JPH04128555A - 燃料噴射装置 - 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〕 本発明は燃料ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射
弁より吸気路内へ噴射する燃料噴射装置に係わり、その
内特に絞り弁より下流側の吸気路に向けて、単一の燃料
噴射弁より燃料を噴射させ、この燃料を機関の各気筒に
連なる吸気管に供給したいわゆるシングルポイントイン
ジェクション方式（以下ＳＰＩ方式という）における燃
料噴射装器に関するものである。

〔従来の技術〕

かかるＳＰＩ方式の燃料噴射装置として特開昭５３−７
２９２３号がある。かかる技術は、吸気路内に燃料が均
一に吐出され、各気筒に連なる各吸気管に対して均等に
燃料を供給することを主目的としたもので、その為に、
絞り弁を通る空気を制御する絞り弁の上流側に配置され
て絞り弁の主空気通路からの空気を受ける内部空気チャ
ンバと、内面に対して直角な燃料噴射弁により噴射され
る燃料を受けて内部に燃料リングを形成する円形の燃料
渦流チャンバと、霧化器を通る空気の流れを制限するオ
リフィスと、蒸気化されたび合気を絞り弁の上流側の主
空気通路へ戻す出口ボートと、を設けたものである。

而して、電子制御器による作動に応じて燃料噴射弁によ
り噴射された燃料は、比較的高い速度で溝の中に入って
、その溝の中に燃料リングを形成する。溝の中の燃料の
円運動によって燃料は溝の内面上に薄い膜となって拡が
る。この燃料の膜はオリフィスから出る空気の流れによ
って徐々に運び出され、従来の霧化器で得られるよりも
小さな粒子に砕かれる。

ヌ、溝の内部での燃料の滞留時間は燃料供給時間を大幅
に長びかせる。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の燃料噴射装置によると次の解決すべき課題
を有する。

〜１．溝の接線方向に偏心して燃料噴射弁より燃料を噴
射させ、溝内に渦流を生起させ溝内に燃料リングを形成
させたことによると：■燃料噴射弁より溝内へ噴射され
る燃料の噴霧角度が変化すると、（燃料噴射弁の噴霧角
度は１０°〜４０’のものが一般的である。）溝の内面
上に形成される燃料の薄膜渦流状態が変化し、出口ボー
トから主空気通路内へ吐出されるｅ！祠の霧化状態の均
一性が損なわれるもので各吸気管への均一な燃料の供給
が阻害される。

、知燃料噴射弁へ加圧された燃料を供給する燃料ポンプ
の吐出圧力が変化すると、燃料噴射弁より溝内へ噴射さ
れる燃料圧力も変化するもので、これによると溝内にお
ける渦流状態も変化し、燃料の均一な霧化状態を得にく
い。

（９）燃料噴射弁より噴射される吐出燃ネ４の噴射形状
は、燃料が拡散するフレアー形と、燃料が収束されるペ
ンシルビーム形と看る。溝内に渦流を形成する為には溝
の内面上を燃料が比較的速い速度をもって円運動するこ
とが望ましいもので、この為にはペンシルビーム形の噴
射形状を持つ燃料噴射弁が好ましい。

フレアー型にあっては燃料が溝内に拡散して溝の内面上
に渦流を生起しにくい。

従って、燃料噴射弁の噴射形状が限定されるもので燃１
噴射弁の遺足の自由度が少ない。

〜２．燃刺噴躬弁より噴射される燃料が、比較的に室容
積の大なる溝内に噴射されたことによると； 儂）溝の内面上における渦流燃料の流速が低下し、渦流
が溝内部へ飛散することがあり、混合状態が悪化し均一
な燃料の供給を行ないにくい。

（ｂ）ａ間の急減速時において、絞り弁より上流側の吸
気路には極めて大なるｒ！Ｊ、気負圧が生起するもので
、この吸気負圧は出口を介して溝内部全体に作用する。

而して、溝内に形成される渦流はこの吸気負圧によって
溝の内面上より溝内部に向かって剥離する恐れがあり、
これによると溝の出口付近における燃料の均一性が鉗害
されて好ｔしいものでない。

〜３．特開昭５３−７２９２３号公報の第３図、第４図
に示されるように溝と出口との間にオリフィスを設けた
ものにあっては、燃料噴射弁より噴射される燃料は比較
的に室容積の大なる滴に噴射されるので燃料流速は低下
し、次いでオリアイスによって絞られるので燃料はオリ
フィスによって収束され燃料霧化の点より奸才しいもの
でない。

〜４、吸気路内に形成される空気チャンバ渦流チャンバ
と吸気路の内壁は単一の接続部分にて接続されるもので
、これによると吸気路内を流れる空気流が不均一と成り
燃料と空気が均一に混合されにくい。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明になる燃料噴射装置は、前記不具合に鑑み成され
たもので、ＳＰＩ方式において燃料の霧化特性及び均一
性の秀れた燃料噴射装置を提供することを主目的としま
たもので、前記目的達成の為に、燃料噴射弁より噴射さ
れる燃料を絞り弁より下流側の吸気路を介して機関へ供
給する内燃機関における燃料噴射装置において、 絞り弁よりド汰側の吸気路内にあって、吸気路のｐｆ方
方向軸心線−ｘに灼して略乎行で、その上流側が閉塞さ
れるとともに下流側が開口し、下流側の開口には吸気路
の下流側に向けて、その内径部分が暫次拡大する拡大傾
斜部を設けた燃料噴射路と； 燃料噴射弁より噴射される燃料を、燃料噴射路内へ噴射
供給する為に燃料噴射路内に開口した噴射弁噴射路と； 少なくとも燃料噴射路の拡大傾斜部内に配置されて、拡
大傾斜部とともに燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに
沿って連続した環状間隙を形成する拡大傾斜突部を備え
たコーン部材と；よりなり、絞り弁より下流側の吸気路
内にあって中心部に前記燃料噴射路が穿設された燃料噴
射路ボスを、吸気路の長手方向軸心線ｘ−ｘに対して直
交し、吸気路を等分割する複数の接続部をもって吸気路
の内壁に接続したものである。

〔作用〕

上記のように構成された燃料噴射装置によると、燃料噴
射弁より噴射された燃料は、噴射弁噴射路を介して燃料
噴射路内のコーン部材に噴射される。コーン部材に衝突
した燃料は、速い速度をもって燃料噴射路の拡大傾斜部
と、コーン部材の拡大傾斜突部との間に形成される環状
の間隙を流下し、燃料噴射路の下流側の出口より吸気路
内に向けて噴射される。

環状間隙を流下する燃料は、環状間隙が比較的小容積（
小間隙）をもって形成されることがら燃料流速が低下す
ることがなく、しかも環状間隙は連続して形成されたこ
とによって、確実なる環状の燃料フオームを形成でき、
この環状に形成された燃料を燃料噴射路の端部より吸気
路の内側面に向けて拡大して噴射することができる。

一方、燃料噴射路ボスは吸気路を等分割する複数の接続
部をもって吸気路の内壁に接続されたので、吸気路を流
れる空気流は対称に波れ、燃料との混合が均一となる。

〔実施例〕

以下、本発明になる燃料噴射装置の一実施例を第１図、
第２図、第３図により説明する。第２図は第１図のｎ　
−ＩＮ線における要部縦断面図、第３　ＵＮは第１図の
■−ｍ線の断面における要部ｙ面図である。

１は第１図において上方より下方に向けて吸気路Ｂが貫
通した絞り弁本体であって、吸気路Ｂには、絞り弁本体
１に同転自在に支承された絞り弁軸２に取着きれた絞り
弁３が配置され、この絞り弁３によって吸気路Ｂは開閉
制御される。

４は絞り弁本体１の下刃に配置された噴射弁本体であっ
て、この噴射弁本体４にも−に方より下方に向けて吸気
路Ｂが貫通するもので、前記絞り弁本体１と噴射弁本体
４とを接続することによって、各本体１．４を貫通する
吸気路Ｂが形成される。

５はＥ　Ｃ［１（Ｅ］ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ　［１ｎｉｔ　）　Ｅからの信号によってソレノイ）
・コイルに１を流が論れると、コアーが吸引され、コア
ーと一体と成っているニードルバルブの２ラング部がス
ペーサに当たる迄吸引されて弁が全開し、Ｐ籾ポンプに
て加圧されたＰ料を、その先端部より噴射する公知の燃
料噴射弁である。（燃料噴射弁の内部構造の説明は省略
する。） ６は噴射弁本体４に設けられた燃料噴射路で以下の始〈
構成される。すなわち、燃料噴射路６はその横断面が円
形であって、絞り弁３より下流側（第１図において下方
で機関側）の吸気路Ｂ内にあり、燃料噴射路６の長手方
向軸心線Ｙ−Ｙは吸気路Ｂの長手方向軸心ｍｘ−ｘ上に
あり、その上流側は閉塞され、下流側は吸気路Ｂ内に向
かって開口する。

そして、燃料噴射路６の拡大起点Ａ（燃料噴射路６の閉
塞端部６Ａと、開口端部６Ｂとの間）より下流側の開［
］端部６Ｂに向かって、その内径が副次拡大する拡大傾
斜部６Ｃを設ける。拡大傾斜部６Ｃは、燃料噴射路６の
長手方向軸心線Ｙ−Ｙに船って連続してその内径が拡大
するもので、直線状であっても曲線状であっても、ステ
ップ状であっても良い、但し、その内径は縮少（ロート
状）してはならない。

第１図には直線状の拡大傾釧部６ｃが示される。

７は燃料噴射弁５より噴射される燃料を燃料噴射路６内
へ噴射させる為の噴射弁噴射路であって、噴射弁噴射路
７の一端は燃料噴射弁５の噴口部に連なり、他端は燃料
噴射路６に開口する。この噴射弁噴射路７の長手方向軸
心線Ｚ−Ｚは燃料噴射路６の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに向
かって開口するとともに拡大起点Ａより上流側の燃料噴
射路６に開口する。

そして、燃料噴射路６内には燃料噴射路６の内径ととも
に環状の間隙を形成するコーン部材８が配置される。こ
のコーン部材８は、燃料噴射路６の拡大傾斜部６Ｃ内に
配置され、下流側に向かって連続した拡大部を有する拡
大傾斜突部８Ａと、拡大起点Ａより上流側の燃料噴射路
６Ｄ内に配置された円筒状１８Ｂとによって構成される
もので、拡大起点Ａより上流側の燃料噴射路６Ｄと円筒
状部８Ｂ、及び拡大傾斜部６Ｃと拡大傾斜突部８Ａとに
よって上方から下方に向かって連続した環状の間隙が形
成されることになる。

而して、燃料噴射路６の開口端部６Ｂにあっては、環状
の間隙が下流側の吸気路Ｂに向かって開口する。尚、こ
の環状のＦＩＪＩ隙は１履履Ｔｆｕ後が好ましいもので
あるが、この数値に限定されるものではない。

そして、前記コーン部材８を内部に備えた燃料噴射路６
は、燃料噴射路ボス９内に穿設されるもので、この燃料
噴射路ボス９は絞り弁３より下流側の吸気路Ｂ内にあっ
て、吸気路Ｂの内壁と接続部１０をもって一体的に接続
される。この接続部ｌＯは特に次の如き構造を成す。

すなわち、この接続部１０は、吸気路Ｂの長手方向軸心
１ｘ−ｘに直交し、一端が吸気路Ｂの内壁に接続し、他
端が燃料噴射路ボス９の外径に接続するとともに吸気路
Ｂを等分割するよう複数配置される。本例にあっては吸
気路Ｂを二分割させたので接続部１０は一直線上に配置
される。三分割する際には、接続部ｌＯを１２０度間隔
に配置する。

次にその作用について説明する。

機関の運転時において、吸気路Ｂ内には絞り弁３にて制
御された空気が流れ、一方燃料噴射路６より燃料噴射弁
５にて制御された燃料が吸気路Ｂに向けて噴射される。

ここで、燃料噴射弁５より噴射された噴射燃料の挙動を
見る。燃料噴射弁５より噴射された燃料は、噴射弁噴射
路７を介して拡大起点Ａより上流側の燃料噴射路６Ｄ内
に噴射される。燃料噴射路６内に噴射された燃料は、コ
ーン部材８の円筒状部８Ｂに速い流速をもって衝突する
もので、燃料はこの衝突によって細かく飛散し、円筒状
部８Ｂの外周全域に渡って均一に分散する。これは拡大
起点Ａより上流側の燃料噴射路６Ｄと、コーン部材８の
円筒状部８Ｂとによって形成される環状の間隙が微少に
形成されて（小容積に保持される）噴射燃料の流速を低
下させないことによる。

ここで、燃料噴射弁５より噴射弁噴射路７内に噴射され
る燃料は、燃料ポンプによって加圧されて速い流速の燃
料が単に燃料噴射路６に向かって噴射されればよいもの
で、このことは、燃料噴射弁５より噴射される燃料の形
状はフレアー形、ペンシルビーム形、何れでも良いもの
である。

次いで、コーン部材８の円筒状部８Ｂと、拡大起点Ａよ
り−Ｌ流側の燃料噴射路６Ｄの環状の間隙内にあって速
い流速を保有する分散した燃料は、コーン部材８の拡大
傾斜突部８Ａと、燃料噴射路６の拡大傾斜部６Ｃとによ
って形成される環状の間隙内に噴射され、この環状の間
隙内において均等に分散されつつ傾斜した環状の間隙に
沿って流Ｆする。

これは環状の間隙が微少なることによって分散した燃料
の流速の低下を抑止できたことと、傾斜した環状の間隙
を、燃料噴射路６の長手方向軸心１Ｙ−Ｙに沿って連続
して形成したことによる。

そして、この燃料は、燃料噴射路６の開口端部６Ｂに形
成される環状の間隙より吸気路Ｂ内に完全なる環状の噴
霧形状をもって噴射される。

そして、吸気路Ｂ内に噴射された環状の燃料は、吸気路
Ｂ内を流れる空気と均一にして且つ良好に程合される。

これは、燃料噴射路６の開口端部６Ｂより噴射される燃
料が前述の通り微細にして完全なる環状の噴霧形状をな
して吸気路Ｂ内に噴射されること、及び吸気路Ｂ内にあ
る接続部１０を複数とし、吸気路Ｂを等分割として吸気
路Ｂ内を流れる空気流を対称に分布させたこと、更には
環状の噴射燃料が空気流速のもつとも速い吸気路Ｂの内
壁近傍に向かって噴射されること、による。

而して２機関の各気筒に連なる各吸気管に均一なる燃料
を供給することができ機関の出力向り。

回転の安定５著しい機関性使の向上を達成できたもので
ある。

又、接続部ｌＯの下流側端部１０Ａを燃料噴射路６の開
口端部６Ｂより上流側と位置すると、接続部１０の下流
側端部１０Ａの近傍に発生する空気流の乱れが直接的に
燃料噴射路６の開目端部６Ｂより噴射される環状の噴射
燃料に影響することが少なくなり均一な燃料供給を行な
い得る。

更には、接続部工０の断面形状を吸気路Ｂの長手方向軸
心ＭＡＸ−Ｘの１−流より下流に向けて副次縮少させる
と接続部１０によって生じる空気波の乱れの回復が接続
部１０の下流側端部１０Ａの近傍にて部座に行なわれる
ので噴射燃料と空気との均一なる混合を阻害することが
ない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く１本発明に成る燃料噴射装とによると次
の如き格別なる効果を奏する。

燃料噴射弁より噴射される燃料を絞り弁より下流側の吸
気路を介して機関へ供給する内燃機関における燃料噴射
装置において、 絞り弁より下流側の吸気路内にあって、吸気路の長手方
向軸心線ｘ−ｘに対して略平行で、その下流側が閉塞さ
れるとともに下流側が開口し、下流側の開［］には吸気
路の下流側に向けて、その内径部分が副次拡大する拡大
傾斜部を設けた燃料噴射路と。

燃料噴射弁より噴射される燃料を、燃料噴射路内へ噴射
供給する為に燃料噴射路内に開口した噴射弁噴射路と； 少なくとも燃料噴射路の拡大傾斜部内に配置されて、拡
大傾斜部とともに燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに
沿って連続した環状間隙を形成する拡大傾斜突部を備え
たコーン部材と：よりなり、絞り弁より下流側の吸気路
内にあって中心部に前記燃料噴射路が穿設された燃料噴
射路ボスを、吸気路の長手方向軸心線ｘ−ｘに対して直
交し、吸気路を等分割する枚数の接続部をもって吸気路
の内壁に接続したので、燃料噴射路の開口端部より吸気
路内に噴射される燃料は、燃料噴射路とコーン部材との
間隙によって燃料噴射弁より噴射される燃料の流速が低
下することがなく、均一で且つ完全なる（コーン部材に
よって強制的に環状とされる。）環状の燃料を噴射供給
でき、方、吸気路を流れる空気も片側に片寄ったりする
ことなく吸気路内において対称に流れるので、特にＳＰ
Ｉ方式の燃料噴射装置における機関の出力向上、回転の
安定性向上に極めて大なる効果を奏するものである。

又、接続部の断面形状をり、ｉより下流に向けて副次縮
少させたことによると、燃料噴射路の開口端部の近傍に
おける空気波れの乱れを抑止でき、更には接続部の下流
側端部を燃料噴射路の開口端部より」二流側としたこと
によっても同様の空気流れの乱れを抑止でき、燃料と空
気との均一なる混合気を阻害することがなく良好な機関
運転性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる燃料噴射装置の一実施例を示す要
部縦断面図、第２図は第１図ｎ−Ｕ線における要部縦断
面図、′＠３図は！＠１図ｍ図工−ｍ線面における要部
平面図である。 １　、、、、絞りＶｆ本体　　　　３　、、、、絞り弁
４　、、、噴射弁本体　　　　５　、、、、燃料噴射弁
６　、、、、燃料噴射路　　　　６Ｂ、、、、開口端部
６　Ｃ、、、、拡大傾斜部 ６　Ｄ　、、、、拡大起点Ａより上流側の燃料噴射路７
　、、、燃料噴射通路　　　８、−、−コーン部材８Ａ
、、、、拡大傾斜突部　　８　Ｂ　、、、、円筒状部Ａ
　、、、、拡大起点　　　　　Ｂ、、、、吸気路９　、
、、、燃料噴射路ボス　　ｉ　ｏ　、、、、接続部ｘｏ
Ａ、、、）−論側端部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料噴射弁より噴射される燃料を絞り弁より下流
   側の吸気路を介して機関へ供給する内燃機関における燃
   料噴射装置において、 絞り弁より下流側の吸気路内にあって、吸気路の長手方
   向軸心線Ｘ−Ｘに対して略平行で、その上流側が閉塞さ
   れるとともに下流側が開口し、下流側の開口には吸気路
   の下流側に向けて、その内径部分が暫次拡大する拡大傾
   斜部を設けた燃料噴射路と； 燃料噴射弁より噴射される燃料を、燃料噴射路内へ噴射
   供給する為に燃料噴射路内に開口した噴射弁噴射路と； 少なくとも燃料噴射路の拡大傾斜部内に配置されて、拡
   大傾斜部とともに燃料噴射路の長手方向軸心線Ｙ−Ｙに
   沿って連続した環状間隙を形成する拡大傾斜突部を備え
   たコーン部材と；よりなり、 絞り弁より下流側の吸気路内にあって中心部に前記燃料
   噴射路が穿設された燃料噴射路ボスを、吸気路の長手方
   向軸心線Ｘ−Ｘに対して直交し、吸気路を等分割する複
   数の接続部をもって吸気路の内壁に接続してなる燃料噴
   射装置。
2. （２）前記接続部の断面形状を吸気路の長手方向軸心線
   Ｘ−Ｘの上流より下流に向けて暫次縮少させてなる特許
   請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。
3. （３）前記接続部の下流側端部を燃料噴射路の開口端部
   より上流側に設けてなる特許請求の範囲第１項記載の燃
   料噴射装置。