JPH0672530B2 - 気体圧式直噴型燃料噴射装置 - Google Patents

気体圧式直噴型燃料噴射装置

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JPH0672530B2
JPH0672530B2 JP63277614A JP27761488A JPH0672530B2 JP H0672530 B2 JPH0672530 B2 JP H0672530B2 JP 63277614 A JP63277614 A JP 63277614A JP 27761488 A JP27761488 A JP 27761488A JP H0672530 B2 JPH0672530 B2 JP H0672530B2
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poppet valve
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料噴射装置、特に、特許範囲請求
の請求項１に記載されているような、たとえば、国際公
開WO-A-87/00584に開示されているような空気圧式直噴
型燃料噴射装置に関する。
燃焼室の壁面の液体燃料による濡れを減らすかあるいは
無くして燃料効率を高めると共に排気内有害物を減らす
ように内燃機関の燃焼室に空気補助式に燃料を噴射する
のが望ましいことは長い間認められている。
この目的のために、種々の燃料噴射装置が提案されてお
り、単純な形態としては、スロットル・ボデー式噴射装
置あるいはポート式噴射装置がある。このような空気ア
シスト式噴射装置のもっと複雑な形態のものとしては、
米国特許第4,693,420号に開示されている形式のものと
か、米国特許第2,984,230号に開示されている形式のも
のがある。もちろん、最初に述べた２つの噴射装置は、
実際には、直噴型燃料噴射装置には分類され得ない。
本発明による気体圧式直噴型燃料噴射装置は特許請求の
範囲の請求項１の特徴記載部分に記載されている特徴に
よって特徴付けられる。
本発明に係る気体圧式直噴型燃料噴射装置は複数の気体
圧式噴射器を包含し、各気体圧式噴射器が燃料の圧力よ
りも低い所定の圧力で加圧気体の供給を受ける気体通路
に加圧燃料を分配する普通の電気パルス幅制御式電磁燃
料噴射器を有し、この気体通路を通して内燃機関の燃焼
室に流入する気体量が圧力作動式のポペット弁で制御さ
れる。４サイクル点火式エンジンで使用するような気体
圧式噴射器は電気駆動あるいはエンジン駆動のポンプに
よって所定圧力の加圧気体の供給を受け、２サイクル点
火式エンジンで使用する場合には、エンジンそれ自体が
気体圧縮機として用いられ、圧縮行程の一部で気体源弁
が気体を計量し、この気体源弁が高い燃焼圧力をロック
アウトするようにも作動するのが好ましい。
したがって、本発明の主要な目的は、内燃機関用の改良
した気体圧式直噴型燃料噴射器であって、電磁燃料噴射
器が加圧気体の供給を受けている気体通路に必要に応じ
て燃料を給送するように配置してあり、そして、この気
体通路を流れる気体流が弁によって制御され、好ましく
は対応したピストンの圧縮行程中に燃焼室の一部を構成
する層状チャージ室に気体・燃料混合気を供給できるよ
うにした気体圧式直噴型燃料噴射装置を提供する。
本発明の別の目的は、複数の気体圧式噴射器を包含し、
各気体圧式噴射器が４ストローク内燃機関の対応したシ
リンダと協働し、また、各気体圧式噴射器が対応したシ
リンダの層状チャージ室に開口する弁制御式気体通路に
燃料を給送する電磁燃料噴射器を包含し、対応した対の
気体圧式噴射器の空気通路が１つの加圧気体源に接続し
てあり、１つの気体圧式噴射器の電磁燃料噴射器が対応
したシリンダのピストンが圧縮行程で移動しているとき
に作動し、他の対応したシリンダのピストンが排気行程
にあるときに加圧気体のみが給送されるように他の気体
圧式噴射器の電磁燃料噴射器が作動停止とされるように
なっている改良した気体圧式直噴型燃料噴射装置を提供
することにある。
本発明のまた別の目的は、複数の気体圧式噴射器を包含
し、各気体圧式噴射器が２ストローク内燃機関の１つの
シリンダと組合わせてあり、各気体圧式噴射器が対応し
たシリンダの層状チャージ室に開口する弁制御式空気通
路に燃料を給送する電磁燃料噴射器を包含し、この気体
通路が調整気体圧貯蔵室に作動可能に接続してあって、
この調整気体圧貯蔵室がエンジンの複数のシリンダ内で
作動するそれぞれのピストンの圧縮行程の一部で気体制
御弁を経て加圧気体の供給を受けるようになっている改
良した気体圧式直噴型燃料噴射装置を提供することにあ
る。
本発明と共にその他の目的、特徴がより良く理解されう
るように、以下、添付図面に関連して詳細な説明を行な
う。
〔実施例の説明〕
まず第１図を参照して、ここにはマルチシリンダ４スト
ローク内燃機関の一部が示してあり、このエンジンはシ
リンダ２（１つのみ図示）を構成するボアを形成したエ
ンジン・ブロック１と、このエンジン・ブロック１に普
通の要領で固定したシリンダ・ブロック３と、エンジン
・ブロックとシリンダ・ブロックの間にはさんだ普通の
ガスケット４とを包含する。
各シリンダ内径孔位置において、シリンダ・ヘッド３は
層状化室（層状チャージ室）５を構成するくぼみを備え
ており、この層状化室は対応するシリンダ・ボア２およ
びその中で往復動するように装着したピストン６と共に
燃焼室７を構成する。一対のポペット弁８（吸気用と排
気用）（１つのみ図示）が対応したシリンダに対する気
体例えば空気の出入を制御するように装着してある。
各吸気用ポペット弁８および各排気用ポペット弁（図示
せず）はシリンダ・ヘッド３に設けた弁ステム・ガイド
10内を軸線方向に往復動するように案内され、ポペット
弁８のステム上部はシリンダ・ヘッド３の上方に突出し
ている。従来同様に、各ポペット弁８は、通常は、ポー
ト、たとえば、図示の吸気用ポペット弁８の場合には吸
気通路11の一端にある吸気ポート11aに対して閉鎖位置
に維持されている。これは普通の要領で吸気用ポペット
弁８のステムに割りロック15によって固定されたばねリ
テナ14に対して作用する弁戻しばね12によって行なわれ
る。ポペット弁８の各々は適当な弁駆動列（これは本発
明の部分ではないので図示していない）によって従来同
様に互いにタイムングの合ったシーケンスで作動させら
れる。
本発明によれば、空気圧式直噴型燃料噴射装置がシリン
ダ・ヘッド３に作動可能に組合わせてあり、これは全体
的に20で示す複数の空気圧式噴射器を包含する。この空
気圧式噴射器は、第１、２図に示すような好ましい実施
例では、対応したシリンダに加圧空気・燃料混合気を噴
射するように作動可能に設置されている。好ましくは、
第１図に示すように、加圧空気・燃料混合気は後述する
目的および要領で或る特定の時期に層状チャージ室５に
放出される。
第２図で最も良くわかるように、空気圧式噴射器20は主
ボデー部21を包含する。この主ボデー部21は、図示構造
では、段付き下方外側形態を有し、両側に一体の外向き
支持フランジ21bと、上方平坦加工面21cとを備えた下方
平坦面取り付け部21aを包含する。フランジ21bは、それ
ぞれ、間隔を置いた孔21dを有する。
第２図も参照して、ホデー部21は段付き垂直ボアを備
え、この垂直ボアは内部上壁面22、中間壁面23、下方壁
面24を構成しており、上下の壁面22、24はそれぞれ中間
壁面23よりも内径が大きくなっている。上壁面22は平坦
な肩部25によって中間壁面につながっており、中間壁面
23は平坦な肩部26によって下方壁面24につながってい
る。
ボデー部21は段付き水平ボアも備えており、この水平ボ
アは内部外方面30、シール壁面32、中間壁面31、内方壁
面33を構成している。この内方壁面33は中間壁面23に開
口している。外方壁面30、シール壁面32および中間壁面
31の内径は所望に応じて予め選定しておき、電磁燃料噴
射器34を受け入れたときに、シール壁面32とこの電磁燃
料噴射器34の噴射先端34aの外周面との間にＯリング・
シール35を密封状態ではさみ込むようにしてある。別の
Ｏリング・シール35aが環状の溝内に設置してあって外
方壁面30と密封係合している。
各電磁燃料噴射器34は、図示構造のばねクリップ16など
によってボデー部21内に適当に軸線方向保持されてい
る。ばねクリップ16はボデー部21の外壁面に螺合させた
少なくとも１つのねじ17によって取り付けてある。好ま
しくは、ばねクリップ16の内側ばね脚部16aはばねクリ
ップの一端から見たときにＣ字形をしており、一軸線方
向へ、すなわち、第２図で見て右方へ電磁燃料噴射器34
に対してほぼ均一な付勢力を与えている。
電磁燃料噴射器34は頂部供給、底部供給のいずれでも任
意適当な形式の噴射器でよいが、図示構造では、電磁燃
料噴射器34は米国特許第4,423,842号（その開示内容は
参考資料として本明細書にとりこむ）に開示されている
電磁燃料噴射器に類似した市販の底部供給式噴射器であ
る。したがって、ボデー部21は内ねじ付き側部ポート37
を備えており、この側部ポート37は環状の燃料フィルタ
組立体36の供給部と流体連絡する位置で外方壁面30を貫
いて開口している。側部ポート37は燃料源（図示せず）
に接続するようになっており、燃料源は後述するように
適切な所定供給圧力で燃料を供給するようになってい
る。
従来同様に、エンジンのそれぞれのシリンダ毎の電磁燃
料噴射器34のソレノイド・コイル（図示せず）は燃料噴
射技術分野では周知の要領で外部コンピュータ（図示せ
ず）のような電子制御ユニットによって制御されるなど
して電源に接続されるようになっている。このような配
置では、ソレノイド・コイル（図示せず）が付勢される
と、噴射器34の噴霧先端34aから外方壁面33の構成する
通路を通して壁面23によって部分的に構成されている空
所に燃料が放出されることになる。
噴射器ノズル・ボデー（以下、ノズル・ボデー40と呼
ぶ）は段付きの外形を有し、ボデー部21の下方壁面に受
け入れられるような外径の上方部分40aと、シリンダ・
ヘッド３に設けてある対応した貫通ソケット3aに受け入
れられるような寸法の下方縮径部分40bとを有する。当
業者には明らかなように、下方縮径部分40bは、第１
図、第３図に示す空気圧式噴射器のこれらの部分の軸線
方向寸法の差で明らかなように、或る所与のエンジン用
途について任意所望の軸線方向寸法のものとすることが
できる。
上端のところで、ノズル・ボデー40はＯリング・シール
41の受け入れる環状の溝40cを備える。上方壁面部40aの
外周面には環状の溝が設けてあり、この溝の上壁面は傾
斜していてカム斜面として作用するようになっている。
このカム斜面は下方壁面24に対して直角にボデー部21に
形成した内ねじ付きの孔に螺合した調節用ねじ42の丸い
頭部と係合する。それによって、ノズル・ボデー40がＯ
リング・シール41と密封係合するように移動し、その状
態に保持され得る。
噴射器ノズル・ボデー40を貫いて段付きの内径孔が設け
てあり、この内径孔は中間壁面23と同じ直径であってそ
れと同心となっていてその中間壁面の延長部となってい
る内側上壁面44と、弁ステム案内壁面45と、噴射器ノズ
ル・ボデー40の放出端のところに環状の截頭円錐形弁座
46を構成する下方の外向に広がった壁面とを有する。第
２図で最も良くわかるように、弁ステム案内壁面45の内
周面は複数の円周方向に隔たり半径方向外方に延びる軸
線方向溝47を備えている。
ノズル・ボデー40を通る流れはポペット弁50によって制
御される。このポペット弁50は弁座46と対応する着座面
を有するヘッド50aと、弁ステム案内壁面45に摺動自在
に受け入れられる弁ステム案内部分50bと、ノズル・ボ
デー40の縮径部分40bおよびボデー部21の所定の軸線方
向寸法に対して適当な軸線方向寸法の縮径弁ステム50c
とを有する。したがって、外ねじ付きの上端50dがボデ
ー部21の外方に突出することになる。
ポペット弁50は、通常は、弁ばね51によって図示の弁閉
鎖位置へ付勢されている。この弁ばね51は弁ステム部分
50c、50dをゆるく囲んでおり、一端は平坦な肩部25と衝
合し、反対端は中央に孔のある逆カップ型のばねリテナ
52と衝合している。このばねリテナ52は弁ステム端50d
に調節自在に螺合させたナット53と衝合しており、弁ス
テム端50dの自由端面にはスクリュードライバ用のスロ
ットが設けてある。第２図で最も良くわかるように、ば
ねリテナ52の側部外周壁面には複数の円周方向に隔たっ
た孔52aが設けてある。これらの孔は、ばね51の付勢力
の調節中に、ばねリテナ52の下端面とボデー部21の面21
cの間に自由に空気が流れるに充分な間隙がなくなった
場合に空気の通路となる。
明らかなように、ボデー部21、ノズル・ボデー40のそれ
ぞれの内周壁面23、44とポペット弁50の縮径ステム部50
cの間の間隙は空気通路54を構成し、対応した燃料噴射
器34によってここを通って燃料の放出が行なわれ得る。
好ましい実施例としての図示の構造では、空気圧式噴射
器20への空気の供給はフランジ付きの中空の空気入口キ
ャップ55を経てな行なわれる。この空気入口キャップ55
は円周方向に隔たったねじ56によってボデー部21に固定
されており、これらのねじはキャップ55のフランジ55a
に設けてある孔55bを貫いて延びていてボデー部21に設
けた内ねじ付きの孔21eに螺合している。図示のよう
に、空気入口キャップ55は、その上端のところに、直立
空気ホース・コネクタ55cを備え、このコネクタを貫い
て通路55dが形成してあり、この通路は一端をキャップ5
5の空所に開口し、反対端は加圧空気源に接続してい
る。この加圧空気源は、たとえば、電動機駆動式あるい
はエンジン駆動式空気ポンプ（図示せず）によって与え
られる。
図示のように、空気入口キャップ55はＯリング・シール
によってボデー部21の平坦加工面21cに対してシールさ
れており、このＯリング・シールは、図示構造では、空
気入口キャップ55の下面に設けた環状溝内に設置されて
いる。
好ましくは、空気ポンプ（図示せず）は、第１図、第３
図に示すように、調整空気圧貯蔵室60に空気を供給す
る。第３図に示すように、普通の圧力調整器62と組合わ
せた空気圧逃がし通路61が一端を調整空気圧貯蔵室60に
接続し、反対端をエンジン（図示せず）の吸気通路と、
好ましくは、エンジンのスロットル弁の下流で接続する
ようになっている。
第１図に示す形式の４ストロークマルチシリンダ・エン
ジンに関して言えば、調整空気圧貯蔵室60からの加圧空
気は、好ましくは、ソレノイド弁63で制御される空気通
路レールによって各組の第１、第２のシリンダに供給さ
れる。すなわち、第１図のシリンダが第１シリンダと仮
定すれば、それに対応した第２シリンダは、第１シリン
ダ２のピストンが圧縮行程にあるときにピストンが排気
行程にあるシリンダとなる。もちろん、第１シリンダの
ピストン６が排気行程にあるときは、対応した第２シリ
ンダのピストンは圧縮行程にある。
この配置では、第１図の第１シリンダ２のピストン６が
圧縮行程の始めあるいはそのすぐ後にあるとき、電磁燃
料噴射器34のソレノイド・コイル（図示せず）は先に説
明した電子制御ユニットによって制御されるような電源
によって付勢され、後述の要領で第１シリンダ２に燃料
を供給し、一方、対応した第２シリンダのための空気圧
式噴射器の電磁燃料噴射器のソレノイド・コイルは付勢
されず、この第２シリンダへそのピストンがその排気行
程で移動しているときに空気のみが供給され、第２シリ
ンダから排気ガスを追い出す助けとなる。
図示の好ましい空気供給構造では、４サイクル・エンジ
ンの作動中、空気は適当な供給圧力で空気圧式噴射器に
供給され、対応したピストン６が吸気行程の終り付近ま
たは圧縮行程の始めにあるとき、ポペット弁50に作用し
ている空気の差圧は対応した弁46に対して弁開放位置ま
で開放移動させるようになっている。これにより、層状
チャージ室５に、したがって、燃焼室７に空気を分配す
ることができる。
ここで、ポペット弁50が弁開放位置にあるとき、供給さ
れている空気の圧力より高い所定の圧力で燃料の供給を
受けている電磁燃料噴射器34のソレノイド・コイル（図
示せず）が付勢され、燃料が空気通路54に放出され、そ
の中の加圧空気と一緒に放出通路（ポペット弁55のヘッ
ド50aと対応した弁座46の間に存在する）を経て層状チ
ャージ室５に給送される。この流れ横断面積は空気圧式
噴射器20によって給送される空気の量を絞るに充分に小
さくなっていて、この空気量は燃焼室に送られる全吸気
チャージのほんの少しの割り合いであり、二次空気使用
量を減らし、全空気・燃料比についての影響を最小限と
する。
その後、ピストン６がその圧縮行程を続けると、シリン
ダ圧縮圧力が或る値に達し、ポペット弁50を前後の差圧
が、ばね51の助けによって、ポペット弁50のヘッド50a
を弁座46と係合するように再び動かすことになる。
一例として、或る特定のエンジン用途において、空気を
550kPa（約80psi）の圧力で空気圧式噴射器に供給し、
燃料を650kPa（約94psi）の圧力で電磁燃料噴射器34に
供給した。空気と燃料の差圧は100kPa（14.5psi）とな
った。この用途では、空気通路レールと空気圧式噴射器
20内の空気体積は比較的大きくなって、空気通路54への
所定の空気体積の噴射による圧力効果を最小限に抑える
ことができた。
本発明による空気圧式直噴型燃料噴射装置をマルチシリ
ンダ２ストローク・エンジンに応用した別の実施例が第
３図に示してあり、同様の部分は同様の符号が付けてあ
るが、ただし、ダッシュ記号（′）が適切に付けてあ
る。
第３図を参照して、ここにはマルチシリンダ２サイクル
内燃機関の一部が示してあり、これはシリンダ２′（１
つのみ示す）を構成するボアを備えたエンジン・ブロッ
クと、このエンジン・ブロックに普通の要領で固定した
シリンダ・ヘッド３′と、エンジン・ブロックとシリン
ダ・ヘッドの間にはさんだ普通のガスケット４′とを包
含する。
シリンダ・ヘッド３′は、各シリンダ・ボア２′の位置
で、くぼみを備えており、このくぼみは層状チャージ室
５′を構成しており、この層状チャージ室５′はシリン
ダ・ボア２内で往復動するピストン６′と共に燃焼室
７′を構成する。
図示構造では、２ストローク・エンジンはエンジン・ブ
ロックの適当な位置に設けた吸気ポート８′と排気ポー
ト９′とを有する形式のものであり、各ポートは対応し
たシリンダ・ボア２′に開口しており、この分野では周
知のようにピストン６′によって開閉される。図示位置
では閉ざされている。
図示のように、第１図、第２図に示した好ましい実施例
に従った空気圧式噴射器20′はシリンダ・ヘッド３′に
適切に装着してあり、そのノズル・ボデー40′が対応し
た燃焼室７′の層状チャージ室５′にソケットを通して
延びている。２ストローク・エンジンでは、対応したシ
リンダと組み合わされた各空気圧式噴射器20′の各々は
所定の供給圧力に維持される加圧空気源と絶えず流体連
絡しているのが好ましい。
第３図に示した２ストローク・エンジンの形式では、ピ
ストン６′が燃焼行程で図示の位置から下方に移動する
につれて、このピストン６′はまず排気ポート９′を開
いて燃焼ガスが逃げるのを許し、次いで、吸気ポート
８′を開き、図示しないクランクケースからなどの新気
を燃焼室７′に流入させる。上方移動の際に、ピストン
６′は吸気ポート８′を閉ざし、次いで排気ポート９′
を閉ざし、新気の圧縮を開始する。
ここで、本発明の別の特徴によれば、空気圧式噴射器2
0′の作動を行なわせるのに必要な加圧空気源はシリン
ダ２内のピストン６′の上向き圧縮行程中に燃焼室７′
から得られ、このとき、各燃焼室７′から調整空気圧貯
蔵室60への圧縮空気の流れは空気源制御弁によって制御
される。
図示構造では、空気源制御弁は下方ハウジング110と上
方ハウジング111とを包含し、これらのハウジングは下
方ハウジング110の上端にある外ねじを上方ハウジング1
11の内ねじ113に螺合させることによって相互に固着さ
れる。さらに、下方ハウジング110の下端には対応する
外ねじが形成してあり、これはシリンダ・ヘッド３′に
あるねじ付きボアと螺合する。
下方ハウジング110は段付きの貫通内径孔を備え、それ
は拡大内側上壁面115と、弁ステム案内壁面116と、外向
に広がった截頭円錐形の弁座壁面117とを有する。ポペ
ット弁の形をした通常開の、過剰圧力遮断弁が下方ハウ
ジング110内に作動可能に装着してある。図示構造で
は、ポペット弁は弁座壁面117に対応して形成した着座
面を有するヘッド120aと、弁ステム案内壁面116に摺動
自在に受けいれられ、それによって案内される平坦面12
0cを有する弁ステム案内部120bと、縮径外径の細長い弁
ステム120dとを有し、この弁ステムはばね調節用ねじ12
1dの中央孔をゆるく貫いて延びている。
ばね調節用ねじ121dは下方ハウジングの上壁面115にプ
レスばめなどで適切に固着したディスク状のリテナ122
の内ねじ付きの内径孔122aに調節自在に螺合している。
リテナ122は、そのねじ付きの内径孔122aの半径方向外
方に、複数の円周方向に隔たった軸線方向の空気流路12
2bを備える。弁ステム120dをゆるく囲んで弁ばね123が
設置してあり、その一端はばね調節用ねじ121dと衝合し
ており、反対端は弁ステム案内部120bと衝合しており、
通常ポペット弁を所定の力で弁開放位置に向って付勢し
ている。ポペット弁の弁開放方向への軸線方向移動はリ
テナ・リング124によって制限される。このリテナ・リ
ング124はこの目的のために弁ステム120dの上方自由端
に隣接して設けた溝内に係合している。
上方ハウジング111は段付きの貫通内径孔を備え、これ
は上方の内ねじ付きの壁面130と、截頭円錐形弁座131を
構成する内方にテーパの付いた壁面とを有し、弁座はま
っすぐな壁面通路132によって113のところで螺合させた
拡大直径の下方壁面133につながっている。
通路132を通る流れは適切な一方向逆止弁によって制御
される。これは、たとえば、所望に応じて所定の力のば
ね135によって第３図に示す弁閉鎖位置に向って通常付
勢されているボール弁である。ばねの予荷重は上方ハウ
ジング111の上方ねじ付き壁面130に調節自在に螺合した
内側スパナ係合用ヘッド螺子136で調節できる。
図示構造では、各空気源制御弁は上壁面130を介して延
びるように、上方ハウジング111に設けた内ねじ付きの
側部ポート137に螺合した導管140などによって調整空気
圧貯蔵室60と流体連絡している。
エンジン作動中、ピストン６′が圧縮行程の初期段階に
あるとき、燃焼室７′内の圧力はボール弁にかかるばね
135の力とこのボール弁の上流側にかかる空気圧力に打
勝つには不充分である。圧縮行程において圧力が高まる
につれて、ボール弁が開いて加圧空気が調整空気圧貯蔵
室60に給送される。燃焼室７′内の圧力が充分高くなる
と、ポペット弁の燃焼室側と頂部側の圧力バランスが崩
れ（差圧が生じ）、ポペット弁を弁座117に向って閉ざ
すことになる。
ここで、空気源制御弁は空気圧式噴射器20′を通って実
際に流れるよりもやや多い空気を常に供給するようにな
っていなければならない。これにより、圧力調整弁62は
エンジンのシリンダ内のそれぞれのピストン６′の圧縮
行程毎に常に作動することができる。
もちろん、ピストン６′の圧縮行程毎に、先に述べたよ
うな対応する空気圧式噴射器20は対応した層状チャージ
室５′に空気・燃料混合気を供給することになる。理論
的には、この空気・燃料混合気とピストン６′によって
それが圧縮行程をつづけている間圧縮される空気によっ
て層状チャージ室５′内の捕らえられることになると考
えることができる。
しかしながら、この空気・燃焼混合気の若干あるいはそ
の稀釈量が空気源制御を通って調整空気圧貯蔵室60内に
流入する場合、圧力調整弁制御の通路61がこのような稀
釈空気・燃料混合気を普通のスロットル弁（図示せず）
の下流側でエンジンの吸気通路（図示せず）に給送する
ことになるか、あるいは、この混合気は燃焼室７′に戻
ることができるように空気圧式噴射器20に給送されるこ
とになる。
空気圧式噴射器20に再び言及して、空気、燃料について
の圧力値が特定のエンジン用途について与えられたが、
燃料圧力が常に空気圧力を基準としており、電磁燃料噴
射器34からの放出中に燃料の圧力低下がほぼ10kPa（14.
5psi）となることが好ましいことは当業者にとっては明
らかであろう。したがって、上述した例とは空気圧が変
わった場合には、燃料圧力もそれ相当に変えなければな
らない。
本発明の空気圧式直噴型燃料噴射装置を使用することに
よって、空気圧式噴射器が燃料を非常に小さな液滴とし
て放出し、この空気・燃料混合気が冷間始動条件あるい
は移行状態の下でもかなり濃縮されて点火を容易にする
ことは明らかであろう。２サイクル・エンジンで使用す
ることに関しては、ピストンが対応した排気ポートを閉
ざした後まで空気・燃料混合気が噴射されないので、エ
ンジンの排気系を通過する燃料の損失がなくなることは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による空気圧式直噴型燃料噴射装置を組
み込んだ４ストローク内燃機関の一部の横断面図であ
り、構成要素を概略的に示す図である。 第２図は第１図の好ましい実施例の空気圧式噴射器それ
自体の横断面図であり、その電磁燃料噴射器とポペット
弁をと正面で示す図である。 第３図は本発明による空気圧式直噴型燃料噴射装置を有
する２ストローク内燃機関の一部の横断面図であり、そ
こに組み込んだ空気源制御弁を示し、構成要素を概略的
に示す図である。 図面において、１……エンジン・ブロック、２……シリ
ンダ、３……シリンダ・ヘッド、４……ガスケット、５
……層状チャージ室、６……ピストン、７……燃焼室、
８……ポペット弁、10……弁ステム・ガイド、11……吸
気通路、12……弁戻しばね、14……ばねリテナ、20……
空気圧式噴射器、21……主ボデー部、34……電磁燃料噴
射器、36……燃料フィルタ組立体、40……ノズル・ボデ
ー、41……Ｏリング・シール、42……調節用ねじ、50…
…ポペット弁、51……弁ばね、52……ばねリテーナ、53
……ナット、55……空気入口キャップ、60……調整空気
圧貯蔵室、61……空気圧逃がし通路、62……圧力調整
器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジン・ブロック（１、１′）とシリン
    ダ・ヘッド（３、３′）とを有し、また、エンジン・ブ
    ロック（１、１′）の複数のシリンダ（２、２′）に気
    体を供給する吸気装置（11、８′）が設けてあり、各シ
    リンダ（２、２′）がその中を往復動して燃焼室（７、
    ７′）を構成するピストン（６、６′）を有し、この燃
    焼室がその一部として層状チャージ室（５、５′）を有
    する形式の内燃機関のための気体圧式直噴型燃料噴射装
    置であって、複数の気体圧式噴射室（20、20′）を有
    し、各気体圧式噴射器が対応した該層状チャージ室
    （５、５′）に気体と燃料の混合気を放出するように、
    所定の位置にシリンダ・ヘッド（３、３′）によって支
    持されており、また、各気体圧式噴射器（20、20′）が
    一端にノズル・ボデー（40、40′）を有するボデー部
    （21）を有し、このボデー部（21）および前記ノズル・
    ボデー（40、40′）を貫いて内径孔が設けてあり、前記
    ノズル・ボデー（40、40′）の自由外端で前記内径孔を
    取り巻いて弁座（46）が設けてあり、前記内径孔の反対
    端が所定圧力の気体源（60）と接続できるようになって
    おり、前記内径孔内に作動可能にポペット弁（50）が設
    置してあり、このポペット弁（50）が前記弁座（46）に
    対して開放位置と閉鎖位置の間で動くことのできるヘッ
    ド（50a）と、このヘッド（50a）から延在し、内径孔と
    共に気体通路（54）を構成するステム（50c）とを有
    し、前記ポペット弁（50）と作動可能に制御手段（51）
    が組合わせてあって通常は前記ポペット弁（50）を前記
    閉鎖位置に保持しており、前記ポペット弁（50）の前記
    開放位置への移動を許すように作動でき、前記ボデー部
    （21）内に電磁式燃料噴射器（34）が作動可能に設置し
    てあり、この電磁式燃料噴射器（34）が対応するシリン
    ダ（２、２′）内でのピストン（６、６′）の圧縮行程
    中に前記気体通路（54）を通る気体流の方向で見て前記
    ポペット弁（50）の前記ヘッド（50a）の上流で前記気
    体通路（54）に加圧燃料を噴射するようになっている気
    体圧式直噴型燃料噴射装置において、対応したシリンダ
    （２、２′）内のピストン（６、６′）の吸気行程の終
    りかあるいは圧縮行程の初めで、ポペット弁（50）に作
    用する気体の差圧が前記ポペット弁（50）を前記開放位
    置へ移動させるようになっており、対応するシリンダ
    （２、２′）内の圧縮圧力が所定の圧力に達したとき
    に、前記ポペット弁（50）が前記閉鎖位置に戻るように
    したことを特徴とする気体圧式直噴型燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の気体圧式直噴型燃料噴射装
    置において、前記気体圧式噴射器（20、20′）の各々の
    前記制御手段が前記ポペット弁（50）に作動可能に連結
    した、所定付勢力を持つ弁ばね（51）であり、前記ポペ
    ット弁（50）に作用する前記差圧が前記開放位置、前記
    閉鎖位置間のポペット弁（50）の動きを前記差圧の軸線
    方向の関数として行なわせるようになっていることを特
    徴とする気体圧式直噴型燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の気体圧式直噴型燃
    料噴射装置において、前記加圧気体源がエンジンから導
    かれ、複数の気体源制御弁を有し、各気体源制御弁が１
    つのシリンダ（２′）の燃焼室（７′）と流体連絡状態
    で作動可能に組合わせてあり、各気体源制御弁が一端を
    対応した燃焼室（７′）と流れ連絡する通路を有するハ
    ウジング手段（110、111）と、前記通路を通して前記燃
    焼室（７′）から流れてくる流れを制御する通常開のば
    ね付勢・圧力作動式ポペット弁（120a）と、このポペッ
    ト弁（120a）を介する流れの方向で見て下流側で前記通
    路内に設置した通常閉のばね付勢式一方向弁とを有し、
    調整気体圧貯蔵室（60）が前記気体源制御弁のハウジン
    グ手段（110、111）内の前記通路の両端と流体連絡する
    ように接続してあり、前記調整気体圧貯蔵室（60）を前
    記気体圧式噴射室（20′）と接続する通路が設けてあ
    り、この通路が一端で前記調整気体圧貯蔵室（60）と流
    体連絡し、反対端で気体圧式噴射器（20′）の前記気体
    通路（54）と流体連絡しており、圧力調整通路（61）が
    一端で前記調整気体圧貯蔵室（60）と接続しており、反
    対端でエンジンの吸気装置（８′）に接続していること
    を特徴とする気体圧式直噴型燃料噴射装置。
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