JP2019015209A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃エンジンの吸気バルブに向かう吸気通路12、吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタ30、インジェクタの近傍においてアシストエアを供給するアシストエア通路40aを備えた燃料噴射装置において、吸気通路12は、通路面積が絞られたベンチュリ部13を含み、インジェクタの燃料噴出口32a及びアシストエア通路のエア吹き出し口15aは、ベンチュリ部13に配置されている。これによれば、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、噴射燃料の微粒化を促進することができる。
【選択図】図1
Description
この実施形態に係る燃料噴射装置は、図1及び図2に示すように、内燃エンジンEの吸気系Sに含まれるものである。
ここで、内燃エンジンEは、シリンダブロック1、シリンダブロック1のボア内を往復動するピストン2、吸気通路の一部をなす吸気ポート3a及び排気ポート3bを画定するシリンダヘッド3、吸気ポート3aを開閉する吸気バルブ4、排気ポート3bを開閉する排気バルブ5、吸気バルブ4及び排気バルブ5を開閉駆動する駆動系6、シリンダヘッド3の上方を覆うヘッドカバー7、シリンダヘッド3に接続される吸気系Sを備えている。
ここで、吸気通路部材10、スロットルバルブ20、インジェクタ30、アシストエア通路部材40により、燃料噴射装置が構成されている。
第1吸気通路部材10aは、下流側端部であるフランジ部11、吸気通路12、ベンチュリ部13、インジェクタ30の取付け部14、アシストエア通路部材40を接続する下流側接続部15を備え、フランジ部11がエンジンEのシリンダヘッド3に接合されている。
第2吸気通路部材10bは、吸気通路12、スロットルバルブ20のシャフトを回動自在に支持する軸受け部(不図示)を備え、その下流側端部が第1吸気通路部材10bの上流側端部に接合されている。
第3吸気通路部材10cは、吸気通路12、アシストエア通路部材40を接続する上流側接続部16を備え、その下流側端部が第2吸気通路部材10bの上流側端部に接合されている。
すなわち、吸気通路部材10は、フランジ部11、吸気通路12、吸気通路12の一部をなすベンチュリ部13、インジェクタ30を取り付ける取付け部14、アシストエア通路部材40を接続する下流側接続部15及び上流側接続部16、スロットルバルブ20のシャフトを回動自在に支持する軸受け部(不図示)を備えている。
尚、吸気通路部材として、上記のように三分割の部材ではなく、一体形成された単一の部材を用いてもよい。
吸気通路12は、所定の通路面積A1をなす筒状の通路、例えば円筒状あるは楕円筒状の通路として形成されている。
ここで、吸気通路12の通路面積A1に対するベンチュリ部13の通路面積A2の割合(A2/A1)は、高速運転側で要求される吸入空気の流量と微粒化のためのベンチュリ効果を考慮して、適宜選定される。
また、ベンチュリ部13は、通路面積A1から徐々に絞られて通路面積A2になりさらに徐々に拡大して通路面積A1になるように、通路面積が連続的に変化するように形成されている。
これにより、吸気通路の一部を構成するベンチュリ部13を設けつつも、通路抵抗としての絞り損失及び拡大損失を抑制するこことができる。
嵌合部14aは、軸線L1を中心とする円筒状に形成されて、インジェクタ30の本体31を嵌合して固定するように形成されている。
連通路14bは、嵌合部14aの下流側に連続して、嵌合部14aよりも縮径された軸線L1を中心とする円筒状に形成され、インジェクタ30の先端部32が挿入されると共にベンチュリ部13に開口している。
ここで、嵌合部14a及び連通路14bの軸線L1は、吸気通路12の軸線Lに対して所定の鋭角な角度θをなして下流側を向くように方向付けられている。
エア吹き出し口15aは、ベンチュリ部13の領域でかつ連通路14bに開口するように形成されている。
また、エア吹き出し口15aは、インジェクタ30の燃料噴出口32aよりも下流側に配置されると共に、燃料の噴射方向(軸線L1)に対して略直交する方向にエアを吹き出すように方向付けられている。
エア取り込み口16aは、ベンチュリ部13よりも上流側でかつスロットルバルブ20よりも上流側において、吸気通路12に開口するように形成されている。
そして、スロットルバルブ20は、ベンチュリ部13よりも上流側において、吸気通路12を開閉するようになっている。
ここで、燃料噴出口32aは、連通路14bを介して、ベンチュリ部13に開口するように配置されている。
また、インジェクタ30の燃料噴射口32aから噴射される噴霧の中心は、軸線L1上に方向付けられている。
そして、吸気通路12を流れる吸気の一部が、アシストエアとしてエア取り込み口16aから入り込み、アシストエア通路40aを流れて、ベンチュリ部13の領域に位置するエア吹き出し口15aから吹き出すようになっている。
制御ユニット60は、内燃エンジンE及び内燃エンジンEを搭載した車両に関する種々の情報に基づいて種々の制御を司るものであり、インジェクタ30も制御対象の一つに含まれる。
内燃エンジンEの吸気行程において、外部の空気が、エアクリーナ50を介して吸気通路12内に吸い込まれる。
吸い込まれた空気(吸気)は、吸気通路12の一部としてのベンチュリ部13を流れる。また、同時に、インジェクタ30が適宜駆動制御されて、加圧された燃料が燃料噴射口32aからベンチュリ部13の領域において吸気通路12内に噴射される。
これにより、空気と燃料が混ざり合った噴霧状の混合気が、吸気ポート3aから燃焼室内に流れ込む。
したがって、スロットルバルブ20が全開した運転状態においても、ベンチュリ部13におけるベンチュリ効果により、十分なアシストエアが確保されて、噴射燃料の微粒化が促進される。
特に、エア吹き出し口15aから吹き出すアシストエアが、燃料の噴射方向(軸線L1)に対して略直交する方向から吹き出すため、噴射燃料の微粒化をより促進できる。
尚、上記構成の燃料噴射装置においては、アシストエアが、スロットルバルブ20よりも上流側においてアシストエア通路40aに取り込まれるため、吸気通路12内の圧力を適宜測定することにより、燃料噴射量あるいは空燃比の制御を適切に行うことができる。
この実施形態においては、図3に示すように、上流側接続部116は、スロットルバルブ20よりも下流側において、吸気通路部材10(第1吸気通路部材10a)に設けられている。
エア取り込み口116aは、ベンチュリ部13よりも上流側でかつスロットルバルブ20よりも下流側において、吸気通路12に開口するように形成されている。
また、エア取り込み口116aがスロットルバルブ20より下流側に配置されているため、圧力センサ等を設けることなく、スロットルバルブ20の開度情報のみで、吸気通路12内を流れる空気量を算出することができ、燃料噴射量あるいは空燃比の制御を適切に行うことができる。
この実施形態においては、図4及び図5に示すように、下流側接続部115は、インジェクタ30の取付け部14の近傍上流側において、吸気通路部材10(第1吸気通路部材10a)に設けられている。
エア吹き出し口115aは、燃料噴出口32aの下流側に連通する連通路14bに対して斜め方向から隣接してベンチュリ部13の領域に開口するように形成されている。
すなわち、エア吹き出し口115aは、噴射方向(軸線L1)に対して僅かに傾斜した状態から略平行に近い角度範囲、すなわち、エア吹き出し方向と軸線L1との挟角が角度θよりも小さい角度範囲において適切な角度位置に方向付けられている。
これにより、エア吹き出し口115aから吹き出すアシストエアは、燃料の噴射方向(軸線L1)に沿って吹き出すように方向付けられる。
また、アシストエアが、燃料の噴射方向に沿って吹き出すように形成されているため、噴射燃料を必要以上に乱すことなく、吸気通路12の下流側に方向付けつつ噴射燃料の微粒化を促進することができる。
この実施形態においては、図6に示すように、上流側接続部116は、スロットルバルブ20よりも下流側において、吸気通路部材10(第1吸気通路部材10a)に設けられている。
エア取り込み口116aは、ベンチュリ部13よりも上流側でかつスロットルバルブ20よりも下流側において、吸気通路12に開口するように形成されている。
また、アシストエアが、燃料の噴射方向に沿って吹き出すように形成されているため、噴射燃料を必要以上に乱すことなく、吸気通路12の下流側に方向付けつつ噴射燃料の微粒化を促進することができる。
さらに、エア取り込み口116aがスロットルバルブ20より下流側に配置されているため、圧力センサ等を設けることなく、スロットルバルブ20の開度情報のみで、吸気通路12内を流れる空気量を算出することができ、燃料噴射量あるいは空燃比の制御を適切に行うことができる。
この実施形態においては、図7に示すように、吸気通路部材10(第1吸気通路部材10a)において、アシストエア通路17が一体的に形成されている。
エア取り込み口17aは、第2吸気通路部材10bが接続される第1吸気通路部材10aの上流側端部の端面上において溝状に形成されて吸気通路12と連通している。
直線通路17bは、エア取り込み口17aから吸気通路12(軸線L)に平行に伸長して形成されている。
すなわち、エア吹き出し口17cは、噴射方向(軸線L1)に対して僅かに傾斜した状態から略平行に近い角度範囲、すなわち、エア吹き出し方向と軸線L1との挟角が角度θよりも小さい角度範囲において適切な角度位置に方向付けられている。
これにより、エア吹き出し口17cから吹き出すアシストエアは、燃料の噴射方向(軸線L1)に沿って吹き出すように方向付けられる。
また、エア取り入れ口17aが第2吸気通路部材10bの上流側端部の端面上に溝状に形成されかつ直線通路17bが端面に開口しているため、第1吸気通路部材10aに対して上流側及び下流側の両端部から機械加工等を施すことにより、アシストエア通路17を容易に形成することができる。
また、アシストエアが、燃料の噴射方向に沿って吹き出すように形成されているため、噴射燃料を必要以上に乱すことなく、吸気通路12の下流側に方向付けつつ噴射燃料の微粒化を促進することができる。
さらに、エア取り込み口17aがスロットルバルブ20より下流側に配置されているため、圧力センサ等を設けることなく、スロットルバルブ20の開度情報のみで、吸気通路12内を流れる空気量を算出することができ、燃料噴射量あるいは空燃比の制御を適切に行うことができる。
例えば、燃料噴出口32aから噴出される燃料の噴出方向(噴霧の中心)が、軸線L1上から逸脱する方向に方向付けられた形態、一例として、燃料の噴出方向(噴霧の中心)と吸気通路12の軸線Lとのなす角度(挟角)が角度θよりも大きくなるように方向付けられた形態において、本発明を採用してもよい。
4 吸気バルブ
10 吸気通路部材
12 吸気通路
13 ベンチュリ部
15a エア吹き出し口
16a エア取り込み口
17 アシストエア通路
17a エア取り込み口
17c エア吹き出し口
L1 軸線(燃料の噴出方向)
20 スロットルバルブ
30 インジェクタ
32a 燃料噴出口
40a アシストエア通路
115a エア吹き出し口
116a エア取り込み口
Claims (7)
- 内燃エンジンの吸気バルブに向かう吸気通路と、
前記吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタの近傍にアシストエアを供給するアシストエア通路を備え、
前記吸気通路は、通路面積が絞られたベンチュリ部を含み、
前記インジェクタの燃料噴出口及び前記アシストエア通路のエア吹き出し口は、前記ベンチュリ部に配置されている、
ことを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記エア吹き出し口は、前記燃料噴出口よりも下流側に配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。 - 前記エア吹き出し口は、前記燃料噴出口からの燃料の噴出方向に対して、略直交する方向にエアを吹き出すように方向付けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射装置。 - 前記エア吹き出し口は、前記燃料噴出口からの燃料の噴出方向に沿ってエアを吹き出すように方向付けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射装置。 - 前記ベンチュリ部よりも上流側において、前記吸気通路を開閉するスロットルバルブを含み、
前記アシストエア通路のエア取り込み口は、前記スロットルバルブよりも上流側において、前記吸気通路に開口する、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の燃料噴射装置。 - 前記吸気通路を開閉するスロットルバルブを含み、
前記アシストエア通路のエア取り込み口は、前記ベンチュリ部よりも上流側でかつ前記スロットルバルブよりも下流側において、前記吸気通路に開口する、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の燃料噴射装置。 - 前記内燃エンジンのシリンダヘッドに着脱自在で前記吸気通路の一部及び前記ベンチュリ部を画定する吸気通路部材を含み、
前記インジェクタは、前記吸気通路部材に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載の燃料噴射装置。
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