JPH09166066A - 吸気管燃料噴射式内燃機関 - Google Patents

吸気管燃料噴射式内燃機関

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Publication number
JPH09166066A
JPH09166066A JP7346678A JP34667895A JPH09166066A JP H09166066 A JPH09166066 A JP H09166066A JP 7346678 A JP7346678 A JP 7346678A JP 34667895 A JP34667895 A JP 34667895A JP H09166066 A JPH09166066 A JP H09166066A
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JP
Japan
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fuel injection
fuel
intake pipe
pipe
internal combustion
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JP7346678A
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English (en)
Inventor
Yuji Oda
裕司 小田
Hiroshi Nakagawa
洋 中川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴霧の蒸発と混合気の形成を促進し、良
好な混合気が流入遅れなくシリンダ内に流入して始動性
や過渡応答性などエンジン性能の向上を図り得ると共
に、NOxの排出が少なく燃焼効率の良好な吸気管燃料
噴射式内燃機関を提供すること。 【解決手段】 第1発明の吸気管燃料噴射式内燃機関で
は、吸気管5に燃料噴射弁8を配設し、該燃料噴射弁8
の先端に吸気管5内に開口し燃料噴霧を通過させる通路
部15を設けると共に、該通路部に排気管に連通する排
気連通管12を接続し、吸気行程中に前記燃料噴射弁8
から燃料を噴射するようにした。また、第2発明では、
前記排気連通管12の途中にエンジンの負荷に応じて該
連通管12の開口面積を可変制御する絞り16を設けた
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気管内に燃料を
噴射する方式の汎用小型内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に、従来の技術による吸気管燃料噴
射式の汎用小型内燃機関の構成図を示す。図示した従来
例は、吸気管内への燃料の噴射に蓄圧電子制御式燃料噴
射装置を用いた場合であるが、電子制御機械式、あるい
は完全な機械式などの燃料噴射装置を用いる場合もあ
る。図4において、1はシリンダヘッド、2はピスト
ン、3は吸気ポ−ト、4は排気ポ−ト、5は吸気管、6
は排気管、7はスロットル弁、8は燃料噴射弁、9は燃
料溜、10は燃料ポンプ、11はコントロ−ルユニット
を示す。
【0003】次に、上記の構成による作用について説明
する。コントロ−ルユニット11は、エンジンの回転
数、及びアクセルの開度を、図示しないそれぞれのセン
サにより検知し、必要とする燃料量を演算すると共に、
燃料噴射弁8の開弁指令信号を出力する。この場合、図
4には示されていないが、排気管6に設けた空燃比セン
サからの出力信号によって、シリンダ内の混合気の濃度
が理論空燃比になるように燃料噴射量を補正している場
合もある。
【0004】コントロ−ルユニット11から出力される
開弁指令信号により燃料噴射弁8は開弁するが、燃料は
あらかじめ燃料ポンプ10により加圧されており、圧力
に応じた速度で燃料噴射弁8の噴口から噴出し、燃料噴
霧を形成する。燃料噴霧は吸気管5内で運動、成長し
て、管内空間あるいは吸気管5壁面上に分散する。その
後、燃料は吸気管5内で、蒸発しながら空気と混合して
可燃混合気を形成し、シリンダ内に吸入されて、火花点
火により燃焼を開始し、ピストン2を押し下げる仕事を
行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例には次のような問題点がある。汎用の小型機関で
は、重量、コストなどの面の制約から、燃料噴射装置と
しては、簡易な装置が用いられており、燃料の噴射圧力
は極めて低い(数kgf/cm2)。
【0006】従って、噴射された燃料噴霧はほとんど微
粒化されておらず、貫徹力の強いまま対向する吸気管5
の壁面に衝突し、該壁面上に広がる。しかし、壁面上の
燃料は蒸発するまでに時間がかかるため、噴射した燃料
がそのサイクル中にシリンダ内に吸入されず、また、蒸
発速度の低下により、混合気の形成が不十分であり、エ
ンジンの始動性や過渡応答性及び排ガス性能などが低下
し、エンジン性能に悪影響を及ぼしていた。
【0007】本発明の目的は前記問題点を解決し、高温
の排気ガス流の一部を吸気系に還流させることによって
燃料噴霧の蒸発と混合気の形成を促進し、良好な混合気
が流入遅れなくシリンダ内に流入して始動性や過渡応答
性などエンジン性能の向上を図り得ると共に、NOx
排出が少なく燃焼効率の良好な吸気管燃料噴射式内燃機
関を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1発明の吸気管燃料噴
射式内燃機関は、吸気管5に燃料噴射弁8を設け、吸気
管内に燃料を噴射するようにした吸気管燃料噴射式内燃
機関において、前記燃料噴射弁8の先端に吸気管5内に
開口し燃料噴霧を通過させる通路部15を設けると共
に、該通路部に排気管6に連通する排気連通管12を接
続し、吸気行程中に前記燃料噴射弁より燃料を噴射する
ようにしたことを特徴としている。
【0009】第2発明の吸気管燃料噴射式内燃機関は、
前記第1発明の吸気管燃料噴射式内燃機関において、前
記排気連通管12にエンジンの負荷に応じて該連通管の
開口面積を可変制御する絞り16を設けたことを特徴と
している。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)図1は、本発明の第1実施形態に係る
吸気管燃料噴射式内燃機関の構成図で、図4に示した従
来例と同様に、蓄圧電子制御燃料噴射装置を用いた場合
を示している。図1において、符号1〜11は従来例の
機関と同一の部材であり、12は排気連通管、13は燃
料噴射弁先端ピ−スである。また図2は、図1における
燃料噴射弁先端ピ−ス13回りの構成図である。図2に
おいて、8は燃料噴射弁、12は排気連通管、13は燃
料噴射弁先端ピ−ス、14はOリング、15は通路部で
あり、Sは燃料噴霧を示す。
【0011】以下、図1、2を参照して第1実施形態に
係る吸気管燃料噴射式内燃機関の作用について説明す
る。図1の構成において、コントロ−ルユニット11及
び燃料噴射弁8は従来例と同様の作動を行う。一方、排
気連通管12を介して、排気管6と吸気管5が通じてい
るため、吸気行程においては、吸気管5に生ずる負圧に
より、排気の一部が排気連通管12と燃料噴射弁先端ピ
−ス13を通って吸気管5内に流入する。
【0012】この時、燃料噴射時期を吸気行程中とする
ことにより、燃料噴射弁先端ピ−ス13内では、図2に
示すように、通路部15内に形成された高温の排気ガス
の流れ中に燃料噴霧Sが噴射され、排気ガス流と一緒
に、燃料噴霧Sが吸気管5内に流入する。
【0013】通路部15において、排気ガスの流れと混
流した燃料噴霧Sは、高温雰囲気により蒸発が促進され
ると共に、排気ガス流により生成される乱れによって吸
気管5内での空気との混合が促進され、速やかに可燃混
合気が形成される。従って、燃料噴射が行われた吸気行
程中にほぼすべての燃料が可燃混合気の形で流入の遅れ
がなくシリンダ内に流入することになる。
【0014】また、この実施形態は1シリンダあるいは
2シリンダの汎用エンジンを対象としており、スロット
ル弁7全開の全負荷状態においても、吸気行程において
は吸気管5内に大きな負圧を生じ、排気連通管12を通
じて排気の一部を吸入することができるので、上記の作
用をエンジンの全運転領域で得ることができる。
【0015】(第2実施形態)図3に本発明の第2実施
形態に係る吸気管燃料噴射式内燃機関の構成図を示す。
図3において、符号1〜13を付した部材は、図1に示
した第1実施形態と同一の部材であり、16は排気連通
管12に設けた絞りである。前記構成において、排気連
通管12に設けた絞り16の開口面積は、コントロ−ル
ユニット11により、エンジンの運転状態に応じて電気
的に制御されるようになっている。
【0016】前述したように第2実施形態においても、
全負荷時において排気ガスの吸気管への流入作用は得ら
れるが、負荷が高いほど、基本的には吸気管5内に発生
する負圧は小さくなる。その一方、燃料噴霧Sの蒸発並
びに混合の促進、NOx低減のために必要な排気ガス流
量は、高負荷(燃料噴射量が多い)の時ほど多い。
【0017】従って、第2実施形態のように、エンジン
の運転状態を検知するコントロ−ルユニット11によ
り、負荷状態に対応して、低負荷域では排気連通管12
に設けた絞り16の開口面積を相対的に小さく、また高
負荷域では該絞り16の開口面積を相対的に大きく制御
することによって、燃料噴射弁先端ピ−ス13を通じて
排気が吸気管5へ流入する作用をより効果的にすること
ができる。
【0018】本発明による作用を要約すると次のように
なる。即ち、ここで説明した構成のように、燃料噴射弁
8の先端、即ち噴射弁の噴口付近に、燃料噴霧が通過す
る通路部15を形成し、該通路部と排気管6を排気連通
管12で結ぶことにより、エンジンの吸気行程におい
て、吸気管5内の圧力が排気管6内の圧力よりも低くな
るため、排気の一部が排気連通管12とそれが接続され
ている燃料噴射弁8先端の通路部15を通って、吸気管
5内に吸い込まれ、いわゆる、排気再循環(EGR)の
作用を行うことになる。
【0019】さらに、本発明のように、燃料噴射をエン
ジンの吸気行程で行うことによって、燃料噴射弁8先端
の通路部15では、高温の排気の高速の流れの中に燃料
が噴射されることになり、燃料の蒸発が促進されると共
に、吸気管5内への排気ガスのジェットにより生成され
る乱れにより、空気と燃料の混合が促進され、混合気形
成が速やかに行われ、噴射された燃料は、ほとんどが良
好な混合気となって、当該吸気行程中にシリンダ内に吸
入されることになる。
【0020】なお、第1及び第2の実施形態では、燃料
噴射装置として、蓄圧電子制御方式を用いた場合を主体
にして説明したが、他の電子制御機械駆動方式、あるい
は完全な機械式の燃料噴射装置を用いた場合でも同様な
作用及び効果が得られ、さらに排気管に空燃比センサを
設けて、吸気の混合気濃度を制御するシステムの場合に
も適用できる。従って、本発明はそれらの吸気管燃料噴
射式内燃機関のすべての方式を対象とするものである。
【0021】なお、前述の第2実施形態においては、排
気連通管12に設けた絞り16の開口面積の制御を電気
的に行っているが、負荷に応じて制御することが基本で
あり、スロットル弁7と連動させて機械的に制御する方
式を採用しても良い。
【0022】
【発明の効果】吸気管燃料噴射方式の小型汎用内燃機関
において、本発明の構成とすることにより、次のような
効果が得られる。 (1) 高温の排気ガス流の一部を吸気系に還流させるこ
とによって燃料噴霧の蒸発及び混合気の形成が促進さ
れ、良好な混合気が流入遅れなくシリンダ内に流入し、
始動性や適渡応答性の向上など、エンジン性能の向上が
図れると共に、NOxの排出が少なく、かつ燃焼効率の
高い、良好な燃焼が得られる。
【0023】(2) エンジンの負荷に応じて絞りの面積
を制御できるため、燃料噴霧の蒸発及び混合気形成の促
進と、吸気管への燃料とガスの流入作用を、より効果的
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る吸気管燃料噴射式
内燃機関の構成図。
【図2】図1における燃料噴射弁先端ピ−ス回りの構成
図。
【図3】本発明の第2実施形態に係る吸気管燃料噴射式
内燃機関の構成図。
【図4】従来の吸気管燃料噴射式内燃機関の構成図。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド、2…ピストン、3…吸気ポ−ト、
4…排気ポ−ト、5…吸気管、6…排気管、7…スロッ
トル弁、8…燃料噴射弁、9…燃料溜、10…燃料ポン
プ、11…コントロ−ルユニット、12…排気連通管、
13…燃料噴射弁先端ピ−ス、14…Oリング、15…
通路部、16…絞り、S…燃料噴霧。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気管5に燃料噴射弁8を設け、吸気管
    内に燃料を噴射するようにした吸気管燃料噴射式内燃機
    関において、前記燃料噴射弁8の先端に吸気管5内に開
    口し燃料噴霧を通過させる通路部15を設けると共に、
    該通路部に排気管6に連通する排気連通管12を接続
    し、吸気行程中に前記燃料噴射弁より燃料を噴射するよ
    うにしたことを特徴とする吸気管燃料噴射式内燃機関。
  2. 【請求項2】 前記排気連通管12にエンジンの負荷に
    応じて該連通管の開口面積を可変制御する絞り16を設
    けたことを特徴とする請求項1記載の吸気管燃料噴射式
    内燃機関。
JP7346678A 1995-12-13 1995-12-13 吸気管燃料噴射式内燃機関 Pending JPH09166066A (ja)

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JP (1) JPH09166066A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346548B1 (ko) * 2011-03-08 2013-12-31 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 내연 기관

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346548B1 (ko) * 2011-03-08 2013-12-31 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 내연 기관

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011120