CN1089858C - 内燃机的燃料供给装置及燃料供给方法 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的燃料供给装置及供给方法，燃料喷射阀6具有能向多个方向喷燃料的至少1个以上喷孔，进气管包括向发动机各气缸分别延伸的进气支管4，由于该进气支管4从燃料喷射阀的安装位置到发动机5的各气缸大致直线状延伸，故燃料喷射阀各喷孔喷出的燃料在中途不会与进气支管壁面相碰撞，而是边扩散边直线前进到发动机的吸气阀附近，所以能减小各气缸间差别，尽可能平均且稳定地向各气缸分配燃料。

Description

内燃机的燃料供给装置及燃料供给方法

本发明涉及多缸内燃机的燃料供给装置及燃料喷射方法，尤其涉及使用在头部具有能向多个方向喷射燃料的至少1个以上喷孔的燃料喷射阀、用1个燃料喷射阀向内燃机的多个气缸提供燃料。

作为现有的多缸内燃机的燃料喷射方法，一般是每个气缸都有燃料喷射阀，但由于喷射阀自身成本高，所以各气缸上都安装使用燃料喷射阀也就使得装置整体的成本上升。

作为对策，如日本发明专利公开1981年第41452号公报、日本发明专利公开1984年第39965号公报等所述，已提出了用与多缸内燃机进气支管相对应地规定了喷射方向的1个燃料喷射阀向多个气缸喷射燃料的方法。或如日本发明专利公开1986年第87968号公报和日本发明专利公开1989年第63648号公报等所述，已提出了将具有多个燃料喷射口的一个燃料喷射阀喷射的燃料通过分配管导入多缸内燃机的各气缸的方法。

但是，用如上述前者构成的燃料喷射装置，由于与燃料喷射阀的安装位置、空气流动方向和燃料喷射方向、燃料喷射定时的关系等影响，故存在着不能向各气缸平均提供燃料的缺点，其结果，因各气缸间燃料分配恶化，所以存在着对燃料喷射阀的定位很费工夫的问题。又由于内燃机在高速和低速情况下进气支管内的气流有很大不同，其结果有可能导致各气缸间燃料分配特性的不稳定、发动机输出功率的降低和排气中有害成分的增加。

另一方面，如上述后者的方法，由于通过分配管向各气缸供油虽然各气缸间的燃料分配能适当维持，但由于在进气支管内的空气和燃料不能良好混合，所以存在着不能达到完全燃烧的问题，另外，使用向各气缸提供燃料用的分配管，其结构复杂，且零件数增加，从而成为成本上升的因素。

本发明目的在于，提供一种燃料供给装置及其供给方法，该装置是通过具有能向多个方向喷射燃料的至少1个以上喷孔的燃料喷射阀，向多个气缸提供燃料的多缸内燃机燃料喷射装置，能尽量平均且稳定地向各气缸分配燃料。

本发明另一目的在于，提供一种燃料供给装置及其供给方法，该装置是通过具有能向多个方向喷燃料的至少1个以上喷孔的燃料喷射阀，向多个气缸提供燃料的多缸内燃机燃料喷射装置，其在各气缸中的空气和燃料能充分混合。

为达到上述目的，本发明提供的内燃机的燃料供给装置，包括：具有控制进气量的节气门的节气门组件、与所述节气门组件连接而在出口处向发动机各气缸分别供给空气的进气管、在所述进气管上安装的燃料喷射阀，其特征在于：所述燃料喷射阀具有多个喷孔；所述各喷孔的方向朝向所述发动机各气缸的进气口；所述进气管包括向所述发动机各气缸分别延伸的多个进气支管；各进气支管从所述燃料喷射阀的安装位置到所述发动机各气缸的进气口大致直线状延伸。

本发明另一特征在于：对于内燃机燃料供给装置或燃料供给方法，燃料喷射阀具有多个喷孔；所述各喷孔的方向朝向所述发动机各气缸的进气口；进气管包括向所述发动机各气缸分别延伸的多个进气支管；由所述燃料喷射阀的喷孔喷射边散开边向前流动的燃料最初与所述发动机进气管壁面相碰撞的面位于所述发动机的各进气口或进气口的下游一侧。

也就是说，本发明内燃机的燃料供给方法，包括具有控制进气量的节气门的节气门组件、与所述节气门组件连接且出口侧有向发动机各气缸分歧延伸的多个进气支管的进气管、安装在所述进气管上的燃料喷射阀，其特征在于：各进气支管从所述燃料喷射阀的安装位置到所述发动机的各气缸的进气口呈直线状延伸，通过具有能向多个方向喷射燃料的多个喷孔、所述各喷孔的方向朝向所述发动机各气缸的进气口的所述燃料喷射阀向所述进气管喷射燃料，由于该喷射而边扩散边向前流动的燃料最初与所述发动机进气管壁面相碰撞的面位于所述发动机各气缸的进气口或比它下游的一侧。

本发明的又一特征在于：从相对燃料喷射阀的喷射平面大致垂直方向导入空气。

本发明的再一特征在于：将燃料喷射阀的喷孔设置在所述总管的下游侧的进气支管上、来自于总管的空气沿所述燃料喷射阀的燃料喷射面相对喷射方向大致平行地进入进气支管。

本发明所述的内燃机的燃料供给装置，由于进气管直线状延伸，燃料喷射阀的各喷孔喷射的燃料在中途就不会与进气支管壁面相碰撞，而是边扩散边直接前进到发动机的进气阀附近。虽然不能将各进气管中的燃料与壁面相碰撞的壁面位置做成完全相同状况，但通过至少将该位置做在发动机的各进气口，就能缩小各气缸间的差别。由于燃料的壁面碰撞位置在发动机的各进气口或它的下游，所以燃料在此期间不附着在进气管壁面地被吸入到发动机中，也就是说附着于进气管壁面的燃料量大幅度减少，因此，吸入到发动机各气缸的燃料量因进气支管的各管道导致的差别就始终很小，该燃料量主要由通过燃料喷射阀的多个喷孔的计量来决定。

由此，能提供一种方法及构成，其能尽量平均且稳定地将燃料分配到发动机的各气缸中。

另外，由于使来自于进气管的空气流不影响从燃料喷射阀各喷孔喷射的燃料方向，所以燃料在途中不与进气支管壁面相碰撞而直接进入到发动机的进气阀附近，从而能提供一种燃料供给装置及供给方法，其可防止由于在各气缸中提供燃料延迟导致的A/F的变化，充分混合在各气缸中的空气和燃料。

根据本发明，装置整体体积变得小型化、特别对于轻型汽车来说能获得适合的燃料喷射装置。

附图的简单说明

图1是适用本发明的燃料喷射装置的***构成图。

图2是本发明实施例的进气***局部剖切后的主视图。

图3是本发明实施例的进气***局部剖切后的侧视图。

图4是表示在本发明实施例中的燃料喷射阀喷孔部之一例的纵剖视图。

图5是表示在本发明实施例中的燃料喷射阀喷孔部之一例的仰视图。

图6是表示本发明实施例的进气支管的纵截面形状及其安装状态的图。

图7是表示本发明实施例的进气支管的横截面形状及其安装状态的图。

图8是表示为比较用的现有进气支管的构成例子。

图9是本发明另一实施例，是4个喷孔数的例子。

图10是表示本发明另一实施例的进气支管的纵截面形状及其安装状态的图。

图11是表示为和本发明比较而显示的、进气管和燃料喷射阀的构成例子的纵剖视图。

图12是表示为和本发明比较而显示的、进气***的例子的一部分横截面及外观图。

图13是表示本发明进气***的另一实施例的一部分纵截面及外观图。

图14是表示本发明进气***的另一实施例的一部分纵截面及外观图。

图15是表示本发明实施例的进气支管的横截面形状及其安装状态的图。

图16是表示本发明另一例子的进气支管的横截面形状及其工作状态的图。

图17是表示图16的实施例的工作状态图。

以下来说明本发明的一实施例。首先，图1表示适用本发明的燃料喷射装置的***构成图。1是空气滤清器，2是具有控制进气量的节气门的节气门组件即节流阀体，在出口处连接向发动机5的各气缸分别供气的多个进气支管4。6是装在进气支管4上的电控式的燃料喷射阀，在发动机5的吸气侧有进气阀7、排气侧设置排气管8。10是控制器，以氧气传感器11、水温传感器12、凸轮角度传感器3、压力传感器14、节流阀传感器15等的各输出信号作为输入信号，对燃料喷射阀6、点火线圈9、ISC阀门21、燃料泵32等输出控制信号。22是蓄电池，23是对于控制器10的总继电器，24是燃料泵继电器，30是燃料箱，燃料靠燃料泵31吸出、由压力调节器32调压后经燃料配管33至燃料喷射阀6，燃料喷射阀6的适当喷射量是由控制器10根据来自各种传感器的输入信号算出决定的。

燃料喷射阀6具有如后述的能向多个方向喷射燃料的1个以上喷孔，在发动机5的各个气缸上无1个燃料喷射阀，而用1个燃料喷射阀具有应向多气缸、多个至少2个的支管喷射燃料的多个喷射口。

图2图3表示本发明实施例的进气***的一部分剖切后的主、侧视图。与节流阀体2出气部连接的进气支管4在安装燃料喷射阀6位置附近弯成“く”字型且向发动机5各气缸放射状延伸分成直线状的进气支管4A、4B、4C。对于发动机5燃料喷射阀是1个，且由于压力调节器32直接嵌接在燃料喷射阀6的侧部上，因此不需要燃料连接管。

图4、图5是表示本发明一实施例的燃料喷射阀6的喷咀周围示意图。燃料喷射阀6的本体是由本体侧部导入燃料的侧向供油型，进入燃料喷射阀6的燃料靠通过电磁力上下移动的可动阀63及设在喷咀64上的3个喷孔65、即第1气缸用喷孔65a、第2气缸用喷孔65b、第3气缸用喷孔65c来计量喷射。为使燃料分配平均，设在燃料喷射阀6上的3个喷孔65a、65b、65c的方向要朝着发动机5的各气缸进气口5A、5B、5C。

图6、图7是本发明进气支管4的形状及其安装状态的实施例。进气支管4根据发动机5的气缸数、例如若是3气缸的发动机则就分为3个进气支管4A、4B、4C。从燃料喷射阀6的安装位置经过进气支管4A、4B、4C至发动机5的近进气阀7的、图6中A所示位置(以下称A位置)对于各气缸的进气管其纵横截面都大致直线状延伸。A位置尽量靠近进气阀7、最好位于至少发动机5的各进气口5A、5B、5C，换言之，A位置是由燃料喷射阀6的喷孔65喷射燃料并扩散同时向前流动的燃料最初与进气管壁面相碰撞的位置。本发明A位置位于发动机5的各进气口5A、5B、5C或它的下游一侧，这样，本发明的进气管包括各进气支管4A、4B、4C，从燃料喷射阀6的安装位置到A位置大致直线状延伸并呈放射状岔开。

这样，由于进气管直线状延伸，如图所示、所以由燃料喷射阀6喷射的燃料在途中不与进气支管4的壁面相碰撞而是边扩散，边直接进入到A位置即发动机5的进气阀附近。由图例得知，虽然不能使各进气管中的A位置处于完全相同条件，但通过至少使其位于发动机5的各进气口5A、5B、5C的位置，就能缩小各气缸间的差别。因此分配吸入到发动机5各气缸的燃料量由于进气支管4A、4B、4C的各进气管导致的差别就小，燃料量主要由通过燃料喷射阀6的3个喷孔的计量来决定。

图8是表示为比较而显示的现有例子的进气支管4的结构，进气支管4在中途朝下弯。其结果，1个燃料喷射阀6喷射的燃料最初与各进气管壁面相碰撞的A位置是位于比发动机5的各进气口5A、5B、5C上游一侧的、进气支管4A、4B、4C的中途的壁面。两端的进气支管4A、4C与中央的进气支管4C相比因为弯曲一般较大，所以所述A位置与此相应地位于上游，燃料沿着壁面流过从该A位置到发动机5进气阀7的长长的距离，被吸入到发动机5中，因此喷射的燃料到被吸入发动机5为止需要时间。另一方面，中央的进气支管4B由于弯曲较小，所以大多数燃料不是以壁流状吸入到发动机5中，其结果两端的进气支管4A、4B和中央的进气支管4B的燃料分配特性就恶化、尤其在过渡性运转时的分配特性低下。

根据本发明，如前所述、由于进气管直线状延伸，所以由燃料喷射阀6喷射的燃料在中途不与各进气支管4壁面相碰撞，而是边扩散边直接进入到发动机5的进气阀7附近，因此各气缸间的燃料分配大致平均。

图9是本发明应用于4缸发动机时的进气支管的结构例子，设在燃料喷射阀6上的4个喷孔的方向朝着各开口部5A、5B、5C、5D，如图所示、由于进气管直线状延伸，所以燃料喷射阀6喷射的燃料在中途不与进气支管4壁面相碰撞，而是边扩散边直接进入到发动机5的进气阀7的附近。另外，虽然气缸数一多，使位于外侧的进气管5A、5D到发动机5的进气口完全呈直线状就困难，但通过最大限度接近直线状就能使各气缸间的燃料分配特性平均化。

图10是给出本发明进气管和燃料喷射阀配置关系的另一实施例，将燃料喷射阀6设置在截面积较大的(与前后的进气管之比2倍以上)空气积存部45处，由于吸入空气在空气积存部45处流速小，所以缓和了吸入空气给于由燃料喷射阀6喷射的燃料的喷雾方向的影响，即不管在低速运转、高速运整或过渡性运转中，由喷孔65向3个方向喷射的喷雾方向不会受吸入气流的影响地稳定地朝向发动机5的进气口，因此有如下优点：3个方向喷雾被保持均等，同时，也不妨碍燃料供给的响应性，始终能获得良好的运转性能。

图11是和本发明比较用的、无空气积存部45的进气管和燃料喷射阀的结构例子，吸入空气影响由燃料喷射阀6喷射的燃料的喷雾方向，即在进气量Oa少的低速运转时由喷孔65喷射且向着发动机5的进气口的喷雾(甲)，在进气量Ob增多的高速运转或过渡性运转时由于吸入气流而被压向下方，变成喷雾(乙)，且燃料沿着壁面吸入到发动机5，从而产生吸入延迟，因而导致过渡性的A/F的变化、恶化加速等的响应性。若根据图10所示的本发明进气管，由于空气积存部45的作用可缓和这种问题。

又，图12是和本发明比较用的进气管和燃料喷射阀配置的另一例子的图，对于3个方向的喷射平面空气由于从直角方向(横方向)导入，所以对分雾分配的影响较大，即喷向进气支管4内的燃料由于空气流而被横向推动，且喷向进气支管4A内的燃料受到最大的流入空气的影响，因而，由于各气缸间的燃料分配特性低下，有必要考虑到这一点来设定喷射方向和喷口的大小。

图13是解决图12出现问题的本发明的另一实施例的结构简图。在该实施例中，向设置在进气支管4上游的总管3喷射燃料，总管3具有稳压箱的功能，被设置在节流阀体2与进气支管4之间。此时，来自节流阀体2的空气在总管3内沿着3个方向的燃料喷射平面、相对喷射方向大致平行地被导入边气支管4中，因此，流入空气对分雾分配的影响较小。

图14也是本发明的另一实施例的结构简图，向总管3下游的进气支管4喷射燃料，此时，在总管3中降低了速度的空气从相对3个方向的燃料喷射平面垂直方向被导入进气支管4，所以对燃料的分雾分配的影响较小。

图15也是本发明的另一实施例的结构简图，在该实施例中，是向总管3进行喷射燃料，但此时由于空气沿着3个方向的燃料喷射平面且相对喷射方向大致平行地被导入，所以对分雾分配的影响较小。

又，图16、图17也是本发明的另一实施例的结构简图，在该实施例中，减小了由于发动机转速大小导致的空气流速的变化给予燃料壁流的影响，即，设在燃料喷射阀6上的3个喷孔65a、65b、65c的方向中，预先使两端的喷孔65a、65c的方向比发动机5的各气缸进气口5A、5C的中心稍偏向外侧。如图16所示、发动机低速运转时，由于从燃料喷射阀6的喷孔65a、65c喷射的燃料方向稍偏向外侧，所以会发生一些壁流现象，但因为是低转速，故对A/F不会有那么大的影响。

另一方面，如图17所示，当发动机进行加速和高速运转时，受吸入空气流速的推压，燃料的喷射方向靠近内侧面而不发生壁流，因而能防止由于燃料供给延迟导致的A/F的变化、维持良好的加速性能。通过这样的兼顾，能使包含过渡性运转时的整个运转状态缩小各气缸间的A/F的差别。

以上所述实施例，用1个具有对应气缸数的数个喷孔的燃料喷射阀向发动机5的各气缸喷射燃料，但是在多气缸的发动机场合，不用1个燃料喷射阀而用多个燃料喷射阀，而各燃料喷射阀至少向2个分支管喷射燃料也可。

根据本发明，在通过具有能向多个方向喷射燃料的至少1个以上喷孔的燃料喷射阀向多个气缸提供燃料的多缸内燃机的燃料喷射装置中，能向各气缸平均分配燃料从而缩小各气缸间的A/F的差别。这样可提高发动机的运转性及减少有害气体的排出、又能提供低成本的燃料喷射装置。

又，在通过具有能向多个方向喷射燃料的至少1个以上喷孔的燃料喷射阀向多个气缸提供燃料的多缸内燃机的燃料喷射装置中，能防止各气缸在过渡性运转时的A/F的变化。这样，在包括过渡性运转时的整个运转状态，能使各气缸中的A/F保持适当值，始终维持良好的运转性。

Claims (9)

1.一种内燃机的燃料供给装置，包括具有控制进气量的节气门的节气门组件、与所述节气门组件连接而在出口处向发动机各气缸分别供给空气的进气管、在所述进气管上安装的燃料喷射阀，其特征在于：所述燃料喷射阀具有多个喷孔；所述各喷孔的方向朝向所述发动机各气缸的进气口；所述进气管含有朝所述发动机各气缸分别延伸的多个进气支管，各进气支管从所述燃料喷射阀的安装位置到所述发动机的各气缸的进气口呈直线状延伸。

2.如权利要求1所述的内燃机的燃料供给装置，其特征在于：从所述燃料喷射阀向多个方向分配喷射边扩散边向前流动的燃料最初与所述发动机进气管壁面撞到的面位于所述发动机各气缸的进气口或比它下游的一侧。

3.如权利要求1所述的内燃机的燃料供给装置，其特征在于：具有在入口处安装所述节气门组件而在出口处形成有向发动机各气缸分别供给空气的进气支管的总管、在所述总管上安装的燃料喷射阀；具有为向至少2个所述进气支管喷射燃料并能向多个方向喷射燃料的多个喷孔、所述各喷孔的方向朝向所述发动机各气缸的进气口的至少1个燃料喷射阀作为一个组件安装在所述总管上；所述进气支管由从所述燃料喷射阀的安装位置向所述发动机各气缸的进气口分别延伸的多个进气支管而构成；从所述喷射阀向多个方向分配喷射边扩散边向前流动的燃料最初与所述发动机进气管壁面碰撞到的面位于所述发动机各气缸的进气口或比它下游的一侧。

4.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机的燃料供给装置，其特征在于：在所述总管下游侧的进气支管上设有空气积存部，所述空气积存部上设置所述燃料喷射阀。

5.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机的燃料供给装置，其特征在于：从相对喷射平面呈垂直方向导入空气。

6.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机的燃料供给装置，其特征在于：来自总管的空气沿所述燃料喷射阀的燃料喷射平面相对喷射方向平行地被导入进气支管。

7.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机的燃料供给装置，其特征在于：在所述燃料喷射阀上设置的能向多个方向喷射燃料的多个喷孔中，预先使两端方向的喷射方向或在两端进行喷射的喷孔的方向比对应的发动机各气缸的进气口中心稍偏向外侧。

8.一种内燃机的燃料供给方法，包括具有控制进气量的节气门的节气门组件、与所述节气门组件连接且出口侧有向发动机各气缸分歧延伸的多个进气支管的进气管、安装在所述进气管上的燃料喷射阀，其特征在于：各进气支管从所述燃料喷射阀的安装位置到所述发动机的各气缸的进气口呈直线状延伸，通过具有能向多个方向喷射燃料的多个喷孔、所述各喷孔的方向朝向所述发动机各气缸的进气口的所述燃料喷射阀向所述进气管喷射燃料，由于该喷射而边扩散边向前流动的燃料最初与所述发动机进气管壁面相碰撞的面位于所述发动机各气缸的进气口或比它下游的一侧。

9.如权利要求8所述的内燃机的燃料供给方法，其特征在于：预先使所述燃料喷射阀上设置的能向多个方向喷射燃料的多个喷孔中的两端气缸方向的喷射方向比对应的所述发动机各气缸的进气口中心稍偏移向外侧，而通过高速运转或过渡性运转时的进气流使所述两端气缸方向的喷射方向偏移向对应的所述发动机各气缸的进气口中心。

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