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JPS6056247B2 - fuel injected engine - Google Patents

fuel injected engine

Info

Publication number
JPS6056247B2
JPS6056247B2 JP51075259A JP7525976A JPS6056247B2 JP S6056247 B2 JPS6056247 B2 JP S6056247B2 JP 51075259 A JP51075259 A JP 51075259A JP 7525976 A JP7525976 A JP 7525976A JP S6056247 B2 JPS6056247 B2 JP S6056247B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
gas
air
fuel injection
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP51075259A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53306A (en
Inventor
健次 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP51075259A priority Critical patent/JPS6056247B2/en
Publication of JPS53306A publication Critical patent/JPS53306A/en
Publication of JPS6056247B2 publication Critical patent/JPS6056247B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車エンジンに主用され、かつ排ガスの
公害防止上有用な燃料噴射式エンジンに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel injection engine that is mainly used in automobile engines and is useful for preventing exhaust gas pollution.

従来の自動車用エンジンでは、特に、スロットル弁によ
り絞られて燃焼室内への吸気効率が悪く、しかも燃焼室
内に流入する吸気の流速も低いアイドル運転時および軽
負荷運転時において、エンジンの着火および燃焼性が悪
い。
In conventional automobile engines, the efficiency of the intake air into the combustion chamber is poor because it is throttled by the throttle valve, and the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber is low, especially during idling operation and light load operation. Bad sex.

そこで、一般には燃焼性の良好な濃混合気、すなす)ち
空燃比が小さい混合気を供給することにより上記着火よ
び燃焼性の悪化を解消しているが、この場合には、燃費
の増大、排ガス中の有害な未燃焼ガスHC、Coの増加
等の不都合がある。
Therefore, the deterioration of ignition and combustibility described above is generally solved by supplying a rich mixture with good flammability, that is, a mixture with a low air-fuel ratio, but in this case, the increase in fuel consumption There are disadvantages such as an increase in harmful unburned gases HC and Co in the exhaust gas.

また、近時特に排ガス中の有害なNOxを減少させるこ
とを目的として、理論混合比よりも充分希薄な混合気を
燃焼させることが提案され、また排ガス中の一部をエン
ジン排気系から抽出して混合気中に混合し燃焼させるこ
とも提案されているが、何れの場合にも、混合気の着火
性、燃焼性が低下するために、ドライバビリテイおよび
燃費が悪化する不都合があつた。このような背景から、
次のような目的、すなわち、1)燃費を改善すること。
In addition, recently, with the aim of particularly reducing harmful NOx in exhaust gas, it has been proposed to burn a mixture that is sufficiently leaner than the stoichiometric mixture ratio, and it has also been proposed to extract part of the exhaust gas from the engine exhaust system. It has also been proposed to mix the fuel into an air-fuel mixture and combust it, but in either case, the ignitability and combustibility of the air-fuel mixture are reduced, resulting in poor drivability and fuel consumption. Against this background,
The objectives are as follows: 1) To improve fuel efficiency.

(2)通常のエンジンでは安定した運転が困難な希薄混
合気を燃焼させることができ、この結果として、排出ガ
ス中の有害成分を低減させること。
(2) It is possible to burn a lean air-fuel mixture that is difficult to operate stably in a normal engine, and as a result, harmful components in exhaust gas are reduced.

(3)通常のエンジンでは安定した運転が困難な多量の
還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼させることがで
き、この結果として排ガス中のNOxを低減させること
(3) It is possible to stably burn a mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas, which is difficult to operate stably in a normal engine, and as a result, NOx in the exhaust gas is reduced.

(4)大きな出力の低下、ドライバビリテイの悪化、燃
費悪化等の不都合を伴うことなく希薄混合気または多量
の還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼させること。
(4) To stably burn a lean mixture or a mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas without causing inconveniences such as a large decrease in output, deterioration of drivability, and deterioration of fuel efficiency.

(5)特にアイドリングおよび抵速低負荷の軽負荷運転
領域で排ガス中の有害成分を従来のコンベンショナルエ
ンジンより顕著に低減させること。などを目的とした乗
物用噴射室付エンジンの技術が提案されており、本考案
は、該提案技術の応用に関するものである。
(5) Harmful components in exhaust gas should be significantly reduced compared to conventional conventional engines, especially in the light load operating range of idling and low speed and low load. A technology for an engine with an injection chamber for a vehicle has been proposed for the purpose of such purposes, and the present invention relates to the application of this proposed technology.

しかして、この噴射室付エンジンの技術においては、ガ
ス流の付勢により燃焼室内の混合気に対して層流(スワ
ール)、斑点(タービユランス)等の燃焼促進流を形成
させるものであつて、ここで、その構成、作用につき説
明すると、第1図に示すように、シリンダヘッド1の下
面に形成された燃焼室2の内壁形成において、点火プラ
グ3の近傍に付勢ガスの噴出孔4を設け、点火プラグ3
を掃気する同ガスの噴出流の付勢により、吸気ボート5
から燃焼室2内に吸入された混合気に対し、燃焼促進流
Sを形成させるもので、その付勢ガスには、エアクリー
ナから取入れられた空気、または排ガス浄化装置用の2
次空気、あるいはエンジン排気管6から還流される排気
ガス等、適宜のガスが利用される。
However, in the technology of this engine with an injection chamber, a combustion promoting flow such as a laminar flow (swirl) or spots (turbulence) is formed in the air-fuel mixture in the combustion chamber by energizing the gas flow. Here, to explain its structure and operation, as shown in FIG. Install, spark plug 3
The suction boat 5
This is to form a combustion promoting flow S for the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 2 from a
An appropriate gas such as secondary air or exhaust gas recirculated from the engine exhaust pipe 6 is used.

しかして、噴出孔4に至るガス通路7には、その通路を
開閉するガス吸気弁8が介設されていて、この吸気弁7
は、混合気用の吸入弁(図示せ.ず)の動作機構9と同
様に、カム軸10およびロッカアーム軸11に専用に配
設された動作弁機構によつて駆動される。
The gas passage 7 leading to the jet hole 4 is provided with a gas intake valve 8 that opens and closes the passage.
is driven by an operating valve mechanism specially disposed on a camshaft 10 and a rocker arm shaft 11, similar to the operating mechanism 9 of an air-fuel mixture suction valve (not shown).

すなわち、この究気弁8は、ガイド12内を摺動し、常
態ではばね13に挙上されて通路を閉成するが、ピスト
ン14の吸.気工程初期から圧縮工程初期に至る間の所
要時限間において、ロッカアーム15を介してカム16
に駆動されて押下げられ、同通路7を開成する。さらに
、ガス通路7の上流がわには、図示しないガス供給機構
に連通するガス通路17が設けら一れている。次に、上
述構成によるエンジンの作動について説明するが、ここ
では、ガス通路17をエアクリーナに連通させ、付勢ガ
スとして空気を用いる場合の作動を述べる。
That is, this air intake valve 8 slides within the guide 12 and is normally lifted up by the spring 13 to close the passage, but when the piston 14 is drawn in. During the required time period from the beginning of the air stroke to the beginning of the compression stroke, the cam 16 is
is driven and pushed down to open the passage 7. Furthermore, a gas passage 17 is provided upstream of the gas passage 7 and communicates with a gas supply mechanism (not shown). Next, the operation of the engine with the above configuration will be described. Here, the operation will be described when the gas passage 17 is communicated with the air cleaner and air is used as the energizing gas.

ピストン14の吸気工程間に吸気管18を経て吸入ボー
ト5から燃焼室2に負圧吸引された混合気は、ガス通路
17,7を経て吸引されると共に、噴出孔4から燃焼室
2に入る空気流に付勢されて燃焼促進流を形成する。
During the intake stroke of the piston 14, the air-fuel mixture is sucked under negative pressure from the suction boat 5 into the combustion chamber 2 through the intake pipe 18, and is sucked through the gas passages 17, 7, and enters the combustion chamber 2 through the jet hole 4. Forced by the airflow to form a combustion promoting flow.

しかして、付勢ガスの供給路中には、気化器のベンチユ
リ、スロットル弁等に匹敵する経路抵抗が介在しないの
で、噴出空気の流速は混合気の吸入流速より極めて大き
・く、従つて、燃焼室2内の混合気は強力に促進流化さ
れる。また、この時、点火プラグ3は流速の大きい空気
流に掃気されるので、プラグギャップ付近に残留した既
燃ガスは燃焼室2内に放散される。なお、噴出孔4から
燃焼室2内に流入する空気の量は、混合気を含めた吸気
総量に対して10%ないし30%に達するものてある。
ついで、ピストン14は圧縮工程に入るが、混合気の促
進流はその慣性によりシリンダの点火時期まで流れを継
続するので、圧縮の終期に点火プラグ3が点火すると付
近の混合気は容易に着火し、さらにその燃焼作用は、燃
焼促進のため極めて早り火焔伝播速度で燃焼室2内に拡
がり、こうして、混合気の燃焼性は極めて良好となる。
Therefore, since there is no path resistance comparable to that of the carburetor's bench lily, throttle valve, etc. in the supply path of the energizing gas, the flow velocity of the ejected air is extremely higher than the intake flow velocity of the air-fuel mixture. The air-fuel mixture in the combustion chamber 2 is strongly promoted. Furthermore, at this time, the ignition plug 3 is scavenged by the high-velocity airflow, so the burnt gas remaining near the plug gap is dissipated into the combustion chamber 2. Note that the amount of air flowing into the combustion chamber 2 from the jet hole 4 reaches 10% to 30% of the total amount of intake air including the air-fuel mixture.
Next, the piston 14 enters the compression process, but due to its inertia, the accelerated flow of the mixture continues until the ignition timing of the cylinder, so when the spark plug 3 ignites at the end of compression, the nearby mixture is easily ignited. Furthermore, the combustion action spreads into the combustion chamber 2 at an extremely fast flame propagation speed to promote combustion, and thus the combustibility of the air-fuel mixture becomes extremely good.

以上のように、上述エンジンでは混合気の燃焼性が向上
することにより、混合気の希薄度の失火限界が高まり、
そのため、安定した燃焼作動が得られる。従つて、この
エンジンでは、何等エンジンのドライバビリテイを低下
させることなく、十分に有害成分の発生を抑止すること
が可能となる。本発明の目的は、上述した噴射室付エン
ジンの技術を燃料噴射式エンジンに応用することにあり
、すなわち、エンジンの燃焼性が良好であつて、かつ、
有害成分の発生レベルが低い燃料噴射式エンジンを提供
することにある。
As mentioned above, in the above-mentioned engine, by improving the combustibility of the mixture, the misfire limit of the leanness of the mixture increases,
Therefore, stable combustion operation can be obtained. Therefore, in this engine, it is possible to sufficiently suppress the generation of harmful components without reducing the drivability of the engine in any way. An object of the present invention is to apply the technology of the above-mentioned engine with an injection chamber to a fuel injection type engine, that is, the engine has good combustibility, and
An object of the present invention is to provide a fuel injection engine that generates low levels of harmful components.

以下、図示の実施例に基づき本発明を説明する。The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.

第2図は、第1の実施例エンジンの要部、すなわちシリ
ンダヘッド21の燃焼室22付近を切断して示す図であ
つて、吸気ボート5を外れた位置でエンジンを横断して
示す模式図である。
FIG. 2 is a cutaway view showing the main part of the engine of the first embodiment, that is, the vicinity of the combustion chamber 22 of the cylinder head 21, and is a schematic view showing the engine at a position where the intake boat 5 is removed. It is.

なお、図示部分以外の各部の態様は、第1図に示すエン
ジンの各部と等しく、また、図示部分においても、第1
図と付記符号の等しい部材は、第1図に示す同符号の部
材と同態様の部材であり、かつ、上述図示方式は、下述
説明に参照する第3図についても同様である。この第1
実施例のエンジンでは、吸気ボート5は、空気のみを供
給する吸気管(図示せず)に接合されていて、燃料は、
エンジンの適所に配設された燃料噴射ポンプ(図示せず
)によつて空気と別に供給される。
The aspect of each part other than the illustrated part is the same as each part of the engine shown in FIG.
Components with the same reference numerals as in the drawings are members having the same features as the members with the same numerals shown in FIG. 1, and the above-mentioned illustration method is also the same in FIG. 3 referred to in the following description. This first
In the engine of the embodiment, the intake boat 5 is connected to an intake pipe (not shown) that supplies only air, and the fuel is
It is supplied separately from the air by a fuel injection pump (not shown) located in place in the engine.

しかして、燃焼室22の壁面には、点火プラグ3が取付
けられると共に、上述同様の付勢ガス噴出孔4が設けら
れており、さらに噴出孔4の点火プラグ3と反対側には
、噴射ポンプの噴出ノズル23が先端23aを壁面に臨
ませてヘッド21に取付けられている。
A spark plug 3 is attached to the wall of the combustion chamber 22, and an energizing gas jet hole 4 similar to that described above is also provided, and an injection pump is provided on the opposite side of the jet hole 4 from the spark plug 3. A jet nozzle 23 is attached to the head 21 with its tip 23a facing the wall surface.

なお、ノズル23の取付位置とその取付方向は、燃料噴
射流が付勢ガス噴出流に合流するような状態に配置され
ている。
The mounting position and mounting direction of the nozzle 23 are arranged such that the fuel injection flow merges with the energizing gas jet flow.

従つて、ノズル先端23aから噴射された燃料粒は、ま
ず、吸気弁(図示せず)から吸引された空気流に衝突し
て混合気を形成し、その後、さらに該混合気は、噴出孔
4から吸引された付勢ガス流に合流し、この合流後、混
合気はガス流に付勢されて燃焼室22内に燃焼促進流S
を形成する。
Therefore, the fuel particles injected from the nozzle tip 23a first collide with the air flow sucked in from the intake valve (not shown) to form an air-fuel mixture, and then the air-fuel mixture is further transferred to the ejection hole 4. After this merging, the air-fuel mixture is energized by the gas flow and enters the combustion chamber 22 into a combustion promoting flow S.
form.

このように、このエンジンにおける混合気の流態は、第
1図に示す提案エンジンの場合と同様であるばかりでな
く、燃料噴射による混合気の方が、気化器による混合気
より霧化性が良いので、混合気の燃焼性は気化器を用い
た場合よりも優れている。次に、第3図に示す第2の実
施例について説明すると、このエンジンでは、ヘッド3
1に取付けられたノズル33の先端33aは、吸気ボー
ト5内の吸気弁34の直前に突出し、吸気弁34の開成
時において、ノズル先端33aから噴射された燃料粒は
、吸入空気と混合しながら開弁空間を経て燃焼室32内
に飛出し、その後、第1実施例の場合と同様に、混合気
は促進流Sを形成する。
In this way, the flow state of the mixture in this engine is not only similar to that in the proposed engine shown in Figure 1, but also the mixture produced by fuel injection has better atomization properties than the mixture produced by the carburetor. Therefore, the combustibility of the mixture is better than when using a carburetor. Next, the second embodiment shown in FIG. 3 will be explained. In this engine, the head 3
The tip 33a of the nozzle 33 attached to the nozzle 1 protrudes just in front of the intake valve 34 in the intake boat 5, and when the intake valve 34 is opened, fuel particles injected from the nozzle tip 33a mix with intake air. The air-fuel mixture flows out into the combustion chamber 32 through the valve opening space, and then forms a promoted flow S as in the case of the first embodiment.

従つて、このエンジンにおける混合気の燃焼性は、第1
実施例の場合と同様である。以上のように、本発明の燃
料噴射式エンジンによれば、燃料噴射ノズルと点火プラ
グの間に付勢ガスの噴出孔を設け、かつ、付勢ガス流に
より混合気に燃焼促進流を形成させるので、混合気の燃
焼性が極めて優れ、これにより混合気の濃度を極限まで
希薄化することが可能となる。
Therefore, the combustibility of the air-fuel mixture in this engine is
This is the same as in the embodiment. As described above, according to the fuel injection engine of the present invention, the ejection hole for the energizing gas is provided between the fuel injection nozzle and the spark plug, and the energizing gas flow forms a combustion promoting flow in the air-fuel mixture. Therefore, the combustibility of the air-fuel mixture is extremely excellent, making it possible to dilute the concentration of the air-fuel mixture to the utmost.

このように、このエンジンにおいてはドライバビリテイ
が優れ、かつ有害成分の発生ノベルが極めて低下するな
ど、実用上および公害防止上の効果が大きい。
As described above, this engine has excellent drivability and extremely low levels of generation of harmful components, and has great practical and pollution prevention effects.

”図面の簡単な説明 第1図は、本発明が応用する噴射室付エンジンの概要図
、第2図は、本発明の一実施例を示す燃料噴射式エンジ
ンの要部概要図、第3図は、別の実施例を示すエンジン
の要部概要図である。
``Brief explanation of the drawings Figure 1 is a schematic diagram of an engine with an injection chamber to which the present invention is applied, Figure 2 is a schematic diagram of main parts of a fuel injection type engine showing an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a schematic diagram of an engine with an injection chamber to which the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic diagram of main parts of an engine showing another embodiment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 シリンダヘッド燃焼室内壁の点火プラグ近傍に穿設
され、かつ該室内の混合気に対し燃焼促進流を付勢作動
する付勢ガスの噴出孔と、同噴出孔のガス通路中に介設
され、かつエンジンの回動に応動して給気工程間および
圧縮工程間の所定時に上記ガス通路を開成作動する弁機
構と、同弁機構の弁通路に対し、空気等付勢ガスを供給
するガス供給機構より成る副給気系を備えたエンジンに
おいて、吸気ポートを、空気供給用吸気管に接合すると
共に、燃料噴射ポンプを適所に配設し、かつ、同噴射ポ
ンプのノズルをシリンダヘッドに取付けると共に、その
取付位置を、燃料噴射流が上記付勢ガス噴出流に合流す
るごとき位置に設定したことを特徴とする燃料噴射式エ
ンジン。 2 ノズルの先端を、燃焼室壁面に臨ませて上記ノズル
を取付けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の燃料噴射式エンジン。 3 ノズルの先端を、吸気ポート内の吸気弁の直前に臨
ませて上記ノズルを取付けたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の燃料噴射式エンジン。
[Scope of Claims] 1. An energizing gas ejection hole that is bored near the spark plug on the wall of the cylinder head combustion chamber and that acts to energize a combustion promoting flow to the air-fuel mixture in the chamber, and a gas ejection hole in the ejection hole. A valve mechanism that is interposed in the passage and operates to open the gas passage at a predetermined time between the air supply stroke and the compression stroke in response to engine rotation, and a valve mechanism that is connected to the valve passage of the valve mechanism, In an engine equipped with a sub-air supply system consisting of a gas supply mechanism for supplying fuel gas, the intake port is connected to the intake pipe for air supply, and the fuel injection pump is disposed at an appropriate location, and the injection pump is connected to the intake pipe. 1. A fuel injection engine, characterized in that a nozzle is attached to a cylinder head, and its attachment position is set at such a position that the fuel injection flow joins the energizing gas jet flow. 2. The fuel injection engine according to claim 1, wherein the nozzle is mounted with the tip of the nozzle facing the wall surface of the combustion chamber. 3. The fuel injection type engine according to claim 1, wherein the nozzle is installed with the tip of the nozzle facing directly in front of the intake valve in the intake port.
JP51075259A 1976-06-25 1976-06-25 fuel injected engine Expired JPS6056247B2 (en)

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Publication Number Publication Date
JPS53306A JPS53306A (en) 1978-01-05
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JP2011099353A (en) * 2009-11-04 2011-05-19 Denso Corp Fuel injection device

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