JPH0127261B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸気管内へ燃料が連続的に噴射され
る混合気圧縮型火花点火式内燃機関用の燃料噴射
装置であつて、上記吸気管内に空気量測定部材並
びに任意に操作可能のスロツトルバルブが順次後
方に配置されており、かつ上記空気量測定部材が
流通する空気量に相応して戻し力に抗して運動せ
しめられ、この運動のさい、燃料導管内に配置さ
れている、空気量に比例する燃料量を定量するた
めの燃料定量弁の可動部分が変位せしめられ、こ
れにより定量された燃料が燃料定量部の下流側で
搬送導管内へ供給され、かつ該搬送導管が一方に
おいては内燃機関の各シリンダ吸気弁の直ぐ上流
側で各吸気管内へ接続して開口しており、他方に
おいては空気源に接続している形式のものに関す
る。

本明細書において「吸気管」とは吸気管に接続
する所謂吸気通路を含むものである。

上記の形式の燃料噴射装置、所謂低圧燃料噴射
装置は既に公知であるが、しかしこの場合、定量
された燃料を燃料定量弁から吸気管内の個々の噴
射個所へ搬送するため及び燃料空気混合気の十分
な混合調製が確実にえられるようにするために
は、燃料系内に比較的高い系圧が維持されなけれ
ばならない。要するに比較的高い燃料圧力を発生
させることができる燃料ポンプが必要であり、こ
のために特別の手段及び経費が必要となる。

本発明の課題は、はじめに述べた形式の従来の
燃料噴射装置を改良して、燃料定量弁における燃
料定量部から噴射個所への燃料の搬送所要時間を
短くすると共に、燃料空気混合気の極めて良好な
混合調製が得られるようにすることにある。

この課題は本発明によれば、はじめに述べた形
式の燃料噴射装置において、燃料導管が燃料定量
弁の上流側で燃料ポンプに接続しており、かつ燃
料定量弁が、内燃機関の各シリンダに個別的に所
属しているそれぞれ１つの燃料定量部を有してお
り、該燃料定量部が、各シリンダに個別的に所属
しているそれぞれ１つの搬送導管内に接続し開口
しており、かつ搬送導管の、燃料定量部より上流
側にある部分が、空気源として役立つ空気ポンプ
の吐出側に接続していることによつて、解決され
ている。

本発明の構成によれば、比較的高い燃料圧力を
発生させる燃料ポンプを必要とすることなく、燃
料噴射装置における燃料定量弁の燃料定量部で定
量された燃料を短時間で吸気管中の吸気弁の直ぐ
上流側にある燃料噴射個所へ、搬送導管中を流過
する空気流によつて搬送することができ、これに
より燃料空気混合気調製のレスポンスを高めるこ
とができる。かつまた搬送導管中の、燃料定量部
の前を通過する高速の空気流により、定量された
燃料を霧化させ空気と予備的に混合させながら、
搬送させることができる。

特許請求の範囲第２項に記載された本発明の有
利な実施態様によれば、燃料定量部における燃料
の定量を、吸気管内の圧力変動とは無関係に、常
に一定の差圧下において、特に精確に行うことが
でき、これにより燃料空気混合気の極めて良好な
調製が助成される。

次に図面につき本発明を詳説する。

第１図において、吸引された燃焼空気は図示さ
れていないエアフイルタを経て吸気管の区分１中
を矢印方向で流れる。上記区分１には、せき止め
フラツプとして製作された空気量測定部材３を内
部に有する吸気管区分２が続いている。燃焼空気
はさらに、任意に操作可能のスロツトルバルブ５
を有する吸気管の区分４を通り、さらに、内燃機
関の単数又は複数のシリンダへ流れる。せき止め
フラツプとして製作された空気量測定部材３は吸
気管の相応して製作された区分２内で、吸気管中
を流れる空気量にほぼ比例して運動する。空気量
測定部材３は吸気管壁内に支承された、吸気管を
横方向に貫通する支承軸７に不動に結合されてお
り、かつ減衰フラツプ８を有している。減衰フラ
ツプ８は空気量測定部材３の開放運動のさいに吸
気管の減衰区分９内へ侵入する。減衰フラツプ８
及び減衰区分９によつて形成される室１０は、減
衰フラツプ８の端面と減衰区分９の壁面との間の
僅かな間隙１１を介して、吸気管の、空気量測定
部材３の下流側に接続している。減衰フラツプ８
により吸気行程によつて生ぜしめられる吸気管内
の圧力変動が空気量測定部材の角度位置に実際上
如何なる影響も与えないようにすることができ
る。

第２図に示されているように、燃焼空気はスロ
ツトルバルブ５の下流側で吸気マニホルド13内へ
入り、ここから個々の別々の吸気管区分１４を経
て内燃機関の個々のシリンダ１５内へ流入する。

空気量測定部材３の支承軸７により、直接に又
は連結部を介して、破線で示されている燃料定量
弁１７の可動部分が操作される。従つて例えば図
示の実施例では、支承軸７は吸気管から突出して
おり、かつ燃料定量弁１７のケーシング内のブツ
シユ１８内に回転可能に支承されている。支承軸
７内にはシリンダ数に等しい数の制御溝１８が加
工されており、これらは、それぞれ１つの制御エ
ツジ２０を有し、これらのエツジは支承軸７の回
動位置に応じて、それぞれ１つの、ブツシユ１８
内に設けられている半径方向の制御スリツト２１
を大きく又は小さく開放する。燃料定量弁１７へ
の燃料供給は、モータ２２により駆動される燃料
ポンプ２３により行われ、この燃料ポンプは燃料
を燃料タンク２４から吸込み、燃料導管２５を介
して燃料定量弁１７内の制御溝１９へ供給する。
燃料の定量は、制御溝１９、制御エツジ２０及び
制御スリツト２１より成る燃料定量部で行われ、
定量された燃料は、この燃料定量部１９，２０，
２１の下流側で搬送導管２７内へ達し、該搬送導
管２７は吸気管の区分１４の、各シリンダ１５の
吸気弁２８に近接した個所に開口している。搬送
導管２７は燃料定量弁１７より上流側にある部分
で加速用混合気濃厚化装置３０の室２９に接続し
ており、この装置は通気弁３１を有している。通
気弁３１は例えば、該通気弁３１の可動の弁部分
として球３２を有し該球３２は不動の弁座３３と
協働し、弁開放時にはケージ３４内で案内され、
その結果空気は空気源から室２９の内部を通つて
搬送導管２７内へ達することができる。空気源と
しては第２図では図示されていないが、空気ポン
プが用いられる。加速用混合気濃厚化装置３０の
室２９は可動部材、特にダイヤフラム３５によ
り、もう１つの室３６から仕切られており、この
室３６内には、ダイヤフラム３５に負荷を与える
圧縮ばね３７が配置されており、かつ上記室３６
は吸気マニホルド１３にスロツトルバルブ５の下
流側において負圧導管３８を介して接続してい
る。燃料定量弁１７における燃料の定量が一層精
確に行われるようにするためには、吸気管区分１
４中における圧力変動とは無関係に、燃料定量部
１９，２０，２１における上流側（制御溝１９
側）と下流側（制御スリツト２１側）との間に常
に一定の圧力落差が保持され、このような差圧下
において定量が行われることが望ましい。このた
めに差圧弁４２が設けられている。この差圧弁４
２の、ダイヤフラム３９によつて室４１から隔て
られた室４０は、導管４３を介して制御溝１９
へ、また室４１は導管４４を介して搬送導管２７
の燃料定量弁１７より上流側にある部分に接続し
ており、その結果室４１内には燃料定量部１９，
２０，２１の下流側（制御スリツト２１側）の圧
力と等しい圧力が常に存在している。差圧弁４２
は室４１内に配置されているばね４５によつて閉
鎖方向で付勢されており、該ばね４５の力は公知
の形式で内燃料関の運転特性値に関連して変化さ
せることができる。ダイヤフラム３９は平型開閉
座着弁として製作された差圧弁４２の可動の弁部
分として役立ち、かつ不動の環状の弁座４６と協
働する。燃料は該弁座４６を経て、燃料タンク２
４に開口している戻し導管４７へ達する。

吸気管区分１４中の圧力が上昇すると、搬送導
管２７中に圧力も上昇し、この圧力は導管４４を
介して差圧弁４２のダイヤフラム３９を弁座４６
に押圧して弁座４６を密閉する。これにより室４
０内の燃料圧力も同様に上昇する。室４０内の燃
料圧力のこの上昇は導管４３を介して制御溝１９
内の燃料圧力を高め、その結果燃料定量部におけ
る上流側の制御溝１９と下流側の制御スリツト２
１との圧力差は一定に保持される。吸気管区分１
４中の圧力が低下し、ひいてはまた搬送導管２７
中の圧力が低下すると、室４１内の圧力低下によ
りダイヤフラム３９が弁座４６から上方へ離れ、
これにより、差圧弁４２の室４０内の燃料圧力が
低下し、これにより、制御溝１９内の燃料圧力も
低下し、その結果制御溝１９と制御スリツト２１
との間に所期のように一定の圧力差が発生する。

第２図に記載されている燃料噴射装置の作業形
式は以下の通りである。吸込まれた空気量に相応
して空気量測定部材３は図示されていない戻しば
ねの力に抗して振れ、これにより支承軸７は燃料
定量弁１７のブツシユ１８に対して回動し、制御
溝１９の制御エツジ２０は制御スリツト２１の相
応する区分を開き、その結果、吸込まれた空気量
に比例する燃料量が定量される。ところで、でき
るだけ低い圧力で送出されて燃料定量部１９，２
０，２１で定量された燃料を今度はできるだけ迅
速に短時間で吸気管の区分１４内の燃料噴射個所
へ送り、これにより燃料空気混合気調製のレスポ
ンスを高め、かつ同時に燃料と空気との混合状態
を改善するために、定量された燃料は燃料定量部
の下流側（制御スリツト２１側）でその前を流過
する空気流によつて搬送導管２７内に達する。該
搬送導管２７内では、搬送導管２７の両端におけ
る圧力差に基づいて、吸気管区分１４へ向かう方
向で高速の連続的な空気流が生じている。定量さ
れた燃料は搬送導管２７内において上記の空気流
によつて分散され空気と予備的に混合されながら
噴射ノズル４８を経て吸気管区分１４内へ噴射さ
れる。これにより、定量された燃料と空気との良
好な予備的混合が行われる。吸気管区分の圧力の
変動は、搬送導管２７中を流れる空気流の流速が
高く、かつ燃料定量弁１７に差圧弁４２が配置さ
れていることにより、燃料の定量に影響を与えな
い。スロツトルバルブ５の開放により吸気マニホ
ルド１３及び吸気管区分１４内の圧力が上昇する
加速過程においても、噴射ノズル４８を介して燃
料の確実な噴射がなお以然として行われうるよう
にするために、加速用混合気濃厚化装置３０が設
けられており、そのダイヤフラム３５は吸気マニ
ホルド１３内における圧力が急激に上昇したとき
に、室２９の室容積を減少させる方向で室２９側
へ押出され、その結果通気弁３１の球３２は弁座
３３上へ圧着されて該弁座を閉鎖し、短時間の
間、室２９内の、ひいてはまた搬送導管２７内の
圧力の上昇が生じ、定量された燃料を搬送導管２
７を介して吸気管区分１４へ搬送するための十分
な大きさの圧力差が生じる。通気弁３１の球３２
は軽量のプラスチツク球として製作するのが有利
であり、この場合、通気弁における圧力落差は、
空気量測定部材における圧力落差に対してできる
だけ小さくすることができ、かつまた弁流過横断
面はアイドリング運転時に働くスロツトルバルブ
のところを通るアイドリング用バイパスの流過横
断面に対してできるだけ大きくすることができ
る。

第３図及び第４図には、空気量測定部材３、燃
料定量弁１７及び搬送導管２７の区分１もしくは
内燃機関本体への配置形式が示されている。定量
された燃料量の搬送作用を改善するためにはやは
り、搬送導管２７にそのつど燃料個所に向かつて
連続的に下降する勾配を与えるのが有利である。

第５図に示されている燃料噴射装置の本発明の
一実施例では、先に説明した図におけるものと同
一の部分には共通の同じ符号が付されている。搬
送導管にほぼ0.5バールの常に同じ圧力差が確保
されているようにするために、搬送導管２７は、
燃料定量弁１７より上流側にある部分で、空気源
としては空気ポンプ５０及び空気差圧弁５２の第
１の室５１に接続している。室５１は弁座５３を
有し、これは第１の室５１を第２の室５４から隔
てるダイヤフラム５５により制御される。第２の
室５４内には、ダイヤフラム５５に空気差圧弁５
２の閉鎖方向ではね負荷を与えているばね５６が
配置されている。室５４は負圧導管５７を介して
吸気マニホルド１３にスロツトルバルブ５の下流
側で接続している。過度に大きな差圧力が生じた
ときに空気は空気差圧弁５２の不動の弁座５３を
介して大気中へ逃がされる。噴射ノズル４８に絞
り個所６０が配置されていることにより、燃料空
気混合気のさらに良好な混合調製が達成される。
空気源としての空気ポンプ５０の使用により、内
燃機関の全負荷運転時にも、搬送導管２７内に、
定量された燃料の搬送に十分な圧力落差がえられ
る。

第６図においてもやはり先に述べた図における
部分と同一の部分には共通の同じ符号が付されて
いる。第６図の実施例においてもやはり空気ポン
プ５０が空気源として働き、該空気ポンプの吐出
側は搬送導管２７の、燃料定量弁１７より上流側
にある部分に接続している。第５図の実施例に対
してしかし第６図の実施例では、空気ポンプ５０
の吸込側は負荷導管５７を介して吸気マニホルド
１３に、スロツトルバルブ５の下流側において、
接続しており、またアイドリング時の空気量は、
ねじ５８により流過横断面が調節可能のバイパス
５９により、規定される。この構成によれば、内
燃機関に供給される全空気量は空気量測定部材に
よつて測定され、空気量測定部材を迂回した空気
量が内燃機関へ供給されることはない。空気ポン
プはこの実施例では、可変の吸気管圧力に基づい
て働くが、しかしこのことは、燃料定量弁１７に
差圧弁４２が配置されていることに基づき、燃料
の定量にいかなる影響も与えない。

空気ポンプがモータで駆動される場合にも、搬
送導管内に生ぜしめられる空気圧力が過度に高く
ならないようにするため、圧力制御弁６１が空気
ポンプ５０に所属して配置されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の吸気管中に配置された空気
量測定部材を示す図、第２図は燃料噴射装置の略
示図、第３図及び第４図は吸気管における搬送導
管、燃料定量弁及び空気量測定部材の一配置形式
を示す図、第５図は燃料噴射装置の本発明の一実
施例の略示図、第６図は燃料噴射装置の本発明の
別の一実施例の略示図である。 １…区分、２…区分、３…空気量測定部材、４
…区分、５…スロツトルバルブ、７…支承軸、８
…減衰フラツプ、９…減衰区分、１０…室、１３
…吸気マニホルド、１４…区分、１５…シリン
ダ、１７…燃料定量弁、１８…ブツシユ、１９…
制御溝、２０…制御エツジ、２１…制御スリツ
ト、２２…モータ、２３…燃料ポンプ、２４…燃
料タンク、２５…燃料導管、２７…搬送導管、２
８…吸気弁、２９…室、３０…加速用混合気濃厚
化装置、３１…通気弁、３２…球、３３…弁座、
３４…ケージ、３５…ダイヤフラム、３６…室、
３７…圧縮ばね、３８…負圧導管、３９…ダイヤ
フラム、４０…室、４１…室、４２…差圧弁、４
３…導管、４４…導管、４５…ばね、４６…弁
座、４７…導管、４８…噴射ノズル、５０…空気
ポンプ、５１…室、５２…空気差圧弁、５３…弁
座、５４…室、５５…ダイヤフラム、５６…ば
ね、５７…負圧導管、５８…ねじ、５９…バイパ
ス、６０…絞り個所。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気管内へ燃料が連続的に噴射される混合気
   圧縮型火花点火式内燃機関用の燃料噴射装置であ
   つて、上記吸気管内に空気量測定部材並びに任意
   に操作可能のスロツトルバルブが順次後方に配置
   されており、かつ上記空気量測定部材が流通する
   空気量に相応して戻し力に抗して運動せしめら
   れ、この運動のさい、燃料導管内に配置されてい
   る、空気量に比例する燃料量を定量するための燃
   料定量弁の可動部分が変位せしめられ、これによ
   り定量された燃料が燃料定量部の下流側で搬送導
   管内へ供給され、かつ該搬送導管が一方において
   は内燃機関の各シリンダ吸気弁の直ぐ上流側で各
   吸気管内へ接続して開口しており、他方において
   は空気源に接続している形式のものにおいて、燃
   料導管２５が燃料定量弁１７の上流側で燃料ポン
   プ２３に接続しており、かつ燃料定量弁１７が、
   内燃機関の各シリンダ１５に個別的に所属してい
   るそれぞれ１つの燃料定量部１９，２０，２１を
   有しており、該燃料定量部が、各シリンダ１５に
   個別的に所属しているそれぞれ１つの搬送導管２
   ７内に接続し開口しており、かつ搬送導管２７
   の、燃料定量部１９，２０，２１より上流側にあ
   る部分が、空気源として役立つ空気ポンプ５０の
   吐出側に接続していることを特徴とする、燃料噴
   射装置。 ２ 燃料定量部１９，２０，２１における圧力差
   が差圧弁４２によつて一定に保持されており、該
   差圧弁の可動の弁部分３９の一方の側に、燃料定
   量部１９，２０，２１の上流側の燃料圧力が負荷
   され、他方の側に、燃料定量部１９，２０，２１
   に接続する搬送導管２７内の空気圧力が負荷され
   る、特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。 ３ 搬送導管２７の、燃料定量部１９，２０，２
   １より上流側にある部分が空気差圧弁５２の第１
   の室に接続しており、空気差圧弁５２の第１の室
   ５１が弁座５３を有しており、該弁座が第１の室
   ５１を第２の室５４から隔てる可動の部材５５に
   よつて開閉制御され、かつ第２の室５４が可動の
   部材５５にばね負荷を与えている圧縮ばね５６を
   有していると共に、スロツトルバルブ５の下流側
   の吸気管区分１３，１４に接続している、特許請
   求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。 ４ 空気ポンプ５０の吸込側がスロツトルバルブ
   ５の下流側の吸気管区分１３，１４に接続してい
   る、特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。 ５ 搬送導管２７が吸気管１４に向つて急勾配の
   落差を有するように配置されている、特許請求の
   範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の
   燃料噴射装置。