JPH01151722A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主燃焼室にメインインジェクタを設はル一方、
副燃焼室に補助インジェクタと点火プラグとを設けた、
エンジンの燃料噴射装置に関するものである。

［従来技術］ 燃焼室（ロークリピストンエンジンにおいては作動室、
以下同じ）に直接臨んでインジェクタを設け、該インジ
ェクタから直接燃焼室に燃料を噴射するようにした筒内
直接燃料噴射式エンジン（以下、Ｄｉｓｃエンジンとい
う）は一般に知られている（例えば、実開昭６０−１４
２３５号公報参照）。このようなりｉｓｃエンジンでは
、空燃比（Ａ／Ｆ）を非常に大きくして（例えば、Ａ／
Ｆ−９０）混合気を超リーンにしても燃料を燃焼させる
ことができるので、燃料噴射量でエンジンの出力トルク
を制御することが可能となり、したがって、普通のエン
ジンのようにスロットル弁でエンジン負荷を調節する必
要がなくなり、スロットル弁をなくすことによって吸気
抵抗によるボンピング損失を低減し、燃費性能の向上を
図ることができるといった利点を有する。

そして、このようなりｉｓｃエンジンにおいては、主燃
焼室に副燃焼室を臨設し、該副燃焼室に補助燃料を噴射
する補助インジェクタと点火プラグとを設け、補助イン
ジェクタから噴射された燃料で副燃焼室内に混合気を形
成し、この副燃焼室内の混合気に点火プラグで点火して
火炎を生成し、この火炎を主燃焼室に噴出させて、主燃
焼室内の混合気に点火するといった燃焼形態がとられる
のが一般的である。

このような燃焼型態においては、例えば、第４図に示す
ように、まず偏心軸角θ、で補助インジェクタからの燃
料噴射を開始して矢印Ｇｔで示す期間燃料噴射を行い、
一方θ８よりやや遅れてθ、でメインインジェクタから
の燃料噴射を開始して矢印Ｇ、で示す期間燃料噴射を行
うようになっている。そして、副燃焼室内に噴射された
燃料が気化・霧化され′るような所定のタイミングθＳ
で点火プラグにより副燃焼室内の混合気に点火するよう
になっている。

ところが、このようなタイミングでメインインジェクタ
及び補助インジェクタの燃料噴射を行なった場合、副燃
焼室内の混合気に点火されて火炎が生成される前に、す
でに主燃焼室内にはメインインジェクタから噴射された
燃料によって混合気が形成されているので、高負荷時等
主燃焼室の壁温が高くなっているときには、主燃焼室内
の混合気が一部自己着火ずろといった現象が生しる場合
がある。そして、このように点火前に主燃焼室内で自己
着火が起こると、主燃焼室内の圧力が上昇し、この圧力
によって補助インジェクタから噴射された燃料が主燃焼
室に入りにくくなり副燃焼室内に滞留するので、副燃焼
室内の空燃比（Ａ／Ｆ）が点火可能範囲以下（超リッチ
）になり、点火プラグがくすぶって点火性が悪化したり
、あるいは失火するといった問題があった。

これを改房する手法として、例えばメインインジェクタ
の燃料噴射タイミングを遅らせるなどして、相対的に副
燃焼室内の混合気の着火タイミングを早め、主燃焼室内
で自己着火が起こる前に副燃焼室内に火炎を生成させる
といった方法か考えられる。しかしながら、エンジンの
熱効率を考えた場合、第４図中の曲線Ｇ３て示すような
、燃料の仕事への転換率が最適となるような熱発生パタ
ーンを実現する必要があり、そのためには、点火時期、
補助インジェクタ及びメインインジェクタの燃料噴射時
期が、夫々一定の制約を受け、メインインジェクタの燃
料噴射時期を第４図にθ、で示す時期より遅らせること
は実質的に不可能であり、この方式により副燃焼室内の
混合気の燃焼性能の向上を図ることは実質的に困難であ
り、有効な副燃焼室内の混合気の燃焼性能の向上手段が
求められている。

［発明の目的］ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、主燃焼室と副燃焼室とを設け、主燃焼室に直接燃料
を噴射するメインインジェクタを設ける一方、副燃焼室
に、補助燃料を噴射す°る補助インジェクタと点火プラ
グとを臨設したエンジンにおいて、副燃焼室内での混合
気の着火性を高め、確実に火炎を生成してエンジンの燃
焼性能の向上を図ることができる、エンジンの燃料噴射
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は上記の目的を達するため、主燃焼室と副燃焼室
とを設け、上記主燃焼室に直接燃料を噴射するメインイ
ンジェクタを設ける一力、上記副燃焼室に、補助燃料を
噴射する補助インジェクタと点火プラグとを設けたエン
ジンにおいて、上記副燃焼室に副燃焼室内の温度を高温
に保つ副燃焼室昇温手段を設けたことを特徴とするエン
ジンの燃料噴射装置を提供する。

［発明の効果］ 本発明によれば、副燃焼室内を高温に保つ副燃焼室昇温
手段が設けられているので、エンジン運転中副燃焼室内
の温度を高く保持でき、副燃焼室内の温度が高いときに
は、補助インジェクタから副燃焼室内に噴射された燃料
の気化・霧化が良好となるので副燃焼室内の混合気形成
に要する時間を短縮することができるうえ、混合気形成
に要する時間が短縮された分だけ、点火プラグの点火時
期を早めることができるので、高負荷時等、主燃焼室内
で自己着火が起こるような状況下において、主燃焼室内
で自己着火が起こる前に副燃焼室内の混合気に点火する
ことができ、さらに高温時には点火プラグの点火性能が
向上するので、確実に副燃焼室内に火炎を生成すること
がテキ、工、、。

の燃焼性能を高めることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、ロータリピストンエンジンＲＥは
、ケーシング１の側壁をなすサイドハウジング２の内側
面に開口す・る吸気ポート３が開かれたときに、吸気通
路４から作動室５に吸気を吸入し、この吸気をロータ６
で圧縮した後、後で詳しく説明するように、この作動室
５内の吸気中にメインインジェクタ８から燃料を噴射し
て混合気を形成する”一方、補助インジェクタ９から副
燃焼室ｌｌ内に補助燃料を噴射して、副燃焼室ｌｌ内に
混合気を形成し、この副燃焼室ｌｌ内の混合気に点火プ
ラグＩ２で点火して火炎を生成し、この火炎を作動室５
内に噴出させることによって、作動室５内の混合気を着
火・燃焼させ、ケーシングｌの周壁をなすロータハウジ
ング１３のトロコイド内周面に開口する排気ポート＋５
が開かれたときに、燃焼ガスを排気通路！６に排出する
ような、一連の行程が連続的に繰り返され、これに伴っ
て、略三角形のロータ６が３つの頂辺部をアペックスシ
ール１７を介してロータハウジング１３のトロコイド内
周面に摺接させつつ、偏心軸１８の回りで遊星回転運動
をして、これに伴って生じる偏心軸１８の回転力がエン
ジンＲＥの出力として取り出されるような基本構成とな
っている。

そして、吸気通路４の上流側端部には吸気中の浮遊塵を
除去するエアクリーナ２１が設けられ、一方排気通路１
６には、三元触媒を用いた排気ガス浄化装置２２が設け
られている。また、排気ガス浄化装置２２より上流側の
排気通路！６と吸気通路４とを連通ずる排気ガス還流通
路２４（以下、ＥＧＩ？通路２４という）が設けられ、
排気ガスの一部を吸気系に還流させることにより、エン
ジンＲＥの燃焼温度をやや低下させて、排気ガス中のＮ
ｏｘａ度を低減するようにしている。このＥＧＲ通路２
４には、エンジンＲＥの運転状態に応じてＥＧＲ通路２
４内を流れる排気ガス（ＥＧＲガス）量を調節するため
に、コントロールユニット２５からの信号を受けて開閉
されるＥ　Ｇ　Ｒ制御弁２６が設けられている。

トコ口で、上記メインインジェクタ８、。よライフ燃料
供給通路２９を通して燃料が供給される一方、メインイ
ンジェクタ８から噴射されなかった過剰の燃料はメイン
燃料戻り通路３１を通して燃料タンク（図示せず）に戻
されるようになってｌ、）る。

そして、メインインジェクタ８近傍におし）て、メイン
燃料供給通路２９には、コントロールコ、ニット２５か
らの信号を受けて、メインインジェクタ８に供給される
燃料の燃料圧を所定の値（こ調節するためのメイン燃料
圧レギュレータ３２力（設（すられている。

また、補助インジェクタ９へは補助燃料供給通路３５を
通して燃料が供給される一方、補助インジェクタ９−か
ら噴射されなかった過剰の燃料（よ補助燃料戻り通路３
６を通して燃料タンク（図示せず）に戻されるようにな
っている。そして、補助インジェクタ９近傍において、
補助燃料供給通路３５には、コントロールユニット２５
力蔦らの（言号を受けて、補助インジェクタ９に供給さ
れる燃料の燃料圧を所定の値に調節するための補助燃料
圧レギュレータ３７が介設されている。なお、マイクロ
コンピュータで構成されるコントロールユニット２５は
、回転数センサ３８によって検出されるエンジン回転数
、吸気圧センサ３９によって検出される吸気圧等を制御
情報として所定のエンジン制御を行うようになっている
。

ところで、第３図に示すように、排気ポート１５（第２
図参照）が設けられた側と反対側において、ロータハウ
ジングＩ３のトロコイド短軸ρと交差するトロコイド内
周面近傍の周壁には、トロコイド短軸Ｑのやや下方にお
いてロータ６（第２図参照）の回転方向トレーリング側
に傾斜して開口するメインインジェクタ装着穴４１が形
成される一方、トロコイド短軸のやや上方においてロー
タ６の回転方向リーディング側に傾斜して開口する補助
インジェクタ装着穴４２が形成されている。さらに、上
記補助インジェクタ装着穴４２の小径部４２ａの作動室
５への開口部近傍において、小径部４２ａと連通ずる点
火プラグ装着穴４３が形成されている。そして、小径部
４２ａへの点火プラグ装着穴４３の開口部近傍から、小
径部４２ａの作動室５への開口部にかけて、小径部４２
ａは副燃焼室１１を形成している。

そして、第１図に示すように補助インジェクタ装着穴４
２の小径部４２ａには、その内周面に沿って、小径部４
２ａと同軸円筒状のセラミック製の断熱部材４５が設け
られている。なお、断熱部材４５の断熱性を高めるとと
もに熱膨張分を吸収するために、断熱部材４５の外周面
と補助インジェクタ装着穴４２の小径部４２ａ内周面と
の間には若干の隙間が形成されている。そして、補助イ
ンジェクタ９の先端部は上記円筒状断熱部材４５の内部
空間内に嵌合して配置されている。また、点火プラグ装
着穴４３には点火プラグ１２が嵌合して配置され点火プ
ラグ１２の先端は、円筒状断熱部材４５の周壁に開設し
たプラグ用窓４５ａから副燃焼室１１内に臨ませである
。一方、メインインジェクタ装着穴４里にはメインイン
ジェクタ８が嵌合して配置されている。

このような構成において、補助インジェクタ装着穴４２
の小径部４２ａ、すなわち副燃焼室１１の周囲は、ロー
タハウジング１３を形成する金属材料より熱伝導度の小
さい断熱部材４５で囲まれているので、エンジンＲＥ運
転中副燃焼室ｌｌ内は高温に保持される。そして、前記
したように、副燃焼室内の温度が高いときには、補助イ
ンジェクタ９から副燃焼室ｌｌ内に噴射された燃料の気
化・霧化が良好となるので混合気形成に要する時間を短
縮することができる。したがって、第４図中のＯｔで示
すように、従来の点火時期Ｏ８に比べて、混合気形成に
要する時間が短縮された分だけ、点火プラグ！２の点火
時期を早めることができる。これによって、高負荷時等
、作動室５内で自己着火が起こるような状況下において
も、作動室５内で自己着火が起こる前に副燃焼室ｌｌ内
の混合気に点火することができ、かつ、高温時には点火
プラグ１２の点火性能が向上するので、確実に副燃焼室
Ｉｌ内に火炎を生成することができ、エンジンＲＥの燃
焼性能を高めることが、きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる燃料噴射装置を備えたロータ
リピストンエンジンの、メインインジェクタ、補助イン
ジェクタ及び点火プラグ回りの正面断面説明図である。 第２図は、本発明にかかる燃料噴射装置を備えたローク
リピストンエンジンのシステム構成図である。 第３図は、第２図に示すロータリピストンエンジンのロ
ータハウジングの点火プラグ配設位置近傍の拡大正面断
面説明図である。 第４図は従来のエンジンのメインインジェクタと補助イ
ンジェクタとからの燃料噴射タイミングの偏心軸角度に
対する特性と、エンジン運転上の好ましい発熱パターン
とを示す図である。 ＲＥ・・・ロークリピストンエンジン、５・・・作動室
、６・・・ロータ、８・・・メインインジェクタ、９・
・・補助インジェクタ、１１・・・副燃焼室、１２・・
・点火プラグ、１３・・・ロータハウジング、４１・・
・メインインジェクタ装着穴、４２・・・補助インジェ
クタ装着穴、４３・・・点火プラグ装着穴、４５・・・
断熱部材（副燃焼室昇温手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主燃焼室と副燃焼室とを設け、上記主燃焼室に直
   接燃料を噴射するメインインジェクタを設ける一方、上
   記副燃焼室に、補助燃料を噴射する補助インジェクタと
   点火プラグとを設けたエンジンにおいて、 上記副燃焼室に副燃焼室内の温度を高温に保つ副燃焼室
   昇温手段を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射
   装置。