JPH0680859U - アシストエア式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 副燃焼室内に燃料が過剰に分配供給されるの
を防止し、副燃焼室内の空燃比Ａ／Ｆを適正な範囲内に
抑えて燃焼効率を向上させる。 【構成】 フューエルインジェクタ３、エアインジェク
タ４と予混合室１４との間に位置して隔壁体７のホルダ
１０に形成した各燃料導入路１０Ａとエア導入路１０Ｂ
とを互いに離間させ、エア導入路１０Ｂを予混合室１４
の中央部に開口させると共に、各燃料導入路１０Ａをノ
ズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂに近い位置で予混合室
１４内に斜めに開口させる。そして、各燃料導入路１０
Ａからの燃料とエア導入路１０Ｂからの過給アシストエ
アとを予混合室１４から主燃焼室Ａ1 ，副燃焼室Ａ2 に
分配供給するときに、燃料の分配比率をチェック弁１５
側で大きくし、チェック弁１８側で燃料の分配比率を小
さくすると共に、チェック弁１８を常に微小時間をもっ
て開，閉弁させ、予混合室１４内の燃料が副燃焼室Ａ2
内に過剰に供給されるのを規制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用エンジンの燃焼室内に燃料を過給アシストエアと共 に噴射供給するようにしたアシストエア式燃料噴射装置に関し、特に、筒内直接 噴射式のフューエルインジェクタを用いるようにしたアシストエア式燃料噴射装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車用エンジン等に搭載される筒内直接噴射式のフューエルインジ ェクタを備えたアシストエア式燃料噴射装置は、エンジン本体のシリンダヘッド 側に設けられ、該エンジン本体の燃焼室内に向け噴射ノズルから燃料を噴射させ る筒内直接噴射式のフューエルインジェクタと、該フューエルインジェクタの噴 射ノズル周囲に形成したエア室内に過給アシストエアを供給し、前記噴射ノズル から噴射された燃料を微粒化する過給アシストエア供給手段と、燃料ポンプから 吐出された燃料を前記フューエルインジェクタ内に供給する燃料配管と、該燃料 配管内の燃料圧力（燃圧）を吸気管からの制御圧に基づき調圧する圧力レギュレ ータとを備えて構成されている。

【０００３】 この種の従来技術によるアシストエア式燃料噴射装置では、エンジンの吸気行 程で筒内直接噴射式のフューエルインジェクタから燃焼室内に向けて燃料を噴射 するときに、過給アシストエア供給手段から噴射ノズル周囲のエア室内に過給ア シストエアを供給して噴射燃料の微粒化を促進させる。そして、この微粒化した 燃料をフューエルインジェクタからエンジン本体の燃焼室内に噴出させることに より、該燃焼室内での燃料と吸入空気との混合性を高めて燃料の燃焼効率を向上 させ、排気ガスの清浄化と燃費の向上を図るようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術では、フューエルインジェクタの噴射ノズルから 噴射した燃料を過給アシストエアにより微粒化しているものの、この微粒化した 燃料をエンジン本体の燃焼室内に噴出させ、吸気マニホールドからの吸入空気と 混合させたときに、混合気の濃度が燃焼室内で不均一になることがあり、点火プ ラグの周囲で混合気が希薄（リーン）になったときに、混合気の着火性が低下し てしまう。特に、空気（エア）と燃料との混合比である空燃比Ａ／Ｆが約１８〜 ２５位になる希薄混合気を用いたリーンバーン制御時には混合気の着火性が著し く低下し、燃焼室内で混合気を効果的に燃焼させることが難しくなる。

【０００５】 また、リーンバーン制御時の希薄な混合気でも点火プラグによる着火性を向上 させるために、エンジン本体のシリンダヘッドに燃焼室内と連通し、該燃焼室よ りも小さい容積をもった副燃焼室を形成し、前記シリンダヘッドの吸気ポートか ら主インジェクタによる燃料と吸入空気との希薄な混合気を燃焼室内に吸入する と共に、副燃焼室には筒内直接噴射式の副インジェクタと点火プラグとを取付け る構成とした他の従来技術も知られている。そして、この他の従来技術では、副 インジェクタから副燃焼室内に燃料を噴射させることにより、副燃焼室内の混合 気をリッチ傾向（過濃）とし、点火プラグによる着火性を向上させるようにして いる。

【０００６】 しかし、この場合にはシリンダヘッドの吸気ポート側に主インジェクタを設け ると共に、副燃焼室には副インジェクタを設ける必要があるから、各インジェク タから噴射させる燃料の噴射量を制御装置等により個別に演算して制御しなけれ ばならず、制御処理が複雑化する上に、２個のフューエルインジェクタを設ける 必要があるから、燃料噴射装置全体の構成部品が増え、組立時の作業性が悪くな るという問題がある。

【０００７】 そこで、本出願人は先に、特願平４−３５３０１７号（以下、先行技術という ）において、エンジン本体のシリンダヘッドとフューエルインジェクタとの間に 隔壁体を設け、該隔壁体により前記フューエルインジェクタ側に燃料と過給アシ ストエアとの予混合室を画成すると共に、前記エンジン本体の燃焼室側に主燃焼 室と副燃焼室とを画成し、さらに該隔壁体には、前記過給アシストエアと燃料と の混合気を前記予混合室から主燃焼室と副燃焼室とに分配して供給する主ノズル 部と副ノズル部とを有した分配ノズルを設け、該分配ノズルの副ノズル部から副 燃焼室内に分配供給した混合気を該副燃焼室内で点火プラグにより着火させ、こ のときの火炎を主燃焼室内に噴出させる構成としたアシストエア式燃料噴射装置 を提案した。

【０００８】 そして、この先行技術では、フューエルインジェクタから噴射された燃料と過 給アシストエアとの混合気を、前記分配ノズルの主ノズル部と副ノズル部とから 主燃焼室側と副燃焼室側とに分配して供給し、副燃焼室内ではリッチ傾向の混合 気を生じさせると共に、主燃焼室内では希薄な混合気を生じさせ、副燃焼室内で のリッチ傾向の混合気を点火プラグで着火させることにより、このときの火炎を 主燃焼室内に噴出させて該主燃焼室内の希薄な混合気を確実に燃焼でき、単一の フューエルインジェクタを用いてリーンバーン制御等を行うことができるという 利点がある。

【０００９】 しかし、この先行技術では、エンジンの全回転数領域に亘って副燃焼室内の空 燃比Ａ／Ｆを適正な範囲内に制御できないことがあり、副燃焼室内で混合気を点 火プラグにより高い応答性をもって瞬時に着火させるのが難しいという未解決な 問題がある。

【００１０】 即ち、副燃焼室内では図７に示すように、空燃比Ａ／Ｆが適正値８〜１２の範 囲内にあるときには混合気の着火時間を最小にして、副燃焼室内の混合気を瞬時 に着火させることができる。しかし、この先行技術では、前記フューエルインジ ェクタからの燃料と過給アシストエアとを予混合室内で単に合流させるようにし ているに過ぎず、過給アシストエアは燃料の噴射圧に比較して圧力が低い上に、 そのエア量も吸入空気量全体のうちの極く一部となっているから、前記副燃焼室 内に燃料と共に過給アシストエアを十分に供給するのが難しく、副燃焼室内の空 燃比Ａ／Ｆが適正値の範囲を越えてより過濃になり、混合気の着火性が悪くなる ことがある。

【００１１】 特に、フューエルインジェクタから噴射する燃料の噴射量は吸入空気量に基づ き決定され、例えばエンジンの加速時等に吸入空気量が増大すると、このときに フューエルインジェクタから噴射される燃料の噴射量は大きく増大するため、エ ンジンの加速時等には副燃焼室内に過剰な燃料が供給されて空燃比Ａ／Ｆを適正 な範囲内に抑えることができなくなってしまう。

【００１２】 本考案は上記先行技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は単一のフューエ ルインジェクタから副燃焼室と主燃焼室とに燃料を過給アシストエアと共に分配 して供給するときに、副燃焼室内に燃料が過剰に分配供給されるのを確実に防止 でき、副燃焼室内の空燃比Ａ／Ｆを適正な範囲内に抑えることができると共に、 副燃焼室内で混合気を点火プラグにより高い応答性をもって着火させることがで き、全体の燃焼効率を確実に向上できるようにしたアシストエア式燃料噴射装置 を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案は、筒内直接噴射式のフューエルインジ ェクタを備え、該フューエルインジェクタから噴射した燃料を過給アシストエア により微粒化しつつ、エンジン本体の燃焼室内に供給するアシストエア式燃料噴 射装置において、前記エンジン本体のシリンダヘッドには前記フューエルインジ ェクタとの間に位置し、該フューエルインジェクタ側で前記燃料と過給アシスト エアとの予混合室を画成すると共に前記エンジン本体の燃焼室側で主燃焼室と副 燃焼室とを画成する隔壁体を設け、該隔壁体には、前記フューエルインジェクタ から噴射した燃料を前記予混合室内に導く燃料導入路と、該燃料導入路から離間 して前記予混合室内に開口し前記過給アシストエアを予混合室内に導くエア導入 路と、前記予混合室と主燃焼室および副燃焼室との間に位置し、前記過給アシス トエアと燃料からなる混合気を前記予混合室から主燃焼室側に分配供給する主ノ ズル部と副燃焼室側に分配供給する副ノズル部とを有した分配ノズルと、該分配 ノズルの主ノズル部先端側を周囲から取囲むように環状に形成され前記副燃焼室 内の混合気を点火プラグで着火することにより前記副燃焼室から主燃焼室内に向 けて火炎を噴出させる連通穴とを設け、前記燃料導入路を前記分配ノズルの副ノ ズル部よりも主ノズル部に近い位置で前記予混合室内に開口させたことを特徴と してなる構成を採用している。

【００１４】

【作用】

上記構成により、フューエルインジェクタからの燃料導入路と過給アシストエ アのエア導入路とを予混合室内に離間させて開口でき、燃料の噴射圧に影響され ることなく、エア導入路を介して予混合室内に過給アシストエアを確実に供給で きる。また、燃料導入路は分配ノズルの副ノズル部よりも主ノズル部に近い位置 で前記予混合室内に開口しているので、フューエルインジェクタから燃料導入路 を介して予混合室内に噴射された燃料を分配ノズルの主ノズル部側と副ノズル部 側とに分配するときに、燃料の分配比率を副ノズル部側よりも主ノズル部側で大 きくでき、分配ノズルの副ノズル部から副燃焼室内に過剰な燃料が供給されるの を防止できる。

【００１５】 一方、主燃焼室内では分配ノズルの主ノズル部から燃料の濃い混合気が供給さ れても、この燃料は主燃焼室内で多量の吸入空気と混合するため、主燃焼室内の 混合気が過濃となることはなく、吸入空気によって主燃焼室内に希薄な混合気を 生じさせることができる。そして、前記隔壁体には主ノズル部の先端側を周囲か ら取囲むように環状の連通穴を形成したから、副燃焼室内の混合気に着火して生 じた火炎はこの連通穴から円筒状または中空円錐状となって主燃焼室内に噴出す るようになり、このときの火炎を主燃焼室内の希薄な混合気に大きな接触面積を もって接触させることができ、リーンバーン制御時でも主燃焼室内の混合気を確 実に燃焼できる。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１ないし図６に基づいて説明する。

【００１７】 図において、１はエンジン本体、２は該エンジン本体１の一部を構成するシリ ンダヘッドを示し、該シリンダヘッド２はシリンダ内にピストン（いずれも図示 せず）との間で燃焼室Ａを画成し、該シリンダヘッド２には図１に示す如く燃焼 室Ａの内，外を連通させるように後述する取付筒８用のねじ穴２Ａが形成されて いる。

【００１８】 ３はシリンダヘッド２に後述の隔壁体７を介して取付けられたフューエルイン ジェクタを示し、該フューエルインジェクタ３は、インジェクタ本体３Ａと、該 インジェクタ本体３Ａの先端側に設けた噴射ノズル３Ｂと、インジェクタ本体３ Ａの後端側に設けた接続口３Ｃとから大略構成され、インジェクタ本体３Ａは弁 体を駆動する電磁アクチュエータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ここで 、該フューエルインジェクタ３は接続口３Ｃに燃料配管（図示せず）が接続され 、燃料ポンプからの燃料が圧力レギュレータ（いずれも図示せず）で調圧された 状態で供給される。そして、該フューエルインジェクタ３は外部から噴射パルス が印加されると、インジェクタ本体３Ａ内の電磁アクチュエータにより弁体を開 ，閉弁し、噴射ノズル３Ｂの先端から後述の予混合室１４内に向けて燃料を噴射 させる。

【００１９】 ４はシリンダヘッド２に隔壁体７を介して取付けられたエアインジェクタを示 し、該エアインジェクタ４はフューエルインジェクタ３とほぼ同様にインジェク タ本体４Ａ、噴射ノズル４Ｂおよび接続口４Ｃを備え、インジェクタ本体４Ａは 弁体を駆動する電磁アクチュエータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ここ で、該エアインジェクタ４は接続口４Ｃにエア配管（図示せず）が接続され、エ アポンプからの圧縮空気（過給アシストエア）がリリーフ弁（いずれも図示せず ）等で調圧された状態で供給される。そして、該エアインジェクタ４はフューエ ルインジェクタ３とほぼ同様に外部からパルスが印加されると、電磁アクチュエ ータにより弁体を開，閉弁して噴射ノズル３Ｂの先端から予混合室１４内に向け 過給アシストエアを噴射させる。

【００２０】 ５は隔壁体７に対してフューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４とを位 置決めするストッパプレートを示し、該ストッパプレート５は左，右両端側がフ ューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４とに向けて延び、インジェクタ本 体３Ａ，４Ａに図１に示すように掛止めされている。また、該ストッパプレート ５の中央部には固定ボルト６が挿通され、該固定ボルト６の先端側は後述する隔 壁体７のホルダ１０に螺着されている。そして、該固定ボルト６はストッパプレ ート５を介してフューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４とをホルダ１０ に固定している。

【００２１】 ７はシリンダヘッド２とフューエルインジェクタ３、エアインジェクタ４との 間に設けられた隔壁体を示し、該隔壁体７は図１に示す如く、段付筒状に形成さ れ、先端側の小径筒部８Ａがシリンダヘッド２のねじ穴２Ａに螺着された取付筒 ８と、該取付筒８内に配設された後述のノズル筒１１およびミキシングヘッド１ ３と、該ノズル筒１１およびミキシングヘッド１３上に配設され、エンドカバー ９を取付筒８上に螺着することにより、該取付筒８に固着されたホルダ１０とか ら大略構成されている。

【００２２】 ここで、該ホルダ１０には図１および図２に示す如く、フューエルインジェク タ３の噴射ノズル３Ｂから噴射した燃料を予混合室１４内に所定の傾斜角をもっ て導く一対の燃料導入路１０Ａ，１０Ａと、エアインジェクタ４の噴射ノズル４ Ｂから噴射した過給アシストエアを予混合室１４内に導くエア導入路１０Ｂとが 形成され、該エア導入路１０Ｂは後述するミキシングヘッド１３の偏心穴１３Ａ 中心部上に位置し、分配穴１３Ｂ，１３Ｃ間で予混合室１４内に開口している。 また、各燃料導入路１０Ａはエア導入路１０Ｂから図２に示す如く一定間隔をも って離間し、後述の小径ノズル部１１Ｂに近い分配穴１３Ｂの上方で予混合室１ ４内に斜めに開口している。

【００２３】 １１は取付筒８内に同軸に配設された分配ノズルとしてのノズル筒を示し、該 ノズル筒１１は上端側の有底筒部１１Ａが取付筒８の環状段部８Ｂ上に嵌合固着 され、該有底筒部１１Ａの底部側中央には下向きに突出する主ノズル部としての 小径ノズル部１１Ｂが一体形成されている。そして、該ノズル筒１１の小径ノズ ル部１１Ｂは取付筒８の小径筒部８Ａ先端側まで延び、該小径筒部８Ａの先端側 との間に環状の連通穴１２を形成している。ここで、エンジン本体１の燃焼室Ａ は主燃焼室Ａ1 と取付筒８、ノズル筒１１間の副燃焼室Ａ2 とに隔壁体７によっ て画成され、副燃焼室Ａ2 は環状の連通穴１２を介して主燃焼室Ａ1 に連通して いる。

【００２４】 また、ノズル筒１１の有底筒部１１Ａには図３に示す如く、小径ノズル部１１ Ｂから径方向に離間した位置に予混合室１４を副燃焼室Ａ2 に連通させる副ノズ ル部としての段付穴１１Ｃが形成され、該段付穴１１Ｃの下端側周囲は後述する チェック弁１８用の弁座１１Ｄとなっている。そして、該ノズル筒１１の段付穴 １１Ｃは小径ノズル部１１Ｂおよび後述の分配穴１３Ｂ，１３Ｃと共に分配通路 を構成し、この分配通路のうち副燃焼室Ａ2 側の通路が段付穴１１Ｃおよび分配 穴１３Ｃによって構成されている。

【００２５】 １３はノズル筒１１の有底筒部１１Ａとホルダ１０との間に配設されたミキシ ングヘッドを示し、該ミキシングヘッド１３は図３に示す如く偏心穴１３Ａを有 する有底筒体として形成され、偏心穴１３Ａとホルダ１０との間に予混合室１４ を画成している。そして、該予混合室１４はフューエルインジェクタ３からホル ダ１０の各燃料導入路１０Ａを介して導かれる燃料を、エアインジェクタ４から エア導入路１０Ｂを介して導かれる過給アシストエアに合流させ、このときに過 給アシストエアで燃料の微粒化を促進させる。

【００２６】 また、ミキシングヘッド１３の底部側には予混合室１４を主燃焼室Ａ1 と副燃 焼室Ａ2 とに連通させる分配穴１３Ｂ，１３Ｃが形成され、該分配穴１３Ｂ，１ ３Ｃは前記分配通路の一部を構成している。そして、分配穴１３Ｂは分配通路の うち、主燃焼室Ａ1 側の通路をノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂと共に構成し 、段付穴として形成された分配穴１３Ｂの下端側周囲は後述するチェック弁１５ 用の弁座１３Ｄとなっている。

【００２７】 １５はミキシングヘッド１３の分配穴１３Ｂ内に設けられた第１のチェック弁 を示し、該チェック弁１５はポペット形の弁部１５Ａが弁座１３Ｄに離着座する ように弁ばね１６により常時閉弁方向にばね受け１７を介して付勢され、主燃焼 室Ａ1 からの燃焼圧等が小径ノズル部１１Ｂを介して予混合室１４へと逆流する のを防止している。そして、該チェック弁１５は予混合室１４内に燃料と過給ア シストエアが供給されると、このときの圧力によって図４、図５に示す如く開弁 し、この燃料と過給アシストエアとの一部を混合気として弁座１３Ｄ側から小径 ノズル部１１Ｂを介して主燃焼室Ａ1 内に分配して噴出させる。また、ばね受け １７には予混合室１４内を弁座１３Ｄ側に連通させる複数の連通溝１７Ａ，１７ Ａ，…が径方向に形成されている。

【００２８】 １８はミキシングヘッド１３の分配穴１３Ｃ内に設けられた第２のチェック弁 を示し、該チェック弁１８はポペット形の弁部１８Ａがノズル筒１１の弁座１１ Ｄに離着座するように、弁ばね１９により常時閉弁方向にストッパとしてのばね 受け２０を介して付勢され、主燃焼室Ａ1 および副燃焼室Ａ2 からの燃焼圧等が ノズル筒１１の段付穴１１Ｃを介して予混合室１４へと逆流するのを防止してい る。そして、該チェック弁１８は予混合室１４内に燃料と過給アシストエアが供 給されると、このときの圧力によって図４に示す如く開弁し、この燃料と過給ア シストエアとの残余の混合気を弁座１１Ｄ側から副燃焼室Ａ2 内に分配して噴出 させる。

【００２９】 ２１は弁ばね１９の周囲に位置して前記段付穴１１Ｃの上部側と分配穴１３Ｃ の下部側とに嵌合固着されたストッパ筒を示し、該ストッパ筒２１は上端面がば ね受け２０に対する弁座２１Ａとして形成され、予混合室１４内の圧力が所定圧 を越えたとき（実際には、フューエルインジェクタ３から予混合室１４内に燃料 が噴射されて微小時間が経過したとき）に、ばね受け２０が弁ばね１９に抗して 図５に示す如く着座し、該ばね受け２０によってノズル筒１１の段付穴１１Ｃを 閉塞させる。これにより、予混合室１４内の燃料は副燃焼室Ａ2 内に噴出するの を規制され、いかなるエンジンの運転状態においても、副燃焼室Ａ2 内の空燃比 Ａ／Ｆが図７に例示した適正値８〜１２の範囲を越えてより過濃になるのを抑え るようになっている。

【００３０】 ここで、弁ばね１９は所定のばね荷重に設定され、フューエルインジェクタ３ から予混合室１４内に燃料が噴射されたときに、このときの圧力によりチェック 弁１８が図４に示す如く開弁するのを許し、燃料の噴射後に一定の微小時間が経 過して予混合室１４内の圧力が弁ばね１９の設定圧を越えたときには、チェック 弁１８をばね受け２０により図５に示す如く閉弁させるようになっている。この 場合、主燃焼室Ａ1 側のチェック弁１５はエンジンの運転状態に応じて図６に示 す特性線２２の如く開，閉弁を繰返すものの、副燃焼室Ａ2 側のチェック弁１８ は特性線２３の如く常にほぼ一定の微小時間をもって開，閉弁を繰返す。

【００３１】 そして、副燃焼室Ａ2 は主燃焼室Ａ1 に比べて小さい容積をもって形成され、 比較的少量の燃料が予混合室１４からチェック弁１８を介して噴射されたときで も、副燃焼室Ａ2 内には後述する点火プラグ２４からの火花で確実に着火できる リッチな混合気（空燃比Ａ／Ｆが図７に例示した適正値８〜１２の範囲内）を生 じさせるようにしている。この場合、前記ノズル筒１１は予混合室１４から過給 アシストエアと共に噴出される燃料の一部を段付穴１１Ｃ側から副燃焼室Ａ2 内 に分配させ、残余の燃料を小径ノズル部１１Ｂ側から過給アシストエアと共に主 燃焼室Ａ1 内に導出させる。また、容積が大きい主燃焼室Ａ1 内では、燃料の濃 い混合気が供給されても、この混合気は多量の吸入空気と混合するので、結果的 には通常よりも希薄な混合気が生じるようになる。

【００３２】 さらに、２４は副燃焼室Ａ2 内に臨むように取付筒８に取付けられた点火プラ グを示し、該点火プラグ２４は副燃焼室Ａ2 内の混合気に着火を行い、この混合 気の燃焼によって生じる火炎を環状の連通穴１２から主燃焼室Ａ1 に向けて噴出 させるようになっている。

【００３３】 本実施例によるアシストエア式燃料噴射装置は上述の如き構成を有するもので 、次にその作動について説明する。

【００３４】 まず、フューエルインジェクタ３には圧力レギュレータによりエンジンの運転 状態に応じて燃圧調整された燃料が接続口３Ｃ側から供給され、エアインジェク タ４にはエアポンプからの過給アシストエアが接続口４Ｃ側から供給される。そ して、フューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４とにそれぞれ制御装置と してのコントロールユニット（図示せず）から電気信号（噴射パルス等）を印加 すると、フューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４とはそれぞれの弁体が 開弁し、噴射ノズル３Ｂ，４Ｂから隔壁体７の各燃料導入路１０Ａとエア導入路 １０Ｂとを介して予混合室１４内に燃料と過給アシストエアとを噴射する。

【００３５】 この場合、エア導入路１０Ｂはミキシングヘッド１３の偏心穴１３Ａ中心部上 に位置し、分配穴１３Ｂ，１３Ｃ間で予混合室１４内に開口し、各燃料導入路１ ０Ａはエア導入路１０Ｂから図２に示す如く一定間隔をもって離間し、小径ノズ ル部１１Ｂに近い分配穴１３Ｂの上方で予混合室１４内に斜めに開口しているか ら、予混合室１４内に噴射供給された燃料と過給アシストエアとは、ミキシング ヘッド１３の分配穴１３Ｂ，１３Ｃのうち分配穴１３Ｂ側で燃料の分配比率が大 きくなり、分配穴１３Ｃ側で燃料の分配比率を小さくすることができる。

【００３６】 また、予混合室１４内に噴射された燃料と過給アシストエアとはある程度予混 合された状態で、このときの圧力によりチェック弁１５，１８を開弁させ、予混 合室１４内からノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂ、段付穴１１Ｃを介して主燃 焼室Ａ1 と副燃焼室Ａ2 とに分配して供給される。そして、チェック弁１５はフ ューエルインジェクタ３の開，閉弁にほぼ対応して図６に示す特性線２２の如く 開，閉弁を繰返し、小径ノズル部１１Ｂから主燃焼室Ａ1 内に分配供給した燃料 の分配比率が大きい混合気を吸入空気と混合させることにより、主燃焼室Ａ1 内 に比較的希薄な混合気を生じさせる。また、チェック弁１８は図６に示す特性線 ２３の如く常にほぼ一定時間をもって開，閉弁を繰り返し、副燃焼室Ａ2 内に点 火プラグ２４で確実に着火できる程度にリッチな混合気を生じさせる。

【００３７】 そして、点火プラグ２４は副燃焼室Ａ2 内の混合気に着火を行い、この混合気 の燃焼によって生じる火炎を環状の連通穴１２から主燃焼室Ａ1 に向け、例えば 中空円錐状または円筒状に噴出させることにより、このときの火炎を比較的大き な接触面積をもって主燃焼室Ａ1 内の混合気に接触させ、リーンバーン制御時で も主燃焼室Ａ1 内の混合気を安定して燃焼させることができる。

【００３８】 而して、本実施例よれば、フューエルインジェクタ３、エアインジェクタ４と 予混合室１４との間に位置して隔壁体７のホルダ１０に形成した各燃料導入路１ ０Ａとエア導入路１０Ｂとを互いに離間させ、該エア導入路１０Ｂはミキシング ヘッド１３の分配穴１３Ｂ，１３Ｃ間で予混合室１４内に開口し、各燃料導入路 １０Ａは小径ノズル部１１Ｂに近い分配穴１３Ｂの上方で予混合室１４内に斜め に開口する構成としたので、各燃料導入路１０Ａとエア導入路１０Ｂとから噴射 供給される燃料と過給アシストエアとを予混合室１４内で予混合させつつ、この ときの燃料の分配比率を分配穴１３Ｂ側で大きくでき、分配穴１３Ｃ側で燃料の 分配比率を小さくすることができる。

【００３９】 また、分配穴１３Ｃと副燃焼室Ａ2 との間に配設したチェック弁１８にはスト ッパ筒２１を設け、該ストッパ筒２１の上端面をばね受け２０に対する弁座２１ Ａとして形成し、フューエルインジェクタ３から予混合室１４内に燃料を噴射し たときには、チェック弁１８を図４に示す如く開弁させ、一定の微小時間が経過 して予混合室１４内の圧力が所定圧を越えて上昇したときには、チェック弁１８ のばね受け２０を弁ばね１９に抗して図５に示す如くストッパ筒２１の弁座２１ Ａに着座させ、該ばね受け２０によってノズル筒１１の段付穴１１Ｃを閉塞させ る構成としたから、チェック弁１８を図６に示す特性線２３の如く常にほぼ一定 の微小時間をもって開，閉弁させ、予混合室１４内の燃料が副燃焼室Ａ2 内に過 剰に供給されるのを規制でき、副燃焼室Ａ2 内の空燃比Ａ／Ｆが図７に例示した 適正値８〜１２の範囲を越えてより過濃になるのを防止できると共に、副燃焼室 Ａ2 内に点火プラグ２４で着火するのに適したリッチ傾向の混合気を生じさせる ことができる。

【００４０】 さらに、ノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂを管状に形成し、副燃焼室Ａ2 内 を予混合室１４側から取付筒８の連通穴１２の位置まで主燃焼室Ａ1 に向け軸方 向に伸長させるようにしたから、副燃焼室Ａ2 内の混合気が点火プラグ２４で着 火されることにより生じた火炎は、環状の連通穴１２から中空の円筒状または中 空円錐状となって主燃焼室Ａ1 内に噴出するようになり、この火炎を主燃焼室Ａ 1 内の混合気に広範囲に亘って接触させることができ、この混合気を効率的に燃 焼させて燃焼効率を向上できる。

【００４１】 そして、副燃焼室Ａ2 内で混合気が燃焼したときには、ノズル筒１１の小径ノ ズル部１１Ｂが副燃焼室Ａ2 からの熱により加熱されるから、予混合室１４から ノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂを介して主燃焼室Ａ1 内に噴出する燃料は過 給アシストエアによる燃料の微粒化に加えて、このときの熱によりさらに気化が 促進され、主燃焼室Ａ1 内に希薄な混合気を生じさせたとしてもこの混合気を確 実に希薄燃焼でき、リーンバーン制御等を効果的に行うことができる。

【００４２】 かくして、本実施例によれば、各燃料導入路１０Ａとエア導入路１０Ｂとから 噴射供給された燃料と過給アシストエアとを予混合室１４内で予混合させるとき に、燃料の分配比率を分配穴１３Ｂ側で大きくし、分配穴１３Ｃ側で燃料の分配 比率を小さくする共に、分配穴１３Ｃ側のチェック弁１８を常に微小時間をもっ て開，閉弁させ、予混合室１４内の燃料が副燃焼室Ａ2 内に過剰に供給されるの を規制する構成としたから、副燃焼室Ａ2 内には常にほぼ一定量の燃料を過給ア シストエアと共に供給でき、副燃焼室Ａ2 内に所要の空燃比の範囲内でリッチ傾 向の混合気を生じさせることができる。

【００４３】 従って本実施例では、副燃焼室Ａ2 内の混合気を点火プラグ２４からの火花で 瞬時に燃焼させることができ、副燃焼室Ａ2 内での混合気の着火性を安定化でき る上に、副燃焼室Ａ2 からの火炎を主燃焼室Ａ1 内に中空状に噴出させることに より、主燃焼室Ａ1 内のリーン傾向の混合気を確実に燃焼させることができ、例 えばリーンバーン制御時でも安定した回転出力をエンジン本体１から導出でき、 排気ガスの清浄化と燃費の向上を図ることができる等、種々の効果を奏する。

【００４４】 なお、前記実施例では、弁ばね１９を所定圧のばね荷重に設定し、フューエル インジェクタ３から予混合室１４内に燃料が噴射されたときに、このときの圧力 によりチェック弁１８が図４に示す如く開弁するのを許し、燃料の噴射後に一定 の微小時間が経過して予混合室１４内の圧力が弁ばね１９の設定圧を越えたとき には、チェック弁１８をばね受け２０により図５に示す如く閉弁させるものとし て述べたが、本考案はこれに限らず、フューエルインジェクタ３からの燃料の噴 射圧が、例えば２．５５〜３．０５Ｋｇ／ｃｍ² 程度の範囲内にあるときにはチ ェック弁１８が図４に示す如く開弁するのを許し、エンジンの加速時等に燃料の 噴射圧がさらに上昇したときには、チェック弁１８をばね受け２０により図５に 示す如く閉弁させるように弁ばね１９のばね荷重を所定圧に設定してもよい。

【００４５】 また、チェック弁１８はチェック弁１５と同様に開，閉弁動作を行うように構 成してもよく、この場合でも、ノズル筒１１の副ノズル部となる段付穴１１Ｃを 小径に形成すれば、各燃料導入路１０Ａとエア導入路１０Ｂとの配置関係によっ て、燃料の分配比率を分配穴１３Ｂ側で大きくでき、分配穴１３Ｃ側で燃料の分 配比率を小さくできるので、副燃焼室Ａ2 内の空燃比Ａ／Ｆが図７に例示した適 正値８〜１２の範囲を越えてより過濃になるのを防止できる。

【００４６】 さらに、前記実施例では、シリンダヘッド２から外部に突出させて隔壁体７を 設けるものとして述べたが、本考案はこれに限らず、例えば隔壁体７の取付筒８ 等をシリンダヘッド２外に突出させることなく、該シリンダヘッド２に一体化し て設けるようにしてもよい。

【００４７】 さらにまた、前記実施例では、隔壁体７のホルダ１０にフューエルインジェク タ３とエアインジェクタ４とをストッパプレート５を介して固定ボルト６により 固定して設けるものとして述べたが、本考案はこれに限らず、例えばホルダ１０ にフューエルインジェクタ３のみを設け、該フューエルインジェクタ３からの燃 料を各燃料導入路１０Ａを介して予混合室１４内に噴射させると共に、該予混合 室１４内に外部からエア導管、エア導入路１０Ｂを介して過給アシストエアを導 入し、この過給アシストエアにより予混合室１４内で燃料を微粒化するようにし てもよい。

【００４８】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、エンジン本体のシリンダヘッドとフュー エルインジェクタとの間に、フューエルインジェクタ側に位置して燃料と過給ア シストエアとの予混合室を画成し、エンジン本体の燃焼室側に主燃焼室と副燃焼 室とを画成する隔壁体を設け、該隔壁体には、燃料を前記予混合室内に導く燃料 導入路と過給アシストエアを予混合室内に導くエア導入路とを互いに離間させて 設け、前記燃料導入路を前記分配ノズルの副ノズル部よりも主ノズル部に近い位 置で予混合室内に開口させたから、フューエルインジェクタからの燃料導入路と 過給アシストエアのエア導入路とを予混合室内に離間させて開口でき、燃料の噴 射圧に影響されることなく、エア導入路を介して予混合室内に過給アシストエア を確実に供給できる上に、フューエルインジェクタから燃料導入路を介して予混 合室内に噴射された燃料を分配ノズルの主ノズル部側と副ノズル部側とに分配す るときに、燃料の分配比率を副ノズル部側よりも主ノズル部側で大きくでき、分 配ノズルの副ノズル部から副燃焼室内に過剰な燃料が供給されるのを効果的に防 止できる。

【００４９】 また、前記隔壁体には副燃焼室を主燃焼室に連通させる環状の連通穴を形成し たから、副燃焼室内の混合気に点火プラグで着火することにより生じた火炎は隔 壁体の連通穴から円筒状または中空円錐状となって主燃焼室内に噴出し、副燃焼 室から主燃焼室に噴出する火炎と主燃焼室内の希薄な混合気との接触面積を大き くでき、全体の燃焼効率を確実に向上できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例によるアシストエア式燃料噴射
装置を示す要部破断の外観図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向拡大断面図である。

【図３】各チェック弁が共に閉弁した状態を示す図１中
の要部拡大図である。

【図４】各チェック弁が共に開弁した状態を示す図１中
の要部拡大図である。

【図５】副燃焼室側のチェック弁が閉弁した状態を示す
図１中の要部拡大図である。

【図６】各チェック弁の開，閉弁特性を示す特性線図で
ある。

【図７】空燃比と着火時間との関係を示す特性線図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ シリンダヘッド ３ フューエルインジェクタ ４ エアインジェクタ ７ 隔壁体 ８ 取付筒 ９ エンドカバー １０ ホルダ １０Ａ 燃料導入路 １０Ｂ エア導入路 １１ ノズル筒（分配ノズル） １１Ｂ 小径ノズル部（主ノズル部） １１Ｃ 段付穴（副ノズル部） １２ 連通穴 １３ ミキシングヘッド １３Ｂ，１３Ｃ 分配穴 １４ 予混合室 １５，１８ チェック弁 ２０ ばね受け ２１ ストッパ筒 ２４ 点火プラグ Ａ 燃焼室 Ａ1 主燃焼室 Ａ2 副燃焼室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｇ 8923−3Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒内直接噴射式のフューエルインジェク
   タを備え、該フューエルインジェクタから噴射した燃料
   を過給アシストエアにより微粒化しつつ、エンジン本体
   の燃焼室内に供給するアシストエア式燃料噴射装置にお
   いて、前記エンジン本体のシリンダヘッドには前記フュ
   ーエルインジェクタとの間に位置し、該フューエルイン
   ジェクタ側で前記燃料と過給アシストエアとの予混合室
   を画成すると共に前記エンジン本体の燃焼室側で主燃焼
   室と副燃焼室とを画成する隔壁体を設け、該隔壁体に
   は、前記フューエルインジェクタから噴射した燃料を前
   記予混合室内に導く燃料導入路と、該燃料導入路から離
   間して前記予混合室内に開口し前記過給アシストエアを
   予混合室内に導くエア導入路と、前記予混合室と主燃焼
   室および副燃焼室との間に位置し、前記過給アシストエ
   アと燃料からなる混合気を前記予混合室から主燃焼室側
   に分配供給する主ノズル部と副燃焼室側に分配供給する
   副ノズル部とを有した分配ノズルと、該分配ノズルの主
   ノズル部先端側を周囲から取囲むように環状に形成され
   前記副燃焼室内の混合気を点火プラグで着火することに
   より前記副燃焼室から主燃焼室内に向けて火炎を噴出さ
   せる連通穴とを設け、前記燃料導入路を前記分配ノズル
   の副ノズル部よりも主ノズル部に近い位置で前記予混合
   室内に開口させる構成としたことを特徴とするアシスト
   エア式燃料噴射装置。