JPH10227267A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射弁などが引き起こすチャタリングに
影響されることなく安定した燃料の供給を可能とした信
頼性に優れた燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 燃料管３は、剛体によって形成された剛
体管３１と、その管内に空気層３２を介して樹脂製の管
３３によって構成されている。そして、樹脂製の管３３
の管内３４に電磁弁部２により供給される断続的な圧力
波を伴う燃料を導くようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に燃料を
供給するためのものであり、詳しくはエンジンの吸気管
内又はシリンダ内に燃料を噴射して混合気を作成するた
めの燃料噴射装置に関するものであり、特にこの装置に
適用される燃料管に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンを駆動させる混合気を作成する
方式において、吸気管に燃料噴射弁を設けて、所定量の
燃料を噴射し、混合気を作成する方式がある。この燃料
噴射方式は、従来のキャブレター（気化器）方式に比べ
て混合比調節の自由度が高く、エンジンの性能を向上さ
せることの可能なものである。

【０００３】このような従来技術としては、例えば図２
に示されたようなものがある。図２は従来技術に係る燃
料噴射装置１００の概略構成図である。以下、簡単に従
来技術に係る燃料噴射装置１００の概略を説明する。

【０００４】燃料噴射装置１００は、ソレノイド式の電
磁弁１０１が所定圧力の燃料を受け取って、金属製の鋼
管によって構成される複数の燃料管１０２へ燃料を計量
供給する。

【０００５】各燃料管１０２に供給された燃料は、燃料
管１０２内部の圧力を上昇させることになり、所定の保
持圧以上の圧力が供給された場合に開弁する燃料噴射弁
１０３は、燃料管１０２内部が所定の保持圧以上の圧力
となっている間開弁して、不図示のシリンダ内燃方式の
エンジンの吸気弁部に向けて燃料を噴射する。

【０００６】より具体的には、まず、電磁弁１０１で
は、不図示の燃料供給源から所定の圧力（燃料噴射弁１
０３の開弁保持圧より高い圧力）に調整された燃料を装
置内部に備えられた不図示のソレノイドバルブ内に取り
込む。

【０００７】そして、ソレノイドコイルを通常技術によ
ってパルス幅変調電流を印加することにより、電磁弁１
０１を開弁して燃料管１０２へ燃料を供給するように制
御する。

【０００８】すなわち、パルス幅が増加するとバルブが
長時間開き燃料管１０２へ供給する燃料が増加するよう
に構成されており、パルス幅によって燃料の供給量が調
整されるものである。そして、燃料管１０２内に供給さ
れた燃料に応じた量の燃料が、燃料噴射弁１０３から不
図示のシリンダ内燃エンジンの吸気弁部に向けて噴射さ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、燃料管は金属製の鋼管によ
って構成され、この管内に燃料を導くようにしているた
め、金属製の鋼管の持つ固有振動数によりハンチングを
起こしやすかった。

【００１０】これは、燃料噴射弁が引き起こすチャタリ
ング（燃料を噴射する際に、不安定な圧力状態により弁
体が繰り返し弁座をたたく現象であり、装置の形状、材
質等、および、流体の流量、粘度等によってその大きさ
が変化する。）により、燃料管の内部に圧力脈動が発生
して金属製の鋼管と共振し、この燃料管内を流れる燃料
にその振動の影響を与えてしまうことが主要な原因と考
えられるものである。また、エンジンの振動と共に燃料
管も振動を起こした場合には、燃料管の振動がその内部
を流れる燃料の圧力に脈動を発生させてしまい、燃料噴
射弁１０３からの燃料噴射量のバラツキが増加すること
となってしまう。

【００１１】図３（ａ）は従来技術に係る燃料管（金属
製の鋼管）を適用した場合の燃料噴射弁の開弁・閉弁時
の管内の圧力波形を示したもので、図に示したように、
開弁時（高圧側）の時間３〜１２ｍｓの間で圧力が激し
く変動しておりハンチングが発生しているのが確認でき
る。

【００１２】このようにハンチングが発生すると管内の
圧力が著しく不安定となり、管内の圧力に応じて開弁・
閉弁する燃料噴射弁からの燃料噴射量も不安定となって
しまいた。

【００１３】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、燃料
噴射弁などが引き起こすチャタリングやエンジンの振動
に影響されることなく安定した燃料噴射特性を可能とし
た信頼性に優れた燃料噴射装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、所定のタイミングで開弁および閉
弁して断続的な圧力波を伴う燃料を供給する電磁弁と、
該電磁弁により供給された燃料を導く燃料管と、該燃料
管により導かれた燃料を、該燃料の圧力に応じて開弁お
よび閉弁して燃料を噴射する燃料噴射弁と、を有した燃
料噴射装置において、前記燃料管は、剛体よりなる剛体
管と、該剛体管の管内に空気層を介して配置される樹脂
製の管と、を備えることを特徴とする。

【００１５】したがって、燃料噴射弁などがチャタリン
グを引き起こしても、チャタリングによる圧力変動は、
空気層および樹脂製の管により吸収されるため、配管内
を流れる燃料は、チャタリングに影響されることはな
い。

【００１６】前記空気層の厚さは、前記樹脂製の管が膨
張した場合に樹脂製の管の外面が前記剛体管の内面に当
接する範囲内の所定の厚さに設定されるとよい。

【００１７】したがって、樹脂製の管が膨張する膨張領
域が規制される。

【００１８】前記樹脂製の管の所定位置に、前記剛体管
の内面に当接する当接部を設けるとよい。

【００１９】したがって、樹脂製の管は、剛体管に対し
て位置決めされ、樹脂製の管が膨張したり、移動したり
するような場合でも剛体管の管内において波を打ったり
などすることなく安定した状態が保たれる。

【００２０】また、所定のタイミングで開弁および閉弁
して断続的な圧力波を伴う燃料を供給する電磁弁と、該
電磁弁により供給された燃料を導く燃料管と、該燃料管
により導かれた燃料を、該燃料の圧力に応じて開弁およ
び閉弁して燃料を噴射する燃料噴射弁と、を有した燃料
噴射装置において、前記燃料管にジャバラ部を備えるこ
とを特徴とする。

【００２１】これによると、ジャバラ部が伸縮すること
により燃料管の内部に発生する圧力脈動、及び燃料管自
身の振動を低減させることが可能となる。、及び、燃料
管自身の振動もすることも外部が可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００２３】（実施の形態１）図１（ａ）は本発明の第
１の実施の形態に係る燃料噴射装置の概略構成断面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のうち要部（燃料管）の一部拡大
横断面図であり、（ｃ）はその縦断面図である。

【００２４】まず、燃料噴射装置１全体の概略について
説明する。

【００２５】燃料噴射装置１は、概略、燃料を供給する
電磁弁部２と、電磁弁部２により分配供給される燃料を
それぞれ導く複数の燃料管３と、各々の燃料管３に接続
され、燃料を噴射する複数の燃料噴射弁４とを備えてい
る。

【００２６】電磁弁部２では、不図示の燃料タンクから
供給される燃料を燃料流入管２１から装置内部に取り込
み、プレッシャレギュレータ２２により燃料を一定の圧
力に調圧し、圧力調整した燃料をソレノイドバルブ２３
内に供給する。なお、供給されなかった燃料は燃料リタ
ーン管２４から燃料タンクへと戻される。

【００２７】そして、エンジンの状態に応じた噴射量を
不図示のコントロールユニットで決定し、コントロール
ユニット（制御信号）の指示に応じてソレノイドバルブ
２３は開弁・閉弁して、複数の燃料管３に対して断続的
な圧力波を伴う燃料を分配供給する。なお、燃料管３
は、エンジンの型式や気筒数に応じて、所定本数だけ設
けられる。

【００２８】また、燃料噴射弁４は、一方の端部４１が
燃料管３に接続されており、他方の端部４２は燃料噴射
側となる。そして、燃料噴射弁４は、不図示のエンジン
シリンダの吸気部等に備えられた取り付け孔に嵌合され
るように、取り付け部４３が設けられ、取り付け孔に嵌
合して密封状態が形成される。

【００２９】そして、燃料噴射弁４は、燃料管３に導か
れた燃料のための流路４４と、この流路４４と同軸的に
端部４２側に備えられたバルブシート４５と、このバル
ブシート４５のシート面に接離自在に設けられた弁体４
６と、弁体４６をバルブシート４５のシート面に付勢す
る弁棒４７およびコイルスプリング４８等を備えてい
る。

【００３０】弁体４６は、コイルスプリング４８の付勢
力により、バルブシート４５のシート面に当接し、燃料
管３により供給される燃料の圧力が所定値よりも低い時
には、燃料噴射弁４の燃料噴射を行わないように閉弁状
態を維持している。

【００３１】そして、燃料管３により供給される燃料の
圧力が所定値より高くなると、コイルスプリング４８の
付勢力に抗して弁体４６がバルブシート４５のシート面
から離脱して開弁状態となり、燃料噴射を行う。

【００３２】次に、本発明の実施の形態の特徴である燃
料管３について主に図１（ｂ）および図１（ｃ）を参照
して詳しく説明する。

【００３３】図に示すように燃料管３は、剛体によって
形成された剛体管３１と、その管内に空気層３２を介し
て樹脂製の管３３によって構成されている。

【００３４】なお、剛体管３１は、剛体である材料であ
れば良く、例えば金属製の鋼管などを用いることがで
き、また、樹脂製の管３３の材料としては、１１ナイロ
ン、６−６ナイロン、６ナイロンなどのナイロン樹脂
や、ＰＴＦＥなどの樹脂を用いることができるが、ガソ
リンエンジンにおける燃料吐出力（一般に２．５〜３ｋ
ｇ／ｃｍ² ）に十分耐えることのできる曲げ強さを有
し、かつ、このような装置が適用される車のボンネット
内などの雰囲気温度（一般に−４０〜１２０℃）に十分
耐えられる耐熱性を有したものであれば良い。

【００３５】そして、樹脂製の管３３の管内３４に電磁
弁部２により供給される断続的な圧力波を伴う燃料を導
くようにしている。

【００３６】このように構成することによって、燃料噴
射弁４がチャタリングを起こしても、樹脂製の管３３
は、その材料特性（固有振動数など）や、樹脂製の管３
３の膨張・収縮により振動を吸収することによってほと
んど共振するようなことはなく、例え剛体管３１が燃料
噴射弁４のチャタリングと共振したとしても、空気層３
２を介しているため樹脂製の管３３へは、この振動の影
響を与えないので、樹脂製の管３３の菅内３４を流れる
燃料は安定している。したがって、燃料の噴射特性が安
定する。

【００３７】また、空気層３２の厚さは、樹脂製の管３
３が、管内の燃料の圧力などによって膨張した場合に樹
脂製の管３３の外面が剛体管３１の内面に当接する程度
の厚さに設定して、樹脂製の管３３の膨張をある程度で
規制するようにすることで、樹脂製の管３３の菅内３４
を流れる燃料の圧力等にある程度の規制を付与すること
ができ、各燃料管３を同じ厚さに設定してやれば、それ
ぞれの特性を揃えることができ、一層燃料の噴射特性が
安定する。

【００３８】さらに、樹脂製の管３３に剛体管３１の内
面に当接する（樹脂製の管３３が通常の状態（膨張して
いない状態）でも当接する）当接部３５を設けて、樹脂
製の管３３を剛体管３１に対してある程度位置決めさせ
れば、樹脂製の管３３が燃料圧力などの影響によって膨
張したり、移動したりするような場合でも剛体管３１の
管内において波を打ったりなどすることなく安定した状
態が保たれるので、より一層燃料の噴射特性が安定す
る。

【００３９】なお、図１（ｃ）においては、周方向に等
間隔に４つの当接部３５を設けた場合を示しているが、
要はある程度の位置決めが保たれれば良く、等間隔に３
つに設けたり、等間隔でなくとも複数設けて位置決めさ
れるように設ければよい。

【００４０】また、樹脂製の管３３の長手方向に対して
は、全長にわたって当接部を設けてもよいが、樹脂製の
管３３が波を打ったりすることのない程度に部分的に設
けても良く、材料・形状・制作の容易性などを考慮して
自由に設計できる。

【００４１】このように構成された燃料管３を適用した
場合の燃料噴射弁の開弁・閉弁時の管内の圧力波形を図
３（ｂ）に示す。図に示したように、開弁時（高圧側）
においても管内の圧力は安定していることが確認され
る。

【００４２】（実施の形態２）図４は、第２の実施の形
態を説明するための燃料噴射装置５１の概略構成断面図
である。図１に示した第１の実施の形態と同様の構成に
対しては同じ符号が付されている。

【００４３】この実施の形態における特徴は、電磁弁部
２と燃料噴射弁４とを接続する燃料管５３ａの途中にジ
ャバラ部５３ｂを設けたことにある。燃料管５３ａは、
金属製の管により形成されている。そして、ジャバラ部
５３ｂが燃料管５３ａの一部を塑性変形させることによ
り一体的に形成されている。

【００４４】尚、ジャバラ部は、ジャバラ部だけを燃料
管５３ａとは別個に作成し、前後に燃料管を接続するよ
うにして備えることも適宜行うことが可能である。

【００４５】そして、燃料噴射弁４のチャタリング等に
より、燃料管５３ａの内部に圧力脈動が発生しても、圧
力に応じてジャバラ部５３ｂが微小変形し伸縮すること
により圧力脈動を吸収し、圧力脈動による燃料噴射量の
バラツキを小さく抑えることが可能となる。

【００４６】また、燃料管５３ａは、通常エンジンの吸
気部側に接続されているので、エンジンの振動が伝達さ
れることになるが、ジャバラ部５３ｂで燃料管５３ａ自
身の振動を低減させることも可能となり、安定した燃料
噴射を行うことができる。

【００４７】図５は、本実施の形態の効果の確認を行う
為に、実際にエンジンが駆動している状態での各燃料噴
射弁により噴射される燃料噴射量のバラツキを％で示し
たグラフの図である。白丸プロットを結ぶ線Ｌ１はジャ
バラ部５３ｂを備えた燃料管５３ａを備えた燃料噴射装
置のエンジン回転数ごとの燃料噴射量のバラツキが示さ
れており、黒丸プロットを結ぶ線Ｌ２はジャバラ部を備
えない従来技術による燃料噴射装置の結果である。

【００４８】図に示されるように、本実施の形態を適用
した線Ｌ１の方が全体的に各燃料噴射弁毎の燃料噴射量
のバラツキを小さくすることが可能となった。また、従
来の燃料管では、線Ｌ２に示されるように４８００回転
付近で、エンジンの振動による共振が発生して燃料噴射
量のバラツキが大きくなったと考えられるが、ジャバラ
部５３ｂを備えることにより共振が抑えられ燃料管５３
ａ自身の振動も低減して燃料噴射量のバラツキが低減し
ている。

【００４９】尚、燃料管５３ａにジャバラ部５３ｂを設
けることに代えて、パルセーションダンパ等の圧力脈動
吸収装置を組み込むことで、圧力脈動による燃料噴射量
のバラツキを小さく抑えることは可能であるが、簡易な
構成の本願発明と比較すると、部品点数の増加によるコ
ストアップや信頼性低下を招く恐れがある。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、燃料管に、剛体管と、この剛
体管の管内に空気層を介して配置される樹脂製の管とを
備えて、樹脂製の管の管内に圧力波を伴う燃料を導くよ
うにしたことで、燃料噴射弁などがチャタリングを引き
起こしても、チャタリングによる圧力変動は、空気層お
よび樹脂製の管により吸収されるため、配管内を流れる
燃料は、チャタリングに影響されることはなく、また、
外部から何らかの外力があっても剛体管に保護されるの
で、燃料管により安定した燃料を燃料噴射弁に供給する
ことができるので、燃料噴射特性が安定し、信頼性が向
上する。

【００５１】また、空気層の厚さを、樹脂製の管が膨張
した場合に樹脂製の管の外面が剛体管の内面に当接する
範囲内の所定の厚さに設定して、樹脂製の管の膨張領域
を規制すれば、樹脂製の管の菅内を流れる燃料の圧力等
にある程度の規制を付与することができるので、一層燃
料の噴射特性を安定させることができる。

【００５２】さらに、樹脂製の管の所定位置に、剛体管
の内面に当接する当接部を設ければ、樹脂製の管を剛体
管に対して位置決めさせることができ、樹脂製の管が膨
張したり、移動したりするような場合でも剛体管の管内
において波を打ったりなどすることなく安定した状態を
保たせることができるので、より一層燃料の噴射特性を
安定させることができる。

【００５３】また、燃料管にジャバラ部を備えることに
より、非常に簡易な構成で燃料管の内部に発生する圧力
脈動、及び燃料管自身の振動を低減させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る
燃料管が適用された燃料噴射装置の概略構成断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）のうち燃料管の一部拡大横断面図で
あり、（ｃ）はその縦断面図である。

【図２】図２は従来技術に係る燃料噴射装置の概略構成
図である。

【図３】図３（ａ）は従来技術に係る燃料管（金属製の
鋼管）を適用した場合の燃料噴射弁の開弁・閉弁時の管
内の圧力波形を示した図であり、（ｂ）は本発明の第１
の実施の形態に係る燃料管を適用した場合の燃料噴射弁
の開弁・閉弁時の管内の圧力波形を示した図である。

【図４】図４は第２の実施の形態に係る燃料噴射装置の
概略構成断面図。

【図５】図５は第２の実施の形態の効果の確認結果を示
すグラフの図。

【符号の説明】

１ 燃料噴射装置 ２ 電磁弁部 ３ 燃料管 ３１ 剛体管 ３２ 空気層 ３３ 樹脂製の管 ３４ （樹脂製の管３３の）菅内 ３５ 当接部 ４ 燃料噴射弁 ５１ 燃料噴射装置 ５３ａ 燃料管 ５３ｂ ジャバラ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のタイミングで開弁および閉弁して断
   続的な圧力波を伴う燃料を供給する電磁弁と、該電磁弁
   により供給された燃料を導く燃料管と、該燃料管により
   導かれた燃料を、該燃料の圧力に応じて開弁および閉弁
   して燃料を噴射する燃料噴射弁と、を有した燃料噴射装
   置において、 前記燃料管は、剛体よりなる剛体管と、該剛体管の管内
   に空気層を介して配置される樹脂製の管と、を備えるこ
   とを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】前記空気層の厚さは、前記樹脂製の管が膨
   張した場合に樹脂製の管の外面が前記剛体管の内面に当
   接する範囲内の所定の厚さに設定されることを特徴とす
   る請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】前記樹脂製の管の所定位置に、前記剛体管
   の内面に当接する当接部を設けたことを特徴とする請求
   項１または２に記載の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】所定のタイミングで開弁および閉弁して断
   続的な圧力波を伴う燃料を供給する電磁弁と、該電磁弁
   により供給された燃料を導く燃料管と、該燃料管により
   導かれた燃料を、該燃料の圧力に応じて開弁および閉弁
   して燃料を噴射する燃料噴射弁と、を有した燃料噴射装
   置において、 前記燃料管にジャバラ部を備えることを特徴とする燃料
   噴射装置。