JPH06336965A

JPH06336965A - 燃料供給装置

Info

Publication number: JPH06336965A
Application number: JP5151103A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Yamashita; 貴久山下; Kazuo Sasaki; 和夫佐々木
Original assignee: Texas Instruments Japan Ltd
Current assignee: Texas Instruments Japan Ltd
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-06
Also published as: EP0626514A1

Abstract

(57)【要約】【構成】インジェクタ７の近くにヒータＨと第二の気
体としての空気Ａ２を供給する空気導入路５Ａとが設け
られている。エンジン冷機時には空気導入路５Ａから第
二の空気Ａ２が噴出し、インジェクタ７から第一の空気
と共に噴出する霧状ガソリンＦがヒータＨに接触して昇
温し、霧状が保持される。エンジン暖機時には空気Ａ２
の噴出を停止し、霧状ガソリンはヒータに接触せずに燃
焼室18へ直接向かう。空気Ａ２の噴出及び噴出停止は、
温水ジャケット24に導かれた冷却水の温度検出によって
自動的になされる。温水ジャケット24に導かれた暖かい
冷却水は、混合ガス通路２ｂの壁部を暖めて霧状ガソリ
ンの結露を防止する。【効果】エンジン冷機時にはヒータＨによって霧状ガ
ソリンが昇温し、結露することがない。エンジン暖機時
には作動を停止して冷えているヒータに霧状ガソリンが
接触しないので結露することなく霧状が保持される。従
って、エンジンの冷暖に関係なく、ガソリンの霧状が保
持され、理想的な燃焼が常に保証される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料供給装置に関し、
特に内燃料機関用として好適な燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】火花点火内燃機関、例えばガソリンエン
ジンにあっては、ガソリンを吸入空気と混合して燃焼室
へ供給するために、キャブレタ（気化器）が用いられて
いる。キャブレタは、エンジン内部の負圧を利用してガ
ソリンを霧状化し、必要に応じて適当量の空気を自動的
に供給して可燃性ガス（混合ガス）とする機能を有す
る。

【０００３】然し、特に乗用車にあってはキャブレタに
代わって燃料インジェクタ（以下、インジェクタと言
う）を用いた燃料供給が主流となっている。その背景に
は電子制御の普及が大きく作用し、電子制御は自動車の
エンジン部分に限らず多くの部分に用いられ、自動車の
機能を動かしているのはコンピュータと言っても過言で
はない。そして、このように電子制御の併用によりイン
ジェクタの機能は格段の進歩を遂げている。

【０００４】インジェクタは、エンジン内の負圧に頼る
ことなく、積極的にガソリンを霧状化して噴射し、而も
燃焼室近くに設けることができるので、低温時（特に冬
期や寒冷地におけるエンジン始動時）に燃料の液化、壁
流を低減、理想燃焼に近づけられ、排気浄化が図れ、エ
ンジンのレスポンス（始動性や加速性）も改善される。
特に吸入空気の量をセンサで検出し、コンピュータによ
ってガソリンの噴射量を制御する電子制御燃料噴射方式
は、常に最適な条件での混合ガス供給がなされるという
利点がある。

【０００５】図20は、電子制御燃料噴射方式を採用した
ガソリンエンジンの一例を示す概略制御系統図である。

【０００６】燃料のガソリンは、燃料タンク41から出て
燃料ポンプ43によって送られ、エンジン始動時には切り
換えバルブ44を経由してマニホールド５の各分岐管に設
けられたインジェクタ７に供給され、シリンダヘッド２
の混合ガス通路２ｂ内へ後述する吸入空気と共に噴射さ
れる。

【０００７】吸入空気はエアクリーナ46、吸入量を制御
するエアバルブ48を介してマニホールド５に導入され
る。更に、吸入空気は分岐管49から圧力調節器51及び切
り換えバルブ44を経由してインジェクタ７に供給され、
ここでガソリンと共に混合ガスの通路２ｂへ噴射され、
混合ガスとなり、燃焼室18へ導かれる。そして、水温セ
ンサ53が冷却水ジャケット23内の冷却水の温度を検出
し、この結果に基いて、インジェクタ制御コンピュータ
58が、吸入空気量によりインジェクタ７のガソリン量を
制御する。図中、63は、排気ガス中の酸素量を検出する
酸素センサである。

【０００８】ところが、図20のように構成されたエンジ
ンにあっては、図21に示すように、インジェクタ７から
噴射した霧状ガソリンＦの一部は、冷えているシリンダ
ヘッド２の混合ガス通路２ｂの下側壁面２ａに接触して
結露して液滴ＦＤとなり、焼結室18にガソリンが遅れて
入ることとなる。液滴ＦＤは、不整燃焼を起こし易くま
たハイドロカーボン化し易く、これが始動直後のエンジ
ン低温時には、不整燃焼等により加速性、運転性に問題
を生ずる。

【０００９】従って、このような現象の解消策として、
マニホールド５の分岐管５ａの下側壁面５ｂのインジェ
クタ７の噴射直撃面等にヒータを設けるようになった。
図22はその一例である。これは、ヒータ68をマニホール
ド分岐管５ａの下側壁面５ｂに埋め込むようにしてその
上面を混合ガス通路に露呈させたものである。

【００１０】これにより、インジェクタ７から噴射され
た霧状ガソリンＦはヒータ68に接触し、吸気バルブ９が
開いて開口したバルブシート11との隙間を通って燃焼室
18に入り、吸気バルブ９が閉じてから点火プラグ（図示
省略）によって点火、燃焼し、エンジンが駆動する。冬
期や早朝のエンジンの始動時はエンジンが冷えている
が、噴射された霧状ガソリンＦは、通電して昇温したヒ
ータ68の伝熱板に接触して加熱気化され、効率的に燃焼
する。

【００１１】夏期や相当のエンジン駆動時間経過後は、
エンジンが暖められているので混合ガスを加熱する必要
がなく、ヒータ68への通電を停止するようになってい
る。このため、エンジン暖時には、霧状ガソリンＦは、
通電されずに冷えているヒータ68に接触し、吸気流体抵抗増大によるエンジンの出力低下、ガソリンが飛散して燃焼が遅れ、これによるレスポ
ンス劣化、飛散ガソリンがシリンダヘッド２や吸気マニホール
ド分岐管５ａの内面に付着、凝縮して液滴化し、甚だし
くは液滴ＦＤが発生し、壁流が起こってＨＣ、ＣＯの生
成率が上昇して排気ガスが汚染され、また、燃費も悪化
する。このような問題は、吸気マニホールド分岐管毎にインジ
ェクタを配した所謂ＭＰＩ（マルチ・ポジション・イン
ヂェクタ）方式のエンジンに特に起こり易い。

【００１２】このようにヒータが固定式の場合は、エン
ジン暖機時には通電されずに冷えているヒータの表面が
燃料により更に冷却され、逆にコールドスポットとな
り、上記のように燃焼に悪影響を及ぼすため、エンジン
暖機時等のヒータオフ時にはインジェクタの噴射の向き
を変える方式のものもある。図23はそれを示すものであ
り、その要部の断面図である。

【００１３】即ち、リンク機構80のロッド及びコイルば
ね81、82により方向を制御されたインジェクタ７は、シ
リンダヘッドの温度の変化に伴い、噴射方向をＰ〜Ｐ２
の間で自動的に可変させる仕組みである。然し、これも
構造の複雑さや耐久性の面で問題がない訳ではない。

【００１４】今や、自動車のエンジンにおいて燃料の供
給方法はインジェクタの採用が常識化し、インジェクタ
の取付方法は上記の固定式と可変式が主流となってい
る。然し、上記のような様々な問題が完全に改善された
訳ではなく、他にも各種の試みがなされてはいるもの
の、理想的な燃料供給で熱効率を上げ、燃料の 100％エ
ネルギーへの転換は不可能としても、まだまだ改善の余
地が多いのが現実である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
にインジェクタによる燃料供給における諸問題が多い実
情に鑑み、冷時、暖時共に常に適正な状態で燃料を燃焼
室に供給でき、常に最適な運転が保証される燃料供給装
置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射手段
と、この燃料噴射手段から噴射される燃料を接触させて
加熱するための燃料加熱手段と、この燃料加熱手段に対
する前記燃料の接触を可変するための気体を噴出若しく
は噴出停止する気体噴出手段と、前記燃料加熱手段に対
する前記燃料の接触量が可変されるように前記気体噴出
手段からの気体噴出量を制御する制御手段とを有する燃
料供給装置に係る。

【００１７】本発明において、燃料噴射手段の作動中
は、気体噴出手段から噴出する気体とは別の気体が燃料
と共に常に噴出し、前記気体噴出手段からの気体の噴出
と噴出停止とが選択可能になっていて、前記気体噴出手
段からの気体噴出時に、この気体の圧力によって前記燃
料の燃料加熱手段に対する接触量が変化するように構成
するのが望ましい。

【００１８】本発明において、気体噴出手段からの気体
噴出時には、燃料加熱手段に接触する燃料の接触量が多
くなるようにすることができる。

【００１９】本発明において、気体噴出手段からの気体
噴出時には、燃料加熱手段に接触する燃料の接触量が少
なくなるようにもできる。

【００２０】また、本発明において、燃料加熱手段と気
体噴出手段とが、噴射燃料通路の壁部に設けることがで
きる。

【００２１】また、本発明において、燃料加熱手段が、
噴射燃料通路の中間位置に設けることもできる。

【００２２】また、本発明において、燃料噴射手段が、
気体噴出手段と燃料加熱手段との間に設けることができ
る。

【００２３】本発明において、気体噴出手段が、燃料加
熱手段の加熱停止時に気体噴出を停止するのが望まし
い。

【００２４】本発明において、燃料噴射手段内に気体を
導入し、この気体を燃料と共に噴射するように構成し、
この気体噴射によって噴射燃料を燃料加熱手段に接触さ
せるようにすることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、各
図面に共通する部分については、全図に亘って同じ符号
を用いる。

【００２６】図１、２は第一の実施例を、図３は第二の
実施例を、図４は第三の実施例を夫々示し、いずれも、
吸気、圧縮、点火、排気の行程を繰り返す、オーバヘ
ッドカムシャフト（ＯＨＣ）方式４サイクルガソリンエ
ンジンの燃焼室周辺の断面図である。

【００２７】シリンダブロック１上にはガスケット４Ａ
を介してシリンダヘッド２が固定される。なお、シリン
ダヘッド２は、アルミニウム合金製である。シリンダヘ
ッド２に圧入されたバルブガイド13には、吸気バルブ９
が往復動可能に嵌入し、吸気バルブシート11に接当す
る。図中、９ａはバルブヘッド、９ｂはバルブフェー
ス、９ｃはバルブステムである。

【００２８】吸気バルブ９は、スプリング14によって付
勢され、タペット15を介してカムシャフト16に接当す
る。排気バルブも、吸気バルブ９と同様の機構でシリン
ダヘッド２に取付けられるが、これは吸気バルブに隠れ
て図には現れていない。

【００２９】ピストン19は、シリンダブロック１に圧入
されたシリンダライナ３に挿入され、第１圧力リング20
Ａ、第２圧力リング20Ｂによってシールされ、油掻きリ
ング20Ｃによって潤滑油の供給が制御される。シリンダ
ライナ３の外側には、水冷ジャケット23が形成されてい
て、水冷によってシリンダライナ３の過熱が防止され
る。シリンダヘッド２には、ガスケット４Ｂを介して吸
気マニホールド５が取付けられ、吸気マニホールド５の
分岐管５ａにはインジェクタ７が固定される。エンジン
駆動によって暖められた冷却水は、シリンダヘッド２の
温水ジャケット24に導かれ、混合ガス通路２ｂの壁部を
暖めるようにしてある。

【００３０】図１〜図４は、ピストン19が上死点に達す
る直前の状態を示しており、22は、ピストンピン21によ
ってピストン19に揺動可能に取付けられたコネクティン
グロッドである。ピストン19のこの位置で、吸気バルブ
９は、カムシャフト16の回転によってスプリング14の付
勢力に逆らって実線で示す位置に下降し、吸気バルブ９
と吸気バルブシート11との間が開かれて混合ガスが燃焼
室18に入る。

【００３１】吸気行程で燃焼室18を通ってシリンダボア
中に入った混合ガスは、次の圧縮行程で燃焼室18中で圧
縮され、点火プラグ17から発する火花によって着火し、
爆発してピストン19を押下げ、コネクティングロッド22
の下方に位置する図示しないクランクシャフトを図にお
いて時計方向に回転させる。圧縮行程以降は、吸気バル
ブ９は、仮想線で示す元の位置に復していて、バルブフ
ェース９ｂが吸気バルブシートのフェース11ａに接触
し、吸気バルブシート11と共に燃焼室18をシールしてい
る。

【００３２】ヒータＨは、ＰＴＣ等の発熱素子を利用し
た板状ヒータ（構造は後に図８によって説明する）であ
る。図１、図２の例にあっては、インヂェクタ７に接し
てその噴出口間近のマニホールド分岐管５ａの上壁にヒ
ータＨを取付けている。図１はエンジン暖機時の状態
を、図２はエンジン冷機時の状態を示している。

【００３３】インジェクタ７に接して下流側に、マニホ
ールド分岐管５ａの上壁には空気導入路５Ａが設けられ
ている。図１のエンジン暖機時には、空気導入路５Ａか
らの空気噴出はなされず、インジェクタ７から第一の空
気と共に噴射した霧状ガソリンＦは、ヒータＨに接触せ
ずに結露することなく燃焼室18に向かう。図２のエンジ
ン冷機時には、空気導入路５Ａから第二の空気Ａ２が噴
出し、この噴出空気の圧力により、インジェクタ７から
第一の空気と共に噴出した霧状ガソリンＦは、噴出方向
を曲げられてヒータＨに接触し、昇温する。従って結露
することがない。

【００３４】図３、図４の例においては、ヒータＨをイ
ンジェクタ７の噴出口から離れた位置に配している。ヒ
ータＨは、図３ではマニホールド分岐管５ａの上壁に、
図４では混合ガス通路２ｂの上流側中央部に設けてい
る。図３では空気導入路５Ｂをインジェクタ７の下側近
くに配し、図４では空気導入路５Ｃをインジェクタ７の
噴出口近くの下流側に配している。

【００３５】図３、図４の例共に、霧状ガソリンＦは、
エンジン暖機時には実線で示すようにヒータＨに接触せ
ずに燃焼室18に向い、エンジン冷機時には仮想線で示す
ようにヒータＨに接触して昇温する。図３、図４の例に
あっても、図１、図２の例におけると同様の効果が奏せ
られる。

【００３６】図４の例において、ヒータＨは、マニホー
ルド分岐管５ａとシリンダヘッド２との間に挟着された
インシュレータ６に固定される。図５はインシュレータ
及びヒータの右側面図（図４のＶ−Ｖ線側面図）、図６
は同左側面図（図４のVI−VI線側面図）である。この例
では、２気筒分を一体にしている。

【００３７】板状インシュレータ６には貫通孔６ａが一
対設けられ、貫通孔６ａ、６ａに架け渡すようにヒータ
Ｈがリベット35、35によってインシュレータ６に取付け
られている。ＰＴＣ素子は、リベット34によってインシ
ュレータ６に取付けられた負極側電源33に接続する。図
中、32は正極側電源端子である。インシュレータ６とヒ
ータＨとを一体で作製することも可能である。

【００３８】これらの例において注目すべきことは、第
二の気体としての空気Ａ２の導入路５Ａ、５Ｂ、５Ｃを
夫々インジェクタ７の噴出口の間近に設けていることで
ある。

【００３９】空気導入路５Ａ、５Ｂ、５Ｃから空気Ａ２
を供給していない状態で、ヒータＨは、噴射された霧状
ガソリンＦが接触しない位置に配置されている。空気Ａ
２が供給されると、その圧力によって霧状ガソリンＦ
は、仮想線で示すように噴射方向が曲げられ、ヒータＨ
に接触するようにしてある。

【００４０】空気Ａ２の圧力を増やすと、インジェクタ
７から噴射された霧状ガソリンＦのヒータＨ面への接触
量が増大する。勿論、この第二の気体としての空気Ａ２
は各マニホールド分岐管のインジェクタ部に設けられ、
図示しない供給手段によって高圧力で各インジェクタ７
の噴射タイミングに合わせて噴出される。

【００４１】これによって、例えば図１の VII−VII 線
断面図である図７のように、インジェクタ７から噴射さ
れた霧状ガソリンＦのヒータＨ面への直撃量が変化す
る。即ち、第二の気体としての空気Ａ２の作用がなけれ
ば、本来ならインジェクタ７の噴出口から噴射された霧
状ガソリンＦの混合ガス通路下側壁面を直撃する領域は
Ｆ１であるが、第二の気体としての空気Ａ２の加圧によ
って霧状ガソリンＦの直撃領域はＦ２の場所に変化する
（仮想線で示す図２の状態）。従って、そこにヒータＨ
が設置されていれば、本来ならヒータＨへ接触が少なか
ったのが第二の気体の作用によって触れる量が増えるこ
とになる。

【００４２】図８はこの種の用途に使用される一般的な
ヒータの一例で要部の拡大断面図である。図８は図１、
図２のヒータを示しているが、図３、図４の例にあって
は、ヒータはこのような基本構成を以て形状を変えて取
付けている。アルミニウム合金製の天板151 には、導電
性接着剤152 を介して発熱素子としてのＰＴＣ(Positiv
e Temperatune Coefficient)素子（チタン酸バリウム等
のセラミックスからなる）153 が貼付けられている。

【００４３】底板156 は耐熱性樹脂（例えばエポキシ若
しくはフェノール樹脂）又はセラミックスからなり、そ
の上に端子板155 、コンタクト154 がこの順に鋲157 に
よって固定され、コンタクト154 はＰＴＣ素子153 に弾
性的に圧接している。天板151 及び底板156 は、いずれ
も一方の端部側が斜め上に向けられてシリンダヘッドへ
の取付け部Ｈａを形成し、取付け部Ｈａ内に固定された
端子159A、159Bがケーブル158 、天板151 によって夫々
端子板155 、ＰＴＣ素子153 に電気的に接続される。

【００４４】第二の気体としての空気Ａ２の供給方法と
しては、図９及び図10に示すようにできる。図９はコン
ピュータを介して第二の気体としての空気Ａ２を電気的
に制御するものである。温水ジャケット24（図１参照）
の冷却水の温度を検知したコントロールユニット70は、
温度が一定の温度に達していなければソレノイドバルブ
71に信号を発する。ソレノイドバルブ71は信号を受けて
バルブを開き、チャンバ74から配管された送気パイプ72
と同バルブからマニホールド５へ配管した送気パイプ76
をつなぐ。

【００４５】エンジン運転中、チャンバ74はスロットル
バルブ75の上流に較べて高負圧状態となっており、エン
ジン冷時にはスロットルバルブ75が閉じられていること
により、高圧の空気は送気パイプの方へ流れる。送気パ
イプ72の中間部には逆止弁方式のチェックバルブ73が設
けられているので、逆流することなくソレノイドバルブ
71の動作に合わせて自動的に第二の気体としての空気が
送られる。

【００４６】図10は温水バルブにより第二の気体として
の空気Ａ２を送るものである。温水バルブ77は上記ソレ
ノイドバルブ71に代わるもので、バイメタルが内蔵され
ており、このバルブはシリンダヘッドに設置され、エン
ジンの冷却水が供給されてその温度でバイメタルが作用
する。その他の配管等は上記ソレノイドの場合と略同じ
であり、噴射のタイミング等は図示しない制御機構によ
り行われる。

【００４７】このような機構により、インジェクタ７か
ら噴射される霧状ガソリンＦの噴射の向きを簡単に変え
ることを可能にしたものである。このようにしてインジ
ェクタ７から噴射された霧状ガソリンＦを最大限にヒー
タＨへ直撃させれば、充分に加熱されたヒータＨの表面
温度（約 100℃）によって、燃料は完全に気化されて燃
焼室の中へ送り込まれ、快適なエンジンの始動が得られ
る。

【００４８】エンジン冷時には、インジェクタ７から噴
射した混合ガス（仮想線で示す）は、ヒータＨに衝突し
て加熱されて霧状化し、更に吸入空気（又は混合ガス）
Ａと共に燃焼室18に向かうように整流され、効率的に燃
焼する。

【００４９】エンジン暖時には、混合ガスの噴射方向中
心をヒータＨに向けずに吸気バルブシート11の中心に向
ける。すると、インジェクタ７から噴出した混合ガスＦ
１は、エンジンの熱によって霧状化し、ヒータＨには接
触せずに直接バルブシート11の開口を通って燃焼室18に
導入される。従って、ヒータによる前述のような問題を
起こすことがなく、エンジン冷時におけると同様の効率
的燃焼がなされる。

【００５０】エンジン暖時には更に次のような効果が奏
せられる。混合ガスは、吸気バルブ９の吸気バルブシー
ト11の直ぐ近くに位置するバルブヘッド２ａの曲面に衝
突し、バルブヘッド９ａから熱を供給させて霧状化する
と共に扇形に広がって燃焼室18に入り、理想的な燃焼が
なされる。これと同時に、吸気バルブ９は、混合ガスに
熱を奪われて冷却するので、エンジン暖時にあっても良
好な寸法精度を維持する。

【００５１】エンジンの暖機後は電気的又は機械的に第
二の気体としての空気の通路が遮断される。従って、イ
ンジェクタの燃料噴射方向は元通りに戻るが、既にエン
ジン自体が加熱されているので順調な回転が継続され
る。上記したように第二の気体の噴射は自動的に行われ
るが、非自動的に変更することも可能であり、自動、非
自動は選択的に行うことができる。

【００５２】図11はインジェクタへのガソリン供給の概
要を示す概略図である。複数気筒（この例では４気筒）
のエンジンの各気筒に対応して設けられたインジェクタ
７は、後端側の燃料導入管36にて共通の燃料供給本管14
5 に接続する。燃料タンク148 中のガソリンは、燃料ポ
ンプ149 の駆動によって配管47を経由して燃料供給本管
145 を通り、燃料タンク148 に戻る。ガソリンは、燃料
供給本管145 の後端に配設された圧力調節器146 によっ
て圧力を調節される。

【００５３】エンジン始動時、ヒータへの通電後、ヒー
タ素子に流れる電流及びヒータ温度の経過時間による変
化を、実機試験（ベンチテスト）によって求めたとこ
ろ、図12に示す結果が得られた。

【００５４】エンジン始動後20秒で 110℃になるまでは
電流が多く流れヒータによる燃焼効率の良さが現れ、以
後は急速なエンジン自体の温度上昇と相俟って電力消費
を漸減しながら略 170℃前後で横這いし、一方電流もこ
れと反比例して減少した状態で横這いになっている。噴
射条件を変えても同じ傾向が見られるが、燃料の噴射量
が増加する程、ヒータ温度と消費電力の反比例の開きの
差が少なくなることも当然のことながら現れている。

【００５５】また、別の実験データとしては、燃料の圧
力を 3.1Kg／cm²の一定圧力における第二の気体として
の噴出空気の量によるエンジンの回転数は、 1600rpm：
０ l／min 、 2000rpm：８ l／min 、 2400rpm：16 l／
min が得られ、空気の供給増に伴ってエンジンの回転数
が上昇することも証明された。

【００５６】図13は、第二の気体としての噴出空気の送
気管を螺旋状にしてインジェクタに外嵌させた実験を示
す概略図である。この方法を2000cc、４気筒エンジンに
適用した場合、１分間１気筒当たりの空気供給量は充填
効率を約80％とすれば、約850rpm（アイドリング状
態）：170l／min 、2000rpm ：500l／min であり、その
内の２〜16 l／min 程度の空気量をバイパスさせて、上
記のように螺旋パイプにより燃料を曲噴射させれば、バ
イパスさせて噴出する空気の量の増加に伴ってヒータへ
の燃料の直撃率も増加することも判明した。このデータ
に基づくグラフが図13である。

【００５７】以上の各例は、エンジン冷機時には第二の
気体としての空気Ａ２を噴出して霧状ガソリンをヒータ
に向かわせ、エンジン暖機時には空気Ａ２の噴出を停止
してヒータを避けるように霧状ガソリンを燃焼室に向け
るようにしている。然し、これとは逆に、エンジン冷機
時には空気Ａ２を噴出せず、エンジン暖機時に空気Ａ２
を噴出するようにもできる。

【００５８】図15は、上記のようにしたエンジンの図１
〜図４と同様の断面図である。シリンダヘッド２のイン
テークポート下側部分２ａの吸気マニホールド分岐管５
ａの近くにヒータＨがその表面を露呈して埋め込まれ、
固定されている。そして、インジェクタ７はヒータＨに
向けて設けてあり、インジェクタ７の下側には第二の気
体としての空気Ａ２を供給する空気導入路５Ｄを設けて
ある。

【００５９】エンジン冷機時には、空気導入路５Ｄから
の空気を供給せず、霧状ガソリンＦ２は、仮想線で示す
ようにヒータＨを直撃して昇温する。エンジン暖機時に
は、空気導入路５Ｄから空気Ａ２を噴出し、その圧力で
霧状ガソリンＦ１は、噴射方向を曲げられてヒータＨに
接触せず、燃焼室18に直接向かう。かくして、この例で
も、図１〜図４の各例におけると同様の効果が奏せられ
る。

【００６０】以上の例は、いずれもインジェクタとは別
に第二の気体としての空気供給路を設けているが、この
第二の空気をインジェクタ内に供給することもできる。
図16は、このようにしたインジェクタに円筒形のヒータ
を取り付けた例を示している。

【００６１】エンジン冷機時には、インジェクタアセン
ブリ57からの混合ガス噴射角度を大きくして円筒形ヒー
タＨ２の内周面に接触させる。エンジン暖機時には、混
合ガス噴射角度を小さくしてヒータＨ２に接触させない
ようにしている。

【００６２】インジェクタアセンブリ57はインジェクタ
を内蔵している。図17はインジェクタの構造を示す断面
図である。インジェクタ７の構造は、この例及び前記の
各例に共通である。

【００６３】インジェクタ本体27は本体支持部28によっ
てアダプタ29内に支持される。本体27内にはニードル31
が挿通されていて、その後端側にはコア32が取付けられ
ている。ニードル31はリターンばね34によって先方に向
けて付勢され、本体先端のノズル30を閉塞するようにし
てある。

【００６４】コア後方に配設された電磁コイル33に通電
すると、コア32が電磁コイル33に引き寄せられて後方に
移動し、ノズル30が開口して燃料導入管35からのガソリ
ンがノズル30から噴出する。図中、37は電子コイル作動
用の端子である。

【００６５】図18はインジェクタアセンブリ先端部の拡
大断面図（図19の XVIII−XVIII 線断面図）、図19は図
18の XIX−XIX 線断面図である。

【００６６】吸気マニホールド分岐管５ａに設けられた
インジェクタ支持筒５ｃ内に柔軟なパッキン38及びＯリ
ング39Ａを介してインジェクタ７が支持される。インジ
ェクタ支持筒５ｃ内には、空気導入管41が取付けられ、
これに連通する貫通孔５ｄが設けられている。アダプタ
29には６箇所に貫通孔29ａが設けられ、アダプタ29の先
端部は傾斜面29ｂによって円錐台形の開口部29ｃが形成
される。

【００６７】第一の空気導入管141 から供給される第一
の空気Ａ１は、図16に矢印で示すようにインジェクタ支
持筒５ｃとアダプタ29との間の空間40に入り、各貫通孔
29ａを通ってアダプタ29内に入り、図18のノズル30から
噴出するガソリンと混合されて霧状の混合ガスＭＧ１と
なる。

【００６８】前記の板状ヒータＨを使用した例ではこの
ようにインジェクタ７が使用されるが、この例ではこれ
はエンジン暖機時の使用状態である。

【００６９】エンジン冷機時には、第一の空気導入管14
1 から供給された第一の空気Ａ１と共に、第二の空気導
入管142 から第二の空気Ａ２（仮想線で示す）が供給さ
れる。すると、第一の空気Ａ１に第二の空気Ａ２が加え
られることにより、供給空気の圧力が上昇し、混合ガス
ＭＧ２の噴射角度が拡げられると共に、霧状ガソリンの
粒子が微細になる。

【００７０】そして、混合ガスＭＧ２は、図16に示した
ように、円筒形ヒータＨ２の内周面に接触し、上記微細
化も加わって効率よく気化する。上記の圧力上昇による
噴射角度の拡大及び霧状ガソリンの微細化は、霧吹きに
おける現象と同様の現象である。

【００７１】上記のようにして、この例にあっても、前
記の各例におけると同様の効果が奏せられる。その上、
インジェクタアセンブリにヒータを取付けることによ
り、エンジンの組み立て作業が簡単になる。

【００７２】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明の技術的思想に基いて、前記の実施例に種々の変形を
加えることができる。

【００７３】例えば、第一の気体及び／又は第二の気体
には、空気のほか、酸素や酸素富空気が使用可能であ
る。また、第二の気体には、排気ガスに悪影響を及ぼさ
ない不活性ガスを用いることもできる。第二の気体は、
噴出及び噴出停止のほか、噴出量をアナログ的に変化さ
せるようにもできる。

【００７４】また、インジェクタやヒータの取付け位置
は、前記の例におけるほか、適宜の位置として良く、ヒ
ータの形状、構造、材料等は種々変更可能して良いし、
使用する発熱素子もＰＴＣ素子以外であっても良い。

【００７５】更に、第二の空気の噴出方向を変化させて
ヒータに対する霧状ガソリンの接触量を変えるようにす
ることができる。この場合、空気導入路の方向を変更す
る、或いは空気導入路を複数設け、これらのうちから選
択して空気噴出を行うようにしても良い。

【００７６】前記の例は、４サイクルレシプロエンジン
についての例であるが、他のエンジン、例えばロータリ
ーピストンエンジンにも本発明が適用可能であり、内燃
機関以外の機関や装置の燃料供給にも本発明が適用可能
である。

【００７７】

【発明の作用効果】本発明は、燃料噴射手段から噴射さ
れる燃料の燃料加熱手段に対する接触量を可変するため
の気体を噴出若しくは噴出停止する気体噴出手段を有
し、燃料加熱手段に対する燃料接触量を可変にするよう
に気体噴出手段からの気体噴出量を制御するようにして
いる。

【００７８】従って、冷時の燃料加熱手段を作動させる
必要があるときは、燃料を燃料加熱手段に向けてこれに
充分接触するように噴射し、燃料を昇温気化させて燃料
の燃焼を確実にできる。

【００７９】他方、暖時の燃料加熱手段を作動させる必
要がないときは、この燃料加熱手段を避けるように燃料
を噴射し、燃料加熱手段に対する燃料の接触量を少なく
し、非作動で冷えている燃料加熱手段に燃料が接触して
降温しないようにし、燃料の燃焼を確実にできる。

【００８０】その結果、冷時、暖時を問わず、燃料は燃
焼に適する温度に常に保持され、理想的な燃焼が保証さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による暖時のガソリンエンジンの燃焼室
周辺の断面図である。

【図２】同冷時のガソリンエンジンの燃焼室周辺の断面
図である。

【図３】他の実施例によるガソリンエンジンの燃焼室周
辺の断面図である。

【図４】更に他の実施例によるガソリンエンジンの燃焼
室周辺の断面図である。

【図５】同ヒータの拡大右側面図である。

【図６】同ヒータの拡大左側面図である。

【図７】図１、図２の実施例による霧状ガソリンの噴射
方向を示す平面図（図１の VII−VII 線拡大平面図）で
ある。

【図８】同ヒータの構造を示す拡大断面図である。

【図９】各実施例による第二の気体としての空気供給を
示す第一の概略流体回路図である。

【図10】同第二の気体としての空気供給を示す第二の概
略流体回路図である。

【図11】同インヂェクタへのガソリン供給の概要を示す
流体回路図である。

【図12】同ヒータの電流及び温度の時間経過による変化
を示すグラフである。

【図13】他の実施例によるインヂェクタ、空気導入路及
びヒータの位置関係を示す概略図である。

【図14】同空気噴出量とヒータへの燃料直撃量との関係
を示すグラフである。

【図15】更に他の実施例によるガソリンエンジンの燃焼
室周辺の断面図である。

【図16】更に他の実施例によるガソリンエンジンの燃焼
室周辺の断面図である。

【図17】同インヂェクタの拡大断面図である。

【図18】同インヂェクタアセンブリの拡大部分断面図
（図19の XVIII−XVIII 線断面図）である。

【図19】同図18の XIX−XIX 線断面図である。

【図20】従来例による電子制御燃料噴射方式のガソリン
エンジンの概略制御系統図である。

【図21】同ガソリンエンジンの燃焼室周辺の断面図であ
る。

【図22】他の従来例によるガソリンエンジンの燃焼室周
辺の断面図である。

【図23】更に他の従来例によるガソリンエンジンの燃焼
室周辺の断面図である。

【符号の説明】

２・・・シリンダヘッド２ｂ・・・混合ガス通路５・・・吸気マニホールド５ａ・・・吸気マニホールドの分岐管５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、142 ・・・第二の空気導入路７・・・インジェクタ９・・・吸気バルブ 24・・・温水ジャケット 57・・・インジェクタアセンブリ 70・・・コントロールユニット 71・・・ソレノイドバルブ 77・・・温水バルブ 141 ・・・第一の空気導入路Ａ１・・・第一の気体としての空気Ａ２・・・第二の気体としての空気Ｆ・・・霧状ガソリンＨ・・・板状ヒータＨ２・・・円筒形ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｌ 8923−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料噴射手段と、この燃料噴射手段から
噴射される燃料を接触させて加熱するための燃料加熱手
段と、この燃料加熱手段に対する前記燃料の接触量を可
変するための気体を噴出若しくは噴出停止する気体噴出
手段と、前記燃料加熱手段に対する前記燃料の接触量が
可変されるように前記気体噴出手段からの気体噴出量を
制御する制御手段とを有する燃料供給装置。
【請求項２】燃料噴射手段の作動中は、気体噴出手段
から噴出する気体とは別の気体が燃料と共に常に噴出
し、前記気体噴出手段からの気体の噴出と噴出停止とが
選択可能になっていて、前記気体噴出手段からの気体噴
出時に、この気体の圧力によって前記燃料の燃料加熱手
段に対する接触量が変化する、請求項１に記載された燃
料供給装置。
【請求項３】気体噴出手段からの気体噴出時には、燃
料加熱手段に接触する燃料の接触量が多くなるように構
成されている、請求項１又は２に記載された燃料供給装
置。
【請求項４】気体噴出手段からの気体噴出時には、燃
料加熱手段に接触する燃料の接触量が少なくなるように
構成されている、請求項１又は２に記載された燃料供給
装置。
【請求項５】燃料加熱手段と気体噴出手段とが、噴射
燃料通路の壁部に設けられている、請求項１〜４のいず
れかに記載された燃料供給装置。
【請求項６】燃料加熱手段が、噴射燃料通路の中間位
置に設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載さ
れた燃料供給装置。
【請求項７】燃料噴射手段が、気体噴出手段と燃料加
熱手段との間に設けられている、請求項１〜４のいずれ
かに記載された燃料供給装置。
【請求項８】気体噴出手段が、燃料加熱手段の加熱停
止時に気体噴出を停止する、請求項１〜３及び５〜７の
いずれかに記載された燃料供給装置。
【請求項９】燃料噴射手段内に気体を導入し、この気
体を燃料と共に噴射するように構成されている、請求項
１、２又は３に記載された燃料供給装置。