CN1056912C - 内燃机燃料喷射方法及其装置和燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

一种多气缸内燃机燃料喷射方法及其装置和燃料喷射阀，利用在可动阀流体流向下流一侧具有进行计量和沿三方向喷射的喷孔的燃料喷射阀向三气缸分配燃料。将所述位于中央的喷孔直径形成小于位于两侧喷孔直径。并且靠近喷射阀安装压力调节器，具有能用1个燃料喷射阀向多个气缸均匀分配供给燃料，提高发动机运转性能、减少有毒性气体排放以及降低成本等效果。

Description

内燃机燃料喷射方法及其装置和燃料喷射阀

本发明涉及用一个前端设有多个燃料喷射口的燃料喷射阀向多缸供给燃料的多缸内燃机的燃料喷射方法及其装置，以及该装置所用的喷射阀。

作为传统的多缸内燃机的燃料喷射方法已有例如分别在各气缸上设置燃料喷射阀、汽化器等，但因喷射阀本身的成本很高，在各个气缸上安装和使用喷射阀会使整个装置的成本费用增加。此外，由于在吸气管的集合部进行燃料雾化，因所述吸气管形状以及内燃机运转状态的不同，存在难以使燃料均匀分配给各吸气支管的问题。

对此，如特开昭53-25889号公报中记载的考虑用1个使其喷射方向与吸气进气支管对应固定的喷射阀向多个气缸喷射燃料。

然而，在上述结构的燃料喷射装置中，仍存在因燃料喷射阀的安装位置、空气的流向、燃料的喷射方向与燃料的喷射定时的关系等的影响不能向各个气缸均匀供给燃料的问题。其结果，使气缸间分配情况恶化。

此外，采用这种结构时，需要更精确控制燃料供给压力，在将压力调节器的控制负压通过长管子引导场合因管内的压力损耗使压力调节器的控制负压变化，妨碍正确的燃料喷射。因此必须尽可能缩短此管子。

因此对于用一个燃料喷射阀向内燃机各缸供给燃料的多缸内燃机的燃料喷射装置，本发明目的在于提供结构紧凑简单、能向各缸均匀分配燃料、燃烧效果好、制造成本低的内燃机燃料喷射方法及其装置和燃料喷射阀。

为实现上述目的的本发明内燃机燃料喷射方法，用具有多个喷射口的一个燃料喷射阀分别向内燃机的各缸喷射燃料，在任一气缸吸气过程中同时向各缸喷射燃料，使起动时的一次燃料喷射量大于起动后的一次燃料喷射量，在起动时，从吸气过程进行一半稍后时刻同时向各缸喷射燃料，起动后，从该时刻稍后起将喷射时期错开。

为实现上述目的的本发明内燃机燃料喷射装置，该装置用一个燃料喷射阀分别向内燃机的多条支管喷射燃料，具备与向各缸分配吸入空气的支管相连的集箱，在集箱的外壁上的面对支管的始端位置形成燃料喷射阀的安装座，使安装在该安装座上的燃料喷射阀本***于集箱的外面，将喷射阀的喷嘴部***所述安装座孔内，所述喷嘴部上具有多个燃料喷射口。燃料从此相对支管弯曲部沿切线方向喷射。

为实现上述目的本发明另一种内燃机燃料喷射装置，该装置用一个燃料喷射阀分别向内燃机的多条支管喷射燃料包括其出口将所述内燃机的多条进气支管形成一体的集箱，具备分别向各进气支管喷射燃料的多个喷射口的燃料喷射器，安装在集箱入口上的节流阀组件，将控制燃料喷射阀的燃料压力的压力调节器安装在集箱上，将燃料喷射阀安装在集箱的进气支管部上。

为实现上述目的的本发明装置中燃料喷射阀，其上具备可向发动机的多缸喷射燃料的多个喷射口，使靠近喷射阀的阀筒体内壁的喷射口直径大于远离该阀筒体内壁的喷射口直径。

根据上述结构的本发明，由于将调节空气量的节流阀和调整燃料的喷射阀一起安装在集箱内，且使两者的位置相互邻近，使空气量的变化迅速反映在燃气分配上。据此，能使向各气缸的燃料分配及时跟随空气量的变化，从而可提高发动机的运转性能以及减少有毒性气体的排放。

由于还使向压力调节器导入控制压力的管子长度缩短，不存在因此管子造成的压力损耗，能使集箱的压力变化迅速传递到压力调节器，燃料压力的调整灵敏地跟随压力变化，从而提高燃料控制精度。

由于能使安装在集箱上的节流阀、喷射阀以及压力调节器集约化，从而使整体紧凑，这特别适用作轻型汽车的燃料喷射装置。

对附图的简单说明。

图1为表示本发明喷射阀一实施例的带局部剖面的图，

图2为表示采用本发明电磁阀的燃料喷射***结构一实施例的图，

图3为表示本发明喷射阀的喷嘴孔部一例的纵剖面图及其外形图，

图3A为喷射阀喷嘴部放大剖面图，

图3B为相应仰视图，

图4为表示本发明喷射阀另一实施例、将喷嘴和喷射口按分体设置时的剖面图及其外形图，

图4A为喷射阀喷嘴部喷射口其它例的放大剖面图，

图4B为相应仰视图，

图5表示本发明喷射阀另一实施例，将图4的喷射口数设定为6的例子，

图5A为喷射阀喷嘴部喷射口另外例的放大剖面图，

图5B为相应仰视图，

图6表示本发明喷射阀又一实施例、将图4的喷射口数设定为4个的例子，

图6A为喷射阀喷嘴部喷射口又一例的放大剖面图，

图6B为相应仰视图，

图7为表示本发明喷射阀其它实施例的剖面图及其外形图，

图7A为喷射阀喷嘴部喷射口又一其它例的放大剖面图，

图7B为相应仰视图，

图8为表示本发明喷射阀其它安装状态的图，

图8A为本发明燃料喷射装置其它实施例的立体图，

图8B为相应剖视图，

图9为本发明喷射阀又一安装状态的图，

图10为表示使喷射口直径同一的燃料喷射量分配特性和使这些直径不同时的燃料喷射量分配特性结果的图，

图10A为燃料喷射阀喷射口直径相同场合孔的燃料喷射特性，

图10B为燃料喷射阀喷射口直径相同场合孔的燃料喷射特性，

图11为表示本发明燃料喷射***整体组成图，

图12为对本发明燃料喷射阀安装部的详细说明图，

图13为表示本发明的其它燃料喷射***的部分组成的图，

图14为对本发明燃料喷射阀安装部作详细说明的侧视剖面图，

图15为对本发明燃料喷射阀安装部相对空气流的燃料分配机构的说明图，

图16为对本发明燃料喷射阀安装部相对空气流的燃料分配机构的说明图，

图17为对用于说明本发明燃料喷射装置于机器起动时燃料喷射定时进行说明的定时图，

图18为对本发明燃料喷射装置于机器起动后燃料喷射定时进行说明的定时图，

图19为对本发明燃料喷射装置于机器加速时燃料喷射定时进行说明的定时图。

下面，参照图1至图3对本发明的一实施例进行说明。燃料喷射阀1的本体为从喷射阀本体头部导入燃料的顶部导入式，燃料从未图示的燃料软管进入压力调节器2，经压力调节器2调压后进入喷射阀1的内部。

用经过管子2h导入压力室2e的控制压力、与弹簧2c的弹力的平衡控制控制隔膜2a，由装在控制隔膜2a上的阀2b开闭接管2i的燃料出口，通过燃料通路1b控制供给燃料喷射阀的燃料压力。2d为燃料室、2g为返回通路、2f为燃料导入管。

通过因电磁力而上下动作的可动阀3和设在喷嘴4上的3个喷射口5(5a、5b、5c)对进入该喷射阀的燃料进行计量、喷射。将喷射的燃料分配给通向各气缸的吸气管6的开口部7。在本实施例中，为使分配给所述开口部7的燃料均匀，使设在所述燃料喷射阀1的喷嘴4上的3个喷射口5中的中央喷射口5b的直径比设于两侧的喷射口5a、5b的直径小。

此外，由于仅设一个喷射阀1且直接将所述压力调节器2嵌合在所述喷射阀1的头部上，故省去燃料连接管。

如上所述，由于可向各气缸均匀分配燃料，省去所述燃料连接管，且仅设置一个所述喷射阀1，故可取得低成本化的效果。

图3为表示在本发明一实施例的图1所示燃料喷射阀1的喷嘴4上设3个喷射口5的纵剖面及其外形图。

图4为表示作为本发明的其他实施例，按分体设置喷嘴4和喷射口5时的剖面及其外形图，表示在薄板上用冲压加工冲剪成的喷射口。

图5和图6分别为与图4中的喷射口5的数目不同的实施例。

图7为表示相对于图4、用金属注射成形形成端部喷射口5的例子。

图8为表示本发明安装状态的实施例，对吸气管6来说将燃料喷射通路8设置在另外***中的例子。

图9为表示本发明安装状态的另一实施例。

图10为表示传统的使喷射口直径相同的喷射燃料分配特性及其实施本发明时的喷射燃料分配特性结果的图。

图11表示***图。进入滤气器21后的空气通过节流阀本体22、集箱9、吸气管6到达发动机23的吸气阀24。另外，燃料经泵32从燃料箱31中吸出，经燃料配管33到达喷射阀1。该喷射阀1的所需的喷射量由控制单元41基于各种传感器的输入计算来决定。在本发明中，该***中的所述喷射阀1不是在各气缸上分别设置而是用一个这样的阀向多缸分配燃料。

201、202、203为分别可将压力导出的接头，用于EGR(废气再循环)阀门的压力控制等。在本发明中，由于将喷射阀1安装在集箱9上，使该集合部的压力成为与燃料喷射密切关连的压力，受此压力控制的其它装置的控制就可能成为反映燃料喷射状态的控制。

图12为表示本发明另一实施例、带局部剖视的图。在该例子中，空气通过节流阀本体22，经过集箱9向各气缸的吸气管6分流，在本实施例中，将喷射阀1的喷射孔部设置在作为空气滞留部的集箱9的下游一侧的吸气管6部上就是构成对空气流在向所述吸气管6的各个方向分流的处所进行3方向的喷射雾化引起的紊流加以抑制。

此外，在本实施例中，虽然调节燃料压力的压力调节器2与所述喷射阀1未组合成一体，然而采用兼具有将所述喷射阀1固定、形成燃料通路以及将所述压力调节器2保持住的保持构件35使结构非常紧凑。这里使必要量的燃料从所述保持构件35的流入孔36流入喷射器，使超过规定压力的燃料通过所述压力调节器2返回燃料箱。

图13是从图12侧面看过去，且附加了传统燃料***的图。以往，喷射阀101被装在各气缸上，还需要设置作为燃料通路的与各气缸相连接的管状燃料管道102，这除了占据空间之外，也使成本提高。

图14为沿本实施例的吸气管通路的剖面图。从该图中也可看出，在决定从集箱9至吸气管6的空气流的下流一侧进行燃料喷射。由于省去传统式燃料***，具有使所述吸气管6的设计自由度增大的效果。

图15为表示本发明另一实施例的结构的简图，(a)为俯视图、(b)为侧视图。在本例中，虽然进行向集箱9的喷射，但此时将空气从垂直相对于3方向的喷射平面从垂直方向导入，故对分雾分配的影响很小。

图16表示其它实施例，由于使喷入集箱9内的燃料被空气流按压，从而考虑向空气流入一侧的气缸间的燃料分配减少，有必要对喷射方向和喷射口的大小进行设定。

图17至图19为说明燃料喷射定时的时间图。

起动时各吸气过程进行较慢在大致吸气过程的后半部分同时向各气缸喷射。起动后进入点火时期，喷射定时可以仅按空气流提前量从各吸气过程向后错开。加速时则与吸气过程无关，根据加速状态按所需要的定时喷射。

此外，有必要使起动时的喷射量TP1大于起动后的喷射量TP2。这是因为起动时存在着较大的负载或阻力的缘故。

根据本发明，不仅能用1个喷射阀向多个气缸喷射燃料，且能将燃料均匀向各缸分配，从而提供可使发动机的运转性提高有毒性排气量减小，并还可得成本降低的燃料喷射装置。

Claims (15)

1.一种内燃机燃料喷射方法，用具有多个喷射口的一个燃料喷射阀分别向内燃机的各缸喷射燃料，在任一气缸吸气过程中同时向各缸喷射燃料，使起动时的一次燃料喷射量大于起动后的一次燃料喷射量，其特征在于在起动时，从吸气过程进行一半稍后时刻同时向各缸喷射燃料，起动后，从该时刻稍后起将喷射时期错开。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于在加速时同时用气过程以外的定时从各喷射口向各缸喷射燃料。

3.一种为实施权利要求1所述方法的内燃机燃料喷射装置，该装置用一个燃料喷射阀(1)分别向内燃机的多条支管(6)喷射燃料，具备与向各缸分配吸入空气的支管(6)相连的集箱(9)，其特征在于在集箱(9)的外壁上的面对支管(6)的始端位置形成燃料喷射阀(1)的安装座，使安装在该安装座上的燃料喷射阀本***于集箱(9)的外面，将喷射阀(1)的喷嘴部***所述安装座孔内，所述喷嘴部上具有多个燃料喷射口，燃料从此喷射口相对支管的弯曲部沿切线方向喷射。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于在集箱(9)上形成负压引出口，把从其中的一个负压引出口引出的负压用作对供给所述燃料喷射器(1)的燃料压力进行调节的压力调节器的控制压力。

5.一种为实施权利要求1所述方法的内燃机燃料喷射装置，该装置用一个燃料喷射阀(1)分别向内燃机的多条支管(6)喷射燃料，包括在其出口将所述内燃机的多条进气支管(6)形成一体的集箱(9)，具备分别向各进气支管(6)喷射燃料的多个喷射口的燃料喷射器(1)，其本体被安装在集箱(9)的入口上的节流阀，控制燃料喷射阀的燃料压力的压力调节器，其特征在于将燃料喷射阀(1)安装在集箱(9)的进气支管部上，将所述压力调节器安装在集箱(9)上。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于所述喷射阀(1)为顶部导入式，将所述压力调节器的燃料出口部设置成靠近导入式，将所述压力调节器的燃料出口部设置成靠近喷射阀(1)的头顶部。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于使用喷射阀(1)在所述内燃机机件上固定时的力同时将所述压力调节器固定。

8.一种如权利要求3或5所述装置中使用的燃料喷射阀，其上具备可向多缸发动机的各缸喷射燃料的多个喷射口，其特征在于构成使靠近喷射阀(1)的阀筒体内壁的喷射口直径大于远离该筒体内壁的喷射口直径。

9.根据权利要求8所述的燃料喷射阀，其特征在于使靠近所述燃料喷射阀轴心线的喷孔直径小于远离该中心轴的喷孔直径。

10.根据权利要求8所述的燃料喷射阀，其特征在于所述喷射口数目为3，使位于中央的喷孔直径较小于位于两侧的喷射孔直径。

11.根据权利要求8所述的燃料喷射阀，其特征在于所述燃料喷射阀的喷孔由冲压加工形成。

12.根据权利要求8所述的燃料喷射阀，其特征在于使所述燃料喷射阀的喷孔从具有座部的喷嘴直接穿通。

13.根据权利要求8所述的燃料喷射阀，其特征在于使所述燃料喷射阀的喷孔从具有座部的喷嘴和其它构件中穿通。

14.根据权利要求13所述的燃料喷射阀，其特征在于所述其它构件为不锈钢制的薄板。

15.根据权利要求13所述的燃料喷射阀，其特征在于所述其它构件为不锈钢材烧结件。

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