(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状態に応じて燃料の噴射方向を変更することで、燃焼状態を改善し、内燃機関の燃費及び排気性能を向上できること。【解決手段】エンジン１０のシリンダヘッド１３とスロットルボディとの間に接続されて、吸気通路２７を形成するインテークパイプ２３と、このインテークパイプに取り付けられ、燃料を噴射する噴射口２８が吸気通路２７側に設けられる燃料噴射装置２６と、を有する内燃機関の燃料噴射システム３０において、インテークパイプ２３は、シリンダヘッドに対して相対移動可能な可動部３１を備え、燃料噴射装置２６は、可動部３１に取り付けられ、噴射口から燃料Ａを噴射する噴射軸線Ｐの方向が可動部３１の移動に伴って変化するよう構成されたものである。【選択図】  図２
2018003810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドとスロットルバルブを備えた機器との間に接続されて、吸気通路を形成するインテークパイプと、このインテークパイプに取り付けられ、燃料を噴射する噴射口が前記吸気通路側に設けられる燃料噴射装置と、を有する内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
前記インテークパイプは、前記シリンダヘッドに対して相対移動可能な可動部を備え、
前記燃料噴射装置は、前記可動部に取り付けられ、前記噴射口から燃料を噴射する噴射軸線の方向が前記可動部の移動に伴って変化するよう構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項２】
前記可動部は、シリンダヘッドに接続されたインテークパイプの中心軸回りに回転可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記燃料噴射装置は、可動部が第１の回転範囲にあるときに、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに形成されて吸気通路に連通する吸気ポートの壁面へ向かうよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項４】
前記燃料噴射装置は、可動部が第２の回転範囲にあるときに、噴射軸線の方向が、吸気ポートの壁面におけるインテークパイプ付近へ向かうよう構成されたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項５】
前記燃料噴射装置は、可動部が第３の回転範囲にあるときに、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに形成されて吸気通路に連通する吸気ポート内を通過して、前記シリンダヘッドの燃焼室へ直接向かうよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項６】
前記燃料噴射装置は、可動部が第４の回転範囲にあるときに、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに設置されて燃焼室内に突出するスパークプラグの先端部へ向かうよう構成されたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項７】
前記燃料噴射装置は、可動部が第５の回転範囲にあるときに、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに設置されて吸気ポートを開閉する吸気バルブの傘部の裏面へ向かうよう構成されたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項８】
内燃機関のシリンダヘッドとスロットルバルブを備えた機器との間に接続されて、吸気通路を形成するインテークパイプと、このインテークパイプに取り付けられ、燃料を噴射する噴射口が前記吸気通路側に設けられる燃料噴射装置と、を有する内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
前記燃料噴射装置は、前記インテークパイプに回転可能に支持され、
前記噴射口から燃料を噴射する噴射軸線が、前記燃料噴射装置の回転軸に対して位置と角度の少なくとも一方を偏らせるように設定され、
前記噴射軸線の方向が、前記燃料噴射装置の前記インテークパイプに対する回転に伴って変化するよう構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項９】
前記燃料噴射装置は、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに形成されて吸気通路に連通する吸気ポートの壁面へ向かうような回転範囲に設定可能に構成されたことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項１０】
前記燃料噴射装置は、噴射軸線の方向が、吸気ポートの壁面におけるインテークパイプ付近へ向かうような回転範囲に設定可能に構成されたことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項１１】
前記燃料噴射装置は、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに形成されて吸気通路に連通する吸気ポート内を通過して、前記シリンダヘッドの燃焼室へ直接向かうような回転範囲に設定可能に構成されたことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項１２】
前記燃料噴射装置は、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに設置されて燃焼室内に突出するスパークプラグの先端部へ向かうような回転範囲に設定可能に構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項１３】
前記燃料噴射装置は、噴射軸線の方向が、シリンダヘッドに設置されて吸気ポートを開閉する吸気バルブの傘部の裏面へ向かうような回転範囲に設定可能に構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置を備えた内燃機関の燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、噴射方向が異なる２本の燃料噴射弁を備え、内燃機関のリーン運転時に、排気工程において一方の燃料噴射弁から吸気バルブに向けて燃料を噴射し、吸気工程において他方の燃料噴射弁から点火プラグに向けて燃料を噴射する内燃機関の燃焼制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３９５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関（エンジン）の燃料噴射システムでは、エンジンの運転状態によって燃料を噴射すべき方向が変化する。例えば、エンジンの暖気運転時には、燃料をエンジンの吸気ポートの壁面に衝突させることで、燃料の微粒化が促進されて燃費及び排気（排ガス）性能が向上するが、エンジンの低温条件下での運転時には、吸気ポートの壁面に燃料の液膜が多量に発生して、燃焼の安定性が損なわれてしまう。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関の燃焼制御装置では、燃料の噴射方向が一方向または２方向の固定された方向に限定されるので、エンジンの全ての運転状態に適合した燃料の噴射を実現できない。その噴射方向の範囲を広げるためには多数の燃料噴射弁を設置しなければならず、設置スペースやコストの点で課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、内燃機関の運転状態に応じて燃料の噴射方向を変更することで、燃焼状態を改善し、内燃機関の燃費及び排気性能を向上できる内燃機関の燃料噴射システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムは、内燃機関のシリンダヘッドとスロットルバルブを備えた機器との間に接続されて、吸気通路を形成するインテークパイプと、このインテークパイプに取り付けられ、燃料を噴射する噴射口が前記吸気通路側に設けられる燃料噴射装置と、を有する内燃機関の燃料噴射システムにおいて、前記インテークパイプは、前記シリンダヘッドに対して相対移動可能な可動部を備え、前記燃料噴射装置は、前記可動部に取り付けられ、前記噴射口から燃料を噴射する噴射軸線の方向が前記可動部の移動に伴って変化するよう構成されたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムは、内燃機関のシリンダヘッドとスロットルバルブを備えた機器との間に接続されて、吸気通路を形成するインテークパイプと、このインテークパイプに取り付けられ、燃料を噴射する噴射口が前記吸気通路側に設けられる燃料噴射装置と、を有する内燃機関の燃料噴射システムにおいて、前記燃料噴射装置は、前記インテークパイプに回転可能に支持され、前記噴射口から燃料を噴射する噴射軸線が、前記燃料噴射装置の回転軸に対して位置と角度の少なくとも一方を偏らせるように設定され、前記噴射軸線の方向が、前記燃料噴射装置の前記インテークパイプに対する回転に伴って変化するよう構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動部の移動により燃料噴射装置の取付位置を変化させることで、一つの燃料噴射装置であっても、内燃機関の運転状態に応じて燃料の噴射方向を容易に変更でき、この結果、燃焼状態を改善し、内燃機関の燃費及び排気性能を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、燃料噴射装置を回転させるというシンプル且つコンパクトな構成で、周辺部品に影響を与えることなく、内燃機関の運転状態に応じて燃料の噴射方向を容易に変更でき、この結果、内燃機関の燃費及び排気性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムにおける第１実施形態が適用されたエンジン吸気系を、エンジンと共に示す斜視図。
【図２】（Ａ）は、図１の燃料噴射装置を含む燃料噴射システムを、エンジンのシリンダヘッドと共に切り欠いて示す部分切欠き斜視図、（Ｂ）は、図２（Ａ）の燃料噴射装置とインテークパイプとの位置関係を示す概念図。
【図３】図２におけるインテークパイプの可動部を回転させる回転駆動機構の構成を示す構成図。
【図４】（Ａ）は、図２の燃料噴射装置における噴射軸線の方向が吸気ポートの壁面へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図、（Ｂ）は、図４（Ａ）のＩＶ矢視概念図。
【図５】（Ａ）は、図２の燃料噴射装置における噴射軸線の方向が吸気ポートの壁面におけるインテークパイプ付近へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図、（Ｂ）は、図５（Ａ）のＶ矢視概念図。
【図６】（Ａ）は、図２の燃料噴射装置における噴射軸線の方向がスパークプラグの先端部へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図、（Ｂ）は、図６（Ａ）のＶＩ矢視概念図。
【図７】（Ａ）は、図２の燃料噴射装置における噴射軸線の方向が吸気バルブの傘部の裏面へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図、（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩ矢視概念図。
【図８】本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムにおける第２実施形態が適用された燃料噴射装置の噴射軸線と回転軸との関係を示す概念図。
【図９】図８の燃料噴射装置における噴射軸線の方向が吸気ポートの壁面へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図。
【図１０】図８の燃料噴射装置における噴射軸線の方向がスパークプラグの先端部へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図。
【図１１】図８の燃料噴射装置における噴射軸線の方向が吸気の傘部の裏面へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムにおける第１実施形態が適用されたエンジン吸気系を、エンジンと共に示す斜視図である。また、図２は、（Ａ）が、図１の燃料噴射装置を含む燃料噴射システムを、エンジンのシリンダヘッドと共に切り欠いて示す部分切欠き斜視図、（Ｂ）が、図２（Ａ）の燃料噴射装置とインテークパイプとの位置関係を示す概念図である。
【００１３】
図１に示すように、車両、例えば自動二輪車に搭載された内燃機関としてのエンジン１０は、図示しないクランクシャフトを収容するクランクケース１１にシリンダブロック１２、シリンダヘッド１３及びヘッドカバー１４が順次設置されて構成され、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７（図２）にエンジン吸気系１５が接続される。シリンダヘッド１３の排気ポート１８（図２）には、エキゾーストパイプを含むエンジン排気系（共に図示した図）が接続されている。
【００１４】
シリンダブロック１２には、図示しないピストンを往復移動可能に収容するシリンダ（不図示）が形成される。また、シリンダヘッド１３には、前記シリンダに連通して燃焼室１６（図２）が形成され、更にこの燃焼室１６に連通して、吸気ポート１７及び排気ポート１８が形成されている。吸気ポート１７は、燃焼室１６へ向かって湾曲状に屈曲して形成される。また、シリンダヘッド１３には、吸気ポート１７を開閉する吸気バルブ１９と、排気ポート１８を開閉する排気バルブ２０と、先端部が燃焼室１６内に突出するスパークプラグ２１とが、それぞれ設置されている。吸気バルブ１９及び排気バルブ２０は、シリンダヘッド１３とヘッドカバー１４との間に設置された図示しない動弁機構により駆動される。
【００１５】
吸気バルブ１９の開弁動作によって、エンジン吸気系１５から燃料と空気の混合気が、吸気ポート１７を経て燃焼室１６内に吸入される。この混合気は、スパークプラグ２１により点火されて燃焼室１６内で燃焼し、ピストンを往復運動させてクランクシャフトを回転させる。混合気の燃焼により燃焼室１６内で発生した排気（排ガス）は、排気バルブ２０の開弁動作により、排気ポート１８を経てエンジン排気系から大気中へ排出される。
【００１６】
図１に示すエンジン吸気系１５は、エンジン１０のシリンダヘッド１３における吸気ポート１７にインテークパイプ２３、スロットルボディ２４及びエアクリーナ２５が順次接続され、更にインテークパイプ２３に燃料噴射装置２６が取り付けられて構成される。エアクリーナ２５は、外気を導入して浄化する。スロットルボディ２４は、吸気通路（不図示）を形成すると共に、この吸気通路内に図示しないスロットルバルブを備える機器である。インテークパイプ２３には吸気通路２７（図２）が形成され、この吸気通路２７がシリンダヘッド１３の吸気ポート１７とスロットルボディ２４の吸気通路に接続される。
【００１７】
エアクリーナ２５にて浄化された空気は、スロットルボディ２４におけるスロットルバルブの開度に応じて、スロットルボディ２４の吸気通路及びインテークパイプ２３の吸気通路２７内を流れて、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７に吸入される。また、燃料噴射装置２６は、燃料を噴射する噴射口２８がインテークパイプ２３の吸気通路２７側に向かって設けられ、この噴射口２８からシリンダヘッド１３の吸気ポート１７へ向かって燃料を噴射する。この燃料噴射装置２６にて噴射された燃料は、吸気ポート１７内で、吸入された空気と混合されて混合気となり、吸気バルブ１９の開弁動作時にシリンダヘッド１３の燃焼室１６へ導かれる。
【００１８】
上述のエンジン吸気系１５のうち、インテークパイプ２３及び燃料噴射装置２６が燃料噴射システム３０を構成する。つまり、図２に示すように、インテークパイプ２３は、シリンダヘッド１３に対して相対移動可能な可動部３１を備える。具体的には、この可動部３１は、円筒形状のインテークパイプ２３の一部分であり、インテークパイプ２３の残りの部分及びシリンダヘッド１３に対して、インテークパイプ２３の中心軸Ｏ回りに図２の矢印Ｑ方向に回転可能に構成される。尚、可動部３１は、インテークパイプ２３の全体であってもよく、このインテークパイプ２３の全体が可能部３１としてシリンダヘッド１３に対し、インテークパイプ１３の回転軸Ｏ回りに回転可能に構成されてもよい。
【００１９】
ここで、可動部３１を回転させる回転駆動機構３２は、例えば図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、可動部３１の外周にドリブンギア３３Ｂを設け、このドリブンギア３３Ｂに、アイドルギア２９を介して噛み合うドライブギア３３Ａをモータ３４により駆動させることで、可動部３１を回転させるよう構成される。また、可動部３１を回転させる回転駆動機構３５は、図３（Ｃ）に示すように、自動二輪車のスロットルクリップ３６にプーリ３７を設け、このプーリ３７と可動部３１とをケーブル３８を用いて連結し、スロットルクリップ３６の操作によりプーリ３７及びケーブル３８を介して可動部３１を回転させるように構成されてもよい。
【００２０】
エンジン１０が多気筒エンジンの場合には、図３（Ａ）に示すように、各気筒のシリンダヘッド１３に接続されるインテークパイプ２３の可動部３１間をリンク機構３９（またはギアやベルト）で連結して、各気筒に対応する可動部３１の回転を同期させることが好ましい。この場合、特に図３（Ｃ）に示す回転駆動機構３５では、一端がプーリ３７に係止されたケーブル３８の下端をリンク機構３９に連結して、このリンク機構３９を介して各気筒に対応する全ての可動部３１を同期回転させるようにしてもよい。
【００２１】
また、エンジン１０が多気筒エンジンの場合には、図３（Ｂ）に示すように、モータ３４を複数個を用意し、各気筒に対応する可動部３１を全て独立して回転させたり、各気筒に対応する可動部３１を、リンク機構３９と組み合わせることでモータ３４毎にグループ分けし、各グループ間では可動部３１を独立して回転させるが、各グループ内では可動部３１をリンク機構３９により同期回転させるように構成してもよい。
【００２２】
図２に示すように、燃料噴射装置２６は、インテークパイプ３１の可動部３１に取り付けられる。従って、燃料噴射装置２６の噴射口２８から燃料Ａを噴射する噴射軸線Ｐの方向は、可動部３１の回転に伴って無段階に変化するよう構成される。尚、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐがインテークパイプ２３の中心軸Ｏに対して角度αだけ傾斜しているとすると、噴射軸線Ｐの変動範囲は、図２（Ｂ）に示すように最大２αとなる。上述の燃料噴射装置２６における噴射軸線Ｐの方向の変化、つまり燃料噴射装置２６による燃料Ａの噴射方向の変更は、エンジン１０の運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷など）に基づいて実施される。
【００２３】
例えば、エンジン１０の暖気運転では、図４に示すように、可動部３１は、インテークパイプ２３の中心軸Ｏ方向視において、燃料噴射装置２６を斜め右上部〜下部〜斜め左上部の範囲（例えば、２時〜１０時の方向）の何れかに位置付けるような第１の回転範囲に設定される。これにより、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向は、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７の壁面に向かうように設定される。ここで、「２時〜１０時の方向」とは、インテークパイプ２３の中心軸Ｏに直交する断面を時計の文字盤に対応づけて、上端部を１２時としたときの方向の定義であり、以下同様とする。
【００２４】
上述のように、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向が吸気ポート１７の壁面に向かうことで、燃料噴射装置２６から噴射された燃料Ａが、吸気ポート１７の壁面に衝突して微粒化され、気化され易くなる。これにより、エンジン１０の燃焼室１６内での混合気の分布が均一化されて、燃焼速度が上昇し、未燃ガスが減少して、暖気運転時における燃費及び排気（排ガス）浄化性能が向上する。
【００２５】
また、エンジン１０におけるバルブタイミングの変更に伴って、吸気バルブ１９と排気バルブ２０の両方が開く状態であるバルブオーバーラップが大きくなったときには、図５に示すように、可動部３１は、燃料噴射装置２６を右方向部〜下部〜左方向部の範囲（例えば、３時〜９時の方向）の何れかに位置付けるような第２の回転範囲に設定される。これにより、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向は、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７の壁面におけるインテークパイプ２３付近（エンジン１０の通常運転時に比べてインテークパイプ２３付近）に向かうように設定される。
【００２６】
このように、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向を吸気ポート１７の壁面における上流側であるインテークパイプ２３付近に向かうようにして噴射口２８が燃料Ａを噴射することで、この噴射された燃料Ａは、吸気バルブ１９から離れた位置で吸気ポート１７の壁面に衝突する。これにより、エンジン１０におけるバルブオーバーラップ時に、燃料Ａが吸気バルブ１９側から排気バルブ２０側へ流動して排気ポート１８へ至る、未燃燃料の排気ポート１８への吹き抜けが防止される。
【００２７】
更に、エンジン１０がリーン運転時や低温条件下での運転であるときには、図６及び図７に示すように、可動部３１は、燃料噴射装置２６を斜め右上部〜上部〜斜め左上部の範囲（例えば、１１時〜１時の方向）の何れかに位置付けるような第３の回動範囲に設定される。これにより、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向は、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７内を通過して、シリンダヘッド１３の燃焼室１６で直接向かうように設定される。
【００２８】
特に、エンジン１０がリーン運転状態にあるときには、図６に示すように、可動部３１は、燃料噴射装置２６を斜め右上部（例えば、略１１時の方向）に位置付けるような第４の回転範囲に設定される。これにより、燃料噴射装置の噴射軸線Ｐの方向は、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７内を通過して僅かに斜め右方向に向かい、シリンダヘッド１３の燃焼室１６内に突出するスパークプラグ２１の先端部に向かうように設定される。エンジン１０のリーン運転時には、通常運転時に比べて少量の燃料Ａが燃料噴射装置２６から噴射されることになる。このとき、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向がスパークプラグ２１の先端部に向かう状態で噴射口２８から燃料Ａが噴射されることで、スパークプラグ２１の先端部付近に燃料Ａが行き渡り易くなる。これにより、スパークプラグ２１の先端部付近の燃料濃度が高くなるので、リーン運転時における燃焼が安定化する。
【００２９】
また、エンジン１０が低温条件下で運転されているときには、図７に示すように、可動部３１は、燃料噴射装置２６を略上端部（例えば、略１２時の方向）に位置付けるような第５の回転範囲に設定される。これにより、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向は、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７内を通過して、吸気ポート１７を開閉する吸気バルブ１９の傘部２２の裏面へ向かうように設定される。
【００３０】
エンジン１０の低温条件下では、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７の壁面は、吸気バルブ１９に比べて低温になる。このとき、燃料噴射装置２６の噴射軸線Ｐの方向が吸気バルブ１９の傘部２２の裏面へ向かう状態で燃料Ａが噴射されることで、吸気ポート１７の壁面への燃料Ａの付着が抑制され、燃料Ａが液体膜になることの影響（燃料が気化しにくくなって燃焼安定性が低下すること）を回避できる。そして、燃料Ａを吸気バルブ１９の傘部２２の裏面に衝突させてその気化を促進させることで、シリンダヘッド１３の燃焼室１６内への燃料Ａの供給が確実になされる。
【００３１】
以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果を奏する。
図２に示すように、インテークパイプ２３の可動部３１がインテークパイプ２３の中心軸Ｏ回りに回転することによって、この可動部３１に取り付けられた燃料噴射装置２６の取付位置を変化させる。このため、インテークパイプ２３の周辺に燃料噴射装置２６が複数突出することがなく、また、一つの燃料噴射装置２６であってもエンジン１０の運転状態に応じて、燃料噴射装置２６からの燃料Ａの噴射方向（噴射軸線Ｐの方向）を容易に且つ大幅に変更できる。この結果、エンジン１０の各運転状態における燃費及び排気性能を向上させることができる。
【００３２】
［Ｂ］第２実施形態（図８〜図１１）
図８は、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムにおける第２実施形態が適用された燃料噴射装置の噴射軸線と回転軸との関係を示す概念図である。また、図９は、図８の燃料噴射装置における噴射軸線の方向が吸気ポートの壁面へ向かう場合を示す燃料噴射システム等の部分切欠き斜視図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３３】
本第２実施形態の燃料噴射システム４０が第１実施形態と異なる点は、インテークパイプ４１が可動部３１を備えることなく、エンジン１０のシリンダヘッド１３とスロットルボディ２４に固定して取り付けられ、また、燃料噴射装置４２は、その回転軸Ｓ回りに矢印Ｒ方向に回転（自転）可能にインテークパイプ４１に支持され、更に、噴射口２８から燃料Ａを噴射する噴射軸線Ｍが、燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して偏って設定された点である。
【００３４】
つまり、燃料噴射装置４２は、噴射口２８から燃料を噴射する噴射軸線Ｍが、燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して角度と位置の少なくとも一方を偏らせるように設定されている。例えば、燃料噴射装置４２は、図８（Ａ）に示すように、噴射軸線Ｍが燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して角度βだけ偏らせて設定されたり、図８（Ｂ）に示すように、噴射軸線Ｍが燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して寸法Ｌだけ位置を偏らせて設定されたり、図８（Ｃ）に示すように、噴射軸線Ｍが、燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して寸法Ｌだけ位置を偏らせ且つ角度βだけ偏らして設定されている。ここで、燃料噴射装置４２の回転軸Ｓ回りの回転は、図３に示す回転駆動機構３２または３５の駆動によりなされる。
【００３５】
従って、燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍの方向は、燃料噴射装置４２のインテークパイプ４１に対する回転軸Ｓ回りの回転（自転）に伴って無段階に変化するよう構成される。尚、燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍが燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して角度βだけ偏っているときには、噴射軸線Ｍの変動範囲は最大２βとなる（図８（Ａ））。また、燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍが燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して寸法Ｌだけ位置が偏っているときには、噴射軸線Ｍの変動範囲は最大２Ｌとなる（図８（Ｂ））。更に、燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍが燃料噴射装置４２の回転軸Ｓに対して寸法Ｌ且つ角度βだけ偏っているときには、噴射軸線Ｍの変動範囲は最大２Ｌ＋２βとなる。
【００３６】
上述の燃料噴射装置４２における噴射軸線Ｍの方向の変化、つまり燃料噴射装置４２による燃料Ａの噴射方向の変更は、エンジン１０の運転状態に基づいて実施される。
【００３７】
例えば、エンジン１０の暖気運転では、図９に示すように、燃料噴射装置４２は、噴射軸線Ｍの方向がシリンダヘッド１３の吸気ポート１７の壁面に向かうような回転範囲に設定される。このように燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍの方向が吸気ポート１７の壁面に向かうことで、燃料噴射装置２６から噴射された燃料Ａが、吸気ポート１７の壁面に衝突して微粒化され、気化され易くなる。これにより、エンジン１０の燃焼室１６内での混合気の分布が均一化されて、燃焼速度が上昇し、未燃ガスが減少して、暖気運転時における燃費及び排気（排ガス）浄化性能が向上する。
【００３８】
また、エンジン１０のバルブタイミングの変更によってバルブオーバーラップが大きくなった場合には、同じく図９に示すように、燃料噴射装置４２は、噴射軸線Ｍの方向がシリンダヘッド１３の吸気ポート１７におけるインテークパイプ２３付近（エンジン１０の通常運転時に比べてインテークパイプ２３付近）へ向かうような回転範囲に設定される。このように噴射軸線Ｍの方向がシリンダヘッド１３の吸気ポート１７におけるインテークパイプ２３付近へ向かうことで、噴射口２８から噴射された燃料Ａは、吸気バルブ１９から離れた位置で吸気ポート１７の壁面に衝突する。これにより、エンジン１０におけるバルブオーバーラップ時に、燃料Ａが吸気バルブ１９側から排気バルブ２０側へ流動して排気ポート１８へ至る、未燃燃料の排気ポート１８への吹き抜けが防止される。
【００３９】
更に、エンジン１０がリーン運転時や低温条件下で運転されているときには、図１０及び図１１に示すように、燃料噴射装置４２は、噴射軸線Ｍの方向がシリンダヘッド１３の吸気ポート１７内を通過して、シリンダヘッド１３の燃焼室１６へ直接向かうような回転範囲に設定される。
【００４０】
特に、エンジン１０がリーン運転状態にあるときには、図１０に示すように、燃料噴射装置４２は、噴射軸線Ｍの方向が、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７内を通過して、シリンダヘッド１３の燃焼室１６内に突出するスパークプラグ２１の先端部へ向かうような回転範囲に設定される。このように、燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍがスパークプラグ２１の先端部へ向かう状態で噴射口２８から燃料Ａが噴射されることで、スパークプラグ２１の先端部付近に燃料が行き渡り易くなる。これにより、スパークプラグ２１の先端部付近の燃料濃度が高くなるので、リーン運転時における燃焼が安定化する。
【００４１】
また、エンジン１０の低温条件下での運転では、図１１に示すように、燃料噴射装置４２は、噴射軸線Ｍの方向が、シリンダヘッド１３の吸気ポート１７内を通過して、吸気バルブ１９の傘部２２の裏面へ向かうような回転範囲に設定される。このように、燃料噴射装置４２の噴射軸線Ｍが吸気バルブ１９の傘部２２の裏面へ向かう状態で噴射口２８から燃料Ａが噴射されることで、吸気ポート１７の壁面への燃料Ａの付着が抑制され、燃料Ａが液体膜になることの影響（燃料が気化しにくくなって燃焼安定性が低下すること）を回避できる。そして、燃料Ａを吸気バルブ１９の傘部２２の裏面に衝突させてその気化を促進させることで、シリンダヘッド１３の燃焼室１６内への燃料Ａの供給が確実になされる。
【００４２】
以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、次の効果を奏する。
燃料噴射装置４２をその回転軸Ｓ回りに回転させるというシンプル且つコンパクトな構成で、周辺部品に影響を与えることなく、エンジン１０の運転状態に応じて燃料Ａの噴射方向（噴射軸線Ｍの方向）を容易に変更できる。この結果、エンジン１０の燃費及び排気性能を向上させることができる。
【００４３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  エンジン（内燃機関）
１３  シリンダヘッド
１６  燃焼室
１７  吸気ポート
１９  吸気バルブ
２１  スパークプラグ
２２  吸気バルブの傘部
２３  インテークパイプ
２４  スロットルボディ（スロットルバルブを備えた機器）
２６  燃料噴射装置
２７  インテークパイプの吸気通路
２８  燃料噴射装置の噴射口
３０  燃料噴射システム
３１  可動部
４０  燃料噴射システム
４１  インテークパイプ
４２  燃料噴射装置
Ａ  燃料
Ｏ  インテークパイプの中心軸
Ｐ、Ｍ  噴射軸線
Ｓ  燃料噴射装置の回転軸
【図１】
2018003810.tif 000003
【図２】
2018003810.tif 000004
【図３】
2018003810.tif 000005
【図４】
2018003810.tif 000006
【図５】
2018003810.tif 000007
【図６】
2018003810.tif 000008
【図７】
2018003810.tif 000009
【図８】
2018003810.tif 000010
【図９】
2018003810.tif 000011
【図１０】
2018003810.tif 000012
【図１１】
2018003810.tif 000013