JP5323889B2 - Fuel supply structure for vane type internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、ベーン型内燃機関の爆発燃焼ガス衝撃圧、過給気の気流を利用して、簡易に効率よく燃料を吸気に供給することを目的としたベーン型内燃機関の燃料供給構造に関する。   The present invention relates to a fuel supply structure for a vane type internal combustion engine that is intended to easily and efficiently supply fuel to intake air by using an explosion combustion gas impact pressure of the vane type internal combustion engine and an air flow of supercharged air.

内燃機関(エンジン)の性能に大きく影響する項目として、吸入行程における空気と燃料の吸気効率は大きな要素である。従来からのエンジンにおいては、キャブレター、燃料噴射ノズル、あるいは直噴燃料噴射ノズルで燃料を供給していた。しかし、キャブレターにおいては燃料の調節が吸気に影響されることが大きいため、燃料噴射ノズルに移行してきていた。さらに、排気ガス浄化と燃料消費率又は出力向上の目的で、燃料の供給量又はタイミングの有利性から直噴燃料噴射ノズルを使用するものに徐々に切り替わってきている。   As an item that greatly affects the performance of an internal combustion engine (engine), the intake efficiency of air and fuel in the intake stroke is a major factor. In conventional engines, fuel is supplied by a carburetor, a fuel injection nozzle, or a direct injection fuel injection nozzle. However, in the carburetor, since the adjustment of the fuel is largely influenced by the intake air, it has been shifted to the fuel injection nozzle. Further, for the purpose of exhaust gas purification and fuel consumption rate or output improvement, the fuel supply amount or timing is gradually switched to one using a direct injection fuel injection nozzle.

しかし、燃料噴射ノズルにおいてはソレノイドで作動させ、直噴燃料噴射ノズルでは燃料高圧ポンプやピエゾ素子を使うためコストが高くなっていた。   However, the fuel injection nozzle is operated by a solenoid, and the direct injection fuel injection nozzle uses a high-pressure fuel pump or a piezo element, which increases the cost.

従来からの提案であるベーン型内燃機関の燃料供給構造は、インジェクタ又は燃料噴射ノズルという名称から推察できる程度であり、その詳細は全く説明されていない。燃料の供給がどのように行われるか考慮されていなければ、この場合内燃機関としての成立はありえない。   The fuel supply structure of the vane type internal combustion engine, which has been proposed conventionally, can be inferred from the name of an injector or a fuel injection nozzle, and details thereof are not explained at all. In this case, the internal combustion engine cannot be established unless the fuel supply is taken into consideration.

例えば、特許文献1においては、副燃焼室に圧縮空気入口とプラグとインジェクタが配設されている。また、特許文献2においては、常時燃焼室に燃料噴射ノズルが配設されている。   For example, in Patent Document 1, a compressed air inlet, a plug, and an injector are disposed in the auxiliary combustion chamber. In Patent Document 2, a fuel injection nozzle is always provided in the combustion chamber.

特開平2001−115849号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-115849 特開平10−68301号公報JP-A-10-68301 特開平2008−45513号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-45513

しかし、従来から提案されているベーン型内燃機関の燃料供給方式は、その部品名称から推察できる程度であり、図面からではその構造はわかりにくい。上述の特許文献1のロータリー機関においては、副燃料室に圧縮空気入口とプラグとインジェクタが配設されている図面があるが、その各々が作動するタイミング又は圧縮空気を作る構造が不明である。また、インジェクタが燃料噴射するのはどの時か不明で、プラグは混合ガスに点火するものか又は副燃焼室を予熱のために加熱するのか不明で、圧縮空気はどこでどのような構造で作られ、その動力源は何か、によって、ロータリー機関の効率は大きく低下してしまうことになる。   However, the fuel supply system of the vane type internal combustion engine that has been proposed so far can be inferred from the part names, and its structure is difficult to understand from the drawings. In the above-described rotary engine of Patent Document 1, there is a drawing in which a compressed air inlet, a plug, and an injector are disposed in the auxiliary fuel chamber, but the timing at which each of them operates or the structure that creates compressed air is unknown. It is also unclear when the injector will inject fuel, the plug will ignite the gas mixture or the sub-combustion chamber will be heated for preheating, and where and how the compressed air is made. Depending on what the power source is, the efficiency of the rotary engine will be greatly reduced.

特許文献2のベーン回転式内燃機関においては、常時燃焼室に点火装置と燃料噴射ノズルが配設されている図面があるが、燃料噴射ノズルについては、本体ハウジングにただ簡単な穴があけられている表示のみである。   In the vane rotary internal combustion engine of Patent Document 2, there is a drawing in which an ignition device and a fuel injection nozzle are always provided in a combustion chamber, but the fuel injection nozzle has a simple hole in the main body housing. It is only a display.

また、燃料にはガソリンの他、軽油、重油、アルコール、水素等、多様な燃料を使用することができる、とあるが多様な性質の燃料に対応できる燃料噴射ノズル、燃料ポンプの構造には全く触れられていない。   In addition to gasoline, various fuels such as light oil, heavy oil, alcohol, hydrogen, etc. can be used, but the structure of the fuel injection nozzle and fuel pump that can handle fuels of various properties is completely different. Not touched.

いずれの提案においても、燃料供給方式・タイミングあるいはその構造が明らかでなく燃料を供給する機能は達成しようもないことが判る。従って、内燃機関として成立はありえないものである。   In any proposal, it is understood that the fuel supply system / timing or its structure is not clear and the function of supplying fuel cannot be achieved. Therefore, it cannot be established as an internal combustion engine.

特許文献3は、本出願人の出願によるものであり、燃料噴射ノズルの位置、噴射方向、タイミングは明確となったが、電子制御式燃料噴射ノズルの使用が予定されていた。しかし、電子制御式燃料噴射ノズルは、構造が複雑化し電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止するおそれがあった。   Patent Document 3 is based on the application of the present applicant, and the position, injection direction, and timing of the fuel injection nozzle have been clarified, but the use of an electronically controlled fuel injection nozzle has been planned. However, the electronically controlled fuel injection nozzle has a complicated structure, and the fuel injection nozzle may stop due to a malfunction of the electric system.

本発明は、上述の課題を解決するものであり、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することが無いベーン型内燃機関の燃料供給構造を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a fuel supply structure for a vane type internal combustion engine that has a simple structure and does not stop a fuel injection nozzle due to an electric system malfunction.

請求項1記載の発明では、ハウジングの爆発行程及び膨張行程が行われる領域に臨む部分と、燃料噴射ノズルとの間に、爆発行程において発生する高圧の燃焼ガスが流入する爆発圧力伝播通路を配設して、燃料噴射ノズル内に、燃料を圧送するプランジャを配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスを爆発圧力伝播通路により燃料噴射ノズルに送給することにより、プランジャを作動させて前記燃料を噴射している。   According to the first aspect of the present invention, the explosion pressure propagation passage through which the high-pressure combustion gas generated in the explosion stroke flows is disposed between the portion of the housing facing the region where the explosion stroke and the expansion stroke are performed and the fuel injection nozzle. A plunger for pumping fuel is disposed in the fuel injection nozzle. The high pressure combustion gas generated by the explosion stroke is supplied to the fuel injection nozzle through the explosion pressure propagation passage, thereby operating the plunger to inject the fuel.

爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスで燃料噴射ノズルを作動させ、電気を使用しない構造にすることで、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することをなくすことができる。   By operating the fuel injection nozzle with the high-pressure combustion gas generated by the explosion stroke so as not to use electricity, the fuel injection nozzle can be prevented from being stopped due to a malfunction of the electric system with a simple structure.

請求項2記載の発明では、ハウジングの圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分に、大気側と連通する吸気口を形成して、ハウジングの過給行程が行われる領域に臨む部分と吸気口との間に、過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路を形成して、燃料噴射ノズルと過給気通路との間に、燃料噴射ノズルから過給気通路に燃料を供給する補助燃料供給通路を形成して、過給気通路の補助燃料供給通路との合流部分より上流部分に、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスを過給気通路に流入させず、過給行程時に圧縮空気を過給気通路に流入させる、切り替え機能を有したバルブ室を配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスによるプランジャの作動により、補助燃料供給通路を通じて過給気通路に燃料を送給して、過給行程時に過給気の気流を利用して圧縮空気吸気行程を行なう領域に燃料を送給している。   According to the second aspect of the present invention, an air inlet communicating with the atmosphere side is formed in a portion of the housing facing the region where the compressed air intake stroke is performed, and the portion facing the region where the supercharging stroke of the housing is performed and the air inlet Is formed between the fuel injection nozzle and the supercharged air passage, and fuel is supplied from the fuel injection nozzle to the supercharged air passage. The auxiliary fuel supply passage is formed so that the high-pressure combustion gas generated by the explosion stroke does not flow into the supercharge passage in the upstream portion of the supercharge passage with the auxiliary fuel supply passage. A valve chamber having a switching function for allowing compressed air to flow into the supercharged air passage is sometimes provided. Then, by the operation of the plunger by the high-pressure combustion gas generated by the explosion stroke, the fuel is supplied to the supercharge passage through the auxiliary fuel supply passage, and the compressed air intake is performed using the supercharge air flow during the supercharge stroke. Fuel is delivered to the area where the process is performed.

補助燃料供給通路を通じて過給気通路に燃料を送給させ、過給行程時の過給気の気流を利用して圧縮空気吸気行程を行なう領域に燃料を送給することで、二系統の燃料供給路を有することになり、エンジンが高回転時には連続的に燃料が供給され、燃料を十分に吸入できるため出力は高くなる。また、エンジンが低回転時には燃料の送給は断続的になり、空燃比の空気量が多くなり燃料が完全燃焼されることで排気ガスは浄化される。   Fuel is supplied to the supercharged air passage through the auxiliary fuel supply passage, and fuel is supplied to the region where the compressed air intake stroke is performed using the airflow of the supercharged air during the supercharging stroke, thereby Since the fuel supply passage is provided, fuel is continuously supplied when the engine rotates at a high speed, and the output can be increased because the fuel can be sufficiently sucked. Further, when the engine is running at a low speed, the fuel is intermittently supplied, the air amount of the air-fuel ratio is increased, and the fuel is completely burned to purify the exhaust gas.

請求項3記載の発明では、過給行程時において、補助燃料供給通路から流出する燃料に、過給気通路を流れる過給気の気流を合流させている。燃料を霧化させることで燃料は燃焼しやすくなるので、燃焼効率のよいベーン型内燃機関とすることができる。   According to the third aspect of the present invention, during the supercharging stroke, the supercharged airflow flowing through the supercharged air passage is merged with the fuel flowing out from the auxiliary fuel supply passage. Since the fuel is easily combusted by atomizing the fuel, a vane type internal combustion engine with good combustion efficiency can be obtained.

請求項4記載の発明では、補助燃料供給通路に、燃料溜まり部を形成して、燃料溜まり部において燃料を気化蒸散させて過給気通路に送給することで、燃料が着火容易な状態になるので、ベーン型内燃機関の始動性を高めることができる。   In the invention according to claim 4, a fuel reservoir portion is formed in the auxiliary fuel supply passage, and the fuel is vaporized and evaporated in the fuel reservoir portion and fed to the supercharger passage so that the fuel can be easily ignited. Therefore, the startability of the vane type internal combustion engine can be improved.

請求項5記載の発明のように、燃料噴射ノズルのノズル先端口からロータの外表面に向かって燃料を噴射することで、爆発行程の熱で熱くなったロータを気化熱で温度を下げるとともに、気化された燃料は燃焼しやすくなるので完全燃焼され排気ガスを浄化することができる。   As in the invention described in claim 5, by injecting fuel from the nozzle front end of the fuel injection nozzle toward the outer surface of the rotor, the temperature of the rotor heated by the heat of the explosion stroke is lowered by the heat of vaporization, Since the vaporized fuel becomes easy to burn, it can be completely burned to purify the exhaust gas.

本発明では、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することをなくすことができる。   In the present invention, it is possible to prevent the fuel injection nozzle from being stopped due to a malfunction of the electric system with a simple structure.

本発明の一実施形態によるベーン型内燃機関の燃料供給構造の爆発行程の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the explosion stroke of the fuel supply structure of the vane type internal combustion engine by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるベーン型内燃機関の燃料供給構造の過給行程の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the supercharging stroke of the fuel supply structure of the vane type internal combustion engine by one Embodiment of this invention. 図1におけるエンジンのハウジングとロータを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the housing and rotor of the engine in FIG. 図3におけるロータとベーンとを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the rotor and vane in FIG. 燃料噴射ノズルの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a fuel-injection nozzle. 燃料噴射ノズルの作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a fuel-injection nozzle. 燃料噴射ノズルの作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a fuel-injection nozzle. 燃料噴射ノズルの作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a fuel-injection nozzle.

本発明によるベーン型内燃機関の燃料供給構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のベーン型内燃機関の燃料供給構造(以下、「燃料供給構造」という。)100は、電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することをなくすものである。   An embodiment of a fuel supply structure for a vane type internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. The fuel supply structure (hereinafter referred to as “fuel supply structure”) 100 of the vane type internal combustion engine of the present invention prevents the fuel injection nozzle from being stopped due to a malfunction of the electric system.

実施形態の燃料供給構造100を有するベーン型内燃機関(以下、「エンジン」という。)1は、1サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されている。   A vane type internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 having the fuel supply structure 100 of the embodiment is exploded, expanded, exhausted, air intake, air compression, supercharging, scavenging, compressed air intake, mixing in one cycle. It is comprised so that a gas compression process may be repeated in order.

エンジン1は、図3に示すように、略円筒状のハウジング本体部31と、ハウジング本体部31の両側面に配置されて、ハウジング本体部31の両端開口部を閉塞させる一対のサイドハウジング部32、32とを有するハウジング3と、ハウジング3に内蔵されて回動可能なロータ5と、ロータ5に装着されるベーン7と、を備えている。ハウジング3とロータ5との隙間には、図1に示すように、中空部60が形成されている。   As shown in FIG. 3, the engine 1 includes a substantially cylindrical housing main body 31 and a pair of side housing parts 32 that are disposed on both side surfaces of the housing main body 31 and close both end openings of the housing main body 31. , 32, a rotor 5 built in the housing 3 and rotatable, and a vane 7 attached to the rotor 5. As shown in FIG. 1, a hollow portion 60 is formed in the gap between the housing 3 and the rotor 5.

ハウジング本体部31は、図1、3に示すように、軸線方向から見て軸心を中心に真円形に形成された内周面31aを有している。ハウジング本体部31の外周面には、2箇所の肉盛部(第1の肉盛部31b、第2の肉盛部31c)が形成され、2箇所の肉盛部の間にボス部31dが形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the housing body 31 has an inner peripheral surface 31 a that is formed in a true circle centered on the axis when viewed from the axial direction. Two built-up portions (first built-up portion 31b and second built-up portion 31c) are formed on the outer peripheral surface of the housing main body 31, and a boss portion 31d is formed between the two built-up portions. Is formed.

点火プラグ12は、図1、3に示すように、ボス部31dを、ハウジング本体部31の軸心に向かって挿通して配置されている。ボス部31dには、点火プラグ12が混合ガスに点火できるように点火口12aが配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the spark plug 12 is disposed by inserting the boss portion 31 d toward the axis of the housing main body portion 31. An ignition port 12a is arranged in the boss portion 31d so that the ignition plug 12 can ignite the mixed gas.

各サイドハウジング部32、32は、図3に示すように、円板状に形成され、ロータ5を側面から塞ぐようにハウジング本体部31に装着されている。また、各サイドハウジング部32、32には、後述するロータ5の回転軸14を支持する支持孔32a、32aと、後述する吸気口18、18、排気口19、19となる円弧孔が形成されるとともに、吸気口18、18に連通する後述する過給気通路17が形成されている。(図3では、省略している。)
ロータ5は、図3、4に示すように、ハウジング本体部31の幅(軸線方向の長さ)と略同一の幅を有する円柱状に形成されるとともに、図1に示すように、ハウジング本体部31の軸線方向の中心位置と偏心した位置に回転中心を有して配置されている。ロータ5の回転中心位置には、図1、3、4に示すように、動力の出力軸となる回転軸14が配置されている。
As shown in FIG. 3, each side housing portion 32, 32 is formed in a disc shape, and is attached to the housing main body portion 31 so as to close the rotor 5 from the side surface. Each side housing portion 32, 32 is formed with support holes 32a, 32a for supporting the rotating shaft 14 of the rotor 5 described later, and arc holes serving as intake ports 18, 18, and exhaust ports 19, 19 described later. In addition, a later-described supercharged air passage 17 communicating with the intake ports 18 and 18 is formed. (It is omitted in FIG. 3).
As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor 5 is formed in a cylindrical shape having a width substantially the same as the width (length in the axial direction) of the housing main body 31, and as shown in FIG. The portion 31 is arranged with a center of rotation at a position eccentric from the center position in the axial direction. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, a rotational shaft 14 serving as a power output shaft is disposed at the rotational center position of the rotor 5.

ロータ5には、図1、3、4に示すように、回転軸14から回転軸14の径方向外側に向かって放射状に、ベーン7が摺動するベーン溝51(51a、51b、51c、51d、51e)が、形成されている。各ベーン溝51は、それぞれの間の角度を等角度にロータ5の幅方向全体にわたって五か所形成されている。各ベーン溝51には、図1に示すように、ベーン7(7a、7b、7c、7d、7e)が挿入されるとともに、ベーン押しばね8(8a、8b、8c、8d、8e)を収納する孔54(54a、54b、54c、54d、54e)が形成されている。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the rotor 5 has vane grooves 51 (51 a, 51 b, 51 c, 51 d) in which the vanes 7 slide radially from the rotating shaft 14 toward the radially outer side of the rotating shaft 14. , 51e) are formed. Each of the vane grooves 51 is formed at five positions over the entire width direction of the rotor 5 with the same angle therebetween. As shown in FIG. 1, the vane 7 (7a, 7b, 7c, 7d, 7e) is inserted into each vane groove 51 and the vane spring 8 (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) is stored. Holes 54 (54a, 54b, 54c, 54d, 54e) are formed.

ロータ5の外周面52には、図1、3、4に示すように、間の角度を等角度に五か所凹部53(53a、53b、53c、53d、53e)が形成されている。この凹部53は、後述する爆発行程において爆発の圧力を受ける際、回転する方向に圧力を受けやすいように、回転進行方向側が深く削りとられて形成されている(図1、2における矢印Tが回転する方向である)。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, five concave portions 53 (53 a, 53 b, 53 c, 53 d, 53 e) are formed on the outer peripheral surface 52 of the rotor 5 at equal angles. The concave portion 53 is formed by deeply cutting the rotational traveling direction side so as to easily receive the pressure in the direction of rotation when receiving the pressure of the explosion in the explosion stroke described later (an arrow T in FIGS. 1 and 2). Direction of rotation).

ベーン7は、図1に示すように、ロータ5に形成されたベーン溝51に挿入されている。各ベーン7は、中空部60を5つの室6(6A、6B、6C、6D、6E)に分割するように配置されている。   As shown in FIG. 1, the vane 7 is inserted into a vane groove 51 formed in the rotor 5. Each vane 7 is arrange | positioned so that the hollow part 60 may be divided | segmented into the five chambers 6 (6A, 6B, 6C, 6D, 6E).

前述したロータ5の凹部53は、図1に示すように、各室6(6A、6B、6C、6D、6E)内ごとに形成されて、それぞれ凹部53a、53b、53c、53d、53eを形成する。   As shown in FIG. 1, the recess 53 of the rotor 5 is formed in each chamber 6 (6A, 6B, 6C, 6D, 6E) to form the recesses 53a, 53b, 53c, 53d, 53e, respectively. To do.

各ベーン7は、図3、4に示すように、カーボンに金属を含浸させた部材で、矩形平板状に形成されている。以下の各ベーン7の構成の説明においては、対応するa、b、c、d、eの符号は省略する。ベーン溝51に挿入されるベーン7は、図3に示すように、ベーン押しばね8の付勢力によってハウジング本体部31の内周面31aに摺接可能に配置されている。図3、4に示すように、ハウジング本体部31の軸心側から見て、回転方向の面にロータ5のベーン溝51との摺動面7m、7mが形成され、軸線方向の面にサイドハウジング部32との摺動面7n、7nが形成され、径方向外側にハウジング本体部31の内周面31aとの摺動面7pが形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, each vane 7 is a member in which carbon is impregnated with metal and is formed in a rectangular flat plate shape. In the following description of the configuration of each vane 7, the corresponding symbols a, b, c, d, and e are omitted. As shown in FIG. 3, the vane 7 inserted into the vane groove 51 is disposed so as to be slidable on the inner peripheral surface 31 a of the housing main body 31 by the urging force of the vane pushing spring 8. As shown in FIGS. 3 and 4, sliding surfaces 7m and 7m with the vane grooves 51 of the rotor 5 are formed on the surface in the rotational direction when viewed from the axial center side of the housing main body 31, and the side surfaces are disposed on the surface in the axial direction. Sliding surfaces 7n and 7n with the housing portion 32 are formed, and a sliding surface 7p with the inner peripheral surface 31a of the housing main body portion 31 is formed on the radially outer side.

各摺動面7pは、図4に示すように、ロータ5の径方向に直交して形成されている。摺動面7pは、図4に示すように、ロータ5の回転方向側の前角部711とその反対側の後角部712が、内周面31aに摺接するように形成されている(図1参照)。摺動面7pには、図4に示すように、ロータ5の回転軸14側に凹んで、後述するベーン先端シール9を嵌入可能な先端シール溝部721が、ロータ5の軸線方向全体にわたって形成されている。   As shown in FIG. 4, each sliding surface 7 p is formed orthogonal to the radial direction of the rotor 5. As shown in FIG. 4, the sliding surface 7p is formed such that the front corner portion 711 on the rotational direction side of the rotor 5 and the rear corner portion 712 on the opposite side are in sliding contact with the inner peripheral surface 31a (see FIG. 4). 1). As shown in FIG. 4, a tip seal groove 721 that is recessed toward the rotary shaft 14 of the rotor 5 and into which a vane tip seal 9 described later can be fitted is formed on the sliding surface 7 p over the entire axial direction of the rotor 5. ing.

ベーン先端シール9(9a、9b、9c、9d、9e)は、図1、3、4に示すように、カーボンに金属を含浸させた部材で角柱状に形成され、各先端シール溝部721の全体にわたって嵌入されている。ベーン先端シール9の内周面31a側の端部は、内周面31a側に突出する円弧状に形成された摺動面91を有している。   The vane tip seal 9 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) is formed in a prismatic shape by a member in which carbon is impregnated with metal as shown in FIGS. It is inserted over. An end portion on the inner peripheral surface 31a side of the vane tip seal 9 has a sliding surface 91 formed in an arc shape protruding toward the inner peripheral surface 31a side.

エンジン1には、図1、2に示すように、燃料供給構造100を構成する、主燃料供給部Mと、補助燃料供給部Sと、が配設されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the engine 1 is provided with a main fuel supply unit M and an auxiliary fuel supply unit S that constitute a fuel supply structure 100.

主燃料供給部Mは、燃料を噴射する燃料噴射ノズル10と、爆発圧力伝播通路2と、を備えている。   The main fuel supply unit M includes a fuel injection nozzle 10 that injects fuel and an explosion pressure propagation passage 2.

図1は、室6Aが爆発行程から膨張行程に進行中の状態を示している。爆発圧力伝播通路2は、後述するガス圧溜り38を介して、ハウジング本体部31の爆発行程及び膨張行程が行われる領域(室6A)に臨む部分と、燃料噴射ノズル10とを連通して形成されている。   FIG. 1 shows a state in which the chamber 6A is progressing from the explosion stroke to the expansion stroke. The explosion pressure propagation passage 2 is formed by communicating a portion of the housing main body 31 facing the region (chamber 6A) where the explosion stroke and the expansion stroke are performed via the gas pressure reservoir 38, which will be described later, and the fuel injection nozzle 10. Has been.

詳説すると、爆発圧力伝播通路2は、ハウジング本体部31の、点火口12aと後述する過給気通路17との間に形成された燃焼ガスGを取り入れる圧力ガス入口2aから、燃料噴射ノズル10とハウジング本体部31との隙間に形成された後述するガス圧溜り38に燃焼ガスGを流出させる圧力ガス出口2bまで、ハウジング本体部31内に通路を形成して構成されている。爆発圧力伝播通路2は、ガス圧溜り38を介して燃料噴射ノズル10まで連通している。   Specifically, the explosion pressure propagation passage 2 is connected to the fuel injection nozzle 10 from the pressure gas inlet 2a for taking in the combustion gas G formed between the ignition port 12a of the housing main body 31 and a supercharged passage 17 described later. A passage is formed in the housing main body 31 up to a pressure gas outlet 2b through which the combustion gas G flows out into a gas pressure reservoir 38 (described later) formed in a gap with the housing main body 31. The explosion pressure propagation passage 2 communicates with the fuel injection nozzle 10 via a gas pressure reservoir 38.

燃料噴射ノズル10は、図1、3、5に示すように、第1の肉盛部31bを、ハウジング本体部31の軸心から偏心した方向へ挿通して配置されている。第1の肉盛部31bには、図1、5に示すように、燃料噴射ノズル10から、回転するベーン7に向かって混合ガスが噴出できるように、噴出孔31eが配置されている。噴出孔31eは、噴射される燃料がロータ5に向かうように燃料噴射ノズル10の軸心に対して傾斜して形成されている。燃料噴射ノズル10の噴出孔31eと反対側の端部には、パイプ継手26を介して燃料パイプ27が接続されている。   As shown in FIGS. 1, 3, and 5, the fuel injection nozzle 10 is disposed by inserting the first built-up portion 31 b in a direction that is eccentric from the axis of the housing body 31. As shown in FIGS. 1 and 5, an ejection hole 31 e is disposed in the first build-up portion 31 b so that the mixed gas can be ejected from the fuel injection nozzle 10 toward the rotating vane 7. The ejection hole 31 e is formed so as to be inclined with respect to the axis of the fuel injection nozzle 10 so that the injected fuel is directed to the rotor 5. A fuel pipe 27 is connected to the end of the fuel injection nozzle 10 opposite to the ejection hole 31 e via a pipe joint 26.

燃料噴射ノズル10は、図5に示すように、ハウジング本体部31側に配置されたプランジャケース21と、後述する燃料パイプ27側に配置された本体22と、本体22とプランジャケース21にわたって収納されたプランジャ23と、本体22と後述する小燃料パイプ39とを連結する燃料供給リング24と、を備えている。   As shown in FIG. 5, the fuel injection nozzle 10 is accommodated across the plunger case 21 disposed on the housing body 31 side, the body 22 disposed on the fuel pipe 27 side described later, and the body 22 and the plunger case 21. And a fuel supply ring 24 for connecting the main body 22 and a small fuel pipe 39 to be described later.

プランジャケース21は、ハウジング本体部31に形成された噴出孔31eに嵌め込まれ段部を有した先端小径部21aと、先端小径部21aより大径で段差を有して形成され外周面にねじが形成された中径部21bと、中径部21bより大径で段差を有して形成された大径部21cと、を有し円筒状に形成されている。   The plunger case 21 is formed in a small diameter portion 21a having a stepped portion that is fitted in an ejection hole 31e formed in the housing main body 31, and a step having a larger diameter than the small diameter portion 21a. The medium-diameter portion 21b is formed, and the large-diameter portion 21c is formed in a cylindrical shape having a larger diameter than the medium-diameter portion 21b and having a step.

プランジャケース21内には、先端小径部21aと中径部21bにわたって軸線に沿って燃料が流通する噴射通路21dが形成されている。   In the plunger case 21, there is formed an injection passage 21d through which fuel flows along the axis line across the tip small diameter portion 21a and the medium diameter portion 21b.

噴射通路21dは、中径部21b側から先端小径部21a側に行くに従って狭小に形成され、内周面31a側の端部にノズル先端口21eを有している。噴射通路21dの本体22側には、噴射通路21dより大径に形成され噴射前の燃料が貯留される噴射室25を有したプランジャ摺動通路21fが形成されている。   The injection passage 21d is formed narrower as it goes from the medium diameter portion 21b side to the tip small diameter portion 21a side, and has a nozzle tip port 21e at the end on the inner peripheral surface 31a side. A plunger sliding passage 21f is formed on the main body 22 side of the injection passage 21d. The plunger sliding passage 21f has an injection chamber 25 that has a larger diameter than the injection passage 21d and stores fuel before injection.

噴射室25は、プランジャ摺動通路21fの、プランジャ摺動通路21fのノズル先端口21e側の端面と、プランジャ23のノズル先端口21e側の端面との間の隙間部分で形成されている。   The injection chamber 25 is formed by a gap portion between the end surface of the plunger sliding passage 21f on the nozzle tip opening 21e side and the end surface of the plunger 23 on the nozzle tip opening 21e side.

プランジャ摺動通路21fの本体22側は、後述するプランジャ23の凸部23dに対応するように拡径している。   The main body 22 side of the plunger sliding passage 21f is expanded in diameter so as to correspond to a convex portion 23d of the plunger 23 described later.

大径部21cの燃料パイプ27側の端部は、本体22が挿入可能に形成され、内周面側が本体22の後述する被螺合部22aと螺合可能な螺合部21gを有している。   The end of the large-diameter portion 21c on the fuel pipe 27 side is formed so that the main body 22 can be inserted, and the inner peripheral surface side has a screwed portion 21g that can be screwed with a screwed portion 22a to be described later of the main body 22. Yes.

本体22は、軸線方向に沿って挿通孔22dを有した円筒状に形成されている。本体22のノズル先端口21e側の外周面には、プランジャケース21の螺合部21gと螺合可能な被螺合部22aが形成されている。本体22の燃料パイプ27側の端部には、径方向外側に突出するナットフランジ部22bが形成されている。ナットフランジ部22bのノズル先端口21e側には、ナットフランジ部22bより小径に形成され、かつ、被螺合部22aより大径に形成された中段部22cが形成されている。   The main body 22 is formed in a cylindrical shape having an insertion hole 22d along the axial direction. On the outer peripheral surface of the main body 22 on the nozzle tip opening 21e side, a screwed portion 22a that can be screwed with the screwed portion 21g of the plunger case 21 is formed. A nut flange portion 22b protruding outward in the radial direction is formed at the end of the main body 22 on the fuel pipe 27 side. On the nozzle tip end 21e side of the nut flange portion 22b, a middle step portion 22c is formed which has a smaller diameter than the nut flange portion 22b and a larger diameter than the screwed portion 22a.

挿通孔22dの燃料パイプ27側には、パイプ継手26と螺合する被螺合部22eが形成されている。被螺合部22eのノズル先端口21e側には、燃料をろ過するフィルタ22fが配設されている。挿通孔22dのノズル先端口21e側は、プランジャ摺動通路22jとして形成されている。挿通孔22dのノズル先端口21e側には、燃料パイプ27側に向かって縮径するチェックボール弁座部22gを有した弁部材収納部22hが形成されている。本体22の軸線と直交する方向に沿って燃料供給孔22iが形成され、プランジャ摺動通路22jと連通している。   A threaded portion 22e that is threadedly engaged with the pipe joint 26 is formed on the fuel pipe 27 side of the insertion hole 22d. A filter 22f for filtering fuel is disposed on the nozzle tip end 21e side of the threaded portion 22e. The nozzle tip end 21e side of the insertion hole 22d is formed as a plunger sliding passage 22j. A valve member housing portion 22h having a check ball valve seat portion 22g that is reduced in diameter toward the fuel pipe 27 side is formed on the nozzle tip end port 21e side of the insertion hole 22d. A fuel supply hole 22i is formed along a direction orthogonal to the axis of the main body 22, and communicates with the plunger sliding passage 22j.

燃料供給リング24は、本体22の外側に嵌め込み可能な円筒状に形成されている。燃料供給リング24は、ノズル先端口21e側の端面で、プランジャケース21の燃料パイプ27側の端面とOリング29で密封され接しているとともに、燃料パイプ27側の端面で、シール30を介して本体22の中段部22cのノズル先端口21e側の端面で接している。   The fuel supply ring 24 is formed in a cylindrical shape that can be fitted to the outside of the main body 22. The fuel supply ring 24 is in contact with the end surface on the fuel pipe 27 side of the plunger case 21 at the end surface on the nozzle tip end 21 e side, and is sealed and in contact with the O-ring 29, and on the end surface on the fuel pipe 27 side through the seal 30. The middle surface portion 22c of the main body 22 is in contact with the end surface on the nozzle tip end 21e side.

本体22の外周面と、燃料供給リング24の内周面との間には、燃料供給孔22iと連通して燃料を供給する隙間が形成されている。燃料供給リング24の軸線に直交する方向には、貫通穴24aが形成され、後述する小パイプ継手40が螺合可能に形成されている。   Between the outer peripheral surface of the main body 22 and the inner peripheral surface of the fuel supply ring 24, a gap for supplying fuel in communication with the fuel supply hole 22i is formed. A through hole 24a is formed in a direction perpendicular to the axis of the fuel supply ring 24, and a small pipe joint 40 described later is formed so as to be screwable.

プランジャ23は軸線に沿って燃料通路23aを有し円柱状に形成されている。燃料通路23aのノズル先端口21e側は、後述するボール35が配設可能に拡径して形成されたボール収納部23bを有している。燃料通路23aは、流速を増加するように中央部が、ノズル先端口21e側に向かって狭小となるように形成されている。   The plunger 23 has a fuel passage 23a along the axis and is formed in a cylindrical shape. The nozzle front end 21e side of the fuel passage 23a has a ball storage portion 23b formed with a diameter expanded so that a ball 35 described later can be disposed. The fuel passage 23a is formed so that the central portion becomes narrower toward the nozzle tip opening 21e side so as to increase the flow velocity.

プランジャ23は、中央よりノズル先端口21e側に、他の部分より径方向内側に切り欠かれた凹部23cと、径方向外側に突出した凸部23dと、を有している。凸部23dの燃料パイプ27側の端面は、燃焼ガスGを受け止め可能に形成されている。凹部23cと凸部23dとは連接して形成されている。凸部23dのノズル先端口21e側は、プランジャケース21のプランジャ摺動通路21fと対応する形状に形成され、プランジャ摺動通路21fと密接可能に形成されている。燃料通路23aのノズル先端口21e側の端部とボール収納部23bとで形成される角部分は、ボール35が着接するボール弁座部23eとして形成されている。   The plunger 23 has, on the nozzle tip opening 21e side from the center, a concave portion 23c cut out radially inward from other portions and a convex portion 23d protruding radially outward. The end surface of the protrusion 23d on the fuel pipe 27 side is formed so as to receive the combustion gas G. The concave portion 23c and the convex portion 23d are connected to each other. The nozzle tip opening 21e side of the convex portion 23d is formed in a shape corresponding to the plunger sliding passage 21f of the plunger case 21, and is formed so as to be in close contact with the plunger sliding passage 21f. A corner portion formed by the end of the fuel passage 23a on the nozzle tip end 21e side and the ball storage portion 23b is formed as a ball valve seat portion 23e to which the ball 35 contacts.

プランジャケース21と、プランジャケース21に挿入された本体22のノズル先端口21e側の端面との間の隙間部分は、プランジャ摺動通路21fより大径に形成された圧力室28として形成されている。   A gap portion between the plunger case 21 and the end surface of the main body 22 inserted into the plunger case 21 on the nozzle tip end 21e side is formed as a pressure chamber 28 having a larger diameter than the plunger sliding passage 21f. .

プランジャ摺動通路21fのノズル先端口21e側の端面と、プランジャ23のノズル先端口21e側との間には、リターンばね33が配設されている。リターンばね33は、プランジャ23を燃料パイプ27側に付勢している。リターンばね33の内側には、リターンばね33より小径に形成された保持ばね34が配設されている。   A return spring 33 is disposed between the end surface of the plunger sliding passage 21f on the nozzle front end 21e side and the nozzle 23 on the nozzle front end 21e side. The return spring 33 biases the plunger 23 toward the fuel pipe 27. A holding spring 34 having a smaller diameter than the return spring 33 is disposed inside the return spring 33.

ボール35は、真球状で保持ばねによって燃料パイプ27側に付勢され、プランジャ23のボール弁座部23eと着接可能に形成されている。ボール35は、プランジャ23のボール弁座部23eに着接した時に燃料通路23aを封止可能に形成されている。   The ball 35 is spherical and is urged toward the fuel pipe 27 by a holding spring, and is formed so as to be able to contact the ball valve seat 23e of the plunger 23. The ball 35 is formed so that the fuel passage 23a can be sealed when the ball 35 contacts the ball valve seat 23e of the plunger 23.

本体22の弁部材収納部22h内には、チェックボール36と、チェックボール保持ばね37と、が配設されている。チェックボール保持ばね37は、ノズル先端口21e側の端部がプランジャ23の燃料パイプ27側の端面と当接して、チェックボール36をチェックボール弁座部22g側に向けて付勢している。   A check ball 36 and a check ball holding spring 37 are disposed in the valve member storage portion 22 h of the main body 22. The check ball holding spring 37 abuts the end of the nozzle tip 21e side on the end surface of the plunger 23 on the fuel pipe 27 side, and urges the check ball 36 toward the check ball valve seat 22g.

ハウジング本体部31と、プランジャケース21との隙間は、爆発圧力伝播通路2と連通してガス圧溜り38として形成されている。ガス圧溜り38と、圧力室28との間には、燃焼ガスGを流入させる細孔21hが複数形成されている。   A gap between the housing body 31 and the plunger case 21 is formed as a gas pressure reservoir 38 in communication with the explosion pressure propagation passage 2. Between the gas pressure reservoir 38 and the pressure chamber 28, a plurality of pores 21h through which the combustion gas G flows are formed.

補助燃料供給部Sは、図2に示すように、過給行程時に圧縮空気を流入させる過給気通路17と、燃焼ガスGの流入と低圧の空気の流入とを切り替えるバルブ室4と、過給気通路17に燃料を供給する補助燃料供給通路としての小燃料パイプ39と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the auxiliary fuel supply unit S includes a supercharged air passage 17 through which compressed air flows during the supercharging stroke, a valve chamber 4 that switches between an inflow of combustion gas G and an inflow of low-pressure air, And a small fuel pipe 39 as an auxiliary fuel supply passage for supplying fuel to the air supply passage 17.

図2は、室6Eにおいて圧縮空気吸気行程を行なうとともに、室6Bにおいて過給気行程を行なっている状態を示している。過給気通路17は、ハウジング本体部31の過給行程が行われる領域(室6B)に臨む部分と、圧縮空気の吸気行程が行われる領域にある吸気口18とを接続して形成されている。   FIG. 2 shows a state in which a compressed air intake stroke is performed in the chamber 6E and a supercharging stroke is performed in the chamber 6B. The supercharging air passage 17 is formed by connecting a portion of the housing main body 31 facing the region (chamber 6B) where the supercharging stroke is performed and the intake port 18 in the region where the compressed air intake stroke is performed. Yes.

バルブ室4は、図2に示すように、過給気通路17と小燃料パイプ39との合流部分より上流に第2の肉盛部31c内に形成されている。バルブ室4内には、過給気通路用バルブ(単にバルブとも言う。)11が配置されている。バルブ11は、過給気通路17の入口15に対向する位置に来る、いずれか1つの室6内で圧縮された空気又は燃焼ガスGを流入するかどうかの開閉を行うものであり、バルブ室4内において、ばね部材13で後述するガス導入路20側に付勢されて移動可能に配置されている
第2の肉盛部31cのロータ5の回転方向における後側には、圧力ガス入口2aに隣接して、バルブ室4と接続するガス導入路20が形成されている。ガス導入路20と、爆発圧力伝播通路2とは、連通して形成されている。
As shown in FIG. 2, the valve chamber 4 is formed in the second built-up portion 31 c upstream of the joining portion between the supercharged air passage 17 and the small fuel pipe 39. In the valve chamber 4, a supercharging passage valve (also simply referred to as a valve) 11 is arranged. The valve 11 opens and closes whether or not the compressed air or the combustion gas G in any one of the chambers 6 comes to a position facing the inlet 15 of the supercharged air passage 17. 4, the pressure member 2a is disposed on the rear side of the rotor 5 in the rotational direction of the rotor 5 of the second built-up portion 31c that is urged and moved by the spring member 13 toward the gas introduction path 20 described later. A gas introduction path 20 connected to the valve chamber 4 is formed adjacent to the valve chamber 4. The gas introduction path 20 and the explosion pressure propagation path 2 are formed in communication.

圧力ガス入口2aとガス導入路20とを経て、爆発行程で発生した室6内の燃焼ガスGがバルブ室4に導入されると、燃焼ガスGの圧力がバルブ11をばね部材13の付勢力に打ち勝ってばね部材13側に移動させて過給気通路17を塞ぐ。   When the combustion gas G in the chamber 6 generated in the explosion stroke is introduced into the valve chamber 4 through the pressure gas inlet 2a and the gas introduction path 20, the pressure of the combustion gas G causes the valve 11 to bias the spring member 13. The supercharged air passage 17 is closed by overcoming the above and moving the spring member 13 side.

また、空気圧縮行程で発生した室6内の圧縮された空気が圧力ガス入口2aとガス導入路20とを経て、バルブ室4に向かっても、ばね部材13の付勢力が圧縮された空気の圧力に打ち勝ってバルブ11をガス導入路20側に位置させるので、バルブ室4に圧縮空気は導入されない。   Further, the compressed air in the chamber 6 generated in the air compression stroke passes through the pressure gas inlet 2a and the gas introduction passage 20 and also toward the valve chamber 4, and the urging force of the spring member 13 is compressed. Since the valve 11 is positioned on the gas introduction path 20 side by overcoming the pressure, the compressed air is not introduced into the valve chamber 4.

吸気口18は、図1、3に示すように、大気を吸気できるようにサイドハウジング部32から外部に連通するように長穴状に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the air inlet 18 is formed in a long hole shape so as to communicate with the outside from the side housing portion 32 so that the air can be sucked.

排気口19は、図1、3に示すように、ロータ5の回転方向における吸気口18の後側に、サイドハウジング部32から外部に連通するように長穴状に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the exhaust port 19 is formed in a long hole shape on the rear side of the intake port 18 in the rotation direction of the rotor 5 so as to communicate with the outside from the side housing portion 32.

燃料噴射ノズル10と過給気通路17との間には、小燃料パイプ39が配設され、一端側で小パイプ継手40によって燃料供給リング24の貫通穴24aと接続されている。小燃料パイプ39の他端側には、燃料を貯留する屈曲した垂れ部41が形成されている。小燃料パイプ39の過給気通路17との合流部分は、過給気の流れの流入を防止するため、吐出口44が過給気の流れに沿うように形成されている。   A small fuel pipe 39 is disposed between the fuel injection nozzle 10 and the supercharged air passage 17, and is connected to the through hole 24 a of the fuel supply ring 24 by a small pipe joint 40 at one end side. A bent drooping portion 41 for storing fuel is formed on the other end side of the small fuel pipe 39. The portion where the small fuel pipe 39 joins the supercharged air passage 17 is formed so that the discharge port 44 follows the flow of supercharged air in order to prevent the flow of supercharged air from flowing in.

吸気口18と、排気口19は、ロータ5に形成された凹部53の回転進行方向に対応した長孔状に形成されている。凹部53が吸気口18と合致すると、合致した凹部53は、過給気通路17と接続して過給気の吸気開口部42となり、凹部53が、排気口19と合致すると、合致した凹部53は、排気ガスを外部に放出する排気開口部43となる。実施形態においては、排気口19はロータ5の回転方向に対して吸気口18の後ろ側に配置されている。つまり、ロータ5の凹部53が排気口19を通過した後、吸気口18に向かうように配置されている。   The intake port 18 and the exhaust port 19 are formed in a long hole shape corresponding to the direction of rotation of the recess 53 formed in the rotor 5. When the recessed portion 53 matches the intake port 18, the matched recessed portion 53 is connected to the supercharged air passage 17 to become the intake opening portion 42 for the supercharged air, and when the recessed portion 53 matches the exhaust port 19, the matched recessed portion 53. Becomes an exhaust opening 43 for releasing exhaust gas to the outside. In the embodiment, the exhaust port 19 is disposed behind the intake port 18 with respect to the rotation direction of the rotor 5. That is, the concave portion 53 of the rotor 5 is arranged so as to go to the intake port 18 after passing through the exhaust port 19.

上記のように構成された実施形態のエンジン1では、図1に示すように、ベーン7で区分けされた各室6において、ロータ5の回転でそれぞれの行程が行われる。この場合、各室6においてはロータ5の2回転で1回爆発が起こり、その間に膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮のそれぞれの行程が行われる。   In the engine 1 of the embodiment configured as described above, each stroke is performed by the rotation of the rotor 5 in each chamber 6 divided by the vanes 7 as shown in FIG. In this case, an explosion occurs once in each chamber 6 by two rotations of the rotor 5, during which expansion, exhaust, air intake, air compression, supercharging, scavenging, compressed air intake, and mixed gas compression are performed. Is called.

エンジン1は、本出願人が先にした、特願2006−223338号(特開平2008−45513号公報)のベーン型内燃機関を改良したものである。上述したエンジン1の各行程は、本願発明においても同じであるので詳細な説明は省略する。   The engine 1 is an improvement of the vane type internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-223338 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-45513), which was previously applied by the present applicant. Since each process of the engine 1 mentioned above is the same also in this invention, detailed description is abbreviate | omitted.

次に燃料供給構造100の作用について説明する。図1の状態においては、室6Aが爆発行程にあり、室6A内で爆発した混合ガスは燃焼ガスGとなり、図5に示すように、主燃料供給部Mにおいて、圧力ガス入口2aから爆発圧力伝播通路2内に燃焼ガスGは流入する。爆発行程で発生した室6内の燃焼ガスGがバルブ室4に導入されると、燃焼ガスGの圧力がバルブ11をばね部材13の付勢力に打ち勝ってばね部材13側に移動させて過給気通路17を塞ぐとともに、バルブ室4側の燃焼ガスGの通路は閉塞される。爆発圧力伝播通路2内に流入した燃焼ガスGは、ガス圧溜り38、細孔21hを経て圧力室28に流入する。圧力室28に流入した燃焼ガスGは、プランジャ23の凸部23dの燃料パイプ27側の端面に当たり、プランジャ23をノズル先端口21e側に移動させる。圧力室28に流入した燃焼ガスGの圧力は、リターンばね33の付勢力を上回るので、燃焼ガスGによって移動したプランジャ23は、図6に示すように、プランジャ摺動通路21fの拡径した部分のノズル先端口21e側の端面と着接する。これにより、噴射室25の容積が小さくなりノズル先端口21eから燃料が噴射される。この時、ボール35は、保持ばね34に付勢されボール弁座部23eに着接しているので、プランジャ23の燃料通路23a内に燃料が逆流することはない。   Next, the operation of the fuel supply structure 100 will be described. In the state of FIG. 1, the chamber 6A is in the explosion stroke, and the mixed gas exploded in the chamber 6A becomes the combustion gas G. As shown in FIG. 5, in the main fuel supply unit M, the explosion pressure from the pressure gas inlet 2a. The combustion gas G flows into the propagation passage 2. When the combustion gas G in the chamber 6 generated in the explosion stroke is introduced into the valve chamber 4, the pressure of the combustion gas G overcomes the urging force of the spring member 13 and moves to the spring member 13 side to supercharge. While closing the air passage 17, the passage of the combustion gas G on the valve chamber 4 side is closed. The combustion gas G flowing into the explosion pressure propagation passage 2 flows into the pressure chamber 28 through the gas pressure reservoir 38 and the pores 21h. The combustion gas G flowing into the pressure chamber 28 hits the end surface of the convex portion 23d of the plunger 23 on the fuel pipe 27 side, and moves the plunger 23 toward the nozzle tip port 21e. Since the pressure of the combustion gas G flowing into the pressure chamber 28 exceeds the urging force of the return spring 33, the plunger 23 moved by the combustion gas G has a diameter-enlarged portion of the plunger sliding passage 21f as shown in FIG. This is in contact with the end face of the nozzle tip opening 21e side. As a result, the volume of the injection chamber 25 is reduced, and fuel is injected from the nozzle tip port 21e. At this time, since the ball 35 is urged by the holding spring 34 and is in contact with the ball valve seat 23e, the fuel does not flow back into the fuel passage 23a of the plunger 23.

燃料が噴射されると、プランジャ23の燃料通路23aと、本体22の弁部材収納部22hとを合わせた容積に加え、プランジャ23の移動により形成された隙間の容積分だけ燃料が貯留される容積が大きくなるので、プランジャ23の燃料通路23a内と、本体22の弁部材収納部22h内とに貯留されていた燃料の圧力が減少する。これにより、燃料ポンプによって与圧されていた燃料の圧力がチェックボール保持ばね37の付勢力を上回り、チェックボール36をノズル先端口21e側に移動させ弁部材収納部22hに燃料が流入する。この時、プランジャ23の移動により燃料供給孔22iが開放され、燃料が小燃料パイプ39に供給される。   When fuel is injected, in addition to the combined volume of the fuel passage 23a of the plunger 23 and the valve member storage portion 22h of the main body 22, the volume in which the fuel is stored by the volume of the gap formed by the movement of the plunger 23 Therefore, the pressure of the fuel stored in the fuel passage 23a of the plunger 23 and the valve member storage portion 22h of the main body 22 decreases. Thereby, the pressure of the fuel pressurized by the fuel pump exceeds the urging force of the check ball holding spring 37, the check ball 36 is moved to the nozzle tip port 21e side, and the fuel flows into the valve member housing portion 22h. At this time, the fuel supply hole 22 i is opened by the movement of the plunger 23, and the fuel is supplied to the small fuel pipe 39.

燃焼ガスGの圧力が弱まると、リターンばね33の付勢力が燃焼ガスGの圧力を上回り、プランジャ23を図6から図7の位置に移動復帰させる。プランジャ23の移動により形成された隙間がなくなり、燃料が貯留される容積が燃料通路23aと、弁部材収納部22hとを合わせた容積に戻るので、燃料の圧力が増加し、保持ばね34の付勢力を上回り、図8に示すように、ボール35をノズル先端口21e側に移動させる。燃料が噴射室25に流入して燃料の圧力が均衡すると、保持ばね34の付勢力でボール35が復帰して図7の位置に戻ることになる。この時、プランジャ23の移動により燃料供給孔22iが閉じられ、小燃料パイプ39への燃料の供給が止まることになる。   When the pressure of the combustion gas G is weakened, the urging force of the return spring 33 exceeds the pressure of the combustion gas G, and the plunger 23 is moved back to the position shown in FIGS. The gap formed by the movement of the plunger 23 disappears, and the volume in which the fuel is stored returns to the combined volume of the fuel passage 23a and the valve member storage portion 22h, so that the fuel pressure increases and the holding spring 34 is attached. As shown in FIG. 8, the ball 35 is moved to the nozzle tip end 21e side. When the fuel flows into the injection chamber 25 and the fuel pressure is balanced, the ball 35 is restored by the urging force of the holding spring 34 to return to the position shown in FIG. At this time, the fuel supply hole 22i is closed by the movement of the plunger 23, and the supply of fuel to the small fuel pipe 39 is stopped.

なお、空気圧縮行程時の圧縮された空気の圧力は、爆発行程における燃焼ガスGの圧力より弱いためプランジャ23は移動せず、燃料の噴射及び小燃料パイプ39への燃料の供給は行われない。   Since the pressure of the compressed air during the air compression stroke is weaker than the pressure of the combustion gas G during the explosion stroke, the plunger 23 does not move, and fuel injection and fuel supply to the small fuel pipe 39 are not performed. .

一方、補助燃料供給部Sの燃料噴射ノズル10側において、爆発行程の燃焼ガスGの圧力によるプランジャ23の移動により、燃料供給孔22iから小燃料パイプ39に供給された燃料は、過給気通路17との合流部分側に形成された垂れ部41に貯留される。   On the other hand, on the fuel injection nozzle 10 side of the auxiliary fuel supply unit S, the fuel supplied to the small fuel pipe 39 from the fuel supply hole 22i by the movement of the plunger 23 due to the pressure of the combustion gas G in the explosion stroke is supercharged passage 17 is stored in the drooping portion 41 formed on the side of the merged portion.

補助燃料供給部Sのバルブ室4側において、空気圧縮行程で発生した室6内の圧縮された空気が圧力ガス入口2aとガス導入路20とを経て、バルブ室4に向かっても、ばね部材13の付勢力が圧縮された空気の圧力に打ち勝ってバルブ11をガス導入路20側に位置させるので、バルブ室4側の圧縮空気の通路は閉塞される。   On the valve chamber 4 side of the auxiliary fuel supply unit S, the compressed air in the chamber 6 generated in the air compression stroke also passes through the pressure gas inlet 2a and the gas introduction path 20 toward the valve chamber 4 and is also a spring member. Since the urging force 13 overcomes the pressure of the compressed air and positions the valve 11 on the gas introduction path 20 side, the compressed air path on the valve chamber 4 side is closed.

その後の過給気行程において、バルブ11は、ガス導入路20側に位置するので過給気通路17は、開放される。ロータ5の凹部53が吸気口18と合致すると、合致した凹部53は、過給気通路17と接続して過給気の吸気開口部42となり、過給気が流通する。   In the subsequent supercharging stroke, the valve 11 is positioned on the gas introduction path 20 side, so that the supercharging path 17 is opened. When the recessed portion 53 of the rotor 5 matches the intake port 18, the matched recessed portion 53 is connected to the supercharged air passage 17 to become a supercharged air intake opening 42, and the supercharged air flows.

垂れ部41において貯留した燃料を気化蒸散させた後、燃料を吐出口44から流出させ過給気通路17を流れる過給気の気流と合流させるとともに燃料を霧化させ、圧縮空気吸気行程を行なう領域に補助的に燃料を供給する。   After vaporizing and evaporating the fuel stored in the drooping portion 41, the fuel flows out from the discharge port 44 and merges with the airflow of the supercharged air flowing in the supercharged air passage 17, and the fuel is atomized to perform the compressed air intake stroke. Auxiliary fuel is supplied to the area.

その後、混合ガス圧縮に移行する際、爆発行程により発生した燃焼ガスGで作動した燃料噴射ノズル10のノズル先端口21eから燃料が噴射される。   Thereafter, when shifting to the mixed gas compression, fuel is injected from the nozzle tip 21e of the fuel injection nozzle 10 operated by the combustion gas G generated by the explosion stroke.

本実施形態の燃料供給構造100では、主燃料供給部Mを有し、ハウジング本体部31の爆発行程及び膨張行程が行われる領域に臨む部分と、燃料噴射ノズル10との間に、爆発行程において発生する高圧の燃焼ガスGが流入する爆発圧力伝播通路2を配設して、燃料噴射ノズル10内に、燃料を圧送するプランジャ23を配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスGを爆発圧力伝播通路2により燃料噴射ノズル10に送給することにより、プランジャ23を作動させて燃料を噴射している。   In the fuel supply structure 100 of the present embodiment, the main fuel supply part M, the portion of the housing main body 31 that faces the region where the explosion stroke and the expansion stroke are performed, and the fuel injection nozzle 10 are separated in the explosion stroke. An explosion pressure propagation passage 2 into which the generated high-pressure combustion gas G flows is disposed, and a plunger 23 for pumping fuel is disposed in the fuel injection nozzle 10. The high-pressure combustion gas G generated by the explosion stroke is supplied to the fuel injection nozzle 10 through the explosion pressure propagation passage 2 to operate the plunger 23 to inject fuel.

爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスGで燃料噴射ノズル10を作動させ、電気を使用しない構造にすることで、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズル10が停止することをなくすことができる。   By operating the fuel injection nozzle 10 with the high-pressure combustion gas G generated by the explosion stroke so as not to use electricity, the fuel injection nozzle 10 can be prevented from stopping due to a malfunction of the electric system with a simple structure. it can.

また、補助燃料供給部Sとして、ハウジング本体部31の圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分に、大気側と連通する吸気口18を形成して、ハウジング本体部31の過給行程が行われる領域に臨む部分と吸気口18との間に、過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路17を形成して、燃料噴射ノズル10と過給気通路17との間に、燃料噴射ノズル10から過給気通路17に燃料を供給する小燃料パイプ39を形成して、過給気通路17の小燃料パイプ39との合流部分より上流部分に、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスGを過給気通路17に流入させず、過給行程時に圧縮空気を過給気通路17に流入させる、切り替え機能を有したバルブ室4を配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスGによるプランジャ23の作動により、小燃料パイプ39を通じて過給気通路17に燃料を送給して、過給行程時に過給気の気流を利用して圧縮空気の吸気行程を行なう領域に燃料を送給している。   Further, as the auxiliary fuel supply unit S, an intake port 18 communicating with the atmosphere side is formed in a portion facing the region where the compressed air intake stroke of the housing main body 31 is performed, and the supercharging stroke of the housing main body 31 is performed. A supercharged air passage 17 into which compressed air generated during the supercharging stroke flows is formed between the portion facing the region to be exposed and the intake port 18, and between the fuel injection nozzle 10 and the supercharged air passage 17, A small fuel pipe 39 for supplying fuel from the fuel injection nozzle 10 to the supercharged air passage 17 is formed, and a high pressure generated by an explosion stroke is formed upstream of the portion where the supercharged air passage 17 joins the small fuel pipe 39. A valve chamber 4 having a switching function is provided in which the combustion gas G does not flow into the supercharging air passage 17 and compressed air flows into the supercharging air passage 17 during the supercharging stroke. Then, the operation of the plunger 23 by the high-pressure combustion gas G generated by the explosion stroke causes the fuel to be supplied to the supercharging passage 17 through the small fuel pipe 39, and the supercharged airflow is used during the supercharging stroke. Fuel is fed to the area where the compressed air intake stroke is performed.

小燃料パイプ39を通じて過給気通路17に燃料を送給させ、過給行程時の過給気の気流を利用して圧縮空気の吸気行程を行なう領域に燃料を送給することで、二系統の燃料供給路(主燃料供給部M、補助燃料供給部S)を有することになり、エンジン1が高回転時には連続的に燃料が供給され、燃料を十分に吸入できるため出力は高くなる。また、エンジン1が低回転時には燃料の送給は断続的になり、空燃比の空気量が多くなり燃料が完全燃焼されることで排気ガスは浄化される。   By supplying fuel to the supercharged air passage 17 through the small fuel pipe 39 and using the airflow of the supercharged air during the supercharging stroke, the fuel is sent to the area where the intake stroke of the compressed air is performed. Fuel supply passages (main fuel supply part M, auxiliary fuel supply part S), the fuel is continuously supplied when the engine 1 rotates at a high speed, and the output can be increased because the fuel can be sufficiently sucked. Further, when the engine 1 is running at a low speed, the fuel is intermittently supplied, the air amount of the air-fuel ratio is increased, and the fuel is completely burned to purify the exhaust gas.

また、過給行程時において、小燃料パイプ39から流出する燃料に、過給気通路17を流れる過給気の気流を合流させている。燃料を霧化させることで燃料は燃焼しやすくなるので、燃焼効率のよいエンジン1とすることができる。   Further, during the supercharging stroke, the supercharged airflow flowing through the supercharged air passage 17 is merged with the fuel flowing out from the small fuel pipe 39. Since the fuel is easily combusted by atomizing the fuel, the engine 1 having good combustion efficiency can be obtained.

また、小燃料パイプ39に、垂れ部を41形成して、垂れ部41において燃料を気化蒸散させて過給気通路17に送給することで、燃料が着火容易な状態になるので、エンジン1の始動性を高めることができる。   Further, the dripping portion 41 is formed in the small fuel pipe 39, and the fuel is vaporized and evaporated in the dripping portion 41 and fed to the supercharged air passage 17, so that the fuel can be easily ignited. The startability of can be improved.

また、噴出孔31eが、噴射される燃料がロータ5に向かうように燃料噴射ノズル10の軸心に対して傾斜して形成され、燃料噴射ノズル10のノズル先端口21eからロータ5に向かって燃料を噴射することで、爆発行程の熱で熱くなったロータ5を気化熱で温度を下げるとともに、気化された燃料は燃焼しやすくなるので完全燃焼され排気ガスを浄化することができる。   Further, the ejection hole 31 e is formed so as to be inclined with respect to the axis of the fuel injection nozzle 10 so that the fuel to be injected is directed to the rotor 5, and the fuel is directed from the nozzle front end 21 e of the fuel injection nozzle 10 toward the rotor 5. , The temperature of the rotor 5 heated by the heat of the explosion process is lowered by the heat of vaporization, and the vaporized fuel is easily combusted so that it is completely burned and the exhaust gas can be purified.

ロータ5に向かって燃料を噴射する構成としては、ノズル先端口21eをロータ5に向けるように構成してもよい。   As a configuration for injecting fuel toward the rotor 5, the nozzle tip end 21 e may be directed toward the rotor 5.

ベーン先端シール9は、ベーン先端シール押しばねによってハウジング本体部31の内周面31a側に付勢することもできる。   The vane tip seal 9 can also be urged toward the inner peripheral surface 31a of the housing body 31 by a vane tip seal pressing spring.

爆発圧力伝播通路2は、パイプ状の配管を用いて圧力室28に直接接続することもできる。   The explosion pressure propagation passage 2 can also be directly connected to the pressure chamber 28 using a pipe-like pipe.

補助燃料供給通路は、小燃料パイプ39のようなパイプにはこだわらない。例えば、ハウジング本体部31及びサイドハウジング部32内に通路を形成したり、パイプとハウジング本体部31及びサイドハウジング部32内に形成した通路との組み合わせにしたりしてもよい。   The auxiliary fuel supply passage does not stick to a pipe such as the small fuel pipe 39. For example, a passage may be formed in the housing main body portion 31 and the side housing portion 32, or a combination of a pipe and a passage formed in the housing main body portion 31 and the side housing portion 32 may be used.

100 気密構造
1 エンジン
2 爆発圧力伝播通路
3 ハウジング
31 ハウジング本体部
31a 内周面
4 バルブ室
5 ロータ
51 ベーン溝
52 外表面
7 ベーン
8 ベーン押しばね
9 ベーン先端シール
G 燃焼ガス
17 過給気通路
23 プランジャ
39 小燃料パイプ
41 垂れ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Airtight structure 1 Engine 2 Explosion pressure propagation path 3 Housing 31 Housing main-body part 31a Inner peripheral surface 4 Valve chamber 5 Rotor 51 Vane groove 52 Outer surface 7 Vane 8 Vane pushing spring 9 Vane tip seal G Combustion gas 17 Supercharged air passage 23 Plunger 39 Small fuel pipe 41

Claims (5)

ハウジングと、前記ハウジングの軸心に対して偏心して内蔵され前記ハウジング内で回動可能なロータと、前記ハウジングの内周面に摺接する複数のベーンと、前記ベーンが摺動する複数のベーン溝と、を備え、
1サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の燃料供給構造であって、
前記ハウジングの前記爆発行程及び前記膨張行程が行われる領域に臨む部分と、燃料噴射ノズルとの間には、前記爆発行程において発生する高圧の燃焼ガスが流入する爆発圧力伝播通路が配設され、
前記燃料噴射ノズル内には、燃料を圧送するプランジャが配設され、
前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記爆発圧力伝播通路により前記燃料噴射ノズルに送給することにより、前記プランジャを作動させて前記燃料を噴射することを特徴とするベーン型内燃機関の燃料供給構造。
A housing, a rotor built in an eccentric manner with respect to the axis of the housing and rotatable in the housing; a plurality of vanes in sliding contact with the inner peripheral surface of the housing; and a plurality of vane grooves in which the vanes slide And comprising
A fuel supply structure for a vane type internal combustion engine configured to sequentially repeat explosion, expansion, exhaust, air intake, air compression, supercharging, scavenging, compressed air intake, and mixed gas compression stroke in one cycle,
An explosion pressure propagation passage through which high-pressure combustion gas generated in the explosion stroke flows is disposed between a portion of the housing facing the region where the explosion stroke and the expansion stroke are performed, and the fuel injection nozzle.
In the fuel injection nozzle, a plunger for pumping fuel is disposed,
The vane type internal combustion engine, wherein the fuel is injected by operating the plunger by feeding the high-pressure combustion gas generated by the explosion stroke to the fuel injection nozzle through the explosion pressure propagation passage. Fuel supply structure.
前記ハウジングの前記圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分には、大気側と連通する吸気口が形成され、
前記ハウジングの前記過給行程が行われる領域に臨む部分と前記吸気口との間には、前記過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路が形成され、
前記燃料噴射ノズルと前記過給気通路との間には、前記燃料噴射ノズルから前記過給気通路に前記燃料を供給する補助燃料供給通路が形成され、
前記過給気通路の前記補助燃料供給通路との合流部分より上流部分には、前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記過給気通路に流入させず、前記過給行程時に前記過給気通路に前記圧縮空気を流入させる、切り替え機能を有したバルブ室が配設され、
前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスによる前記プランジャの作動により、前記補助燃料供給通路を通じて前記過給気通路に前記燃料を送給して、
前記過給行程時に過給気の気流を利用して前記圧縮空気吸気行程を行なう領域に前記燃料を送給することを特徴とする請求項1記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。
In the portion of the housing facing the area where the compressed air intake stroke is performed, an intake port communicating with the atmosphere side is formed,
Between the portion of the housing facing the region where the supercharging stroke is performed and the intake port, a supercharging air passage into which compressed air generated during the supercharging stroke flows is formed,
Between the fuel injection nozzle and the supercharged air passage, an auxiliary fuel supply passage for supplying the fuel from the fuel injection nozzle to the supercharged air passage is formed,
The high-pressure combustion gas generated by the explosion stroke is not allowed to flow into the supercharging passage in the portion upstream of the joining portion of the supercharging passage with the auxiliary fuel supply passage. A valve chamber having a switching function for allowing the compressed air to flow into the air supply passage;
By the operation of the plunger by the high-pressure combustion gas generated by the explosion stroke, the fuel is supplied to the supercharged air passage through the auxiliary fuel supply passage,
2. The fuel supply structure for a vane type internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel is supplied to a region where the compressed air intake stroke is performed using an air flow of supercharged air during the supercharging stroke.
前記過給行程時において、前記補助燃料供給通路から流出する前記燃料に、前記過給気通路を流れる過給気の気流を合流させて、前記燃料を霧化させることを特徴とする請求項2記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。   3. The fuel is atomized by joining the fuel flowing out of the auxiliary fuel supply passage with the air flow of supercharged air flowing through the supercharged air passage during the supercharging stroke. The fuel supply structure of the vane type internal combustion engine described. 前記補助燃料供給通路には、燃料溜まり部が形成され、前記燃料溜まり部において前記燃料を気化蒸散させて前記過給気通路に送給することを特徴とする請求項2又は3記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。   4. The vane type according to claim 2, wherein a fuel reservoir is formed in the auxiliary fuel supply passage, and the fuel is vaporized and evaporated in the fuel reservoir and is supplied to the supercharged passage. Fuel supply structure for an internal combustion engine. 前記燃料噴射ノズルのノズル先端口から前記ロータの外表面に向かって前記燃料を噴射することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。   5. A fuel supply structure for a vane type internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel is injected from a nozzle tip of the fuel injection nozzle toward an outer surface of the rotor.
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