JPH05209577A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内燃機関の始動性の向上とともに燃費の向上を
図り、さらに十分な排ガス中の未燃ＨＣ量等の有害成分
の低減を図ることが出来る燃料供給装置を提供する。 【構成】フューエルインジェクタによりインテークマニ
ホールド内に燃料を噴射して内燃機関に燃料を供給する
内燃機関の燃料供給装置において、前記フューエルイン
ジェクタに設けられてエアーをフューエルインジェクタ
の燃料噴出側に供給するエアーノズルと、このエアーノ
ズルにエアーを給送する空気通路と、この空気通路の途
中に取り付けられてエアーを加熱するヒータとを備えて
いることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 【効果】燃費の向上とともに排ガス中の有害成分の含有
量を大幅に抑制出来る。そして、燃料の霧化の促進によ
ってエンジンの始動性が向上され、これによってコール
ドスタート時においても、コールドスタートインジェク
タを用いることなく、フューエルインジェクタからの噴
射燃料のみによって十分にエンジンの始動を行うことが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンエンジンやメ
タノールエンジン等の内燃機関に燃料を供給するための
燃料供給装置に関し、特に、内燃機関の燃費の向上を図
り、排気ガス中の有害成分の低減や始動性の向上を図る
ことの出来る燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、内燃機関の従来の燃料供給装置
を示すものであって、このような燃料供給装置は、例え
ば、「新編・自動車工学便覧・第４編」（社団法人自動
車技術会発行）第６７頁に記載されている。

【０００３】この図９の燃料供給装置は、インテークマ
ニホールド１内にフューエルインジェクタ２によって燃
料を噴射し、エアーと混合してエンジン３に供給するも
のであるが、エンジン３のコールドスタート時には、エ
ンジンが冷えているため、その始動性を向上させるため
に、エンジンが完全な暖気温度に達するまでの間、噴霧
の良好なコールドスタートインジェクタ４が使用され
る。

【０００４】なお、図９中、５はサージタンク、６はフ
ューエルタンク、７はフューエルポンプ、８はフューエ
ルダンパ、９はフューエルフィルタ、１０はプレッシャ
レギュレータ、１１はフューエルパルセーションダン
パ、１２は循環燃料管、１３は第１分岐燃料管、１４は
第２分岐燃料管である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の燃料供給装置においては、コールドスタートイン
ジェクタ４から噴射された燃料は、まだその多くが液状
のままサージタンク５の壁面に付着してしまうため、そ
の付着分を考慮してその分燃料を増量して供給している
が、その結果、排気ガス中の有害成分（特にＨＣ）が増
大し、また燃費も悪化することとなる。

【０００６】また従来、排気ガス浄化、燃費向上等のた
め、インテークマニホールド内（負圧側）の各気筒に配
置したフューエルインジェクタの噴出部に大気側の吸入
空気を導入して燃料の微粒化を促進するエアアシストフ
ューエルインジェクションシステムが開発されている
が、このシステムでも十分なコールドスタート時のＨＣ
の低減効果は得ることが出来ない。

【０００７】この発明は、上記従来の内燃機関の燃料供
給装置の有していた問題点を解決するために為されたも
のである。

【０００８】すなわち、本発明は、内燃機関の始動性の
向上とともに燃費の向上を図り、さらに十分な排ガス中
の未燃ＨＣ量等の有害成分の低減を図ることが出来る燃
料供給装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を達成するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、フューエルインジェクタによりイン
テークマニホールド内に燃料を噴射して内燃機関に燃料
を供給する内燃機関の燃料供給装置において、前記フュ
ーエルインジェクタに設けられてエアーをフューエルイ
ンジェクタの燃料噴出側に供給するエアーノズルと、こ
のエアーノズルにエアーを給送するエアー通路と、この
エアー通路の途中に取り付けられてエアーを加熱するヒ
ータとを備えていることを特徴としており、また、第２
の発明は、上記内燃機関の燃料供給装置の構成に加え
て、少なくとも吸気温、水温、燃料温の検出値に基づい
て前記ヒータの温度制御を行うヒータ制御装置を備えて
いることを特徴としている。

【００１０】そして、第３の発明は、第１の発明の構成
に加えて、エアー通路の途中に三方電磁弁を接続し、こ
の三方電磁弁によりヒータにエアーを給送することを特
徴としており、第４の発明は、ヒータがセラミックヒー
タであることを特徴としており、第５の発明は、セラミ
ックヒータがハウジング内にばね部材で固定され、この
セラミックヒータのリード線取出し部がモールド材でモ
ールドされまたはゴムキャップでシールされていること
を特徴としており、さらに第６の発明は、エアー入口が
ハウジングのセラミックヒータの固定部に近い位置に形
成され、エアー出口がセラミックヒータの固定部から遠
い位置に形成されていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記発明による内燃機関の燃料供給装置は、フ
ューエルインジェクタによる燃料噴射時にエアーノズル
からエアーが噴射燃料に噴き付けられる。

【００１２】このとき、エアーノズルから噴き付けられ
るエアーがヒータによって加温されることにより、フュ
ーエルインジェクタから噴射される燃料の霧化が促進さ
れる。

【００１３】そして、特に第２の発明によれば、ヒータ
の温度制御は、ヒータ制御装置によって行うことが出
来、また、第６の発明によれば、エアー入口がハウジン
グのセラミックヒータの固定部に近い位置に設けられて
いて、このエアー入口から導入されセラミックヒータで
加温されたエアーが、セラミックヒータの固定部から離
れた位置に設けられているエアー出口から出て行くよう
になっているので、セラミックヒータの固定部がエアー
によって加熱されることが無い。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を、図面に示す実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。

【００１５】図１は、この発明による燃料供給装置の一
実施例を示すものであって、エンジンにエアーと噴射燃
料との混合気を供給するためのインテークマニホールド
１に取り付けられたフューエルインジェクタ２のノズル
側に、エアーノズル２０が設けられている。

【００１６】このエアーノズル２０には、インテークマ
ニホールド１のフューエルインジェクタ２よりも上流側
でエアーフローメータ１５よりも下流側に開口するアシ
ストエアー通路１６が接続されており、このアシストエ
アー通路１６の途中にはポンプ等のエア供給装置１７が
取り付けられている。

【００１７】さらにこのエアーノズル２０には、ヒータ
２１及び電磁弁２２が取り付けられていて、アシストエ
アー通路１６を送給されてきたエアーを加温した後、電
磁弁２２を介してフューエルインジェクタ２から噴射さ
れた燃料に供給するようになっている。そして、このヒ
ータ２１は、水温センサ２３Ａ、吸気温センサ２３Ｂ、
燃料温センサ２３Ｃ等からの検出信号に基づいて出力信
号を出力するＣＰＵ（ヒータ制御装置）２４によって温
度制御される。

【００１８】図２は、フューエルインジェクタ２の燃料
噴射孔２ａとエアーノズル２０部分の拡大図であって、
燃料噴射孔２ａから噴射された燃料にヒータ２１によっ
て加温されたエアーがエアーノズル２０から供給されて
いる。

【００１９】上記内燃機関の燃料供給装置は、フューエ
ルインジェクタ２による燃料噴射時にエアーノズル２０
の電磁弁２２が開けられ、エアー供給装置１７によって
フューエルインジェクタ２よりも上流側のインテークマ
ニホールド１からアシストエアー通路１６を介してバイ
パスされたエアーが噴射燃料に噴き付けられる。

【００２０】このとき、エアーノズル２０から噴き付け
られるエアーがＣＰＵ２４によって温度制御されたヒー
タ２１によって加温されることにより、フューエルイン
ジェクタ２から噴射される燃料の霧化が促進される。

【００２１】図３は、上記燃料供給装置を使用した場合
のコールドスタート時の排ガス中のＨＣ量（α）を従来
の場合（β）と比較したグラフであり、本発明による燃
料供給装置の方が排ガス中のＨＣ量が大幅に減少してい
ることが分る。

【００２２】なお、上記実施例において、アシストエア
ー通路１６をインテークマニホールド１のエアーフロー
メータ１５の下流側に開口させたのは、フィードバック
Ａ／Ｆが変化するのを防止するためである。

【００２３】なお、上記実施例において、ヒータ２１
は、フューエルインジェクタ２のボディ内に内蔵しても
良く、またフューエルインジェクタ２とエアー供給装置
１７との間のアシストエアー通路１６の途中に設けるよ
うにしても良い。

【００２４】図４は、エアー供給装置として三方電磁弁
３０を有するエアアシストフューエルインジェクション
システムであり、この三方電磁弁３０を有するエアアシ
ストフューエルインジェクションシステムに本発明によ
る内燃機関の燃料供給装置を実施した場合の例を示すの
が図５である。

【００２５】この実施例は、フューエルインジェクタ２
の燃料噴射孔２ａの周辺に設けたエアーノズル２０とエ
アー供給装置である三方電磁弁３０との間にセラミック
ヒータ３１を配置し、インテークマニホールド１の上流
側からの吸入空気を三方電磁弁３０を介してセラミック
ヒータ３１に送り、このセラミックヒータ３１で加温し
た後、エアーノズル２０から噴射燃料に吹き付けるもの
である。

【００２６】図６は、図５の実施例におけるセラミック
ヒータ取付部４０の拡大断面図であって、棒状のセラミ
ックヒータ３１が円筒状ハウジング４０Ａの中心部に軸
方向に沿って挿入され、ハウジング４０Ａの中央部にお
いてハウジング４０Ａの内周壁との間に介装されたＳＵ
Ｓばね材等のばね部材４１で固定されている。

【００２７】セラミックヒータ３１の図面上端部には、
Ｎｉ端子４２が銀ロウ付４３によって固定され、このＮ
ｉ端子４２にリード線４４が接続されている。そして、
このセラミックヒータ３１の上端部は、Ｎｉ端子４３お
よびこのＮｉ端子４３とリード線４４との接続部ととも
に、ハウジング４０Ａの内周壁との間に注入されたセメ
ントまたはエポキシ樹脂等のモールド材４５でモールド
されている。

【００２８】セラミックヒータ３１のばね部材４１によ
るヒータ固定部３１Ａよりも図面下端部外周面とハウジ
ング４０Ａの内周壁との間には軸方向に沿って隙間が有
り、エアー流路４０Ｂが形成されている。そして、この
エアー流路４０Ｂへのエアー入口４０Ｃがハウジング４
０Ａの中央部のヒータ固定部３１Ａに近い位置に形成さ
れ、このエアー入口４０Ｃからヒータの固定部３１Ａ付
近に導入されたエアーが、エアー流路４０Ｂをセラミッ
クヒータ３１の軸方向に沿って流れて、ハウジング４０
Ａの図面下端部に形成されたエアー出口４０Ｄから出て
行くようになっている。

【００２９】このハウジング４０Ａのエアー入口４０Ｃ
は、ねじ部４０Ｅによって図５のように三方電磁弁３０
からのアシストエアー通路１６’に接続され、エアー出
口４０Ｄはねじ部４０Ｆによってフューエルインジェク
タ２のエアーノズル２０に接続されており、また、リー
ド線４４はコネクタ４６によってＣＰＵ２４に接続され
ている。

【００３０】上記実施例においては、インテークマニホ
ールド１の上流側から吸入され三方電磁弁３０でセラミ
ックヒータ３１側のアシストエアー通路１６’に分岐さ
れたアシストエアーが、セラミックヒータ取付部４０の
エアー入口４０Ｃからエアー通路４０Ｂ内に導入され、
このエアー通路４０Ｂを通過する間にリード線４４から
通電されて加熱されたセラミックヒータ３１によって加
温され、エアー出口４０Ｄからエアーノズル２０を介し
てフューエルインジェクタ２の燃料噴射口２ａ内に吹き
付けられる。これによって、前記図１の実施例の場合と
同様、燃料の霧化が促進される。

【００３１】そして、本実施例では、セラミックヒータ
取付部４０のエアー入口４０Ｃがヒータ固定部３１Ａに
近い位置に設けられていて、このエアー入口４０Ｃから
導入されセラミックヒータ３１で加温されたアシストエ
アーが、ヒータ固定部３１Ａから離れた位置に設けられ
ているエアー出口４０Ｄから出て行くようになっている
ので、ヒータ固定部３１Ａがアシストエアーによって加
熱されることが無い。

【００３２】ここで、セラミックヒータ３１の温度制御
は、前記図１の実施例の場合と同様、水温センサ２３
Ａ、吸気温センサ２３Ｂ、燃料温センサ２３Ｃ等からの
検出信号に基づいて出力信号を出力するＣＰＵ（ヒータ
制御装置）２４によって行われる。

【００３３】なお、本実施例では、図１の電磁弁２２
は、三方電磁弁３０がその機能を有するので、不用とな
る。

【００３４】図６は、セラミックヒータ取付部の他の実
施例を示すものであって、出力端子４２’を、その先端
部をモールド材４５’から露出した状態でセラミックヒ
ータ３１に銀ロウ付４３’で固定したもので、リード線
は用いられていない。なお、この図７のセラミックヒー
タ取付部４０’の他の部分の構成は、図６の実施例と同
様である。

【００３５】また、図８は、セラミックヒータ取付部の
さらに他の実施例を示すものであって、図６の実施例
が、セラミックヒータ３１とＮｉ端子４２の固定部およ
びＮｉ端子４２とリード線４４との接続部をモールド材
４５によってモールドしていたのに対し、この実施例で
は、モールド材を使用する代りに、キャップ５０Ａ、ス
トッパ５０Ｂおよびセパレータ５０Ｃからなるゴムキャ
ップ５０でハウジング４０Ａ”の図面上端開口部を覆い
外筒５１で固定することによってＮｉ端子４２の固定部
やリード線４４の接続部をシールする構造となっている
ものであり、他の部分は、図６の実施例の場合と同様の
構造である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フュー
エルインジェクタから噴射される燃料の霧化が加温され
たエアーの供給によって促進されるので、燃費の向上と
ともに排ガス中の有害成分の含有量を大幅に抑制出来
る。そして、燃料の霧化の促進によってエンジンの始動
性が向上され、これによってコールドスタート時におい
ても、コールドスタートインジェクタを用いることな
く、フューエルインジェクタからの噴射燃料のみによっ
て十分にエンジンの始動を行うことが出来る。従って、
コールドスタートインジェクタを備えていないガソリン
エンジンやメタノールエンジンの燃料供給装置に用いれ
ば、コールドスタート時にも良好な始動性を確保するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図、

【図２】同実施例におけるフューエルインジェクタの部
分拡大断面図、

【図３】本発明による排ガス中のＨＣ量の低減を示すグ
ラフ、

【図４】本発明の他の実施例を示すための基本概略構成
図、

【図５】本発明の他の実施例を示す概略構成図、

【図６】同実施例におけるセラミックヒータ取付部の拡
大断面図、

【図７】同セラミックヒータ取付部の他の実施例を示す
拡大断面図、

【図８】同セラミックヒータ取付部のさらに他の実施例
を示す拡大断面図、

【図９】従来例を示す構成図。

【符号の簡単な説明】

１…インテークマニホールド ２…フューエルインジェクタ １６，１６’…アシストエアー通路 １７…エアー供給装置 ２０…エアーノズル ２１…ヒータ ２４…ＣＰＵ ３０…三方電磁弁 ３１…セラミックヒータ ３１Ａ…ヒータ固定部 ４０…セラミックヒータ取付部 ４０Ａ…ハウジング ４０Ｂ…エアー流路 ４０Ｃ…エアー入口 ４０Ｄ…エアー出口 ４１…ばね部材 ４２…Ｎｉ端子 ４２’…出力端子 ４４…リード線 ４５，４５’…モールド材 ５０…ゴムキャップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フューエルインジェクタによりインテーク
   マニホールド内に燃料を噴射して内燃機関に燃料を供給
   する内燃機関の燃料供給装置において、 前記フューエルインジェクタに設けられてエアーをフュ
   ーエルインジェクタの燃料噴出側に供給するエアーノズ
   ルと、このエアーノズルにエアーを給送するエアー通路
   と、このエアー通路の途中に取り付けられてエアーを加
   温するヒータとを備えていることを特徴とする内燃機関
   の燃料供給装置。
2. 【請求項２】少なくとも吸気温、水温、燃料温の検出値
   に基づいて前記ヒータの温度制御を行うヒータ制御装置
   を備えている請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
3. 【請求項３】エアー通路の途中に三方電磁弁を接続し、
   この三方電磁弁によりヒータにエアーを給送する請求項
   １記載の内燃機関の燃料供給装置。
4. 【請求項４】ヒータがセラミックヒータである請求項３
   記載の内燃機関の燃料供給装置。
5. 【請求項５】セラミックヒータがハウジング内にばね部
   材で固定され、このセラミックヒータのリード線取出し
   部がモールド材でモールドされまたはゴムキャップでシ
   ールされている請求項４記載の内燃機関の燃料供給装
   置。
6. 【請求項６】エアー入口がハウジングのセラミックヒー
   タの固定部に近い位置に形成され、エアー出口がセラミ
   ックヒータの固定部から遠い位置に形成されている請求
   項５記載の内燃機関の燃料供給装置。