JPH0932702A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸入空気量を増加することなく、全ての運転領
域において噴射ノズルから噴射される燃料を積極的に微
粒化する。 【解決手段】サージタンク３に配設するＳＰＩ用インジ
ェクタ１５の噴射ノズル１５ａをスロットル弁５ａに対
設し、この噴射ノズル１５ａの噴霧角θの延長をスロッ
トル弁５ａとスロットル本体５との間隙部５ｂに臨ませ
る。更に、噴射ノズル１５ａ近傍に、スロットル弁５ａ
をバイパスするアシストエア通路１２の噴出口１２ａを
開口すると共に、このアシストエア通路１２にアイドリ
ング時の吸入空気量を調整するアイドル回転数制御弁１
３を介装する。スロットル閉弁時の噴射燃料は、アシス
トエア通路１２を通過しアイドル回転数制御弁１３によ
り調整された補助吸入空気と、スロットル弁５ａを通過
する吸入空気とにより混合されて微粒化される。スロッ
トル開弁時は、スロットル弁５ａを通過する吸入空気に
噴射燃料が衝突して微粒化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シングルポイント
インジェクション（ＳＰＩ）用インジェクタをスロット
ル弁下流に配設すると共に、噴射ノズルをスロットル弁
方向へ指向させたエンジンの燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＳＰＩ用インジェクタは、例え
ば特開昭６０−７９１６２号公報に開示されているよう
に、スロットル弁直上に配設されている場合が多く、Ｓ
ＰＩ用インジェクタから噴射された燃料は、スロットル
弁を通過する高速の空気流と混合して微粒化が図れる。
しかし、アイドリング時の噴射燃料の一部はスロットル
弁に衝突して液化し、そのままスロットル弁下流へ流れ
込んでしまうため、全ての噴射燃料を十分に微粒化させ
ることは困難である。又、アイドル時のスロットル弁直
下には、高速の空気流によって渦流が発生し、この渦流
の中心部分に噴射燃料の一部が液滴化されてしまうた
め、ここでも燃料の微粒化が阻害される。

【０００３】この対策として、例えば特開昭５８−１１
９９６６号公報、或いは特開昭６０−２６１６５号公報
では、ＳＰＩ用インジェクタをスロットル弁下流で吸気
マニホルド集合部よりも上流に配設し、且つ、噴射燃料
の微粒化（霧化、気化の促進）のために、噴射ノズル近
傍にアシストエアを供給する技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記先行例では、スロ
ットル弁上流と下流との差圧を利用して吸入空気の一部
をアシストエアとして噴射ノズル近傍へ導いているた
め、スロットル弁が開弁して、スロットル弁下流の負圧
が低下するに従い、アシストエアを十分に供給すること
が困難になってしまう。

【０００５】そのため、上記特開昭５８−１１９９６６
号公報では、スロットル弁が開弁時にも十分なアシスト
エアの供給を可能にするために、通常のアシストエア通
路以外に第２のアシストエア通路を設け、スロットル開
弁時には、通常のアシストエア通路と第２のアシストエ
ア通路との双方からアシストエアを供給するようにして
いる。

【０００６】しかし、２系統のアシストエア通路から供
給されるアシストエアは、その何れもスロットル弁上流
と下流との差圧を利用しているに過ぎないため、差圧の
小さいスロットル開弁時に、２系統のアシストエア通路
からアシストエアを供給したとしても、燃料を十分に微
粒化するには限界がある。又、吸気系に２系統のアシス
トエア通路を設けているため構造が複雑で、製造組立が
煩雑である。

【０００７】その上、スロットル弁を開弁したときに、
通常のアシストエア通路に加え、第２のアシストエア通
路が開弁すると、この第２のアシストエア通路から供給
されるアシストエアにより、各気筒に対しては、スロッ
トル開度に対応して供給する吸入空気量よりも多い吸入
空気が供給されることになり、インジェクタからは当該
吸入空気量に対応した燃料が噴射されてしまうため、エ
ンジン出力が急変して運転者に違和感を与えてしまう。

【０００８】一方、通常のアシストエア通路のみからア
シストエアが供給されるアイドリング時は、上記アシス
トエアにより、アイドル回転に必要な吸入空気量を超え
た量の吸入空気が各気筒に供給されてしまうことにな
り、エンジン回転数が上昇する等のアイドル回転の不安
定化を招くことになる。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、アイドリング時はもとより、通常の運転状態であっ
ても、吸入空気量を増加することなく噴射燃料を十分に
微粒化することが可能で、安定したアイドル回転数、及
び良好な走行安定性能を得ることのできるエンジンの燃
料噴射装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、シングルポイントインジェクション用インジ
ェクタの噴射ノズルをスロットル弁下流に配設するエン
ジンの燃料噴射装置において、上記噴射ノズルを上記ス
ロットル弁に向かって燃料を噴射する位置に配設し、又
上記スロットル弁の上流にアシストエア通路の流入口を
開口し、このアシストエア通路の噴出口を上記スロット
ル弁をバイパスして、上記噴射ノズル近傍に開口し、更
に上記アシストエア通路に、アイドリング時の吸入空気
量を調整するアイドル回転数制御弁を介装したことを特
徴とする。又、好ましくは、前記シングルポイントイン
ジェクション用インジェクタを、吸気マニホルドの集合
部に接続したサージタンクに配設すると共に、その噴射
ノズルの噴霧角を前記スロットル弁とスロットル本体と
の間隙部に臨ませたことを特徴とする。

【００１１】本発明によるエンジンの燃料噴射装置で
は、スロットル弁をほぼ閉弁状態にしたアイドリング
時、各気筒に供給される吸入空気量は、スロットル弁と
スロットル本体のとの間隙部を通路する吸入空気量と、
上記スロットル弁をバイパスするアシストエア通路を通
過して供給される補助吸入空気量との合計で決定され
る。そして、上記補助吸入空気量をアシストエア通路に
介装したアイドル回転数制御弁の弁開度により調整し
て、アイドル回転数が目標回転数と一致するように制御
する。上記アシストエア通路を通過する補助吸入空気
は、スロットル弁下流に配設するシングルポイントイン
ジェクション用インジェクタの噴射ノズル近傍に開口す
る噴出口から、アシストエアとして供給され、上記噴射
ノズルから噴射する燃料と混合される。更に、噴射ノズ
ルから噴射した燃料は、上流側に配設するスロットル弁
の間隙部方向へ円錐状に拡散されながら進む。その結
果、アイドリング時には、上記アシストエアとして供給
される補助吸入空気と、スロットル弁とスロットル本体
との間隙部から流入する吸入空気との双方によって噴射
ノズルから噴射された燃料の微粒化が促進される。

【００１２】そして、スロットル弁を開弁すると、上記
間隙部を通過する吸入空気量が増加し、それに伴いＳＰ
Ｉ用インジェクタの噴射ノズルから噴射する燃料量も増
加し、上記ＳＰＩ用インジェクタの噴射ノズルから噴射
した燃料は、上記間隙部を通過する吸入空気に衝突し、
積極的に微粒化される。

【００１３】又、このとき上記噴射ノズルの噴霧角を上
記スロットル弁とスロットル本体との間隙部に臨ませる
ことで、上記噴射燃料の一部は上記間隙部を通過した高
速の空気流に衝突してより積極的に微粒化される

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１の符号１はエンジンで、本
実施例では４気筒等の多気筒型エンジンを示し、各気筒
に設けた吸気ポート１ａが吸気マニホルド２を介して集
合されており、この集合部にサージタンク３を介して吸
気管４が接続されている。この吸気管４の途中にはスロ
ットル本体５が介装され、このスロットル本体５にスロ
ットル弁５ａが配設されている。更に、上記吸気管４の
空気取り入れ口にエアクリーナ６が装着されている。

【００１５】又、上記エンジン１の排気ポート１ｂに、
図示しないマフラに連通する排気管７が接続され、その
中途に触媒コンバータ８が介装され、この触媒コンバー
タ８の上流に、排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出
する０2センサ９が配設されている。尚、符号１０は冷
却水温を検出する水温センサ、１１は点火プラグであ
る。

【００１６】又、上記サージタンク３に燃料噴射装置を
構成するＳＰＩ用インジェクタ１５が配設されている。
このＳＰＩ用インジェクタ１５の噴射ノズル１５ａは、
上記スロットル弁５ａの直下に対設され、その噴霧角θ
の延長がスロットル閉弁時に形成される上記スロットル
弁５ａとスロットル本体５との間隙部５ｂに臨むように
設定されている。

【００１７】図２に示すように、上記ＳＰＩ用インジェ
クタ１５の先端部にはカバー１６が装着されており、こ
のカバー１６の上記噴射ノズル１５ａの燃料噴射方向に
噴霧孔１６ａが開口されている。尚、この噴霧孔１６ａ
のテーパ角θ’は、上記噴射ノズル１５ａの噴霧角θに
沿った形状、或いは、この噴霧角θよりもやや広いテー
パ角で形成されている。更に、このカバー１６の側部
に、上記ＳＰＩ用インジェクタ１５の噴射ノズル１５ａ
近傍にアシストエアを供給するアシストエア通路１２の
噴出口１２ａが開口されている。このアシストエア通路
１２は、上記スロットル弁５ａをバイパスし、その流入
口１２ｂが上記スロットル弁５ａの上流に開口されてい
る。

【００１８】更に、このアシストエア通路１２に、ＩＳ
Ｃ（アイドル回転数制御）弁１３が介装されている。こ
のＩＳＣ弁１３は、主にアイドリング時の吸入空気量を
調整してエンジン回転数が目標アイドル回転数と一致す
るように制御するもので、図示しない電子制御装置から
の制御信号によって弁開度が可変設定される。

【００１９】尚、符号１４は、上記サージタンク３に配
設した圧力センサで、スロットル弁５ａ下流の吸気管圧
力が検出される。

【００２０】次に、上記構成による本実施例の動作につ
いて説明する。ＳＰＩ用インジェクタ１５の噴射ノズル
１５ａから噴射される燃料噴射量は、図示しない電子制
御装置において演算される。本実施例では、１サイクル
あたりの吸入空気量を、圧力センサ１４で検出したスロ
ットル弁５ａ下流の吸気管圧力とエンジン回転数とに基
づいて推定し、この吸入空気量とエンジン回転数とに基
づいて基本的な燃料噴射量を決定する、いわゆるスピー
ドデンシティ（Ｄジェトロニック）方式を採用してお
り、実際に上記ＳＰＩ用インジェクタ１５の噴射ノズル
１５ａから噴射される燃料噴射量は、エンジン回転数と
吸気管圧力とに基づいて設定した基本的な燃料噴射量
を、水温センサ１０で検出した冷却水温等に基づいて設
定した各種補正項、及びＯ2センサ９によって検出され
た空燃比に基づいて設定した空燃比フィードバック補正
係数などにより補正して決定される。

【００２１】アイドリング時、図示しない電子制御装置
において、スロットル弁５ａをバイパスするアシストエ
ア通路１２に介装したＩＳＣ弁１３の弁開度を可変設定
して各気筒に供給する吸入空気量を調整し、エンジン回
転数が目標回転数と一致するするようにフィードバック
制御する。

【００２２】一方、アイドリング時のスロットル弁５ａ
はほぼ閉弁状態にあるため、スロットル弁５ａ下流の負
圧が増大しており、スロットル弁５ａとスロットル本体
５との間隙部５ｂを通過する吸入空気、及び上記アシス
トエア通路１２の流入口１２ｂから流入し、スロットル
弁５ａをバイパスして上記ＳＰＩ用インジェクタ１５の
噴射ノズル１５ａ近傍に開口する噴出口１２ａから噴出
する補助吸入空気は、共に高速の空気流として噴出され
る。

【００２３】上記噴射ノズル１５ａから噴射される燃料
は、上記ＳＰＩ用インジェクタ１５の先端部に装着され
たカバー１６に穿設された上記アシストエア通路１２の
噴出口１２ｂから高速で噴出する補助吸入空気をアシス
トエアとして微粒化されると共に、噴霧角θの円錐状に
拡散されながら、上記カバー１６に開口する噴霧孔１６
ａを経て、上記間隙部５ｂの方向へ進み、その一部は上
記間隙部５ｂを通過した高速の空気流に衝突し、他の燃
料はスロットル弁５ａ下流に発生している乱流によって
吸入空気と混合して積極的に微粒化される。そして、微
粒化された混合燃料は、吸気流に沿って吸気マニホルド
２の方向へ導かれて各気筒に分配される。

【００２４】スロットル弁５ａを通過する吸入空気、及
びアシストエア通路１２を通過した補助吸入空気の双方
で噴射燃料が微粒化されるため、始動後の暖機運転時に
おいても燃料の気化、霧化が促進され、燃焼効率が良く
なり、排気エミッションの改善が図れる。

【００２５】更に、アイドリング時の各気筒へ供給され
る吸入空気量は、アシストエア通路１２に介装したＩＳ
Ｃ弁１３によって制御されているので、アイドル回転に
必要な吸入空気量を越えた量の吸入空気が各気筒へ供給
されることがなく、安定したアイドル回転を得ることが
できる。

【００２６】一方、スロットル弁５ａが開弁すると、上
記ＩＳＣ弁１３が上記アシストエア通路１２を閉塞する
方向に動作し、アシストエアの供給量が減少するが、ス
ロットル弁５ａの開弁により、このスロットル弁５ａと
スロットル本体５との間隙部５ｂを通過する吸入空気量
が次第に増加し、上記ＳＰＩ用インジェクタ１５の噴射
ノズル１５ａから噴射される燃料は、上記間隙部５ｂを
通路する吸入空気と衝突して積極的に混合されて微粒化
される。

【００２７】従って、スロットル弁５ａを開弁したとき
は、上記間隙部５ｂを通過する吸入空量に衝突して燃料
が微粒化されるため、従来のようにアシストエアを供給
する必要が無く、各気筒にはスロットル弁５ａの開度に
応じた量の吸入空気が供給されるようになり、スロット
ル通過空気量以上の吸入空気が供給さることがなく、良
好な走行安定性能を得ることができる。

【００２８】尚、本実施例では、吸入空気量を、いわゆ
るスピードデンシティ（Ｄジェトロニック）方式により
求めたが、エアクリーナ６の下流に配設した吸入空気量
センサに基づいて、吸入空気量を直接算出する、いわゆ
るマスフロー（Ｌジェトロニック）方式を採用するエン
ジンであっても本発明を適用することができることは云
うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
スロットル弁下流に配設するシングルポイントインジェ
クション用インジェクタの噴射ノズル近傍に、吸入空気
の一部をアシストエアとして供給するアシストエア通路
の噴出口を開口し、又、このアシストエア通路を上記ス
ロットル弁をバイパスして、その上流側に開口する流入
口に接続し、更に、上記アシストエア通路にアイドリン
グ時の吸入空気量を調整するアイドル回転数制御弁を介
装したので、アシストエアを供給している際にも、各気
筒に供給する吸入空気量が増加することがなく、安定し
たアイドル回転数を得ることができる。

【００３０】更に、上記噴射ノズルを上記スロットル弁
に向かって燃料を噴射する位置に配設したので、噴射ノ
ズルから噴射される燃料は、上記アシストエア通路の噴
出口から噴出されるアシストエアと、スロットル弁を通
過する吸入空気との双方にて混合されため、燃料の微粒
化がより積極的に行われる。

【００３１】又、アイドリング時に供給されるアシスト
エアは、アイドル回転数制御弁の弁開度によって調整さ
れているので、アシストエアを供給している際にも、各
気筒に供給する吸入空気量が増加することがなく、安定
したアイドル回転数が得られる。一方、スロットル弁が
開弁すると、アイドル回転数制御弁が上記アシストエア
通路を閉塞する方向へ動作し、アシストエアの供給量は
減少するが、スロットル弁の開弁によりスロットル弁を
通過する吸入空気量が増加するので、噴射ノズルから噴
射される燃料はスロットル弁を通過する吸入空気に衝突
して混合され、より積極的に微粒化される。従って、ス
ロットル弁を開弁したときは、アシストエアは不要とな
り、各気筒へはスロットル弁の開度以上の吸入空気が供
給されることが無く、良好な走行安定性能を得ることが
できる。

【００３２】又、上記シングルポイントインジェクショ
ン用インジェクタを吸気マニホルドの集合部に接続した
サージタンクに配設すると共に、その噴射ノズルの噴霧
角を前記スロットル弁とスロットル本体との間隙部に指
向させることで、噴射ノズルから噴射される燃料が、上
記間隙部から噴出する高速の空気流に衝突してより積極
的に微粒化がされ、始動後の冷態運転時等においては、
アシストエア通路から供給されるアシストエアと相まっ
て燃料の気化、霧化の促進が図れ、燃焼効率が向上し、
排気エミッションの改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの全体概略図

【図２】図１のＡ部拡大図

【符号の説明】

２ 吸気マニホルド ３ サージタンク ５ スロットル本体 ５ａ スロットル弁 ５ｂ 間隙部 １２ アシストエア通路 １２ａ 噴出口 １２ｂ 流入口 １３ アイドル回転数制御弁 １５ シングルポイントインジェクション用インジェ
クタ １５ａ 噴射ノズル θ 噴霧角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シングルポイントインジェクション用イ
   ンジェクタの噴射ノズルをスロットル弁下流に配設する
   エンジンの燃料噴射装置において、 上記噴射ノズルを上記スロットル弁に向かって燃料を噴
   射する位置に配設し、 又上記スロットル弁の上流にアシストエア通路の流入口
   を開口し、 このアシストエア通路の噴出口を上記スロットル弁をバ
   イパスして、上記噴射ノズル近傍に開口し、 更に上記アシストエア通路に、アイドリング時の吸入空
   気量を調整するアイドル回転数制御弁を介装したことを
   特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記シングルポイントインジェクション
   用インジェクタを、吸気マニホルドの集合部に接続した
   サージタンクに配設すると共に、その噴射ノズルの噴霧
   角を前記スロットル弁とスロットル本体との間隙部に臨
   ませたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料
   噴射装置。