JPS6293481A - 機関への燃料供給方法 - 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〕 本発明は内燃機関の燃焼室への燃料供給に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

圧縮ガスにより機関燃焼室または空気吸入系統に燃料が
噴射される燃料噴射方式は既に提案されている。そのよ
うな方式の例は本発明者等のオーストラリヤ特許出願第
３２１３２／８４号である。

前記例において燃料はガス、好ましくは空気によって加
圧される計画室と称するものに供給され、前記計画室は
噴射ノズルの開放により）燃焼室または空気吸入方式と
選択的に連通ずる。燃料は燃料−ガス況合物噴霧と【７
てノズルを通って燃焼室、または燃焼室に向かう空気流
に１１６射される。

前記方式において噴射ノズルを通る、燃料フラックスと
称する燃寧、１の流量は、噴射ノズルの流れ面積、ノズ
ルを横切る際の圧力降下、およびノズルから押出される
混合物の空燃比によって制御される。

前記特許出願に記載された噴射方式の場合、噴射ノズル
を通る燃料の流量は噴射ノズルが開くとき急速に１胃し
、計量された燃料が＝１画室からほとんど排出するまで
全体的に一定のままで、ついで計画室に燃料がなくなる
とき低下する。

機関排気ガスの中の有害成分を制御するための努力が成
されたとき、燃焼室内の燃料分布の制御が有効であるこ
とが分った。この制御の達成するため提案された一方向
はシリンダの吸入ポートに対応して流れ指向装置を設け
、所望のガス流をシリンダ内に吸入し、その中に燃料を
Ｉへ射することである。吸入ポートに設けられた流れ指
向装置は当然空気流に対する障害物となり、その結果容
積効率に対して悪影響を及ぼす。さらに流れ指向装置ｉ
％′は製造の困難さと付加的経費をもたらす。

従来の提案には燃焼室の軸線方向に成る程度の燃料の層
状化を生ぜしめるため、サイクル毎に多数同燃料供給を
行って内燃機関を運転することがあった。ライツキ−外
の外国特許第 一３１５４０５９号でなされた提案は、設けられた各噴
射器か空気吸入方式にそして燃焼室に直接計量された燃
料を供給することである。さらに燃焼室への直接噴射を
二以−１−のパルスに分割することが提案されている。

しかしながらこの提案は、燃料層状化に対する重要な要
件として、燃焼室内の装入ガス中に旋回運動を導入する
ことも必要である。また流体燃料は直接噴射器によって
燃焼室に単一の流体として供給され、燃料はガス中に捕
捉されず、多数の燃料パルスを生ずるため液体燃料管内
の共振状態を利用している。

二つの別の燃料；１＾射器を機関のサイクル毎に作動す
る提案かシムコの米国特ン１第４４４６８３Ｆ１号にお
いてなされ、最＞１Ｊの噴射は導入行程の川めに発生し
、２番「１の噴射は圧縮行程が終る直前に発生する。こ
のＩに案はとくにメタノールのような高潜熱燃料によっ
て運転する機関をとくに目標としており、燃料の大部分
は吸入行程の最初に噴射されて点火前の燃料の蒸発のた
めの十分な熱および時間が与えられる。２番目の噴射は
点火のときに点火プラグに濃い燃料混合物を得るためで
ある。

公知のしかし本発明に直接関係があるとは考えられない
、機関のサイクル当たり数回燃料噴射することに関する
他の従来の米国特許には；ロイド特許第４１８７８２５
号、エラカート特許第４０２２１６５号、アラヤ外の特
許第 ３７２２４ＣｊＣＪ号、アイザット特許第３２１、６４
０７号および第”３４３Ｑ６’５５号がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は機関燃焼室における燃料分布を制御する
ように機関に燃料を供給して燃焼効率を＝　　８　− 改善する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕この目的に
対し、本発明は計量された燃料をガス体に導入して燃料
−ガス混合物を形成することと、前記燃料−ガス混合物
を機関サイクルに対して一定の時間関係で機関に供給す
ることと、ガスに対する燃料の導入を制御して点火の際
機関の燃焼室に予定の燃料分布を生ぜしめることから成
る、機関に燃料を供給する方法を提供するものである。

予定の燃料分布には装入物の点火が開始される燃焼室の
部分に濃い燃料混合物が含まれることが好ましい。便宜
上燃料分布は燃焼装入物が燃焼室のシリンダヘッド端に
おいて濃い燃料であり、シリンダヘッドからの距離が大
きくなるにつれて燃料濃度か減少するようなものである
。この燃料分布は燃焼室における軸方向燃料層状化と考
えることができる。

燃料を機関に輸送するガス中への燃料導入量の制御は、
機関に対して燃料−ガス混合物が流入す　・る前および
／または流入中、機関燃焼室における所要の燃料分布を
得るようになされる。一実施例において燃料は空気を装
入された計画室に導入され、計画室は機関の吸入マニホ
ルドまたは燃焼室に選択的に連通さイする。燃事゛１の
計量された全Ｍの一部が計画室と吸入マニホルドまたは
燃焼室との連通が確実になる前に計画室に導入され、残
りの燃料は期間の選択された部分にＩ−４って計画室に
導入されその間計画室と燃焼室または吸入マニホルドと
の間が連通ｔ７ている。

各期間中に導入される燃料　ｍは点火の際に燃焼室内に
所望の燃料分布を達成するように調節することができる
。とくに、旧画室にそこからの排出が始まった後に燃料
を導入することは点火が生ずるシリンダヘッド付近の燃
料を濃くするための継続した制御に対【７て便利である
。

燃焼室における燃料分布を制御する別の手段は燃料−空
気混合物が燃焼室またはマニホルドに供給されるポート
を横切る圧力差、を調整すること、また速度したがって
燃料−ガス混合物の貫入の度合を制御することである。

燃焼室における燃料分布を制御する」二記二つの特殊な
態様は所望の燃料分布を達成するため組合わけることも
できる。

また本発明によれば、内燃機関の燃焼室または空気吸入
方式に燃料をＩＩＡ射する方法は、計量された燃料を計
画室に導入することと、計画室を機関サイクルに対して
一定の時間関係で燃焼室または空気吸入方式に選択的に
連通ずることと、燃料空気４１１合物を噴射するため前
記連通の量産焼室または空気吸入方式の圧力以りの圧力
で計画室に空気を供給することと、燃焼室または吸入方
式に対する計画室の連通期間に対応［７て計画室への燃
料の導入量および／または時間を制御して点火の際燃焼
室にｒ定の燃料分布を達成することとから成っている。

便宜−１−１制御装置は燃焼室または空気吸入方式への
噴射の終りの部分中燃料供給量か増加するようになされ
る。このようにして点火を容易にするため濃い燃料の燃
焼混合物を点火点付近に置くことができる。この燃料供
給量の増加は燃料噴射の初めの部分全体における全体的
に一定の燃料供給はとは著しく相違している。さもなけ
れば燃１１１１＾射の初めの部分の産月供給量の減少に
続いて燃料噴射の終りの部分において前記供給量の減少
は増加に転する。機関に対する燃料供給の終りの期間に
おける燃料−ガス混合物の燃料／ガス比は、残りの供給
期間中の燃料／ガス比より小さくないことが好ましい。

サイクル毎に機関に１１（給される全燃料量は機関の負
荷および速度に従って決められるものであり、本発明は
この決められた量から逸脱することを提案するものでは
ない。本発明の機関燃焼室への燃料の予定量の導入割合
を制御して燃焼室内における燃料の効果的な分布を得る
ものである。効果的な燃料分布から一層大きい燃事゛１
経湾が生ずるが、しかしながら主要な利点は機関１）１
：気ガスにおける好ましくない汚染の減少である。

この点において燃焼室内における最善の燃料分・　布は
機関の運転条件とともに変化するものである。

とくに、燃料分布が容Ｕに点火しうる混合物好ましくけ
点火点において化学量論的混合物より一層濃い混合物、
を生ずることが困難である低負荷において一様でない燃
料分布を生ずることは一層市要である。機関の高負荷に
おいては、燃焼室内の装入ガスを通して燃料を一層均一
に分布し、燃料を酸化剤に十分接触させすべての燃料を
燃焼することが重要である。したがって、均一でない燃
料分布を達成するように燃料分布を制御することは機関
の全負荷範囲に百って行イ〕れるべきでなく、機関運転
の少なくとも低負荷範囲に行われるのが好ましい。

低負荷および高負荷なる語は熟練者によって一般に理解
されているような相対的な語である。しかしながら、一
般的指針として、現代の自動車機関に関して高負荷とは
特殊な機関速度において達成しうる盗人負荷の７５％よ
り大きい負荷と、また低負荷とは前記特殊な速度におけ
る最大負荷の２５９６より小さい負荷と考えることがで
きる。

〔実施例〕

本発明の理解を助けるため、本発明の噴射方法およびそ
のノブ法を実施する装置の一実施例を下記に説明する。

第１図において、機関９は全体的に通常の構造の、単シ
リンダニ→Ｊイクル機関で、シリシタ１ｎ１クランクケ
ース１１お、１びシリンダ１０内で往復動するピストン
１２を有する。ピストン１２はコネクティングロッド１
３によりクランク軸１４に組合わされている。クランク
ケースは通常のり一ド弁１９を有する吸入ボート１５を
備え、三つの移送通路１６（その中の一つだけを示す）
はクランクケースを各移送ポートに連通【７、移送ボー
トの二つは１７および１８で示され、第三のものはボー
ト１７の反対側にあるボー］・］７と同等のものである
。

移送ポートはそれぞれシリンダ１０の壁に形成され、そ
れらの１．端はシリンダの実質的に同じ横断面１−に設
けられている。排気ボート２０は中央移送ボート１８の
ほぼ反対側のシリンダの壁に形成されている。ｌＪ「気
ボート２０の−１一端は移送ポートの−１一端の横断面
のｆ・■かに上方にあって、機関サイクルにおいて遅く
閉じる。

盾脱可能なシリンダヘッド２１は燃焼室四部２２を何し
、そこに点火プラグ２３および燃料噴射ノズル２４が突
出している。四部２２は移送ポート１８および排気ボー
ト２０の中心を通るシリンダの軸方向平面に対して実質
的に対称に設けられている。四部２２はシリンダを横切
って移送ポート１８の直く上方のシリンダ壁からシリン
ダ中心線を通る所まで延長している。

ＩＩ＾射ノズル２４は凹部２２のもつとも深い部分に設
けられ、一方点火プラグ２３は移送ポート］８から離れ
た凹部の表面で四部２２内に突出している。したがって
、シリンダに侵入する装入空気は四部に沿い噴射ノズル
２４を通過し、点火プラグに向かい燃料をノズルから点
火プラグに移送する。

四部２２の型式およびそのため生ずる燃焼工程は英国特
許出願８６１２６０１号および対応する１９８６年５月
２３日付は米国特許出願８６６４２７号に一層詳細に開
示されている。

噴射ノズル２４は燃料＝１ハおよび噴射方式の一体部分
をなし、燃料は空気中に捕捉され、給気圧力によって機
関燃焼室に供給される。そのような燃料計量および１１
＾射装置の特殊な一形式が第２図に図示されている。

燃料計量および１１＾射装置は商品化された適当な計量
装置゛３０を備え、その計量装置は保持または連続室３
２を有する噴射器本体３１に糾合わされた、自動車用絞
弁型噴射器のようなものである。

燃料は燃料タンク３５から燃料ポンプ３６によって吸入
され燃料圧力調節器３７を経由し燃料入口ポート３３を
通って計量装置ｉ￥３０に供給される。

計量装置は公知のように作用【７て機関の燃料需要に従
って室３２に３１品された燃料を送り込む。計量装置に
供給された過剰燃料は燃料戻りボート３４を経由して燃
料タンク３５に戻される。燃料計量装置３０の特殊な構
造は本発明にとって重要でなく、適当な装置を使用する
ことができる。

作動中連続室３２は、空気源３８から空気圧力調節器３
９を経由して圧力空気が本体３］の入口ボート４５に供
給され、選択された圧力に維持される。室３２への燃料
供給はそこの空気圧力に抗してなされ、したがって燃料
と空気との圧力差は室への燃料供給はに対応する。噴射
弁４３は室３２内の空気圧力が燃料を噴射ノズル４２を
通って機関の燃焼室に排出することができるように作動
される。噴射弁４゛３は燃焼室に向かって内方に、ずな
１ち、連続室３２から外方に開くポペット弁構造のもの
である。

噴射弁４３は、室３２を通る弁杆４４によって、噴射器
本体３１内に設けられたソレノイド４７のアマチュア４
１に組合わされている。弁４３は皿ばね４０により閉鎖
ｆＩ′／置に偏倚され、ソレノイド４７を付勢すること
によって開かれる。

この燃料噴射方式の作用はオーストラリア特許出願ｍ３
２１３２／８４号および対応する１９８５年４月２　ｔ
−を付は米国特許出願箱７４０（１６７号に一層詳細に
開示されている。

ソレノイド４７のイ・１勢は適当な電子プロセッサ５０
により機関サイクルに対して一定の時間関係でなされる
。プロセッサは速度感知器５１から人力信号をうけ、そ
の信号は機関速度を示すものであり、また機関サイクル
の基準点を示すものである。そしてプロセッサの作用は
機関サイクルと一定の時間関係でなされるものである。

プロセラ→Ｊ゛５０はまた負荷感知器５２から機関空気
吸入１１式における空気流計を示す信号をうけ、その空
気流量は機関負荷に直接関連するものである。プロセッ
サは空気流量信号から機関における請求負荷を決定し、
所要のＱＪ、の燃料を計量装置３０によって室３２に供
給するようなプログラムを入力されている。

プロセッサ５〔〕はさらに、機関の速度および負荷状態
から燃焼室への燃料噴射の所要のタイミングを示すよう
なプログラムを人力されている。プロセッサが機関負荷
および速度範囲に対して所要の噴射タイミングを決定す
る多点図を備えるのが便利であり、これらは所要の機関
出力および排気排出物基準を得るため実施されたテスト
から決定されたものである。

プロセッサ５〔〕は、ププロセラの決定に従って、燃料
計量装置３０のアクチュエータ５５に、またソ１ツノイ
ド４７の付勢を制御する噴射器アクチュエータ５３に適
当な信号を送って、室３２への所・四Ｍの燃料を計量す
るとともに燃焼室に燃料を噴射するため機関サイクルに
おいて所すの時間にソレノイド４７をイ」勢する。１．
記のように使用するのに適した負荷および速度感知器の
全体構造はこの業界において周知であり、前記プロセッ
サ５０によって要求される機能を奏するプロセッサも同
様である。

燃料の点火タイミングは燃料の噴射タイミングが変化す
るとともに変化するのが望ましく、これもまたプロセッ
サ５０によって制御することができる。噴射タイミング
に対する点火タイミングの変化の理論は周知であって燃
料噴射の分野において実施されているので、これ以上詳
細に論することはしない。

前記のように、室′３２への給気圧力は空気圧力調節器
３９によって制御され、計量装置３０への−１９＝ 燃料供給圧力は燃ｌ′１圧力調節器３７によって制御さ
れる。これらの供給燃料および供給空気間の圧力差か計
量装置３０の、ｔｌ’ｍｌ？ｉ能に関連しているため、
この差を一定に維持するのが好ましい。したかって燃料
供給圧力は人気圧力に対して調節され、空気圧力は燃料
供給圧力に対して調節されるようになっており、それに
よりｒＩｔ給燃料および供給空気間の所要の圧力差が燃
料圧力に無関係に維持される。

上記のように燃料および空気の圧力を調節する一体の燃
料および空気圧力調節器はオーストラリア特許出願第Ｐ
　Ｈ１，５６０号および１９８６年７月１８日付けの対
応する国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ８６１００２０３１号
に開示されている。前記各出願に開示された調節器は選
択された機関運転条件に応じて燃事１圧力を調節された
圧力に変化する装置をｎ；１え、この特徴は本発明の実
施に当たって使用することかできる。空気圧力か燃料圧
力に対して調節されるため、調節された燃料圧力のいか
なる変化も燃料−空気の圧力差したがって燃＝　　２０
　− 料の計量に影響することはない。

燃料圧ノＪの増加から生ずる、空気圧力の増加は、一定
の時間間隔で、燃焼室に燃料とともに供給される空気の
質はを増加する。高機関負荷において燃料を供給するの
に利用しうる空気は空気圧力を増加することによって増
加し、その一方、燃料計量機能を調節することなしに、
同じ噴射時期を維持する。同様に空気圧力の増加は機関
燃焼室への燃料の貫入度合を増加し、そのことは高機関
負荷において好ましいことである。

前記燃料計量および噴射装置において、プロセッサ５０
によって機関負荷に対応するように機関のサイクル当り
に必要と決定された計量された燃料の全量は、弁４３の
開く前に室３２に供給される。したがって、計量された
燃料は室３２内の全体的に静＋Ｌｔ、た空気中に捕１１
Ｎされる。弁４３の開放の際室３２内の空気およびそこ
に捕捉された燃料は弁４３を通って機関シリンタヘッド
の四部２２内に移動する。開放中弁４３を通って供給さ
れる空気Ｍか最明に室３２内にある空気瓜より多いため
、弁の開放直後に供給される空気は後で１１（給される
空気より燃料が濃い。

この作用の態様は第３図に開示された従来の運転方法で
ある。第３図はピストン上死点位置後（ＡＴＤＥ）のク
ランク角度に対する、室３２への燃料供給（プロブＩ−
６１）　、弁４３の位ｉ１′￥（プロブｌ−６２）、お
よび燃焼室３２への燃ネー１供給（ブロワｌ−６’３　
）である。

プロット６１から見て計量装置２０は上死点位置後（Ａ
ＴＤＣ）約１５°で計画室２２へ燃料導入を始め約７０
°で終了【７、供給割合はこの期間中実質的に一様であ
る。プロット６２は噴射弁３３が」二死点後約２５０°
で開き始め、約２６０°で完全に開き、約３０５°で閉
じ始め、約３２０°で完全に閉じる。噴射弁３３を通っ
て噴射室に流れ込む燃料流量はプロット６３で示すよう
に、噴射弁が開くとき急速に上昇し、約２０°のクラン
ク回転中全体的に一定のままであり、ついで計画室３２
内の燃料量が減少して実質的に空気だけが燃焼室に流れ
続けるまで徐々に減少する。燃料計量および燃料噴射間
の上記時間関係は、計量された燃料の比較的大部分が噴
射期間の初めに供給されることになるものと認められ、
そのことは比較的薄い燃料混合物が噴射期間の終わりに
供給されることになり易い。

さらに始めに１６射された燃料が後で噴射された燃料よ
りもｕＡ射室に一層深く貫入しかつ／または一層よく混
合するものと認められる。したがって（第３図に示すよ
うな）従来技術の噴射態様は（低機関負荷において）燃
料供給はを少なくすることか必要であるとき点火プラグ
の直ぐ側に比較的薄い混合物か生じ、点火性を悪くする
。この状態は排気ガス中の未燃焼燃料を増加させ、そこ
で燃料消費と炭化水素（ＨＣ）排出を増加する。

本発明による燃料噴射器の作用の一態様が、第３図と同
様の形式で、第４図に示されている。プロット７１は計
量装置３０から計画室３２への燃料流を示す。プロット
７２は噴射弁４３の位置を示し、プロット７３は噴射弁
４３を通る燃料流量を示している。計量装置３０は燃料
を上死点後１５°から４（）０まで、そして＋１び第２
の計量期間において２７０’から’３０　（］　’まで
計画室に導入する。噴射弁４′３は第３図のプロット６
１と同じタイミングで開閉する。ｌｌｉ射弁４３を通る
燃享−１流量は噴射弁が最１１１開くとき増加【７．１
−死点後１５°から４０°の間、前に計量された燃事１
が消費されるにつれて減少［７始める。しかしながら−
１−死点後２７０°において第２のＨ［期間が始まり、
燃料かさらにπ１画室３２に入って第２の燃料１１（給
期間の間機関に対する燃料供給ｍを増加する。その後燃
料供給■は旧ｔＡ室３２の燃料が排出されるにつれて再
び減少する。

第４図に示されたような本発明による、燃料流量の再分
布は、利用可能であった別の方法以上の、点火プラグ区
域の周囲における濃い燃料空気混合物の生成の途を開く
ものである。このことはサイクル当りの燃料の計量され
た全量を増加することなしに、また一つの機関サイクル
内で燃料をニーｌ以ｌ−噴射することなしに達成される
。この濃い混合物はピストンに近い区域よりも、燃焼室
の１．〕ｊに位置し、点火プラグに容易に燃焼可能な混
合物を送り、かつ円筒形燃焼室の軸線方向における燃料
の層状化を生ずる。燃料分布の層状形式は、とくに低負
荷において、燃焼状態を改善し、燃料消費を改善し、排
気排出物、とくに炭化水素（ＨＣ）を減少する。

室３２への燃料導入のタイミング制御は、燃料計量装置
３０を制御する電子プロセッサに適当なプログラムを入
力することにより達成することができる。前記の特殊な
計量装置は、燃料噴射方式に現在使用されている多数の
燃料計量装置のように、ソレノイド作動計量弁を有する
。付勢されたとき、ソレノイドは弁を開いて燃料を室３
２に流れ込ませ、ソレノイドの付勢時期および噴射弁４
３の作動に対する時間関係を制御することにより、第４
図に図示されたようなまたは同様の分割供給の態様で燃
料を室３２に供給することがｉＪ能である。

プロセッサ５〔〕は、機関負荷状態を指示する信号に応
答して、各Ｉｌ＾射サイクルに室３２に供給される所要
の全燃料流間を決定する。プロセラ“す“は、本発明を
実施するために、決定された燃料ｍを第４図にａ″およ
びｂ″′で示した二要素に分割し、各期間に対しまた機
関サイクルの所要の時間に計量装置３０のソレノイドを
付勢する。このようにしてシリンダ内における予定の燃
料分布が得られる。

プロセッサは決定された燃料計を、機関負荷または速度
に係りなく一定の比率で二つ以上の成分に分割するよう
に設定されるかまたは機関の負荷および／または速度に
応じて割合を変更するように設定することができる。こ
の点においてプロセッサは、機関が低負荷範囲のような
＆　ＩＪ＜された負荷および／または速度範囲内で運転
しているときだけ、燃料量を成分に分割するように設定
することができる。同様にプロセッサは燃ｒ、ｔ　ｍの
各成分の供給タイミングを変化するように設定すること
ができ、いずれも各成分の供給の時間間隔および機関サ
イクルおよび／または噴射サイクルに対するそれらのタ
イミングの双方に対応するものである。

第１図乃至第４図についての１−記説明においては、本
発明は機関の燃焼室に対する燃料の直接噴射を制御する
形式のものである。しかしながら、本明細書の最明の部
分に記載したように、本発明はまた機関の空気吸入方式
への燃料噴射にも適用可能である。とくに四］Ｊ“イク
ルで運転する機関に適用可能であり、四サイクル機関に
おいても機関性能における同様な改善を、本発明を適用
して、吸入弁に近い空気吸入方式中にまたは燃焼室内に
的接燃料を供給することによって得ることができる。

本発明を空気吸入方式への燃料１１＾射に適用する際、
第２図に関して記載したような燃料計量および計画装置
が機関要求に従って所要の燃料量を計量し、吸入マニホ
ルドへの燃料供給のタイミングおよび量をｒ定するため
使用される。

プロセッサに適当なプログラムを人力することにより吸
入マニホルドに対する燃料供給タイミングおよび供給量
は点火の際機関燃焼室に所要の燃−２７＝ 料分布を得るように設定される。少なくとも低負荷状態
において好ま１７い分布は（軸方向シリンダヘッドに近
い）点火点の近くに濃い燃料を装入するのに対して（軸
方向シリンダヘッドから遠くに）残りの燃料を装入する
ことである。このようにして軸方向に層状化された燃料
装入がシリンダ内に生ずる。

排気量１．６Ωの機関を有し、英国フォードによって製
造された“ケンビエンジンとして知られた、四サイクル
４シリンダ機関の１シリンダを使用する比較テストか実
施された。

一つのテストにおいて第２図示された型のｎ６射器とボ
ッシュ社によって製造されたし−Ｊ　ＥＴＲＯＮ　Ｉ　
Ｃ（商標名）型噴射器として知られた単一流体噴射器を
使用するシリンダ内への燃料の直接噴射の間の比較が行
われた。

これらのテストから得られた空燃比図は第５図および第
６図に示されている。第５図は本発明による第２図の噴
射器を作動することによって得られた空燃比図であり、
第６図はボッシュ噴射方式％式％ を使用【７て得られた空燃比図である。本発明が、大部
分の速度および負荷とくに低速および中速において、ボ
ッシュ噴射方式よりかなり人きい空燃比の使用を可能に
することが示されている。

第７図は本発明によって達成されたボッシュ噴射方式以
上の進歩した燃焼安定性が空燃比に対するシリンダ内に
おける指示平均有効圧力の変化の％係数の各プロットに
よって示されている。プロット８１は第２図の型の燃料
噴射器を使用し本発明に従って作動される機関の安定性
を、ボッシュ噴射方式によって得られたプロット８２と
比較して示している。プロット８３は第２図の燃料噴射
器を使用するが本発明によっ゛Ｃ提案されたように計画
室へ供給される燃料を制御することのない機関の安定性
を示すものである。

第８図は各噴射方式に対して機関に必要な燃料オクタン
価を示す。第２図の直接燃料噴射方式はプロット９１で
示されたように、プロット９２で示されたボッシュ噴射
方式より低いオクタン価で運転することかできる。第８
図に示されたように、機関のオクタン感度に影響される
能力は機関の低負荷から高負荷への移行中とくに小便で
ある。

第５図ない１７第８図に関する１−記のテストにおいて
、第２図に記載した噴射器による燃料噴射は１５ｍｅの
一定噴射期間になされるが、【７かしながら機関サイク
ルにおける噴射タイミングは最薄の結果を得るため変更
される。速度に対する実際の噴射タイミングの変更が第
９図および第１ｎ図に示されている。この点において機
関サイクルに対する噴射タイミングの変更がボッシュ１
１＾射方式の性能において周辺的効果しかもたないこと
か分かる。」二記テストにおいては噴射タイミングは＝
＆’Ｅ４されることなく、テストにおける機関負荷およ
び速度範囲に対して全体的に好ましいタイミングに設定
された。

第２図に示す噴射方式によって得られる稀薄燃焼状態は
、燃料消費を下げるばかりでなく、ＩＪＩ気ガス中の窒
素酸化物も減少する。テストは第２図の燃料噴射方式に
よってプロセッ→ノが炭化水素ＪＪＩ出の犠牲によるこ
となく燃料経済およびｉ、ＩＩ出窒素酸化物の低酸素化
をもたらすことを示している。

四行程機関に対しても、燃料フラックス制御効果におい
て燃焼室への直接ＩＩＡ射によって達成されるもののよ
うな空気吸入方式への燃料噴射を使用して、装入燃料の
軸方向層状化において、実質的に同一な効果が得られる
。直接噴射に使用するための前記と同じ基礎酌量はおよ
び噴射装置をマニホルドＩＩＡ射に対しても使用するこ
とができる。噴射ノズルはマニホルドと燃焼室とを連通
ずる吸入ボートのイ寸近でマニホルドに設けられる。多
シリンダ機関において別の噴射ノズルが各シリンダに対
して説けられる。噴射タイミングは、燃料が吸入ボート
の開いて入る間に供給されその燃料は直ちに燃焼室に運
ばれるように、選択される。吸入マニホルドの空気中に
燃料を供給する間に形成された燃料分布は、燃焼室に甚
だしい乱流か存在しないとすると、燃焼室内に実質的に
燃料の層状分布を形成するように維持される。したがっ
て吸入ボートが閉じる直前に燃焼室に侵入する空気中の
燃料供給量を増加することにより、燃焼室内の燃料層勾
配を人きくし、稀薄燃焼を燃焼の安定性を損なうことな
しに、一層大きい空燃比まて拡大することかできる。

本発明はすべての用途の内燃機関に適用可能であるが、
自動中、オートバイおよび舶用舷外機関を備えたボート
を含む乗物用機関における燃す１経済および排気ガス１
ノ１出物の制御にとくに有益である。

〔発明の効果〕

本発明の機関に燃事、１を供給する方法は、計量された
燃料をガス休に導入【７て炊事１−ガス混合物を形成し
、前記燃Ｆ］−ガス混合物を機関サイクルに対して一定
の時間関係で機関に供給（７、その際、ガスに対する燃
Ｉｔの導入を制御することにＪ：り点火の際機関の燃焼
室に予定の燃訃］分布を生ぜ１７め、とくに低負荷にお
いて、燃焼効率の改善を達成するとともに、機関ＩＩ気
ガスによる好ましくない汚染を減少することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する機関の要部を示す断面図、第
２図は第１図の機関に使用する燃Ｉ−１噴射器の断面図
、第３図は噴射器か従来技術によって作動されるときの
機関クランク角度に対する噴射弁位置および流体流量を
示すグラフ、第４図は噴射弁が本発明による方法で作動
されるときのクランク角度に対する噴射弁位１＾゛およ
び流体流量を示すグラフ。第５図ない【７第１０図は従
来技術と本発明の性能特性とを比較【７て示すグラフで
ある。 ９・・・単シリンダニサイクル機関、２２・・燃焼室四
部、２３・・・点火プラグ、２４・・・噴射ノズル、３
〔１・・・燃料計量装置、３２・・・連続室、５〔〕・
・・電イブロセッサ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 １０ＣＯ２０ＣＯ笹　　　　　顛　　　　５（６）建３
　（ＲＰＭ） １（Ｊ））　　　１５００　　　２：ω　　πω速覆（
ＲＦ＋１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガス体中に計量された燃料を導入して燃料−ガス混
   合物を形成することと、前記燃料−ガス混合物を機関サ
   イクルに対して一定の時間関係で機関に挿入することと
   、燃料−ガス混合物が機関に供給されるときガスに対す
   る燃料の導入を制御して少なくとも機関の負荷範囲の一
   部において点火の際燃焼室内に所定の燃料分布を生ぜし
   めることとから成る、燃料が点火、燃焼される燃焼室を
   備えた機関への燃料供給方法。 ２、前記制御が前記負荷範囲の一部において、燃焼室へ
   の供給の終りの部分における燃料−ガス混合物の燃料／
   ガス比をその機関サイクルに対する供給の残りの間の燃
   料／ガス比より小さくないようにする、特許請求の範囲
   第１項に記載の機関への燃料供給方法。 ３、計量された燃料をガスを収容する室に供給して燃料
   −ガス混合物を形成し、前記計量された燃料の第１部分
   が機関に燃料−ガス混合物を供給し始める前に計画室内
   に供給され、計量された燃料の残りが燃料−ガス混合物
   を機関に供給する間に計画室内に供給される、特許請求
   の範囲第１項に記載の機関への燃料供給方法。 ４、機関に対する燃料−ガス混合物の供給が計画室を機
   関に選択的に連通し前記連通中室へのガスの供給が計画
   室から機関に燃料−ガス混合物を送り出すのに十分な圧
   力に維持することによつてなされる、特許請求の範囲第
   ３項に記載の機関への燃料供給方法。 ５、燃料ガス混合物が直接機関燃焼室に供給される、特
   許請求の範囲第１項ないし第４項に記載の機関への燃料
   供給方法。 ６、燃焼室の各燃料供給サイクルに対してガス体中に計
   量された燃料を導入して燃料−ガス混合物を形成するこ
   とと、前記燃料−ガス混合物を途切れることなく送入す
   るように供給することと、機関の少なくとも運転負荷範
   囲の一部において供給期間中前記混合物燃料−ガス比を
   制御して点火の際燃焼室に所定の燃料分布を生ぜしめる
   こととから成る、燃焼室を有するスパーク点火内燃機関
   への燃料供給方法。 ７、機関の各燃料供給サイクルに対して計量された燃料
   の一部が燃料−ガス混合物の供給が始まる前にガスに導
   入され計量された燃料の残りが燃料−ガス混合物の前記
   供給の間ガスに導入される、特許請求の範囲第６項に記
   載の機関への燃料供給方法。 ８、制御が少なくとも負荷範囲の一部において、燃焼室
   への供給の終りの部分における燃料−ガス混合物の燃料
   ／ガス比をその機関サイクルに対する供給の残りの間の
   燃料／ガス比より小さくないようにする、特許請求の範
   囲第６項または第７項に記載の機関への燃料供給方法。 ９、燃料−ガス比の制御が点火の際点火区域において燃
   焼室室内の燃料−ガス比をほゞ化学量論的にするような
   ものである、特許請求の範囲第６項、第７項または第８
   項に記載の機関への燃料供給方法。 １０、混合物の燃料−ガス比の制御が機関負荷範囲の低
   負荷部分においてなされる、特許請求の範囲第６項ない
   し第９項のいずれか１項に記載の機関への燃料供給方法
   。 １１、計量された燃料を計画室に導入することと、計画
   室を機関サイクルに対して一定の時間関係で燃焼室また
   は吸入系統に選択的に連通することと、ガスを前記連通
   の間燃焼室または吸込系統の圧力以上の圧力で計画室に
   供給して、そこに燃料−ガス混合物を供給することと、
   燃焼室または吸入系統に対する計画室の連通機関に対し
   て計画室に燃料を導入する量および／または時間を制御
   して点火の際燃焼室における予定の燃料分布を生ぜしめ
   ることから成る、内燃機関の燃焼室または吸入系統への
   燃料供給方法。 １２、機関の各燃料供給サイクルに対して計量された燃
   料が燃料−ガス混合物の供給が始まる前にガスに導入さ
   れ計量された燃料の残りが燃料−ガス混合物の前記供給
   の間導入される、特許請求の範囲第１１項に記載の機関
   への燃料供給方法。 １３、計量された燃料がガスを収容する前記計画室に供
   給されて燃料−ガス混合物に形成し、前記計量された燃
   料の第１部分が機関に対して燃料−ガス混合物の供給が
   始まる前に計画室に供給され、計量された燃料の残りが
   機関に対する燃料−ガス混合物の供給の間計画室内に供
   給される、特許請求の範囲第１１項に記載の機関への燃
   料供給方法。 １４、燃料の燃焼を維持するため燃焼室に空気を導入す
   ることと、ガス体中に計量された燃料を導入して導入さ
   れた空気とは独立して燃料−ガス混合物を形成すること
   と、前記燃料−ガス混合物を機関サイクルに対して一定
   の時間関係で燃焼室に送入することと、燃料−ガス混合
   物が機関に供給されるときガスに対する燃料の導入を制
   御して少なくとも機関の負荷範囲の一部において点火の
   際燃焼室内に所定の燃料分布を生ぜしめることとからな
   る、火花点火内燃機関への燃料供給方法。 １５、燃料−ガス混合物は燃焼室に導入される空気とと
   もに空気中に導入されることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１４項記載の機関への燃料供給方法。 １６、燃料−ガス混合物は機関の燃焼室に直接導入され
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１４項記載の機
   関への燃料供給方法。