JPS63500323A - 燃焼室を有する火花点火式内燃機関に液体燃料を噴射する方法 - 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】 燃料噴射の改良 本発明は内燃機関の燃料噴射系に関するものであり、特に燃焼室の中に直接燃料 を噴射する噴射系に関するものである３本発明は、特に火花点火式２サイクルお よび４サイクルエンジンに適用される。

内燃機関の直接（シリンダ中）噴射系の開発のために多くの努力が払われてきた 。この研究の多くはディーゼル噴射器に関するものであるが、最近では火花点火 式エンジンがさらに注目されるようになった。

出願人の米国特許第７４００６７号および対応のオーストラリヤ特願第３２１３ ２／８４号において、火花点火式エンジンに使用するために特に適当な直接噴射 系が記載されている。調量量の燃料が保持室の中に送入され、弁が開かれて、圧 搾空気をもって燃料を弁からエンジンの燃焼室の中に噴射させる。燃料の調量量 はエンジン負荷に対応して変動する。噴射系ノズルは前記の弁を含み、この弁が 燃料送入の調時と、燃料の噴霧化機能とを実施する。

ノズルから燃焼室の中に入る燃料滴噴霧の特性は燃料の燃焼効率に大きな影響を 及ぼし、この燃焼効率がエンジンの運転安定性と、燃料効率と、排気ガスに影響 する。

火花点火式エンジンにおいてこれらの影響を最適化するため、ノズルから出る燃 料の噴震パタンの望ましい特性は、小さな燃料滴粒径、燃焼室の中への燃料噴震 の制御された進入、および少なくとも低エンジン負荷においては比較的限定され 、均等に分布された燃料滴霧である。

エンジン排気の有害な成分を制御する際に種々のパラメータに見合うように、燃 焼室中のガス給気内部の燃料の位置を制御する事が望ましい、理想的には、生成 燃料−空気混合気が火花プラグにおいて容易に点火され。

燃料全部が完全燃焼するに十分な空気と接触し、また炎が消える前に燃料全体に 拡大するに十分な温度を保持するように、燃料がガス給気の中に分布されなけれ ばならない、またデトネーションを促進する給気温度または排気ガス中の望まし くない汚染物形成など、他のファクタを考慮に入れなければならない。

２サイクルエンジンの直接燃料噴射に関する出願人の実験から、軽いエンジン負 荷においては、燃料ができるだけ微細な滴径をもって、火花プラグの区域に局限 された分散霧滴状に導入された場合に最も好ましい燃焼特性の得られる事が発見 された。

さらに、高エンジン負荷の場合、燃料をできるだけ微細な滴径で、しかし軽負荷 条件における燃料霧滴の場合よりも燃焼室の中に深くまたより広く分布させて導 入したときに最も望ましい燃焼特性の得られる事が発見された。

前記の特願に記載の空気式噴射系は燃料滴の望ましい微細な霧化を生じ、また現 代の２サイクルエンジンにおいて使用するに十分短い噴射期間を生じるのである が、現在までのところ、低エンジン負荷において正確な燃料噴霧分布を生じる噴 射弁が高エンジン負荷においてそれほど望ましくない分布を生じる事が発見され た。同様に、高エンジン負荷について所要の分布を有する噴射弁が低負荷におい ては良く機能しない事が発見された。このようにして実際上、エンジンの最良全 体性能をうるためには、運転負荷範囲の両極端の性能を妥協させる噴射弁を使用 する必要のある事が発見された。

この問題を解決するために部分的に成功した一つの技術は、推進空気の圧力を変 動させるにあったが、この技術は、低圧を使用する場合に燃料の霧化が不十分で あるとと共に、過度に高い噴射器ノズル温度を生じる可能性がある。

出願人は、噴射器ノズルの設計と配置に注意する事により、エンジン負荷に対応 して燃料滴の空間分布を広い範囲で適当に変動できる事を発見した。

従って１本発明の１アスペクトによれば、燃焼室を有する火花点火式内燃機関の 中に液体燃料を噴射する方法において、調量量の液体燃料をガス給気の中に送入 する段階と、エンジンの負荷要求に対応して燃料の調量量を変動する段階と、燃 料−空気混合気を選択的に開放可能のポートを通して燃焼室の中に送入する段階 とを含み。

第１所定値以下の燃料調量量において、燃焼室中へ入る燃料噴霧は、燃料調量量 が前記第１所定値より高い第２所定値以上であるときに出る燃料噴霧より低い燃 焼室中への進入度を有するように前記ポートを構成しまたポートを通る流れ条件 を選定するようにした方法が提供される。

さらに詳細には、燃焼室を有する火花点火式内燃機関の中に液体燃料を噴射する 方法において、前記の方法は、燃焼室外部においてガス給気の中に調量量の燃料 を送入する段階と、エンジンの負荷要求に対応して燃料調量量を変動させる段階 と、燃料の調量量が増大するに従って燃料−ガス混合気の密度が増大するように ガス給気を制御する段階と、燃料−ガス混合気を選択的に開放可能のポートを通 して燃焼室の中に送入する段階とを含み、前記ポートは拡大型内周面を有し、前 記燃料−ガス混合気が燃焼室に送入される際にこの内周面に沿って流れ、また前 記ポートは、前記内周面の拡大側末端から、より大きな拡大角度をもって延在す る拡大型環状末端壁面を有し、また前記方法は、所定値以下の燃料−ガス混合気 密度においてこの混合気の流れが前記内周面と環状末端壁面との接合点において 末端壁面に向がって反れるように前記ポートを通しての流れ条件を選定する段階 を含む方法が提供される。

望ましくは、空気給気は各燃料送入において実質的に一定質量に保持されるので 、その中に同伴される燃料の調量量の変化が燃料−空気混合気の密度の対応の変 化を生じる。低エンジン負荷において燃料−空気混合気の流れが末端壁面に向か って反らされるように所定の燃料−空気混合気密度が選定される。この燃料−空 気混合気の流れの偏向は燃焼室中への燃料噴震の幅を増大させ、従って低進入度 の噴霧を生じる。高エンジン負荷においては、燃料量の増大とこれに対応する燃 料−空気混合気密度の増大の結果、燃料−空気混合気がボートの内周面に沿って 流れる際のモーメントが増大する。従って燃料−空気混合気が内周面と末端壁面 との交点に達した時、その大きなモーメントの故に、燃料−空気混合気は末端壁 面に沿って流れるように偏向されるのでなく、内周面の延長方向に流れ続ける。

燃料−空気混合気の偏向がないので、燃料噴霧の狭くなり、また噴霧の進入度が 大となる。密度の増大とモーメントの増大は、より深く進入した噴震を生じる。

末端壁面に沿った低密度燃料−空気混合気の偏向は、その壁面付着効果から生じ るので、適当な条件では１面に沿って流れる流体はその面から分離するよりは、 その面の方向変換に従って流れ方向を変更する。

ポートの内周面と末端壁面との拡大角度の変更を適当に選定する事により、ポー トを通る燃料−空気混合気が末端壁面の方向に反らされるなくなる燃料送入率を 選定する事が可能である。この点については、壁面付着効果の影響とモーメント 作用の影響との間に遷移区域が存在するものと考えられる。燃料−空気混合気の 一部が末端壁面に沿って偏向され他の部分が内周壁方向に進行し続けるのは、燃 料−空気混合気の比較的狭い密度範囲内においてである。

前述のようなエンジンへの液体燃料の噴射方式は、低燃料送入率と高燃料送入率 との間において燃料噴霧バタンを自動的に所定の手法で変更させる可能性を与え た。

低燃料送入率においては、低進入バタンか与えられ、これは高燃料送入率におい て自動的に狭い高進入噴霧バタンに変更される。

エンジン排気ガス中において炭化水素（ＨＣ）を制御するため、低燃料送入率す なわち低エンジン負荷において低進入噴Ｓｔ−生じる事は特に重要である。低負 荷においてサイクルあたり噴射される燃料の量は少なく、もしエンジン中に広く 分布されれば、ガス給気の点火性と炎安定性が低下する。このような望ましくな い効果を防止するためには、ガス給気中の燃料分布を制限し、特に点火点（火花 プラグ）の近傍に富化混合気を形成する事が必要である。このようにして、混合 気は火花プラグ近傍の富化混合の故に容易に点火可能であって、比較的少量の燃 料がエンジンガス給気全体の中に希薄に分散される事なく、また燃焼室の急冷区 域の中に燃料が分布される事もない、そのいずれも、炎の進入度の低下と、排気 中のＨＣとしての未燃焼燃料の原因となる。

高燃料送入率においては、燃料がその完全燃焼を達成するに十分なオキシダント （空気）に露出されるように。

燃料をガス給気全体に広く分散させる事が好ましい、従って、未燃焼燃料と排気 中のＨＣを減少させるためにガス給気中への燃料の進入度を深くする必要があり 、これにより狭い燃料−空気混合気を生じる事が好ましい。

各調量量の燃料をそれぞれの空気量中に送入し、各エンジンサイクルの空気量が エンジン燃料要求とは無関係に実質的に均一に留まるようにするのが便利である 。従って、燃料−空気混合気の密度はエンジンの燃料要求と正比例して変動する 。好ましくは、それぞれの空気量は調整された固定圧で送入され、また各エンジ ンサイクルについて、空気同伴燃料を燃焼室の中に送入するための信号の周期は 一定である。このようにして、各燃料送入サイクルについて、実質的に同一の空 気量が与えられる。

燃料−空気混合気がノズルを通して送入される際に壁面付着効果を受ける条件は 、燃料−空気混合気の密度および内周面と末端壁面との角度のほか多数のファク タを含む、これらの追加的ファクタは、ノズルを通る燃料−空気混合気の速度、 ノズルを通して燃料−空気混合気流を生じるための弁要素の開放度、燃料−空気 混合気中の燃料滴の粒径、燃料−空気混合気の流路中の他の面の幾何関係を含む 、しかしこれらの条件はエンジンの作動中に容易に変動させる事ができず、従っ て特定の燃料噴射系については固定条件とみなされる。

前述のように、燃料−空気混合気の密度は燃料送入率と共に自動的に変動するの であるから、内周面と末端面との角度の選定により、所望の燃料送入率において 燃料−空気混合気流の方向変換を得る事ができる。

エンジン中に燃料を送入する装置の構造および燃料−空気混合気をエンジンの燃 焼室中に送入する弁制御ノズルの数種の構造についての下記の説明から、本発明 はさらに容易に理解されよう。

付図において、 第１図は本発明による燃料噴射法および燃料噴射装置を適用する２サイクルエン ジンの断面図、第２図は本発明を適用する燃料調量噴射装置の部分断面立面図。

第３図は第２図の装置の弁部分の拡大断面図であって少し相違した弁構造を示す 図。

第４図は本発明の調量噴射装置のボートの他の構造を示す第３図と類似の図であ る。

第１図について述べれば、エンジン９は全体として通常構造の単シリンダ２行程 内燃機関であって、シリンダ１０と、クランクケース１１と、シリンダ１０中を 往復運動するピストン１２とを有する。ピストン１２は連接棒１３によってクラ ンク軸１４に連結されている。クランクケース１１は、通常のリード弁１９を備 えた吸気口１５を有し、また３本の分配路１６（その１本のみを示す）がクラン クケースをそれぞれの分配口と連通し、２つの分配口１７と１８のみが示され１ 分配口１７と同等の分配口は分配口１８０反対側にある。

分配口はそれぞれシリンダ１０の壁体中に形成され。

それぞれの上縁は原則としてシリンダの同一直径面の中に配置されている。排気 口２ｏは中心分配口１８にほぼ対向してシリンダの壁体中に形成されている。排 気口の上縁は分配口の上縁の直径面の少し上方にある。

着脱自在のシリンダヘッド２１が燃焼キャビティ２２を有し、このキャビティの 中に点火プラグ２３と燃料噴射ノズル２４とが突入している。キャビティ２２は ５分配口１８と排気口２０の中心を通る円筒体の軸方向面に対して対称的に配置 されている。キャビティ２２は５分配口１８の直上の壁体部分からシリンダの中 心線を越えた所までシリンダ内部を横断している。

シリンダの前記の軸方向面に沿ったキャビティ２２の断面形状はその最深部また は基部２８において実質的に弧状であって、この弧状の中心線は、分配口１８上 方の円筒部よりは円筒の中心線に近接している。このキャビティ基部２８の分配 口１８の上方に近い末端部は大体に平坦な面２５となり、この面２５はシリンダ 壁体に隣接したシリンダヘッド２１の下面２９の部分まで延在する。

この面２５は円筒壁体からキャビティの弧状基部２８まで上方に傾斜している。

弧状基部２８の反対側末端すなわち内側末端は比較的短い急峻な面２６となり、 この面２６はシリンダヘッドの下面２９に達する。またこの面２６はシリンダヘ ッド下面２９と比較的急峻な角度で相会する。キャビティの対向側壁面（その一 つを２７で示す）は全体として平坦であって、シリンダの軸方向面に対して平行 であり、またシリンダヘッド下面２９と急峻な角度で相会する。

噴射ノズル２４はキャビティ２２の最深部に配置され。

これに対して点火プラグ２３は分配口１８と反対側のキャビティ端部においてキ ャビティ２２中に突入している。

従って、シリンダに入る過給空気はキャビティに沿って噴射ノズル２４を越えて 点火プラグ２３に向がい、このようにしてノズルから燃料をプラグまで搬送する 。　キャビティ２２とその燃焼行程の詳細については、英国特願第８６１２６０ １号、および対応の米国特願「２サイクル内燃機関の改良」に詳細に記載され、 これらを引例として加える。

噴射ノズル２４は燃料調量噴射系の一部を成し、これによって空気に同伴された 燃料が給気圧によってエンジンの燃焼室に送入される。このような燃料調量噴射 系の実施態様を第２図に示す。

この燃料調量噴射系は、市販の自動車型の絞り弁燃料噴射器などの適当な調量送 入装置３０を燃料噴射器本体３１と連結して成り、この本体はその内部に保持室 ３２を有する。燃料が燃料タンク３５から燃料ポンプ３６によって圧力調整器３ ７を通して引き出され、燃料導入口３３を通して調量送入袋［３０の中に送出さ れる。この調量送入装置は公知のように作動して、エンジンの燃料要求度に対応 して一定量の燃料を保持室３２の中に送入する。調量送入装置に送入された余分 の燃料は燃料戻し口３４を通して燃料タンク３５に戻される。燃料送入装置３０ の特定の構造が本発明にとって重要なのではなく。

任意適当な装置を使用する事ができる。

運転に際して、空気源３８から圧力調整器３９と本体３１の空気導入口４５とを 通して送られる空気によって保持室３２が加圧される。噴射弁４３が作動されて 、与圧された空気とその中の調量量の燃料を噴射ノズル４２を通してエンジンの 燃焼室の中に排出させる。噴射弁４３は、燃焼室の内側に向かって、すなわち保 持室から外側に向かって開いたポペット弁構造である。

噴射弁４３は、保持室３２の中を通る弁軸４４によって、燃料噴射器本体３１内 部に配置されたソレノイド４７の電機子４１に接続されている。弁４３はディス クバネ４０によって閉鎖位置に弾発されており、ソレノイド４７を生かす事によ って開かれる。ソレノイド４７の磁化は、保持室３２から弁４３を通して燃焼室 の中に燃料を送入するようにエンジンサイクルに対して調時的に制御される。

保持室を含む燃料噴射系のこれ以上に詳細な説明はオーストラリヤ特願第３２１ ３２／８４号および対応の米国特願第７４００６７号に記載されている０本発明 に適当な噴射器の他の構造は、出願人の国際特願第ＰＣＴ／ＡＵ８５１００１７ ６号（ＷＯ８６１００９６０）　に記載されている。前記の３特願の開示を引例 として加える。

第３図と第４図に詳細に示すように、弁軸４４はフランジ部分４８を有し、この フランジ部分は３個の等間隔に配置されたローブ４９を備え、これらのローブ４ ９は噴射器３１の保持室３２の内側面の対応部分に当接する当接面を成す、この 構造は弁の開閉運動中に、弁軸４４の支持案内を成し、また弁が開かれていると きに、ローブ４９間の間隙が燃料−空気混合気の通路を成す。

第３図について述べれば、弁４３のヘッドは円錐形シール部５０を含み、このシ ール部は弁軸４４から拡大して、円錐形案内部５１がシール部５０の外端から延 長されて末端の円筒形縁部５２に達する。シール部５０は望ましくは６０’″の 夾角を有し、案内部５１は好ましくは３０°の夾角を有する０本体３１の末端ボ ート４２は円錐形シール部５３を有し、このシール部は弁のシール部５０の補形 を成しこれと協働してボート４２を閉鎖する。

シール部５３の外端から末端円錐部５４が本体の縁５６まで延在している。望ま しくは、末端円錐部５４は９６°の夾角を有する。

第３図に図示のようにボート４２が開かれているとき。

円錐部５１と５４との間に環状のど部５４が画成されている。前記のそれぞれの 面の傾斜が前述のようであれば。

のど部の対向壁面の角度は１８°である０図示の実施例において１円筒形縁５２ の直径は４．７ｍｍ、末端円錐部５４の最大直径が１２１１１１１１、また弁４ ３のリフトは０．３５ｍｍである。

ボート４２と弁４３のこの形状においては、燃料−空気混合気は相互に平行な弁 ４３のシール部分５０とボート４２のシール部分５３の間から、空気中に同伴さ れる燃料滴の環状カーテンを成して出る。燃料−空気混合気の燃料含有量が後述 の特定値以下であれば、この混合気カーテンは壁面付着効果の故に、シール部分 ５ｏと５３の面の末端部分の方向からそれて、ボート４２の円錐形端部の面に沿 って流れる。燃料−空気混合気は環状カーテン状を保持するが、夾角は大となり 、燃焼室中に外側に拡大して軸方向進入度の減少した燃料噴震を生じる。

混合気の燃料含有量が増大し、エンジン負荷が増大するに従って、密度が上昇し 、その前記所定値を超えた時に、壁面付着効果が燃料滴のモーメントによっテ超 過されて、混合気カーテンは全体的にシール部分５ｏと５３の面の間から出る方 向に連続する。このようにして、混合気は狭い環状カーテンの中に留まり、ノズ ル軸方向のその速度成分が大となり、従って燃焼室中により深く進入する。

燃料−空気混合気の密度が増大する際に、壁面付着効果の瞬間的ブレークダウン が生じるのではなく、燃料−空気混合気カーテンは一定の密度帯域を通して広い 形状から狭い形状に切り替わる。しかしこの帯域は、全エンジン負荷範囲におい て見られる全密度範囲と比較して狭い。

前記の噴射器ユニットの代表的な用途において、保持室３２中への空気送入調整 圧は５５０ＫＰａであり、弁４３は各噴射サイクルにおいて４ミリ秒間、開放さ れる。

このような条件において、エンジン中への各燃料送入を実施する空気の呼び質量 は約８ｍｇであり、もし燃料カーテンが狭い形状から広い形状に移行する時点の 燃料要求が送入サイクルあたり５ｍｇであるとすれば、給気時の燃料−空気混合 気密度は約０．６２５である。

望ましくは、エンジンの低負荷条件においては燃料の進入度の低い事が望ましく 、高負荷条件においては高い事が望ましいが、進入度の変更を実施するのに最も 好都合な負荷は多くのファクタに依存している。従って、燃料−空気混合気の形 状の切り替えの生じる混合気密度の選択はそれぞれの場合の選択である。その主 なファクタの一つは、高負荷における出力と低負荷における排気ガスのレベルと の関係である。低負荷において排気ガスを制限するためには低進入度が望ましい が、もしこの進入度が高負荷においても保持されるならば、出力と燃料消費性能 が落ちる。しかしある種のエンジンの用途においては、排気ガスを制限するため に出力を犠牲にして、負荷範囲内において通常の場合よりも高いレベルで進入度 を切り替える事が許される。

従って、噴霧形状の切り替えるの生じる燃料密度の選択は設計者の任意であり、 この密度が選ばれると、噴射ノズルの当該面の設計は公知の流体壁面付着効果原 理によって決定される。運転条件におけるエンジン燃焼室とノズルの正確な作動 条件を決定する事が困難であるから。

最適性能をうるためには一般にノズル設計の実験的な開発が必要である事が発見 された。

調量／噴射ユニットの弁およびボートの他の構造を第４図において閉鎖状態で示 す、この構造において、弁１４３は円錐形シール部分１５０と円筒形縁部分１５ ２とを有する。ボート１４２は、弁シール部分１５０と協働するためのシール部 分１５３と、直径方向末端部１５４とを有する。弁軸４４と案内ローブ３９の全 体的構造は第３図について述べたものと同様である。

シール部分１５０と１５３は弁軸線に対してそれぞれ対称的に１２０°の傾斜角 度を有し、ポート末端部分１５４は弁軸線に対して垂直である。すなわち１８０ °の傾斜角度を有する。弁１４３は末端部分１５４の面から突出し、シール部分 １５０の突出部分と末端部分１５４との角度は３０°である。

燃料−空気混合気のカーテンは原則的にシール部分１５０と１５３の延長として ボート１４２から出て１２０°の夾角を有する円錐形を成す、しかし、燃料−空 気混合気の密度が一定値以下であれば、壁面付着効果の結果、カーテンがたわん で末端部分１５４に沿って流れ、従ってカーテンの夾角が１８０１となる。

傾斜面１５５は、混合気が弁とボートの軸線に対して放射方向に末端部分１５４ に沿って流れる限界を成す。

この面１５５の末端面１５４に対する傾斜角度は、壁面付着効果によって混合気 が末端面１５４を出る際に曲がって傾斜面１５５に追随する事のないように選ば れる。

第３図と第４図の両方の実施態様において、ボートまたは弁の密封部分とボート の末端部分との角度は、混合気カーテンの切り替えを必要とする時点の燃料送入 率に応じて１５°〜４０＠の間を変動する事ができる。また弁は第４図に示すよ うにボートの末端部分から突出する事ができ、あるいは第３図に示すように後退 させる事ができる。ボートの直径方向末端部分に対して後退した弁を使用する事 ができる。すなわち第４図における弁１４３を末端部分１５４の面から後退させ る事ができる。

この明細書においては、２サイクル型の、火花点火式往復動ピストンについて本 発明を適用する場合を説明したが１本発明の液体燃料噴射法および装置は４サイ クル型エンジンおよび／またはロータリピストンなど他の構造にも同様に応用で きる事を了解されたい、この方法および装置はあらゆる用途の内燃機関について 適用されるが、特に燃料節約と排気浄化のため、自動車、モータサイクルおよび 船外エンジンを備えたボートなどのエンジンに使用する事ができる。

国際調査報告

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．燃焼室を有する火花点火式内燃機関の中に液体燃料を噴射する方法において 、調量量の液体燃料をガス給気の中に送人する段階と、エンジンの負荷要求に対 応して燃料の調量量を変動する段階と、燃料−空気混合気を選択的に開放可能の ポートを通して燃焼室の中に送入する段階とを含み、第１所定値以下の燃料調量 量において、燃焼室中へ入る燃料噴霧は、燃料調量量が前記第１所定値より高い 第２所定値以上であるときに出る燃料噴霧より低い燃焼室中への進入度を有する ように前記ポートを構成しまたポートを通る流れ条件を選定するようにした方法 。
2. ２．燃焼室を有する火花点火式内燃機関の中に液体燃料を噴射する方法において 、調量量の液体燃料をガス給気の中に送入する段階と、エンジンの負荷要求に対 応して燃料の調量量を変動する段階と、燃料調量量と実質的に独立に燃料−ガス 混合気に対して圧力を加える段階と、前記圧力に対応して選択的にポートを開き 前記ポートを通して燃焼室の中に燃料−ガス混合気を燃料噴霧として送人する段 階とを含み、前記ポートは、このポートを通る燃料−ガス混合気の流れがこの混 合気の中の燃料の調量量に対応して、第１所定値以下の燃料調量量においては、 この第１調量量以上の第２所定値以上の燃料調量量の場合の燃料噴霧より低い燃 焼室中進入度を有する燃料噴霧を生じるように構成される方法。
3. ３．前記第２調量量以上の燃料調量量において、前記燃料噴霧はポートを通過す る際に与えられる軌道に対応する軌道を実質的に保持し、前記第１所定値以下の 調量量においてはポートから出る際に前記軌道から外側に反らされる請求の範囲 第１項または第２項による方法。
4. ４．燃焼室中への各燃料送入においてガス給気は実質的に一定質量であって、ポ ートから出る燃料−ガス混合気の密度が燃料の調量量の変動に対応して変動する 請求の範囲第１項、第２項または第３項による方法。
5. ５．燃料噴霧は、燃料の調量量が前記第１所定値より低い場合、前記第２所定値 以上の場合よりも大なる夾角を持つ全体として円錐形を成して出る請求の範囲第 １項乃至第３項のいずれかによる方法。
6. ６．ポートが開いたときに環状拡大通路を画成し、この通路を通して燃料−ガス 混合気が燃焼室中に入り、前記通路の末端から同軸の環状面が外側に、前記通路 より大なる拡大度をもって延在し、前記ポートを通る燃料−ガス混合気の前記流 れ条件は、前記第１所定値以下の燃料調量量において燃料噴霧が環状通路を出る 際に外側に反らされて前記環状面に沿って流れる請求の範囲第１項乃至第５項の いずれかによる方法。
7. ７．燃焼室を有する火花点火式内燃機関の中に液体燃料を噴射する方法において 、前記の方法は、燃焼室外部においてガス給気の中に調量量の燃料を送人する段 階と、エンジンの負荷要求に対応して燃料調量量を変動させる段階と、燃料の調 量量が増大するに従って燃料−ガス混合気の密度が増大するようにガス給気を制 御する段階と、燃料−ガス混合気を選択的に開放可能のポートを通して燃焼室の 中に送人する段階とを含み、前記ポートは拡大型内周面を有し、前記燃料−ガス 混合気が燃焼室に送人される際にこの内周面に沿って流れ、また前記ポートは、 前記内周面の拡大側末端から、より大きな拡大角度をもって延在する拡大型環状 末端壁面を有し、また前記方法は、所定値以下の燃料−ガス混合気密度において この混合気の流れが前記内周面と環状末端壁面との接合点において末端壁面に向 かって反れるように前記ポートを通しての流れ条件を選定する段階を含む方法。
8. ８．ガス給気は燃焼室に対する各燃料送入について実質一定の質量であって、ポ ートを通る燃料−ガス混合気の密度が燃料の調量量の変動に対応して変動する請 求の範囲第７項による方法。
9. ９．燃焼庭中への各燃料送入サイクルの間、ガス給気が調整圧に保持され、ポー トが一定期間開かれている請求の範囲第５項による方法。
10. １０．燃料の燃焼を支援するために空気を燃焼室中に導入し、また燃料を追加ガ ス給気によって噴射するようにした内燃機関の燃焼室中へ液体燃料を直接に噴射 する方法において、燃料−ガス混合気を生じるために前記ガス給気中に燃料の調 量量を導入する段階と、エンジンの負荷要求に対応して燃料の調量量を変動させ る段階と、ポートを通して燃焼室の中に前記燃料−ガス混合気を選択的に送人す る段階とを含み、第１所定値以下の燃料調量量において、燃焼室の中に入る燃料 噴霧は、燃料調量量が前記第１燃料調量量より大なら第２所定値以上のときに出 る燃料噴霧より幅広い角度をもってポートから噴射され、また低い進入度をもっ て燃焼室の中に噴射され、このような比較は前記追加ガス給気の実質同一の質量 を用いて成されるようにした方法。
11. １１．前記ポートは、燃料調量量が前記第１所定値以下のときに出る燃料噴霧が 燃焼室内部の点火開始区域の中に燃料噴霧を生じるように配置されている請求の 範囲第１項乃至第１０項のいずれかによる方法。
12. １２．燃焼室中へ送人される燃料−ガス混合気としての液体燃料とガスとの混合 物を生じる手段と、エンジンの負荷要求に対応して前記混合気中の燃料の量を変 動させる調量手段と、前記の燃料−ガス混合気を選択的に開放可能のポートを通 して燃焼室の中に燃料噴霧として送人する手段とを含み、第１所定値以下の燃料 調量量において、ポートから燃焼室の中に入る燃料噴霧は、燃料調量量が前記第 １所定値より大なる第２所定値以上であるときにポートから出る燃料噴霧より低 い進入度をもって燃焼室の中に入るよう、燃料−ガス混合気中の燃料の量に対応 して前記ポートが構成されまた前記送人手段が作動する火花点火式内燃機関の燃 焼室中に液体燃料を噴射する装置。
13. １３．燃料−ガス混合気を生じる手段は調量量の燃料を調量手段によって送人す る室を含み、また前記の選択的に開放可能のポートは、その開いているときに前 記室を燃焼室と連通させるように構成されている請求の範囲第１２項による装置 。
14. １４．燃料−ガス混合気を送入する手段は、前記ポートが開いているときに燃料 −ガス混合気に対して推進圧を加える手段を含み、この推進圧は実質的に燃料の 調量量とは無関係である請求の範囲第１２項または第１３項による装置。
15. １５．燃焼室中への送入ごとに前記ポートを実質的に均一期間開放する手段を含 む請求の範囲第１４項による装置。
16. １６．前記ポートが開いているとき、混合気の流れ方向に拡大した環状通路と、 前記通路の下流端部から外側に、前記通路より大なる拡大角度をもって拡大した 同軸環状面とを画成し、前記第１所定値以下の燃料調量量において、通路から出 た燃料噴霧が外側にそれて、前記環状面に沿って流れるようにした請求の範囲第 １２項乃至第１５項のいずれかによる装置。
17. １７．拡大環状面の傾斜角度は拡大環状通路の夾角より１５°乃至４０°大であ る請求の範囲第１６項による装置。
18. １８．環状面は環状通路の軸線に対して実質的に直径方向に拡大している請求の 範囲第１６項による装置。
19. １９．燃焼室およびこの燃焼室の中において燃料−空気混合気を点火する火花手 段と、燃料の調量量が前記第１所定値以下のときに出る燃料が燃焼室の中におい て前記火花手段の近傍に燃料噴霧を生じるように配置された前記ポートを有する 請求の範囲第１２項乃至第１８項のいずれかによる装置とを有する内燃機関。
20. ２０．請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれかによる方法によって作動する燃 料噴射系を含む内燃機関。
21. ２１．内燃機関は２サイクルで作動する請求の範囲第１９項または第２０項のい ずれかによる内燃機関。
22. ２２．第１２項乃至第１８項のいずれかによる燃料噴射装置を含む内燃機関・
23. ２３．自動車における請求の範囲第１９項乃至第２２項のいずれかによる内燃機 関。
24. ２４．船外エンジンとしての請求の範囲第１９項乃至第２２項のいずれかによる 内燃機関。