JPS61291765A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧縮点火機関にガバナ装置と共に用いる燃
料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

近年では、はとんどの圧縮点火機関の燃料噴射方式とし
て燃料のみを高圧縮してシリンダ内に噴射する無気噴射
方式（Ａｉｒｌｅｓｓ　１ｎｊｅｃｔｉｏｎＬｙｐｅ）
が採用されている。この方式では燃料噴射時の霧化と燃
焼状態を良くするために高圧噴射が必要であり、各種の
インジェクションポンプや噴射ノズルが用いられる。そ
して、エンジン調速のための燃料吐出■調節手段をイン
ジェクションポンプに備え、これをガバナ装置で制御す
るのが一般的となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、燃料の高圧縮を行い、かつ、燃料吐出量調節を
行うためのインジェクションポンプは極め”ζ高精度で
複雑な機構となり、コストの高いものにならざるを得な
かった。

本発明は、このような点に着目してなされたものであっ
て、ガバナ装置によって燃料制御が容易に行える燃料噴
射装置を、構造簡単で、高精度の部品も少なく、かつ安
価に製作できるものとして提供しようとしたものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明が採用した特徴構造は
、エンジン回転に同調して駆動されるプランジャの復帰
行程でプランジャ室に空気を吸入させるよう構成すると
ともに、プランジャ室への空気取入れ用の通路に、ガバ
ナ装置によって開度調節される燃料制御弁を介して燃料
流入口を連通接続し、プランジャ室への空気吸入に伴っ
て燃料が吸入空気中に霧化混合されるよう構成し、プラ
ンジャの進出作動によって圧縮された混合気を噴射孔を
介して、シリンダ内の圧縮吸気中に噴出させるよう構成
してある点にある。

〔作　用〕

上記構成によると、プランジャ室への空気の急速吸入に
伴って燃料制御弁の開度に応じた量の燃料が吸入空気に
吸入混合されることによって燃料の霧化が行われる。プ
ランジャ室の混合気はプランジャの圧縮作動に伴ワて高
圧になるとともに圧縮熱によって昇温される。そして、
圧縮された高温となったシリンダ内空気中に高圧高温の
混合気が直接噴射される。

〔発明の効果〕

本発明による燃料噴射装置は以上のように構成され、作
用するものであるから次のような効果をもたらす。

■　プランジャ室への吸気中に燃料制御弁から燃料を供
給混合するので、この燃料調節が低圧下で行われること
となり、高圧下で燃料調節を行う従来の燃料噴射装置に
必要な複雑な機構や高精度の部品はあまり必要とせす、
例えばニードル弁のような単純な燃料制御弁で容易に燃
料制御が行えるようになった。

■　構造が簡単で高精度の部品が少ないため、故障が生
じに＜＜、かつ、安価に製作できる。

又、本発明では混合気をプランジャで圧縮して噴射する
ので次のような効果が発揮される。

■　燃料を空気と共にプランジャ室に急速に吸入される
ので高圧を要することなく燃料霧化が良好に行われる。

■　プランジャ室の混合気を圧縮して高圧高温にするの
で、噴射時に燃料霧化による気化潜熱を予め補うことが
でき、圧縮比を特に大きくしなくても確実円滑な始動を
行うことができる。

■　プランジャ室で高圧高温に圧縮した混合気をエンジ
ン燃焼室に噴射するので、良好な燃焼状態が得やすく、
ディーゼルノックや煙の発生が減少する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を例示図に基づいて説明する。

第１図にエンジンの全体縦断側面が、第２図にその縦断
正面が示される。このエンジンの本体ケース（１）は、
出力側となる前ケース（１ａ）と、ヘッド側となる後ケ
ース（１ｂ）をボルト接合した二つ割り構造に構成され
、この前後ケース（ｌａ）。

（１ｂ）にベアリング（２）　、　（２）を介してシリ
ンダケース（３）が回動自在に水平支承されている。

前記シリンダケース（３）は、前記ベアリング（２）　
、　（２）に支承される前後の筒軸ケース（４）　、　
（５）と、その中間に挟持連結される中間ケース（６）
とからなり、この中間ケース（６）に、シリンダケース
（３）の回動輪心（Ｐ）と直交する軸心を有する貫通形
のシリンダ（７）が形成されている。

シリンダ（７）には一対のピストン（８）　、　（８）
が対向して内嵌され、各ピストン（８）のスカート部に
、鋼球（中実もしくは中空）（９）が部分球殻法のベア
リングメタル（１０）を介して回動自在に装着され、か
つ、ストッパーリング（１１）で抜止め支持されている
。

前記本体ケース（１）の前後ケース（ｌａ）　、　（ｌ
ｂ）の間にはカム板（１２）が共締め固定されていて、
このカム板（１２）の中央に形成した長円形のカム孔（
工３）に前記両ピストン（８）　、　（８）の鋼球（９
）　、　（９）が内接するよう構成され、シリンダケー
ス（３）の１回転に対して各ピストン（８）が２回往復
運動するようになっている。

前記シリンダ（７）の後端面は後ケース（１ｂ）の中央
に形成したヘッド部（１４）にシリンダケース軸心方向
に摺接するよう構成され、このシリンダ後端面にシリン
ダケース回動軸心（Ｐ）と偏心した１個の吸排気口（１
５）が形成されている。又、前記ヘッド部（１４）の摺
接面には、前記吸排気口（１５）の移動方向に沿って所
定角度位相をもって、排気孔（１６）、吸気孔（１７）
及び燃料噴射孔（１８）が設けられ、シリンダケース（
３）の回転を伴って前記吸排気口（１５）が前記俳吸気
孔（１６）　、　（１７）及び噴射孔（１８）に順次適
当タイミングで連通されて、排気−吸気一圧縮一爆発膨
張の４サイクルを行って、シリンダケース（３）が一定
方向（Ａ）に連続回転駆動されるようになっている。

そして、このシリンダ（３）の回転出力が、前記前部筒
軸ケース（４）の外端に取付けたプーリ（１９）、もし
くは軸端スプライン孔（２０）に嵌入止着したＰＴＯ軸
（図示せず）から取出されるようになっている。

又、前部筒軸ケース（４）の軸端には前記出力プーリ（
１９）と共線めでファン（２１）が取付けられ、後部筒
軸ケース（５）の後部中央に形成した開口（２２）から
取入れた外気を、シリンダ（７）の周囲のリブ（２３）
部間に形成した冷却風通路（２４）を通したのち、前部
筒軸ケース（４）の前端周部に設けた排出口（２５）か
ら吸引排出して、前記ヘッド部（１４）及びシリンダ（
７）の冷却を行うよう構成されている。

前記ヘッド部（１４）の外側部には、前記排気孔（１６
）に連通ずるマフラー（２６）、吸気孔（１７）に連通
ずるエヤークリーナ（２７）が夫々接続されるとともに
、図外燃料タンクに配管接続される燃料流入口（２８）
が設けられ、これら吸気孔（１７）と燃料流入口（２８
）とが以下に説明する燃料噴射装置に接続されている。

燃料噴射装置の詳細が第３図に示されている。

つまり、ヘッド部（１４）の内部にはプランジャ式のポ
ンプケーシング（２９）が埋設固定され、その先端に前
記噴射孔（１８）が形成されている。このポンプケーシ
ング（２９）内には、ロッカーアーム（３０）によって
前後に進退駆動され、バネ（３１）によって後退復帰付
勢されたプランジャ（３２）が内嵌されている。ポンプ
ケーシング（２９）内に形成されたプランジャ室（３３
）の周部には、プランジャ（３２）が後退したときに開
口される小孔（３４）群が形成され、この小孔（３４）
群が環状溝（３５）及び通路（３６）を介して前記吸気
孔（１７）に連通接続されている。

そして、前記吸気系通路（３６）中に開度調節される燃
料制御弁（３７）が臨設されている。この燃料制御弁（
３７）は、シリンダケース（３）の回動輪心（Ｐ）上に
位置させＣ６７１部（１４）に埋設した固定スリーブ（
３８）と、これに対して前記軸心（Ｐ）に沿って前後動
するテーパー状のニードルｇ（３９）とからなり、前記
燃料流入口（２８）が流路（４ｏ）、環状溝（４１）及
び連通孔（４２）を介してスリーブ（３８）内に連通さ
れ、ニードル（３９）の進退によってスリーブ（３８）
とニードル（３９）との間の間隔開度が調節されること
で、吸気系の通路（３６）への燃料流入量が調節される
ようになっている。

前記ニードル（３９）は機械式ガバナによって進退制御
されるよう構成されている。このガバナは、前記ニード
ル（３９）を制御弁（３７）の開度を大きくする方向に
押圧するガバナスプリング（４３）と、ニードル（３９
）を制御弁開度を小さくする方向に押圧するガバナフォ
ースを発生させるガバナウェイト（４４）からなり、ガ
バナスプリング（４３）の後端を受けるバネ受はロンド
（４５）を調速アーム（４６）で進退調節することによ
って、速度設定を行えるよう構成されている。尚、調速
アーム（４６）はレリーズウィヤ（４７）で図外の調速
レバーに連係されている。

前記ガバナウェイト（４４）は、シリンダケース（３）
の後端部に回動輪心（Ｐ）と偏心して形成された凹部（
４８）内に収容され１、シリンダケース（３）にネジ込
み固定したブラケット（４９）に対して揺動自在に枢支
されている。そして、このガバナウェイト（４４）から
連設したアーム（４４ａ）が、前記ニードル（３９）か
ら連設のブツシュロッド（３９ａ）の先端に接当され、
ガバナウェイＩ−（４４）の遠心力（ガバナフォース）
がニードル（３９）に伝えられるようになっている。

前記プランジャ駆動用のロッカーアーム（３０）はへラ
ドカバー（５０）に一体形成した球支点（５１）に支持
され、アーム（５１）の一端が、ブツシュロッド（５２
）を介してベルクランク（５３）の一端に連結され、更
に、このベルクランク（５３）の他端が後部筒軸ケース
（５）に一体形成したカム（５４）の外周にボール（５
５）を介して接当され、シリンダケース（３）の一回転
に対してプランジャ（３２）が１往復駆動されるように
なっている。尚、ロッカーアーム（３０）のプランジャ
側先端は、プランジャ（３２）の後端に打込み固定した
接当片（５６）の凹入部（５７）に係入され、これによ
ってロッカーアーム（３０）の横振れが阻止されている
。

本発明に係るエンジンは以上のように構成されたもので
あり、次にその作動について説明する。

前記シリンダケース（３）は第５図において時計回りに
回動されるものであり、吸排気口（１５）が排気孔（１
６）と重複するとともに両ピストン（８）。

（８）が接近移動して排気が行われたのち、吸排気口（
１５）が吸気孔（１７）と重複しつつ両ピストン（８）
　、　（８）が遠心力で互いに離間移動することによっ
てシリンダ（７）′内に空気が取入れられ、引続き吸気
の圧縮行程に入る。

そして、この吸気圧縮行程が終了するまでにプランジャ
（３２）が１回後退前進駆動され、バネ（３１）を介し
てのプランジャ（３２）の後退によりプランジャ室（３
３）に空気が急速に吸入されるとともに、このとき連通
路（３６）に発生する負圧によって制御弁（３７）から
燃料が吸引されて空気に霧化しながら混合される。この
ようにして形成された混合気は小孔（３４）群を介して
プランジャ室（３３）に流入し、このとき更に燃料の霧
化が促進される。そして、プランジャ（３２）の強制進
出によってプランジャ室（３３）内の一定量の混合気は
圧縮され、高圧高温の混合気となる。

この混合気圧縮終了の後に、吸気圧縮行程を終えたシリ
ンダケース（３）の吸排気口（１５）が噴射孔（１８）
に重複しかかり、プランジャ室（３３）の高圧高温の混
合気が、シリンダ（７）内の高温圧縮空気中に噴出され
、爆発膨張行程に移る。この爆発膨張行程の間は、プラ
ンジャ（３２）は進出（圧縮）終端位置に保持され、燃
焼ガスのプランジャ室（３３）内への流入が阻止された
状態に維持される。

そして、爆発膨張行程に引続いて前記排気行程に移り、
以下このサイクルを繰返す。

前記シリンダ（７）が吸気の圧縮行程、及び爆発膨張行
程にあるときの、吸排気口（１５）とヘッド部（１４）
との摺接部位での気密性を高めるために、前記吸排気口
（１５）の口縁段部にシールリング（５８）付きのスラ
ストリング（５９）を嵌入し、シリンダ（７）内圧をス
ラストリング（５９）の前部間隙（６０）に作用させる
ことでスラストリング（５９）をヘッド部（１４）に密
着させるよう構成されている。

又１．ヘッド部（１４）の端面には、前記吸排気口（１
５）からもれ出たガスを回収する環状溝（６１）が形成
されるとともに、この溝（６１）の一部が通路（６２）
を介して前記吸気孔（１７）に連通され、もって、溝（
６１）に回収したガスを吸気とともにシリンダ（７）に
戻すように構成されている。

尚、前記本体ケース（１）内には潤滑油が貯留され、各
種摺動及び転動部の潤滑が行われる。

〔別実施例〕

■　本発明に係る燃料噴射装置は、上記したシリンダケ
ース（３）回動型のエンジンのみならず、一般の吸排気
弁付きのディーゼルエンジンの燃料噴射装置としても利
用可能である。

■　燃料制御弁（３７）としては、上記ニードル弁構造
に、ブツシュロッド（３９ａ）のシフトによってスリッ
トの開度を調節する形態のもの、などを任意に利用でき
る。

■　又、燃料制御弁（３７）を燃料液面の調節によって
燃料流量が変化する形態のものにして実施することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの縦断側面図、第２図は
縦断正面図、第３図は燃料噴射装置部分の拡大断面図、
第４図はヘッド側からの正面図、第５図はヘッド部を縦
断した正面図。 （７）・・・・・・シリンダ、（１８）・・・・・・噴
射ノズル、（２Ｂ）・・・・・・燃料流入口、（３２）
・・・・・・プランジャ、（３３）・・・・・・プラン
ジャ室、（３６）・・・・・・通路、（３７）・・・・
・・燃料制御弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの回転に同調して駆動されるプランジャ
   （３２）の復帰行程でプランジャ室（３３）に空気を吸
   入させるよう構成するとともに、プランジャ室（３３）
   への空気取入れ用の通路（３６）に、ガバナ装置によっ
   て開度調節される燃料制御弁（３７）を介して燃料流入
   口（２８）を連通接続し、プランジャ室（３３）への空
   気吸入に伴って燃料が吸入空気中に霧化混合されるよう
   構成し、プランジャ（３２）の進出作動によって圧縮さ
   せた混合気を噴射孔（１８）を介して、シリンダ（７）
   内の圧縮吸気中に噴出させるよう構成してあるエンジン
   の燃料噴射装置。
2. （２）前記燃料制御弁（３７）が、ニードル（３９）の
   進退によって開度調節されるよう構成され、前記空気取
   入れ用の通路（３６）に臨設されたものである特許請求
   の範囲第（１）項に記載の燃料噴射装置。