JPS60182355A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は燃料タンクからの燃料を燃料噴射ノズルにより
内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置に関する。

（従来技術） 従来の燃料供給装置としては第１図、第２図に示すもの
が知られている（「５０型電子制御燃料噴射装置、整備
要領書」日産自動車株式会社、昭和５１年５月発行、第
４０頁、第６８頁参照）。

この従来の燃料供給装置は、燃料噴射ノズルと、これに
燃料タンクから燃料を送給する燃料系統と、燃料噴射ノ
ズルの噴射時期、期間を制御するコントローラと、から
構成されている。

上記燃料噴射ノズル１は、第１図に示すように、ノズル
ボディ２内に、その先端に形成された噴孔３を開閉する
ニードルバルブ４が収納され、さらにノズルボディ２の
後端側にはケーシング５が一体に固着されている。この
ケーシング５内には、コア６と、これに巻回された電磁
コイル７と、ニードルバルブ４の後端に固着されたアマ
チュア８と、が収納され、コア６とアマチュア８との間
にリターンスプリング９が縮設されている。これらの電
磁コイル７、コア６およびアマチュア８はバルブ制御手
段を構成している。また、燃料はケーシング５後端の導
入部１０からフィルター１１、コア６内に形成された燃
料通路１２を通して、アマチュア８およびニードルバル
ブ４の周囲隙間を介してノズルホディ２の油溜り室１３
に供給される。

上記燃料系統は、第２図に示すように、燃料タンク１４
内の燃料が燃料ポンプ１５によって燃料噴射ノズル１に
送給されるようになされている。燃料ポンプ１５と燃料
噴射ノズル１の間にはダンパ１６、フィルタ１７および
プレッシャレギュレータ１８が介設され、ダンパ１６に
おいてポンプ１５による脈動が除去され、フィルタ１７
においてゴミ等が除去され、そしてプレッシャレギュレ
ータ１８において余剰の燃料をリターン通路１９を通じ
て燃料タンク１４に戻され、燃料通路２０を通じて燃料
噴射ノズル１に供給される燃料圧力が一定に保たれる。

また、上記燃料噴射ノズル１の電気端子２１がコントロ
ールユニット２２に接続されている。

したがって、電磁コイル７に通電されると、このコイル
７が発生する電磁力によりアマチュア８がコア６に吸引
されるため、これに伴いニードルバルブ４がリフ］・シ
て油溜り室１３の燃料が噴口３から噴射される。この燃
料噴射量はコントロールユニット２２による電磁コイル
７への通電制御によって制御され、機関２３の運転条件
に応じて通電の時期および時間を制御することにより最
適な状態に設定される。

しかしながら、このような従来の燃料供給装置において
は、燃料タンクから供給される燃料圧がプレッシャレギ
ュレータにより一定に保持されているが、機関の運転状
態によっては吸気マニホルド内に噴射される燃料と吸気
マニホルド内の吸気との速度差が小さくなる場合がある
。例えば、機関のアイドリング時や低速運転時等では吸
気マニホルド内の吸気流速が低くなるため、噴射燃料と
吸気との相対速度差が小さくなってしまう。そのため、
吸気との抵抗が低下して噴射燃料の微粒化が促進されず
、マニホルド壁等への液滴の付着が増加する。その結果
、完全燃焼が行われなくなり、出力を低下させるととも
に窒素酸化物ＮＯｘや未燃焼炭化水素ＵＨＣの発生を増
大させ、機関性能を悪化させ燃費節減を阻害するおそれ
があった。

（発明の目的） そこで、本発明は、燃料噴射ノズルの噴口の前方に燃料
噴射方向に向かい漸次断面積が減少しその後増大するノ
ズルを配設し、このノズルと前記噴口との間に空気を吐
出する空気通路を設け、機関の運転条件に応じて前記吐
出空気の吐出量を制御する吐出空気量制御手段を空気通
路に設けることにより、吸気マニホルド内の吸気流速が
小さい機関運転時においても吐出空気によって強制的に
噴射燃料の流速を高め噴射燃料と吸気の速度差を増大さ
せて噴射燃料の微粒子化を促進させ、その結果機関出力
の低下や窒素酸化物、未燃焼炭化水素の発生を防止する
とともに機関性能、燃費節減の向上を図ることを目的と
する。

（発明の構成） 本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、ノズルボディ
先端に形成された噴口をバルブにより開閉して燃料タン
クから圧送される燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、こ
の燃料噴射ノズルの噴射時期および噴射期間を車両の運
転状態に基づいて制御するコントロールユニットと、を
備えた内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料噴射
ノズルの噴口の前方に配設され燃料噴射方向に向かい断
面積が減少した後増大するノズルと、このノズルと前記
噴口との間に空気を吐出する空気通路と、この空気通路
からの空気吐出量を機関の運転状態に応じて制御する吐
出空気量制御手段と、を備えたことをその構成とする。

（実施例） 以下に本発明の第１の実施例を第３図〜第６図に基づい
て詳細に説明する。なお、従来例と同一部分には同一符
号を附し重複する説明は省略する。

本実施例において、燃料噴射ノズル１は、第３図に示す
ように、燃料の噴射方向が吸気通流方向の下流に向くよ
う吸気通流方向に対してやや傾斜して吸気マニホルド２
４に取付けられている。すなわち、燃料噴射ノズル１は
吸気マニホルド２４の壁内に埋設されたガイド２５内に
、シールリング２６を介してその先端側のノズルボディ
２が挿入され、その後端側がラバリング２７およびホル
ダ２Ｂを介してネジ止めにより吸気マニホルド２４に固
着されている（いわゆるソフトマウンティングである）
。また、ノズルボディ２先端の噴口３の前方にはノズル
２９が設けられている。このノズル２９は上記燃料噴射
ノズル１と同軸上に位置するようにその基端側をノズル
ボディ２の先端に固着され、その先端が吸気マニホルド
２４内に突設されている。このノズル２９は燃料噴射ノ
ズル１からの燃料噴射方向に向かって次第に断面積が減
少するディフューザ部と次第に断面積が増大するノズル
部とに形成されている。したがって、ディフューザ部か
らノズル部へ変化し断面積が最小となる部分がスロート
３０となる。また、スロート３０の経は絞り弁全開時に
噴射燃料がスロート３０に付着しない程度の大径に形成
されている。さらに、吸気マニホルド２４の壁内には、
噴口３とスロート３０との間で一端が開口する空気導入
路３１が設けられており、この空気導入路３１は他端側
が吸気マニホルド２４に固着されたコネクタ３２を介し
てエアボース３３に連通されている。

なお、燃料噴射ノズル１の電気端子２１は第４図に示す
ように車載のコントロールユニット２２に接続され、燃
料噴射ノズル１の燃料導入部ＩＯには燃料通路２０が連
結されている。この燃料通路２０にはタンク１４内の燃
料が燃料ポンプ１５により送給され、この燃料はプレッ
シャレギヱレータ１８において余剰燃料をリターン通路
１９を通じ燃料タンク１４に戻すことにより圧力が一定
となるよう調整される。

また、上記コネクタ３２に一端が連結されたエアホース
３３はその他端側か、第４図に示すように、吸気通路３
５内の絞り弁３６の上流側で開口している（以下、この
開口を上流ボート３４Ａという）。このエアホース３３
、コネクタ３２および空気導入路３１により空気通路３
４が構成されており、この空気通路３４を通じて燃料噴
射ノズル１の噴口３とノズル２９の間に空気が吐出され
る。

さらに、上記エアホース３３には吐出空気量制御手段３
７が介装されている。この吐出空気量制御手段３７は、
上記ノズル２９のスロート３０の径を絞り弁３６全開時
に合わせて予め大径に形成したため、絞り弁全開時以外
の場合に絞り弁３６の開度に対応して吐出空気量を制御
するために設けられたものである。これは、空気通路３
４に介設される制御オリフィス機構３Ｂと三方電磁弁３
９により構成されており、絞り弁３６の上流側と下流側
との吸気の圧力差を利用することにより、機関の運転状
態に応して空気通路３４の流路面積を制御し、高速回転
時にはこの流路面積を最大にするよう制御するものであ
る。

制御オリフィス機構３８は、第５図に示すように、ケー
シング４０内に上記エアホース３３に介装される通路４
１とダイアフラム室４２とを備えている。上記通路４１
の途中には空気通流方向に従い先細りの円錐形状に形成
された制御オリフィス４３が設けられている。上記ダイ
アフラム室４２にはその内部を１室に区画するダイアフ
ラム４４が配設され、このダイアフラム４４には上記制
御オリフィス４３の流路面積を制御する制御ロッド４５
の基端側が連結されている。すなわち、この制御ロッド
４５は、その先端側がケーシング４０の壁部を貫通して
通路４１内に挿入されるとともに制御オリフィス４３と
ほぼ同形の円錐形状に形成され、この制御ロッド４５の
軸方向移動に伴って制御オリフィス４３の流路面積が可
変とされる。

また、ダイアフラム室４２のダイアフラム４４により区
画された一方の室４２Ａ（以下、制御室という）にはリ
ターン用のスプリング４６が縮設されており、この制御
室４２Ａは第４図に示すように０ 制御用のエアホース４７を通じて三方電磁弁３９の中立
ポートに接続されている。他方の室４２Ｂ（以下、基準
室という）は基準用のエアホース４８によりエアホース
３３の上流ポート３４Ａ近傍に接続され、この基準室４
２Ｂには、常時、絞り弁３６上流側の吸気圧（略大気圧
）が導入されている。

さらに、三方電磁弁３９の一方の切換ポートはエアホー
ス４９を通じて基準用のエアホース４８に接続され、他
方の切換ボートは負圧用のエアホース５０に接続され、
このエアホース５０は吸気通路３５の絞り弁３６の下流
側で開口している（以下、この開口を下流ポート５１　
Ａという）。この三方電磁弁３９はコントロールユニッ
ト２２の出力信号により動作し、機関のアイドリング時
や低速回転時など、コントロールユニット２２から出力
信号が出力されない場合には、制御室４２Ａを下流ボー
ト５１　Ａに連通し、反対に高速回転時にはコントロー
ルユニット２２からの出力信号により動作して制御室４
２Ａを上流ポート３４　Ａに連通ずる。

したがって、機関のアイドリング時や低速回転１ 時には制御室４２Ａには絞り弁３６下流側の負圧が導入
されるため、ダイアフラム４４およびこれに連結された
制御ロッド４５が第５図中左方向に移動し、これによっ
て制御オリフィス４３の流路面積が狭められる。この制
御オリフィス４３の流路面積は絞り弁３６の上流側と下
流側との圧力差に対応して変化するため、運転状態に応
して吐出空気量を制御できる。他方、高速回転時には、
制御室４２Ａには絞り弁３６上流側の吸気圧が導入され
るため、制御室４２Ａと基準室４２Ｂとの圧力差がなく
なる。そのため、ダイアフラム４４および制御ロッド４
５が第５図中右方に変位し、制御オリフィス４３の流路
面積が最大に設定される。

なお、５２はエアフロメータ、５３はエアクリーナであ
る。

次に本実施例の燃料供給装置の動作について説明する。

まず、吸気通路内の絞り弁の開度が小さい機関のアイド
リング時や低速回転時について説明する。

２ 機関のアイドリング時や低速回転時においては、機関が
運転されると、絞り弁３６の開度が小さいので絞り弁３
６の開度に応じて絞り弁３６の上流側と下流側に圧力差
が生じる。そのため、吸気通路３５の空気が上流吸気ポ
ート３４八から空気通路３４内に導入される。空気通路
３４内に導入された空気は制御オリフィス４３を通り空
気導入通路３１の開口から燃料噴射ノズルｌの噴口３と
ノズル２９の間に吐出される。このノズル２９内に吐出
された空気は空気噴流となってスロート３０を通過し、
このスロート３０で加速されてノズル２９の先端開口か
ら吸気マニホルド２４内に噴出される。この空気の吐出
量は吐出空気量制御手段３７により、絞り弁３６の開度
、すなわち機関の運転状態に応じて制御される。したが
って、運転状態に応じた燃料噴射量に対応して吐出空気
量が制御されることになる。

つまり、この吐出空気量制御手段３７においては、アイ
ドリング時や低速回転時には三方電磁弁３９により、制
御オリフィス機構３８の制御室３ ４２Ａが下流吸気ポート５１　Ａに連通されているため
、制御室４２Ａの圧力が基準室４２Ｂに比べ低くなる。

そのため、ダイアフラム４４がスプリング４６の付勢力
に抗して第５図中左方に変位し、これに伴って制御ロッ
ド４５が移動する。そして、制御ロッド４５の先端が制
御オリフィス４３に近接して該オリフィス４３の流路面
積が狭められる。

この制御オリフィス４３の流路面積は吸気通路３５内の
絞り弁３６の上流側と下流側の圧力差が増大するに伴っ
て狭められ、反対に圧力差が低下すると広げられる。す
なわち、制御オリフィス４３の流路面積が絞り弁３６の
開度に対応して可変とされるため、これに伴いノズル２
９に吐出される絞り弁３６の開度に応じて制御される。

したがって、ノズル２９のスロート３０の径を絞り弁３
６の全開時に合わせた大径に設定しても、アイドリング
時や低速回転時などでも運転状態に適応した空気量を送
給することができる。このように適正量に制御されてノ
ズル２９内に供給された空気はスロート３０で加速され
る。そのため、燃料噴４ 射ノズル１から噴射される噴射燃料と吸気マニホルド２
４内の吸入空気流との流速差が大きくなり、噴射燃料の
微粒化が促進される。なお、吸入空気流の速度は、絞り
弁３６の開度が次第に大きくなるに従い、絞り弁３６の
下流側圧力が次第に小さくなって上流側圧力の約１／２
の圧力差になる間は次第に増大し、約１／２以下となる
と約３００　ｍ　／　ｓで一定となる。

次に、絞り弁が全開される高速回転時について説明する
。

高速回転時において絞り弁３６が全開されると、絞り弁
３６の上流側と下流側の圧力差はなくなる。この場合に
は、コントロールユニット２２により三方電磁弁３９が
作動され、この三方電磁弁３９によって制御オリフィス
機構３日の制御室４２Ａが上流吸気ボート３４　Ａに連
通ずるように切換られる。そのため、制御室４２Ａと基
準室４２Ｂとの圧力が等しくなり、ダイアフラム４４が
スプリング４６によって第５図中右方に変位しこれとと
もに制御ロッド４５が移動する。そして、制御第５ リフイス４３の流路面積が最大に維持される。この高速
回転時においては、絞り弁３６の全開状態に伴って絞り
弁３６の上流側と下流側との圧力差が小さくなり（殆ど
ない）、上流吸気ボート３４Ａがら空気通路３４へ空気
が殆ど導入されず、燃料噴射ノズル１とノズル２９との
間には空気の吐出が行われない。この場合には、吸気通
路３５内の吸気量が増大するとともに吸気の流速が速い
ため、従来の如く、これを利用して噴射燃料の微粒化が
促進される。つまり、ノズル２９からは燃料噴射ノズル
１から噴射される燃料のみが吸気マニホルド２４内に供
給されるが、吸気マニホルド２４内では燃料と吸気との
流速差が極めて大きくなり、充分に燃料の微粒化が促進
される。

また、この絞り弁３６全開時においては、空気通路３４
によりノズル２９内に空気が吐出されなくとも、スロー
ト３０の径を噴射燃料を充分に通過させることができる
大きさに予め形成したことをから、噴射時の燃料がスロ
ート３０に付着することがない。

１に のように、本実施例においては、機関のアイドリング時
や低速回転時など絞り弁の上流側と下流側に圧力差が存
在する領域内でも好適に噴射燃料の微粒化を促進するこ
とができ、絞り弁の上流側と下流側とに圧力差が存在し
ない場合でもノズルスロートへの噴射燃料の付着を回避
できるとともに微粒化を促進できるため、窒素酸化物や
未燃焼炭化水素の発生を低減でき、出力を低下させるこ
となく、機関性能の悪化を防止できる。

なお、エンジンの回転数と最大トルクの関係およびエン
ジンの回転数およびトルクと制御室４２Ａ内の圧力との
関係を第６図に示している。

第６図から理解できるように、曲線ａは最大トルクを示
しており、エンジンの回転数の上昇に伴って次第に上昇
し、さらに回転数が上昇すると徐々に低下している。ま
た、曲線すは制御室４２Ａ内に導入される圧力の境界を
示しており、領域Ａでは絞り弁３６下流側の負圧が導入
され、領域Ｂでは絞り弁３６上流側の負圧が導入される
。

７ 領域Ａはアイドリング時、低速回転時を示し、領域Ｂは
それ以外の運転時を示している。

次に本発明の第２の実施例を第７図〜第１１図に基づい
て説明し、第１の実施例と同一部分には同一符号を附し
重複する説明は省略する。

本実施例では、第７図に示すように、燃料噴射ノズル１
が、集合吸気マニホルド２４から分岐した各分岐マニホ
ルド５４にそれぞれ設けられており、これらの分岐マニ
ホルド５４内にそれぞれ絞り弁３６が設けられている。

この絞り弁３６によってアイドリング時には分岐マニホ
ルド５４内の吸気通路５４Ａは略閉止される。各燃料噴
射ノズル１は機関詔の各気筒の近傍に配設され、本実施
例では燃料噴射ノズル１の燃料噴射方向が分岐マニホル
ド５４内の吸気の還流方向に沿うとともに吸気弁５５の
吸気ボートに燃料が噴射できるよう分岐マニホルド５４
の軸心に対し傾斜させて燃料噴射ノズル１が分岐マニホ
ルド５４に固設されている。更に、第８図に基づいて詳
述すると、分岐マニホルド５４の壁部には燃料噴射ノズ
８ ル１のノズルボディ２が挿入可能な径で噴流通Ｆ＠５６
が穿設されており、この噴流通路５６に分岐マニホルド
５４の外部からシールリング２６を介して燃料噴射ノズ
ル１のノズルボディ２が挿入され、ラバーリング２９お
よびホルダ２８を介して燃料噴射ノズル１後端側がネジ
止めにより分岐マニホルド５４に取付けられている。ま
た、噴流通路５６の分岐マニホルド５４内で開口する開
口部にはノズル２９が嵌着されている。このノズル２９
は第１の実施例と同様に中央部にスロート３０が形成さ
れている。このスロート３０の径は上記実施例と同様に
絞り弁３６全開時に合わせた大径に形成されている。さ
らに、分岐マニホルド５４の壁内には噴流通路５６に一
端が開口する空気導入路３１が形成されており、この空
気導入路３１の他端が分岐マニホルド５４に固着された
コネクタ３２を介してエアホース３３に連通されている
。このエアホース３３の他端側は、分岐マニホルド５４
の側壁を貫通し、絞り弁３６の上流側で、吸気の上流方
向に向は開口するよう設けられている。この９ 開口部が上流ボート３４Ａとなる。これらの空気導入路
３１、コネクタ３２およびエアホース３３により空気通
路３４が構成されている。

なお、噴流通路５６およびノズル２９の配設方向として
は、例えば第９図ａ、ｂに示すように設けるとよい。第
９図ａはスワール方向が低負荷時と高負荷時に異なる場
合に通し、第９図すは低負荷域から高負荷域まで全域に
亘ってスワールの方向が一致する場合に通している。こ
れによりスワールを一層強化し、燃焼の改善を図るもの
である。

また、エアホース３３の中途には第７図に示すように吐
出空気量制御手段５７が介装されている。本実施例の吐
出空気量制御手段５７は第１０図に示すように制御オリ
フィス機構５８とその作動機構５９とから構成されてい
る。制御オリフィス機構５８は、ハウジング６０内に上
流側通路６１Ａと下流側通路６１Ｂとを備えており、さ
らに互いに並列接続されるとともに上流側通路６１Ａと
下流側通路６１Ｂとを連通ずる第１通路６２および第２
０ 通路６３とを備えている。上流側通路６１Ａは上流側の
エアホース３３に、下流側通路６１Ｂは下流側のエアホ
ース３３にそれぞれ接続される。また、上記第１通路６
２にはその途中にオリフィス管６４が内嵌され、これに
よってオリフィス６５が形成される。このオリフィス６
５は機関のアイドリング時に必要な吐出空気量となるよ
う規制するものである。上記第２通路６３はその上流開
口部が下流側に向かい先細りの円錐面に形成されている
。さらに、ハウジング６０にはスプリング室６６を備え
ている。このスプリング室６６からハウジング６０の壁
部を貫通し上記第２通路６３の開口部に亘って制御ロン
ドロ８が配設されている。この制御ロンドロ８の基端側
には鍔６９を有し、制御ロンドロ８を図中左方向に付勢
するスプリング６９ａが鍔６９とスプリング室６６の壁
面との間蝙縮設されている。他方、制御ロッド６８の先
端側は、上記第２通路６３の開口部に形成された円錐面
より鋭い傾斜角度で先細りの円錐形状に形成されており
、第２通路６３の開口部と制御ロンドロ８の先１ 端側により制御オリフィス６７が構成されている。

さらに、制御ロンドロ８の基端側にばロッドワイヤ７０
が連結され、このロッドワイヤ７０はハウジング６０に
設けられた孔７１を介して作動機構５９に連結されてい
る。したがって、ロッドワイヤ７０を操作することによ
り、制御ロンドロ８を軸方向に変位させ、制御オリフィ
ス６７の流路面積を変化させることができる。

また、作動機構５９は、絞り弁３６が軸着される絞り弁
軸７１に一体に固着された円板状のカムＡ７２と、絞り
弁軸７１にはそれぞれ遊貫され、互いに一体に回動可能
な円板状のカムＢ７３およびカムＣ７４とを備えている
。また、カムＡ７２の外周部にはカムＡ？２の軸方向に
突出する突起Ａ７５が突設され、この突起Ａ７５に係止
する突起Ｂ７６がカムＢ７３の外周部に放射方向に突設
されている。つまり、これらの突起Ａ、Ｂ７５．７６は
カムＢ７３が所定角度回転した後にカムＡ７２がカムＢ
７３に連れ回りできるように設けられたものである。ま
た、カムＡ７２は、リターンスプリング７７２ により反時計方向に付勢されている。カムＢ７３および
カムＣ７４の外周にはワイヤ巻回用の溝７３Ａ、７４Ａ
がそれぞれ形成されている。カムＢ７３の外周部にはア
クセルワイヤ７８が連結され、このアクセルワイヤ７８
の他端側はアクセルペダルに連結されている。カムＣ７
４の外周部にはロンドワイヤ７０が連結され、この一端
側は上記制御ロンドロ８に連結されている。したがって
、この作動機構５９では、アクセルペダルを踏み込むと
、絞り弁軸７１に遊貫されたカムＢ７３、カムＣ７４が
第１０図中の矢印で示すように時計方向に回転し、これ
に伴ってロンドワイヤ７８がカムＣ７４に巻取られるた
め、制御ロンドロ８が図中右方向に移動して制御オリフ
ィス６７の流路面積を拡げる。つまり、アクセルペダル
の踏込み量に対応して制御オリフィス６７の開度調整が
行われる。さらにアクセルペダルを踏込むと、カムＢ７
３の突起Ｂ７６がカムＡ７２の突起Ａ７５に係止し、カ
ムＡ７２はカムＢ７３とともに回転する。したがって、
カムＡと一体に固着された絞り弁軸７１が回転し、絞３ り弁３６が開かれることとなる。なお、７９はこれらの
カムの抜は防止用のスナップリングである。

次に本実施例の作用について説明する。

機関が運転されると、絞り弁３６の開度に応して分岐マ
ニホルド５４内の絞り弁３６の上流側と下流側には圧力
差が生じる。そのため、絞り弁３６の上流側の吸気がエ
アホース３３の上流ポート３４Ａから空気通路３４内に
導入され、この取込まれた空気は導入通路３１の開口か
ら噴流通路５６内に噴出され、ノズル２９のスロート３
０で加速されて分岐マニホルド５４の吸気ポートに噴出
される。

この吐出空気量は、ノズル２９のスロート３０の径が絞
り弁全開時に合わせた大径であるため、吐出空気量制御
手段５７によって絞り弁３６の開度にほぼ対応した量に
制御される。

つまり、アクセルペダルが踏込まれない機関のアイドリ
ング時には、第２通路６３の制御オリフィス６７が制御
ロンドロ８によって閉止されるため、第１通路６２を通
じて吸気される。そのため、第１通路６２のオリフィス
６５によって吐出空４ 気量が制限され、最小量の吐出空気量となる。

つぎに、アクセルペダルが踏込まれると、踏込み量に比
例して作動機構５９のカム＋３７３が第１０図中時計方
向に回転し、これに伴いカムＣ７４も回転する。そして
、ロンドワイヤ７０がカムＢ７３に巻き増られ、制御ロ
ンドロ８が図中右方向に移動して制御オリフィス６７が
開かれて、第２通路６３が開通する。したがって、空気
通路３４内の導入空気は第１通路６２及び第２通路６３
の双方を通じて通流するため、全体として吐出空気量は
増加する。この制御オリフィス６７の流路面積はアクセ
ルペダルの踏込み量によって比例的に増大する。

さらに、アクセルペダルを踏込むと、カムＢ７３の突起
Ｂ７６がカムＡ７２の突起Ａ７５と係合してカムＢ７３
とカムＡ７２はともに回転する。この回転に伴い絞り弁
３６が回転して分岐マニホルド５４内の吸気通路５４Ａ
の開度が大きくなり、この吸気通路５４Ａを介して吸気
ポートに吸気が供給される。すなわち、吸気ポートには
空気通路３４５ と吸気通路５４Ａとの双方から空気が供給される。

したがって、アクセルペダルを踏込んで絞り弁３６の上
流側と下流側の圧力差がなくなる絞り弁全開時までの運
転領域では、絞り弁３６の上流側と下流側との圧力差に
よって、この圧力差に対応した吐出空気量が噴流通路５
６内に吐出される。

したがって、アイドリング時や低速回転時においては、
ノズル２９内を通過する空気噴流によって燃料噴射ノズ
ル１から噴射された燃料を吸気ポートで良好に微粒化す
ることができる。

次に絞り弁３６が全開となると、制御オリフィス機構５
８の制御オリフィス６７も全開となり、第２通６３の流
路面積が最大となる。この場合には、絞り弁３６の上流
側と下流側との圧力差が殆どなくなるため、この圧力差
による空気通路３４への空気の導入は行われない。しか
しながら、本実施例においては、空気通路３４の上流ボ
ート３４Ａが分岐マニホルド５４内の上流側に向けて配
設されているため、吸気の動圧効果に伴って空気が空気
通路３４内に取込まれ、吐出空気として６ 噴流通路５６内に供給される。したがって、絞り弁全開
時においては、ノズル２９のスロート３ｏの径が絞り弁
全開時に合わせた大径に形成されるとともに噴流通路５
６内に吐出される空気噴流とともにスロート３０内を通
流するため、噴射燃料がスロート３０に付着することが
ない。また、分岐ポート５４内の吸気の流速が極めて速
いため、絞り弁３６の全開時における噴射燃料の微粒化
をより促進することができる。

また、本実施例においては、分岐マニホルドにそれぞれ
絞り弁を設け、この絞り弁の開度に対応して吐出空気量
を制御する吐出空気量制御手段が他の分岐マニホルドと
独立して設けられているため、特にアイドリング時や低
速回転時など、絞り弁の開度が小さい場合には、絞り弁
下流側の負圧は単独の気筒の吸気行程により決定づけら
れる。そのため、他の気筒の吸気行程の影響を受けるこ
とがなく、集合マニホルドに絞り弁を設けて一括して吸
気量を制御する場合に比較し、ノズルのスロート径を大
きくする７ ことが可能となる。これとともに、吸気ポートに噴射さ
れた燃料が微粒化状態となって、他気筒に回り込むこと
がなく、殆どがその気筒に吸入される。そのため、回り
込む燃料によってマニホルド内に壁流を形成し気筒間の
分配効率を悪化させることを防止できるとともに、機関
の充填効率の低下を防止することができる。さらに、ノ
ズルを吸気ポート内に向けるとともに燃焼室内のスワー
ルを強化する方向に開口させる構造とすることにより、
燃料の微粒化促進の他にスワール強化を図ることが可能
となり、燃焼効果を高めることができる。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明によれば、燃料噴射ノズル
の前方にノズルを設けるとともにこのノズルのスロート
の径を予め大径に形成したことにより、絞り弁の全開時
絞り弁の上流側と下流側との圧力差がない場合にも噴射
燃料がスロートに付着することを低減できるため、燃料
の噴霧特性が悪化せず、その結果窒素酸化物８ ＮＯｘ、未燃焼炭化水素ＵＨＣを低減でき、機関の安定
性及び燃費を向上させることができる。

また、燃料噴射ノズルとノズルの間に絞り弁の上流側か
ら空気を吐出させる空気通路を設けるとともに、吐出空
気量を絞り弁の開度に応じて制御する吐出空気量制御手
段を設けたことにより、ノズルのスロート径に関係なく
機関の運転状態に応じた空気量を吐出させることができ
る。

また、絞り弁の上流側と下流側とに圧力差が存在する運
転領域では、ノズルのスロートに空気噴流が通流される
ため、スロートを通過する高速空気噴流通路によって噴
射燃料の微粒化が促進されて完全燃焼を行え、窒素酸化
物ＮＯｘ、未燃焼炭化水素ＵＨＣの発生を低減でき、機
関の安定性・燃費の向上を図ることが可能となる。

また、高負荷運転域でも絞り弁の上流側と下流側に圧力
差がある領域では、燃料の微粒効果により、ノンキング
限界の範囲が拡大されるので、噴射時期のマツチング範
囲が大きくなり、その結果高出力を得ることが可能とな
る。

９ また、第１実施例においては、アイドル運転時の吸入空
気量が制御できるので、アイドル時のスピードコントロ
ールに対応することができる。

さらに、第２の実施例においては、絞り弁が吸気マニホ
ルドの各分岐マニホルド内にそれぞれ設けられているた
め、絞り弁下流の各マニホルドがそれぞれ独立すること
になる。そのため、機関の始動時でも、絞り弁の下流側
に充分な負圧が発生し、他気筒の影響を受けることなく
、噴射燃料の微粒化を促進することが可能となる。また
、このように各分岐マニホルドがそれぞれ独立すること
により、噴射燃料が、従来のように他の気筒へ廻り込む
ことがなく、そのまま気筒内に吸入され、そのため窒素
酸化物ＮＯｘ、未燃焼炭化水素ＵＨＣの発生を低減でき
るとともに機関の安定性を向上させることができ、燃費
節減および混合比のリーン限界を拡大することが可能と
なる。さらに、この場合絞り弁が経る程度絞られた領域
では、廻り込んだ噴０ 耐燃料により壁流が形成されることがなくなり、また廻
り込んだ噴射燃料が蒸発することがないため、気筒間の
分配が悪化することがなく、機関の充填効率が悪化しな
い。その結果、燃料の応答性が高まり、機関の応答性を
向上させることができる。さらに、機関の始動時にも燃
料が効果的に微粒化されるため、多量の燃料を供給する
必要がなく容易に行なえるため、燃費節減を図ることが
できる。またさらに、第２の実施例のように燃焼室内の
スワールが強化されるようにノズルの方向設定すること
により、燃焼改善の効果を向上させることができ、混合
比のリーン限界をさらに拡大することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の燃料供給装置を示し、第１図
はその燃料噴射ノズルの縦断面図、第２図はその概略構
成図、第３図〜第６図は本発明の第１実施例を示す図で
あり、第３図は吸気マニホルドに取付けられた燃料噴射
ノズルの縦断面図、第４図は吐出空気量制御手段の概略
１ 構成図、第５図は制御ノズル機構の縦断面図、第６図は
エンジンの回転数とトルクの関係を示すグラフ、第７図
〜第１０図は本発明の第２実施例を示し、第７図は燃料
供給装置の概略構成図、第８図は吸気マニホルドに取付
けられた燃料噴射ノズルを示す断面図、第９図ａ、ｂは
スワール強化のための噴流通路およびノズルの設は方の
具体例をそれぞれ示す第７図中のＡ−Ａ矢視図、第１０
図は吐出空気量制御手段を示す断面図である。 １−−−−一燃料噴射ノズル、 ２−・−ノズルボディ、 ３−−一−・−噴口、 ４−−−−−一二一ドルバルブ、 １４−ｍ−−・−燃料タンク、 ２２−−−−・−コントロールユニット、２３−一−−
・−内燃機関、 ２９−−−−−−ノズル、 ３４　（３１，３２，３３）−−−−−一空気通路（空
気導入路、コネクタ、エアホース、 ２ ３７．５７−−−−−−吐出空気量制御手段。 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　有我軍一部 ３ 第１図 第８図 （０） １ １ １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズルボディ先端に形成された噴口をバルブにより開閉
   して燃料タンクから圧送される燃料を噴射する燃料噴射
   ノズルと、この燃料噴射ノズルの噴射時期および噴射期
   間を車両の運転状態に基づいて制御するコントロールユ
   ニットと、を備えた内燃機関の燃料供給装置において、
   前記燃料噴射ノズルの噴口の前方に配設され燃料噴射方
   向に向かい断面積が減少した後増大するノズルと、この
   ノズルと前記噴口との間に空気を吐出する空気通路と、
   この空気通路からの空気吐出量を機関の運転状態に応じ
   て制御する吐出空気量制御手段と、を備えたことを特徴
   とする内燃機関の燃料供給装置。