JPS58148267A

JPS58148267A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS58148267A
Application number: JP57030872A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Atago; 阿田子　武士; Toshio Manaka; 敏雄間中
Original assignee: Automob Antipollut & Saf Res Center; Automobile Appliance Anti Pollution and Safety Research Center
Current assignee: Automob Antipollut & Saf Res Center; Automobile Appliance Anti Pollution and Safety Research Center
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1983-09-03
Also published as: JPH0312224B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動車の吸気路に設置した燃料噴射装置に係り
、特に、絞り弁の上流側に設置した低圧型の燃料噴射装
置に関するものである。

絞り弁の上流側に設置した低圧型の燃料噴射装置は、米
国特許第４，１４９，４９６号、４，１８６，７０８号
で公知となっているが、これは吸気筒の内面に向けて燃
料を噴射衝突させるものである。しかしこの方式は噴霧
状の燃料が吸気筒の内面で再び集合して液滴化し、エン
ジンに供給される混合気の濃度が変動し易いという問題
点をもっていた。

この問題点を改善するために噴射燃料を絞り弁に衝突さ
せることが試みられていた。第１図は従来ツエンジン運
転システムの一例を示スフロック図である。エンジン１
の複数気筒に接続した吸気マニホールド２はスロットル
チャンバ３に接続し、スロットルチャンバ３内の絞り弁
４に向って燃料噴射弁５から燃料は噴射されている。ス
ロットルチャンバ３の上流側に設けたバイパス空気路に
は空気流量計６が設置され、スロットルチャンバ３の♀
端はエアクリーナ７に連通している。なお、エンジン１
で燃焼した排気ガスは排気管１４を通って放出される。

燃料噴射弁５には燃料ポンプ９およびフィルタを介して
燃料タンクの液体燃料が供給されており、制御回路８よ
りの制御信号によって開弁時間比は制御される。即ち、
噴射燃料量はデユーティ制御される。また、燃料噴射弁
５０余分の燃料は燃圧差調整弁１０ｆｔ介して燃料タン
クに戻されるので、燃料噴射弁５に供給される液体燃料
は運転状態の如何にかかわらず所定圧となっている。な
お、このように絞り弁４の上流側に設置する場合はエン
ジンの吸入負圧変動の影響が少いので燃料を噴射する空
間の圧力変動が少く、この点からしても燃料噴射量の精
度が良好である。

制御回路８にはエンジン１のクランク回転数計の信号、
空気流量計６の信号、エンジン１の冷却水温度計１６の
信号、排気ガス中の０２濃度を測定する０□セ／す１５
の信号およびアイドルスイッチ１１の信号等が入力され
、その運転状態に好適な燃料を供給するように燃料噴射
弁５を開弁させるデユーティ゛信号を出力している。ま
た、クランク回転数計は配電器１３内に併設されている
が、制御回路８の出力信号を点火コイル１２を介して配
電器１３に供給し、エンジン１の点火時期を制御してい
る。なお、アイドルスイッチ１１は絞り弁レバーが接触
する場合に出力し、アイドル運転中であることを制御回
路８に知らせている。

第２図は第１図の制御回路８のブロック図で、第１図と
同じ部分には同一符号を付している。冷却水温度計１６
よりの信号であるＴ　ＩＭＰと、バッテリ電源電圧ＶＢ
および空気流量計６の信号ＨＷはｌ１０ＬＳＩのＡ／Ｄ
変換器でディジタル化され、配電器１３よりの回転数信
号ＲＰＭは入力回路ＩＯに直接入力される。これらの価
はＣＰＵで計算されて運転状態に適した値が求められて
ＲＯＭに記憶され、必要に応じて読み出されてｌ１０Ｌ
ＳＩのＯＯを介して燃料噴射弁（ＩＮＪ）５に供給する
。また、ＤＩＯよりの信号で燃料ポンプ９をオン−オフ
させると共に、アイドルスイッチ１１等のスイッチ類を
切換えた時はＤＩＯに信号を送っている。なお、ＤＩＯ
はディスクリートエＯを示す。

第３図は第１図のスロットルチャン３の拡大断面図でお
る。空気流量計６はベンチュリ部１８とベンチュリ部１
８の上流側とに開口を有するバイパス空気路１９中に設
置され、燃料噴射弁５は絞り弁４に向って燃料を噴射す
るようにスロットルチャンバ３に斜めに装着されている
。

このように構成すると、燃料噴射範囲１７は絞り弁４の
開度が変化しても絞り弁４の略全面を常にカバーしてい
るので、噴射燃料の全てを絞り弁４に衝突させることが
できる。また、絞り弁４の開度が小さいときは噴射燃料
量は少く絞り弁４ｔ−流下した燃料を微粒化できるので
、均一濃度の混合気を作ってエンジン１に供給されるが
、絞り弁４の開度が大きく噴射燃料量が多い場合は、衝
突した燃料が液滴となって絞り弁４より落下し、エンジ
ン１に供給する混合気の濃ｔ’を大きく変化させる。し
たがって、絞り弁４の開度に比例して排気ガス中ＯＣＯ
量が間欠的に大きくなり、運１性を悪化させると共に燃
料を浪費し、更に排気ガス中の有害成分を増加させると
いう欠点を生じていた。即ち、スロットルチャンバ３の
内面に燃料を噴射させる場合に比べて低速運転時の性能
は改善されたが、中高速運転域では殆んど改善されてい
ない。

第４図は従来試みられた他のスロットルチャンバの断面
図で、第３図と同じ部分には同一符号を付しておる。こ
れは発明者等が試作して実験したものであるが、スロッ
トルチャンバ３のベンチュリ部１８を横向きにして燃料
噴射弁５を絞り弁４の真上に設置したものである。即ち
、燃料噴射弁５の中心軸と吸気路の中心とを一致させて
絞り弁４の上方から燃料を噴射させたものであるが、図
のととく噴霧の周辺部が吸気路壁に衝突している。

また、この噴霧はエンジンの吸気量が増加するに°した
がって、即ち、絞り弁開度が大きくなるにつれて噴霧広
がり角θは吸気流に押されて次第に縮少する。

第７図は第３図および第４図の燃料噴射手段による燃ｗ
＆特性の差金比較して示す線図で、横軸は絞り弁開度を
示し、縦軸は排気ガス中のＣＯｉを一酸化炭素計の振れ
幅鉤で示している。実線りは第３図の燃料噴射弁５を斜
めに設置したもので、この場合は絞り弁４の開度が増す
と排気ガス中ＯＣＯ量が急増する。これは絞り弁４に衝
突した燃料の滴下が盛んになり、エンジンへの燃料供給
が断続するためである。

一方、破線Ｅは第４図の場合であり、絞り弁４の開度が
増すにつれて吸気流によって噴射広がり角θが自動的に
縮少し、絞９弁４の投影面積の変化に追従するので、一
定絞り弁開度以上になるとエンジンに供給する混合気の
均一度は向上する。

即ち、低速運転時の吸気路壁面への燃料吹き着けを防止
すれば、一般に良好な結果が得られることを示している
。

本発明は絞り弁開度に関係なく常に好適な混合気を供給
することができる燃料噴射装置全提供することを目的と
し、その性徴とするところは、燃料噴射弁よりの噴射蝙
料の拡がりの中心軸と吸′気路の中心軸とを一致させる
と共に、絞り弁が低開度である運転域においては噴射燃
料の全量を絞り弁に衝突させ、絞り弁が高開度である運
転域においては噴射燃料の大部分が絞り弁に衝突するこ
となく通過するごとく構成したことにある。

第５図は本発明の一実施例であるスロットルチャンバの
断面図で、第３図、第４図と同じ部分には同一符号を付
しである。この場合は噴射燃料に旋回力を与えるスワラ
−２０を装着した燃料噴射弁５を吸気路の中心軸と同軸
とし、その燃料噴射範囲１７は吸気路壁に噴霧燃料が直
接衝突しない位置に設置しである。また、燃料噴射弁５
はベンチュリ部１８を形成する部材の中央に取り付け、
着脱を容易にしている。

第６図（ａ）は第５図の燃料噴射弁の拡大断面図であり
、第６図Φ）は第６図（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

スワラ−２０は燃料噴射弁５の噴出孔とオリフィス２２
との間に装着され、多条のねじれ溝が噴射燃料に旋回性
を与えている。オリフィス２２に対向する球を下端に固
定した弁体２１はコイル２３の中央孔の所まで伸びてお
り、コネクタ２４１に介してコイル２３に通電すると弁
体２１を上昇させて開弁する。弁体２１を収容している
室には所定圧に加圧された液体燃料が供給されているの
で、弁体２１が上昇して開弁した時はスワラ−２０を介
して噴出孔より環状の噴霧を放出させることになる。

第６図（ｂ）に訃いて、中央部Ａおよび周辺部Ｃには燃
料噴霧は存在しないでＢの部分だけに存在しており、こ
の関係は燃料圧が一定であるので噴射燃料量には無関係
で常時成立している。即ち、噴射燃料量の多少は燃料噴
射弁５１に作動させるデユーティ（開弁時間比）によっ
て定まるだけである。

なお、絞り弁４の上流に燃料噴射弁５を設置しであるの
で、エンジンの吸入負圧変動の影響を受けることが少く
燃料噴射範囲の変動も少いという利点をもっている。

第８図は絞り弁の開腹変化時の投影と第６図（ｂ）の燃
料噴霧存在域を重ねて画いた説明図である。

棒状の絞り弁軸に固定された絞り弁４は開度０ｂ時は環
状の噴霧と同心の円形であるが、開度が２０°、４０°
１６０°と大きくなるにしたがって横方向が縮少した楕
円状の投影となる。

上記の関係を第５図で説明すると、燃料噴射範囲１７は
不変であるが絞り弁４の傾斜が増加するので絞り弁４に
衝突しないで通過する燃料量が次第に増加することを示
している。即ち、第８図に戻ると絞り弁開度２０°まで
は噴射燃料のすべてが絞り弁４に衝突し、その周辺部よ
り吸気流に伴われて均一な混合気となる。この場合は比
較的吸気量は少いが絞り弁４と吸気路壁面との狭い隙間
を通るので吸気流速は大きく、絞り弁４の周囲より溢れ
る燃料流を微粒化するのに好都合である。したがって、
第７図のＤ線の左半分のようにＣＯ計の振れ幅は小さい
。

しかるに絞り弁開度が４０°、６０°に増加すると、第
８図で明瞭なごとく斜線で示す燃料噴霧の存在域が絞り
弁４の投影よりはみ出す量が急増する。特に絞り弁開度
が６０°の場合は絞り弁４に衝突する噴射燃料量は全体
の１１５程度となり、他の大部分の噴霧は吸気流と混合
して好適な混合、気をエンジンに直接供給することにな
る。

このことは第７図の破線Ｅの右半部と同じような結果を
生じることになり、絞り弁４の全開まで好適な混合気を
供給することができる。

第８図に示した結果を総合すると、第７図の実線Ｆに示
すように絞り弁開度の如何にかかわらずＣＯ計の振れ幅
を小さく抑えることが可能となる。

また、絞り弁開度が大きくなるにしたがって燃料噴射弁
５の開弁時間比が大きくなるので燃料噴霧の質も向上安
定して連続流に近くなり、各気筒への燃料分配性に支障
を来すことはなく、燃料供給の応答性も向上するという
利点も生じている。即ち、全運転域において好適な混合
気をエンジンに供給できることになる。

本実施例の燃料噴射装置は、スワラ−を備えた燃料噴射
弁を吸気路の中心軸上に同軸に、かつ、その燃料噴射範
囲は低開度の絞り弁内となるような位置に設置すること
によって、絞り弁の低開度の時は噴射燃料のすべてを絞
り弁に衝突飛散させて微粒化し、絞り弁の開度が増加し
た場合は燃料噴霧の衝突量を減少させて大部分を素通り
させることにより、すべての運転域で好適な混合気を供
給し、運転性と燃料消費性を向上させると共に排気ガス
中の有害成分を減少させることができると　　・いう効
果が得られる。

本発明の燃料噴射装置は、絞り弁開度の如何にかかわら
ず常に好適な混合見金エンジンに供給できるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエンジン運転システムの一例を示すブロ
ック図、第２図は第１図の制御回路のブロック図、第３
図は第１図のスロットルチャンバの拡大断面図、第４図
は従来試みられた他のスロットルチャンバの断面図、第
５図は本発明の一実施例であるスロットルチャンバの断
面図、第６図は第５図の燃料噴射弁の拡大断面図と燃料
噴射状態の説明図、第７図は燃料噴射手段による燃焼特
性の差を比較して示す線図、第８図は絞り弁の開度変化
時の投影と第６図中）の燃料噴霧存在域とを重ねて画い
た説明図である。１・・・エンジン、２・・・吸気マニホールド、３・・
・スロットルチャンバ、４・・・絞り弁、５・・・燃料
噴射弁、６・・・空気流量計、７・・・エアクリーナ、
８・・・制御回路、９・・・燃料ポンプ、１０・・・燃
圧差調整器、１１・・・アイドルスイッチ、１２・・・
点火コイル、１３・・・配電器、１４・・・排気管、１
５・・・０２センサ、１６・・・冷却水温度計、１７・
・・燃料噴射範囲、１８・・・ベア　ｆ　ユ’）　部、
Ｌ　９・・・バイパス空気路、２０・・・スワラ−１２
１・・・弁体、２２・・・オリフィス、２゛３・・・コ
（ほか１名）第　２　図ＩＩ、ＬＳＩ３第　に　図（（Ｌ）

Claims

【特許請求の範囲】

１、　エンジンに供給する空気量を制御する絞り弁と、
この絞り弁の上流側の吸気路に上記空気量に見合った燃
料を噴射し、燃料出口に設置されたスワラ−によって上
記噴射燃料に旋回力を与える燃料噴射弁とを有する燃料
噴射装置において、上記燃料噴射弁よシの噴射燃料の拡
がりの中心軸と上記吸気路の中心軸とを一致させると共
に、上記絞り弁が低開度である運転域においては上記噴
射燃料の全量を上記絞り弁に衝突させ、上記絞り弁が高
開度である運転域においては上記噴射燃料の大部分が上
記絞り弁に衝突しないで通過するごとく構成したことを
特徴とする燃料噴射装置。