JPH0610807A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼室内の点火プラグ周囲に集まる燃料量を
各サイクル毎に均一化し、空燃比分布の均一化等を図る
ことを目的とする。 【構成】 燃料噴射弁１６に延長管２３を接続して、燃
料噴霧方向に指向性を持たせるようにした上で、閉弁直
前、つまり吸入行程後半に同期して、その時の吸気弁１
３Ａ，１３Ｂの傘部背面に向け、燃料を噴霧するように
して、点火動作時の点火プラグ２７近傍に燃料を効果的
に誘導することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置に関し、特に、燃料噴射時期及び燃料噴射方向を改善
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関において、図６に示すよ
うに、吸気管１内部に配設され、切欠部等を有して開・
閉制御される弁体２を備え、吸気弁３が設けられた吸気
ポート４を介して燃焼室５内に流入するガスの流動状態
を制御して吸気スワールを強化するスワールコントロー
ルバルブ（ＳＣＶ）装置を設けたものが周知であり（特
開昭５９−９０７１９号公報参照）、吸入行程に同期し
て、弁体２を閉弁状態に制御したスワールコントロール
バルブ装置の作用により速くなった吸気流に燃料噴射弁
６から図のＡのように燃料を噴射することによって、リ
ーン燃焼化を図るようにした技術が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃料供給構造にあっては、燃料の応答性向上
と成層化によるリーン限界の拡大を目的として、燃料噴
射時期を吸入行程中にしたため、次のような問題点があ
った。即ち、図６に示した燃料噴射弁６のように、先端
燃料噴射部から燃料を単に吸気ポート４内に噴霧する構
成では、燃料噴霧の指向性はなく、燃焼室５内の点火プ
ラグ周囲に集まる燃料量が各サイクル毎に異なり、均一
化しないため、空燃比分布のばらつきが大きくなり、失
火率が高くなるという問題点がある。

【０００４】又、吸入行程中に燃料が噴射されるため、
燃料が十分に気化する時間的余裕がなく、未燃ガス量が
増大する問題点がある。尚、従来、実開平２−２０７５
２号公報に示される技術では、燃料噴霧の指向性を持た
せ、燃料噴霧を燃焼室に向けて行うようにしているが、
燃焼室内の点火プラグ周囲に燃料が集まる構成ではな
く、上記従来の問題点を解消できる技術ではない。

【０００５】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、燃料噴射時期と燃料噴霧方向の改良により、
燃料の気化性を向上すると共に、燃焼室内の点火プラグ
周囲に集まる燃料量を各サイクル毎に均一化し、空燃比
分布の均一化等を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、燃
料噴射弁からの噴射燃料を延長管路部を介して吸気ポー
ト内に噴霧させる構成の内燃機関の燃料供給装置におい
て、燃料噴霧が閉弁直前の吸気弁の傘部背面に向かうよ
うに、燃料噴射時期及び前記延長管路部の向きを設定し
た構成する。

【０００７】

【作用】かかる構成において、吸気弁の閉弁直前に、燃
料を延長管路部から吸気弁の傘部背面に向け、燃料を噴
霧すると、この燃料噴霧が吸気弁の傘部背面の点火プラ
グ側に至り、更に、吸気弁の上昇運動に助けられて燃料
噴霧が必ず点火プラグ近傍に誘導される。

【０００８】そして、吸気弁の開閉タイミングは運転条
件に応じて制御されるため、機関回転数や負荷等の運転
条件が変化しても、点火プラグ周囲の燃料の状態を常時
一定に保つことが容易である。即ち、あらゆる運転条件
の変化に対応して、必ず点火時の点火プラグ周囲に誘導
される燃料量が均一化する。

【０００９】従って、気筒毎やサイクル毎の燃焼室内の
空燃比分布にばらつきがなく、失火、不完全燃焼が生起
することのない成層吸気を効果的に行うことができる。
又、吸気弁の傘部の背面に燃料噴霧が当たる結果、燃料
の微粒化が促進されると共に、吸気弁の熱による気化が
促進される。

【００１０】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１において、吸気管１１と燃焼室１２とは、
吸気弁１３Ａ，１３Ｂを２つ有する吸気ポート１４を介
して連通接続される。燃焼室１２内に点火部が臨む点火
プラグ２７が設けられている。

【００１１】前記吸気ポート１４内部には、該吸気ポー
ト１４の一方の吸気弁１３Ａに対応する部位を閉塞する
閉塞部１５Ａと他方の吸気弁１３Ｂに対応する部位を開
放する切欠部１５Ｂとを有して開・閉制御される弁体１
５を備え、燃焼室１２内に流入するガスの流動状態を制
御して吸気スワールを強化するスワールコントロールバ
ルブ（ＳＣＶ）装置が設けられている。

【００１２】上記弁体１５の上流側には吸気ポート１４
内部に燃料を噴射するエアアシスト燃料噴射弁１６が設
けられている。このエアアシスト燃料噴射弁１６は、ス
ロットル弁よりも上流側の吸気通路から吸入空気の一部
をエアポンプにより内蔵された燃料噴射弁の噴孔の下流
にアシストエアとして圧送し、燃料噴射弁から噴射され
た燃料にアシストエアを衝突させることによって燃料を
微粒化し、これにより燃焼を改善するものである。

【００１３】具体的には、エアアシスト燃料噴射弁１６
の本体内部には、燃料噴射弁１７が内蔵されており、こ
の燃料噴射弁１７の下流側には、燃料と微粒化空気とを
混合する混合部１８が設けられている。この混合部１８
には、燃料噴射弁１７から噴射される燃料の通路部を構
成する筒体１９が設けられており、この筒体１９の周壁
には多数の噴孔２０が設けられている。

【００１４】尚、エアポンプから吐出される加圧空気を
燃料噴射弁１７の噴孔下流に導入するエアギャラリ（図
示せず）が設けられている。以上の構成のエアアシスト
燃料噴射弁１６は、吸気管１１に取り付けられる。具体
的には、吸気管１１のシリンダヘッド２１との接続端部
の外周面に筒状の取付部２２が一体形成されており、エ
アアシスト燃料噴射弁１６の先端部はこの取付部２２の
内側に嵌入取付される。

【００１５】前記燃料噴射弁１６の先端部の燃料噴射部
には、弁体１５流側の吸気ポート１４内面に先端噴口が
開口する延長管路部としての延長管２３が設けられてい
る。即ち、燃料噴射弁１６の先端部には夫々吸気弁１３
Ａ，１３Ｂの方向に向けて開口された２つの噴孔１６Ａ
が形成されており、各噴孔１６Ａに延長管２３が接続さ
れる。この延長管２３は前記取付部２２に形成された貫
通孔２４に貫通支持されると共に、シリンダヘッド２１
に形成された貫通孔２５に突入され、該延長管２３の先
端噴口２３Ａは吸気ポート１４内面に開口する貫通孔２
５の開口端部内側において開口される。

【００１６】この場合、各延長管２３の先端噴口２３Ａ
は、図１（Ｂ）に示すように、弁体１５の上縁部近傍位
置に並列して開口される。ここで、図１（Ａ）に示すよ
うに燃料噴霧Ｂが閉弁直前の吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘
部背面に向かうように、燃料噴射時期及び前記各延長管
２３の向きを設定する。

【００１７】次に、かかる構成の装置の作用について説
明する。リーン燃焼化の手段として、従来、図２に示す
ように、吸入行程中、燃焼室１２に流入する速い吸気流
に燃料を噴射することによって、点火プラグ２７付近に
濃いめの混合気を集めて着火し易くする、所謂、成層吸
気を用いる方法がある。この場合、ある一定の運転条件
下では、図２に示す如く点火時には燃料の群れが図の点
火プラグ２６周囲に集まってくるが、機関回転数や負荷
等の運転条件の変化によっては、燃料の挙動が変わるた
め、点火プラグ２６周囲の燃料の状態を常時一定に保つ
のは極めて困難である。

【００１８】この結果、従来技術の項でも述べたよう
に、気筒毎やサイクル毎の燃焼室内の空燃比分布にばら
つきが生じ、失火による不完全燃焼が生起する。上記実
施例によると、エアアシスト燃料噴射弁１６に延長管２
３を接続して、燃料噴霧方向に指向性を持たせるように
した上で、閉弁直前、つまり吸入行程後半に同期して、
その時の吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘部背面に向け、燃料
を噴霧するようにしているため、点火動作時の点火プラ
グ２７近傍に燃料を効果的に誘導することができる。

【００１９】かかる実施例の作用を詳述する。図３は吸
気弁１３Ａ，１３Ｂのリフトカーブを示しており、Ｉ．
Ｖ．Ｏ（ＩＮＴＡＫＥ ＶＡＬＶＥ ＯＰＥＮ）は、吸
気弁開、Ｉ．Ｖ．Ｃ（ＩＮＴＡＫＥＶＡＬＶＥ ＣＬＯ
ＳＥ）は、吸気弁閉、Ｔ．Ｄ．Ｃ（Ｔｏｐ Ｄｅａｄ
Ｃｅｎｔｅｒ）は上死点、Ｂ．Ｄ．Ｃ（Ｂｏｔｔｏｍ
Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒ）は下死点、Ｏｉｎｊは噴射時
期である。

【００２０】吸気弁１３Ａ，１３Ｂのリフトカーブ上、
吸気弁１３Ａ，１３Ｂの閉弁直前に、燃料を延長管２３
の先端噴口２３Ａから吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘部背面
に向け、燃料を噴霧するようにしているため、この燃料
噴霧が吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘部背面の点火プラグ２
７側に至り、更に、吸気弁１３Ａ，１３Ｂの上昇運動に
助けられて燃料噴霧が必ず点火プラグ２７近傍に誘導さ
れる。

【００２１】そして、吸気弁１３Ａ，１３Ｂの開閉タイ
ミングは運転条件に応じて制御されるため、機関回転数
や負荷等の運転条件が変化しても、点火プラグ２７周囲
の燃料の状態を常時一定に保つことが容易である。即
ち、あらゆる運転条件の変化に対応して、必ず点火時の
点火プラグ２７周囲に誘導される燃料量が均一化する。

【００２２】従って、気筒毎やサイクル毎の燃焼室内の
空燃比分布にばらつきがなく、失火、不完全燃焼が生起
することのない成層吸気を効果的に行うことができる。
又、吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘部の背面に燃料噴霧が当
たる結果、燃料の微粒化を促進できると共に、吸気弁１
３Ａ，１３Ｂの熱による気化を促進することができ、吸
気ポート１４内の壁流防止を図れると共に、燃焼の応答
性を向上することができる。

【００２３】次に、図４に示した他の実施例について説
明する。この実施例は、スワールコントロールバルブ装
置等の吸入速度を上げる特別の手段を用いない通常の吸
気ポート１４において、燃料を延長管２３の先端噴口２
３Ａから吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘部背面に向け噴霧す
る構成であり、スワールコントロールバルブ装置の弁体
１５を設けていない点を除けば、図１の実施例と同様の
構造である。

【００２４】一般的に気筒毎に燃料噴射弁を設けたＭＰ
Ｉ方式の燃料噴射時期は、吸気弁閉時が多い。その理由
としては、吸気弁が開く前に燃料噴射を行うことによ
り、吸気ポート壁からの熱を利用して燃料が気化される
時間を稼ぐようにしている。しかし、このような噴射時
期を採用すると、燃料の輸送遅れによる応答性の悪化と
いう問題がある。

【００２５】上記実施例では、図５に示した吸気弁のリ
フトカーブ上、吸気弁１３Ａ，１３Ｂの開弁直後に、燃
料を延長管２３の先端噴口２３Ａから吸気弁１３Ａ，１
３Ｂの傘部背面に向け、燃料を噴霧することにより、燃
料噴霧が吸気ポート１４内壁に付着せず、燃料噴霧の全
量がもれなく吸気弁１３Ａ，１３Ｂの傘部の背面に当た
る結果、燃料の微粒化を促進できると共に、吸気弁１３
Ａ，１３Ｂの熱による気化を促進することができるとい
う作用によって、吸気ポート１４内の壁流防止を図れる
と共に、燃料の応答性を向上することができる。

【００２６】尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料噴射弁からの噴射燃料を延長管路部を介して吸気ポ
ート内に噴霧させるに際して、燃料噴霧が閉弁直前の吸
気弁の傘部背面に向かうように、燃料噴射時期及び延長
管路部の向きを設定した構成としたから、あらゆる運転
条件の変化に対応して、必ず点火時の点火プラグ周囲に
誘導される燃料量が均一化し、気筒毎やサイクル毎の燃
焼室内の空燃比分布にばらつきがなく、失火、不完全燃
焼が生起することのない成層吸気を効果的に行うことが
できる有用性大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の一実
施例を示す図で、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は（Ａ）
中Ｓ矢視図

【図２】 従来の成層吸気の作用を示す図

【図３】 同上実施例における吸気弁のリフトカーブ図

【図４】 他の実施例の正面断面図

【図５】 同上の他の実施例における吸気弁のリフトカ
ーブ図

【図６】 従来の内燃機関の燃料供給装置の一例を示す
正面断面図

【符号の説明】

１２ 燃焼室 13Ａ 吸気弁 13Ｂ 吸気弁 １４ 吸気ポート １６ エアアシスト燃料噴射弁 ２３ 延長管 23Ａ 先端噴口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁からの噴射燃料を延長管路部
   を介して吸気ポート内に噴霧させる構成の内燃機関の燃
   料供給装置において、燃料噴霧が閉弁直前の吸気弁の傘
   部背面に向かうように、燃料噴射時期及び前記延長管路
   部の向きを設定したことを特徴とする内燃機関の燃料供
   給装置。