JP3040596B2 - Engine fuel supply - Google Patents
Engine fuel supplyInfo
- Publication number
- JP3040596B2 JP3040596B2 JP4131296A JP13129692A JP3040596B2 JP 3040596 B2 JP3040596 B2 JP 3040596B2 JP 4131296 A JP4131296 A JP 4131296A JP 13129692 A JP13129692 A JP 13129692A JP 3040596 B2 JP3040596 B2 JP 3040596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- air
- region
- spray angle
- fuel ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃焼室ごと
にP吸気ポートおよびS吸気ポートが設けられ、S吸気
ポート側の吸気通路に低負荷運転領域で閉じる開閉弁が
設けられた燃料供給装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel supply system in which a P intake port and an S intake port are provided for each combustion chamber of an engine, and an on-off valve is provided in an intake passage on the side of the S intake port to close in a low load operation region. It concerns the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、この種のエンジンの燃料供給装
置では、低負荷運転領域でP吸気ポートからのみエアを
上記燃焼室に供給する一方、高負荷運転領域で上記開閉
弁を開いてP,Sの両吸気ポートからエアを供給するこ
とが行われている。すなわち、低負荷運転領域におい
て、S吸気ポートからのエア流を止めることによりP吸
気ポートからの十分な吸気流速を確保して燃焼室内での
スワールの生成を図る一方、高負荷運転領域において、
P,Sの両吸気ポートから吸気の十分な充填効率を確保
するものである。2. Description of the Related Art In general, in a fuel supply system for an engine of this type, air is supplied to the combustion chamber only from a P intake port in a low load operation range, while the P / O is opened by opening the on-off valve in a high load operation range. Air is supplied from both intake ports of S. That is, in the low load operation region, the air flow from the S intake port is stopped to secure a sufficient intake flow velocity from the P intake port to generate swirl in the combustion chamber, while in the high load operation region,
A sufficient filling efficiency of the intake air from both the P and S intake ports is ensured.
【0003】そして、このような燃料供給装置におい
て、従来より、P吸気ポート側の吸気通路に燃料噴射弁
を設け、かつ、この燃料噴射弁の位置をS吸気ポート側
にオフセットさせたものが知られている(例えば、特公
平2−20828号公報参照)。これは、上記燃料噴射
弁からの噴射燃料をP吸気ポートの壁面に衝突させて吸
気との接触面積を増大させることにより、低負荷運転領
域での気化の促進を図り、ひいては燃焼性の向上を図る
ものである。この他、P,Sの両吸気ポートの各吸気通
路に燃料噴射弁を設け、P吸気ポート側の燃料噴射弁の
噴霧角を大に、S吸気ポート側の燃料噴射弁の噴霧角を
小にそれぞれ設定したものも知られている(実開昭61
−169271号公報参照)。これは、低負荷運転領域
において、上記P吸気ポート側の燃料噴射弁からの燃料
を大噴霧角で噴射させることにより燃料とエアとの気
化、霧化の促進を図る一方、高負荷運転領域において、
S吸気ポート側の燃料噴射弁からの燃料を小噴霧角で噴
射させることにより、吸気抵抗を低減させて上記充填効
率のより一層の向上を図るものである。[0003] In such a fuel supply apparatus, there is conventionally known a fuel supply apparatus in which a fuel injection valve is provided in an intake passage on a P intake port side and the position of the fuel injection valve is offset to an S intake port side. (For example, see Japanese Patent Publication No. 2-20828). This is because the fuel injected from the fuel injection valve collides with the wall surface of the P intake port to increase the contact area with the intake air, thereby promoting the vaporization in the low load operation range, and thus improving the combustibility. It is intended. In addition, a fuel injection valve is provided in each of the intake passages of the P and S intake ports to increase the spray angle of the P injector side fuel injection valve and to decrease the spray angle of the S intake port side fuel injector. It is also known that each one is set.
169271). This is because in the low-load operation region, the fuel from the fuel injection valve on the P intake port side is injected at a large spray angle to promote the vaporization and atomization of the fuel and air, while in the high-load operation region. ,
By injecting the fuel from the fuel injection valve on the S intake port side at a small spray angle, the intake resistance is reduced, and the charging efficiency is further improved.
【0004】つまり、従来のエンジンの燃料供給装置
は、S吸気ポートからの吸気を止めた低負荷運転領域に
おいて、気化、霧化を促進するほど、その低負荷運転領
域での燃焼安定性の向上に寄与しうるものであるとの考
え方に基いている。このため、P吸気ポート側の燃料噴
射弁から噴射する燃料の噴霧角を大にして吸気と接触す
る領域を大にしたり、P吸気ポートの壁面に衝突させて
吸気との接触面積を増大させたりしている。That is, in the conventional fuel supply system for an engine, in a low-load operation region in which the intake from the S intake port is stopped, the more the gasification and the atomization are promoted, the more the combustion stability in the low-load operation region is improved. It is based on the idea that it can contribute to For this reason, the spray angle of the fuel injected from the fuel injection valve on the side of the P intake port is increased to increase the area in contact with the intake air, or the collision area with the wall surface of the P intake port increases the contact area with the intake air. doing.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、エミ
ッション性能および燃費性能の向上を図るために、理論
空燃比よりもリーン側の空燃比にした混合気を燃焼させ
る、いわゆるリーンバーンの達成が要求されている。こ
の場合、特に、低負荷運転領域において、供給される混
合気が少ない上、さらに、その混合気が稀薄化されるた
め、特に、着火性の維持、向上を図る必要がある。従っ
て、1つの燃焼室に2つの吸気ポートを設け、その燃焼
室の略中央部に点火プラグを配置したエンジンにおい
て、特に、低負荷運転領域での着火性向上を図るため
に、上記点火プラグの回りに比較的リッチな混合気層を
形成する成層化を十分に図る必要がある。In recent years, in order to improve emission performance and fuel consumption performance, it has been required to achieve a so-called lean burn in which an air-fuel mixture having an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is burned. Have been. In this case, particularly in the low load operation region, the supplied air-fuel mixture is small and the air-fuel mixture is diluted, so that it is necessary to particularly maintain and improve the ignitability. Therefore, in an engine in which two intake ports are provided in one combustion chamber, and an ignition plug is arranged at a substantially central portion of the combustion chamber, particularly, in order to improve the ignitability in a low load operation range, the ignition plug is used. It is necessary to sufficiently stratify the surrounding air to form a relatively rich mixture layer.
【0006】しかし、上記P吸気ポート側に設ける燃料
噴射弁をS吸気ポート側にオフセットして配置したもの
では、気化、霧化の促進は図れるものの、その気化され
た燃料の本体部分はスワールにのって燃焼室の円周側位
置に流されてしまい、燃焼室の略中央部に配置された点
火プラグに対して成層化を十分に図ることができない。
このため、着火性が不十分となるおそれがある。また、
上記P吸気ポート側に設ける燃料噴射弁を大噴霧角にし
たものでは、気化、霧化の促進は図れるものの、その気
化された燃料の本体部分が上記のものと同様にスワール
にのってしまい、成層化を十分に図ることができない。However, if the fuel injection valve provided on the P intake port side is arranged offset to the S intake port side, vaporization and atomization can be promoted, but the main body of the vaporized fuel is swirled. As a result, the spark plug is flown to the circumferential side position of the combustion chamber, and it is not possible to sufficiently stratify the ignition plug disposed substantially at the center of the combustion chamber.
For this reason, the ignitability may be insufficient. Also,
If the fuel injection valve provided on the P intake port side has a large spray angle, vaporization and atomization can be promoted, but the main body of the vaporized fuel will be swirled similarly to the above. However, stratification cannot be sufficiently achieved.
【0007】一方、高負荷運転領域において、出力の増
大要求に応じて、空燃比をリッチ側に補正する場合、燃
焼室内での燃料と空気との十分なミキシングを図る必要
がある。また、この場合、リーンバーン状態から出力増
大要求に応じて空燃比をリッチ側に徐々に増大させる
と、その途中段階で窒素酸化物(NOx)が一時的に増
大するという不都合がある。On the other hand, when the air-fuel ratio is corrected to the rich side in response to a request for increasing the output in a high load operation region, it is necessary to sufficiently mix the fuel and air in the combustion chamber. In this case, if the air-fuel ratio is gradually increased from the lean burn state to the rich side in response to an output increase request, there is a disadvantage that nitrogen oxides (NOx) temporarily increase in the middle of the process.
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、低負荷運転領
域における成層化の促進を図ることにより着火性、燃焼
安定性の向上を図り、良好なリーンバーンを達成すると
ともに、高負荷運転領域におけるミキシングの向上を図
り、全体として燃費改善を図ることにある。また、他の
目的とするところは、低負荷運転領域から高負荷運転領
域への移行に際してNOx発生の増大を抑制することに
ある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve ignitability and combustion stability by promoting stratification in a low-load operation region. It is another object of the present invention to achieve good lean burn, improve mixing in a high load operation range, and improve fuel economy as a whole. Another object is to suppress an increase in NOx generation when shifting from a low load operation range to a high load operation range.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、特に、低負荷運転領域にお
けるリーンバーンの安定性を図るために、気化、霧化の
促進を図るよりも、むしろ、成層化の促進による着火性
の向上を図ることの方がより重要である点に着目したも
のである。そして、エンジンの燃焼室に、この燃焼室に
スワールを生成させるスワール生成用のP吸気ポート
と、S吸気ポートとが互いに独立して開口され、P吸気
通路がP吸気ポートを介して連通され、かつ、S吸気通
路がS吸気ポートを介して連通されており、上記S吸気
通路に低負荷運転領域で閉じる開閉弁が設けられたもの
を前提とし、このものにおいて、以下の燃料噴射弁と、
空燃比設定手段と、噴霧角変更手段とを備える構成とす
るものである。すなわち、上記燃料噴射弁を、P吸気通
路およびS吸気通路の内のP吸気通路に設け、かつ、そ
の噴射中心軸を上記燃焼室におけるP吸気ポートの開口
部の中心位置より上記燃焼室の略中心部に配置された点
火プラグ寄りに指向するように配置する。また、上記空
燃比設定手段を、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で
燃料供給が行われるリーン領域を上記開閉弁が閉状態と
なる低負荷運転領域に設定し、かつ、上記理論空燃比よ
りもリッチ側の空燃比で燃料供給が行われるリッチ領域
を上記開閉弁が開状態となる他の運転領域に設定するよ
うに構成する。さらに、上記噴霧角変更手段を、上記空
燃比設定手段により設定されたリーン領域で、上記燃料
噴射弁の噴射中心軸を中心として燃料が拡散される範囲
の内角である噴霧角をリッチ領域における噴霧角よりも
小さくするように構成する。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 promotes vaporization and atomization, particularly in order to achieve the stability of lean burn in a low load operation range. Rather, they focus on the point that it is more important to improve ignitability by promoting stratification. The swirl-generating P intake port for generating swirl in the combustion chamber and the S intake port are opened independently of each other in the combustion chamber of the engine, and the P intake passage is communicated through the P intake port. In addition, it is assumed that the S intake passage is communicated through the S intake port, and that the S intake passage is provided with an opening / closing valve that closes in a low-load operation range.
The configuration includes air-fuel ratio setting means and spray angle changing means. That is, the fuel injection valve is provided in the P intake passage of the P intake passage and the S intake passage, and its injection center axis is positioned approximately at the center of the opening of the P intake port in the combustion chamber. It is arranged so as to be directed toward the spark plug located at the center. Further, the air-fuel ratio setting means sets a lean region in which fuel is supplied at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to a low-load operation region in which the on-off valve is closed, and A rich region in which fuel supply is performed at an air-fuel ratio richer than that is set to another operation region in which the on-off valve is opened. Further, the spray angle changing means sets the spray angle, which is an inner angle of a range in which fuel is diffused around the injection center axis of the fuel injection valve, in a lean area set by the air-fuel ratio setting means, to a spray area in a rich area. It is configured to be smaller than the corner.
【0010】また、請求項2記載の発明は、上記請求項
1記載の発明において、空燃比設定手段を、リーン領域
と、このリーン領域に隣接して領域設定されるリッチ領
域とを運転状態に応じて相互に切換えるように構成す
る。そして、噴霧角変更手段を、上記空燃比設定手段で
のリーン領域からリッチ領域への切換に同期してリーン
領域の噴霧角よりも大きい噴霧角に変更するように構成
するものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio setting means sets an operating state between a lean region and a rich region which is set adjacent to the lean region. It is configured to switch between them in response to each other. The spray angle changing means is configured to change the spray angle to a spray angle larger than the lean angle in synchronization with the switching from the lean region to the rich region by the air-fuel ratio setting device.
【0011】さらに、請求項3記載の発明は、上記請求
項1記載の発明における噴霧角および噴射中心軸の方向
をより具体的に特定したものである。すなわち、リーン
領域における噴霧角をP吸気ポートの壁面に衝突しない
範囲に設定し、かつ、上記噴射中心軸を上記点火プラグ
近傍を指向させて設定する構成とするものである。Further, the invention according to claim 3 specifies the spray angle and the direction of the injection center axis in the invention according to claim 1 more specifically. That is, the spray angle in the lean region is set to a range that does not collide with the wall surface of the P intake port, and the injection center axis is set so as to be directed to the vicinity of the ignition plug.
【0012】[0012]
【作用】上記の構成により、請求項1記載の発明では、
低負荷運転領域にある場合、開閉弁が閉じられてP吸気
通路からの吸気により燃焼室にスワールが生成される。
併せて、空燃比設定手段によりリーン領域の設定が行わ
れてリーン側の空燃比による燃料供給が行われるととも
に、噴霧角変更手段により燃料噴射弁の噴霧角がリッチ
領域よりも小さく変更される。これにより、燃料噴射弁
から点火プラグ寄りに指向された噴射中心軸を中心とす
る比較的狭い範囲で燃料が噴霧されて、その噴霧された
燃料の本体部分が上記スワールに載らずに点火プラグの
近傍に到達される。このため、リーン領域での空燃比設
定が行われていても、上記点火プラグの近傍にリッチな
混合気を形成する成層化が確実に図られ、着火性の向上
が図られる。これにより、リーンバーンにおける燃焼安
定性の向上が図られ、さらに、着火性の向上が図られる
分、リーン領域の高負荷側への拡大が図られる。According to the above-mentioned structure, according to the first aspect of the present invention,
When the engine is in the low load operation range, the on-off valve is closed, and swirl is generated in the combustion chamber by the intake air from the P intake passage.
At the same time, the lean area is set by the air-fuel ratio setting means, fuel is supplied by the air-fuel ratio on the lean side, and the spray angle of the fuel injection valve is changed to be smaller than the rich area by the spray angle changing means. As a result, the fuel is sprayed in a relatively narrow range centered on the injection center axis directed toward the spark plug from the fuel injection valve, and the main body of the sprayed fuel does not rest on the swirl, and the fuel is sprayed. It is reached near. For this reason, even if the air-fuel ratio is set in the lean region, stratification for forming a rich air-fuel mixture in the vicinity of the ignition plug is reliably achieved, and ignitability is improved. As a result, the combustion stability in the lean burn is improved, and further, the ignitability is improved, and the lean region is expanded toward the high load side.
【0013】一方、運転状態が高負荷運転領域にある場
合、開閉弁が開かれてPおよびSの吸気ポートからの吸
気となるとともに、燃料噴射弁の噴霧角がリーン領域よ
りも大きくなる。このため、上記燃料噴射弁からの噴霧
燃料の拡散範囲が上記リーン領域の範囲よりも拡大し
て、その燃料が上記P吸気ポートからのスワールに載せ
られる。そして、この燃料の載ったスワールが、S吸気
ポートからの吸気により乱されるため、上記P吸気ポー
トからの燃料と空気とのミキシングが行われる。しか
も、上記燃料噴射弁から噴射される燃料は、リッチ領域
の空燃比設定がなされているため、上記ミキシングの促
進と相俟って、上記高負荷運転領域での出力要求が満足
される。On the other hand, when the operation state is in the high load operation region, the on-off valve is opened to take in the air from the P and S intake ports, and the spray angle of the fuel injection valve becomes larger than in the lean region. For this reason, the diffusion range of the fuel sprayed from the fuel injection valve is expanded more than the range of the lean region, and the fuel is loaded on the swirl from the P intake port. Then, the swirl on which the fuel is loaded is disturbed by the intake from the S intake port, so that the fuel and air from the P intake port are mixed. In addition, since the fuel injected from the fuel injection valve is set to the air-fuel ratio in the rich region, the output requirement in the high-load operation region is satisfied together with the promotion of the mixing.
【0014】また、請求項2記載の発明では、上記請求
項1記載の発明による作用に加えて、空燃比設定手段に
おいて上記リーン領域とリッチ領域とが隣り合わせで領
域設定されて、低負荷運転領域〜高負荷運転領域の運転
状態に応じてリーン領域とリッチ領域とに相互に切換え
られる。すなわち、空燃比が徐々に増減されるのではな
く、リーン側およびリッチ側の2つの空燃比間で一気に
変更される。このため、そのリーン側およびリッチ側空
燃比の各値の設定をNOxの発生が最大となる値16付
近を挟んでリーン側およびリッチ側の値を選択すること
により、空燃比を徐々に増減させて上記空燃比値16に
よる燃料供給を行なう場合と比べて、NOxの発生の増
大が抑制される。そして、噴霧角変更手段により、上記
リーン側空燃比とリッチ側空燃比との切換に同期させ
て、燃料噴射弁の噴霧角の大小切換が行われるため、上
記NOx発生の増大抑制がより効果的に行われる。According to the second aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, in the air-fuel ratio setting means, the lean region and the rich region are set adjacent to each other, so that the low load operation region is set. ~ Switch between the lean region and the rich region in accordance with the operation state of the high load operation region. That is, the air-fuel ratio is not gradually increased or decreased, but is changed at once between the two air-fuel ratios on the lean side and the rich side. Therefore, the air-fuel ratio is gradually increased or decreased by setting the values of the lean-side and rich-side air-fuel ratios by selecting the lean-side and rich-side values around the value 16 where the generation of NOx is maximum. As a result, an increase in the generation of NOx is suppressed as compared with the case where the fuel is supplied at the air-fuel ratio value 16. The spray angle changing means switches the spray angle of the fuel injection valve in synchronism with the switching between the lean air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio, so that the increase in NOx generation is more effectively suppressed. Done in
【0015】さらに、請求項3記載の発明では、リーン
領域における噴霧角がP吸気ポートの壁面に衝突しない
範囲に設定されるため噴霧燃料のほぼすべてが燃焼室内
に噴射されるとともに、燃料噴射弁の噴射中心軸が点火
プラグ近傍を指向しているため、上記噴霧燃料の点火プ
ラグまでの到達がより確実に達成され、これにより、上
記請求項1記載の発明による作用がより確実に達成され
る。Further, according to the third aspect of the present invention, since the spray angle in the lean region is set so as not to collide with the wall surface of the P intake port, substantially all of the spray fuel is injected into the combustion chamber and the fuel injection valve is provided. The injection center axis of the fuel injector is directed to the vicinity of the spark plug, so that the spray fuel reaches the spark plug more reliably, whereby the operation according to the invention of claim 1 is more reliably achieved. .
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1および図2は、本発明の実施例に係る
燃料供給装置を適用したエンジンを示す。なお、同図で
は1つのシリンダをのみ示すが他のシリンダについても
同じ構成である。このため、以下、上記1つのシリンダ
についてのみ説明し、他のシリンダについての説明を省
略する。1 and 2 show an engine to which a fuel supply device according to an embodiment of the present invention is applied. Although FIG. 1 shows only one cylinder, the other cylinders have the same configuration. Therefore, hereinafter, only one cylinder will be described, and description of the other cylinders will be omitted.
【0018】同図において、1はエンジンであり、この
エンジン1はシリンダ2を形成するシリンダブロック3
(図2にのみ示す)と、このシリンダブロック3の上面
に接合されたシリンダヘッド4と、上記シリンダ2内を
往復動するピストン5とを備えている。そして、上記シ
リンダ2内において、上記シリンダヘッド4の下面およ
び上記ピストン5の頂面により区画されて燃焼室6が形
成されており、点火プラグ7が上記シリンダヘッド4の
下面の上記燃焼室6に臨む中央位置に取付けられてい
る。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine, and the engine 1 is a cylinder block 3 forming a cylinder 2.
(Shown only in FIG. 2), a cylinder head 4 joined to the upper surface of the cylinder block 3, and a piston 5 reciprocating in the cylinder 2. In the cylinder 2, a combustion chamber 6 is defined by a lower surface of the cylinder head 4 and a top surface of the piston 5, and a spark plug 7 is provided in the combustion chamber 6 on the lower surface of the cylinder head 4. It is installed in the central position facing.
【0019】上記燃焼室6には、P(プライマリ)およ
びS(セカンダリ)の2つの吸気ポート8,9と、2つ
の排気ポート10,11が互いに独立して開口されてい
る。上記各吸気ポート8,9の上記燃焼室6の開口部に
吸気弁12が、また、上記各排気ポート10,11に排
気弁13がそれぞれ設けられている。各吸排気弁12,
13は所定のタイミングで開閉されて上記燃焼室6に吸
気を導入して排気を導出するようになっている。In the combustion chamber 6, two intake ports 8, 9 for P (primary) and S (secondary) and two exhaust ports 10, 11 are opened independently of each other. An intake valve 12 is provided at an opening of the combustion chamber 6 of each of the intake ports 8 and 9, and an exhaust valve 13 is provided at each of the exhaust ports 10 and 11. Each intake and exhaust valve 12,
Reference numeral 13 is opened and closed at a predetermined timing to introduce intake air into the combustion chamber 6 and extract exhaust gas.
【0020】上記2つの吸気ポート8,9は上記シリン
ダ2の軸心Oを通るエンジンの各シリンダの配列方向軸
Lを挟んだ一側に、上記2つの排気ポート10,11は
他側にそれぞれ配置されて、両者8,9、10,11が
相対向するように位置付けられている。そして、上記P
吸気ポート8は上記シリンダ2の内周面の接線方向を指
向するように開口されており、このP吸気ポート8から
の吸気により上記シリンダ2の円周側位置を流れる渦流
であるスワールを生成するようになっている。また、上
記S吸気ポート9は上記P吸気ポート8よりもシリンダ
2の下方を指向するように開口されており、このS吸気
ポート9からの吸気により上記シリンダ2の垂直方向の
渦流であるタンブルを生成するようになっている。The two intake ports 8 and 9 are located on one side of an arrangement axis L of the cylinders of the engine passing through the axis O of the cylinder 2 and the two exhaust ports 10 and 11 are located on the other side. They are arranged so that the two 8, 9, 10, 11 face each other. And the above P
The intake port 8 is opened so as to be directed in a tangential direction of the inner peripheral surface of the cylinder 2, and generates swirl, which is a vortex flowing through the cylinder 2 on the circumferential side position by the intake from the P intake port 8. It has become. Further, the S intake port 9 is opened so as to be directed downward of the cylinder 2 from the P intake port 8, and the tumble which is a vertical vortex of the cylinder 2 is generated by the intake from the S intake port 9. Is to be generated.
【0021】上記P吸気ポート8にはP吸気通路14
が、また、上記S吸気ポート9にはS吸気通路15がそ
れぞれ連通されており、このPおよびSの吸気通路1
4,15は各上流端位置で1つの共通吸気通路16に連
通されている。そして、この共通吸気通路16の上流側
には図示しないエアクリーナ、エアフローメータおよび
スロットル弁などが設けられ、これらを介して上記共通
吸気通路16に外気が導入されて、この外気が上記共通
吸気通路16から分岐して上記PおよびSの2つの吸気
通路14,15に導入されようになっている。The P intake port 8 has a P intake passage 14
The S intake port 9 is in communication with an S intake passage 15.
Reference numerals 4 and 15 communicate with one common intake passage 16 at each upstream end position. An air cleaner, an air flow meter, a throttle valve, and the like (not shown) are provided upstream of the common intake passage 16, and outside air is introduced into the common intake passage 16 through these components. And is introduced into the two intake passages 14 and 15 of P and S.
【0022】上記P吸気通路14の所定位置には燃料噴
射弁17が設けられており、この燃料噴射弁17はコン
トロールユニット18からの出力信号により所定のタイ
ミングおよび所定の空燃比に基いて供給された燃料を噴
射するようになっている。また、上記S吸気通路15の
所定位置にはアクチュエータ19aの駆動により開閉作
動される開閉弁19が設けられており、この開閉弁19
は上記コントロールユニット18からの出力信号により
所定のタイミングで上記S吸気通路15を全開状態また
は全閉もしくは微小開度の閉状態に変換するようになっ
ている。A fuel injection valve 17 is provided at a predetermined position in the P intake passage 14. The fuel injection valve 17 is supplied by an output signal from a control unit 18 at a predetermined timing and a predetermined air-fuel ratio. The fuel is injected. An opening / closing valve 19 which is opened and closed by driving an actuator 19a is provided at a predetermined position of the S intake passage 15.
Is adapted to convert the S intake passage 15 into a fully open state, a fully closed state, or a closed state with a small opening degree at a predetermined timing based on an output signal from the control unit 18.
【0023】上記燃料噴射弁17の噴射中心軸Xは、P
吸気ポート8の燃焼室6への開口部中心位置から上記点
火プラグ7寄りに偏向されて点火プラグ7の近傍を指向
するように設定されている。そして、上記燃料噴射弁1
7には、上記噴射中心軸Xを中心として噴霧される燃料
の拡散範囲である噴霧角を大小の2段階に変更する噴霧
角変更手段20が付設されている。この噴霧角変更手段
20は回転による位置変換により上記燃料噴射弁17の
噴孔径を大小に相互に変更する噴孔径変更部材21と、
この噴孔径変更部材21を回転作動させるアクチュエー
タ22とから構成されている。そして、このアクチュエ
ータ22が上記コントロールユニット18からの出力信
号により駆動されて、上記燃料噴射弁17の噴霧角が所
定のタイミングで変更されるようになっている。The injection center axis X of the fuel injection valve 17 is P
The intake port 8 is set so as to be deflected from the center of the opening to the combustion chamber 6 toward the ignition plug 7 so as to point toward the vicinity of the ignition plug 7. And, the fuel injection valve 1
7 is provided with a spray angle changing means 20 for changing the spray angle, which is the diffusion range of the fuel sprayed around the injection center axis X, into two stages, large and small. The spray angle changing means 20 includes an injection hole diameter changing member 21 for changing the injection hole diameter of the fuel injection valve 17 between large and small by position conversion by rotation.
An actuator 22 for rotating the injection hole diameter changing member 21 is provided. Then, the actuator 22 is driven by an output signal from the control unit 18 so that the spray angle of the fuel injection valve 17 is changed at a predetermined timing.
【0024】上記噴孔径変更部材21は、図3ないし図
5に詳細に示すように、上記燃料噴射弁17のノズル先
端の噴孔17aを遮蔽するように重ねられた扇板状の本
体23と、この本体23の付け根位置に固定されたピン
24とから構成されている。上記本体23には、所定径
の第1の孔25が上記噴孔17aと相対向する回転軌跡
上の一側位置に、上記第1の孔25よりも大きい所定径
の第2の孔26が他側位置にそれぞれ貫通して形成され
ている。上記第1の孔25の孔径は上記噴孔17aと連
通した小噴霧角設定状態(図3の一点鎖線および図4に
示す状態)で、上記燃料噴射弁17からの噴霧が比較的
小さい噴霧角θ1 (例えば10〜20度)の範囲に拡散
されるように設定されている。また、上記第2の孔26
の孔径は上記噴孔17aと連通した大噴霧角設定状態
(図3の実線および図5に示す状態)で、上記燃料噴射
弁17の噴霧が比較的大きい噴霧角θ2 (例えば30〜
60度)の範囲に拡散されるように設定されている。そ
して、上記本体23は上記小噴霧角設定状態と大噴霧角
設定状態との間を上記ピン軸Cの回りに回転移動可能に
上記ピン24により支持されており、上記アクチュエー
タ22の駆動に伴い上記ピン24が正逆回転作動される
ことにより、上記燃料噴射弁17の噴霧角が上記噴霧角
θ1 とθ2 とに相互に変換されるようになっている。As shown in detail in FIG. 3 to FIG. 5, the injection hole diameter changing member 21 has a fan-shaped main body 23 which is overlapped so as to shield the injection hole 17a at the nozzle tip of the fuel injection valve 17. And a pin 24 fixed at the base position of the main body 23. In the main body 23, a second hole 26 having a predetermined diameter larger than the first hole 25 is provided at a position on one side of a rotation trajectory where the first hole 25 having a predetermined diameter is opposed to the injection hole 17a. It is formed to penetrate the other side position. The diameter of the first hole 25 is set to a small spray angle communicating with the injection hole 17a (the state shown by the one-dot chain line in FIG. 3 and FIG. 4), and the spray angle from the fuel injection valve 17 is relatively small. It is set to be diffused in the range of θ 1 (for example, 10 to 20 degrees). Also, the second hole 26
The pore size is the nozzle hole 17a and in communication with atmospheric spray angle setting state through (the state shown in FIG solid line of FIG. 3 and 5), the spray of the fuel injection valve 17 is relatively large spray angle theta 2 (e.g. 30
(60 degrees). The main body 23 is supported by the pin 24 so as to be rotatable about the pin axis C between the small spray angle setting state and the large spray angle setting state. When the pin 24 is rotated forward and backward, the spray angle of the fuel injection valve 17 is mutually converted into the spray angles θ 1 and θ 2 .
【0025】上記小噴霧角設定状態における噴霧角θ1
は、図1および図2に二点鎖線で示すように、燃料噴射
弁17から噴霧された燃料が、特に、P吸気ポート8の
壁面に付着しない範囲に設定されて、その噴霧された燃
料のすべてが上記P吸気ポート8に衝突することなく燃
焼室6まで到達するようになっている。また、その燃料
の噴射中心軸Xが上記P吸気ポート8から燃焼室6への
吸気の流れ方向(図1にYで示す矢印の方向)と異な
り、上記P吸気ポート8からの吸気により生成されるス
ワールに上記燃料が載らないようになっている。The spray angle θ 1 in the small spray angle setting state.
As shown by a two-dot chain line in FIGS. 1 and 2, the fuel sprayed from the fuel injection valve 17 is set particularly in a range where it does not adhere to the wall surface of the P intake port 8, and All reach the combustion chamber 6 without colliding with the P intake port 8. Further, the fuel injection center axis X is different from the flow direction of the intake air from the P intake port 8 to the combustion chamber 6 (the direction of the arrow indicated by Y in FIG. 1), and is generated by the intake air from the P intake port 8. The swirl does not carry the fuel.
【0026】次に、上記コントロールユニット18での
制御を図6に基いて説明する。Next, the control by the control unit 18 will be described with reference to FIG.
【0027】まず、ステップS1でエンジン回転数およ
び吸入空気量などの検出値を読込み、ステップS2で上
記検出値に基いて得られた運転状態に応じて空燃比領域
の設定を行なう。この空燃比領域の設定はあらかじめ記
憶されたマップに基いて行われる。このマップは、図7
に示すように、所定のエンジン回転数N1 (例えば30
00rpm程度)より小さくかつ所定の負荷(吸入空気
量)より小さい範囲の低負荷運転領域を、理論空燃比よ
りもリーン側の所定の空燃比での燃料供給を行なうリー
ン領域とするように定められている。すなわち、上記低
負荷運転領域で、理論空燃比に対する設定空燃比の比率
λの値が1より大となる所定値の空燃比が設定される。
そして、このリーン領域に隣接する領域、すなわち、上
記エンジン回転数N1 よりも大きくかつ上記所定の負荷
よりも大きい中負荷運転領域および高負荷運転領域を、
上記理論空燃比と等しいかリッチ側の所定の空燃比での
燃料供給を行なうリッチ領域とするように定められてい
る。すなわち、中・高負荷運転領域で上記λ値が1以下
となる所定の空燃比が設定される。これらステップS1
およびS2によって運転状態に応じて空燃比の設定を行
なう空燃比設定手段27が構成されている。First, detected values such as an engine speed and an intake air amount are read in step S1, and an air-fuel ratio region is set in step S2 in accordance with the operating state obtained based on the detected values. The setting of the air-fuel ratio region is performed based on a map stored in advance. This map is shown in FIG.
As shown in the figure, a predetermined engine speed N 1 (for example, 30
A low-load operation range of less than about 00 rpm) and less than a predetermined load (amount of intake air) is defined as a lean area in which fuel is supplied at a predetermined air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. ing. That is, in the low load operation region, a predetermined value of the air-fuel ratio at which the value of the ratio λ of the set air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is larger than 1 is set.
The area adjacent to the lean region, i.e., a load operation region and a high load operating region in greater than large and the predetermined load than the engine speed N 1,
It is determined to be a rich region in which fuel is supplied at a predetermined air-fuel ratio equal to or above the stoichiometric air-fuel ratio or on the rich side. That is, a predetermined air-fuel ratio is set such that the λ value is 1 or less in the medium / high load operation range. These steps S1
And S2 constitute an air-fuel ratio setting means 27 for setting the air-fuel ratio according to the operating state.
【0028】次に、ステップS3で上記空燃比領域の判
定を行なう。そして、リーン領域であれば、ステップS
4でアクチュエータ19aに信号を出力して開閉弁19
を閉状態にするとともに、ステップS5でアクチュエー
タ22に信号を出力して噴孔径変更部材21を小噴霧角
設定状態にして、ステップS8に進む。また、上記ステ
ップS3での判定結果がリッチ領域であれば、ステップ
S6で上記アクチュエータ19aに信号を出力して上記
開閉弁19を開状態にするとともに、ステップS7で上
記アクチュエータ22に信号を出力して上記噴孔径変更
部材21を大噴霧角設定状態にして、上記ステップS8
に進む。すなわち、リーン領域とされた低負荷運転領域
であれば開閉弁19を閉じるとともに、図8に示すよう
に燃料噴射弁17の噴霧角を小噴霧角θ1 に変更する。
また、リッチ領域とされた高負荷運転領域などであれば
上記開閉弁19を開けるとともに、上記噴霧角を大噴霧
角θ2 に変更する。Next, in step S3, the determination of the air-fuel ratio region is performed. If the area is a lean area, step S
4 outputs a signal to the actuator 19a to open and close the on-off valve 19.
Is closed, a signal is output to the actuator 22 in step S5, and the injection hole diameter changing member 21 is set to the small spray angle setting state, and the process proceeds to step S8. If the result of the determination in step S3 is a rich region, a signal is output to the actuator 19a in step S6 to open the on-off valve 19, and a signal is output to the actuator 22 in step S7. The injection hole diameter changing member 21 is set to a large spray angle setting state by the above-described step S8.
Proceed to. That is, in the low-load operation region that is the lean region, the on-off valve 19 is closed and the spray angle of the fuel injection valve 17 is changed to the small spray angle θ 1 as shown in FIG.
Also, if such high-load operation region which is a rich region with opening the on-off valve 19, to change the spray angle to the large spray angle theta 2.
【0029】なお、上記噴霧角の変更に際して、燃料噴
射弁17が吸気行程に合わせて各シリンダ別に噴射する
タイムドインジェクションを行なうものである場合、上
記噴霧角の変更をその噴射の終了タイミングに合わせて
行なう。When changing the spray angle, if the fuel injection valve 17 performs timed injection in which injection is performed for each cylinder in accordance with the intake stroke, the change in the spray angle is adjusted to the end timing of the injection. Do it.
【0030】そして、ステップS8で設定された空燃比
に基いて燃料噴射弁17から燃料を所定の噴霧角で噴射
し、リターンする。Then, fuel is injected from the fuel injection valve 17 at a predetermined spray angle based on the air-fuel ratio set in step S8, and the routine returns.
【0031】上記の構成の燃料供給装置において、運転
状態が低負荷運転領域にある場合、開閉弁19が閉じら
れてP吸気通路14のみからの吸気となって、S吸気通
路15が遮断された分吸気流速が大きくなるとともに、
P吸気ポート8が燃焼室6の接線方向に指向されている
ため、燃焼室6の円周方向のスワールが生成される。併
せて、燃料噴射弁17の噴霧角が小噴霧角θ1 に変更さ
れて、噴霧された燃料がP吸気ポート8の壁面に衝突す
ることなく、点火プラグ7近傍を指向する噴射中心軸X
を中心とする比較的狭い範囲で噴射されるため、上記噴
霧された燃料の本体部分を上記スワールに載せずに点火
プラグ7の近傍に到達させることができる。これによ
り、その点火プラグ7の近傍にリッチな混合気の層を形
成することができ、上記点火プラグ7に対する成層化を
確実に図ることができる。従って、空燃比の設定がリー
ン領域であっても、着火性の向上を図ることができ、こ
れにより、リーンバーンにおける燃焼安定性の向上を図
ることができる。In the fuel supply device having the above-described structure, when the operating state is in the low-load operation range, the on-off valve 19 is closed, the air is taken only from the P intake passage 14, and the S intake passage 15 is shut off. As the minute intake flow rate increases,
Since the P intake port 8 is directed in the tangential direction of the combustion chamber 6, a swirl in the circumferential direction of the combustion chamber 6 is generated. At the same time, the spray angle of the fuel injection valve 17 is changed to the small spray angle θ1, so that the sprayed fuel does not collide with the wall surface of the P intake port 8 and the injection center axis X is directed to the vicinity of the ignition plug 7.
Is sprayed in a relatively narrow range centered at the center, and therefore, the main body portion of the sprayed fuel can reach the vicinity of the ignition plug 7 without mounting on the swirl. Thereby, a layer of rich air-fuel mixture can be formed in the vicinity of the ignition plug 7, and stratification of the ignition plug 7 can be reliably achieved. Therefore, even if the setting of the air-fuel ratio is in the lean region, the ignitability can be improved, whereby the combustion stability in lean burn can be improved.
【0032】さらに、上記のように着火性の向上を図る
ことができるため、リーン領域を設定する運転領域を上
記低負荷運転領域よりも高負荷側に拡大させることがで
き、あるいは、リーン領域における空燃比のリーン側設
定における限界(リーンリミット)を拡大させることが
できる。この点について、噴霧角に対する着火性を確保
することができる空燃比のリーンリミットの変化特性に
ついて調べた結果を示す図9において、噴霧角を最大側
の値から徐々に小さくしていくと、リーンリミットがリ
ッチ側からリーン側に移行、すなわち、拡大する。これ
は、当初、噴霧角が大であるためP吸気ポート8の壁面
に噴霧燃料が付着していたのが徐々に減って、その分点
火プラグ7に直接到達する燃料が増大して着火性が向上
するためと考えられる。そして、上記壁面への燃料付着
が無くなる噴霧角θ0 (ほぼ20度)から小さい噴霧角
の範囲で、上記リーンリミットはほぼ一定になってい
る。従って、噴霧燃料をP吸気ポート8の壁面に衝突さ
せないで燃焼室6内に吹き込むことができる上記噴霧角
θ0 を基準として、リーン領域における燃料噴射弁17
の噴霧角を上記θ0 より小さい値に設定することによ
り、上記リーンリミットの拡大を図ることができる。Further, since the ignitability can be improved as described above, the operating region for setting the lean region can be expanded to the higher load side than the low load operating region, or the lean region can be improved. The limit (lean limit) in the lean setting of the air-fuel ratio can be expanded. In this regard, in FIG. 9 showing the result of examining the change characteristics of the lean limit of the air-fuel ratio that can ensure the ignitability with respect to the spray angle, when the spray angle is gradually reduced from the maximum value, the lean The limit shifts from the rich side to the lean side, that is, expands. This is because initially the spray angle is large, so that the spray fuel adhered to the wall surface of the P intake port 8 gradually decreases, and the fuel directly reaching the spark plug 7 increases by that much, and the ignitability increases. It is thought to improve. The lean limit is substantially constant in a range from a spray angle θ 0 (approximately 20 degrees) at which fuel does not adhere to the wall surface to a small spray angle. Therefore, the fuel injection valve 17 in the lean region is based on the spray angle θ 0 at which the spray fuel can be blown into the combustion chamber 6 without colliding with the wall surface of the P intake port 8.
By setting the spray angle to a value smaller than the above θ 0 , the lean limit can be expanded.
【0033】一方、運転状態が高負荷運転領域にある場
合、開閉弁19が開かれてPおよびSの吸気通路14,
15からの吸気となるとともに、燃料噴射弁17の噴霧
角が大噴霧角θ2 に変更される。このため、上記燃料噴
射弁17からの噴霧燃料の拡散範囲が上記大噴霧角θ2
の範囲に拡大して、一部がP吸気ポート8の壁面に衝突
して気化、霧化の促進を図ることができるとともに、そ
の燃料を上記P吸気ポート8からのスワールに載せるこ
とができる。そして、この燃料の載ったスワールが、S
吸気ポート9からの吸気により生成されるタンブルと衝
突して乱されるため、上記P吸気ポート8からの燃料と
空気とのミキシングを十分に行うことができる。しか
も、上記燃料噴射弁17から噴射される燃料は、リッチ
領域の空燃比設定がなされているため、上記ミキシング
の促進と相俟って、上記高負荷運転領域での出力要求を
十分に満足させることができる。On the other hand, when the operation state is in the high load operation region, the on-off valve 19 is opened to open the P and S intake passages 14,
With the air intake from 15, the spray angle of the fuel injection valve 17 is changed to a large spray angle theta 2. For this reason, the diffusion range of the spray fuel from the fuel injection valve 17 is limited to the large spray angle θ 2.
And a part of the fuel can be collided with the wall surface of the P intake port 8 to promote vaporization and atomization, and the fuel can be placed on the swirl from the P intake port 8. And the swirl with this fuel is S
Since the tumble generated by the intake from the intake port 9 collides with and is disturbed, the fuel and air from the P intake port 8 can be sufficiently mixed. In addition, since the fuel injected from the fuel injection valve 17 has the air-fuel ratio set in the rich region, the output requirement in the high-load operation region can be sufficiently satisfied together with the promotion of the mixing. be able to.
【0034】図10は燃料噴射弁17の噴霧角に対する
トルクの変化特性を示したものであり、噴霧角を大きく
するほど出力トルクは増大している。これは、噴霧角が
大きくなるほど、燃料の気化、霧化および空気とのミキ
シングを上記のように促進させることができるためと考
えられる。FIG. 10 shows a change characteristic of the torque with respect to the spray angle of the fuel injection valve 17, and the output torque increases as the spray angle increases. This is presumably because the larger the spray angle, the more the fuel vaporization, atomization and mixing with air can be promoted as described above.
【0035】つまり、低負荷運転領域において、着火性
に重点をおいて成層化の促進を図ることによりリーンバ
ーンの燃焼安定性およびリーン領域の拡大を図ることが
でき、高負荷運転領域において、燃料の気化、霧化およ
び空気とのミキシングの促進を図ることにより確実に要
求出力を発揮させることができ、全体として、燃費の改
善を図ることができるものである。That is, in the low load operation region, the stratification is promoted with emphasis on the ignitability, so that the combustion stability of the lean burn and the lean region can be expanded. The required output can be reliably exhibited by promoting the vaporization, atomization and mixing with the air, and the fuel efficiency can be improved as a whole.
【0036】さらに、上記空燃比設定手段27は低負荷
運転領域〜高負荷運転領域において上記リーン領域とリ
ッチ領域とが隣り合わせで領域設定されており、運転状
態に応じてリーン側空燃比の所定値と、リッチ側空燃比
の所定値とに相互に切換えられる。つまり、空燃比を徐
々に増減させるのではなく、リーン側およびリッチ側の
2つの空燃比間で一気に変更させるようにしているた
め、そのリーン側およびリッチ側空燃比の各値の設定を
例えば空燃比16付近を挟んでリーン側およびリッチ側
の値を選択することにより、NOxの発生を効果的に抑
制することができる。すなわち、NOxは、一般に、空
燃比16付近で発生量が最大となり、それよりもリーン
側もしくはリッチ側の空燃比で急速に減少する傾向にあ
るため、このNOxの最大発生段階である空燃比16付
近を飛び越えて空燃比の変換を行なうことにより、空燃
比を徐々に増減させる場合と比べて、NOxの発生量を
低減させることができる。しかも、噴霧角変更手段20
で、上記リーン側空燃比とリッチ側空燃比との切換に同
期させて、燃料噴射弁17の噴霧角の大小切換を行なっ
ているため、上記NOxの発生をより効果的に抑制する
ことができる。Further, the air-fuel ratio setting means 27 sets the lean region and the rich region adjacent to each other in the low-load operation region to the high-load operation region, and sets a predetermined value of the lean-side air-fuel ratio in accordance with the operation state. And the predetermined value of the rich air-fuel ratio. In other words, since the air-fuel ratio is not gradually increased or decreased but is changed at a stroke between the lean-side and rich-side air-fuel ratios, the setting of each value of the lean-side and rich-side air-fuel ratios is performed, for example, by the air-fuel ratio. By selecting the values on the lean side and the rich side with the fuel ratio around 16, the generation of NOx can be effectively suppressed. That is, NOx generally has a maximum generation amount near the air-fuel ratio 16, and tends to rapidly decrease at a leaner or richer air-fuel ratio. Therefore, the air-fuel ratio 16 is the maximum generation stage of NOx. By performing the conversion of the air-fuel ratio while jumping over the vicinity, the amount of generated NOx can be reduced as compared with the case where the air-fuel ratio is gradually increased or decreased. Moreover, the spray angle changing means 20
Since the magnitude of the spray angle of the fuel injection valve 17 is switched in synchronization with the switching between the lean air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio, the generation of the NOx can be more effectively suppressed. .
【0037】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。すなわち、上記実施例では、燃料噴射弁17を所定
位置に固定的に設けているが、これに限らず、例えば、
リーン領域への切換に伴って噴霧角の大から小への変更
に加えて燃料噴射弁を噴射中心軸X上に燃焼室6側にわ
ずかに前進させてもよい。この場合、同じ小噴霧角θ1
であっても、P吸気ポート8から燃焼室6への開口部に
おける噴霧燃料の投影面積を前進させた分小さくするこ
とができ、噴霧燃料をP吸気ポート8からのスワールに
載せずに点火プラグ7近傍までより確実に到達させるこ
とができる。これにより、着火性のより向上を図ること
ができ、その結果、図9に一点鎖線で示すようにリーン
リミットをより拡大させることができる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various other modifications. That is, in the above embodiment, the fuel injection valve 17 is fixedly provided at a predetermined position, but is not limited thereto.
The fuel injection valve may be slightly advanced toward the combustion chamber 6 on the injection center axis X in addition to the change of the spray angle from large to small with the switching to the lean region. In this case, the same small spray angle θ 1
However, the projected area of the sprayed fuel at the opening from the P intake port 8 to the combustion chamber 6 can be reduced by the amount of advance, so that the sprayed fuel is not placed on the swirl from the P intake port 8 and the spark plug 7 can be more reliably reached. As a result, the ignitability can be further improved, and as a result, the lean limit can be further increased as shown by the one-dot chain line in FIG.
【0038】上記実施例では、空燃比設定手段27でリ
ーン領域もしくはリッチ領域の設定をして各領域で1つ
の空燃比の値を設定するようにしているが、これに限ら
ず、例えば各領域で2つ以上の値を運転状態に応じて段
階的に設定するようにしてもよい。In the above embodiment, the air-fuel ratio setting means 27 sets a lean region or a rich region and sets one air-fuel ratio value in each region. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, two or more values may be set stepwise according to the operating state.
【0039】また、上記実施例では、噴霧角変更手段2
0を大小2つの孔25,26を有する噴孔径変更部材2
1を用いて上記リーン領域とリッチ領域とで噴霧角を大
小2つの噴霧角θ1 ,θ2 に相互に変更するように構成
しているが、これに限らず、例えば径の異なる3つ以上
の孔を順に形成し、上記リーン領域もしくはリッチ領域
内で運転状態に応じて噴霧角を段階的に大小変更させて
もよい。In the above embodiment, the spray angle changing means 2
Nozzle hole diameter changing member 2 having two large and small holes 25, 26
1 is used to change the spray angle between the lean region and the rich region into two large and small spray angles θ 1 and θ 2. However, the present invention is not limited to this, and for example, three or more with different diameters May be sequentially formed, and the spray angle may be changed stepwise in the lean region or the rich region according to the operation state.
【0040】さらに、上記実施例では共通吸気通路16
の上流側の詳細な説明を省略しているが、その共通吸気
通路16の上流側位置に他の燃料噴射弁を設けて、この
燃料噴射弁から運転状態に応じて燃料噴射を行なうよう
にしてもよい。Further, in the above embodiment, the common intake passage 16
Although a detailed description of the upstream side of the fuel injection valve is omitted, another fuel injection valve is provided at an upstream position of the common intake passage 16, and fuel injection is performed from this fuel injection valve according to the operation state. Is also good.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明におけるエンジンの燃料供給装置によれば、低負荷運
転領域にある場合、空燃比設定手段でリーン領域とされ
て理論空燃比よりもリーン側の空燃比の燃料供給が行わ
れるとともに、噴霧角変更手段により燃料噴射弁の噴霧
角がリッチ領域よりも小噴霧角に変更されるため、噴霧
燃料が点火プラグ寄りに指向された噴射中心軸を中心と
する比較的狭い範囲で噴射されて、上記噴霧燃料の本体
部分をP吸気ポートからのスワールに載せずに点火プラ
グの近傍に到達させることができる。このため、空燃比
がリーン領域に設定されても、上記点火プラグに対する
成層化を確実に図ることができ、着火性の向上を図るこ
とができ、これにより、リーンバーンにおける燃焼安定
性の向上を図ることができる。さらに、上記のように着
火性の向上を図ることができるため、リーン領域のさら
に高負荷側への拡大を図ることができる。As described above, according to the fuel supply system for an engine according to the first aspect of the present invention, when the engine is in the low load operation range, the air-fuel ratio setting means sets the engine to the lean region so as to be lower than the stoichiometric air-fuel ratio. Since the fuel is supplied at the air-fuel ratio on the lean side and the spray angle of the fuel injection valve is changed to a smaller spray angle than the rich region by the spray angle changing means, the spray center is directed toward the spark plug. The fuel is injected in a relatively narrow range around the axis, and the main body of the spray fuel can reach the vicinity of the spark plug without being mounted on the swirl from the P intake port. For this reason, even if the air-fuel ratio is set in the lean region, stratification with respect to the ignition plug can be reliably achieved, and ignitability can be improved, thereby improving combustion stability in lean burn. Can be planned. Further, since the ignitability can be improved as described above, the lean region can be further expanded to a higher load side.
【0042】一方、高負荷運転領域にある場合、噴霧燃
料の噴霧角がリーン領域よりも大きくP吸気ポートによ
る吸気との接触範囲も大きいため、気化、霧化の促進を
図ることができるとともに、上記P吸気ポートからのス
ワールに載せることができる。そして、この燃料の載っ
たスワールが、S吸気ポートからの吸気により乱される
ため、上記噴霧燃料と空気とのミキシングを十分に行う
ことができる。On the other hand, in the high load operation region, the spray angle of the spray fuel is larger than in the lean region and the contact range with the intake air through the P intake port is large, so that vaporization and atomization can be promoted. It can be placed on the swirl from the P intake port. Since the swirl on which the fuel is loaded is disturbed by the intake air from the S intake port, the mixing between the spray fuel and the air can be sufficiently performed.
【0043】従って、全体として、燃費の改善を図るこ
とができるものである。Therefore, the fuel economy can be improved as a whole.
【0044】また、請求項2記載の発明によれば、上記
請求項1記載の発明による効果に加えて、空燃比設定手
段において低負荷運転領域〜高負荷運転領域の運転状態
に応じてリーン領域とリッチ領域とに相互に切換えられ
るため、そのリーン領域およびリッチ領域での空燃比の
各値の設定をNOxの発生が最大となる値16付近を挟
んでリーン側およびリッチ側の値を選択することによ
り、空燃比を徐々に増減させて上記空燃比値16による
燃料供給を行なう場合と比べて、NOxの発生の増大を
抑制することができる。しかも、噴霧角変更手段によ
り、上記リーン領域とリッチ領域との切換に同期させ
て、燃料噴射弁の噴霧角の大小切換が行われるため、リ
ーン領域とリッチ領域との相互移行に際しての上記NO
x発生の増大抑制をより効果的に行うことができる。According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio setting means sets the air-fuel ratio in the lean region according to the operating state of the low load operation region to the high load operation region. And the rich region, the values of the air-fuel ratio in the lean region and the rich region are set to values on the lean side and the rich side with respect to the vicinity of the value 16 at which the generation of NOx becomes maximum. Thus, it is possible to suppress an increase in the generation of NOx as compared with the case where the air-fuel ratio is gradually increased or decreased to supply the fuel at the air-fuel ratio value 16. In addition, the spray angle changing means switches the size of the spray angle of the fuel injection valve in synchronization with the switching between the lean region and the rich region.
It is possible to more effectively suppress the occurrence of x.
【0045】さらに、請求項3記載の発明によれば、リ
ーン領域における燃料噴射弁の噴霧角がP吸気ポートの
壁面に衝突しない範囲に設定されるため噴霧燃料のほぼ
すべてを燃焼室内に噴射することができるとともに、上
記燃料噴射弁の噴射中心軸が点火プラグ近傍を指向して
いるため、上記噴霧燃料を点火プラグまでより確実に到
達させることができる。これにより、上記請求項1記載
の発明による効果をより確実に達成することができる。Further, according to the third aspect of the present invention, the spray angle of the fuel injection valve in the lean region is set within a range that does not collide with the wall surface of the P intake port, so that substantially all of the spray fuel is injected into the combustion chamber. Since the injection center axis of the fuel injection valve is directed to the vicinity of the spark plug, the spray fuel can more reliably reach the spark plug. Thereby, the effect of the invention described in claim 1 can be more reliably achieved.
【図1】本発明の実施例を示す簡略平面図である。FIG. 1 is a simplified plan view showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1の実施例の正面方向の簡略断面図である。FIG. 2 is a simplified front sectional view of the embodiment of FIG. 1;
【図3】図5のA−A線から見た噴孔径変更部材の矢視
図であるFIG. 3 is an arrow view of the nozzle hole diameter changing member viewed from line AA in FIG. 5;
【図4】小噴霧角設定状態における燃料噴射弁と噴孔径
変更部材との断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a fuel injection valve and an injection hole diameter changing member in a small spray angle setting state.
【図5】大噴霧角設定状態における燃料噴射弁と噴孔径
変更部材との断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a fuel injection valve and an injection hole diameter changing member in a large spray angle setting state.
【図6】コントロールユニットでの制御を示すフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart showing control by a control unit.
【図7】エンジン回転数と負荷との関係における空燃比
領域のマップである。FIG. 7 is a map of an air-fuel ratio region in a relationship between an engine speed and a load.
【図8】エンジン回転数と負荷との関係における噴霧角
のマップである。FIG. 8 is a map of a spray angle in a relationship between an engine speed and a load.
【図9】噴霧角とリーンリミットとの関係図である。FIG. 9 is a relationship diagram between a spray angle and a lean limit.
【図10】噴霧角とトルクとの関係図である。FIG. 10 is a relationship diagram between a spray angle and a torque.
1 エンジン 2 シリンダ 6 燃焼室 7 点火プラグ 8 P吸気ポート 9 S吸気ポート 14 P吸気通路 15 S吸気通路 17 燃料噴射弁 19 開閉弁 20 噴霧角変更手段 27 空燃比設定手段 X 噴射中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder 6 Combustion chamber 7 Spark plug 8 P intake port 9 S intake port 14 P intake passage 15 S intake passage 17 Fuel injection valve 19 On-off valve 20 Spray angle changing means 27 Air-fuel ratio setting means X Injection center axis
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 41/04 305 F02D 41/04 305C 45/00 301 45/00 301G F02M 69/00 360 F02M 69/00 360C (72)発明者 橋本 一彦 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−255529(JP,A) 特開 昭61−255262(JP,A) 特開 昭63−61774(JP,A) 実開 昭62−61993(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 69/04 F02M 69/00 360 F02M 61/04 F02M 61/18 360 F02D 41/00 - 45/00 395 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 41/04 305 F02D 41/04 305C 45/00 301 45/00 301G F02M 69/00 360 F02M 69/00 360C No.3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-62-255529 (JP, A) JP-A-61-255262 (JP, A) JP-A-63-61774 ( JP, A) Shokai 62-61993 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02M 69/04 F02M 69/00 360 F02M 61/04 F02M 61/18 360 F02D 41/00-45/00 395
Claims (3)
ールを生成させるスワール生成用のP吸気ポートと、S
吸気ポートとが互いに独立して開口され、P吸気通路が
P吸気ポートを介して連通され、かつ、S吸気通路がS
吸気ポートを介して連通されており、上記S吸気通路に
低負荷運転領域で閉じる開閉弁が設けられているエンジ
ンの燃料供給装置において、 P吸気通路およびS吸気通路の内のP吸気通路に設けら
れ、かつ、噴射中心軸が上記燃焼室におけるP吸気ポー
トの開口部の中心位置より上記燃焼室の略中心部に配置
された点火プラグ寄りに指向するように配置された燃料
噴射弁と、 理論空燃比よりもリーン側の空燃比で燃料供給が行われ
るリーン領域を上記開閉弁が閉状態となる低負荷運転領
域に設定し、かつ、上記理論空燃比よりもリッチ側の空
燃比で燃料供給が行われるリッチ領域を上記開閉弁が開
状態となる他の運転領域に設定する空燃比設定手段と、 上記空燃比設定手段により設定されたリーン領域で、上
記燃料噴射弁の噴射中心軸を中心として燃料が拡散され
る範囲の内角である噴霧角をリッチ領域における噴霧角
よりも小さくする噴霧角変更手段とを備えていることを
特徴とするエンジンの燃料供給装置。1. A swirl generating P intake port for generating a swirl in the combustion chamber of an engine,
The intake port is opened independently of each other, the P intake passage is communicated through the P intake port, and the S intake passage is
In the fuel supply device for an engine, which is communicated via an intake port and has an on-off valve that closes in the low-load operation region in the S intake passage, the fuel supply device is provided in a P intake passage of the P intake passage and the S intake passage. A fuel injection valve arranged such that the injection center axis is directed from the center position of the opening of the P intake port in the combustion chamber toward a spark plug disposed substantially at the center of the combustion chamber; A lean region in which fuel is supplied at an air-fuel ratio leaner than the air-fuel ratio is set as a low-load operation region in which the on-off valve is closed, and fuel is supplied at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. And an air-fuel ratio setting unit that sets a rich region in which the opening and closing valve is opened to another operation region in which the on-off valve is opened; and a lean region that is set by the air-fuel ratio setting unit. The fuel supply apparatus for an engine fuel characterized in that it comprises a spray angle changing means to be smaller than the spray angle in the rich region the spray angle is interior angle range to be spread as.
リーン領域に隣接して領域設定されるリッチ領域とを運
転状態に応じて相互に切換えるように構成されており、 噴霧角変更手段が上記空燃比設定手段でのリーン領域か
らリッチ領域への切換に同期してリーン領域の噴霧角よ
りも大きい噴霧角に変更するように構成されている請求
項1記載のエンジンの燃料供給装置。2. The air-fuel ratio setting means is configured to switch between a lean region and a rich region which is set adjacent to the lean region in accordance with an operation state. 2. The engine fuel supply device according to claim 1, wherein the spray angle is changed to a spray angle larger than a spray angle in the lean region in synchronization with the switching from the lean region to the rich region by the air-fuel ratio setting means.
トの壁面に衝突しない範囲に設定され、かつ、噴射中心
軸が点火プラグ近傍を指向するように設定されている請
求項1記載のエンジンの燃料供給装置。3. The fuel for an engine according to claim 1, wherein the spray angle in the lean region is set within a range that does not collide with the wall surface of the P intake port, and the injection center axis is set to point in the vicinity of the spark plug. Feeding device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4131296A JP3040596B2 (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Engine fuel supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4131296A JP3040596B2 (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Engine fuel supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05321795A JPH05321795A (en) | 1993-12-07 |
JP3040596B2 true JP3040596B2 (en) | 2000-05-15 |
Family
ID=15054654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4131296A Expired - Fee Related JP3040596B2 (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Engine fuel supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3040596B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5775099A (en) * | 1994-04-12 | 1998-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine |
DE69520567T2 (en) * | 1995-01-20 | 2001-08-23 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | EXHAUST GAS CLEANING METHOD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
KR100405784B1 (en) * | 2000-12-13 | 2003-11-15 | 현대자동차주식회사 | Particle size control device for injector |
JP4752549B2 (en) * | 2006-03-14 | 2011-08-17 | 日産自動車株式会社 | Deposit cleaning device for internal combustion engine |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP4131296A patent/JP3040596B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05321795A (en) | 1993-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4026365B2 (en) | In-cylinder injection engine | |
US6799551B2 (en) | Direct injection type internal combustion engine | |
JP3107489B2 (en) | Air-fuel mixture forming device for internal combustion engine | |
JP2007092693A (en) | Spark ignition type direct injection engine | |
JPH0579331A (en) | Air compression and valve operating type internal combustion engine | |
JP3295975B2 (en) | gasoline engine | |
JP2002188447A (en) | Internal combustion engine of direct in cylinder fuel injection | |
KR19980087224A (en) | Cylinder Direct Injection Spark Ignition Engine | |
JP3040596B2 (en) | Engine fuel supply | |
JPH07102976A (en) | Inter-cylinder injection type spark ignition engine | |
JP2003328759A (en) | Direct injection, spark ignition type internal-combustion engine | |
JPH1054246A (en) | In-cylinder injection type engine | |
JP3586963B2 (en) | Engine intake system | |
JP2002285844A (en) | Compression self-ignition type internal combustion engine | |
JPH11210472A (en) | Structure of combustion chamber in cylinder injection type spark ignition engine | |
JPH06257432A (en) | Fuel supply system for internal combustion engine | |
JP4108806B2 (en) | Combustion chamber structure of in-cylinder direct injection spark ignition engine | |
JP4075471B2 (en) | In-cylinder direct injection internal combustion engine | |
JPH09242550A (en) | Spark ignition engine of direct cylinder fuel injection type | |
JPS6329016A (en) | Subchamber type diesel combustion chamber | |
JP2001349219A (en) | Compression ignition engine | |
JP2004316568A (en) | Cylinder direct injection type internal combustion engine | |
JPS603311Y2 (en) | Combustion chamber of direct injection diesel engine | |
JPH06221249A (en) | Fuel injection device for engine | |
JP2552596Y2 (en) | Combustion chamber of a swirl chamber type diesel engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000215 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |