JPH0893600A - ２サイクルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

２サイクルエンジンの燃料噴射装置

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JPH0893600A
JPH0893600A JP6230090A JP23009094A JPH0893600A JP H0893600 A JPH0893600 A JP H0893600A JP 6230090 A JP6230090 A JP 6230090A JP 23009094 A JP23009094 A JP 23009094A JP H0893600 A JPH0893600 A JP H0893600A
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JP
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injector
fuel
fuel injection
engine
throttle valve
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JP6230090A
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Takeo Yoshida
武雄 吉田
Takahiro Suzuki
隆広 鈴木
Ryoichi Hirai
良一 平井
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合気の異常燃焼を防ぐとともに、高速・高
負荷域においても必要十分な量の燃料をエンジン毎のバ
ラツキを大きくすることなく供給することができる２サ
イクルエンジンの燃料噴射装置を提供すること。 【構成】 第１及び第２インジェクタ３１，３２を備
え、第２インジェクタ３２を掃気ポート１２の上方近傍
に配置して成る２サイクルエンジン１の燃料噴射装置に
おいて、前記第１及び第２インジェクタ３１，３２の各
燃料噴射量をエンジン負荷に応じて増減させる。本発明
によれば、第１インジェクタ３１についても第２インジ
ェクタ３２と同様に、燃料噴射量をエンジン負荷に応じ
て増減させるようにしたため、第２インジェクタ３２の
エンジン負荷に対する燃料噴射量の変化率が緩和され、
高速・高負荷域においても必要十分な量の燃料をエンジ
ン毎のバラツキを大きくすることなく供給することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つのインジェクタを
備える２サイクルエンジンの燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、２サイクルエンジンは低負荷域
において失火を生じ易いため、その領域においては成層
燃焼を行わせ、中・高負荷域においては予混合燃焼を行
わせることが排ガス対策、出力向上、燃費の改善等の上
から望ましい。
【０００３】そこで、図２２に示すように、第１インジ
ェクタ１３１と第２インジェクタ１３２をシリンダヘッ
ド１０８に取り付け、低・中負荷域においては第１イン
ジェクタ１３１から燃料をシリンダ１０２ａ内の点火プ
ラグ１０９を指向して噴射して混合気の成層燃焼を行わ
せ、高負荷域においては第１インジェクタ１３１と第２
インジェクタ１３２の双方からシリンダ１０２ａ内に燃
料を噴射して混合気の予混合燃焼を行わせる燃料噴射装
置が提案されている（特開平４−１０３８５５号公報参
照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の燃料噴射装置にあっては、排気ポート１１２から掃
気流がシリンダ１０２ａ内に流入して拡散し、流速を失
ったこの掃気流に対して燃料が噴射されるため、噴射方
向を中心として燃料が拡がって燃焼室内の混合気に濃淡
が生じ、このためにノッキングが発生し易くなったり、
排ガス中の不完全燃焼ガス量が多くなってエンジン性能
が低下することがある。
【０００５】又、前記従来の燃料噴射装置にあっては、
第１インジェクタ１３１からの燃料噴射量はエンジン負
荷とは無関係に一定に保たれ、第２インジェクタ１３２
からの燃料噴射量のみをエンジン負荷に応じて増減させ
ていたため、第２インジェクタ１３２のエンジン負荷に
対する燃料噴射量の変化率が大きくなり、第２インジェ
クタ１３２の構造が複雑化したり、エンジン毎の第２イ
ンジェクタ１３２の部品精度を所定範囲に保っても、高
負荷・高回転におけるエンジン毎の燃料噴射量に大きな
差異が出易いという問題があった。
【０００６】前記前者の問題を解決するため、本出願人
は、第２インジェクタを掃気ポートの上方近傍に配置
し、該第２インジェクタからの噴射燃料流を掃気流に乗
せて燃焼室に供給する旨の提案を先に行った（特願平５
−１１４３５号において）。
【０００７】而して、上記提案によれば、燃焼室におい
て燃料が均一に拡散するため、確実な予混合燃焼が実現
され、異常燃焼の発生を防いでエンジン性能の向上を図
ることができる。
【０００８】しかし、上記提案においても、前記前者の
従来の燃料噴射装置と同様に第１インジェクタからの燃
料噴射量をエンジン負荷とは無関係に一定に保ち、第２
インジェクタからの燃料噴射量のみをエンジン負荷に応
じて増減させるものであれば、前記後者の問題を解決す
ることができない。
【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、混合気の異常燃焼を防ぐとと
もに、高速・高負荷域においても必要十分な量の燃料を
エンジン毎のバラツキを大きくすることなく供給するこ
とができる２サイクルエンジンの燃料噴射装置を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、第１及び第２インジェクタ
を備え、第２インジェクタを掃気ポートの上方近傍に配
置して成る２サイクルエンジンの燃料噴射装置におい
て、前記第１及び第２インジェクタの各燃料噴射量をエ
ンジン負荷に応じて増減させることを特徴とする。
【００１１】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記第１インジェクタは全負荷域にお
いて点火プラグを指向して燃料を噴射し、所定値未満の
負荷域においては第１インジェクタからのみ燃料を噴射
し、所定値以上の負荷域においては第１及び第２インジ
ェクタの双方から燃料を噴射するようにしたことを特徴
とする。
【００１２】
【作用】本発明によれば、第１インジェクタについても
第２インジェクタと同様に、燃料噴射量をエンジン負荷
に応じて増減させるようにしたため、第２インジェクタ
のエンジン負荷に対する燃料噴射量の変化率が緩和さ
れ、高速・高負荷域においても必要十分な量の燃料をエ
ンジン毎のバラツキを大きくすることなく供給すること
ができる。
【００１３】又、本発明によれば、第２インジェクタを
掃気ポートの上方近傍に配置したため、該第２インジェ
クタからの噴射燃料流を掃気流に乗せてシリンダ内に供
給することができ、シリンダ内で燃料を均一に拡散させ
て確実な予混合燃焼を実現することができ、異常燃焼の
発生を防ぐことができる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【００１５】図１は本発明に係る燃料噴射装置を備える
２サイクルエンジンの構成を示すブロック図、図２は同
２サイクルエンジンの内部構造を示す縦断面図、図３は
同２サイクルエンジンのシリンダ部の模式的平断面図、
図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図２のＡ−Ａ線断
面図、図６は空気量調整装置の作用説明図である。
【００１６】先ず、図２に基づいて２サイクルエンジン
１の基本構成を説明する。
【００１７】本実施例に係る２サイクルエンジン１は、
低負荷域において成層燃焼を行い、中・高負荷域におい
て予混合燃焼を行うものであって、そのシリンダブロッ
ク２に形成されたシリンダ２ａ内にはピストン３が上下
摺動自在に嵌装されている。そして、ピストン３は、こ
れの下方に図２の紙面垂直方向に長く配されたクランク
軸４にコンロッド５を介して連結されている。尚、シリ
ンダブロック２に一体に形成されたアッパークランクケ
ース２ｂとこれの下面に結着されたロアークランクケー
ス６の内部にはクランク室７が形成されており、該クラ
ンク室７内に前記クランク軸４が回転自在に支承されて
収納されている。
【００１８】又、上記シリンダブロック２の上面にはシ
リンダヘッド８が被着されており、該シリンダヘッド８
には燃焼凹部８ａが形成され、該燃焼凹部８ａと前記ピ
ストン３とで燃焼室Ｓが画成されている。更に、シリン
ダヘッド８の頂部には点火プラグ９が螺着されており、
該点火プラグ９の電極部９ａは前記燃焼室Ｓに臨んでい
る。
【００１９】ところで、前記シリンダヘッド８には、図
３及び図４に示すように、２つの主掃気ポート１０，１
１と１つの補助掃気ポート１２及び１つの排気ポート１
３がそれぞれ形成されている。尚、上記２つの主掃気ポ
ート１０，１１は相対向する位置に形成されており、補
助掃気ポート１２は排気ポート１３に対向する位置に形
成されている。そして、補助掃気ポート１２は、その上
端開口部１２ａがシリンダ２ａの上方に向かって開口し
ており、このため、該補助掃気ポート１２からの掃気流
の排気ポート１３への吹き抜けは殆ど生じない一方、前
記シリンダブロック２の下部には、クランク室７に開口
する空気導入口１４が形成されており、該空気導入口１
４には、空気のクランク室７方向への流れのみを許容す
るリードバルブ１５が設けられている。
【００２０】又、上記空気導入口１４には吸気管１６が
接続されており、該吸気管１６には空気量調整装置１７
を介して吸気マニホールド１８が接続されている。
【００２１】上記空気量調整装置１７は、図１に示すア
クセル装置１９における不図示のアクセルペダルの操作
量（エンジン負荷）とエンジン回転数をパラメータとし
て、空気導入口１４からリードバルブ１５を経てクラン
ク室７に吸入される空気の吸入量を制御するものであ
り、これは上下に形成された吸気ポート２０ａ，２１ａ
をそれぞれ開閉するメインバルブ２０とサブバルブ２１
を有している。尚、メインバルブ２０とサブバルブ２１
は不図示の付勢手段によって常時閉じ側に付勢されてい
る。
【００２２】而して、図５に示すように、メインバルブ
２０、サブバルブ２１の各駆動軸２２，２３には、これ
らのバルブ２０，２１の各開度を検出するためのポテン
ショメータ２４，２５がそれぞれ設けられており、サブ
バルブ２１の駆動軸２３にはモータ２６が連結されてい
る。
【００２３】又、図６に示すように、メインバルブ２０
の駆動軸２２の一端には第１揺動片２７が、サブバルブ
２１の駆動軸２３の一端には第２揺動片２８がそれぞれ
結着されている。そして、上記第１揺動片２７の外周部
には溝２７ａ（図５参照）と係止孔２７ｂ（図６参照）
が形成されており、溝２７ａには、その一端が前記アク
セル装置１９に連結されたスロットルワイヤー２９が巻
装され、該スロットルワイヤー２９の他端は第１揺動片
２７の前記係止孔２７ｂに係止されている。これによ
り、アクセルペダルの操作量はメインバルブ２０の開度
としてポテンショメータ２４によって検出される。
【００２４】更に、図６に示すように、第１揺動片２７
と第２揺動片２８の間には連結ロッド３０が配設されて
おり、該連結ロッド３０の一端３０ａは第１揺動片２７
に回動自在に枢着され、他端３０ｂは第２揺動片２８に
形成された円弧状のガイド溝２８ａに摺動自在に係合さ
れている。
【００２５】一方、図２に示すように、前記シリンダヘ
ッド８の側壁部分には、主に低負荷運転域において成層
燃焼を行わせるとともに、それ以外の運転領域において
も補助的に燃料を供給するための第１インジェクタ３１
が装着されており、又、前記シリンダブロック２の側壁
の前記補助装置ポート１２の直上であって、且つ、前記
排気ポート１３の上端よりも下方位置には、中・高負荷
域において予混合燃焼を行わせるための第２インジェク
タ３２が装着されている。
【００２６】ここで、前記第１インジェクタ３１の構成
の詳細を図７乃至図９に基づいて説明する。尚、図７は
図２のＣ部拡大断面図、図８は図７の矢視Ｄ方向の図、
図９は図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【００２７】第１インジェクタ３１は、図７乃至図９に
示すように、比較的大径の１つの噴射口３３と比較的小
径の３つの噴射口３４，３５，３６を有し、噴射口３５
は軸中心線上に開口し、この噴射口３５の両側に噴射口
３４，３６が開口している。
【００２８】そして、前記噴射口３３は、図７に示すよ
うに、縦断面において軸線に対して角度θ1 を成す方向
に上向きに形成され、前記両側の噴射口３４，３６は、
図９に示すように、横断面において軸線に対してそれぞ
れ角度θ2 を成す方向に形成されている。
【００２９】次に、前記第２インジェクタ３２の構成の
詳細を図１０に基づいて説明する。尚、図１０は図２の
Ｆ部拡大詳細図である。
【００３０】第２インジェクタ３２は、所定角度θ3 を
成して開口する２つの噴射口３７，３８を有しており、
角度θ3 の中心線は点火プラグ９の設置位置を指向して
いる。従って、両噴射口３７，３８からの噴射燃料は互
いに衝突して霧化する。
【００３１】ここで、本発明に係る燃料噴射装置の全体
構成を図１に基づいて説明する。尚、図１においては、
図２乃至図６に示したと同一要素には同一符号を付して
おり、以下、それらについての説明は省略する。
【００３２】図１において、４５は前記吸気マニホール
ド１８の吸気口であり、図示矢印ａは該吸気口４５から
吸入された空気（新気）の流れを、矢印ｂは２サイクル
エンジン１から排出される排気ガスの流れをそれぞれ示
す。
【００３３】ところで、２サイクルエンジン１のクラン
ク軸４の回転動力は、出力軸４６、ギヤ４７，４８及び
入力軸４９を経て外部負荷５０に伝達されるが、クラン
ク軸４の端部には、エンジン回転数とクランク角を検出
するための計測用ギヤ５１が結着されている。尚、上記
計測用ギヤ５１には基準クランク角表示歯が形成されて
いる。
【００３４】又、図１において、５２は前記第１インジ
ェクタ３１と第２インジェクタ３２に一定圧の燃料を供
給するするための燃料供給装置、５３は前記点火プラグ
９による点火の時期を制御するための点火時期制御装
置、５４はクランク角センサを兼ねる回転数センサであ
り、該回転数センサ５４は前記計測用ギヤ５１の近傍に
配置されている。尚、計測用ギヤ５１においては、ピス
トン３が下死点（B.D.C）にある時に対応して回転数セ
ンサ５４と対向する歯のみの幅が小さく設定されてお
り、これに基づき回転数センサ５４は基準クランク角信
号を後述のエンジン制御装置（ＥＣＵ：Engine Control
Unit ）５５に送るとともに、クランク軸４の基準クラ
ンク角位置からの回転量を示すクランク角信号をエンジ
ン制御装置５５に送る。尚、図１において、５６はメモ
リ、５７は燃料タンク、５８は調圧弁、５９は減圧弁、
６０は吸込管、６１は燃料ギャラリ、６２は燃料戻し
管、６３は注入口、６４はストレーナである。
【００３５】而して、当該燃料噴射装置には、上記エン
ジン制御装置（ＥＣＵ）５５が設けられており、このエ
ンジン制御装置５５は、前記回転数センサ５４によって
検出されたエンジン回転数とクランク角、前記ポテンシ
ョメータ２４によって検出されたメインバルブ２０の開
度、つまり、エンジン負荷（アクセル装置１９における
アクセル操作量））に基づいて空気量制御手段１７（モ
ータ２６（サブバルブ２１の開度））と第１、第２イン
ジェクタ３１，３２（燃料噴射タイミングと燃料噴射
量）及び点火時期制御装置５３（点火時期）を制御する
ことによって、エンジン負荷が小さな低負荷域において
は成層燃焼を行わしめ、中・高負荷域においては予混合
燃焼を行わしめるものである。
【００３６】次に、２サイクルエンジン１の作用を説明
する。
【００３７】図２に示すように、ピストン３が下死点
（B.D.C ) に位置するときには、主掃気ポート１０，１
１と補助掃気ポート１２及び排気ポート１３は開口して
おり、このとき、前のサイクルでクランク室７に導入さ
れてピストン３で圧縮された新気は、主掃気ポート１
０，１１と補助掃気ポート１２を経てシリンダ２ａ内に
流入し、シリンダ２ａ内に残留する排気ガスを排気ポー
ト１３からシリンダ２ａ外へ押し出す掃気作用を行う。
【００３８】次に、ピストン３がシリンダ２ａ内を下死
点から上方へ移動すると、先ず主掃気ポート１０，１１
と補助掃気ポート１２がピストン３によって閉じられ、
その後、排気ポート１３が同じくピストン３によって閉
じられ、シリンダ２ａ内に導入された新気が圧縮される
圧縮行程に移行する。そして、第１インジェクタ３１又
は第１及び第２インジェクタ３１，３２から燃料がシリ
ンダ２ａ内に、エンジン回転数及びメインバルブ２０の
開度（以下、スロットル弁開度と称す）により決められ
るタイミングで噴射される。
【００３９】ここで、本発明に係る燃料噴射装置及び燃
焼制御方法を図６、図１１乃至図２１に基づいて説明す
る。尚、図１１はスロットル弁開度（即ち、アクセル操
作量。以下同じ）とエンジン回転数によって区画される
燃焼領域（第１、第２及び第３領域）を示す図、図１２
は吸気ポート開口面積のスロットル弁開度とエンジン回
転数による制御特性を示す図、図１３は特定のエンジン
回転数（１５００ｒｐｍと４０００ｒｐｍ）におけるス
ロットル弁開度に対する吸気ポート開口面積の制御特性
を示す図、図１４は燃料噴射量のスロットル弁開度に対
する制御特性図、図１５及び図１６は燃料圧力のスロッ
トル弁開度に対する制御特性図、図１７、図１８、図１
９はそれぞれ第１、第２及び第３領域における燃料噴射
タイミングと点火タイミングをエンジン回転数をパラメ
ータとして示すタイミングチャート、図２０、図２１は
特定のエンジン回転数（１５００ｒｐｍと４０００ｒｐ
ｍ）における燃料噴射タイミングと点火タイミングをス
ロットル弁開度をパラメータとして示すタイミングチャ
ートである。
【００４０】本実施例においては、図１１に示すよう
に、スロットル弁開度α（つまり、エンジン負荷）とエ
ンジン回転数Ｎに応じて曲線ａ1 ，ａ2 によって燃焼領
域が第１、第２及び第３に区画されており、極低負荷域
である第１領域においては、第１インジェクタ３１のみ
から燃料が噴射されて成層燃焼が行なわれ、低負荷域で
ある第２領域においては、同じく第１インジェクタ３１
のみから燃料が噴射されて予混合燃焼が行なわれ、中・
高負荷である第３領域においては、第１及び第２インジ
ェクタ３１，３２の双方から燃料が噴射されて予混合燃
焼が行なわれる。
【００４１】尚、第１、第２及び第３領域を区画するメ
インバルブ２０の開度ａ1 ，ａ2 はエンジン回転数Ｎに
よって変化し、第１領域と第２領域を区画するスロット
ル弁開度ａ1 はエンジン回転数Ｎ＝１５００ｒｐｍ，４
０００ｒｐｍにおいてそれぞれａ1 ＝１５°，１８°と
なり、第２領域と第３領域を区画するスロットル弁開度
ａ2 はエンジン回転数Ｎ＝１５００ｒｐｍ，４０００ｒ
ｐｍにおいてそれぞれａ2 ＝２５°，３０°となる（図
１１参照）。
【００４２】而して、アクセル装置１９におけるアクセ
ルペダルの踏み込み量が小さく、スロットルワイヤー２
９によって回動せしめられる第１揺動片２７とメインバ
ルブ２０の回動角が小さいために、ポテンショメータ２
４によって検出されるスロットル弁開度αがそのときの
エンジン回転数Ｎによって決まる設定値ａ1 よりも小さ
な第１領域（α＜ａ1 ）においては、エンジン制御装置
５５は連結ロッド３０によりサブバルブ２１を駆動制御
するのではなく、モータ２６を駆動制御してサブバルブ
２１を図６に実線にて示すように矢印方向に回動せしめ
てこれを開くとともに、第１インジェクタ３１と点火時
期制御装置５３、調圧弁５８及び減圧弁５９を制御して
燃料室Ｓで混合気の成層燃焼を行わせる。
【００４３】従って、成層燃焼が実行される低負荷域に
おいては、アクセル装置１９のアクセルペダルを徐々に
踏み込むと、メインバルブ２０が徐々に開くとともに、
該メインバルブ２０の動作により直接駆動されることな
く、エンジン制御装置５５はメインバルブ２０の動作
（エンジン負荷）をポテンショメータ２４により読み取
り、この値に基づく所定の開度とするようポテンショメ
ータ２５によるフィードバックを掛けながらモータ２６
を制御する。そして、モータ２６の駆動制御によってサ
ブバルブ２１が開き、該サブバルブ２１の吸気ポート２
１ａの開口面積はスロットル弁開度αとエンジン回転数
Ｎによって図１２に示すように制御されるが、例えば、
エンジン回転数Ｎ＝１５００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍに
おいては、スロットル弁開度αの増加とともに図１２に
示す破線Ｌ、実線Ｍに沿ってそれぞれ増加する。尚、図
１２においては、Ｉｄはアイドリング点を示す。
【００４４】このように、成層燃焼が行われる第１領域
においては、サブバルブ２１を通しても新気が供給され
るため、一時的に多量の新気がシリンダ２ａでの掃気に
供され、掃気効率及び排ガス特性の改善が図られる。
【００４５】又、第１領域においては、エンジン制御装
置５５は第１インジェクタ３１のみを所定のタイミング
で所定時間だけ開く。ここで、エンジン回転数Ｎ＝１５
００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍにおける燃料噴射タイミン
グと点火タイミングがスロットル開度αをパラメータと
して図２０、図２１にそれぞれ示されるが、例えば、ス
ロットル開度α＝１２°における燃料噴射タイミングと
点火タイミングがエンジン回転数Ｎをパラメータとして
図１７に示される。図１７によれば、スロットル弁開度
α＝１２°、エンジン回転数Ｎ＝１５００ｒｐｍにおい
ては、クランク角θ＝３２８°（BTDC（上死点前）３２
°）において第１インジェクタ３１が開いて燃料噴射が
開始され、クランク角θ＝３５３°（BTDC７°）におい
て第１インジェクタ３１が閉じられて燃料噴射が終了す
る。
【００４６】ところで、燃料噴射量はスロットル弁開度
α（エンジン負荷）に対して図１４に示すように制御さ
れるが、第１領域においては、第２インジェクタ３２か
らの燃料噴射量は０に保たれ（図１４の直線ｆ2a参
照）、第１インジェクタ３１からの燃料噴射量は図１４
に直線ｆ1aにて示すようにスロットル弁開度αに比例し
て増大される。尚、図１７乃至図２１に示す燃料噴射タ
イミング及び点火タイミングに設定した実施例のもの
は、第１、第２及び第３の全領域においてスロットル弁
開度αが変化しても、第１及び第２インジェクタ３１，
３２の入口部圧力Ｐ1，Ｐ2 を一定同一とした場合のも
のである。これにより、減圧弁５９が不要となるととも
に、調圧弁５８のエンジン制御装置（ＥＣＵ）５５によ
る制御も不要となる。
【００４７】ここで、他の実施例としての図１５及び図
１６にスロットル弁開度αに対する燃料噴射圧力の制御
特性を示すが、図１５に示す例においては、エンジン制
御装置５５は調圧弁５８及び減圧弁５９を制御して第１
領域において第１、第２インジェクタ３１，３２の入口
部圧力Ｐ1 ，Ｐ2 をスロットル弁開度αに対して共に略
同一一定圧に保持している。又、図１６に示す例におい
ては、第１領域における第１、第２インジェクタ３１，
３２の入口部圧力Ｐ1 ，Ｐ2 は略同一のままスロットル
弁開度αに比例して増大するよう制御される。このよう
にスロットル弁開度αに比例して圧力Ｐ1 を増大させて
いるものにおいては、圧力の上昇と共に燃料噴射量も増
大するため、第１インジェクタ３１が開となるタイミン
グをその分遅らせる。これに連れて点火タイミングも遅
らせる。
【００４８】而して、第１インジェクタ３１からは所定
量の燃料が点火プラグ９の電極部９ａに向かって局所的
に噴射される。即ち、第１インジェクタ３１の前記噴射
口３３（図７参照）からは燃料が図２に示すように点火
プラグ９を指向して噴射されて噴射燃料流ｑ1 が形成さ
れ、前記３つの噴射口３４〜３６からは燃料が燃料室Ｓ
の点火プラグ９とピストン３間の中間領域を指向して噴
射されて噴射燃料流ｑ2 が形成される。この結果、点火
プラグ９の電極部９ａの周りに濃混合気が形成され、こ
の濃混合気が点火プラグ９によって所定のタイミング、
つまり、第１インジェクタ３１から噴射された噴射燃料
流ｑ1 ，ｑ2 の先端部が点火プラグ９の電極部９ａ近辺
に到達した時点（例えば、エンジン回転数Ｎ＝１５００
ｒｐｍ，４０００ｒｐｍにおいては、それぞれ図２０、
図２１のＥにて示すタイミング（第１インジェクタ３１
による寄る燃料噴射中）で点火されて着火し、成層燃焼
が行なわれる。尚、図１７に示すように、スロットル弁
開度α＝１２°、エンジン回転数Ｎ＝１５００ｒｐｍに
おいては、クランク角θ＝３３８°（BTDC２２°）±１
０°において点火される。
【００４９】ところで、第１領域においては、図１７に
示すように、点火プラグ９による点火タイミングＥ及び
燃料噴射開始タイミングＡを高速側に早くしているた
め、低負荷・高回転における失火が防がれる。尚、図１
７に示すグラフから読み取れる各エンジン回転数におけ
るインジェクタ開のタイミングのズレにはそれぞれ±１
０°程度が許容される。即ち、図中のＡ線を中心として
±１０°の範囲域を通るのであれば、第１インジェクタ
３１が開となるタイイミング線は図中のＡ線より傾きが
異なっても、湾曲しても良い。ＡのタイミングとＥのタ
イミングの差は時間的にはエンジン回転数に拘らず一定
に設定される。これは、燃料噴射圧がエンジン回転数を
パラメータとしていないためである。
【００５０】次に、アクセル操作量が増大してスロット
ル弁開度αが設定値ａ1 を超えると（α＞ａ1 ）、燃焼
領域は第２領域に移行し、このとき、エンジン制御装置
５５はモータ２６の駆動制御を解除するため、サブバル
ブ２１は第２揺動片２８に形成されたガイド溝２８ａの
端部が連結ロッド３０の端部３０ｂに当接するまで閉じ
方向に急速に回動する。この結果、図１２及び図１３に
示すように、サブバルブ２１の吸気ポート２１ａの開口
面積は急激に減少し、それ以後、アクセルペダルの踏み
込みによってスロットル弁開度αが増加すると、第２揺
動片２８は連結ロッド３０により駆動されて第１揺動片
２７の回動に連動する。これによって、サブバルブ２１
はメインバルブ２０と一体的に開き方向に回動し、両バ
ルブ２０，２１の吸気ポート２０ａ，２１ａの開口面積
の和は図１３の鎖線Ｋに沿って増加する。尚、図１３に
おいて破線Ｊはメインバルブ２０の吸気ポート２０ａの
開口面積を示し、斜線を付す領域は第１領域（成層燃焼
領域）を示す。
【００５１】又、第２領域においては、エンジン制御装
置５５は第１インジェクタ３１のみを所定のタイミング
で所定時間だけ開く。ここで、エンジン回転数Ｎ＝１５
００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍにおける燃料噴射タイミン
グと点火タイミングがスロットル弁開度αをパラメータ
として図２０、図２１にそれぞれ示されるが、例えばス
ロットル弁開度α＝１５°における燃料噴射タイミング
と点火タイミングがエンジン回転数Ｎをパラメータとし
て図１８に示される。図１８によれば、スロットル開度
α＝１５°、エンジン回転数Ｎ＝２０００ｒｐｍにおい
ては、クランク角θ＝２０１°（BTDC１５９°）におい
て第１インジェクタ３１が開いて燃料噴射が開始され、
クランク角θ＝２６５°（BTDC９５°）において第１イ
ンジェクタ３１が閉じられて燃料噴射が終了する。
【００５２】ところで、燃料噴射量はスロットル弁開度
α（エンジン負荷）に対して図１４に示すように制御さ
れるが、第２領域においても、第２インジェクタ３２か
らの燃料噴射量は０に保たれ（図１４の線ｆ2a参照）、
第１インジェクタ３１からの燃料噴射量は図１４に線ｆ
1aにて示すようにスロットル弁開度αに比例して増大さ
れる。
【００５３】尚、図１４はエンジン回転数Ｎ＝１５００
ｒｐｍにおける燃料噴射量の制御特性を示すが、本実施
例においては、燃料噴射量はエンジン回転数Ｎによらず
スロットル弁開度αが一定であれば一定としている。但
し、エンジン回転数Ｎが変化すれば前記設定値ａ2 と共
に第２領域から第３領域に移行するスロットル弁開度α
の設定値ａ2 が変化する（例えば、エンジン回転数Ｎ＝
１５００ｒｐｍにおいては設定値ａ2 ＝２５°、Ｎ＝４
０００ｒｐｍにおいてはα2 ＝３０°となる）ため、例
えば、エンジン回転数Ｎが１５００ｒｐｍ＜Ｎ＜４００
０ｒｐｍであるときの燃料噴射量は図１４において線ｆ
1aを延長した線ｆ1cに沿って制御される。全ての運転状
態において、第１及び第２インジェクタ３１，３２から
の燃料噴射量の合計は、図１３に示される吸気ポート開
口面積及びエンジン回転数により主に定まる吸入空気量
を略一定の可燃空燃比で除した値となる。即ち、図１４
において、線ｆ1a，ｆ1a’，ｆ1b，ｆ1b’，ｆ1c，
ｆ2b，ｆ2b’は便宜上直線で示したものである。
【００５４】ここで、他の実施例としての図１５及び図
１６にスロットル弁開度αに対する燃料噴射圧力の制御
特性を示すが、第２領域における第１及び第２インジェ
クタ３１，３２の入口部圧力Ｐ1 ，Ｐ2 は第１領域にお
けると同様に制御される。
【００５５】而して、第２領域においては第１インジェ
クタ３１から所定量の燃料が点火プラグ９の電極部９ａ
に向かって局所的に噴射されるが、このとき、図２０及
び図２１においてＥにて示すように、点火プラグ９によ
る混合気への点火は第１インジェクタ３１が閉じて所定
時間が経過した後に行なわれるため、シリンダ２ａ内に
は燃料の十分な拡散によって均一な混合気が形成され、
この混合気が着火燃焼せしめられて予混合燃焼が行なわ
れる。尚、図１８に示すように、スロットル弁開度α＝
２０°、エンジン回転数Ｎ＝２０００ｒｐｍにおいて
は、クランク角θ＝３２６°（BTDC３４°）において点
火される。
【００５６】そして、アクセル操作量が更に増大してス
ロットル弁開度αが設定値ａ2 を超えると（α＞ａ
2 ）、燃焼領域は第３領域に移行し、この第３領域にお
いても、吸気ポート２０ａ，２０ｂの開口面積の和は、
スロットル弁開度αとエンジン回転数Ｎによって図１２
に示すように、（図１３に示す鎖線Ｋに沿って）制御さ
れる。
【００５７】又、第３領域においては、エンジン制御装
置５５は第１インジェクタ３１と第２インジェクタ３２
の双方を所定のタイミングで所定時間だけ開く。ここ
で、エンジン回転数Ｎ＝１５００ｒｐｍ，４０００ｒｐ
ｍにおける燃料噴射タイミングと点火タイミングがスロ
ットル弁開度αをパラメータとして図２０、図２１にそ
れぞれ示されるが、例えばスロットル弁開度α＝７０°
における燃料噴射タイミングと点火タイミングがエンジ
ン回転数Ｎをパラメータとして図１９に示される。図１
９によれば、スロットル開度α＝７０°、エンジン回転
数Ｎ＝４０００ｒｐｍにおいては、クランク角θ＝１９
９°（BTDC１６１°）において第１インジェクタ３１が
開き、クランク角θ＝１６９°（BTDC１９１°）におい
て第２インジェクタ３２が開いて燃料噴射が開始され、
クランク角θ＝３０９°（BTDC５１°）において第１イ
ンジェクタ３１が閉じ、クランク角θ＝２４０°（BTDC
１２０°）において第２インジェクタ３２が閉じて燃料
噴射が終了する。
【００５８】ところで、第１、第２インジェクタ３１，
３２からの燃料噴射量はスロットル弁開度α（エンジン
負荷）に対して図１４に示すように制御されるが、第３
領域においては、第１、第２インジェクタ３１，３２か
らの燃料噴射量は、図１４に直線ｆ1b，ｆ2bにそれぞれ
示すように、スロットル弁開度αに比例して増大され
る。尚、図１４に斜線ｆ1a’，ｆ1b’，ｆ2a’，ｆ2b’
にて示すように、燃料噴射量を増量しても良い。
【００５９】ここで、他の実施例としての図１５及び図
１６にスロットル弁開度αに対する燃料噴射圧力の制御
特性を示すが、図１５に示す例においては、エンジン制
御装置５５は調圧弁５８及び減圧弁５９を制御して第３
領域において第１インジェクタ３１の入口部圧力Ｐ1 を
スロットル弁開度αに対して一定に保つ一方、第２イン
ジェクタ３２の入口部圧力Ｐ2 をスロットル弁開度αに
比例して増大させている。又、図１６に示す例において
は、第３領域における第１インジェクタ３１の入口部圧
力Ｐ1 をスロットル弁開度αに比例して連続的に増大さ
せる一方、第２インジェクタ３１の入口部圧力Ｐ2 をス
ロットル弁開度αの増大と共に段階的に高めている。こ
のようにスロットル弁開度αに比例して圧力Ｐ1 ，Ｐ2
を増大させるものでは、前述のように第１インジェクタ
３１が開となるタイミングのみでなく、第２インジェク
タ３２が開となるタイミングをその分遅らせる。
【００６０】而して、第１インジェクタ３１からは所定
量の燃料が点火プラグ９の電極部９ａに向かって局所的
に噴射されると同時に、第２インジェクタ３２からも所
定量の燃料がシリンダ２ａ内に噴射される。
【００６１】ここで、第２インジェクタ３２から噴射さ
れる燃料の噴霧の挙動を第２乃至図４に従って説明す
る。
【００６２】掃気行程においては、前述のように前のサ
イクルでクランク室７に導入されてピストン３で圧縮さ
れた新気が主掃気ポート１０，１１と補助掃気ポート１
２を経てシリンダ２ａ内に流入し、シリンダ２ａ内に残
留する排気ガスは新気によって排気ポート１３からシリ
ンダ２ａ外へ押し出されて排出される。このとき、主掃
気ポート１０，１１からシリンダ２ａ内に流入する新気
は、図３に示すように、排気ポート１３と同一高さの略
水平面内で排気ポート１３に向かう掃気流ｑ3となって
シリンダ２ａ内に残留する排気ガスを素早く排気ポート
１３へと押し出す。
【００６３】一方、排気ポート１３に対向する補助掃気
ポート１２からシリンダ２ａ内に流入する新気は、図２
に示すように、燃焼室Ｓを指向する上向きの対向掃気流
ｑ4となってシリンダ２ａ内を旋回するため、該新気が
排気ポート１３へ排出されるまでの時間は主掃気ポート
１１，１２から流入する新気のそれに比して長くなる。
【００６４】而して、本実施例では、前述のように第２
インジェクタ３２から噴出される燃料の噴霧はシリンダ
２ａ内の上方を指向する前記対向掃気流ｑ4 に乗ってシ
リンダ２ａ内を旋回し、長い距離を移動するため、燃料
は排気ポート１３に吹き抜けにくく、シリンダ２内で十
分拡散される。そして、ピストン３が上死点近くに達す
ると、点火プラグ９の花火によって燃焼室Ｓ内の十分拡
散された可燃混合気が着火燃焼せしめられ（エンジン回
転数Ｎ＝１５００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍにおける点火
タイミングは、それぞれ図２０、図２１においてＥにて
示される）、所謂予混合燃焼が行なわれるが、前述のよ
うに燃料の排気ポート１３への吹き抜けが抑えられるた
め、所定燃料量当りのエンジン出力の向上、即ち、燃費
の向上と排ガス特性の改善等が図られる。尚、図１９に
示すように、スロットル弁開度α＝７０°、エンジン回
転数Ｎ＝４０００ｒｐｍにおいては、クランク角θ＝３
４４°（BTDC１６°）において点火がなされる。
【００６５】ところで、図１７乃至図２１において、Ｆ
は第２インジェクタ３２の噴射口３７，３８（図１０参
照）がシリンダ２ａ内に露出するタイミングを、Ｇは第
２インジェクタ３２の噴射口３７，３８がピストン３に
よって覆われるタイミングをそれぞれ示す。
【００６６】以上のように、スロットル弁開度αとエン
ジン回転数Ｎに応じて決定される第１領域での混合気の
成層燃焼或は第２又は第３領域での混合気の予混合燃焼
による爆発力によってピストン３が上死点を過ぎて下降
すると、クランク室７内に導入された新気はピストン３
によって圧縮され、圧縮された新気は次のサイクルにお
ける掃気及び混合気形成に供される。そして、ピストン
３が下死点近くまで下降すると、先ず、排気ポート１３
が開き、混合気の燃焼によって生じた排気ガスが排気ポ
ート１３から排出される。その後、続いて主掃気ポート
１０，１１と補助掃気ポート１２が開くと、クランク室
７内で圧縮された新気は、主掃気ポート１０，１１と補
助掃気ポート１２からシリンダ２ａ内に流入して前記掃
気作用を行なう。
【００６７】以後、上述と同様の作動が繰り返されて２
サイクルエンジン１は連続的に運転される。
【００６８】以上において、本実施例では、図１４に示
すように、第１インジェクタ３１についても第２インジ
ェクタ３２と同様に、燃料噴射量をスロットル弁開度α
（エンジン負荷）に比例して増大させるようにしたた
め、第２インジェクタ３２のエンジン負荷に対する燃料
噴射量の変化率が緩和され、高速・高回転域においても
必要十分な量の燃料をシリンダ２ａにエンジン毎のバラ
ツキを大きくすることなく供給してエンジン性能のバラ
ツキを所定内に収めることができる。
【００６９】又、本実施例では、第２インジェクタ３２
を補助掃気ポート１２の上方近傍に配置したため、該第
２インジェクタ３２からの噴射燃料流を対向掃気流ｑ4
に乗せてシリンダ２ａ内に供給することができ、シリン
ダ２ａ内で燃料を均一に拡散させて確実な予混合燃焼を
実現させることができ、異常燃焼の発生を防ぐことがで
きる。
【００７０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、第１及び第２インジェクタを備え、第２インジ
ェクタを掃気ポートの上方近傍に配置して成る２サイク
ルエンジンの燃料噴射装置において、前記第１及び第２
インジェクタの各燃料噴射量をエンジン負荷に応じて増
減させるようにしたため、混合気の異常燃焼を防ぐとと
もに、高速・高負荷域においても必要十分な量の燃料を
エンジン毎のバラツキを大きくすることなく供給するこ
とができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射装置を備える２サイクル
エンジンの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る燃料噴射装置を備える２サイクル
エンジンの内部構造を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る燃料噴射装置を備える２サイクル
エンジンのシリンダ部の模式的平断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】空気量調整装置の作用説明図である。
【図７】図２のＣ部拡大断面図である。
【図８】図７の矢視Ｄ方向の図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０】図２のＦ部拡大詳細図である。
【図１１】スロットル弁開度とエンジン回転数によって
区画される燃焼領域（第１、第２及び第３領域）を示す
図である。
【図１２】吸気ポート開口面積のスロットル弁開度とエ
ンジン回転数による制御特性を示す図である。
【図１３】特定のエンジン回転数（１５００ｒｐｍと４
０００ｒｐｍ）におけるスロットル弁開度に対する吸気
ポート開口面積の制御特性を示す図である。
【図１４】燃料噴射量のスロットル弁開度に対する制御
特性図である。
【図１５】燃料圧力のスロットル弁開度に対する制御特
性図である。
【図１６】燃料圧力のスロットル弁開度に対する制御特
性図である。
【図１７】第１領域における燃料噴射タイミングと点火
タイミングをエンジン回転数をパラメータとして示すタ
イミングチャートである。
【図１８】第２領域における燃料噴射タイミングと点火
タイミングをエンジン回転数をパラメータとして示すタ
イミングチャートである。
【図１９】第３領域における燃料噴射タイミングと点火
タイミングをエンジン回転数をパラメータとして示すタ
イミングチャートである。
【図２０】特定のエンジン回転数（１５００ｒｐｍ）に
おける燃料噴射タイミングと点火タイミングをスロット
ル弁開度をパラメータとして示すタイミングチャートで
ある。
【図２１】特定のエンジン回転数（４０００ｒｐｍ）に
おける燃料噴射タイミングと点火タイミングをスロット
ル弁開度をパラメータとして示すタイミングチャートで
ある。
【図２２】従来の燃料噴射装置を備える２サイクルエン
ジンの部分断面図である。
【符号の説明】
１ ２サイクルエンジン ９ 点火プラグ １０，１１ 主掃気ポート １２ 補助掃気ポート ３１ 第１インジェクタ ３２ 第２インジェクタ ５５ エンジン制御装置（制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── 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 69/10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１及び第２インジェクタを備え、第２
    インジェクタを掃気ポートの上方近傍に配置して成る２
    サイクルエンジンの燃料噴射装置において、前記第１及
    び第２インジェクタの各燃料噴射量をエンジン負荷に応
    じて増減させることを特徴とする２サイクルエンジンの
    燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】 前記第１インジェクタは全負荷域におい
    て点火プラグを指向して燃料を噴射し、所定値未満の負
    荷域においては第１インジェクタからのみ燃料を噴射
    し、所定値以上の負荷域においては第１及び第２インジ
    ェクタの双方から燃料を噴射することを特徴とする請求
    項１記載の燃料噴射装置。噴射装置。
JP6230090A 1994-09-26 1994-09-26 ２サイクルエンジンの燃料噴射装置 Pending JPH0893600A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3015679A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Winterthur Gas & Diesel AG Gaszuführsystem und zylinder für eine hubkolbenbrennkraftmaschine, hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie verfahren zum betreiben einer hubkolbenbrennkraftmaschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3015679A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Winterthur Gas & Diesel AG Gaszuführsystem und zylinder für eine hubkolbenbrennkraftmaschine, hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie verfahren zum betreiben einer hubkolbenbrennkraftmaschine

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