JP2001115845A

JP2001115845A - 筒内噴射エンジン

Info

Publication number: JP2001115845A
Application number: JP29500399A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Motoyama; 雄本山; Akihiko Okubo; 明彦大久保; Yoshihiko Moriya; 美彦守屋
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-04-24

Abstract

(57)【要約】【目的】安価なインジェクタを生産ばらつきを抑えた
範囲内で使用して該インジェクタから噴射される燃料の
全量をピストンのヘッド部分に噴射することができると
ともに、シリンダ壁に形成される噴射通路の長さと径を
小さく抑えて噴射通路内壁への燃料付着の問題を解消
し、シリンダヘッドとシリンダボディの設計の容易化を
図ることができる筒内噴射エンジンを提供すること。【構成】シリンダボディ（シリンダ壁）２にインジェ
クタ３０を取り付け、該インジェクタ３０から燃料をシ
リンダ３内に直接噴射する筒内噴射エンジン１におい
て、前記インジェクタ３０の軸線をシリンダ軸線に垂直
な面に対して１５°〜３０°傾斜させ、該インジェクタ
３０からの燃料噴射軸線をインジェクタ軸線に対して該
インジェクタ３０の傾斜方向に１５°〜３０°傾け、燃
料噴霧の噴射方向がシリンダ壁に対して３５°〜５５°
傾斜するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ壁に取り
付けられたインジェクタから燃料をシリンダ内に直接噴
射する筒内噴射エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】斯かる筒内噴射エンジンを２サイクルエ
ンジンに適用する提案が種々なされている（例えば、特
開平６−５８２２４号、特公平７−３７７６５号、特開
平８−３１２３５１号、特開平１０−１１５２３３号公
報参照）が、この種の２サイクルエンジンでは燃料の吹
き抜けが生じないタイミングでインジェクタからシリン
ダ内に燃料を直接噴射することによって燃費や排ガス特
性の改善を図ることができる。

【０００３】又、インジェクタをシリンダ壁に取り付け
ることによって、高温・高圧の排ガスがシリンダ内に存
在する期間はピストンによってインジェクタをカバーし
て該インジェクタへの熱害（特に燃料噴射孔の閉塞）を
防ぐこともできる。

【０００４】更に、燃焼ガスの逆流も生じないため、燃
料の噴射圧力を３００〜６００ｋＰａ程度の低い圧力に
抑えることができ、自動車において専ら採用されている
燃料噴射系の適用が可能となり、燃料噴射システムのコ
ストダウンを図ることができる。

【０００５】一方、筒内噴射エンジンにおいては、燃料
はその全量がピストンのヘッド部分に向かって噴射され
るのが理想であり、シリンダ内壁に噴霧が掛るとシリン
ダ内壁に形成されている潤滑用の油膜が破壊されてピス
トンの焼き付き等の問題が発生し易い。逆に燃料をシリ
ンダヘッド側に向けて噴射すると、燃料の一部はシリン
ダヘッドの壁面に付着してデポジット（燃料炭化物）の
増加を招き、点火プラグに付着した燃料がプラグ汚損を
引き起こす可能性がある。

【０００６】又、インジェクタを高温の排気ポート側に
取り付けると該インジェクタに熱害が発生し易いため、
インジェクタは排気ポートに対向する位置（排気ポート
の反対側の位置）に取り付けられるのが理想的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インジェク
タから噴射される燃料の全量をピストンのヘッド部分に
噴射したい場合、図８に示すようにインジェクタ１３０
をシリンダ壁（正確にはシリンダボディ１０２の側壁）
に対して直角に取り付け、該インジェクタ１３０の燃料
噴射孔をシリンダ１０３の内壁の直近に配置して燃料噴
霧の向きをインジェクタ軸線に対して３５°〜５５°だ
け傾ければ燃料の全量をピストン１０４のヘッド部分に
噴射することができる。尚、図８において、１０５はコ
ンロッド、１１３はシリンダヘッド、１１４は点火プラ
グ、１２０は掃気通路、１２１は排気通路である。

【０００８】しかし、近年普及している安価なプレート
オリフィスタイプのインジェクタを使用する場合、イン
ジェクタの生産ばらつきを抑えて噴霧を所望の角度に安
定して曲げることは極めて困難である。即ち、図９に示
すようにプレート１４４にプレス加工によって燃料噴射
孔（オリフィス）１４４ａをインジェクタ軸線に対して
所望の角度α（＝４５°）だけ傾斜させて穿孔しても、
プレス加工での穿孔におけるプレート１４４の板厚Ｔに
は限界があり、この板厚Ｔと燃料噴射孔１４４ａの内径
Ｄとの比Ｔ／Ｄは１程度（Ｔ／Ｄ≒１）が限界であり、
斜めに穿孔した燃料噴射孔１４４ａから実際に噴射され
る燃料は噴射孔１４４ａの傾斜角αの半分程度の角度θ
（≒α／２）しか傾斜しない。尚、一般的にプレートに
プレス加工によって穿孔可能な角度は４５°（＝α）が
限界であるため、実際の燃料噴射角度θは２２．５°が
限界となる。

【０００９】又、図１０（ａ）に示すようにプレート１
４４に一部に山形部分１４４ｂを形成し、その山形部分
１４４ｂの斜面に燃料噴射孔（オリフィス）１４４ａを
穿孔すれば、該燃料噴射孔１４４ａから噴射される燃料
の噴霧を山形部分１４４ｂの傾斜面に沿って角度αに曲
げることができる。しかし、直進しようとする燃料はプ
レート１４４の燃料噴射孔１４４ａを通過した後も直進
しようとするため、燃料の噴霧が図１０（ｂ）に実線に
て示すように角度αで噴射されず、実際には破線にて示
す領域まで広がって角度θ（＜α）の方向に向かって噴
射される。このように燃料噴射孔１４４ａの斜め穿孔と
プレート１４４の山形部分１４４ｂの形成とを組み合わ
せても、燃料噴霧の品質を維持しようとすると実際の噴
射角度θは３０°が限界であり、プレートオリフィスタ
イプのインジェクタ１３０を図１１に示すようにシリン
ダボディ１０２に対して直角に取り付けて該インジェク
タ１３０から噴射される燃料の全量をピストン１０４の
ヘッド部分に噴射することは不可能であった。

【００１０】更に、プレートオリフィスタイプ以外のイ
ンジェクタにおいては、図１１に示すように所定角度傾
斜した燃料噴射孔１６０ａが穿設されたチップ１６０を
インジェクタ１３０’の先端部に圧入する構成が知られ
ている。しかし、この構成を採用すると製造コストがア
ップし、本来の低コストを実現することができないとい
う問題があった。

【００１１】以上の結果、現在普及しているインジェク
タ１３０を図８に示すようにシリンダボディ１０２に対
して直角に取り付けて該インジェクタ１３０から噴射さ
れる燃料の全量をピストン１０４のヘッド部分に噴射す
ることは不可能であった。

【００１２】他方、図１２に示すように、インジェクタ
２３０をシリンダボディ２０２に垂直な面に対して所定
の角度α（＝３５°〜５５°）だけ傾けて取り付けれ
ば、該インジェクタ２３０が噴霧がインジェクタ軸線に
対してほぼ真っ直ぐ噴射される従来型のものであって
も、該インジェクタ２３０から噴射される燃料の全量を
ピストン２０４のヘッド部分に噴射することができるも
のと考えられる。尚、図１２において、２０３はシリン
ダ、２０５はコンロッド、２１３はシリンダヘッド、２
１４は点火プラグ、２２０は掃気通路、２２１は排気通
路である。

【００１３】しかし、図１２に示すようにインジェクタ
２３０をシリンダボディ２０２に所定角度α（＝４５
°）だけ傾けて取り付けると、該インジェクタ２３０の
燃料噴射孔からシリンダ２０３内に至る噴射通路２２３
をシリンダボディ２０２の側壁に形成する必要があり、
燃料噴射孔から飛散した燃料の一部が噴射通路２２３の
内壁に付着してエミッションを著しく阻害するという問
題が発生する。

【００１４】そこで、噴射通路２２３の内径を大きくす
れば該噴射通路２２３の内壁への燃料の付着は免れる
が、シリンダ２０３内に開口する噴射通路２２３の出口
を介してシリンダ内圧の漏洩が発生し、熱効率が低下す
るという別の問題が発生する。

【００１５】又、図１２に示すようにインジェクタ２３
０を傾けて取り付けると、シリンダヘッド２１３をイン
ジェクタ２３０を避けて大きく切り欠く必要があり、シ
リンダヘッド２１３とシリンダボディ２０２との合面の
面積が部分的に小さくなって冷却水漏れやシリンダ内圧
漏れ等の問題が発生する可能性がある。

【００１６】以上の結果、図１２に示すようにインジェ
クタ２３０をシリンダボディ２０２に傾けて取り付ける
構成も採用できなかった。

【００１７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、安価なインジェクタを生産ば
らつきを抑えた範囲内で使用して該インジェクタから噴
射される燃料の全量をピストンのヘッド部分に噴射する
ことができるとともに、シリンダ壁に形成される噴射通
路の長さと径を小さく抑えて噴射通路内壁への燃料付着
の問題を解消し、シリンダヘッドとシリンダボディの設
計の容易化を図ることができる筒内噴射エンジンを提供
することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、シリンダ壁にインジェクタ
を取り付け、該インジェクタから燃料をシリンダ内に直
接噴射する筒内噴射エンジンにおいて、前記インジェク
タの軸線をシリンダ軸線に垂直な面に対して１５°〜３
０°傾斜させ、該インジェクタからの燃料噴射軸線をイ
ンジェクタ軸線に対してインジェクタの傾斜方向に１５
°〜３０°傾け、燃料噴霧の噴射方向がシリンダ壁に対
して３５°〜５５°傾斜するようにしたことを特徴とす
る。ここで、「インジェクタ軸線」とはインジェクタ先
端部の中心線であり、「燃料噴射軸線」とは燃料噴霧の
最外形の中心線であり、噴霧が複数である場合には噴霧
全体の外形中心を言うものとする。

【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記インジェクタの先端部とシリンダ内と
を接続する噴射経路の軸線をインジェクタ中心に対して
インジェクタの傾斜方向に傾斜又はオフセットさせたこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記インジェクタをプレートオリフ
ィスタイプのインジェクタで構成したことを特徴とす
る。

【００２１】従って、本発明によれば、インジェクタか
らの燃料噴射方向をインジェクタ中心に対してインジェ
クタの傾斜方向に１５°〜３０°傾けるようにしたた
め、安価なプレートオリフィスタイプのインジェクタを
生産ばらつきを抑えた範囲内で使用することができ、
又、該インジェクタの軸線をシリンダ軸線に垂直な面に
対して１５°〜３０°傾けて燃料噴霧の噴射方向がシリ
ンダ壁に対して３５°〜５５°傾斜するようにしたた
め、インジェクタから噴射される燃料の全量をピストン
のヘッド部分に噴射することができ、燃料噴射システム
のコストダウンを図ることができる。

【００２２】又、インジェクタをシリンダ軸線に垂直な
面に対して従来（４５°）よりも小さい角度である１５
°〜３０°だけ傾けてシリンダ壁に取り付けるようにし
たため、シリンダ側壁に形成される噴射通路（インジェ
クタの先端部からシリンダ内に至る通路）の長さと径を
小さく抑えることができ、該噴射通路内壁への燃料の付
着を防いで燃料の付着に伴う問題を解消することができ
る。

【００２３】更に、上述のようにインジェクタを従来よ
りも小さい角度だけ傾けてシリンダ壁に取り付けるよう
にしたため、従来のようにシリンダヘッドをインジェク
タを避けて大きく切り欠く必要がなく、シリンダヘッド
とシリンダボディとの合面の面積が部分的に小さくなっ
て冷却水漏れやシリンダ内圧漏れ等の問題が発生するこ
とがなく、シリンダヘッドとシリンダボディの設計の容
易化を図ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２５】図１は本発明に係る筒内噴射エンジンの燃
料噴射システムの構成を示すブロック図であり、本発明
に係る筒内噴射エンジン１は２サイクルエンジンであっ
て、そのシリンダボディ２の側壁にはインジェクタ３０
が斜めに取り付けられている。

【００２６】上記インジェクタ３０には燃料タンク２４
から導出する燃料供給ラインＬ₁ が接続されており、該
燃料供給ラインＬ₁ の途中には燃料ポンプ２５が設けら
れている。そして、燃料供給ラインＬ₁ の途中からは燃
料戻りラインＬ₂ が分岐しており、この燃料戻りライン
Ｌ₂ はその端部が燃料タンク２４内の上部に開口し、そ
の途中にはプレッシャレギュレータ２６が設けられてい
る。尚、燃料タンク２４内には燃料が収容され、前記燃
料供給ラインＬ₁ の燃料タンク２４内に臨む端部にはフ
ィルタ２７が取り付けられている。

【００２７】又、筒内噴射エンジン１の吸気系にはスロ
ットルバルブ２８、サブスロットルアクチュエータ２
９、リードバルブ１８等が設けられ、その周囲にはスロ
ットルセンサ４６と吸気温センサ４７が設けられてお
り、更にエンジン１には回転センサ４８と冷却水温セン
サ４９が設けられており、これらの回転センサ４８と冷
却水温センサ４９及び前記スロットルセンサ４６と吸気
温センサ４７はＥＣＵ（エンジンコントロールユニッ
ト）５０に電気的に接続されている。尚、ＥＣＵ５０に
は更に大気温センサ５１と傾斜角センサ５２がそれぞれ
電気的に接続されている。

【００２８】更に、筒内噴射エンジン１の頂部には点火
プラグ１４が取り付けられており、この点火プラグ１４
はイグニッションコイル５３によって駆動され、このイ
グニッションコイル５３はＥＣＵ５０からの制御信号を
受けて作動するＣＤＩユニット５４によって駆動制御さ
れる。尚、筒内噴射エンジン１において、４はピスト
ン、２０は掃気通路、２２は排気管であり、排気管２２
内には排ガスを浄化するための触媒コンバータ５５が設
けられている。

【００２９】ところで、筒内噴射エンジン１に設けられ
た発電機５６によって発電された電気は整流器５７を経
てバッテリ５８に蓄えられ、前記燃料ポンプ２５とＥＣ
Ｕ５０はバッテリ５８からの電力の供給を受けてそれぞ
れ駆動される。

【００３０】而して、筒内噴射エンジン１が始動され、
燃料ポンプ２５が駆動されると燃料タンク２４内の燃料
は燃料供給ラインＬ₁ を通ってインジェクタ３０に供給
されるが、スロットルセンサ４６によって検出されたス
ロットル開度、吸気温センサ４７によって検出された吸
気温度、回転センサ４８によって検出されたエンジン回
転数、冷却水温センサ４９によって検出された冷却水温
度及び大気圧センサ５１によって検出された大気圧はそ
れぞれＥＣＵ５０に入力され、ＥＣＵ５０はこれらの値
に応じた最適な制御信号をインジェクタ３０、サブスロ
ットルアクチュエータ２９、プレッシャレギュレータ２
６、ＣＤＩユニット５４及びオイルポンプ５９に対して
出力してこれらを最適制御する。

【００３１】従って、インジェクタ３０の駆動がＥＣＵ
５０によって制御されることによって、該インジェクタ
３０から燃料が所定のタイミングで所定時間だけシリン
ダ３内に向かって直接噴射され、シリンダ３内に噴射さ
れた燃料は掃気通路２０からシリンダ３内に供給された
吸気（空気）と混合して所定の空燃比（Ａ／Ｆ）の混合
気が形成される。そして、この混合気はピストン４によ
って圧縮された後、ＥＣＵ５０によって駆動制御される
点火プラグ１４によって適当なタイミングで着火されて
燃焼し、この混合気の燃焼によって発生した高温・高圧
の排ガスは排気行程において排気管２２を通って大気中
に排出され、以後、同様の作用が繰り返されて当該筒内
噴射エンジン１が連続運転される。尚、燃料噴射圧はＥ
ＣＵ５０によって制御されるプレッシャレギュレータ２
６によって制御され、インジェクタ３０によって噴射さ
れないで残った余剰燃料は燃料戻りラインＬ₂ を通って
燃料タンク２４に戻される。

【００３２】次に、本発明に係る前記筒内噴射エンジン
１の構成の詳細を図２に基づいて説明する。

【００３３】図２は筒内噴射エンジン１の縦断面図であ
り、本実施の形態に係る筒内噴射エンジン１は前述のよ
うに２サイクルエンジンであって、そのシリンダボディ
２に形成されたシリンダ３内には前記ピストン４が摺動
自在に嵌装されており、該ピストン４はコンロッド５を
介してクランク軸６に連結されている。尚、クランク軸
６はクランクケース７内のクランク室８に図２の紙面垂
直方向に配されており、その一端には前記発電機５６
（図１参照）が取り付けられている。又、ピストン４の
上端部外周には２つのリング溝１１が上下２段に形成さ
れており、各リング溝１１にはピストンリング１２がそ
れぞれ嵌着されている。

【００３４】又、シリンダボディ２の上面にはシリンダ
ヘッド１３が被着されており、このシリンダヘッド１３
の中央部には前記点火プラグ１４が螺着されており、該
点火プラグ１４の電極部１４ａはシリンダヘッド１３に
形成された燃焼室Ｓに臨んでいる。尚、シリンダボディ
２とシリンダヘッド１３には冷却水が流れるためのウォ
ータージャケット１５，１６が形成されている。

【００３５】他方、前記クランクケース７内のクランク
室８に開口する吸気通路１７にはクランク室８内への吸
気（空気）の流入を許容するリードバルブ１８が設けら
れており、吸気通路１７の端部には吸気管１９が接続さ
れている。

【００３６】又、シリンダボディ１３には３つの掃気通
路２０と１つの排気通路２１が形成されており、これら
の掃気通路２０と排気通路２１の各一端は掃気ポート２
０ａ、排気ポート２１ａとしてそれぞれシリンダ３内に
開口している。そして、掃気通路２０の各他端はクラン
ク室８に開口し、排気通路２１の他端には図１に示す前
記排気管２２が接続されている。

【００３７】而して、本実施の形態に係る筒内噴射エン
ジン１は前述のようにインジェクタ３０から燃料がシリ
ンダ３内に向かって直接噴射されるが、インジェクタ３
０はシリンダボディ（シリンダ壁）２の排気ポート２１
ａに対向する位置にその先端部が下方に向くように斜め
に傾斜して取り付けられており、その軸線はシリンダ軸
線に垂直な面に対して図示のように１５°〜３０°傾斜
している。

【００３８】ここで、インジェクタ３０はプレートオリ
フィスタイプのインジェクタであって、その構成の詳細
は図３及び図４に示される。

【００３９】即ち、図３はインジェクタ３０の縦断面
図、図４は図３のＸ部拡大詳細図であり、該インジェク
タ３０はインジェクタハウジング３１を有し、このイン
ジェクタハウジング３１の後端部には蓋体３２が嵌着さ
れ、インジェクタハウジング３１内にはコイル３３ａを
備えたソレノイド３３が収納されている。そして、前記
蓋体３２は樹脂製のキャップ３４で覆われ、このキャッ
プ３４のコネクタ３４ａに前記ソレノイド３３から導出
するリード線３５が設けられ、このリード線３５がコネ
クタ３４ａを介して前記ＥＣＵ５０（図１参照）側に接
続される。又、蓋体３２の内部にはパイプ３６が挿入さ
れ、蓋体３２の燃料入口３２ａから供給される燃料はパ
イプ３６を通ってインジェクタハウジング３１内の燃料
室３７に導入される。

【００４０】一方、インジェクタハウジング３１の先端
部にはニードルハウジング３８がニードルストッパ３９
を介して嵌着されており、ニードルハウジング３８内に
はニードル４０が摺動自在に嵌装されており、このニー
ドル４０には可動体４１が固定されている。

【００４１】又、前記蓋体３２と可動体４１との間には
圧縮スプリング４２が縮装されており、この圧縮スプリ
ング４２によって可動体４１を介してニードル４０がニ
ードルハウジング３８の座面３８ａ（図４参照）に当接
して燃料通路４３を閉じるよう常に付勢されている。従
って、ソレノイド３３が非通電状態にあるときにはニー
ドル４０は図示のようにニードルハウジング３８の座面
３８ａに当接して燃料通路４３を閉じているため、該イ
ンジェクタ３０からの燃料噴射は行われない。

【００４２】ところで、図４に詳細に示すように、イン
ジェクタハウジング３１の先端部にはニードルハウジン
グ３８の先端面に当接するプレート４４が嵌合保持され
ており、このプレート４４には燃料噴射孔（オリフィ
ス）４４ａがインジェクタ軸線に対して角度θ＝１５°
〜３０°傾斜して穿設されている。

【００４３】而して、ソレノイド３３に通電されて該ソ
レノイド３３に発生する電磁力によって可動体４１が圧
縮スプリング４２の付勢力に抗して吸引されてニードル
４０が移動し、該ニードル４０がニードルハウジング３
８の座面３８ａから離れると、燃料通路４３が開かれて
燃料が燃料通路４３からプレート４４の燃料噴射孔４４
ａを通って所定の方向（インジェクタ軸線に対して角度
θ＝１５°〜３０°傾斜した方向）に噴射される。この
とき、ニードル４０に形成されたストッパフランジ４０
ａがニードルストッパ３９に当接してニードル４０の移
動が規制される。

【００４４】以上のように、インジェクタ３０からは燃
料がインジェクタ軸線に対して角度１５°〜３０°だけ
傾斜して噴射されるため、図２に示すように、インジェ
クタ３０からの燃料噴射方向はインジェクタ中心に対し
て該インジェクタ３０の傾斜方向に１５°〜３０°傾く
こととなり、燃料噴霧の噴射方向がシリンダ壁（シリン
ダ３の内壁）に対して３５°〜５５°の範囲で傾斜する
ように設定することができる。

【００４５】以上のように、本実施の形態に係る筒内噴
射エンジン１においては、インジェクタ３０からの燃料
噴射方向をインジェクタ中心に対して該インジェクタ３
０の傾斜方向に１５°〜３０°傾けるようにしたため、
該インジェクタ３０として安価なプレートオリフィスタ
イプのものを生産ばらつきを抑えた範囲内で使用するこ
とができ、又、該インジェクタ３０をシリンダ軸線に垂
直な面に対して１５°〜３０°傾けてシリンダボディ２
に取り付けて燃料噴霧の噴射方向がシリンダ壁に対して
３５°〜５５°の範囲内で傾斜するようにしたため、イ
ンジェクタ３０から噴射される燃料の全量をピストン４
のヘッド部分に噴射することができ、燃料噴射システム
のコストダウンを図ることができる。

【００４６】又、インジェクタ３０をシリンダ壁に垂直
な面に対して従来（４５°）よりも小さい角度である１
５°〜３０°だけ傾けてシリンダボディ２に取り付ける
ようにしたため、シリンダボディ２に形成される噴射通
路（インジェクタ３０の燃料噴射孔４４ａからシリンダ
３内に至る通路）２３の長さと径を小さく抑えることが
でき、該噴射通路２３の内壁への燃料の付着を防いで燃
料の付着に伴う問題（例えばエミッションを著しく阻害
するという問題）を解消することができる。

【００４７】更に、上述のようにインジェクタ３０を従
来よりも小さい角度だけ傾けてシリンダボディ２に取り
付けるようにしたため、従来のようにシリンダヘッド１
３をインジェクタ３０を避けて大きく切り欠く必要がな
く、シリンダヘッド１３とシリンダボディ２との合面の
面積が部分的に小さくなって冷却水漏れやシリンダ内圧
漏れ等の問題が発生することがなく、シリンダヘッド１
３とシリンダボディ２の設計の容易化を図ることができ
る。

【００４８】ところで、筒内噴射エンジンにおいては、
インジェクタから噴射される燃料噴射のコーンアングル
が３０°を超えると、燃料噴霧の貫通力が低いために混
合気の均一性が損なわれる。又、逆に燃料噴霧のコーン
アングルが１５°未満である場合には、燃料の霧化が悪
く、同様に混合気の均一性が損なわれる。特に、インジ
ェクタ３０を排気ポート２１ａの反対側に設置した本実
施の形態に係るエンジン１においては、燃料噴霧のコー
ンアングルが１５°未満では該燃料噴霧の貫通力が強過
ぎ、そのまま排気ポート２１ａに吹き抜ける燃料噴霧の
量が多くなって燃費が悪化するという問題が発生する。

【００４９】そこで、本実施の形態では、インジェクタ
３０から噴射される燃料噴霧のコーンアングルを１５°
〜３０°に設定した。この結果、燃料噴霧に必要十分な
貫通力が得られるとともに、燃料の霧化が促進され、混
合気の均一性が良好に保たれて燃焼室Ｓでの混合気の安
定した燃焼が可能となる。又、噴射通路２３の長さと径
を一層小さく抑えることができる。

【００５０】ここで、シリンダボディ２に形成された前
記噴射通路２３は図５（ａ）に示すようにインジェクタ
取付孔３０ａ（インジェクタ３０）の軸線ａに対してイ
ンジェクタ３０の傾斜方向に所定角度だけ傾けて配置さ
れ、又は図５（ｂ）に示すようにインジェクタ取付孔３
０ａ（インジェクタ３０）の軸線ａに対してシリンダヘ
ッド１３とは反対側（図の下方）に平行にオフセットし
て配置され、或は図６（ｂ）に示すようにシリンダ３の
方向に向かって拡大するよう形成されている。

【００５１】図５（ａ）に示す噴射通路２３は、シリン
ダボディ２にドリル加工によって通路孔２３ａを形成し
た後、同じくドリル加工によってインジェクタ取付孔３
０ａを形成することによって形成され、図５（ｂ）に示
す噴射通路２３は排気通路２１側から導入されるリーマ
によるリーマ加工によって形成される。尚、図５
（ａ），（ｂ）において、直線ｂは噴射通路軸線、ｃは
燃料噴霧軸線であり、図５（ａ）において各直線ａ，
ｂ，ｃがシリンダ軸線に対して垂直な面に対して成す各
度を図示のようにθ_a ，θ_b ，θ_c とする場合、θ_a ＜
θ_b ＜θ_c の条件が満足されるときに噴射通路２３の長
さと径を最小にすることができる。

【００５２】又、図６（ｂ）に示す噴射通路２３は、図
６（ａ）に示すように鋳造砂型によってシリンダホディ
３の鋳物素材３’にテーパ凹部３ａ’を形成した後、鋳
造素材３’を図示の仕上がり寸法まで機械加工するとと
もに、ドリル加工によってインジェクタ取付孔３０ａを
形成することによって形成される。尚、図６（ｂ）にお
いて、直線ａはインジェクタ取付孔軸線、直線ｂは噴射
通路軸線、ｃは燃料噴霧軸線である。

【００５３】更に、図７に示すように、噴射通路２３は
シリンダボディ２の排気通路２１の出口から臨むことが
できる位置に形成されており、排気通路２１の出口側か
らシリンダ３内に差し込まれた刃具４５によって該噴射
通路２３の出口周縁を面取りすることができる。或は、
図７に示すように噴射通路２３の出口周縁をシリンダ３
の上方からシリンダ３内に差し込まれた刃具４５によっ
て面取りすることもできる。

【００５４】ところで、本実施の形態に係る筒内噴射エ
ンジン１においては、インジェクタ３０のシリンダボデ
ィ２に対するシリンダ軸線方向（図２の上下方向）の取
付位置は次のように設定されている。

【００５５】即ち、図２に示すように、シリンダボディ
２の上端面からインジェクタ３０の取付位置までの距離
をＡ、図示のように下死点（ＢＤＣ）にピストン４が位
置するときのシリンダボディ２の上端面からピストン４
の頂面までの距離をＬ、ピストン４が図２に鎖線にて示
すように上死点（ＴＤＣ）にあるときのシリンダボディ
２の上端面から上方のリング溝１１の下端位置までの距
離をＲＳ、シリンダボディ２の上端面から排気ポート２
１ａの上縁までの距離をＥＳとするとき、ＲＳ＜Ａ＜０．３Ｌ０．３５ＥＳ＜Ａ＜０．６５ＥＳを満足する高さ位置にインジェクタ３０が取り付けられ
ている。

【００５６】而して、上記高さ位置にインジェクタ３０
を取り付けることによって、爆発行程の初期においてピ
ストン４によってインジェクタ３０への熱負荷を緩和し
つつ、従来のエンジンよりも長い噴射可能域を確保する
ことができる。

【００５７】尚、以上は本発明を特に２サイクルエンジ
ンに対して適用した形態について述べたが、本発明は４
サイクルエンジンに対しても同様に適用して前記と同様
の効果を得ることができることは勿論である。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、シリンダ壁にインジェクタを取り付け、該イン
ジェクタから燃料をシリンダ内に直接噴射する筒内噴射
エンジンにおいて、前記インジェクタの軸線をシリンダ
軸線に垂直な面に対して１５°〜３０°傾斜させ、該イ
ンジェクタからの燃料噴射軸線をインジェクタ軸線に対
してインジェクタの傾斜方向に１５°〜３０°傾け、燃
料噴霧の噴射方向がシリンダ壁に対して３５°〜５５°
傾斜するようにしたため、安価なインジェクタを生産ば
らつきを抑えた範囲内で使用して該インジェクタから噴
射される燃料の全量をピストンのヘッド部分に噴射する
ことができるとともに、シリンダ壁に形成される噴射通
路の長さと径を小さく抑えて通路内壁への燃料付着の問
題を解消し、シリンダヘッドとシリンダボディの設計の
容易化を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る筒内噴射エンジンの縦断面図であ
る。

【図３】本発明に係る筒内噴射エンジンのインジェクタ
の縦断面図である。

【図４】図３のＸ部拡大詳細図である。

【図５】本発明に係る筒内噴射エンジンのシリンダボデ
ィに形成された通路部分の断面図である。

【図６】本発明に係る筒内噴射エンジンのシリンダボデ
ィに形成された通路部分の断面図である。

【図７】本発明に係る筒内噴射エンジンのシリンダボデ
ィに形成された通路部分の断面図である。

【図８】従来の筒内噴射エンジンの部分断面図である。

【図９】プレートオリフィスタイプのインジェクタの先
端部分の断面図である。

【図１０】プレートオリフィスタイプのインジェクタの
先端部分の断面図である。

【図１１】従来の筒内噴射エンジンの部分断面図であ
る。

【図１２】インジェクタ先端のチップ部分の断面図であ
る。

【符号の説明】

１筒内噴射エンジン２シリンダボディ（シリンダ壁）３シリンダ２３噴射通路３０インジェクタ４４プレート４４ａ燃料噴射孔（オリフィス）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者守屋美彦静岡県磐田市新貝2500番地ヤマハ発動機株式会社内Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA03 AA07 AA16 AB01 AC05 AD03 AF02 3G024 AA36 AA38 BA27 BA29 CA05 DA01 DA03 DA13 FA00 GA01 GA10 GA11 3G066 AA02 AB02 AD12 BA03 BA04 BA17 BA23 BA28 BA61 CC06U CC14 CC24 CC34 CC48 CD28 DC04 DC09 DC13 DC22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ壁にインジェクタを取り付け、
該インジェクタから燃料をシリンダ内に直接噴射する筒
内噴射エンジンにおいて、前記インジェクタの軸線をシリンダ軸線に垂直な面に対
して１５°〜３０°傾斜させ、該インジェクタからの燃
料噴射軸線をインジェクタ軸線に対してインジェクタの
傾斜方向に１５°〜３０°傾け、燃料噴霧の噴射方向が
シリンダ壁に対して３５°〜５５°傾斜するようにした
ことを特徴とする筒内噴射エンジン。
【請求項２】前記インジェクタの先端部とシリンダ内
とを接続する噴射経路の軸線をインジェクタ中心に対し
てインジェクタの傾斜方向に傾斜又はオフセットさせた
ことを特徴とする請求項１記載の筒内噴射エンジン。
【請求項３】前記インジェクタをプレートオリフィス
タイプのインジェクタで構成したことを特徴とする請求
項１又は２記載の筒内噴射エンジン。