JP2654029B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

燃料噴射装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃料がガス推進剤により燃焼室に直接噴射さ
れるようになった形式の内燃機用の燃料噴射装置に関す
る。
〔従来の技術〕
内燃機用の直接（インシリンダ）噴射方式の開発には
多大な努力がはらわれている。殆んどの努力は圧縮点火
エンジン内での純液体ディーゼル燃料の噴射に関してい
るが、最近ではスパーク点火エンジンにより細い注意が
はらわれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、予め計量された燃料がガス一般に空気、に
加えられ、ガス中の燃料が選択的に開放しうるノズルを
通してエンジンの燃焼室に直接分配されるようになった
スパーク点火内燃機に特に関している。本発明を充分理
解するためにはノズルの性能が液体燃料のみを分配する
場合と比較してガス中の液体燃料の分配に用いられると
きには著しく異なることになることを認識する必要があ
る。
液体燃料のみの噴射においては液体スプレーの形状は
ノズルからの燃料の出口点におけるそのノズルの機械的
詳細により制御される。分配時に液体燃料に生じる圧力
降下は液体燃料の実質的な膨張をもたらさないから、液
体燃料はノズルを出たときに与えられる軌跡を保ちつづ
ける。また液体燃料の噴霧化はノズル出口の機械要素間
につくられる比較的狭い通路を通る液体燃料フィルムの
厚さに大きく依存する。
燃料がガスに含まれる場合と比較すると、ガスはノズ
ルから出るとき著しく膨張し、この膨張が燃料スプレー
の形の決定に大きく寄与する。従って燃料がガスに含ま
れる場合には燃料スプレーの形状の制御には液体燃料の
みを分配する場合とは全く異る考慮が必要である。更に
ガス中の燃料の霧化はノズル表面に形成した燃料フィル
ムの、そのフィルムの上のガス通路による剪断によって
達成される。このようにノズルを通る燃料通路における
寸法的な考慮は燃料のみを分配するときとは異ったもの
であり、ガス中の燃料用のノズルの寸法許容差は極めて
大きい。
米国特許第2433985号には注入弁が開いた位置と閉じ
た位置の間で円筒形周囲部内で動くようになったディー
ゼルサイクル動作を行うエンジン用の燃料噴射器が示さ
れている。この円筒形周囲部の内面は、弁の解放動作の
初期において非常に狭い環形通路が生じそれを通って燃
料が分配されそして全開位置で弁が燃料分配用の広い環
形通路を限定するように階段状とされている。この噴射
器ノズルは特にディーゼルサイクルで動作するエンジン
用であり、弁はノズルに供給された液体燃料の圧力変化
に応じて開閉する。
弁の初期開放動作中の燃料分配用の比較的に制限され
た環形通路はエンジンシリンダ内での燃焼開始を制御す
るためのものであり、そのような制御はスパーク装置を
適正なタイミングとすることによりスパーク点火式エン
ジンにおいてより効率よく達成される。更にノズルの弁
の初期開放により比較的狭い通路を通る制限された燃料
流は、弁の開放に影響する力が弁の上流側の燃料圧力か
らとり出されそして弁の初期開放後に許される制限され
た燃料流によりその圧力が影響されるために弁の開放速
度に影響を与える。従って上記および液体燃料のみとガ
スに含まれる燃料との燃料スプレーと気化プロセスの形
式の相異に関係した前記の説明から、前記米国特許の内
容は燃料がガスに含まれている場合のその霧化とスプレ
ー形成に特に関係する本発明とは異っていることがわか
る。更に、上記特許における制限された流路は特にカー
ボンの付着の傾向をもち、そしてスパーク点火エンジン
に必要なスプレー形成と燃料霧化の維持にとって有害で
ある。
他の形のノズルが米国特許第3156414号に示されてお
り、これではノズルの弁は前と同様に液体燃料の供給圧
力に応じて開き、注入ノズルは燃料が空気のような気体
に運ばれる場合に使用するようにはなっていない。この
発明は特に、液体燃料が弁を通ってエンジンに分配され
る前に液体燃料中に存在する気泡をつぶすように弁のす
ぐ上流の領域にノズルを構成することを目的としてい
る。この発明は液体燃料のみに用いる弁であり、その弁
が流体の圧力に応じて開くようになっているから、この
発明の内容はエンジンの燃焼室にガスが含まれた燃料を
分配するための噴射ノズルには直接関係しない。更に、
ガスに燃料を含める燃料噴射方式ではこの発明で示され
ているような燃料からの気泡の排除の問題は存在しな
い。
ノズルからスパーク点火エンジンの燃焼室に供給され
る燃料滴のスプレーの特性は燃料の燃焼効率に大きな効
果を有し、一方これがエンジンの動作の安定性、燃料効
率および排気物放出レベルに影響する。これら効果をス
パーク点火エンジンにおいて最適とするためには、燃焼
室に与えられる燃料のスプレーパターンの所望の特性と
して燃料滴の寸法が小さいこと、燃焼室への燃料スプレ
ーの制御された進入深さ、そして、少くとも低エンジン
負荷において、比較的に含まれて均一に分布する燃料滴
の雲状状態が含まれる。
エンジン排気物中の望ましくない成分の制御において
は多数のパラメータに合致するように燃焼室中のチャー
ジ内の燃料の位置を制御することが望ましい。理想的に
は燃料は、結果としての燃料−空気混合体がスパークプ
ラグのところで容易に点火出来るように空気チャージ中
に分布し、すべての燃料が完全燃焼に充分な空気にアク
セスし、そして燃料の燃焼により生成する焔がスパーク
停止前に燃焼室内のすべての燃料に拡がるに充分な温度
に維持されるべきである。発火を促進する燃料室の或る
領域での温度、あるいは排気中の望ましくない汚染物の
形成のような、同様に考慮されなければならない他のフ
ァクタもある。
実際には、スパーク点火式エンジンの燃焼室に燃料を
供給するためのノズルは燃焼室内に望ましい燃料分布を
達成するための選ばれた燃料スプレー形状を与えるよう
に設計出来る。しかしながら、使用に当っては燃焼室内
の燃焼条件に露呈されることによりノズルに加えられる
高温により、分配される燃料に接するノズルの高温領域
にカーボンが付着する。カーボンが一度付着してしまう
とそのカーボンによりつくられるホットストップにより
カーボン付着が促進される。ノズルを通じて分配される
燃料通路中に沈着したカーボンは燃焼室への燃料の流れ
を阻害し、そのためノズルは必要とされる燃料スプレー
形状および燃焼室内の燃料分布をつくり出すことが出来
なくなってしまう。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的はスパーク点火式エンジンにガスが含ま
れた燃料を分配するための、燃料燃焼効率のよいエンジ
ン燃焼室内での所望の燃料分布をつくり出すことの出来
る燃料噴射方式を提供することである。
ガス中にある計量された燃料が選択的に開くことがで
きるノズルを介して機関の燃焼室に直接供給されるスパ
ーク点火内燃機関の燃料噴射装置において、上記ノズル
が、計量された燃料をガス中に混合させる内部空洞を有
するノズル本体と、 このノズル本体にあって上記内部空洞を使用時に上記
燃焼室内に配置される上記ノズル本体の外面に連通され
るポートと、上記ノズル本体の空洞と外面との間で上記
ポート内に置かれる内部環状シール面と、この内部環状
シール面と通常気密係合して上記ポートを閉じるように
する外部環状シール面を有する弁部材と、上記ポートに
対しポート解放位置へと上記弁部材を選択的に動かすよ
うに動作する手段と、前記ポート内で前記内部環状シー
ル面から前記本体外面へと延びる環状内側端面と、前記
弁部材上で前記外部環状シール面から延びる環状外側端
面と、前記弁部材が開放位置にあるとき前記ポート内に
おいて前記環状外側端面と前記環状内側端面とで画成さ
れる環状通路とを備え、この環状通路は、前記環状内側
端面と前記環状外側端面との間に半径断面で０゜から40
゜の開先角度を有し、前記環状内側端面は、半径断面で
前記環状通路の軸に対して約15゜以下の角度で傾斜し、
前記環状通路は前記ノズル本体の外面で最大幅であるよ
うになされている。
好適には弁部材上の環状外側端面は実質的に円筒状で
あるが、通路を通る流れの方向において内向きに収斂す
る円錐形でもよい。弁部材上の収斂する環状外側端面は
ポート内の発散する内部ターミナル面よりも通路の横断
面に対する影響が少い。
環状外側端面が収斂形円錐形である場合にはその内角
は約20゜以下であり、好適には約10゜である。ポートの
環状内側端面が流れの方向に発散するものであればその
発散の結果としての円錐形の内角は好適には約20゜以下
である。
〔作 用〕
ポートのターミナル面と弁素子との間の通路は前述の
ようにそこを通るガスとそれに含まれる燃料の流速を比
較的高いものにする。ポートが開かれたときポートと弁
部材のシール面の直ず下流のこの高速流は燃料通路を効
果的にパージする。通路からの燃料のパージすなわち流
し出しは通路を形成する表面上のカーボンの累積を生じ
させるような燃料液滴の停滞をなくす。通路に累積する
カーボンはノイズからの燃料スプレーパターンの形に大
きく影響し、これは制御不能であり燃焼室内の燃料分布
に悪影響を与える。
ポートの環状シート面が燃焼室内にあるノズル本体の
端部で本体の外面と交叉するように配置されていれば、
カーボンの累積がポートと本体の外面との接合部で生じ
ることがわかった。このカーボン累積は少くとも部分的
には開いたポートにより形成される環形のオリフィスを
出たガスの急激な膨張により生じるものと思われ、そし
て結果としての比較的低ガス流速により燃料液滴がオリ
フィスの口に付着しうるようになる。これら燃料液滴は
燃えてスプレー形成および燃焼室内燃料分布を妨害する
カーボン付着物を形成する。
前述のようにポートと弁部材のシール面の下流に通路
を設けたことにより、燃料をガスに運ばせるようになっ
た燃料噴射方式との組合せにおいて、ノズルポートが開
く期間の後半部においてはその通路を通って分配される
ガス中にほとんど燃料が存在しないという利点が得られ
る。そのような方式ではポートの開く期間はエンジンに
必要な計量された燃料を分配するに必要な期間を大幅に
越える。このような実質的に燃料を含まないガス流はポ
ート開放期間の後半部分において通路の壁に付着する燃
料液滴をその通路から一掃し、それにより液滴が通路に
ある間には燃焼できずカーボンの堆積を形成出来なくな
る。
また、ポートを開閉する弁部材の効率のよい動作と寿
命を達成するためには弁の動作方向に対するポートおよ
び弁部材のシール面の傾斜に関し、好適な下限がある。
シール面の下流に通路がない場合には、これらシール面
の傾斜が燃料供給方向を決定しそれ故燃料室内の燃料分
布に著しく影響する。しかしながら、燃料を小さい内角
を有するスプレー形に分配して燃料が燃焼室に分配され
るときのその横方向分布を制限されたものにするように
するとよい。
一つの好適な構成ではポートと弁部材の環状内側およ
び外側ターミナル面は夫々円筒状でポートおよび弁部材
の軸と同軸となっている。従って、これら面により形成
される通路の横断面積は、弁部材が開放位置に動くとき
のシール面間の喉部の序々に増加する面積とは対照的に
弁部材の開放動作全体を通じて一定である。それ故、こ
の通路の流速は弁の開放期間中ほとんど変動せず、そし
て半径方向においては夫々燃料分布のより良い制御に寄
与しそして通路のカーボン累積をなくすような低速成分
のみを有する。
この通路から出るスプレーの小さい円錐角により比較
的深く侵入するスプレーが生じこれは、燃料の完全燃焼
の達成のために燃焼室内に広く燃料を分散させなければ
ならないときの大負荷動作において特に有利である。し
かしながら、低負荷動作では、容易に点火しうる混合気
が点火点近傍にあるように燃料分布を形成することが望
ましい。この要求は上述の通路を有するノズルおよびピ
ストンクラウンに燃料キャビティを設けてノズルからの
スプレーをそのキャビティに向けることにより満され
る。
更にエンジン負荷により燃料噴射開始のタイミングを
変えることは望ましいことである。低負荷時にはピスト
ンが噴射の生じるノズルにより近くなりそれにより燃料
スプレーがピストンに到ったときにあまり広く分散させ
ずすべてがピストンの上記キャビティに含まれるように
遅れ噴射が望ましい。同様に大負荷時の進み噴射によ
り、スプレーはピストンに到るまでにより広く拡がるこ
とが出来、それ故ピストンのキャビティには少量の燃料
が入ることになる。このように、大負荷では燃料スプレ
ーはエンジンシリンダにより深く入り、より多くの空気
に触れるようにされピストンキャビティ内には燃料はほ
とんど集中しない。上記の燃料分布は点火時の分布に関
係する。
エンジンの低負荷および高負荷は考慮される夫々のエ
ンジンに関係したものであり、この事は周知である。し
かしながら、一般論として、現代の自動車についての２
行程スパーク点火エンジンについては、高負荷はある程
度でエンジンが達成しうる最大負荷の75％以上、低負荷
はその速度での30％以下と考えることが出来る。
〔実施例〕
第１図において、ノズル本体10は燃料とガスをエンジ
ンへの分配のためにポートに供給する軸方向キャビティ
12と連通する上記ポート11を有する。ポート11は90゜の
内角をもって環形面を形成する円錐台形シート13を有す
る。弁15はステム16を有し、このステムは適当な作動機
構（図示せず）と、環形面と円筒形ターミナル部分19か
らなる円錐台形シート18を有する弁ヘッド17とに結合さ
れる。シート18は90゜の内角を有し、それ故その面はポ
ート11のシート13とシール関係となる。
ポート11を有する本体10と一体となっているのは弁15
と同軸となって弁15が図示のように開放位置のとき弁の
まわりのカバーとなって作用する円筒面21を与える延長
部20である。
上記の構成において、弁が開放位置のとき、環形の分
配喉部25がポート11と弁15の対向する円錐面間につくら
れる。他の環形の喉部27がカバ20と弁15のターミナル部
19の対向する円筒面間に形成される。喉部27の対角的な
幅は喉部25を形成する円錐面相のそれら面に直角の方向
で測った距離より小さい。
第２図において第１図について述べた構成をもつノズ
ルを有する燃料噴射ユニット30はエンジンのシリンダヘ
ッド31に固定される。ピストン32が従来のようにシリン
ダ33内を往復して燃焼室34の堆積を変化させる。従来の
スパークプラグ35もシリンダヘッド内に設けてある。
ピストン32はそのクラウンに中央キャビティ36を有す
る。このキャビティはシリンダ33の直径の約半分である
直径の円形横断面をもつ。このキャビティの周壁37は円
筒形であり、エンジンの所望の圧縮比によりきまる軸方
向の深さを有する。キャビティ36の周壁はキャビティの
基部に向って収斂するわずかに円錐形となった形を有す
る。更に、キャビティの基部は円筒形あるいは円錐形の
いずれでもよい周壁で凹面となっている。
ユニット30のノズルとキャビティ33は共にシリンダの
軸上に対向する関係に配置され、それ故ノズルからの燃
料がキャビティ36に向うようになっている。噴射がピス
トンの圧縮行程中遅れて行われるならば、ピストンがノ
ズルからわずかしか離れていない場合には噴射された燃
料の大部分がキャビティに分配される。従ってリッチな
燃料−空気混合体がキャビティ36内につくられ点火が容
易になる。それ故、低負荷動作時のように噴射される燃
料の量が少いときには圧縮行程の後期に噴射を行うとよ
い。しかしながら高負荷時に燃料量が大きいときには燃
料がすべて完全に燃焼するに充分な空気と接触するよう
に燃焼室全体に広く燃料を分布させるとよい。従って大
負荷時には噴射は、ピストンがノズルから離れていて燃
料の一部しかキャビティ36に入らないときには圧縮行程
中早めに行われるようにする。これは燃料の効果的な燃
料の達成のために燃焼室内のより大量な空気のようなオ
キシダートガスに接触するように燃料のより広い分布を
達成するものである。
上記の効果を得るための実際の噴射タイミングは多数
の因子、特にエンジン速度、噴射速度および燃料スプレ
ーの内角によりきまる。従って実際にはこのタイミング
はエンジおよび噴射装置の組合せについて個々に決定す
る必要がある。
３気筒２サイクルスパーク点火内燃機であって第２図
のごときシリンダ−ピストンを有するものでは、シリン
ダ33の直径は84mm、ピストン32のストロークは72mmであ
る。キャビティ36は直径42mmでピストンの中心線で測定
したピストンの頂面から軸方向に平らな底部までの距離
16.5mmの円筒形である。
噴射ユニット30は第１図に示す形のノズルを有し、弁
の円筒ターミナル部19の直径は4.5mm、軸長は0.4mmであ
る。円錐形シート部分18の内角は90゜である。円錐形シ
ール13の内角は90゜である。延長部20の内径は4.97mmで
ある。
延長部20の軸長は弁15が全開位置のとき、部分20の端
部が弁15の端部より下とならないようなものである。
弁15が開放位置のとき、対向する円錐面13と18に直角
の方向における喉部25が幅0.247mm、喉部25の幅は0.235
mmである。前述のように喉部25の幅は弁15の開度により
変化し、喉部27の幅は弁15の位置にかかわらず一定であ
る。上記のノズルを有する噴射装置を備えた上述のエン
ジンでは燃料は喉部27の分配端から軸方向35mmのところ
で50m/sec程度の速度となるように燃焼室に噴射される
のが普通である。スプレーは一般に円錐形であり、喉部
27から20゜程度の内角をもって発散する。このノズル構
成および上述のような寸法のキャビティ36では燃料の噴
射タイミングは一般に次のようなものとなる。
低負荷時−噴射開始 740rpmで50゜BTDC 噴射完了 740rpmで40゜BTDC 高負荷時−噴射開始 5000rpmで240゜BTDC 噴射完了 5000rpmで110゜BTDC 上記の噴射ユニットでは喉部27は平行な円筒壁を有し
ているが、この喉部は前述のようにそれら壁の一方また
は両方を円錐形としてもよい。
上記のノズルは燃料がガスと混合され、混合体が燃焼
室に分配されるようになった任意の噴射装置に組込むこ
とが出来る。適当な燃料計量システムにおよび噴射シス
テムは国際出願番号PCT/AU86/00205（WO87/00580）に示
してある。
前述のように、本発明の燃料噴射方式の利点は燃焼室
への燃料分配タイミングを変えてピストン内のキャビテ
ィに分配される燃料の比率を制御することにより得られ
る。燃料分配タインミングのこの変化を達成するため制
御しうるソレノイドで作動される燃料噴射ノズルの代表
的な構成とその制御系を第３図について以下に述べる。
第３図の燃料計量および噴射ユニットは保持室40を有
する噴射装置本体39に接続される自動車用スロットル本
体噴射装置のような適当な市販の計量装置38を有する。
燃料はポンプ56により燃料槽55から圧力調整器57、燃料
入口ポート58を経て計量装置38に分配される。周知の動
作を行うこの計量装置はエンジンの燃料要求に従って保
持室40へ燃料の量を計量する。計量装置に入る余分な燃
料は燃料もどりポート59から燃料槽55にもどされる。装
置38のこの構成は本発明にとって重大なことではなく、
適当な他の装置を使用してもよい。
動作を述べると、保持室40は圧力調整器61と本体39内
の空気入口ポート45を経た加圧空気源60により加圧され
る。噴射弁15が作動されれてこの加圧空気がノズル10を
介してエンジンの燃焼室34に計量された燃料を放出させ
る。弁15は燃焼室に内向きに、すなわち保持室40から外
向きに開くポペット弁構成（第１図）のものである。
弁15は保持室40を通る弁ステム16を介して本体39内に
あるソレノイド47のアーマチュア41に結合する。弁15は
ディスクばね42により閉位置に偏倚されていて、ソレノ
イド47の付勢により開くようになっている。
この燃料噴射方式の動作のそれ以上の詳細については
オーストラリア特許出願第32132/84号および米国特許第
4693224号に示されている。
ソレノイド47の付勢は適当な電子的プロセッサ50によ
りエンジンサイクルと関連してタイミングをとられる。
このプロセッサはエンジン速度を示すと共にエンジンサ
イクルについてどの動作がタイミングをとられるのかの
エンジンにおける基準点をきめる速度センサ51から入力
信号を受ける。プロセッサ50は更にエンジンの吸気系へ
の空気の流量を示す負荷センサ52からの信号を受ける。
このプロセッサはこの空気流量信号からエンジンの負荷
要求を決定するようにプログラムされている。
プロセッサ50は更にエンジンの速度と負荷条件から燃
料室への燃料噴射時のタイミングを決定するようにプロ
グラムされている。
このプロセッサはエンジン負荷と速度の範囲について
必要な噴射タイミングを指定するマルチポイントマップ
を組込んでいるとよく、これらは所要のエンジン出力と
排気生成物レベルを得るためのテストにより決定され
る。このプロセッサは同じくエンジン負荷と速度に関連
してエンジンの点火タイミングを決定し制御するように
プログラムされる。
このプロセッサは決定に従って噴射作動装置53を点火
作動装置54に適当な信号を送り、燃料噴射の所要のタイ
ミングでソレノイド47を付勢しそして点火に必要なタイ
ミングでスパークプラグ35を作動させる。適した負荷お
よび速度センサの一般的構成はプロセッサ50に必要な機
能を実行するプロセッサと同様に周知である。
〔発明の効果〕
ここに述べた燃料噴射装置は２サイクルあるいは４サ
イクルで動作するスパーク点火エンジンに燃料を分配す
るに使用出来る。この燃料噴射装置を備えたエンジンは
自動車を含む走行体用エンジンおよび船外機を含む船舶
エンジンのいずれにも使用出来る。
【図面の簡単な説明】 第１図は燃料噴射ノズルの部分の横断面図であってノズ
ルポートおよび関連するポペット弁そしてそれを囲むカ
バーを示す図、第２図はエンジンシリンダと関連するピ
ストンおよびノズルからの燃料スプレーの形を示す概略
図、第３図は燃料分配タイミングの所要の変化を可能に
するソレノイド作動の燃料噴射ノズルの断面図である。 10……ノズル本体、11……ポート、12……軸方向キャビ
ティ（内部空洞）、13……シート（内部環状シール
面）、18……シート（外部環状シール面）、15……弁
（弁部材）、16……ステム、17……弁ヘッド、19……タ
ーミナル部分（環状外側端面）、20……延長部、21……
円筒面（環状内側端面）、27……喉部（環状通路）、30
……燃料噴射ユニット（燃料噴射装置）、31……シリン
ダヘッド、32……ピストン、33……シリンダ、34……燃
焼室、36……キャビティ（凹部）、38……計量装置、39
……噴射装置本体、40……保持室、47……ソレノイド、
50……プロセッサ、55……燃料槽、57……圧力調整装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/10 Ｆ０２Ｍ 69/10 (56)参考文献 特開 昭61−104155（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−12879（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−134522（ＪＰ，Ｕ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガス中にある計量された燃料が選択的に開
    くことができるノズルを介して機関の燃焼室に直接供給
    されるスパーク点火内燃機関の燃料噴射装置において、
    上記ノズルが、 計量された燃料をガス中に混合させる内部空洞を有する
    ノズル本体と、 このノズル本体にあって上記内部空洞を使用時に上記燃
    焼室内に配置される上記ノズル本体の外面に連通される
    ポートと、 上記ノズル本体の空洞と外面との間で上記ポート内に置
    かれる内部環状シール面と、 この内部環状シール面と通常気密係合して上記ポートを
    閉じるようにする外部環状シール面を有する弁部材と、 上記ポートに対しポート解放位置へと上記弁部材を選択
    的に動かすように動作する手段と、 前記ポート内で前記内部環状シール面から前記本体外面
    へと延びる環状内側端面と、 前記弁部材上で前記外部環状シール面から延びる環状外
    側端面と、 前記弁部材が開放位置にあるとき前記ポート内において
    前記環状外側端面と前記環状内側端面とで画成される環
    状通路とを備え、 この環状通路は、前記環状内側端面と前記環状外側端面
    との間に半径断面で０゜から40゜の開先角度を有し、前
    記環状内側端面は、半径断面で前記環状通路の軸に対し
    て約15゜以下の角度で傾斜し、前記環状通路は前記ノズ
    ル本体の外面で最大幅であることを特徴とするスパーク
    点火式内燃機関の燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】前記弁部材上の前記環状外側端面は筒状で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料
    噴射装置。
  3. 【請求項３】前記ポート内の前記環状内側端面は、０゜
    以上20゜以下の開先角度で前記環状通路を通る流れ方向
    に発散する円錐状であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項記載の燃料噴射装置。
  4. 【請求項４】前記弁部材上の前記環状外側端面は、０゜
    以上10゜以下の開先角度で前記環状通路を通る流れ方向
    に収斂する円錐状であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の燃料噴射装置。
  5. 【請求項５】前記弁部材が前記ポート開放位置にある
    時、前記弁部材は前記ノズル本体の前記外面を越えて突
    出しないことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第４項のいずれかに記載の燃料噴射装置。
  6. 【請求項６】２ストロークサイクルで用いられ、燃焼室
    の可変容積を画成するエンジンシリンダ内の往復動ピス
    トンと、前記燃焼室の一部を形成する前記ピストン内の
    凹部とを有するスパーク点火式内燃機関であって、 この機関は、喉部から前記燃焼室内へ供給される燃料の
    少なくとも一部が、前記ピストン内の前記凹部に入るよ
    うに方向づけられるように配置されたノズルと、燃料噴
    射装置とを有し、 この燃料噴射装置は、ガス中にある計量された燃料が、
    選択的に開くことができるノズルを介して機関の燃焼室
    に直接供給されるものであり、 前記ノズルは、 計量された燃料をガス中に混合させる内部空洞を有する
    ノズル本体と、 このノズル本体にあって上記内部空洞を使用時に上記燃
    焼室内に配置される上記ノズル本体の外面に連通される
    ポートと、 上記ノズル本体の空洞と外面との間で上記ポート内に置
    かれる内部環状シール面と、 この内部環状シール面と通常気密係合して上記ポートを
    閉じるようにする外部環状シール面を有する弁部材と、 上記ポートに対しポート解放位置へと上記弁部材を選択
    的に動かすように動作する手段と、 前記ポート内で前記内部環状シール面から前記ノズル本
    体外面へと延びる環状内側端面と、 前記弁部材上で前記外部環状シール面から延びる環状外
    側端面と、 前記弁部材が開放位置にあるとき前記ポート内において
    前記環状外側端面と前記環状内側端面とで画成される環
    状通路とを備え、 この環状通路は、前記環状内側端面と前記環状外側端面
    との間に半径断面で０゜から40゜の開先角度を有し、前
    記環状内側端面は、半径断面で前記環状通路の軸に対し
    て約15゜以下の角度で傾斜し、前記環状通路は前記ノズ
    ル本体の外面で最大幅である ことを特徴とするスパーク点火式内燃機関。
  7. 【請求項７】前記ノズルは、前記環状内側端面と前記環
    状外側端面とが前記ピストンの前記凹部と同軸になるよ
    うに位置せしめられていることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項記載のスパーク点火式内燃機関。
  8. 【請求項８】前記ピストンの前記凹部は、筒状に形成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第６項又は第
    ７項記載のスパーク点火式内燃機関。
  9. 【請求項９】前記シリンダサイクルに関連して、前記ノ
    ズルを通して前記内燃室への燃料分配のタイミングを制
    御するための装置を有し、この装置は、エンジン負荷範
    囲内で燃料分配タイミングが前記負荷範囲において高負
    荷よりも低負荷の場合に遅れるようにし、前記エンジン
    の各サイクルの前記負荷範囲において燃料が高負荷時よ
    り低負荷時により多くの前記ピストンの前記キャビティ
    内に分配されるように、前記エンジンの負荷範囲の少な
    くとも一部にわたりエンジン負荷に関連して燃料分配の
    タイミングを変化させるようになされていることを特徴
    とする特許請求の範囲第６項、第７項又は第８項記載の
    スパーク点火式内燃機関。
  10. 【請求項１０】前記燃料分配タイミングを制御する装置
    は、前記低負荷中に、燃焼室の中へ分配される燃料の主
    要部が前記ピストンの前記キャビティ内に分配されるよ
    うに配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    ９項記載のスパーク点火式内燃機関。
  11. 【請求項１１】ガス中にある計量された燃料が選択的に
    開くことができるノズルを介して機関の燃焼室に直接供
    給されるスパーク点火内燃機関の燃料噴射装置におい
    て、上記ノズルが、 計量された燃料をガス中に混合させる内部空洞を有する
    ノズル本体と、 このノズル本体にあって上記内部空洞を使用時に上記燃
    焼室内に配置される上記ノズル本体の外面に連通される
    ポートと、 上記ノズル本体の空洞と外面との間で上記ポート内に置
    かれる内部環状シール面と、 この内部環状シール面と通常気密係合して上記ポートを
    閉じるようにする外部環状シール面を有する弁部材と、 上記ポートに対しポート解放位置へと上記弁部材を選択
    的に動かすように動作する手段と、 前記ポート内で前記内部環状シール面から前記ノズル本
    体外面へと延びる環状内側端面と、 前記弁部材上で前記外部環状シール面から延びる環状外
    側端面と、 前記弁部材が開放位置にあるとき前記ポート内において
    前記環状外側端面と前記環状内側端面とで画成される環
    状通路とを備え、 この環状通路は、前記環状内側端面と前記環状外側端面
    との間に半径断面で０゜から40゜の開先角度を有し、前
    記環状内側端面は、半径断面で前記環状通路の軸に対し
    て約15゜以下の角度で傾斜し、前記環状通路は前記ノズ
    ル本体の外面で最大幅である燃料噴射装置を備えるスパ
    ーク点火式内燃機関。
  12. 【請求項１２】ガス中にある計量された燃料が選択的に
    開くことができるノズルを介して機関の燃焼室に直接供
    給されるスパーク点火内燃機関の燃料噴射装置におい
    て、上記ノズルが、 計量された燃料をガス中に混合させる内部空洞を有する
    ノズル本体と、 このノズル本体にあって上記内部空洞を使用時に上記燃
    焼室内に配置される上記ノズル本体の外面に連通される
    ポートと、 上記ノズル本体の空洞と外面との間で上記ポート内に置
    かれる内部環状シール面と、 この内部環状シール面と通常気密係合して上記ポートを
    閉じるようにする外部環状シール面を有する弁部材と、 上記ポートに対しポート解放位置へと上記弁部材を選択
    的に動かすように動作する手段と、 前記ポート内で前記内部環状シール面から前記ノズル本
    体外面へと延びる環状内側端面と、 前記弁部材上で前記外部環状シール面から延びる環状外
    側端面と、 前記弁部材が開放位置にあるとき前記ポート内において
    前記環状外側端面と前記環状内側端面とで画成される環
    状通路とを備え、 この環状通路は、前記環状内側端面と前記環状外側端面
    との間に半径断面で０゜から40゜の開先角度を有し、前
    記環状内側端面は、半径断面で前記環状通路の軸に対し
    て約15゜以下の角度で傾斜し、前記環状通路は前記ノズ
    ル本体の外面で最大幅である燃料通路装置を備えた２ス
    トロークサイクルで作動するスパーク点火式内燃機関。
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