JPH04298678A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃焼室に圧
縮空気と共に燃料を噴射する燃料噴射装置に係り、特に
その圧縮空気の供給系路の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼室に圧縮空気と共に燃料を直接噴射
する、いわゆる筒内噴射式の２サイクルエンジンは、点
火プラグの近傍に霧化された燃料が供給され、ここに濃
い混合気の層が形成されるため、燃焼が局所的に行われ
る。このため、特にアイドリングを含む低負荷運転時の
ように、掃気作用が不十分で残留ガスが多い運転域でも
、混合気への着火が確実に行われ、燃焼が安定するとい
った利点を有している。

【０００３】ところで、この種の筒内噴射式の２サイク
ルエンジンは、燃焼室に圧縮空気と共に燃料を噴射する
ための噴射ノズルを備えている。噴射ノズルは、燃料ポ
ンプに連なる燃料配管と、エアポンプに連なる空気配管
に連なっており、これら配管を通じて加圧された燃料と
圧縮空気が供給されるようになっている。

【０００４】この構成の場合、燃料噴射ノズルに供給さ
れる圧縮空気は、エアポンプで大気圧よりも高い圧力に
まで加圧されるため、この圧縮空気が空気配管を流れる
過程で冷却されると、空気中に含まれる水分が凝縮して
結露し、この露が圧縮空気の流れに乗じて噴射ノズルに
導かれることがある。そして、この露がエアポンプから
漏れる微量のオイル分と結合すると、配管や噴射ノズル
内にエマルジョン状の固形物が生成され、この固形物に
よって配管が目詰まりを起こしたり、噴射ノズルが作動
不良を起こす虞があり得る。

【０００５】この結露対策としては、エアポンプと噴射
ノズルを結ぶ空気配管に、エアポンプで加圧された圧縮
空気を冷却するための熱交換器と、この熱交換器の下流
側に位置して、空気中に含まれる水分を分離除去するた
めのセパレータを設け、圧縮空気中に含まれる水分を、
噴射ノズルに至る以前に積極的に除去することが考えら
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よると、配管の途中に所定の容量を有する熱交換器とセ
パレータが介在されるので、圧縮空気の流れ系路の容量
が格段に大きくなる。このため、エンジンの始動時にお
いて、噴射ノズルに導かれる圧縮空気の圧力を予め決め
られた値にまで高めるためには、何回もクランキングを
繰り返してエアポンプを駆動し続ける必要があり、その
分、始動に時間を要することになる。

【０００７】また、特にエンジンが冷えている状態での
始動時には燃料が気化し難いので、上記のように熱交換
器で一旦冷却された圧縮空気を噴射ノズルに導いた場合
には、この冷たい空気との接触によって燃料の気化が益
々悪くなる。したがって、上記圧縮空気の圧力の立ち上
がりが悪いことと合わせて、始動性が損なわれることが
あり、この点において今一歩改善の余地が残されていた
。

【０００８】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、噴射ノズル内での燃料の気化が促進され
、始動性を改善できるエンジンの燃料噴射装置の提供を
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１におい
ては、噴射ノズルとエアポンプとを結ぶ空気通路に、エ
アポンプで加圧された圧縮空気を冷却するための熱交換
器と、この熱交換器よりも下流側に位置して、圧縮空気
中に含まれる水分を分離除去するためのセパレータを設
け、この空気通路には、少なくとも上記熱交換器を迂回
するとともに、エンジン始動時のみ開かれるバイパス通
路を付設したことを特徴としている。

【００１０】また請求項２においては、噴射ノズルとエ
アポンプとを結ぶ空気通路に、この空気通路を流れる圧
縮空気中から水分を分離除去するためのセパレータを設
け、この空気通路には、上記セパレータを迂回するとと
もに、エンジン始動時のみ開かれるバイパス通路を付設
したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１に記載した構成によれば、エンジンが
冷えている状態での始動時においては、エアポンプで加
圧された圧縮空気は、熱交換器を迂回して噴射ノズルに
導かれるので、この圧縮空気の冷却が停止される。この
ため、高温の圧縮空気がそのまま噴射ノズルに導かれ、
この噴射ノズル内での燃料の気化が促進される。それと
ともに、圧縮空気が熱交換器を迂回して流れることから
、圧縮空気の流れ系路の容量が少なくなり、その分、噴
射ノズル内での圧縮空気の圧力の立ち上がりが良好とな
る。したがって、エンジン始動時でも、燃料の霧化性能
が良好となり、エンジンの始動性を改善することができ
る。

【００１２】請求項２に記載した構成によれば、エンジ
ンが冷えている状態での始動時においては、エアポンプ
で加圧された圧縮空気は、容量の大きなセパレータを迂
回して噴射ノズルに導かれるので、圧縮空気の流れ系路
の容量が少なくなり、その分、噴射ノズル内での圧縮空
気の圧力の立ち上がりが良好となる。したがって、エン
ジン始動時でも、燃料の霧化性能が良好となり、エンジ
ンの始動性を改善することができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の第１実施例を、図１ないし図１
１にもとづいて説明する。

【００１４】図６において、符号１で示す車両用の２サ
イクル三気筒エンジンは、クランクケース２、シリンダ
ブロック３およびシリンダヘッド４を備えている。クラ
ンクケース２には、クランク軸５を収容するクランク室
６と、このクランク室６に開口する吸気口７が形成され
ている。吸気口７には吸気管８が接続されており、この
吸気管８の吸気上流端は、図示しないスロットル弁を収
容したスロットルボデー９に連なっている。そして、吸
気口７には、吸気管８からクランク室６に向う吸気の流
れのみを許容するリード弁１０が設けられている。

【００１５】シリンダブロック３の内部には、三つのシ
リンダ１２がクランク軸５の軸方向に並んで設けられて
いる。シリンダ１２はクランク室６に開口されており、
これらシリンダ１２内のピストン１３は、コンロッド１
４を介してクランク軸５に連結されている。シリンダ１
２の内面には、ピストン１３によって開閉される複数の
掃気口１５と排気口１６が開口されており、掃気口１５
は、図示しない掃気通路を通じてクランク室６に連なっ
ている。したがって、本実施例の２サイクルエンジン１
は、クランク室６が吸入空気を圧縮するための一次圧縮
室となっている。

【００１６】シリンダヘッド４のシリンダ１２との合面
には、凹部１８が形成されている。凹部１８は、ピスト
ン１３の頂面１３ａとの間でウエッジ形の燃焼室１９を
構成しており、この燃焼室１９に図示しない点火プラグ
が臨んでいる。

【００１７】なお、燃焼室１９やシリンダ１２の周囲は
、エンジン冷却水が流通するウォータジャケット２０に
より覆われている。

【００１８】シリンダヘッド４には、燃料としてのガソ
リンを圧縮空気と共に燃焼室１９に噴射する燃料噴射装
置２１が取り付けられている。燃料噴射装置２１は、図
３および図４に示すようなハウジング２２を備えている
。ハウジング２２は、三つのハウジングブロック２２ａ
〜２２ｃに分割されている。ハウジングブロック２２ａ
〜２２ｃは、各シリンダ１２の燃焼室１９に対応してお
り、これらハウジングブロック２２ａ〜２２ｃは、クラ
ンク軸５の軸方向に沿って互いに連結されている。ハウ
ジング２２の内部には、圧縮空気が流れる空気通路２３
と、燃料が流れる燃料通路２４が形成されている。これ
ら両通路２３，２４は、互いに平行をなしてハウジング
ブロック２２ａ〜２２ｃを貫通しており、その両端がハ
ウジング２２の長手方向に沿う両端面に開口されている
。

【００１９】各ハウジングブロック２２ａ〜２２ｃの内
部には、電磁式の噴射ノズル２６と、燃料噴射弁２７が
夫々組み込まれている。噴射ノズル２６は、円筒状のバ
ルブガイドハウジング２８を備えており、このバルブガ
イドハウジング２８は、ハウジングブロック２２ａ〜２
２ｃの底面に支持されている。そして、バルブガイドハ
ウジング２８は、シリンダヘッド４に開けた嵌合孔２９
に挿入されて、その先端が燃焼室１９に臨んでおり、こ
のバルブガイドハウジング２８の軸線上には、燃焼室１
９に開口する装着孔３０が形成されている。装着孔３０
内には、円筒状のバルブガイド３１が収容されている。 バルブガイド３１の軸線上には、燃焼室１９に開口する
ガイド孔３２が形成されており、このガイド孔３２内に
、ニードルバルブ３３が軸方向に移動可能に挿通されて
いる。ニードルバルブ３３は、ガイド孔３２を貫通する
ステム部３３ａと、このステム部３３ａの一端に位置す
る半球状又は茸状のヘッド部３３ｂとで構成される。 ヘッド部３３ｂは、燃焼室１９側からガイド孔３２の開
口部に接しており、このガイド孔３２の開口部には、ヘ
ッド部３３ｂの外周面が着座するシート部３４が形成さ
れている。また、ニードルバルブ３３のステム部３３ａ
は、ガイド孔３２を貫通してハウジングブロック２２ａ
〜２２ｃ内の挿通孔３５内に導入されている。挿通孔３
５は、上記空気通路２３と直交しており、この挿通孔３
５とステム部３３ａとの間には、空気通路２３に連なる
隙間３６が形成されている。ステム部３３ａとガイド孔
３２との間には、隙間３６に連なる空気導入路３７が形
成されている。この空気導入路３７の下流端は、ガイド
孔３２の燃焼室１９への開口端に連なっており、上記ニ
ードルバルブ３３のヘッド部３３ｂで開閉されるように
なっている。

【００２０】バルブガイドハウジング２８の装着孔３０
とバルブガイド３１との間には、燃料導入路４０が形成
されている。燃料導入路４０の上流端は、上記バルブガ
イドハウジング２８とハウジングブロック２２ａ〜２２
ｃに形成した燃料供給路４１を介して上記燃料噴射弁２
７の吐出口２７ａに連なっている。燃料噴射弁２７は、
上記燃料通路２４上に設けられており、この燃料通路２
４を通じて燃料が燃料噴射弁２７に供給されるようにな
っている。燃料導入路４０の下流端は、シート部３４に
開口する複数の燃料噴射口４２に連なっている。燃料噴
射口４２は、ガイド孔３２の周囲に位置しており、この
ガイド孔３２と共に上記ニードルバルブ３３のヘッド部
３３ｂにより開閉されるようになっている。

【００２１】ニードルバルブ３３のステム部３３ａは、
ハウジングブロック２２ａ〜２２ｃの上部を貫通して外
方に導出されている。ステム部３３ａの導出端には、ア
ーマチュア４３が固定されている。アーマチュア４３は
、一対のばね部材４４によって上向きに付勢されており
、この付勢により、ニードルバルブ３３のヘッド部３３
ｂがシート部３４に押し付けられ、上記ガイド孔３２と
燃料噴射口４２が閉じられている。また、ハウジングブ
ロック２２ａ〜２２ｃの上部には、ニードルバルブ３３
を開方向に作動させるための電磁石４５が設けられてい
る。電磁石４５の電磁コイル４６は、アーマチュア４３
の下面と対向しており、この電磁コイル４６が励磁され
ると、アーマチュア４３がばね部材４４の付勢力に抗し
て吸引され、ニードルバルブ３３のヘッド部３３ｂがシ
ート部３４から離脱される。

【００２２】上記燃料通路２４の上流端は、図１に示す
ように、燃料配管５０を介して燃料タンク５２に連なっ
ている。燃料配管５０には、燃料タンク５２内の燃料を
燃料通路２４に圧送する燃料ポンプ５１が設けられてお
り、この燃料通路２４の途中には、燃料の脈動を吸収す
るためのダンパ５３が設けられている。ダンパ５３は、
図３に示すように、三つのハウジングブロック２２ａ〜
２２ｃのうち、両側の二つのハウジングブロック２２ａ
，２２ｃに設けられており、これらハウジングブロック
２２ａ，２２ｃの内部には、燃料通路２４に連なる連通
路５４が形成されている。連通路５４は燃料通路２４と
直交する方向に延びて、ハウジングブロック２２ａ，２
２ｃの外側面に開口されており、この連通路５４の開口
端部には、ダイアフラムキャップ５５が嵌合され、かつ
押えボルト５６によって抜け止め保持されている。ダイ
アフラムキャップ５５の周面の一部は、上記空気通路２
３に張り出しており、このダイアフラムキャップ５５の
周面には、空気を通すための溝５５ａが周方向に連続し
て形成されている。また、ダイアフラムキャップ５５の
連通路５４に臨む端面には、凹部５７が形成されている
。このダイアフラムキャップ５５の端面と連通路５４と
の間には、ダイアフラム５８の外周部が挾持されている
。ダイアフラム５８は、凹部５７の開口端を閉塞して、
この凹部５７との間に連通路５４とは区画された空気室
５９を形成しており、このダイアフラム５８の連通路５
４および空気室５９に臨む面は、金属製の受圧板６０に
よって覆われている。空気室５９は、連通口５９ａを介
して溝５５ａに連なっており、この空気室５９内には、
コイルばね６１が収容されている。コイルばね６１は、
連通口５９ａから流入する圧縮空気と共にダイアフラム
５８を連通路５４側に向って押圧しており、上記燃料通
路２４内を流れる燃料の脈動によって連通路５４内の圧
力が高まると、ダイアフラム５８がコイルばね６１の付
勢力や圧縮空気の圧力に抗して空気室５９に張り出すよ
うに変形し、燃料の脈動を吸収するようになっている。

【００２３】なお、燃料通路２４の下流端には、余った
燃料を燃料タンク５２に戻す燃料戻し管６２が接続され
ている。

【００２４】一方、上記エンジン１のクランクケース２
の周囲には、燃料噴射装置２１に圧縮空気を供給するた
めのエアポンプ６５が付設されている。エアポンプ６５
は、図１に示すように、クランク軸５からの動力伝達に
よって駆動されるピストン形となっており、このピスト
ン６５ａを収容するシリンダボデー６６には、吸入口６
７と吐出口６８が形成されている。吸入口６７は吸入管
６９を介してエアクリーナ７０に連なっており、この吸
入管６９の途中には、吸気騒音を低減するためのレゾネ
ータ７１が設けられている。

【００２５】エアポンプ６５の吐出口６８は、空気配管
７２を介して上記燃料噴射装置２１の空気通路２３の上
流端に接続されている。この吐出口６８から空気通路２
３に供給される圧縮空気の圧力Ｐ０　は、上記燃料ポン
プ５１で加圧される燃料の圧力よりも低く設定されてい
るとともに、上記エンジン１のピストン１３が上死点（
ＴＤＣ）に達した時の燃焼室１９内の圧力よりも格段に
低く設定されている。

【００２６】そして、上記燃料噴射装置２１の噴射ノズ
ル２６や燃料噴射弁２７は、エンジン運転中、コントロ
ールユニット７３から出力される信号により駆動され、
このことにより燃料と圧縮空気の噴射量が制御される。

【００２７】すなわち、エンジン運転中、コントロール
ユニット７３は、予め記憶されているマップ上から現在
のエンジン１の運転状況に最適な噴射時期や噴射量を読
み出し、これを実現するための信号を噴射ノズル２６の
電磁石４５や燃料噴射弁２７に送出するようになってい
る。この制御について具体的に述べると、図９は低負荷
・低回転域での圧縮空気と燃料の噴射期間を示している
。この回転域では、図８の（ｂ）にも示すように、ピス
トン１３が下死点（ＢＤＣ）を過ぎて掃気口１５と排気
口１６が閉じられた以降に、電磁石４５に励磁信号が送
出され、その電磁コイル４６が励磁される。すると、噴
射ノズル２６のアーマチュア４３が電磁石４５に吸引さ
れるので、ニードルバルブ３３のヘッド部３３ｂがシー
ト部３４から離脱し、ガイド孔３２と燃料噴射口４２が
開かれる。このため、エアポンプ６５から空気通路２３
に供給されている圧縮空気が、ガイド孔３２を通じて燃
焼室１９に噴射される。この圧縮空気の噴射から一定時
間を経過すると、燃料噴射弁２７に駆動信号が送出され
、加圧された燃料が燃料導入路４０から燃料噴射口４２
を通じて燃焼室１９に噴射される。この燃料は、ガイド
孔３２から噴射される圧縮空気と混じり合い霧化される
とともに、この圧縮空気の流れに乗じて燃焼室１９内に
噴射され、この燃焼室１９内に雲状の混合気の塊を形成
する。

【００２８】燃料噴射弁２７の駆動と電磁石４５の励磁
は、点火プラグにより混合気に着火される以前に停止さ
れる。このことにより、アーマチュア４３がばね部材４
４によって押し上げられ、ニードルバルブ３３のヘッド
部３３ｂがシート部３４に着座するので、ガイド孔３２
と燃料噴射口４２が同時に閉じられ、燃焼室１９への圧
縮空気と燃料の噴射が停止される。そして、ピストン１
３が上死点に達する直前に点火プラグに点火信号が送出
され、この点火プラグを通じて上記雲状の混合気に点火
される。

【００２９】なお、高負荷・高回転運転域では、掃気口
１５と排気口１６が開き始めた時期に燃料と圧縮空気の
噴射が開始され、この燃料と圧縮空気の噴射は、排気口
１６が閉じる時に停止される。

【００３０】ところで、上記燃料噴射装置２１の空気通
路２３とエアポンプ６５との間には、空気配管７２の分
の容量が存在するとともに、エンジン１を停止した時に
は、空気配管７２の空気がエアポンプ６５や燃料噴射装
置２１を通じて外方に抜け出てしまうので、エンジン１
の始動時には、空気通路２３に供給される圧縮空気が所
定の圧力Ｐ０　に達するまでに時間を要することになる
。 このため、本実施例では、エンジン１の始動時において
、最初にクランク軸５が数回転する所定のサイクルの間
、ニードルバルブ３３を開いて燃焼室１９内で二次圧縮
された空気を噴射ノズル２６の空気導入路３７に逆流さ
せ、この空気通路２３内の圧力の立ち上がりを早めてい
る。この制御について、図７ないし図１１を参照して説
明する。

【００３１】すなわち、図１０に示すように、上記コン
トロールユニット７３は、エンジン１を始動させるスタ
ータスイッチがＯＮされた場合に、実際の空気通路２３
内の圧力Ｐをハウジング２２に取り付けたセンサを通じ
て検出する。そして、この検出された圧力Ｐと、ニード
ルバルブ３３を開く際の目安となる基準圧力Ｐ１　とを
比較し、空気通路２３内の圧力Ｐがニードルバルブ３３
を開く状態にあるか否かについてを判断する。空気通路
２３内の圧力Ｐが基準圧力Ｐ１　を上回っている場合に
は、コントロールユニット７３は空気通路２３内の圧力
Ｐが充分に高く、燃料の霧化が速やかに行われると判断
し、通常の始動制御を行う。このため、上記図９に示す
タイミングで圧縮空気の噴射、燃料の噴射および点火プ
ラグの点火動作がなされ、エンジン１が始動される。

【００３２】これに対し、空気通路２３内の圧力Ｐが基
準圧力Ｐ１　を下回る場合には、燃焼室１９内で二次圧
縮された空気を空気通路２３に逆流させる圧縮圧力の取
り出し制御を行う。この取り出し制御は、図８の（ａ）
や図１１に示すように、点火プラグへの点火信号の送出
を停止するとともに、燃料噴射弁２７への駆動信号の送
出を停止する。そして、図７に示すように、燃焼室１９
内で二次圧縮される空気の圧力が、基準圧力Ｐ１　に達
してから再びＰ１　にまで低下するまでの期間Ｘの間、
ニードルバルブ３３を開操作するための信号を電磁石４
５に送出する。すなわち、コントロールユニット７３は
、ピストン１３が上死点に達する前に燃焼室１９内の圧
力が基準圧力Ｐ１　に達した時点で噴射ノズル２６の電
磁石４５に励磁信号を送出し、ニードルバルブ３３のヘ
ッド部３３ｂをシート部３４から離脱させる。すると、
燃焼室１３内で二次圧縮された空気がガイド孔３２を通
じて空気通路２３内に逆流する。そして、ピストン１３
が上死点を過ぎ、燃焼室１９内の圧力が基準圧力Ｐ１　
にまで低下した時点で電磁石４５への励磁信号の送出が
停止され、ニードルバルブ３３のヘッド部３３ｂがシー
ト部３４に着座する。ヘッド部３３ｂがシート部３４に
着座し、ガイド孔３２が閉じられると、再び空気通路２
３内の圧力Ｐと基準圧力Ｐ１　とを比較するステップに
戻り、実際の空気通路２３内の圧力Ｐと基準圧力Ｐ１　
とを比較する。 空気通路２３内の圧力Ｐが依然として基準圧力Ｐ１　を
下回っている場合には、上記圧力の取り出し制御を繰り
返し行う。また、上記取り出し制御により、実際の空気
通路２３内の圧力Ｐが基準圧力Ｐ１　を上回ったならば
、通常の始動制御に移行する。このため、図９に示すタ
イミングで圧縮空気の噴射、燃料の噴射および点火プラ
グの点火動作がなされ、エンジン１が始動されることに
なる。

【００３３】なお、この実施例では、空気通路２３内の
実際の圧力Ｐを検出して、この圧力Ｐを予め設定された
基準圧力Ｐ１　と比較することにより、ニードルバルブ
３３を開くか否かを判断するようにしたが、この判断処
理を省略して、エンジン始動時には、最初にクランク軸
５が数回転する所定のサイクルの間だけ必ずニードルバ
ルブ３３を開き、燃焼室１９内で二次圧縮された空気を
強制的に空気通路２３に逆流させるようにしても良い。

【００３４】ところで、圧縮空気を燃料噴射装置２１の
空気通路２３に導く空気配管７２には、エアポンプ６５
で加圧された圧縮空気を冷却するための熱交換器７５と
、この熱交換器７５の下流側に位置して、圧縮空気中に
含まれる水分を分離除去するための容量の大きなセパレ
ータ７６が設けられている。熱交換器７５は、所定の容
量を有する空気室７７を備えている。そして、この空気
室７７の内部を上記燃料戻し管６２が貫通しており、こ
の燃料戻し管６２の空気室７７を貫通する部分の外周面
には、圧縮空気との接触面積を確保するためのフィン７
８が設けられている。したがって、エアポンプ６５で加
圧された高温の圧縮空気は、空気室７７を通過する過程
で低温の燃料と熱交換されて、冷却されるようになって
おり、この燃料が圧縮空気を冷却する冷媒としての機能
を兼ねている。

【００３５】なお、エアポンプ６５の吐出口６８から熱
交換器７５に至る空気配管７２の外周面にも、圧縮空気
を冷却するための冷却フィン７９が設けられている。

【００３６】熱交換器７５の下流に連なるセパレータ７
６は、上面に圧縮空気の入口８０を有するとともに、側
面上部に圧縮空気の出口８１を有している。このセパレ
ータ７６の底部は漏斗状に傾斜された傾斜面８２をなし
ており、この傾斜面８２の最下部には、ドレン弁８３に
よって開閉されるドレン口８４が設けられている。

【００３７】燃料噴射装置２１の空気通路２３の下流端
には、余った圧縮空気を逃がす排気管８６が接続されて
いる。排気管８６は、エンジン１の排気消音器８７を介
して大気中に開放されている。この排気管８６と燃料戻
し管６２の途中には、空気通路２３に供給される圧縮空
気の圧力を一定値に制御することにより、燃料と圧縮空
気との圧力差を一定に保つレギュレータ８８と、排気管
８６内の空気圧力と燃料戻し管６２内の燃料圧力を検出
するセンサ８９が設けられている。

【００３８】上記空気配管７２には、熱交換器７５を迂
回するバイパス通路９１が付設されている。バイパス通
路９１の上流端は、空気配管７２に対しエアポンプ６５
と熱交換器７５との間で合流されているとともに、下流
端は熱交換器７５とセパレータ７６との間で合流されて
おり、これら合流部分には、エアポンプ６５から燃料噴
射装置２１に向かう圧縮空気の流れを切り換えるスイン
グ形あるいはバタフライ形の切換弁９２ａ，９２ｂが夫
々設けられている。これら切換弁９２ａ，９２ｂは、エ
ンジン運転中、上記コントロールユニット７３から出力
される信号により互いに連動して駆動され、このことに
より、圧縮空気の流れが熱交換器７５を通る場合と、こ
の熱交換器７５を迂回する場合の二通りに切り換えられ
る。

【００３９】この切り換え制御について図２を参照して
説明すると、エンジン運転中、コントロールユニット７
３には、水温センサを通じてウォータジャケット２０内
を流れるエンジン冷却水の水温Ｔが入力される。そして
、コントロールユニット７３は、上記検出された水温Ｔ
と、切換弁９２ａ，９２ｂを開く際の目安となる予め設
定された基準水温Ｔ１　とを比較し、エンジン１の温度
がバイパス通路９１を開く状態にあるか否かについてを
判断する。実際のエンジン冷却水の水温Ｔが基準水温Ｔ
１　よりも高い場合には、コントロールユニット７３は
エンジン１が暖まっていると判断し、上記切換弁９２ａ
，９２ｂを開閉駆動する駆動部９３ａ，９３ｂに、図１
の想像線で示すように、切換弁９２ａ，９２ｂをバイパ
ス通路９１と空気配管７２との連通部分を閉じる方向に
作動させる信号を送出する。すると、エアポンプ６５で
加圧された高温の圧縮空気は、図１の破線の矢印で示す
ように、まず熱交換器７５に導かれ、ここで冷却される
。 この冷却された圧縮空気は、入口８０を通じてセパレー
タ７６に導入される。セパレータ７６は空気配管７２よ
りも容量が格段に大きいので、ここに流れ込んだ圧縮空
気は充分に膨張し、その流速が急激に低下する。この流
速の低下により、先の冷却によって凝縮した圧縮空気中
の水分は、空気中から分離して落下することになり、ド
レン口８４から排出される。このため、エンジン運転中
、圧縮空気中に含まれる水分は、燃料噴射装置２１の空
気通路２３に導かれる以前に積極的に除去されることに
なる。

【００４０】これに対し、実際のエンジン冷却水の水温
Ｔが基準水温Ｔ１　よりも低い場合には、コントロール
ユニット７３は、エンジン１が冷えていると判断し、図
１の実線で示すように、上記切換弁９２ａ，９２ｂの駆
動部９３ａ，９３ｂに、切換弁９２ａ，９２ｂをバイパ
ス通路９１と空気配管７２との連通部分を開く方向に作
動させる信号を送出する。すると、バイパス通路９１が
開かれ、エアポンプ６５の吐出口６８とセパレータ７６
との間が短絡されるので、図１の実線の矢印で示すよう
に、エアポンプ６５で加圧された高温の圧縮空気は、熱
交換器７５を迂回して流れることになる。このため、高
温の圧縮空気は、上記のようにセパレータ７６で水分が
除去された後に、燃料噴射装置２１の空気通路２３に導
かれることになり、圧縮空気の温度は高いままに保たれ
る。

【００４１】このような本発明の第１実施例によれば、
始動時のようにエンジン１が冷えている状態では、エア
ポンプ６５で加圧された圧縮空気は、熱交換器７５を迂
回して燃料噴射装置２１の空気通路２３に導かれるので
、この圧縮空気の冷却が停止される。このため、加圧に
よって高温となった圧縮空気がそのまま燃料噴射装置２
１に導かれるから、この圧縮空気が燃料噴射口４２から
噴射される燃料と混じり合う時に、この燃料の気化が促
進される。

【００４２】しかも、エンジン始動時には、バイパス通
路９１が開いてエアポンプ６５とセパレータ７６との間
が短絡されるので、この圧縮空気の流れ系路から、熱交
換のための容量の大きな空気室７７が排除される。この
ため、エンジン始動時においては、エアポンプ６５と燃
料噴射装置２１との間の容量が少なくなり、その分、空
気通路２３内での圧縮空気の圧力の立ち上がりが良好と
なる。

【００４３】したがって、上記燃料の気化が促進される
ことと合わせて、エンジン始動時での燃料の霧化性能が
良好となり、エンジン１の始動性を改善することができ
る。

【００４４】なお、上記第１実施例では、バイパス通路
９１の下流端を熱交換器７５とセパレータ７６との間に
合流させたが、本発明はこれに限らず、図１の想像線で
示すように、バイパス通路９１の下流端をセパレータ７
６と燃料噴射装置２１の空気通路２３との間に合流させ
ても良い。

【００４５】この構成によれば、エンジン始動時のよう
にバイパス通路９１が開かれている時には、圧縮空気は
熱交換器７５とセパレータ７６の双方を迂回して空気通
路２３に導かれるので、この圧縮空気の流れ系路の容量
がより少なくなり、空気通路２３内での圧縮空気の圧力
の立ち上がりが早くなる。

【００４６】また、上記実施例の熱交換器は、燃料タン
クに戻る燃料を冷媒として利用したが、この熱交換器の
構成は上記実施例に特定されるものではなく、例えばエ
ンジン冷却水や冷却風を利用して圧縮空気を冷却する構
成としても良い。

【００４７】さらに、本発明は上記第１実施例に特定さ
れるものではなく、図１２ないし図１３に本発明の第２
実施例を示す。

【００４８】この第２実施例において上記第１実施例と
相違する点は、空気配管７２上から熱交換器７５が削除
され、しかもバイパス通路９１の下流端がセパレータ７
６と燃料噴射装置２１との間に合流されている点にあり
、それ以外の構成は上記第１実施例と同様である。そし
て、この第２実施例においても、切換弁９２ａ，９２ｂ
は、エンジン運転中、コントロールユニット７３から出
力される信号により互いに連動して駆動されるが、本実
施例の場合、上記コントロールユニット７３は、エンジ
ン１を始動させるスタータスイッチがＯＮされた場合に
、上記切換弁９２ａ，９２ｂの駆動部９３ａ，９３ｂに
、切換弁９２ａ，９２ｂをバイパス通路９１と空気配管
７２との合流部分を開く方向に作動させる信号を送出す
る。すると、エアポンプ６５で加圧された高温の圧縮空
気は、図１２の実線の矢印で示すように、バイパス通路
９１を通って直接燃料噴射装置２１の空気通路２３に導
かれる。また、スタータスイッチがＯＦＦされている場
合には、コントロールユニット７３は、上記切換弁９２
ａ，９２ｂの駆動部９３ａ，９３ｂに、切換弁９２ａ，
９２ｂをバイパス通路９１と空気配管７２との合流部分
を閉じる方向に作動させる信号を送出する。このことか
ら、エンジン１の始動時以外、圧縮空気は空気配管７２
からセパレータ７６を経由して燃料噴射装置２１の空気
通路２３に導かれる。

【００４９】したがって、この第２実施例においても、
エンジン始動時には、圧縮空気は容量の大きなセパレー
タ７６を迂回して空気通路２３に導かれるので、この圧
縮空気の流れ系路の容量が少なくなり、空気通路２３内
での圧縮空気の圧力の立ち上がりが早くなる。

【００５０】なお、上述したいずれの実施例においても
、切換弁をコントロールユニットからの指令により開閉
作動させるようにしたが、本発明はこれに限らず、例え
ばエンジンのシリンダヘッドの温度を感温アクチュエー
タで検出し、この感温アクチュエータによって上記切換
弁を開閉作動させるようにしても良い。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載した構成によれば、エン
ジン始動時のようにエンジンが冷えている状態では、エ
アポンプで加圧された高温の圧縮空気がそのまま噴射ノ
ズルに導かれるので、この噴射ノズル内での燃料の気化
が促進される。それととともに、エンジン始動時におい
ては、熱交換器の分だけ圧縮空気の流れ系路の容量が少
なくなるので、その分、空気通路や噴射ノズル内での圧
縮空気の圧力の立ち上がりが良好となる。この結果、燃
料が燃焼室に噴射される際に、その霧化が良好に行われ
、エンジンの始動性を改善することができる。

【００５２】請求項２に記載した構成によれば、エンジ
ン始動時のようにエンジンが冷えている状態では、エア
ポンプで加圧された圧縮空気は、容量の大きなセパレー
タを迂回して噴射ノズルに導かれるので、圧縮空気の流
れ系路の容量が少なくなる。したがって、その分、空気
通路や噴射ノズル内での圧縮空気の圧力の立ち上がりが
早くなるので、燃料が燃焼室に噴射される際に、その霧
化が良好に行われ、エンジンの始動性を改善することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における燃料と圧縮空気の
供給系路を示す図。

【図２】バイパス通路を開閉するための制御手順を示す
フローチャート。

【図３】燃料噴射装置を一部断面して示す平面図。

【図４】燃料噴射装置を一部断面して示す側面図。

【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図６】２サイクルエンジンの断面図。

【図７】燃焼室内で二次圧縮される空気の圧力変化と、
噴射ノズルに供給される圧縮空気の圧力との関係を示す
図。

【図８】（ａ）は、エンジン始動時でのニードルバルブ
および燃料噴射弁の駆動信号と点火信号の関係を示す図
。 （ｂ）は、通常の運転時でのニードルバルブおよび燃料
噴射弁の駆動信号と点火信号の関係を示す図。

【図９】クランク軸が１回転する１サイクル中の燃料と
圧縮空気の噴射期間を示す図。

【図１０】エンジン始動時に燃焼室の圧縮圧力を取り出
すための制御手順を示すフローチャート。

【図１１】エンジン始動時に燃焼室の圧縮圧力を取り出
すための制御手順を示すフローチャート。

【図１２】本発明の第２実施例における燃料と圧縮空気
の供給系路を示す図。

【図１３】バイパス通路を開閉するための制御手順を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１９…燃焼室、２３…空気通路、２６…噴射ノズル、６
５…エアポンプ、７５…熱交換器、７６…セパレータ、
９１…バイパス通路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃焼室に圧縮空気と共に燃料を噴射す
   る噴射ノズルと、この噴射ノズルに連通し、上記圧縮空
   気の供給源となるエアポンプとを備え、上記噴射ノズル
   とエアポンプとを結ぶ空気通路に、エアポンプで加圧さ
   れた圧縮空気を冷却するための熱交換器と、この熱交換
   器よりも下流側に位置して、圧縮空気中に含まれる水分
   を分離除去するためのセパレータを設け、この空気通路
   には、少なくとも上記熱交換器を迂回するとともに、エ
   ンジン始動時のみ開かれるバイパス通路を付設したこと
   を特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】　　燃焼室に圧縮空気と共に燃料を噴射す
   る噴射ノズルと、この噴射ノズルに連通し、上記圧縮空
   気の供給源となるエアポンプとを備え、上記噴射ノズル
   とエアポンプとを結ぶ空気通路に、この空気通路を流れ
   る圧縮空気中から水分を分離除去するためのセパレータ
   を設け、この空気通路には、上記セパレータを迂回する
   とともに、エンジン始動時のみ開かれるバイパス通路を
   付設したことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。