JPH0223687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には圧縮点火型の燃料点火器に
関する。特に本発明は、圧縮比がしばしば低過ぎ
て正常な環境の下で一貫した圧縮点火を提供する
圧縮圧力と温度とを生成することができない機関
内に使用するためのものに関する。この点火器は
小型の点火室を含み、この点火室は小型型のオリ
フイスにより機関の燃焼室に接続され且つ空気／
燃料混合装入物を供給される。この装入物は先ず
燃焼室内での圧縮段の間圧縮され、次で点火室内
の可動ピストンに加えられる高圧の油圧力による
第２圧縮を経験する。この第２段の圧縮で、混合
装入物の圧力と温度とが自動点火レベルまで上げ
られ、しかる後には上記混合装入物は上記室から
フレームジエツトをなして主燃焼室内へ吐出し
て、室内の混合装入物を点火する。

上記の一般的型式の点火器は先行技術において
知られている。たとえば米国特許第4075996号
（発明の名称、内燃機関のための外部圧縮点火シ
ステム）の明細書には、オリフイス１９により主
燃焼室に接続された点火室１８を含んだ圧縮点火
型燃料点火器が記載されている。この点火器は、
フレームジエツトを主燃焼室内へ通すため、点火
室内の空気／燃料混合装入物を自動点火レベルま
で圧縮するラム型のピストン９を含んでいる。だ
が、上記米国特許の明細書記載のラムピストンの
作動の制御は複雑で高価な電子システムを必要と
している。上記ラムピストンはまた電磁的に作動
される燃料噴射器１２の使用を必要とする。さら
にその上に、その点火器は、排出導管２７への接
続２６が、ラムピストン９が混合装入物を自動点
火圧力レベルまで圧縮するように動かされる場合
以外、常時開放しているので２段圧縮型のもので
はない。

したがつて、構造と作動が比較的に簡単であり
且つコストが比較的に低廉である２段圧縮点火型
の燃料点火器を提供することが本発明の主たる目
的である。

本発明の２段圧縮型の燃料点火装置は、シリン
ダヘツドを通り抜けて機関の燃焼室内へ延びた中
空円筒状のハウジングを含んでいる。該ハウジン
グは空燃混合物装入オリフイスを有する端部で一
端がほぼ閉鎖された中心腔孔を有し、このオリフ
イスは前記中心腔孔を前記燃焼室に連結させてい
て前記中心腔孔が前記燃焼室の温度レベルと圧力
レベルとに置かれるようにされている。また、こ
の燃料点火装置は、前記中心腔孔内に摺動可能に
装架されたピストンを含み、このピストンは、機
関の圧縮工程の間に前記燃焼室内のふんい気圧力
によつて第１の圧力レベルまで与圧され、それに
よつて前記ピストンを第１段に戻り運動によつて
一方向に移動させるようになつた点火室を前記ピ
ストンと前記オリフイスとの間に画定している。
前記燃料点火装置は、更に、前記方向とは反対方
向に前記ビストンに作用して該ピストンを第２段
の運動によつて実質的により高い第２の自動点火
圧力レベルまで前記点火室を加圧する動力装置
と、前記ピストンによつて自動点火レベルまで圧
縮されて前記燃焼室内に前記オリフイスを通して
点火された混合物が送られるように、空気と燃料
とを前記点火室に供給するための、前記点火室に
選択的に連結される、前記燃焼室の外部にある空
燃混合物供給装置とを有している。

本発明の一態様においては、前記ピストンの、
前記点火室がある側とは反対側に、空燃混合物の
供給室を画定する腔孔が形成され、この供給室
に、空燃混合物供給源を有する混合物供給通路が
連結されて、前記ピストンの前記第２段の運動の
間にその混合物供給通路を通して空燃混合物を前
記供給室へ供給するようになつており、また、前
記混合物供給通路内に設けられた第１の逆止弁
と、前記ピストンのまわりを通つて前記供給室と
前記点火室とを連結する連結通路と、前記連結通
路内に設けられ、前記ピストンの前記一方向への
移動の間に空燃混合物を前記連結通路を通して前
記点火室へ供給することを可能にする一方、前記
ピストンの逆方向への移動の間に前記点火室から
の空燃混合物の逆流を阻止するようになつている
第２の逆止弁とが設けられている。

この構成によれば、ピストンが戻り運動すると
きに供給室から連結通路を通して点火室内へ空燃
混合物が供給される。このように供給室及び連結
通路を備え、また燃焼室からでなく燃焼室の外部
から点火室へ空燃混合物を供給するようにした構
成は、点火室への空燃混合物の供給機構を極めて
簡単で円滑に作動し得るものにしている。また、
前記連結通路内には逆止弁が設けられているが、
上記したように空燃混合物は燃焼室の外部から供
給されるため、その逆止弁を苛酷な状態にさらさ
れないようにすることが極めて容易になる。

本発明の他の態様においては、前記空燃混合物
供給装置は、前記ピストンが戻り位置にある時に
前記点火室内に通じるように、前記ハウジングを
通つて延びている空燃混合物装入通路を含み、ま
た、前記ピストンが前記一方向に戻り運動する間
前記ピストンの背後に蓄積された空燃混合物によ
る圧力を排出するために前記ピストンに対して前
記点火室と反対側の前記中心腔孔に連結された混
合物排出装置を備えている。

この構成においても、空燃混合物は燃焼室の外
部から供給されるため、その供給機構は極めて簡
単になる。また、ピストンの背後に混合物排出装
置を設けた構成は、点火装置の作動を極めて円滑
に行えるようにしている。

本発明のその他の目的、特色および利点は本発
明の好ましい実施例を例示している添付図面につ
いての以下の詳細な説明できわめて明白となるで
あろう。

第１図には、燃焼室１４を画定する少くとも１
つのシリンダ腔孔を有しているありきたりの機関
ブロツク上に横置するシリンダヘツド１２を有す
る内燃機関の一部分１０が図示されている。シリ
ンダヘツド１２はありきたりの点火栓開口に類似
したあるいは同一である腔孔１６を含んでいる。
本発明の点火器の中空ハウジング１８が腔孔１６
にねじ込められる。ハウジング１８は制御される
開口または小型オリフイス２２を除いて燃焼室端
部２０において実質上閉鎖されている。上記オリ
フイス２２は点火ハウジング１８に設けられてい
る段付き中心腔孔２４に燃焼室圧力および温度を
常時連通する。上記腔孔内には点火器ピストン２
６が滑動自在に装架されている。上記ピストンは
プランジヤ２８に固定され、またこのプランジヤ
は上記ピストンから案内スリーブ３０およびシー
ルリング３２を貫通して軸線方向に密封的に突出
している。ハウジングカバー３４が点火器ハウジ
ング１８の上端部にねじ込められ且つプランジヤ
２８の端部を受け入れるための凹所３６を設けら
れている。上記ハウジングカバーまたは通路４０
により高圧油圧流体の供給源に接続されるように
された油圧室３８を前記プランジヤとハウジング
との間の空所に画定している。上記高圧の油圧流
体源は以下に述べられるべき作動を所望の時機に
提供するように機関の作動状態に応じた要求次第
で通路から選択的に導入されあるいは通気される
ように制御される任意の適当な高圧流体源である
ことができる。

点火器ピストン２６と、オリフイス２２に隣接
した腔孔２４の端部との間の空所は点火室４２を
画定している。空気と燃料の混合物は前記ピスト
ンの背後の環状供給室４６に接続するハウジング
１８内の通路４４を通して前記室４２に供給され
る。室４６はピストン２６の背面上の縮小された
ランド部分と、プランジヤ２８の外径とスリーブ
３０の下方端縁部分との間の空所とにより画定さ
れている。この供給室４６は移送チヤンネル４８
とさらに他の角度を付けて設けられた通路５０と
により点火室４２に接続されている。両方の通路
４４および５０はそれぞれ入口供給逆止弁５２お
よび５４を含み、その各の逆止弁は一方の流れ作
用を提供するようにばね５６により着座部上に押
し当てられるあり来りの型式のボールから成つて
いる。

点火に先立つて、点火室４２が、前に図示され
ている位置への点火器ピストン２６の上向きの運
動中に誘導された、空気と燃料の混合装入物を含
んでいるとする。この混合装入物は、オリフイス
２２が連続的に開放していることによりシリンダ
１４内の装入物とほゞ同じ圧縮温度であるであろ
う。上記点火器ピストンの上向きの行程は主シリ
ンダ燃焼室１４内の圧縮行程中の前記室内の増大
するガス圧力の結果として生ずる。この時点では
室３８内でプランジヤ２８に対し油圧力が作用し
ていない。したがつてある特定の瞬間において、
プランジヤ２８の頂部に加えられる油圧力はプラ
ンジヤ２８と点火器ピストン２６とを下向きに駆
動するであろう。前記ピストンの下向きの行程に
より押し除けられるガスの一部はオリフイス２２
を通つて主シリンダ内へ逸出するであろう。だ
が、このガスの逸出の割合は前記オリフイスのサ
イズと、音響速度の大きさとにより制限され且つ
点火器ピストン２６による装入混合物の押し除け
割合よりも実質上低い値に留まる。その結果とし
て、点火室４２内の残留ガスは主燃焼室１４内の
ガスよりも著しく高い圧力と温度まですなわち自
動点火レベルまで圧縮され、かくして点火室４２
内の燃料が点火する。この時点で、点火器ピスト
ン２６は既に入口逆止弁５４より下方にあり、し
たがつて上上記入口逆止弁は苛酷な燃焼環境に決
して露出されない。ピストン２６に作用するガス
圧の力がたとえプランジヤ２８に作用する油圧の
力を超過したとしても、点火器ピストン２６の反
対方向の運動を防止するように逆止弁もまた高圧
の油圧入口管路４０内に配備されるであろう。究
極的に、プランジヤ２８に作用する油圧力は、次
の圧縮行程が主シリンダ内で生じた場合にプラン
ジヤ２８に作用する油圧力が除去されるまで、点
火器ピストン２６を点火室４２の底部における最
下方位置へ動かすであろう。

点火器ピストン２６の下向きの運動中にこのピ
ストンの運動により生成される真空は入口逆止弁
５２を開放し且つ空気／燃料混合物をピストン２
６の背後の供給室４６に流入させるであろう。吸
込み容積はプランジヤ２８の押し除け量より少な
いピストンの押し除け量に等しいであろう。前記
のとおり、ピストン２６は機関の圧縮行程が正に
行われんとするまで下方位置に留まり、しかる後
に油圧作動流体圧力がプランジヤ２８の背面から
除かれる。しかる後に、機関の圧縮行程中の機関
の燃焼室内の増大するガス圧力により上向きのピ
ストン２６の第１段運動が生成されるであろう。
この上向きの運動中における供給室４６内の増大
された圧力で、入口逆止弁５２が閉鎖され、且つ
点火器ピストン２６の背後の燃料が移送チヤンネ
ル４８を押し通されて入口逆止弁５４を開放せし
めかくして燃料が移送されて点火室４２に進入せ
しめられる。かくして、前記点火室はオリフイス
２２を介して燃焼室１４内の周囲の圧力と温度の
レベルに等しい圧力レベルまで増大される空気／
燃料混合物を装入され、かくしてプランジヤ室３
８への高圧油圧流体の供給で第２段圧縮の準備を
完了する。

第２図には第１図に図示されている点火器と関
連して使用されることのできる油圧作動システム
が概略的に例示されている。この例において機関
で駆動される高圧の油圧ポンプは溜からの流体の
供給を受領してこれをかなりの容積の圧縮流体を
容れた高圧アキユムレータ内へ表示された逆止弁
も通して供給する。表示されている圧力逃し弁は
圧力が特定の限度を超過するのを防止する。３方
ソレノイド弁が第１図の点火器ライン４０をアキ
ユムレータかあるいは溜りへの戻りラインと接続
するであろう。点火器とアキユムレータとの間の
接続が確立されるや否や、上記アキユムレータ内
の与圧流体の膨張で点火器ライン４０への高圧の
流れが生成されて、自動点火または圧縮点火が生
ずるまで、点火器プランジヤ２８およびピストン
２６を下向きに駆動する。アキユムレータの容積
がプランジヤ２８の押し除け量に比して大である
ので、流体の膨張と関連された圧力降下はきわめ
てわずかであり、したがつて、全ての企図と目的
とに対して、プランジヤ２８を駆動する油圧の力
は全プランジヤ行程中一定に留まるであろう。ア
キユムレータと前記３方ソレノイド弁との間の指
示された逆止弁は点火器からアキユムレータへの
油圧流体の逆流を防止し、また前記３方弁が点火
器を溜りへの戻りラインと接続した場合にのみプ
ランジヤ２８と点火器ピストン２６の戻り行程が
達成されるであろう。前記３方ソレノイド弁の作
動のタイミングを制御することで点火のタイミン
グが制御されるであろう。

第３図には本発明の代りとなる他の実施例が図
示されている。第１図においては、空気／燃料混
合物が点火器ピストン２６の下向きの行程中に供
給室４６内へ誘導された。第３図においては、点
火器ピストン２６が最上方の第１段圧縮位置にあ
る場合に別個な空気／燃料混合物ライン６０がこ
の点火器のハウジング１８′を通して点火器ピス
トン２６の前方の面上の一点において点火器室４
２′内へ接続されている。ピストン２６の背後の
前記室に接続された適当な通気通路６２が前記ピ
ストン背後に蓄積された圧力を取り去るため配備
されている。この場合には、空気／燃料混合物は
点火器ピストン２６の迅速な上向き行程により生
成されて、変更されたプランジヤ２８′を取囲む
流体作動室３８′内に位置決めされた戻しばね６
４により助勢された真空により吸込まれるであろ
う。全てのその他の点で、第３図の実施例は第１
図の実施例に関連して述べられたのと実質上同様
に作動するであろう。

以上において本発明の好ましい実施例を開示し
たが本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更
ならびに変化を施し得ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがつて構成されて機関内
に取付けられた点火器の横断面図、第２図は第１
図に例示されている点火器のための油圧作動シス
テムのブロツク線図、第３図は本発明のさらに他
の実施例の第１図に類似した横断面図である。 １０……内燃機関の一部分、１２……シリンダ
ヘツド、１４……燃焼室、１６……腔孔、１８…
…ハウジング、２０……燃焼室端部、２２……小
オリフイス、２４……段付き中心腔孔、２６……
点火器ピストン、２８……プランジヤ、３０……
案内スリーブ、３２……シールリング、３８……
油圧室、４０……通路、４２……点火室、４４…
…通路、４６……環状の供給室、４８……移送チ
ヤンネル、５０……通路、５２，５４……入口供
給逆止弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のシリンダヘツド内に使用するため
   の２段圧縮型の燃料点火装置にして、前記シリン
   ダヘツドを通り抜けて機関の燃焼室内へ延びた中
   空円筒状のハウジングを含み、該ハウジングは空
   燃混合物装入オリフイスを有する端部で一端がほ
   ぼ閉鎖された中心腔孔を有し、このオリフイスは
   前記中心腔孔を前記燃焼室に連結させていて前記
   中心腔孔が前記燃焼室の温度レベルと圧力レベル
   とに置かれるようにされており、また、前記中心
   腔孔内に摺動可能に装架されたピストンを含み、
   このピストンは、機関の圧縮工程の間に前記燃焼
   室内のふんい気圧力によつて第１の圧力レベルま
   で与圧され、それによつて前記ピストンを第１段
   の戻り運動によつて一方向に移動させるようにな
   つた点火室を前記ピストンと前記オリフイスとの
   間に画定しており、更に、前記方向とは反対方向
   に前記ピストンに作用して該ピストンを第２段の
   運動によつて実質的により高い第２の自動点火圧
   力レベルまで前記点火室を加圧する動力装置と、
   前記ピストンによつて自動点火レベルまで圧縮さ
   れて前記燃焼室内に前記オリフイスを通して点火
   された混合物が送られるように、空気と燃料とを
   前記点火室に供給するための、前記点火室に選択
   的に連結される、前記燃焼室の外部にある空燃混
   合物供給装置とを有し、また、前記ピストンの、
   前記点火室がある側とは反対側に、空燃混合物の
   供給室を画定する腔孔が形成され、この供給室
   に、空燃混合物供給源を有する混合物供給通路が
   連結されていて、前記ピストンの前記第２段の運
   動の間にその混合物供給通路を通して空燃混合物
   を前記供給室へ供給するようになつており、さら
   に、前記混合物供給通路内に設けられた第１逆止
   弁と、前記ピストンのまわりを通つて前記供給室
   と前記点火室とを連結する連結通路と、前記連結
   通路内に設けられ、前記ピストンの前記一方向へ
   の移動の間に空燃混合物を前記連結通路を通して
   前記点火室へ供給することを可能にする一方、前
   記ピストンの逆方向への移動の間に前記点火室か
   らの空燃混合物の逆流を阻止するようになつてい
   る第２の逆止弁とが設けられていることを特徴と
   する２段圧縮型燃料点火装置。 ２ 内燃機関のシリンダヘツド内に使用するため
   の２段圧縮型の燃料点火装置にして、前記シリン
   ダヘツドを通り抜けて機関の燃焼室内へ延びた中
   空円筒状のハウジングを含み、該ハウジングは空
   燃混合物装入オリフイスを有する端部で一端がほ
   ぼ閉鎖された中心腔孔を有し、このオリフイスは
   前記中心腔孔を前記燃焼室に連結させていて前記
   中心腔孔が前記燃焼室の温度レベルと圧力レベル
   とに置かれるようにされており、また、前記中心
   腔孔内に摺動可能に装架されたピストンを含み、
   このピストンは、機関の圧縮工程の間に前記燃焼
   室内のふんい気圧力によつて第１の圧力レベルま
   で与圧され、それによつて前記ピストンを第１段
   の戻り運動によつて一方向に移動させるようにな
   つた点火室を前記ピストンと前記オリフイスとの
   間に画定しており、更に、前記方向とは反対方向
   に前記ピストンに作用して該ピストンを第２段の
   運動によつて実質的により高い第２の自動点火圧
   力レベルまで前記点火室を加圧する動力装置と、
   前記ピストンによつて自動点火レベルまで圧縮さ
   れて前記燃焼室内に前記オリフイスを通して点火
   された混合物が送られるように、空気と燃料とを
   前記点火室に供給するための、前記点火室に選択
   的に連結される、前記燃焼室の外部にある空燃混
   合物供給装置とを有し、この空燃混合物供給装置
   は、前記ピストンが戻り位置にある時に前記点火
   室内に通じるように、前記ハウジングを通つて延
   びている空燃混合物装入通路を含み、また、前記
   ピストンが前記一方向に戻り運動する間前記ピス
   トンの背後に蓄積された空燃混合物による圧力を
   排出するために前記ピストンに対して前記点火室
   と反対側の前記中心腔孔に連結された混合物排出
   装置を備えていることを特徴とする２段圧縮型燃
   料点火装置。