JPH0643492Y2 - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する燃
料噴射弁の過熱を防止するようにした、エンジンの燃料
噴射装置に関するものである。

（従来技術） 従来、エンジン燃焼室の点火プラグ近傍に直接燃料を噴
射して適性濃度の混合気を成層化させることにより着火
性を向上させ、全体としての空燃比をリーン気味にして
燃費率の向上をはかることが例えば特開昭63-147924号
公報に記載されている如く知られている。この場合の燃
焼室に噴射口を臨ませた燃料噴射弁が燃焼室を構成する
部材（上記従来例ではサイドハウジング）に装着され
て、使用中には、燃料及びエアが頻繁に通ることにより
冷却されるものであるが、高負荷高回転領域ではエンジ
ン温度も高くなり、このエンジンの熱により燃料噴射弁
も加熱が進むこととなり、こうして燃料噴射弁が過熱状
態となると、内部に滞留している燃料が温度上昇して気
泡が発生し、体積膨張して内圧が高まり、ついには噴射
時以外の時にスプリングの圧力により閉じている外開弁
をスプリングの圧力に抗して開弁し、燃焼室内に燃料が
漏出することが生じる。

こうして不必要なときに燃料が燃焼室内に漏出すると、
空燃比が燃料リッチとなり、あるいは点火プラグを湿潤
させて着火不良を招いたり、次の燃料噴射時に滞留中の
燃料が気泡を含んでいるため、その分だけ燃料供給量が
不足して燃焼状態を悪化させるといったことが生じる。

こうした燃料噴射弁の過熱を避けようとして燃料を多く
供給すると燃料リッチとなり、さらに燃料リッチを避け
るためにエアの供給量を増すと必要以上に出力が増大し
て燃費率が悪化し、運転状態が不安定となるといった問
題があった。

このような燃料噴射弁の過熱は、高負荷高回転状態から
急にアイドリング運転の如き低負荷低回転運転に移行し
たときに、燃料の流れが急減することにより燃料による
燃料噴射弁の冷却が満足に果たせなくなり、かつエンジ
ン自体が急には冷却されず高負荷高回転時の高温を保っ
ているため最も激しくなり、冷却を必要とするが、対策
が施されていなかった。

（考案の目的） この考案は、上記した従来の問題点である燃料噴射弁の
過熱を、燃料噴射弁に供給されるアシストエアを必要量
よりも大量に供給して、余分のアシストエアで燃料噴射
弁を吸気冷却して過熱を阻止し、燃料噴射弁の過熱によ
る弊害を防止する、エンジンの燃料噴射装置を提供する
ことを目的とするものである。

（考案の構成） 上記の目的を達するためのこの考案は、エンジンの燃焼
室に噴射口を臨ませた燃料噴射弁から、アシストエアを
伴って燃料噴射を行う、エンジンの燃料噴射装置におい
て、エアポンプに連通するアシストエア通路が、燃料噴
射弁内の燃料供給通路のまわりに設けられ、該アシスト
エア通路から分岐して大気に通じるアシストエア排気路
を形成し、該アシストエア排気路に調圧弁を介在して設
けた、エンジンの燃料噴射装置である。

上記の構成によると、燃焼室に臨んでいる燃料噴射弁が
エンジンの熱により過熱されるのを、内部を通過する燃
料やアシストエアが熱を吸収して冷却させるのである
が、高負荷高回転状態から、急に低負荷低回転状態に入
ったとき等に前述の如く冷却不足となる場合があり、こ
のような場合でもエアポンプから必要量以上の大量のア
シストエアが送られて余分のアシストエアを燃料噴射弁
内のアシストエア通路より分岐したアシストエア排気路
から調圧弁を通して大気中に排気して、この排気される
余分のアシストエアが燃料噴射弁内を通過するとき燃料
噴射弁の熱を吸収して空気冷却して、燃料噴射弁の過熱
を防止し、燃料噴射弁の過熱による燃焼室内への燃料の
漏れ等の弊害を無くすることができる。

（実施例） 以下、この考案をロータリエンジンに応用した場合の実
施例を、図面にもとづいて詳細に説明する。

第１図はロータリピストンエンジンの燃焼室のリーディ
ング側に直接燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸気通
路に燃料を噴射する第２燃料噴射弁とを備えている燃料
噴射装置の全体構成を示す図で、（１）はロータハウジ
ングで２節ペリトロコイド状の内周面を持つ作動室（1
a）を持ち、該作動室（1a）内でほぼ三角形のロータ
（２）が偏心軸（３）に支持されて偏心回転するもの
で、作動室（1a）のロータ（２）が図示状態にある圧縮
時におけるリーディング側に燃料を直接噴射する第１燃
料噴射弁（４）が、噴射口を燃焼室に臨ませてサイドハ
ウジング（図示省略）に装着され、さらに作動室（1a）
に開口している吸気ポート（24）に接続される吸気通路
（５）の吸気ポート（24）に近い位置に燃料を噴射する
第２燃料噴射弁（６）が設けられている。この第２燃料
噴射弁（６）の上流側の吸気通路（５）にスロットル弁
（７）及びエアフローメータ（８）がそれぞれ順に配設
されている。

（９）は燃料ポンプで、燃料タンク（10）から燃料吸入
路（11）を経て燃料を吸入し、この燃料ポンプ（９）
と、第１燃料噴射弁（４）及び第２燃料噴射弁（６）と
を連通している燃料供給路（12）を通じて、燃料を第１
燃料噴射弁（４）及び第２燃料噴射弁（６）に供給する
ものである。この燃料供給路（12）には調圧弁（13）が
設けてあって、燃料供給路（12）内の圧力を燃料噴射に
好適な圧力となるように調圧し、余分の燃料をドレン通
路（14）を経て燃料タンク（10）に戻すようにしてあ
る。

（15）はエアポンプで、エアフローメータ（８）の下流
の吸気通路（５）から第１燃料噴射弁（４）に連結され
るアシストエア供給路（16）の中途に介在して設けてあ
り、アシストエアを第１燃料噴射弁に供給するためのも
のである。（17）はアシストエア排気路で、第１燃料噴
射弁（４）と、アシストエア供給路（16）のエアポンプ
（15）の上流側とを連通して設けてあり、このアシスト
エア排気路（17）に介在して調圧弁（18）が設けてあ
る。（19）（19a）はアシストエア制御弁で、アシスト
エア供給路（16）のエアポンプ（15）の下流側と、アシ
ストエア排気路（17）の調圧弁（18）の上流側にそれぞ
れ介在して設けてある。

（20）はスロットルセンサで、エンジンの負荷に対応す
るスロットル弁（７）の開度を検出するもの、（21）は
エンジン回転数センサで、エンジンの回転数から運転状
態を知るもの、（22）はエンジン水温センサで、エンジ
ンの加熱状態を知るもの、（23）はコントロールユニッ
トで、上記スロットルセンサ（20）と、エンジン回転数
センサ（21）と、エンジン水温センサ（22）とからその
情報を受けて、第１燃料噴射弁（４）及び第２燃料噴射
弁（６）の燃料噴射のタイミング及び噴射量を制御する
とともに、アシストエア制御弁（19）（19a）を制御し
て、第１燃料噴射弁（４）へのアシストエア供給のタイ
ミング及び量を制御するものである。（25）は排気ポー
ト、（26）（27）は点火プラグを示す。

第２図は第１燃料噴射弁（４）と第２燃料噴射弁（６）
との使用領域を示すもので、横軸にエンジン回転数、縦
軸にエンジン負荷に対応するスロットル弁（７）の開度
をとると、低負荷低回転領域（Ａ）では第１燃料噴射弁
（４）のみが燃料をアシストエアと共に圧縮行程のリー
ディング側に噴射するもので、こうすると点火プラグ
（26）（27）の近傍に濃い混合気を成層化させて着火を
容易にすることができ、他の部分は吸気通路（５）から
のエアを主体とする希薄な混合気となり、出力をあまり
必要としないアイドリング運転時の如き低負荷低回転領
域（Ａ）での燃費率を向上させることができる。また高
負荷高回転領域（Ｂ）では、主として第２燃料噴射弁
（６）を使用し、着火性を高めるために燃焼室のリーデ
ィング側に第１燃料噴射弁（４）を補助的に使用し、点
火プラグ（26）（27）のまわりに燃料を成層化して確実
な着火を得られるようにするものである。

次に第１燃料噴射弁（４）の構成を第２図により説明す
る。

上端の燃料入口（30）が燃料供給路（12）に接続され、
この燃料入口（30）に続いて軸心方向に燃料通路（31）
が形成され、この燃料通路（31）内には計量スピンドル
（32）が上端に筒状の磁性体（32a）を係合して装着さ
れ、この計量スピンドル（32）の下端に、燃料通路（3
1）を開閉する調量弁（33）を形成しており、磁性体（3
2a）の上端を加圧している第１ばね（34）が計量スピン
ドル（32）を常時下方に付勢して調量弁（33）を閉じて
おり、この計量スピンドル（32）の情報には電磁コイル
（35）が組み込まれていて、この電磁コイル（35）のON
により磁性体（32a）を吸収して計量スピンドル（32）
が第１ばね（34）に抗して引き上げられて調量弁（33）
が開かれる。

調量弁（33）の下方には燃料溜り室（36）が形成されて
いて、この燃料溜り室（36）は調量弁（33）の開によっ
て燃料通路（31）と連通する。この燃料溜り室（36）の
下端は、第１燃料噴射弁（４）の下端に設けた外開弁
（37）に通じていて、この外開弁（37）は開口部を燃焼
室に臨ませて第２ばね（38）により閉じられており、こ
の状態から電磁コイル（35）をONして調量弁（33）を開
き、燃料溜り室（36）に燃料が送り込まれて圧力が高ま
ると、第２ばね（38）に抗して外開弁（37）を開き、燃
料を燃焼室内に噴射するものである。

（39）はアシストエア入口、（40）はアシストエア排気
口で、第１燃料噴射弁（４）内の軸心方向の（Ｓ）間で
燃料通路（31）及び燃料溜り室（36）を形成する筒状体
（41a）及び（41b）の外側に、この筒状体（41a）及び
（41b）が仕切部材となって、第４図〜第６図に示す如
く２路に区画されたアシストエア通路供給側（42a）
と、アシストエア通路排気側（42b）を形成し、アシス
トエア通路供給側（42a）の上端にアシストエア入口（3
9）が連通し、アシストエア通路排気側（42b）の上端に
アシストエア排気口（40）が連通している。そしてアシ
ストエア通路供給側（42a）とアシストエア通路排気側
（42b）との下端はどちらも軸心方向の（Ｔ）間で第７
図に示す如く筒状体（41b）及び外開弁（37）の外側に
形成されているアシストエア通路噴射側（42c）に連通
していて、このアシストエア通路噴射側（42c）の外側
を囲んでいるアシストエア通路外壁（43）の外開弁（3
7）の正面に設けてある開口部（44）から燃焼室に通じ
ている。

こうしてエアポンプ（15）により吸気通路（５）からア
シストエア供給路（16）を通って供給される大量のアシ
ストエアは、コントロールユニット（23）からの指令に
よるアシストエア制御弁（19）（19a）の開で、アシス
トエア入口（39）からアシストエア通路供給側（42a）
に入って実線矢印の方向に下降し、アシストエア通路供
給側（42a）に入り、その一部の所定量がアシストエア
通路噴射側（42c）を経て開口部（44）からアシストエ
アとして燃焼室内に吹き込まれて、噴射される燃料を噴
霧状の可燃混合気とし、残部はアシストエア通路噴射側
（42c）からアシストエア通路排気側（42b）を破線矢印
の方向に上昇して、アシストエア排気口（40）からアシ
ストエア排気路（17）及び調圧弁（18）を経てアシスト
エア供給路（16）のエアポンプ（15）より上流側の大気
圧中に排出され、その間のアシストエア通路供給側（42
a）、アシストエア通路噴射側（42c）、アシストエア通
路排気側（42b）を通る間に第１燃料噴射弁（４）を空
気冷却して燃料溜り室（36）内の燃料の温度上昇を抑制
するものである。この場合の、アシストエアの燃焼室へ
の供給量は、調圧弁（18）により設定されるアシストエ
ア圧力と、アシストエア制御弁（19）（19a）の開時間
の長さとによって決まるものである。

（考案の効果） 以上説明したこの考案に係るエンジンの燃料噴射装置に
よれば、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴
射弁が、エンジンの熱により加熱されるのを、アシスト
エアを利用して空冷する簡単な冷却手段を設けたことに
より抑制して、燃料噴射弁の過熱により内部の燃料が温
度上昇し、体積膨張して圧力が上昇し、燃料が燃焼室内
に漏れるのを阻止し、燃料漏れによる種々の弊害を無く
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例としてロータリピストン
エンジンの燃料噴射装置の全体構成を示す図、第２図は
燃焼室内に燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸気通路
に燃料を噴射する第２燃料噴射弁との使用領域を示す
図、第３図は第１燃料噴射弁の詳細縦断面図、第４図は
第３図Ａ−Ａ′断面図、第５図は第３図Ｂ−Ｂ′断面
図、第６図は第３図Ｃ−Ｃ′断面図、第７図は第３図Ｄ
−Ｄ′断面図である。 １……ロータハウジング、２……ロータ ４……第１燃料噴射弁 ６……第２燃料噴射弁、15……エアポンプ 16……アシストエア供給路 17……アシストエア排気路、18……調圧弁 19,19a……アシストエア制御弁 42a……アシストエア通路供給側 42b……アシストエア通路排気側

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室に臨ませた燃料噴射弁から、アシス
   トエアをともなって燃料噴射を行う、エンジンの燃料噴
   射装置において、 エアポンプに連通するアシストエア通路が燃料噴射弁内
   の燃料供給通路のまわりに設けられ、該アシストエア通
   路から分岐して大気に通じるアシストエア排気通路を形
   成し、該アシストエア排気路に調圧弁を設けたことを特
   徴とする、エンジンの燃料噴射装置。