JPS6321360A - 単点燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多気筒ガソリン機関に係り、特に吸気管壁面へ
の燃料の付着を少なくするのに好適な単点燃料噴射装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特公昭６０−１１２２４号のように、噴
射弁から供給した燃料を中空円筒振動子のみで微粒化し
ていた。そのため、単点燃料噴射装置の（］） ように、吸気通路が長く、屈曲している吸気管の壁面付
着量の低減する方法について配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は吸気管理面への燃料の付着の低減の点に
ついて配慮がされておらず、過渡運転時にシリンダに吸
入する混合気濃度が大きく変動し、また希薄混合気で安
定した運転を維持できないという問題があった。

本発明の目的は吸気管壁面への付着を低減することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、超音波燃料微粒化装置とベンチュリを組
合せ、燃料の平均粒径を４０μｍ以下とし、２分岐形吸
気管の分岐部より燃料を供給することにより、達成され
る。

〔作用〕

絞り弁下流に設けたバイパス通路内にベンチュリ及び超
音波燃料微粒化装置を配置し、バイパス通路を吸気管分
岐部に連絡させ、分岐部より燃料を供給する。バイパス
通路の上流には整流部材を設け、空気を整流し、整流部
材の下流にベンチュリを設ける。ベンチュリの最挾部に
中空円筒振動子を配置し、燃料噴射弁から噴射された燃
料を中空円筒振動子で微粒化し、さらにベンチュリの空
気流によって再微粒化させる。これにより得られる粒径
は４０μｍと小さく、吸気管に供給すれば。

吸気管壁面に付着することなく、シリンダに燃料、古供
給できる。

一゛シ〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。絞り
弁１の下流にコレクタ部２を設け、コレクタ部から、吸
気管は２つに分岐し、さらにその先端が２つに分岐する
。燃料は噴射弁５から供給され、微粒化装置の中空円筒
振動子８で微粒化される。中空円筒振動子をバイパス通
路４内に設けられたベンチュリ７の内部に配置する。バ
イパス通路４はコレクタ部２と吸気管３を連絡している
。

バイパス通路の上流部には整流部材６が設けられ、バイ
パス通路内の空気の流れの乱れを小さくしている。この
ため、中空円筒振動子８で微粒化された燃料はバイパス
通路４に付着することなく、吸気管３の分岐部に供給さ
れる。

第２図はバイパス通路４の断面図である。コレクタ部２
の中央に位置するように、バイパス通路４を設けている
ので、高さを低く、コンパクトな形状の吸気管となる。

第３図は吸気管の断面図である。吸気管３はコレクタ部
２の中央に位置するように取付けられるので、高さを低
くした、コンパクトなレイアウトとすることができる。

第４図は本発明の立体図である。コレクタ部２の側面に
１つの絞り弁が配置され、吸気管３およびバイパス通路
４がコレクタ部２に取り付けられている。バイパス通路
４の集合部に噴射弁５が配置されている。バイパス通路
４は２分岐しており、吸気管３の分岐部に連通している
。

第５図は超音波燃料微粒化装置の構成を示したものであ
る。電歪素子１０の微小振幅をホーン９で拡大し、中空
円筒振動子８を共振させる。この中空円筒振動子８に燃
料を接触させ、微粒化を行う。

第６図は、超音波燃料微粒化装置の微粒化特性を示した
ものである。横軸に燃料流量Ｆ、縦軸に平均粒径りをと
っている。平均粒径りは燃料流量Ｆが増大すると大きく
なる傾向を示す。Ｆ＝２０Ｑ／ｈで９０μｍ程度になる
。２分岐形吸気管では平均粒径４０μｍ程度で燃料の付
着を回避できるので、燃料粒径りを燃料流量の大きい領
域で小・′雨天すれば、中空円筒振動子８の振幅を大き
くできるので処理量を大きくできるが、経済的でない。

第７図は超音波燃料微粒化装置とベンチュリ７を組合せ
る構成を示す。燃料は噴射弁５で計量され、中空円筒振
動子８で微粒化される。さらにベンチュリ７の空気流に
よって燃料は微粒化される。

中空円筒振動子８はベンチュリ７の最挾部に中央部が位
置するように配置する。一般に燃料流量が大きい運転域
（たとえば絞り弁全開で高回転）では吸気管を通る空気
量は大きく、吸気管内およびベンチュリ７を通る空気流
速は大きくなる。このため、燃料流量の大きい運転域で
は空気流で微粒化し、燃料流量の小さい運転域では中空
円筒振動子で微粒化する。それゆえ、超音波燃料微粒化
装置に入力する電力を増大することなく、いつでも平均
粒径４０μｍ以下とすることができる。

第８図のように、空気流速が３０ｍ／ｓ以上となると、
燃料は空気流で曲げられ、中空円筒振動子８に接触せず
、吸気管３の底面に衝突してしまを吸気管の空気流速の
影響を受けずに均一に中空円筒振動子８に供給する方法
を示したものである。

第９図は、中空円筒振動子８の上流側に空気流を乱さな
い、なめらかな形状をした障害物１５を設けた構成であ
る。障害物１５によって中空円筒振動子８の内部の空気
流は減速されるので、燃料は気流の影響を受けずに供給
される。また中空円筒振動子８の外側の空気流によって
微粒化された燃料は包まれるので、ベンチュリ７の壁面
に付着しにくい。

第１０図は、中空円筒振動子８の上流側に噴射弁の位置
をずらした構成である。燃料は、上流から下流部に向か
って振動子８の壁面上を流れながら微粒化されるので、
振動面の全体を有効に利用することができる。また空気
流によって噴射された燃料が曲げられても、中空円筒振
動子８に接触する。

、第１１図は噴射弁５から噴射された燃料が中空円筒振
動子８に供給される通路のみをカバー１６ノ′ でおおった構成である。カバー１６は半円形の形状をし
ている。燃料の通路部のみにカバーをすることによって
、吸気管内の気流の乱れを少なくすることができる。ま
た半円形の形状となっているので、通路内に燃料がたま
ることがない。

第１３図は噴射弁５の先端にパイプ１７を取付け、その
パイプに設けたさらに細いパイプより、中空円筒振動子
８に供給する。パイプから燃料を供給するため、振動子
８の振動の節の部分に供給することができる。節の部分
から燃料を供給すると、燃料の粗大粒子の発生を抑制す
ることができる。

第１４図は中空円筒振動子８の上流部中空筒体１８を配
置した構成である。中空筒体１８の外周に燃料を供給し
、中空筒体の外周面上に沿って燃料を伝わせ、中空円筒
振動子８に供給する。この構成では、気流を乱すことな
く、中空円筒振動子の全周に燃料供給できる。

第１５図は中空円筒振動子８の上流部に中空筒体１８を
配置した構成である。中空筒体１８の内面をベンチュリ
形状とすることによって、気流速度を中空筒体内で大き
くすることができるので、気流による微粒化が促進され
る。

第１６図は、第１５図と同様な構成であり、中空筒体１
８の内面ベンチュリのと部と外面を連通ずるように穴を
設けた。噴射弁５から供給された燃料のうち、中空円筒
振動子８で微粒化されなかった燃料は、穴から中空筒体
１８の内面にすいこまれ、ベンチュリ内の気流で微粒化
できる。このことにより、中空円筒振動子８と中空筒体
１８の外面の間に燃料がたまり、振動が維持できなくな
ることを防止できる。

第１７図は、第１５図と同様な構成で、中空筒体１８の
外面をテーパ形状として、振動子８とすきまをもたせた
構成である。空気は中空筒体１８の外面から、外面と振
動子８の間を通って流れる。

このため、燃料と空気が混合されながら振動子８に供給
され、振動面で微粒化しやすくなる。

第１８図、第１９図は中空筒体１８への燃料の供給方法
を示したものである。第１８図のように中空筒体１８に
直角に燃料を供給すると中空筒体１８の外面ではねかえ
りを起しやすい。この場合、中空筒体の燃料の直接噴射
される部分を削るなどして燃料のはねかえりを防止する
必要がある。

第１９図のように、中空筒体１８にななめに燃料をあて
ることによって燃料のはねかえりを防止することができ
る。

第２０図は、本発明の燃料の微粒化特性を示したもので
ある。横軸にベンチュリ最狭部空気流速Ｖ　ａ　、縦軸
に粒径りをとっている。超音波燃料機粒化装置を振動さ
せない場合、（ｅ）のような特性を示す。空気流速が大
きくなれば、粒径は小さくなる。微粒化装置を２９　Ｋ
　Ｈｚで振動させると約７０μｍとなり、Ｖ　ａ　＝　
５０　ｍ　／　ｓからＶａが大きくなると、粒径が小さ
くなる。すなわちＶａ＝５０ｍ／ｓ以上で気流によって
微粒化が促進される（特性（ｄ））。微粒化装置を６０
　Ｋ　Ｈｙ、で振動させると、（ａ）のように、４０μ
ｍとなり、空気流速が１００ｍ／ｓ以上で気流によって
微粒化が促進される。しかしながら、中空円筒振動子に
燃料があたらなかったりすると（ｃ）のような特性とな
り、気流速が３０　ｍ　／　ｓ以上で粒径が増大する。

また中空円筒振動子に燃料があたるようにしても、ベン
チュリの広がり角が８°　（片側）以上であったりする
と、微粒化された燃料が再びベンチュリに付着し、（ｂ
）のような特性となる。

第２１図は本発明の他の実施例である。中空円筒振動子
８を吸気管３の集合部に配置する。吸気管３は断面図の
ように、１，３，４．２の順で配置する。このようにす
れば、流れが、一方向のせん回流となり、空気と燃料が
混合させやすくなる。

微粒化装置の上流には整流部材６を配置し、空気の乱れ
を少なくすることができる。また吸気管の曲り部が少な
いので、燃料が付着しにくい。

第２２図は本発明の他の実施例である。吸気管３の集合
部に噴射弁５．微粒化装置８を配置し、上流部に整流部
材６を設ける。吸気管は集合部から２つに分岐し、さら
にその先端で２つに分岐する。このような構成とすると
、吸気管の曲り部を少なくすることができるので、燃料
が付着しにく１、Ｍ　。

〔発明の効果〕

７本発明によれば、平均粒径４０μｍに微粒化した燃料
を吸気管の分岐部に供給できるので、吸気管壁面への燃
料の付着量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図はバイパ
ス通路の縦断面図、第３図は吸気管の断面図、第４図は
本発明の一実施例の立体図、第５図は超音波燃料微粒化
装置の構成図、第６図は燃料流量と粒径の関係図、第７
図〜第１９図は中空円筒振動子への燃料の供給する構成
図、第２０図はベンチュリ最狭部空気流速と粒径の関係
図、第２１図、第２２図は本発明の他の実施例の縦断面
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多気筒ガソリン機関において、絞り弁下流のコレク
   タ部より設けたバイパス通路内に整流部材を設け、該整
   流部材の下流に設けたベンチユリの最挾部に中空円筒振
   動子および燃料噴射弁を配置し、バイパス通路より吸気
   管の分岐部から燃料を供給することを特徴とする単点燃
   料噴射装置。