JPH08151968A - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関用燃料噴射装置

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JPH08151968A
JPH08151968A JP7079086A JP7908695A JPH08151968A JP H08151968 A JPH08151968 A JP H08151968A JP 7079086 A JP7079086 A JP 7079086A JP 7908695 A JP7908695 A JP 7908695A JP H08151968 A JPH08151968 A JP H08151968A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 機関の各気筒へ燃料を噴射するための改良さ
れた内燃機関用燃料噴射装置の提供。 【構成】 装置は、ポートキャビティ３３を有する燃料
噴射ユニットと、ポートキャビティ３３と連通した燃料
キャビティを内部に有し、燃料をこの燃料キャビティに
選択的に送出する燃料調量ユニットを有する。燃料噴射
ユニットは、ポート３２を選択的に開閉する弁要素３４
及び弁棒３５を含む弁手段と、選択的に作動できる電磁
手段４０、４１とを有し、これらの電磁手段は弁要素３
４を移動してポート３２を開閉する。弁棒３５の中の通
路はポートキャビティ３３から前記燃料キャビティまで
を電磁手段４０、４１を通り、通路２０を経て連通す
る。少なくともポート３２の開放時に、加圧源からの空
気を前記燃料キャビティに供給して燃料を燃料キャビテ
ィから通路２０及びポートキャビティ３３を通して開放
ポート３２まで及びこの開放ポート３２を通して気筒内
に搬送する手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料を内燃機関に送出
するための燃料噴射装置に関する。こうした装置では、
調量された量の燃料がガス、好ましくは空気のような燃
料支持ガスに同伴されて機関の各気筒に送出される。更
に、本発明はこのような噴射装置を備えた内燃機関用燃
料噴射システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、調量された量の燃料を弁制御ポー
トを介して機関の気筒内に直接的に又は気筒への送出の
ため装荷空気が通過する誘導システム内へ送出するのに
十分な圧力を持つガスの本体に同伴された状態で機関に
送出することが提案されてきた。この形態の燃料の調量
及び噴射は、燃料及びガスの両方を機関の夫々の気筒と
関連した各調量−噴射ユニットに供給することを必要と
する。調量−噴射ユニットの設計では、燃料の送出を制
御する弁棒を含む弁の重量のような要因を含む多数の作
動上の要因を考慮しなければならない。これは、慣性荷
重及び弁の跳ね返りが正確な燃料供給を続ける上で重要
であるためである。更に、調量後の燃料により濡らされ
る表面の程度は、機関にサイクル毎に送出される燃料の
量の変動に影響し、機関の応答に影響して燃料の調量さ
れた量を変化させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、小さく且つコ
ンパクトで所要の信頼性、正確さ、及び最新の機関に要
求される耐久性を以て作動する内燃機関に燃料を噴射す
るための改良された装置を備えた燃料噴射システムを提
供するのが望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、ポートキャビテ
ィと連通した燃料キャビティを有する本体と、燃料を燃
料キャビティに選択的に送出する調量手段と、ポートキ
ャビティと本体の外部との間の連通を与える本体のポー
トと、前記ポートを選択的に開閉するように前記ポート
と協働するようになった弁要素及びこの弁要素に取付け
られた弁軸を含む弁手段と、弁要素を移動してポートを
開閉するように弁軸に作動的に連結された、本体内の選
択的に作動可能な電磁手段と、少なくともポートが開放
しているときにガスを燃料キャビティに供給して燃料を
燃料キャビティから開放ポートに及びこのポートを通し
て搬送する手段と、を有する、燃料を内燃機関に噴射す
るための装置において、前記弁軸は、ポートキャビティ
から燃料キャビティへ電磁手段を通って延び、弁軸を通
って延びる通路がポートキャビティと燃料キャビティと
を連通し、燃料キャビティからの燃料が弁軸の通路を通
って開放ポートまで及びこのポートを通して送出され
る、ことを特徴とする燃料噴射装置が提案される。
【０００５】便利には、電磁手段は、コイルが弁軸と同
心に配置され、同軸の電機子が弁軸に取付けられたソレ
ノイドの形態である。好ましくは、電機子はコイルと弁
軸との間の環状空間内に延び、又は実質的にこの環状空
間内に配置される。弁軸は、好ましくは、弁要素が一端
に固定され、燃料を受入れるため他端が開放した管状形
態である。弁要素の端では、管状弁軸の内部とポートキ
ャビティとの間が連通している。好ましくは、この連通
は、大量の燃料がポートキャビティとの連通点の下の管
状弁軸内に捕捉されないように、及びポートキャビティ
内に通過しないように構成されている。便利には、燃料
は、ポートを通して機関の燃焼室内に直接噴射されるの
がよい。
【０００６】上文中で提案した構造では、このような燃
料噴射装置を持つ燃料噴射システムの作動に多くの利点
が生じる。管状弁軸により提供されるような弁軸内の通
路に燃料を通すと、燃料が調量点から燃料が通って機関
に送出されるポートまで通過するときに燃料が露呈され
る表面積が、特に、燃料が管状通路を通過する従来の構
造と比べて減じられる。燃料により濡らされる表面は、
調量点での燃料供給速度の変動とこの変動の結果として
起こる燃料を機関に送出するポートでの変動との間で起
こる遅延に影響する。各噴射サイクル中、及び燃料供給
速度の変化に伴って、燃料が調量点から送出ポートまで
通過する表面上に貼り付く燃料の薄膜の厚さに変化が起
こる。従って、燃料と接触する表面積が減少されると燃
料の薄膜の厚さの変化に伴う燃料の総量が減少される。
これは機関の応答時間の改善に反映し、機関の各サイク
ル間に送出される燃料の量の変動により生じる機関の不
安定性を減少する。
【０００７】ソレノイド組立体のような電磁手段を燃料
送出ポートと燃料調量点との間に配置することにより、
燃料調量点がソレノイドと燃料送出ポートとの間に配置
された従来提案された構造と比べて利点が得られる。こ
の構造により弁軸の長さが短くなり、そのため、その重
量が軽くなり、弁軸の固有振動数が減少し、従って弁の
閉鎖時に起こる弁の跳ね返りの量が小さくなる。大きな
負荷が加わった状態で機関が作動しているときに弁軸を
通過する比較的大量の燃料は、発熱量が大きい場合、ソ
レノイドに大きな冷却効果を及ぼす。
【０００８】更に、ソレノイド組立体を機関への燃料送
出ポートと燃料調量点との間に配置すること、及びソレ
ノイドの対称的な外部形状により、燃料噴射装置の部分
又は部品を装置が嵌込まれる機関のヘッドに押し込むこ
とができ、これによって、機関及び燃料噴射装置組立体
の全体高さが減少される。更に、ソレノイド組立体を機
関への燃料送出ポートと燃料調量点との間に配置するこ
とによって、特に燃料供給量が低い場合にシリンダヘッ
ドから熱を入力することによって燃料の温度を上昇する
能力を賦与し、霧化を助ける。
【０００９】燃料を内燃機関に噴射するための上述の装
置の主な用途は、燃料を車輛で広範に使用されている多
気筒機関の個々の気筒に燃料を直接噴射することにあ
る。
【００１０】製造費用が考慮されるため、各噴射装置か
ら燃料リザーバまで延びる適当な戻し管路で燃料を燃料
リザーバから燃料噴射装置の各々に与える単一のポンプ
を提供するのが一般的である。更に、費用を減少させる
目的で、各燃料噴射装置に供給されるときにガスと燃料
との間の圧力差を制御する単一の圧力調整器を設けるの
が一般的である。この構造では、燃料噴射装置と燃料ポ
ンプと圧力調整器との間に多数の燃料管路が形成され、
これは製造費用を大きく押し上げる。この構造では、燃
料管路及びガス管路に適当な端コネクタを設けなければ
ならず、これらのコネクタは効果的な漏れ止め連結部を
形成するため、通常はねじ山が施されており、相補的な
ねじ山を備えた構成要素が燃料噴射装置、燃料ポンプ、
及び圧力調整器に設けられる。これらの多数のねじ山付
き構成要素の製造及び組み立ては更に費用を押し上げる
要因となる。更に、多数の燃料管路及びガス管路の設置
に更なる費用がかかる。更に、多数の燃料管路及びガス
管路は設備の全体的としての整然とした外観を損なう。
【００１１】更に、燃料及びガスについて多数の管路を
使用することには、通常使用されるプラスチック製の管
路の弾性により管路の断面積が内部圧力に従って変化
し、そのため供給燃料と供給ガスとの間の圧力差の所要
の制御を維持するのが困難であるという作動上の欠点が
ある。自動車や船外機のような多くの機関の用途で機関
及びその付帯設備の物理的な大きさが最も重要である。
機関自体の大きさを小さくするのは限度があり、従って
基本的な機関に加えられる付帯設備が全体としての大き
さを増大させる程度を最小に維持するのが重要である。
【００１２】従来知られた燃料噴射システムの上述の構
造上、作動上、及び費用上の欠点に鑑みれば、更に効果
的な作動システムを提供し、且つまたこのシステムの製
造費用及び設置費用を少なくするようにこれらの欠点を
少なくとも減少させる改良燃料噴射システムを提供する
のが望ましい。
【００１３】これを考慮に入れて、本発明が提案する上
述の燃料噴射装置を多気筒内燃機関の燃料噴射システム
に、一つのこのような燃料噴射装置を機関の各気筒毎に
組み込むことが提案された。各燃料噴射装置は単一の剛
性の細長い一体の部材と一体化され、この一体の部材に
は燃料供給通路及びガス供給通路が形成され、これらの
通路は一体の部材の長さ方向に延び、各燃料調量手段は
燃料供給通路と直接的に連通し、一体の部材に配置され
た各燃料キャビティはガス供給通路と連通し、これによ
ってポートの開放時にガス供給通路からのガスが燃料を
燃料キャビティから弁軸の通路及びポートキャビティを
通して開放ポートに搬送し、このポートを通して気筒内
に搬送する。
【００１４】燃料及びガスを多気筒機関の夫々の気筒に
作用する複数の燃料噴射装置に提供する剛性の細長い一
体の部材を組み込んだ上述の構造は、設備に必要な多数
のガス管路及び燃料管路を大きく減少する。特に、全て
の燃料噴射装置に作用するのに燃料供給ポンプからの単
一の燃料供給管路及び加圧ガス源からの単一のガス供給
管路が必要とされる。この構造による大きく改善された
外観はさておき、弾性の燃料管路及びガス管路の数及び
長さを減じることにより、これらの管路の断面積がその
中の流体圧力の変動に伴って変動することにより生じる
調量の精度に及ぼされる影響が大きく減少される。更
に、必要な燃料連結部及びガス連結部の数が大きく減少
され、これは空間の節約及び費用の節約の両方に寄与
し、システム中の潜在的漏れ領域を減少させる。
【００１５】更に、多気筒機関の各気筒と一つづつ関連
した多数の燃料噴射装置を支持する剛性の細長い一体の
部材を使用することによって、剛性の細長い一体の部材
を、燃料噴射装置を機関の夫々の気筒に関して必要な組
み立てられた関係にクランプする保持バーとして使用で
きる。各燃料噴射装置の一端は機関に着座し、一端の燃
料送出ポートを通して機関の夫々の気筒と連通し、燃料
噴射装置の反対端部分は、剛性の細長い一体の部材の夫
々の凹部内に受入れられ、更に、各燃料噴射装置を一体
の部材と機関との間にクランプした状態で一体の部材を
機関に固定するための手段が設けられる。従って、夫々
の燃料噴射装置を各気筒に固定するため個々のねじ孔を
設ける必要がなくされ、剛性の細長い一体の部材を燃料
噴射装置及び機関の構造に関してクランプ関係に保持し
て全ての燃料噴射装置を機関にたいして必要な作動関係
に維持するのに必要なねじ孔の数が少なくなる。
【００１６】
【実施例】図１について述べれば、図示の３気筒２サイ
クル機関は基本的に通常構造であって、シリンダブロッ
ク−クランクケースユニット１と、着脱自在のシリンダ
ヘッド２と、シリンダブロックの一方の側に配置された
吸気システム４及びシリンダブロックの他方の側に配置
された排気システム５とを含む。シリンダヘッド２には
機関の各シリンダについて一個づつの点火プラグ７が嵌
まっている。燃料−空気レールユニット１１がシリンダ
ヘッドの上部に沿ってほぼ中央を延び、このレールユニ
ットは、シリンダヘッドに取付けボルト８で取付けられ
ている。機関の燃料噴射装置は、図２に示すように機関
の各気筒毎に調量ユニット１０と噴射ユニット１２とを
有する空気−燃料供給レールユニット１１を含む。レー
ルユニット１１は、内部を長さ方向に延びる空気通路１
３と、燃料供給通路１４と、燃料戻し通路１５とを備え
た押出し部品である。これらの通路はレールの各端部に
おいて閉鎖されている。図１でわかるように、空気通路
１３と連通した空気供給導管コネクタ９、燃料供給通路
１４と連通した燃料供給導管コネクタ６、後述のように
圧力調整器を通して燃料戻し通路１５と連通した燃料戻
し導管コネクタ３が適当な位置に設けられている。
【００１７】燃料調量ユニット１０は市販の部品であっ
てここには詳細に説明しない。適当な市販の調量ユニッ
トはジェネラルモータース社のロチェスタプロダクツデ
ィビジョンが「Ｍｕｌｔｅｃ」の商標で販売しているユ
ニットである。調量ユニット１０の本体には燃料入口ポ
ート１６及び燃料出口ポート１７が設けられ、燃料はこ
れらのポートを通って流れることができ、また、領域１
９には、以下に説明するように燃料を通路２０に送出す
るため調量ノズルが設けられている。
【００１８】調量ユニット１０の本体１８は、レールユ
ニット１１の外壁２１に設けられた横方向孔２６内に受
入れられ、この本体１８と孔２６との間にはＯリングシ
ール２２が配置され、空気通路１３と燃料供給通路１４
との間の内部壁２５の孔２７と本体１８との間には他の
Ｏリングシール２３が配置されている。調量ユニット１
０のノズル領域１９の燃料通路２０に対する位置は、本
体１８の凹部２９に受入れられたクランププレート２８
によって制御される。クランププレート２８は、適当に
配置されたボルト又は止めねじ（図示せず）で壁２１に
対して保持されている。調量ユニットの本体１８は、通
路１４と１５との間の壁を３４のところで締り嵌めをな
して通過し、そのためこれらの通路間の燃料漏れは非常
に制限される。
【００１９】図３でわかるように、燃料噴射ユニット１
２は、下端から円筒形スピゴット３１が突出したハウジ
ング３０を有し、スピゴットの噴射ポート３２は内部キ
ャビティ３３と連通している。ポート３２と協働するポ
ペット弁頭部３４が管状弁軸３５に固定されている。こ
の管状弁軸３５は、その外周の周りに等間隔に間隔を隔
てて配置された案内リブ３６によってキャビティ３３内
に摺動自在に支持されている。
【００２０】ハウジング３０内にはソレノイドコイル４
０が管状弁軸３５と同軸に配置され、ハウジング３０の
ベース３７とカバープレート３８との間に保持されてい
る。管状弁軸３５の上端に取付けられたソレノイド電機
子４１は、間隙３９が示すように、限られた軸方向移動
を行い、ばね４２により上方に押圧されて弁頭部３４を
ポート３２に対して常閉に保持する。弁軸３５の下端に
は弁軸３５の内部とキャビティ３３との間を常に連通す
る向き合った開口４３が設けられている。ソレノイドコ
イル４０を賦勢すると、電機子４１が下方に引っ張られ
て間隔３９を閉鎖し、これによって弁軸３５及び弁頭部
３４を移動してポート３２を開放する。
【００２１】ハウジング３０の上端にあるカバープレー
ト３８は、電機子４１の上端の孔４８がレールユニット
１１に取付けられた管４６を受入れるように、レールユ
ニット１１の孔４５に受け入れられている。管４６は、
レールユニット１１の壁２５に形成された通路２０に密
封プレス嵌めされ、燃料通路２０から弁軸３５の開放し
た上端に差し向ける。
【００２２】レールユニット１１の壁２５の孔２７内に
配置された調量ユニット１０の端部には、空気流量制御
リング７５が取付けられている。空気流量制御リング７
５の環状フランジ７４は、調量ユニットの本体１８上に
嵌合している。フランジ７４の外面には環状溝７７が設
けられ、この環状溝は通路７８と連通し、また一連の開
口７９を通してリング７５の内部キャビティ８０と連通
している。図４でわかるように、リング７５の端部に
は、等間隔に配置された三本のアーム８４でリング７５
の周囲部分に固定されたカラー８２が構成する中心燃料
通路８１を有する。リング７５の周囲、中央カラー８
２、及び三本のアーム８４が構成する空間が空気通路１
３から空気を流すための弧状開口８５を構成する。
【００２３】図２でわかるように、通路８８が空気通路
１３をカラー８２の周囲の環状キャビティ８０と連通さ
せ、これによって、空気通路１３からの空気がこの通路
８８及び弧状開口８５とを通過し、従ってリング７５内
の内部キャビティ８０に流入できる。次いで、この空気
はノズル領域１９の近傍を通過し、カラー８２の燃料通
路８１に入る。かくして、この燃料噴射システムの作動
時、空気は空気通路１３から流入し、調量された量の燃
料を送出する調量ユニット１０の領域１９の周りに半径
方向内方への流れをつくりだし、次いで、この空気は通
路８１を通って通路２０内に軸方向に移動し、つぎに管
４６を通って弁軸３５の中空内部に入る。この形態の空
気流は、通路８８から空気通路１３に到る逆流による燃
料損失をなくす。
【００２４】環状溝７７、開口７９、及び通路７８は、
空気通路１３からカバープレート３８の孔４９内への空
気に対し、実質的に拘束されていない流路を提供する。
空気はこの孔４９から中空弁軸３５に入り、更に、電機
子４１の外面とスリーブ４７との間の間隙３９を通過
し、キャビティ３３に入る。空気通路１３とキャビティ
３３との間の連通により、燃料がキャビティ３３内に溜
まったりキャビティ３３から電機子４１の近傍を通って
燃料が逆流しないようにするのに十分な空気流及び空気
圧をキャビティ３３内に維持できる。キャビティ３３に
燃料が溜まったりキャビティから燃料が逆流したりする
と機関への燃料調量の精度が損なわれる。
【００２５】スリーブ４７は、カバープレート３８の孔
４９の底面上に着座するために外側に突出したフランジ
５８を有する。スリーブ４７の下端は、ハウジング３０
のネック５０とスピゴット３１の延長部５１との間に配
置されている。これらの三つの部品は、重なり領域で相
互に溶接されて燃料及び空気に対して密封をなす接合部
を形成する。上述の装置は、図１に示す多気筒機関に使
用されるようになっており、単一の空気−燃料レールユ
ニット１１には機関の各気筒毎に調量ユニット１０及び
噴射ユニット１２が組み込んである。図５でわかるよう
に、噴射ユニット１２のスピゴット３１は、ポート３２
を通って送出された燃料が気筒の燃焼室内に直接入るよ
うに、機関のシリンダヘッド２の適当な段付孔５７に受
入れられている。スピゴット３１に配置されたシールリ
ング６がシリンダヘッドの適当面に対して密封する。レ
ールユニット１１をシリンダヘッド２に固定するため、
ボルト８のような適当なクランプ部材が備えられ、その
ため、レールユニット１１は噴射ユニット１２に対して
組み立てられた状態に保持され、この噴射ユニット１２
はシリンダヘッド２に対して組み立てられた状態に保持
されている。孔４９内に配置されたＯリング５２がレー
ルユニット１１とスリーブ４７のフランジ５８との間に
密封を形成し、これによってレールユニット１１と噴射
ユニット１２との間の燃料又は空気の漏れを防止する。
【００２６】図５でわかるように、機関のシリンダヘッ
ドは、冷却液キャビティ即ち冷却液通路５３、５４、５
５と、点火プラグ開口５６とを有する。段付孔５７内に
受入れられた噴射ユニット１２のハウジング３０の一部
は、ソレノイドコイル４０が発生する熱を放散するた
め、及び燃焼室から噴射ユニット及び調量ユニットへの
伝熱を制限するため、噴射ユニット１２を直接冷却する
ように冷却液キャビティ５４内に配置されている。
【００２７】図８において、図２を参照して説明した空
気制御リング７５の変形態様の構造を示す。図８に示す
構造では、燃焼制御リング７４及びカラー８２の代わり
に、スリーブ１１０及び燃料管１１４が使用される。ス
リーブ１１０が上述の構造に対する変形であることに注
目されたい。スリーブ１１０は、調量ユニット１０の部
分１０９がスリーブ１１０に締り嵌めした状態で孔１１
１及びレールユニット１１に締り嵌め、好ましくは軽度
に締り嵌めしている。Ｏリング１２は燃料供給通路１４
からの燃料漏れを防止する。
【００２８】調量ユニット１０の送出ノズルは、１１３
のところでスリーブ１１０と一体に形成された燃料案内
管１１４と整合した状態で配置され、調量された量の燃
料を燃料キャビティ１２０内に送出する。燃料噴射ユニ
ット１２は燃料をキャビティ１２０から受入れるため、
キャビティ１２０と連通している。燃料噴射ユニット１
２は、第２図の噴射ユニットと同一の構造である。
【００２９】キャビティ１２０は、孔１２１と、燃料案
内管１１４を包囲する環状通路１２２と、これらの間の
弧状通路１２４とを通して空気通路１３と連通してい
る。孔１２１と、環状通路１２２の外壁は、燃料調量ユ
ニット１０及びスリーブ１１０の組み立て前に穿孔され
た平行孔によって夫々形成され、また、弧状通路１２４
は、これら二つの孔の間の壁の一部を機械加工により除
去することによて形成される。こうした機械加工作業に
より、二つの孔の間の壁部分１２５が保持され且つ延び
て燃料案内管１１４に重なり部分を形成し、また１８０
°に亘って円弧をなした部分円錐面１２６が形成され
る。キャビティ１２０、孔１２１、環状通路１２２、及
び弧状通路１２４は、調量ユニット１０及び噴射ユニッ
ト１２の各々とは別個のものであり、燃料供給通路１
４、戻し通路１５、及び空気供給通路１３はこれらのユ
ニット全てに対して共通である。表面１２６の傾斜は、
燃料を環状通路１２２に向かって直接戻すのでなく、こ
の表面に当たって跳ね返った燃料を噴射ユニット１２の
方に向かって差し向ける。使用中、燃料噴射段階におい
て、空気通路１３から孔１２１、弧状通路１２４及び環
状通路１２２を通ってキャビティ１２０中に、またこの
キャビティ１２０から燃料噴射ユニット１２の中へ空気
流が存在する。この空気流は、調量ユニット１０がキャ
ビティ２０内に送出した燃料を燃料噴射ユニット１２内
に搬送し、このユニットを通して機関に送る。
【００３０】機関内への燃料の噴射の開始前に燃料を、
少なくとも燃料の一部を、キャビティ１２０内に送出す
ることは異常なことではない。即ち、空気通路１３から
キャビティ１２０内への空気流が実質的に存在しない場
合には異常ではない。孔１２１及び通路１２２及び１２
４の上述の構成は、曲がりくねった通路を与えるように
なっており、これはこのような構成がない場合にはキャ
ビティ１２０から空気通路１３への逆流の傾向のある燃
料に対して設けられる。また、調量ユニット１０から出
た後にキャビティ１２０の壁面から跳ね返る燃料滴は、
キャビティ１２０又は環状通路１２２の他の壁面に衝突
する可能性が大きく、そのため、これらの液滴の運動エ
ネルギが失われ及び／又は空気通路１３内への燃料の散
逸を防止する通路に差し向けられる。環状通路１２２に
おけるような環状通路を使用してキャビティ１２０から
空気通路１３へ到る通路への燃料の唯一の流入点を構成
することは、キャビティへ通過する空気に対して比較的
拘束されていない流れ領域を提供するが、逆方向に通過
する燃料滴に対して幅狭の開口を提供する利点を持って
いる。
【００３１】図２のキャビティ２０又は図８のキャビテ
ィ１２０から空気通路１３への燃料の散逸を防止するこ
とには、機関への燃料の調量精度を改善するという利点
があり、その結果、機関の燃料効率とエミッション制御
が改善され、また空気通路中に燃料が溜まらないように
し、溜まった燃料のパージの問題をなくす。キャビティ
２０内に存在する空気圧、実質的に空気通路１３内の圧
力に等しい空気圧に対抗して燃料を調量ユニット１０か
らキャビティ２０内に送出する際、燃料の調量を行う上
で所要の精度を得るために、燃料圧を空気圧に対して調
整する必要がある。複数の調量ユニット及び噴射ユニッ
トが単一のレールユニット１１内に組み込まれているよ
うに、単一の調整器がこのレールユニット１１内に組み
込まれ、この調整器は全ての調量ユニット及び噴射ユニ
ットについて所要の圧力調整を行うことができる。
【００３２】調整器ユニットの代表的構造を添付図面の
うち図６に示す。調整器ユニット６０の本体６１は、ス
エージ加工したフランジ６４によって互いに固定された
燃料部分６２と空気部分６３とを有する。燃料部分６２
は孔５６に締り嵌めしており、この孔５６はレールユニ
ット１１の外壁２１を貫通し、更に、燃料供給通路１４
と燃料戻し通路１５との間の壁７４を貫通している。燃
料戻し通路１５は燃料部分６２と周壁の孔５９を通して
燃料部分６２の中空内部と連通する。本体６１の燃料部
分６２とレールユニット１１の壁との間にＯリングシー
ル６５が配置される。更に、燃料部分６２は燃料供給通
路１４と空気通路１３との間の壁２５内に部分的に延
び、空気部分６３は壁２５の他の部分を貫通して空気通
路１３内に延びる。
【００３３】燃料部分６２と空気部分６３の向き合った
肩間に燃料と空気との障壁を形成するように隔膜６６が
クランプされているが、この隔膜は隔膜として正常に撓
むことができる。この隔膜６６に固定された加圧プレー
ト６８に対して予圧ばね６７が作用し、このばねによっ
て加えられる圧力が調整プラグ６９によって制御され
る。このプラグは空気通路１３を空気部分６３の内部と
連通する貫通孔を有する。
【００３４】加圧プラグ６８は弁ディスク７０を支持
し、この弁ディスクはポートスリーブ７１と協働し、こ
のポートスリーブがポート７２を構成している。本体６
１には、放出された燃料を燃料タンクに戻すため燃料戻
し管３をねじ込むことのできる適当なねじ孔７３が設け
られている。第７図に更に詳細に示すように、弁ディス
ク７０は一体の球形ヘッド９０を持つ形体のものである
のがよく、このヘッド９０は加圧プレート６８の円錐形
キャビティ９１内に受入れられる。加圧プレート６８の
円錐形キャビティ９１内に受入れられるヘッド９０は、
加圧プレート６８のスエージ加工されたリム９３によっ
て周囲が固定された保持プレート９２によって組立位置
に保持される。保持プレート９２は、中央開口９４から
その周囲に延びるスロットを有し、このスロットにより
ネック部分９５を中央開口９４内に入れることができ
る。ばね９６は、球形ヘッド９０を保持プレート９２に
向かって押圧し、弁ディスク７０を定心する。この構造
は、ポートスリーブ７１に対する弁ディスク７０の密封
精度を改善する。
【００３５】ポートスリーブ７１を隔膜６６に取付け、
弁ディスクを固定することにより上述の調整器の構造を
変更してもよいということは理解されよう。使用中、燃
料圧が、隔膜６６に作用する空気圧とばね６７が加える
負荷との組合せ効果による圧力以下であれば、弁プレー
ト７０はポート７２を閉じる図示の位置に留まる。しか
しながら、燃料圧が、隔膜６６に作用する空気圧とばね
６７の組合せ負荷を越えるのに十分なレベルまで上昇す
ると、隔膜が図において右方に片寄らされ、これによっ
て、弁ディスク７０を移動させポート７２を開放する。
ポート７２を通して放出される燃料は燃料タンクに戻さ
れる。
【００３６】上述の構造により、圧力調整器が実質的に
レールユニット１１の内部に収容され、及びかくして機
関及び燃料噴射システムの全体寸法の増大に寄与しな
い。また、この構造において、レールユニット内の燃料
の容積が調整器の動作により生じる圧力変動を減衰させ
る。上述の燃料噴射システムは、２サイクル機関又は４
サイクル機関を含めて任意の型の内燃機関について使用
することができる。上述の燃料噴射装置を含む機関は、
特にあらゆる形式の乗物用機関、特に航空機、陸上車
輛、及び船舶の機関、及び船外機に適当である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射システムが装着された代表的
な三気筒機関の斜視図。
【図２】燃料−ガスレールの燃料調量噴射ユニットの位
置での横方向断面図。
【図３】燃料噴射ユニット及び燃料−ガスレールの隣接
部分の軸方向断面図。
【図４】図２の４−４線の方向での空気制御リングの断
面図。
【図５】燃料−ガスレール及び燃料調量噴射ユニットが
装着された機関のシリンダヘッドの断面図。
【図６】燃料−ガスレールに装着された圧力調整器の断
面図。
【図７】図６の７−７線に沿った圧力調整器の部分の部
分断面図。
【図８】燃料及び空気を燃料キャビティ内に差し向ける
変形態様の構成の部分断面図。
【符号の説明】
１０ 調量ユニット １２ 噴射ユニット １４ 燃料供給通路 １５ 燃料戻し通路 ４０ ソレノイドコイル ４１ ソレノイド電機子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 61/14 ３２０ Ａ 67/02 67/12 69/04 Ｇ (72)発明者 トンプソン，イアン レジナルド オーストラリア連邦ウエスターン、オース トラリア州、ダンクレイグ、ジユニパー、 ウエイ、25 (72)発明者 レイトン，サム ラツセル オーストラリア連邦ウエスターン、オース トラリア州、19ネッドランズ、ロビンソ ン、ストリート、19 (72)発明者 セイアー，クリストファー ネビル フラ ンシス オーストラリア連邦ウエスターン、オース トラリア州、フアーンデール、バーサリ ア、クレセント、41

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポートキャビティと連通した燃料キャビテ
    ィを有する本体と、 燃料を燃料キャビティに選択的に送出する調量手段と、 ポートキャビティと本体の外部との間の連通を与える本
    体のポートと、 前記ポートを選択的に開閉するように前記ポートと協働
    するようになった弁要素及びこの弁要素に取付けられた
    弁軸を含む弁手段と、 弁要素を移動してポートを開閉するように弁軸に作動的
    に連結された、本体内の選択的に作動可能な電磁手段
    と、 少なくともポートが開放しているときにガスを燃料キャ
    ビティに供給して燃料を燃料キャビティから開放ポート
    に及びこのポートを通して搬送する手段と、を有する、
    燃料を内燃機関に噴射するための装置において、 前記弁軸は、ポートキャビティから燃料キャビティへ電
    磁手段を通って延び、弁軸を通って延びる通路がポート
    キャビティと燃料キャビティとを連通し、燃料キャビテ
    ィからの燃料が弁軸の通路を通って開放ポートまで及び
    このポートを通して送出される、ことを特徴とする内燃
    機関用燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】前記電磁手段は、弁軸の周りに同心に配置
    された定置のソレノイドコイルと弁軸に固定された電機
    子とを有する、請求項１に記載の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】前記電機子は、弁軸とソレノイドコイルと
    の間に形成された環状空間内に実質的に配置されてい
    る、請求項２に記載の燃料噴射装置。
  4. 【請求項４】前記弁軸は中空であり、中空弁軸の内部か
    らポートキャビティ内に燃料が通過できるようにする孔
    をその壁に弁要素に隣接して有する、請求項１に記載の
    燃料噴射装置。
  5. 【請求項５】燃料を内燃機関に噴射するための請求項１
    乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置を有する、内
    燃機関用燃料噴射システム。
  6. 【請求項６】燃料噴射装置の本体に設けられたポートを
    通して気筒に燃料を送出するように構成された請求項１
    に記載の燃料噴射装置を機関の各気筒毎に有し、各燃料
    噴射装置は、単一の剛性の細長い一体の部材と一体であ
    り、前記一体の部材には燃料供給通路及びガス供給通路
    が形成され、これらの通路は前記一体の部材の長さ方向
    に延び、各燃料調量手段は燃料供給通路と直接連通し、
    各燃料キャビティは一体の部材にガス供給通路と連通し
    た状態で配置され、これによって、ポートの開放時にガ
    ス供給通路からのガスが燃料を燃料キャビティから弁軸
    の通路及びポートキャビティを通して開放ポートに搬送
    し、この開放ポートを通す、多気筒内燃機関用燃料噴射
    システム。
  7. 【請求項７】前記一体の部材内を燃料調量手段から燃料
    キャビティまで延びる導管を有し、この導管は、調量さ
    れた量の燃料が燃料調量手段からこの導管を通って燃料
    キャビティ内に通過するように配置されている、請求項
    ６に記載の燃料噴射システム。
  8. 【請求項８】前記ガス供給通路は、ガスが前記導管を通
    って燃料キャビティに配置ように、前記導管への燃料の
    導入箇所と隣接して前記導管と連通している、請求項７
    に記載の燃料噴射システム。
  9. 【請求項９】前記導管は燃料キャビティの壁の開口を貫
    通し、前記導管は前記開口とともに環状通路を前記導管
    の周りに構成し、前記環状通路はガス供給通路と燃料キ
    ャビティとの間を連通し、これによって、ガスは環状通
    路を通って燃料キャビティに流入する、請求項７又は８
    に記載の燃料噴射システム。
  10. 【請求項１０】燃料キャビティの形態は、燃料キャビテ
    ィ内への燃料の進入箇所と向き合った傾斜面を提供する
    ように形成され、前記傾斜面は、傾斜面から跳ね返った
    燃料が弁軸の通路に入るように差し向けられるように、
    来入燃料の軌跡に対して傾斜している、請求項７又は８
    に記載の燃料噴射システム。
  11. 【請求項１１】各燃料噴射装置は、一体の部材の一方の
    外壁から本体が突出し、燃料調量手段が一体の部材の他
    方の外壁から燃料噴射装置の本体の一体の部材内に突出
    する方向に傾斜した方向に突出した状態で一体の部材に
    取付けられている、請求項６乃至１０のうちのいずれか
    一項に記載の燃料噴射システム。
  12. 【請求項１２】各燃料噴射装置の本体は、燃料調量手段
    が一体の部材内に突出した方向に対して直角の方向に突
    出している、請求項１１に記載の燃料噴射システム。
  13. 【請求項１３】各燃料噴射装置の本体のポートから遠方
    の端部は剛性の細長い一体の部材の夫々の凹部に受入れ
    られ、これらの凹部は、本体が一体の部材の長さ方向に
    互いから間隔を隔てられるように配置され、各本体のポ
    ートが配置された端部は、ポートが夫々の気筒と連通し
    た状態で機関に着座するように配置され、本体が一体の
    部材と機関との間にクランプされるように一体の部材を
    機関に固定する手段を更に有する、請求項６乃至10のう
    ちのいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
  14. 【請求項１４】機関の各気筒毎に請求項１に記載の燃料
    噴射装置を有し、各燃料噴射装置の本体のポートから遠
    方の端部は、これらの本体が一体の部材の長さ方向で互
    いから間隔を隔てられるように剛性の細長い一体の部材
    の夫々の凹部に受入れられ、各本体の反対端は、そのポ
    ートが機関の夫々の気筒と連通するした状態で機関に着
    座し、本体が一体の部材と機関との間にクランプされる
    ように一体の部材を機関に固定する手段を更に有する、
    多気筒内燃機関用燃料噴射システム。
  15. 【請求項１５】一体の部材内に延びてガス供給通路及び
    燃料供給通路と連通するように取付けられた圧力調整器
    手段を有し、この圧力調整器手段は、使用中、ガス供給
    通路内のガスと燃料供給通路内の燃料との間に所定の圧
    力差を維持するようになっている、請求項６乃至１０の
    うちのいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
  16. 【請求項１６】一体の部材内に延びてガス供給通路及び
    燃料供給通路と連通するように取付けられた圧力調整器
    手段を有し、この圧力調整器手段は、使用中、ガス供給
    通路内のガスと燃料供給通路内の燃料との間に所定の圧
    力差を維持するようになっている、請求項１１に記載の
    燃料噴射システム。
  17. 【請求項１７】機関の各気筒毎に燃料噴射装置を夫々有
    し、各燃料噴射装置の一端は機関に着座し、この一端の
    燃料送出ポートを通して機関の夫々の気筒と連通し、各
    燃料噴射装置の反対端は剛性の細長い一体の部材の夫々
    の凹部に受入れられ、各燃料噴射装置が一体の部材と機
    関との間にクランプされた状態で一体の部材を機関に固
    定する手段を更に有する、多気筒内燃機関用燃料噴射シ
    ステム。
  18. 【請求項１８】前記一体の部材には燃料供給通路及びガ
    ス供給通路が形成され、これらの通路は一体の部材の長
    さ方向に延び、各燃料噴射装置の反対端はガス供給通路
    と連通している、請求項１７に記載の燃料噴射システ
    ム。
  19. 【請求項１９】各燃料噴射装置は燃料供給通路と連通し
    た燃料計量手段を夫々有する、請求項１８に記載の燃料
    噴射システム。
  20. 【請求項２０】前記一体の部材は長手方向に延在する燃
    料供給通路を備えていることを特徴とする請求項１７に
    記載の燃料噴射システム。
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