JPH04103875A - 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） この発明は、噴射燃料と噴射空気との混合気を噴射室を
介しエンジンの燃焼室に噴射させるようにしたエンジン
の燃料噴射装置に関する。

（従来の技術） 上記燃料噴射装置には、従来、特開昭６２−３１６８号
公報で示されるものがある。

これによれば、燃料噴射弁の噴射による噴射燃料と、空
気噴射弁の噴射による噴射空気とを受け入れる噴射室が
設けられ、この噴射室を燃焼室に連通させる噴射ノズル
が設けられると共に、このノズルを開閉する一方向弁た
るノズル弁が設けられている。

そして、エンジンの作動時には、まず、燃料噴射弁によ
り噴射燃料が噴射室に所定時間噴射され、次に、空気噴
射弁により噴射空気が同上噴射室内に所定時間噴射され
る。すると、この噴射空気の圧力により上記一方向弁が
開弁させられ、この開弁で、上記噴射空気と、この噴射
空気により十分霧化された噴射燃料との混合気が噴射ノ
ズルを介しエンジンの燃焼室に噴射させられ、これによ
り燃焼が行われる。そして、以下、上記作動が繰り返さ
れるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記従来構成では、燃焼室に対し混合気の噴
射が行われた後、噴射室内にはいくらかの空気圧が残留
する。このため、燃料噴射弁により次の噴射を行うとき
には、この噴射が上記噴射室内の残留空気圧に影響され
て、燃料の噴射量に誤差を生じるおそれがある。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、噴射室に対し燃料噴射弁と空気噴射弁とによる噴射
を交互に行わせて、上記噴射室を介し燃焼室に混合気を
噴射させるようにした場合において、噴射室に対し適正
量の燃料噴射が行われるようにすることを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、燃料噴射弁の噴射による噴射燃料と、空気噴射弁の
噴射による噴射空気とを受け人れる噴射室を設け、この
噴射室を燃焼室に連通させる噴射ノズルを設けると共に
、このノズルを開閉するノズル弁を設け、上記燃料噴射
弁と空気噴射弁の各噴射を交互に行わせるようにしたエ
ンジンの燃料噴射装置において、上記噴射室から大気側
に通じるオリフィスを設けた点にある。

（作　用） 上記構成による作用は次の如くである。

エンジン１の作動時には、燃料噴射弁２１により噴射燃
料２４が噴射室１９内に所定時間噴射され、次に、空気
噴射弁２６により噴射空気２９が同上噴射室１９内に所
定時間噴射される。すると、上記噴射室１９内の噴射燃
料２４が、上記噴射空気２９と共に噴射ノズル３１を介
してエンジンｌの燃焼室１３に噴射させられる。

上記の場合、噴射室１９かも大気側に通じるオリフィス
３７が設けられている。このため、空気噴射弁２６によ
る噴射空気２９が噴射燃料２４と共に燃焼室１３に噴射
された後において、噴射室Ｉ９内に空気圧が残留したと
しても、この残留空気圧は、同上噴射室１９内の残留空
気３９が上記オリフィス３７を介して大気側に排出され
ることによって減圧される。

よって、上記空気噴射弁２６による噴射後に、燃料噴射
弁２１が噴射するとき、この噴射は上記噴射室１９内の
残留空気圧に影響されずに行われることとなる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、符号１は自動二輪車等に搭載される予
圧縮式の２サイクル並列多気筒エンジンで、このエンジ
ン１はシリンダ２、シリンダヘッド３、ピストン４、お
よび連接棒５を備えている。

上記シリンダ２には吸気ボート７が形成され、この吸気
ボート７にはリード弁８と吸気管９とが連設され、この
吸気管９にはスロットル弁１０が取り付けられている。

また、上記シリンダ２には掃気ボート１１、および排気
ポート１２が形成されている。更に、前記シリンダヘッ
ド３には燃焼室１３が形成され、この燃焼室１３に燃料
を供給する燃料噴射装置１５が設けられ、かつ、同上燃
焼室１３には点火プラグ１４の放電部１４ａが臨んでい
る。

第１図、第３図、および第４図において、上記燃料噴射
装置１５はケーシング１６を有し、このケーシング１６
は一対のボルト１７．１７によりシリンダヘッド３上に
着脱自在にねじ止めされている６上記ケーシング１６の
下部はシリンダ２の軸心２ａ上で、シリンダヘッド３に
形成された貫通孔１８に嵌入されており、その下面は燃
焼室Ｉ３の天井面の一部を構成している。

上記ケーシング１６には同上軸心２ａ上に長細い噴射室
１９が形成されている。２１は燃料噴射弁で、この燃料
噴射弁２１の軸心２１ｂは傾斜しており、その下端が上
記ケーシング１６に取り付けられ、同上下端の燃料噴射
口２１ａから上記噴射室１９の上部に連なる燃料通路２
２が上記ケーシング１６に形成されている。同上燃料噴
射弁２１の上端にはこの燃料噴射弁２１に燃料を供給す
るデリバリ−バイブ２３が連結され、このデリバリ−バ
イブ２３はクランク軸方向で水平方向に延びている。上
記燃料噴射弁２１は電磁式の開閉弁で、その量弁時には
、噴射燃料２４が約２００ｃｃ／ｗｉｎの容量で燃料通
路２２を通って噴射室１９内に噴射される。

方、２６は空気噴射弁で、この空気噴射弁２６の一端が
上記ケーシング１６に取り付けられ、同上一端の空気噴
射口２６ａから上記噴射室１９の土部に連なる空気通路
２７が上記ケーシング１６に形成されている。同上空気
噴射弁２６の他端にはこの空気噴射弁２６に圧縮空気を
供給するデリバリ−バイブ２８が連結され、このデリバ
リ−バイブ２８は前記デリバリ−バイブ２３と平行に延
びている。上記空気噴射弁２６も前記燃料噴射弁２１と
同じく電磁式の開閉弁で、その量弁時には、噴射空気２
９が空気通路２７を通って噴射室１９内に噴射される。

この場合、空気噴射弁２６の噴射容量は、燃料を噴射さ
せたときに約２０００　ｃｃ／ｍｉｎとなる容量に一致
する。

上記燃料噴射弁２１と空気噴射弁２６とは側面視で互い
に交差するよう配設されており、これにより、上記両デ
リバリーパイプ２３．２８が互いに干渉し合わないよう
になされている。

上記噴射室１９の下端には、この噴射室１９を燃焼室１
３に連通させる噴射ノズル３１が形成されている。また
、この噴射ノズル３１を開閉するノズル弁３２が設けら
れる。このノズル弁３２は上記噴射ノズル３１を閉じる
方向にばね３３による弾性力で付勢され、つまり、上記
ノズル弁３２は一方向弁となっている。なお、上記ばね
３３の弾性力はナツト３４のねじり操作により調整可能
である。

上記空気通路２７から外部に向って延びる分岐通路３５
が形成され、この分岐通路３５にプラグ３６が着脱自在
にねじ付けられている。このプラグ３６には微小径のオ
リフィス３７が形成され、このオリフィス３７を通し噴
射室１９が大気側に連通させられている。なお、この場
合、上記噴射室１９は、オリフィス３７を通しスロット
ル弁ｌＯよりも上流側の大気側である吸気管９内に連通
させられている。

そして、上記燃料噴射弁２１と空気噴射弁２６とは、後
に詳述するように交互に開弁して噴射するようになって
おり、まず、燃料噴射弁２１により噴射燃料２４が噴射
室１９内に噴射され、次に、空気噴射弁２６により噴射
空気２９が同上噴射室１９内に噴射される。すると、こ
の噴射空気２９の圧力によりばね３３に抗してノズル弁
３２が開弁じ、上記噴射燃料２４と噴射空気２９の混合
気３８が、十分霧化されて噴射ノズル３１を介し前記燃
焼室１３に噴射させられる。

また、上記のように混合気３８を噴射した後は噴射室１
９内にいくらかの空気圧が残留するが、この噴射室１９
内の残留空気３９はオリフィス３７を通って吸気管９に
戻される。このため、次に、燃料噴射弁２１が噴射する
ときには、上記噴射室１９内の残留圧力が低下しており
、よって、燃料噴射弁２１はこの残留圧力に影響されず
に所定の噴射ができることとなる。

なお、上記燃料噴射弁２１や空気噴射弁２６が噴射を行
うとき、噴射燃料２４や噴射空気２９の一部はオリフィ
ス３７を通って吸気管９に向おうとするが、このオリフ
ィス３７は微小径であるため、噴射量全体からみてほと
んど影響がない。

また、噴射室１９への空気通路２７の連結部は同上噴射
室１９への燃料通路２２の連結部よりも高位置とされて
おり、このため、噴射燃料２４が噴射ノズル３１を通っ
て排出されることが抑制されると共に、燃料噴射弁２１
に続いて空気噴射弁２６が噴射したとき、その噴射空気
２９は燃料通路２２内の噴射燃料２４をも伴って燃焼室
１３側に噴射させる。

第５図において、上記燃料噴射弁２１と空気噴射弁２６
とに燃料や圧縮空気を調圧して送り込む圧力調整装置４
１が設けられている。

この圧力調整装置４１はケーシング４２を有し、このケ
ーシング４２の下部にはダイアフラム４３で仕切られた
上部空気室４４と下部空気室４５とが形成されている。

上記上部空気室４４には空気圧縮機４６からの圧縮空気
４７が送り込まれる。また、上記上部空気室４４を大気
に連通させる空気逃し通路４８が形成され、この空気逃
し通路４８は上記ダイアフラム４３に取り付けられた弁
体４９で開閉される。上記弁体４９が空気逃し通路４８
を閉じるようダイアフラム４３を付勢するばね５０が設
けられ、このばね５０の弾性力はねじ５１によって調整
可能である。

そして、上部空気室４４に送り込まれた圧縮空気４７が
所定圧力を越えると、その圧力を受けてダイアフラム４
３が撓み、弁体４９が空気逃し通路４８を開き、上記圧
縮空気４７の一部が空気逃し通路４８から大気に放出さ
れる。そして、これにより、圧縮空気４７の調圧がなさ
れることとなる。

同上ケーシング４２の上部には、ダイアフラム５３によ
り上下に仕切られた空気室５４と燃料室５５とが設けら
れ、上記空気室５４には前記のように調圧された圧縮空
気４７が絞り弁５６を通して送り込まれる。

一方、燃料タンク５８の燃料５９を吸い上げて上記燃料
室５５に送り込む燃料ポンプ６０が設けられる。また、
上記燃料室５５を上記燃料タンク５８に連通させる燃料
逃し通路６１が形成され、この燃料逃し通路６１は上記
ダイアフラム５３に取り付けられた弁体６２で開閉され
る。上記弁体６２が燃料逃し通路６１を閉じるようダイ
アフラム５３を付勢するばね６３が設けられ、空気室５
４の空気圧と、ばね６３の弾性力とで弁体６２が燃料逃
し通路６１を閉じている。

前記空気室５４を大気に連通させる空気逃し通路６４が
形成され、この空気逃し通路６４を開閉させる弁体６５
と、この弁体６５に連通されるアーマチュア６６、およ
びこのアーマチュア６６を作動させるソレノイド６７と
が設けられている。そして、このソレノイド６７に大電
流を流せば、空気逃し通路６４の開口面積が大きくなり
、小電流を流せば、上記空気逃し通路６４の開口面積が
小さくなるようにされている。

エンジン１の低回転、低負荷時には、ソレノイド６７に
大電流が流れるようになっており、このため、空気逃し
通路６４の開口面積が大きくなって、その分、空気室５
４の圧力が低下し、これに伴いダイアフラム５３が上方
に撓んで弁体６２が燃料逃し通路６１を開き、即ち、低
圧力の燃料５９が前記燃料噴射弁２１に供給される。

一方、エンジン１の高回転、高負荷時には、ソレノイド
６７はＯＦＦとされており、このため、空気逃し通路６
４が閉じられ、これに伴い燃料逃し通路６１も閉じられ
ており、従って、高圧力の燃料５９が前記燃料噴射弁２
１に供給される。

また、上記エンジンｌが低回転、低負荷時と高回転、高
負荷時の間にあるときには、ソレノイド６７に小電流が
流れるようになっており、このため、空気逃し通路６４
の開口面積が適度の大きさに保たれて、空気室５４の圧
力の低下が抑えられ、これに伴いダイアフラム５３がわ
ずかに上方に撓んで弁体６２が燃料逃し通路６１を少し
開き、即ち、中間的な圧力の燃料５９が同上燃料噴射弁
２１に供給される。

第６図と第７図において、上記エンジン１と燃料噴射装
置１５の作動につき説明する。

エンジンｌの低回転時には、第６図中実線と、第７図と
で示すように、クランク角が約Ｏ°から９０°に至る間
で、燃料噴射弁２１が開弁して噴射燃料２４が噴射室１
９に噴射される。次に、クランク角が約９０”がら２７
０°に至る間で掃気ボートＩｆと排気ポート１２が開か
れる。次に、同上クランク角が約３００°から３３０°
に至る間で、空気噴射弁２６のソレノイドが励磁されて
第７図で示すようにその波形が立ち上がる。そして、こ
れにより空気噴射弁２６が開弁じて噴射空気２９が上記
噴射室１９に噴射される。すると、この噴射空気２９と
、既に噴射室１９内に噴射されていた噴射燃料２４との
混合気３８がノズル弁３２を開弁させて燃焼室１３に噴
射され、続けて点火プラグ１４による点火が行われる。

上記の場合、噴射室１９はオリフィス３７を介して吸気
管９内に連通されているため、空気噴射弁２６による噴
射後には第７図中Ａ部で示すように噴射室１９内の残留
圧力が漸減して低下する。

このため、空気噴射弁２６の噴射に続いて燃料噴射弁２
１が噴射するとき、この燃料噴射弁２１の噴射は上記噴
射室１９内の残留圧力に影響されずに行われることとな
る。この結果、エンジン１が１０００〜５０００ｒｐｍ
で、かつ、燃料噴射弁２１の噴射圧力が１〜５　Ｋｇ／
ｃｍ２の範囲で、噴射量が精度よく調整できることとな
る。つまり、ダイナミックレンジが大きくとれることと
なる。

方、エンジンｌの高回転時には、第６図中仮想線で示す
ように、クランク角が約Ｏ°から１８０°に至る間で、
燃料噴射弁２１が開弁じて噴射燃料２４が噴射室１９に
噴射される。次に、これに隙間なく続いて空気噴射弁２
６が約３１５°に至る間で、開弁じて噴射空気２９が上
記噴射室１９に噴射される。

他の作用は前記低回転時のものと同じである。

なお、以上は図示の例によるが、一方向弁式のノズル弁
３２に代えて、これを電磁弁式としてもよい。また、エ
ンジン１は単気筒であってもよい。更に、空気噴射の終
期と燃料噴射の始期とはわずかに重なってもよい。

（発明の効果） この発明によれば、燃焼室に通じる噴射室に対し、燃料
噴射弁と空気噴射弁の各噴射を・交互に行わせるように
したエンジンの燃料噴射装置において、上記噴射室から
大気側に通しるオリフィスを設けたため、空気噴射弁に
より噴射空気が噴射室に噴射されて、これが噴射燃料と
共に燃焼室に噴射された後において、同上噴射室内に空
気圧が残留したとしても、この残留空気圧は、同上噴射
室内の残留空気が上記オリフィスを介して大気側に排出
されることによって減圧される。

よって、上記空気噴射弁による噴射後に、燃料噴射弁が
噴射するとき、この噴射は上記残留空気圧に影響されず
に行われるのであって、上記噴射室に対し適正量の燃料
噴射が行われることとなる。この結果、燃焼室にも適正
量の燃料が噴射されることとなり、これはエンジン性能
上有益である。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は燃料噴射装置の
平面断面図、第２図はエンジンの側面断面図、第３図は
第２図の部分拡大断面図、第４図は第１図のＩＶ　−Ｔ
Ｖ線矢視断面図、第５図は圧力調整装置の側面断面図、
第６図はクランク角に対する各機器の作動を示す図、第
７図はクランク角からみたタイムチャート図である。 １・・エンジン、１３・・燃焼室、１５・燃料噴射装置
、１９・・噴射室、２１・・燃料噴射弁、２４・・噴射
燃料、２６・・空気噴射弁、２９・・噴射空気、３１・
・噴射ノズル、３２・・ノズル弁、３７・・オリフィス
、３８・・混合気、３９・・残留空気。 第１図 第 図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料噴射弁の噴射による噴射燃料と、空気噴射弁の
   噴射による噴射空気とを受け入れる噴射室を設け、この
   噴射室を燃焼室に連通させる噴射ノズルを設けると共に
   、このノズルを開閉するノズル弁を設け、上記燃料噴射
   弁と空気噴射弁の各噴射を交互に行わせるようにしたエ
   ンジンの燃料噴射装置において、上記噴射室から大気側
   に通じるオリフィスを設けたエンジンの燃料噴射装置。