JPH0742653A - 内燃機関用の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料噴射弁の挿入により、燃料通路と空気流の
整流を行う環状通路を有する空気通路とを画成する、構
造が簡単で安価な空気−燃料供給装置を提供するととも
に、空気流を噴射燃料に効果的に作用せしめて内燃機関
の吸気管内壁面への燃料付着を抑制し機関の燃焼性を高
め、ＨＣ排出量の低減や燃費の向上をはかる。 【構成】燃料噴射弁から噴射される噴射燃料にスロット
ルバルブの上流側の吸入空気の一部を供給する内燃機関
用の燃料供給装置において、空気の供給部材を燃料噴射
弁側に取り付けずに、内燃機関の取付け孔１２ｂに挿入
固定されるアダプタ１に該燃料噴射弁を組み込むことに
よって空気通路と燃料通路を構成する。該アダプタ１
は、一端が開放される大径筒状部１ａと、径部分１ｃに
空気導入孔４ａ、端面部分１ｄに気液噴射孔６を有する
小径筒状部１ｂとより構成されてなり、前記燃料噴射弁
を組み込んだ際に、空気流れを整流して噴射燃料に供給
し燃料の微粒化と噴霧の飛散を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子制御内燃機関の燃料
供給装置に係り、特にその構成が簡単で安価であり、し
かも機関の燃焼性を著しく高めるために好適な噴射特性
（噴霧形状）を得ることができる内燃機関用の燃料供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動車用内燃機関では、環境汚染
問題に伴う排気規制や地球温暖化に伴う燃費規制等の法
規制が年々強化されている。これらの要求に応えるため
に、電子制御燃料噴射装置では、内燃機関の燃焼改善の
一環として、噴射燃料にエアを供給して燃料の微粒化を
促進させるエアアシスト燃料噴射装置が検討されてい
る。 このような装置として関連するものには、特開平
４−２０３２６２ 号公報，特開平４−２３４５６４号
公報が挙げられる。

【０００３】特開平４−２０３２６２ 号公報記載のも
のは、吸気通路に配設されたスロットル弁と該スロット
ル弁より下流側の吸気通路に配設された燃料噴射弁と、
上記スロットル弁をバイパスするバイパス通路と、該バ
イパス通路に介設されデュ−ティ制御される開閉手段と
を有し、該開閉手段に所定の周期にて変調を加えるもの
において、上記燃料噴射弁へのアシストエアを供給する
アシストエア通路を有し、該アシストエア通路の上流端
を、上記バイパス通路の上流端開口部より上流側にて吸
気通路に開口したというものである。

【０００４】また、特開平４−２３４５６４ 号公報記
載のものは、燃料噴射弁から噴射された燃料を空気によ
って微粒化させるエアアシスト装置を備える内燃機関の
燃料噴射装置において、上記燃料噴射弁の燃料噴射孔よ
り噴射方向下流側に位置して、噴射燃料と上記エアアシ
スト装置から供給された空気との混合を果たす混合気通
路と、該混合気通路より短く形成されて混合気通路終端
に接続されかつ上記混合気を複数の所望の方向に分岐指
向せしめる混合気噴射孔とを有するノズルを上記燃料噴
射弁先端に備えたというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記、第一の従来技術
では、バイパス通路の空気量の変動に伴って発生する脈
動の影響を避け、常に一定の流量のアシストエアを確保
して燃料の気化や霧化の促進を図り良好な燃焼性を得る
ことを目的としているが、噴射される噴霧の飛散防止に
対して十分な考慮がなされておらず、エンジンの吸気管
内壁面への燃料付着が懸念される。また、構造上から見
た場合、アシストエアを噴射燃料に供給する部材は噴射
弁本体の先端部に装着されており、この部材に空気取り
入れ孔を複数個設けた構成になっており、バイパス通路
から供給される空気は、エンジン側に形成された取付け
孔内に挿入固定されるアダプタを介して供給される構成
になっている。かかる構成では、噴射燃料にエアを供給
する部材の複数個の孔加工や部材の噴射弁先端への取付
け加工など加工工数の面で不利になる点が懸念される。
上記、第二の従来技術では、エアと燃料の混合気通路
を長くしてエンジンの吸気通路内に配設し、噴射される
噴霧が吸気弁に向かうように工夫しているので吸気管内
壁面への燃料付着の心配はなくなる。しかし、混合気の
通路が長いため微粒化の効果を期待するとなると相当量
の気流エネルギ−が必要となる。一方、構造上から見る
と、第一の従来技術と同様に、アシストエアを噴射燃料
に供給する部材は噴射弁本体の先端部に装着されてお
り、この部材に空気取り入れ孔を設けた構成になってい
る。また、バイパス通路から供給される空気は、エンジ
ン側に形成された取付け孔内に挿入固定されるアダプタ
を介して供給される構成になっており、部材の孔加工や
部材の噴射弁先端への取付け加工など加工工数の面で不
利になる点が懸念される。

【０００６】以上のような懸案事項は、燃料噴射弁の製
造コスト高やエンジン搭載時に不具合な燃焼を引き起こ
してしまう要因になる。

【０００７】本発明の目的は、このような問題点を解決
することにある。特にアシストエアの供給部材を噴射弁
先端に取り付けることなく部品点数を削減する。すなわ
ち、エンジン側に形成された取付け孔内に挿入固定され
るアダプタに燃料噴射弁を組み込むことによって空気通
路と燃料通路が形成される簡単な構成とする。また、バ
イパス通路を介して供給される空気流を該アダプタ内で
整流して噴射燃料に全周方向から均一に作用させて効果
的に微粒化の促進を図ることにある。さらに、この空気
流によって噴霧の飛散を抑制し吸気管内壁面への燃料付
着を低減して機関の燃焼性を高めＨＣの低減や燃費の向
上を図る等の実用上の効果を得て、環境汚染問題に伴う
排気規制や地球温暖化に伴う燃費規制等の要求に応える
というものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第一の特徴は、アダプタと該アダプタ内に挿
入される燃料噴射弁を有し、機関の運転状態に応じて燃
料噴射弁より燃料の噴射制御を行い、この噴射燃料にス
ロットルバルブの上流側の吸入空気の一部を供給する内
燃機関用の燃料供給装置において、前記アダプタは、一
端が開放される大径筒状部と、該大径筒状部の他端部に
一体的に設けられ、径部分に空気導入孔、端面部分に気
液噴射孔を形成された小径筒状部とを有し、前記燃料噴
射弁は、本体部と、該本体部より小径のノズル部とを有
し、前記小径筒状部の径部分内壁又は前記ノズル部にガ
イド部が形成され、前記燃料噴射弁を前記アダプタ内に
挿入固定することによって、前記ノズルの外周と前記小
径筒状部の径部分内壁との間、及び前記ノズルの端部と
前記小径部筒状部の端面部分内壁との間に空気通路が、
前記本体部外周と前記大径筒状部の内壁との間に燃料通
路が、夫々画成されるように構成したことにある。

【０００９】また、本発明の第二の特徴は、本発明の第
一の特徴に述べる内燃機関用の燃料供給装置において、
前記アダプタの小径筒状部に形成される前記空気導入孔
から前記気液噴射孔間の前記空気通路が、該気液噴射孔
近傍に形成される環状隙間においてその通路断面が最小
となるように構成したことにある。

【００１０】さらに、本発明の第三の特徴は、本発明の
第一または第二の特徴に述べる内燃機関用の燃料供給装
置において、前記アダプタの小径筒状部に形成される前
記空気導入孔から前記気液噴射孔間の比較的長い環状の
空気通路によって空気流れが整流されるように構成した
ことにある。

【００１１】さらに、本発明の第四の特徴は、機関の運
転状態に応じて燃料噴射弁より燃料の噴射制御を行い、
この噴射燃料にスロットルバルブの上流側の吸入空気の
一部を供給する内燃機関用の燃料供給装置において、一
端が開放される大径筒状部と、該他端部に一体的に形成
され、該径部分に空気導入孔、該端面部分に気液噴射孔
を有する小径筒状部とより構成される空気−燃料供給装
置が、機関の気筒数に応じて複数個連結されてなるとと
もに、該空気−燃料供給装置の気液噴射孔部分が機関の
吸気主通路に位置するように設けられ該気液噴射孔に至
る空気が燃料噴射の際に効果的に作用して機関の吸気通
路内壁への燃料付着を抑制するように構成したことにあ
る。

【００１２】

【作用】エンジンの吸気管側に形成された取付け孔内に
挿入固定されるアダプタ（空気−燃料供給装置）は、一
端が開放される大径筒状部と、該他端部に一体的に形成
され、該径部分に空気導入孔を、該端面部分に気液噴射
孔を有する小径筒状部とより構成される。このアダプタ
内に燃料噴射弁を挿入固定すると、前記大径筒状部分に
燃料流通路が、前記小径筒状部分に空気流通路が形成さ
れる。

【００１３】ここに、空気流通路は、空気導入孔を経て
気液噴射孔にいたるまでの比較的長い環状通路と、この
環状通路は燃料噴射弁のノズル外周と前記小径筒状部分
の内周間にて形成されるが、燃料噴射弁のノズル先端端
面部と前記小径筒状部分の該先端内周間で形成される前
記環状通路より小径なる別なる環状通路により構成され
る。 従って、これらの環状通路を流れる空気は、流れ
の際に整流されて気液噴射孔部分の小径なる別なる環状
通路で加速されて燃料噴霧に衝突する。燃料噴霧への衝
突は燃料噴霧の全周より行われ効果的に微粒化が促進さ
れる。

【００１４】このように、前記燃料噴射弁には空気の通
路を形成する部材はなんら取り付けられおらず、該燃料
噴射弁をアダプタに取付けた際に形成される隙間によっ
て空気と燃料の流通路が形成されるという簡単な構成の
ため、安価な燃料供給装置となる。また、燃料噴霧へ衝
突する空気が燃料の微粒化に加えて、噴霧の飛散を防止
しているので機関の吸気通路内壁への燃料付着が抑制さ
れ機関への供給燃料の応答性が一段と高まり、これによ
って、早期に機関の燃焼に必要な混合気が形成される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５を
用いて説明する。

【００１６】図１は、本発明のアダプタ１の部分的に断
面を施した外観構造及び断面構造を示している。この実
施例では、機関の気筒数が３個の場合の例を示してい
る。アダプタ１は、一端が開放された大径筒状部１ａ
と、該他端部に一体的に形成される小径筒状部１ｂより
構成される。大径筒状部１ａの径部分又は円筒部分に
は、燃料の入り口孔２ａ及び出口孔２ｂが設けられてい
る。図ではこの孔２ａ、２ｂ部分に燃料パイプ３が取り
付けられた形で示されている。小径筒状部１ｂの径部分
又は円筒部分１ｃには、空気導入孔４ａおよび空気流出
孔４ｂが設けられている。同様に、図では、この孔４
ａ、４ｂ部分に空気パイプ５が取り付けられた形で示さ
れている。また、小径筒状部１ｂの端面部分１ｄには気
液噴射孔６が軸心部分に設けられている。この気液噴射
孔６と空気導入孔４ａおよび空気流出孔４ｂ間は、比較
的長く距離を保たれている。この構成については、図３
及び図４の説明の際に詳述する。

【００１７】図２は、アダプタ１（空気−燃料供給装
置）を取り付ける内燃機関における吸気管１２の取付け
孔１２ａ部分の拡大断面を示している。本発明に係るア
ダプタ１は、弾性部材１２ｂ及び取付け座１２ｃを介し
て取付け孔１２ａ部分に挿入固定されている。また、ア
ダプタ１の気液噴射孔６は、吸気孔１３を開閉する吸気
弁１４の弁体１４ａ方向に噴射可能となるように取り付
けられている。

【００１８】７は、燃料噴射弁であり、本実施例におい
ては、横方向より燃料を内部に供給するタイプの燃料噴
射弁が採用され、ノズル部７ａ、ガイド部７ｂ、本体部
７ｃを有し、シ−ル材８ａ、８ｂを介してアダプタ１内
に同軸的に挿入されている。噴射弁７は、本発明におい
ては、燃料の噴射直後に薄膜を形成する噴射弁、即ち、
燃料に旋回を与えて噴射する旋回方式やピントル方式を
用いることが好ましい。また、噴射弁７からの燃料噴射
は、図示しないコントロ−ルユニットにより演算された
デュ−ティのオン−オフ信号にもとずいてシ−ト部の開
閉を行うことにより実施される。

【００１９】図３及び図４は、アダプタ１への燃料噴射
弁７の挿入状態を示す説明図で、図４は図３のＡ部拡大
断面図である。

【００２０】これらの図において、アダプタ１内に噴射
弁７を挿入すると、ノズル部７ａの外周と小径筒状部１
ｂにおける径部分１ｃの内壁１ｅとの間に、環状隙間１
ｆ即ち環状の空気通路が形成され、また、ノズル部の端
部と小径筒状部１ｂの端面部分１ｄとの間にも、気液噴
射孔６の近傍において、環状隙間即ち空気通路が形成さ
れ、該空気通路は最小であり、気液噴射孔６に噴射する
空気の速度を最大にする。更に、燃料噴射弁７の本体部
７ｃと大径筒状部１ａの内壁との間には、環状の燃料通
路が形成される。燃料噴射弁７のノズル７ａより多少大
きい径のガイド部７ｂは、アダプタ１の内壁１ｅ部分で
同軸的に密着しており、前記環状隙間１ｆの形成に寄与
するとともに、噴射弁７の軸心を気液噴射孔６の軸心に
整合させるる。上流近傍に設けられたシール材８ｂは、
燃料の下流側へのリ−クもしくは空気の上流側へのリ−
クをそれぞれ防いでいる。前記環状隙間１ｆは、ノズル
部７ａよりも大径としたガイド部７ｂを小径筒状部１ｂ
の内壁１ｅに嵌合して形成した例を示しているが、この
隙間１ｄの形成については、ノズル部７ａにガイド部７
ｂを設ける代わりに、ノズル部７は軸方向において同一
径とし、アダプタ１における内壁１ｅの内方に突出する
ガイド部を設け、このガイド部と前記軸方向同一径のノ
ズルを係合して環状隙間を形成するなど、他の構成によ
っても得られることは言うまでもない。

【００２１】次に図３を用いて、アダプタ１内の空気流
動について説明する。空気導入孔４ａより流入する空気
は、燃料噴射弁７のノズル７ｂと小径筒状部１ｂの内壁
１ｅ間で形成される環状隙間１ｆより気液噴射孔６に至
る。この際、比較的長く距離を保たれている該環状隙間
１ｆは流れを整流する。気液噴射孔６から噴出する空気
は、噴射燃料に周方向から均一に衝突し、燃料の微粒化
を促進させる。

【００２２】図５は、本発明に係る第一の実施例のアダ
プタを組み込んだ内燃機関の電子制御燃料噴射装置を示
している。１０はガソリンを燃料とするエンジンの部分
的な断面図で、スロットルバルブ１１を内蔵する吸気マ
ニホ−ルド１２、吸気孔１３及び該吸気孔１３を開閉す
る吸気弁１４、燃焼室１５、吸気マニホ−ルド１２の壁
部に取り付けられ吸気弁１４の弁体１４ａ方向に噴射可
能となるように配置される本発明にかかる空気−燃料供
給装置１が示される。

【００２３】空気は、スロットルバルブ１１が開くこと
によって流入を開始し、図示しないエアクリ−ナでろ過
されるが、その後スロットルボディ１８に至り、スロッ
トルバルブ１１の上流と下流の圧力差にもとずいて空気
取り入れ管５と吸気マニホ−ルド１２内に分流する。こ
の空気量はエアフロ−センサ１７にて計量される。一
方、燃料は、フュ−エルポンプ１９によりフュ−エルタ
ンク２０からくみ上げられ、フュ−エルフィルタ２１を
通ってプレッシャレギュレ−タ２２で吸気管内圧力より
約２５０ｋＰａ高い圧力に調整され、空気−燃料供給装
置１に分配供給される。

【００２４】エンジン１０の制御系統は機関の運転状態
に応じた適切な燃料噴射量を決定する。

【００２５】エンジン１０の動作は、運転状況の情報で
ある吸入空気量や空気温度，エンジン回転数などを制御
ユニット３０が処理して行う。燃料噴射弁７の燃料噴射
は、この制御ユニット３０の信号に基づくが、基本噴射
量はエアフロセンサ１７により検出された吸入空気量信
号と、ディスリビュータ２９に内蔵されるクランク角セ
ンサにより検出されたエンジン回転数信号とから演算さ
れる。この基本噴射量を、その時の運転状態に応じた種
々の補正分で修正して燃料噴射弁７に噴射信号として送
る。なお、エンジン１０の運転状態の補正信号の検出に
は、スロットルポジションセンサ２５、Ｏ₂ センサ２６
などがある。その他の制御系部品として、バッテリ−２
７、イグニションスイッチ２８などが示される。

【００２６】燃料と空気の混合気は、エンジン１０の吸
気孔１３から燃焼室１５へ導かれ圧縮工程で圧縮された
のち図示しない点火プラグにて着火燃焼される。

【００２７】ここに、空気取り入れ管５より導かれた空
気は、燃料噴射弁７のノズル部の先端部付近で加速され
た後、周方向より均一に整流され噴射燃料に対して向け
られる。これによって、燃料の微粒化が促進され、しか
も、燃料噴霧へ衝突する空気が噴霧の飛散を防止してい
る。したがって、機関の吸気通路内壁への燃料付着が抑
制され効果的に吸気弁１４の弁体１４ａ方向に向けら
れ、機関への供給燃料の応答性が一段と高まり、早期に
機関の燃焼に必要な混合気が形成され、燃焼性を高めＨ
Ｃの排出量の低減や燃費の向上等を図ることができる。

【００２８】図６は本発明の第二実施例を示すもので、
別なる燃料噴射弁４０を用いた例を示している。この燃
料噴射弁４０は、燃料を軸方向より導入するタイプ、い
わゆるトップフィ−ドタイプと呼ばれるものであり、ア
ダプタ１には前記第一実施例のような燃料パイプ３、シ
ール材８ａ、８ｂが不要となる。

【００２９】図７ないし図８は本発明の第三実施例を示
すもので、図７は内燃機関の吸気管１２の別なるアダプ
タ１００の取付け孔１２ａ部分の拡大断面を示してお
り、本実施例では該取付け孔１２ａ部分に設けた取付け
座１２ｃに空気パイプ５０を設けたものである。図８
は、アダプタ１００の部分的に断面を施した外観構造及
び断面構造を示している。

【００３０】該アダプタ１００には、空気流出孔４ｂ及
び空気パイプ５が不要となり構成が簡単化される。な
お、第二及び第三実施例においても第一実施例と同様の
効果が得られることは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アシストエアの供給部材を噴射弁先端に取り付けること
なく部品点数を削減できる。すなわち、エンジン側に形
成された取付け孔内に挿入固定されるアダプタに燃料噴
射弁を組み込むことによって空気通路と燃料通路が形成
される簡単な構成となっている。また、空気流をアダプ
タ内で整流して噴射燃料に全周方向から均一に作用させ
ているので効果的に燃料の微粒化が図られる。さらに、
この空気流によって噴霧の飛散を抑制しているので機関
の吸気管内壁面への燃料付着を低減して燃焼性を高める
ことができ、ＨＣの排出量の低減や燃費の向上を図る等
の実用上の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の一実施
例におけるアダプタの一部破断外観構造図

【図２】本発明に係るアダプタを取付けた内燃機関の吸
気管の部分拡大断面図

【図３】本発明に係るアダプタへの燃料噴射弁の挿入状
態を示す説明図

【図４】図３のＡ部拡大断面図

【図５】本発明に係る第一の実施例のアダプタを組み込
んだ内燃機関の電子制御燃料噴射装置を示す図

【図６】本発明の第二実施例を示す内燃機関の吸気管の
部分拡大断面図

【図７】本発明の第三実施例を示す内燃機関の吸気管の
部分拡大断面図

【図８】本発明の第三実施例を示すアダプタの外観構造
図

【符号の説明】

１…アダプタ、１ａ…大径筒状部、１ｂ…小径筒状部、
１ｃ…径部分、１ｄ…端面部分、１ｅ…内壁、１ｆ…隙
間、３…燃料パイプ、５…空気パイプ、６…気液噴射
孔、７…燃料噴射弁、７ａ…ノズル部、７ｂ…ガイド
部、７ｃ…本体部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アダプタと該アダプタ内に挿入される燃
   料噴射弁を有し、機関の運転状態に応じて燃料噴射弁よ
   り燃料の噴射制御を行い、この噴射燃料にスロットルバ
   ルブの上流側の吸入空気の一部を供給する内燃機関用の
   燃料供給装置において、前記アダプタは、一端が開放さ
   れる大径筒状部と、該大径筒状部の他端部に一体的に設
   けられ、径部分に空気導入孔、端面部分に気液噴射孔を
   形成された小径筒状部とを有し、前記燃料噴射弁は、本
   体部と、該本体部より小径のノズル部とを有し、前記小
   径筒状部の径部分内壁又は前記ノズル部にガイド部が形
   成され、前記燃料噴射弁を前記アダプタ内に挿入固定す
   ることによって、前記ノズルの外周と前記小径筒状部の
   径部分内壁との間、及び前記ノズルの端部と前記小径部
   筒状部の端面部分内壁との間に空気通路が、前記本体部
   外周と前記大径筒状部の内壁との間に燃料通路が、夫々
   画成されることを特徴とする内燃機関用の燃料供給装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関用の燃料供給装
   置において、前記アダプタの小径筒状部に形成される前
   記空気導入孔から前記気液噴射孔間の前記空気通路が、
   該気液噴射孔近傍に形成される環状隙間においてその通
   路断面が最小となるように構成されることを特徴とする
   内燃機関用の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の内燃機関用の燃料
   供給装置において、前記アダプタの小径筒状部に形成さ
   れる前記空気導入孔から前記気液噴射孔間の比較的長い
   環状の空気通路によって空気流れが整流されることを特
   徴とする内燃機関用の燃料供給装置。
4. 【請求項４】 機関の運転状態に応じて燃料噴射弁より
   燃料の噴射制御を行い、この噴射燃料にスロットルバル
   ブの上流側の吸入空気の一部を供給する内燃機関用の燃
   料供給装置において、一端が開放される大径筒状部と、
   該他端部に一体的に形成され、該径部分に空気導入孔、
   該端面部分に気液噴射孔を有する小径筒状部とより構成
   される空気−燃料供給装置が、機関の気筒数に応じて複
   数個連結されてなるとともに、該空気−燃料供給装置の
   気液噴射孔部分が機関の吸気主通路に位置するように設
   けられ該気液噴射孔に至る空気が燃料噴射の際に効果的
   に作用して機関の吸気通路内壁への燃料付着を抑制する
   ように構成したことを特徴とする内燃機関用の燃料供給
   装置。