JPH076467B2 - 燃料噴射式エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

燃料噴射式エンジンの燃料制御装置

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JPH076467B2
JPH076467B2 JP9887786A JP9887786A JPH076467B2 JP H076467 B2 JPH076467 B2 JP H076467B2 JP 9887786 A JP9887786 A JP 9887786A JP 9887786 A JP9887786 A JP 9887786A JP H076467 B2 JPH076467 B2 JP H076467B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、燃料噴射式エンジンにおいて、燃料噴射弁に
供給される燃料を加圧すると共にその燃料温度を制御し
て、噴射時における燃料の微粒化を促進させるようにし
た燃料制御装置の改良に関する。
(従来の技術) 従来より、この種の燃料噴射式エンジンの燃料制御装置
として、例えば燃料噴射時にはその時の急減圧により燃
料の沸騰現象(いわゆる減圧沸騰)が生じるよう燃料を
加圧状態で所定温度に温度制御するようにしたものがあ
る。つまりこの減圧沸騰は、第4図に示す如く、燃料の
状態特性において、燃料の飽和蒸気圧力線以上で液体状
態にある燃料を、その時の燃料温度のまま燃料の過熱状
態となる過熱曲線以下に急減圧した場合には、この液体
の燃料の過熱状態により気泡の急成長が生じて瞬間的に
燃料が分裂沸騰して気化する現象であり、この減圧沸騰
を利用して、例えば実開昭60−82575号公報に開示され
るものでは、燃料を所定圧力値に加圧する加圧手段と、
該加圧手段による燃料の加圧状態で燃料を、燃料噴射弁
の燃料通路内では沸騰せず且つ燃料噴射時には急減圧に
伴い上記減圧沸騰が生じるような所定温度にまで加熱す
る加熱手段とを備えて、燃料通路内では燃料の液体状態
を保持し、燃料噴射時には減圧沸騰により燃料を瞬間的
に気化させて、燃料の微粒化を促進させるようにしてい
る。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記加圧手段による燃料の加圧制御は、通
常、燃料ポンプから送られた燃料の燃料通路内における
燃圧が所定値以上になったとき、該燃料通路内の燃料を
燃料タンクにリターンして減圧することにより、燃料圧
力を所定値に調整するようにしている。
しかるに、この場合、燃料余剰分は、燃料噴射弁への燃
料通路内では良好な液体状態にあるものの、燃料タンク
にリターンされる過程では一気に大気圧にまで急減圧さ
れて沸騰して内部に気泡が発生し、更にこの気泡が急減
圧に伴い分裂,急成長して気泡の発生を誘発し、その結
果、多量の気泡を有する余剰燃料が燃料タンク内に戻
り、このためこの気泡を含む燃料が次に燃料タンクから
燃料噴射弁に供給されると、燃料供給量不足を招く等の
欠点が生じるに至る。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記の如く燃料を加圧しながら噴射時には減圧沸
騰を発生させて燃料の微粒化を促進させる場合、加圧さ
れた余剰燃料を燃料タンクにリターンするときには、こ
の余剰燃料を徐々に減圧することにより、余剰燃料内の
気泡の分裂,急成長を抑えて、燃料タンク内での気泡の
存在量を可及的に少なく抑制することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第1図
に示すように、燃料噴射弁11から燃料を噴射供給する燃
料噴射式エンジンを前提とし、上記燃料噴射弁11に供給
される燃料の余剰分を燃料タンク15にリターンして燃料
圧力を所定値に調整する加圧手段29と、上記燃料噴射弁
11に供給される燃料を上記加圧手段29による加圧状態で
は沸騰せず且つ燃料噴射弁11からの噴射時に減圧沸騰が
発生する温度に加熱する加熱手段46とを備えて、燃料の
微粒化の促進を図るものを対象とする。そして、上記加
圧手段29から燃料タンク15にリターンするリターン燃料
を徐々に減圧する減圧手段50を設ける構成としたもので
ある。
(作用) 以上の構成により、本発明では、燃料噴射弁11に供給さ
れる燃料は、その余剰分が燃料タンク15にリターンされ
ながら加圧手段29で所定値に加圧されると共に加熱手段
46で所定温度に加熱されて燃料噴射弁11から噴射供給さ
れ、その結果、この噴射時には燃料の減圧沸騰が発生し
て燃料の微粒化が促進され、混合気の燃焼性が向上す
る。
その際、加圧手段29から燃料タンク15に戻るリターン燃
料は、減圧手段50で上記加圧手段29での加圧状態から一
旦所定値に減圧され、その後に大気圧に減圧されて燃料
タンクにリターンするので、このリターン燃料内での気
泡の発生量はその沸騰分に抑えられて、その後の気泡の
分裂,急成長に伴う気泡の誘発が制限され、その結果、
燃料タンク内での気泡の存在量が効果的に減少して、そ
の後の燃料噴射弁11への気泡の有する燃料の供給に起因
する燃料供給量不足が有効に低減されることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基づいて説
明する。
第2図は燃料噴射式エンジンの燃料制御装置の全体構成
を示し、1はエンジン、2はエンジン1のシリンダ3に
摺動自在に嵌挿したピストン4により容積可変に形成さ
れた燃焼室、5は一端がエアクリーナ6を介して大気に
連通し、他端が上記燃焼室2に開口して吸気をエンジン
1に供給するための吸気通路、7は一端が上記燃焼室2
に開口し、他端が大気に開放されて排気を排出するため
の排気通路であって、上記吸気通路5の途中には、吸入
空気量を制御するスロットル弁8が配設されているとと
もに、吸気通路5の燃焼室2近傍には仕切壁9により上
下に区画された大通路面積の主吸気通路5aおよび小通路
面積の副吸気通路5bとが形成されていて、主吸気通路5a
上流端には、低負荷時に閉じ、中,高負荷時に開くシャ
ッタ弁10と、該主吸気通路5aのシャッタ弁10下流側に燃
料を噴射供給する燃料噴射弁11とが各々配設されてい
る。上記燃料噴射弁11は、第3図に示すように、上記主
吸気通路5aに臨む噴射ノズル11aを燃料供給口11bに連通
する連通路11cを有し、該連通路11cには燃料を上記噴射
ノズル11aに圧送するニードル弁11dが配置されていると
ともに、該ニードル弁11d周りには燃料を加熱して燃料
の気化時にその気化熱で燃料温度が低下するのを補償す
るヒータ11eが配置されている。
また、第2図において、15は燃料タンクであって、該燃
料タンク15の内部燃料は、燃料ポンプ16および燃料フィ
ルタ17を介設した燃料供給通路18を介して上記燃料噴射
弁11に供給されていて、燃料タンク15の燃料を燃料噴射
弁11から主吸気通路5aに噴射供給可能になっている。ま
た、上記燃料供給通路18の途中には、該燃料供給通路18
内の燃料を加熱する加熱器19が介設されている。さら
に、20は上記燃料噴射弁11の燃料供給通路18内の燃料圧
力を調整するプレッシャーレギュレータであって、該プ
レッシャーレギュレータ20には、燃料噴射弁11の燃料供
給口11bに連通する圧力調整通路21と、燃料タンク15に
連通する燃料戻し通路22とが接続されているとともに、
上記吸気通路5のスロットル弁8下流側に連通する負圧
通路23が接続され、また上記燃料戻し通路22の途中に
は、燃料タンク15に戻るリターン燃料を冷却する燃料ク
ーラ24が介設されている。そして、該プレッシャーレギ
ュレータ20は、第5図に示すように、ダイヤフラム20a
で上下に区画された負圧室20bおよび連通室20cとを備
え、該負圧室20bにはバネ20dが縮装されていると共に、
上記吸気通路5への負圧通路23が連通している。一方、
連通室20cには上記燃料噴射弁11への圧力調整通路21
と、燃料タンク15への燃料戻し通路22とが連通接続され
ていると共に、該両通路21,22の連通を許容または阻止
する制御弁24が配置され、該制御弁24の弁体24aは上記
ダイヤフラム20aに連結されている。しかして、燃料供
給通路18から燃料が圧力調整通路21を経て連通室20cに
供給され、この燃料圧力値が負圧室20bに導入した吸気
負圧値よりもバネ20dのバネ圧以下の場合には、このバ
ネ圧でダイヤフラム20aを図中下側に付勢して制御弁24
の弁体24aを着座させ、圧力調整通路21と燃料戻し通路2
2との連通を遮断することにより、燃料圧力を上げる一
方、圧力調整通路21の燃料圧力値が吸気負圧値よりもバ
ネ21dのバネ圧以上になると、この燃料圧力によりダイ
ヤフラム20aを図中上側に偏倚させて制御弁24を開作動
させることにより、圧力調整通路21の燃料を燃料戻し通
路22から燃料クーラ24で冷却しながら燃料タンク15にリ
ターンさせて燃料圧力値を下げ、以上の圧力増減調整の
繰返しにより、燃料圧力値を吸気負圧値よりもバネ20d
のバネ圧だけ高い圧力値P1(例えば10kg/cm2)に保持す
るようにした加圧手段29を構成している。
さらに、第2図において、35は吸気通路5のスロットル
弁8上流側で吸入空気量を検出するエアフローセンサ、
36はスロットル弁8上流側で吸気温度を検出する吸気温
度センサ、37はスロットル弁8の開度を検出する開度セ
ンサ、38は上記燃料供給通路18の加熱器19下流側で燃料
温度を検出する燃料温度センサ、39はエンジン1の所定
気筒を識別する気筒識別センサ、40はエンジン回転数を
検出する回転数センサ、41はエンジン冷却水温度により
エンジン温度を検出するエンジン温度センサ、42は排気
通路7の排気ガス中の酸素濃度成分により混合気の空燃
比を検出する空燃比センサであって、該各センサ35〜42
の検出信号は各々CPU等を内蔵するコントローラ45に入
力されていて、該コントローラ45により上記燃料噴射弁
11からの燃料噴射量を増減制御すると共に、加熱器19に
対して設定値の電流を供給することにより、燃料噴射弁
11に供給される燃料を上記加圧手段29による加圧状態で
は第4図の飽和蒸気圧力線以上の圧力値にあって沸騰せ
ず、且つ燃料噴射弁11からの噴射時には燃料圧力が過熱
曲線未満にまで圧力低下して減圧沸騰が発生するような
温度に加熱するようにした加熱手段46を構成している。
そして、上記燃料戻し通路22の燃料クーラ24下流側に
は、燃料タンク15へのリターン燃料を減圧する減圧手段
としての減圧弁50が介設されている。該減圧弁50は、第
6図に示すように、ダイヤフラム50aにより上下に区画
されたバネ室50bおよび減圧室50cを有し、バネ室50bに
は、燃料圧力の所定値P2(P2<P1で例えば5kg/cm2)に
相当するバネ圧のバネ50dが縮装されている一方、減圧
室50cは燃料戻し通路22の途中に配置され、該減圧室50c
の内部には、燃料戻し通路22の減圧室50c上下流を連通
または遮断する制御弁51が配置され、該制御弁51の弁体
51aの頭部は上記ダイヤフラム50aに連通されている。そ
して、減圧室50c上流の燃料圧力がバネ50dのバネ圧P2
下の場合には、このバネ圧P2により制御弁51を閉弁させ
る一方、このバネ圧P2を越える場合には、燃料圧力によ
りダイヤフラム50aを図中上方に偏倚させて制御弁51を
開作動させ、燃料戻し通路22を連通することにより、リ
ターン燃料を燃料タンク15に戻して、リターン燃料の圧
力値を所定値P2に減圧するように構成されている。
したがって、上記実施例においては、燃料噴射弁11に供
給される燃料は、プレッシャーレギュレータ20でその余
剰燃料が燃料戻し通路22を経て燃料クーラ24で冷却させ
つつ燃料タンク15にリターンして、その圧力値が吸気通
路5のスロットル弁8下流の吸気負圧値よりもバネ室20
bのバネ20dのバネ圧だけ高い圧力値P1(10kg/cm2)に調
整されるとともに、その燃料温度が加熱手段46で、上記
圧力値P1での加圧状態では沸騰せず且つ燃料噴射弁11か
らの噴射時には減圧沸騰が発生する温度に加熱されるの
で、燃料噴射弁11からの燃料噴射時には確実に減圧沸騰
が発生して、燃料の微粒化が促進され、混合気の燃焼性
の向上が図られることになる。
その際、上記プレッシャーレギュレータ20から燃料タン
ク15に戻るリターン燃料は、燃料戻し通路22の途中で減
圧弁50で減圧されて、上記高圧力値P1(10kg/cm2)から
所定値P2(5kg/cm2)に低下したのち、大気圧にまで自
然減圧されて、その減圧が2段階で徐々に行われるの
で、リターン燃料は沸騰による気泡が発生するものの、
この気泡の分裂,急成長が抑制されて、その後の気泡の
発生が有効に防止され、その結果、燃料タンク15内では
気泡の有する燃料の存在量が極めて少量になる。よっ
て、その後は燃料噴射弁11に供給される燃料中には気泡
分はほとんど無く、所期の燃料量が燃料噴射弁11に供給
されて燃料供給量不足は生じることがない。
尚、上記実施例では、燃料通路22に減圧弁50を1個のみ
介設したが、その他、2個以上の複数個を介設してリタ
ーン燃料を多段階に減圧してもよいのは勿論である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、燃料噴射弁に供
給される燃料を所定値に加圧および加熱し、その噴射時
に燃料の減圧沸騰を発生させて燃料の微粒化を促進させ
る場合、上記燃料加圧時に生じる燃料タンクへのリター
ン燃料を徐々に減圧して、リターン燃料の急減圧を抑制
したので、燃料内での気泡の急成長を抑えて、燃料タン
ク内での気泡の存在量を可及的少量に制限することがで
き、燃料噴射弁への燃料供給量不足の発生を効果的に低
減できる時、実用上好ましいものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の構成を示すブロック図である。第2図
ないし第6図は本発明の実施例を示し、第2図は全体構
成図、第3図は燃料噴射弁の断面図、第4図は燃料の状
態特性を示す説明図、第5図はプレッシャーレギュレー
タの内部構成を示す断面図、第6図は減圧弁の内部構成
を示す断面図である。 1……エンジン、11……燃料噴射弁、19……加熱器、20
……プレッシャーレギュレータ、20d……バネ、22……
燃料戻し通路、29……加圧手段、38……燃料温度セン
サ、45……コントローラ、46……加熱手段、50……減圧
弁、50d……バネ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴
    射式エンジンにおいて、上記燃料噴射弁に供給される燃
    料の余剰分を燃料タンクにリターンして燃料圧力を所定
    値に調整する加圧手段と、上記燃料噴射弁に供給される
    燃料を上記加圧手段による加圧状態では沸騰せず且つ燃
    料噴射弁からの噴射時に減圧沸騰が発生する温度に加熱
    する加熱手段とを備えるとともに、上記加圧手段から燃
    料タンクにリターンするリターン燃料を徐々に減圧する
    減圧手段を備えたことを特徴とする燃料噴射式エンジン
    の燃料制御装置
JP9887786A 1986-04-28 1986-04-28 燃料噴射式エンジンの燃料制御装置 Expired - Fee Related JPH076467B2 (ja)

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