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JP2619088B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

燃料噴射装置

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JP2619088B2
JP2619088B2 JP1340683A JP34068389A JP2619088B2 JP 2619088 B2 JP2619088 B2 JP 2619088B2 JP 1340683 A JP1340683 A JP 1340683A JP 34068389 A JP34068389 A JP 34068389A JP 2619088 B2 JP2619088 B2 JP 2619088B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃料噴射装置に係わり、特に、吸気通路の吸
気弁上流側に燃料旋回式の燃料噴射弁を設けたエンジン
の燃料噴射装置に関する。
〔従来の技術〕
燃料噴射装置には、燃料噴射弁から噴射される噴霧を
細い棒状にし、吸気弁に直接衝突させる方式と、円錘状
に広げて各吸気弁をねらう方式があるが、例えば特開昭
61−237881号公報、特開昭63−50667号公報、実開昭61
−140174号公報、実開昭62−101065号公報、実開昭61−
167474号公報に記載のように、従来はいずれの方式も、
噴射する方向、特に噴射の分割とねらう位置に着目し、
工夫をしたものである。例えば実開昭61−167474号公報
は、前者の方式につき、噴射のねらう位置やねらえる範
囲を特定している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来技術のうち細い棒状にし直接
衝突させる前者の方式では、微粒化が悪く、HCが増加
し、特に低温始動時においては燃料の粘性の低下から衝
突による微粒化も効果が少くなり、液膜としてエンジン
の燃焼室内に流れ込み、始動性が悪くなる問題がある。
また円錐状に広げる前者の方式では、燃料噴射弁から噴
射される燃料噴霧の形状については配慮がされていない
ので、噴霧が吸気弁直前の吸気口の上下の壁に当り、前
者の方式と同様に液膜状となり、始動性が悪く、HCの排
出も多くなる問題がある。
本発明の目的は、各シリンダに２つの吸気弁を有し、
単一の燃料噴射オリフィスを有する燃料噴射装置におい
て、吸気口の上下壁に燃料が衝突するを防止することに
より、HCの排出を減少し、始動性を向上する燃料噴射装
置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、吸気通路の吸
気弁上流側に燃料旋回式の燃料噴射弁を設けたエンジン
の燃料噴射装置において、前記吸気弁は各シリンダに２
つ設けられ、前記燃料噴射弁は単一の燃料噴射オリフィ
スを有し、前記燃料噴射弁に、該燃料噴射弁から旋回し
ながら噴射される燃料噴霧の形状を、燃料噴射弁の取付
け位置から見える前記吸気弁が位置する吸気口の形状に
補正する補正手段を設け、この補正手段は、前記オリフ
ィスから噴出する燃料の方向を部分的に規制するよう、
前記オリフィスよりも僅かに大きい間隔でオリフィス出
口両側に設けられた２つの対向壁部と、前記オリフィス
に対して対称で等間隔に配列され前記オリフィスの径よ
りも大きな径の２つのＲ形状の壁部と、前記２つの対向
壁部および２つのＲ形状壁部にそれぞれ滑らかに連続す
る湾曲形状の４つの壁部とからなる噴射方向規制通路に
よって構成され、前記２つの対向壁部の間隔をｄとし、
前記２つのＲ形状の壁部の径をＤとした場合、両者の比
D/dが２以下で、かつ１より大きくなるようにこれら壁
部の大きさを設定することにより、前記燃料噴射弁から
旋回しながら噴射される燃料噴霧を主流が２方向に分か
れる２つの偏平な形状に補正するようにしたものであ
る。
〔作用〕
吸気通路はほぼ水平方向の状態から、垂直方向に設け
られた燃焼室に斜め上部から吸気口を介して吸気が入る
ように形成されているため、燃焼室直前で曲っている。
燃料噴射弁は吸気通路の吸気弁上流側に設けられている
ため、燃料噴射弁の取付け位置から見える吸気口の形状
は円形でない。そこで、燃料噴射弁から噴射される燃料
噴霧の形状を、燃料噴射弁の取付け位置から見える吸気
口の形状に補正する手段を設け、吸気弁が１つの場合は
燃料を１つの偏平な形状に噴射してやれば、燃料は吸気
口の上下の壁に当ることなく、燃焼室内に供給される。
その結果、当たった燃料が液膜状の壁流となって燃焼室
に流れ込み、HCが増大したり、低温時の始動性を悪化さ
せたりすることはなくなる。２つの吸気弁の場合には、
補正手段をオリフィスよりも僅かに大きい間隔の２つの
対向壁部と、前記オリフィスに対して対称で等間隔に配
列され前記オリフィスの径よりも大きな径の２つのＲ形
状の壁部と、前記２つの対向壁部および２つのＲ形状壁
部にそれぞれ滑らかに連続する湾曲形状の４つの壁部と
からなる噴射方向規制通路によって構成され、前記２つ
の対向壁部の間隔をｄとし、前記２つのＲ形状の壁部の
径をＤとした場合、両者の比D/dが２以下で，かつ１よ
り大きくなるようにこれら壁部の大きさを設定すること
により、オリフィスから接線方向下流に噴射された燃料
噴霧はその一部分が、主として２つの対向壁部と４つの
湾曲形状の壁部に、また部分的に２つのＲ形状の壁部に
当たり、それら壁部に沿った方向に噴霧方向が補正され
る。このため、前記燃料噴射弁から旋回しながら噴射さ
れる燃料噴霧を主流が２方向に分かれる２つの偏平な形
状となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図により説明
する。
第２図および第３図において、本実施例の燃料噴射装
置は燃料旋回式の電磁式燃料噴射弁１を有し、燃料噴射
弁１は吸気通路20に取付けられている。吸気通路20は水
平方向から、エンジン21に設けられ、吸気弁22によって
開閉される吸気口23の手前で曲って燃焼室24に連通して
いる。燃料噴射弁１は図示のごとく、吸気通路20の吸気
弁22上流側に吸気弁22に向って取付けられる。
燃料噴射弁１の構造を第１図により説明する。燃料噴
射弁１は、磁気回路構成部品であるハウジング２内に、
同じく磁気回路構成部品であるコア３、ボビン４の嵌装
される電磁コイル５、ボールバルブ６を機械的に固着し
たプランジャ７、およびスプリング８を内蔵し、燃料噴
射弁１の下部には燃料の旋回機構および計量機構を具備
したノズル９が機械的に固着されている。
ノズル９の旋回機構は、燃料に旋回力を付与するため
に、その中心軸に対し偏心して４本の溝を具備したスワ
ラー10からなり、計量機構は噴射燃料量を計量するオリ
フィス11からなっている。スワラー10とオリフィス11の
間には弁座12が位置し、スワラー10の内周にはボールバ
ルブ６の摺動部が形成されおり、ボールバルブ６は、プ
ランジャ７を介しスプリング８の弾性力を受け、弁座12
に圧着している。なお、このスワラー10の構造は特願昭
63−3737号に詳しい。
ノズル９のオリフィス11の出口部の凹所には本実施例
の特徴である、燃料噴霧の形状を燃料噴射弁１の取付け
位置から見える吸気口23の形状に補正するためのノズル
アダプタ13が機械的に固着されている。ノズルアダプタ
13は、第４図および第５図に示すように、全体的に円板
状をしており、円板の中央に長円形の燃料の噴射方向規
制通路14が設けられている。噴射方向規制通路14は、オ
リフィス11から噴出する燃料の方向を部分的に規制する
よう、そのオリフィス11よりも僅かに大きい間隔でオリ
フィス11の出口両側に位置する２つの平行な対向壁部15
a,15bと、この２つの対向壁部15a,15bに連続しかつオリ
フィス11に対して対称で等間隔に位置する２つのＲ形状
の壁部16a,16bとからなっている。
次に、以上のように構成した燃料噴射装置の動作を説
明する。
燃料噴射弁１は、図示しないコントロールユニットか
ら電流が電磁コイル５に印加されると、ハウジング２、
コア３およびプランジャ７が磁気回路を形成し、プラン
ジャ７がコア３の側に吸引され、ボールバルブ６が弁座
12から離れる。燃料フィルタ17を介しハウジング２の側
壁に具備された燃料入口18から電磁コイル５の外周を通
りスワラー10に流入した燃料は、スワラー10により旋回
力を付与され、ボールバルブ６と弁座12間に形成された
環境隙間を通り、オリフィス11で計量され噴射される。
オリフィス11から噴射された燃料はノズルアダプタ13の
噴射方向規制通路14に部分的に当たり、燃料噴霧の形状
が、燃料噴射弁１の取付け位置から見える吸気口23の形
状に補正される。
ここで、吸気通路20は上述したように水平方向から曲
って吸気口23を介して燃焼室24に連通しているので、燃
料噴射弁１の取付位置から見える吸気口23の形状は楕円
あるいは長円の偏平な形状である。そのため、従来の円
錐噴霧の場合は、吸気口23の上下の壁25,26に噴霧が当
たり、液膜状の燃料となってしまい、HCが多くなった
り、低温始動性が悪くなる。
本実施例では、燃料噴射弁１から噴射される燃料噴霧
の形状はノズルアダプタ13の噴射方向規制通路14によ
り、燃料噴射弁１の取付位置から見た吸気口23の形状、
すなわち、楕円あるいは長円の偏平な形状に補正され
る。この噴射方向規制通路14の作用を第６図および第７
図により説明する。
弁座12の上流でスワラー10により旋回力を与えられた
燃料は、オリフィス11の先端から第６図に示すように接
線方向下方に噴出する。このとき、27a,27b方向の燃料
はオリフィス11より僅かに大きい間隔の対向壁部15a,15
bと２つのＲ形状の壁部16a,16bの一部に当たり、噴射方
向が規制され、側壁15a,15bに沿って噴出する。その噴
出された燃料を下方で受け止めた場合の形状は、第７図
に示すように、楕円または長円の偏平な形状となる。こ
こで、その形状および大きさは、噴射方向規制通路14の
壁部15a,15bおよび16a,16bの形状および大きさにより決
定され、これらを適切に選定することにより吸気口23で
の噴霧の形状および大きさを吸気口23の形状および大き
さに一致させることができる。
なお、以上の作用において、噴出された燃料の一部は
方向を規制されるため、その分、噴出エネルギーがロス
し、微粒化が阻害されるが、噴射方向規制通路14の壁部
15a,15bおよび16a,16bの高さは僅かであるのでその程度
も少なく、また旋回にて得られる微粒化の良い燃料は残
されているので、全体的な微粒化の悪化は軽微である。
したがって、本実施例によれば、吸気口23の上下の壁
25,26に燃料を当てることなく微粒化の良い燃料を供給
できるため、特にHCの排出量を減少し、排出ガス性能を
改善することができ、さらに低温時にも微粒化した燃料
が供給できるため、始動性が向上する。
なお、以上の実施例では、噴射方向規制通路の形状を
長円形としたが、燃料噴射弁の取付位置から見た吸気口
26の形状に応じて楕円形であってもよい。第８図はこの
ような変形例を示すもので、ノズルアダプタ13Aは楕円
形の噴射方向規制通路14Aを有している。通路14Aのオリ
フィス11に対する関係は上述した長円形の通路14の実施
例と実質的に同じであり、オリフィス11から噴出する燃
料の方向を部分的に規制するよう、そのオリフィス11よ
りも僅かに大きい間隔でオリフィス11の出口両側に位置
する２つの対向壁部28a,28bと、この２つの対向壁部28
a,28bに連続しかつオリフィス11に対して対称で等間隔
に位置する２つのＲ形状の壁部29a,29bとからなってい
る。この変形例によっても上述の実施例と同様の作用お
よび効果が得られる。
本発明他の実施例を第９図〜第13図により説明する。
本実施例は吸気弁が２つある内燃機関に適用した例であ
る。
第９図において、エンジン30は２つの吸気弁31a,31b
によりそれぞれ開閉される２つの吸気口32a,32bを有
し、吸気通路33は第２図に示すエンジンの場合と同様に
水平方向から、２つの吸気口32a,32bの手前で曲って燃
焼室に連通している。吸気通路33の吸気弁31a,31b上流
側に本実施例の燃料噴射弁35がこれら吸気弁に向って取
付けられている。
燃料噴射弁35の構造は燃料噴霧の形状を補正するため
のノズルアダプタを除いて第１図に示す上述の実施例と
同じである。
本実施例において、ノズルのオリフィス11の出口側に
設置されるノズルアダプタ36は第10図に示すような噴射
方向規制通路37を有している。すなわち、通路37は、オ
リフィス11から噴出する燃料の方向を部分的に規制する
よう、そのオリフィス11よりも僅かに大きい間隔でオリ
フィスの出口両側に設けられた２つの対向壁部38a,38b
と、オリフィス11に対して対称で等間隔に配列された比
較的大きな径の２つのＲ形状の壁部39a,39bと、２つの
対向壁部38a,38bおよび２つのＲ形状壁部39a,39bにそれ
ぞれ滑らかに連続する湾曲形状の４つの壁部40a,40b,40
c,40dとからなっている。
吸気弁31a,31bが２つあるエンジン30の場合、噴出さ
れる燃料が当たる部分として吸気口32a,32bの上下の壁
の他に、２つの吸気口32a,32bを分ける隔壁34がある。
このため、従来は２方向に燃料が噴出される２方向噴射
弁を使用していた。
本実施例では、噴射方向規制通路37を有するノズルア
ダプタ36の設置により、単一のオリフィス11から噴射さ
れる燃料噴霧は主流が燃料噴射弁35の取付位置から見た
吸気口32a,32bの形状、すなわち、２方向に別れる２つ
の楕円あるいは長円の偏平な形状に補正される。この様
子を第11図および第12図に示す。すなわち、旋回力を与
えられた燃料は、オリフィス11の先端から第11図に示す
ように接線方向下方に噴出する。このとき、41a,41b方
向の燃料はオリフィス11より僅かに大きい間隔の対向壁
部38a,38bおよび４つの湾曲形状の壁部40a〜40dのほぼ
全体と、２つのＲ形状の壁部30a,39bの一部に当たり、
これら壁部に沿った方向に噴霧方向が補正される。この
ため、噴射方向規制通路37を通過した燃料噴霧を受け止
めた場合の形状は第12図に示すように実質的に２つの偏
平な形状となる。その形状は壁部38a,38b,39sa,39b,40a
〜40dの形状によって決まり、特に大径のＲ形状の壁部3
9a,39bの径Ｄとオリフィス11より僅かに大きい間隔の対
向壁部38a,38bの幅ｄの比に影響を受ける。
D/dと噴霧角度θの関係を第13図に示す。第13図にお
いて、角度θＷは上下方向から見た各噴霧燃料の噴霧角
度であり、角度θＤは横方向から見た各噴霧燃料の噴霧
角度であり、角度θＯは上下方向から見た２つの噴霧燃
料の噴霧角度である。この図から分かるように、D/dが
約２のときにθＷ＝θＤで、D/d＜２の範囲でθＷ＞θ
Ｄである。したがって、D/dを約２以下とすれば、意図
する偏平の噴霧形状を達成できる。
なお、この場合も、噴出された燃料の一部は方向を規
制されるため、その分、噴出エネルギーがロスし、微粒
化が阻害されるが、上述の実施例と同様にその程度は少
なく、かつ旋回にて得られる微粒化の良い燃料は残され
ているので、全体的な微粒化の悪化は軽微である。
したがって、本実施例によれば、吸気口32a,32b間の
隔壁34に当る燃料を少なくでき、かつ吸気口32a,32bの
上下の壁に燃料を当ることなく微粒化された燃料を供給
できるため、排気ガス性能、特にHCの排出量を減少する
ことができ、また低温時にも微量化した燃料が供給でき
るため始動性が良くなる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、各シリンダに２つの吸気弁を有し、
単一の燃料噴射オリフィスを有する燃料噴射装置におい
て、吸気口の上下の壁に付着する燃料を少なくし、かつ
微粒化の良い燃料を供給できるので、HCの排出を低減
し、かつ低温始動性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による燃料噴射装置に用いる
燃料噴射弁の縦断面図であり、第２図はその燃料噴射弁
を設置した燃料噴射装置の断面図であり、第３図は同燃
料噴射装置の吸気通路を通る断面図であり、第４図は燃
料噴射弁の要部拡大断面図であり、第５図はノズルアダ
プタを下面から見た図であり、第６図はノズルアダプタ
の噴射方向規制通路の作用に関する説明図であり、第７
図は噴射方向規制通路の下方で受け止められた噴霧の形
状を示す図であり、第８図はノズルアダプタの変形例を
示す図であり、第９図は本発明の他の実施例による燃料
噴射装置の断面図であり、第10図はその燃料噴射装置に
使用する燃料噴射弁のノズルアダプタを下面から示す図
であり、第11図はそのノズルアダプタの噴射方向規制通
路の作用に関する説明図であり、第12図はその噴射方向
規制通路の下方で受け止められた噴霧の形状を示す図で
あり、第13図は噴霧形状とD/dと噴霧角度に関するデー
タを示す図である。 符号の説明 １……燃料噴射弁 10……スワラー 11……オリフィス 12……弁座 13……ノズルアダプタ（補正手段） 14……噴射方向規制通路（噴射方向規制手段） 15a,15b……対向壁部 16a,16b……Ｒ形状の壁部 20……吸気通路 21……エンジン 22……吸気弁 23……吸気口 30……エンジン 31a,31b……吸気弁 32a,32b……吸気口 33……吸気通路 35……燃料噴射弁 36……ノズルアダプタ 37……噴射方向規制通路 38a,38b……対向壁部 39a,39b……Ｒ形状の壁部 40a〜40d……湾曲形状の壁部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸気通路の吸気弁上流側に燃料旋回式の燃
    料噴射弁を設けたエンジンの燃料噴射装置において、前
    記吸気弁は各シリンダに２つ設けられ、前記燃料噴射弁
    は単一の燃料噴射オリフィスを有し、前記燃料噴射弁
    に、該燃料噴射弁から旋回しながら噴射される燃料噴霧
    の形状を、燃料噴射弁の取付け位置から見える前記吸気
    弁が位置する吸気口の形状に補正する補正手段を設け、
    この補正手段は、前記オリフィスから噴出する燃料の方
    向を部分的に規制するよう、前記オリフィスよりも僅か
    に大きい間隔でオリフィス出口両側に設けられた２つの
    対向壁部と、前記オリフィスに対して対称で等間隔に配
    列され前記オリフィスの径よりも大きな径の２つのＲ形
    状の壁部と、前記２つの対向壁部および２つのＲ形状壁
    部にそれぞれ滑らかに連続する湾曲形状の４つの壁部と
    からなる噴射方向規制通路によって構成され、前記２つ
    の対向壁部の間隔をｄとし、前記２つのＲ形状の壁部の
    径をＤとした場合、両者の比D/dが２以下で，かつ１よ
    り大きくなるようにこれら壁部の大きさを設定すること
    により、前記燃料噴射弁から旋回しながら噴射される燃
    料噴霧を主流が２方向に分かれる２つの偏平な形状に補
    正することを特徴とする燃料噴射装置。
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