傘部１ａ，１ａ上に噴射される燃料のうち、シリンダ
内壁６５に近い吸気弁１，１外側の部分に多く噴射され
るようにして、点火プラグ６２に衝突する燃料を出来る
だけ少なくおさえようとしたものである。図中、符号６
３，６３は排気弁を示す。また、噴孔６ａ，６ｂの形成
位置については第１実施例と同様であるので説明を省略
する。

【００２１】図９に本発明の第４実施例を示す。吸気弁
１，１の中心付近に衝突した燃料噴霧は、該燃料噴霧の
慣性力と吸入空気流により押し流され、吸気弁１，１の
中心にあるステム２，２に向って流れるため、該ステム
２，２により進行方向を遮断されてステム２，２付近に
滞溜してしまい、バルブシートクリアランスには流入し
にくく該ステム２，２近傍はウェットになり易い。そこ
で、第４実施例においては、図９に示すように、噴射部
６の噴孔６ａ，６ｂの形状を変更し、吸気弁１，１の中
心にあるステム２，２に衝突する燃料を低減させようと
したものである。即ち、第４実施例は、オリフィスプレ
ート６１に形成される略円弧形状の噴孔６ａ，６ｂの中
央部分を塞いで塞鎖橋絡部６ｃ，６ｃを形成し、１個の
噴孔を対称的に２個に分割したものである。

【００２２】図１０に本発明の第５実施例を示す。これ
までの第１乃至第４実施例においては、オリフィスプレ
ート６１に形成される噴孔６ａ，６ｂの形状は略半円弧
状であったが、第５実施例においては、噴孔６ａ，６ｂ
の形状を略Ｖ字状とし、第４実施例のものと同様に中央
部分を塞いで塞鎖橋絡部６ｃ，６ｃを形成し、１個の噴
孔を対称的に２個に分割したものである。略Ｖ字状の直
線であっても略半円弧状の曲線と同様の効果を得ること
ができ、従って、第５実施例のものは、第４実施例のも
のと同様の作用、効果を奏するものであることは言うを
またない。

【００２３】本発明の第１乃至第５実施例においては、
１気筒当り吸気弁１及び燃料噴射弁５の噴孔の数がいず
れも１個または２個である機関について説明したが、１
気筒当りの吸気弁１の数が２個以上であって、それらに
対応する２個以上の噴孔を備えた燃料噴射弁５を用いる
機関に対しても、本発明を有効に適用し得ることは勿論
のことである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２５】内燃機関の吸気弁の上流側の吸気管に設け
られて燃料噴霧を前記吸気管内に噴射する燃料噴射弁を
備えており、該燃料噴射弁の噴射部が湾曲した略半円弧
状の噴孔を少なくとも１個有しているので、噴射部から
噴射される燃料噴霧が吸気弁の背面に衝突したとき、該
吸気弁の背面全周に亘って拡散しウェットを防止できる
ような拡大投影された略円弧状に、上記燃料噴霧の形状
を形成することができる。

【００２６】そして、上記燃料噴射弁は、噴霧の最外周
部が、吸気ポートの壁面と噴射部とを結ぶ接線の範囲内
であり、且つ吸気弁背面内に噴霧が衝突するように配置
されているので、燃料噴霧が吸気ポートに衝突すること
がなく吸気弁背面内に衝突するので吸気ポートのウェッ
ト化を防止できる。

【００２７】また、上記燃料噴射弁は、吸気弁背面内で
あって該吸気弁ステムからみて上記燃料噴射弁に近い側
の背面内に噴霧が衝突するように配置され、しかも、上
記噴霧の形状は、該噴孔の形状が拡大投影された噴霧形
状となって吸気弁の背面内に形成されるので、燃料噴霧
は、該燃料噴霧の慣性力と吸入空気流に押し流されて、
上記吸気弁の背面内の外周に沿って旋回し、背面の全周
に亘って拡散し、吸気弁開弁と同時に燃料が燃焼室内で
均一に拡散する。従って、冷間始動時のように吸気弁、
シリンダ等の温度が低い場合でも、吸気弁やシリンダ等
へのウェット量が少ないので、加減速時の空燃比変動が
防止でき、触媒の浄化率が高い領域に空燃比を制御する
ことができる。その結果、排気エミッションを大幅に低
減できることが可能になる。また、燃料噴霧は吸気弁の
背面全周に亘って迅速に拡散するので、燃料の輸送遅れ
が少なく、加速性も向上することができる。

【００２８】更に、上記燃料噴射弁の噴射部に設けた噴
孔の幅が円周方向で異なっているので、吸気弁背面に噴
射される燃料配分を機関の種類に応じて適宜変更するこ
とができる。

【００２９】また、上記燃料噴射弁の噴射部に設けた噴
孔の幅が中心側で狭く、外周側で広く形成されているの
で、吸気弁の外側部分に多く燃料が噴射されるため、点
火プラグに衝突する燃料を少なくおさえることができ
る。

【００３０】また、上記燃料噴射弁の噴射部に設けた１
個の噴孔を２つに分割し、中央部分に塞鎖橋絡部を設け
たので、燃料噴霧が吸気弁の中央にあるステムに衝突す
るのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による機関の一部の断面図
である。

【図２】本発明の第１実施例における噴霧狙い位置を説
明するための平面図である。

【図３】本発明の各実施例における燃料噴射弁の断面図
である。

【図４】図３における燃料噴射弁の一部拡大断面図であ
る。

【図５】本発明の第１実施例における噴孔を説明するた
めの図であり、図５（ａ）は、噴孔を説明するための平
面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切
断し、噴孔を説明するための断面図である。

【図６】本発明の各実施例における噴霧の広がり角を求
める式を説明するための機関の一部断面図である。

【図７】本発明の第２実施例における噴霧狙い位置、及
び噴孔を説明するための平面図であり、図７（ａ）は、
本発明の第２実施例における噴霧狙い位置を説明するた
めの平面図、図７（ｂ）は、本発明の第２実施例におけ
る噴孔を説明するための平面図である。

【図８】本発明の第３実施例における噴霧狙い位置、及
び噴孔を説明するための平面図であり、図８（ａ）は、
本発明の第３実施例における噴霧狙い位置を説明するた
めの平面図、図８（ｂ）は、本発明の第３実施例におけ
る噴孔を説明するための平面図である。

【図９】本発明の第４実施例における噴孔を説明するた
めの平面図である。

【図１０】本発明の第５実施例における噴孔を説明する
ための平面図である。

【図１１】従来の燃料噴射装置の噴霧狙い位置を説明す
るための平面図である。

【図１２】従来の燃料噴射装置の噴霧狙い位置を説明す
るための機関の一部の断面図である。

【符号の説明】

１…吸気弁１ａ…傘部２…ステム３…バルブフェイス３ａ…バルブフェイスの内周円４…吸気管５…燃料噴射弁６…噴射部６ａ，６ｂ…噴孔６ｃ…塞鎖橋絡部６１…オリフィスプレート７…燃料噴霧の中心線１２′…バルブシート面２８…ニードル１７の円錐状のシート部２８ａ…開口部ａ，ｂ…噴孔６ａ，６ｂの重心０…開口部２８ａの中心 θ…円弧角度

───────────────────────────────────────────────────── 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 69/00 ３６０Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｂ (72)発明者小浜時男愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気弁の上流側の吸気管に設
けられて燃料噴霧を前記吸気管内に噴射する燃料噴射弁
を備えており、該燃料噴射弁の噴射部が湾曲した略半円
弧状の噴孔を少なくとも１個有することを特徴とする燃
料噴射装置。
【請求項２】上記燃料噴射弁は、噴霧の最外周部が、
吸気ポートの壁面と噴射部とを結ぶ接線の範囲内であ
り、且つ吸気弁背面内に噴霧が衝突するように配置され
ている請求項１に記載された燃料噴射装置。
【請求項３】上記燃料噴射弁は、吸気弁背面内であっ
て、該吸気弁ステムからみて上記燃料噴射弁に近い側の
背面内に噴霧が衝突するように配置されている請求項２
に記載された燃料噴射装置。
【請求項４】上記燃料噴射弁の噴射部に形成された噴
孔から噴射される上記噴霧の形状は、該噴孔の形状が拡
大投影された噴霧形状となって吸気弁の背面内に形成さ
れる請求項３に記載された燃料噴射装置。
【請求項５】上記燃料噴射弁の噴射部に設けた噴孔の
幅が円周方向で異なる請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項６】上記燃料噴射弁の噴射部に設けた噴孔の
幅が中心側で狭く、外周側で広い請求項５記載の燃料噴
射装置。
【請求項７】上記燃料噴射弁の噴射部に設けた１個の
噴孔が２つに分割されている請求項１，５，６項のいず
れかに記載された燃料噴射装置。