JP2581185B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection device for internal combustion engineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.
燃焼室内に燃料噴射弁を配置し、燃料噴射弁のノズル
口に付着したカーボンを除去するためにノズル口に向け
て空気を噴射するようにした内燃機関が公知である（特
開昭59−180060号公報参照）。2. Description of the Related Art There is known an internal combustion engine in which a fuel injection valve is disposed in a combustion chamber and air is injected toward the nozzle port to remove carbon attached to the nozzle port of the fuel injection valve (Japanese Patent Laid-Open No. 59-180060). Reference).
しかしながら燃焼室内に配置された燃料噴射弁のノズ
ル口に向けて空気を噴射すると除去されたカーボンが燃
焼室内に堆積し、その結果液状の状態で燃焼室内壁面に
付着する燃料量が増大するために未燃HCの排出量が増大
するという問題を生ずる。However, when air is injected toward the nozzle port of the fuel injection valve disposed in the combustion chamber, the removed carbon accumulates in the combustion chamber, and as a result, the amount of fuel adhering to the combustion chamber wall in a liquid state increases. A problem arises in that the amount of unburned HC emissions increases.
上記問題点を解決するために本発明によれば、ピスト
ンが下死点近傍に達したときに燃焼室内に露呈しかつピ
ストンが上昇したときにクランクケース内に露呈するシ
リンダ内壁面上に開孔を形成すると共に開孔内に燃料噴
射弁を配置し、ピストンが下死点近傍に達して開孔が燃
焼室内に露呈したときに燃料噴射弁のノズル口から燃料
を燃焼室内に向けて噴射し、開孔内に開口しかつ燃料噴
射弁のノズル口に指向された空気噴出孔を設けて開孔が
クランクケース内に露呈しているときに空気噴出口から
燃料噴射弁のノズル口に向けて空気を噴射するようにし
ている。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a hole is opened in a cylinder inner wall surface that is exposed in a combustion chamber when a piston reaches near a bottom dead center and is exposed in a crankcase when the piston is raised. And the fuel injection valve is arranged in the opening, and when the piston reaches the vicinity of the bottom dead center and the opening is exposed in the combustion chamber, fuel is injected from the nozzle opening of the fuel injection valve toward the combustion chamber. An air outlet opening in the opening and directed to the nozzle opening of the fuel injection valve is provided so that when the opening is exposed in the crankcase, the air outlet faces the nozzle opening of the fuel injection valve. I try to inject air.
空気噴出口から噴出された噴出空気によりノズル口か
ら除去されたカーボン、燃焼未燃物等はクランクケース
内に排出される。Carbon, unburned matter, and the like removed from the nozzle port by the jet air jetted from the air jet port are discharged into the crankcase.
第１図を参照すると、１はシリンダブロック、２はシ
リンダブロック１内で往復動するピストン、３はシリン
ダブロック１上に固締されたシリンダヘッド、４はピス
トン２の頂面とシリンダヘッド３の内壁面間に形成され
た燃焼室、５は吸気弁、６は吸気ポート、７は排気弁、
８は排気ポート、９はシリンダヘッド３の内壁面中央部
に配置された点火栓を夫々示し、ピストン２の頂面中央
部には凹溝10が形成される。Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder block, 2 denotes a piston reciprocating in the cylinder block 1, 3 denotes a cylinder head fixed on the cylinder block 1, and 4 denotes a top surface of the piston 2 and the cylinder head 3. A combustion chamber formed between inner wall surfaces, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve,
Reference numeral 8 denotes an exhaust port, 9 denotes an ignition plug disposed at the center of the inner wall surface of the cylinder head 3, and a concave groove 10 is formed at the center of the top surface of the piston 2.
第１図において実線はピストン２が下死点に位置する
ときを示しており、鎖線はピストン２が上死点に位置す
るときを示している。第１図からわかるようにピストン
２が下死点近傍に達したときに燃焼室４内に露呈するシ
リンダ内壁面11上には開孔12が形成され、この開孔12内
には耐熱性シール部材13により支持された燃料噴射弁14
のノズル口15が配置される。このノズル口15からはピス
トン２の頂面中央部に形成された凹溝10の底壁面に向け
て燃料が噴射される。In FIG. 1, the solid line indicates when the piston 2 is located at the bottom dead center, and the chain line indicates when the piston 2 is located at the top dead center. As can be seen from FIG. 1, an opening 12 is formed on a cylinder inner wall surface 11 exposed in the combustion chamber 4 when the piston 2 reaches near the bottom dead center, and a heat-resistant seal is formed in the opening 12. Fuel injection valve 14 supported by member 13
Nozzle ports 15 are arranged. Fuel is injected from the nozzle port 15 toward the bottom wall surface of the concave groove 10 formed at the center of the top surface of the piston 2.
第２図は吸気弁５および排気弁７の開弁時期、点火栓
９による点火時期、燃料噴射弁14からの燃料噴射時期、
燃料噴射弁14のノズル口15が燃焼室４内に露出する時期
を示している。第２図からノズル口15が燃焼室４内に露
出する時期はピストン２の下死点前ほぼ30度から下死点
後ほぼ30度である。燃料噴射は吸気弁５の開弁期間の後
半であってノズル口15が燃焼室４内に露出しているとき
に行なわれる。FIG. 2 shows the opening timing of the intake valve 5 and the exhaust valve 7, the ignition timing of the ignition plug 9, the fuel injection timing from the fuel injection valve 14,
The timing at which the nozzle port 15 of the fuel injection valve 14 is exposed in the combustion chamber 4 is shown. 2, the timing at which the nozzle port 15 is exposed in the combustion chamber 4 is approximately 30 degrees before the bottom dead center of the piston 2 to approximately 30 degrees after the bottom dead center. The fuel injection is performed in the latter half of the opening period of the intake valve 5 and when the nozzle port 15 is exposed in the combustion chamber 4.
燃料噴射弁14のノズル口15から噴射された燃料は凹溝
10の底壁面に衝突して一部は凹溝10の底壁面上に付着
し、一部は反射して微粒化せしめられる。凹溝10の底壁
面上に付着した燃料は徐々に気化し、斯くして凹溝10の
周りには濃混合気が形成される。従ってピストン２が上
昇すると濃混合気が点火栓９に向けて押し上げられ、従
って点火栓９周りには濃混合気が形成される。斯くして
混合気が点火栓９によって容易に着火されることにな
る。The fuel injected from the nozzle port 15 of the fuel injection valve 14 has a concave groove.
A part of the bottom wall 10 collides with the bottom wall of the groove 10 and is partially reflected and atomized. Fuel adhering to the bottom wall surface of the groove 10 is gradually vaporized, and thus a rich mixture is formed around the groove 10. Therefore, when the piston 2 rises, the rich mixture is pushed up toward the ignition plug 9, so that a rich mixture is formed around the ignition plug 9. Thus, the mixture is easily ignited by the spark plug 9.
第１図に示されるように本発明では燃料噴射弁14から
噴射された燃料が凹溝10の底壁面上に衝突するまでの距
離が短かい。従って燃料噴射弁14の燃料噴射圧を低くし
ても噴射燃料を凹溝10の底壁面上に激しく衝突せしめる
ことができ、それによって燃料の微粒化を促進すること
ができる。また、噴射燃料が衝突するまでの距離が短か
いために噴射燃料が吸入空気流の影響をほとんど受け
ず、従って噴射燃料を凹溝１底壁面の予め定められた位
置に正確に衝突せしめることができるので凹溝10周りに
確実に濃混合気を形成することができる。また、第１図
に示す実施例ではピストン２が上死点に達したときにピ
ストン２の下端部によって開孔12が閉鎖される構造とな
っており、それによってクランクケース内の飛散潤滑油
がノズル口15に付着するのを阻止するようにしている。As shown in FIG. 1, in the present invention, the distance until the fuel injected from the fuel injection valve 14 collides with the bottom wall surface of the concave groove 10 is short. Therefore, even if the fuel injection pressure of the fuel injection valve 14 is lowered, the injected fuel can be made to collide with the bottom wall surface of the concave groove 10 violently, whereby the atomization of the fuel can be promoted. Further, since the distance until the injected fuel collides is short, the injected fuel is hardly affected by the intake air flow. Therefore, it is possible to cause the injected fuel to exactly collide with a predetermined position on the bottom wall surface of the groove 1. As a result, a rich air-fuel mixture can be reliably formed around the concave groove 10. In the embodiment shown in FIG. 1, the opening 12 is closed by the lower end of the piston 2 when the piston 2 reaches the top dead center, whereby the lubricating oil scattered in the crankcase is reduced. It is prevented from adhering to the nozzle port 15.
このようにクランクケース内の飛散潤滑油がノズル口
15に付着するのを阻止してもシリンダ内壁面11上の潤滑
油がノズル口15に付着し、また燃焼未燃物やカーボン等
がノズル口15に付着する危険性がある。第３図はこのよ
うに潤滑油やカーボン等がノズル口15に付着するのを阻
止するようにした別の実施例を示す。なお、第３図にお
いて第１図と同様な構成要素は同一の符号で示す。第３
図においてもピストン２が下死点近傍に達したときに燃
焼室４内に露呈するシリンダ内壁面11上にノズル口15が
配置され、このノズル口15から凹溝10の底壁面上に向け
て燃料が噴射される。In this way, the lubricating oil in the crankcase is
Even if it is prevented from adhering to the nozzle 15, there is a risk that the lubricating oil on the cylinder inner wall surface 11 adheres to the nozzle port 15, and there is a risk that unburned matter, carbon, and the like adhere to the nozzle port 15. FIG. 3 shows another embodiment in which lubricating oil, carbon and the like are prevented from adhering to the nozzle port 15. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. Third
Also in the figure, a nozzle port 15 is arranged on a cylinder inner wall surface 11 exposed in the combustion chamber 4 when the piston 2 reaches the vicinity of the bottom dead center, and from the nozzle port 15 toward the bottom wall surface of the concave groove 10. Fuel is injected.
第３図を参照するとピストン20とシリンダ室21からな
る空気供給装置22が設けられる。ピストン20はピボット
23により揺動可能に支持されたレバー24の下端部に連結
され、レバー24の上端部は排気弁７駆動用カムシャフト
25上に180度の角度間隔を隔てて形成された一対のカム2
6a,26bと係合可能に配置される。更に、レバー24にはレ
バー24を常時反時計周りに付勢する圧縮ばね27が取付け
られる。シリンダ室21は一方ではシリンダ室21内に向け
てのみ流通可能な逆止弁28およびエアフィルタ29を介し
て大気に開放され、他方では開孔12内に開口する空気噴
出孔30に空気噴出孔30に向けてのみ流通可能な逆止弁31
を介して連結される。空気噴出孔30はノズル口15に指向
される。レバー24とカム26a,26bの係合が解除されると
ピストン20が右方に移動し、空気がエアフィルタ29およ
び逆止弁28を介してシリンダ室21内に供給される。次い
でレバー24とカム26a,26bが係合するとピストン20が左
方に移動し、シリンダ室21内の空気が逆止弁31を介して
空気噴出孔30からノズル口15に向けて噴出せしめられ
る。カム26a,26bはピストン２が上死点付近に達したと
きにレバー24とカム26a,26bとが係合するように形成さ
れており、従って第４図に示すようにピストン２が上死
点前後に位置する間、空気噴出孔30から空気が噴出せし
められる。空気噴出孔30から噴出する空気によってノズ
ル口15に付着した潤滑油、燃焼未燃物、カーボン等が吹
き飛ばされ、それによってノズル口15がこれら潤滑油等
により目詰りするのを阻止することができる。更にこの
噴出空気によってノズル口15が冷却されるので燃料噴射
弁14の寿命を更に延ばすことができる。なお、この実施
例ではピストン２が上死点に達したときに開孔12がクラ
ンクケース内に露呈するが空気噴出孔30から空気が噴出
しているのでクランクケース内の飛散潤滑油がノズル口
15に付着することはない。Referring to FIG. 3, an air supply device 22 including a piston 20 and a cylinder chamber 21 is provided. Piston 20 pivots
23 is connected to the lower end of a lever 24 swingably supported by 23, and the upper end of the lever 24 is a camshaft for driving the exhaust valve 7.
A pair of cams 2 formed at an interval of 180 degrees on 25
It is arranged so as to be engageable with 6a, 26b. Further, a compression spring 27 that constantly urges the lever 24 counterclockwise is attached to the lever 24. The cylinder chamber 21 is opened to the atmosphere through a check valve 28 and an air filter 29 that can flow only toward the inside of the cylinder chamber 21 on the one hand, and the air ejection hole 30 that opens into the opening 12 on the other hand. Check valve 31 that can only flow to 30
Are connected via. The air ejection hole 30 is directed to the nozzle port 15. When the engagement between the lever 24 and the cams 26a, 26b is released, the piston 20 moves rightward, and air is supplied into the cylinder chamber 21 via the air filter 29 and the check valve 28. Next, when the lever 24 and the cams 26a and 26b engage, the piston 20 moves to the left, and the air in the cylinder chamber 21 is ejected from the air ejection hole 30 toward the nozzle port 15 via the check valve 31. The cams 26a and 26b are formed so that the lever 24 and the cams 26a and 26b are engaged when the piston 2 reaches the vicinity of the top dead center. Therefore, as shown in FIG. Air is ejected from the air ejection holes 30 while being located back and forth. Lubricating oil, unburned matter, carbon, and the like attached to the nozzle port 15 are blown off by the air jetted from the air jetting holes 30, thereby preventing the nozzle port 15 from being clogged by the lubricating oil and the like. . Further, since the nozzle port 15 is cooled by the jet air, the life of the fuel injection valve 14 can be further extended. In this embodiment, when the piston 2 reaches the top dead center, the opening 12 is exposed in the crankcase. However, since the air is ejected from the air ejection hole 30, the scattered lubricating oil in the crankcase is discharged from the nozzle port.
Does not adhere to 15.
第５図に第３図の変形例を示す。この実施例では空気
噴出孔40がノズル口15の下方に設けられ、この空気噴出
孔40は電磁弁41を介して例えば機関駆動のエアポンプ42
に連接される。この電磁弁41は制御装置43の出力信号に
よりピストン２が上死点付近に位置するときに開弁せし
められる。従ってこの実施例でもピストン２が上死点付
近に達する毎に空気噴出孔40からノズル口15に向けて圧
縮空気が噴出せしめられ、それによってノズル口15に付
着した潤滑油等が吹き飛ばされる。なお、この実施例で
は噴射燃料の軸線に対してほぼ直角をなす段部44がピス
トン２の頂面上に形成され、この段部44に向けて燃料噴
射弁14から燃料が噴射される。従ってこの実施例ではピ
ストン２の頂面における反射燃料が燃料噴射弁14と反対
側のシリンダ内壁面11に向かうのを抑制できるので一層
濃混合気をピストン２の頂面の中央部に形成しやすくな
る。FIG. 5 shows a modification of FIG. In this embodiment, an air ejection hole 40 is provided below the nozzle port 15, and this air ejection hole 40 is connected via an electromagnetic valve 41 to, for example, an engine-driven air pump 42.
Connected to. The solenoid valve 41 is opened by the output signal of the control device 43 when the piston 2 is located near the top dead center. Therefore, in this embodiment as well, every time the piston 2 reaches the vicinity of the top dead center, compressed air is ejected from the air ejection hole 40 toward the nozzle port 15, whereby the lubricating oil and the like adhering to the nozzle port 15 are blown off. In this embodiment, a step 44 substantially perpendicular to the axis of the injected fuel is formed on the top surface of the piston 2, and the fuel is injected from the fuel injection valve 14 toward the step 44. Therefore, in this embodiment, the reflected fuel on the top surface of the piston 2 can be suppressed from going to the cylinder inner wall surface 11 on the side opposite to the fuel injection valve 14, so that a more rich mixture can be easily formed at the center of the top surface of the piston 2. Become.
開孔がクランクケース内に露呈しているときに燃料噴
射弁のノズル口に向けて空気が噴射されるので噴射空気
によりノズル口から除去されたカーボン、燃焼未燃物は
クランクケース内に排出される。即ち、噴射空気により
ノズル口から除去されたカーボン、燃焼未燃物等が燃焼
室内に堆積することがないので未燃HCの排出量が増大す
るのを阻止することができる。When the opening is exposed in the crankcase, air is injected toward the nozzle port of the fuel injection valve.Carbon and unburned matter removed from the nozzle port by the injected air are discharged into the crankcase. You. That is, since the carbon removed from the nozzle port by the injection air, the unburned matter, and the like do not accumulate in the combustion chamber, it is possible to prevent the discharge amount of unburned HC from increasing.
第１図は内燃機関の側面断面図、第２図は燃料噴射弁が
燃焼室内に露出する時期を吸排気弁の開弁期間等と共に
示す線図、第３図は別の実施例を示す内燃機関の側面断
面図、第４図は空気噴射時期を吸排気弁の開弁期間等と
共に示す線図、第５図は更に別の実施例の側面断面図で
ある。 ２……ピストン、４……燃焼室、 12……開孔、14……燃料噴射弁、 15……ノズル口、30,40……空気噴出孔。FIG. 1 is a side cross-sectional view of an internal combustion engine, FIG. 2 is a diagram showing the timing at which a fuel injection valve is exposed in a combustion chamber together with a period during which intake and exhaust valves are opened, and FIG. 3 is an internal combustion engine showing another embodiment. FIG. 4 is a side sectional view of the engine, FIG. 4 is a diagram showing the air injection timing together with the valve opening period of the intake and exhaust valves, and FIG. 2 ... piston, 4 ... combustion chamber, 12 ... opening, 14 ... fuel injection valve, 15 ... nozzle opening, 30, 40 ... air injection hole.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｐ (72)発明者 広瀬 雄彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木下 美明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−73167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−180060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−191451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−184259（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−132132（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−96278（ＪＰ，Ｕ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display F02M 69/04 F02M 69/04 P (72) Inventor Takehiko Hirose 1 Toyota Town, Toyota City, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota (72) Inventor Yoshiaki Kinoshita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-64-73167 (JP, A) JP-A-59-180060 (JP) JP, A) JP-A-57-191451 (JP, A) JP-A-57-184259 (JP, A) JP-A-58-132132 (JP, U) JP-A-63-96278 (JP, U)
Claims (1)
室内に露呈しかつピストンが上昇したときにクランクケ
ース内に露呈するシリンダ内壁面上に開孔を形成すると
共に該開孔内に燃料噴射弁を配置し、ピストンが下死点
近傍に達して該開孔が燃焼室内に露呈したときに燃料噴
射弁のノズル口から燃料を燃焼室内に向けて噴射し、該
開孔内に開口しかつ燃料噴射弁のノズル口に指向された
空気噴出孔を設けて該開孔がクランクケース内に露呈し
ているときに該空気噴出口から燃料噴射弁のノズル口に
向けて空気を噴射するようにした内燃機関の燃料噴射制
御装置。An opening is formed in a cylinder inner wall surface which is exposed in a combustion chamber when the piston reaches a position near a bottom dead center and is exposed in a crankcase when the piston is raised. A fuel injection valve is arranged, and when the piston reaches the vicinity of the bottom dead center and the opening is exposed in the combustion chamber, fuel is injected from the nozzle opening of the fuel injection valve toward the combustion chamber, and the fuel injection valve is opened. And an air ejection hole directed to a nozzle opening of the fuel injection valve, and injecting air from the air injection opening toward the nozzle opening of the fuel injection valve when the opening is exposed in the crankcase. A fuel injection control device for an internal combustion engine as described above.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63196174A JP2581185B2 (en) | 1987-09-02 | 1988-08-08 | Fuel injection device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
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| JP62-133228 | 1987-09-02 | ||
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Publications (2)
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| JPH01159462A JPH01159462A (en) | 1989-06-22 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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-
1988
- 1988-08-08 JP JP63196174A patent/JP2581185B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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