JPH04101059A

JPH04101059A - アシストエア式フューエルインジェクタ

Info

Publication number: JPH04101059A
Application number: JP21404490A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sakurai; 桜井　治; Chikashi Inasaka; 稲坂　史
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1992-04-02

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、例えば自動車の４バルブエンジン等に好適に
用いられ、過給アシストエアによって噴射燃料の微粒化
を促進できるようにしたアシストエア式フューエルイン
ジェクタに関する。

〔従来の技術〕

一般に、４バルブエンジン等ではエンジンの１気筒に対
し、例えば２個の吸気弁と２個の排気弁とをそれぞれシ
リンダヘッドに設けるようにしている。

そこで、第４図および第５図にこの種の従来技術による
４バルブエンジン用燃料噴射装置を示す。

図において、１はエンジン本体（多気筒エンジンのうち
１気筒に対応する部分のみを図示）を示し、該エンジン
本体ｌにはシリンダ（図示せず）上にシリンダヘッドＩ
Ａが搭載され、該シリンダヘッドＩＡ内には、シリンダ
内と連通ずるそれぞれ２個ずつの吸気ボート、排気ボー
ト（いずれも図示せず）と、各吸気ボートを開閉する２
個の吸気弁２，２と、各排気ボートを開閉する２個の排
気弁３，３とが設けられている。

４は吸気マニホールド等からなる吸気管を示し、該吸気
管４の先端側には、例えば２本の分岐管４Ａ、４Ａが設
けられ、該各分岐管４Ａの先端はシリンダヘッドＩＡの
各吸気ボートに接続されている。そして、該吸気管４に
は各分岐管４Ａと反対側の部位にインジェクタ取付部４
Ｂ（以下、取付部４Ｂという）が設けられ、該取付部４
Ｂには後述のフューエルインジェクタ６が取付けられて
いる。また、該吸気管４の途中にはスロットルバルブ（
図示せず）が設けられ、シリンダ内へと吸込まれる吸入
空気量をアクセルペダル（図示せず）の踏込み量に応じ
て調整している。また、５はシリンダヘッドＩＡの排気
ボートに接続された排気マニホールド等からなる排気管
を示している。

６は吸気管４の取付部４Ｂに固定部材７等を介して取付
けられた燃料噴射弁としてのフューエルインジェクタを
示し、該フューエルインジェクタ６は、電磁アクチュエ
ータ等を内蔵したインジェクタ本体６Ａと、該インジェ
クタ本体６Ａの先端側に設けられたバルブボディ６Ｂと
、前記電磁アクチュエータによって作動され、該バルブ
ボディ６Ｂの噴射口６Ｃを開閉するニードル弁等からな
る弁体６Ｄ（第５図参照）とからなり、該弁体６Ｄの突
出端にはビントル６Ｅが一体形成されている。そして、
該フューエルインジェクタ６は燃料ポンプ（図示せず）
から圧送供給された燃料を噴射口６Ｃから噴射させるよ
うになっている。

このように構成される従来技術では、インジェクタ本体
６Ａ内の電磁アクチュエータに外部から噴射パルスを印
加すると、この電磁アクチュエータにより弁体６Ｄが第
５図に示す如（開弁され、バルブボディ６Ｂの噴射口６
Ｃから各分岐管４Ａ内へと燃料が噴射供給される。この
場合、弁体６Ｄの先端にはビントル６Ｅが設けられてい
るから、噴射口６Ｃからの燃料はビントル６Ｅに衝突し
、微小な粒子状に噴霧化されて図示の如く噴出する。そ
して、この噴射燃料は吸気管４内の吸入空気と混合しつ
つ、混合気となってエンジン本体１のシリンダ内へと吸
込まれ、このシリンダ内で燃焼した後に、排気ガスとな
って排気管５から順次外部に排出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、上述した従来技術では、噴射口６Ｃからの噴射
燃料をビントル６Ｅに衝突させて噴霧化しているに過ぎ
ず、噴射燃料の多くが吸気管４の壁面４０等に付着して
、液状の壁膜流となり、燃焼効率が低下すると共に排気
ガス中のＨＣ濃度が濃くなるという欠点がある。

また、第６図に示す如（、バルブボディ６Ｂの先端にセ
パレータ８を取付け、該セパレータ８に穿設した２個の
噴出孔８Ａ、８Ａから噴射燃料を２方向に分割して噴出
させ、噴射燃料が吸気管４の壁面４Ｃに付着するのを防
止するようにした他の従来技術も知られている。しかし
、この場合にはセパレータ８の各噴出孔８Ａから燃料が
液状に噴出されるため、燃料の霧化、混合性が悪い上に
、この噴出燃料は吸気弁２の弁体等に付着して液膜を形
成し、該吸気弁２の開弁時に大きな粒径状態でシリンダ
内に吸込まれ、シリンダ壁面に厚い液膜となって付着し
てしまい、シリンダ内での消炎領域が増加し、排気ガス
中のＦｉＣ濃度が濃くなるという欠点がある。

さらに、別の従来技術として、噴射燃料に向は過給アシ
ストエアを供給することにより噴射燃料の微粒化を促進
するようにしたアシストエア式）ューエルインジエクタ
も知られている。しかし、この種のアシストエア式フュ
ーエルインジェクタはあくまでも噴射燃料を微粒化して
いるに過ぎず例工ば４バルブエンジン等に用いた場合に
噴射燃料を２方向に分割できないから、−度微粒化され
た燃料が第４図に示す吸気管４の壁面４０等に付着して
滞留することがあり、これによって液状の壁膜流が形成
されるという欠点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は噴射燃料を微粒化しつつ、２分割することに
よって壁膜流の発生を効果的に防止でき、例えば４バル
ブエンジン等の燃焼効率や排気ガス特性を向上できる上
に、全体をコンパクトに形成でき、小型軽量化を図りつ
るようにしたアシストエア式フューエルインジェクタを
提供することをを目的としている。

〔課題を解決するための手段Ｊ上述した課題を解決するために本発明は、外部から燃料
が供給されるインジェクタ本体と、該インジェクタ本体
の先端側に設けられ、該インジェクタ本体内の燃料を噴
射口から噴射させるバルブボディと、該バルブボディの
噴射口を開、閉すべく、前記インジェクタ本体内に設け
たアクチュエータにより駆動され漬弁体と、前記バルブ
ボディとの間にエア室を画成すべく該バルブボディの外
側に設けられ、外部から前記エア室内に過給アシストエ
アな導入するエア導入口が形成された有底筒状のカバー
と、該カバーの底部中央に形成され、前記バルブボディ
の噴射口から噴射された燃料を前記エア室内の過給アシ
ストエアと共に外部に向けて噴出させる噴出口と、該噴
出口から左。

右に離間して前記カバーの底部に斜めに形成され、該噴
出口から過給アシストエアと共に噴出した燃料に向けて
前記エア室内の過給アシストエアな左、右から斜めに衝
突させることにより、この噴出燃料を前後方向に２分割
させる一対のエア噴出孔とからなる構成を採用している
。

また、前記カバーは、前記バルブボディとの間に内側エ
ア室を画成する内側筒体と、該内側筒体との間に外側エ
ア室を画成する外側筒体とから構成し、前記噴出口を内
側エア室と連通させ、前記各エア噴出孔を外側エア室と
連通させるようにしてもよい。

〔作用〕

上記構成により、各エア噴出孔からの過給アシストエア
な噴出口からの噴出燃料に向は斜め左。

右から衝突させて、この噴出燃料を前後方向に２分割す
ることができ、例えば４バルブエンジンの各吸気ボート
に向けて２分割された噴出燃料を効率的に供給できる。

また、エア室を内側エア室と外側エア室とに分離し、外
側エア室から各エア噴出孔を介してより高圧の過給アシ
ストエアな噴出させるようにすれば、噴出口からの噴出
燃料をより確実に２分割することができる。

【実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づき説
明する。なお、実施例では前述した第４図に示す従来技
術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

而して、第１図および第２図は本発明の第１の実施例を
示している。

図中、１１は吸気管４の取付部４Ｂに固定部材７等を介
して取付けられるアシストエア式フューエルインジェク
タを示し、該インジェクタ１１は、段付筒状に形成され
、外周側に環状の鍔部１２Ａが設けられたインジェクタ
本体１２と、該インジェクタ本体１２の先端側から下向
きに突出するように該インジェクタ本体１２に設けられ
、底部中央に噴射口１３Ａおよび弁座１３Ｂが形成され
たバルブボディ１３と、該バルブボディ１３の噴射口１
３Ａを開、閉すべく該バルブボディ１３内に可動に設け
られ、インジェクタ本体１２内に設けた電磁アクチュエ
ータ（図示せず）により駆動される弁体としてのニード
ル弁１４と、後述のカバー１６とから大略構成され、ニ
ードル弁１４の先端にはバルブボディ１３の噴射口１３
Ａを介して下向きに突出する小径の突起１４Ａが形成さ
れている。

また、バルブボディ１３の先端面にはプロテクタ１５が
固着され、該プロテクタ１５の内周側にはニードル弁１
４の突起１４Ａを保護し、後述の過給アシストエアによ
る燃料の微粒化を促進すべく下向きに突出した小径筒部
１５Ａが設けられている。そして、該小径筒部１５Ａの
先端には噴射口１３Ａと連通ずる小径の噴霧口１５Ｂが
形成され、該噴霧口１５Ｂはニードル弁１４の開弁時に
噴射口１３Ａから噴射された燃料をニードル弁１４の突
起１４Ａと小径筒部１５Ａとの間を介して外部へと所定
の噴霧パターンで噴射させるようになっている。また、
小径筒部１５Ａの先端外周側はテーパ面１５Ｃとなり、
後述の過給アシストエアを第１図中の矢示Ａ方向に導出
させるようになっている。

１６はバルブボディ１３との間にエア室１７を画成した
カバーを示し、該カバー１６は底部１６Ａと筒部１６Ｂ
とから段付の有底筒状に形成され、該筒部１６Ｂの上端
側にはインジェクタ本体１２の鍔部１２Ａにカシメ固定
されるカシメ部１６Ｃが設けられている。そして、該カ
バー１６はバルブボディ１３の周囲を取囲むようにして
インジェクタ本体１２にカシメ部１６Ｃを介して固着さ
れ、該カバー１６の底部１６Ａとプロテクタ１５との間
にはエア室１７の一部をなす所定寸法の隙間が形成され
ている。また、該カバー１６の筒部１６Ｂには外部から
所定圧の過給アシストエアをエア室１７内に導入するエ
ア導入口１６Ｄが径方向で、かつ上向きに傾斜して設け
られ、該エア導入口１６Ｄはエア導管１８を介して圧気
源（図示せず）と接続されている。

１９　はカバー１６の底部１６Ａ中央に噴射口１３Ａ、
噴霧口１５Ｂと同軸に穿設された噴出口を示し、該噴出
口１９は底部１６Ａの軸方向に下向きに漸次拡開するテ
ーパ穴として形成され、バルブボディ１３の噴射口１３
Ａから噴霧口１５Ｂを介して噴射される燃料を外部に向
けて噴出させると共に、エア室１７内の過給アシストエ
アを矢示Ａ方向に導出させるようになっている。

２０はカバー１６の噴出口１９から径方向に離間して底
部１６Ａの外周側に一体形成されたテーパ状の突出部を
示し、該突出部２０の内周面ば底部１６Ａから径方向外
向きで、かつ下向きに所定の傾斜角をもって拡開し、噴
出口１９から過給アシストエアと共に噴出する燃料を径
方向外側から取囲むように円錐状にされている。また、
該突出部２０の内周面側には噴出口１９に対して左、右
対称となる位置に一対のエア噴出孔２１．２１が穿設さ
れ、該各エアー噴出孔２１は下向きに同一の傾斜角をも
って伸長し、比較的小径に形成されている。そして、該
各エア噴出孔２１はエア室１７内の過給アシストエアな
高い流速で矢示Ｂ方向に噴出させ、この噴出した過給ア
シストエアを噴出口１９からの噴出燃料Ｆに向けて斜め
左、右から衝突させることにより、この噴出燃料Ｆを第
２図に示す如く前後方向に２分割するようになっている
。

本実施例によるアシストエア式フューエルインジェクタ
１１は上述のごとき構成を有するもので、次にその作用
について説明する。

まず、所定圧の過給アシストエアを圧気源からエア導管
１８を介してエア室１７内に供給すると、この過給アシ
ストエアはカバー１６の噴出口１９から矢示Ａ方向に噴
出すると共に、その一部は各エア噴出孔２１から高速の
ジェット状となって矢示Ｂ方向に噴出する。

また、インジェクタ本体１２内の電磁アクチュエータに
外部から噴射パルスを印加すると、ニードル弁１４が開
、閉弁を繰返し、インジェクタ本体１２内に外部から供
給された燃料はバルブボディ１３の噴射口１３Ａからロ
チフタ１５の噴霧口１５Ｂを介して噴射され、カバー１
６の噴出口１９から前記過給アシストエアと共に矢示Ａ
方向に噴出する。このとき、この噴出燃料Ｆは噴霧口１
５Ｂから噴射されたときに矢示Ａ方向に過給アシストエ
アと衝突することにより霧化され、順次その粒径が小さ
（なり微粒化を促進される。

そして、この微粒化された噴出燃料Ｆは噴出口１９から
噴出された後に、各エア噴出孔２１からジェット状に噴
出してくる矢示Ｂ方向の過給アシストエアが左、右から
斜め下向きに衝突することにより、第２図（イ）に実線
で示す噴出燃料Ｆの状態から仮想線で示す噴出燃料Ｆ＋
、Ｆ＋の状態へと、例えば前後方向に分割されるように
なり、該各噴出燃料Ｆ、は徐々に独立した噴出力を与え
られ、第２図（ロ）に示す如く矢示Ｃ方向で前。

後に２分割された噴霧パターンとなって霧状に噴出し、
これによって、さらに微粒化が促進される。

かくして、本実施例によれば、バルブボディ１３の噴射
口１３Ａから噴霧口１５Ｂを介して噴射した燃料をエア
室１７内の過給アシストエアと共に噴出口１９から外部
に向けて噴出させることにより、噴出燃料Ｆを微粒化で
きる上に、この噴出燃料Ｆを各エア噴出孔２１からの過
給アシストエアと衝突させて噴出燃料Ｆ、、Ｆ、に２分
割できるから、当該フューエルインジェクタ１１を第４
図に示すインジェクタ６に替えて吸気管４の取付部４Ｂ
に取付けることにより、各噴出燃料Ｆ＋を各分岐管４Ａ
を介してエンジン本体ｌのシリンダ内に微粒化状態で供
給でき、吸入空気との霧化混合性を高めて燃焼効率を向
上できる上に、吸気管４の壁面４０等に噴出燃料Ｆ１の
一部が付着して壁膜流となるのを効果的に防止でき、排
気ガス中の有害成分を確実に低減できる。

また、当該フューエルインジェクタ１１はカバー１６に
膜条すた各エア噴出孔２１からジェット状に過給アシス
トエアを噴出させて噴出燃料Ｆを２分割できるから、例
えば従来技術で述べたアシストエア式フューエルインジ
ェクタを２個設けた場合とほぼ同等の作用効果を単一の
インジェクタ１１で得ることができ、全体の構造を大幅
に簡素化して小型軽量化を図ることができる等、種々の
効果を奏する。

次に、第３図は本発明の第２の実施例を示し、本実施例
では前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を
付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の特
徴は、バルブボディ１３の外側に設けたカバー３１を、
段付筒状に形成した内側筒体３２と、該内側筒体３２の
外側に位置して、底部３３Ａと筒部３３Ｂとから段付の
有底筒状に形成された外側筒体３３とから構成し、内側
筒体３２とバルブボディＩ３との間に内側エア室３４を
画成すると共に、内側筒体３２と外側筒体３３との間に
外側エア室３５を画成したことにある。

ここで、外側筒体３３はバルブボディ１３の周囲を内側
筒体３２と共に取囲むようにしてその上端側のカシメ部
（図示せず）がインジェクタ本体１２の鍔部１２Ａ（第
１図参照）に固着され、内側筒体３２をバルブボディ１
３の周囲に位置決めしている。また、内側筒体３２の上
部側にはエア導入口３２Ａが形成され、該エア導入口３
２Ａは外側筒体３３を貫通して延びるエア導管１８を介
して所定圧の圧気源（図示せず）と接続されている。そ
して、該エア導入口３２Ａは圧気源からの過給アシスト
エアな内側エア室３４内に導入し、このエア室３４内の
エアを噴出口１９から矢示Ａ方向に導出させるようにな
っている。

また、外側筒体３３の筒部３３Ｂには他のエア導入０３
３Ｃが形成され、該エア導入口３３Ｇはエア導管３６を
介して前記圧気源よりも高圧に設定された他の圧気源（
図示せず）と接続されている。そして、該エア導管３３
Ｃは外側エア室３５内に内側エア室３４よりも高圧の過
給アシストエアを導入し、このエアを外側エア室３５か
ら各エア噴出孔２１を介して矢示Ｂ方向に噴出させるよ
うになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、外側エア室３５内に内側エア室３
４よりも高圧の過給アシストエアを導入し、このエアを
各エア噴出孔２１から矢示Ｂ方向に噴出させる構成とし
たから、矢示Ｂ方向に噴出するエアの流速を効果的に高
めて、このエアを噴出燃料Ｆに衝突させることができ、
噴出燃料Ｆを２つの噴出燃料Ｆ、、Ｆ、により確実に分
割することができる。

なお、前記各実施例では、カバー１６（３１）の底部１
６Ａ（３３Ａ）に突出部２０をテーパ状に突出形成する
ものとして述べたが、該突出部２０は底部１６Ａ（３３
Ａ）の下面外周側に必ずしも全周に亘って形成する必要
はなく、例えば噴出口１９から左、右に離間した位置に
一対の突出部を設け、この各突出部にそれぞれエア噴出
孔２１を形成するようにしてもよい。

［発明の効果］以上詳述した通り本発明によれば、バルブボディとカバ
ーとの間にエア室を画成し、このエア室内の過給アシス
トエアな噴出口から燃料と共に噴出させ、かつこの噴出
燃料に過給アシストエアを衝突させて噴出燃料を２分割
する構成としたから、例えば４バルブエンジンの各吸気
ボートに２分割した噴出燃料を微粒化した状態で供給で
き、シリンダ内での燃焼効率を向上できる上に、壁膜流
の発生を効果的に防止でき、排気ガス特性を向上できる
。

また、エア室を内側エア室と外側エア室と分離し、外側
エア室から各エア噴出孔を介してより高圧のエアを噴出
させるようにすれば、噴出燃料をより確実に２分割する
ことが可能となり、壁膜流の発生をさらに確実に防止で
きる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はアシストエア式フューエルインジェクタの要部拡
大縦断面図、第２図（イ）１口）は噴出燃料を２分割す
るそれぞれ異なる状態を示す説明図、第３図は第２の実
施例を示す第１と同様の縦断面図、第４図および第５図
は従来技術を示し、第４図は燃料噴射装置をエンジンに
組付けた状態を示す要部破断の平面図、第５図はインジ
ェクタの要部縦断面図、第６図は他の従来技術を示す第
５図と同様の縦断面図である。１・・・エンジン本体、ＩＡ・・・シリンダヘッド、４
・・・吸気管、４Ｂ・・・インジェクタ取付部、１１・
・・アシストエア式フューエルインジェクタ、１２・・
・インジェクタ本体、１３・・・バルブボディ、１３Ａ
・・・噴射口、１４・・・ニードル弁（弁体）、１６．
３１・・・カバー　１６Ｄ、３２Ａ、３３Ｃ・・・エア
導入口、１７，３４．３５・・・エア室、１９・・・噴
出口、２１・・・エア噴出孔、３２・・・内側筒体、３
３・・・外側筒体、Ｆ、Ｆ、・・・噴出燃料。第　１　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外部から燃料が供給されるインジェクタ本体と、
該インジェクタ本体の先端側に設けられ、該インジェク
タ本体内の燃料を噴射口から噴射させるバルブボディと
、該バルブボディの噴射口を開，閉すべく、前記インジ
ェクタ本体内に設けたアクチュエータにより駆動される
弁体と、前記バルブボディとの間にエア室を画成すべく
該バルブボディの外側に設けられ、外部から前記エア室
内に過給アシストエアを導入するエア導入口が形成され
た有底筒状のカバーと、該カバーの底部中央に形成され
、前記バルブボディの噴射口から噴射された燃料を前記
エア室内の過給アシストエアと共に外部に向けて噴出さ
せる噴出口と、該噴出口から左，右に離間して前記カバ
ーの底部に斜めに形成され、該噴出口から過給アシスト
エアと共に噴出した燃料に向けて前記エア室内の過給ア
シストエアを左，右から斜めに衝突させることにより、
この噴出燃料を前後方向に２分割させる一対のエア噴出
孔とから構成してなるアシストエア式フューエルインジ
ェクタ。
（２）前記カバーは、前記バルブボディとの間に内側エ
ア室を画成する内側筒体と、該内側筒体との間に外側エ
ア室を画成する外側筒体とから構成し、前記噴出口を内
側エア室と連通させ、前記各エア噴出孔を外側エア室と
連通させてなる特許請求の範囲（１）項記載のアシスト
エア式フューエルインジェクタ。