JPH06207569A - 二サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置および制御方法 - Google Patents

二サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置および制御方法

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JPH06207569A
JPH06207569A JP5177450A JP17745093A JPH06207569A JP H06207569 A JPH06207569 A JP H06207569A JP 5177450 A JP5177450 A JP 5177450A JP 17745093 A JP17745093 A JP 17745093A JP H06207569 A JPH06207569 A JP H06207569A
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fuel injection
pipe
fuel
flow path
injection control
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JP5177450A
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Pierre Duret
ジュレ ピエール
Stephane Venturi
ヴェンチューリ ステイファン
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Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二サイクル内燃機関の燃料噴射制御におい
て、エンジンが低回転数を以て運転され且つ低負荷状態
であっても、燃焼室での燃料ガスの相化条件（多層化）
を重要視して、燃料を霧化するために用いられる圧縮空
気の流量および圧力をコントロールし、燃焼室シリンダ
での燃焼を効率よく改善する。 【構成】 間歇的に流路を遮断する機構（３）を介して
内燃機関（１）のシリンダ燃焼室に圧縮ガスを供給する
パイプ（２）と、前記パイプに開口している燃料噴射装
置（４）からなり、圧縮空気による燃料噴射を行う際に
燃料を一定の連続した状態で霧化するため、前記パイプ
に送り込まれ燃料噴射に利用される総ての混合ガスをエ
ンジンの機能条件に応じて制御するように、前記間歇的
に流路を遮断する機構および前記燃料調合装置の上流側
で前記パイプ（２）の内部に配置され圧縮ガスの流路を
選択的に閉塞させるためのシャッタ（５）を更に備えて
いる燃料噴射制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二サイクル内燃機関の燃
料噴射制御に関するものである。更に詳しく言えば、本
発明は燃焼室の内部で燃料を霧化するために用いられる
圧縮空気の流量および圧力をコントロールすることがで
きる装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】二サイクル内燃機関の特殊な例として、
例えばフランス特許第２，５７５，５２３号に開示され
るようなものにおいては、燃料を噴射するために用いら
れる圧縮空気はクランク室より送られ、この圧縮空気は
僅かな割合で燃料噴射に用いられると共に、大部分はシ
リンダの掃気に関与している。
【０００３】燃料を噴射するために必要な圧縮空気の圧
力と流量を調整し制御することは、燃焼室シリンダでの
燃焼を効率よく改善することができる極めて重要な２つ
のパラメータである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明に従えば、燃焼
室での燃料ガスの相化条件を重要視して、低出力運転お
よび低負荷状態における燃焼の質が著しく改善されるこ
とになる。
【０００５】本発明は圧縮空気による燃料噴射の空間お
よび時間における分配、並びにその幾何学を適切に導く
ことができ、これによって噴射された燃料ガスは既にエ
ンジンの燃焼室に含まれている燃料ガス中に入り込んで
最も効率良く混合する。
【０００６】例えば第１図に示すような二サイクル内燃
機関では公知のこととして、圧縮空気による燃料噴射シ
ステムは、燃料を霧化するために使用される通常は圧力
がかけられた燃料ガスを送り込むため、燃焼室に開口し
たパイプによって構成されている。燃料は燃料噴射或は
燃料調合システムを介して前記パイプに導かれるが、噴
射または調合システムは燃焼室に開かれた前記パイプの
先端近傍に開口することが好ましい。一般的に前述した
パイプが燃焼室に開口する箇所に位置する弁のような間
歇的に流路を遮断する機構は、これが開放された場合に
は、使用された圧縮ガスにより燃焼室において燃料の霧
化が行われる。フランス特許第２，５７５，５２１号お
よびフランス特許第２，５７５，５２２号には前述タイ
プの燃料噴射装置（インジェクタ）が開示されている。
【０００７】例えば第１図に示すような二サイクル内燃
機関では公知のこととして、圧縮空気による燃料噴射シ
ステムは、燃料を霧化するために使用される通常は圧力
がかけられた燃料ガスを送り込むため、燃焼室に開口し
たパイプによって構成されている。燃料は燃料噴射或は
燃料調合システムを介して前記パイプに導かれるが、噴
射または調合システムは燃焼室に開かれた前記パイプの
先端近傍に開口することが好ましい。一般的に前述した
パイプが燃焼室に開口する箇所に位置する弁のような間
歇的に流路を遮断する機構は、これが開放された場合に
は、使用された圧縮ガスにより燃焼室において燃料の霧
化が行われる。フランス特許第２，５７５，５２１号お
よびフランス特許第２，５７５，５２２号には前述タイ
プの燃料噴射装置（インジェクタ）が開示されている。
【０００８】これらの燃料噴射装置で用いられる圧力源
は、フランス特許第２，５７５，５２３号に示される如
く燃料噴射が行われたシリンダのクランク室から総体的
に或は部分的に発生するが、噴射圧力を変更するために
その角度偏位を利用する別のシリンダのクランク室から
の圧力源を用いることもある。
【０００９】このような燃料噴射システムの効率を改善
するために、そして特に圧縮ガスの圧力を増大させるた
めに従来より種々の解決策が講じられてきた。而してフ
ランス特許第２，５９２，４３６号に開示された発明で
は、圧縮ガスの取り入れ管路に逆止め弁を組み込むこと
が推奨され、前記管路の一部も圧縮ガスをストックする
容積となる構成になっている。すなわち、前述したシリ
ンダのクランク室に加えて取り入れ管路の一部もクラン
ク室の実質的な容積になる訳である。
【００１０】しかし乍ら、前述した様々な創案は噴射圧
力を増大させることができるとしても、実質的には圧力
の差異によってコントロールされるために、エンジン機
能の異なる条件に応じて変調させることが不可能であ
る。
【００１１】このようにしてエンジン負荷が増してエン
ジンの回転数が高くなった際に、圧縮空気による燃料噴
射システムが最適化された燃料の霧化を得るように調整
されれば、より低いエンジンの回転数においては好まし
くない性能指数が示されてしまう恐れがある。実際に、
例えば燃料の流路を開放したり閉塞したりする制御シス
テムを動作させる法則を、最良の燃料霧化が得られる共
に、エンジン負荷が増してエンジンの回転数が高くなっ
た際に必要とされる燃料が効率良く燃焼室に送り込まれ
るように設定すると、たとえ圧縮空気が低いエンジンの
回転数のために同一の圧力レベルに維持されたとして
も、圧縮空気と燃料との混合ガスは不適当な速度で急速
に燃焼室に送り込まれることになり、例えば燃料を排気
ポートに向けて導く動作が早過ぎる支障を齎す。
【００１２】かかる現象を説明するため、第２図にはク
ランク軸の角度に応じた圧力曲線をグラフで示した。こ
の図において曲線Ｃはシリンダ内部の圧力推移を表して
おり、また曲線ＡとＢはエンジンの高い回転数における
圧縮空気の圧力と低い回転数における圧縮空気の圧力を
それぞれ表している（燃料供給パイプ内部で測定したも
の）。図面からも明らかなとおり、燃料噴射時間Ｉは排
気管を閉塞した付近に位置している。図面においてＯＥ
は排気管の開放を表しており、ＰＭＨとＰＭＢはピスト
ンの上死点と下死点をそれぞれ表している。
【００１３】この図面はエンジンの回転数が低いときに
圧縮空気の圧力が低下するのが早過ぎる場合を示してい
る（曲線Ｂ）。何故ならば前記圧縮空気の圧力がシリン
ダ圧力（曲線Ｃ）と合致するのが早過ぎるから、すなわ
ち燃料噴射の終期に対応して弁が閉塞するよりもずっと
前に合致してしまうからである。その結果、混合ガスの
無視できない一部の量が前記排気管に達して燃焼しない
まま大気中に放出されてしまうため、回転数が低くしか
もエンジンに大きな負荷がかかっている場合には支障と
なり得る混合ガスの急激な送り込みが行われてしまう。
かかる現象はエンジンに負荷が余りかかっていない場合
にも有害で有り得る。何故ならば早過ぎるタイミングで
且つ急激に噴射された混合ガスは、シリンダ内部に閉じ
込められ残留する燃焼ガスと早急に混合され、点火の瞬
間に或は予期された始動の瞬間には既に可燃性の状態を
保っていないからである。
【００１４】一方、第２図に示されるように、混合ガス
の導入が圧縮空気の圧力低下と共に早過ぎて行われる
と、シリンダ内部のガスが燃料噴射装置（インジェク
タ）のレベルにまで戻ってしまう「バックフロー」と呼
ばれる現象が見られ、シリンダ内部の圧力は前記燃料噴
射装置の上流側における圧縮空気の圧力よりも高くな
る。第２図ではＩＩで表される区域に存在するこのバッ
クフロー現象は、シリンダの圧縮比を低下させると共
に、燃料噴射装置内部に残留ガスを送り込む可能性があ
るために好ましくなく、エンジンの次のサイクル（工
程）において混合ガスの優れた引火性条件を得るために
もできるだけ阻止すべきものなのである。
【００１５】ところで本発明による装置は、燃焼室へ混
合ガスを早過ぎたり或は急激に導入したりしてしまう問
題を特に解消することができる。
【００１６】更に、本発明による装置は、シリンダから
燃料噴射装置のレベルにまで混合ガスを再び送り返して
しまうこと（既にバックフロー現象として言及した）を
最小限に抑えたり全くこれを阻止したりすることを可能
にする。
【００１７】より明確に説明すれば、本発明に従った装
置は、エンジンが低い回転数で運転されているときの圧
力推移を示す第２図の曲線Ｄ（点線で描かれている）に
近づくことを可能とする。燃料が噴射される時間Ｉにお
いて、この圧力はシリンダの内部圧力よりも低いという
ことはなく、換言すればいかなる「バックフロー」現象
も存在しない理想的な実施例となる。而して一定の連続
し燃料の霧化が達成され得るのである。
【００１８】本発明による装置を用いて、弁（或はコン
トロール手段）が開放された瞬間に圧縮空気が一気に導
入されることなく、弁が開放されている全体の時間に亙
って圧縮空気の導入を伸ばすことを追及してきた。この
ように動作させることによって、弁が開放されている
間、前記弁のレベルにおける圧縮空気の流速をより緩慢
に且つ一定にすることが可能となる。このようにして燃
料はシリンダ内で在来のものに比してゆっくりと霧化さ
れる訳である。
【００１９】シリンダへ混合ガスを送り込む速度はペー
スダウンされ、これによってシリンダ内部に多量の燃焼
した残留ガスが存在するエンジンの機能条件においても
（例えばエンジンに負荷が余りかかっていない条件下で
の二サイクル内燃機関）、これら残留ガスと新たに噴射
された混合ガスが混じるのを最小限に抑えることが可能
となる。而して残留ガスと新たに噴射された混合ガスと
の相化（多層化）が得られ、これが燃料ガスの拡散に極
めて優れた効果を齎すのである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】叙上の目的を達成するた
め、本発明の対象となる燃料噴射の制御装置は、間歇的
に流路を遮断する機構を介して内燃機関のシリンダ燃焼
室に開口しており圧縮ガスを供給するパイプと、前記パ
イプに開口する燃料噴射装置（調合装置）からなるもの
である。
【００２１】本発明によれば、前記装置は圧縮空気によ
る燃料噴射を行う際に燃料を一定の連続した状態で霧化
するため、前記パイプに送り込まれ燃料噴射に利用され
る総ての混合ガスをエンジンの機能条件に応じて制御す
るように、前記間歇的に流路を遮断する機構および前記
燃料調合装置の上流側で前記パイプの内部に配置され圧
縮ガスの流路を選択的に閉塞させるためのシャッタを更
に備えている。
【００２２】それ故、本発明によれば燃焼室に連通して
いる機構の上流側において且つ燃料噴射装置の上流側に
おいて、圧縮ガスを供給するパイプ内部に圧縮空気の流
束を制限する手段が組み込まれ、圧縮空気の流速を緩慢
にし、また別の実施例によっては当該流速が反転するこ
とを阻止する（バックフローの働きが現出しないように
機能する）。
【００２３】圧縮ガスは前記燃焼室シリンダのクランク
室から、或は前記燃焼室シリンダ外部の圧縮手段から発
生するようにすることができる。本発明の枠から逸脱す
ることなく、前記の選択的に流路を遮断する機構を蝶形
弁とすることもできるし、回転部材とすることも可能で
ある。
【００２４】本発明の別の実施例においては、前記圧縮
ガスの流路を選択的に閉塞させるためのシャッタは、少
なくとも１枚のガラス繊維またはその他の薄板バネと組
み合わされた当接部材からなり、全体として逆止め弁を
構成する。
【００２５】本発明の更に別の実施例においては、前記
圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させるための機構は、エ
ンジンの機能条件に応じて可変な長さに亙って前記パイ
プの断面を制限する管路で構成される。
【００２６】本発明による装置は、圧縮空気を供給する
前記パイプよりも径が小さな分岐管を更に有し、この分
岐管は圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させるためのシャ
ッタを飛び越えるような形で配置されると共に、高圧で
の燃料噴射に必要とされる最小限の量を以って圧縮空気
を送り込むことができるものである。
【００２７】前記分岐管には流量を制限するための機構
を具備してもよく、また前記燃料噴射装置は、前記の間
歇的に流路を遮断する機構の最も近傍箇所で前記分岐管
に開口していることが好ましい。
【００２８】本発明の他の実施例によれば、前記クラン
ク室から発生され燃焼室シリンダを掃気するために前記
分岐管を介して噴射される空気の吐出量と、燃料を噴射
するための空気の吐出量に変調を与えることができるよ
うに、前記クランク室から生ずる掃気空気を噴射するた
めの少なくとも１本の分岐管には流量を制限する機構が
具備されている。
【００２９】本発明による他の特徴および利点は添付の
図面に示した実施例に沿ってなされる以下の説明から明
らかとなろうが、実施例は説明の手段であって本発明が
これらに限定されるものではないことを予め付言してお
く。
【００３０】
【実施例】第３図には圧縮ガスが供給されるパイプ２
と、これに通じる内燃機関１が概略的が示されている
が、パイプ２の先端には弁のような間歇的に流路を遮断
する機構３が配置されている。この機構としては勿論、
公知の回転型弁体或は間歇的に流路を調整する他のあら
ゆる機構を採用することが可能である。前記の間歇的に
流路を遮断する機構の動作は、在来の装置または別の手
段によって周知のとおりに制御され得る。
【００３１】この図においては矢印４によって象徴的に
示された燃料の噴射装置は、パイプ２に液体燃料を導入
するものであるが、この装置はパイプ２が内燃機関１の
燃焼室に開口する近傍において液体燃料を噴射するよう
に配置することが好ましい。
【００３２】本発明によれば圧縮ガスの流路を選択的に
閉塞させるためのシャッタ５がパイプ２の内部に配置さ
れるが、このシャッタに位置は図示のとおり前記した燃
料の噴射装置４および間歇的に流路を遮断する機構３よ
りも上流側にある。第３図に示した実施例に従えば前記
シャッタ５は蝶形弁でありが、第４図の実施例において
は仕切り弁のような回転部材が採用されている。勿論こ
れらの図面に示されるもの以外にも、均等な機能を達成
するダイアフラム（隔膜）の如き部材を使用しても本発
明の枠を逸脱することはない。
【００３３】前述した間歇的に流路を遮断する機構３と
は独立してそれ自体は公知のあらゆる手段によって制御
される前記シャッタ５は、パイプ２の流路の断面を多か
れ少なかれ遮断することが出来るものである。この遮断
動作は内燃機関のサイクル、負荷、回転数、或はエンジ
ンの機能に関連する他のパラメータに応答して行われ
る。
【００３４】このような構造によって、第３図の実施例
では蝶形弁であるシャッタ５がパイプ２の断面を大幅に
閉塞した場合に、前述した間歇的に流路を遮断する機構
３が解除されると、ガスの供給圧力はシャッタ５の下流
側におけるパイプ２の内部で減少し、同時に前記シャッ
タ５の上流側では比較的高い圧力状態にある。ここに記
載する上流側および下流側とは、内燃機関１の燃焼室に
向かってのガスの主たる流れについての相対的な定義で
ある。
【００３５】ここまでに述べたような動作を調整するこ
とによって、燃料ガスを緩慢に、しかも時間を引き伸ば
してスローペースで燃焼室に送り込むことができるよう
になり、例えば第２図で曲線Ｄによって表されるような
予見され得る「バックフロー」を防ぐことが可能とな
る。
【００３６】また第３Ａ図に示されるように、蝶形弁タ
イプのシャッタ５自体に更に逆止め弁５５を組み込んで
圧力調整の効率を高めることも考えられ得る。この逆止
め弁の存在によって、蝶形弁タイプのシャッタ５がパイ
プ２を閉塞した場合には、圧縮された空気またはガスは
逆止め弁５５によって上流側には押し戻さないようにな
るが、シャッタ５がパイプ５の流路を開放したときに
は、逆止め弁５５は何等機能を奏しないものである。こ
のようにして弁構造を組み合わせることによって、シャ
ッタ５が閉じられた際には、空気またはガスの突出量を
シャッタ自体が直接的にコントロールする逆止め効果を
発揮する訳である。
【００３７】第５図は本発明による更に別の実施例を示
しているが、この実施例においては選択的にパイプ２の
流路を遮断するシャッタ５がそれ自体逆止め弁によって
構成されている。図面に示されたものでは薄板で作製さ
れた弁が用いられており（第５Ａ図、第５Ｂ図）、薄板
５１はバネのように動作し、この弁を境にして上流側と
下流側との圧力変化に応答して開閉するものである。す
なわち薄板５１は圧力変化に従って更に可変な気圧の減
少を引き起こすのである。これらの図面に示された実施
例の構成は、内燃機関の燃焼室から選択的に流路を閉塞
する前記シャッタ５の上流川へ燃料ガスが逆流しないよ
うに阻止する利点を有している。より詳しく言えば、バ
ネ機能を兼ね備える前記薄板５１は金属製或はガラス繊
維または炭素繊維（カーボンファイバー）などの複合材
料で形成される。
【００３８】第５Ａ図および第５Ｂ図に示した実施例に
おいて、前記薄板５１とこれら薄板に当接する部材５２
の全体は、パイプ２の軸方向とは垂直の関係にある軸を
支点にして回動することができるようになっている。こ
のような構成は、シャッタが開放されている際に空気ま
たはガスの吐出を直接的にコントロールする効果と、シ
ャッタ閉塞時における逆止め弁効果を巧みに組み合わせ
たものである。加えて、支持部材５３がパイプ２の中心
に存在しており、前記薄板５１が最大限の閉塞位置を占
める場合には（第５Ａ図）、これに当接して優れた気密
性が保証される。ここで詳説するまでもなく、パイプ２
の内部を多量の空気またはガスが流れなければならない
場合には、弁突き棒或は他の適宜な手段がこれら薄板５
１と当接部材５２の全体を回動させるような構造にす
る。かかる手段によって、圧縮ガスが流れる流路断面を
最大限にして提供するために、前記薄板と当接部材は、
パイプ２の内側に形成された例えば５４にて示される収
納部に至るまで開放される。
【００３９】次に第５Ｃ図および第５Ｄ図に示す実施例
について説明するが、このシャッタにおいては回動する
のは当接部材５２だけである。従って開放は依然として
薄板と当接部材の全体によってコントロールされるが、
最大限にシャッタが開かれる位置では当接部材が働くと
共に、この当接部材によって薄板５１の最大回動角度が
規制される。薄板５１の基端部は、前述した実施例とは
異なりパイプ２の内側に形成された部分に装着されるよ
うになっている一方、薄板５１の自由端はパイプ２の内
部で揺動しながら、最大回動角度においては図示のとお
り当接部材５２に突き当たる。
【００４０】第６Ａ図および第６Ｂ図に示した実施例に
おいては、パイプ２の径に比して小さく絞り込まれてい
る管路６０によって気圧の規制並びに気圧の減少が得ら
れるものである。更に、この管路６０の部分は長さが可
変になっているものが好ましく、その長さを適宜変える
ことによって気圧の減少をコントロールしながらエンジ
ンの機能条件の各々について最良の効率を与える（最適
化する）ことができるものである。第６Ａ図は気圧の減
少が最小限に抑えられるように前記管路６０を最も縮め
た状態で示しており、一方、第６Ｂ図は管路６０を最長
に伸展させた状態を示している。この管路６０は、圧力
の変化によって影響を受けながら伸びたり縮んだりする
ことができる例えば蛇腹のようなもので構成される。
【００４１】本発明による装置の特筆すべき別の実施例
においては、第７Ａ図、第７Ｂ図および第７Ｃ図に示さ
れるように、エンジンに要求される最小限の燃料ガスの
供給量として測定された小さな径の分岐管７０が配置さ
れる。この小径の分岐管７０は、パイプ２の流路を選択
的に遮断する前述したシャッタ５を通過することなく空
気またはガスを迂回させる機能を有するものである。こ
のような構造によって、シャッタ５が完全にパイプ２の
流路を塞いだ場合にも、同時に最小限の量の圧縮空気ま
たはガスがこの分岐管７０を介して正確に送られるので
ある。
【００４２】上述した実施例において、場合によっては
分岐管７０に第７Ａ図に示されるように調整ビス７１を
取り付けて、前述した最小限の流量を制御することも可
能である。更には第７Ｂ図に示す如く、前記分岐管７０
の内部に蝶形弁７２を配して逆流を防ぐような構造にす
ることも考えられ得る。
【００４３】分岐管７０を有する各々の実施例において
は、燃料の噴射装置４は分岐管７０の下流側に配置され
ることが好ましい。
【００４４】本発明による特異な実施例としては第７Ｃ
図に示されるように、前述した分岐管７０を通過する圧
縮空気またはガスが、間歇的に流路を遮断する機構３の
上流側において燃料を予じめ霧状にするため巧妙に利用
されるようになっている。この実施例においては実際
に、燃料がインジェクタから噴射されるときに燃料と混
合するために圧縮空気またはガスを使用することができ
るように、特別な燃料の噴射装置４が取り付けられる。
例えば「エアジャケット」と呼ばれるタイプの噴射装置
がそれである。これらの噴射装置は絶え間なく、或は連
続して燃料を調合する手段であるが、燃料を噴射する鼻
先の周辺で圧縮ガスを供給することができる特徴を備え
ている。
【００４５】このようにして第７Ｃ図に示された実施例
では、選択的にパイプ２の流路を閉塞するシャッタ５
（例えば蝶形弁）が完全に閉じられた場合には、圧縮空
気またはガスは分岐管７０を通過すると同時に、燃料の
噴射装置４によって導入された燃料を気化していく。す
なわち間歇的に流路を遮断する機構３の上流側において
燃料が予じめ霧状にされる訳である。而して予じめ気化
された燃料と圧縮空気またはガスの混合物は、前記遮断
機構３とその座との間に存在する間隙（図面においては
符号を付さず）を通り抜けていくが、その際に流速が増
大して燃料の霧状化が更に助長される。
【００４６】分岐管７０を通過していく圧縮空気または
ガスの流束をコントロールする手段（第７Ａ図に示した
調整ビス或は第７Ｂ図の蝶形弁）を、第７Ｃ図に示した
装置に組み込むことは当業者にとって容易なことであ
る。
【００４７】特別な実施例として、本発明をクランク室
がポンプの機能を有する二サイクル内燃機関に適用する
場合には、通常はクランク室が燃料噴射に必要とされる
圧縮空気を供給するために利用される。このような場合
でも前述した総ての装置が有効あるが、圧縮空気による
燃料噴射をコントロールする別の手段を付加的に組み入
れることができる。
【００４８】第８図は叙上の特別な実施例を示している
が、この実施例においては燃料噴射に用いられる圧縮空
気がクランク室８から接続パイプ２８を介して供給され
ることが理解されよう。かかる実施例ではフランス特許
出願第２，６４９，１５７号明細書に開示されるよう
に、転送管７の流量をコントロールすることが極めて重
要なこととなる。同一分野の従来技術と比較して本発明
による装置の相異点は、接続パイプ２８が貯蔵容量とし
て使用されないように、クランク室８と燃料噴射に必要
な圧縮空気（気筒容積と呼ばれる）との間の蝶形弁が必
要にならない点である。
【００４９】第８図に示したような実施例では、圧縮ガ
スの流路を選択的に閉塞させるためのシャッタ５の上流
側における圧縮空気の圧力は、このシャッタの位置に直
接左右されるが、同様にして１本或は複数本の前記転送
管７に配置された制限機構６の位置によっても決定され
るものである。実際に、未燃焼ガスで同一のエンジン負
荷がかけられた場合に、選択的に閉塞させるためのシャ
ッタ５と制限機構６とによって組み合わされた動作で、
転送管７を通過した後に掃気行程に用いられる圧縮空気
の流束と燃料の噴射装置（インジェクタ）４を通過して
燃料噴射に用いられる圧縮空気の流束を分散させコント
ロールすることが可能となる。このようにして前記燃料
噴射装置４に供給される圧縮空気の量と圧力条件は、本
発明に従えば前述したシャッタ５と制限機構６の正しい
判断に基づいて最適化されることが可能となる訳であ
る。
【００５０】例えば僅かなエンジン負荷がかけられた場
合には、前述した制限機構６は部分的に閉じられること
が好ましく、これによってクランク室８の圧力レベルが
高められると共に、転送管７を介して内燃機関１の燃焼
室から排気が行われてしまうのを遅延させ、かつ前記燃
料の噴射装置（インジェクタ）４が開放されるまでの間
はシリンダ圧以上に前記クランク室８の圧力レベルを維
持する効果が認められる。本発明に従えば、圧縮空気の
流束をコントロールして前述した第２図の曲線Ｄが表す
圧力に近い圧力曲線を得るために前記シャッタ５も部分
的に閉じられることになる。
【００５１】第１１図には前に説明した効果を端的に説
明している。すなわち制限機構６が閉じられると、クラ
ンク室の圧力Ｐ２は１本または複数本の転送管７を閉鎖
することなしに得られる圧力Ｐ１に対して永続的に上昇
することが理解される。而してクランク室の圧力は（同
時に選択的に閉塞させるためのシャッタ５よりも上流側
ある接続パイプ２８の内部を支配する圧力でもある
が）、シリンダ圧Ｃよりも高く維持され、この状態が圧
縮空気による燃料噴射に直前まで続く。従って圧力Ｐ２
は燃料噴射に用いることが可能であると共に、エンジン
に僅かな負荷しかかかっていないときには、申し分なく
霧化された燃料を極めて緩慢な速度にて噴射するよう
に、本発明による装置の助力で圧縮空気の流束をコント
ロールするのが望ましい。
【００５２】前述した特異な実施例は例えば第９図に示
されるようなものであるが、この実施例においてはクラ
ンク室８の容量は、このクランク室の圧力レベルを変化
させるためにエンジンの負荷条件に応じて変わるもので
あり、これにが前述した機構を機能させる別の手法とな
り得るのである。本発明によれば、流路を選択的に閉塞
させるためのシャッタ５の上流側の圧力レベルも、同様
にしてクランク室８の容量制御を介して、従ってその圧
力の比によってコントロールすることができる訳であ
る。そのために、クランク室と連通する容積部分にピス
トン型の滑動部材（図面において符号を付しておらず）
を組み込まれる。
【００５３】本発明に従った装置で考えられ得る更に別
の実施例を第１０図に示すが、この実施例においてはク
ランク室の容積変化が、前述した流路を選択的に閉塞さ
せるためのシャッタ５の上流側にあるパイプの内部体積
或は圧縮空気の容量の変化と組み合わせることができ
る。そのために、前述した接続管２８の内部に配置すべ
きピストン型機構１０を想定することが可能であるが、
この機構は図面からも明らかなとおり前記接続管２８を
２つの部分に分割する隔壁と浮遊しながら接続管の軸に
沿って可動なピストンからなっている。２つに分割され
た前記接続管の一方の部分はクランク室に直接連通して
おり、また他方の部分は圧力を貯蔵する容積となってい
る。そこで、例えば図示のようにピストン型機構１０に
配置された逆止め弁１１が圧縮空気の逆流を阻止して、
前述した圧力貯蔵容積の形成に寄与する。
【００５４】第１２図、第１２Ａ図および第１２Ｂ図
は、転送管７と接続管２８の接合部に配置された制限機
構６’によってクランク室８の容積変化を得るような別
の実施例を示している。この実施例では第１２Ａ図およ
び第１２Ｂ図からも明らかなとおり、前記２本の管の接
合部に「瘤（こぶ）」のような部分が形成されており、
この部分の内部にハッチングと施して示した断面がほぼ
半円形の可動部材が組み込まれていて、圧縮空気の流路
は矢印が示すとおり転送管７から燃焼室の方向或は前記
接続管２８の方向へ選択的に変更されるようになってい
る。
【００５５】上述した第１２図、第１２Ａ図および第１
２Ｂ図の実施例では、例えば転送管７が閉塞されていな
いとき（この状態はエンジンに大きな負荷がかかってい
る条件下に対応し、前記制限機構６’が第１２Ａ図に示
すような位置を占めるとき）、クランク室８の容積は最
小であり、エンジンの気筒容積の一部となっている前記
接続管２８は、伝統的にこの接続管２８に組み込まれて
いる逆止め弁１２を介してクランク室８と連通してい
る。而して容積が最小になっているクランク室８は、前
記接続管２８に存在する空気も最大限に圧縮している訳
であり、このことは圧縮空気によって燃料を多量に噴射
するためには有用である（エンジンに大きな負荷がかか
っている状態での運転）。
【００５６】これとは反対にエンジン負荷が減少したと
き、前記制限機構６’の可動部材はその位置を変えて転
送管７を部分的に閉塞するようになると共に、前記転送
管７は直接接続管２８と連通される。第１２Ｂ図に示し
て状態がそれである。このとき逆止め弁１２は何等機能
しなくなり、接続管２８には前述したように前記転送管
７を介して圧縮空気が流入し、クランク室と共に気筒容
積を構成するようになる。すなわち、この状態ではクラ
ンク室の容積が明らかに増大する。かかる構造によっ
て、圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させるためのシャッ
タ５の上流側において、燃料噴射装置に供給する圧縮空
気流束の圧力レベルを低減することができるようになる
訳である。
【００５７】接続管２８に組み込まれる逆止め弁１２
は、既に説明したとおり公知のものを採用することがで
きるが、第５Ａ図おより第５Ｂ図に図示されるような薄
板の構成要素でなる逆止め防止機構を採用しても所期の
効果が期待できるものである。前述したように薄板でな
る逆止め弁を接続管２８に組み込んだ場合、第５Ａ図に
示されるように弁が閉じた状態ではクランク室８への圧
縮空気の逆流が阻止され、また第５Ｂ図に示すような開
放状態では接続管２８へ圧縮空気が自由に流入する。
【００５８】次に第１３図に示される本発明に従った実
施例について説明するが、この実施例においては流路を
選択的に閉塞させるためのシャッタ５がパイプ２の内部
で滑動するピストンのような形態をとっており、パイプ
２に形成された単一或は複数のオリフィス１３を塞いだ
り開放したりすることができるようになっている。かか
る構造によって、シャッタ５が第１３図に示されうよう
な位置を占めるとき、燃料噴射に必要とされる圧縮空気
は前記オリフィスを介してパイプ２に導入される。
【００５９】上記実施例では長尺な通路１４がピストン
１３に付設されているが、この通路は特にシャッタ５が
前記オリフィス１３を閉塞した際に圧縮空気を少量だけ
流すためのものである。また、前記ピストン１３の代わ
りに、エンジンの運転条件や機能状態に応じて、それ自
体は公知の制御捍或は他の均等部材を採用することも可
能である。
【００６０】叙上の実施例では、エンジン負荷が小さい
場合には少量の空気を吸気するように、圧縮空気を取り
入れる前記オリフィス１３がピストン１３によって塞が
れることが好ましい。この位置においては、ピストン１
３と間歇的に流路を遮断する機構３とによって形成され
る容積が減少し、結果的に圧縮空気による燃料噴射を著
しく向上させる。これが本発明による前記実施例につい
ての特筆すべき利点である。
【００６１】以上、本発明を幾つかの実施例につき説明
してきたが、当業者にとっては本発明の枠を逸脱するこ
となく、前述の実施例に種々の変更並びに修正が容易に
加え得ることを付言する。
【００６２】
【発明の効果】これまで図面に沿って実施例につき説明
した本発明による装置は、自発点火で運転される二サイ
クルの内燃機関、すなわちエンジンに余り負荷がかかっ
ていない状態において負荷によって点火を制御する必要
のない内燃機関に適用されるものである。実際に、本発
明に従えば、燃料噴射装置（インジェクタ）と転送管を
通過する圧縮空気の量は、このような自発発火の機能に
即して的確に調整され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】二サイクルエンジン部分の従来例を示す説明図
である。
【図２】クランク軸の角度に従った圧力曲線を示すグラ
フ図である。
【図３】本発明による装置の実施例を示す説明図であ
る。
【図３Ａ】本発明による装置の別の実施例を示す説明図
である。
【図４】本発明による装置の更に別の実施例を示す説明
図である。
【図５】本発明による装置の第４の実施例を示す説明図
である。
【図５Ａ】図５に示されるシャッタの閉塞状態を示す説
明図である。
【図５Ｂ】前記シャッタの開放状態を示す説明図であ
る。
【図５Ｃ】別の実施例によるシャッタの開放状態を示す
説明図である。
【図５Ｄ】前記シャッタの開放状態を示す説明図であ
る。
【図６Ａ】パイプの径が小さく絞り込まれ長さが可変に
なっていて気圧の減少をコントロールしながらエンジン
の機能条件を最適化する本発明によるシャッタ機構の他
の実施例を示す説明図である。
【図６Ｂ】前記シャッタを伸展させた状態で示す説明図
である。
【図７Ａ】分岐管を備える本発明の実施例を示す説明図
である。
【図７Ｂ】前記分岐管の他の実施例を示す説明図であ
る。
【図７Ｃ】前記分岐管の更に別の実施例を示す説明図で
ある。
【図８】本発明による転送管を組み合わせて燃料噴射を
コントロールする装置を備えた内燃機関を断面で示す説
明図である。
【図９】クランク室の容量が可変な本発明による他の実
施例を示す説明図である。
【図１０】気筒容積の一部を形成する接続管を備えた本
発明による燃料噴射のコントロール装置を示す説明図で
ある。
【図１１】前記各図に示された実施例におけるクランク
軸の角度に従った圧力曲線を示すグラフ図である。
【図１２】圧縮ガスの貯蔵容積と組み合わせて燃料噴射
をコントロールする装置を備えた本発明の実施例を示す
説明図である。
【図１２Ａ】図１２に示された装置の要部を示す説明図
である。
【図１２Ｂ】前記装置の要部が別の状態を占めるときの
説明図である。
【図１３】本発明による更に別の実施例を断面にて示す
説明図である。
【符号の説明】
１，６ 内燃機関 ２ パイプ ３ 間歇的に流路を遮断する機構 ４ 燃料の噴射装置（インジェクタ） ５ シャッタ ６ 制限機構 ７ 転送管 ８ クランク室 １０ ピストン型機構 １１，１２，５５，７２ 逆止め弁 １３ オリフィス １４ 通路 ２８ 接続管 ５１ 薄板 ５２ 当接部材 ５３ 支持部材 ５６ 収納部 ６０ 管路 ７０ 分岐管 ７１ 調整ビス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステイファン ヴェンチューリ フランス国 シャジィー ラ ロイ 94600 アブニュー ド アルフォールヴ ィール 22番

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】間歇的に流路を遮断する機構（３）を介し
    て内燃機関（１）のシリンダ燃焼室に圧縮ガスを供給す
    るパイプ（２）と、前記パイプに開口している燃料噴射
    装置（４）からなる二サイクル内燃機関の燃料噴射制御
    装置において、圧縮空気による燃料噴射を行う際に燃料
    を一定の連続した状態で霧化するため、前記パイプに送
    り込まれ燃料噴射に利用される総ての混合ガスをエンジ
    ンの機能条件に応じて制御するように、前記間歇的に流
    路を遮断する機構および前記燃料調合装置の上流側で前
    記パイプ（２）の内部に配置され圧縮ガスの流路を選択
    的に閉塞させるためのシャッタ（５）を更に備えている
    ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項２】圧縮ガスは前記燃焼室シリンダのクランク
    室（８）から生じることを特徴とする請求項１に記載の
    燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項３】圧縮ガスは前記燃焼室シリンダ外部の圧縮
    手段から生じることを特徴とする請求項１に記載の燃料
    噴射制御装置。
  4. 【請求項４】前記の間歇的に流路を遮断する機構（３）
    は弁であることを特徴とする前記請求項のいずれか１項
    に記載の燃料噴射制御装置。
  5. 【請求項５】前記の間歇的に流路を遮断する機構（３）
    は回転部材であることを特徴とする前記請求項１から３
    のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
  6. 【請求項６】前記圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させる
    ためのシャッタ（５）は蝶形弁であることを特徴とする
    前記請求項のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
  7. 【請求項７】前記圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させる
    ためのシャッタ（５）は回転部材であることを特徴とす
    る前記請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料噴射
    制御装置。
  8. 【請求項８】前記圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させる
    ためのシャッタ（５）は、前記パイプ（２）の内部で滑
    動しながら、圧縮空気の取り入れ口として前記パイプに
    開口されたオリフィス（１３）を少なくとも部分的に閉
    塞することができるピストンで構成され、前記ピストン
    には通路（１４）が穿たれていることを特徴とする前記
    請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装
    置。
  9. 【請求項９】前記圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させる
    ためのシャッタ（５）は、少なくとも１枚の薄板バネ
    （５１）と組み合わされた当接部材（５２）からなり、
    全体として逆止め弁を構成することを特徴とする前記請
    求項１から５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装
    置。
  10. 【請求項１０】前記圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させ
    るためのシャッタ（５）は、エンジンの機能条件に応じ
    て可変な長さに亙って前記パイプの断面を制限する管路
    （６０）で構成されることを特徴とする前記請求項１か
    ら５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
  11. 【請求項１１】圧縮空気を供給する前記パイプ（２）よ
    りも径が小さな分岐管（７０）を更に有し、この分岐管
    は圧縮ガスの流路を選択的に閉塞させるためのシャッタ
    （５）を飛び越えるような形で配置されると共に、高圧
    での燃料噴射に必要とされる最小限の量を以って空気を
    送り込むことができることを特徴とする前記請求項１か
    ら７のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
  12. 【請求項１２】前記分岐管（７０）は流量を制限するた
    めの機構（７１、７２）を具備してなることを特徴とす
    る前記請求項１１に記載の燃料噴射制御装置。
  13. 【請求項１３】前記燃料噴射装置（４）は、前記の間歇
    的に流路を遮断する機構（３）の最も近傍箇所で前記分
    岐管（７０）に開口していることを特徴とする前記請求
    項１１または１２に記載の燃料噴射装置。
  14. 【請求項１４】前記クランク室（８）から発生され前記
    燃焼室シリンダを掃気するために前記分岐管（７）を介
    して噴射される空気の吐出量と、燃料を噴射するための
    空気の吐出量に変化を与えることができるように、前記
    クランク室から生ずる掃気空気を噴射するための少なく
    とも１本の分岐管（７）には流量を制限する機構（６、
    ６’）が具備されていることを特徴とする前記請求項
    １、２、４から９のいずれか１項に記載の燃料噴射制御
    装置。
  15. 【請求項１５】前記クランク室（８）の容量を変化させ
    ることができる機構（６’、１０、１１）が更に具備さ
    れていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に
    記載の燃料噴射制御装置。
  16. 【請求項１６】エンジンの機能条件に応じて流路を遮断
    する転送管を具備する前記請求項１、２、４から１５の
    いずれか１項に記載の燃料噴射制御装置を二サイクル内
    燃機関に適用する方法。
  17. 【請求項１７】前記請求項１から１５のいずれか１項に
    記載の燃料噴射制御装置を自発点火で機能する二サイク
    ル内燃機関に適用する方法。
JP5177450A 1992-07-02 1993-06-24 二サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置および制御方法 Pending JPH06207569A (ja)

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