(57)【要約】【課題】ステム部への燃料付着を抑制する内燃機関の燃料噴射装置を提供する。【解決手段】１つの気筒１０に２つの吸気バルブ１５ａ、１５ｂが配設された内燃機関の吸気ポート１１に設けられ、２つの吸気バルブ１５ａ、１５ｂの背面に向けて燃料を噴射する１つの燃料噴射装置１４において、噴射を、２つの吸気バルブ１５ａ、１５ｂに対応して分岐する共に、各吸気バルブ１５ａ（１５ｂ）の背面において、２つの吸気バルブ１５ａ、１５ｂのステム部１６ａ、１６ｂ間の内側に向けた噴霧ｆa1、ｆb1と、同外側に向けた噴霧ｆa2、ｆb2とに更に分岐し、分岐した噴霧ｆa1、ｆa2、ｆb1、ｆb2のうち、内側に向けた噴霧ｆa1、ｆb1の噴射立体角Ωa1、Ωb1より、外側に向けた噴霧ｆa2、ｆb2の噴射立体角Ωa2、Ωb2を小さくした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの気筒に２つの吸気バルブが配設された内燃機関の吸気ポートに設けられ、前記２つの吸気バルブの背面に向けて燃料を噴射する１つの燃料噴射装置であって、
前記噴射を、前記２つの吸気バルブに対応して分岐すると共に、各吸気バルブの背面において、前記２つの吸気バルブのステム部間の内側に向けた噴霧と、同外側に向けた噴霧とに更に分岐し、これら分岐した噴霧のうち、前記内側に向けた噴霧の噴射立体角より、前記外側に向けた噴霧の噴射立体角を小さくしたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポート噴射式の内燃機関では、燃料噴射装置を吸気ポートに設け、吸気バルブの背面（燃焼室の反対側の面）に向かって、燃料を噴射している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１００５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気ポート噴射式の内燃機関において、吸気バルブが２つ設けられている場合には、１つの燃料噴射装置を２スプレーとして、各吸気バルブの背面に向かって、燃料が噴射されている。この場合、燃料噴射を２スプレーとしているため、分岐した吸気ポートの間に存在するサイヤミーズ部への燃料付着は抑制できる。しかしながら、燃料の噴射方向（軌跡）が吸気バルブのステム部と交差することとなるため、ステム部への燃料付着が発生する。ステム部への燃料付着が発生すると、内燃機関の冷態始動時においては、付着した燃料が液滴のまま燃焼室内に入るため、排出ガス中のＨＣ増加の要因となっている。
【０００５】
上記問題に対して、ステム部への燃料付着を抑制する技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１では、１つの燃料噴射装置に多数の噴射口を設け、それらを４つにグループ化することで、４スプレー化することが示されている（特許文献１の図３〜図６参照）。しかしながら、特許文献１に示された燃料噴射装置では、内側の２つのスプレーも、外側の２つのスプレーも、同じ噴射面積となるように噴射されており、４スプレー化しても、外側の２つのスプレーの噴射領域にステム部が存在し、やはり、ステム部への燃料付着が発生して、内燃機関の冷態始動時において、付着した燃料が液滴のまま気筒内に入るおそれがある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ステム部への燃料付着を抑制する内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、
１つの気筒に２つの吸気バルブが配設された内燃機関の吸気ポートに設けられ、前記２つの吸気バルブの背面に向けて燃料を噴射する１つの燃料噴射装置であって、
前記噴射を、前記２つの吸気バルブに対応して分岐すると共に、各吸気バルブの背面において、前記２つの吸気バルブのステム部間の内側に向けた噴霧と、同外側に向けた噴霧とに更に分岐し、これら分岐した噴霧のうち、前記内側に向けた噴霧の噴射立体角より、前記外側に向けた噴霧の噴射立体角を小さくしたことを特徴とする。
【０００８】
例えば、１つの燃料噴射装置からの噴射を、２つの吸気バルブに対応して２つに分岐すると共に、各吸気バルブの背面において、２つの吸気バルブのステム部間の内側に向けた噴霧と、２つの吸気バルブのステム部間の外側に向けた噴霧との２つの噴霧に更に分岐する。つまり、合計４つの噴霧に分岐する。そして、分岐した４つの噴霧のうち、内側に向けた２つの噴霧の噴射立体角より、外側に向けた２つの噴霧の噴射立体角を小さくすればよい。外側に向けた２つの噴霧の噴射立体角を小さくすることにより、外側に向けた２つの噴霧の噴霧領域と各吸気バルブのステム部との重なる部分を減少させて、ステム部への燃料付着を抑制することになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内側に向けた噴霧の噴射立体角より、外側に向けた噴霧の噴射立体角を小さくしたので、ステム部への燃料付着をより抑制することができる。その結果、内燃機関の冷態始動時において、付着した燃料が液滴のまま気筒内に入ることをより抑制でき、ＨＣ排出をより減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の実施形態を、詳細に説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１は、本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の実施形態の一例を説明する概略構成図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、図１の矢印Ａ方向から見た各燃料噴射の状態を示す図であり、図３は、吸気バルブ背面における燃料噴射範囲を示す図である。
【００１２】
本実施例の内燃機関の燃料噴射装置は、吸気ポート噴射式の内燃機関（以降、エンジンと呼ぶ。）に用いられるものである。図１に示すように、エンジンの燃焼室を有する気筒１０には、空気を供給する吸気ポート１１が接続される。この吸気ポート１１は、気筒１０近傍において、２つの分岐ポート１１ａ、１１ｂに分岐されて接続されており、分岐ポート１１ａと分岐ポート１１ｂとの間にサイヤミーズ部１２が設けられて、気筒１０への吸気口１３ａ、１３ｂが隣接するように配設されている。又、吸気ポート噴射式のエンジンでは、吸気ポート１１に燃料噴射装置（以降、インジェクタと呼ぶ。）１４が設けられており、本実施例では、１つの気筒１０に対してインジェクタ１４を１つのみとしている。
【００１３】
又、吸気口１３ａ、１３ｂには、各々吸気バルブ１５ａ、１５ｂが設けられている。つまり、１つの気筒１０に対して、２つの吸気バルブ１５ａ、１５ｂを設けた構成である。そして、吸気バルブ１５ａ、１５ｂの開閉動作により、気筒１０の燃焼室に対し、吸気ポート１１を連通させたり、非連通にさせたりしている。
【００１４】
吸気バルブ１５ａは、カム等（図示省略）の駆動動作を伝達するステム部１６ａと、ステム部１６ａに支持され、吸気口１３ａを開閉する傘部１７ａとを有する。同様に、吸気バルブ１５ｂは、カム等（図示省略）の駆動動作を伝達するステム部１６ｂと、ステム部１６ｂに支持され、吸気口１３ｂを開閉する傘部１７ｂとを有する。
【００１５】
そして、吸気バルブ１５ａ、１５ｂの閉動作時には、傘部１７ａ、１６７の背面（吸気ポート１１側）を吸気口１３ａ、１３ｂに設けたバルブシート（図示省略）に密接させることで、燃焼室に対し、吸気ポート１１を非連通にさせて、燃焼室を密閉している。
【００１６】
一方、吸気バルブ１５ａ、１５ｂの開動作時には、ステム部１６ａ、１６ｂにより傘部１７ａ、１７ｂが燃焼室側へ移動されて、傘部１７ａ、１７ｂの背面とバルブシートとの間に隙間を形成することで、燃焼室に対し、吸気ポート１１を連通させて、燃焼室に空気を供給している。このとき、インジェクタ１４から傘部１７ａ、１７ｂの背面へ向けて噴射された燃料が、空気と共に燃焼室へ供給されることになる。その後、燃焼室へ供給された燃料及び空気は、燃焼室の天井部分に設けられた点火プラグ１８により点火されて、燃焼されることになる。
【００１７】
インジェクタ１４は吸気バルブ１５ａ、１５ｂの間に位置するように配置されており、このインジェクタ１４から各傘部１７ａ、１７ｂの背面に向けて、燃料が各々噴射される。この噴射の際、傘部１７ａに対する噴霧ｆa1、ｆa2と、傘部１７ｂに対する噴霧ｆb1、ｆb2との２つのグループに分岐して噴射することにより、分岐ポート１１ａ、１１ｂの内壁面のみならず、サイヤミーズ部１２への燃料付着も防止して、冷態始動時における燃料の液滴化を防止している。
【００１８】
加えて、傘部１７ａの背面に向けて噴射する燃料を、ステム部１６ａ、１６ｂ間の内側の傘部１７ａに向けた噴霧ｆa1と、ステム部１６ａ、１６ｂ間の外側の傘部１７ａに向けた噴霧ｆa2とに２つに分岐して噴射している。同様に、傘部１７ｂの背面に向けて噴射する燃料も、ステム部１６ａ、１６ｂ間の内側の傘部１７ｂに向けた噴霧ｆb1と、ステム部１６ａ、１６ｂ間の外側の傘部１７ｂに向けた噴霧ｆb2とに２つに分岐して噴射している。このことにより、ステム部１６ａ、１６ｂ自体への燃料付着を抑制して、冷態始動時における燃料の液滴化を抑制しようとしている。つまり、インジェクタ１４から噴射される燃料を４つの噴霧に分岐（４スプレー化）している。
【００１９】
しかしながら、前述したように、単に、インジェクタ１４から噴射される燃料を４スプレー化するだけであれば、ステム部１６ａ、１６ｂ自体に付着する燃料が依然として存在し、冷態始動時においては、付着した燃料が液滴化するおそれがある。そこで、本実施例においては、各噴霧の立体角を適切に設定することにより、ステム部１６ａ、１６ｂに付着する燃料を更に抑制するようにしている。
【００２０】
具体的には、４つの噴霧ｆa1、ｆa2、ｆb1、ｆb2において、ステム部１６ａ、１６ｂ間の内側に向けた２つの噴霧ｆa1、ｆb1の噴霧立体角Ωa1、Ωb1と比較して、ステム部１６ａ、１６ｂ間の外側に向けた２つの噴霧ｆa2、ｆb2の噴霧立体角Ωa2、Ωb2を小さくなるようにしている。例えば、インジェクタ１４の先端に噴射孔を形成する際、各噴霧が上記噴霧立体角の関係となるように、４つの噴射孔を形成すればよい。このように、外側の２つの噴霧ｆa2、ｆb2の噴霧立体角Ωa2、Ωb2を小さくすることにより、外側の２つの噴霧ｆa2、ｆb2の噴霧領域とステム部１６ａ、１６ｂとが重なる部分を更に減少させて、若しくは、重なる部分を完全に無くして、ステム部１６ａ、１６ｂへの燃料付着を更に抑制することができる。
【００２１】
この際、外側の２つの噴霧ｆa2、ｆb2の噴霧立体角Ωa2、Ωb2を小さくする代わりに、内側の２つの噴霧ｆa1、ｆb1の噴霧立体角Ωa1、Ωb1を相対的大きくすれば、燃料噴射量の総量を減らす必要はない。
【００２２】
上記噴霧状態を別の方向から図示したものが、図２（ａ）、（ｂ）、図３である。なお、図２（ａ）、（ｂ）では、吸気バルブ１５ａ側への噴霧状態のみを図示しているが、吸気バルブ１５ｂ側への噴霧状態も同様である。従って、吸気バルブ１５ｂ側において対応する符号は、括弧内に併記する。
【００２３】
内側の噴霧ｆa1（ｆb1）は、ステム部１６ａ、１６ｂ間の内側にあるインジェクタ１４からステム部１６ａ、１６ｂ間の内側の傘部１７ａ、１７ｂに向けて噴射されるため、傘部１７ａ（１７ｂ）背面における噴霧ｆa1（ｆb1）の噴霧範囲がステム部１６ａ（１６ｂ）と重ならない限り、ステム部１６ａ、１６ｂへの燃料付着はない。つまり、噴霧ｆa1（ｆb1）の噴霧領域が、傘部１７ａ（１７ｂ）背面においてステム部１６ａ（１６ｂ）と重ならない限り、そして、サイヤミーズ部１２や分岐ポート１１ａ（１１ｂ）内壁面にかからない限り、その噴霧立体角Ωa1（Ωb1）を大きくすることが可能である。
【００２４】
一方、外側の噴霧ｆa2（ｆb2）は、ステム部１６ａ、１６ｂ間の内側にあるインジェクタ１４からステム部１６ａ、１６ｂ間の外側の傘部１７ａ、１７ｂに向けて噴射されるため、その噴霧立体角Ωa2（Ωb2）を考慮しないと、噴霧ｆa1（ｆb1）の噴霧領域がステム部１６ａ（１６ｂ）と重なるおそれがある。本実施例では、上述したように、噴霧ｆa2（ｆb2）の噴霧立体角Ωa2（Ωb2）を小さくしたので、噴霧ｆa2（ｆb2）の噴霧領域とステム部１６ａ（１６ｂ）とが重なる部分を更に減少させることができる。
【００２５】
望ましくは、噴霧ｆa2（ｆb2）の噴霧領域とステム部１６ａ（１６ｂ）とが重なる部分を完全に無くすように、噴霧ｆa2（ｆb2）の噴霧立体角Ωa2（Ωb2）を小さくすればよい。更には、噴霧ｆa2（ｆb2）の噴霧領域とステム部１６ａ（１６ｂ）との間ができるだけ離れるように、噴霧ｆa2（ｆb2）の噴霧立体角Ωa2（Ωb2）及び噴霧方向を設定すればよい。
【００２６】
上記噴霧とすることにより、ステム部１６ａ、１６ｂを避けて、燃料を噴射することになるので、ステム部１６ａ、１６ｂへの燃料付着を更に抑制でき、内燃機関の冷態始動時において、付着した燃料が液滴のまま気筒内に入ることも更に抑制でき、排ガスにおけるＨＣ排出を更に減少させることができる。
【００２７】
なお、噴霧立体角に限らず、２つの吸気口１３ａ、１３ｂの配置方向に垂直な方向における噴霧角について、外側の２つの噴霧の噴霧角が、内側の２つの噴霧の噴霧角より小さくなるようにしてもよい。例えば、吸気バルブ１５ａ側への噴霧を例に取って、図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、外側の噴霧ｆa2の噴霧角θa2が、内側の噴霧ｆa1の噴霧角θa1より小さくなるようにすればよい。同様に、２つの吸気口１３ａ、１３ｂの配置方向に平行な方向における噴霧角について、外側の２つの噴霧の噴霧角が、内側の２つの噴霧の噴霧角より小さくなるようにしてもよい。
【００２８】
又、本実施例では、噴射する燃料を合計４つの噴霧ｆa1、ｆa2、ｆb1、ｆb2に分岐しているが、ステム部１６ａ、１６ｂより内側に向けて噴射する多数の噴霧（第１噴霧群）に分岐すると共に、ステム部１６ａ、１６ｂより外側に向けて噴射する多数の噴霧（第２噴霧群）に分岐し、つまり、分岐した噴霧の合計を４つより大きいものとし、各吸気バルブにおいて、第１噴霧群全体の噴霧立体角を、第２噴霧群全体の噴霧立体角より小さくなるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、吸気ポート噴射式の内燃機関の燃料噴射装置として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の実施形態の一例を説明する概略構成図である。
【図２】図１の矢印Ａ方向から見た各燃料噴射を示す図である。
【図３】吸気バルブ背面における燃料噴射範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  吸気ポート
１１ａ、１１ｂ  分岐ポート
１２  サイヤミーズ部
１３ａ、１３ｂ  吸気口
１４  インジェクタ
１５ａ、１５ｂ  吸気バルブ
１６ａ、１６ｂ  ステム部
１７ａ、１７ｂ  傘部
１８  点火プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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