(57)【要約】【課題】エンジンの燃料噴射装置について、コストの高騰を招くことなく良好な燃料霧化性能を確保する。【解決手段】液体の燃料を霧化状態にして吸気通路に噴射するエンジンの燃料噴射システムに配設される燃料噴射装置３Ａにおいて、スロットルバルブ３０の所定開度位置で弁体に仕切られた吸気通路２の上流側から下流側に吸入空気を通過させるバイパスエア通路３２Ａが設けられているとともに、バイパスエア通路３２Ａ内に燃料噴射口６１を開口してインジェクタ６が配設されており、且つ、バイパスエア通路３２Ａの下流側開口部である噴射ポート３２ｂが、弁体端縁側と吸気通路２内壁との隙間を通過した吸入空気により縮流が発生している部分の吸気通路２内壁位置に開口している。【選択図】図１
2009019510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を霧化状態にして吸気通路に噴射するエンジンの燃料噴射システムに配設される燃料噴射装置において、スロットルバルブが所定の開度位置において弁体により仕切られる吸気通路の上流側から下流側に吸入空気を通過させるためのバイパスエア通路が設けられているとともに、このバイパスエア通路内に開口した燃料噴射口にインジェクタが配設されており、且つ、前記バイパスエア通路の下流側開口部である噴射ポートが、前記弁体端縁側と吸気通路内壁との隙間を通過した吸入空気により縮流が発生している部分の吸気通路内壁位置に開口していることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
【請求項２】
前記バイパスエア通路内で前記燃料噴射口が開口する部分のバイパス空気の流線と燃料噴射の流線とが互いに負角を形成するように配設されており、前記燃料噴射口下流側で気液混合部を形成していることを特徴とする請求項１に記載したエンジンの燃料噴射装置。
【請求項３】
前記バイパスエア通路及び前記インジェクタが、スロットルバルブを有するスロットルボディの壁体に設けられている燃料噴射用のユニットからなることを特徴とする請求項１または２記載したエンジンの燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射装置に関し、殊に、汎用エンジン等、比較的簡易な構成のエンジンに液体燃料を霧化状態にして供給するための燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの燃料噴射システムにおいては、燃料噴射の霧化性能を高めるために、燃料圧力を３００ｋＰａ以上の高圧に設定したり噴射ノズルを単噴口式から多噴口式に変更したりする手段が採用されている。しかし、汎用エンジン等の、比較的簡易な構成でコストの低廉さが求められるエンジンの分野においては、これらの手段を採用すると製造コストが高騰してしまい、市場展開を困難なものにしてしまう。
【０００３】
そのため、汎用エンジンを使用する機器においては、燃料圧力を３０ｋＰａ程度の低圧にして燃料噴射システムを構築するのが通常であり、そのままの噴射圧力では充分な霧化状態とはなりにくいことから、燃料が液体のまま吸気管に噴射される結果となって、空燃比の制御が困難な状態に陥るという問題がある。
【０００４】
また、比較的吸気管の長いシステムの場合には吸気管中で気液混合がある程度促進されるものの、それでも燃料の霧化は充分な状態にはならない。加えて、今後は空燃比をリーンにする傾向で開発が進められることを想定すると、汎用エンジン等のコストの低廉さが求められる分野においても、燃料噴射の霧化・気化性能のさらなる改善が要求されることになる。特に、低速低負荷領域での霧化性能の改善は、エンジンの性能安定性確保のために重要なものとなる。
【０００５】
そこで、特開２００２−１９５１３６号公報、特開２００３−２５４２０２号公報等に比較的低圧で設定した場合でも燃料の霧化を改善させるエンジンの燃料噴射装置が提案されている。
【０００６】
これらの公報に提示されている燃料噴射装置は図３に示すように、吸気通路２のスロットルバルブ３０上流側にバイパス入口３２ｄが設けられ、下流側に噴射ポート３２ｅが配設されて、スロットルバルブ３０を迂回するようにバイパスエア通路３２Ｃがスロットルボディを兼ねる燃料噴射装置３Ｃの壁体に設けられている。また、前記バイパスエア通路３２Ｃ内には、インジェクタ６が燃料噴射口６１を開口するように配設されており、吸気通路２におけるスロットルバルブ３０の上流側と下流側との差圧を利用して、バイパスエア通路３２Ｃに比較的強い空気流を発生させて、これに噴射燃料を合流させるようにしたもので、低コスト化のために燃料圧力を３０ｋＰａ程度の比較的低圧で設定した場合でも燃料の霧化をある程度改善させることができる。
【０００７】
しかしながら、スロットルバルブ３０の上流側と下流側との差圧による空気流を利用するだけでは、燃料霧化の改善レベルは充分ではなく、特に、低速低負荷域での気化・霧化性能は不充分となりやすい、という問題がある。
【特許文献１】特開２００２−１９５１３６号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、エンジンの燃料噴射装置について、コストの高騰を招くことなく良好な燃料霧化性能を確保できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、液体燃料を霧化状態にして吸気通路に噴射するエンジンの燃料噴射システムに配設される燃料噴射装置において、スロットルバルブが所定の開度位置において弁体により仕切られる吸気通路の上流側から下流側に吸入空気を通過させるためのバイパスエア通路が設けられているとともに、このバイパスエア通路内に開口した燃料噴射口にインジェクタが配設されており、且つ、前記バイパスエア通路の下流側開口部である噴射ポートが、前記弁体端縁側と吸気通路内壁との隙間を通過した吸入空気により縮流が発生している部分の吸気通路内壁位置に開口していることを特徴とする。
【００１０】
このように、スロットルバルブの弁体を迂回するバイパス空気に噴射燃料を乗せて混合させることにより、低い燃料圧力でも所定レベルの霧化性能を達成させ、これに加えて、スロットルバルブの絞りにより弁体端縁側とこれに接近した吸気通路内壁との隙間を吸入空気が通過することによる高速の空気流が発生している弁体の近傍位置でバイパスエア通路からの噴射燃料を合流させることにより、気液混合が一層促進されて良好な霧化状態を確保しやすくなる。
【００１１】
この場合、そのバイパスエア通路内でインジェクタの燃料噴射口が開口する部分のバイパス空気の流線と燃料噴射の流線とが互いに負角を形成するように配設され、燃料噴射口下流側で気液混合部を形成させることにより、燃料噴射の流速でバイパス空気を強く巻き込みながら、バイパスエア通路内での気液混合がより促進される。
【００１２】
さらに、上述したエンジンの燃料噴射装置は、スロットルバルブを有するスロットルボディの壁体に、上述したバイパスエア通路及びインジェクタを設けた燃料噴射用のユニットからなるものとすれば、これをエンジンの燃料噴射システムに配設するだけで上述した手段を実施することができる。
【発明の効果】
【００１３】
燃料噴射口を設けたバイパスエア通路の下流側開口部をスロットルバルブ近傍の縮流が発生している部分に設けた本発明によると、コストの高騰を招くことなく良好な燃料霧化性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態の燃料噴射装置３Ａの縦断面部分図を示している。この燃料噴射装置３Ａは、例えば汎用エンジン等の比較的簡易なエンジンの燃料噴射システムに配設することを想定したものであり、スロットルバルブ３０を配設したスロットルボディの吸気通路２を囲む壁体に、スロットルバルブ３０が所定開度位置においてその弁体で仕切られた上流側の吸入空気を下流側まで通過させ、弁体を迂回させるバイパスエア通路３２Ａを設けるとともに、このバイパスエア通路３２Ａ内で噴射口６１を開口させてインジェクタ６を配設して、１つの燃料噴射ユニットを構成している。
【００１６】
また、スロットルバルブ３０の弁体で仕切られた上流側の吸気通路２内壁には、バイパスエア通路３２Ａに吸入空気を導入するためのバイパス入口３２ａが開口しており、弁体下流側の吸気通路２内壁にはバイパスエア通路３２Ａの出口側開口部となる噴射ポート３２ｂが開口している。
【００１７】
本実施の形態では、燃料噴射システム全体の低廉さを確保する観点で、燃料圧力を例えば３０ｋＰａ程度の比較的低圧になるように、図示しない圧力調整弁で調圧しながらインジェクタ６をＤＵＴＹ制御して、エンジンの要求空燃比に合致するように調量しながら燃料噴射を行うようになっている。尚、この燃料圧力（噴射圧力）は吸気通路２内の負圧レベルに関わらず、常に一定に制御されるようになっている。
【００１８】
さらに、スロットルバルブ３０がエンジンの無負荷・低負荷状態となるような開度位置において、その弁体とパイパスエア通路３２Ａの出口側開口部となる噴射ポート３２ｂの位置が、極めて近接した関係となっている。尚、このときのスロットルバルブ３０の下流側圧力は、エンジン脈動のピークで通常ゲージ圧−７０ｋＰａ程度である。
【００１９】
一方、バイパスエア通路３２Ａのバイパス入口３２ａ付近における吸気通路２の圧力は、スロットルバルブ３０の弁体で仕切られている関係で通常−１０〜２０ｋＰａ程度であるため、弁体上流側と下流側との差圧により、バイパス空気の流れは常にバイパス入口３２ａ→噴射ポート３２ｂの方向となる。
【００２０】
このようなバイパスエア通路３２内のバイパス空気の流線に対し、図のような角度でインジェクタ６により３０ｋＰａ程度の噴射圧力で燃料噴射を行った場合に、燃料噴射方向の動流による負圧と、スロットルバルブ３０前後の差圧によるバイパス空気の流れとで、噴射燃料は空気を巻き込みながら気液２相流となって、噴射ポート３２ｂを経由して最終的に吸気通路２に噴出する。
【００２１】
その際、燃料と空気とが充分に混合されることにより、噴射ポート３２ｂから噴出される燃料は微細化され、従来例と比較して霧化・気化が促進された状態となる。即ち、この混合作用がない従来例では、液体のまま噴出するだけであって吸入空気と接する表面積も小さいものとなり、霧化・気化性能は不充分なものとなる。
【００２２】
さらに、本発明においては、この噴射ポート３２ｂを図のようにスロットルバルブ３０の弁体下流側でこれに極めて近い位置の吸気通路２の内壁に開口させている。この開口位置は、スロットルバルブ３０の絞りでその弁体の端縁側と吸気通路２内壁との隙間において発生する縮流により高速化した空気流が吸気通路２内壁に沿って通過する部分に一致させたものであり、その空気流で噴射ポート３２ｂから噴出した燃料がさらに微細化が促進されるため、エンジン低負荷低速状態の状況でも充分な霧化が期待できるものとなる。
【００２３】
一方、エンジンの高速高負荷領域では、スロットルバルブ３０の弁体が開いてバイパスエア通路３２の入口側と出口側との差圧が生じなくなるため、バイパス入口３２ａも噴射ポートの一部として作用する。この場合、バイパス入口３２ａが吸気通路２の吸入空気の流線に対し動圧を受ける形状となるため、バイパスエア通路３２Ａ内を逆流する燃料に対しその噴出口付近で乱流を発生させることになり、この場合も霧化の促進作用を発揮する。
【００２４】
さらに、図２に示す応用例のように、バイパス入口３２ｃと燃料噴射口６１下流側の燃料導入部の形状を、互いの流線がエジェクタ効果の強い負角となるように設定したバイパスエア通路３２Ｂとした燃料噴射装置３Ｂの場合には、エンジンの高負荷領域においても気液混合流を生成させるものとして、良好な霧化機能を発揮できる。
【００２５】
このように、燃料圧力の高圧化や燃料噴射口の複数化を要さない比較的簡易な構成の本実施の形態により、低コストでもエンジンの低速低負荷領域から高速高負荷領域に亘って優れた霧化性能を発揮するものとなる。
【００２６】
以上、述べたように、エンジンの燃料噴射装置について、本発明によりコストの高騰を招くことなく良好な燃料霧化性能を確保できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図２】図１の燃料噴射装置の応用例を示す縦断面部分図。
【図３】従来例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２８】
２  吸気通路、３Ａ，３Ｂ  燃料噴射装置、６  インジェクタ、３０  スロットルバルブ、３２Ａ，３２Ｂ  バイパスエア通路、３２ａ，３２ｃ  バイパス入口、３２ｂ  噴射ポート、６１  燃料噴射口
【図１】
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【図２】
2009019510.tif 000004
【図３】
2009019510.tif 000005