JP2767003B2 - エアブラスト弁 - Google Patents

エアブラスト弁

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JP2767003B2 JP21150990A JP21150990A JP2767003B2 JP 2767003 B2 JP2767003 B2 JP 2767003B2 JP 21150990 A JP21150990 A JP 21150990A JP 21150990 A JP21150990 A JP 21150990A JP 2767003 B2 JP2767003 B2 JP 2767003B2
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雄一 ▲高▼野
尚孝 調
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエアブラスト弁に関する。
〔従来の技術〕 圧縮空気通路の一端に形成されたノズル口と、このノ
ズル口を開閉制御する開閉弁と、圧縮空気通路内に燃料
を噴射する燃料噴射弁とを具備し、ノズル口を機関燃焼
室内に配置し、開閉弁が開弁したときにノズル口から燃
料が圧縮空気と共に機関燃焼室内に噴射せしめられるエ
アブラスト弁が公知である(特開昭62−93481号公報参
照)。このエアブラスト弁では機関1サイクル中に燃料
噴射弁から2回に分けて燃料を圧縮空気通路内に噴射す
るようにしており、即ち開閉弁が開弁する以前に予め燃
料噴射弁から圧縮空気通路内に燃料を噴射し、次いで開
閉弁の開弁期間中に再び燃料噴射弁から燃料を圧縮空気
通路内に噴射するようにしている。
ところでエアブラスト弁では圧縮空気通路内を圧縮空
気が流れているときに燃料噴射弁から燃料を噴射する
と、圧縮空気流と燃料流の相対速度が大きくなるために
燃料に強力な剪断力が作用し、斯くして燃料の微粒化を
向上させることができる。上述のエアブラスト弁では流
れている圧縮空気中に後半の燃料噴射が行われるので、
少くとも後半に噴射された燃料の微粒化が良好となり、
従って良好な燃焼が確保される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで上述のエアブラスト弁では、後半の燃料噴射
完了から一定クランク角を経過した後に開閉弁を閉弁す
るようにしている。この場合機関回転数が高くなると、
後半の燃料噴射完了から開閉弁閉弁までの時間が短くな
る。一方燃料噴射弁から圧縮空気通路内に噴射された燃
料がノズル口に到達するまでには機関回転数によらずに
一定時間がかかる。従って、機関高回転運転時には一部
の燃料しかノズル口から噴出されず、残りの燃料は開閉
弁閉弁までにノズル口に到達しないので次の機関サイク
ルにおいてノズル口から噴出されることとなる。その結
果機関加速運転時において、加速すべく増量された全燃
料がノズル口を介してただちに機関燃焼室内に供給され
ないために加速応答性が悪化するという問題を生ずる。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば、圧縮空
気通路の一端に形成されたノズル口と、ノズル口を開閉
制御する開閉弁と、圧縮空気通路内に燃料を噴射する燃
料噴射弁とを具備し、開閉弁が開弁したときにノズル口
から燃料が圧縮空気と共に噴出せしめられるエアブラス
ト弁において、燃料噴射弁の閉弁時期を燃料噴射弁から
噴射された燃料が圧縮空気流によってノズル口に運ばれ
るまでの時間とほぼ等しい時間だけ開閉弁の閉弁時期よ
りも早い時期でかつ開閉弁の開弁時期よりも遅い時期に
設定している。
〔作 用〕
燃料噴射弁の閉弁時期を燃料噴射弁から噴射された燃
料が圧縮空気流によってノズル口に運ばれるまでの時間
とほぼ等しい時間だけ開閉弁の閉弁時期よりも早い時期
でかつ開閉弁の開弁時期よりも遅い時期に設定している
ので、機関1サイクル中に燃料噴射弁から噴射された全
部の噴射燃料が開閉弁の閉弁時期までにノズル口から噴
出せしめられると共に、開閉弁の開弁後に燃料噴射弁か
ら噴射された燃料は圧縮空気通路内を圧縮空気流によっ
て円滑に運ばれてただちにノズル口から噴出せしめられ
る。
〔実施例〕
第1図に参照すると、1はシリンダブロック、2はシ
リンダブロック1内において往復動するピストン、3は
シリンダブロック1上に固定されたシリンダヘッド、4
はピストン2とシリンダヘッド3間に形成された燃焼室
を夫々示す。シリンダヘッド3の内壁面上には燃焼室4
内に向けて燃料を圧縮空気と共に噴出するエアブラスト
弁6が配置される。またシリンダヘッド3の内壁面中央
部には図示しない点火栓が配置される。
エアブラスト弁6のハウジング10内にはまっすぐに延
びる圧縮空気通路11が形成され、この圧縮空気通路11の
先端部には燃焼室4内に位置するノズル口12が形成され
る。圧縮空気通路11内には開閉弁13が配置され、この開
閉弁13の外端部にはノズル口12の開閉制御をする弁体14
が一体形成される。ハウジング10内には開閉弁13と共軸
的に配置されかつ圧縮ばね15によって開閉弁13に向けて
付勢された可動コア16と、可動コア16を吸引するための
ソレノイド17が配置される。開閉弁13の内端部は圧縮ば
ね18によって可動コア16の端面に当接せしめられてお
り、圧縮ばね18のばね力は圧縮ばね15のばね力よりも強
いので通常ノズル口12は開閉弁13の弁体14によって閉鎖
されている。ソレノイド17が付勢されると可動コア16が
開閉弁13の方向に移動し、その結果開閉弁13の弁体14が
ノズル口12を開口せしめる。一方、圧縮空気通路11から
は圧縮空気通路11から斜めに延びる圧縮空気通路19が分
岐され、この圧縮空気通路19は圧縮空気通路21を介して
圧縮空気源23に接続される。従って圧縮空気通路21,19
及び11内は圧縮空気で満たされている。ハウジング10内
には燃料噴射弁25が取付けられ、この燃料噴射弁25の噴
口26からは燃料が圧縮空気通路19内に向けて噴射され
る。
第2図および第3図に2サイクル内燃機関の場合の給
気弁および排気弁の開弁期間、燃料噴射弁25からの燃料
噴射期間および開閉弁13の開弁期間、即ちエアブラスト
弁6の開弁期間を示す。なお第2図は機関低回転運転
時、第3図は機関高回転運転時を夫々示している。
第2図および第3図に示されるように本実施例では排
気弁が給気弁よりも先に開弁し、先に閉弁する。開閉弁
13の閉弁開始時期は機関負荷および機関回転数に基づい
て定められ、予め実験により機関負荷および機関回転数
に対して夫々最適な閉弁開始クランク角がマップの形で
求められている。一方、開閉弁13の開弁開始時期は上述
の開閉弁13の閉弁開始時期よりも予め定められた一定時
間T1だけ早い時期に設定される。従って開閉弁13の開弁
期間は機関回転数によらずに予め定められた一定時間T1
となり、クランク角でみた開閉弁13の開弁期間は機関回
転数が高くなるほど広くなる。なお開閉弁13の閉弁開始
時期はエアブラスト弁6から燃焼室4内に燃料を噴出で
きる筒内圧の上限値に依存する。一方開閉弁13の開弁開
始時期は、第3図に示す機関高回転運転時においてエア
ブラスト弁6から燃焼室4内に噴出された燃料が排気弁
を介して排気ポート内に吹き抜けない範囲内で定められ
る。
燃料噴射期間の終了時期、即ち燃料噴射弁25の閉弁開
始時期は燃料噴射弁25から圧縮空気通路19内に噴射され
た燃料が圧縮空気流によってノズル口12に運ばれるまで
の時間とほぼ等しい一定時間T2だけ開閉弁13の閉弁開始
時期よりも早い時期でかつ開閉弁13の開弁開始時期より
も遅い時期に設定される。従って機関1サイクル中にお
いて燃料噴射弁25から最後に噴射された燃料が圧縮空気
流によってただちにノズル口12から確実に噴出せしめら
れる。なお上述の一定時間T2は圧縮空気通路19及び11の
長さ、開閉弁13の開閉制御信号に対する応答遅れ特性、
燃料噴射弁25の開閉制御信号に対する応答遅れ特性など
に依存し、予め実験により最適な一定時間T2が求められ
ている。
燃料噴射時間、即ち燃料噴射弁25の開弁期間は機関負
荷および機関回転数に基づいて定められ、予め実験によ
り機関負荷および機関回転数に対して夫々最適な値がマ
ップの形で求められている。この燃料噴射時間は機関回
転数が一定の場合、機関負荷が高くなるほど長くなる。
燃料噴射弁25の開弁開始時期はこのマップに基いて算出
された燃料噴射時間だけ上述の燃料噴射弁25の閉弁開始
時期よりも早い時期に設定される。
第2図および第3図からわかるように、機関1サイク
ル中において燃料噴射弁25から最後に噴射された燃料が
圧縮空気流によって開閉弁13の開弁期間中にただちにか
つ確実にノズル口12から噴出せしめられるように燃料噴
射弁25の閉弁開始時期が開閉弁13の開弁期間に対して設
定されている。従って、機関1サイクル中に燃料噴射弁
25から噴射されたほぼ全部の噴射燃料が開閉弁13の開弁
終了時期までにノズル口12から噴出せしめられる。斯く
して機関加速運転時において加速すべく増量された全燃
料がノズル口12を介して開閉弁13の開弁終了時期までに
燃焼室4内に供給されるので良好な加速応答性を確保す
ることができる。また開閉弁13の開弁後に燃料噴射弁25
から噴射された燃料部分は圧縮空気通路19,11内を圧縮
空気流によって円滑に運ばれてただちにノズル口12から
燃焼室4内に噴出せしめられる。この開閉弁13の開弁後
に燃料噴射弁25から噴射される燃料は圧縮空気通路19,1
1内を流れている圧縮空気中に噴射されるので、圧縮空
気流と燃料流の相対速度が大きくなるために燃料に強力
な剪断力が作用し、斯くして燃料の微粒化を向上させる
ことができ、従って良好な燃焼が確保される。
〔発明の効果〕
機関1サイクル中に燃料噴射弁から噴射された全部の
燃料が開閉弁の閉弁時期までにノズル口から噴出せしめ
られるので、機関加速運転時における良好な加速応答性
を確保することができる。また開閉弁の開弁後に燃料噴
射弁から噴射された燃料は圧縮空気通路内を圧縮空気流
によって円滑に運ばれてただちにノズル口から噴出せし
められるので、燃料の良好な微粒化を確保することがで
き、従って良好な燃焼を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエアブラスト弁の側面断面図、第2図は機関低
回転運転時における給排気弁の開弁期間、開閉弁の開弁
期間、および燃料噴射期間を示す線図、第3図は機関高
回転運転時における給排気弁の開弁期間、開閉弁の開弁
期間、および燃料噴射期間を示す線図である。 6……エアブラスト弁、 11,19,21……圧縮空気通路、 12……ノズル口、13……開閉弁、 25……燃料噴射弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 調 尚孝 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 丹羽 豊 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−93481(JP,A) 特開 平1−253565(JP,A) 特開 平2−64243(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 67/02 F02M 67/12 F02M 69/00 F02M 69/04 F02M 69/08 F02M 61/08 F02D 41/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮空気通路の一端に形成されたノズル口
    と、該ノズル口を開閉制御する開閉弁と、該圧縮空気通
    路内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを具備し、該開閉弁
    が開弁したときに該ノズル口から燃料が圧縮空気と共に
    噴出せしめられるエアブラスト弁において、燃料噴射弁
    の閉弁時期を該燃料噴射弁から噴射された燃料が圧縮空
    気流によって該ノズル口に運ばれるまでの時間とほぼ等
    しい時間だけ該開閉弁の閉弁時期よりも早い時期でかつ
    該開閉弁の開弁時期よりも遅い時期に設定したエアブラ
    スト弁。
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