JPS5852374Y2 - エンジン用燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、機械的に燃料を調量し、それを火花点火式
エンジンに間欠的に噴射するためのエンジン用燃料噴射
装置に関するものである。

火花点火エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置として
は従来様々の構成のものが提案されている。

その一つとして回転するロータと往復動するコントロー
ルシャフトとを嵌合し、両者に形成すれたスリットによ
り燃料を計量、分配するもの、あるいは回転かつ往復動
するロータとハウジングとを嵌合し、両者に形成された
スリットにより燃料を計量、分配するものが公知である
。

ところが、上記のものでは、ロータをベルト、チェーン
等を介してエンジンによりその回転速度と同期して回転
駆動する構成であるため、現在エンジンにて使用してい
るベルトの他に回転数をロータに正確に伝えるベルト又
はチェーンが必要であり、その上、燃料噴射装置の搭載
場所がエンジンとの関係で非常に限定されるという問題
がある。

また、エンジンの各気筒にはエンシフ２回転にて１回の
み燃料が噴射されるため、特にエンジンの低回転・低負
荷時にはエンジンに吸入される燃料の霧化が悪く燃焼が
不安定になるという問題点がある。

また、車輌への搭載性について見た場合、公知のものと
して燃料噴射装置にて燃料を連続的に調量、噴射するも
のもあり、これについてはタイミングベルト、チェーン
等がいらず車輌への搭載性に優れている。

しかし、このような連続的に燃料を噴射する装置はアイ
ドリンク時等の機関軽負荷時において非常に少流量の燃
料を各気筒ごとに正確に計量するためには各計量用スリ
ットを非常に小さなものとする必要がある。

ところがスリット面積が小さくなるほどスリットの加工
が困難となると同時に加工誤差も増加するという問題が
ある。

すなわち、スリット面積が小さいため加工誤差が燃料計
量誤差に与える影響は非常に大きく、正確な調量及び各
気筒への燃料分配を均一とすることは非常に困難となる
。

また、非常に少流量の燃料を噴射弁にて霧化しつつ噴射
しなげればならず、噴射弁は非常に小形かつ高精度に制
作しなげればならないという問題がある。

この考案は、上記の点に鑑みなされたもので、運動部材
に一定回転速度で回転する電動モータを直結し、運動部
材の回転運動をこの電動モータにて行う構成とすること
により、車輌への搭載性を向上させると同時に、エンジ
ンの低回転数、低負荷時の燃料の霧化を良くして燃焼を
安定させ、間欠噴射とすることにより燃料計量精度の向
上及び各気筒への燃料噴射量の均一化を容易に行うこと
を目的とするものである。

以下本考案を図に示す実施例について説明する。

第１実施例を示す第１図〜第３図において、火花点火式
エンジン１は通常の４ストロークレシプロ４気筒エンジ
ンであって、吸気マニホールド２から空気を吸入し、吸
気マニホールド２に設けられた燃料噴射弁３ａ〜３ｄか
ら燃料が噴射供給される。

これらの噴射弁３ａ〜３ｄは、所定以上の圧力の燃料が
導かれると、開弁する公知の自動弁である。

吸気マニホールド２へは、エアクリーナ４、吸気管５、
スロットル弁６を介して空気が導かれるが、エアクリー
ナ４と吸気管５の間には、吸入空気量に応じて回動変位
する測定部材７が配設されている。

この測定部材７は、測定板７ａおよびこれと一体のレバ
ー７ｂからなり、軸８を支点として作動し、吸入空気量
の増加に伴って第１図中反時計方向に回動する。

次に燃料系について説明すると、１０は燃料タンクで、
燃料はこの燃料タンク１０から電動式燃料ポンプ１１に
より圧送される。

圧送された燃料は、基準圧力として大気または吸気管負
圧を利用し、余剰の燃料を燃料タンク１０ヘリリーフす
る形式の圧力レギュレータ１２により基準圧力に対−し
て一定の圧力（２〜１０気圧）に調整され導管１３ａに
流入する。

燃料制御装置１４は、導管１３ａにより導かれる燃料を
吸入空気量に応じて調量し各気筒の燃料噴射弁３ａ〜３
ｄへ分配するもので、そのノ・ウジング１５は、測定部
材７が配設されているケース７Ｃに取付げられている。

ハウジング１５は、はぼ円筒状のもので中央部に中空部
が設けられており、たがいにボルトにより結合された本
体部１５ａ１右カバ一部１５ｂおよび左カバ一部１５ｃ
からなり、本体部１５ａに半径方向に１個の燃料入口１
６が形成され、この燃料入口１６と連通ずるように内周
側に環状の溝１７が形成されている。

また、本体部１５ａには半径方向に９０°の間隔で第２
図に示すよう４個の燃料出口１８が形成されている。

そして、燃料入口１６には導管１３ａが接続され、燃料
出口１８にはそれぞれ各燃料噴射弁３ａ〜３ｄへの導管
１３ｂが接続されている。

・・ウジング１５の右カバ一部１５ｂの内周部には２個
のベアリング１９ａ、１９ｂが設置されており、右端部
が・・ウジング１５から突出した状態で円筒状のロータ
２０がこれらのベアリング１９ａ。

１９ｂにより回転自在に支持されている。

このロータ２０の右端部には電動モータ２１が直結して
設げられ、ロータ２０は電動モータ２１により一定速度
で回転駆動される。

この電動モータ２１は、ステー２１ａによりハウジング
１５に固定されており、またパンテリ２１ｂによりコン
トローラ２１ｃ、（ゲニンジョンキースイッチ２１ｄを
介して駆動される。

ロータ２０にはハウジング１５の燃料出口１８と対応す
る軸方向位置に燃料通路をなすほぼ直角三角形状の重な
り期間調整用スリット２２が１個形成され、またこのス
リット２２と連通ずるように燃料通路２４が形成されて
いる。

この電動モータ２１の回転速度Ｒ（ｒｐｍ）は、コント
ローラ２１ｃを調整することにより、エンジン使用最高
回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）、エンジンストローク数を８１
スリント２２の個数をＭとすると、（１）式で表される
よう規定される。

Ｒ≧２・Ｎｍ／（Ｓ−Ｍ）・・・・・・・・・・・・（
１）例えばエンジン使用最高回転数； ６０００ｒｐｍ
。

エンジンストローク数：４、スリット２２の個数；１と
すれば電動モータ２１の回転速度は３０００ｒｐｍ以上
に設昨するのが好ましい。

なお、電動モータ２１の回転速度Ｒの上限は、モータ自
身の仕様によることはいうまでもない。

円筒状のコントロールシャフト２３は、ノ為つジング１
５の本体部１５ａと左カバ一部１５ｃとにより保持され
、かつ右側部でロータ２０が内部に挿入されており、ロ
ータ２０の回転によって回転することなく軸方向の往復
動のみ可能に配置されている。

また、このコントロールシャフト２３は、左端部にバウ
シング１５より突出するピストン２３ａを有し、このピ
ストン２３ａを介して吸入空気量に応じて回動する測定
部材７のレバー７ｂにより軸方向に往復動される。

コントロールシャフト２３には軸方向に燃料通路２５が
形成され、この通路２５に燃料を導くためハウジング１
５の環状溝１７と対応した軸方向位置で、半径方向に燃
料人口２６が２個形成されている。

さらに、コントロールシャフト２３にはロータ２０のス
リット２２と対応した軸方向位置に燃料出口用の小孔状
のスリット２７ａ〜２７ｄおよび溝２８ａ〜２８ｄが、
それぞれ第２図に示すよう局方向に９０°間隔で４（気
筒数と同数）個形成されている。

これらの燃料出口用スリット２７ａ〜２７ｄは、ロータ
２０の回転によってロータ２０のスリット２２と通じ合
い、その通じ合う距離はコントロールシャフト２３の往
復動で制御される。

これを模式的な展開図で示したのが第３図で、この第３
図に示すように、例えばスワン）２７ａ〜２７ｄが実線
に示す位置にあれば重なり合う距離がａと短かく、また
破線で示す位置であれば重なり合う距離がｂと長くなる
。

また、スリット２２は、第３図中でロータ２０の回転に
伴って矢印ｄ方向に移動する。

コントロールシャフト２３の第１図における右端部と右
カバ一部１５ｂの間には圧力室３３が形成され、この室
３３には絞り３４、導管３５を介して所定の燃結圧力が
加えられており、燃料圧力によりコントロールシャフト
２３に一定の戻し力を付与している。

なお、燃料制御装置１４の各部品は、ＳＣＭ。

ＳＵＳ等を焼入れしたものを用いており、またＯリング
等のシール部材を用いて油密的に係合しである。

上記の構成において、燃料ポンプ１１により圧送され圧
力レギュレータ１２で一定の圧力に調整された燃料は、
導管１３ａを経て燃料制御装置１４に導かれる。

そして、ハウジング１５の燃料入口１６に流入し、さら
に環状溝１７からコントロールシャフト２３の燃料入口
２６を通って燃料通路２５に流入する。

燃料通路２５に流入した燃料は、ロータ２０の燃料通路
２４に流入し、ロータ２０の回転位置に応じてロータ２
０のスリット２２とコントロールシャフト２３のスリッ
ト２７ａ〜２７ｄとが重なり合って通じ合った時に、ス
リット２２を通って、これと重なり合ったスリンＢ７ａ
〜２７ｄに流入し、溝２８ａ 〜２８ｄ、燃料出ロ１８
、導管１３ｂを通って各燃料噴射弁３ａ〜３ｄに供給さ
れる。

各燃料噴射弁３ａ〜３ｄは供給された燃料をエンジン１
の対応する気筒の吸気通路に噴射する。

ロータ２０は、モータ２１によりエンジン１の使用最高
回転速度の１／２以上の一定回転速度で回転し、コント
ロールシャフト２３およびハウジング１５はそれぞれ４
個のスリン）２７ａ〜２７ｄおよび燃料出口１８を有す
るから、上記の作動によって、ハウジング１５の各燃料
出口１８のそれぞれにはエンジン１の２回転あたり最低
１回以上づつ燃料が分配され、この結果、エンジン１の
各気筒の燃料噴射弁３ａ〜３ｄにも２回転あたり１回以
上ずつ燃料が供給される。

又エンジン１が低回転の場合は、各気筒の燃料噴射弁３
ａ〜３ｄには２回転あたり数回以上ずつ燃料が供給され
る。

ロータ２０の回転に基づくスリット２２，２７ａ〜２７
ｄの作用による燃料の分配状況は、第３図に示すようで
あり、ロータ２０のスリット２２の回転移動（第３図中
右方向への移動）によって、このスリット２２はコント
ロールシャフト２３のスリンｌ’２７ａ〜２７ｄと順次
重なり合って燃料を調量、分配する。

コントロールシャフト２３は、測定部材７によりロータ
２０に対し吸入空気量に応じて往復動され、これによっ
てロータ２０のスリット２２とコントロールシャフト２
３のスリット２７ａ〜２７ｄとの重なり合う距離が変化
し、各燃料噴射弁３ａ〜３ｄから噴射される燃料は工ン
ジン１の吸入空気量に応じて適正に調量される。

すなわち吸入空気量が少ない時には、スリット２７ａ〜
２７ｄは、第３図の実線のように位置し、ロータ２０の
スリット２２のコントロールシャフト２３のスリン）２
７ａ〜２７ｄの重なり合う距離は小さく、吸入空気量の
増大に応じて破線のように位置し両スリットの重なり合
う距離を大きくすることにより、供給燃料量を増加させ
る。

こうして、この考案においては極めて簡単な構造で、高
精度で調量された燃料の内燃機関への間欠噴射を実現す
ることができる。

なお、この考案は上述した第１実施例に限られるもので
はなく、例えば上述の第１実施例ではスリット２２を三
角形状、スリット２７ａ〜２７ｄを小孔状としたが、第
４図〜第６図に示す第２実施例のようにスリット２２を
台形状、スリット２７ａ〜２７ｄを細長い四角形状とし
て、両スリットの重なり面積および重なり距離を変化さ
せ燃料流量を制御するようにしてもよい。

また、第７図〜第９図を示す第３実施例のようにスリッ
ト２２の個数Ｍを複数個（図では２個）にしてもよく、
こうすればモータ２１の回転速度を１／Ｍにすることが
できる。

さらに第１０図〜第１２図に示す第４実施例のようにス
リット２２を細長い四角形状、スリット２７ａ〜２７ｄ
を四角形状として両スリットの重なり面積を変化させ燃
料流量を制御するようにしてもよい。

また、第１実施例では、燃料制御装置１４においてコン
トロールシャフト２３内にロータ２０を挿入しているが
、ロータ２０内にコントロールシャフト２３を挿入する
ようにしてもよい。

さらに、上記の実施例ではロータを回転運動させ、コン
トロールシャフトを別々に構成したが、これらを一体と
して１つの運動部材を回転往復動させるようにしてもよ
い。

この場合、第１実施例のコントロールシャフト２３に設
けた燃料出口用スリット２７ａ〜２７ｄをハウジング１
５側に設け、ロータ２０のスリット２２を回転往復動部
材側に設ける必要がある。

なお、上記の各実施例では、吸入空気量に応じて変位す
る測定部材により直接コントロールシャフトを往復動さ
せたが、油圧機構を用いて測定部材の変位をいったん油
圧（例えば燃料圧力）信号に変換し、この油圧信号によ
り間接的にコントロールシャフトを往復動させるように
してもよい。

さらに、吸入空気量を公知の流量測定装置により電気的
に検出し、吸入空気量に応じた電気信号により電磁ンレ
ノイド、サーボモータ等を作動させてコントロールシャ
フトを往復動させるようにしてもよい。

もちろん、この場合、吸入空気量のみをパラメータにす
るだけでなく、冷却水温等信の機関運転条件をパラメー
タとして制御してもよいことはもちろんである。

以上述べたように、本考案においては燃料の調量分配を
、スリットの重なり合いによって燃料流量を制御する構
成とし、運動部材はモータにて一定回転速度で駆動する
構成であるから、ベルト、チェーン等が不用であるばか
りでなく、車輌のエンジンルール内のどこにでも搭載す
ることができ非常に車輌への搭載性が向上する。

また、エンジンの低回転時にはエンジンの各気筒の燃料
噴射弁にそれぞれエンシフ２回転あたり数回ずつの燃料
が供給される。

このため、各燃料噴射弁が１回に噴射する燃料量は非常
に少ないため、吸気管内に噴射され、吸気管壁面又は吸
気パルプに当った燃料はすぐ霧化される。

その上、１回に噴射される燃料量が少ない為、吸気管壁
温吸気パルプの温度降下も少なくてすみ次回に噴射され
る燃料の霧化も良く保たれることになる。

そして最悪の場合でもエンシフ２回転あたり初期に噴射
された燃料は次の吸気行程までに完全に霧化されるため
特に低負荷の場合燃料が非常に安定するという効果を上
げることができる。

また、各気筒への燃料噴射を間欠的にできるため、燃料
噴射時の単位時間あたりの燃料噴射量を多くすることが
可能になりスリット面積を大きくすることができる。

このため、スリットの加工が簡単になり、加工誤差が減
少するばかりか加工誤差が生じてもスリット面積が大き
いため加工誤差割合が減少し、燃料計量精度を容易に向
上させることができるとともに各気筒への分配も容易に
均一化することができるという優れた効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例を示す全体構成図、第２
図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図および第２
図図示装置の作用説明に供するスリフトの拡大展開図、
第４図はこの考案の第２実施例を示す断面図、第５図は
第４図のＢ −Ｂ断面図、第６図は第４図および第５図
図示装置のスリット拡大展開図、第１図はこの考案の第
３実施例を示す断面図、第８図は第１図のＣ−Ｃ断面図
、第９図は第７図および第８図図示装置のスリットの拡
大展開図、第１０図はこの考案の第４実施例を示す断面
図、第１１図は第１０図のＤ −Ｄ断面図、第１２図は
第１０図および第５図図示装置のスリットの拡大展開図
である。 １・・・・・・エンジン、３ａ〜３ｄ・・・・・・燃料
噴射弁、１５・・・・・・ハウジング、１６・・・・・
・燃料入口、１Ｂ・・・・・・燃料出口、２０，２３・
・・・・・運動部材をなすロータ、コントロールシャフ
ト、２１・・・・・−電動モータ、２２・・・・・・ス
リット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．燃料が導かれる燃料入口、燃料噴射弁に接続される
   複数の燃料出口および中空部を有する・・ウジングと、
   このハウジングの中空部に回転往復動するように設けら
   れ、前記燃料入口から前記燃料出口へ導かれる燃料を回
   転運動するスリットにより制御する運動部材とを備え、
   この運動部材の回転運動により燃料を各燃料出口へ分配
   し、かつこの運動部材の往復動により燃料量を変化させ
   るようにしたエンジン用燃料噴射装置において、前記運
   動部材に一定回転速度で回転する電動モータを直結し、
   前記運動部材の回動運動をこの電動モータにて行うよう
   にしたことを特徴とするエンジン用燃料噴射装置。 ２、前記一定回転速度が次式で決定される実用新案登録
   請求の範囲第１項記載のエンジン用燃料噴射装置。 Ｒ≧２・Ｎｍ（Ｓ−Ｍ） ここで、Ｒ；電動モータの回転速度（ｒ ｐｍ ）Ｎｍ
   ：エンジン使用最高回転速度（ｒｐｍ）Ｓ；エンジンス
   トローク数 Ｍ；スリットの個数