JPH07167007A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】噴射弁から噴射する燃料の噴射流量をアシスト
エアに影響されずに安定化させること。 【構成】噴射ノズル12の先端に設けられる蓋体14の中央
部の燃料噴孔12ａと同一中心線方向に燃料噴射通路22を
穿設し、アシストエア噴射通路21を連通させる。該蓋体
14の基端部の燃料噴孔12ａと燃料噴射通路22との間に圧
力調整部23を形成し、当該圧力調整部23と吸気管内部30
とを連通する導圧通路24を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等に燃料を噴射供給するのに好適に用いられる燃料噴
射弁に関し、特にアシストエアが供給されるアシストエ
ア式燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアシストエア式燃料噴射弁とし
て、例えば噴射弁の先端部に空気を導入し、その空気を
燃料に吹き付けるミキシング部を有したものがある（実
開平２−６４７５７号公報参照）。燃料噴孔から噴射さ
れた燃料は、燃料噴射通路内でアシストエアとミキシン
グされ、微粒化された状態で吸気管内部に噴射される。
これにより、燃焼が改善され、排気の清浄化に効果があ
る。

【０００３】ここで、アシストエアの供給はポンプ等に
より空気を加圧して供給するものもあるが、コスト増加
につながるため、一般的にはスロットルバルブの下流側
の吸気管内の圧力とスロットルバルブの上流側の大気圧
との差圧を利用して行っている。そして、機関温度、負
荷或いは機関回転速度等の運転状態に応じてアシストエ
アカットバルブが制御され、当該アシストエアの供給が
制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアシストエア式燃料噴射弁にあっては、ミキ
シング部にアシストエアを供給しているので、噴射燃料
の微粒化を促進でき、吸入空気との霧化、混合性を高め
ることができるという利点がある。しかし、実際には噴
射弁からの噴射燃料がスロットルバルブの下流側の吸気
管内圧力とスロットルバルブの上流側の大気圧との差圧
によって供給されるアシストエアの圧力に影響され、噴
射流量が抑制されるという問題がある。

【０００５】即ち、燃料噴射弁に印加する噴射信号のパ
ルス幅を順次増大させた場合に、アシストエアの供給を
停止させた状態では、燃料の噴射流量がパルス幅に比例
して増大する。しかしながら、アシストエアを供給する
と、このエア圧に影響されて噴射流量が低下し、空燃比
が変動し、排気エミッションが悪化してしまうという問
題がある。

【０００６】これは、以下に述べる理由による。即ち、
アシストエア供給時には、ほぼ大気圧の空気が燃料噴射
弁の燃料噴孔の直下流に導入されるため、燃料出口であ
る燃料噴孔の直下流の圧力が大気圧レベルまで上がって
しまう。ここで、燃料の圧力はプレッシャレギュレータ
により、吸気管内圧力との差圧が一定となるようにコン
トロールされているので、アシストエア供給時には、燃
料出口の圧力即ち燃料噴孔の直下流の圧力と燃料の圧力
との噴射差圧が小さくなってしまう。よって、燃料噴射
弁に所定のパルス幅が出力されて該弁が開弁しても、噴
射流量が低下することとなる。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、噴射弁から噴射する燃料の噴射流量がアシストエア
に影響されて低下するのを防止でき、燃料の噴射流量を
安定化させることができると共に、燃料の微粒化を効果
的に促進できるようにした燃料噴射弁を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、エン
ジンの吸気管に装着され、燃料噴孔から燃料噴射通路に
噴射される燃料にアシストエアを衝突させ該アシストエ
アと噴射燃料とを混合する燃料噴射弁において、燃料噴
孔とアシストエアが供給される燃料噴射通路との間に圧
力調整部を設け、当該圧力調整部と吸気管内部とを連通
する導圧通路を設ける構成とした。

【０００９】また、前記燃料噴射通路の直下流におい
て、前記導圧通路の中心軸が該燃料噴射通路の中心軸と
重なるように構成してもよい。また、前記燃料噴射通路
を複数設け、それら複数の燃料噴射通路のいずれか一つ
の通路の中心軸線方向と導圧通路の方向とが同一方向と
なるように構成してもよい。

【００１０】

【作用】燃料噴射弁に所定のパルス幅が出力されて該弁
が開弁する際の噴射流量は、燃料噴孔の前後差圧により
決定される。ここで、導圧通路により圧力調整部と吸気
管内部とが連通されるので、圧力調整部は略吸気管内圧
力と等しくなる。また、該圧力調整部は燃料噴孔とアシ
ストエアが供給される燃料噴射通路との間に設けられ
る。従って、燃料噴孔の前後差圧はアシストエアの供給
の有無に拘らず略一定となる。もって、燃料の噴射流量
を安定化させることができる。

【００１１】また、燃料噴射通路にアシストエアが供給
されることにより混合燃料が圧力調整部に逆流すること
があるが、該圧力調整部に滞留した混合燃料は導圧通路
を介しても吸気管内部に噴射される。また、前記燃料噴
射通路の直下流において、前記導圧通路の中心軸が該燃
料噴射通路の中心軸と重なるように構成することによ
り、導圧通路を介して吸気管内部に噴射される混合燃料
が、燃料噴射通路を介して吸気管内部に噴射される混合
燃料と合流した状態で噴射されることとなり、導圧通路
を介して噴射される混合燃料も、燃料噴射通路を介して
吸気管内部に噴射される混合燃料と略同一方向に噴射さ
れることとなるので、混合燃料の噴霧の広がりが抑制さ
れる。

【００１２】また、前記燃料噴射通路を複数設け、それ
ら複数の燃料噴射通路のいずれか一つの通路の中心軸線
方向と導圧通路の方向とが同一方向となるように構成す
ることにより、導圧通路を介して吸気管内部に噴射され
る混合燃料が、所定の方向に噴射されることとなり、例
えばスワールコントロールバルブを設けた場合等に、該
スワールコントロールバルブの作用を向上させるように
混合燃料を噴霧することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には、本発明の第１実施例に係るアシストエ
ア式燃料噴射弁10を用いた燃料噴射装置の全体システム
図である。図において、エンジン本体は、例えば４気筒
のシリンダ１（１気筒のみ図示）と、該シリンダ１内を
往復して、クランク軸から回転出力を導出させるピスト
ン（図示せず）と、シリンダ１上の搭載されたシリンダ
ヘッド２とから大略構成されている。シリンダヘッド２
の吸気側に接続された吸気管３の先端側にはエアクリー
ナ４が設けられ、該エアクリーナ４の下流側には、エン
ジンのアイドル時等に閉弁され、加速時に開弁されて、
吸入空気流量の調整を行うスロットルバルブ５が設けら
れている。

【００１４】ここで、該吸気管３は、スロットルバルブ
５よりも下流側が吸気溜まりとしてのコレクタ６とな
り、該コレクタ６の下流側が各シリンダ１内とそれぞれ
連通する分岐通路（１本のみ図示）17となっている。そ
して、各分岐通路17の下流端側には、アシストエア式燃
料噴射弁10（１本のみ図示）が設けられ、燃料ポンプ７
ａからの圧送されてプレッシャレギュレータ７ｂにより
吸気管内圧力に対して常に一定の圧力（例えば３kg／cm
² 程度）だけ高くなるように調圧された燃料を各シリン
ダ１に向けて噴射するようになっている。

【００１５】そして、スロットルバルブ１の上流側の大
気圧をアシストエア式燃料噴射弁10のアシストエアとし
て導入するために、吸気管３と連通する連通路８を設
け、アシストエアカットバルブ９を設けて、当該アシス
トエアの供給を制御している。図２には、前記各分岐通
路17の下流端側に設けられるアシストエア式燃料噴射弁
10を示す。

【００１６】該アシストエア式燃料噴射弁10は電磁アク
チュエータ（図示せず）を内蔵し、基端側に図示しない
燃料配管が接続された噴射弁本体13と、該噴射弁本体13
の先端側に設けられ、燃料配管を介して噴射弁本体13内
に供給された燃料を燃料噴孔12ａから外部に噴射させる
噴射ノズル12と、該噴射ノズル12の弁座12ｂに離着座す
べく噴射ノズル12内に摺動可能に挿嵌され、噴射弁本体
13内の電磁アクチュエータで駆動されることにより、燃
料噴孔12ａを開，閉する弁体としてのニードル弁11とか
ら大略構成されている。

【００１７】さらに、噴射ノズル12の周囲は、該アシス
トエア式燃料噴射弁10の一部を構成する段付筒状のカバ
ー15により覆われ、該カバー15は基端側が噴射弁本体13
に固定され、その先端側には噴射ノズル12の先端面との
間にＯリング16ａ，16ｂを介して段付筒状の蓋体14が取
付けられている。ここで、該カバー15をガスケット18を
介して分岐通路17に取付けることにより、アシストエア
式燃料噴射弁10を分岐通路17に取付けている。

【００１８】そして、該カバー15は蓋体14と共に噴射ノ
ズル12の周囲にエア室20を形成し、該エア室20内には後
述のアシストエア供給管19からアシストエアが供給され
る。また、蓋体14の中央部には、前記燃料噴孔12ａと同
一中心線を有する燃料噴射通路22が穿設されており、該
燃料噴射通路22とエア室20とはアシストエア噴射通路21
により連通されている。

【００１９】さらに本発明に係る構成として、該蓋体14
の基端部に、噴射ノズル12と共に燃料噴孔12ａと燃料噴
射通路22との間に圧力調整部23を形成した。また、噴射
ノズル12の先端側に位置する蓋体14には、前記燃料噴射
通路22の中心軸線Ｃ₂₂と略同一方向の中心軸線Ｃ₂₄を有
する、当該圧力調整部23と吸気管内部30とを連通する導
圧通路24を設けている。

【００２０】そして、以上説明したアシストエア式燃料
噴射弁10には、アシストエアカットバルブ９が制御され
ることにより、アシストエア供給管19からアシストエア
が供給される。次に本実施例に係る作用を説明する。燃
料噴孔12ａから噴射された燃料は燃料噴射通路22におい
てアシストエア噴射通路21から供給された空気と混合さ
れ、微粒化された状態で分岐通路17内に噴射される。こ
こでアシストエアはスロットルバルブ１の上流側の大気
圧が連通路８及びアシストエア供給管19を介して供給さ
れるため、ほぼ大気圧である。

【００２１】アシストエア式燃料噴射弁10に所定の開弁
パルス幅が出力されて該弁が開弁する際の噴射流量は、
燃料噴孔12ａの前後差圧により決定される。ここで、燃
料噴孔12ａの上流側の圧力である燃料供給圧力は、プレ
ッシャレギュレータ７ｂにより吸気管内圧力に対して常
に一定の圧力（例えば３kg／cm² 程度）だけ高くなるよ
うに調整されている。

【００２２】一方、燃料噴孔12ａと燃料噴射通路22との
間に形成される圧力調整部23は、導圧通路24を介して吸
気管内部30と連通されるので、該圧力調整部23は略吸気
管内圧力と等しくなる。従って、燃料噴孔12ａの上流側
には常に吸気管内圧力より所定圧高い一定の圧力が作用
し、燃料噴孔12ａの下流側には略吸気管内圧力が作用す
ることとなり、もって燃料噴孔12ａの前後差圧は常に一
定となり、もってアシストエア供給管19からのアシスト
エアの供給の有無に拘らず該差圧が略一定となる（図３
参照）。

【００２３】従って、アシストエア燃料噴射弁10の噴射
弁本体13内の電磁アクチュエータに所定の開弁パルスが
送られてきたときに、該噴射弁10からの燃料の噴射流量
は、アシストエアの供給の有無に拘らず安定化すること
となる。即ち、図４に示すように、アシストエアを供給
した場合の燃料流量とアシストエアを供給しない場合の
燃料流量との変化量ΔＱは殆ど変化しないこととなる。

【００２４】もって、アシストエアの供給の有無による
空燃比の変動を防止でき、排気エミッションを改善でき
る。また、燃料噴射通路22にアシストエアが供給される
ことにより、該燃料噴射通路22が圧力調整部23より圧力
が高くなり、混合燃料が該圧力調整部23に逆流すること
がある。しかしながら、燃料噴孔12ａより噴射される噴
射燃料の噴射圧は噴射ノズル12の延長線上に位置する燃
料噴射通路22に作用するだけでなく、導圧通路24にも作
用することとなるので、該圧力調整部23に滞留した混合
燃料は導圧通路24を介しても吸気管内部30に噴射され
る。

【００２５】ここで、導圧通路24の中心軸線Ｃ₂₄は前記
燃料噴射通路22の中心軸線Ｃ₂₂と略同一方向を有してい
るので、該導圧通路24を介して吸気管内部30に噴射され
る混合燃料も、燃料噴射通路22を介して吸気管内部30に
噴射される混合燃料と略同一方向に噴射されることとな
る。即ち、圧力調整部23には、燃料が滞留することもな
く、さらに導圧通路24を介しても所定の方向に燃料が噴
射されることとなり、例えば壁流の形成を防止すること
が可能となる。

【００２６】次に、本発明に係る第２実施例を説明す
る。なお、全体システム構成については第１実施例と同
一であるので、説明を省略する。また、各分岐通路17の
下流端側に設けられる第２実施例に係るアシストエア式
燃料噴射弁40についても、第１実施例に係るアシストエ
ア式燃料噴射弁10と同一構成要素には同一符号を付し、
説明を省略する。

【００２７】本第２実施例に係る構成として、アシスト
エア式燃料噴射弁40の噴射ノズル12の先端側に位置する
蓋体14には、前記燃料噴射通路22の直下流で該燃料噴射
通路22の中心軸線Ｃ₂₂と重なるような中心軸線Ｃ₄₁を有
する、当該圧力調整部23と吸気管内部30とを連通する導
圧通路41を設けている。本第２実施例にあっては、前述
の第１実施例に係る作用・効果と同様なものが奏される
ばかりでなく、導圧通路41は該導圧通路41の中心軸線Ｃ
₄₁が前記燃料噴射通路22の直下流で該燃料噴射通路22の
中心軸線Ｃ₂₂と重なるような向きに設けられているの
で、該導圧通路41を介して吸気管内部30に噴射される混
合燃料は、燃料噴射通路22を介して吸気管内部30に噴射
される混合燃料と合流して噴射されることとなり、噴射
燃料の広がりが抑制され、燃焼がより改善され、排気エ
ミッションをより改善することが可能となる。

【００２８】次に、本発明に係る第３実施例を説明す
る。なお、本第３実施例に係るアシストエア式燃料噴射
弁50についても、第１実施例に係るアシストエア式燃料
噴射弁10と同一構成要素には同一符号を付し、説明を省
略する。本第３実施例においては、図６に示すように、
アシストエア式燃料噴射弁50が介装される分岐通路17の
上流側には、スワールコントロールバルブ57が介装され
る。そして、図７に示すように、本第３実施例に係るア
シストエア式燃料噴射弁50の噴射ノズル12の先端側に位
置する蓋体14には、単一の燃料噴射通路22ではなく、２
本の燃料噴射通路51，52が設けられており、さらに燃料
噴射通路51はスワールコントロールバルブ57の切欠き部
58が設けられる側の吸気ポート59ａに向いて設けられて
いる。

【００２９】また、圧力調整部23と吸気管内部30とを連
通する導圧通路53は、その中心軸線Ｃ₅₃が前記燃料噴射
通路51の中心軸線Ｃ₅₁と略同一方向を有するように設け
られている。本第３実施例にあっては、前述の第１実施
例に係る作用・効果と同様なものが奏されるばかりでな
く、スワールコントロールバルブ57の切欠き部58からの
吸気の流量が多くなる吸気ポート59ａ側には、導圧通路
53を介して供給される燃料が多く供給されることとな
り、もってより多くの燃料が噴射されることとなって、
吸気ポート59ａ，59ｂ両方の空燃比の差を小さくするこ
とが可能となる。

【００３０】もって、均一な空燃比の混合気を流入させ
ることが可能となり、燃焼を改善することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料噴孔の前後差圧をアシストエアの供給の有無に拘らず
略一定とすることができるので、噴射弁から噴射する燃
料の噴射流量をアシストエアに影響されずに安定化させ
ることができ、もってアシストエアの供給の有無による
空燃比の変動を防止でき、排気エミッションを改善でき
るという効果がある。さらにまた、導圧通路を介して吸
気管内部に噴射される混合燃料が、燃料噴射通路を介し
て吸気管内部に噴射される混合燃料と略同一方向に噴射
される場合には、導圧通路を介しても所定の方向に燃料
が噴射されることとなり、例えば壁流の形成を防止する
ことも可能となる。

【００３２】従って、アシストエアの供給時でも噴射燃
料の流量特性を安定化させることができると共に、噴射
燃料の微粒化を効果的に促進でき、吸入空気との霧化、
混合性を確実に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るアシストエア式燃料噴射
弁を用いた燃料噴射装置の全体システム図

【図２】本発明の第１実施例に係るアシストエア式燃料
噴射弁の部分縦断面図

【図３】同上実施例に係る作用を説明する特性図

【図４】同上実施例に係る作用を説明する特性図

【図５】本発明の第２実施例に係るアシストエア式燃料
噴射弁の部分縦断面図

【図６】本発明の第３実施例に係るアシストエア式燃料
噴射弁を用いた燃料噴射装置の部分システム図

【図７】本発明の第３実施例に係るアシストエア式燃料
噴射弁の部分縦断面図

【符号の説明】

10 アシストエア式燃料噴射弁 12 噴射ノズル 12ａ 燃料噴孔 14 蓋体 15 カバー 17 分岐通路 19 アシストエア供給管 22 燃料噴射通路 23 圧力調整部 24 導圧通路 30 吸気管内部

───────────────────────────────────────────────────── 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 69/00 ３１０ Ｅ ３６０ Ｃ 69/04 Ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気管に装着され、燃料噴孔
   から燃料噴射通路に噴射される燃料にアシストエアを衝
   突させ該アシストエアと噴射燃料とを混合する燃料噴射
   弁において、 燃料噴孔とアシストエアが供給される燃料噴射通路との
   間に圧力調整部を設け、当該圧力調整部と吸気管内部と
   を連通する導圧通路を設けたことを特徴とする燃料噴射
   弁。
2. 【請求項２】 前記燃料噴射通路の直下流において、前
   記導圧通路の中心軸が該燃料噴射通路の中心軸と重なる
   ように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の燃
   料噴射弁。
3. 【請求項３】 前記燃料噴射通路を複数設け、それら複
   数の燃料噴射通路のいずれか一つの通路の中心軸線方向
   と導圧通路の方向とが同一方向であることを特徴とする
   請求項１または２に記載の燃料噴射弁。