JPH11159424A - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

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JPH11159424A
JPH11159424A JP9326424A JP32642497A JPH11159424A JP H11159424 A JPH11159424 A JP H11159424A JP 9326424 A JP9326424 A JP 9326424A JP 32642497 A JP32642497 A JP 32642497A JP H11159424 A JPH11159424 A JP H11159424A
Authority
JP
Japan
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fuel
injector
intake
port
injection device
Prior art date
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Pending
Application number
JP9326424A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masae Nozawa
野澤  政衛
Shigenori Isomura
磯村  重則
Taiji Isobe
大治 磯部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Priority to US09/199,783 priority patent/US6032652A/en
Publication of JPH11159424A publication Critical patent/JPH11159424A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce port wet of fuel spray while suppressing that atomized fuel is enlarged again. SOLUTION: A injector 18 for injecting and supplying fuel to the intake port 17 of an engine 1 is so arranged that the nozzle hole part thereof is positioned in the center part of the intake port 17. The injector 18 inject fuel by taking aim at the umbrella 14a of an intake valve 14. The nozzle hole part of the injector 18 is made porous, thereby fuel spray is atomized. The spraying angle of the injector 18 is regulated in the range of from 8 to 15 deg.. In this case, most fuel is led to flow into the inside of an air cylinder through the center part of the intake port 17 where a flow speed is high, therefore port wet can be reduced. The nozzle hole part of the injector 18 is directed to the center part of the intake port 17 and fuel is injected by taking aim at the umbrella part 14a of the intake valve 14 therefore, a fuel spraying angle of fuel can be enlarged under a condition having no port wet. As a result, it can suppress that particles are enlarged again by the interference of a streamline of fuel spray.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インジェクタ噴口
部を多孔化して燃料噴霧を微粒化し、その微粒化燃料を
吸気ポートに噴射供給する内燃機関の燃料噴射装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, in which a fuel injection port is made fine by making an injector nozzle orifice porous and atomized fuel is injected into an intake port.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、排ガス中の未燃HCの低減や
燃焼の安定化を主たる目的として、インジェクタによる
噴射燃料を微粒化する技術が各種具体化されている。例
えば燃料噴口部を多孔化したインジェクタや、更にはス
ロットル弁の上流側及び下流側の差圧を用いて微粒化を
促進するようにしたインジェクタが具体化されている。
なお現状では、部品点数やコストが抑えられることか
ら、多孔化インジェクタが多用化されつつある。既存の
多孔化インジェクタでは、燃圧が比較的低くても(例え
ば300〜500kPa程度)、燃料微粒化の効果が得
られることが分かっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various techniques for atomizing fuel injected by an injector have been embodied for the purpose of reducing unburned HC in exhaust gas and stabilizing combustion. For example, an injector in which a fuel injection port is made porous, and an injector in which atomization is promoted by using a differential pressure on the upstream and downstream sides of a throttle valve are embodied.
Note that, at present, porous injectors are being used more and more because the number of parts and costs are reduced. It has been found that existing porous injectors can achieve the effect of atomizing the fuel even if the fuel pressure is relatively low (for example, about 300 to 500 kPa).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、インジェク
タ噴口部を多孔化したインジェクタでは、当該噴口部の
各孔から噴出される1本当たりの流線を細くすることで
噴霧の微粒化が達成されるものの、それら1本1本の微
粒化された流線が相互に干渉すると、粒子が再肥大化し
てしまう。かかる場合、粒径が大きくなると燃料噴霧の
微粒化効果が低下するため、燃料粒子の再肥大化を回避
するにはインジェクタの噴霧角を拡げる必要が生じる。
しかしながら、噴霧角を拡大すると、ポート壁部に燃料
噴霧が衝突して付着しやすくなり、ポートウエット量が
増大するという問題を招く。
However, in the injector in which the injector orifice is made porous, atomization of the spray can be achieved by narrowing the stream line per one ejected from each hole of the orifice. However, if each of these atomized streamlines interferes with each other, the particles will re-enlarge. In such a case, when the particle size increases, the atomization effect of the fuel spray decreases, so that it is necessary to increase the spray angle of the injector to avoid re-enlargement of the fuel particles.
However, when the spray angle is increased, the fuel spray collides with the port wall portion and tends to adhere thereto, which causes a problem that the port wet amount increases.

【0004】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、微粒化燃料の再
肥大化を抑制しつつ、燃料噴霧のポートウエットを低減
することができる内燃機関の燃料噴射装置を提供するこ
とである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce port wetness of fuel spray while suppressing re-enlargement of atomized fuel. An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明では、インジェクタ噴口部を
多孔化し、且つインジェクタから吸気ポートに対して燃
料を噴射供給する内燃機関の燃料噴射装置において、前
記インジェクタ噴口部が吸気ポートの中心部に位置する
と共に、吸気バルブの傘部狙いで燃料が噴射されるよう
当該インジェクタを配置し、さらに吸気バルブの傘部の
径に応じてインジェクタによる燃料の噴霧角を設定して
いる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a fuel for an internal combustion engine is provided in which an injector orifice is made porous and fuel is injected from an injector to an intake port. In the injector, the injector orifice is located at the center of the intake port, and the injector is arranged so that fuel is injected at the umbrella of the intake valve. Further, the injector is arranged in accordance with the diameter of the umbrella of the intake valve. The fuel spray angle is set according to the following.

【0006】要するに、吸入空気が流れる吸気ポート内
には空気流速の異なる領域が存在し、通常、ポート中心
部ほど流速が速い。そこで、この速い空気流に乗せるべ
く、インジェクタ噴口部を前出しし、ポート中心部で燃
料を噴射する。この場合、燃料の殆どが流速の速い主流
部分に乗って気筒内に流入するため、ポートウエットが
低減される。一方、インジェクタ噴口部が吸気ポート中
心部に前出しされ、且つ吸気バルブの傘部狙いで燃料が
噴射されるため、インジェクタ噴口部の多孔化により燃
料噴霧が微粒化される際において、ポートウエットのな
い状態下で燃料の噴霧角が拡張できることとなる。その
結果、燃料噴霧の流線の干渉による粒子の再肥大化が抑
制できる。インジェクタによる燃料の噴霧角は、吸気バ
ルブの傘部の径に応じて設定されるとよい。こうした噴
霧角の設定により、微粒化燃料の再肥大化を抑制しつ
つ、燃料噴霧のポートウエットを低減するといった本案
の目的が達せられる。
[0006] In short, there are regions with different air velocities in the intake port through which the intake air flows, and the flow velocity is generally higher at the port center. Therefore, in order to get on the high-speed air flow, the injector orifice portion is set forward, and fuel is injected at the center of the port. In this case, most of the fuel flows into the cylinder while riding on the mainstream portion having a high flow velocity, so that port wet is reduced. On the other hand, since the injector orifice is advanced to the center of the intake port and the fuel is injected toward the umbrella of the intake valve, when the fuel spray is atomized by making the injector orifice porous, the port wet The spray angle of the fuel can be expanded in a state where no fuel is sprayed. As a result, re-enlargement of particles due to interference of streamlines of fuel spray can be suppressed. The spray angle of the fuel by the injector may be set according to the diameter of the head of the intake valve. By setting the spray angle, it is possible to achieve the object of the present invention such as to reduce the port wet of the fuel spray while suppressing the re-enlargement of the atomized fuel.

【0007】また、請求項2に記載の発明では、インジ
ェクタ噴口部を多孔化し、且つインジェクタから吸気ポ
ートに対して燃料を噴射供給する内燃機関の燃料噴射装
置において、前記インジェクタ噴口部が吸気ポートの中
心部に位置すると共に、吸気バルブの傘部狙いで燃料が
噴射されるよう当該インジェクタを配置し、さらに前記
インジェクタによる燃料の噴霧角を8〜15°の範囲で
規制している。
According to a second aspect of the present invention, in a fuel injection device for an internal combustion engine in which an injector injection port is made porous and fuel is injected from an injector to an intake port, the injector injection port is formed of an intake port. The injector is located so as to be located at the center, and the fuel is injected at the head of the intake valve, and the spray angle of the fuel by the injector is restricted within a range of 8 to 15 °.

【0008】上記噴霧角の設定により(噴霧角=8〜1
5°)、上記請求項1の発明と同様に、微粒化燃料の再
肥大化を抑制しつつ、燃料噴霧のポートウエットを低減
するといった本案の目的が達せられる。なおここで、噴
霧角=8°は、微粒化燃料の再肥大化を抑制するための
噴霧角の下限値に相当するが、かかる再肥大化の抑制を
重視する場合には、上記範囲内で噴霧角を例えば12〜
15°程度に制限してもよい。また、噴霧角=15°
は、ポートウエットを回避するための噴霧角の上限値に
相当するが、かかるポートウエットの回避を重視する場
合には、上記範囲で噴霧角を例えば8〜10°程度に制
限してもよい。
By setting the spray angle (spray angle = 8 to 1)
5 [deg.]), As in the first aspect of the present invention, it is possible to achieve the object of the present invention of reducing the port wetness of fuel spray while suppressing the re-enlargement of atomized fuel. Here, the spray angle = 8 ° corresponds to the lower limit value of the spray angle for suppressing the re-enlargement of the atomized fuel. However, when the suppression of the re-enlargement is emphasized, the spray angle is within the above range. Spray angle is 12 ~
The angle may be limited to about 15 °. Spray angle = 15 °
Corresponds to the upper limit of the spray angle for avoiding the port wet. However, when the avoidance of the port wet is emphasized, the spray angle may be limited to, for example, about 8 to 10 ° in the above range.

【0009】但し、上記8〜15°の噴霧角の範囲は、
本願発明者らが実験により導き出した汎用的な数値であ
って、例えばバルブ傘部の径が大きくなれば、又はイン
ジェクタ噴口部と吸気バルブの傘部との距離が短縮され
れば、その分だけ角度範囲を拡張側に移行させるように
してもよい。
However, the range of the spray angle of 8 to 15 ° is as follows.
It is a general numerical value derived by experiments by the present inventors, for example, if the diameter of the valve head is increased, or if the distance between the injector nozzle and the head of the intake valve is shortened, that much. The angle range may be shifted to the extension side.

【0010】請求項3に記載の発明では、複数の吸気バ
ルブに対して同時に燃料噴射を行う多方向ジェット式の
インジェクタを適用する燃料噴射装置において、前記複
数の吸気バルブに対応する吸気通路を区画するためのシ
リンダヘッド隔壁を、前記インジェクタ噴口部に対して
後退させて構成している。シリンダヘッドの隔壁を後退
させることで、インジェクタ噴口部をポート中心部まで
前出しする際の妨げとなる要因が排除できる。
According to a third aspect of the present invention, in a fuel injection device employing a multi-directional jet type injector for simultaneously injecting fuel into a plurality of intake valves, an intake passage corresponding to the plurality of intake valves is defined. The cylinder head partition wall for performing the operation is retracted with respect to the injector nozzle port. By retracting the partition wall of the cylinder head, it is possible to eliminate a factor that hinders the injector outlet from being advanced to the center of the port.

【0011】請求項4に記載の発明では、インジェクタ
噴口部を多孔化し、且つインジェクタから吸気ポートに
対して燃料を噴射供給する内燃機関の燃料噴射装置にお
いて、前記インジェクタを吸気バルブの傘部狙いで機関
のシリンダヘッドに取り付け、インジェクタ噴口部を吸
気バルブの傘部に近づけている。この場合、インジェク
タ噴口部が吸気バルブに近づくことで、燃料の噴霧角が
比較的大きな角度で設定できる。これは、微粒化燃料の
再肥大化の抑制や燃料噴霧のポートウエット低減を図る
上で大いに有効な手段となる。その結果、既述した通り
本発明の目的が達せられる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection device for an internal combustion engine in which the injector orifice is made porous and fuel is injected from the injector to the intake port, the injector is aimed at the head of the intake valve. It is mounted on the cylinder head of the engine, and the injector nozzle is located close to the head of the intake valve. In this case, the fuel spray angle can be set at a relatively large angle by bringing the injector injection port closer to the intake valve. This is a very effective means for suppressing the re-enlargement of the atomized fuel and reducing the port wetness of the fuel spray. As a result, the object of the present invention is achieved as described above.

【0012】請求項4の発明において、インジェクタの
噴霧角の最適値は、請求項5に記載したように、20〜
30°の範囲で設定されるのが望ましく、この噴霧角で
は既述の効果が確実に得られることとなる。なおここ
で、噴霧角の下限値を比較的大きな値(20°)とした
のは以下の理由による。つまり、上記請求項4の発明の
場合、インジェクタ噴口部をバルブ傘部に近づけたた
め、噴霧角が微粒化燃料の再肥大化を招くような小さな
角度となることはない(再肥大化が確実に防止でき
る)。そのため、燃料噴霧の均一化を実現するべく噴霧
角=20°を設定している。
According to the fourth aspect of the present invention, the optimum value of the spray angle of the injector is set to 20 to 20 as described in the fifth aspect.
It is desirable to set the angle within a range of 30 °, and the above-mentioned effect can be surely obtained at this spray angle. The reason why the lower limit value of the spray angle is set to a relatively large value (20 °) is as follows. In other words, in the case of the fourth aspect of the present invention, since the injector orifice portion is close to the valve head portion, the spray angle does not become so small as to cause the re-enlargement of the atomized fuel (re-enlargement is reliably performed). Can be prevented). Therefore, the spray angle is set to 20 ° in order to realize uniform fuel spray.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、この
発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】本実施の形態の装置は、ガソリン噴射式内
燃機関の燃料噴射量を最適に制御するものであり、各気
筒に燃料を噴射供給するためのインジェクタは、マイク
ロコンピュータを主体とする電子制御装置(以下、EC
Uという)によりその駆動が制御される。特に本実施の
形態では、インジェクタ噴口部の多孔化によりインジェ
クタの噴射燃料を微粒化している。また、インジェクタ
噴口部が吸気ポート中心部に位置するよう、インジェク
タ先端を延長させた構成としている。以下には本装置の
詳細を説明する。
The device according to the present embodiment is for optimally controlling the fuel injection amount of a gasoline-injection type internal combustion engine. An injector for injecting and supplying fuel to each cylinder is provided by an electronic control mainly comprising a microcomputer. Equipment (hereinafter referred to as EC
U) controls its driving. In particular, in the present embodiment, the injection fuel of the injector is atomized by making the injector injection port portion porous. Further, the injector tip is extended so that the injector orifice is located at the center of the intake port. Hereinafter, details of the present apparatus will be described.

【0015】図1は、本実施の形態における燃料噴射制
御装置の概要を示す全体構成図である。図1において、
内燃機関は4気筒4サイクルエンジン(以下、単にエン
ジン1という)として構成されており、エンジン1には
吸気管2と排気管3とが接続されている。吸気管2に
は、アクセルペダル4に連動するスロットル弁5が設け
られており、同スロットル弁5の開度はスロットル開度
センサ6により検出される。また、吸気管2のサージタ
ンク7には吸気圧センサ8が配設されている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a fuel injection control device according to the present embodiment. In FIG.
The internal combustion engine is configured as a four-cylinder four-cycle engine (hereinafter, simply referred to as engine 1), and an intake pipe 2 and an exhaust pipe 3 are connected to the engine 1. The intake pipe 2 is provided with a throttle valve 5 linked to an accelerator pedal 4, and the opening of the throttle valve 5 is detected by a throttle opening sensor 6. Further, an intake pressure sensor 8 is provided in the surge tank 7 of the intake pipe 2.

【0016】エンジン1の気筒を構成するシリンダ9内
には図の上下方向に往復動するピストン10が配設され
ており、同ピストン10はコンロッド11を介して図示
しないクランク軸に連結されている。ピストン10の上
方にはシリンダ9及びシリンダヘッド12にて区画され
た燃焼室13が形成されており、燃焼室13は、吸気バ
ルブ14及び排気バルブ15を介して前記吸気管2及び
排気管3に連通している。
A piston 10 reciprocating in the vertical direction in the figure is disposed in a cylinder 9 constituting a cylinder of the engine 1, and the piston 10 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 11. . A combustion chamber 13 defined by a cylinder 9 and a cylinder head 12 is formed above the piston 10. The combustion chamber 13 is connected to the intake pipe 2 and the exhaust pipe 3 via an intake valve 14 and an exhaust valve 15. Communicating.

【0017】排気管3には、排ガス中の酸素濃度(或い
は、未燃ガス中の一酸化炭素などの濃度)に比例して広
域で且つリニアな空燃比信号を出力する、限界電流式空
燃比センサからなるA/Fセンサ16が設けられてい
る。また、シリンダ9(ウォータジャケット)には、冷
却水温を検出するための水温センサ23が配設されてい
る。
A limiting current type air-fuel ratio which outputs a wide-range and linear air-fuel ratio signal in proportion to the oxygen concentration in the exhaust gas (or the concentration of carbon monoxide or the like in the unburned gas) is provided to the exhaust pipe 3. An A / F sensor 16 composed of a sensor is provided. The cylinder 9 (water jacket) is provided with a water temperature sensor 23 for detecting a cooling water temperature.

【0018】エンジン1の吸気ポート17には電磁駆動
式のインジェクタ18が設けられており、このインジェ
クタ18には燃料タンク19から燃料(ガソリン)が供
給される。本実施の形態では、吸気マニホールドの各分
岐管毎に1つずつインジェクタ18を有するマルチポイ
ントインジェクション(MPI)システムが構成されて
おり、各気筒のインジェクタ18はデリバリパイプ25
により連結されている。なお、本実施の形態では、多孔
化タイプのインジェクタ18を採用しており、その詳細
な構成については後述する。燃料タンク19とインジェ
クタ18との間には、燃料圧力(燃圧)を調整しつつ燃
料をデリバリパイプ25に給送する燃料ポンプ26が配
設されている。
An intake port 17 of the engine 1 is provided with an electromagnetically driven injector 18, and fuel (gasoline) is supplied to the injector 18 from a fuel tank 19. In the present embodiment, a multipoint injection (MPI) system having one injector 18 for each branch pipe of the intake manifold is configured, and the injector 18 of each cylinder is provided with a delivery pipe 25.
Are connected by In the present embodiment, a porous injector 18 is employed, and its detailed configuration will be described later. Between the fuel tank 19 and the injector 18, a fuel pump 26 for feeding fuel to the delivery pipe 25 while adjusting fuel pressure (fuel pressure) is provided.

【0019】シリンダヘッド12に配設された点火プラ
グ27は、イグナイタ28からの点火用高電圧により発
火する。イグナイタ28には、点火用高電圧を各気筒の
点火プラグ27に分配するためのディストリビュータ2
0が接続され、同ディストリビュータ20にはクランク
軸の回転状態に応じて720°CA毎にパルス信号を出
力する基準位置センサ21と、より細かなクランク角毎
(例えば、30°CA毎)にパルス信号を出力する回転
角センサ22が配設されている。
The ignition plug 27 disposed in the cylinder head 12 is ignited by a high voltage for ignition from an igniter 28. The igniter 28 has a distributor 2 for distributing the high ignition voltage to the ignition plug 27 of each cylinder.
0 is connected to the distributor 20, a reference position sensor 21 that outputs a pulse signal at every 720 ° CA according to the rotation state of the crankshaft, and a pulse at each finer crank angle (eg, every 30 ° CA). A rotation angle sensor 22 that outputs a signal is provided.

【0020】この場合、吸気管上流から供給される新気
とインジェクタ18による噴射燃料とが吸気ポート17
にて混合され、その混合気が吸気バルブ14の開弁動作
に伴い燃焼室13内(シリンダ9内)に流入する。そし
て、点火プラグ27の点火火花により、燃焼室13内に
流入した混合気が燃焼に供される。
In this case, the fresh air supplied from the upstream of the intake pipe and the fuel injected by the injector 18 are mixed with the intake port 17.
, And the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 13 (inside the cylinder 9) with the opening operation of the intake valve 14. Then, the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 13 is provided for combustion by the ignition spark of the ignition plug 27.

【0021】ECU30は、周知のマイクロコンピュー
タシステムを中心に構成され、CPU31、ROM3
2、RAM33、バックアップRAM34、A/D変換
器35、入出力インターフェース(I/O)36等を備
える。前記スロットル開度センサ6、吸気圧センサ8、
A/Fセンサ16及び水温センサ23の各検出信号は、
A/D変換器35に入力され、A/D変換された後にバ
ス37を介してCPU31に取り込まれる。また、前記
基準位置センサ21及び回転角センサ22のパルス信号
は、入出力インターフェース36及びバス37を介して
CPU31に取り込まれる。
The ECU 30 is mainly composed of a well-known microcomputer system, and includes a CPU 31, a ROM 3
2, a RAM 33, a backup RAM 34, an A / D converter 35, an input / output interface (I / O) 36, and the like. The throttle opening sensor 6, the intake pressure sensor 8,
Each detection signal of the A / F sensor 16 and the water temperature sensor 23 is
The signal is input to the A / D converter 35, A / D converted, and taken into the CPU 31 via the bus 37. The pulse signals from the reference position sensor 21 and the rotation angle sensor 22 are taken into the CPU 31 via the input / output interface 36 and the bus 37.

【0022】CPU31は、前記各センサの検出信号に
基づいてスロットル開度TH、吸気圧PM、空燃比(A
/F)、冷却水温Tw、基準クランク位置(G信号)及
びエンジン回転数Neなどのエンジン運転状態を検知す
る。また、CPU31は、エンジン運転状態に基づいて
燃料噴射量や点火時期等の制御信号を演算し、その制御
信号をインジェクタ18やイグナイタ28に出力する。
特にインジェクタ制御に際し、エンジン1が排気行程か
ら吸気行程に移行する所定期間内に燃料が噴射され、こ
の噴射燃料が吸気行程での吸気バルブ14の開弁に伴い
気筒内(燃焼室13内)に流入する。
The CPU 31 determines the throttle opening TH, the intake pressure PM, and the air-fuel ratio (A
/ F), a coolant temperature Tw, a reference crank position (G signal), and an engine operation state such as an engine speed Ne are detected. Further, the CPU 31 calculates a control signal such as a fuel injection amount and an ignition timing based on an engine operating state, and outputs the control signal to the injector 18 and the igniter 28.
In particular, during injector control, fuel is injected within a predetermined period during which the engine 1 shifts from the exhaust stroke to the intake stroke, and this injected fuel is injected into the cylinder (in the combustion chamber 13) with the opening of the intake valve 14 during the intake stroke. Inflow.

【0023】次に、図2を用いてインジェクタ18の詳
細な構成を説明する。なお本実施の形態のインジェクタ
18は、電磁式の常閉弁として構成されるものである。
略筒状をなすバルブボディ41において、その先端(図
の下端)には燃料を吸気管2内に噴射するための噴射口
45が形成され、バルブボディ41内部には弁体42を
摺動可能に収容する摺動孔46が形成されている。バル
ブボディ41の噴射口45と摺動孔46との間には、円
錐面からなる弁座47が形成されている。バルブボディ
41の円管部41aは、その長さが従来一般のものより
も延長化されている。
Next, a detailed configuration of the injector 18 will be described with reference to FIG. The injector 18 of the present embodiment is configured as an electromagnetic normally-closed valve.
In a substantially cylindrical valve body 41, an injection port 45 for injecting fuel into the intake pipe 2 is formed at a tip (lower end in the figure) of the valve body 41, and a valve body 42 can slide inside the valve body 41. Is formed with a sliding hole 46 to be accommodated therein. A valve seat 47 having a conical surface is formed between the injection port 45 of the valve body 41 and the sliding hole 46. The length of the circular tube portion 41a of the valve body 41 is longer than that of a conventional general tube.

【0024】また、バルブボディ41の先端には、多孔
化された噴口部を構成するプレート44が装着されてい
る。プレート44は、各気筒2個ずつの吸気バルブ14
の傘部14aの中心を向くように2方向に分岐され、且
つ例えば計12個の噴口を有する。具体的には図3に示
すように、インジェクタ18はその先端から2方向に燃
料が噴射される、いわゆる2ジェット式インジェクタで
構成される。
At the tip of the valve body 41, a plate 44 constituting a perforated injection port is mounted. The plate 44 includes two intake valves 14 for each cylinder.
Are branched in two directions so as to face the center of the umbrella portion 14a, and have, for example, a total of 12 nozzles. Specifically, as shown in FIG. 3, the injector 18 is configured by a so-called two-jet injector in which fuel is injected from two ends in two directions.

【0025】ニードル形状の弁体42にはその軸方向の
二位置に摺接部51a,51bが形成されており、この
摺接部51a,51bが摺動孔46の内周面に当接する
ことで、弁体42が摺動孔46内を摺動する。また、こ
の弁体42において、摺接部51a,51bに周方向に
隣接する部位には平坦部52a,52bが形成されてお
り、平坦部52a,52bと摺動孔46の内周面との間
に形成される隙間を燃料が流通するようになっている。
The needle-shaped valve body 42 has sliding contact portions 51a and 51b formed at two axial positions thereof. The sliding contact portions 51a and 51b contact the inner peripheral surface of the sliding hole 46. Thus, the valve element 42 slides in the sliding hole 46. In the valve element 42, flat portions 52a and 52b are formed at portions adjacent to the sliding contact portions 51a and 51b in the circumferential direction, and the flat portions 52a and 52b and the inner peripheral surface of the sliding hole 46 are formed. The fuel flows through the gap formed therebetween.

【0026】弁体42には、バルブボディ41の弁座4
7に当接する当接部53が形成されており、弁体42
は、その当接部53が弁座47に当接して噴射口45を
閉鎖する閉弁位置(図示する位置)と、当接部53が弁
座47から所定量だけ離れて噴射口45を開放する開弁
位置との間で移動可能となっている。
The valve body 42 includes a valve seat 4 of the valve body 41.
7 is formed in contact with the valve body 42.
The valve closing position (position shown) in which the contact portion 53 contacts the valve seat 47 to close the injection port 45, and the contact portion 53 opens the injection port 45 by separating from the valve seat 47 by a predetermined amount. Between the open position and the open position.

【0027】一方、バルブボディ41の図の上端面には
リング状をなすストッパ54が配設されており、弁体4
2はこのストッパ54に挿通されてケーシング55側に
突出している。ここで、弁体42には周方向に張り出し
たフランジ56が形成されており、弁体42が電磁アク
チュエータ43の駆動により引き上げられた時には、フ
ランジ56がストッパ54に当たり弁体42の開弁位置
が規制される。
On the other hand, a ring-shaped stopper 54 is provided on the upper end surface of the valve body 41 in the figure,
2 is inserted through the stopper 54 and protrudes toward the casing 55. Here, a flange 56 that protrudes in the circumferential direction is formed on the valve body 42, and when the valve body 42 is pulled up by driving of the electromagnetic actuator 43, the flange 56 hits the stopper 54 and the valve opening position of the valve body 42 is set. Be regulated.

【0028】ケーシング55内に収容された電磁アクチ
ュエータ43は、大別してコア(アーマチュア)57、
ステータ58及び電磁コイル59から構成されている。
コア57は、弁体42に一体移動可能に連結され、リタ
ーンスプリング60によって常に弁体42の閉弁側(図
2の下側)に付勢されている。筒状の磁性体からなるス
テータ58は、コア57と同軸上に配設され、そのフラ
ンジ部58aがケーシング55の端部によりカシメ着さ
れることによりケーシング55に対して固定されてい
る。ステータ58内には円管状の筒体61が配設されて
いる。筒体61の上流部には燃料を流入するための流入
口62が形成され、同流入口62にはフィルタ63が配
設されている。
The electromagnetic actuator 43 housed in the casing 55 is roughly divided into a core (armature) 57,
It is composed of a stator 58 and an electromagnetic coil 59.
The core 57 is integrally movably connected to the valve body 42, and is constantly urged by the return spring 60 toward the valve closing side (the lower side in FIG. 2) of the valve body 42. A stator 58 made of a cylindrical magnetic material is arranged coaxially with the core 57, and is fixed to the casing 55 by a flange portion 58 a being caulked by an end of the casing 55. A circular tubular body 61 is disposed in the stator 58. An inflow port 62 for inflowing fuel is formed in an upstream portion of the cylindrical body 61, and a filter 63 is provided in the inflow port 62.

【0029】電磁コイル59には、外部(ECU30)
からの制御信号を取り込むための端子64が接続されて
いる。この端子64はコネクタ65内に支持されるもの
であって、同コネクタ65はケーシング55端部に配設
されたモールド樹脂66により形成されている。
The electromagnetic coil 59 has an external (ECU 30)
A terminal 64 for taking in a control signal from is connected. The terminal 64 is supported in a connector 65, and the connector 65 is formed of a mold resin 66 provided at an end of the casing 55.

【0030】こうして構成されたインジェクタ18で
は、燃料が流入口62から流入すると、同燃料はフィル
タ63、筒体61、コア57、さらにストッパ54と弁
体42との間の間隙を介して摺動孔46内に導かれる。
そして、電磁コイル59がECU30によって通電され
ると、磁力が発生しコア57がリターンスプリング60
の付勢力に抗して図2の上方へ引き上げられる。これに
より、弁座47と当接部53との隙間が開放され、噴射
口45並びにプレート44を介して燃料が吸気ポート1
7に噴射される。
In the injector 18 configured as described above, when fuel flows in from the inflow port 62, the fuel slides through the filter 63, the cylinder 61, the core 57, and the gap between the stopper 54 and the valve 42. It is guided into the hole 46.
When the electromagnetic coil 59 is energized by the ECU 30, a magnetic force is generated and the core 57 is returned to the return spring 60.
2 is lifted upward in FIG. As a result, the gap between the valve seat 47 and the contact portion 53 is opened, and the fuel is supplied through the injection port 45 and the plate 44 to the intake port 1.
7 is injected.

【0031】上記の如く構成される燃料噴射制御装置で
は、次の(イ)〜(ニ)の構成を採用することをその要
旨としている。 (イ)インジェクタ18による「吸気行程同期噴射」を
実施する。 (ロ)インジェクタ噴口部を多孔化して燃料の微粒化を
図る。 (ハ)インジェクタ18の先端を延長し、インジェクタ
噴口部を吸気ポート17の中心部まで前出しして構成す
る。 (ニ)インジェクタ18の噴霧角を所定角度で規制す
る。以下、上記(イ)〜(ニ)の構成を詳述する。
The gist of the fuel injection control device configured as described above is to adopt the following configurations (a) to (d). (A) The injector 18 performs “intake stroke synchronous injection”. (B) The injector injection port is made porous to atomize the fuel. (C) The tip of the injector 18 is extended, and the injector orifice is extended to the center of the intake port 17. (D) The spray angle of the injector 18 is regulated at a predetermined angle. Hereinafter, the configurations (a) to (d) will be described in detail.

【0032】先ず、上記(イ)について説明する。すな
わち、かかる吸気行程同期噴射によれば、エンジン1が
排気行程から吸気行程に移行する所定期間内において燃
料が吸気ポート17に噴射供給され、この噴射燃料が吸
気行程での吸気バルブ14の開弁に伴い燃焼室13内に
流入する。この場合、燃焼室13に混合気が流入する際
の燃料気化によって吸入空気が冷却され、この気化冷却
効果により吸気の充填効率が向上する。
First, (a) will be described. That is, according to the intake stroke synchronous injection, fuel is injected and supplied to the intake port 17 within a predetermined period during which the engine 1 shifts from the exhaust stroke to the intake stroke, and the injected fuel is used to open the intake valve 14 during the intake stroke. Flows into the combustion chamber 13. In this case, the intake air is cooled by the vaporization of the fuel when the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 13, and the charging efficiency of the intake air is improved by this vaporization cooling effect.

【0033】上記(ロ)について説明する。エンジン1
の燃焼効率を高めてより大きなトルクを引き出し、且つ
エミッションを低レベルに抑えるには、燃焼室13内で
の生成混合気をできる限り均一にするとよい。その一手
法として、インジェクタ噴口部を多孔化し、それにより
燃料噴霧を微粒化する。具体的には、エアアシストを行
わず且つ通常時のままの燃圧で(燃圧=300〜500
kPa程度)、燃料粒径(ザウタ平均粒径SMD:Saut
er's mean diameter)を50μm程度にまで微粒化する
こととしている。
The above (b) will be described. Engine 1
In order to increase the combustion efficiency of the fuel cell, draw out a larger torque, and suppress the emission to a low level, it is preferable to make the mixture produced in the combustion chamber 13 as uniform as possible. As one of the methods, the injector nozzle is made porous so that the fuel spray is atomized. Specifically, the air pressure is not used and the fuel pressure is the same as in the normal state (fuel pressure = 300 to 500).
kPa), fuel particle size (Sauter mean particle size SMD: Saut
er's mean diameter) to about 50 μm.

【0034】上記(ハ)について説明する。要するに、
吸気ポート17内には空気流速が異なる領域が存在し、
通常、ポート中心部の方が壁面近傍よりも空気流速が大
きいと考えられる。こうした吸気ポート17内の流速の
分布は、空気流の観察を目的としたシュリーレン可視化
試験などの模擬実験により発明者らによって確認されて
いる。
The above (c) will be described. in short,
There are regions in the intake port 17 where the air flow rates are different,
Usually, it is considered that the air flow velocity is higher in the port center than in the vicinity of the wall. The distribution of the flow velocity in the intake port 17 has been confirmed by the inventors through a simulation experiment such as a Schlieren visualization test for observing the air flow.

【0035】そこで本実施の形態では、インジェクタ1
8のバルブボディ41を延長し(前記図2参照)、イン
ジェクタ18の先端(噴口部)が吸気ポート17の中心
部に位置するよう、当該インジェクタ18を前出しして
配設する。またここで、インジェクタ18は吸気バルブ
14の傘部14aに向けて配設される。かかる場合、吸
気ポート17内を流れる吸入空気の主流部分(流速の大
きい領域)に乗ってインジェクタ18の燃料噴霧が流れ
る。この燃料噴霧は吸気ポート17内で滞ることなく流
れ、吸気バルブ14の開弁に伴い吸入空気と共に燃焼室
13に流入する。
Therefore, in the present embodiment, the injector 1
The valve body 41 of FIG. 8 is extended (see FIG. 2), and the injector 18 is disposed so as to protrude so that the tip (injection port) of the injector 18 is located at the center of the intake port 17. Here, the injector 18 is disposed toward the umbrella portion 14a of the intake valve 14. In such a case, the fuel spray of the injector 18 flows on the main flow portion (region where the flow velocity is high) of the intake air flowing in the intake port 17. This fuel spray flows without stagnation in the intake port 17 and flows into the combustion chamber 13 together with the intake air with the opening of the intake valve 14.

【0036】図5には、吸気ポート17での燃料噴霧の
シミュレーション検討の一例を示す。図中の「A⇔B」
を跨ぐ各領域は燃料濃度が相違する領域を示し、A側
(ポート中心部)ほど燃料濃度が濃く、B側(ポート外
側)ほど燃料濃度が薄いことを表す。つまり、インジェ
クタ18をポート中心部に前出ししたことにより、空気
流速の速いポート中央部に燃料の多くが供給され、吸気
バルブ14の開弁に伴い筒内に流入する。なお、吸気流
速の遅いポート壁面近傍には殆ど燃料が存在しないこと
が分かる。
FIG. 5 shows an example of a simulation study of the fuel spray at the intake port 17. “A⇔B” in the figure
Each of the areas straddling indicates that the fuel concentration is different. The fuel concentration is higher on the A side (port center portion), and the fuel concentration is lower on the B side (outside the port). That is, since the injector 18 is advanced to the center of the port, much of the fuel is supplied to the center of the port having a high air flow rate, and flows into the cylinder as the intake valve 14 opens. It can be seen that almost no fuel is present near the port wall surface where the intake flow velocity is slow.

【0037】上記(ニ)について説明する。前述の通り
吸気ポート中心部に前出しした状態でインジェクタ18
が配設されており、図4に示すインジェクタ18の噴霧
角γは、γ角=8〜15°の範囲で設定される。γ角=
8°は微粒化燃料の再肥大化を抑制するための噴霧角の
下限値に相当し、γ角=15°はポートウエットを回避
するための噴霧角の上限値に相当する。
The above (d) will be described. As described above, when the injector 18
The spray angle γ of the injector 18 shown in FIG. 4 is set in the range of γ angle = 8 to 15 °. γ angle =
8 ° corresponds to the lower limit of the spray angle for suppressing the re-enlargement of the atomized fuel, and γ angle = 15 ° corresponds to the upper limit of the spray angle for avoiding the port wet.

【0038】一方、図3において、2ジェット式インジ
ェクタの噴霧特性を決定付ける噴霧角α,βはそれぞ
れ、α角=18〜22°、β角=46〜51°の範囲内
で設定される。α,β角は、2つの吸気バルブ14を分
離するシリンダヘッド12の隔壁12aにより制約され
るが、この際、隔壁12aをできるだけ後退させる。こ
れにより、インジェクタ噴口部をポート中心部まで前出
しする際の妨げとなる要因が排除できる。
On the other hand, in FIG. 3, the spray angles α and β that determine the spray characteristics of the two-jet injector are set within the ranges of α angle = 18 to 22 ° and β angle = 46 to 51 °, respectively. The angles α and β are restricted by the partition wall 12a of the cylinder head 12 that separates the two intake valves 14, and at this time, the partition wall 12a is retracted as much as possible. As a result, it is possible to eliminate a factor that hinders the injection of the injector nozzle to the port center.

【0039】上記した噴霧角α,β,γの各値や、イン
ジェクタ18の取付位置(前出しの位置)など、実機で
の具体的条件は、主にシミュレーション計算や可視化に
よる検討に基づき求められる。例えばインジェクタ18
による燃料の噴霧角は、吸気バルブ14の傘部14aの
径に応じて設定されるとよい。因みに、本実施の形態で
は、バルブ傘部14aの直径を29mmとし、この傘部
14aに向けて燃料噴射が行われるよう噴霧角が設定さ
れる。
Specific conditions in the actual machine, such as the above-described values of the spray angles α, β, and γ, and the mounting position of the injector 18 (the above-mentioned position) are obtained mainly based on simulation calculations and visualization studies. . For example, injector 18
Is preferably set according to the diameter of the head portion 14a of the intake valve 14. Incidentally, in the present embodiment, the diameter of the valve head 14a is 29 mm, and the spray angle is set so that fuel injection is performed toward the head 14a.

【0040】上記構成の燃料噴射制御装置では、インジ
ェクタ18による燃料噴射に際し、吸気バルブ14の傘
部狙いで燃料が吸気ポート17に噴射供給され、吸気ポ
ート17の主流部分(流速の大きい領域)に乗って燃料
噴霧が流れる。このとき、燃料の多くは開弁時のバルブ
隙間を通り抜けてそのまま燃焼室13内に流入し、残り
の燃料はバルブ傘部14a等に気流と共に衡突して粉砕
微粒化された後、燃焼室13内に流入する。比較的流速
の遅いポート壁面近傍には燃料が存在しないため、従来
既存の装置に比べてポートウエットが低減される。ポー
トウエット低減により、トルクアップが達成される。
In the fuel injection control device having the above-described structure, when the fuel is injected by the injector 18, the fuel is injected and supplied to the intake port 17 at the umbrella portion of the intake valve 14, and the fuel is injected into the main flow portion of the intake port 17 (region where the flow velocity is large). Ride the fuel spray. At this time, most of the fuel passes through the valve gap at the time of opening the valve and flows into the combustion chamber 13 as it is, and the remaining fuel collides with an airflow into the valve head portion 14a and the like to be pulverized and atomized. 13 flows into. Since there is no fuel near the port wall surface where the flow velocity is relatively slow, the port wet is reduced as compared with the existing device. By reducing the port wet, a torque increase is achieved.

【0041】かかる場合、ポートウエットのない状態下
で燃料の噴霧角γが拡張できることとなる。その結果、
燃料噴霧の流線の干渉による粒子の再肥大化が抑制で
き、本発明の目的が達せられる。
In such a case, the spray angle γ of the fuel can be expanded without the port wet. as a result,
The re-enlargement of particles due to interference of stream lines of fuel spray can be suppressed, and the object of the present invention can be achieved.

【0042】図6は、噴霧角γと筒内への燃料流入率
(%)との関係を、SMD=20μm,50μmのそれ
ぞれについて示す実験結果である。図中のSMD=50
μmの3つのデータは、インジェクタの前出し位置の違
いによるそれぞれの実験結果を示す。同図によれば、燃
料粒径SMD=50μmレベルの燃料噴霧では、噴霧角
γを8〜15°とすることで高い燃料流入率が得られる
ことが分かる。但し、SMD=20μmの場合には、噴
霧角γを例えば10〜40°の範囲で変更しても高い燃
料流入率が維持できる。
FIG. 6 is an experimental result showing the relationship between the spray angle γ and the fuel inflow rate (%) into the cylinder for SMD = 20 μm and 50 μm, respectively. SMD in the figure = 50
The three μm data show the results of each experiment depending on the difference in the front position of the injector. According to the figure, it is understood that a high fuel inflow rate can be obtained by setting the spray angle γ to 8 to 15 ° in the case of the fuel spray having the fuel particle diameter SMD = 50 μm level. However, when SMD = 20 μm, a high fuel inflow rate can be maintained even if the spray angle γ is changed in a range of, for example, 10 to 40 °.

【0043】図7は、インジェクタ18を前出しした装
置と、前出ししていない装置(非前出しの従来装置)と
について、吸気行程同期噴射での燃料気化冷却効果によ
るトルクアップ量を比較した実験結果である。同図によ
れば、前出しものの方がトルクアップ量が大きいことが
分かる。これは、インジェクタ18による噴射燃料が筒
内に良好に流入していることを意味する。
FIG. 7 shows a comparison between a device in which the injector 18 is advanced and a device in which the injector 18 is not advanced (non-advanced conventional device) due to the fuel vaporization cooling effect in the intake stroke synchronous injection. It is an experimental result. According to the figure, it can be seen that the above-mentioned one has a larger torque-up amount. This means that the fuel injected by the injector 18 has flowed well into the cylinder.

【0044】一方、上記の如くポートウエットが低減さ
れると、エンジン過渡時の空燃比スパイクが大幅に改善
される。この効果を実機で確認した結果を図8を用いて
説明する。図8に示す実験結果は、Ne=2000rp
m、Tw=20℃、空燃比=ストイキの状態下から低温
補正なしの条件で吸気管圧力を増減させ、空燃比のリー
ンスパイク又はリッチスパイクを発生させたものであ
る。なおかかる実験では、空燃比のリーンスパイク時に
おいて、図9(a)に示すように、吸気管圧力を400
mmHgから600mmHgにステップ的に変化させ、
逆に空燃比のリッチスパイク時において、図9(b)に
示すように、吸気管圧力を600mmHgから400m
mHgにステップ的に変化させている。
On the other hand, when the port wet is reduced as described above, the air-fuel ratio spike at the time of engine transition is greatly improved. The result of confirming this effect with a real machine will be described with reference to FIG. The experimental results shown in FIG.
m, Tw = 20 ° C., air-fuel ratio = stoichiometric, the intake pipe pressure is increased / decreased under the condition without low-temperature correction to generate a lean spike or a rich spike in the air-fuel ratio. In this experiment, during the lean spike of the air-fuel ratio, as shown in FIG.
mmHg to 600mmHg step by step,
Conversely, during the rich spike of the air-fuel ratio, as shown in FIG. 9B, the intake pipe pressure is increased from 600 mmHg to 400 mHg.
mHg is changed stepwise.

【0045】図8の縦軸には、インジェクタ噴口部を前
出しした装置(△印)と、そうでない装置(●印)とに
ついて、リーン又はリッチスパイク時のリーン側又はリ
ッチ側への空燃比ずれ幅ΔA/F(リーンピーク,リッ
チピーク)をプロットしている。図8の横軸はエンジン
1のクランク角度であり、同図には、気筒内への燃料流
入までの時間を見込んだ噴射終了時期をそれぞれ吸気T
DC前30°CA、吸気TDC後120°CA(吸気バ
ルブ開弁中央)、圧縮TDC後30°CAとして、これ
らクランク角でのΔA/Fを各々に示している。
The vertical axis of FIG. 8 shows the air-fuel ratio of the device in which the injector orifice is set in advance (△) and the device (そ う) in which the injector is not extended at the time of lean or rich spike. The deviation width ΔA / F (lean peak, rich peak) is plotted. The horizontal axis in FIG. 8 represents the crank angle of the engine 1. In FIG. 8, each of the injection end timings in consideration of the time until the fuel flows into the cylinder is indicated by the intake T
ΔA / F at these crank angles is shown as 30 ° CA before DC, 120 ° CA after intake TDC (center of intake valve opening), and 30 ° CA after compression TDC.

【0046】図8によれば、リーン及びリッチスパイク
時のいずれの場合にも、前出しした装置の方がそうでな
い装置に較べて空燃比ずれ量ΔA/F(ピーク値)が小
さく、ウエット量低減による効果が得られるのが分か
る。なお、噴霧角の最適化によっても空燃比のリーン,
リッチピークが小さくなるのが確認されている。
According to FIG. 8, in both cases of the lean and rich spikes, the air-fuel ratio deviation ΔA / F (peak value) is smaller in the above-mentioned apparatus than in the apparatus not so, and the wet amount is small. It can be seen that the effect of the reduction is obtained. It should be noted that the optimization of the spray angle also makes the air-fuel ratio lean,
It has been confirmed that the rich peak becomes smaller.

【0047】また、吸気行程初期に気筒内に燃料が流入
するよう、吸気バルブ開弁前に噴射終了時期を設定した
場合(図8の最左のプロット点)、空燃比ずれ量ΔA/
Fが最も小さくなることが判明した。これは、吸気バル
ブ開弁直前に噴射終了させることにより、開弁直後の比
較的速い空気流に乗って燃料がポート壁面に付着しにく
くなるためであると考えられる。この結果から、過渡時
の空燃比ズレによるエミッションの悪化が抑制される。
この現象は、冷却水温Twが80℃の高温時でも同様に
得られることが確認されている。
When the injection end timing is set before the intake valve is opened (the leftmost plot point in FIG. 8) so that fuel flows into the cylinder at the beginning of the intake stroke, the air-fuel ratio deviation ΔA /
F was found to be the smallest. It is considered that this is because the fuel is hardly attached to the port wall surface by riding the relatively fast airflow immediately after the opening of the valve by terminating the injection immediately before the opening of the intake valve. From this result, deterioration of the emission due to the air-fuel ratio deviation during the transition is suppressed.
It has been confirmed that this phenomenon can be obtained even when the cooling water temperature Tw is as high as 80 ° C.

【0048】なお因みに本実施の形態における装置で
は、インジェクタ先端部を延長して新たなインジェクタ
18を具体化したが、その諸特性や性能は従来式のもの
と同一の仕様とする。またエンジンの諸特性も同一と
し、現行の性能に影響を及ぼすことのないよう配慮して
おく。
Incidentally, in the apparatus according to the present embodiment, a new injector 18 is embodied by extending the tip of the injector, but its characteristics and performance are the same as those of the conventional type. Also, the characteristics of the engine should be the same, and care should be taken not to affect the current performance.

【0049】(第2の実施の形態)次に、本発明におけ
る第2の実施の形態を図10を用いて説明する。但し、
第2の実施の形態の構成において、上述した第1の実施
の形態と同等であるものについては図面に同一の記号を
付すと共にその説明を簡略化する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However,
In the configuration of the second embodiment, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description is simplified.

【0050】本実施の形態では、図10(a),(b)
に示すように、インジェクタ18を吸気バルブ14の傘
部狙いとしつつシリンダヘッド12に直接搭載する。ま
た、インジェクタ18をシリンダヘッド12に搭載する
ことで、インジェクタ噴口部を吸気バルブ14に近づけ
ることとしている。ここで、シリンダヘッド12の隔壁
12aを後退させ、燃料噴霧が壁面に干渉しないように
しておく。
In this embodiment, FIGS. 10A and 10B
The injector 18 is directly mounted on the cylinder head 12 while aiming at the head of the intake valve 14 as shown in FIG. Further, by mounting the injector 18 on the cylinder head 12, the injector orifice is brought closer to the intake valve 14. Here, the partition wall 12a of the cylinder head 12 is retracted so that the fuel spray does not interfere with the wall surface.

【0051】インジェクタ18は、吸気バルブ14の傘
部14aより40〜50mm程度離れた位置から、傘部
狙いで気流に乗せるように燃料を噴射する。燃料の多く
は吸気バルブ14の隙間から気流に乗って燃焼室13内
へ流入し、残りの燃料は高温のバルブ表面に衝突して微
粒化された後、燃焼室13内に流入する。
The injector 18 injects fuel from a position approximately 40 to 50 mm away from the umbrella portion 14a of the intake valve 14 so that the fuel is put in the airflow aiming at the umbrella portion. Most of the fuel flows into the combustion chamber 13 from the gap of the intake valve 14 by the airflow, and the remaining fuel collides with the high-temperature valve surface, is atomized, and then flows into the combustion chamber 13.

【0052】この場合、インジェクタ噴口部をバルブ傘
部14aに近づけることにより、燃料の噴霧角γが比較
的大きな角度で設定できる。これは、微粒化燃料の再肥
大化の抑制や燃料噴霧のポートウエット低減を図る上で
大いに有効な手段となる。噴霧角γの最適値は20〜3
0°の範囲で設定され、このγ角では燃料の再肥大化防
止やウエット量低減といった既述の効果が確実に得られ
ることとなる。γ角=20°は、燃料噴霧の均一化を実
現するための下限値であり、γ角=30°はポートウエ
ットを回避するための上限値である。
In this case, the fuel spray angle γ can be set at a relatively large angle by bringing the injector nozzle close to the valve head 14a. This is a very effective means for suppressing the re-enlargement of the atomized fuel and reducing the port wetness of the fuel spray. The optimum value of the spray angle γ is 20-3
The angle is set in the range of 0 °, and at this γ angle, the above-mentioned effects such as prevention of re-enlargement of the fuel and reduction of the wet amount can be reliably obtained. The γ angle = 20 ° is a lower limit value for realizing uniform fuel spray, and the γ angle = 30 ° is an upper limit value for avoiding port wet.

【0053】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて実現できる。上記各実施の形態では、2個
の吸気バルブ14に対して同時に燃料噴射を行う2ジェ
ット式インジェクタを具体化したが、これ以外に、例え
ば1ジェット式又は3ジェット式のインジェクタに具体
化してもよい。
The embodiment of the present invention can be realized in the following modes other than the above. In each of the above embodiments, the two-jet type injector that simultaneously injects fuel into the two intake valves 14 is embodied. Alternatively, for example, a one-jet type or three-jet type injector may be embodied. Good.

【0054】上記実施の形態では、吸気行程同期噴射を
実施したが、これを変更する。吸気バルブ14の閉鎖時
に燃料噴射する「吸気行程外噴射」であっても、吸気バ
ルブ14の傘部狙いの噴霧角で燃料を噴射することによ
り、バルブ傘部に衝突した燃料は分裂して微粒化され
る。従って、燃料の壁面付着(ポートウエット)が大幅
に低減される。
In the above embodiment, the intake stroke synchronous injection was performed, but this will be changed. Even in the case of “out-of-intake-stroke injection” in which fuel is injected when the intake valve 14 is closed, the fuel that collides with the valve head is divided into fine particles by injecting fuel at the spray angle aimed at by the head of the intake valve 14. Be transformed into Therefore, fuel wall adhesion (port wet) is greatly reduced.

【0055】上記第1の実施の形態では、インジェクタ
18の噴霧角γを8〜15°の範囲で規制したが、これ
を変更する。例えば微粒化燃料の再肥大化の抑制を重視
する場合には、上記範囲内で噴霧角γを例えば12〜1
5°程度に制限する。また、ポートウエットの回避を重
視する場合には、上記範囲で噴霧角γを例えば8〜10
°程度に制限する。但し、γ角=8〜15°の範囲は、
本願発明者らが実験により導き出した汎用的な数値であ
って、例えばインジェクタ噴口部と吸気バルブの傘部と
の距離が短縮されれば、その分だけ角度範囲を拡張側に
移行させるようにしてもよい。
In the first embodiment, the spray angle γ of the injector 18 is restricted in the range of 8 to 15 °, but this is changed. For example, when emphasis is placed on suppressing the re-enlargement of atomized fuel, the spray angle γ is set to, for example,
Limit to about 5 °. When importance is placed on avoiding port wet, the spray angle γ is set to, for example, 8 to 10 in the above range.
Limit to about °. However, the range of γ angle = 8 to 15 ° is
It is a general-purpose numerical value derived by experiments by the present inventors, for example, if the distance between the injector orifice and the umbrella portion of the intake valve is shortened, the angular range is shifted to the extended side by that much. Is also good.

【0056】また上記第2の実施の形態では、インジェ
クタ18の噴霧角γを20〜30°の範囲で規制した
が、これを変更する。例えば噴霧角γの下限値を小さく
する。既述したように、γ角=8°程度でも微粒化燃料
の再肥大化が防止できるため、γ角の下限値を8°に変
更する。
In the second embodiment, the spray angle γ of the injector 18 is restricted in the range of 20 to 30 °, but this is changed. For example, the lower limit of the spray angle γ is reduced. As described above, since the re-enlargement of the atomized fuel can be prevented even when the γ angle is about 8 °, the lower limit of the γ angle is changed to 8 °.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】発明の実施の形態における内燃機関の燃料噴射
制御装置の概要を示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a fuel injection control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the invention.

【図2】インジェクタの詳細な構成を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a detailed configuration of the injector.

【図3】インジェクタの取付状態と燃料噴霧の状態とを
示す吸気ポート部の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an intake port showing an attached state of an injector and a state of fuel spray.

【図4】インジェクタの取付状態と燃料噴霧の状態とを
示す吸気ポート部の断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an intake port showing an attached state of an injector and a state of fuel spray.

【図5】燃料噴霧のシミュレーション結果を示す図。FIG. 5 is a view showing a simulation result of fuel spray.

【図6】噴霧角γと筒内への燃料流入率との関係を示す
グラフ。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a spray angle γ and a fuel inflow rate into a cylinder.

【図7】インジェクタの前出しの有無と出力トルクとの
関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between presence / absence of advance of an injector and output torque.

【図8】インジェクタの前出しの有無と空燃比ずれ量Δ
A/Fとの関係を示す図。
FIG. 8 shows the presence / absence of advance of the injector and the air-fuel ratio deviation amount Δ.
The figure which shows the relationship with A / F.

【図9】過渡運転時における空燃比のリーンスパイクと
リッチスパイクとを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a lean spike and a rich spike in the air-fuel ratio during transient operation.

【図10】第2の実施の形態におけるインジェクタの取
付状態と燃料噴霧の状態とを示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an attached state of an injector and a state of fuel spray according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン(内燃機関)、12…シリンダヘッド、1
2a…隔壁、14…吸気バルブ、14a…傘部、17…
吸気ポート、18…インジェクタ、44…インジェクタ
の噴口部を構成するプレート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Cylinder head, 1
2a ... partition wall, 14 ... intake valve, 14a ... umbrella part, 17 ...
Intake port, 18 ... Injector, 44 ... Plate forming the injection port of the injector.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インジェクタ噴口部を多孔化し、且つイン
ジェクタから吸気ポートに対して燃料を噴射供給する内
燃機関の燃料噴射装置において、 前記インジェクタ噴口部が吸気ポートの中心部に位置す
ると共に、吸気バルブの傘部狙いで燃料が噴射されるよ
う当該インジェクタを配置し、さらに吸気バルブの傘部
の径に応じてインジェクタによる燃料の噴霧角を設定す
ることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
1. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein an injector orifice is made porous and fuel is injected from an injector to an intake port, wherein the injector orifice is located at a center of the intake port and an intake valve is provided. A fuel injection device for an internal combustion engine, comprising: arranging the injector so that fuel is injected at the head of the intake valve; and setting a spray angle of the fuel by the injector according to the diameter of the head of the intake valve.
【請求項2】インジェクタ噴口部を多孔化し、且つイン
ジェクタから吸気ポートに対して燃料を噴射供給する内
燃機関の燃料噴射装置において、 前記インジェクタ噴口部が吸気ポートの中心部に位置す
ると共に、吸気バルブの傘部狙いで燃料が噴射されるよ
う当該インジェクタを配置し、さらに前記インジェクタ
による燃料の噴霧角を8〜15°の範囲で規制したこと
を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. A fuel injection device for an internal combustion engine for making an injector injection port porous and injecting fuel from an injector to an intake port, wherein the injector injection port is located at a center of the intake port and an intake valve is provided. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the injector is arranged so that fuel is injected with the aim of an umbrella portion, and a spray angle of the fuel by the injector is restricted within a range of 8 to 15 °.
【請求項3】複数の吸気バルブに対して同時に燃料噴射
を行う多方向ジェット式のインジェクタを適用する燃料
噴射装置において、 前記複数の吸気バルブに対応する吸気通路を区画するた
めのシリンダヘッド隔壁を、前記インジェクタ噴口部に
対して後退させて構成する請求項1又は請求項2に記載
の内燃機関の燃料噴射装置。
3. A fuel injection device to which a multi-directional jet type injector for simultaneously injecting fuel into a plurality of intake valves is applied, wherein a cylinder head partition for defining an intake passage corresponding to the plurality of intake valves is provided. 3. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection device is configured to retreat with respect to the injector injection port.
【請求項4】インジェクタ噴口部を多孔化し、且つイン
ジェクタから吸気ポートに対して燃料を噴射供給する内
燃機関の燃料噴射装置において、 前記インジェクタを吸気バルブの傘部狙いで機関のシリ
ンダヘッドに取り付け、インジェクタ噴口部を吸気バル
ブの傘部に近づけたことを特徴とする内燃機関の燃料噴
射装置。
4. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein an injector injection port is made porous and fuel is injected from an injector to an intake port, wherein the injector is attached to a cylinder head of the engine so as to aim at a head portion of an intake valve. A fuel injection device for an internal combustion engine, characterized in that an injector orifice portion is close to an umbrella portion of an intake valve.
【請求項5】請求項4に記載の燃料噴射装置において、 前記インジェクタの噴霧角を20〜30°の範囲で規制
した内燃機関の燃料噴射装置。
5. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the spray angle of the injector is restricted within a range of 20 to 30 °.
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