JP2005105987A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スロットルボディに燃料ポンプを備え燃料噴射装置をコンパクトに集約化できる内燃機関の燃料噴射装置を供する。
【解決手段】 機関回転数および吸気負圧に基づいて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁52とスロットルバルブ50がスロットルボディ30に設けられた内燃機関の燃料噴射装置において、スロットルボディ50に燃料ポンプ53を設けた内燃機関の燃料噴射装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。

吸気通路の一部を構成する１吸気管部分に、スロットルバルブとともに燃料噴射弁、プレッシャレギュレータ、スロットル開度センサを一体的に組付けた燃料噴射装置の例が、提案されている（例えば特許文献１参照）。
実願平１−３６０５４号（実開平２−１２７７７９号）のマイクロフィルム

各部品の取付け公差による相対位置のバラツキを抑えることができ、組立ラインを少なくして作業性を良くすることができるとされる。

同特許文献１に記載された燃料噴射装置において、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプは、別の場所に設けられて供給パイプにより連結されており、燃料ポンプから高圧燃料が供給パイプを介して燃料噴射弁に供給されるようになっている。

したがって燃料噴射弁やスロットルバルブとは別体に燃料ポンプを設けるとともに、高圧燃料の供給パイプを長く配管しなければならないので、燃料噴射装置をコンパクトに集約できない。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、スロットルボディに燃料ポンプを備え燃料噴射装置をコンパクトに集約化できる内燃機関の燃料噴射装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、機関回転数および吸気負圧に基づいて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁とスロットルバルブとがスロットルボディに設けられた内燃機関の燃料噴射装置において、前記スロットルボディに燃料ポンプを設けた内燃機関の燃料噴射装置とした。

スロットルバルブを備えたスロットルボディに、燃料噴射弁とともに燃料ポンプが設けられているので、燃料ポンプからの高圧燃料の配管を極めて短くすることができて燃料噴射装置をコンパクトに集約することができる。

請求項２記載の発明は、機関回転数およびスロットル開度に基づいて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁が、スロットルバルブを備えたスロットルボディに設けられた内燃機関の燃料噴射装置において、前記スロットルボディに燃料ポンプと該燃料ポンプから排出される燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータとを一体的に組付けた内燃機関の燃料噴射装置である。

スロットルバルブを備えたスロットルボディに、燃料噴射弁とともに燃料ポンプとプレッシャレギュレータが一体的に組付けられるので、燃料ポンプからの高圧燃料の配管を極めて短くすることができ、燃料噴射装置をコンパクトに集約することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２の内燃機関の燃料噴射装置において、前記燃料ポンプを前記スロットルボディの側部に組付けたことを特徴とする。

燃料噴射弁とともに燃料ポンプを一体に備えたスロットルボディをよりコンパクト化することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の内燃機関の燃料噴射装置において、前記燃料ポンプが、その長尺方向を前記スロットルボディの長尺方向と略直角方向に指向させて組付けられたことを特徴とする。

燃料ポンプとスロットルボディが互いに長尺方向を略直角方向に指向させているのでの、益々燃料ポンプを一体に備えたスロットルボディをよりコンパクト化することができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づき説明する。
本実施の形態に係る燃料噴射装置は、車両搭載の４ストロークサイクルの内燃機関１に適用されたもので、図１に示すように内燃機関１は、ピストン５が摺動自在に嵌装されたシリンダブロック２にシリンダヘッド３、シリンダヘッドカバー４が順に重ねられて一体に結合されている。

ピストン５の頂上に面するシリンダヘッド３の底面により形成される燃焼室６に、シリンダヘッド３に形成された吸気ポート７と排気ポート８が開口しており、同開口を開閉自在に吸気バルブ９と排気バルブ10がシリンダヘッド３に設けられ、同吸気バルブ９と排気バルブ10を駆動する動弁駆動機構11がシリンダヘッドカバー４に設けられている。

シリンダヘッド３の吸気ポート７の上流側開口と、エアクリーナ20のクリーンサイドの出口開口とをスロットルボディ30の吸気管部31が連結して吸気系を構成している。
スロットルボディ30の吸気管部31の下流側開口と吸気ポート７の上流側開口とは接続管21により接続され、スロットルボディ30の吸気管部31の上流側開口とエアクリーナ20の出口開口とは接続管22により接続される。

この吸気系のスロットルボディ30は、スロットルバルブ50を備える吸気管部31の上部に燃料噴射弁52が嵌着されるとともに、さらにその上方に燃料ポンプ53が組付けられる構造のものである。

図３を参照してスロットルボディ30の吸気管部31は、スロットルバルブ50の回転軸51を軸支して駆動するバルブ駆動機構およびスロットル開度検出機構を納めるバルブ軸支ケース32，33が左右に膨出して形成され、その間の吸気管部31の上部に燃料噴射弁52を嵌挿する噴射弁取付孔34が形成され、さらに噴射弁取付孔34の上方に燃料ポンプ53を嵌挿する円筒状のポンプケース35が吸気管部31に対して略直角方向に指向して一体に形成されている。

噴射弁取付孔34は、その中心軸が吸気管部31に対して斜めに指向しており、同噴射弁取付孔34に嵌挿された燃料噴射弁52はノズルが吸気管部31内に斜めに臨み、その噴射方向が吸気管部31の中心軸に対して鋭角をなして吸気ポート７内に向いている。
したがって燃料噴射弁52は、機関回転数およびスロットルボディの負圧に基づいて制御された燃料噴射量を吸気ポート７内に噴射する。

ポンプケース35は、円筒本体部35ａの一端が底壁35ｂで閉塞され、吸気管部31を跨いだ他端が斜め下方へ略矩形状に膨出した矩形開口35ｃを形成している。
底壁35ａには吸入用接続管36が突出し、円筒本体部35ａの側壁からは斜め上方に向けて燃料戻り用接続管37が突出している。

矩形開口35ｃは、円筒本体部35ａの円穴の斜め下方に凹部35ｄが形成され、凹部35ｄから前記噴射弁取付孔34に向けて燃料噴射弁42への燃料供給路38が穿設されている。
同矩形開口35ｃの凹部35ｄを内に含めた開口周端面には溝条35ｅが形成され、同溝条35ｅにシール部材39が嵌着される。

このポンプケース35の円筒本体部35ａに燃料ポンプ53が嵌挿される。
燃料ポンプ53の挿入前端側には樹脂製のフィルタ54が取付けられ、挿入後端側にはチェックバルブ55を介した吐出管56が突設され、吐出管56の途中にプレッシャレギュレータ70が取付けられている。

ポンプケース35の円筒本体部35ａに燃料ポンプ53を挿入する際、吐出管56とプレッシャレギュレータ70はポンプケース35の矩形開口35ｃにおける凹部35ｄに嵌合し、吐出管56は燃料噴射弁42への燃料供給路38に嵌入される。

図５にプレッシャレギュレータ70の断面図を示す。
合体して内部に空間を形成する上ケース71と下ケース72が、弁体73を支持するダイヤフラム74を間に挟んで、内部空間を上下２つに仕切っている。
上ケース71に燃料導入口71ａと燃料導出口71ｂ（図４参照）が形成され、下ケース72の底壁中央にリリーフ口72ａが形成されている。

弁体73は中央に開閉孔73ａが形成され、弁体73自体はスプリング75により上ケース71側に付勢されている。
開閉孔73ａの上部は径のやや大きい嵌入孔73ｂとなっており、上ケース71から内部空間に突設された嵌入棒74が同嵌入孔73ｂに嵌入可能に位置している。

上ケース71内に導入された燃料の圧力が所定圧以下の場合は、スプリング75により付勢された弁体73の嵌入孔73ｂに嵌入棒74が嵌入して開閉孔73ａを閉じて、上ケース71内に導入された燃料は燃料導出口71ｂより導出する。

そして上ケース71内に導入された燃料の圧力が所定圧以上となると、スプリング75に抗して弁体73が下ケース72側に移動して弁体73の嵌入孔73ｂから嵌入棒74が抜けて開閉孔73ａを開き、上ケース71内に導入された燃料を下ケース72内に導き抜いてリリーフ口72ａより抜くことができ、圧力を調整することができる。

そしてポンプケース35の矩形開口35ｃに略矩形の蓋部材40を被せ、図２に示すようにボルト41で蓋部材40を固着する。
蓋部材40には燃料ポンプ53側に開口40ａが形成されていて、燃料ポンプ53から突出した給電コネクタ58が開口40ａを貫通して外部に露出する。

以上の燃料ポンプ53から燃料噴射弁52へのスロットルボディ30内の燃料供給機構の内部構造の概略を図４に示す。
燃料ポンプ53は円筒部53ａの内部に内蔵されており、円筒部53ａの内周面にマグネット60ａが複数周設され、内部に両端部を軸支された回転軸60ｂに一体に設けられたコア60ｃにコイル60ｄが巻回されてインナロータを構成している。

回転軸60ｂの一端にインペラ61が一体に固着され、コイル60ｄに電流が流されてモータ60が駆動し、回転軸60ｂがインペラ61とともに回転すると、吸入用接続管36に接続された図示されない燃料供給管を介して燃料タンクから燃料が導入され、フィルタ54を介して円筒部53ａ内に吸入された燃料が円筒部53ａの他端の燃料通路62に吐出される。

燃料通路62に吐出された燃料は、チェックバルブ55を介してプレッシャレギュレータ70の燃料導入口71ａから導入され、圧力調整されて燃料導出口71ｂからポンプケース35の燃料供給路38に入り、燃料供給路38から前記燃料噴射弁52に供給される。

なお燃料ポンプ53内の燃料が過熱されると蒸気が発生することがあるが、この燃料蒸気は燃料ポンプ53内で上方に移動し、燃料戻り通路63から斜め上方に向いた燃料戻り用接続管37を介して図示されない戻り管を通って燃料タンクに戻される。

以上のような燃料ポンプ53およびプレッシャレギュレータ57をスロットルボディ30に一体的に組付けているので、燃料ポンプ53からの高圧燃料の配管を極めて短くすることができて燃料噴射装置をコンパクトに集約することができ、車体レイアウトの自由度を向上させることができる。
燃料ポンプ53は、その長尺方向をスロットルボディ30の長尺方向方向である吸気管部31と略直角方向に指向させてスロットルボディ30の上部に組付けられる構造なので、益々小型化されている。

以上の実施の形態では、スロットルボディ30の上部に燃料ポンプ53を一体的に組付けたものであったが、燃料ポンプをスロットルボディの下部に組付けた例を図６に示す。
スロットルボディ80の吸気管部81の上部に燃料噴射弁85が組付けられ、吸気管部81の下部に燃料ポンプ86が組付けられる。

燃料ポンプ86は、前記実施の形態の燃料ポンプ53と同じ構造の円筒状をしており、吸気管部81に対して直交する方向に指向して一体的に組付けられる。
燃料ポンプ86にはチェックバルブとともにプレッシャレギュレータも取付けられている。

本実施の形態の燃料噴射装置も、燃料ポンプ86およびプレッシャレギュレータをスロットルボディ80に一体的に組付け、さらに燃料ポンプ53をスロットルボディ80の下部に組付けているので、燃料噴射装置をコンパクトに集約して小型化し、車体レイアウトの自由度を向上させることができる。

本発明は、内燃機関の全般に適用可能である。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気系の構造を示す一部断面とした側面図である。 スロットルボディの全体斜視図である。 同分解斜視図である。 スロットルボディ内の燃料供給機構の内部構造を示す概略図である。 プレッシャレギュレータの断面図である。 別の実施の形態に係る内燃機関の吸気系の構造を示す一部断面とした側面図である。

符号の説明

１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、４…シリンダヘッドカバー、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気ポート、８…排気ポート、９…吸気バルブ、10…排気バルブ、11…動弁駆動機構、
20…エアクリーナ、21，22…接続管、
30…スロットルボディ、31…吸気管部、32，33…バルブ軸支ケース、34…噴射弁取付孔、35…ポンプケース、36…吸入用接続管、37…燃料戻り用接続管、38…燃料供給路、39…シール部材、40…蓋部材、41…ボルト、
50…スロットルバルブ、51…回転軸、52…燃料噴射弁、53…燃料ポンプ、54…フィルタ、55…チェックバルブ、56…吐出管、58…給電コネクタ、60…モータ、61…インペラ、70…プレッシャレギュレータ、71…上ケース、72…下ケース、73…弁体、74…嵌入棒、75…スプリング、
80…スロットルボディ、81…吸気管部、85…燃料噴射弁、86…燃料ポンプ。

Claims (4)

1. 機関回転数および吸気負圧に基づいて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁とスロットルバルブとがスロットルボディに設けられた内燃機関の燃料噴射装置において、
   前記スロットルボディに燃料ポンプを設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. 機関回転数および吸気負圧に基づいて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁とスロットルバルブとがスロットルボディに設けられた内燃機関の燃料噴射装置において、
   前記スロットルボディに燃料ポンプと該燃料ポンプから排出される燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータとを一体的に組付けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
3. 前記燃料ポンプを前記スロットルボディの側部に組付けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の燃料噴射装置。
4. 前記燃料ポンプは、その長尺方向を前記スロットルボディの長尺方向と略直角方向に指向させて組付けられたことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料噴射装置。
   
   

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