JPS58192957A - ２吸気式内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２吸気式内燃機関の燃料噴射装置に係り、特
に、電子制御燃料噴射装置を備え±２２吸気の自動車用
エンジンに用いるのに好適な、２吸気式内燃機関の燃料
噴射装置の改良に関する。

機関燃焼室に混合気を送給する主吸気通路と、同じ（機
関燃焼室に空気を送給する副吸気通路とわゆる２吸気式
の内燃機関が知られている。

又、自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃比を
制御する装置の一つに電子制御燃料噴射装置を用いるも
のがある。この電子制御燃料噴射装置ｔを備えた内燃機
関においては、例えば、機関の吸入空気量及び機関回転
数等に応じて燃料噴射時間を決定し、該燃料噴射時間だ
け、例えば吸気マニホルドに配設された、機関の吸気ポ
ートに向けて燃料を噴射するインジェクタを開弁するこ
とによって、機関の空燃比を制御するようにされており
、空燃比を精密に制御することが必要な、排気ガス浄化
対策が施され九自動車用エンジンに広く用いられるよう
になってきている。

この電子制御燃料噴射装置を、前記のような２吸気式の
内燃機関に用いることが考えられるが、インジェクタを
主吸気通路に配設した場合には、一般に、咳主吸気通路
が１吸気式内燃機関の吸気通路に比べて狭くなる九め、
噴射燃料の管壁への付着量が多くなり、又、噴射燃料と
混合すべき空気量が少なくなるため、燃料が十分に運ば
れなくなる。従って、（１）特に機関冷間時に排気ガス
中の有害成分であるＨＣの排出量が増大する。又、（２
）同じ（特′に機関冷間時に燃料の過渡応答性が悪化し
て、加速初期に空燃比がリーンとなったり、減速直壁に
９燃比がリッチとなって、機関運転性能の低下や点火プ
ラグのくすぶりを生じる。更に、（３）機関運転性能の
低下を補うべく、加速時に燃料の増量を行った場合には
、ＨＣの排出量だけでな（、ＣＯの排出量も増加し、更
に、燃費性能も悪化する、等の欠点を有していた。

一方、インジェクタを主吸気通路と副吸気通路の中間に
配設し、燃料を吸気通路の中間壁に向けて噴射するも考
えられるが、この場合には、管壁に付着する燃料量が前
記の場合より多くなるだけでな（、分配が安定せず、安
定した燃焼状態が得られにくいという問題点を有してい
た。

−一方近年、吸入空気の−Ｓをインジェクタの噴旧近傍
に送り込むことによって、空気流速によりインジェクタ
から噴射される燃料の微粒化を促進する試みもなされて
おり、所定の効果をあげていル、シかしながら従来は、
このエアアシス）ｆ：２吸気式の内燃機関に適用する試
１丁なされていなかった。

本発明は、前記従来あ欠点を解消するべくなされたもの
で、噴射燃料の微粒化を促進して、少ない空気量に拘ら
ず、燃料の機関燃焼室への供給を円ｆｆ１Ｋ行うことが
でき、従って、特に機関冷間時の機関運転性能、排気ガ
ス滲化性能、燃費性能を向上することができる２吸気式
内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。

本発明は、２吸気式内燃機関の燃料噴射装置において、
機関燃焼室に混合気を送給する主吸気通路と、同じく機
関燃焼室に空気を送給する副吸気通路と、前記主吸気通
路に燃料を噴射するインジェクタと、該インジェクタの
噴口近傍に、燃料の微粒化を促進する九めのアシストエ
アを送給するエアアシスト機構とを備えることにより、
前記目的を達成したものである。

又、前記主吸気通路を、ヘリカルボートを有するものと
して、微粒化を更に促進させ念ものである。

更に、前記主吸気通路の、少なくとも噴射燃料が付着す
る壁面にコーティングＹｒｍ　Ｌ、且つ、その下側部Ｋ
　２本以上の長手方向溝又は凸状部を設けることくよっ
て、噴射燃料の壁面付着量を減少させるよ５にしたもの
である。

或いは、前記インジェクタによる燃料噴射を、各気筒の
吸気行程中に行うようにして、噴射燃料の管壁への付着
を防止するようにしたものである。

又、前記エアアシスト機構によるアシストエアの送給を
、低ｍＫなる程アシストエア流量が大になりよ５、ｘア
パルプを介して行うようＫｌ、Ｃ２特に機関冷間時の微
粒化性能を向上するようにし　　゛たものである。

以下図ｒＭｔ−参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。

本発明の第１実施例は、第１図及び第２図に示す如く、
大気を取り入れる九めのエアクリーナ１２と、該エアク
リーナ１２により覗り入れられた吸入空気の流量上検出
するためのエア７Ｉ：ｌ−メータ１４と、吸気管１６に
配設され、運転席に配設されたアク竜ルペダル（図示省
略）と連動して回動するようＫされた、吸入空気の流量
を制御する喪めのスロットル弁１８と、該ス・７０ット
ル弁１８の開ｆを検出するためのスロットルセンサ２０
と、吸気干渉を防止するためのサージタンク２２と、吸
入空気をエンジン１０の各気筒に分配するための、各気
筒に対応する吸気通路を有する吸気マニホルド２４と、
エンジン１０の燃焼室１０ｍの上部を被覆するシリンダ
ヘッド２６と、下流側が分離するようにされた、燃焼室
１０ａにそれぞれ混合気或いは空気を供給するための、
サイアミーズ型の主吸気通路２８及び副吸気通路３０と
、前記主吸気通路２８及び副吸気通路３０を、エンジン
回転と連動してそれぞれ開閉するための主吸気弁３２及
び副吸気弁３４と、前記主吸気通路２８に燃料を噴射す
るインジェクタ３６と、点火プラグ３７（第２図）と、
燃焼室１０ｍから排気ガスを排出するための排気通路３
８と、該排気通Ｍ３８ｔ−エンジン回転と連動して開閉
する九めの排気弁４０と、前記吸気管１６のスロットル
弁１８の上流側より取り出された吸入空気の一部を、前
記インジェクタ３６の噴口３６ｍの近傍に、燃料の微粒
化を促進するためのアシストエアとして送給するアシス
トエア管路４２と、該アシストエア管路４２を流れるア
シストエアの流量を調整するための、アイドル調整スク
リュー４４及びファストアイドル時に多量のアイドルエ
アを流すたメツエアバルブ４６と、エンジン１ｏのクラ
ンク軸の回転と連動して回転するディストリビュータ軸
４８ａを有するディストリビュータ４８と、該ディスト
リビュータ４８に内破された、前記ディストリビュータ
軸４８ｍの回転に応じてクランク角信号を出力するクラ
ンク角七ンサ５ｏと、エンジンブロックに配設された、
エンジン冷却水温を検知するための冷却水温センサ５２
と、前記エアフローメータ１４出力から求められる吸入
空気量と前記クランク角センサ５０出力のクランク角信
号から求められゐエンジン回転数に応じて基本のセンサ
５２出力のエンジン冷却水ＩＩ郷に応じて補正すること
によって、前記インジェクタ３６に開弁時間信号を出力
するデジタル−御回路５４と、から構成されている。

前記インジェクタ３６の先端には、菖３図に詳細に示す
如（、局面に複数のアシストエア駿入口５６＆が形成さ
れ、底部に噴田口５６ｂが形成されたアダプタ５６が、
インジェクタ３６と同軸上に嵌合挿入されており、吸気
マニホルド２４に形成された、アシストエアを各インジ
ェクタ３６に分配するためのエアギヤラリ２４ｍ及びア
シストエア通路２４ｂ’ｉ介して、アシストエア管路４
２から導入されたアシストエアが、噴射燃料と共に噴出
され、噴射燃料の微粒化を促進するようにされている。

第３図において、５８．５９は、アダプタ５６の周辺を
、吸気マニホルド２４の内部或いは大気から遮断するた
めの、断熱を兼ねたゴムシール及びＯリングである。

前記主吸気通路２８の出側は、前出第２図に示した如く
、ヘリカル状とされ、インジェクタ３６かも燃料が噴射
きれることによって形成された混合気にスワールを与え
て、燃料の微粒化を更に促進するようにされている。

又、前記主吸気通路２８の壁面には、第４図及び第５因
に詳細に示す如く、テフロンコーティング６０が施され
ると共に、その下側部に２本の長手方向溝６２が設けら
れており、主吸気弁３２が閉じられている期間に噴射さ
れた燃料の、主吸気通路２８のｍ面への付着量を減少す
ると共に、液状燃料が主吸気通路２８の下側の１個所に
集まらないよ５にされている。従って、主吸気弁３２が
開かれた時には、主吸気通路２８内の燃料が速やかに燃
焼室１０ｍに運ばれる。なお主吸気通路２８内の液状燃
料の集中を防止する構成は、長手方向溝６２に限定され
ず、例えば第６図に示す変形例の如く、主吸気通路２８
の下側部に２本の長手方向凸状＠６４を設けることも可
能である。

以下、作用を説明する。

デジタル制御回路５４から、インジェクタ３６に通電さ
れると、ニードル３６ｂが図の上方に移動して、燃料が
噴出される。すると、この際に、アシストエア管路４２
からアシストエア取入口５６ａを介してア／１タ５６内
に導入され次アシストエアによって、燃料が微粒化され
る。従って、インジェクタ３６かも噴射される燃料粒形
が小は（なり、燃料の各気筒への供給が円ｆＴ／４にな
る。よって、特に機関冷間時に管壁に付着する燃料によ
る暖ｌＩＩ過程の加速リーン、減速リッチが防止され、
機関運転性能が向上される。又、同じく暖機過程の燃料
供給１１１１ｒ：減少することができ、排気ガス中の有
害成分であるＨＣ％ＣＯの排出量を減少すると共に、燃
費性能を向上することができる。

本実施例におけるエンジン冷却水温とＨＣ排出量の関係
、加速時の空燃比の変化状態、減速時の空燃比の変化状
態の一例を、それぞれ第７図乃至第９図に実線Ａで示す
。岡じ（第７図乃至第９図に破線Ｂで示す従来例と比べ
て、ＨＣ排出量は減少し、加速時の空燃比のリーンずれ
、減速時の空燃比のリッチずれのいずれも減少している
ことが明らかである。

なお、前記実施例においては、アシストエアを、スロッ
トル弁１８の上下流の差圧により送給するようにしてい
たが、アシストエア會送給する方法は、これに限定され
ず、例えばアシスト、エア管路４２の途中にエアパルプ
４６等と並例にエアポンプを設け、スロットル弁１８の
開度が大となった時にエアポンプを運転して、アシスト
エア流量の低下を防止することも可能である。

又、前記実施例は、本発明を、吸気ボート近傍で主吸気
通路と副吸気通路が分離するようにされたサイアミーズ
型の吸気通路を有する２吸気式内燃機関に適用しえもの
であるが、本発明の適用範囲はこれに限定きれず、第１
０図及び第１１図に示す第２実施例の如（、サージタン
ク２２の下流側で直ちに分離された、完全分１１ｉ型の
主吸気通路７０及び副吸気通路７２を有する２吸気式内
燃機関にも同様に適用できることは明らかである。

更に、前記実施例は、本発明を、各気筒の行程に拘らず
、燃料が全気筒−斉に或いは複数気筒−斉に同時噴射さ
れる電子制御燃料噴射装置を備えた２吸気式書内燃機関
に適用したものであるが、本発明の適用範囲はこれに限
定されず、各気筒毎に順次燃料噴射が行われる電子制御
燃料噴射装置を備えた２吸気式内燃機関にも同様に適用
できる。

例えば、本発明を、ｌｌｌｌｌ次燃料噴射が行われる４
気筒エンジンに適用した場合には、各インジェクタによ
る燃料噴射（矢印Ｃ）を、第１２１ｄに示す第３夾施例
の如く、各気筒の吸気行程（斜線領埴Ｄ）中に行うよう
にして、主吸気通路の管壁に付着する燃料量を減少し、
微粒化を更に促進することが可能である。図において、
矢印Ｅは、点火タイミングである。

以上説明した通り、本発明によれば、燃料の微粒化を促
進して、少ない空気量に拘らず燃料の機関燃焼室への供
給を日清に行うことができ、特に機関冷間時におけるＨ
Ｃ排出量を低減することができる。又、燃料の過渡応答
性悪化による加速リーン、減速リッチ現象を軽減するこ
とができ、機関運転性能を向上することができる。更に
、過渡応答性を向上するべく燃料増量を行うことが不要
となり、過装置によるＨＣ排出量増加、ＣＯ排出ｔｈ１
増加、燃費性能悪化を防止することができる等の優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、家発明に係る゛２吸気式内燃機関の燃料噴射
装置の第１実施例の全体構成を示す断面図、第２図は、
前記第１実施例における吸気通路の接続状態及びインジ
ェクタの配設位Ｉｔを示す平面図、第３図は、同じく前
記第１実施例におけるインジェクタの取付部詳細を示す
拡大断面図、第４図は、同じく前記＠１実施例における
主吸気ボート周辺を示す拡大断面図、第５図は、第４図
のｖ−ｖ線に旧５横断面図、＃Ｉ６図は、前記第１実施
例の変形例における主吸気通路の断面形状を示す横断面
図、第７図は、前記第１実施例及び従来例における、エ
ンジン冷却水温とＨＣ排出量の関係の例を比較して示す
線図、第８図は、同じ（、加速時の空燃比変化状態の例
を比較して示す線図、＃！９図は、同じく、減速時の空
燃比の変化状態の例を比較して示す線図、第１０図は、
本発明に係る２吸気式内燃機関の燃料噴射装置の第２実
施例の全体構成を示す断面図、第１１図は、前記第２実
施例における弁配置、吸気通路の接続状態及びインジエ
クタの配設位ａを示す平面図、第１２図は、本発明しこ
係る２吸気式内燃機関の燃料噴射時期の第３実施例にお
ける各気筒の燃料噴射時期を示す線図である。 １０・・・エンジン、１０＆・・・燃燐室、１４・・・
エアフロー）−＃、１６・・・吸気管、１８・・スロッ
トル弁、２２・・・サージタンク、２４・・・吸気マニ
ホルド、２４ｍ・・・エアギヤラリ、２４ｂ・・・アシ
ストエア通路、２６・シリンダヘッド、２８・・・主吸
気通路、３０・・・副吸気通路、３２・・・主吸気弁、
３４・・・副吸気弁、３６・・・インジェクタ、３６ａ
・・・噴口、４２・・・アシストエア管路、４４・・・
アイドル調整スクリュー、４６・・・エアバルブ、５０
・・・クランｌ　角セｙす、５４・・・デジタル制御回
路、５６・・・アダプタ、５６ｍ・・・アシストエア取
入口、５６ｂ・・・噴出口、６０・・・テフロンコーテ
ィング、６２・・長手方向溝、６４・・・長手方向凸状
部、７０・・・主吸気通路、７２・・・副吸気通路。 代理人　　高　矢　　　　論 （ほか１名） １３　図 第４図 第５図　　　　　　第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）機関燃焼室に混合気を送給する主吸気通路と、同
   じ（機関燃焼室に空気を送給する副吸気通路と、前記主
   吸気通路に燃料を噴射するインジェクタと、該インジェ
   クタの噴口近傍に、燃料の微粒化を促進するためのアシ
   ストエアを送給するエアアシスト機構とを備えたことを
   特徴とする２＠気式内燃機関の燃料噴射装置。 （２）前記主吸気通路が、へりカルポートを有するもの
   とされている特許請求の範囲第１項に記載の２吸気式内
   燃機関の燃料噴射装置。 ０）前記主吸気通路の、少なくとも噴射燃料が付着する
   １１ｍにコーティングが施され、且つ、その下側部に２
   本以上の長手方向溝又は凸状部が設けられている特許請
   求の範囲第１項又は嬉２項に記載の２吸気式内燃機関の
   燃料噴射装置。 （４）前記インジェクタによる燃料噴射が、各気筒の吸
   気行程中に行われている特許請求の範囲第１項に記載の
   ２１１気式内燃機関の燃料噴射装置。 （５）前記エアアシスト機構によるアシストエアの送給
   が、低温になる程アシストエア流量が大になるよう、エ
   アパルプを介して行われている特許請求の範囲第１項に
   記載の２吸気式内燃機関の燃料噴射ａｍ。