JPH0681754A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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JPH0681754A
JPH0681754A JP4323480A JP32348092A JPH0681754A JP H0681754 A JPH0681754 A JP H0681754A JP 4323480 A JP4323480 A JP 4323480A JP 32348092 A JP32348092 A JP 32348092A JP H0681754 A JPH0681754 A JP H0681754A
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fuel
fuel spray
auxiliary air
spray
fuel injection
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JP4323480A
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Masanori Namiki
正則 並木
Kazuyoshi Mori
一祥 森
Hideo Kato
秀夫 加藤
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Unisia Jecs Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】燃焼改善、特にＨＣの低減、燃費の向上等を図
る。 【構成】燃料噴孔より噴射される燃料噴霧を、燃料噴霧
毎に導入する燃料噴霧ガイド孔５１ａ、５１ｂと、該燃
料噴霧ガイド孔５１ａと外部より導入された補助空気が
充填される環状隙間Ｃとを連通する補助空気噴孔５２
ａ、５２ｂと、同様に燃料噴霧ガイド孔５１ｂと連通す
る補助空気噴孔５２ｃ、５２ｄとが形成される。これに
より、燃料噴霧は、補助空気と衝突して微粒化延いては
霧化が促進されつつ、燃料噴霧ガイド孔に導入され、該
ガイド孔内壁により拡散が規制される。よって、燃料噴
霧の断面形状は最適に抑制されるので、吸気ポート内壁
への燃料の付着が低減されて、燃焼改善、特にＨＣの低
減、燃費の向上等を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の燃料噴射
弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸気ポートを１気筒当たり２本備えた内
燃機関に装着されて２本の吸気ポートに同時に燃料を噴
射できる構造を有した燃料噴射弁において、低温時にお
ける燃焼改善、特にＨＣの低減、燃費の向上等を図るこ
とを目的として、燃料噴霧の微粒化延いては霧化を促進
させると共に、吸気ポートのレイアウトに適合した燃料
噴霧の偏平断面形状を得られるように、補助空気通路を
燃料噴射軸を挟んで両側に形成し、該補助空気通路によ
り外部から導かれ噴出する補助空気と燃料噴霧とを衝突
させる構造を有する燃料噴射弁がある（実開平３─１０
０６６）。
【０００３】かかる燃料噴射弁の概略を図に基づいて説
明する。燃料噴射弁の概要を図９、図１０に示す。図９
において、燃料噴射弁Ｆは弁体としてのニードルバルブ
１１を摺動自在に嵌合保持するノズルボディ１２と、該
ノズルボディ１２を先端部に連結保持する第１ハウジン
グ１３および該第１ハウジング１３の後端部を連結保持
する第２ハウジング１４と、これら第１、第２ハウジン
グ１３、１４内に保持されて、ニードルバルブ１１を駆
動する電磁コイル１５を備えている。
【０００４】つづいて、燃料噴射弁Ｆの先端部分を拡大
したものを示す図１０において、前記ノズルボディ１２
の先端部に燃料噴孔板１６を介してキャップ３１が嵌挿
保持され、前記燃料噴孔板１６には複数個の燃料噴孔が
形成されている。キャップ３１には、外周壁に周溝３５
ａが形成され、該周溝３５ａ下方のフランジ部３５ｂと
燃料噴射弁Ｆを嵌挿保持するホルダ部４１の下端フラン
ジ部４１ｂとの間にシールリング４２が装着されてい
る。
【０００５】上下２本のシールリング１９、４２により
シールされる前記周溝３５ａとホルダ部４１内壁との間
の環状隙間Ｃに開口して、図示しないスロットル弁上流
等からエアホース等を介して補助空気としての大気を前
記環状隙間Ｃに導く補助空気導入孔４１ａが、ホルダ部
４１に形成されている。また、燃料噴孔板１６に形成さ
れた燃料噴孔１６ａ、１６ｂの外側と、燃料噴孔１６
ｃ、１６ｄの外側とに面したキャップ３１の内周壁部分
に軸線方向に縦通する縦溝３１ａ、３１ｂと、該縦溝の
下端に連なって底壁の径方向に延び、その先端部で直角
方向に分岐する溝３１ｃ、３１ｄが形成されている。さ
らに、前記縦溝３１ａ、３１ｂ相互を上部で連通する周
溝３１ｅが形成されると共に、前記各溝３１ｃ、３１ｄ
の分岐した両端部からキャップ３１の底壁を所定の角度
で貫通する空気噴孔３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ、３１ｉが
形成されている。
【０００６】そして、前記環状隙間Ｃと、前記一方の縦
溝３１ａとをキャップ３１の周壁を貫通して連通する空
気入口３１ｊが形成されている。ここで、前記空気入口
３１ｊ、縦溝３１ａ、３１ｂ、溝３１ｃ、３１ｄ、空気
噴孔３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ、３１ｉが、補助空気導入
孔４１ａ、環状隙間Ｃを介して外部から導かれた補助空
気を燃料の噴射軸を挟んで両側から噴出される補助空気
通路を構成する。
【０００７】前記構造の燃料噴射弁Ｆは、燃料供給管の
途中に形成される筒状のホルダ部１８に、先端部と下端
部とをシールリング１９、２０を介して嵌挿保持される
と共に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各気筒の２
本に分岐する吸気ポート２１Ａ、２１Ｂの分岐点近傍の
外壁部分に装着されて、前記燃料噴孔から、２本の吸気
ポート２１Ａ、２１Ｂ内に向けて２本の燃料噴霧が噴射
供給される。
【０００８】このものにおいては、各吸気ポート２１
Ａ、２２Ｂの先端部がシリンダ垂直方向に向かって大き
く屈曲した形状であるため、燃料噴射弁Ｆの噴射パター
ンは２本の吸気ポートの並び方向の噴霧角θ1 が、その
直角方向の噴霧角θ2 より大なる偏平断面形状であるこ
とが要求される。そのため、燃料噴孔１６ａと燃料噴孔
１６ｂとから噴射される燃料噴霧同士は、図４（Ｂ）に
示すように相互に衝突し、ある程度断面形状を偏平化し
た一本の燃料噴霧を形成する（図４に示すθ1 、
θ2 ）。同様に、燃料噴孔１６ｃと燃料噴孔１６ｄとか
ら噴射される燃料噴霧同士も衝突し、ある程度断面形状
を偏平化した１本の燃料噴霧を形成する。
【０００９】さらに、スロットル弁上流側等からの大気
が補助空気として、補助空気導入孔４１ａから導かれ、
環状隙間Ｃから空気入口３１ｊを通って、噴射弁内部に
導入される。そして、一方の縦溝３１ａから溝３１ｃを
経て空気噴孔３１ｆ、３１ｇから噴出するとともに、周
溝３１ｅを介して他方の縦溝３１ｂから溝３１ｄを経て
空気噴孔３１ｈ、３１ｉから噴出する。前記空気噴孔３
１ｆ、３１ｇから噴出した空気が、前記燃料噴孔１６
ａ、１６ｂから噴射される燃料噴霧を、その燃料噴射軸
の両側から挟み込むように噴出して、燃料噴霧と衝突
し、燃料噴霧の微粒化延いては霧化を促進する。
【００１０】そして、前記燃料噴霧は空気噴孔３１ｆ、
３１ｇから噴出する空気と衝突して該挟み方向の噴霧角
θ2'と、これと直角な方向の噴霧角θ1'の関係をθ1'＞
θ2'とし、楕円断面の燃料噴霧形状を形成していた。ま
た、同様にして、空気噴孔３１ｈ、３１ｉから噴出する
空気も、燃料噴孔１６ｃ、１６ｄから噴出する燃料噴霧
を楕円断面の燃料噴霧形状を形成していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の燃料噴射弁の構造にあっては、噴出する補助空気
と燃料噴霧とを衝突させることにより、燃料噴霧は図４
のθ1'、θ2'に示すように偏平断面形状が過剰に広がっ
てしまっていた。すなわち、従来の燃料噴射弁の構造で
は、燃料噴霧の微粒化延いては霧化を促進させることは
可能であるが、燃料噴霧と補助空気との衝突により燃料
噴霧の断面が過剰に広がるため、吸気ポートのレイアウ
トに対して最適な燃料噴霧の断面形状を得るのことが難
しく、燃料噴霧が吸気ポート壁面へ衝突・付着するなど
して、補助空気との衝突による燃料噴霧の微粒化延いて
は霧化を阻害する結果となっていた。また、燃料噴霧の
断面の過剰な広がりを抑制すべく、燃料噴射量一定条件
下で補助空気の噴出量・噴出速度・噴出位置等を最適化
しても、負荷の変化に応じて燃料噴射量が増大する場合
には、偏平な広がりを抑制しきれず、全運転領域で良好
な断面形状を得ることが困難であった。
【００１２】また、燃料噴霧の断面形状を偏平にするこ
とが不要な場合でも、噴霧の微粒化促進のために補助空
気を噴霧に衝突させると、燃料噴霧の断面形状が偏平化
され過ぎてしまうという問題もあった。本発明は、この
ような従来の問題点に鑑みなされたもので、噴出する補
助空気と燃料噴霧との衝突により燃料噴霧の微粒化延い
ては霧化の促進を図り、なおかつ燃料噴霧の拡散を規制
して吸気ポートのレイアウトに対して最適な燃料噴霧の
断面形状が得られる構造とした燃料噴射弁を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため本発明にかかる
燃料噴射弁は、燃料噴孔から円錐状に拡散噴射される燃
料噴霧に向けて外部から補助空気を導いて吹きつける補
助空気通路と、前記燃料噴霧を導入し噴霧の拡散を規制
しつつ所定方向に導いて噴出させる燃料噴霧ガイド孔
と、を設けた構造とした。
【００１４】かかる燃料噴射弁は、燃料噴霧の噴霧軸と
直角な方向の断面形状を偏平化する手段を備えて構成さ
れてもよい。なお、前記偏平化手段は、複数の出口から
噴出された燃料相互を衝突させて偏平化するように形成
された燃料噴孔、又は燃料噴霧軸を挟んで両側から補助
空気を噴出させて偏平化するように形成された補助空気
通路、又は少なくとも出口が偏平形状に形成されて偏平
化する燃料噴霧ガイド孔の少なくとも１つを備えて構成
することができる。
【００１５】また、補助空気通路は、前記偏平化手段で
偏平化された燃料噴霧に対し偏平化を抑制する方向に補
助空気を噴出させるように形成されてもよい。さらに、
補助空気通路を燃料噴霧軸を挟んで両側に設けたとき
に、夫々の補助空気通路が同一直線上にないように配置
されてもよい。前記補助空気通路の下流側開口部は、補
助空気通路の上流側開口部より、燃料噴霧の噴出方向下
流側に配置して構成するのが好ましい。
【００１６】１気筒に２つの吸気ポートを備える内燃機
関においては、前記燃料噴霧ガイド孔が、２つの吸気ポ
ートに向けて燃料噴霧を導くように下流側が２つに分岐
して形成され、前記補助空気通路が前記分岐した燃料噴
霧ガイド孔に導入される夫々の燃料噴霧に対して形成さ
れるのが好ましい。この場合には、前記補助空気通路の
下流側開口部を、前記夫々の燃料噴霧ガイド孔の分岐点
より下流側に設けて構成するのが好ましい。
【００１７】そして、かかる燃料噴射弁において、補助
空気を機関の吸気負圧と大気圧との差圧を利用して導入
する場合等の補助空気の噴出速度が一定でない場合に
は、燃料噴霧ガイド孔下端面から補助空気通路の下流側
開口部中心点までの距離をＬ1とし、２つの燃料噴霧ガ
イド孔の中心軸のなす角度の１／２をθF とし、２つに
分岐する吸気ポートの夫々の中心軸のなす角度をθP と
して、前記Ｌ1 を以下の関係式（１）、 θF ＝θP ／２ Ｌ1 ’＝Ｌ1 ×ｔａｎ（θP ／２＋Ｘ）×ｔａｎ（９０−θP ／２） Ｘ ;2.5 〜3.5 の範囲 Ｌ1;補助空気の供給をしないときに、燃料噴霧が燃料噴
霧ガイド孔内周と干渉しない最大長さとする。
【００１８】を満たすＬ1 ’に適宜調整変更して形成す
るのが好ましい。
【００１９】
【作用】かかる構成により、補助空気と燃料噴霧との衝
突により燃料噴霧の微粒化延いては霧化が促進すると共
に、該燃料噴霧が燃料噴霧ガイド孔に導入されると、噴
霧は該ガイド孔内壁に当たってその拡散を規制されるの
で、吸気ポートのレイアウトに対して最適な噴霧の断面
形状に抑制することができる。
【００２０】また、複数の出口から噴出された燃料相互
を衝突させて偏平化するように形成された燃料噴孔、又
は燃料噴霧軸を挟んで両側から補助空気を噴出させて偏
平化するように形成された補助空気通路、又は少なくと
も出口が偏平形状に形成されて偏平化する燃料噴霧ガイ
ド孔の少なくとも１つにより、燃料噴霧の断面形状を偏
平化すれば、より複雑な吸気ポートのレイアウトにも適
合できる。
【００２１】そして、燃料噴霧に対し偏平化を抑制する
方向に補助空気を噴出させるように補助空気通路を形成
することにより、燃料噴霧の微粒化延いては霧化を促進
しつつ、燃料噴霧の断面形状のうち突出して広がった部
分を抑制することができるので、燃料噴霧ガイド孔によ
る燃料噴霧の拡散の規制効果を更に高め、燃料噴霧断面
の偏平化の必要性が比較的少ない吸気ポートのレイアウ
トへの適合自由度が向上する。
【００２２】また、補助空気通路を燃料噴霧軸を挟んで
両側に設けたときに、夫々の補助空気通路を同一直線上
にないように配置することにより、噴出する補助空気同
士の衝突を避けることができ、燃料噴霧に効果的に補助
空気の衝突エネルギが伝えられるようになるので、より
一層燃料噴霧の微粒化延いては霧化を促進できる。さら
に、補助空気通路の下流側開口部を、補助空気通路の上
流側開口部より、燃料噴霧の噴出方向下流側に配置する
ことにより、補助空気と燃料噴霧との逆方向からの衝突
を防止して、燃料噴霧断面の過剰な拡散を防止、あるい
は燃料噴霧の貫徹力の減少を防止する。
【００２３】前記燃料噴霧ガイド孔が、２つの吸気ポー
トに向けて燃料噴霧を導くように下流側が２つに分岐し
て形成され、前記補助空気通路が前記分岐した燃料噴霧
ガイド孔に導入される夫々の燃料噴霧に対して形成され
れば、２本に分岐した吸気ポートの夫々に対して、上記
作用を奏しつつ燃料を噴射できる。そして、前記補助空
気通路の下流側開口部を燃料噴霧ガイド孔の分岐点より
下流側に配置すれば、他の燃料噴霧ガイド孔に噴出する
補助空気との干渉を排除することができるので、夫々の
燃料噴霧ガイド孔内において燃料噴霧の良好な微粒化延
いては霧化を効果的に行なえると共に、燃料噴霧の拡散
を最適に抑制することができる。
【００２４】さらに、前記関係式（１）を用いてＬ1 を
適宜調整することにより、補助空気の噴出速度に拘ら
ず、常に良好な燃料噴霧の断面形状を得ることができ
る。
【００２５】
【実施例】以下に、本発明の第１の実施例を図面に基づ
いて説明する。図１、図２に示す一実施例は、比較的排
気量の大きな内燃機関に装着される大流量用の燃料噴射
弁に適用したものを示している。但し、図９、図１０に
示した従来例との同一部分は、同一符号を付し、変更さ
れた先端部分のみについて説明する。
【００２６】即ち、ニードルバルブ１１を保持するノズ
ルボディ１２の先端部外周に燃料噴孔板１６を介して嵌
挿保持されるキャップ５１には、燃料噴孔１６ａ、１６
ｂとから噴射され相互に衝突することによって形成され
る一本の燃料噴霧と、燃料噴孔１６ｃ、１６ｄとから噴
射され相互に衝突することによって形成される一本の燃
料噴霧とを、各々導入する燃料噴霧ガイド孔５１ａ、５
１ｂが、キャップ５１の底壁を貫通して形成されてい
る。該燃料噴霧ガイド孔５１ａ、５１ｂは、図５（Ａ）
に示す２つに分岐する吸気ポートの各々に向けて燃料噴
霧が噴射できるような角度をもって形成される。
【００２７】前記キャップ５１には、従来例と同様に、
外周壁に周溝５５ａが形成され、環状隙間Ｃが形成され
る。そして、該環状隙間Ｃと前記燃料噴霧ガイド孔５１
ａとを連通する補助空気噴孔５２ａ、５２ｂが形成され
る。該補助空気噴孔５２ａ、５２ｂは、前記燃料噴霧ガ
イド孔５１ａ内において、燃料噴孔１６ａ、１６ｂから
噴射し形成された前記一本の燃料噴霧に対して両側から
挟み込むように補助空気を衝突させうるように、燃料噴
射軸を挟んで向かい合って配置される。同様に、前記キ
ャップ５１には、環状隙間Ｃと燃料噴霧ガイド孔５１ｂ
とを連通する補助空気噴孔５２ｃ、５２ｄが形成され
る。
【００２８】次に、かかる実施例の作用を説明する。従
来例と同様に、スロットル弁上流側等から大気が補助空
気として、補助空気導入孔４１ａに導かれ、その後環状
隙間Ｃを介して補助空気噴孔５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、
５２ｄから噴出する。一方、燃料は、従来例と同様に燃
料噴孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄから噴射される
が、噴射後は燃料噴霧ガイド孔５１ａ、５１ｂを介して
吸気ポート内に供給される。
【００２９】ここで、燃料噴孔１６ａ、１６ｂから各々
噴射された燃料噴霧は、相互に衝突し、偏平な断面形状
を有する一本の燃料噴霧が形成される。その後、該燃料
噴霧は、燃料噴霧ガイド孔５１ａ内を進み、該燃料噴霧
の噴霧軸を挟み込む様に両側に形成された補助空気噴孔
５２ａ、５２ｂから噴出する補助空気と衝突すること
で、微粒化延いては霧化が促進される。
【００３０】そして、補助空気と衝突した後、燃料噴霧
はその下流で断面方向に広がろうとするが、燃料噴霧ガ
イド孔５１ａに導入されると、その内壁に当たって偏平
断面の広がりが規制される。その結果、図３に示すよう
に吸気ポートに対して壁面への付着等ができる限り回避
される最適な偏平断面形状を形成することができる。ま
た、燃料噴孔１６ｃ、１６ｄから各々噴射された燃料噴
霧についても、補助空気噴孔５２ｃ、５２ｄおよび燃料
噴霧ガイド孔５１ｂにより、同じ結果が得られる。
【００３１】したがって、かかる構成により、吸気ポー
ト壁面への燃料噴霧の衝突・付着等による燃料噴霧の微
粒化延いては霧化の阻害を排除できるため、充分に燃料
噴霧の微粒化延いては霧化による燃焼改善の効果が発揮
され、ＨＣの低減、燃費の向上等が図れる。なお、本実
施例では、４個の燃料噴孔を有し、２個の燃料噴霧ガイ
ド孔および４個の補助空気噴孔を有する燃料噴射弁につ
いて説明したが、形成される燃料噴霧の数と同数の燃料
噴霧ガイド孔と、噴霧の微粒化延いては霧化を充分に行
うのに必要な数の補助空気噴孔で構成されてよい。その
他、補助空気噴孔の位置、燃料噴霧ガイド孔の長さ等を
適当に設定することにより、種々の吸気ポートに見合っ
た最適な偏平断面形状を形成することができる。また、
補助空気噴孔については、燃料噴霧ガイド孔内に設ける
ことに限定するものではなく、燃料噴孔下流側と燃料噴
霧ガイド孔入口部との間に設けてもよい。
【００３２】つづいて、本発明の第２の実施例を図面に
基づいて説明する。図６において、第１の実施例に対し
変更されたキャップ部分のみを示し、その他の部分は第
１の実施例と同様である。即ち、ニードルバルブ１１を
保持するノズルボディ１２の先端部外周に燃料噴孔板１
６を介して嵌挿保持されるキャップ６１には、燃料噴霧
ガイド孔６１ａ、６１ｂが、キャップ６１の底壁を貫通
して形成されている。該燃料噴霧ガイド孔６１ａ、６１
ｂは、図５（Ａ）に示す２つに分岐する吸気ポートの各
々に向けて燃料噴霧が噴射できるような角度をもって形
成される。
【００３３】前記キャップ６１には、第１の実施例と同
様に、外周壁に周溝６５ａが形成される。そして、該周
溝６５ａと前記燃料噴霧ガイド孔６１ａとを連通する補
助空気噴孔６２ａ、６２ｂが形成される。該補助空気噴
孔６２ａ、６２ｂは、前記燃料噴霧ガイド孔６１ａ内に
おいて、燃料噴孔１６ａ、１６ｂから噴射し形成された
前記一本の燃料噴霧の燃料噴霧軸を挟んで両側に、か
つ、補助空気の噴出方向に平行な燃料噴霧中心断面を挟
んで両側に夫々を平行に配置した。さらに、空気噴孔６
２ａ、６２ｂの燃料噴霧ガイド孔６１ａ側の開口部に
は、燃料噴霧ガイド孔６１ａの内周に内周溝６３ａが形
成され、補助空気噴孔６２ａ、６２ｂからの補助空気の
噴出による補助空気相互の衝突をより効果的に減少させ
るようにしてある。そして、これと同様に、前記キャッ
プ６１には、環状隙間Ｃと燃料噴霧ガイド孔６１ｂとを
連通する補助空気噴孔６２ｃ、６２ｄが形成されると共
に、内周溝６３ｂが形成されている。
【００３４】前記夫々の空気噴孔６２ａ、６２ｂ、６２
ｃ、６２ｄを、このように配置したことにより、夫々の
補助空気噴孔から噴出する補助空気同士が同一線上で相
反する方向から衝突することがなくなるので、補助空気
同士での衝突により無駄にエネルギが減少するのを防止
して、燃料噴霧の微粒化延いては霧化のために補助空気
噴出エネルギを有効に使用することができる。
【００３５】なお、本実施例では、補助空気噴孔を補助
空気の噴出方向に平行な燃料噴霧中心断面を挟んで両側
に夫々を平行に配置したが、平行でなくとも該補助空気
噴孔の夫々を同一線上に配置しないようにしても、同様
の効果が得られることは勿論である。また、本実施例で
は、補助空気同士の衝突を避けてより効果を高めるため
に、燃料噴霧ガイド孔６１ａ、６１ｂの内周に夫々内周
溝６３ａ、６３ｂを設けたが、かかる内周溝６３ａ、６
３ｂがなくても同様の効果を得ることはできる。また、
本実施例において、所望の燃料噴霧の偏平断面形状を得
るためには、燃料噴霧ガイド孔の少なくとも出口部の断
面形状を適宜、楕円形状等に変更してもよいことは勿論
のことである。
【００３６】次に、第３の実施例について図７に基づき
説明する。図７において、第１の実施例に対し変更され
たキャップ部分のみを示し、その他の部分は第１の実施
例と同様である。即ち、キャップ７１には、燃料噴霧ガ
イド孔７１ａ、７１ｂが、キャップ７１の底壁を貫通し
て形成されている。該燃料噴霧ガイド孔７１ａ、７１ｂ
は、図５（Ａ）に示す２つに分岐する吸気ポートの各々
に向けて燃料噴霧が噴射できるような角度をもって形成
される。前記キャップ７１には、第１の実施例と同様
に、外周壁に周溝７５ａが形成される。そして、該周溝
７５ａと前記燃料噴霧ガイド孔７１ａとを連通する補助
空気噴孔７２ａが形成される。該補助空気噴孔７２ａ
は、前記燃料噴霧ガイド孔７１ａ内において、燃料噴孔
１６ａ、１６ｂから噴射し形成された前記一本の燃料噴
霧の偏平断面の長軸方向の外方から内方に向けて補助空
気を噴出可能に配置される。
【００３７】このように空気噴孔７２ａを配置すること
により、以下のような効果がある。たとえば、第１の実
施例のように燃料噴霧の両側から補助空気を衝突させ
て、噴霧の微粒化延いては霧化の促進を図るものでは、
必要以上に噴霧の断面形状が偏平化してしまい、すなわ
ち燃料噴霧の断面形状の長軸方向が外方に向って広がる
エネルギが大き過ぎて、燃料噴霧ガイド孔のみでは十分
広がりを抑制しきれない場合があり、吸気ポートのレイ
アウトによっては適用できない場合がある。かかる場合
に、本実施例のように補助空気を燃料噴霧の断面形状の
長軸方向の外方から内方へ向かって衝突させることによ
り、燃料噴霧の微粒化を促進すると同時に、複数の燃料
噴孔から噴出する燃料噴霧同士の衝突等によって偏平化
される噴霧断面の長軸方向の必要以上の突出した広がり
を抑制しつつ、燃料噴霧ガイド孔の噴霧断面形状の規制
効果と相俟って、吸気ポートの内壁への付着等を防止す
ることができる（図７（Ｂ）参照）。なお、本実施例で
は、補助空気噴孔を燃料噴霧の断面形状の長軸方向の外
方から内方へ向かって衝突させるように配置したが、こ
れに限るものではなく、燃料噴霧の断面形状のうち突出
して広がった部分を抑制するように補助空気噴孔の配置
を変えることは本発明の範囲内である。
【００３８】ところで、前記各実施例のように、２本以
上に分岐した吸気ポートに応じて燃料噴霧ガイド孔を分
岐して複数設けた場合には、補助空気噴孔の下流側開口
部を燃料噴霧ガイド孔の分岐点より下流側に配置し、他
の燃料噴霧ガイド孔に噴出する補助空気との干渉を排除
するのが好ましい。また、前記補助空気噴孔の下流側開
口部を、補助空気噴孔の上流側開口部より、燃料噴霧の
噴出方向下流側に配置して構成することにより、補助空
気と燃料噴霧との逆方向からの衝突を防止することで、
燃料噴霧断面の過剰な広がりを防止し、かつ、燃料噴霧
の貫徹力を補助空気の噴出力との相殺作用によって減少
させないようにでき、延いては燃料噴霧の逆流等を防止
することもできる。
【００３９】そしてまた、補助空気噴孔および燃料噴霧
ガイド孔の横断面形状は、円形に限定するものではな
く、楕円形状等の任意の形状であってよい。但し、暖機
後等に補助空気の供給を行わないようにした場合には、
燃料噴霧の主流が該燃料噴霧ガイド孔に衝突しないよう
に、配置および寸法を決めることが好ましい。ところ
で、前記各実施例において、前記補助空気を機関の吸気
負圧と大気圧との差圧を利用して導入する場合等におい
ては、各運転条件によって、補助空気の噴出エネルギが
一定でないため、それに伴って燃料噴霧の偏平断面形状
も変化するので、常に最適な偏平断面形状を得るのは難
しい。より詳しく説明すれば、補助空気の噴出速度が遅
い場合には、補助空気のもつ噴出エネルギが小さいため
に、補助空気と燃料噴霧との衝突エネルギも小さいた
め、燃料噴霧が燃料噴霧ガイド孔を通過する間に噴霧の
拡散エネルギはある程度まで減衰するので、燃料噴霧は
燃料噴霧ガイド孔の内周壁に沿いながら燃料噴霧ガイド
孔から噴出し、その後も燃料噴霧ガイド孔による断面方
向の規制効果は維持される。したがって、燃料噴霧ガイ
ド孔による規制の効果が十分発揮でき、要求通りの燃料
噴霧の偏平断面形状を得ることができる。
【００４０】その反対に、補助空気の噴出速度が速い場
合には、補助空気のもつ噴出エネルギが大きいために、
補助空気と燃料噴霧との衝突エネルギも大きいため、燃
料噴霧が燃料噴霧ガイド孔を通過する間に噴霧の拡散エ
ネルギは減衰しきれずに、すなわち燃料噴霧が燃料噴霧
ガイド孔を通過した後にも偏平断面へ広がるエネルギと
して残存するので、噴霧ガイド孔による規制の効果が十
分発揮できず、要求通りの燃料噴霧の偏平断面形状が得
られなくなる。
【００４１】かかる問題を解消するには、多大な実験等
を繰り返して、補助空気の噴出速度の変化に拘らず、常
に最適な燃料噴霧の偏平断面形状が得られるように、空
気噴孔や燃料噴霧ガイド孔の配置、形状等を調整しなけ
ればならないが、本発明人らの得た下記関係式に基づい
て燃料噴霧ガイド孔の寸法を決定すれば、容易に補助空
気の噴出速度の変化に拘らず、常に最適な燃料噴霧の偏
平断面形状を得ることができる。
【００４２】すなわち、図８に示すように、燃料噴霧ガ
イド孔下端面から補助空気通路の下流側開口部中心点ま
での距離をＬ1 とし、前記補助空気通路の下流側開口部
中心点から燃料噴射孔下端面までの距離をＬ2 とし、燃
料噴霧ガイド孔下端面から燃料噴射孔下端面までの距離
をＬとし、２つの燃料噴霧ガイド孔の中心軸のなす角度
の１／２をθF とし、２つに分岐する吸気ポートの夫々
の中心軸のなす角度をθP とした場合に、前記Ｌ1 を以
下の関係式を満たすように求められたＬ1 ’に変更する
ことにより、補助空気の流速が変化した場合において
も、変化の少ない安定した燃料噴霧形状を得ることがで
きる。
【００４３】 θF ＝θP ／２ Ｌ ＝Ｌ1 ＋Ｌ2 Ｌ1 ’＝Ｌ1 ×ｔａｎ（θP ／２＋Ｘ）×ｔａｎ（９０−θP ／２） Ｘ ;2.5 〜3.5 の範囲 Ｌ1;補助空気の供給をしないときに、燃料噴霧が燃料噴
霧ガイド孔内周と干渉しない最大長さとする。
【００４４】本実施例では、かかる関係式について、２
つに分岐する吸気ポートに適用させて説明したが、２本
以上に分岐する吸気ポートにも適用可能であることは勿
論である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、補助空気と燃料噴霧との衝突により燃料
噴霧の微粒化延いては霧化が促進すると共に、該燃料噴
霧が燃料噴霧ガイド孔に導入されると、噴霧は該ガイド
孔内壁に当たってその拡散を規制されるので、吸気ポー
トのレイアウトに対しても最適な燃料噴霧の断面形状を
得られる構造としたため、吸気ポート壁面への燃料噴霧
の衝突・付着等が防止でき、燃料噴霧の微粒化および霧
化の促進が図れ、良好な混合気の形成によって、燃焼改
善、特にＨＣの低減、延いては燃費の向上等が図れる。
【００４６】請求項２および請求項３に記載の発明によ
れば、前記各効果を奏しつつ、燃料噴霧の断面形状を偏
平化することができるので、より複雑な吸気ポートのレ
イアウトにも適合することができる。請求項４に記載の
発明によれば、燃料噴霧の微粒化延いては霧化を促進し
つつ、燃料噴霧の断面形状のうち突出して広がった部分
を抑制することができるので、燃料噴霧ガイド孔による
燃料噴霧の拡散の規制効果と相俟って、吸気ポートのレ
イアウトへの適合自由度を向上させることができる。
【００４７】請求項５に記載の発明によれば、噴出する
補助空気同士の衝突を避けることができるので、補助空
気同士での衝突により無駄にエネルギが減少するのを防
止して、補助空気の衝突エネルギを噴霧の微粒化に有効
に利用することができ、より一層の燃焼改善を図ること
ができる。請求項６に記載の発明によれば、燃料噴霧の
貫徹力を補助空気の噴出力によって減少させないように
できるので、燃料噴霧の逆流が防止でき、すなわち、他
の燃料噴霧との干渉が防止でき、燃料噴霧の微粒化延い
ては霧化の促進を安定して行なうことができる。
【００４８】請求項７に記載の発明によれば、２本以上
に分岐した吸気ポートに応じて燃料噴霧ガイド孔を分岐
して複数設けた場合においても、前記各効果を奏するこ
とができる。請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明において、補助空気通路の下流側開口部を
燃料噴霧ガイド孔の分岐点より下流側に配置することに
より、他の燃料噴霧ガイド孔に噴出する補助空気との干
渉を排除することができるので、夫々の燃料噴霧ガイド
孔において燃料噴霧の良好な微粒化延いては霧化を行な
えると共に、燃料噴霧の断面形状を最適に抑制すること
ができる。
【００４９】請求項９に記載の発明によれば、関係式
（１）に基づいて燃料噴霧ガイド孔の寸法を調整変更す
ることにより、補助空気の噴出速度の変化に拘らず、常
に安定して最適な燃料噴霧の断面形状に維持することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施例にかかる燃料
噴射弁の縦断面図。（Ｂ）は、（Ａ）の一部を示す下面
図。
【図２】本発明の第１の実施例にかかる燃料噴射弁の図
１におけるＸ−Ｘ方向矢視断面図。
【図３】（Ａ）は、本発明の第１の実施例にかかる燃料
噴霧断面形状を示す平面図。（Ｂ）は、（Ａ）の側面
図。（Ｃ）は、（Ａ）の下面図。
【図４】（Ａ）は、従来例の燃料噴霧断面形状を示す平
面図。（Ｂ）は、（Ａ）の側面図。（Ｃ）は、（Ａ）の
下面図。
【図５】（Ａ）は、吸気ポートレイアウトに対する最適
な燃料噴霧断面形状を示す平面図。（Ｂ）は、（Ａ）の
側面図。
【図６】（Ａ）は、本発明の第２の実施例にかかる燃料
噴射弁のキャップ部の縦断面図。（Ｂ）は、（Ａ）のＹ
−Ｙ方向矢視断面図。
【図７】（Ａ）は、本発明の第３の実施例にかかる燃料
噴射弁のキャップ部の縦断面図。（Ｂ）は、（Ａ）のＺ
−Ｚ方向矢視の燃料噴霧の断面図。
【図８】関係式（１）に使用される記号を示す説明図。
【図９】従来例の燃料噴弁の一例を示す断面図。
【図１０】（Ａ）は、従来例の燃料噴弁の先端部分を示
す拡大断面図。（Ｂ）は、（Ａ）のＳ−Ｓ断面図。
【符号の説明】
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 燃料噴孔 ５１ａ、５１ｂ 燃料噴霧ガイド孔 ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 補助空気噴孔 ４１ａ 補助空気導入孔

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料噴孔から円錐状に拡散噴射される燃料
    噴霧に向けて外部から補助空気を導いて吹きつける補助
    空気通路と、前記燃料噴霧を導入し噴霧の拡散を規制し
    つつ所定方向に導いて噴出させる燃料噴霧ガイド孔と、
    を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
  2. 【請求項２】燃料噴霧の噴霧軸と直角な方向の断面形状
    を偏平化する手段を備えてなる請求項１に記載の燃料噴
    射弁。
  3. 【請求項３】前記偏平化手段が、複数の出口から噴出さ
    れた燃料相互を衝突させて偏平化するように形成された
    燃料噴孔、又は燃料噴霧軸を挟んで両側から補助空気を
    噴出させて偏平化するように形成された補助空気通路、
    又は少なくとも出口が偏平形状に形成されて偏平化する
    燃料噴霧ガイド孔の少なくとも１つを備えて構成された
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料
    噴射弁。
  4. 【請求項４】補助空気通路が、前記偏平化手段で偏平化
    された燃料噴霧に対し偏平化を抑制する方向に補助空気
    を噴出させるように形成されたことを特徴とする請求項
    ２または請求項３に記載の燃料噴射弁。
  5. 【請求項５】補助空気通路を燃料噴霧軸を挟んで両側に
    設けたときに、夫々の補助空気通路が同一直線上にない
    ように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の燃
    料噴射弁。
  6. 【請求項６】補助空気通路の下流側開口部が、補助空気
    通路の上流側開口部より、燃料噴霧の進行方向下流側に
    配置されたことを特徴とする請求項１から請求項５のい
    ずれか１つに記載の燃料噴射弁。
  7. 【請求項７】燃料噴霧ガイド孔が、２つの吸気ポートに
    向けて燃料噴霧を導くように下流側が２つに分岐して形
    成され、前記補助空気通路が前記分岐した燃料噴霧ガイ
    ド孔に導入される夫々の燃料噴霧に対して形成されたこ
    とを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに
    記載の燃料噴射弁。
  8. 【請求項８】補助空気通路の下流側開口部を、前記燃料
    噴霧ガイド孔の分岐点より下流側に設けたことを特徴と
    する請求項７に記載の燃料噴射弁。
  9. 【請求項９】燃料噴霧ガイド孔下端面から補助空気通路
    の下流側開口部中心点までの距離をＬ1 とし、２つの燃
    料噴霧ガイド孔の中心軸のなす角度の１／２をθF と
    し、２つに分岐する吸気ポートの夫々の中心軸のなす角
    度をθP として、前記Ｌ1 を以下の関係式、 θF ＝θP ／２ Ｌ1 ’＝Ｌ1 ×ｔａｎ（θP ／２＋Ｘ）×ｔａｎ（９０−θP ／２） Ｘ ;2.5 〜3.5 の範囲 Ｌ1;補助空気の供給をしないときに、燃料噴霧が燃料噴
    霧ガイド孔内周と干渉しない最大長さとする。 を満たすＬ1 ’に調整することを特徴とする請求項７ま
    たは請求項８に記載の燃料噴射弁。
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