燃料喷射装置的制作方法

本发明涉及一种用来向内燃机的进气通路喷射燃料的燃料喷射装置。

背景技术：

以往，广泛使用以向进气通路喷射燃料的方式配置喷油器(燃料喷射阀)的内燃机，并且已提出有各种对于这种内燃机的进一步的改良方法。例如，专利文献1公开了如下内燃机，即，在向多个气缸分配进气的进气分配通路的上游配置单一节气门进气通路，并且以在该节气门进气通路中向经过节气门的进气喷射燃料的方式配置喷油器的内燃机。在该内燃机中，节气门体设有节气门和喷油器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4686493号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

近年来，为了扩张车内空间等，而对内燃机的小型化的要求越来越高。此外，对尾气的净化的要求也近年越来越高。

然而，根据专利文献1的记载，在上述内燃机中，喷油器以相对于进气通路大致成直角的姿势被安装，使得液体燃料向节气门进气通路的出口的内周面(节气门体的壁面)冲突。因此，难以实现喷油器周围的小型化，专利文献1的技术在内燃机的小型化的观点上具有问题。此外，在上述内燃机中，因为从喷油器供给的燃料附着于节气门体的壁面等，所以从燃油消耗量和废气排放的观点来看，在优选地向燃烧室供给燃料的方面具有问题。

本发明是鉴于上述情况而创造的，其目的在于提供一种适于内燃机的小型化且向燃烧室供给燃料很优异的装置。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个方式，提供一种燃料喷射装置，该燃料喷射装置包括形成作为内燃机的进气通路的一部分的通路部分的主体部、以及配置在该主体部的喷油器，

其中，所述主体部包括：

第一壁部，该第一壁部以向所述通路部分突伸的方式延伸，并形成为支撑所述喷油器，使得所述喷油器的前端部朝向所述通路部分的出口开口部的外侧，

并且，所述主体部形成为如下：在与所述第一壁部相对于所述通路部分突伸的第一方向不同的第二方向上，由所述第一壁部部分地形成的第一通路部分与所述通路部分的入口开口部的截面形状相比具有扩张的截面形状。

优选的是，所述主体部形成为如下：在与所述第一方向大致正交的方向上，所述第一通路部分与所述入口开口部的所述截面形状相比具有扩张的截面形状。

优选的是，所述主体部包括：第二壁部，该第二壁部在所述燃料喷射装置设置在所述内燃机时位于所述通路部分的铅直方向下方，并部分地形成所述第一通路部分，并且该第二壁部形成为避免燃料滞留在所述第一通路部分。

优选的是，所述主体部形成为如下：在所述燃料喷射装置设置在所述内燃机时所确定的水平方向上，所述第一通路部分与所述入口开口部的所述截面形状相比具有扩张的截面形状。

上述燃料喷射装置优选在比所述第一通路部分靠上游侧还包括进气节流阀。

优选的是，所述主体部包括：所述喷油器的所述前端部所定位的第一主体部；以及位于该第一主体部的上游侧的第二主体部。在此情况下，优选的是，通过向所述第一主体部组装所述第二主体部，所述喷油器固定到所述主体部。

优选的是，上述燃料喷射装置还包括进气节流阀，其中，该进气节流阀设置在比所述第一主体部靠上游侧。在所述主体部还包括位于所述第二主体部的上游侧的第三主体部的情况下，所述进气节流阀可以设置在所述第三主体部。

优选的是，所述第二主体部形成有到所述喷油器的燃料通路。

发明的效果

根据本发明的上述一个方式，因为具备上述结构，所以能够以向进气通路内大幅度偏移的方式配置喷油器。通过该配置，在根据上述一个方式的燃料喷射装置中，能够向比喷油器靠下游侧的进气通路从喷油器喷射燃料，由此，能够优选地向燃烧室供给燃料。另外，通过喷油器的配置，能够降低喷油器从主体部的突出量，由此还能够缩小该燃料喷射装置整体的尺寸。

附图说明

图1是适用根据本发明的一个实施方式的燃料喷射装置的内燃机的进气系统的方框图。

图2是适用于图1的内燃机的根据本发明的一个实施方式的燃料喷射装置的立体图。

图3是图2的燃料喷射装置的分解立体图。

图4是从下游侧观看图2的燃料喷射装置时的图。

图5是从上游侧观看图2的燃料喷射装置时的图。

图6是图2的燃料喷射装置的侧视图。

图7是图2的燃料喷射装置的沿图4的vii-vii线的部分截面图。

图8是从上游侧观看图2的燃料喷射装置的主体部中的下游侧主体部时的立体图。

图9是沿图4的ix-ix线分割图2的燃料喷射装置的主体部中的下游侧主体部中的一方的立体图。

图10是从下游侧观看图2的燃料喷射装置的主体部中的上游侧主体部时的图。

图11是用来说明图2的燃料喷射装置的通路部分的截面形状变化的图。

图12是用来说明图2的燃料喷射装置的燃料喷射的图。

图13是适用根据本发明的其他实施方式的燃料喷射装置的内燃机的进气系统的方框图。

具体实施方式

下面，基于实施方式说明本发明。图1是适用根据本发明的一个实施方式的燃料喷射装置10的内燃机(发动机)的进气系统的方框图。如图1所示，燃料喷射装置10配置在空气滤清器12和进气口14之间。更详细地说，燃料喷射装置10隔着作为密封部件的垫片(未图示)以燃料喷射装置10的下游端接触的状态安装在形成有进气口14的未图示的发动机主体的气缸盖。并且，燃料喷射装置10连接有燃料供给系统，并且燃料从燃料泵16压送到燃料喷射装置10。另外，在图1中，以实线箭头表示燃料流动，而以虚线箭头表示进气流动。

图2、图4至图6示出燃料喷射装置10。图3是燃料喷射装置10的分解立体图。图7是燃料喷射装置10的部分截面图。图示的燃料喷射装置10具备主体部20和喷油器22(图1的符号“inj”)而构成。

在燃料喷射装置10中，主体部20形成作为内燃机的进气通路的一部分的通路部分24。通路部分24向主体部20的长边方向la延伸，并且包括位于上游侧端部的入口开口部24a和位于下游侧端部的出口开口部24b。因此，长边方向la实际上相当于进气等流体的流动方向。

在燃料喷射装置10中，在将沿图4的vii-vii线的面假设为虚拟平面pl时，通路部分24由该平面pl等分为大致两半。并且，假设为与长边方向正交的任选面(该面还与虚拟平面pl正交)上的通路部分24的截面中心实际上位于虚拟平面pl上。

从图7显而易见，以喷油器22的轴线(喷油器轴线)22c在虚拟平面pl上延伸的方式，喷油器22配置在主体部20。本实施方式中的燃料喷射装置10构成为如下：在设置在内燃机的进气系统时喷油器22位于燃料喷射装置10的通路部分24的铅直方向上方的地方。因此，在燃料喷射装置10设置在内燃机时，虚拟平面pl在与铅直方向大致平行的方向上延伸。注意，在提到位置和方向时，术语“内燃机”是指使用状态下的内燃机，例如搭载于车辆的状态下的内燃机。与已知的喷油器同样，喷油器22由(例如搭载于车辆的)控制装置(未图示)而控制。另外，简化喷油器22等的电连接部的图示。

主体部20分割成下游侧主体部(第一主体部)26(图1的符号“b1”)和上游侧主体部(第二主体部)28(图1的符号“b2”)。上游侧主体部28位于下游侧主体部26的上游侧。从图2至图6显而易见，下游侧主体部26和上游侧主体部28在长边方向la上排列，并通过未图示的机械连接单元而连接。因此，通路部分24包括由下游侧主体部26形成的部分和由上游侧主体部28形成的部分。另外，在装配下游侧主体部26和上游侧主体部28时，在两者之间配置作为密封部件的垫片(未图示)。

在燃料喷射装置10中，例如，如图3及图8所示，在下游侧主体部26设有喷油器插入部30。喷油器插入部30在下游侧(里面侧)朝向通路部分24开口，并且构成为以相对于通路部分24有预定角度的方式支撑喷油器22。如图7所示，喷油器插入部30包括整体上大致直线形状的插入孔而构成。喷油器22从该插入孔的外侧开口部直到喷油器22的主体抵靠喷油器插入部30的相对应的壁面为止被插入。注意，在图7中，与图6相比，进一步简化地表示喷油器22。另外，下游侧主体部26设有进气压力传感器用的进气管内压采样管31。

例如，如图3及图10所示，上游侧主体部28设有喷油器保持部32。喷油器保持部32形成燃料通路38，并形成为该燃料通路38贯穿。燃料通路38连通于燃料供给管37被压入的上游侧主体部28的燃料取入口36，而能够将从燃料泵16压送的燃料向喷油器22导入。在喷油器22的前端侧(包括前端部22a)插入到下游侧主体部26的喷油器插入部30的状态下，上游侧主体部28安装在下游侧主体部26，由此喷油器22的后端部22b嵌入在上游侧主体部28的喷油器保持部32。在此状态下，通过未图示的机械连接单元来在下游侧主体部26一体固定上游侧主体部28，喷油器22牢固地固定到主体部20。另外，如图7所示，喷油器的前端部22a及后端部22b分别安装有o形圈r1及r2。

此外，上游侧主体部28设有节气门(进气节流阀)34。就是说，节气门34设置在比喷油器22的前端部22a(即，燃料喷射口)靠上游侧。换言之，喷油器22以向节气门34的下游侧的进气通路喷射燃料的方式配置在主体部20。在本实施方式中，节气门34是电子控制式阀门，并且构成为能够使用节气门致动器35进行电子控制。在车辆中，以根据由司机操作的油门踏板的踩量而电控制节气门34的开度的方式，节气门致动器35通过上述控制装置来会控制。这里，该节气门34是蝴蝶阀。节气门34的阀体34a是大致圆形，从图5及图7显而易见，节气门34周围的通路部分及入口开口部24a的各截面是相同的形状，即大致圆形。该入口开口部24a的截面形状与由连接于燃料喷射装置10的上游侧的进气系统部件(例如，空气滤清器、进气管)形成的通路的截面形状相对应。在本实施方式的燃料喷射装置10设置在内燃机的进气系统时，以节气门34的节气门轴34b向大致水平方向(与铅直方向大致正交的方向)延伸的方式，节气门34设置在燃料喷射装置10。另外，因为如上所述节气门34中的尤其阀体34a设置在主体部20的上游侧主体部28，所以也可以将主体部20称为节气门体。

在燃料喷射装置10中，如上所述，以相对于通路部分24有预定角度的方式安装喷油器22。在本实施方式中，如上所述，以喷油器22的轴线22c在作为沿图4的vii-vii线的面的虚拟平面pl上延伸的方式，在该面上，以相对于通路部分24(即，长边方向la)有预定角度安装喷油器22。尤其是，在燃料喷射装置10中，如图7所示，喷油器22倾斜为如下：喷油器22的前端部22a，即喷油器22的轴线22c直接贯穿通路部分24的出口开口部24b来朝向出口开口部24b的外侧(而不直接朝向形成通路部分24的壁部)。

为了实现这样的喷油器22的配置，而将喷油器22安装为向通路部分24内大幅度偏移的状态。下游侧主体部26的喷油器插入部30及上游侧主体部28的喷油器保持部32如上所述地构成。尤其是，主体部20包括以支撑喷油器22的方式延伸的壁部(以下，称作“第一壁部”)40。该第一壁部40以部分地形成通路部分24的方式延伸。就是说，第一壁部40以支撑喷油器22的方式延伸的同时，部分地形成通路部分24。并且，以与喷油器22的安装角度相对应的方式，第一壁部40以向通路部分24突伸的方式延伸。

在燃料喷射装置10中，第一壁部40沿着下游侧主体部26的喷油器插入部30和上游侧主体部28的喷油器保持部32延伸。就是说，第一壁部40由下游侧主体部26的第一下游侧壁部40a和上游侧主体部28的第一上游侧壁部40b构成。

更详细地说，从图9显而易见，第一壁部40构成为如下：以适配喷油器22的大致下一半来支撑喷油器22的方式，具有大致半圆筒形状，并向通路部分24凸出弯曲。并且，第一壁部40设计为如下：以喷油器插入部30的上述插入孔仅在其下游侧端部的内侧开口部朝向通路部分24开口的方式，包括部分地形成插入孔的内侧开口部的下游侧端缘部，即前端缘部40c。另外，第一壁部40构成为如下：以越靠前端缘部40c侧，向通路部分24突伸的量越增加的方式，在长边方向上的突伸量变化。

如上所述，通过将第一壁部40形成为向通路部分24突伸，通路部分24由于第一壁部40而在其通路截面面积缩小方向上受到影响。但是，从内燃机的输出、燃油消耗量、或废气排放等的观点来看，需要保持进气优选地向燃烧室流入。从而，燃料喷射装置10，尤其燃料喷射装置10的主体部20设计为如下：对应于第一壁部40向通路部分24突伸之多，在预定方向上扩大通路部分24。

这里，喷油器22在搭载于内燃机时所确定的铅直方向上相对于通路部分24向下方偏移(换言之，喷油器22以从上侧进入到下侧的方式设置在通路部分24)。因此，伴随着喷油器22的偏移，在与该喷油器22偏移的方向大致正交的方向上，通路部分24中的第一壁部40突伸的部分与入口开口部24a相比被扩张。如上所述，燃料喷射装置10构成为如下：在燃料喷射装置10设置在内燃机的进气系统时，喷油器22位于通路部分24的铅直方向上方的地方。从而，根据此时的向大致正交的方向的扩张，主要通路部分24中的第一壁部40突伸的部分向在燃料喷射装置10设置在内燃机时所确定的水平方向扩张。

并且，以避免从喷油器24喷射的燃料(例如附着在壁面时)滞留在燃料喷射装置10的通路部分24的方式，形成通路部分24的壁部中的下方侧壁部设计为由于上述扩张而不会凹陷。该下方侧壁部是指在燃料喷射装置10设置在内燃机的进气系统时位于通路部分24的铅直方向下方的壁部。该下方侧壁部包括与上述第一壁部40一起形成后述的中间通路部分46的壁部(以下，称作“第二壁部”)。

这里，对通路部分24的截面形状及其变化进行说明。

燃料喷射装置10的通路部分24可以从上游侧向下游侧分成多个部分。位于最上游侧的上游侧通路部分44设有节气门34，并具有大致圆形的截面。另外，上游侧通路部分44包括入口开口部24a。

上游侧通路部分44的下游侧以与上游侧通路部分44连续的方式设有中间通路部分46。中间通路部分46，如上所述，是由于第一壁部40相对于通路部分24突伸，而(与长边方向正交的虚拟平面上的)截面形状与上游侧通路部分44不同的部分。中间通路部分46的截面形状定为如下：以上游侧通路部分44的截面形状为基准，由于第一壁部40的突伸而在第一壁部周围凹陷，相当于该凹陷程度的截面面积或其以上在(包括水平方向的)大致水平方向上扩大。并且，在燃料喷射装置10中，由图7及图9可知，虽然由第一壁部40的突伸量从上游侧越到下游侧(越接近前端缘部40c)越变大，但是中间通路部分46向大致水平方向的扩张量定为从上游侧到下游侧大致一定。因此，中间通路部分46在前端缘部40c的地方最窄。为了确保流体、即进气的通畅流动，而主体部20形成为如下：中间通路部分46在其前端缘部40c的地方具有节气门34完全打开时的进气通路面积(从入口开口部24a的截面面积减去节气门轴34b及其安装用螺杆的投影面积而得到的面积)以上的截面面积。如上那样，中间通路部分46由于第一壁部的突伸和向预定方向的扩张而具有非圆形的截面形状。

尤其是，在本实施方式中，如上所述，燃料喷射装置10设计为如下：在设置在内燃机时喷油器22位于通路部分24的铅直方向上方的地方，且喷油器的轴线22c在虚拟平面pl上延伸。因此，由图4及图10可知，通路部分24形成为中间通路部分46相对于上游侧通路部分44向与虚拟平面pl正交的方向扩大。

并且，虽然像这样中间通路部分46扩张，但是在燃料喷射装置10配置在内燃机时位于通路部分24的铅直方向下方的下方侧壁部，如上所述，设计为向铅直方向下方侧不扩张。更具体而言，下方侧壁部中与以支撑喷油器22的方式延伸的第一壁部对置的第二壁部47设计为包括在形成上游侧通路部分44的壁部的壁面的延长上延伸的壁面。因为第一壁部40由下游侧主体部26的第一下游侧壁部40a和上游侧主体部28的第一上游侧壁部40b构成，所以第二壁部47也从下游侧主体部26到上游侧主体部28延伸。

另外，中间通路部分46相当于本发明的第一通路部分。中间通路部分46在燃料喷射装置10中从下游侧主体部26到上游侧主体部28延伸。这是与第一壁部40由下游侧主体部26的第一下游侧壁部40a和上游侧主体部28的第一上游侧壁部40b构成相对应的。

并且，中间通路部分46的下游侧以与中间通路部分46连续的方式设有下游侧通路部分48。下游侧通路部分48是通路部分24的一部分，并是通路部分24中的比第一壁部40的前端缘部40c靠下游侧的部分。因为下游侧通路部分48没有第一壁部40，所以下游侧通路部分48设计为其截面相对于中间通路部分46向水平方向的扩大缩小的方向变化。

这里，图11重叠表示上游侧通路部分44中的入口开口部24a的截面形状cs1、中间通路部分46的截面形状cs2(在图11中，上游侧主体部28和下游侧主体部26的连接地方的截面形状)、以及下游侧通路部分48中的出口开口部24b的截面形状cs3。这些截面形状cs1、cs2、以及cs3分别是与长边方向正交的相对应的虚拟平面上的截面形状。在图11中，仅示出将这些截面形状沿长边方向la投影到预定面时的轮廓。从图11显而易见，由于第一壁部40向第一方向d1突伸，而在作为与该第一方向d1正交的方向的第二方向d2上，与上游侧通路部分44(例如入口开口部24a)及下游侧通路部分48(例如出口开口部24b)的各截面形状相比，通路部分24中的中间通路部分46具有扩张的截面形状。另外，在本实施方式中，在燃料喷射装置10设置在内燃机时，其第一方向d1是包括铅直方向下方的成分的方向，而第二方向d2是水平方向。

通过具备上述结构的燃料喷射装置10，可以获得以下效果。

首先，在燃料喷射装置10中，如上所述，喷油器22安装为向通路部分24的内部大幅度偏移。并且，该喷油器22的前端部22a朝向出口开口部24b的外侧。从而，能够在喷油器22从主体部20向主体部20的外部的突出量少的状态下，配置喷油器。因此，能够缩小燃料喷射装置10整体的尺寸，由此能够有助于内燃机的小型化。

进一步，在燃料喷射装置10中，以将前端部22a朝向出口开口部24b的外侧的方式，换言之，以相对于通路部分24大幅度卧放的方式配置喷油器22。从而，如图12示意性地示出，能够从喷油器22直接向进气口14(例如其里面侧)喷射燃料f。此外，在燃料喷射装置10中，因为沿着通路部分24的全长将通路部分24的通路截面面积维持为节气门34完全打开时的进气通路面积以上，所以能够优选地保持进气通畅流动。因此，能够将燃料向内燃机的燃烧室优选地导入而燃烧。从而，通过使用燃料喷射装置10，能够改善燃油消耗量、废气排放等。

燃料喷射装置10可以构成如下；不但仅向其下游侧的进气口14直接喷射燃料，而且直接朝向使进气口14开关的进气阀14a或其附近喷射燃料。喷油器22的安装角度、即上述预定角度优选规定为如下：在如图7的截面图即虚拟平面pl上相对于长边方向例如有45°以下，优选有30°以下，并且也可以根据内燃机的结构而规定为与长边方向大致平行的角度。

此外，如上所述，喷油器22安装为夹在下游侧主体部26和上游侧主体部28之间。从而，能够将为了将燃料供给系统连接于喷油器22而以往需要的部件(例如管道部件和帽盖部件)一体装入到主体部。因此，能够减少部件的数量，由此还能够降低成本。

以上，基于一个实施方式而说明本发明，但是可以进行各种改变。例如，在上述燃料喷射装置10中，主体部20分割成两个，但是也可以分割成三个以上。图13示出涉及本发明的其他实施方式的燃料喷射装置110的结构。另外，图13中的箭头与图1同样地表示燃料和进气的流动。在燃料喷射装置110中，主体部120分割成作为第一主体部的上述下游侧主体部26(b1)、作为第二主体部的中间主体部128a(b2)、以及作为第三主体部的上游侧主体部128b(b3)。上游侧主体部128b设有节气门34(thv)。并且，从中间主体部128a中途到下游侧主体部26形成有如上所述的第一壁部。就是说，中间主体部128a的上游侧开口部的通路截面形状与上游侧主体部128b的通路部分的截面形状大致相同。也可以从燃料喷射装置110去除设有节气门34的上游侧主体部128b。在此情况下，中间主体部128a的上游侧开口部是主体部所形成的通路部分的入口开口部。像这样，本发明允许燃料喷射装置的结构不包括节气门。

此外，虽然在上述燃料喷射装置10、110中，喷油器配置在通路部分的铅直方向上方的地方，但是喷油器也可以配置在从铅直方向上方的地方错开的位置等各种地方。在此情况下，也可以将由主体部的第一壁部部分地形成的通路部分设计为如下：与喷油器的安装位置无关，相对于其上游侧的通路部分，向与第一壁部突伸的方向不同的方向扩大。就是说，第一壁部相对于通路部分突伸的第一方向不限定于包括铅直方向下方的成分的方向，而作为与第一方向不同的方向的第二方向不限定于水平方向。但是，因为由于第一壁部突伸而通路部分会有被压碎那样的截面形状，所以第二方向优选为与第一方向大致正交的方向。但是，从上述的避免燃料滞留的观点来看，通路部分24的扩张会限制于燃料喷射装置设置在内燃机时所确定的水平方向。

此外，也可以根据包括多个气缸的内燃机的每个气缸而设置上述燃料喷射装置10、110。此外，在能够分别控制多个喷油器的每一个的情况下，也可以将多个燃料喷射装置构成为一体。另外，燃料喷射装置10、110优选用于一个气缸的单一进气口，并且该进气口也可以设有多个进气阀。

此外，在上述实施方式中，节气门是电子控制式阀门。但是，这并不是限定节气门的驱动方式的。节气门的驱动方式也可以是机械式，例如，也可以是机械调速器方式或电缆方式。并且，在本发明中，节气门的阀体的形状、开关方向、节气门轴的朝向等不限定于上述实施方式，也可以进行各种改变。另外，节气门不限定于蝴蝶阀，也可以是其他方式的阀门。

以上，对本发明的典型实施方式及其变形例子进行说明，但是本发明不限定于此而可以进行各种变更。在不脱离本申请的权利要求书所定义的本发明的精神及范围的情况下，可以进行各种置换、变更。

符号说明

10、110燃料喷射装置

20、120主体部

22喷油器

26下游侧主体部(第一主体部)

28上游侧主体部(第二主体部)

34节气门(进气节流阀)

128a中间主体部(第二主体部)

128b上游侧主体部(第三主体部)