JP2602710B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection device for internal combustion engineInfo
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- JP2602710B2 JP2602710B2 JP384989A JP384989A JP2602710B2 JP 2602710 B2 JP2602710 B2 JP 2602710B2 JP 384989 A JP384989 A JP 384989A JP 384989 A JP384989 A JP 384989A JP 2602710 B2 JP2602710 B2 JP 2602710B2
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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装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.
圧縮空気を用いて燃料を噴射させるためにニードルに
よって電磁的に開閉制御されるノズル口を具備し、ノズ
ル口からニードルに沿って延びる圧縮空気通路をニード
ル周りに形成してこの圧縮空気通路を圧縮空気源に連結
し、圧縮空気通路内に開口するノズル室を設けてノズル
室の奥部に燃料噴射弁の噴口を配置し、噴口からニード
ルに向けて燃料を噴射した後にニードルを開弁させるこ
とにより噴射燃料を圧縮空気と共にノズル口から噴射せ
しめるようにした燃料噴射弁、いわゆるエアブラスト弁
が公知である（特表昭63−500323号公報参照）。A nozzle port that is electromagnetically controlled by a needle to inject fuel using compressed air is provided, and a compressed air passage extending from the nozzle port along the needle is formed around the needle to compress this compressed air passage. Providing a nozzle chamber connected to an air source and opening into the compressed air passage, arranging the injection port of the fuel injection valve at the back of the nozzle chamber, and opening the needle after injecting fuel from the injection port toward the needle There is known a fuel injection valve in which the injected fuel is injected from a nozzle port together with compressed air by the use of a so-called air blast valve (see Japanese Patent Application Publication No. 63-500323).
しかしながら上述のエアブラスト弁では燃料噴射弁か
ら噴射された燃料の大部分は圧縮空気通路内のノズル口
部に溜まるため、ニードルによってノズル口が開弁せし
められると、ノズル口部の燃料は圧縮空気の圧力によっ
てノズル口から液状のまま押し出されることとなる。こ
のため、ノズル口開弁初期において、ノズル口から噴射
せしめられる燃料の微粒化が良好に行なわれず、良好な
混合気が得られないという問題がある。However, in the above-described air blast valve, most of the fuel injected from the fuel injection valve accumulates in the nozzle opening in the compressed air passage, and when the nozzle is opened by the needle, the fuel in the nozzle opening becomes compressed air. Is extruded in a liquid state from the nozzle port. For this reason, in the early stage of the opening of the nozzle port, there is a problem that the fuel injected from the nozzle port is not finely atomized and a good air-fuel mixture cannot be obtained.
上記問題点を解決するため本発明によれば、圧縮空気
通路の一端に開閉可能なノズル口を形成し、圧縮空気通
路の途中に設けられた燃料供給口から圧縮空気通路内に
供給された燃料を、圧縮空気通路内に供給された圧縮空
気によって、ノズル口から噴射せしめるようにした燃料
噴射装置において、燃料供給口とノズル口との間の圧縮
空気通路内に燃料を保持可能な絞り部を設けている。According to the present invention, in order to solve the above-described problems, a nozzle port that can be opened and closed at one end of a compressed air passage is formed, and fuel supplied into the compressed air passage from a fuel supply port provided in the middle of the compressed air passage is provided. In the fuel injection device which is made to inject from the nozzle port by the compressed air supplied into the compressed air passage, a throttle portion capable of holding the fuel in the compressed air passage between the fuel supply port and the nozzle port is provided. Provided.
燃料供給口から圧縮空気通路内に供給された燃料の大
部分は圧縮空気通路の絞り部に付着し、ノズル口にはほ
とんど燃料が溜まらない。このため、ノズル口が開弁さ
れると、液状のままノズル口から押し出される燃料はほ
とんどない。一方、ノズル口が開弁されると絞り部に付
着した燃料は、圧縮空気と混合しかつ微粒化され、圧縮
空気と共にノズル口から噴出せしめられる。Most of the fuel supplied from the fuel supply port into the compressed air passage adheres to the throttle portion of the compressed air passage, and almost no fuel is accumulated at the nozzle port. Therefore, when the nozzle port is opened, almost no fuel is pushed out of the nozzle port while being in a liquid state. On the other hand, when the nozzle port is opened, the fuel adhering to the throttle section is mixed with the compressed air and atomized, and is ejected from the nozzle port together with the compressed air.
第４図および第５図を参照すると、１はシリンダブロ
ック、２はピストン、３はシリンダヘッド、４は燃焼
室、５は一対の給気弁、６は給気ポート、７は一対の排
気弁、８は排気ポート、９は点火栓を夫々示す。シリン
ダヘッド３の内壁面上には排気弁７側の給気弁５周縁部
と弁座間の開口を給気弁５の全開弁期間に亘って閉鎖す
るマスク壁10が形成される。従って給気弁５が開弁する
と新気が矢印Ａで示されるように排気弁７と反対側から
燃焼室４内に流入する。一対の給気弁５の間に位置する
シリンダヘッド３の内壁面上にはエアブラスト弁20が配
置される。Referring to FIGS. 4 and 5, 1 is a cylinder block, 2 is a piston, 3 is a cylinder head, 4 is a combustion chamber, 5 is a pair of air supply valves, 6 is an air supply port, and 7 is a pair of exhaust valves. , 8 denotes an exhaust port, and 9 denotes a spark plug. A mask wall 10 is formed on the inner wall surface of the cylinder head 3 so as to close the opening between the peripheral portion of the supply valve 5 on the exhaust valve 7 side and the valve seat during the full opening period of the supply valve 5. Therefore, when the air supply valve 5 is opened, fresh air flows into the combustion chamber 4 from the side opposite to the exhaust valve 7 as shown by an arrow A. An air blast valve 20 is arranged on the inner wall surface of the cylinder head 3 located between the pair of air supply valves 5.
第１図および第２図はエアブラスト弁20の一部断面側
面図を示す。第１図および第２図を参照すると、エアブ
ラスト弁20のハウジング21内にはまっすぐに延びるニー
ドル挿入孔22が形成され、このニードル挿入孔22内にニ
ードル挿入孔22よりも小径のニードル23が挿入される。
ニードル挿入孔22の一端にはノズル口24が形成され、こ
のノズル口24はニードル23の先端部に形成された弁部25
によって開閉制御される。本実施例ではこのノズル口24
は燃焼室４内に配置される。また、ニードル23にはスプ
リングリテーナ26が固定され、このスプリングリテーナ
26とハウジング21間には圧縮ばね27が挿入される。この
圧縮ばね27のばね力によりノズル口24は通常ニードル23
の弁部25によって閉鎖される。弁部25と反対側のニード
ル23の端部には可動コア28が圧縮ばね29のばね力により
常時当接せしめられており、ハウジング21内には可動コ
ア28を吸引するためのソレノイド30とステータ31が配置
される。ソレノイド30が付勢されると可動コア28がステ
ータ31に向けて移動し、その結果ニードル23が圧縮ばね
27のばね力に抗してノズル口24の方向に移動するのでノ
ズル口24が開口せしめられる。FIG. 1 and FIG. 2 show a partial sectional side view of the air blast valve 20. FIG. Referring to FIGS. 1 and 2, a straight needle insertion hole 22 is formed in a housing 21 of the air blast valve 20, and a needle 23 having a smaller diameter than the needle insertion hole 22 is formed in the needle insertion hole 22. Inserted.
A nozzle port 24 is formed at one end of the needle insertion hole 22, and the nozzle port 24 is formed at a valve section 25 formed at the tip of the needle 23.
Open / close control. In this embodiment, the nozzle port 24
Is disposed in the combustion chamber 4. A spring retainer 26 is fixed to the needle 23.
A compression spring 27 is inserted between 26 and the housing 21. Due to the spring force of the compression spring 27, the nozzle port 24 is
Is closed by the valve portion 25. A movable core 28 is always in contact with the end of the needle 23 opposite to the valve portion 25 by the spring force of a compression spring 29, and a solenoid 30 for sucking the movable core 28 and a stator are provided in the housing 21. 31 is arranged. When the solenoid 30 is energized, the movable core 28 moves toward the stator 31, and as a result, the needle 23
The nozzle port 24 moves in the direction of the nozzle port 24 against the spring force of 27, so that the nozzle port 24 is opened.
一方、ハウジング21内には円筒状をなすノズル室32が
形成される。ノズル室32の一端32aは圧縮空気流入通路3
3を介して圧縮空気源34には連通せしめられ、ノズル室3
2の他端32bは圧縮空気流出通路35を介してニードル挿入
孔22内に連通せしめられる。ノズル室32内には燃料噴射
弁36の噴口37が配置され、更にこの噴口37はノズル室32
内の一端32aと他端32bとの間に位置する。圧縮空気流出
通路35はまっすぐに延びている。噴口37は圧縮空気流出
通路35の軸線上に配置され、噴口37からは圧縮空気流出
通路35の軸線に沿って広がり角の小さな燃料が噴射され
る。圧縮空気流出通路35はノズル口24方向に向けてニー
ドル挿入孔22に対して斜めに延びており、ニードル挿入
孔22に対し20度から45度をなして接続部38でニードル挿
入孔22に斜めに接続される。On the other hand, a cylindrical nozzle chamber 32 is formed in the housing 21. One end 32a of the nozzle chamber 32 is connected to the compressed air inflow passage 3
3 and communicate with the compressed air source 34 via the nozzle chamber 3
The other end 32b of 2 is communicated with the inside of the needle insertion hole 22 via the compressed air outflow passage 35. In the nozzle chamber 32, an injection port 37 of a fuel injection valve 36 is arranged.
Located between one end 32a and the other end 32b. The compressed air outflow passage 35 extends straight. The injection port 37 is disposed on the axis of the compressed air outflow passage 35, and fuel having a small divergence angle is injected from the injection port 37 along the axis of the compressed air outflow passage 35. The compressed air outflow passage 35 extends obliquely with respect to the needle insertion hole 22 toward the nozzle port 24, and forms an angle of 20 to 45 degrees with respect to the needle insertion hole 22 and is oblique to the needle insertion hole 22 at the connection portion 38. Connected to.
第１図において、接続部38より上方のニードル23はニ
ードル挿入孔22の内径とほぼ等しい外径とされ、圧縮空
気および燃料が上方へ向かうことを防止している。一
方、接続部38とノズル口24との間のニードル23にはガイ
ド部39が形成される。第３図にはガイド部39の断面図を
示す。第３図を参照すると、ガイド部39はニードル挿入
孔22の内周面と接触する複数個の円筒部39aと、各円筒
部39a間に形成された複数個の平坦部39bとにより構成さ
れる。これら平坦部39bとニードル挿入孔22間には全長
に亘ってほぼ一様な断面形状を有する絞り通路40が形成
される。In FIG. 1, the needle 23 above the connecting portion 38 has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the needle insertion hole 22 to prevent the compressed air and the fuel from going upward. On the other hand, a guide portion 39 is formed on the needle 23 between the connection portion 38 and the nozzle port 24. FIG. 3 is a sectional view of the guide portion 39. Referring to FIG. 3, the guide portion 39 includes a plurality of cylindrical portions 39a that are in contact with the inner peripheral surface of the needle insertion hole 22, and a plurality of flat portions 39b formed between the cylindrical portions 39a. . A throttle passage 40 having a substantially uniform cross section over the entire length is formed between the flat portion 39b and the needle insertion hole 22.
再び第１図および第２図を参照すると、ニードル挿入
孔22、ノズル室32および圧縮空気流出通路35は圧縮空気
流入通路33を介して圧縮空気源34に連通している。従っ
てこれらニードル挿入孔22、ノズル室32および圧縮空気
流出通路35内は圧縮空気で満たされている。この圧縮空
気中に噴口37から圧縮空気流出通路35の軸線に沿って燃
料が噴射される。噴射燃料は、ニードル23およびニード
ル挿入孔22内壁面に衝突してエマルジョン化する。絞り
通路40の断面積は比較的小さいために大部分の噴射燃料
は絞り通路40の壁面および絞り通路40上流のニードル挿
入孔22内壁面に付着する。このときニードル23先端のノ
ズル口24部分に溜まる燃料は微量となる。次いでソレノ
イド30が付勢されるとニードル23がノズル口24を開弁す
る。ニードル23がノズル口24を開弁するや否やノズル口
24部分に溜まっていた微量の燃料が、ノズル口24から燃
焼室４内に押し出されるかたちで噴出する。またニード
ル23がノズル口24を開弁すると、絞り通路40に付着した
燃料は圧縮空気の圧力によってノズル口24に向かって押
し出される。燃料が押し出されると即座に絞り通路40に
空気通路が形成され、押し出された燃料は圧縮空気流に
よって微粒化され、ノズル口24に向かう。ノズル室32、
圧縮空気流出通路35およびニードル挿入孔22を流れる圧
縮空気は、ニードル挿入孔22および絞り通路40壁面に付
着した燃料を微粒化しかつこの燃料と混合しながらノズ
ル口24に向けて燃料を運び去り、ノズル口24から噴出す
る。従って、ニードル23の開弁直後には、ノズル口24に
溜まった微量の液状燃料が圧縮空気によってノズル口24
から押し出されることになるが、その後すぐに、微粒化
されかつ空気と良く混合した燃料噴霧がノズル口24から
噴出せしめられる。すなわち、ニードル23がノズル口24
を開弁して燃料および空気を噴射する噴射開始初期か
ら、微粒化されかつ空気と良く混合した燃料をノズル口
24から噴出することができ良好な混合気を形成すること
ができる。ニードル23が開弁すると噴射燃料の全てがノ
ズル口24から噴出せしめられ、次いでこれらの全噴射燃
料の噴出が完了すると圧縮空気のみがノズル口24から噴
出せしめられる。次いでソレノイド30が消勢されてニー
ドル23がノズル口24が閉弁する。従ってニードル23が閉
弁せしめられる直前には空気のみがノズル口24から噴出
せしめられている。ニードル23が閉弁する直前に燃料が
依然としてノズル口24から噴出しているとニードル23閉
弁時にノズル口24の開口面積が小さくなって圧縮空気の
流速が低下したときに燃料が微粒化されず、液状燃料が
ノズル口24周りに付着する。このように液状燃料がノズ
ル口24周りに付着するとノズル口24周りにカーボンが堆
積し、燃料噴射作用を阻害することになる。しかしなが
ら本実施例ではニードル23が閉弁する直前には圧縮空気
のみしか噴出しないのでノズル口24の周りに液状燃料が
付着することがなく、従ってノズル口24周りにカーボン
が堆積する危険性はない。Referring again to FIGS. 1 and 2, the needle insertion hole 22, the nozzle chamber 32, and the compressed air outflow passage 35 communicate with a compressed air source 34 via a compressed air inflow passage 33. Accordingly, the inside of the needle insertion hole 22, the nozzle chamber 32 and the compressed air outflow passage 35 are filled with compressed air. Fuel is injected into the compressed air from the injection port 37 along the axis of the compressed air outflow passage 35. The injected fuel collides with the needle 23 and the inner wall surface of the needle insertion hole 22 to be emulsified. Since the cross-sectional area of the throttle passage 40 is relatively small, most of the injected fuel adheres to the wall surface of the throttle passage 40 and the inner wall surface of the needle insertion hole 22 upstream of the throttle passage 40. At this time, a small amount of fuel is accumulated in the nozzle port 24 at the tip of the needle 23. Next, when the solenoid 30 is energized, the needle 23 opens the nozzle port 24. As soon as the needle 23 opens the nozzle port 24, the nozzle port
A small amount of fuel accumulated in the portion 24 is jetted out of the nozzle port 24 into the combustion chamber 4. When the needle 23 opens the nozzle port 24, the fuel attached to the throttle passage 40 is pushed out toward the nozzle port 24 by the pressure of the compressed air. As soon as the fuel is extruded, an air passage is formed in the throttle passage 40, and the extruded fuel is atomized by the compressed air flow and directed toward the nozzle port 24. Nozzle chamber 32,
The compressed air flowing through the compressed air outflow passage 35 and the needle insertion hole 22 atomizes the fuel attached to the needle insertion hole 22 and the throttle passage 40 wall surface and carries the fuel toward the nozzle port 24 while mixing with the fuel. It gushes from the nozzle port 24. Therefore, immediately after the needle 23 opens, a small amount of liquid fuel accumulated in the nozzle port 24 is compressed by the compressed air.
Immediately thereafter, the fuel atomized and well mixed with air is ejected from the nozzle port 24. That is, the needle 23 is
From the beginning of injection, injecting fuel and air, from the beginning of injection, the fuel atomized and mixed well with air
It can be blown out from 24 to form a good air-fuel mixture. When the needle 23 is opened, all of the injected fuel is ejected from the nozzle port 24. When the ejection of all the injected fuel is completed, only the compressed air is ejected from the nozzle port 24. Next, the solenoid 30 is deenergized, and the nozzle 23 of the needle 23 closes. Therefore, just before the needle 23 is closed, only air is ejected from the nozzle port 24. If the fuel is still ejected from the nozzle port 24 immediately before the needle 23 closes, the fuel is not atomized when the flow area of the compressed air decreases due to a decrease in the opening area of the nozzle port 24 when the needle 23 closes. Then, the liquid fuel adheres around the nozzle port 24. As described above, when the liquid fuel adheres around the nozzle port 24, carbon is deposited around the nozzle port 24, which hinders the fuel injection action. However, in this embodiment, only compressed air is ejected immediately before the needle 23 closes, so that no liquid fuel adheres around the nozzle port 24, and therefore there is no danger of carbon being deposited around the nozzle port 24. .
第５図はエアブラスト弁20を２サイクル機関に適用し
た場合を示しており、エアブラスト弁20からの燃料噴射
は給気弁５が開弁する少し手前から開始される。機関低
負荷運転時には燃焼室４内に流入する新気Ａの流速が遅
いために噴射燃料は点火栓９の周りに集り、斯くして良
好な着火が行なわれる。一方、機関高負荷運転時には新
気Ａの流速が速いために強力なループ掃気が行なわれ、
しかも噴射燃料がループ状に流れる新気流Ａによって燃
焼室４の内壁面に沿い運ばれるので燃料室４内には均一
混合気が形成される。その結果、機関高出力を確保する
ことができる。FIG. 5 shows a case in which the air blast valve 20 is applied to a two-stroke engine. The fuel injection from the air blast valve 20 is started slightly before the air supply valve 5 opens. During low engine load operation, the injected fuel collects around the spark plug 9 because the flow velocity of the fresh air A flowing into the combustion chamber 4 is low, and thus good ignition is performed. On the other hand, during high engine load operation, a strong loop scavenging is performed because the flow rate of fresh air A is high,
Moreover, since the injected fuel is carried along the inner wall surface of the combustion chamber 4 by the new air flow A flowing in a loop, a uniform mixture is formed in the fuel chamber 4. As a result, high engine output can be secured.
第６図には、燃料噴射弁36からの計量燃料噴射量と、
ノズル口24から噴出される空気流量との関係を示す。従
来、燃料噴射弁36によって計量された燃料の大部分がノ
ズル口24部分に溜まっている場合には、燃料を空気圧に
よってノズル口24から液状のまま押し出すこととなり、
ノズル口24からの燃料噴射開始初期の燃料の微粒化およ
び空気との混合は良好でなかった。また、燃料を押し出
した後でないと、空気がノズル口24から流出しないた
め、第６図に示されるように、燃料噴射量が増大するに
つれて空気流量が減少するという傾向があった。本実施
例では、ノズル口24にほとんど燃料が溜まらず、ノズル
口24部分の微量の液状燃料をノズル口24から押し出した
後には、空気流路が燃料によって塞がれず、空気が燃料
を伴なってノズル口24から流出することができる。従っ
て、第６図に示されるように空気流量は燃料噴射量によ
ってはほとんど変化せず、一点鎖線で示すように空気流
量の最大流量を従来に比べて低下させることができる。FIG. 6 shows the measured fuel injection amount from the fuel injection valve 36,
The relationship with the flow rate of air ejected from the nozzle port 24 is shown. Conventionally, when most of the fuel measured by the fuel injection valve 36 is stored in the nozzle port 24, the fuel is pushed out of the nozzle port 24 in a liquid state by air pressure,
At the beginning of the fuel injection from the nozzle port 24, the atomization of the fuel and the mixing with the air were not good. Also, the air does not flow out of the nozzle port 24 until the fuel is extruded, and therefore, as shown in FIG. 6, the air flow tends to decrease as the fuel injection amount increases. In the present embodiment, fuel hardly accumulates in the nozzle port 24, and after a small amount of liquid fuel in the nozzle port 24 is pushed out from the nozzle port 24, the air flow path is not blocked by the fuel, and the air accompanies the fuel. Through the nozzle port 24. Therefore, as shown in FIG. 6, the air flow rate hardly changes depending on the fuel injection amount, and the maximum air flow rate can be reduced as compared with the conventional air flow rate as shown by the dashed line.
第７図には第２の実施例を示す。第７図を参照する
と、１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリン
ダヘッド、４は燃焼室、５は給気弁、６は給気シート、
７は排気弁、８は排気ポート、９は点火栓、50は燃料噴
射装置を夫々示す。燃料噴射装置50のハウジング51はシ
リンダヘッド３を貫通して燃料室４の内壁面まで延びる
筒状部51aと、筒状部51aの上端部に固着されたヘッド部
51bとにより構成され、ヘッド部51bには燃料噴射弁52と
空気噴射弁53とが取付けられる。ハウジング筒状部51a
内にはほぼ直線状に延びる燃料空気供給孔54が形成さ
れ、この燃料空気供給孔54の上端部に燃料噴射弁52のノ
ズル孔が配置される。燃料噴射弁52のノズル孔からは燃
料空気供給孔54の軸線に沿ってほとんど広がり角を有さ
ない棒状の燃料が噴射される。また、燃料空気供給孔54
の上端部には空気供給孔55が連結され、この空気供給孔
55の端部には空気噴射弁53のノズル孔が配置される。空
気噴出弁53から噴出された加圧空気は空気供給孔55を介
して燃料空気供給孔54内に供給される。一方、ハウジン
グ筒状部51aの下端部には燃焼室４内に開口するノズル
口56が形成され、更にハウジング筒状部51a内にはノズ
ル口56の開閉制御を行なう自動開閉弁57が配置される。FIG. 7 shows a second embodiment. Referring to FIG. 7, 1 is a cylinder block, 2 is a piston, 3 is a cylinder head, 4 is a combustion chamber, 5 is an air supply valve, 6 is an air supply seat,
Reference numeral 7 denotes an exhaust valve, 8 denotes an exhaust port, 9 denotes a spark plug, and 50 denotes a fuel injection device. The housing 51 of the fuel injection device 50 has a cylindrical portion 51a extending through the cylinder head 3 to the inner wall surface of the fuel chamber 4, and a head portion fixed to the upper end of the cylindrical portion 51a.
The fuel injection valve 52 and the air injection valve 53 are attached to the head portion 51b. Housing tubular part 51a
A fuel air supply hole 54 extending substantially linearly is formed therein, and a nozzle hole of the fuel injection valve 52 is disposed at an upper end of the fuel air supply hole 54. From the nozzle hole of the fuel injection valve 52, rod-shaped fuel having almost no divergence angle is injected along the axis of the fuel air supply hole. Also, the fuel air supply hole 54
An air supply hole 55 is connected to the upper end of the air supply hole.
A nozzle hole of the air injection valve 53 is disposed at an end of the nozzle 55. The pressurized air ejected from the air ejection valve 53 is supplied into the fuel air supply hole 54 via the air supply hole 55. On the other hand, a nozzle port 56 that opens into the combustion chamber 4 is formed at the lower end of the housing tubular section 51a, and an automatic opening / closing valve 57 that controls the opening and closing of the nozzle port 56 is disposed inside the housing tubular section 51a. You.
第８図から第10図を参照すると自動開閉弁57はきのこ
弁の形をした弁体58と、燃料空気供給孔54内をその軸線
方向に延びる弁軸59と、弁軸59の頂部に取付けられたス
プリングリテーナ60と、スプリングリテーナ60を常時上
方に向けて付勢する圧縮ばね61からなる。第８図に示さ
れるようにノズル口56は圧縮ばね61のばね力により弁体
58によって通常閉鎖されている。燃料空気供給孔54はス
プリングリテーナ60の近傍から燃料噴射弁52（第７図）
まで延びるほぼ一様断面の小径部54aと、弁軸59の上端
部周りに上方に向かって形成された大径部54bとを具備
し、この大径部54b内にスプリングリテーナ60が配置さ
れる。大径部54bの上端部54cは上方に向けて次第に断面
積が減少する漏斗状をなしており、この上端部54cは小
径部54aの下端部に連結される。大径部54b内にはスプリ
ングリテーナ60よりも大きな径を有する案内部材62が嵌
着される。この案内部材62は筒状部63と頭部64からな
り、頭部64は上方に向けて断面積が徐々に減少する円錐
状をなす。一方、筒状部63は大径部54bの内周面と接触
する複数個の円筒部63aと、各円筒部63間に形成された
複数個の平坦部63bとにより構成される。これら平坦部6
3bと大径部54b間には全長に亘ってほぼ一様な断面形状
を有する絞り通路65が形成される。また、案内部材62の
頭部64と大径部上端部54c間には全体に亘ってほぼ一様
な隙間間隔を有する絞り通路66が形成される。Referring to FIGS. 8 to 10, the automatic on-off valve 57 is a mushroom valve-shaped valve body 58, a valve shaft 59 extending in the axial direction in the fuel air supply hole 54, and mounted on the top of the valve shaft 59. The spring retainer 60 includes a compression spring 61 that constantly biases the spring retainer 60 upward. As shown in FIG. 8, the nozzle port 56 is
Usually closed by 58. The fuel air supply hole 54 extends from the vicinity of the spring retainer 60 to the fuel injection valve 52 (FIG. 7).
A large-diameter portion 54b extending upwardly around the upper end of the valve shaft 59, and a spring retainer 60 is disposed in the large-diameter portion 54b. . The upper end 54c of the large diameter portion 54b has a funnel shape whose cross-sectional area gradually decreases upward, and the upper end 54c is connected to the lower end of the small diameter portion 54a. A guide member 62 having a larger diameter than the spring retainer 60 is fitted in the large diameter portion 54b. The guide member 62 includes a cylindrical portion 63 and a head portion 64, and the head portion 64 has a conical shape whose cross-sectional area gradually decreases upward. On the other hand, the cylindrical portion 63 includes a plurality of cylindrical portions 63a that are in contact with the inner peripheral surface of the large diameter portion 54b, and a plurality of flat portions 63b formed between the cylindrical portions 63. These flats 6
A throttle passage 65 having a substantially uniform cross-sectional shape over the entire length is formed between 3b and the large diameter portion 54b. In addition, between the head 64 of the guide member 62 and the upper end 54c of the large-diameter portion, there is formed a throttle passage 66 having a substantially uniform gap interval over the whole.
第７図は本発明を２サイクル内燃機関に適用した場合
を示しており、第11図はその場合の給気弁５の開弁時
期、排気弁７の開弁時期、燃料噴射弁52からの燃料噴射
時期および空気噴射弁53からの空気噴射時期を示してい
る。第11図に示されるように空気噴射は例えば給気弁５
が閉弁する少し前に開始され、燃料噴射は空気噴射が完
了した後次の空気噴射が開始されるまでの間の任意のタ
イミングで行なわれる。FIG. 7 shows a case where the present invention is applied to a two-stroke internal combustion engine. FIG. 11 shows a case where the intake valve 5 opens, the exhaust valve 7 opens, and the fuel injection valve 52 The timing of fuel injection and the timing of air injection from the air injection valve 53 are shown. As shown in FIG. 11, the air injection
Is started shortly before the valve closes, and fuel injection is performed at an arbitrary timing after the air injection is completed and before the next air injection is started.
燃料噴射弁52から案内部材62に向けて燃料が噴射され
る。絞り通路65,66の断面積は比較的小さなために大部
分の噴射燃料は絞り通路65,66の内周壁面および外周壁
面上に付着し、ノズル口56部分にはほとんど燃料が溜ま
らない。次いで空気噴射弁53から圧縮空気が噴射される
と第８図において鎖線で示すように弁体58がノズル口56
を開口する。このとき、絞り通路65,66の断面積が小さ
いために空気が絞り通路65,66内を高速度で流れ、この
とき付着燃料が噴出空気により微粒化せしめられて噴出
空気により持ち去られる。従ってノズル口56から空気の
噴出が開始されるとただちに微粒化された燃料の噴出が
開始される。この実施例では絞り通路65,66内において
第１段階の燃料の微粒化が行なわれ、ノズル口36から噴
出される際に第２段階の微粒化が行なわれる。このよう
に２段階の微粒化が行なわれるために良好な燃料の微粒
化を確保することができる。Fuel is injected from the fuel injection valve 52 toward the guide member 62. Since the cross-sectional areas of the throttle passages 65 and 66 are relatively small, most of the injected fuel adheres to the inner peripheral wall surface and the outer peripheral wall surface of the throttle passages 65 and 66, and little fuel is accumulated in the nozzle port 56. Next, when compressed air is injected from the air injection valve 53, as shown by a chain line in FIG.
Open. At this time, since the cross-sectional area of the throttle passages 65 and 66 is small, air flows in the throttle passages 65 and 66 at a high speed, and at this time, the attached fuel is atomized by the jet air and carried away by the jet air. Therefore, as soon as the ejection of air from the nozzle port 56 is started, the ejection of atomized fuel is started. In this embodiment, the first stage atomization of the fuel is performed in the throttle passages 65 and 66, and the second stage atomization is performed when the fuel is ejected from the nozzle port 36. Since the two-stage atomization is performed as described above, good atomization of the fuel can be ensured.
なお、このとき第11図に示されるように排気弁７は既
に閉弁しているので噴射燃料が排気ポート８内に吹き抜
けることはない。At this time, as shown in FIG. 11, since the exhaust valve 7 has already been closed, the injected fuel does not flow into the exhaust port 8.
第12図から第14図に案内部材62の頭部64の形状の種々
の実施例を示す。12 to 14 show various embodiments of the shape of the head 64 of the guide member 62. FIG.
第12図に示す実施例では円錐状をなす頭部64の頂角θ
１が円錐状をなす大径部上端部54cの頂角θ２よりも大
きく形成されている。従ってこの実施例では絞り通路66
の隙間間隔が下流に向かうに従って次第に狭くなる。In the embodiment shown in FIG. 12, the vertex angle θ of the conical head 64
1 is larger than the apex angle theta 2 of the large diameter upper portion 54c which forms a conical shape. Therefore, in this embodiment, the throttle passage 66
Becomes gradually narrower toward the downstream.
一方、第13図に示す実施例では頭部64が円錐台形に形
成され、第14図に示す実施例では頭部64が球状に形成さ
れる。On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 13, the head 64 is formed in a truncated cone shape, and in the embodiment shown in FIG. 14, the head 64 is formed in a spherical shape.
なお、これまで本発明を直噴式２サイクル内燃機関に
適用した場合を例にとって説明してきたが本発明を４サ
イクル機関に適用しうることは云うまでもなく、給気ポ
ート或いは吸気ポート内に燃料噴射を行なう場合にも適
用しうることも云うまでもない。The case where the present invention is applied to a direct injection two-cycle internal combustion engine has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can be applied to a four-cycle engine. It goes without saying that the present invention can be applied to the case of performing injection.
圧縮空気通路内に供給された燃料は、ほとんどノズル
口に溜まらないので、ノズル口を開弁した初期から、微
粒化が良好でかつ空気との混合が良好な燃料噴霧をノズ
ル口から噴出することができる。Since the fuel supplied into the compressed air passage hardly accumulates in the nozzle port, from the initial stage of opening the nozzle port, a fuel spray with good atomization and good mixing with air is ejected from the nozzle port. Can be.
第１図は第１の実施例のエアブラスト弁の要部拡大断面
図、第２図は第１の実施例のエアブラスト弁の一部断面
側面図、第３図は第１図のIII−III線に沿ってみた拡大
断面図、第４図はシリンダヘッド内壁面の底面図、第５
図は第１の実施例の２サイクル機関の側面断面図、第６
図は燃料噴射量と空気流量との関係を示す線図、第７図
は第２の実施例の２サイクル機関の側面断面図、第８図
は第７図に示す燃料噴射装置の先端部の拡大側面断面
図、第９図は第８図のIX−IX線に沿ってみた断面図、第
10図は案内部材の斜視図、第11図は給排気弁の開弁時期
等を示す線図、第12図は更に別の実施例を示す燃料噴射
装置の先端部の拡大側面断面図、第13図は更に別の実施
例を示す燃料噴射装置の先端部の拡大側面断面図、第14
図は更に別の実施例を示す燃料噴射装置の先端部の拡大
側面断面図である。 20……エアブラスト弁、 24,56……ノズル口、32……ノズル室、 33……圧縮空気流入通路、 34……圧縮空気源、35……圧縮空気流出通路、 36,52……燃料噴射弁、39……ガイド部、 40,65,66……絞り通路、 50……燃料噴射装置、53……空気噴射弁、 54……燃料空気供給孔、 62……案内部材。FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of the air blast valve of the first embodiment, FIG. 2 is a partial sectional side view of the air blast valve of the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line III, FIG. 4 is a bottom view of the cylinder head inner wall surface, and FIG.
The figure is a side sectional view of the two-stroke engine of the first embodiment,
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the fuel injection amount and the air flow rate, FIG. 7 is a side sectional view of the two-cycle engine of the second embodiment, and FIG. 9 is an enlarged side sectional view, FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG.
FIG. 10 is a perspective view of a guide member, FIG. 11 is a diagram showing valve opening timing of a supply / exhaust valve, etc., and FIG. 12 is an enlarged side sectional view of a tip portion of a fuel injection device showing still another embodiment. FIG. 13 is an enlarged side sectional view of a tip portion of a fuel injection device showing still another embodiment,
The figure is an enlarged side sectional view of a tip portion of a fuel injection device showing still another embodiment. 20 ... Air blast valve, 24,56 ... Nozzle port, 32 ... Nozzle chamber, 33 ... Compressed air inflow passage, 34 ... Compressed air source, 35 ... Compressed air outflow passage, 36,52 ... Fuel Injection valve, 39 guide part, 40, 65, 66 throttle passage, 50 fuel injection device, 53 air injection valve, 54 fuel air supply hole, 62 guide member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 調 尚孝 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63−12879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−167071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13776（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−500323（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Naotaka Tori 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (56) References JP-A-63-12879 (JP, A) JP-A-63-167071 (JP, A) JP-A-63-13776 (JP, A) JP-T-63-500323 (JP, A)
Claims (1)
を形成し、前記圧縮空気通路の途中に設けられた燃料供
給口から前記圧縮空気通路内に供給された燃料を、前記
圧縮空気通路内に供給された圧縮空気によって、前記ノ
ズル口から噴射せしめるようにした燃料噴射装置におい
て、前記燃料供給口と前記ノズル口との間の前記圧縮空
気通路内に燃料を保持可能な絞り部を設けた内燃機関の
燃料噴射装置。1. A compressed air passage having a nozzle port openable and closable at one end of the compressed air passage, and supplying fuel supplied into the compressed air passage from a fuel supply port provided in the middle of the compressed air passage. A compressed air supplied into the fuel injection device, wherein a throttle portion capable of holding fuel is provided in the compressed air passage between the fuel supply port and the nozzle port. Fuel injection device for an internal combustion engine.
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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-
1989
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| Publication number | Publication date |
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