JPS62191618A

JPS62191618A - 燃料噴射式多気筒エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS62191618A
Application number: JP3348886A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nishimura; 博文西村; Yasuyuki Morita; 泰之森田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1987-08-22

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】（産業上の利用分野）本発明は、燃焼室に向けて燃料を噴射するように構成さ
れた燃料噴射式多気筒エンジンの燃料噴射′！Ａ置の改
良に関する。

（従来技術）燃料噴射式エンジンにおいて、燃焼室上部に燃料を直接
噴射供給する、いわゆる筒内噴射を行うエンジンは、従
来から公知である。この筒内噴射は、吸気通路内で燃料
噴射を行ういわゆるボート噴射に比べて吸気流による把
拌の影背が少く、従って、この方法で燃料供給を行うと
成層化が容易で、点火栓近傍に高濃度の混合気層を形成
することができ、着火性を向上させることができる。こ
のため、この筒内噴射を利用して有効にリーン化を図る
ことができ、燃費を改善することができるものである。

しかし、この方法では、高温化する燃焼室に燃料噴射ノ
ズルを配置することが要件となるため、燃料の一部が炭
化して、ノズル先端に付着し、適正な燃料供給ができな
くなるという間題がある。

この問題を解決するために、実開昭５８−１５４８２５
号公報には、燃焼に開口する凹部をシリンダヘッドに形
成し、この凹部に燃料噴射ノズルを配置するとともに、
この凹部と燃焼室との連通を制御する制御弁を設け、燃
料噴射ノズルには、この制御弁を閉じて、凹部と燃焼室
との連通を遮断し、燃料噴射弁を保護するようにした燃
料噴射式エンジンが開示されている。

（解決しようとする問題点）」二記実開昭５８−１５４８２５号公報に開示された構
凸では燃料噴射時以外では、噴射ノズルを燃焼室から隔
離して、噴射ノズルを燃焼室の熱的影響から保護するよ
うにしたので、炭化物による燃料噴射への悪影τＩの問
題は解消することができる。しかし、ノズルが配置され
る凹部と燃焼室とが連通した状態で行われる、燃料噴射
は、吸気行程の後期から圧縮行程にかけて行なわれるよ
うになっており、ピストンの上方への移動が継続してい
る時に燃料噴射が行われることとなる。このため、ピス
トンの上昇に伴って、燃焼室内で上方に向う吸気流が生
じ、これによって凹部には噴射方向と逆行する方向に吸
気流が生じて噴射燃料を適正に燃焼室に導入し拡散させ
ることができなくなる。この問題は、高圧噴射ノズルを
用いる場合には、噴圧が高く、強力な噴流を発生させる
ことができるとともに、霧化が良好であるので、大きな
問題とはならない。しかし、燃料供給系のコストの低減
及び装置のコンパクト化を図る上で有利な、低圧ノズル
を用いる場合には、特に重大となる。

（問題を解決するだめの手段）本発明は、上記事情に鑑みて構成されたもので、噴射ノ
ズルに対する炭化物の付着の問題を解消し、しかも、適
正な燃料噴射を行うことができる燃料噴射装置を提供す
ることを目的としている。本発明に係るエンジンの燃料
噴射装置は燃焼室に開口するノズルホールと、少なくと
も吸気行程の終期から圧縮行程にかけて該ノズルホール
を介して燃焼室内に燃料を噴射供給する低圧燃料噴射ノ
ズルと、少なくとも前記燃料噴射期間中に燃焼室とノズ
ルホールとを連通させる制御弁と、各気筒の前記ノズル
ホールを連通する連通路とを備え、該連通路内の圧力に
応じて燃料噴射圧力を制御するように構成されたことを
特徴とする。この場合、上記制御弁は、噴射期間の終了
後に閉じ、好ましくは、点火直前で閉じるようになって
いる。

本発明の好ましい態様では、連通路内の圧力はダイアフ
ラム弁等を介して燃料供給圧力に影１！をあたえるよう
になっており、従って、噴射圧力は連通路内の圧力に応
じて変化する。

（発明の作用及び効果）本発明によれば、各ノズルホールが互いに連通している
ために、当該燃料噴射が行なわれているノズルホールに
は、圧縮行程終期の極めて高い燃焼室内圧力を保持して
いる他の気筒の圧力が燃料噴射供給系に作用するので、
燃料供給圧力は高くなる。従って、圧縮行程になってピ
ストンが上昇することによってノズルホール内の圧力が
高まっても燃料噴射圧力とノズルホール内の圧力との差
圧をほぼ一定に保持することができる。すなわち、本発
明の構成により、噴射燃料を、燃焼室内の圧力変化にか
かわらず、全噴射期間を通じて、適正に燃焼室内に供給
することができるものである。

この結果、本発明により、低圧燃料噴射ノズルを、有効
に筒内噴射を行う燃料噴射式エンジンに適用することが
可能となる。なお、本発明の構造では、噴射ノズルは、
燃焼室に連続して形成されるノズルホールに配置される
とともに、少なくとも点火時期には、制御弁によって、
燃焼室と隔離されて保護されるので、燃焼室からの熱的
影響を軽減することができ、これによって、炭化物がノ
ズル先端に付着して、適正な燃料噴射に支障をきたすと
いった問題を解消することができる。

（実施例の説明）以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明する
。

第１図ないし第４図を参照すれば、本例のエンジン１は
、４気筒エンジンであり、各気筒には内部をピストン２
が往復摺動するシリンダボア３が形成されたシリンダブ
ロック４を備えており、該シリンダブロック４の上部に
はシリンダヘッド５が組合わされる。シリンダへラド５
に形成された下部凹部と、シリンダボア３のピストン上
部空間とは燃焼室６を構成する。燃焼室６には、点火プ
ラグ６ａが臨ませられるとともに吸気ボート７及び排気
ポート８が開口しており、これらのポート７．８には、
吸気弁９及び排気弁１０が、それぞれ組合わされる。そ
して、吸気ボート７、及び排気ポート８には、吸気通路
１１及び排気通路１２がそれぞれ連通ずる。また、シリ
ンダヘッド５の上部には、動弁機構が配置されており、
該動弁機構は、カムシャフト１３及び工亥カムンヤフト
１３のカム（図示せず）によって駆動される吸気弁用ロ
ッカーアーム１４、排気弁用ロッカーアーム１５．３亥
ロッカーアーム１４．１５を回動自在に支持するロッカ
ーンヤフト１６．１７とから構成される。各ロッカーア
ーム１４．１５の先端は、吸排気弁のバルブステム９ａ
、１０ａの頂部に当接している。バルブステム９ａ、１
０ａの頂部には、押さえ部材９ｂ、ＩＯｂが取付けられ
ており、この押さえ部材９ｂ、１０ｂは、シリンダヘッ
ド５との間に配置されるバネ１８．１９をそれぞれ支持
している。また、シリンダへラド５の上部には、動ブｐ
機構を覆って、シリンダヘッドカバー２０が取付けられ
る。さらに、第３図に詳細に示すように、シリンダヘッ
ド５には、燃焼室６の上部に開口するようにノズルホー
ル２１が設けられるどともに、該ノズルホール２１に先
端が突出するように燃料噴射ノズル２６が取付けられる
。さらに、このノズルホール２１のボート２１ａには、
燃焼室６とノズルホール２１との連通を制御するための
制御弁２２が組合わされる。制御弁２２のバルブステム
２２ａの先端部の押さえ１部材２２ｂとシリンダヘッド
５との間には、バネ２３が縮装されている。制御弁２２
は、ロッカーアーム２４を介してカムシャフト１３によ
りノズルホール２１のポート２１ａを開閉する。また、
第３図、第４図とを参照すれば、各気筒のノズルホール
２１を連通する連通路２５が形成されている。さらに、
各燃料噴射ノズル２６は、燃料供給通路２７を介して燃
料ポンプ２８に接続されている。

第４図に示すように連通路２５は燃料供給系の燃料リタ
ーン通路３ｏに設けられたダイアフラム式プレッシャー
レギュレータ３１の圧力室３２に接続されている。圧力
室３２にはダイアフラム３３を付勢するバネ３４が配置
されており、連通路２５を通じて導入されるノズルホー
ル２１の圧力と協働してダイアフラム３３を図において
下方に付勢して、ダイアフラム３３に取りつけられた弁
体３５を押し下げ、これによって燃料のリターン量を減
少させる。この結果、ノズルボール２１の圧力が」（ｑ
大するのに応じて、燃料のリターン量が減少し燃料噴射
圧力は大きくなるようになっている。各燃料噴射ノズル
２６からの燃料噴射は、好ましくは、マイクロコンピュ
ータを含んで構成されるコントローラ２９によって制御
されるようになっており、コントローラ２９にエンジン
回転数、エンジン負荷及びクランク角を表わす信号がそ
れぞれ人力される。

以下、本例の制御につき、第５図、第６図を参照しつつ
説明する。

第５図には、本例のエンジンにおける燃料噴射制御のフ
ローチャートが示されている。

第５図を参照すれば、コントローラ２９は、人力される
エンジン回転数、負荷に」、（づき、燃料噴射量を演算
する。また、クランク角に基づいて燃料噴射時期を演算
する。次に、コントローラ２９は各気筒が、上記演算し
た噴射時期に達しているかどうかを判断し、噴射開始時
期になった場合には、噴射ノズルに対して所定の燃料噴
射量に対応する命令信号を出力して、噴射ノズルを作動
させる。第６図には、各気筒の制御弁２２の開弁時期、
噴射時期、及びノズルホール２１の圧力変化が示されて
いる。本例のエンジンの点火順序は１−３−４−２の順
になっており、従って、この順序で燃料噴射が順次行な
われる。

この場合制御弁２２は、吸気行程の後期から圧縮行程の
終期にかけて開き、燃料噴射は、吸気行程の後期、制御
弁２２の開いた後開始され、圧縮行程の中期に終了する
ようになっている。ノズルホールの圧力は、制御弁２２
が開くと、気筒が吸気状態になっているため、急激に圧
力が低下し、圧縮行程になってピストンが上昇し始める
と、それに伴って上昇する。そして、制御弁２２が閉弁
した直後においては、圧縮行程後期の高い圧力を保有す
る。本例の構造では、例えば、第１気筒が噴射期間中に
あるときには、他の気筒の制御弁２２は、閉弁しており
、ノズルホール２１は燃焼室６から遮断されている。従
って、ノズルホール２１には、高い圧力が残存しており
、この圧力は、連通路２５を介して、制御弁２２が開く
ことによって圧力の低下した第１気筒のノズルホール２
１に導入される。これによって、第１気筒のノズルホー
ルには、ノズルホール２１から燃焼室６に向う吸気流が
生じ、噴射ノズル２６からノズルホール２１に噴射され
た燃料の燃焼室６への流入及び霧化を促進する。この結
果、燃焼室上部の点火プラグ近傍には、高濃度の混合気
層が形成され、従って、着火性を改善することができる
。

さらに、ノズルホール２１の圧力は連通路２５を介して
燃料供給系に作用しその上昇に伴って燃料噴射圧力を増
大させるようになっている。従って、本例の構造では、
燃料噴射圧力とノズルホール２１との差圧は噴射期間の
全体を通じて略一定となり、この結果、低圧燃料噴射ノ
ズルを使用して適正な燃料供給を行うことができる。な
お、本例では、吸気行程後期から圧縮行程にかけて燃料
を噴射するようにしているが、噴射期間が短くてすむノ
ズル、あるいは運転状態によっては、圧縮行程のみで噴
射するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係るエンジンの上部断面
図、第２図は、第１図のエンジンの下方から見た概略図
、第３図は、第２図のΔ−Ａ断面図、第４図は、第１図
のエンジンの燃料供給系の概略図、第５図は、本発明に
従う燃料噴射制御のフローチャート、第６図は、燃料噴
射制御におけるノズルホールの圧力変化、制御弁の量弁
期間、及び噴射期間との関係を示すグラフである。１・・・・・・エンジン、　　　　　２・・・・・・ピ
ストン、４・・・・・・ンリンダブロック、５・・・・・・シリンダヘッド１３・・・・・・カムシャフト、１４．１５・・・・・・ロッカーアーム、２１・・・・
・・ノズルホール、　２５・・・・・・連通路、２６・
・・・・・燃料噴射ノズル、２９・・・・・・コントローラ。３０・・・・・・リタ
ーン通路３１・・・・・・プレッシャーレギュレータ第
５図

Claims

【特許請求の範囲】

　燃焼室に開口するノズルホールと、少なくとも吸気行
程の終期から圧縮行程にかけて該ノズルホールを介して
燃焼室内に燃料を噴射供給する低圧燃料噴射ノズルと、
少なくとも前記燃料噴射期間中に燃焼室とノズルホール
とを連通させる制御弁と、各気筒の前記ノズルホールを
連通する連通路とを備え、該連通路内の圧力に応じて燃
料噴射圧力を制御するように構成されたことを特徴とす
る燃料噴射式多気筒エンジンの燃料噴射装置。