JPH021979B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料噴射装置に関し、特定的には内燃
エンジンにおける幾つかの作動パラメータに応答
する制御手段に制御されるソレノイドバルブを介
して、エンジンに計量された燃料を供給する燃料
噴射装置に関するものである。

自動車産業はここ数年にわたつて、自動車エン
ジンの燃費向上のため色々と研究してきたが、こ
うして実現された成果も行政による種々の基準か
らすればまだ不充分であるとみなされてきた。更
にこうした基準はエンジンの排気ガスによつて大
気中に放散される一酸化炭素CO、炭化水素HC及
び窒素酸化物NOxの最大許容量を規定する各種
の規制をも含んで今日に至つている。

例えば従来技術において、NOxの排出基準に
適合させるために排気ガス再循環方式が採用され
てきた。これは排気ガスの少なくとも一部をシリ
ンダー燃焼室に再導入することによつて、この燃
焼室内の燃焼温度を下げ、結果としてNOxの生
成を減少させようとする方式である。

別の従来技術によれば、そのままでは大気中に
漏出してしまうブローバイガスをエンジン燃焼室
に導入して再焼焼させるクランクケース再循環手
段を使用している。

また別の従来技術では、（燃料に関して）比較
的過濃な空燃混合気を計量してエンジン燃焼室に
供給し、それにより燃焼室内におけるNOxの生
成を減少させる燃料計量手段を使用している。し
かしこの様な過濃な空燃混合気を燃焼させること
により、実質的に排気ガス中のCO及びHCの量が
増加するので、空気ポンプによつてこの排気ガス
中に空気を送り込み、排気ガスが大気中に放出さ
れる前にCO及びHCを十分に酸化させることが必
要となる。

更にまた別の従来技術によれば、NOxの生成
を減少させる手段としてエンジンの点火時期を遅
らせる方法がとられてきた。また、エンジン圧縮
比を比較的小さくしてエンジン燃焼室内の燃焼温
度を低くして、その結果、NOxの生成を減少さ
せることも試みられている。これに関連して、２
段式触媒方式として知られている方法も用いられ
ている。即ち、前段の還元触媒はエンジンのすぐ
後に配置して、その中に排気ガスを通過させ、一
方、後段の酸化触媒は前段の還元触媒より下流側
に配置して、その中に排気ガスを通過させる。過
濃な空燃混合気に含まれる比較的高濃度のCOが
前段の還元触媒でNOxの還元剤として用いられ、
前段の還元触媒と後段の酸化触媒との間にある空
気ポンプにより供給された過給空気が後段の酸化
触媒における酸化剤として用いられる。しかし、
この触媒方式は導管を追加して用いる必要があ
り、また空気ポンプや別途触媒層が必要となる点
で比較的コスト高になる等の問題点がある。更
に、この方式においては、酸化触媒層でアンモニ
アが生成される傾向があり、これが更にNOxに
変化する可能性がある。

更に、別の従来技術において、通常採用されて
いる比較的単純な気化装置ではなく、燃料計量噴
射手段を用いて、大気圧以上の圧力で、個々の噴
射ノズルからピストン型内燃エンジンの各シリン
ダーに直接燃料を噴射する方式が用いられてい
る。しかしながら、この燃料の噴射装置は複雑さ
からコスト高であるばかりでなく、燃料の計量範
囲が限られるという点で、あまり良い結果が得ら
れない。概して、燃料の計量範囲の一端でかなり
正確な計量がなされる燃料噴射装置では同じ範囲
のうち反対側では、あまり正確ではない。また燃
料の計量範囲の中央で正確な計量がなされる燃料
噴射装置では同じ範囲の両端で正確な計量がなさ
れない。この様な従来の燃料噴射装置の計量特性
を変えるためにフイードバツク手段を用いても、
噴射ノズルの有効口径やバルブ部材の相対運動量
やその慣性、及びノズル「クラツキング」圧（ノ
ズルが開いているときの圧力）などの要因とから
んで、不正確な計量の問題を解決することはでき
ない。また明らかに計量される燃料流量が少ない
ほど、これらの要因の影響は大きくなる。

NOxに関し、今後予想される更に厳しい排出
規準値に対して、これを克服するため排出ガスの
流れの内に、単一層の「スリーウエイ」触媒を用
いることが提案されている。一般的に「スリーウ
エイ」触媒は単一触媒か混合触媒であつて、HC
及びCOの酸化とNOxの還元に対して触媒作用を
行なう。しかしながら、この「スリーウエイ」触
媒方式の問題点は、もし計量燃料が（燃料に関
し）過濃な場合、NOxは有効に還元されるがCO
の酸化が不完全であり、またもし計量燃料が過薄
な場合、COは有効に酸化されるがNOxの還元は
不完全であるという点である。更に、この「スリ
ーウエイ」触媒方式を良好に機能させるために
は、エンジンに燃料を供給する燃料計量供給手段
の燃料計量作用をかなり正確に制御する必要があ
る。前記した各シリンダーへの直接燃料噴射方式
は各燃焼室にノズルがあつて、選ばれたエンジン
作動条件及びパラメータに応答するフイードバツ
ク手段によつて燃料噴射手段の燃料計量特性を連
続的に変える様にしても、この燃料噴射方式では
前記した計量不正確等の理由によつて、満足する
成果を得るに到つていない。

更に、これまで提案されてきた先行技術として
は排気ガスに含有される特定の成分ガスの存在に
応答すべきフイードバツク手段を有するキヤブレ
ータ型の燃料計量手段が用いられている。このフ
イードバツク手段はキヤブレターのメイン燃料計
量装置のメイン計量ロツドの動作を修正する様に
なつている。しかしながら、いろいろな試験の結
果、このキヤブレターとフイードバツク手段を用
いた先行技術の装置では、エンジンに正確に計量
された燃料を供給できず、そのため例えば前記の
予想されるガスの排出基準に適合することは困難
であるだろう。

本発明の目的はこの様な先行技術の問題点を解
決するために、電気ソレノイド式の燃料計量バル
ブを備え、このソレノイドバルブを内燃エンジン
におけるいくつかの作動パラメータに応答する制
御手段によつてデユーテイサイクル的に作動させ
ることを前提とし、さらに改良を加えて正確な燃
料計量のもとに、十分に霧化された空燃混合気の
噴射を達成する燃料噴射装置を提供することであ
る。

本発明は燃料噴射装置は、上記の目的達成のた
め、次のように構成される。すなわち、装置のボ
デー内には、主吸気流量を可変制御するソレノイ
ドバルブを有する吸気通路と、バルブチヤンバの
入口を外部の燃料ポンプに接続された燃料計量ソ
レノイドバルブアセンブリと、バルブチヤンバの
出口に計量燃料オリフイスを介して接続され吸気
通路に連通される計量燃料通路と、一端に大気吸
入口があり他端を計量燃料通路内の上端部位に開
口するアイドリング時の補助空気導管とを有し、
特に前記燃料計量ソレノイドバルブアセンブリは
デユーテイサイクル型で、前記バルブチヤンバ内
に位置するバルブ部材７４を先端に有するアーマ
チヤとソレノイドコイルとアーマチヤを付勢する
ばねとを含み、さらに吸気通路内でスロツトルバ
ルブの下流域には吸気通路の周壁との間に環状空
間部を限定しかつこの空間部を吸気通路内に通ず
るほぼ半径方向の複数の吐出ポートを有する霧化
燃料噴射のための環状部材が取りつけられ、前記
計量燃料通路はこの環状空間部の一部に開口され
かつこの開口部位に隣接する通路内に、通過流体
を音速流とするように口径を狭められた音速ベン
チユリを有し、またこの音速流を助長するため前
記バルブチヤンバ内の未計量燃料の圧力を大気圧
以上の所定圧力に保つために導管によつてバルブ
チヤンバに接続される圧力調整器がボデーに付設
されて成る。

かくて、本発明の燃料噴射装置は、燃料計量ソ
レノイドバルブアセンブリのソレノイドコイルが
液体燃料の計量に際し、間欠的に励磁されること
によつて、アーマチヤとバルブ部材とがばねに抗
して受動し、このとき維持されるバルブ部材の開
度によつて前記計量燃料オリフイスを通る燃料を
平均的に計量し、この計量された燃料がエンジン
作動状態に応じて補助空気導管より吸引される空
気と混じ、音速ベンチユリを通つて霧化し、環状
空間部を経て複数の吐出ポートから吸気通路の下
流部に分散噴射される。

本発明はこのようにして、デユーテイサイクル
型ソレノイドバルブを用いて液体燃料を正確に計
量し、その計量された燃料をエンジン作動条件に
よつては補助空気と混合しつつベンチユリに圧入
して音速で通過させ、十分に霧化した空燃混合気
を主吸気通路内にほぼ全円周から一様に噴射さ
せ、エンジン内での良好な燃焼をもたらすもので
ある。

次に本発明の一実施例を図面を参照して更に詳
細に説明する。

第１図には燃料噴射装置１０が示されている。
装置１０は、ボデー１２を有し、ボデー１２の片
側には、吸気通路１４が設けられ、この吸気通路
１４の中にはスロツトルバルブ１６が回転可能な
スロツトルシヤフト１８により取付けられ、バル
ブ１６によつて吸気通路１４を通つて、インテー
クマニホールド２２を経てエンジン２０へ流入す
る空気量が規制される。所望により、適当なエア
クリーナが２４で断片的に示される様に吸気通路
１４の入口を囲んで配設されても良い。スロツト
ルバルブ１６は連結・伝達手段２６を介して、通
常、自動車の運転席にあるスロツトルペダル（レ
バー）２８等の適当なスロツトル制御手段に連結
されている。

燃料は例えば自動車用の燃料タンク３０のよう
な燃料供給源から燃料ポンプ３２に供給され、つ
づいてこの燃料ポンプは未計量燃料を導管３４を
介してバルブチヤンバ３８に通じる導管３６に給
送する。更にこのチヤンバ３８は圧力調整器４２
に通じる導管４０と連通している。圧力調整器４
２はボデー１２及びカツプ状カバー部材４６の中
に形成される上下のチヤンバ部４４，５８を有す
る。屈曲性のダイヤフラム４８が対向するダイヤ
フラム背板５４，５６を介して弁部材５２の弁棒
５０に作動的に固定されており、ボデー１２とカ
バー４６の境界部分に保持され、それによつて可
変で別々のチヤンバ部４４，５８が形成される。
チヤンバ部５８は通気口６０を介して大気中に開
口している。他方のチヤンバ部４４において弁座
（オリフイス）６２は弁部材５２と協働して、そ
れらの間の燃料の流路を制御するとともに、出口
の通路６４と燃料戻り導管６６への燃料の流量を
制御する。この燃料戻り導管６６は余分の燃料を
燃料タンク３０に戻す。チヤンバ部５８内に配設
されたばね６８はダイヤフラム４８と作動的に係
合し、弁座６２に対して弁部材５２を閉鎖するよ
うに弾性的に押圧する。

未計量燃料は10.0psi（0.7Kg／cm²）より若干大き
い圧力で導管３６とチヤンバ３８に供給される。
導管４０がこの圧力をチヤンバ部４４に伝え、こ
の圧力によりダイヤフラム４８及びばね６８が作
動して、弁部材５２が開き、燃料と圧力の幾らか
が吐出され、未計量燃料の圧力がほぼ10.0psiに
維持される。

バルブチヤンバ３８は、計量燃料オリフイス７
２を介して計量燃料通路７０と連通するように配
置されている。計量バルブ部材７４は、チヤンバ
３８内の弁座面７６に対し、着座するように形成
され、それにより燃料の流れはバルブチヤンバ３
８からオリフイス７２を介して通路７０に通ず
る。通路７０はその下流端にベンチユリ７８を有
する。このベンチユリは本体８０を通路７０内に
挿入するように形成され、本体８０を通してベン
チユリ通路８２を有する。通路８２は中間のベン
チユリスロートに通じる集束する入口部分（上流
側の壁面部）８４と、このベンチユリスロートか
ら拡散して下流方向に延びている出口部分（下流
側の壁面部）８６とを有する。大気源に通ずる吸
気口９０を有する導管８８は、ベンチユリ７８の
上流側でかつ計量燃料オリフイス７２の下流側に
ある部分において、計量燃料通路７０に通ずる他
端部を有する。

主吸気通路１４の下流端において、ボデー１２
内の環状凹部９２の中に燃料を噴射させる環状
（リング状）部材９４が気密に収容され、この環
状部材９４は上流側の環状集束部９６と下流側の
環状拡散部９８とを有する。環状部材９４の集束
部９６及び拡散部９８は環状凹部９２と協働し
て、その中に環状空間部１００を形成する。この
環状空間部はその一部に開口したベンチユリ通路
８２を介して計量燃料通路７０に連通している。
複数の吐出ポート（オリフイス）１０２が環状部
材９４の周囲全体にわたつて一定間隔をもつて貫
設されている。なお、この吐出ポート１０２は、
下流側の環状拡散部９８に形成されるのが望まし
いが、上流側の環状集束部９６と下流側の環状拡
散部９８との境界部に形成されてもよい。

次にバルブ部材７４を高い頻度で往復動可能な
計量バルブアセンブリ１０４について説明する。
この計量バルブアセンブリ１０４は、スプール状
ボビン１０６を有し、その中に形成された内部通
路１０８にはアーマチヤ１１０、バルブ部材７４
とばね１１２を有し、ばね１１２がバルブ部材７
４を図示左方に付勢し、弁座面７６に圧着させて
オリフイス７２とバルブチヤンバ３８との連通を
阻止している。ソレノイドコイル１１４はボビン
１０６の周囲に配設され、両端に端子を有し、各
端子は導線１１６，１１８に接続され、各導線
は、適当な密閉手段１２０を貫通し、制御手段１
２２に接続されている。本発明では燃料計量手段
を持定しないが、望ましい実施例では計量バルブ
アセンブリ１０４はパルス型（duty cycle型）で
あつてソレノイドコイル１１４は、適切な制御手
段の出力パルスを受けて間欠的に励磁され、それ
によつてこの励磁の間、アーマチヤ１１０と計量
バルブ部材７４は、バルブ出口のオリフイス７２
と弁座面７６から離れる方向へ動く。明らかな様
に、この様なパルス型計量ソレノイドアセンブリ
において、バルブオリフイス７２への燃料供給の
有効開口面積はソレノイドコイル１１４の励磁の
回数及び／又はその接続時間を制御することによ
り、可変的かつ制御可能に高精度に決定される。

制御手段１２２は、例えば適当な電子式ロジカ
ル制御・出力手段からなり、その手段は１個以上
のパラメータ型入力信号を受信しそれに応答して
出力を発生する。例えば第１図に略示したように
エンジン温度応答性トランスデユーサ１２４は伝
達手段１２６を介してエンジン温度を指示する信
号を制御手段１２２に供給する。酸素センサ１３
０は排気管１３２内の排気ガスの酸素含有率を検
知し、その信号を伝達手段１３４を介して、制御
手段１２２に供給する。エンジン回転数応答性ト
ランスデユーサ１３６は、エンジン回転数を指示
する信号を伝達手段１３８を介して制御手段１２
２に供給する。その間エンジン負荷は、スロツト
ルバルブ１６の位置によつて決まるが、その信号
を伝達手段１４０を介して制御手段１２２に供給
する。電源１４２とスイツチ１４４は導線１４
６，１４８によ制御手段１２２に電気的に接続さ
れている。

次に本発明の作用を説明する。

本実施例に開示された装置において、燃料は燃
料ポンプ３２によつて加圧され、導管３６及びバ
ルブチヤンバ３８に供給される。なお、その圧力
は圧力調整器４２により調整される。そしてこの
定圧の燃料はバルブチヤンバ３８からオリフイス
７２への有効開口面積に相関して計量され、そこ
からこの計量された燃料は通路７０及びベンチユ
リ７８を通つて、環状空間１００に送られ、最終
的に複数の吐出ポート１０２から下流域の吸気通
路１３へ噴射されてエンジン２０に送られる。本
例では燃料の流量は、バルブ部材７４が任意のサ
イクル時間すなわち経過時間において、弁座面７
６から離れている時間に比較してバルブ部材７４
が弁座面７６に近づき着座している時間の割合
（相応対パーセント）によつて決められる。この
流量は制御手段１２２からソレノイドコイル１１
４への出力に依存し、さらにその出力は制御手段
１２２によつて受信される種々のパラメータ信号
に依存している。例えばもし排気管に設けた酸素
センサ、トランスデユーサ１３０が、エンジンに
更に燃料の濃い吸気が供給される必要があること
を検知し、それに対応する信号を制御手段１２２
に伝達すると、制御手段１２２は計量バルブ部材
７４の開弁時間の割合を増加させて、吸気中に供
給される計量燃料の流量が必要量まで増加する様
に制御する。

本発明では燃料計量手段の特定な形態、さらに
この様な燃料計量手段への特定な制御系を特に限
定するものではないが、何らかの手段によつて制
御手段１２２にエンジン作動状態及び／又は外気
条件の種々の選択されたパラメータ及び／又は因
子が供給されると、制御手段１２２は、それらの
形態や条件によつて生じた信号に応答すると共
に、ソレノイドコイル１１４の適当な励磁及び消
磁を行なわせ、（それに対応して計量バルブ部材
７４が動き）、次いでエンジンに供給する計量燃
料の流量を適正に決定することが可能である。

従来の技術では、主吸気通路に十分に霧化され
た燃料を噴出させるために燃料計量手段の上流側
と下流側にかなりの高圧をかけて燃料を吸気通路
まで送り出す方式がとられていたがこの方式で
は、圧力の維持や補助空気吸入などの点で問題が
生じた。

本発明によればバルブチヤンバ３８内の未計量
燃料圧力が10.0psi（0.7Kg／cm²）の程度であつても
（なお従来技術では40.0psi（2.8Kg／cm²）の程度で
あつた。）非常に良好な燃料霧化特性が得られる
ことがわかつた。本発明によれば、全計量燃料が
高速で空気と混流され、混合、霧化され、つづい
てエンジン吸気通路に全周的に分散されて噴射さ
れる。

すなわち、更に詳細に説明すれば、スロツトル
バルブ１６が閉止しているときアイドリング運転
を維持するに要する全空気量が補助空気導管８８
を通つて供給される。図示の如く、このときの流
れの回路は導管８８の吸気口９０、導管８８、通
路７０、ベンチユリ通路８２、環状空間１００、
吐出ポート１０２、及びインテークマニホールド
吸気通路１３によつて示される。これによりアイ
ドリング時に必要なエンジン２０への全空気量が
与えられる。ベンチユリ７８の大きさはアイドリ
ング時においてベンチユリ通路８２を通る流れが
音速流となるように設定される。バルブ部材７４
の開度により計量され、通路７０に噴出された燃
料は、ベンチユリ７８の集束状の入口８４に向か
つて流れるときに側方より流入する空気と混合さ
れ、ベンチユリスロート内で音速まで加速され
る。混合気が音速まで加速され、ベンチユリ７８
の拡散部８６に導入されるとこの空燃混合気内の
燃料は霧化される。霧化された空燃混合気は環状
空間部１００に入り、吸気通路１４の全周にわた
り、環状部材９４に設けた吐出ポート１０２を介
して、エンジン２０の吸気通路１３に噴出され
る。本発明の好ましい実施例では、ベンチユリ７
８はアイドリング時において前記の音速流を提供
するだけでなく、アイドリング時以外のエンジン
のほとんど全ての作動状態においても、少なくと
も音速に近い高速流を提供するものである。これ
らの作用はバルブチヤンバ３８内が常に加圧状態
に維持されているためである。

さらにエンジンに動力が必要なときは、スロツ
トルバルブ１６が適度な開度まで開かれ、エンジ
ンに関する各種パラメータ検知手段が制御手段１
２２への入力信号を発生し、その結果、燃料計量
バルブアセンブリ１０４が通路７０への計量燃料
流量を制御手段１２２の指令に応じて増加させ、
最終的にエンジン２０への燃料流量が増加する。

もちろん、冷間アイドリング時にもスロツトル
バルブを若干開くために適当な温度感知手段が設
けられ、冷間アイドリングを保ち、運転状態を常
に円滑にするよう補足される。

第２図は第１図の実施例をブロツク線図で示し
たものであつて、本例では前記の制御手段は電子
制御ユニツトであるとみなされ、この制御手段へ
のエンジン状態に関連する入力を発生させるよう
に企図された各操作パラメータ検知手段が示され
ている。第２図の部材の番号は第１図の対応する
部材の番号に添字ａに付して示されている。

第２図において、電子制御（ロジツク）手段１
２２ａは、エンジン作動時の各パラメータ及び外
的条件の選ばれた因子に応じてこれを指示する入
力信号をそれぞれの適当なトランスデユーサを通
して受信する。例えば電子制御手段１２２ａは伝
達手段（導線）１４０ａによつてスロツトルバル
ブ１６ａの位置を指示する入力信号を受信し、伝
達手段１３８ａによつてエンジン回転数を指示す
る入力信号を受信し、伝達手段１５０によつてイ
ンテークマニホールド２２の絶対圧を指示する入
力信号を受信し、伝達手段１５２によつて吸気通
路入口の空気温度を指示する入力信号を受信し、
伝達手段１２６ａによつてエンジン２０ａの冷却
装置の温度を指示する入力信号を受信し、伝達手
段１５６によつて排気中の触媒１５４の温度を指
示する入力信号を受信し、さらに伝達手段１３４
ａによつて排気ガス中の酸素（あるいは他の監視
すべき成分ガス）の含有率を指示する入力信号を
受信する。

第１図も考慮すれば第２図において、電子制御
手段１２２ａは各種入力信号を受信すると、これ
らを統合して導線１１６ａ，１１８ａに対して一
つの出力信号を発生し、それによつて燃料計量バ
ルブアセンブリ１０４ａのソレノイドが励磁され
る（この点についてはさらに詳しく後述する。）。
もし運転者がペダル２８ａ及び連結・伝動手段２
６ａによつてスロツトルバルブ１６ａを開くと、
その新しい位置を支持する信号が電子制御手段１
２２ａに伝達され、かつこれに応じた空気流１５
８が吸気通路１４ａに付加され、環状ノズル部材
９４から噴射された空燃混合気と更に混合し合
う。

空燃混合気はインテークマニホールド２２を通
つてエンジン２０ａに導入され、そこで点火、燃
焼され、排気ガスとして排出される。酸素センサ
１３０ａは排気ガスをモニターし、それに応じた
トランスデユーサからの信号を伝達手段１３４ａ
を介して送り、排気ガス中の燃料が過濃か、過薄
か、適正な混合比であるかを電子制御手段１２２
ａに指示する。電子制御手段は酸素センサ１３０
ａから受信した信号によつて、燃料計量バルブア
センブリ１０４ａへの出力パルスを前と同じ振動
回数で続けるか、あるいは適正なパルス回数に変
え、計量燃料流量を変えるかを指示する出力信号
を、導線１１６ａ，１１８ａに供給する。通常、
電子制御手段１２２ａに入力された信号が単一で
あつても、複数であつても、電子制御手段によつ
て入力信号に基づく適正な出力信号が燃料計量バ
ルブアセンブリ１０４ａに供給される。

第２図において、燃料タンク３０ａは電動燃料
ポンプ３２ａの入口に燃料を供給し（実際は、ポ
ンプは燃料タンク３０ａの内部に配設されてもよ
い）、このポンプは計量バルブアセンブリ１０４
ａに並設された適当な圧力調整器４２ａにも未計
量の燃料を供給する。余分な燃料は戻り導管６６
ａによつて燃料ポンプ３２ａの入口か、図示の様
に燃料タンク３０ａに戻される。従つてポンプ３
２ａによつて送り出される未計量の燃料は常に調
整された一定圧力で導管３６によつて計量燃料オ
リフイス７２の上流側のチヤンバ３８に送られ
る。燃料計量オリフイス７２への燃料放出はオリ
フイス７２に協働するバルブ部材７４によつて行
なわれる。

実際問題として、ある燃料計量作用は燃料スケ
ジユールとしてオープンループ状に行なわれる。
燃料スケジユールは電子制御手段１２２ａに入力
される１種以上の信号の関数である。例えば、加
速時の燃料はスロツトルバルブ１６ａの位置及び
その位置変化率の関数として燃料計量バルブアセ
ンブリ１０４ａによつて計量されかつ供給され
る。一方エンジン始動時及び冷間エンジン作動時
の燃料計量スケジユールは、エンジン温度、エン
ジン回転数、及びインテークマニホールド圧力の
関数であり、これらの関係は予め設定されるもの
である。

更に、このように計量燃料流をオープンループ
状にスケジユールする方式は触媒コンバータのウ
オームアツプの際に、スロツトル全開状態でかつ
他の必要な条件下において最大エンジン出力を生
じさせるために用いることができる。

本発明は、電気ソレノイド式の燃料計量バルブ
を備え、このソレノイドバルブを内燃エンジンに
おけるいくつかの作動パラメータに応答する制御
手段によつてデユーテイサイクル的に作動させる
ことを前提とした燃料噴射装置において、計量バ
ルブのバルブチヤンバ内の未計量燃料の圧力を、
同チヤンバに連絡して圧力調整器を設けたことに
よつて、大気圧以上の所定圧力に保ち、この定圧
下に燃料計量ソレノイドバルブアセンブリの電気
ソレノイドを上記制御手段によつてデユーテイサ
イクル的に高頻度に励磁可能としたので、これに
受働するバルブ部材はその弁座面に対し、各時期
のエンジン作動条件に適合する平均的な開度を保
ち、従つて所要の燃料の流量が極めて適正とな
る。

次に本発明においては、この計量された燃料を
メーンの吸気通路に送るための計量燃料通路の下
流端部にベンチユリを取付け、その口径を通過流
体の流速がほぼ音速に達するように狭めたので、
大気圧以上の圧力を持つてこの通路に噴出された
燃料は、同ベンチユリの上流部位でこの通路に開
口された補助空気導管を通じて吸入される若干の
空気と混じてベンチユリを通過し、その際、ベン
チユリの拡散部で十分に霧化される。さらにこの
計量燃料通路の下流端は、メーン吸気通路内のス
ロツトルバルブの下流域において環状部材によつ
て通路周壁との間に限定された環状空間部に開口
し、かつこの環状部材がその全周に複数の吐出ポ
ートを有するので、前記ベンチユリを通過して十
分に混合された空燃混合気は、これらの吐出ポー
トからメーン吸気通路内へかなりの圧差を以つ分
散噴射される。

すなわち本発明は比較的簡単な構成のもとに、
エンジンの種々の作動条件に適合された正確な量
の燃料を含む空燃混合気を常にエンジンに供給す
ることができる。しかも本発明においてはベンチ
ユリを設けたので、未計量燃料の圧力が比較的低
くても十分な霧化、混合効果が得られ、また実施
例で明らかなように、ベンチユリ、吸気通路内の
環状部材及び圧力調整器はいずれも取替が容易に
配設されているので、各種のエンジンに最適のも
のに差替えることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射装置の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図の燃料噴射装置に適用
される燃料計量システムのブロツク線図である。 １０……燃料噴射装置、１２……ボデー、１４
……吸気通路、１６……スロツトルバルブ、３
６，４０……未計量燃料導管、３８……バルブチ
ヤンバ、４２……圧力調整器、４８……ダイヤフ
ラム、７０……計量燃料通路、７２……計量燃料
オリフイス、７４……計量バルブ部材、７６……
弁座面、７８……音速ベンチユリ、８２……ベン
チユリ通路、８４……集束部、８６……拡散部、
８８……補助空気導管、９０……大気吸入口、９
２……環状凹部、９４……環状部材、９６……環
状集束部、９８……環状拡散部、１００……環状
空間部、１０２……吐出ポート、１０４……燃料
計量ソレノイドバルブアセンブリ、１１０……ア
ーマチヤ、１１２……ばね、１１４……ソレノイ
ドコイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃エンジンにおけるいくつかの作動パラメ
   ータに応答する制御手段に制御されるソレノイド
   バルブを介して、エンジンに計量された燃料を供
   給する燃料噴射装置であつて、ボデー１２内に
   は、主吸気流量を可変制御するスロツトルバルブ
   １６を有する吸気通路１４と、バルブチヤンバ３
   ８の入口を外部の燃料ポンプに接続された燃料計
   量ソレノイドバルブアセンブリ１０４と、バルブ
   チヤンバ３８の出口に計量燃料オリフイス７２を
   介して接続され吸気通路１４に連通される計量燃
   料通路７０と、一端に大気吸入口９０があり他端
   を計量燃料通路７０内の上端部位に開口するアイ
   ドリング時の補助空気導管８８とを有し、特に前
   記燃料計量ソレノイドバルブアセンブリ１０４は
   デユーテイサイクル型で、前記バルブチヤンバ３
   ８内に位置するバルブ部材７４を先端に有するア
   ーマチヤ１１０とソレノイドコイル１１４とアー
   マチヤを付勢するばね１１２とを含み、さらに吸
   気通路１４内でスロツトルバルブ１６の下流域に
   は吸気通路の周壁との間に環状空間部１００を限
   定しかつこの空間部を吸気通路内に通ずるほぼ半
   径方向の複数の吐出ポート１０２を有する霧化燃
   料噴射のための環状部材９４が取付けられ、前記
   計量燃料通路７０はこの環状空間部１００の一部
   に開口されかつこの開口部位に隣接する通路７０
   内に、通過流体を音速流とするように口径を狭め
   られた音速ベンチユリ７８を有し、またこの音速
   流を助長するため前記バルブチヤンバ３８内の未
   計量燃料の圧力を大気圧以上の所定圧力に保つた
   めに導管４０によつてバルブチヤンバ３８に接続
   される圧力調整器４２がボデー１２に付設されて
   成り、前記燃料計量ソレノイドバルブアセンブリ
   １０４のソレノイドコイル１１４が液体燃料の計
   量に際し、間欠的に励磁されることによつて、ア
   ーマチヤ１１０とバルブ部材７４とがばね１１２
   に抗して受動し、このとき維持されるバルブ部材
   ７４の開度によつて前記計量燃料オリフイス７２
   を通る燃料を平均的に計量し、この計量された燃
   料がエンジン作動状態に応じて補助空気導管８８
   より吸引される空気と混じ、音速ベンチユリ７８
   を通つて霧化し、環状空間部１００を経て複数の
   吐出ポート１０２から吸気通路１４の下流部に分
   散噴射されることを特徴とする燃料噴射装置。 ２ 前記音速ベンチユリ７８がその上流側に位置
   する集束部とその下流側に位置する拡散部とから
   なり、この拡散部が音速ベンチユリ７８の下流側
   端部を有し、この下流側端部が前記計量燃料通路
   ７０内で前記環状空間部１００に隣接した部位に
   位置されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の燃料噴射装置。 ３ 前記環状部材９４は、半径方向に狭まる環状
   の集束部９６を上流側とし、半径方向に拡がる環
   状の拡散部９８を下流側として一体に構成され、
   その両端縁を以て吸気通路１４の下流端の周壁に
   形成された環状凹部９２に嵌着され、前記吐出ポ
   ート１０２を集束部９６と拡散部９８とが連接す
   る部位を含む拡散部９８側において、周方向ほぼ
   等間隔に配設していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の燃料噴射装置。 ４ 前記圧力調整器４２は、カツプ状カバー部材
   ４６をボデー１２の外面に取付け、その内部に周
   縁を挟着されたダイヤフラム４８を有し、カバー
   側のチヤンバ５８は大気に通じかつダイヤフラム
   ４８を押圧するばね６８を収容しており、ボデイ
   側のチヤンバ４４は導管４０によつて前記バルブ
   チヤンバ３８に通じるとともにダイヤフラム４８
   の中央部から突設された弁部材５２を収容してお
   り、この弁部材５２がボデー１２に設けた弁座６
   ２と協動して弁座のオリフイスに続く導管６６へ
   所定圧力以上の未計量燃料を放流するように構成
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の燃料噴射装置。