JPS5855350B2 - 燃料噴射式エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絞弁の上流に燃料噴射ノズルを有する燃料噴射
式エンジンの吸気装置に関するものである。

従来、燃料噴射式エンジンにおいては、各気筒もしくは
各吸気分岐路ごとに燃料噴射ノズルを設けたタイプのも
のと、吸気分岐路上流の集合部における絞弁の上流に燃
料噴射ノズルを設けて噴射後の燃料を各気筒に分配する
タイプの吸気装置とがあるが、後者のタイプによれば燃
料噴射ノズルが一つですむという利点があるため、しだ
いに普及する傾向にある。

ところで、従来のこの種タイプの吸気装置は、第１図に
示すように吸気通路の集合部Ａにおける絞弁Ｂの上流に
インジェクタＣが固定的に設けられ、該インジェクタＣ
のノズルＤから一定角度で燃料を噴射させるようにして
いるが、噴射された燃料の拡がり度合は、同図に矢印で
示す吸入空気の流れにより影響を受け、絞弁Ｂの開度に
応じた吸入空気量の変動に伴い吸入空気量が増加する程
噴射角が絞られることとなるため、噴射された燃料が絞
弁Ｂ設置箇所で丁度通路いっばいに拡がるような最適噴
射条件を常に保つことはできなかった。

つまり、例えば絞弁開度が小さい低負荷時に最適噴射条
件（実線で示す噴射状態）が得られるように設定した場
合は、絞弁開度が大きくなって吸入空気量が増加すると
噴射角が絞られるため噴射燃料が絞弁Ｂに集中しく二点
鎖線で示す状態）、絞弁Ｂへの燃料付着量が増大する。

また、吸入空気量が犬なるときの噴射角がおさえられた
状態において最適噴射条件が得られるように設定してお
いた場合に（」、吸入空気量の少ない低負荷時に燃料が
絞弁Ｂよりも手前（上流側）から通路壁に当る状態に拡
がってしまい、通路壁への燃料付着量が増大することと
なる。

従って、いずれに設定しても絞弁開度の変化により、吸
気通路壁や絞弁への燃料付着量が変動し、各気筒への燃
料の分配が不均一になり、エンジン性能や燃費を悪化さ
せるという欠点があった。

本発明はこれらの事情に鑑み、吸気通路の集合部におけ
る絞弁の上流に燃料噴射ノズルを設けるタイプのものに
おいて、絞弁の開度に応じた吸入空気量の変動によって
も上記集合部に対し常にほぼ一定の位置に噴射燃料を衝
突させて最適な燃料噴射条件を保つことのできる燃料噴
射式エンジンの吸気装置を提供するものである。

すなわち、本発明は各気筒に接続された吸気分岐路上流
の集合部に絞弁を設け、該絞弁の上流に燃料噴射ノズル
を、該ノズルの中心線が絞弁の軸心を通る配置で設けた
燃料噴射式エンジンの吸気装置において、該ノズルを中
心線方向に移動可能に取付けるとともに、該ノズルと絞
弁との距離を絞弁開度の増加に伴い大きくして絞弁開度
が大きいときの集合部内面に対する噴射燃料面突位置を
絞弁開度が小さいときの集合部内面に対する噴射熱料面
突位置とほぼ同位置にするように絞弁開度に応じて該ノ
ズルの位置を変える噴射ノズル位置調節装置を設け、絞
弁開度の小さいときの上記噴射燃料面突位置を絞弁外縁
近傍の上記集合部に設定したことを特徴とするものであ
る。

以下１本発明の実施例を図面によって説明する。

第２図は本発明装置の一実施例を示し、同図において、
１は吸気通路の集合部で、その下流には、図外の各気筒
に接続された吸気分岐路が連通連結され、上流側端部に
はエアクリーナ（図示せず）を介して外気を導入する空
気導入口２を有する。

該集合部１の所定箇所には、中央部で軸支された絞弁３
が設けられており、該絞弁３（」アクセル（図示せず）
に連動連結され、アクセル操作に応じて開度が変化する
。

４は上記絞弁３の上流に設けた燃料噴射ノズル５を具備
するインジェクタで、該ノズル５の中心線Ｏが絞弁３の
軸心を通るように配置し、かつ。

上記中心線に沿った方向に移動可能な状態に、集合部１
の通路壁に設けた取付枠６に取付けられている。

そして、該インジェクタ４は可撓性のパイプ等を介して
燃料噴射ポンプ（図示せず）に接続されている。

また、絞弁３の開度に応じて上記噴射ノズル５の位置を
変える噴射ノズル位置調節装置７として当実施例では、
集合部１における絞弁３の下流側の圧力に応じて作動す
るダイヤフラム装置８を用い、該ダイヤフラム装置８の
作動により伝動手段を介してインジェクタ４を移動させ
るようにしている。

すなわち、上記ダイヤフラム装置８は、前記集合部１の
インジェクタ取付枠６の側方部等に設けられ、ダイヤフ
ラム９で仕切られた一方の室１０に、絞弁３の下流側か
ら連通路１１を介して負圧に導入し、他方の室１２は大
気に連通ずる定圧室としている。

負圧室１０内に（１ダイヤフラム９を定圧室１２側へ付
勢するコイルバネ１３を装入し、該バネ１３の弾力によ
り、負圧室１０内の圧力変化に対するダイヤフラム９の
移動度を適度に設定するようにしており、定圧室１２側
にはダイヤフラム９に対するストッパー１４に設けであ
る。

また、上記ダイヤフラム９にロッド１５の一端を連動連
結するとともに、該ロッド１５の他端部に、一端を固定
壁に軸支１７した揺動可能なバー１６の中間部を球面ア
ジャストナツト１８等を介して係止させ、該バー１６の
遊端部に、インジェクタ４の所定箇所に設けた突起１９
を係止させ、一方インジエクタ４の先端近傍部と取付枠
６の先端部内面との間に、インジェクタ４を図の上方に
向けて付勢するバネ２０を縮装し、これらによりダイヤ
フラム９に連動してインジェクタ４を移動させる伝動機
構を構成している。

なお、２１はインジェクタ４と取付枠６との間のシール
用のＯリング、２２は上記取付枠６内に塵埃等が侵入す
ることを防止するダストシールである。

この装置の作用を次に説明する。

先ずアイドリング時等の低負荷時には、第２図に二点鎖
線で示すように、絞弁３は開度が小さい状態にあり、こ
のとき前記インジェクタ４の噴射ノズル５は可動範囲内
で絞弁３に近づく位置に前進した状態となる。

すなわち、当実施例による場合、低負荷時には絞弁３よ
り下流の通路内の負圧が大きい（圧力が低い）ため、前
記ダイヤフラム装置８の負圧室１０の負圧も大きくなっ
て、バネ１３の弾性に抗してダイヤフラム９が負圧室１
０側に引かれ、これに伴い前記ロッド１５及びバー１６
を介してインジェクタ４が前進位置へ押動されることと
なる。

一方、この低負荷時においては同図に矢印で流れを示す
吸入空気の量が小さいため、前記ノズル５カ）ら噴射さ
れる燃料はそｆ＋はど吸入空気の流れによる影響は受け
ず、二点鎖線で示すようにはソ一定角度の円錐状に下流
側へ拡がる。

この状態において、噴射燃料が絞弁設置箇所に達したと
ころで丁度通路いっばいに拡がる最適噴射条件が得られ
るように、つまり噴射燃料が絞弁外縁近傍の上記集合部
１に衛突するように、予め絞弁３と噴射ノズル５との位
置関係が設定されている。

次に、アクセル操作に応じて絞弁３の開度が大きくなる
高負荷時には、同図に実線で示すように絞弁開度の増加
に伴って前記ノズル５が絞弁３から遠ざ力）る方向に後
退する。

すなわち、絞弁３の開度が大きくなるほど絞弁３より下
流の通路内ひいてはダイヤフラム装置８の負圧室１０内
の負圧が小さくなるため、前記バネ１３及び同２０の弾
発力でインジェクタ４が後退方向に押動される。

従って、吸入空気量の増加を考慮しない本来的な燃料の
拡がり方向を想定すると、同図に点線で示すように、ノ
ズル５が前進位置にあるときと比べ同一断面位置での燃
料の拡がりは大きくなる。

方、この高負荷時においては、吸入空気量が増大するた
め、前記ノズル５から噴射された燃料の拡がりは、吸入
空気の流れによりおさえられである程度絞まった状態と
なる。

力）＜シて、この吸入空気による影響と、ノズル５の後
退に伴って燃料の拡がりが大きくなる傾向とが相殺され
、前述の低負荷時と同様に絞弁設置箇所に達したところ
で丁度通路いっばいに拡がった最適噴射条件が得られる
こととなる。

つまり、仮に燃料噴射ノズル５が前記の前進位置に固定
されているとすると、吸入空気量が増大する高負荷時に
燃料の噴射角がおさえられ、絞弁３に集中して付着して
しまい、逆に上記ノズル５が前記の後退位置に固定され
ているとすると、吸入空気量の少い低負荷時に点線で示
すように燃料が拡がり、絞弁３設置箇所に達するまでに
多くの燃料が通路壁に付着して燃料の霧化が悪いのに対
し、本発明装置によれば、絞弁３の開度に応じて上記ノ
ズル５が移動することにより、吸入空気量の増減による
影響を打ち消して常にほぼ一定の最適位置（絞弁外縁近
傍の集合部）に噴射燃料を衛突させることにより最適な
燃料噴射条件が得られるのである。

このように常に最適噴射条件に保つための調整は、当実
施例においてはインジェクタ４の可動ストローク、バネ
１３及び２０の弾発力等を予め適度に設定しておくこと
により達成される。

なお、前記燃料噴射ノズル５としては、円錐状噴射方向
の全体に燃料を噴射するタイプのものを用いてもよいが
、絞弁３への燃料の付着を避ける意味で、円錐状の外周
に相当する方向にのみ燃料を噴射するタイプのノズルを
用いれは、一層効果的に本発明装置の機能が生かされる
。

また、本発明における噴射ノズル位置調節装置の具体的
構造は前記実施例に限定さ力ず、第３図に示すように、
絞弁３ないしはアクセルに直接的に連動する伝動機構を
介してインジェクタ４を移動させるように調節装置７′
を構成することもできる。

すなわち、同図に示す実施例では、絞弁３をワイヤ２４
等を介してアクセルに連動させる機構に対し、絞弁３の
軸部の側端に、絞弁３と一体に回動する回動板２５を取
付け、一方、中間部を固定点２７に軸支した回動可能な
バー２６の一端をインジェクタ４に設けた突起２８に係
止させ、該バー２６の他端と前記回動板２５の先端部と
に、連結用ロッド２９の両端部を枢支連結している。

この実施例においても、吸気通路の集合部の形状及び該
集合部にインジェクタ４を中心線方向に移動可能に取付
ける構造は前記基本実施例と同様であるため、図示は省
略する。

この調節装置７勿構造による場合も、絞弁３が回動して
開度が変化すると、これに伴って回動板２５が回動し、
これに連動して前記バー２６が回動することによりイン
ジェクタ４が移動せしめられ もって、前記基本実施例
と同様の作用が得られる。

以上説明したように、本発明装置は吸気通路集合部にお
ける絞弁の上流に、中心線が絞弁の軸心を通るように燃
料噴射ノズルを配置した燃料噴射式エンジンの吸気装置
において、噴射ノズル位置調節装置により、絞弁開度に
応じて、絞弁開度の増加に伴い上記ノズルと絞弁との距
離を大きくするようにしているため、絞弁の開度に応じ
て増減する吸入空気量が噴射された燃料の拡がり度合に
及ぼす影響を、上記ノズルの位置調節によって吸収し、
低負荷時と高負荷時とにカバわらず常にほぼ一定の絞弁
外縁近傍の集合部に噴射燃料を衛突させることにより最
適な燃料噴射条件を得ることができ、これによって燃料
の霧化と各魚節への燃料分配性を格段に向上することが
できる等のすぐれた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸気装置を示す要部断面図、第２図は本
発明装置の一実施例を示す要部断面図、第３図は本発明
における噴射ノズル位置調節装置の別の実施例を示す概
略図である。 １・・・・・・吸気通路の集合部、３・・・・・・絞弁
、４・・・・・・インジェクタ、５・・・・・・燃料噴
射ノズル、７，７′・・・・・・噴射ノズル位置調節装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各気筒に接続された吸気分岐路上流の集合部に絞弁
   を設け、該絞弁の上流に燃料噴射ノズルを、該ノズルの
   中心線が絞弁の軸心を通る配置で設けた燃料噴射式エン
   ジンの吸気装置において、該ノズルを中心線方向に移動
   可能に取付けるとともに、該ノズルと絞弁との距離を絞
   弁開度の増加に伴い大きくして絞弁開度が大きいときの
   集合部内面に対する噴射燃料衝突位置を絞弁開度が小さ
   いときの集合部内面に対する噴射燃料衝突位置とほぼ同
   位置にするように絞弁開度に応じて該ノズルの位置を変
   える噴射ノズル位置調整装置を設け、絞弁開度の小さい
   ときの上記噴射燃料衝突位置を絞弁外縁近傍の上記集合
   部に設定したことを特徴とする燃料噴射式エンジンの吸
   気装置。