专利名称：多缸内燃机燃料供给方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用一个在其顶端至少设置一个以上节流孔、可向几个方向喷射燃料的燃料喷射阀向多缸内燃机的各汽缸供给燃料的多缸内燃机燃料喷射方法及其装置。
作为传统的多缸内燃机燃料喷射方法，通常是各汽缸分别具有燃料喷射阀，然而，由于喷射阀本身价格高，在各汽缸上分别安装喷射阀，使整个装置成本提高。
对此，例如日本专利特开昭56-41452、特开昭59-39965号等公报上提出了用一个由多缸内燃机吸气分管相应确定其喷射方向的喷射阀向多个汽缸喷射燃料的方法，或者例如特开昭61-87968、特开昭64-63648、特开平2-207172号等公报上也提出了使用一个有多个燃料喷射口的燃料喷射阀通过分配管向多缸内燃机的各汽缸引导喷射燃料的方法。特开平2-207172号公报上的方法是在内燃机的任一汽缸为吸气行程时，同时对各汽缸每转喷射一次或两次燃料来构成的。
然而，如上述前者那样所构成的燃料喷射装置，存在因燃料喷射阀的安装位置、空气流方向、燃料喷射方法、燃料喷射定时等关系的影响而不能向各汽缸均匀供给燃料的缺点。结果就产生了各汽缸间燃料分配恶化的问题。此外，在内燃机转速高和低的场合，吸气分管内空气流很不一样，其结果就有可能导致各汽缸间燃料分配特性不稳定、发动机输出功率降低、排气中有害成分增加。
另外，上述后一方法，虽然通过分配管向各汽缸供给燃料，能在各汽缸间适当维持燃料分配，但又存在因吸气分管内空气和燃料未能良好混合，而无法指望得到完全燃烧的问题。此外，为向各汽缸供给燃料而使用了分配管，使其结构复杂，零件数目增多，成为成本提高的主要原因。
本发明的目的在于提供对于用一个燃料喷射阀向多个汽缸供给燃料的各缸内燃机燃料喷射装置，能尽可能均匀且稳定地向各汽缸分配燃料的多缸内燃机燃料供给方法及其装置。
本发明的另一目的在于提供对于用一个燃料喷射阀向多个汽缸供给燃料的多缸内燃机燃料喷射装置，能以结构简单，且能在向各汽缸分配燃料时使空气与燃料充分混合的方法及其装置。
为达到上述目的，本发明的多缸内燃机燃料供给装置，备有控制吸入空气量的节流阀的节流阀部件体，与所述节流阀部件相连接，在其出口处将空气分路提供给内燃机各汽缸的吸气通道以及安装在所述吸气通道上的燃料喷射阀，其特点在于所述吸气通道含有分路延伸到上述内燃机各汽缸的多根分管，所述燃料喷射阀至少具有一个以上、可向几个方向喷射的节流孔以及作为所述燃料喷射阀的燃料喷射定时、在多个汽缸中居于中间位置的气缸或汽缸组的吸气行程时，从所述多个节流孔同时向各汽缸喷射燃料。
此外，为达到上述后一目的本发明的多缸内燃机燃料供给装置，具备控制吸入空气量之节流阀的节流阀部件，与所述节流阀部件相连接，在其出口处将空气分路提供给内燃机各汽缸的吸气通道，以及安装在所述吸气通道上的燃料喷射阀，其特点在于所述吸气通道含有分别延伸到上述内燃机各汽缸的多根分管，所述燃料喷射阀至少具有一个以上、可向几个方向喷射的节流孔以及作为所述燃料喷射阀的燃料喷射定时在所述多个汽缸中居于两端的任一汽缸处于吸气行程时作为禁止燃料喷射位置，在此以外的时间区域，从上述燃料喷射阀向各汽缸分配喷射燃料。
由于能使从燃料喷射阀向吸气通道喷射的燃料一面与吸气通道中的吸入空气混合一面供给内燃机。这时，燃料的喷雾流将受到各汽缸吸气行程等吸入空气流方向的影响。若按照本发明，燃料喷射阀向吸气通道喷射燃料的喷射定时，在多个汽缸中居于中间位置的汽缸，例如3汽缸居中央位置的第2汽缸为吸气行程时，从一个燃料喷射阀的节流孔向各汽缸进行分配喷射，使此以外的区域成为禁止燃料喷射位置。另外，例如4汽缸居于中间位置的第2、第3汽缸为吸气行程时，从一个燃料喷射阀的节流孔向各汽缸进行分配喷射。由于这种结构，使从一个燃料喷射阀向吸气通道喷射的燃料总是具有向着处于吸气行程的第2汽缸等中央或中央附近汽缸的方向性，而不偏向左、右任一侧。因此，燃料的喷射方向一直稳定，其结果，多个汽缸的燃料分配特性变好。
此外，也可以把位于多个汽缸两端，例如3汽缸中的第1、第3汽缸或4汽缸中第1、第4汽缸中的任一汽缸为吸气行程时，作为禁止燃料喷射位置，使此以外的区域成为可进行燃料喷射位置。根据上述同样的理由，此实施例也能使多个汽缸的燃料分配特性变好。
因此，按照本发明就能将燃料均匀且稳定地分配给发动机的各个汽缸。此外，还能给用一个燃料喷射阀向多个汽缸供给燃料的多汽缸内燃机燃料喷射装置，提供一种结构简单、能在给各汽缸分配燃料时，使空气与燃料充分混合的方法及其装置。
本发明还能使整个装置结构紧凑、体积缩小，从而获得特别适用于轻型汽车的燃料喷射装置。
对附图的简单说明
图1为使用本发明燃料喷射装置的系统结构图。
图2为本发明实施例吸气部的局部剖切俯视图。
图3为本发明实施例吸气部的局部剖切侧视图。
图4为表示本发明实施例喷射阀节流孔部一例的纵剖面图。
图5为表示本发明实施例喷射阀节流孔部一例的仰视图。
图6为说明本发明实施例燃料喷射定时例的时间图。
图7为说明本发明实施例燃料喷射定时例的时间图。
图8为表示本发明另一实施例吸气管形状的图。
图9为说明本发明实施例燃料喷射定时例的时间图。
图10为说明本发明实施例燃料喷射定时例的时间图。
图11为说明本发明实施例燃料喷射定时例的时间图。
图12为说明本发明实施例燃料喷射定时例的时间图。
以下，对本发明一实施例进行说明。首先，图1为使用本发明燃料喷射装置的系统组成图。1为空气滤清器，2为配有控制空气吸入量的节流阀的节流阀部件即节流阀块。3为集流箱，在其入口处设置节流阀部件体2，在其出口处构成可将空气分路供给发动机5各汽缸的多根吸气分管4。6为安装在集流箱3上的电子控制式喷射阀。在发动机5的吸入侧设置吸气阀7，在排出侧设置排气管8。10为控制器单元，它把O2传感器11、水温传感器12、凸轮角度传感器13、压力传感器14、节流阀传感器15等的输出位置作为输入信号，对喷射阀6、点火线圈9、1SC阀21，燃料泵32等输出控制信号。22为电池组，23为控制器10的主继电器，24为燃料转输泵。30为燃料室，燃料由燃料泵31抽出、用压力调节器32调压后经燃料配管33、燃料通道34(参照图2)到达喷射阀6。由控制器单元10根据来自各传感器的输入信号进行计算，决定出喷射阀6的合适喷射量。
犹如下面所述，喷射阀6至少具有一个以上可向几个方向喷射的节流孔，它不是在发动机5的各汽缸上都设一个，而是只有一个阀，该阀具有能向多根(两条以上)分管给多个汽缸喷射燃料的多个喷射口。在以下的实施例中，对使用一个喷射阀的例子进行说明，当然，不用多说，当汽缸数目增多时，也可以用两个以上具有多个喷射口的喷射阀。
图2、图3为表示本发明实施例吸气部的局部剖切主视图和侧视图。该例为应用本发明的3汽缸发动机吸气分管的结构实例，使连接在节流阀体2流出侧的吸气分管4在喷射阀6的安装位置附近变弯曲，且分支成为向发动机5各汽缸呈辐射状直线延伸的吸气分管4A、4B、4C。形成设置在喷射阀6上的三个节流孔朝向发动机5各汽缸吸气口5A、5B、5C的结构。
图4、图5为表示本发明一实施例燃料喷射阀6喷嘴近旁的图。燃料喷射阀6的本体为从本体侧部将燃料导入的侧导入型。进入喷射阀6的燃料，是通过靠电磁力上下动作的可动阀63和设置在喷嘴64上的3个节流孔，即第1汽缸用节流孔65a、第2汽缸用节流孔65b、第3汽缸用节流孔63c来进行计量与喷射的。为使燃料分配均匀，做成使设置在燃料喷射阀6上的3个节流孔65a、65b、65c朝向发动机5的各汽缸的吸气口的结构。
图6、图7为说明燃料喷射定时的时间图。在图6所示的例子中，一个喷射阀4同时向三缸发动机喷射燃料，发动机每两转只喷射一次。作为喷射定时，就是在三汽缸中居中央位置的第2汽缸在吸气行程A的位置时，从3个节流孔65a、65b、65c同时向各汽缸喷射。使除此以外的区域成为禁止燃料喷射的位置，使从燃料喷射阀喷入吸气通路的燃料，在吸气通路内一面与吸入空气混合一面提供给发动机5。此时，燃料的喷雾流受到各汽缸因吸入行程等吸入的空气流方向的影响。根据图6的例子，把从燃料喷射阀6向吸气通路喷射燃料的定时定在三汽缸中位于中央位置的第2汽缸之吸气行程，从一个燃料阀的节流孔向各汽缸进行分配喷射。使除此以外的区域成为禁止燃料喷射位置。据此，能使从一个燃料喷射阀6向吸气通路内喷射的燃料总是具有朝向处于吸气行程且位于中央的第2汽缸的方向性，而不偏向左右的任一侧。因此，能使燃料的喷雾方向直保持稳定，其结果，多缸机的燃料分配特性变好。由于各汽缸间A/F的差不存在，特别能使过渡运行时的运转特性提高。
在图7的例子中，把位于三汽缸中两端的汽缸即第1、第3汽缸中的任一汽缸的吸入行程作为禁止燃料喷射位置，而使除此以外的区域A、B成为可进行燃料喷射的位置，一个喷射阀4同时对三汽缸发动机喷射燃料，发动机每两转只喷射一次。在此实施例中也能使各汽缸燃料的分配特性变好。在此例中，低速运转时，在区域A或B喷射燃料，在要求具有优良分配特性的加速、高速运转时，也可以构成在区域A喷射燃料。
图8为本发明的另一实施例，对四汽缸发动机5，吸气管6被分为4个吸气管6A、6B、6C、6D。一个燃料喷射阀6同时且均匀地向这些吸气管喷射燃料，在发动机每两转只喷射一次。
图9为说明四汽缸发动机燃料喷射定时的时间图。对于此四汽缸发动机，也是从一个喷射阀4同时对各汽缸喷射燃料。作为喷射定时，是在四汽缸中的位于中间的第2、第3汽缸的吸气行程A时进行喷射。除此以外的区域即为禁止燃料喷射位置。这样，可使从一个燃料喷射阀6喷射入吸气通路内的燃料总是具有朝向处于吸气行程，且位于中间的第2、第3汽缸的方向性，而不偏向左右两端的任一汽缸一侧。因此，能使燃料的喷射方向一直保持稳定，其结果，由于对多汽缸的燃料分配特性变好，各汽缸间A/F的差不存在，特别能使过渡运转时的运转特性提高。
在图10的例子中，把三个汽缸都为非吸入行程时(A，B，C，D)作可燃料喷射位置，除此以外的区域作为禁止燃料喷射位置。此外，对实际发动机来说，会有在全部汽缸的吸入行程以外的期间不能确保充份的喷射时间的情况，因而也可考虑如图9所示那样，将一部分吸入行程的期间加到此期间上作为燃料喷射期间。例如，也可以做成在低速运转时，在区域A乃至D中的任一区域喷射燃料，而在要求具有优良分配特性的加速或高速运转时，在图9所示的区域A喷射燃料，在此实施例中，各汽缸的燃料分配特性也会变好。
在图11的例子中，喷射定时如图11(a)所示，通常把位于三汽缸中间的第2汽缸的吸气行程为基准再后移一些的位置，即在包含从后半排气行程到后半吸气行程为止的位置A进行喷射。把第2汽缸的后半吸气行程B作为插入增宽部分利用。例如，在高速旋转或加速运转时，通过附加插入增宽(A＋B)，能确保必要的燃料，不使所需的运转特性受损。在高速旋转时，通过增加燃料供给量，不仅能确保运转特性，还能降低燃烧温度抑制NOX的生成。在加速运转时，如图11(b)所示，通过使与节流阀的开启变化连动，迅速增加燃料供给量，因而就能提高加速运转特性。此外，由于通过提早喷射，能向汽缸内供给燃料使有限度地产生汽缸吸气壁面附着燃料，从而使空气燃料比例适当，(提高排气净化性能)，使运转性得到提高。
在图12的例子中，作为喷射定时，在位于三汽缸中间的第2汽缸的吸气阀和排气阀的重叠期间后的规定期间内，即包含至前半压缩行程为止的位置A进行喷射燃料。按照此方法，能使由空气燃料比控制是否正确所决定的排气净化特性和运转性得到提高。此外，还能防止排气阀打开时燃料向排气一侧泄漏、因催化剂燃烧形成非正常高温，而使催化剂受损情况的发生。
按照本发明能够提供只用一个喷射阀向多汽缸喷射燃料，却能使各汽缸间燃料分配均匀、发动机运转特性提高，使有毒气体排放减少，以及制造成本降低的燃料喷射装置。
权利要求
1.多缸内燃机燃料供给装置，包括具有控制吸入空气量的节流阀的节流阀部件，与上述节流阀部件相连，在其出口处形成向发动机各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在所述吸气通路上的燃料喷射阀，其特征在于所述吸气通路含有向上述发动机各汽缸分路延伸的多根分管，所述燃料喷射阀具有至少一个以上可向几个方向喷射的节流孔，此外，作为用上述燃料喷射阀进行燃料喷射的定时，是在位于多个汽缸中间的汽缸或汽缸组的吸气行程时，从上述燃料喷射阀同时向各汽缸进行分配喷射。
2.多缸内燃机燃料供给装置，包括具有控制吸入空气量的节流阀的节流阀部件，与上述节流阀部件相连，在其出口处形成向发动机各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在所述吸气通路上的燃料喷射阀，其特征在于所述吸气通路含有向上述发动机各汽缸分路延伸的多根分管，所述燃料喷射阀具有至少一个以上可向几个方向喷射的节流孔，此外，作为用上述燃料喷射阀进行燃料喷射的定时，是把位于多个汽缸两端的任一汽缸处于吸入行程时作为禁止燃料喷射位置，而在此以外的范围从上述燃料喷射阀向各汽缸进行分配喷射。
3.多缸内燃机燃料供给装置，包括具有控制吸入空气量之节流阀的节流阀部件与上述节流阀组件体相连，在其出口处形成向发动机各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在所述吸气通路上的燃料喷射阀，其特征在于所述吸气通路含有向上述发动机各汽缸分路延伸的多根分管，所述燃料喷射阀具有至少一个以上可向几个方向喷射的节流孔，此外，作为用上述燃料喷射阀进行燃料喷射的定时，是把多个汽缸中任一汽缸不处于吸入行程时作为燃料喷射位置，从上述燃料喷射阀向各汽缸进行分配喷射。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于向所述燃料喷射期间再加上将部分或全部吸入行程作为燃料喷射期间。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述吸入行程为位于多个汽缸中间的汽缸或汽缸组的吸气行程。
6.多缸内燃机燃料供给装置，包括具有控制吸入空气量之节流阀的节流阀部件，与上述节流组件体相连，在其出口处形成向发动机各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在所述吸气通路上的燃料喷射阀，其特征在于所述吸气通路含有向上述发动机各汽缸分路延伸的多根分管，所述燃料喷射阀具有至少一个以上可向诸方向喷射的节流孔，此外，作为用上述燃料喷射阀进行燃料喷射的定时，通常以位于多个汽缸中的中间的汽缸或汽缸组的吸气行程为基准，在包含从该汽缸或汽缸组的排气行程的后半部分起至吸气行程后半部分止的位置进行喷射，把上述中间汽缸或汽缸组的吸气行程的后半部分用作插入增宽，在这些区域里，从上述燃料喷射阀向各汽缸进行分配喷射。
7.多缸内燃机燃料供给装置包括具有控制吸入空气量之节流阀的节流阀部件与上述节流阀组件体相连，在其出口处形成向发动机各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在所述吸气通路上的燃料喷射阀，其特征在于所述吸气通路含有向上述发动机各汽缸分路延伸的多根分管，所述燃料喷射阀具有至少一个以上可向几个方向喷射的节流孔，此外，作可用上述燃料喷射阀进行燃料喷射的定时，是包含从位于多个汽缸中间的汽缸或汽缸组的吸气阀和排气阀的重叠期间后至压缩行程前半部为止的位置间，在此范围里，从上述燃料喷射阀向各汽缸进行分配喷射。
8.多缸内燃机燃料供给方法，该方法具有控制吸入空气量的节流阀的节流阀部件，与上述节流阀组件体相连，在其出口处形成向发动机各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在上述吸气通路上的燃料喷射阀，其特征在于从安设在向发动机各汽缸分路延伸的多根吸气分管吸气通路上的、可向几个方向喷射的一个燃料喷射阀的至少一个以上的节流孔，在位于多个汽缸中间位置的汽缸或汽缸组的吸气行程时，同时向各汽缸分配喷射燃料。
全文摘要
多缸内燃机燃料供给方法及其装置，包括具有控制吸入空气量的节流阀的节流阀部件，与该部件相连，在其出口处含有向各汽缸分路延伸所形成的多根分管，向各汽缸分路供给空气的吸气通路以及安装在此吸气通路上具有一个以上可向几个方向喷射的节流孔的燃料喷射阀。作为燃料喷射阀的喷射定时，是在位于多个汽缸中间的汽缸或汽缸组的吸气行程时，从多个节流孔同时向各汽缸喷射，具有能用一个燃料喷射阀向多个汽缸均匀稳定分配喷射的效果。
文档编号F02D9/08GK1145450SQ9610960
公开日1997年3月19日 申请日期1996年8月30日 优先权日1995年9月7日
发明者永野正美, 根本守, 间中敏雄, 河野一也 申请人:株式会社日立制作所, 株式会社日立汽车工程