JPH0216360A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置

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JPH0216360A JP63162399A JP16239988A JPH0216360A JP H0216360 A JPH0216360 A JP H0216360A JP 63162399 A JP63162399 A JP 63162399A JP 16239988 A JP16239988 A JP 16239988A JP H0216360 A JPH0216360 A JP H0216360A
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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］ 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。
〔従来の技術］ 特表昭６３−５００３２２号公報には、燃焼室と、この
燃焼室からガス排出を制御するためにエンジンサイクル
と調時的に開閉される排気口とを有する火花点火式２サ
イクル内燃機関の運転法において、低エンジン負荷と低
速度においては、調！ｆｆｌの燃料の少なくとも８０％
が排気口の閉鎖後に燃焼室の内部に送入され、少なくと
もある程度高いエンジン負荷において、調量量の燃料の
少なくとも８０％が排気口の閉鎖前に燃焼室内部に送入
されるように調量量の燃料を燃焼室の中に直接に噴射す
る段階を含む方法が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
２サイクル内燃機関では、低負荷時に燃焼室内の既燃残
留ガス量が増大し、燃焼室内に噴射された燃料噴霧を燃
焼室内に分散させてしまうと、着火性が悪化し、また燃
焼が不安定になる。
一方、高負荷時においては、燃焼室内に噴射された大量
の燃料噴霧を燃焼室内に均一に分散させないと、燃焼が
不安定となりまた高出力が得られないという問題がある
。
しかしながら、前述の特表昭６３−５００３２２号公報
の方法では、このような問題を解決することができない
。
なお、４サイクル内燃機関においても同様の問題がある
。
（課題を解決←古今ｔするための手段〕上記問題点を解
決するため本発明によれば、給気弁例のシリンダヘッド
内壁面周縁部上に燃料噴射弁の噴射孔を設けるとともに
この噴射孔を燃焼室の上部空間に指向させ、低負荷時に
は給気弁がほぼ閉弁後において燃料噴射弁から燃料を噴
射し、高負荷時には排気弁がほぼ閉弁後かつ給気弁がほ
ぼ開弁期間中に燃料噴射弁から燃料を噴射するよう制御
する噴射制御装置を備えている。
〔作　用］ 本発明は上記した構成によって、低負荷時には、給気弁
がほぼ閉弁後において燃料が噴射され、これによって燃
焼室上部空間に？５混合気が形成されることとなる。一
方、高負荷時には、排気弁がほぼ閉弁後かつ給気弁がほ
ぼ開弁期間中に燃料が噴射されるので、燃料噴霧は燃焼
室内に拡散されることとなる。
〔実施例〕
第１図及び第２図は４弁式２サイクル内燃機関に本発明
を適用した一実施例を示す。
同図において、１はソリンダブロック、２はジノンダブ
ロックｌ内で往復動するピストン、３ばシリンダブロッ
ク１上に固定されたシリンダヘッド、４はシリンダヘッ
ド３の内壁面５とピストン２の頂面間に形成された燃焼
室、６は一対の給気ボート、７は一対の排気ポート、８
は各給気ボート６を燃焼室４に連通遮断する一対の給気
弁、９は各排気ポート７を燃焼室４に連通遮断する一対
の排気弁を夫々示す。シリンダヘッド３の内壁面５上に
は燃焼室４に向けて突出しかつシリンダヘッド３の内壁
面５の直径に沿いその直径の全体に亙って延びる隆起部
１０が形成される。
また、隆起部１０の中央部１０　ａは排気弁５〕側に湾
曲せしめられており、この湾曲中央部１０ａの給気弁８
側に点火栓１１が配置される。従って点火栓１１はほぼ
シリンダ軸線−ヒに位置し、しかも隆起部ｌＯに対して
給気弁８側に配置されている。隆起部１０上には排気弁
９側に位置する給気弁８周縁部と弁座１２間の開口を覆
うために各給気弁８に対して夫々マスク璧１３が形成さ
れている。これらのマスク壁１３は対応する給気弁８の
周縁部に極めて近接配置されかつ給気弁８の周縁部に沿
って延びる断面円弧状をなしており、更にこれらのマス
ク壁１３は最大リフト位置にある給気弁８よりも下方ま
で燃焼室４に向けて延びている。従って排気弁９側に位
置する給気弁８周縁部と弁座１２間の開口は給気弁８の
開弁期間全体に亙ってマスク壁１３により閉鎖されろこ
とになる。
２０は燃料噴射弁でありその構成は以下のようである。
本体２１の先端にホルダ２２が設けられその先端に自動
弁２３が配置される。自動弁２３の噴射孔４３はスプリ
ング２４によって常態では閉弁され、圧縮空気圧力が加
わることにより開弁に至る。燃料制御弁２５は一端に燃
料噴口２６を有し、この噴口２６は常態ではニードルに
よって閉鎖されているが、図示しない電磁駆動機構を作
動させることによりニードルはリフトされ、燃料が噴口
２６より噴出される。噴口２６はホール型をなしている
。この燃料は、噴口２６と自動弁２３とを結ぶ燃料通路
２７に一旦浩積される。
２８は燃料及び空気のデリバリパイプであり、このデリ
バリパイプ２８は図示しない燃料供給源に連通される燃
料用通路２９と、図示しない圧縮空気の供給源に接続さ
れる空気用通路３０とを具６Ｂｆする。燃料用通路２９
に燃料制御弁２５の燃料受は端が接続される。
燃料制御弁２５と並列に空気制御弁３１が設けられ、一
端の空気噴口３２は本体２１内の圧縮空気吐出通路３３
を介して燃料制御弁２５の噴口２６に合流され、燃料通
路２７に至っている。空気制御弁３１は電磁弁３５（第
３図参照）を具備しており、その開放時に空気噴口３２
より圧縮空気が噴射され、燃料通路２７に一旦溜められ
ていた燃料はこの噴射空気により自動弁２３を介して噴
射孔４３から噴射される。デリバリパイプ２８の空気用
通路３０は空気制′４１■弁３１の空気嚢は端側に接続
される。３４は大気開放デリバリパイプを示す。
第３図は大気開放デリバリパイプ３４部の概略構成図で
ある。電磁弁３５は、アーマチュアと一体となった空気
噴口開閉弁体３６と、この弁体３６を囲繞して設けられ
たソレノイドコイル３７を有する。弁体３６はばね３８
によって空気噴［１３２に押圧付勢されている。大気開
放デリバリパイプ３４内には、大気開放ボーＩ・３９を
開閉する大気開放ボート開閉弁体４０が配設され、この
弁体４０はばね４１によって大気開放ボート３９に向か
って付勢される。弁体３６の先端には、弁体４０の方向
に延びる延長部４２が形成される。ソレノイドコイル３
７オフ時においζは、弁体３（５は空気噴口３２を閉じ
る。一方、弁体４０は、弁体３６の延長部４２によって
、ばね４１の弾発力に抗して押し下げられ、大気開放ボ
ート３９が開弁せしめられる。これにより、燃料通路２
７は圧縮空気吐出通路３３を介して大気に開放されるこ
ととなる。このため、燃料が噴出される前には、燃料通
路２７は常に大気圧であるため燃料の計量精度を確保す
ることができる。
ソレノイドコイル３７をオフすると、第４図に示される
ように、弁体３６は引き上げられ、空気噴口３２が開弁
せしめられる。これにより圧縮空気は、圧縮空気吐出通
路３３を介して燃料通路２７に吐出される。一方、弁体
４０と、弁体３６の延長部４２の係合は解除され、弁体
４０は大気開放ボート３９を閉弁することとなる。
再び第１図及び第２図を参照すると、燃料噴射弁２０は
、第１図で給気ポート６の下方に配置される。燃料噴射
弁２０の噴射孔である自動弁２３の噴射孔４３は、給気
弁８側のシリンダヘッド内壁面５の周縁部４４（第２図
の斜線部）上で燃焼室４に臨んで配置される。噴射孔４
３は、１つの給気弁８の中心ＯＩと、隆起部１０に対し
てこの給気弁８とほぼ対称位置にある排気弁９の中心０
２とを結ぶ直線Ａ上で、第１図において給気弁８よりも
下方に配置される。燃料噴射弁２０ｏ）燃料噴射方向は
、直線へ方向で、かつ燃焼室４の上部空間４ａに指向さ
れる。
５０は電子制御ユニット、５１は吸入空気量を検出する
エアフローメータ、５２は機関回転数を検出するクラン
ク角センサを夫々示す。電子制御ユニット５０は、エア
フローメータ５１及びクランク角センサ５２の出力信号
に基づいて燃料制窃１弁２５及び空気制御弁３１を制？
ａｌｌする。
次に燃料噴射弁２０の作動を説明すると、図示しない燃
料タンクからの燃料は図示しない燃料ポンプより燃料フ
ィルタ、圧力調整器を介してデリバリパイプ２８の燃料
用通路２９より燃料制御弁２５に導入される。一方、図
示しないコンブレンザからの加圧空気はデリバリパイプ
２８の空気用通路３０より空気制？ＶＩＩ弁３１に導入
される。内燃機関の所定タイミングをクランク角センサ
５２により検出して、電子制御ユニット５０より信号が
燃料制御弁２５に印加され、この制御弁２５のニトルは
リフトされ、噴口２６より燃料が燃料通路２７に噴出さ
れる。しかしながら、このときの燃料圧力は自動弁２３
を閉鎖付勢するスプリング２４の設定圧力に打ち勝つこ
とができず、自動弁２３は閉鎖状態を維持する。そして
、噴口２６、燃料通路２７及び自動弁２３はその中心軸
が共通に構成されているため、噴射燃料は自動弁２３の
近傍に集中することになる。燃料制御弁２５の開弁時間
は必要な量の燃料が調量され、燃料通路２７に蓄積され
るように運転条件に応じて算出される。
燃料噴射タイミングにおいて空気制御弁３１が開弁され
、噴口３２より加圧空気が圧縮空気吐出通路３３、及び
燃料制御弁２５の噴口２６を経て燃料通路２７に噴出さ
れる。この空気圧力は自動弁２３のスプリング２４の設
定圧力より高いため、通路２７内の燃料は空気と一緒に
なって自動弁２３を開弁せしめ、燃焼室４内に噴射され
る。この際、空気流によって燃料は微細に砕かれ、良好
な燃焼を図ることができる。
次に第５図から第８図を参照して本実施例の動作を説明
する。第５図は低負荷時における燃料噴射時期を示す。
低負荷時においては給気弁閉弁と同時に、噴射孔４３か
ら燃料噴射を開始する。これにより第６図に示すように
燃料は燃焼室上部４ａに向けて噴射され、点火栓１１近
傍に濃混合気を分布させることができる。このため、低
負荷時においても混合気の着火性が良くなり、燃焼も安
定する。
一方、高負荷時においては、第７図に示すように、排気
弁閉弁後かつ給気弁開弁樹間において、噴射孔４３から
燃料が噴射される。これにより第８図に示すように燃料
噴射弁２０から噴射された燃料は、給気ボート６から燃
焼室４内に供給される給気によって燃焼室４底部まで達
する。ごれにより燃焼室内の混合気はほぼ均一に拡散さ
れ、安定した燃焼と高出力を得ることができる。
このような燃料噴射時期の制御は電子制御ユニット５０
によって実行される。この燃料噴射時期の制御は、例え
ば第９図に示されるように制御される。Ｑ／Ｎは機関の
負荷に相当し、吸入空気■Ｑと機関回転数Ｎとの比であ
る。留軸は、燃料噴射停止時１すｊを、第５図又は第７
図において」−死点から左回りに測定したクランク角に
よって示す。
図より、Ｑ／Ｎが大きい程、燃料噴射停止時期のクラン
ク角を大きくする、ずなわら、燃料噴射停止時間を早め
るようにしている。
なお本実施例では燃料噴射弁２０の噴射孔４；３を直線
Ａ上に配置したが、給気弁８例のシリンダヘッド内壁面
５の周縁部４４上であればよい。
また、本実施例では、低負荷時には給気弁閉弁後燃料噴
射し、高負荷時には排気ブを閉弁後かつ給気弁開弁期間
内に燃料噴射することとしたが、各界が完全に開弁又は
閉弁している必要はなく、所望の燃料噴霧状態が得られ
れば、弁は多少開弁又は閉弁していてもよい。
また、本実施例では負荷のみによって燃料噴射弁からの
燃料噴射時期を変更したが、負荷と機関回転数によって
燃料噴射時ｊＵ１を変更してもよい。
例えば低負荷かつ低回転時には給気弁閉弁後燃料噴射し
、高負荷かつ高回転時には排気弁閉弁後かつ給気弁開弁
期間内に燃料噴射するようにしてもよい。
また、本実施例では燃料噴射弁が空気により燃料を押し
出し噴射する構成のため、噴霧の（°↓敬力が弱く本発
明の作用、効果を達成ずろのに最適な構成となっ一ζい
る。
また、本発明は４サイクル内燃段関にも適用することが
できる。
〔発明の効果〕
以−ヒのように本発明によれば、低負荷時において安定
した燃焼と、高ｆ１．荷時において高出力を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は２サイクル内燃機関に本発明を適用した一実施
例を示す縦断面図、第２図は第１図の略平面図、第３図
及び第４図は大気開放デリバリパイプ部を示す略図で、
第３図は大気開放ボート開弁時を示す図、第４図は空気
噴口開弁時を示すし」、第５図は低負荷時の燃料噴射時
期を示す図、第６図は低ｉ荷時における燃焼室内の燃料
噴霧の状態を示す図、第７図は高負荷時の燃料噴射時期
を示す図、第８図は高負荷時における燃焼室内の燃料噴
霧の状態を示す図、第９図は負荷と燃料噴射停止時間と
の関係を示す線間である。 ４・・・燃焼室、　　　　４ａ・・・燃焼室の上部空間
、５・・・シリンダヘッド内壁面、８・・・給気弁、９
・・・排気弁、　　　　２０・・・燃料噴射弁、４３・
・・自動弁の噴射孔、 ４４・・・シリンダヘッド内壁面周縁部、５０・・・電
子制御ユニット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　給気弁側のシリンダヘッド内壁面周縁部上に燃料噴射
    弁の噴射孔を設けるとともに該噴射孔を燃焼室の上部空
    間に指向させ、低負荷時には前記給気弁がほぼ閉弁後に
    おいて前記燃料噴射弁から燃料を噴射し、高負荷時には
    排気弁がほぼ閉弁後かつ給気弁がほぼ開弁期間中に前記
    燃料噴射弁から燃料を噴射するよう制御する噴射制御装
    置を備えた内燃機関の燃料噴射装置。
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