(57)【要約】【課題】噴口壁部におけるアイシングの発生を抑制する。【解決手段】燃料供給装置１０は、貫通孔２２ａを形成するスペーサ２２と、燃料を噴射するインジェクタ１４と、を備える。貫通孔２２ａの上壁面２２ｂには、燃料を噴出する噴口２８ａを有する噴口壁部２８が上壁面２２ｂから突出するように設けられる。噴口壁部２８には、噴口壁部２８の外壁面２８ｃに付着した水滴の落下を促進させるリブ３１が設けられる。【選択図】図１
2019019689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路を形成する通路形成部材と、
前記吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタと、
を備えており、
前記吸気通路の上壁面には、燃料を噴出する噴口を有する噴口壁部が該上壁面から突出するように設けられている、内燃機関の燃料供給装置であって、
前記噴口壁部には、該噴口壁部の外壁面に付着した水滴の落下を促進させる水滴落下促進部が設けられている、内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置であって、
前記水滴落下促進部は、前記噴口壁部の外壁面の先端部に形成された凸部である、内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置であって、
前記水滴落下促進部は、前記噴口壁部の外壁面の先端部に形成された凹部である、内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給装置であって、
前記水滴落下促進部は、前記噴口壁部の外壁面の少なくとも下端部に形成された撥水膜である、内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給装置であって、
前記燃料は、液体燃料である、内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関する。詳しくは、内燃機関の吸気通路を形成する通路形成部材と、吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタと、を備える、内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料供給装置の従来例を述べる。図９は燃料供給装置の要部を示す断面図である。図９に示すように、燃料供給装置１１０は、貫通孔１２２ａを形成するスペーサ１２２と、燃料を噴射するインジェクタ１１４と、を備えている。貫通孔１２２ａの上壁面１２２ｂには、燃料を噴出する噴口１２８ａを有する噴口壁部１２８が上壁面１２２ｂから突出するように形成されている。噴口壁部１２８により噴口１２８ａから噴出される燃料の直進性が向上される。なお、特許文献１に開示された内燃機関の燃料供給装置では、燃料として、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の液化ガス燃料が用いられている。特許文献１のものでは、吸気通路の上壁面から突出する噴口壁部がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８２９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例において、燃料が液体燃料、例えば液化ガス燃料である場合、インジェクタ１１４から噴射された液化ガス燃料が噴口１２８ａから噴出された際、燃料が気体へ状態変化する。このため、燃料の気化潜熱で噴口壁部１２８が冷やされることにより、噴口壁部１２８の外壁面１２８ｃに吸入空気中の水分が水滴として付着しやすい。図１０に噴口壁部１２８の外壁面１２８ｃに水滴ｗが付着した様子が示されている。水滴ｗは、吸入空気（吸気）の流れｙ１により、噴口壁部１２８の外壁面１２８ｃを伝って流下（図１０中、矢印ｙ２参照）された後、噴口壁部１２８の下端面１２８ｂに回り込む（図１１参照）。水滴ｗが噴口壁部１２８の下端面１２８ｂにおいて氷結することにより着氷いわゆるアイシングが発生する。氷結した氷ｗ１は、徐々に成長して肥大化する（図１２参照）。肥大化した氷ｗ１があるとき落下する（図１２中、矢印ｙ３参照）。すると、氷ｗ１が燃焼室内に入り込むことにより、空燃比が不安定になる。なお、特許文献１では、噴口壁部が存在しないためアイシングの問題は生じない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、噴口壁部におけるアイシングの発生を抑制することのできる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題は、本発明の内燃機関の燃料供給装置により解決することができる。
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の吸気通路を形成する通路形成部材と、前記吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタと、を備えており、前記吸気通路の上壁面には、燃料を噴出する噴口を有する噴口壁部が該上壁面から突出するように設けられている、内燃機関の燃料供給装置であって、前記噴口壁部には、該噴口壁部の外壁面に付着した水滴の落下を促進させる水滴落下促進部が設けられている、内燃機関の燃料供給装置である。
【０００８】
第１の発明によると、噴口壁部の外壁面を伝って流下してくる水滴の落下を水滴落下促進部によって促進させることができる。これにより、噴口壁部の下端面への水滴の回り込みを抑制し、噴口壁部におけるアイシングの発生を抑制することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記水滴落下促進部は、前記噴口壁部の外壁面の先端部に形成された凸部である、内燃機関の燃料供給装置である。
【００１０】
第２の発明によると、噴口壁部の外壁面を伝って流下してくる水滴が凸部により堰き止められる。これにより、水滴の成長を促進させ、水滴を自重により落下させやすくすることができる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記水滴落下促進部は、前記噴口壁部の外壁面の先端部に形成された凹部である、内燃機関の燃料供給装置である。
【００１２】
第３の発明によると、噴口壁部の外壁面を伝って流下してくる水滴が凹部に溜められる。これにより、水滴の成長を促進させ、水滴を自重により落下させやすくすることができる。
【００１３】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記水滴落下促進部は、前記噴口壁部の外壁面の少なくとも下端部に形成された撥水膜である、内燃機関の燃料供給装置である。
【００１４】
第４の発明によると、撥水膜の撥水性により、噴口壁部の外壁面に付着した水滴を噴口壁部の外壁面から落下させやすくすることができる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記燃料は、液体燃料である、内燃機関の燃料供給装置である。
【００１６】
第５の発明によると、燃料が気化しやすく噴口壁部の外壁面に水滴を生じやすい液体燃料であっても、噴口壁部におけるアイシングの発生を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の内燃機関の燃料供給装置によると、噴口壁部におけるアイシングの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１にかかる内燃機関の燃料供給装置を示す断面図である。
【図２】噴口壁部を示す断面図である。
【図３】噴口壁部を燃料の噴出側から見た図である。
【図４】水滴の様子１を示す図である。
【図５】水滴の様子２を示す図である。
【図６】水滴の様子３を示す図である。
【図７】実施形態２にかかる噴口壁部を示す断面図である。
【図８】実施形態３にかかる噴口壁部を示す断面図である。
【図９】従来例にかかる燃料供給装置を示す断面図である。
【図１０】水滴の様子１を示す図である。
【図１１】水滴の様子２を示す図である。
【図１２】水滴の様子３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
［実施形態１］
本実施形態では、内燃機関に液体燃料である液化石油ガス（ＬＰＧ）を供給する燃料供給装置を例示する。図１は内燃機関の燃料供給装置を示す断面図である。なお、図１において、上方は天方向、下方は地方向に対応する。
【００２１】
〔内燃機関の燃料供給装置の構成〕
図１に示すように、燃料供給装置１０は、インテークマニホルド１２とインジェクタ１４とを備えている。インテークマニホルド１２は、内燃機関の各気筒に対応した複数本（図１では１本を示す）の吸気通路部１２ａを有している。インテークマニホルド１２の下流側端部の上面側には、インジェクタ取り付け部１７が形成されている。インジェクタ取り付け部１７には、吸気通路部１２ａに対応する嵌合凹部１８が形成されている。インテークマニホルド１２の上流側端部は、サージタンク（図示略）に接続されている。
【００２２】
インジェクタ１４の先端部（燃料噴射側端部）は、インジェクタ取り付け部１７の嵌合凹部１８に嵌合されている。インジェクタ１４の基端部は、デリバリパイプ（図示略）に接続されている。デリバリパイプは、燃料ポンプ（図示略）により供給されてくる燃料を各インジェクタ１４に分配する。インジェクタ１４の先端側には、同軸状に位置する燃料噴射口１４ａが設けられている。インジェクタ１４は、燃料を燃料噴射口１４ａから軸方向先方に向けて噴射する。
【００２３】
インテークマニホルド１２の下流側端部は、板状のガスケット２０及び板状のスペーサ２２を介して内燃機関のシリンダヘッド２４にボルト締結により接続されている。ガスケット２０は、樹脂製、例えばフェノール樹脂により形成されており、断熱性を有している。スペーサ２２は、金属製、例えばアルミニウム合金により形成されており、熱伝導性を有している。ガスケット２０には、板厚方向に貫通する貫通孔２０ａが形成されている。スペーサ２２には、板厚方向に貫通する貫通孔２２ａが形成されている。インテークマニホルド１２の吸気通路部１２ａは、ガスケット２０の貫通孔２０ａ及びスペーサ２２の貫通孔２２ａを介してシリンダヘッド２４の吸気ポート２４ａと連通されている。なお、インテークマニホルド１２、ガスケット２０、スペーサ２２、及び、シリンダヘッド２４は、本明細書でいう「通路形成部材」に相当する。また、吸気通路部１２ａ、貫通孔２０ａ、貫通孔２２ａ、及び、吸気ポート２４ａは、本明細書でいう「吸気通路」に相当する。なお、ガスケット２０は本明細書でいう「断熱部材」に相当する。
【００２４】
インジェクタ取り付け部１７、ガスケット２０及びスペーサ２２には、燃料噴射通路２６が形成されている。燃料噴射通路２６は、インジェクタ１４の軸線Ｌと同一軸線をなす中空円筒状に形成されている。軸線Ｌは、インジェクタ１４側から吸気ポート２４ａ内へ向かって傾斜している。
【００２５】
〔噴口壁部の構成〕
スペーサ２２の貫通孔２２ａの上壁面２２ｂには、燃料を噴出する噴口２８ａを有する噴口壁部２８が上壁面２２ｂから斜め下方へ突出するように形成されている。噴口２８ａは、燃料噴射通路２６の下流端の開口部である。噴口壁部２８は、燃料噴射通路２６の軸線（軸線Ｌ参照）に直交する下端面２８ｂを形成する中空円筒状に形成されている。噴口壁部２８とスペーサ２２の貫通孔２２ａの上壁面２２ｂとの間には、両者間を接続する接続部２９が形成されている（図３参照）。接続部２９は、噴口壁部２８の直径と略等しい横幅を有している。接続部２９は、噴口壁部２８の一部をなすものとする。
【００２６】
図２に示すように、噴口壁部２８の外壁面２８ｃの先端部（下流側端部）には、Ｕ字状のリブ３１が突出されている（図３参照）。リブ３１は、噴口壁部２８の先端側外周部に沿うように形成されている。リブ３１は、断面台形形状に形成されており、上流側端面部３１ａと下流側端面部３１ｂと側面部３１ｃとを有している。上流側端面部３１ａは、噴口壁部２８の軸線に交差しかつ略鉛直方向に延在する平面形状をなしている。下流側端面部３１ｂは、噴口壁部２８の下端面２８ｂと同一平面をなしている。側面部３１ｃは、噴口壁部２８の外周側壁面と平行をなすＵ字型平面形状をなしている（図３参照）。
【００２７】
〔燃料供給装置の作用〕
インジェクタ１４から噴射された燃料は、燃料噴射通路２６を通じて噴口２８ａからシリンダヘッド２４の吸気ポート２４ａ内に噴出される。噴出された燃料は、噴口２８ａの周辺部で加圧状態から開放されることにより、吸入空気から熱を奪いながら気化しつつ吸入空気と混合される。その混合気は、内燃機関の燃焼室に供給されて燃焼される。
【００２８】
燃料の気化潜熱で噴口壁部２８が冷やされることにより、吸入空気中の水分が噴口壁部２８の外壁面２８ｃに水滴Ｗとして付着する（図４参照）。水滴Ｗは、吸気の流れＹ１により、噴口壁部２８の外壁面２８ｃを伝って流下（図４中、矢印Ｙ２参照）されていき、リブ３１の上流側端面部３１ａにより堰き止められる（図５参照）。その後、水滴Ｗは、成長し、自重によりリブ３１の上流側端面部３１ａから落下する（図６中、矢印Ｙ３参照）。また、落下した水滴Ｗが燃焼室に入り込むが、氷に比べて気化しやすいため、空燃比への影響は小さい。なお、リブ３１は本明細書でいう「水滴落下促進部」、「凸部」に相当する。
【００２９】
〔燃料供給装置の効果〕
本実施形態によると、噴口壁部２８の外壁面２８ｃを伝って流下してくる水滴Ｗの落下をリブ３１によって促進させることができる。これにより、噴口壁部２８の下端面２８ｂへの水滴Ｗの回り込みを抑制し、噴口壁部２８におけるアイシングの発生を抑制することができる。
【００３０】
また、噴口壁部２８の外壁面２８ｃを伝って流下してくる水滴Ｗがリブ３１により堰き止められる。これにより、水滴Ｗの成長を促進させ、水滴Ｗを自重により落下させやすくすることができる。
【００３１】
また、燃料が気化しやすく噴口壁部２８の外壁面２８ｃに水滴Ｗを生じやすい液化石油ガス（ＬＰＧ）であっても、噴口壁部２８におけるアイシングの発生を効果的に抑制することができる。
【００３２】
また、噴口壁部２８を有するスペーサ２２は、シリンダヘッド２４から熱を奪うことができるため、噴口壁部２８におけるアイシングの発生の抑制に有効である。
【００３３】
また、シリンダヘッド２４とスペーサ２２との間に介在されたガスケット２０によって、シリンダヘッド２４側からインテークマニホルド１２への伝熱が抑制される。このため、内燃機関の始動直後におけるシリンダヘッド２４の温度上昇を促進しつつ、インテークマニホルド１２の温度上昇を抑制し、インジェクタ１４内における燃料の気化を抑制することができる。
【００３４】
［実施形態２］
本実施形態は、実施形態１に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付してその説明を省略する。図７は噴口壁部を示す断面図である。図７に示すように、本実施形態は、実施形態１（図２参照）のリブ３１が省略されている。代わりに、噴口壁部２８の外壁面２８ｃの先端部（下流側端部）には、Ｕ字状の凹溝３３が形成されている。凹溝３３は、噴口壁部２８の先端側外周部よりも少し上流側の位置においてその角部と平行状をなすように形成されている。凹溝３３は、断面凹型台形形状に形成されており、上流側溝壁面部３３ａと下流側溝壁面部３３ｂと溝底面部３３ｃとを有している。上流側溝壁面部３３ａは、噴口壁部２８の軸線に直交又は略直交する平面形状をなしている。下流側溝壁面部３３ｂは、噴口壁部２８の軸線に交差しかつ略鉛直方向に延在する平面形状をなしている。溝底面部３３ｃは、噴口壁部２８の外周側壁面と平行をなすＵ字型の平面形状をなしている。なお、凹溝３３は本明細書でいう「水滴落下促進部」、「凹部」に相当する。
【００３５】
本実施形態によると、噴口壁部２８の外壁面２８ｃを伝って流下してくる水滴Ｗが凹溝３３に溜められる。これにより、水滴Ｗの成長を促進させ、水滴Ｗを自重により落下させやすくすることができる。
【００３６】
［実施形態３］
本実施形態は、実施形態１に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付してその説明を省略する。図８は噴口壁部を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態は、実施形態１（図２参照）のリブ３１が省略されている。すなわち、噴口壁部２８は、従来例のものと同じ形状である。噴口壁部２８の外表面（下端面２８ｂ及び外壁面２８ｃ）には、撥水性を有する撥水膜３５が形成されている。撥水膜３５は、例えばフッ素樹脂コーティングによって形成されている。なお、撥水膜３５は本明細書でいう「水滴落下促進部」に相当する。
【００３７】
本実施形態によると、撥水膜３５の撥水性により、噴口壁部２８の外壁面２８ｃに付着した水滴Ｗを外壁面２８ｃに沿って流下させやすくするとともに外壁面２８ｃから落下させやすくすることができる。なお、撥水膜３５は、噴口壁部２８の外壁面２８ｃの少なくとも下端部に形成されていればよい。また、噴口壁部２８の下端面２８ｂの撥水膜３５は省略してもよい。
【００３８】
［他の実施形態］
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、液体燃料として、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の液化ガス燃料を用いてもよい。また、前記した実施形態では、スペーサ２２に燃料噴射通路２６の噴口２８ａを有する噴口壁部２８を形成したが、インジェクタ１４の燃料噴射口１４ａを噴口とする先端部を噴口壁部として本発明を適用してもよい。また、噴口壁部は、スペーサ２２に代えて、インテークマニホルド１２あるいはガスケット２０に形成してもよい。また、水滴落下促進部の凸部又は凹部の形状、個数は変更してもよい。また、凸部の上流側に凹部を設けてもよい。また、凸部及び／又は凹部を有する噴口壁部２８に撥水膜３５を形成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  燃料供給装置
１２  インテークマニホルド（通路形成部材）
１２ａ  吸気通路部（吸気通路）
１４  インジェクタ
２０  ガスケット（通路形成部材）
２０ａ  貫通孔（吸気通路）
２２  スペーサ（通路形成部材）
２２ａ  貫通孔（吸気通路）
２２ｂ  上壁面
２８ｃ  外壁面
２４  シリンダヘッド（通路形成部材）
２４ａ  吸気ポート（吸気通路）
２６  燃料噴射通路
２８  噴口壁部
２８ａ  噴口
３１  リブ（水滴落下促進部、凸部）
３３  凹溝（水滴落下促進部、凹部）
３５  撥水膜（水滴落下促進部）
Ｗ  水滴
【図１】
2019019689.tif 000003
【図２】
2019019689.tif 000004
【図３】
2019019689.tif 000005
【図４】
2019019689.tif 000006
【図５】
2019019689.tif 000007
【図６】
2019019689.tif 000008
【図７】
2019019689.tif 000009
【図８】
2019019689.tif 000010
【図９】
2019019689.tif 000011
【図１０】
2019019689.tif 000012
【図１１】
2019019689.tif 000013
【図１２】
2019019689.tif 000014