JPH07151038A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPH07151038A
JPH07151038A JP29999293A JP29999293A JPH07151038A JP H07151038 A JPH07151038 A JP H07151038A JP 29999293 A JP29999293 A JP 29999293A JP 29999293 A JP29999293 A JP 29999293A JP H07151038 A JPH07151038 A JP H07151038A
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JP
Japan
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fuel
intake
control valve
valve
port
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JP29999293A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Okano
弘 岡野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気制御弁が閉じている時にも該吸気制御弁
の裏側に燃料が付着したりすることなく、最適な混合気
を形成することのできる、複雑な加工を必要としない吸
気装置を提供すること。 【構成】 燃焼室へ連通する吸気通路を途中から分離隔
壁により複数に分割し、該分割された複数の吸気通路の
内の一部に吸気制御弁を設け、前記分離隔壁の上流に燃
料噴射弁を設けた内燃機関の吸気装置において、前記燃
料噴射弁の内部の燃料通路に、吸気制御弁が設けられた
側の吸気ポートに向けて噴射される燃料のみを微粒化す
る燃料微粒化手段を設ける。燃料微粒化手段としては、
加熱装置あるいは加振装置がもちいられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気装置、
特に複数の吸気ポートを有し、その一部に吸気制御弁を
設けた内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁の構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】複数の吸気ポートを設け、その一部に吸
気制御弁を設けた内燃機関の吸気装置が公知である、こ
の様な吸気装置は必要に応じて吸気制御弁を閉じて、吸
気制御弁が設けられた側の吸気ポートを流れる混合気量
を停止、あるいは低減し、その分、吸気制御弁が設けら
れていない側の吸気ポートから燃焼室内に流入する混合
気量を増量、増勢し、吸気行程時の燃焼室内で吸気スワ
ールを強化させて燃料と空気の混合を良くして燃焼を良
くしようとするものである。そして、この様な、吸気制
御弁を設け、かつ燃料噴射弁を吸気制御弁の上流側に配
設した内燃機関の吸気装置においては、吸気制御弁が閉
じられた場合に、その閉じられた吸気制御弁の側に必要
以上の燃料が流入して吸気ポートに付着したり、あるい
は該吸気制御弁の近傍に溜まったりして空燃比が乱れ、
燃焼が悪化するという問題があり、これを回避するため
に、各種の提案がなされ、例えば、特開昭60−142
053号公報(図4参照)に示されるものがある。同公
報の装置では、アシストエアを噴射弁の噴口付近から噴
出させ吸気弁の無い方の吸気ポートに燃料が偏向して噴
射される。一方、燃料噴射弁の内部の燃料通路の周囲に
電子ヒートポンプを設け燃料の微粒化するものが公知で
あって、例えば、特開昭61−72868号公報(図5
参照)に示されるものがあり、同公報の燃料噴射弁を吸
気制御弁の上流側に配設すれば燃料噴射弁内部で燃料が
微粒化されるので吸気制御弁側に燃料が溜まることはさ
けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記特開昭
60−142053号公報による装置は、図示される様
に、アシストエアを燃料噴射弁の近傍まで導くために構
造が複雑となり、加工が大変でコストがかかる。また、
特開昭61−72868号公報による装置は、前述の通
り、吸気制御弁側に燃料が溜まることはさけられるが、
特に吸気制御弁を設けた内燃機関の吸気装置に用いるこ
とを意図していないために、吸気制御弁の配設されてい
ない側のポートに流入する燃料も霧化が促進される。し
かしながら、燃料を燃焼室内に導入する時には良好に霧
化されている方が必ずしも良いというわけではなく、貫
徹力を有した燃料粒の状態で導入した方が燃焼が良く、
上記の様に、燃料噴射弁の内部の燃料通路の周囲に電子
ヒートポンプを設けた燃料噴射弁を吸気制御弁の配設さ
れた吸気装置に用いることは適切でない。本発明は上記
問題に鑑み、吸気制御弁が閉じている時にも該吸気制御
弁や吸気制御弁のある吸気ポートに燃料が付着したりす
ることなく、最適な混合気を形成することのできる、複
雑な加工を必要としない吸気装置を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、燃焼室への吸気通路を途中から分離隔壁により複数
の吸気ポートに分割し、該複数の吸気ポートの一部に吸
気制御弁を設け、前記分離隔壁の上流に燃料噴射弁を設
けた内燃機関の吸気装置において、前記燃料噴射弁の内
部の燃料通路に、吸気制御弁が設けられた側の吸気ポー
トに向けて噴射される燃料のみを微粒化する燃料微粒化
手段を設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置が提
供される。請求項2によれば、前記燃料噴射弁の内部の
燃料通路に設けられ、吸気制御弁が設けられた側の吸気
ポートに向けて噴射される燃料のみを微粒化する燃料微
粒化手段を加熱手段とした内燃機関の吸気装置が提供さ
れる。請求項3によれば、前記燃料噴射弁の内部の燃料
通路に設けられ、吸気制御弁が設けられた側の吸気ポー
トに向けて噴射される燃料のみを微粒化する燃料微粒化
手段を加振手段とした内燃機関の吸気装置が提供され
る。
【0005】
【作用】本発明の吸気装置では、吸気制御弁が設けられ
た側の吸気ポートに向けて噴射される燃料は燃料噴射弁
内部の燃料通路に設けられた燃料微粒化手段により微粒
化され、吸気制御弁にあまり付着せず、吸気制御弁と吸
気ポートとの隙間から燃焼室に流入したり、あるいは吸
気制御弁が設けられていない側に吸引されて吸気制御弁
が設けられていない側の吸気ポートから燃焼室に吸入さ
れ、一方吸気制御弁が設けられていない側の吸気ポート
に向けて噴射される燃料は燃料微粒化手段の影響をほと
んど受けずに貫徹力、直進力を維持したまま燃焼室内に
吸入される。また、前記燃料微粒化手段を加熱手段とす
れば、この加熱手段の作動により燃料の粘度が低くな
り、燃料噴射弁が動きやすくなる。さらに、前記燃料微
粒化手段を加振手段とすれば、この加振手段の作動によ
り燃料噴射弁内の可動部の摩擦抵抗が小さくなる。
【0006】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の構成を示す図であって、1は吸気
通路で、下流側の端部は隔壁2によって第1ポート1a
と、第2ポート1bとに分岐されている。第1ポート1
aの中間に配設されている3は吸気制御弁であって、必
要に応じて開閉制御される。4aと4bは吸気バルブ、
5はシリンダ、6はピストンである。10は燃料噴射弁
であって、16は燃料噴射弁10の内部に配設されてい
る燃料微粒化手段としての加熱装置あるいは加振装置で
ある。
【0007】次に、上記の様に構成される吸気装置の作
動について説明する。吸気行程でピストン6が下降し、
吸気バルブ4aと4bが開くに連れて空気と燃料がシリ
ンダ5の内部に吸入されるが、先ず、空気については吸
気通路1に達した後、隔壁2によって第1ポート1a側
に流れるものと、第2ポート1b側に流れるものとに分
流される。ここで吸気制御弁3が閉じている場合には第
1ポート1a側に流れる空気流はせき止められるので吸
入された空気はすべて第2ポート1b側に流れ、その
分、第2ポート1b側に流れる空気は増量、増勢されシ
リンダ内に強いスワールが形成される。吸気制御弁3が
開いている場合には第1ポート1aと第2ポート1bの
双方から吸入され量、勢いが分散されるので強いスワー
ルは形成されない。
【0008】燃料は、燃料噴射弁10によって上記の様
な空気流の中に噴射されるが、その燃料噴射弁10の構
造を図2に示す。11はソレノイドコイル、12はコ
ア、13はコア12と一体に形成されたニードルバル
ブ、14はニードルバルブ13が内部を摺動するバルブ
ハウジングであって、該バルブハウジング14の先端底
面の中央には噴口15が開口されており、ソレノイドコ
イル11に電流を流すと、コア12が吸引され、コア1
2と一体になっているニードルバルブ13が吸引されて
噴口15が開き、燃料は矢印の経路を通って噴射され
る。噴口15が開口されている先端底面に隣接する側方
の内周面には燃料微粒化手段としての加熱装置または加
振装置16が配設されている。図3は図2のA−A面に
沿って見た断面を拡大した図であって、この部分におい
ては、ニードルバルブ13は図示される様に、その4個
の隅部13a,13b,13c,13dでバルブハウジ
ング14に摺接する様に円の円弧部を切り落とした断面
を有しており、ニードルバルブ13とバルブハウジング
14との間に形成される4個の経路20a,20b,2
0c,20dを通って燃料は流れる。ここで、経路20
bと20cに面する様に燃料微粒化手段としての加熱装
置または加振装置16が、ニードルハウジング13の内
面に円周展開角θが0<θ≦180°となる様に配設さ
れていて、図示しない電源部、パワー線路によって燃料
微粒化手段としての加熱装置または加振装置16にエネ
ルギーを与えると経路20bと20cを通る燃料は気化
し、殆ど、気体になった燃料流が形成される。この時、
経路20a,20dを通る燃料には変化は無く、貫徹力
を有した燃料粒として噴射される。一方、燃料微粒化手
段としての加熱装置または加振装置16にエネルギーを
与えない場合には4個の経路20a,20b,20c,
20dに同じ流れが得られ噴射弁の中心軸線に対して対
称な燃料流が得られる。
【0009】ここで、燃料噴射弁10の全体は、図1に
示される様に、上記の燃料微粒化手段としての加熱装置
または加振装置16が吸気制御弁3のある側に来る様に
装着される。吸気制御弁3が閉の時に、前記燃料微粒化
手段としての加熱装置または加振装置16にエネルギー
を与える様にすれば、前述の様に、気化した燃料が吸気
制御弁3のある側の第1ポート1aに流れ、逆に吸気制
御弁3の無い側の第2ポート1bには貫徹力のある燃料
粒が供給される。吸気制御弁3のある側の第1ポート1
aに流れた気化した燃料は、同じ側に流れてきて吸気制
御弁3でせき止められた空気中に拡散し、大部分は第2
ポート1bの側に吸い込まれていく。従って、吸気制御
弁3や第1ポート1aへの燃料付着が抑制される。ま
た、吸気制御弁3の無い側の第2ポート1bに流れた貫
徹力のある燃料は、同じ側に流れてきた空気の中を貫通
する様にして吸気バルブ4bが開いた時の隙間からシリ
ンダ5の内部に流入する。
【0010】吸気制御弁3が開の時には、前記燃料微粒
化手段としての加熱装置または加振装置16にエネルギ
ーを与えない様にしておけば、燃料は燃料噴射弁10の
中心軸に対して軸対称に吐出されるので第1ポート1a
と第2ポート1bの両方に貫徹力のある燃料粒が供給さ
れる。燃料微粒化手段としての加熱装置または加振装置
16にエネルギーを与えるタイミングは吸気制御弁3の
開閉に必ずしも同期させる必要はなく最適な方法とすれ
ば良く、またエネルギーの量も燃焼が最適になる様に制
御すれば良い。
【0011】請求項2に記載の様に、燃料微粒化手段と
して、加熱装置を用いれば、加熱装置の作動により燃料
の粘度が低くなり、燃料噴射弁が動きやすくなる、した
がって低温始動時にエネルギを供給する様にしてやれ
ば、その時の燃料の粘度が低くなり、燃料噴射弁が動き
やすくなり燃料噴射弁の開閉の応答性が向上し、低温始
動性が向上する。そして、この様な加熱装置として、例
えば電気ヒータが考えられる。請求項3に記載の様に、
燃料微粒化手段として、加振装置を用いれば、加振装置
の作動により燃料噴射弁内のニードルバルブの摩擦抵抗
が小さくなり、燃料噴射弁を駆動させる電力も低減でき
る。そして、この様な加熱装置として、例えばPZT
(チタン酸ジルコン酸鉛)を利用した超音波加振装置が
考えられ、この場合、燃料は気化はしないが振動によっ
て微細な粒子に分解される。また、燃料微粒化手段16
は、特に上述の加熱装置または加振装置に限られるもの
ではなく、その他の適切な装置を燃料噴射弁の内部の燃
料通路に設けてもよい。
【0012】なお、実施例として、吸気制御弁を備えた
エンジンの場合を説明してきたが、吸気制御弁の無い2
吸気バルブエンジンにおいても片方の弁の流路のみに貫
徹力のある燃料粒子を与えることにより燃焼の最適化を
図ることも可能である。
【0013】
【発明の効果】本発明は、上記の様に構成され作用する
ので、アシストエアを噴出させるための加工等を特に要
することなく、吸気制御弁を備えたエンジンにおいて吸
気制御弁を閉じたときにも該吸気制御弁の裏面に燃料が
付着することが防止され、燃料の付着による制御の不適
正化が防止される。また、燃料微粒化手段としての加熱
装置に低温始動時にエネルギを供給する様に制御してや
れば、燃料の粘度が低くなり、燃料噴射弁が動きやすく
なって、燃料噴射弁の開閉の応答性が向上する。さら
に、燃料微粒化手段としての加振手段の作動を作動させ
ることにより、燃料噴射弁内の可動部の摩擦抵抗が小さ
くなり、燃料噴射弁を駆動させる電力も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を模式的に示した図である。
【図2】本発明による吸気装置に用いられる燃料噴射弁
の構造の詳細を示す断面図である。
【図3】図2のA−A線にそって見た断面の拡大図であ
る。
【図4】従来技術による吸気装置の例を示した図であ
る。
【図5】従来技術による燃料微粒化を促進する装置を備
えた燃料噴射弁の構造を示した図である。
【符号の説明】
1…吸気通路 2…隔壁 3…吸気制御弁 4a…吸気バルブ 4b…吸気バルブ 5…シリンダ 6…ピストン 10…燃料噴射弁 11…ソレノイドコイル 12…コア 13…ニードルバルブ 14…バルブハウジング 15…噴口 16…燃料微粒化手段(加熱装置または加振装置) 20…アシストエア通路1(従来技術) 21…アシストエア通路2(従来技術) 22…アシストエア通路3(従来技術) 23…アシストエア噴出口(従来技術) 30…電子ヒートポンプ(従来技術) 31…燃料通路(従来技術) 32…冷却フィン(従来技術)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 53/06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室へ連通する吸気通路を途中から分
    離隔壁により複数の吸気ポートに分割し、該分割された
    複数の吸気ポートの内の一部に吸気制御弁を設け、前記
    分離隔壁の上流に燃料噴射弁を設けた内燃機関の吸気装
    置において、前記燃料噴射弁の内部の燃料通路に、吸気
    制御弁が設けられた側の吸気ポートに向けて噴射される
    燃料のみを微粒化する燃料微粒化手段を設けたことを特
    徴とする内燃機関の吸気装置。
  2. 【請求項2】 前記燃料噴射弁の内部の燃料通路に設け
    られ、吸気制御弁が設けられた側の吸気ポートに向けて
    噴射される燃料のみを微粒化する燃料微粒化手段が加熱
    手段であることを特徴とする前記請求項1に記載の内燃
    機関の吸気装置。
  3. 【請求項3】 前記燃料噴射弁の内部の燃料通路に設け
    られ、吸気制御弁が設けられた側の吸気ポートに向けて
    噴射される燃料のみを微粒化する燃料微粒化手段が加振
    手段であることを特徴とする前記請求項1に記載の内燃
    機関の吸気装置。
JP29999293A 1993-11-30 1993-11-30 内燃機関の吸気装置 Pending JPH07151038A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018035682A (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 真士 加藤 エンジン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018035682A (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 真士 加藤 エンジン

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