JP2761422B2 - 燃料噴射式エンジン - Google Patents
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- engine
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- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0635—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
- F02M51/0642—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto
- F02M51/0653—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve
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- F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
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- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/08—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料噴射式エンジンに係り、特に、燃料を加
圧空気とともに例えばエンジン燃焼室内に噴射する、い
わゆる空気アシスト式の燃料噴射式エンジンに関する。
圧空気とともに例えばエンジン燃焼室内に噴射する、い
わゆる空気アシスト式の燃料噴射式エンジンに関する。
［従来の技術］ 従来、この種の燃料噴射式エンジンとして、燃焼室に
燃料噴射ノズルが臨み、このノズルの開口端部にポペッ
ト式の開閉弁が設けられ、この開閉弁の弁座に燃料吐出
口が開口し、開閉弁の上流から加圧空気が導入される構
造のものがある（内燃機関Vol.10 No.116、1971.11）。
この燃料噴射式エンジンでは、開閉弁の開弁時に弁座と
の間に形成される通路を流れる加圧空気の流速に基いて
負圧が発生して燃料が通路内に吸引され、燃料が加圧空
気とともに燃焼室内に噴射されるようになっている。
燃料噴射ノズルが臨み、このノズルの開口端部にポペッ
ト式の開閉弁が設けられ、この開閉弁の弁座に燃料吐出
口が開口し、開閉弁の上流から加圧空気が導入される構
造のものがある（内燃機関Vol.10 No.116、1971.11）。
この燃料噴射式エンジンでは、開閉弁の開弁時に弁座と
の間に形成される通路を流れる加圧空気の流速に基いて
負圧が発生して燃料が通路内に吸引され、燃料が加圧空
気とともに燃焼室内に噴射されるようになっている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、この開閉弁の開弁時における通路は、加圧
空気の通路のうち再狭部になっており、よってこの通路
断面積は加圧空気の流速および流量の変化に大きな影響
を与え、ひいては、燃料流量に大きな影響を与える。通
常開閉弁は予め定められたストロークで開閉作動する
が、該開閉弁のリフト量は堆積物など種々の要因で経時
的に変化し得る。よって、この開閉弁のリフト量が変化
すると開閉弁と弁座との間の開弁時における通路断面積
が変化することになり、燃料流量が変動する結果をもた
らす。このように、開閉弁のリフト量の変動が生じた場
合、燃焼室に供給される燃料流量が変動することにな
り、エンジン性能に悪影響を及ぼすという問題がある。
なお、多気筒エンジンの場合、各気筒における開閉弁の
リフト量を全て同一にすることは極めて困難であり、従
って各気筒における燃料流量の変動を余儀なくされてい
る。
空気の通路のうち再狭部になっており、よってこの通路
断面積は加圧空気の流速および流量の変化に大きな影響
を与え、ひいては、燃料流量に大きな影響を与える。通
常開閉弁は予め定められたストロークで開閉作動する
が、該開閉弁のリフト量は堆積物など種々の要因で経時
的に変化し得る。よって、この開閉弁のリフト量が変化
すると開閉弁と弁座との間の開弁時における通路断面積
が変化することになり、燃料流量が変動する結果をもた
らす。このように、開閉弁のリフト量の変動が生じた場
合、燃焼室に供給される燃料流量が変動することにな
り、エンジン性能に悪影響を及ぼすという問題がある。
なお、多気筒エンジンの場合、各気筒における開閉弁の
リフト量を全て同一にすることは極めて困難であり、従
って各気筒における燃料流量の変動を余儀なくされてい
る。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、開閉弁のリフト量が経時的に変動
を来しても、供給される燃料流量に影響を与えないよう
にし、これによってエンジン性能の安定を図る燃料噴射
式エンジンを提供するにある。
目的とするところは、開閉弁のリフト量が経時的に変動
を来しても、供給される燃料流量に影響を与えないよう
にし、これによってエンジン性能の安定を図る燃料噴射
式エンジンを提供するにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、燃料を
加圧空気とともに開閉弁を介して噴射する燃料噴射式エ
ンジンにおいて、開閉弁の開弁時における通路断面積よ
りも小さい一定の通路断面積を有する絞り部を、開閉弁
の上流の空気通路に設け、燃料を該空気通路に供給する
よう構成したものである。
加圧空気とともに開閉弁を介して噴射する燃料噴射式エ
ンジンにおいて、開閉弁の開弁時における通路断面積よ
りも小さい一定の通路断面積を有する絞り部を、開閉弁
の上流の空気通路に設け、燃料を該空気通路に供給する
よう構成したものである。
［作用］ 開閉弁の上流の空気通路に、開閉弁の開弁時における
通路断面積よりも小さい一定の通路断面積を有する絞り
部が存在するので、例え開閉弁のリフト量が変動しても
絞り部の通路断面積が一定であってこの絞り部が空気通
路の中で最狭部を提供するので、この絞り部を流れる加
圧空気によって発生する負圧の変化は極めて少なくな
る。従って、開閉弁の開弁時間や燃料の供給圧力などが
一定であれば、この一定の通路断面積を有する絞り部に
よって燃料流量が決定されるので、燃料流量が一定に保
持され、エンジン性能も確保することができる。
通路断面積よりも小さい一定の通路断面積を有する絞り
部が存在するので、例え開閉弁のリフト量が変動しても
絞り部の通路断面積が一定であってこの絞り部が空気通
路の中で最狭部を提供するので、この絞り部を流れる加
圧空気によって発生する負圧の変化は極めて少なくな
る。従って、開閉弁の開弁時間や燃料の供給圧力などが
一定であれば、この一定の通路断面積を有する絞り部に
よって燃料流量が決定されるので、燃料流量が一定に保
持され、エンジン性能も確保することができる。
［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。
第１図には船舶推進機用エンジンとして使用されるの
に好適ないわゆる筒内噴射式の２サイクルエンジンの全
体構成が模式的に示されている。符号10で示すのがエン
ジン全体であり、２サイクルエンジンとして周知のよう
に、シリンダブロック12に形成された排気ポート13およ
び掃気通路14をピストン16が往復動することにより開閉
する。ピストン16はコンロッド17を介してクランク軸18
に接続される。クランク軸18を収納するクランク室20に
は、リード弁22を備えた吸気通路24が臨み、吸気通路24
内にはスロットル弁25が配置される。シリンダヘッド26
には点火プラグ28と、噴射ノズル30を備えた燃料噴射装
置31が設けられ、点火プラグ28および噴射ノズル30は燃
焼室32に臨んでいる。燃料噴射装置31にはクランク軸18
によって駆動されるエアコンプレッサ34からの加圧空気
が管路35を介して導入され、この燃料噴射装置31に導入
される加圧空気はレギュレータ36によって調圧され、余
剰の加圧空気は管路37を介して前記吸気通路24に戻され
る。燃料噴射装置31には、さらに燃料タンク40からの燃
料が燃料ポンプ41によって加圧され、ダンパー42によっ
て脈動を制御された後、管路43を介して導入され、その
燃料圧力はレギュレータ44によって調圧されるとともに
余剰の燃料は燃料タンク40に戻される。なお燃料噴射装
置31は制御器46により制御され、この制御器46は周知の
ように前記点火プラグ28の点火時期も制御する。
に好適ないわゆる筒内噴射式の２サイクルエンジンの全
体構成が模式的に示されている。符号10で示すのがエン
ジン全体であり、２サイクルエンジンとして周知のよう
に、シリンダブロック12に形成された排気ポート13およ
び掃気通路14をピストン16が往復動することにより開閉
する。ピストン16はコンロッド17を介してクランク軸18
に接続される。クランク軸18を収納するクランク室20に
は、リード弁22を備えた吸気通路24が臨み、吸気通路24
内にはスロットル弁25が配置される。シリンダヘッド26
には点火プラグ28と、噴射ノズル30を備えた燃料噴射装
置31が設けられ、点火プラグ28および噴射ノズル30は燃
焼室32に臨んでいる。燃料噴射装置31にはクランク軸18
によって駆動されるエアコンプレッサ34からの加圧空気
が管路35を介して導入され、この燃料噴射装置31に導入
される加圧空気はレギュレータ36によって調圧され、余
剰の加圧空気は管路37を介して前記吸気通路24に戻され
る。燃料噴射装置31には、さらに燃料タンク40からの燃
料が燃料ポンプ41によって加圧され、ダンパー42によっ
て脈動を制御された後、管路43を介して導入され、その
燃料圧力はレギュレータ44によって調圧されるとともに
余剰の燃料は燃料タンク40に戻される。なお燃料噴射装
置31は制御器46により制御され、この制御器46は周知の
ように前記点火プラグ28の点火時期も制御する。
第２図には前記燃料噴射装置31の一実施例の具体的な
構造が示されている。燃料噴射装置31は、主として、空
気噴射器48と、燃料噴射器50と、を燃料噴射装置31の本
体に組み付けることにより構成され、空気噴射器48に前
記燃焼室に臨む噴射ノズル30が連結されてこの噴射ノズ
ル30が燃料噴射装置31の本体から突出している。噴射ノ
ズル30の口元部にポペット型の開閉弁52が配置され、こ
の開閉弁52の弁棒53は噴射ノズル30内を第２図の上方に
延在し、空気噴射器48内の上部で終端している。この弁
棒53の上部にストッパ54および可動部材56が固定され、
縮装されたコイルばね58が可動部材56を介して弁棒53を
上方に付勢し、これにより開閉弁52を閉じる方向に付勢
している。60はソレノイドコイルであり、このソレノイ
ドコイル60がコネクタ61を介して励磁されることによ
り、可動部材56はコイルばね58の付勢力に抗して第２図
の下方へ下降し、弁棒53を介して開閉弁52を開弁する。
ここで、開弁時においてストッパ54がプレート62に当接
することにより、開閉弁52の最大ストローク、すなわち
リフト量が決定される。64は加圧空気の導入口であり、
空気噴射器48本体ならびに噴射ノズル30の内周と弁棒53
の外周との間の空気通路66に加圧空気を導入する。
構造が示されている。燃料噴射装置31は、主として、空
気噴射器48と、燃料噴射器50と、を燃料噴射装置31の本
体に組み付けることにより構成され、空気噴射器48に前
記燃焼室に臨む噴射ノズル30が連結されてこの噴射ノズ
ル30が燃料噴射装置31の本体から突出している。噴射ノ
ズル30の口元部にポペット型の開閉弁52が配置され、こ
の開閉弁52の弁棒53は噴射ノズル30内を第２図の上方に
延在し、空気噴射器48内の上部で終端している。この弁
棒53の上部にストッパ54および可動部材56が固定され、
縮装されたコイルばね58が可動部材56を介して弁棒53を
上方に付勢し、これにより開閉弁52を閉じる方向に付勢
している。60はソレノイドコイルであり、このソレノイ
ドコイル60がコネクタ61を介して励磁されることによ
り、可動部材56はコイルばね58の付勢力に抗して第２図
の下方へ下降し、弁棒53を介して開閉弁52を開弁する。
ここで、開弁時においてストッパ54がプレート62に当接
することにより、開閉弁52の最大ストローク、すなわち
リフト量が決定される。64は加圧空気の導入口であり、
空気噴射器48本体ならびに噴射ノズル30の内周と弁棒53
の外周との間の空気通路66に加圧空気を導入する。
空気通路66の開閉弁52よりも上流側であって弁棒53の
略中央部に、該弁棒53の軸方向に所定の長さを有する大
径部68が一体的に形成されている。従って、この大径部
68の外周に、開閉弁52の開閉に係りなく、かつ開閉弁52
のリフト量に係りのない通路断面積を有する絞り部70が
形成される。この絞り部70の通路断面積を決定すべく、
大径部68の外周位置に筒体72が配置されており、この筒
体72は絞り部70に向けて半径方向に開口する燃料ポート
74を有している。ここで絞り部70の通路断面積は、開閉
弁52の開弁時における開閉弁52とその弁座との間の通路
面積よりも小さく決定されている。
略中央部に、該弁棒53の軸方向に所定の長さを有する大
径部68が一体的に形成されている。従って、この大径部
68の外周に、開閉弁52の開閉に係りなく、かつ開閉弁52
のリフト量に係りのない通路断面積を有する絞り部70が
形成される。この絞り部70の通路断面積を決定すべく、
大径部68の外周位置に筒体72が配置されており、この筒
体72は絞り部70に向けて半径方向に開口する燃料ポート
74を有している。ここで絞り部70の通路断面積は、開閉
弁52の開弁時における開閉弁52とその弁座との間の通路
面積よりも小さく決定されている。
この実施例では、燃料噴射器50は前記空気噴射器48と
略直角方向に配置され、その先端の燃料ノズル76は、前
記筒体72の燃料ポート74に連通するように開口してい
る。なお78は燃料噴射器50に対する燃料の導入口であ
る。
略直角方向に配置され、その先端の燃料ノズル76は、前
記筒体72の燃料ポート74に連通するように開口してい
る。なお78は燃料噴射器50に対する燃料の導入口であ
る。
以上の構成により、ソレノイドコイル60が通電されて
可動部材56がコイルばね58の付勢力に抗して下方に移動
し、開閉弁52を開くことにより、導入口64からの加圧空
気が絞り部70を通過し、その通過時に発生する負圧によ
り燃料ノズル76から噴射する燃料が円滑に空気通路66内
に導入され、開閉弁52の位置からエンジン燃焼室に噴射
される。ここで、開閉弁52と噴射ノズル30の弁座との間
に堆積物が溜るようなこと等の理由で開閉弁52の開弁時
におけるリフト量が変化しても、少なくとも絞り部70の
通路断面積は該リフト量に影響されずに一定であり、か
つ開弁時における開閉弁52回りの通路断面積よりも小さ
い。よって、燃料噴射器50の燃料ノズル76からの燃料流
量、ひいては噴射ノズル30から燃焼室に噴射される燃料
流量は一定に保たれる。
可動部材56がコイルばね58の付勢力に抗して下方に移動
し、開閉弁52を開くことにより、導入口64からの加圧空
気が絞り部70を通過し、その通過時に発生する負圧によ
り燃料ノズル76から噴射する燃料が円滑に空気通路66内
に導入され、開閉弁52の位置からエンジン燃焼室に噴射
される。ここで、開閉弁52と噴射ノズル30の弁座との間
に堆積物が溜るようなこと等の理由で開閉弁52の開弁時
におけるリフト量が変化しても、少なくとも絞り部70の
通路断面積は該リフト量に影響されずに一定であり、か
つ開弁時における開閉弁52回りの通路断面積よりも小さ
い。よって、燃料噴射器50の燃料ノズル76からの燃料流
量、ひいては噴射ノズル30から燃焼室に噴射される燃料
流量は一定に保たれる。
また、燃料噴射器50の燃料ノズル76からの燃料が、負
圧の発生する絞り部70に向けて供給されるので、導入口
64から導入される加圧空気の圧力に対して燃料ノズル76
から供給される燃料の圧力を大幅に高める必要がなくな
る。これにより、この燃料圧力を高くした場合に生ずる
燃料通路途中の燃料の漏れやポンプの大型化などを防止
できる。
圧の発生する絞り部70に向けて供給されるので、導入口
64から導入される加圧空気の圧力に対して燃料ノズル76
から供給される燃料の圧力を大幅に高める必要がなくな
る。これにより、この燃料圧力を高くした場合に生ずる
燃料通路途中の燃料の漏れやポンプの大型化などを防止
できる。
次に第３図には本発明の第２実施例が示されている。
この実施例が前述の実施例と異なる点は、通気通路66の
開閉弁52よりも上流側に設けるべき絞り部70を、開閉弁
52の弁棒53外周により画成するのに代え、空気通路自体
の形状により絞り部70を画成した点である。すなわち、
加圧空気の導入口64を弁棒53から離間した燃料噴射装置
31の本体に設け、この導入口64から弁棒53外周に至る空
気通路80を形成するとともに、この空気通路80の途中を
絞ることにより絞り部70を形成している。前述の実施例
と同様に絞り部70の通路断面積は開閉弁52の開弁時にお
ける通路断面積よりも小さく設定してある。前述の実施
例と同様にこの絞り部70に対して燃料噴射器50の燃料ノ
ズル76が臨み、絞り部70を通過する加圧空気により負圧
を発生させ、この負圧を利用して燃料ノズル76からの燃
料を円滑に空気通路80内に導入している。
この実施例が前述の実施例と異なる点は、通気通路66の
開閉弁52よりも上流側に設けるべき絞り部70を、開閉弁
52の弁棒53外周により画成するのに代え、空気通路自体
の形状により絞り部70を画成した点である。すなわち、
加圧空気の導入口64を弁棒53から離間した燃料噴射装置
31の本体に設け、この導入口64から弁棒53外周に至る空
気通路80を形成するとともに、この空気通路80の途中を
絞ることにより絞り部70を形成している。前述の実施例
と同様に絞り部70の通路断面積は開閉弁52の開弁時にお
ける通路断面積よりも小さく設定してある。前述の実施
例と同様にこの絞り部70に対して燃料噴射器50の燃料ノ
ズル76が臨み、絞り部70を通過する加圧空気により負圧
を発生させ、この負圧を利用して燃料ノズル76からの燃
料を円滑に空気通路80内に導入している。
この実施例では、全く可動部分のない位置に絞り部70
を形成するので、前述の実施例と比較して経時的にもよ
り一定の通路断面積を確保することができる。
を形成するので、前述の実施例と比較して経時的にもよ
り一定の通路断面積を確保することができる。
なお以上の実施例において、開閉弁52の開弁時期と燃
料噴射器50の燃料ノズル76からの燃料供給時期は多少の
ずれがあってもよいが、実質的に同時に行なうことが好
適である。
料噴射器50の燃料ノズル76からの燃料供給時期は多少の
ずれがあってもよいが、実質的に同時に行なうことが好
適である。
［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、開閉弁の開弁
時における通路断面積よりも小さい一定の通路断面積を
有する絞り部を、開閉弁の上流の空気通路に設けたの
で、経時的に開閉弁の開弁時のおけるリフト量に変動が
生じても、絞り部における一定の通路断面積が燃料流量
を主に規制することになり、よって常に燃料流量を一定
に保つことによりエンジン性能の向上を図ることができ
るという優れた効果がある。
時における通路断面積よりも小さい一定の通路断面積を
有する絞り部を、開閉弁の上流の空気通路に設けたの
で、経時的に開閉弁の開弁時のおけるリフト量に変動が
生じても、絞り部における一定の通路断面積が燃料流量
を主に規制することになり、よって常に燃料流量を一定
に保つことによりエンジン性能の向上を図ることができ
るという優れた効果がある。
第１図は本発明が適用される筒内噴射式２サイクルエン
ジンの一例を示す模式図、第２図は本発明の一実施例の
要部を具体的に示す断面図、第３図は本発明の他の実施
例を示す断面図である。 10……エンジン 31……燃料噴射装置 52……開閉弁 66……空気通路 70……絞り部
ジンの一例を示す模式図、第２図は本発明の一実施例の
要部を具体的に示す断面図、第３図は本発明の他の実施
例を示す断面図である。 10……エンジン 31……燃料噴射装置 52……開閉弁 66……空気通路 70……絞り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 67/02 F02M 67/12 F02M 61/08
Claims (1)
- 【請求項１】燃料を加圧空気とともに開閉弁を介して噴
射する燃料噴射式エンジンにおいて、前記開閉弁の上流
の空気通路に絞り部を設けてなるとともに、前記加圧空
気がこの絞り部を流れ、かつ前記燃料はこの絞り部を流
れる加圧空気に供給されてなる燃料噴射式エンジン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002985A JP2761422B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 燃料噴射式エンジン |
| US07/639,357 US5131375A (en) | 1990-01-10 | 1991-01-09 | Fuel injection type engine |
| DE69102445T DE69102445T2 (de) | 1990-01-10 | 1991-01-10 | Luft-Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen. |
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