JP2600334B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

特表昭60−501963号公報には、噴射室の一端にノズル
口を形成すると共に、他端に圧縮空気通路を連通し、こ
の噴射室の一端と他端の間に燃料供給通路を連通し、常
時閉弁方向にばね付勢されソレノイドに通電することに
より開弁されるソレノイド弁をノズル口に設け、このソ
レノイド弁を開弁すると同時に、燃料供給通路から噴射
室内に供給された燃料を、圧縮空気通路から噴射室内に
供給された圧縮空気によってノズル口から噴射せしめる
ようにしたエアブラスト弁が開示されている。

このエアブラスト弁では、ソレノイド弁が開弁したと
きに圧縮空気が噴射室内を流れ、噴射室の内壁面に付着
した燃料を圧縮空気によって運び去ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでこのエアブラスト弁に圧縮空気を供給するた
めに空気圧縮機を用いる場合、空気圧縮機の摩耗を防止
するため空気圧縮機を潤滑する必要がある。

しかし空気圧縮機を潤滑すると、空気圧縮機から吐出
される圧縮空気中に潤滑油を含み、この潤滑油がエアブ
ラスト弁から機関燃焼室内に流入するという問題があ
る。

エアブラスト弁に潤滑油が流入すると、エアブラスト
弁にオイルデポジットが発生し、エアブラスト弁の特性
が変化するおそれがある。また、空気圧縮機の潤滑を機
関のエンジンオイルで行う場合、エンジンオイルの消費
量が増大するという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、燃料を圧
縮空気によって噴出せしめるエアブラスト弁を具備した
内燃機関において、エアブラスト弁に圧縮空気を供給す
る空気圧縮機を機関潤滑油を用いて潤滑し、空気圧縮機
の吐出口を油分離器を介してエアブラスト弁に連通せし
めると共に、油分離器の油排出口を圧力調整器を介して
機関のクランクケース内に連通せしめている。

〔作 用〕

本発明は上記した構成によって空気圧縮機を機関潤滑
油を用いて潤滑することができ、空気圧縮機からエアブ
ラスト弁に供給される圧縮空気中に含まれる潤滑油は、
油分離器により除去される。さらに、この分離された潤
滑油はクランクケース内に戻される。

〔実施例〕

第１図を参照すると、１はシリンダブロック、２はピ
ストン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は給気
弁、６は給気ポート、７は排気弁、８は排気ポート、９
は点火栓、10はクランクケース、11はインテークマニホ
ルド、12はサージタンク、13はエアクリーナ、14はサー
ジタンク 12とエアクリーナ13とを連通する給気管を夫
々示す。給気管14の途中には、上流側から順次エアフロ
メータ15、スロットル弁16および機械式過給機17が設け
られる。エアクリーナ13とエアフロメータ15の間の給気
管14から吸入通路18が分岐され、この吸入通路18はエア
コンプレッサ（空気圧縮機）19の吸入口19aに連絡され
る。一方、エアコンプレッサ19の吐出口19bは、吐出通
路20を介してエアブラスト弁21に接続される。エアコン
プレッサ19はベーン式のエアコンプレッサであり、シリ
ンダ19cと、シリンダ19c内に偏心して内接されるロータ
19dと、ロータ19d外周面上に等間隔に配置されロータ19
dの半径方向に摺動可能な複数のベーン19eとを具備す
る。ロータ19dは機関により回転駆動され、ロータ19dの
回転によりベーン19dの先端がシリンダ19cの内周面上を
摺動する。

吐出通路20の途中にはオイルセパレータ（油分離器）
22が配設される。オイルセパレータ22のドレン口22aは
ドレン通路23を介してクランクケース10内に連通され
る。ドレン通路23の途中には圧力調整器24が配設され
る。圧力調整器24は、吐出通路20内の圧縮空気圧が所定
圧力を超えると圧縮空気をクランクケース10内に放出
し、これにより吐出通路20内の圧縮空気を一定圧、例え
ば3kg/cm²に維持する。

第２図はオイルセパレータ22の構造を示す。オイルセ
パレータ22のインレット22bはエアコンプレッサ19側の
吐出通路20に接続され、アウトレット22cはエアブラス
ト弁21側の吐出通路20に接続される。インレット22bと
アウトレット22cとの間には、二層の例えば多孔質セラ
ミック層22d,22eが配設されるエアコンプレッサ19から
吐出されるエンジンオイルを含む圧縮空気は、インレッ
ト22bからオイルセパレータ22内に入り、セラミック層2
2dおよび22eを通過する間にオイルが分離される。この
ためアウトレット22cからエアブラスト弁21に流入する
圧縮空気中にはオイルを含まない。オイルセパレータ22
内で分離されたオイルは、ドレン口22aからドレン通路2
3を介してクランクケース10内に戻される。

再び第１図を参照すると、クランクケース10内の下方
部にはエンジンオイル25が貯留される。エンジンオイル
25中にはストレーナ26が浸漬され、図示しないオイルポ
ンプによりオイルがストレーナ26からフィルタ27に送出
される。このフィルタ27で濾過されたオイルは、機関各
部に送出される。エアコンプレッサ19近傍の吸入通路18
にはオイル噴射弁28はが配設される。オイル噴射弁28オ
イル供給通路29を介してフィルタ27の出口部に接続され
る。これによりクランクケース10内のエンジンオイル25
の一部はオイル供給通路29を介してオイル噴射弁28に供
給され、オイル噴射弁28は吸入通路18内にオイルを噴射
する。噴射されたオイルはエアコンプレッサ19内に吸入
され、エアコンプレッサ19の各摺動部を潤滑するため、
摺動部各部の摩耗を防止することができる。

機関上部空間30はクランクケース10内と連通され、ま
たブローバイガス排出通路31を介してスロットル弁16上
流のスロットル弁16近傍位置で給気管14に連通される。
ドレン通路23を介してクランクケース10内に放出される
圧縮空気は、機関上部空間30およびブローバイガス排出
通路31を介して給気管14内に放出されるため、クランク
ケース10内の圧力が過度に高くなることはない。また、
ブローバイガス排出通路31から給気管14内に放出される
ブローバイガスは機械式過給機17によって燃焼室４内に
送り込まれるため、大気中に放出されることはない。

エアフローメータ15は吸入空気量に比例した出力電圧
を発生し、この出力電圧は電子制御ユニット40に入力さ
れる。また、クランク角センサ32は機関回転数に比例し
た出力パルスを発生し、この出力パルスも電子制御ユニ
ット40に入力される。さらに電子制御ユニット40はオイ
ル噴射弁28、およびエアブラスト弁21のソレノイド50お
よび燃料噴射弁56（第３図参照）に接続されこれらを機
関運転状態に応じて制御する。

第３図はエアブラスト弁21の一部断面側面図を示す。
第３図を参照すると、エアブラスト弁21のハウジング41
内にはまっすぐに延びるニードル挿入孔42が形成され、
このニードル挿入孔42内にニードル挿入孔42よりも小径
のニードル43が挿入される。ニードル挿入孔42の一端に
はノズル口44が形成され、このノズル口44はニードル43
の先端部に形成された弁部45によって開閉制御される。
第３図に示す実施例ではこのノズル口44は燃焼室４内に
配置される。また、ニードル43にはスプリングリテーナ
46が固定され、このスプリングリテーナ46とハウジング
41間には圧縮ばね47が挿入される。この圧縮ばね47のば
ね力によりノズル口44は通常ニードル43の弁部45によっ
て閉鎖される。弁部45と反対側のニードル43の端部には
可動コア48が圧縮ばね49のばね力により常時当接せしめ
られており、ハウジング41内には可動コア48を吸引する
ためのソレノイド50とステータ51が配置される。ソレノ
イド50が付勢されると可動コア48がステータ51に向けて
移動し、その結果ニードル43が圧縮ばね47のばね力に抗
してノズル口44の方向に移動するのでノズル口44が開口
せしめられる。

一方、ハウジング41内には円筒状をなすノズル室52が
形成される。ノズル室52の一端52aはエアコンプレッサ1
9の吐出通路20に連通せしめられ、ノズル室52の他端52b
は圧縮空気流出通路55を介してニードル挿入孔42内に連
通せしめられる。ノズル室52内には燃料噴射弁56の噴口
57が配置され、更にこの噴口57はノズル室52内の一端52
aと他端52bとの間に位置する。第３図に示されるように
圧縮空気流出通路55はまっすぐに延びている。噴口57は
圧縮空気流出通路55の軸線上に配置され、噴口57からは
圧縮空気流出通路55の軸線に沿って広がり角の小さな燃
料が噴射される。圧縮空気流出通路55はノズル口44方向
に向けてニードル挿入孔42に対して斜めに延びており、
ニードル挿入孔42に対し20度から45度をなしてニードル
挿入孔42に斜めに接続される。

ニードル挿入孔42、ノズル室52および圧縮空気流出通
路55は吐出通路20を介してエアコンプレッサ19（第１図
参照）に連通している。従ってこれらニードル挿入孔4
2、ノズル室52および圧縮空気流出通路55内は圧縮空気
で満たされている。この圧縮空気中に噴口57から圧縮空
気流出通路55の軸線に沿って燃料が噴射される。第３図
に示されるように圧縮空気流出通路55がニードル挿入孔
42に斜めに接続されているので噴射燃料の大部分は弁部
45近傍のニードル43周りのニードル挿入孔42内に達す
る。このとき一部の燃料は圧縮空気流出通路55の内壁面
およびノズル室52の内壁面上に付着する。次いでソレノ
イド50が付勢されるとニードル43がノズル口44を開弁す
る。このとき弁部45近傍に噴射燃料が集まっているので
ニードル43がノズル口44を開弁するや否や燃料と圧縮空
気が共にノズル口44から燃焼室４内に噴出する。また、
ニードル43がノズル口44を開弁すると圧縮空気が吐出通
路20からノズル室52内に流入し、次いで圧縮空気流出通
路55を経てノズル口44に向かうために圧縮空気流出通路
55の内壁面およびノズル室52の内壁面上に付着した燃料
が圧縮空気流によって運び去られ、ノズル口44から噴出
せしめられる。従ってニードル43が開弁するや否や噴射
燃料の全てがノズル口44から噴出せしめられ、次いでこ
れらの全噴射燃料の噴出が完了すると圧縮空気のみがノ
ズル口４から噴出せしめられる。次いでソレノイド50が
消勢されてニードル43がノズル口44を閉弁する。従って
ニードル43が閉弁せしめられる直前には空気のみがノズ
ル口44から噴出せしめられている。

再び第１図を参照すると、オイル供給通路29を介して
オイル噴射弁28に送り込まれたエンジンオイルは、オイ
ル噴射弁28から吸入通路18内に噴射される。この噴射さ
れたオイルはエアコンプレッサ19内に吸入され、エアコ
ンプレッサ19の各摺動部を潤滑するため、摺動部各部の
摩耗を防止できる。エアコンプレッサ19上に供給される
オイル供給量は第４図に示されるように、機関回転数の
増大に応じて増大せしめられる。すなわち、エアコンプ
レッサ19の回転数が増大するに伴いオイル供給量を増大
せしめる。このため、オイル噴射弁28は例えば第５図に
示されるように制御される。すなわち機関低回転時にお
いてはオイル噴射弁28の開弁時間を短くしてオイル噴射
量を少なくする。一方、機関高回転時においてはオイル
噴射弁28の開弁時間を長くしてオイル噴射量を増大せし
める。

エアコンプレッサ19から吐出される圧縮空気中にはオ
イルが含まれるが、オイルセパレータ22によりオイルが
分離され、エアブラスト弁21に供給される圧縮空気中に
はオイルは含まれない。このため、エアブラスト弁21に
オイルデポジットが発生してエアブラスト弁21の特性が
変化するおそれはない。また、オイルセパレータ22で分
離されたオイルはドレン通路23を介してクランクケース
10内に戻されるため、エンジンオイルの消費量が増大す
ることもない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、空気圧縮機を機関潤滑
油を用いて潤滑するので、空気圧縮機の各摺動部の摩耗
を防止することができる。また、エアブラスト弁に供給
される圧縮空気中に含まれる潤滑油は油分離器により除
去されるため、潤滑油がエアブラスト弁に流入して燃焼
室内に噴出するのを防止することができる。さらに、こ
の分離除去された潤滑油はクランクケース内に戻される
ため、潤滑油の消費量が増大することも防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２サイクル内燃機関の全体図、第２図はオイル
セパレータの概略構造図、第３図はエアブラスト弁の一
部断面側面図、第４図は機関回転数とエアコンプレッサ
へのオイル供給量との関係を示す線図、第５図はオイル
噴射弁の動作説明図を示す。 10……クランクケース、 19……エアコンプレッサ、19b……吐出口、 21……エアブラスト弁、 22……オイルセパレータ、22a……ドレン口、 24……圧力調整器、 25……エンジンオイル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料を圧縮空気によって噴出せしめるエア
   ブラスト弁を具備した内燃機関において、前記エアブラ
   スト弁に圧縮空気を供給する空気圧縮機を機関潤滑油を
   用いて潤滑し、前記空気圧縮機の吐出口を油分離器を介
   して前記エアブラスト弁に連通せしめると共に、前記油
   分離器の油排出口を圧力調整器を介して機関のクランク
   ケース内に連通せしめた内燃機関の燃料噴射装置。