JP2662007B2 - 多シリンダ内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

多シリンダ内燃機関用燃料噴射装置

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JP2662007B2 JP63503452A JP50345288A JP2662007B2 JP 2662007 B2 JP2662007 B2 JP 2662007B2 JP 63503452 A JP63503452 A JP 63503452A JP 50345288 A JP50345288 A JP 50345288A JP 2662007 B2 JP2662007 B2 JP 2662007B2
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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、調量された燃料ガスの中に同伴されて、好
ましくは空気などの燃焼支援ガスの中に同伴されてそれ
ぞれのシリンダの中に送られる２シリンダまたは２以上
のシリンダを有する内燃機関用の燃料噴射装置に関する
ものである。
（従来の技術） 調量された量の燃料をガス体の中に同伴して内燃機関
に送り、このガスの圧力は、燃料を直接にシリンダの中
に送りまたはガスの通る誘引装置の中に送るのに十分な
レベルとする方法は以前から提案されている。このよう
な燃料調量−噴射構造は、それぞれのシリンダに接続し
た調量−噴射ユニットに対して燃料とガスの両方を供給
する必要がある。また多くの燃料調量装置は、その内部
に燃料蒸気の集積を防止するため、燃料を循環させる必
要がある。従って、各シリンダについてそれぞれ調量装
置を備えた多シリンダ型機関においては、各調量装置か
ら燃料タンクなどの燃料源に燃料を戻す必要がある。ま
た原則として、供給燃料と供給ガスとの間に実質的に一
定の差圧を生じる必要がある。このような差圧は調量装
置の調量特性に関連し、差圧の変動が調量プロセスの不
正確さを生じる場合があるからである。
（発明が解決しようとする課題） 製造コストの観点から、燃料を燃料タンクから各調量
装置まで循環させる単一のポンプを備え、各調量装置か
ら燃料タンクに適当な戻しラインを備えることが通常で
ある。また一般にコスト節約の理由から、各調量−噴射
ユニットに供給されるガスと燃料との差圧を制御するた
めに単一の圧力制御器を備える。このような構造の結
果、調量−噴射ユニットと燃料ポンプとの間に、またこ
れらのユニットと圧力調整器との間に多数の燃料管が配
備され、これは製造コストを実質的に増大する。このよ
うな構造においては、燃料管とガス管には効果的な漏れ
防止接続を成すため適当な末端コネクタをねじ込む必要
があり、また燃料調量−噴射ユニットと、燃料ポンプ
と、圧力調整器との上に補形のネジ山要素を備える必要
がある。このような多数のネジ山要素の製造と組立てが
さらにコストを高める要因となる。さらに多数の燃料管
とガス管の取り付けにコストがかかる。さらにこのよう
な多数の燃料管とガス管は装置にとってマイナスであ
る。
またこのような多数の燃料管とガス管を使用すれば、
使用されたプラスチック管の弾性の結果、その断面と内
圧の変動を生じるので、供給燃料と供給ガスとの差圧の
制御が困難になるという操作上の欠点を示す。
自動車、船外エンジンなどの多くの用途においては、
機関とその付属品の物理的寸法が重要の要素である。機
関そのものの寸法を減少させる見込みは薄いので、この
エンジンの付属品が占める全体寸法を最小限に保持する
ことが重要である。
公知の燃料噴射装置の前述のような構造および動作と
コスト上の欠点を考慮して、本発明の目的はこのような
欠点を少なくとも減少させて、能率的操作を成し、製造
コストと設置コストとを低下する改良型燃料噴射装置を
提供するにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、ガス供給流路
と、燃料供給流路と、燃料戻し流路とが内部に形成され
た剛性の細長い一体部材を含み、前記の各流路は前記一
体部材の長手方に延在し、それぞれガス供給源、燃料供
給源および燃料戻し源に接続され、機関の各シリンダに
ついて少なくとも１個の燃料調量器と燃料噴射器が前記
一体部材に一体的に組合され、それぞれ燃料調量手段と
燃料噴射手段を含み、前記燃料調量手段は調量された燃
料量を前記燃料噴射手段に送るように構成され、各燃料
調量手段は使用中に燃料がこの調量手段の中を循環する
ように燃料供給流路および燃料戻し流路に連通し、また
各燃料噴射手段はガス流路と連通しまた機関のそれぞれ
のシリンダと直接に連通可能でありまたは各シリンダに
連通した誘引ダクトに連通可能であり、前記の各燃料噴
射手段は、シリンダまたは誘引ダクトと連通している時
に、ガス流路から供給されたガス中に同伴された調量燃
料の噴射を実施するように構成されている多シリンダ内
燃機関用の燃料噴射装置が提供される。
望ましくは、燃料供給流路中の燃料とガス供給流路中
のガスの差圧を所定範囲内に制御する圧力調整手段が前
記一体部材に組合わされる。好ましくは前記圧力調整手
段は戻し流路から燃料タンクへの燃料戻し流量を制御す
る事によって燃料供給流量中の燃料圧を調整する。好ま
しくは燃料供給流路に対する燃料送り圧は、圧力調整手
段が機関の実質的に全作動条件範囲内において燃料をタ
ンクに戻す事を要求されるように成される。これによ
り、調量手段を通しての燃料の循環が維持され、従って
燃料供給流量および戻し流量中の燃料蒸気の蓄積の可能
性を低減させる事ができる。このような蒸気の存在は、
排出制御に関連して蒸気操作の問題を生じる事は別とし
て、供給燃料と供給ガスとの間の所要の差圧の保持に役
立つ。
望ましくは、各調量手段は相互に離間された燃料導入
ポートと燃料出口ポートとを有し、また調量手段の本体
は細長い一体部材の中に、この一体部材の長手方に対し
て横方向に延在し、燃料導入ポートが燃料供給流路の中
に配置されまた燃料出口ポートが燃料戻し流路の中に配
置される。各調量手段の本体は燃料調量ポートを有し、
このポートを通して調量された燃料量が送出され、また
好ましくは各調量手段の本体はその調量ポートが燃料を
一体部材中のそれぞれの燃料キャビティの中に送るよう
に配置され、各燃料キャビティはガス供給流路と連通す
る。燃料キャビティは一体部材の中に形成する事がで
き、または一体部材中に延長された燃料噴射手段の一部
とする事ができる。
好ましくは、燃料噴射手段が一体部材の中に突入する
方向に対して傾斜した方向に調量手段本体が一体部材の
中に突入するように、燃料供給流路と燃料戻し流路およ
びガス流路が配置される。望ましくは各調量手段本体は
一体部材の中にその一方の側面から延在し、また各燃料
噴射手段の本体は一体部材の他の側面から延在して、調
量手段本体に対して大体直角に配置される。この構造は
燃料噴射装置の構成要素が最終機関組立体の全体寸法を
増大する程度を制限するのに役立つ。調量手段および／
または燃料噴射手段の本体の少なくとも一部が細長い一
体部材の中に配置されるからである。
好ましくは各燃料キャビティは、調量手段から調量さ
れた量の燃料を受けてこれを燃料噴射手段に送るように
一体部材の中に形成された通路である。望ましくは、こ
の構造において燃料は燃料キャビティの中に、燃料噴射
手段の上方レベルから送られるので、重力の作用で燃料
が燃料噴射手段に送られる。好ましくは燃料キャビティ
は、このキャビティへの燃料の入口の上方レベルにおい
てガス供給流量と連通しているので、ガス流路から燃料
噴射手段へのガスの流れがこの燃料噴射手段への燃料の
流れを促進する。燃料キャビティは、燃料の入口に対向
して、燃料の進入軌跡に対して傾斜した面を有するよう
に形成されているので、燃料はこの傾斜面からはねかえ
って燃料噴射手段に向かってそらされる。
前記のように多シリンダ機関のそれぞれのシリンダの
燃料調量−噴射手段に対して燃料とガスを供給する一体
的剛性部材を含む構造は、、組立てに際して必要とされ
る燃料管とガス管の数を実質的に減少させる。特に、調
量手段と燃料噴射手段全体に対して、燃料ポンプからの
１本の燃料供給管と予圧ガス源からの１本のガス供給管
のみを必要とする。また、余分の燃料をバイパスするた
めに一体部材から燃料タンクまで１本の燃料戻し管のみ
を必要とする。このような構造による実質的な外観の改
良のほか、弾性の燃料管およびガス管の数と長さの減少
は、これらの管の断面の変動とその内部の流体圧の変動
が調量精度に及ぼす影響を低下させる。さらに、必要な
燃料とガスの接続部の数が実質的に減少し、これはスペ
ースとコストの節約および漏れ可能区域の減少に役立
つ。
さらに、各シリンダにそれぞれ対応する複数の燃料噴
射手段を有する剛性の細長い一体部材を使用する事によ
り、この一体部材は、各燃料噴射手段をシリンダに対し
て組立体関係に締め付ける保持バーとして使用する事が
できる。このようにして各シリンダに対してそれぞれ燃
料噴射手段を固着するための個別のネジ孔を備える必要
がなくなり、また燃料噴射手段全部を機関に対して所要
の作動関係に保持するために剛性の細長い一体部材を燃
料噴射手段と機関に対して締め付けるネジ孔の数は小数
である。
調量−噴射ユニットの設計に際しては多くの作動要因
を考慮しなければならない。例えば、燃料の送り量を制
御する弁体および弁軸の重量、慣性負荷および弁のはね
返りが正確な調量の保持にとって重要な要因である。ま
た調量された燃料によって湿らされる表面積がサイクル
ごとに機関に送られる燃料の量の変動に影響し、調量さ
れた燃料の量の変化に対する機関の応答に影響する。ま
た、調量−噴射ユニットの過熱を防護する必要がある。
これは電気素子を破損しまた／あるいは燃料の蒸発その
他の燃料処理問題を生じるからである。
従って、小型でコンパクトであり、現代の機関につい
て要求される信頼度、精度および耐久性をもって作動す
る内燃機関に対して燃料を送る装置を提供する事が望ま
しい。
前記の構造においては、燃料噴射装置の動作に際して
多くの利点が得られる。管状弁軸など、燃料の内部通路
は、燃料が環状通路を通過させられる公知の構造と比較
して、調量点から機関ポートまでの燃料露出面積を減少
させる。燃料によって湿らされる表面積は、調量点にお
ける燃料送り率の変動と機関への燃料ポートにおける燃
料送り率の変動との間の遅れに影響する。各噴射サイク
ルにおいてまた燃料送り率の変化と共に、燃料が調量点
からポートまで通過する表面に固着した燃料膜の厚さが
変化する。従ってもし燃料と接触する表面積が縮小され
れば、燃料膜の厚さの変化によって影響される燃料の量
が減少する。これは機関の応答時間の改良と、サイクル
間に送られる燃料の量の変動による機関の不安定性の減
少をもたらす。
またソレノイド組合体などの電磁手段を噴射ポートと
調量点との間に配置する事は、調量点がソレノイドと噴
射ポートとの間に配置された従来の構造と比較して、利
点を示す。これによる弁軸の長さの短縮はその重量を減
少させ、弁軸の自然周波数を低下させ、従って弁の閉鎖
時に生じる弁体のはね返り量を低下させる。機関が高負
荷で作動している時に弁軸を通る燃料が比較的多量であ
る事は、ソレノイドの発熱率が高い時にこのソノレイド
に対して顕著な冷却効果を示す。
またソレノイド組合体を機関への噴射ポートと調量点
との間に配置し、ソレノイドが対称的外径を有する事
は、燃料噴射装置のこの部分またはその一部を機関のシ
リンダヘッドの中に陥没させる事ができ、これによって
機関−燃料噴射装置組合体の全高を低下させる事ができ
る。またこのような配置は、特に低燃料送り率の場合に
シリンダヘッドからの熱入力によって燃料の温度を上昇
させる事ができ、燃料の霧化を支援する。
（実施例） 以下、本発明による燃料噴射装置の実施態様を示す付
図について本発明をさらに詳細に説明する。
図１について述べれば、図示の３シリンダー２サイク
ル機関は基本的に通常構造であって、シリンダブロック
−クランクケースユニット１と、着脱自在のシリンダヘ
ッド２と、シリンダブロックの一方の側に配置された吸
気装置４およびシリンダブロックの他方の側に配置され
た排気装置５とを含む。機関の各シリンダについて１個
づつの点火プラグ７がシリンダヘッド１に対して取り付
けられている。シリンダヘッドの上側面の中心に、燃料
−空気レールユニット11が延在し、シリンダヘッドに対
して取り付けボルト８によって固着されている。
図２に図示の機関の燃料噴射装置は、各シリンダ用の
調量ユニット10と噴射ユニット12とを有する空気−燃料
供給レールユニット11を含む。レールユニット11は、内
部を長手方に延在する空気通路13と、燃料供給通路14
と、燃料戻し通路15とを備えた押しだし成形された要素
である。これらの通路はレールの各端部において閉鎖さ
れている。図１に図示のように、空気通路13と連通した
空気供給導管コネクタ９と、燃料供給通路14と連通した
燃料供給導管コネクタ６と、後述のように圧力調整器を
通して燃料戻し導管コネクタ15に接続した燃料戻し管３
とが適当な位置に配置されている。
燃料調量ユニット10は市販の機器であって、ここには
詳細に説明しない。適当な市販の調量ユニットは、ジェ
ネラルモータス社のロチェスタプロダクツディビジョン
から商標「Multec」で市販されているユニットである。
調量ユニット10の本体の中に燃料入口ポート16と燃料出
口ポート17が配備され、燃料はこれらのポートを通って
出入させ、また後述のように通路20に燃料を送るために
領域19に調量ノズルが配備されている。
調量ユニット10の本体18は、レールユニット11の外部
壁体21に設けられた横方向孔26の中に受けられ、この本
体18と孔26との間にＯリングシール22が配置され、また
空気通路13と燃料供給通路14との間の内部壁体25の孔27
と本体18との間に他のＯリングシール23が配置されてい
る。燃料通路20に対する調量ユニット10のノズル領域19
の相対位置は、本体18の凹部29の中に受けられたクラン
ププレート28によって制御される。クランププレート28
は、適当に配置されたボルトまたは止めネジ（図示され
ず）によって外側壁体21に対して保持されている。調量
ユニット10の本体18は外部壁体21を通り、通路14と15と
の間を通過し、34において狭い公差をもって嵌合するの
で、これらの通路間の燃料漏れは非常に制限される。
図３に図示の噴射ユニット12のハウジング30はその下
端から突出したスピゴット31を有し、その噴射ポート32
が内部キャビティ33を連通する。ポート32と協働するポ
ペット弁頭部34がその弁軸35に連結されている。この管
状の弁軸35は、その外周に等間隔に配置された案内リブ
36によってキャビティ33の中に滑動自在に支持されてい
る。
ハウジング30の中に、弁軸35と同軸的にソレノイドコ
イル40が配置され、ハウジング30の底部37とカバープレ
ート38との間に保持されている。弁軸35の上端に固着さ
れたソレノイド電機子41は間隙39によって示されるよう
に限られた軸方向運動を成し、バネ42によって上方に弾
発されて常態において弁頭部34をポート32の中に閉鎖状
態に保持する。弁軸35の下端に対向開口43が備えられ
て、弁軸35の内部とキャビティ33との間を常時連通す
る。ソレノイドコイル40を励磁すると、電機子41が下方
に引っ張られて間隙39を閉鎖し、弁軸35と弁頭部34とを
移動させてポート32を開く。
ハウジング30の上端にあるカバープレート38はレール
ユニット11の孔45の中に受けられ、電機子41の上端の孔
48がレール11に取り付けられた管46を受ける。管46は、
レールユニット11の内部壁体25の中に形成された燃料通
路20の中に密封プレスばめされ、燃料を燃料通路20から
弁軸35の開放上端の中に送る。
レールユニット11の内部壁体25の孔27の中に配置され
た調量ユニット10の末端に対して、空気流量制御リング
75が取り付けられている。このリング75の環状フランジ
74が調量ユニット本体18上に嵌合している。フランジ74
の外側面に備えられた環状溝77が通路78と連通し、また
一連の開口79を通してリング75の内部キャビティ80と連
通している。図４に図示のように、リング75の末端はつ
ば82によって画成された中心燃料通路81を有し、このつ
ば82は３本の等間隔に配置されたアーム84によってリン
グ75の外周部に対して固着されている。リング75の外周
部と、中央カラー82と、３本のアーム84とによって画成
されるスペースは、空気通路13から空気を流すための弧
状開口85を成す。
図２に図示のように、通路88は空気通路13を中央カラ
ー82の周囲の環状キャビティ80と連通させ、従って空気
通路13から空気がこの通路88と弧状開口85とを通り、リ
ング75の内部キャビティ80の中に入る事ができる。つぎ
にこの空気はノズル領域19の近傍を通って、つば82の中
の燃料通路81に入る。従って、この燃料噴射装置が作動
する時、空気は空気通路13から流入して、調量された燃
料を出す調量ユニット10のノズル領域19の周囲を放射方
向内側に流れ、つぎに通路81を通って通路20の中に軸方
向に入り、つぎに管46を通って弁軸35の中空内部の中に
入る。この型の空気流は、通路88から空気通路13の中へ
の逆流による燃料損失を禁止する。
環状溝77、開口79および通路78は、空気通路13からカ
バープレート38の孔49の中への実質的に高速されいない
空気流路を提供する。空気はこの孔49から中空弁軸35の
中に入り、電機子41の外側面とスリーブ47との間を通過
し、さらに間隙39を通って、キャビティ33の中に入る。
空気通路13とキャビティ33との間の連通により、燃料が
電機子41の近傍を通過してキャビティ33の中に集積しま
たはキャビティ33から逆流する事を防止するに十分な空
気流と空気圧をキャビティ33の中に保持する事ができ
る。キャビティ33の中に燃料が溜まったりキャビティか
ら燃料が逆流したりすると内燃機関の燃料調量の精度を
低下させる。
スリーブ47は、カバープレート38の孔49の底面上に着
座するために外側に突出したフランジ58を有する。スリ
ーブ47の下端は、ハウジング30のネック50とスピゴット
31の延長部51との間に配置されている。これらの３成分
が重なり合い区域において相互に溶接され燃料および空
気に対して密封をなす接合部を形成する。
前記の装置は多シリンダ機関上に使用され、それぞれ
シリンダについて１つづつの調量ユニット10と噴射ユニ
ット12とを組立てられた単一の空気−燃料レールユニッ
ト11を有する。図５に図示のように噴射ユニット12のス
ピゴット31がシリンダヘッド２の適当な有段孔57の中に
受けられ、ポート32を通して送られた燃料が直接にシリ
ンダ燃焼室44の中に入る。スピゴット31の中に配置され
たシールリング６がシリンダヘッドの適当面に対して当
接封止する。ボルト８などの適当な締め付け部材がレー
ルユニット11をシリンダヘッド２に対して固着するため
に備えられているので、レールユニット11は噴射ユニッ
ト12に対して組立てられ、またこの噴射ユニット12がシ
リンダヘッド２に対して組立てられている。孔49の中に
配置されたＯリング52がレールユニット11とスリーブ47
のフランジ58との間の密封をなし、レールユニット11と
噴射ユニット12との間の燃料および空気の漏れを防止す
る。
図５に図示のように、シリンダヘッド２は、冷媒キャ
ビティおよび通路53,54,55と、点火プラグ開口56とを有
する。有段孔57の中に受けれた噴射ユニット12はそのハ
ウジング30の一部を冷媒キャビティ54内部に配置させて
いるので、噴射ユニット12を直接冷却し、ソレノイドコ
イル40の発生する熱を消散させ、また燃焼室から噴射ユ
ニットおよび調量ユニットへの伝熱を制限する。
図８において、図２について説明した空気制御リング
75の変形構造を示す。図８の構造においては、燃料制御
リング74とつば82の代わりに、スリーブ110と案内管114
が使用される。
スリーブ110は前記の構造の変形である事を注意しな
ければならない。スリーブ110はレールユニット11の孔1
11の中に密接にまたは軽度に締りばめされ、調量ユニッ
ト10の一部109がスリーブ110の中に密接に嵌合されてい
る。Ｏリング112は燃料供給通路14からの燃料漏れを防
止する。
調量ユニット10の送りノズル113は、スリーブ110と一
体的に形成された燃料案内管114と整列配置され、調量
された燃料を燃料キャビティ120の中に送る。この燃料
噴射ユニット12はこのキャビティ120と連通して燃料を
受け、図２の噴射ユニットと同一の構造である。
キャビティ120は、孔121と、燃料案内管114を包囲す
る環状管案内通路122と、その間の弧状通路124とを通し
て空気通路13に連通している。孔121と、環状通路122の
外側壁体は、燃料調量ユニット10とスリーブ110を組み
立てる前に穿孔された平行孔によって形成され、また弧
状通路124はこれら二つの孔の間の壁体の一部を機械加
工する事によって形成する。これらの加工操作の結果、
二つの孔の中間に壁体部分125が保持され、燃料案内管1
14の一部に重なり、また180゜の円弧の部分円錐面126が
形成されている。キャビティ120、孔121、環状通路122
および弧状通路124は調量ユニット10と噴射ユニット12
に対してそれぞれ別個に配置されるが、燃料供給通路、
戻し通路14,15および空気供給通路13は全てのユニット
に対して共通である。表面126の傾斜面は、燃料を環状
通路122の方に向かって跳ね返すよりは、噴射ユニット1
2の方に向かって指向する。
使用中に燃料噴射段階において、空気通路13から、孔
121、弧状通路124および環状通路122を通ってキャビテ
ィ120の中に、またこのキャビティ120から燃料噴射ユニ
ット12の中への空気流が存在する。この空気流は調量ユ
ニット10によってキャビティ20の中に送られた燃料を燃
料噴射ユニット12の中に送り、このユニットを通して機
関に送る。
機関の中への燃料の噴射の開始前に、すなわち空気通
路13からキャビティ120の中への空気流が実質的に存在
しない時に、燃料またはその一部をキャビティ120の中
に送る事は異常でない。孔121および通路122,124の前記
の構造は、キャビティ120から空気通路13への逆流の傾
向のある燃料に対して曲がりくねった通路を与えるよう
に構成されている。また調量ユニット10から出た後にキ
ャビティ120の壁面から跳ね返る燃料滴は、キャビティ1
20または環状通路122の他の壁面に衝突してその動エネ
ルギーを失いまた／あるいは空気通路13の中への燃料の
脱出を防止する通路に指向される可能性が高い。キャビ
ティ120から空気通路13に燃料が入る唯一の通路として
の環状通路122を使用する事は、キャビティの中への空
気の比較的無制限な流量を保証すると共に、逆方向の燃
料滴に対して狭い開口を示す利点を持っている。
図２のキャビティ20または図８のキャビティ120から
空気通路13へ燃料の脱出を防止する事により、機関に対
する燃料の調量の精度が改良され、その結果機関の燃料
効率と排気制御が改良され、また空気通路中の燃料集積
の問題およびその掃除の問題を避ける事ができる。
キャビティ20の中に存在する空気圧、実質的に空気通
路13の中の圧力に等しい空気圧に対抗して燃料を調量ユ
ニット10からキャビティ20の中に送る際に、所要の調量
度をうるために、空気圧に対して燃料圧を調整する必要
がある。単一のレールユニット11の中に複数の調量ユニ
ットと噴射ユニットが組み込まれているからであるか
ら、このレールユニット11の中に組み込まれた単一の調
整器によって全ての調量ユニットおよび噴射ユニットに
ついて所用の圧力調整を行う事ができる。
この調整ユニットの代表的構造を図６に示す。調整ユ
ニット60の本体61は、スエージングされたフランジ64に
よって相互に固着された燃料部分62と空気部分63とを有
する。燃料部分62は孔56の中に密封嵌合され、この孔56
はレールユニット11の外側壁体21を通過し、また燃料供
給通路14と燃料戻し通路15との間の壁体74を通して延在
する。燃料戻し通路15は、燃料部分62の外周壁体のアパ
チュア59を通してその中空内部と連通する。本体61の燃
料部分62とレールユニット11の壁体との間にＯリングシ
ール65が配置される。また燃料部分62は燃料供給通路14
と通気通路13との間の壁体25の中に部分的に突入し、空
気部分63は壁体25の他の部分を通して空気通路13の中ま
で延在する。
燃料部分62と空気部分63の対向ショルダの間に隔膜66
が締め付けられて燃料と空気との障壁を成しているが、
隔膜として正常にたわむ事ができる。この隔膜66に固着
された加圧プレート68に対して予圧バネ67が作用し、こ
のバネによって加えられる圧力が調整プラグ60によって
制御される。このプラグは開口を備えて、空気通路13を
空気部分63の内部と連通する。
加圧プレート68は弁ディスク70を担持し、この弁ディ
スクはポートスリーブ71と協働し、このポートスリーブ
がポート72を画成している。本体61は適当なネジ孔73を
有し、このネジ孔に対して燃料戻し管３がねじ込まれ
て、放出された燃料を燃料タンクに戻す。図７において
さらに詳細に示されるように、弁本体70は一体的球形ヘ
ッド90を備え、このヘッド90は加圧プレート68の円錐形
キャビティ91の中に受けられる。ヘッド90は保持プレー
ト92によって組立位置に保持され、この保持プレートは
その外周に沿って加圧プレート68のスエージングされた
リム93によって固定される。保持プレート92は中心開口
94から外周に向かって拡大するみぞ穴を有し、弁ディス
ク70のネック部分95を受ける。バネ96が球形ヘッド90を
保持プレート92の方に弾発して弁ディスク70を定心す
る。この構造は、ポートスリーブ71に対する弁ディスク
70の密封精度を改良する。
前記の圧力調整器の構造はポートスリーブ71を隔膜66
に固着し、弁ディスクを固定するように変更する事もで
きる事は明らかである。
使用中に燃料圧が隔膜66に対する空気圧とバネ67の負
荷との結合作用による圧力以下であれば、弁プレート70
はポート72を閉じる図示の位置に留まる。しかしもし燃
料圧が隔膜66に対する空気圧とバネ67の結合負荷以上の
レベルに上昇すれば、隔膜が図において右方に片寄らさ
れて、弁ディスク70を移動させポート72を開く。ポート
72を通して放出される燃料が燃料タンクに戻される。
前記の構造の結果、圧力調整器が実質的にレールユニ
ット11の限界内部に収容され、機関および燃料噴射装置
の全体寸法の増大を生じない。またこの構造において、
レールユニット内部に保持された燃料が調整器の動作か
ら生じる圧力変動を減衰させる。
前記の燃料噴射装置は、２サイクル機関または４サイ
クル機関を含めて任意の型の内燃機関について使用する
事ができる。前述の燃料噴射装置を含む機関は、特にあ
らゆる形式の乗り物用機関、特に航空機、陸上車両およ
び船舶の機関、および船外機関に適当である。
図面の簡単な説明 図１は本発明の燃料噴射装置を取り付けられた代表的
シリンダ機関の斜視図、図２は燃料−ガスレールの調量
ユニットおよび噴射ユニットの位置における横方向断面
図、図３は燃料噴射ユニットと隣接の燃料−ガスレール
部分の軸方向断面図、図４は図２の４−４線に沿った空
気制御リングの断面図、図５はシリンダヘッドと燃料−
ガスレールおよびその上に設置された調量ユニットおよ
び噴射ユニットの部分断面図、図６は燃料−ガスレール
に取り付けられた圧力調整器の断面図、図７は図６の７
−７線に沿った圧力調整器の部分断面図、また図８は燃
料と空気を燃料キャビティの中に送る他の構造を示す部
分断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 67/02 Ｆ０２Ｍ 67/02 67/12 67/12 (72)発明者 レイトン，サム ラツセル オーストラリア連邦ウエスターン、オー ストラリア州、ネッドランズ、マリタ、 ロード、46 (72)発明者 セイアー，クリストファー ネビル フ ランシス オーストラリア連邦ウエスターン、オー ストラリア州、フアーンデール、バーサ リア、クレセント、41 (72)発明者 ハース、アルバート ラリー アメリカ合衆国ミシガン州、キャス シ ティ、エス．シーガーストリート、4243 (56)参考文献 特開 昭59−70872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−70873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−126269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−88866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−258160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−167071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−104154（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−35555（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3125078（ＵＳ，Ａ)

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料供給流路（14）とガス供給流路（13）
    が内部に形成された細長い剛性の単一部材（11）を有
    し、上記各流路は上記単一部材の長手方向に延在し、上
    記燃料供給流路は燃料供給源に接続され、エンジンの各
    シリンダのための燃料調量ユニット（10）が燃料供給路
    に直接連通され、複数のノズルがガス流路とそれぞれ接
    続されており、各ノズルが、調量された燃料が燃料調量
    ユニットによってノズル内に排出され、ガス供給流路か
    らノズルを経て流通するガス中に混合されるように各燃
    料調量ユニットに対して配設されている多シリンダ内燃
    機関用の燃料噴射装置において、 上記ガス供給流路（13）は圧縮空気源に接続され、 前記各ノズルはエンジンの各シリンダに直接燃料を排出
    するように配設された燃料噴射ユニット（12）からな
    り、 各燃料噴射ユニット（12）はガス供給流路（13）から離
    間され、連続的に加圧されたガスを上記燃料噴射ユニッ
    トに供給するようにガス供給流路（13）に接続されてお
    り、 上記各燃料噴射ユニット（12）は各燃料調量ユニット
    （10）からそれぞれ調量された燃料を受け取るように配
    設され、 さらに各燃料噴射ユニットは、燃料調量ユニットによっ
    て燃料噴射ユニットに燃料が送出されるタイミングに関
    係なしに、エンジンのシリンダに送出されるタイミング
    を制御するように作動可能な弁装置（32,34）を有する ことを特徴とする燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】各燃料調量ユニットおよび燃料噴射ユニッ
    ト（11,12）と協働するように単一の部材（11）内にそ
    れぞれ燃料キャビティ（80）が配設され、その燃料キャ
    ビティ（80）は燃料調量ユニット（10）から送られた調
    量された燃料を受けるように配置され、燃料噴射ユニッ
    トと連通されるとともに、ガス流路（13）と連通され、
    それにより燃料噴射ユニット（12）がエンジンと連通し
    ているとき、ガス流路（13）からのガスが燃料キャビテ
    ィ（80）および燃料噴射ユニット（12）を経て流れ調量
    された燃料をエンジンシリンダに移送することを特徴と
    する、請求項１記載の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】燃料調量ユニット（10）から燃料キャビテ
    ィ（80）に延びる通路（81）を有し、その通路（81）は
    調量された燃料が燃料調量ユニット（10）から通路（8
    1）を経て燃料キャビティ（80）内に流通するように配
    設されていることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴
    射装置。
  4. 【請求項４】燃料の入口位置に隣接してガス通路（13）
    と連通する通路（88）を有し、その通路（88）を通って
    ガスが流れ燃料キャビティ（80）に流入することを特徴
    とする、請求項３記載の燃料噴射装置。
  5. 【請求項５】通路（88）は燃料キャビティ（80）の壁体
    の開口を通して延在し、その通路（88）は前記開口と共
    に前記通路（88）の周囲に環状通路を画成し、前記環状
    通路がガス通路（13）と燃料キャビティ（80）との間を
    連通して、ガスが前記環状通路を通って燃料キャビティ
    （80）内に流れることを特徴とする請求項３または４に
    記載の燃料噴射装置。
  6. 【請求項６】燃料キャビティ（80）はその中への燃料入
    口に対向する位置に傾斜面（126）を備えるように形成
    され、前記傾斜面はこの傾斜面からはね返る燃料が燃料
    噴射ユニット（12）に向かって指向されるように燃料の
    進入軌道に対して傾斜されていることを特徴とする請求
    項４に記載の燃料噴射装置。
  7. 【請求項７】ガスキャビティ（85）が通路（81）の周囲
    に配備され、前記ガスキャビティ（85）がガス流路（1
    3）と連通し、またガスキャビティ（85）を通路（81）
    内と連通する開口（79）が通路の外周に沿って燃料噴射
    ユニットに隣接して配備されていることを特徴とする請
    求項４に記載の燃料噴射装置。
  8. 【請求項８】燃料噴射ユニット（12）の弁がエンジンの
    各シリンダとガス通路（13）間を直接連通させるため選
    択的に開くことができる弁（34,35）からなることを特
    徴とする、請求項２乃至７のいずれかに記載の燃料噴射
    装置。
  9. 【請求項９】燃料噴射ユニット（12）は、一端に弁で制
    御される噴射ポート（32）を有する軸方向の穴を有し、
    他端において単一の部材（11）内の燃料キャビティと直
    接連通する本体を有し、その本体内に軸方向の穴と同軸
    的に設けられ、前記噴射ポート（32）を選択的に開閉作
    動可能な電磁装置（40,41）を有することを特徴とす
    る、請求項８記載の燃料噴射装置。
  10. 【請求項１０】単一の部材（11）に設けられている燃料
    供給流路と燃料戻し流路は（14,15）その間の第１内部
    壁体と隣接する関係に設けられ各燃料調量ユニットは相
    互に離間された燃料導入ポートと燃料排出ポート（16,1
    7）とを有する本体を備え、また燃料調量ユニットは前
    記単一部材の外部壁体と燃料供給通路（14）と連通する
    燃料導入ポート（16）および燃料戻し流路と連通する燃
    料排出ポート（17）を有する前記第１の内部壁体とを貫
    通する本体により単一部材（11）に装着されていること
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃料噴
    射装置。
  11. 【請求項１１】各燃料噴射ユニット（12）は前記単一部
    材（11）に対してこの単一部材（11）の端壁（21）か
    ら、燃料調量ユニット（10）の本体（18）の挿入方向に
    対して傾斜する方向に突出するように取り付けられてい
    ることを特徴とする請求項10に記載の燃料噴射装置。
  12. 【請求項１２】燃料噴射ユニット（12）は、燃料調量ユ
    ニット（10）が前記単一部材（11）の中に挿入される方
    向に対して直角方向に突出することを特徴とする請求項
    10に記載の燃料噴射装置。
  13. 【請求項１３】外部壁体と第１内部壁体がほぼ平行であ
    って、燃料調量ユニット（10）の本体が前記外部壁体と
    第１内部壁体に対してほぼ直角に延在していることを特
    徴とする請求項10乃至12のいずれかに記載の燃料噴射装
    置。
  14. 【請求項１４】単一部材中の第２内部壁体が燃料供給流
    路（14）をガス流路（13）から分離し、燃料キャビティ
    （80）が少なくとも部分的に前記第２内部壁体の中に形
    成され、また燃料調量ユニットの本体（18）が前記第２
    内部壁体の中まで延在して燃料キャビティ（80）と連通
    し、この燃料キャビティに燃料を送ることを特徴とする
    請求項10乃至13のいずれかに記載の燃料噴射装置。
  15. 【請求項１５】燃料噴射ユニット（12）は、燃料調量ユ
    ニット（10）が単一部材（11）内に突出している方向と
    直角に突出していることを特徴とする、請求項14記載の
    燃料噴射装置。
  16. 【請求項１６】ガス流路（13）および燃料供給流路と燃
    料戻し流路（14,15）のいずれかと連通するように前記
    単一部材（11）の中に設けられた圧力調整器（60）を含
    み、この圧力調整器（60）は使用中にガス流路中のガス
    と燃料供給流路中の燃料との間に所定の差圧を保持する
    ようにしたことを特徴とする請求項10に記載の燃料噴射
    装置。
  17. 【請求項１７】前記の圧力調整器（60）は、前記所定の
    差圧を保持するため、燃料戻し流量（15）から燃料タン
    クへの燃料の流量をガス流路中のガス圧に対して調整す
    るように構成されていることを特徴とする請求項16に記
    載の燃料噴射装置。
  18. 【請求項１８】燃料噴射ユニット（12）は一端に排出ポ
    ート（32）を制御する弁を有する軸方向孔を有する本体
    を含み、他端において前記単一部材（11）中の燃料キャ
    ビティ（80）と連通し、また前記本体の中に同軸的に取
    り付けられ前記排出ポート（32）を選択的に開閉させる
    電磁装置を含むことを特徴とする請求項２乃至17のいず
    れかに記載の燃料噴射装置。
  19. 【請求項１９】排出ポート（32）を制御する弁は、この
    排出ポート（32）に封止係合する弁体（34）と、一端に
    おいて前記弁体（34）に固着され前記軸方向孔に沿って
    同軸的に延在する中空弁軸（35）と、燃料キャビティ
    （80）から燃料を前記中空弁軸（35）の他端の中に送る
    手段（20）とを含むことを特徴とする請求項18に記載の
    燃料噴射装置。
  20. 【請求項２０】電磁装置（40,41）は、中空弁軸（35）
    の周囲に同心的に配置された固定ソレノイドコイル（4
    0）と、前記中空弁軸（35）の前記他端に隣接して固着
    された電機子（41）とを含むことを特徴とする請求項19
    に記載の燃料噴射装置。
  21. 【請求項２１】中空弁軸（35）はその壁体中に弁体（3
    4）に隣接して開口（43）を備え、燃料を中空弁軸（3
    5）の内部から軸方向孔の中に送出して排出ポート（3
    2）から排出させることを特徴とする請求項19または20
    に記載の燃料噴射装置。
  22. 【請求項２２】中空弁軸（35）を通しての流体連通とは
    別個に、燃料噴射ユニットの本体中の軸方向孔をガス流
    路と連通する手段を備え、排出ポート（32）を通して燃
    料を排出する間に、前記連通手段と前記軸方向孔とを通
    して排出ポート（32）に追加的にガスを流すことを特徴
    とする請求項19または20に記載の燃料噴射装置。
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