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CN1302949A - 发动机的燃料供给装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机的燃料供给装置,在形成进气通道的进气通道形成体安装燃料喷射阀,在上述进气通道形成体设置燃料通道、燃料吸出口、及空气排放通道,该燃料通道引导燃料喷射阀的燃料,该燃料吸出口将一端与燃料通道连通并将另一端与进气通道连通,该空气排放通道在燃料吸出口上游侧将一端与进气通道连通并将另一端与燃料通道连通;其特征在于:燃料吸出口(35)在与流过进气通道(30)的空气流直交的方向朝进气通道(30)开口。

Description

发动机的燃料供给装置
本发明涉及一种发动机的燃料供给装置，该燃料供给装置在形成连通空气滤清器的进气通道的进气通道形成体安装燃料喷射阀，在上述进气通道形成体设置燃料通道、燃料吸出口、及空气排放通道，该燃料通道引导上述燃料喷射阀的燃料，该燃料吸出口将一端与该燃料通道连通并将另一端与上述进气通道连通，该空气排放通道在上述燃料吸出口的上游侧将一端与进气通道连通并将另一端与上述燃料通道连通。
过去，该燃料供给装置例如已由日本专利公报特开平5-26132号等公开。
可是，这样的燃料供给装置由流过进气通道的空气流吸出从燃料喷射阀供给的燃料将其雾化，同时，由来自空气排放通道的辅助空气促进燃料的雾化，可降低燃料喷射阀的喷射压力，并且不需要以高精度控制燃料喷射阀的燃料喷射时刻。然而，在上述现有燃料供给装置中，燃料吸出口朝进气通道内的空气流的流动方向下游侧开口，难说空气流中的燃料雾化良好，为了进一步降低燃料费，提高排气性能和发动机输出功率，希望进一步促进燃料的雾化。
本发明就是鉴于这样的问题而作出的，其目的在于提供一种可进一步促进燃料雾化的发动机燃料供给装置。
为了达到上述目的，本发明第一方案提供一种发动机的燃料供给装置，该燃料供给装置在形成连通空气滤清器的进气通道的进气通道形成体安装燃料喷射阀，在上述进气通道形成体设置燃料通道、燃料吸出口、及空气排放通道，该燃料通道引导上述燃料喷射阀的燃料，该燃料吸出口将一端与该燃料通道连通并将另一端与上述进气通道连通，该空气排放通道在上述燃料吸出口的上游侧将一端与进气通道连通并将另一端与上述燃料通道连通；其特征在于：上述燃料吸出口的另一端在与流过上述进气通道的空气流直交的方向朝上述进气通道开口。
按照这样的第一方案的构成，通过使燃料吸出口在与进气通道的空气流直交的方向开口，可使空气流与从燃料吸出口吸出到空气流侧的燃料相互冲突，有效地雾化燃料，促进燃料的雾化，从而可降低燃料费，同时提高排气性能和发动机输出功率。
本发明的第二方案，在上述第一方案的构成的基础上，还具有这样的特征：上述燃料吸出口在进气通道的内周面开口，设置在进气通道形成体。按照该构成，配置燃料吸出口不会在进气通道内设置妨碍流动的构造，可避免通气阻力的增大，进一步提高发动机输出功率。
本发明的第三方案，在上述第二方案的构成的基础上，还具有这样的特征：多个上述燃料吸出口的另一端在相向的位置朝上述进气通道内周面开口。按照该构成，从相向的燃料吸出口吸出到空气流侧的燃料相互冲突，从而可防止燃料在进气通道的内周面附着，更有效地雾化燃料，进一步减小燃料费，同时，提高排气性能和发动机输出功率。
本发明的第四方案提供一种发动机的燃料供给装置，该燃料供给装置在形成连通空气滤清器的进气通道的进气通道形成体安装燃料喷射阀，在上述进气通道形成体设置燃料通道、燃料吸出口、及空气排放通道，该燃料通道引导上述燃料喷射阀的燃料，该燃料吸出口将一端与该燃料通道连通并将另一端与上述进气通道连通，该空气排放通道在上述燃料吸出口的上游侧将一端与进气通道连通并将另一端与上述燃料通道连通；其特征在于：构成上述进气通道一部分的节流部设于上述进气通道形成体，而且内周直径比该节流部上游侧的进气通道小，上述燃料吸出口的另一端按与流过上述节流部的空气流直交的方向在上述节流部的内周面开口。
按照这样的第四方案的构成，通过使燃料吸出口按与进气通道的空气流直交的方向在节流部内周面开口，可由节流部的进气负压从燃料吸出口将燃料有效地吸出到空气流侧，使空气流和吸出的燃料相互冲突，有效地雾化燃料，降低燃料费，同时可提高排气性能和发动机输出功率。
图1为示出第1实施例的发动机进气系的剖切侧面图。
图2为进气通道形成体的放大纵断面图。
图3为图2的3-3线断面图。
图4为示出燃料供给压力和排气性能的关系的图。
图5为示出燃料喷射时刻和排气性能的关系的图。
图6为示出净平均有效压力和排气性能的关系的图。
图7为示出第2实施例发动机进气系的剖切侧面图。
图8为示出第3实施例发动机进气系的剖切侧面图。
图9为示出第4实施例发动机进气系的剖切侧面图。
下面，根据附图所示本发明的实施例说明本发明的实施形式。
图1～图6示出本发明第1实施形式，图1为示出发明的进气系的剖切侧面图，图2为进气通道形成体的放大纵断面图，图3为图2的3-3线断面图，图4为示出燃料供给压力和排气性能的关系的图，图5为示出燃料喷射时刻和排气性能的关系的图，图6为示出净平均有效压力和排气性能的关系的图。
在图1中，发动机E具有气缸体11和接合于该气缸体11的气缸盖12，在活塞14与气缸盖12之间形成燃烧室15，该活塞14可自由滑动地嵌合在气缸体11所具有的气缸孔13中。
在气缸盖12设置可与燃烧室15连通的进气孔16和排气孔17，并可进行开闭动作地支承进气门18和排气门19，该进气门18用于切换进气孔16与燃烧室15间的连通和隔断，该排气门19用于切换排气孔17与燃烧室15间的连通和隔断，由现有公知的气门机构20驱动进气门18和排气门19进行开闭。
在上述进气孔16通过进气管21连接燃料供给装置22。该燃料供给装置22具有进气通道形成体23和安装于该进气通道形成体23的燃料喷射阀24。
在图2中，进气通道形成体23由具有通道25的进气通道主形成构件26和嵌合于上述通道25下游侧并固定于进气通道主形成构件26的节流构件27构成，该进气通道形成体23具有进气通道30，该进气通道30通过进气软管28将上游端连通到空气滤清器29并将下游端连通到进气管21。进气通道30由上述通道25中将节流构件27嵌合部分除去后的部分和在节流构件27内面形成的节流部31构成，节流部31形成比其上游侧的进气通道30即通道25小的内周直径。
在上述节流部31的上游侧，于进气通道形成体23的进气通道主形成构件26可回转地支承控制进气通道30开度的蝶形节流阀32。
一起参照图3可知，在节流构件27的外周设置环状槽，并安装从两侧夹住该环状槽的一对环状密封构件33、33，在将节流构件27嵌合固定于进气通道主形成构件26的状态下，由上述环状槽在节流构件27与进气通道主形成构件26之间形成环状燃料通道34，该燃料通道34的两侧由安装于进气通道主形成构件26与节流构件27之间的密封构件33、33密封。即，在对应节流部31的部分同心围住进气通道30的环状燃料通道34设置在进气通道形成体23。
在节流构件27设置多个(例如4个)燃料吸出口35、35…，该燃料吸出口35、35…将一端连通到燃料通道34，同时将另一端在节流部31的内面开口， 并使这些燃料吸出口35、35…的另一端开口部相向。而且，各燃料吸出口35、35…配置在与节流部31的轴线直交的平面内，各燃料吸出口35、35…的另一端按与流过节流部31的空气流的流动方向垂直的方向在节流部31的内面开口。
在进气通道形成体23的进气通道形成构件26，于与节流构件27相对应的部分，设置小径孔37、中径孔38、及大径孔39，该小径孔37在内端具有端壁36，该中径孔38形成比该小径孔37大的直径并且内端与小径孔37的外端同轴相连，该大径孔39形成比该中径孔38大的直径并且内端与中径孔38的外端同轴相连，在小径孔37嵌合关闭内端的有底圆筒状套筒40。
燃料喷射阀24的前端部在与大径孔39之间设置环状密封构件41，插入到上述中径孔38和大径孔39。而且，燃料喷射阀24在前端具有的圆筒状燃料喷嘴24a嵌合在上述套筒40。
在燃料喷嘴24a和套筒40间形成排出室42，该排出室42通过连通孔43和连通孔44与燃料通道34连通，该连通孔43设于套筒40的前端闭塞部，该连通孔44与该连通孔43同轴地设于端壁36。而且，在套筒40的外端部和燃料喷嘴24a之间设置环状密封构件45，在套筒40的内端部外面安装弹性接触小径孔37内面的环状密封构件46。
在套筒40的中间部外面，设置在与小径孔37内面之间形成环状室47的环状凹部，在套筒40设置连通环状室47和排放室42之间的多个连通孔48、48…。
在进气通道形成体23的进气通道主形成构件26设置空气排放通道49，该空气排放通道49的一端在上述各燃料吸出口35、35…的上游侧(在本实施例中为节流阀32的上游侧)连通到进气通道30，另一端与上述环状室47连通，在该空气排放通道49的一端部压入空气喷嘴50。即，通过空气喷嘴50将一端连通到节流阀32上游侧的进气通道30的空气排放通道49将另一端通过环状室47、连通孔48、48…、排放室42、及连通孔43、44连通到燃料通道34。
下面，说明该第1实施例的作用。从燃料喷射阀24喷射出来的燃料在排放室42内与由空气喷嘴50计量着从空气排放通道49供给的辅助空气混合，然后被引导至燃料通道34，由流过进气通道30的空气流从各燃料吸出口35、35…吸出到进气通道30加以雾化。而且，各燃料吸出口35、35…在与流过进气通道30的空气流直交的方向朝进气通道30开口，流过进气通道30的空气流与从燃料吸出口35、35…吸出到空气流侧的燃料相互冲突，使燃料有效地雾化，促进燃料的雾化，从而可降低发动机E的燃料费，并可提高排气性能和发动机的输出功率。
另外，由于燃料吸出口35、35…朝进气通道30的内周面开口，所以不会因配置燃料吸出口35、35…而在进气通道30内设置妨碍流动的构造。因此，可避免在进气通道30中的通气阻力的增大，进一步提高发动机的输出功率。
由于燃料吸出口35、35…在相向的位置朝进气通道30的内周面开口，所以，通过使从相向的燃料吸出口35、35…吸出到空气流侧的燃料相互冲击，可防止燃料附着在进气通道30的内周面，更有效地使燃料雾化，还可进一步降低燃料费，提高排气性能和发动机的输出功率。
特别是由于构成进气通道30一部分的节流部31设于进气通道形成体23并且形成比该节流部31的上游侧的进气通道30小的内周直径，燃料吸出口35、35…按与流过节流部31的空气流直交的方向朝节流部31的内周面开口，所以，可由节流部31的进气负压从燃料吸出口35、35…更为有效地将燃料吸出到空气流侧，进一步降低燃料费，并进一步提高排气性能和发动机输出功率。
在发动机转速为4000rpm、净平均有效压力Pme为400kPa的运行状态下，改变燃料供给压力，比较这样的按照本发明的燃料供给装置22和仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给装置22的排气性能，可得到图4所示结果，即，在本发明的燃料供给装置22中，即使燃料喷射阀24的燃料供给压力下降到OkPa近旁，也可得到将排气中的HC浓度抑制到与现有化油器相同的180ppm左右的喷雾性能，而在仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给装置22中，燃料供给压力的下限值为250kPa。即，在仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给中，如不将燃料供给压力设定在250kPa以上，则燃料不能充分雾化，而在本发明的燃料供给装置22中，即使燃料供给压力下降到OkPa近旁，也可充分地使燃料雾化。
因此，可使与燃料喷射阀24相连的燃料泵小型化和降低消费电力，同时可降低设于燃料喷射阀24与燃料泵间的燃料配管的成本。另外，也可不使用燃料泵，而是仅利用配置于燃料喷射阀24上方的燃料箱的压头将燃料供给到燃料喷射阀24，由燃料喷射阀24的开闭计量燃料。
由于可这样充分进行燃料的雾化，所以可缩短从进气通道形成体23到进气孔16的进气管长，使包含进气系的发动机全体小型化。
燃料喷射阀24只要为可将燃料供给到燃料通道34的姿势，则可按任何姿势安装到进气通道形成体23，从而可增大燃料喷射阀24的配置自由度。但是，如按本实施例那样以与进气通道30的轴线直交的姿势将燃料喷射阀24安装到进气通道形成体23，则可缩短进气系，使包含进气系的发动机全体小型化。
在发动机转速为4000rpm、净平均有效压力Pme为400kPa的运行状态下，改变燃料喷射时刻(OTDC前的曲柄转角)，比较本发明的燃料供给装置22和仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给装置22的排气性能，可得到图5所示结果。由图5可知，在本发明的燃料供给装置22中，即使燃料喷射阀24的喷射时刻变化，排气性能也不改变，而在仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给装置22中，相应于喷射时刻的变化，排气性能也改变。即，在本发明的燃料供给装置22中，燃料由与发动机E的运行状态对应的吸气负压计量，吸出到进气通道30，燃料喷射阀24只要供给与吸出到进气通道30的量相应的燃料即可，所以，即使不能以高精度控制燃料喷射阀24的喷射时刻，也可充分地使燃料雾化，获得良好的排气性能。而在仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给中，如不能以高精度控制燃料喷射时刻，则不能充分雾化燃料，排气性能也恶化。
在发动机转速为2000rpm的低转速运行状态下，改变净有效压力Pme，比较按照本发明的燃料供给装置22和仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给装置22的排气性能，可得到图6所示结果。由图6可知，在本发明的燃料供给装置22中，当净平均有效压力Pme低时，即发动机E在2000rpm的低转速和高负荷下运行时，可充分雾化燃料，获得良好的排气性能，而在仅利用燃料喷射阀的燃料喷射的燃料供给中，不能充分雾化燃料，导致排气性能劣化。即，在本发明的燃料供给装置22中，由于还可由辅助空气进行雾化，所以，在高负荷和低转速的运行状态下也可充分雾化燃料。
在利用燃料喷射阀供给燃料的现有发动机中，难以在从节流阀的怠速开度到全开开度的宽区域用1个燃料喷射阀进行燃料供给，为此有时在节流阀的上游侧配置追加的燃料喷射阀，但也可用本发明的燃料供给装置来代替上述追加的燃料喷射阀，在下面的第2实施例中说明这样的场合的进气系。
在图7中，主要用于向发动机E供给燃料的燃料喷射阀52安装于与发动机E的进气孔16相连的进气管53，进气管53通过具有节流阀32的节流阀体51和燃料供给装置22′与空气滤清器29相连。
燃料供给装置22′除未设置节流阀外其它与上述第1实施例的燃料供给装置22相同地构成，供给仅用上述燃料喷射阀52喷射燃料量时不足部分的燃料。
按照第2实施例，在节流阀32的上游侧配置燃料供给装置22′代替追加的燃料喷射阀，也可避免该燃料供给装置22′进气阻力。
图8示出本发明的第3实施例。具有节流阀32的燃料供给装置22与发动机E的进气孔16连接，主要用于提供应供给发动机E的燃料，追加的燃料喷射阀54安装在节流阀32和空气滤清器29之间的进气系。
追加的燃料喷射阀54的喷射方向设定为与燃料供给装置22的节流部31的中心线一致的方向。
按照该第3实施例，在燃料供给装置22中，朝从节流部31内周各燃料吸出口35…吸出到空气流的燃料，喷射来自追加的燃料喷射阀54的燃料，可使节流阀32处于大开度时的混合气浓度均匀。
图9示出本发明的第4实施例。与上述第3实施例中将追加的燃料喷射阀54的喷射方向设定为与节流部31的中心线一致的方向的情形不同，在第4实施例中，追加的燃料喷射阀54的喷射方向在节流部31通过设置各燃料吸出口35…的部分的中心。
按照该第4实施例，在节流阀32的大开度状态下追加的燃料喷射阀54的喷射燃料不受节流阀22妨碍，各燃料吸出口35…的吸出燃料相冲突，有效地使燃料分散，使混合气的浓度进一步均匀化。
以上详细说明了本发明的实施例，但本发明不限于上述实施例，在不脱离权利要求所述本发明的条件下可进行多种设计变更。
如以上那样按照本发明的第一方案，可使进气通道的空气流与从燃料吸出口吸出到空气流侧的燃料相互冲突，有效地雾化燃料，减小燃料费，同时可提高排气性能和发动机的输出功率。
按照本发明的第二方案，可避免通气阻力的增大，进一步提高发动机的输出功率。
按照本发明的第三方案，通过使从相向的燃料吸出口吸出到空气流侧的燃料相互冲突，可防止燃料附着在进气通道内周面，使燃料更有效地雾化，可进一步减小燃料费，还可进一步提高排气性能和发动机输出功率。
按照本发明的第四方案，可由节流部的吸气负压从燃料吸出口有效地将燃料吸出到空气流侧，可使节流部的空气流与吸出的燃料相互冲突，更有效地使燃料雾化，降低燃料费，同时可提高排气性能和发动机输出功率。

Claims (4)

1．一种发动机的燃料供给装置，在形成连通空气滤清器(29)的进气通道(30)的进气通道形成体(23)安装燃料喷射阀(24)，在上述进气通道形成体(23)设置燃料通道(34)、燃料吸出口(35)、及空气排放通道(49)，该燃料通道(34)引导上述燃料喷射阀(24)的燃料，该燃料吸出口(35)将一端与该燃料通道(34)连通并将另一端与上述进气通道(30)连通，该空气排放通道(49)在上述燃料吸出口(35)的上游侧将一端与进气通道(30)连通并将另一端与上述燃料通道(34)连通；其特征在于：上述燃料吸出口(35)的另一端在与流过上述进气通道(30)的空气流直交的方向朝上述进气通道(30)开口。
2．如权利要求1所述的发动机燃料供给装置，其特征在于：上述燃料吸出口(35)在进气通道(30)的内周面开口，设置在进气通道形成体(23)。
3．如权利要求2所述的发动机燃料供给装置，其特征在于：多个上述燃料吸出口(35)的另一端在相向的位置朝上述进气通道(30)的内周面开口。
4．一种发动机的燃料供给装置，在形成连通空气滤清器(29)的进气通道(30)的进气通道形成体(23)安装燃料喷射阀(24)，在上述进气通道形成体(23)设置燃料通道(34)、燃料吸出口(35)、及空气排放通道(49)，该燃料通道(34)引导上述燃料喷射阀(24)的燃料，该燃料吸出口(35)将一端与该燃料通道(34)连通并将另一端与上述进气通道(30)连通，该空气排放通道(49)在上述燃料吸出口(35)的上游侧将一端与进气通道(30)连通并将另一端与上述燃料通道(34)连通；其特征在于：构成上述进气通道(30)一部分的节流部(31)设于上述进气通道形成体(23)，而且内周直径比该节流部(31)上游侧的进气通道(30)小，上述燃料吸出口(35)的另一端按与流过上述节流部(31)的空气流直交的方向在上述节流部(31)的内周面开口。
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