JP2004183593A

JP2004183593A - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JP2004183593A
Application number: JP2002353619A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ashizawa; 剛芦澤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】内燃機関の運転状態によらず、常に燃料の微粒化を可能とする。
【解決手段】吸気通路６に燃料を噴射するインジェクタ３を備えた吸気装置において、前記吸気通路１内の流入空気を取り込むための、吸気通路１に突出した動圧取込口５と、前記動圧取込口５から取り込んだ流入空気を前記インジェクタ３の燃料噴射口３ａ付近へ導く動圧通路１３とを設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、特に燃料噴霧の微細化を可能とするための吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴霧の粒径を小さくすることにより、燃料噴霧が燃焼室内で気化しやすくなり、低速低負荷域では燃焼室内における混合気の着火性および火炎伝播の安定性が向上し、冷間時に点火時期をリタードして空燃比を希薄化することが可能となり、排気温度を上昇させて触媒の昇温時間を短縮して、未燃ＨＣの排出量を大幅に低減することが可能となる。
【０００３】
また、中高速中高負荷域ではその気化潜熱によって耐ノック性の向上、圧縮比アップ、トルク向上、スロットルがパーシャル域での燃費向上、また、体積効率が向上することによるスロットル全開時のトルク向上などの効果が得られる。
【０００４】
したがって、インジェクタから噴射される燃料噴霧の粒径は小さいほどよい。
【０００５】
燃料噴霧の微粒化の方法としては、マルチホール式インジェクタを使用する方法があるが、これでは十分とはいえなかった。
【０００６】
これに対して、吸気通路からインジェクタ噴射口付近に連通するバイパス通路を設けて、バイパス通路を通過したエアーを燃料噴霧に衝突させることによって燃料噴霧を微粒化させる装置が特許文献１に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２２８９３１号公報
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、吸気通路の前記バイパス通路開口部より下流に運転状態に応じて開度を制御する吸気流制御弁を設け、前記吸気流制御弁の上流と下流との差圧を利用して前記バイパス通路へ吸入空気を導入する装置である。
【０００９】
したがって前記吸気流制御弁の開度が小さい時、すなわち低速低負荷域では前記吸気流制御弁の上流と下流とに生じた差圧を利用してバイパス通路出口から燃料噴霧に向けてエアーを噴射することが可能であるが、前記吸気流制御弁の開度が大きい時、すなわちスロットル全開時は、吸気制御弁の上流と下流の差圧が小さいためバイパス通路にほとんど吸気が導入されず、燃料噴霧を微粒化することができなかった。
【００１０】
本発明は上記の問題を解決し、エンジンのほぼ全運転領域で燃料噴霧の微粒化を可能とすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸気装置は、吸気通路に燃料を噴射するインジェクタを備え、燃料噴霧を微粒化するために燃料噴霧に対してエアーを噴射する。前記エアーを取り込むため、前記吸気通路内の流入空気を取り込むために吸気通路に突出した動圧取込口を設け、前記動圧取込口から取り込んだ流入空気を前記インジェクタの燃料噴射口付近へ導く動圧通路とを設ける。
【００１２】
【作用・効果】
本発明によれば、燃料噴霧に衝突させるアシストエアを、吸気通路から動圧を利用して取り込み、燃料噴霧に向けて噴射する際にも吸気の動圧を利用するので、内燃機関の運転状態によらず、常にアシストエアの噴射が可能となる。その結果、ほぼ全運転領域において燃料噴霧の微粒化が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本実施形態の断面図、図２は同じく上面図である。
【００１５】
吸気通路６は下流で２つの吸気ポート７に分岐して燃焼室１に連通している。吸気ポート７の燃焼室１側開口部にはエンジンの回転に同期して開閉する吸気バルブ２が設けられており、吸気バルブ２が閉じた状態では上記吸気ポート７と燃焼室１の連通は遮断され、開いた状態では連通して吸気が吸気通路６から吸気ポート７を経て燃焼室１に導入される。
【００１６】
吸気通路壁８には吸気ポート７に臨むインジェクタ３が取り付けられる。インジェクタ３は図示しないコントロールユニットから出力される信号によって開弁駆動され、燃料を２つの吸気ポート７に向けて噴射する。なお、本実施形態に用いるインジェクタ３は燃料噴霧の微粒化に有利なマルチホール式インジェクタとし、内燃機関の吸気工程で噴射することとする。
【００１７】
インジェクタ３の噴射口３ａ近傍の吸気通路６の内壁にはアシストエア装置４が装着される。
【００１８】
図３はアシストエア装置４の三面図（正面図、側面図、上面図）である。また、図３のＡ−Ａ断面図を図４、Ｂ−Ｂ断面図を図５、Ｃ−Ｃ断面図を図６にそれぞれ示す。
【００１９】
図３に示すように、アシストエア装置４のアシストエアブロック４ａにはインジェクタ３の噴射口３ａが差し込まれるインジェクタ取付口１０と、吸気上流側に向かって吸気流れに対して略直角に開口する動圧取込口５とが開口している。また、動圧取込口５は吸気通路６に突出している。
【００２０】
図４、図６に示すように、インジェクタ取付口１０からアシストエアブロック４ａを貫通して吸気通路６と連通する燃料噴射通路１４が設けられる。
【００２１】
燃料噴射通路１４は、一方の端部はインジェクタ取付口１０、他方の端部は２つの吸気ポート７に臨むように２つの出口１４ａ、１４ｂとなっており、アシストエアブロック４ａ内部で２つの通路に分岐している。
【００２２】
また、燃料噴射通路１４の壁面には互いに対向する２つのアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂが燃料噴霧の中心線Ｆに対して対称に開口している。２つのアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂを結ぶ直線Ｇは、燃料噴霧の中心線Ｆに対して略直角となる。
【００２３】
図５に示すように、アシストエアブロック４ａ内部には動圧取込口５と燃料噴射通路１４を連通する動圧通路１３が設けられている。動圧通路１３は途中で２つに分岐して、各分岐路１３ａ、１３ｂがアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂにそれぞれつながっている。分岐路１３ａ、１３ｂは動圧取込口５とインジェクタ取付口１０のそれぞれの中心を結んだ線Ｈに対して対称となっている。
【００２４】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００２５】
吸気通路６を流れてきた吸気の一部は動圧取込口５からアシストエア装置４に取り込まれ、インジェクタ３から噴射される燃料噴霧に向けてアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂから噴射される。
【００２６】
この時、燃料噴霧とアシストエアが衝突することによって燃料噴霧は微粒化される。また、２つのアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂは燃料噴射の中心線Ｆに対して対称に位置し、動圧取込口５からアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂまでの通路も互いに対称であるので、アシストエア噴射口１２ａ、１２ｂから噴射されるエアーの圧力はほぼ等しい。したがってアシストエアの噴射によって燃料噴霧の方向がいずれかの吸気ポート７に偏ることはない。
【００２７】
動圧取込口５は吸気通路６に突出し、吸気上流に向かって吸気流れに対して略直角に開口しているため、動圧取込口５での吸気の取り込みからアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂでの噴射までは、すべて吸気の動圧によって行われる。このため、従来のように高負荷時に十分なアシストエアが得られないということがなく、吸気通路６の吸気流量が増大する高負荷域では動圧が高まり、効果的にアシストエアが供給できる。
【００２８】
また、インジェクタ３の噴射時期を吸気工程とすることで、インジェクタ３が燃料噴射する時、つまりアシストエア噴射が必要な時は吸気バルブ２が開いており、吸気ポート７にはには燃焼室１に向かって吸気流れが生じているので、動圧が確保される。
【００２９】
したがってスロットル開度の大小にかかわらず常にアシストエアを噴射することが可能で、その結果、常に燃料噴霧を微粒化することが可能である。
【００３０】
また、アシストエア装置４は、開口部５をインジェクタ噴射口３の近傍に設け、動圧を利用して取り入れたアシストエアをアシストエア噴射口１２ａ、１２ｂから、インジェクタ３の噴射口３ａからの燃料噴霧に向けて噴射するので、動圧通路１３も短くでき、圧力損失の少ない状態でアシストエアを効率よく供給できる。
【００３１】
以上により、本実施形態では燃料噴霧に衝突させるアシストエアを、吸気通路６から動圧を利用して取り込み、燃料噴霧に向けて噴射する際にも吸気の動圧を利用するので、内燃機関の運転状態によらず常にアシストエアの噴射が可能となる。
【００３２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の横断面図である。
【図２】本発明の実施形態の上面図である。
【図３】アシストエア装置の三面図である。
【図４】アシストエア装置の断面図（図３のＡ−Ａ断面図）である。
【図５】アシストエア装置の断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）である。
【図６】アシストエア装置の断面図（図３のＣ−Ｃ断面図）である。
【符号の説明】
１燃焼室
２吸気バルブ
３インジェクタ
４アシストエア装置
５動圧取込口
６吸気通路
７吸気ポート
８吸気通路壁
１０インジェクタ取付口
１２アシストエア噴射口
１３動圧通路
１４燃料噴射通路

Claims

吸気通路に燃料を噴射するインジェクタを備えた吸気装置において、
前記吸気通路内の流入空気を取り込むための、吸気通路に突出した動圧取込口と、
前記動圧取込口から取り込んだ流入空気を前記インジェクタの燃料噴射口付近へ導く動圧通路とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
前記動圧取込口は前記吸気通路の上流向き、かつ流入空気の流れ方向に対して略直角な開口面を有する請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
前記インジェクタの近傍の吸気通路内壁にアシストエアブロックを取り付け、このアシストエアブロックに前記インジェクタの噴射口が挿入されるインジェクタ取付口と、このインジェクタ取付口と連通して前記吸気通路の下流に向けて開口する燃料噴射通路を設ける一方、前記アシストエアブロックには前記動圧取込口を開口させ、この動圧取込口と接続して前記噴射口からの燃料噴霧にアシストエアを噴出させる前記動圧通路のアシストエア噴射口を前記燃料噴射通路に開口させた請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。