JPH0476269A - 筒内噴射エンジンの空気燃料噴射装置 - 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、気筒内に燃料を直接噴射するようにした燃料
噴射エンジンの空気燃料噴射装置に関し、特に噴射され
た燃料の霧化の促進と、燃焼１回当たりの噴射量の計量
精度の向上が図れるようにした噴射方法の改善に関する
。

〔従来の技術〕

最近、気筒内に燃料を圧縮空気と共に直接噴射するよう
にした筒内噴射式２サイクルエンジンが、排気ガス対策
、燃費率等において有利である点から注目されている。

このような燃料噴射エンジンの空気燃料噴射装置として
、従来、例えば実開平２−２４０６７号公報に記載され
たものがある。これは、圧縮空気源に連通する空気室の
エンジン側開口をニードル弁で開閉するように構成する
とともに、燃料噴射弁で燃料を上記空気室又は圧縮空気
通路に向けて噴射するように構成されている。

上記従来の空気燃料噴射装置では、燃料噴射弁からの燃
料を圧縮空気通路又は空気室の内壁面に向けて噴射し、
しかる後上記ニードル弁を開くことによって、上記空気
室等の内壁面に付着している粒状の燃料、あるいは空気
室内に滞留している燃料を圧縮空気で気筒内に送り込む
ようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来の空気燃料噴射装置では、噴射燃
料を空気通路等の内壁面に付着させ、この付着した粒状
の燃料を、あるいは空気室内に滞留している燃料を圧縮
空気で搬送するようにしていることから、噴射燃料の霧
化が不十分になり易いという問題があり、また噴射され
た燃料の全てが常に気筒内に送り込まれるという保証は
なく噴射量の計量精度が低いという問題もある。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、噴射燃料の霧化を促進できるとともに、噴射燃料
の計量精度を向上できる燃料噴射エンジンの空気燃料噴
射装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、圧縮空気を噴射する空気噴射機構と、燃料を
噴射する燃料噴射機構とを備え、燃料を気筒内に直接噴
射するようにした筒内噴射エンジンの空気燃料噴射装置
において、上記燃料噴射機構を、上記空気噴射機構によ
る空気流に対して、かつ該空気が供給されている期間の
み燃料を噴射するように構成するとともに、上記空気流
と燃料との混合室を上記燃料噴射機構の燃料噴射ノズル
直近に位置させたことを特徴としている。

〔作用〕

本発明に係る燃料噴射エンジンの空気燃料噴射装置によ
れば、燃料噴射機構からの燃料を空気噴射機構による空
気流に向けて噴射するとともに、燃料と空気との混合室
、つまり上記燃料が空気流に衝突する空間を、燃料噴射
機構の燃料噴射ノズルの直近に設けたので、噴射燃料は
噴射後直ちに、かつ圧縮空気に直接衝突して混合するこ
ととなり、それだけ燃料が微細化されて霧化が促進され
る。

また、燃料は、空気流に対して、かつ空気流が流れてい
る期間のみ噴射されるので、噴射燃料の全てが確実に気
筒内に供給されることとなり、従フてそれだけ噴射量の
計量精度が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例による燃料噴射エ
ンジンの空気燃料噴射装置を説明するための図であり、
第１図はその断面側面図、第２図は該実施個装！を備え
たエンジンの断面側面図である。

図において、１は本実施例装置を備えた筒内噴射式２サ
イクルエンジンであり、該エンジン１は、クランクケー
ス２上にシリンダボディ３．及びシリンダヘッド４を積
層締結し、該シリンダヘッド４に空気燃料噴射装置１３
を装着した構造のものである。

上記シリンダボディ３内に挿入固着されたシリンダライ
ナ５内にはピストン６が摺動自在に挿入されており、該
ピストン６にはコンロッド７の小端部７ａがピストンピ
ン８で連結されている。このコンロッド７の大端部７ｂ
はクランク軸９のクランクアーム９ａにクランクピン１
０で連結されている。また上記クランクアーム９ａは、
クランクケース２のクランク室２ａ内に収容されており
、このクランク室２ａは上記シリンダボディ３に形成さ
れた掃気通路３ａを介して上記シリンダライナ５の中程
に開口した掃気ボート５ａに連通している。また上記シ
リンダライナ５の上記掃気ボート５ａと対向する位置に
形成された排気ポート５ｂは排気通路３ｂでシリンダボ
ディ３の前壁に導出されている。上記排気通路３ｂの上
記排気ボート５ｂ近傍には排気バルブ１工が回動自在に
配設されており、該排気バルブ１１は上記排気ポート５
ｂの上縁位置を変化させることによって排気タイミング
をＩ！ｌＩＩｍするためのものである。

また上記クランクケース２には、上記クランク室２ａに
連通ずる吸気口２ｂが形成されており、この吸気口２ｂ
にはり一ド弁１８がジヨイント１９と共線めによって装
着されている。上記リード弁１８は、横断面Ｖ状でその
各傾斜面に導入口２０ａが形成された弁座２０と、上記
各導入口２゜ａを開閉するばね鋼板製の弁板２１と、該
弁板２１の開度を規制するストツパ２２とがら構成され
ている。また上記ジヨイント１９にはスロットル弁２３
ａを有するスロットルボディ２３が接続されている。

上記シリンダボディ３の上記排気バルブ１１上方には、
低負荷時の燃焼を安定化させるための燃焼安定化装置１
７が装着されている。この安定化装置１７は、シリンダ
ライナ５に形成された圧抜き孔５Ｃに連通ずる吸引孔２
５ａを有する吸引ボディ２５をシリンダボディ３に螺挿
し、上記吸上孔２５ａ内にこれの上記圧抜き孔５ｃ側開
口を開閉するニードル弁２６を挿入し、このニードル弁
２６を回動自在に軸支されたレバー２８ａで進退させる
ように構成されている。上記レバー２８ａはケース２４
内に収容され、その一端は上記ニードル弁２６に連結さ
れ、他端には駆動ケーブル２８が連結されている。この
駆動ケーブル２８は制御機構３０で回転が制御されるア
クチュエータ２９に連結されている。なお３２は切り換
えスイッチ、３１はバッテリである。また上記吸引ボデ
ィ２５の吸引孔２５ａは、吸引通路２７によって上記掃
気通路３ａに連通している。

上記空気燃料噴射装置１３は、空気噴射機構として機能
する混合気噴射弁１４と、これの噴射ボディ３５に取り
付けられ、燃料噴射機構として機能する燃料噴射弁１５
とから構成されている。なお、１４ａは圧縮空気源とし
てのエアポンプに接続されたエアレール、１５ａは燃料
源としてのフューエルポンプに接続されたフューエルレ
ールである。

上記混合気噴射弁１４の後述する噴射ノズル４０３部分
は、上記ピストン６の上面とシリンダヘッド４の下面に
凹設された燃焼凹部４ａとで構成される燃焼室１２内に
臨んでおり、また上記シリンダヘッド４には、上記噴射
ノズル４０ａがらの噴射燃料を狙うように点火プラグＩ
６が装着されている。そして上記燃焼安定化装置Ｉ７の
圧抜き孔５Ｃは上記点火プラグ１６の下方付近に位置し
ている。

上記混合気噴射弁１４は、噴射ボディ３５内に弁体３６
を挿入するとともに、該弁体３６を上下方向に駆動する
動弁機構３７を収容した構造のものである。上記噴射ボ
ディ３５は上側ボディ３８と、下側ボディ３９とからな
る上下２分割式のものであり、該下側ボディ３９の軸芯
に噴射孔３９ａが形成されており、該噴射孔３９ａ内に
上記弁体３６の弁棒３６ａ部分が挿入されている。また
上記噴射孔３９ａの下端部にはノズル筒体４０が挿入さ
れており、該ノズル筒体４ｏの上端部にはオリフィスプ
レート４１が配設されている。上記弁棒３６ａに形成さ
れた大径部３６ｂが上記オリフィスプレート４１内に位
置しており、両者の隙間によってオリフィス作用が得ら
れる。また上記弁棒３６ａの下端に一体形成された弁板
３６ｃが上記ノズル筒体４０の下端の噴射ノズル４０ａ
を開閉するようになっている。なお、３６ｄは上記ノズ
ル筒体４０の内面に摺接するガイド部である。

また上記弁棒３６ａの上端にはりテーナ４２が固着され
ており、さらに該リテーナ４２の下方には円筒状のコイ
ル４３が配設されている。これによりコイル４３の通電
時にリテーナ４２を下方に引きつけて弁体３６を下降さ
せ、噴射ノズル４０ａを開く上記動弁機構３７が構成さ
れている。

そして上記上側、下側ボディ３８，３９の接続部付近に
混合室４４が上記噴射孔３９ａと斜めに交叉するように
形成されている。この混合室４４の上端開口４４ａに上
記燃料噴射弁１５の噴射ノズル１５ｂが位置している。

さらに上記混合室４４の上端開口４４ａ付近には、これ
と直角に交わるように空気ノズル４４ｃが形成されてお
り、該空気ノズル４４ｃは圧縮空気ｉｌｌ路４４ｂを介
して上記エアレール１４ａに連通している。このように
混合室４４の上端開口４４ａに燃料噴射弁１５の噴射ノ
ズル１５ｂ及び空気ノズル４４Ｃが臨んでいることによ
り、燃料噴射弁１５からの噴射燃料は、噴射直後に圧縮
空気に衝突してこれと混合するようになっている。

さらにまた上記混合室４４内には、混合促進体４５が挿
入配置されている。この混合促進体４５は〜多孔質部材
からなる有底円筒状のもので、上記圧縮空気と混合され
た燃料は、この混合促進体４５の内面４５ａ側から微細
な孔を通って外面４５ｂ側に流出する。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例エンジンｌでは、圧縮行程において空気燃料噴
射装置１３により所定タイミングで燃料が圧縮空気とと
もに気筒内に直接噴射される。この場合、噴射開始タイ
ミングにおいて、まず弁体３６が動弁機構３７に駆動さ
れて下降し、噴射ノズル４０ａが開かれ、圧縮空気が空
気ノズル４４Ｃ２混合室４４．噴射孔３９ａを介して上
記噴射ノズル４０ａから燃焼室１２内に噴射開始される
。

このように圧縮空気が流れている状態で燃料噴射弁１５
の燃料噴射ノズル１５ｂが開かれ、該ノズル１５ｂから
噴射燃料が上記空気流に対して噴射される。従って、噴
射燃料は噴射後直ちに混合室４４内で圧縮空気に衝突し
て該空気と混合され、その後この混合気が混合促進体４
５を経て、噴射孔３９ａ内を通って噴射ノズル４０ａか
ら燃焼室１２内に供給される。また噴射終了タイミング
においては、まず燃料噴射弁１５による燃料噴射が停止
され、しかる後、動弁機構３７によって弁体３６が上昇
し、噴射ノズル４０ａが閉じることとなる。

一方、上述のような燃料噴射動作が行われる本実施例エ
ンジン１において、アイドリング運転時のような低速回
転、低負荷運転領域では、圧縮行程において燃焼安定化
装置１７のニードル弁２６が前進して吸引孔２５ａを開
く。これによりシリンダ内の空気が圧抜き孔５Ｃから吸
引孔２５ａ吸引通路２７を介して掃気通路３ａに吸引さ
れ、そのため空気燃料噴射装置１３からの噴射燃料が上
記圧抜き孔５Ｃ側に、つまり点火プラグ１６の電極側に
引き寄せられる。

このように本実施例エンジンｌでは、圧縮空気の噴射開
始後に燃料噴射を開始することによって、空気流に対し
て燃料を噴射するとともに、空気流と燃料との混合室４
４をを燃料噴射弁１５の噴射ノズル１５ｂの直近に設け
たので、噴射燃料は噴射後直ちに圧縮空気と衝突して混
合されることとなり、それだけ燃料が微細化されて霧化
が促進される。また、本実施例では、混合室４４内に混
合促進体４５を配設したので、この点からも噴射燃料の
霧化を促進できる。

また本実施例では、燃料を、空気流に対して、かつ空気
流が流れている期間のみ噴射するようにしたので、噴射
燃料の全てが確実に燃焼室１２内に流れ込むこととなり
、従ってそれだけ噴射量の計量精度が向上する。

さらにまた本実施例では、アイドリング等の低速回転、
低負荷領域では、燃焼安定化装置１７によって圧縮行程
時に気筒内の空気を点火プラグ１６の電極側に一部吸引
するようにしたので、噴射燃料が電極側に引き寄せられ
、着火が確実となり、燃焼状態が安定化する。また上記
圧抜きによって実質的に圧縮比が低下することなり、そ
の分だけアイドリング回転を保持しながら燃料噴射量を
増加させることができるので、この点からも燃焼状態が
安定化する。ここで、上記吸引された空気は未燃焼ガス
を含有しているため、そのまま排気管内に排出すると排
気ガス対策上問題となるが、本実施例では掃気道路３ａ
に導くようにしたので゛このような問題が住しることは
ない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る燃料噴射エンジンの空気燃料
噴射装置によれば、燃料を、空気流に対して、かつ該空
気が流れている期間のみ噴射するとともに、燃料と空気
との混合室を燃料噴射ノズルの直近に設けたので、燃料
の霧化を促進できるとともに、噴射燃料の計量精度を向
上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による空気燃料噴射装置の断
面側面図、第２図は該実施例装置を備えた燃料噴射式２
サイクルエンジンの断面側面図である。 図において、１は筒内噴射エンジン、工３は空気燃料噴
射装置、１４ば混合気噴射弁（空気噴射機構）、１５は
燃料噴射弁（燃料噴射機構）、１５ｂは燃料噴射ノズル
、４４は混合室である。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社 代理人　　　　弁理士　下布　努

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮空気を噴射する空気噴射機構と、燃料を噴射
   する燃料噴射機構とを備え、燃料を気筒内に直接噴射す
   るようにした筒内噴射エンジンの空気燃料噴射装置にお
   いて、上記燃料噴射機構を、上記空気噴射機構による空
   気流に対して、該空気が供給されている期間のみ燃料を
   噴射するように構成するとともに、上記空気流と燃料と
   の混合室を上記燃料噴射機構の燃料噴射ノズル直近に位
   置させたことを特徴とする筒内噴射エンジンの空気燃料
   噴射装置。