JPS58204944A - 燃料噴射装置 - Google Patents

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】 本発明は燃料噴射装置に係り、特に吸入空気量の制御性
の向上と燃料微粒化の促進を図ることのできる燃料噴射
装置に関する。

一般にエンジンに混合気を供給する燃料噴射装置におい
ては、排気性能、燃費、運転性等を向上式せるために、
高精度の制御性が要求されている。

そしてこれを満足させるために、吸入空気量の制御や、
エンジンを運転する環境条件・運転条件を検知して種々
の条件に適合する空燃比の混合気を供給する方法や装置
が提案されている。加えて、生産性やコストの点も重視
されているものである。

このようなことから、最も有望とされているものは、絞
り弁の上流部に単一のインジェクタ全配設し、各シリン
ダに共通のマニホールドを通じて、比較的低圧の燃料を
噴射して供給する上流単点燃料１１Ｒ１打装置で；らる
。

従来、この檀の上流単点燃料噴射装置としては、単一の
吸気筒に絞υ弁を配設し、その上流部にインジェクタを
取り付けたものが知られている。或は、同一の絞り弁軸
に二枚の絞り弁と、その上流部に各々インジェクタを配
設した構造のものも知られている。これらは、いずれも
単一の絞り弁に対応したインジェクタで空燃比を制御す
るものである。

しかしながら、上記従来の燃料噴射装置では、次のよう
な問題点がある。即ち、上記燃料噴射装置では、エンジ
ンの容量に対応する最大吸入空気量を確保するために、
吸気筒のボア直径を太きくしなければならない。またこ
れ１１１１に応じて絞り弁径も大きくする必要がある。

それ故、制御性の点から見れば、絞り弁開度による通気
面積の増加率が極めて大きくなり、高い精度で制御を行
うことができないという欠点がある。また、始動、暖機
時、エアコン使用時、或はアイドル特等低速回転域にお
ける適正な制御を行うためには、吸気筒断面積が小さい
方が望ましい。しかし、上述のように、出力特性を確保
するために吸気筒の通路面積を大きくしているので、か
かる低速回転域での制御性が悪いという問題も生じてい
る。一方、燃料微粒化の点から見れば、低負荷運転時の
ように、絞り弁の開度と吸入空気量の少ない運転条件で
は、絞シ弁への燃料の付着が多く、燃料微粒化特性に問
題がある。さらに高負荷低速運転時のように、絞シ弁開
度がはｙ全開の状態で吸入空気量の少ない場合には、吸
気筒や絞り弁の外周部の空気流速が小さいため、燃料の
微粒化が低下する欠点もある。

加えて、吸気筒直径が大きいため、必然的に弁体厚みも
大きくしなければならず、このため燃料霧化の悪化を招
き、しかも、絞シ弁の受圧面積が犬・１゜ キく、応力上の問題も生じている。

一方、上流単点燃料噴射装置において、絞シ弁の上下全
連通するバイパス通路を吸気筒外部に設け、当該バイパ
ス通路内にバイパス通路の通気面積を制御する弁等を取
り付けた構造のものも知られている。しかしながら、か
かる噴射弁においては、絞り弁の上流に空気のみを導入
する構成にはスペース上の制限があシ、構造上問題であ
る。また、かかる構造の場合にも、バイパス通路を流れ
る空気は、絞り弁の動作とは無関係であり空気量の関数
とはなっていない。しかも、限定された使用範囲でのみ
作用しない欠点もある。さらには、バイパスされた空気
は、インジェクタから噴射した燃料を微粒化することや
、混合を促進することには効果がないものである。

本発明は、上記従来の問題点に着目し、特に少ない吸入
空気量での燃料の微粒化の向上と、吸入空気量の制御性
を向上させることのできる上流単点型の燃料噴射装置を
提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る燃料噴射装置
は空気吸入管を一次吸気筒及び二次吸気筒からなる複胴
に形成し、両眼気筒には夫々−次数シ弁及び二次絞り弁
とを配置し、−次絞υ弁の上流位置には燃料噴射量全制
御するインジェクタを取り付けし、かつ、前記二次絞り
弁は一次絞シ弁に連動させるとともに吸入空気量に応動
する制御機構に連結して構成したものである。

かかる構成によシ、インジェクタを備えた一次吸気筒を
常用の燃料噴射手段とし、低速回転域での制御性と燃料
微粒化を図シ、また、二次吸気筒を出力時における吸入
空気量の制御に用いるようにしたものである。そして、
二次吸気筒における二次数シ弁の動作は、−次絞り弁が
一定開度に達した後作動させるようにし、これを吸入空
気量に応じて開閉させることによシ出力時の制御性も向
上することとなる。従って、低速回転域では一次吸気筒
における絞り弁の動作により制御を行わせしめ、出力時
に不足する吸入空気量を二次側吸気筒の絞り弁で行なう
ことと々シ、低速回転域から高速回転域までの全範囲に
わたって最適の制御を行うことができるものである。こ
の際、インジェクタを備えた一次吸気筒に２いては、そ
のボア直径が比較的小さいので、燃料の微粒化を妨げる
要因が除去されるものである。

以下に、本発明に係る燃料噴射装置の実施例を図面を参
照して鮮細に説明する。

第１図は本実施例に係る燃料噴射装置の断面図である。

この図に示されるように、当該燃料噴射装置は、エンジ
ンの吸気マニホールド１に接続されるスロットルチャン
バ２と、このスロットルチャンバ２に接続されるメイン
ボディ３を有している。これらスロットルチャンバ２及
びメインボディ３は空気吸入管の下流部を構成するもの
であわ、両者はその内部を隔壁４によって一次吸気筒５
と二次吸気筒６とに区画された複胴構造となっている。

一次吸気筒５においては、吸気マニホールド１に接続さ
れるスロットルチャン、バ３に回転支持された一次絞シ
弁７が取シ付けら・れている。この−ヶ。ア７□ア、ヤ
Ａ／＜　ｌ−Ａ／、６１．ｌ’：。□、。アあり、アク
セルペダルの踏み込み量に応じて回転軸８を介して作動
されるようになっている。また、−次絞り弁７の上流部
にはインジェクタ９が配置されている。このインジェク
タ９はメインボディ３に取り付けられており、−吹吸気
筒５の中心位置において一次絞シ弁７に向けられ燃料を
噴射するものである。またこのインジェクタ９から供給
される燃料は、メインボディ３の上流部に接続する吸入
空気流量計量装置で計量した情報によシ、制御回路を介
して制御決定された開弁時間や開弁周期で噴射される。

一方、二次吸気筒６においては、やはシスロットルチャ
ンバ２に回転支持された２次絞り弁１０が取シ付けられ
ておシ、これは、その回転軸１１に取り付けられた回転
レバー１７會サーボ装置として・のダイヤフラム機構１
２によシ作動されるようになっている。このダイヤフラ
ム機構１２は空気吸入管における負圧力によって駆動さ
れるものであシ、これは負圧導入管１３を介し、−次側
または二次側の吸入・１按気による静圧を導くことによ
□、１′ って行うようにしている。具体的には、負圧導入管１３
を前記隔壁４の内部に形成した空所１４に接続し、この
空所１４を一次吸気筒５及び二次吸気筒６の側壁に開口
させることによって負圧全導入したものである。これに
より、吸入空気量の増大に伴なう負圧力の上昇率に比例
して、前記二次絞シ弁１０が開かれることとなっている
。

ここで、前記二次絞シ弁１０は一次絞シ弁７の開度によ
って開弁動作が規制されているものである。即ち、−次
数シ弁７の回転軸８には自由回転可能なストップレバー
１５が取シ付けられておシ、このストップレバー１５の
先端が戻しはね１６を介し、二次絞シ弁１０を閉弁方向
に弾圧的に付勢しその回転を阻止しているものである。

具体的には、ストップレバー１５の先端が二次絞シ弁１
０の回転軸１１に取シ付けられた回転レバー１７と当接
状態にあシ、この回転レバー１７ｔ−１図において反時
計方向に弾圧付勢することによって二次絞り弁１０の回
転を阻止しているものである。更に、ストップレバー１
５の回転［１４４Ｉ８への取υ付は基部においては、フ
ック１８が突設されておシ、一方、回転軸８に回転力を
４える回転レバー１９にもフック２０を形成している。

そして、両フッ（９） り１８，２０は一次絞シ弁７の開度が一定以上に開かれ
た時にはじめて接触するような位置関係とされ、回転レ
バー１９の動作によシストツブレバー１５を回転させて
二次側の級シ弁１０の回転阻止状態を解除するように構
成されている。従って、−次絞り弁７が開弁状態から所
定開度に至るまでの開弁初期状態に？いてはストップレ
バー１１ｉ二次絞り弁１０の回転を阻止しており、−次
絞り弁７が所定開度以上に開かれた場合に、回転レバー
１９がストップレバー１５を回転させ、二次側回転レバ
ー１７の規制全解除することとなる。それ以後二次絞り
弁１０はダイヤフラム機構１２により駆動されることと
なるものである。

尚、前記−次側の回転レバー１９には絞り弁開度制御装
置２１が当接され、始動や暖機運転時等において一次絞
多弁７の開度を制御し、もって吸入空気量全好適に制御
するようにしている。

また、前記−吹吸気筒５の外周を構成する隔壁４及びス
ロットルチャンバ３には、−次数シ弁７を取シ囲むよう
にエンジンの冷却水やエンジンオ（１０） イル等を循環させる循環通路２２が形成されている。即
ち、循環通路２２にエンジン冷却後の冷却水や工／ジン
オイル等を導入することによって、−吹吸気筒５に供給
される燃料を加熱し、微粒化を促進するようにしたもの
である。

このような構成にかかる燃料噴射装置は、微少空気量を
必要とするアイドル運転等において、−吹吸気筒５にお
ける一次絞シ弁７によりその空気量を制御し、もって空
燃比の制御を行うものである。そして出力時においては
、−次、ｙ多弁７の開度が所定開度以上になるため、こ
れにより二次絞シ弁１０の開弁動作が可能となる。従っ
て、比較的小径”の−吹吸気筒５による吸入空気量の不
足は二次吸気筒６から導入される空気量によって補われ
Ｘ要求空燃比に制御されることとなる。

このようなことから本実施例では、アイドル運転時等に
おいて微少空気量の制御を一次吸気筒５の一次絞如弁７
により制御するので、回転数の変化が少ない。又、−次
絞り弁７の上流における吸気筒５が比較的小径である恵
め吸入空気の流速を（１１） 太きくシ、流速の変化も少ないので空気と燃料の混合が
良好に行われることとなる。又、高負荷低速運転におい
ても、吸気抵抗の影響が極めて少ない状態で、−次側吸
気筒５のみで燃料を微粒化するので、低速域での軸トル
クを増大することができる。さらに高負荷状態で中速域
から高速域に運転状態を上昇させｆｃ場合、二次絞り弁
１０が滑らかに開弁することとなり、良好な混合気の形
成が可能となる。

又、インジェクタ９から噴射される燃料は一次吸気筒５
のみを通過することとなりこの一次吸気筒５は比較的小
径であシこれに対応して一次絞シ弁７０表面積も小さく
なるため、燃料の微粒化も向上し、排気性能や燃費に極
めて大きな効果を発揮する。又、成用される一次側の絞
シ弁７は吸気筒５の小径化と合いまってその受圧面積が
小さくなり、燃料付着量６減少を図ることができ、また
−次絞り弁７の薄肉化も可能となるので燃料微粒化促進
効果が大きい。

次に、第２図には本実施例に係る燃料噴射装置（１２） の第二実施例を示す。この実施例は二次吸気筒６の下流
部？３Ｉｌ状に形成してマニホールド１に開口させその
中央位置に一次吸気筒５を開口させるようにしたもので
ある。そして、−吹吸気筒５の先端外周部をテーパー状
に形成し、二次吸気筒６の下端部よりも吸気マニホール
ド１側に突き出した構造となっている。

かかる実施例によれば、二次吸気筒６は一次吸気筒５の
外周を取り囲むように同心状にマニホールド１に開口し
ているので、吸気マニホールド１内の吸気圧力が伝達さ
れ、真空度が高くなり、断熱効果が向上し、−吹吸気筒
５に対する循環通路２２からの伝熱が向上し、燃料微粒
化を促進する効果がある。しかも二次吸気筒６から供給
される空気が環状開口部金経て導入されるので、この導
入空気が混合を促進し良好な混合気を形成することがで
きる。

第３図には本発明の第三実施例を示す。この実施例は、
前記第二実施例におけるダイヤフラム機構１２の代わり
に比例ンレノイドやパルスモータ（１３） 等からなるサーボモータ２３を用いたものである。

そして、このサーボモータ２３を吸入吸気流量計量装置
２４やエンジンの運転条件の信号に基づいて制御回路２
５によシ指令を受けて作動されるようになっている。か
かる実施例においても出力時に二次絞り弁１０をサーボ
モータ２３により作動させるので、良好な空燃比制御と
燃料微粒化を図ることができるものである。

以上説明したように、本発明によれば、空気吸入管を複
胴型とし、一方を常用の一次絞シ弁で制御するとともに
、他方を出力運転時に必要な空気量を二次絞シ弁で制御
することとしであるので、良好な空燃比制御と燃料の微
粒化を図ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料噴射装置の第一実施例を示す
断面図、第２図は同第二実施例を示す断面図、第３図は
同第三実施例を示す断面図である。 訃・・−吹吸気筒、６・・・二次吸気筒、７・・・−次
絞シ弁、９・・・インジェクタ、１０・・・二次絞り弁
、１２（１４） ・・・ダイヤフラム機構、１５・・・ストップレバー１
．；１・ １＼ Ｌ１ （１５）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １６空気吸入管を一次吸気筒及び二次吸気筒からなる複
   胴に形成し、画成気筒には夫々−次絞ｐ弁及び二次絞シ
   弁を配置し、−次絞り弁の上流位置には燃料噴射量を制
   御可能ならしめたインジェクタ全敗り付けし、かつ、前
   記二次絞り弁は一次絞り弁に連動させるとともに吸入空
   気に応動する制御機構に連結されていることを特徴とす
   る燃料噴射装置。 ２、前記制御機構は一次絞り弁に連動する二次絞り非解
   除機構と、吸入空気量に対応して二次絞り弁全作動させ
   るサーボ機構とから構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の燃料メ射装置。 ３、前記制御機構のサーボ機構は吸入空気の静圧で作動
   されるダイヤプラム装置からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の燃料噴射装置。 ４、前記制御機構のサーボ機構は空気流量計からの信号
   により作動されるサーボモータであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の燃料噴射装置。 ５、前記−次吸気筒はその外周部にエンジンオイル等の
   加熱流体循環通路を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。