JPH01142264A - 多気筒エンジン用の燃料供給装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多気筒エンジン用の燃料供給装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

多気筒エンジンでは各気筒毎に１つの噴射弁を配設する
ことを要するので、燃料噴射装置全体としてはコストが
高くなると共に、夫々のアクチュエータの特性のバラツ
キにより各気筒への燃料分配が不均一となる。

そこで、単一の駆動部により単一のポンプを駆動し、こ
のポンプで圧送される燃料を各気筒毎に設けた複数の噴
射ノズルに分配する様になった燃料噴射装置が提案され
ている（特開昭６１−１０８８６５号公報）、この装置
のポンプは唯一のポンプ室しか備えておらず、このポン
プ室は複数の配管を介して夫々の噴射ノズルに接続され
ているので、夫々の配管の流路特性のバラツキにより各
気筒の噴射ノズルへの燃料分配が不均一となるという問
題がある。

本発明は上記問題点に鑑み、各気筒への燃料分配を均一
化することの可能な多気筒エンジン用の燃料供給装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明の多気筒エンジン用
の燃料供給装置は、各気筒ごとに各燃料の噴射ノズルが
設けられ、気筒の数に対応して設けられた各ボア内にピ
ストンを摺動自在に設けてポンプ室を形成し、各ポンプ
室は燃料圧送通路を介して各燃料噴射ノズルに夫々連通
され、各ボアは同一断面積であり、複数のピストンは単
一の駆動部により駆動され、各ポンプ室の吐出容積は夫
々等しく形成され、かつ各燃料圧送通路はその容積が夫
々等しくなるよう形成されている。

〔実施例〕

第１図を参照するに、図示した実施例では燃料噴射装置
１０は４気筒エンジンに使用するものとして設計しであ
る。エンジンの吸気装置１２はサージタンク１４および
これと一体の４つの吸気管１６からなり、噴射装置１０
は吸気管１６に固定することができる。

第１図から第３図を参照するに、この実施例では噴射装
置１０は１つの一体的なユニットに構成してあり、本体
２０を有する。本体２０は、円柱形の１つの中央部２２
と、中央部２２から延長した４本の分枝部２４から成り
、アルミニウム合金等により一体的に鋳°造することが
できる。各香技部２４の自由端には噴射ノズル２６が螺
着してあり、各分枝部２４は対応する吸気管１６のノズ
ル取付部２８（第１図）に各噴射ノズル２６を位置決め
し得る様な形状および寸法を有する。噴射ノズル２６は
従来型の外開弁であり、ポペット型弁体３０、バルブシ
ート３２、弁体３０を常閉方向に付勢するばね３４、お
よび燃料フィルタ３６を有する。噴射ノズル２６の開弁
圧は例えば２〜３ｋｇ　／　ｃｄである。

本体中央部２２には同一寸法の４つのシリンダボア３８
が設けてあり、ポンプ部材４０と協働してポンプ４２を
構成している。第４図から判る様に、ポンプ部材４０は
同一寸法の４つのピストン４４を一体的に備えており、
各ピストン４４はポンプ部材４０の軸線を中心とする円
に沿って等角度間隔で配置されている。各ピストン４４
は対応するシリンダボア３８に嵌合していて、同一吐出
容積のポンプ室４６を夫々形成している（第３図）。

図示した４気筒エンジン用の実施例では、ポンプ４２は
４つのポンプ室４６を有する。シリンダボア３８に開口
した環状溝にはＯリング４８の様なシール部材が設けで
ある。

各ポンプ室４６は本体中央部２２および分枝部２４内を
延長する燃料圧送還路５０により各噴射ノズル２６の燃
料人口５２に夫々接続されている。

４つの燃料圧送通路５０の容積は等しくなるように形成
されており、さらに好ましくは、４つの燃料圧送通路５
０の流路抵抗を等しくすることが望ましく、例えば、燃
料圧送通路５０の長さ、直径、通路内壁の粗度等を等し
くすることが好ましい。

各ポンプ室４６へ低圧燃料の供給は燃料入口金具５４（
第１図）および本体中央部２２内の燃料供給通路５６（
第３図）により行われる。図示した実施例では、この燃
料供給通路５６は、入口金具５４に整列した通路５８　
（第３図では紙面に垂直に延長している）と、横断方向
通路６０と、各ポンプ室４６に開口した通路６２とで構
成されている（第３図）。

エンジンへの燃料噴射装置１０の装着時、燃料欠乏時、
又は高温ベーパロック時に燃料通路５０゜５６およびポ
ンプ室４６中の燃料に空気が混入しまたは蒸気が発生す
ると、エンジンストニルまたはエンジンフォルターを招
く。この様な空気または蒸気を除去するため、空気抜き
手段６４が設けである（第３図）。図示した実施例では
、空気抜き手段６４は従来型の空気抜きバルブ６６から
成り、このバルブ６６は本体中央部２２に設けた横断方
向通路６０内に臨んでいる。この空気抜きバルブ６６を
手で弛めることにより燃料と共に空気を除去することが
できる。

ポンプ４２のポンプ部材４０は単一の圧電式アクチュエ
ータ（駆動部）６８によって高速駆動される。第３図に
示す様に、圧電式アクチュエータ６８はケーシング７０
と圧電積層体７２を有し、圧電積層体７２の軸線はポン
プ部材４０の軸線と同軸とされている。ケーシング７０
は複数のねじ７４により着脱自在に本体２０に装着され
る。

圧電積層体７２は従来型のもので、複数の薄い圧電セラ
ミック円板を交互に反対極性に積層してなり、セラミッ
ク円板間には眉間電極（図示せず）が配置されている。

ケーシング７０の頂壁７１の中心部には、予荷重調整用
ねじ７３が設けられ、圧電積層体７２は上下一対の絶縁
板７６を介して予荷重調整用ねじ７３とポンプ部材４０
との間に挾持され、皿ばね７８によって予荷重が加えら
れる。予荷重調整用ねじ７３を回すことによって、圧電
積層体７２はその軸線方向に移動し、これによって、皿
ばね７８のたわみ量が変化して予荷重が変化する。圧電
積層体７２の伸長量は、皿ばね７８による予荷重により
変化するので、予荷重調整用ねじ７３を回す事によって
圧電積層体７２の伸長量を調整することができ、これに
よってポンプ部材４０のストロークを調整できるので燃
料噴射装置１０の燃料噴射量を適正値に調整すると共に
、燃料噴射装置１０の個体間の噴射量のばらつきを抑え
ることができる。

周知の様に、眉間電極は１枚おきにプラス端子８０およ
びマイナス端子８２に接続してあり、これらの端子８０
　、８２はリード線８４を介して電子制御ユニット（ｆ
！ＧＯ）　８’６に接続される。ケージジグ７０と圧電
積層体７２との間の空間には燃料の一部を循環させて積
層体７２を冷却するのが好ましい。ケーシング７０の上
部には絶縁ブーツ８８を被せる。

この一体型の燃料噴射装置１０は、例えば、分枝部２４
に一体形成した取付部９０（第２図）をいずれかの吸気
管１６にボルト止めすることによりエンジン吸気装置１
２に装着することができる。

なお、第１図にはこれらの取付部９０は示さなかった。

ＥＣＵ　８６から所定の電圧を所定方向に圧電式アクチ
ュエータ６８に印加すると、圧電積層体７２は瞬間的に
伸長し、ポンプ部材４０を各ピストン４４と共に下方に
高速変位させる。これにより各ポンプ室４６内には圧力
波が発生する。この圧力波は夫々の燃料圧送通路５０を
経て各噴射ノズル２６に伝播して弁体３０をバルブシー
ト３２からリフトさせ、各気筒の吸気管１６内に微少量
の燃料を一斉に噴射させる。この圧力波の圧力上昇ΔＰ
は、 ■ で表わされる。ここでＥは燃料の体積弾性率、ΔＶはピ
ストン４４の変位によるポンプ室４６の容積変化、■は
ポンプ室４６の最大容積と燃料圧送通路５０の容積との
和である。夫々の噴射ノズル２６から噴射される燃料の
量は、圧力上昇ΔＰに大きく依存する。本実施例では、
夫々のポンプ室４６の最大容積は等しくかつ夫々の燃料
圧送通路５０の容積も等しくなるように形成されている
ため、夫々のポンプ室４６に発生する圧力上昇は等しく
なり、このため、夫々の噴射ノズル２６から噴射される
燃料の量が等しくなる。なお、燃料圧送通路５０の流路
抵抗も等しくすれば、夫々の噴射ノズル２６からの燃料
噴射量をより精度良く等しくすることができる。

続いて印加電圧を解除するか逆電圧を印加すれ　−ば圧
電積層体７２は収縮し、ポンプ部材４０が上動するので
各ポンプ室４６内には燃料供給通路５６からの低圧燃料
が送り込まれる。以上のサイクルを高速で反復すること
により、エンジンの作動に必要な燃料が吸入空気中に噴
射される。噴射量の計量は例えばエンジンの一燃焼すイ
クル当りのポンプ４２の駆動回数（これは圧電式アクチ
ュエータ６８への電圧印加回数に等しい）および各駆動
サイクルのポンプ部材４０のストローク（これはアクチ
ュエータ６８への印加電圧の関数である）を増減させる
ことにより行うことができる。

圧電式アクチュエータ６８をこの様に制御するためのＥ
ＣＵ　８６の構成は基本的には公知であり、例えば、特
開昭５９−８７２３８号公報、特開昭６０−１３９４１
号公報、特開昭６０−１７２５０号公報の開示を参照す
ることができる。これらの先行技術は各気筒毎に夫々１
つの圧電式燃料噴射弁が設置される場合のＥＣＵの構成
および動作に関するものであるが、本発明の多重ノズル
式噴射装置を駆動する場合には、−燃焼サイクル当りの
圧電式アクチュエータ６８の駆動回数は気筒数に応じて
倍増すればよい。

本実施例では１つのポンプ４２には気筒数に応じた複数
のポンプ室４６が設けてあり、ポンプ部材４０は単一の
圧電式アクチュエータ６８によって駆動されるので、す
べてのピストン４４は同一の速度かつ同一のストローク
で変位する。またポンプ室４６の吐出容積および燃料圧
送還路５０の容積も同一である。従って、すべてのポン
プ室４６内には均一な圧力波が発生する。この圧力波は
互いに独立した燃料圧送通路５０により夫々の噴射ノズ
ル２６に伝えられるので、通路５０の特性のバラツキに
関係なく各噴射ノズルは均一な量の燃料を噴射する。従
って、各気筒への燃料分配は著しく均一化される。

第５図には、特別な空気抜き手段を要することなく容易
に空気抜きができると共に、各燃料圧送通路５０あるい
は噴射ノズル２６内に発生した空気をも容易に排出する
ことで、気筒間の燃料供給量を一層均一にできる燃料噴
射装置１０の配置例を示す、燃料噴射装置ＩＯは、噴射
ノズル２６が最上部に位置するよう水平面に対し傾斜し
て位置決めされている。このため、噴射装置１０がエン
ジンに装着された状態では、ポンプ室４６および燃料圧
送通路５０中の気泡や蒸気は噴射ノズル２６の近傍に集
積するので、噴射と同時に排除される。したがってこの
ように配置することによって各燃料圧送通路５０や噴射
ノズル２６内に発生した空気をただちに確実に排除でき
、−層各気筒への燃料分配を均一に安定できる。また、
特別な空気抜き手段を要することなく容易に空気抜きを
行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、各気筒への燃料分配を著
しく均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である燃料供給装置を吸気装
置に取り付けたところを示す斜視図、第２図は噴射装置
の一部切り欠き平面図、第３図は第２図のｍ−ｍ矢視断
面図、第４図はポンプ部材を下から見た斜視図、第５図
は噴射装置の好適な配置例を示す。 １０・・・噴射装置、　　　　１６・・・吸気管、２６
・・・噴射ノズル、　　　３８・・・シリンダボア、４
４・・・ピストン、　　　　　４６・・・ポンプ室、５
０・・・燃料圧送通路、 ６８・・・圧電式アクチュエータ（駆動部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒ごとに各燃料噴射ノズルが設けられ、前記気筒の
   数に対応して設けられた各ボア内にピストンを摺動自在
   に設けてポンプ室を形成し、該各ポンプ室は燃料圧送通
   路を介して前記各燃料噴射ノズルに夫々連通され、前記
   各ボアは同一断面積であり、前記複数のピストンは単一
   の駆動部により駆動され、前記各ポンプ室の吐出容積は
   夫々等しく形成され、かつ前記各燃料圧送通路はその容
   積が夫々等しくなるよう形成されてなる多気筒エンジン
   用の燃料供給装置。