JPH02115569A - 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、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する燃
料噴射燃料噴射弁にアシストエアを供給する、エンジン
の燃料噴射装置に関するものである。

（従来技術） 従来、エンジンの燃焼室の点火プラグ近傍に直接燃料を
噴射して適正濃度の混合気を成層化させることにより着
火性を向上させ、全体としての空燃比をリーン気味にし
て燃費率の向上をはかることが例えば特開昭６３−１４
７９２４％公報に記載されている如く知られている。

この場合の、特に低負荷低回転領域での燃料噴射では、
アシストエアを伴って燃料を微粒化し、適正な空燃比の
混合気とする必要があることから、燃料噴射時にアシス
トエアを必要とし、前掲公報では吸気通路からエアポン
プによりアシストエアを取り出して燃料とともに燃焼室
に供給している。

しかし従来のアシストエア供給方法ではエアポンプを必
要とし、このエアポンプの駆動にエンジンの出力を利用
するためエンジンの燃費率が低下することと、高負荷高
回転時のアシストエアを不要とする場合にエアポンプを
停止させるための電磁クラッチが必要で、装置が複雑と
なるといった問題と、供給するアシストエアの圧力が、
燃料噴射する気筒の内圧に対して高過ぎたり、低過ぎた
りして運転状態が安定しにくいといった問題とがあった
。

（発明の目的） この発明は上記した従来の問題点を解消するためになさ
れたもので、アシストエアの供給にエアポンプを必要と
せず、常に燃料噴射時の筒内圧力に適応した圧力アシス
トエアを供給できる、エンジンの燃料噴射装置を提供す
ることを目的とするものである。

（発明の構成） 上記の目的を達するためのこの発明はエンジンの燃焼室
に臨ませた燃料噴射弁からアシストエアを伴って吸気工
程ないし圧縮工程初期に燃料噴射を行う、複数の気筒を
持つエンジンの燃料噴射装置において、燃料噴射する気
筒よりも内圧の高い圧縮工程にある他の気筒の燃焼室と
を接続するアシストエア通路を備えているエンジンの燃
料噴射装置である。

上記の構成によると、燃料を噴射する気筒の内圧よりも
やや高い圧縮工程にある他の気筒から圧縮空気または圧
縮混合気からなるアシストエアを供給するため、アシス
トエア圧力を得るのにエアポンプを必要とせず、従って
装置が簡単となり、また燃料噴射する気筒とアシストエ
アとの圧力差がエンジンの負荷の大小にかかわらずほぼ
一定で供給できるため、運転状態を常に安定的に保つこ
とができる。

（実施例） 以下、この発明を図面に示す実施例にもとづいて詳細に
説明する。

第１図はロークリピストンエンジンの燃焼室のリーディ
ング側に直接燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸気通
路に燃料を噴射する第２燃料噴射弁とを備えている燃料
噴射装置の全体構成を示す図、第２図は上記第１噴射弁
の詳細を示す縦断面図で、（１）はロータハウジングで
２節ペリトロコイド状の内周面を持つ作動室（ｌａ）を
持ち、該作動室（１ａ）内でほぼ三角形のロータ（２）
が偏心軸（３）に支持されて偏心回転するもので、作動
室（１ａ）のロータ（２）が図示状態にある圧縮時にお
けるリーディング側に燃料を直接噴射する第１燃料噴射
弁（４）が噴射口を燃焼室に臨ませてサイドハウジング
（図示省略）に装着され、さらに作動室（ｌａ）に開口
している吸気ボー１−　（２４）に接続される吸気通路
（５）の吸気ボート（２４）に近い位置に燃料を噴射す
る第２燃料噴射弁（６）が設けられている。この第２燃
料噴射弁（６）の上流側の吸気通路（５）にスロットル
弁（７）及びエアフローメータ（８）がそれぞれ順に配
設されている（９）は燃料ポンプで、燃料タンク０ωか
ら燃料吸入路（１１）を経て燃料を吸入し、この燃料ポ
ンプ（９）と、第１燃料噴射弁（４）及び第２燃料噴射
弁（６）とを連結している燃料供給路０りを通じて燃料
を第１燃料噴射弁（４）及び第２燃料噴射弁（６）に供
給するものである。この燃料供給路（＋２１には調圧弁
側か設けてあって、燃料供給路θの内の圧力を燃料噴射
に好適な圧力となるように調圧し、余分の燃料をドレン
通路０４）を経て燃料タンクＯｏ）に戻すようにしであ
る。

０５）はアシストエア供給路で、第１燃料噴射弁（４）
と、燃料を噴射する気筒よりも内圧の高い圧縮工程にあ
る他の気筒（図示省略）の燃焼室とを連通して設けてあ
り、このアシストエア供給路θ９にはアシストエア制御
弁（１６）と、アシストエア切替弁θ刀と、逆止弁θ団
とが順次アシストエアの流れ方向に沿って介在して設け
てありアシストエア切替弁（＋７）には大気吸入路０９
）が接続されている。このアシストエア供給路０５）を
通って供給されるアシストエアは、第１燃料噴射弁（４
）の燃料噴射時の前後にわたって燃焼室内に供給されて
燃料を微噴霧化して可燃混合気とするとともに、燃焼室
の清掃及び残留既燃ガスの排除を行うもので、その構成
と作用を後で詳しく述べる。

Ｑ（Ｄはスロットルセンサで、エンジンの負荷に対応す
るスロットル弁（７）の開度を検出するもの、（２１）
はエンジン回転数センサで、エンジンの回転数から運転
状態を知るもの、（２２）はエンジン水温センサで、エ
ンジンの加熱状態を知るもの、（２３）はコントロール
ユニットで、上記スロットルセンサＣ！［Ｄと、エンジ
ン回転数センサ（２１）と、エンジン水温センサ（２２
）とからその情報を受けて、第１燃料噴射弁（４）及び
第２燃料噴射弁（６）の燃料噴射のタイミング及び噴射
量を制御するとともに、アシストエア制御弁ａωを制御
して、第１燃料噴射弁（４）へのアシストエア供給のタ
イミング及び供給量を制御するものである。（２５）は
排気ポート、（２６）　（２７）は点火プラグを示す。

次に第１燃料噴射弁（４）の構成を第２図にもとづいて
説明する。

上端の燃料入口（３０）が燃料供給路０２）に接続され
、この燃料入口（３０）に続いて軸心方向に燃料通路（
３１）が形成され、この燃料通路（３１）内には計量ス
ピンドル（３２）が、上端に筒状の磁性体（３２ａ）を
係合して装着され、この計量スピンドル（３２）の下端
に燃料通路（３１）を開閉する調量弁（３３）を形成し
ており、磁性体（３２ａ）の上端を加圧している第１ば
ね（３４）が計量スピンドル（３２）を常時下方に付勢
して調量弁（３３）を閉じており、この計量スピンドル
（３２）の情報には電磁コイル（３５）が組み込まれて
いて、この電磁コイル（３５）のＯＮにより磁性体（３
２ａ）を吸引して計量スピンドル（３２）が第１ばね（
３４）に抗して引き上げられて調量弁（３３）が開かれ
る。

調量弁（３３）の下方には、燃料溜り室（３６）が形成
されていて、この燃料溜り室（３６）は調量弁（３３）
の開によって燃料通路（３１）と連通ずる。この燃料溜
り室（３６）の下端は、第１燃料噴射弁（４）の下端に
設けた外聞弁（３７）に通じていて、この外聞弁（３７
）は開口部を燃焼室に臨ませて第２ばね（３８）により
閉しられており、この状態から電磁コイル（３５）をＯ
Ｎして調量弁（３３）を開き、燃料溜り室（３６）に燃
料が送り込まれて圧力が高まると、第２ばね（３８）に
抗して外聞弁（３７）を開き、燃料を燃焼室内に噴射す
るものである。

（３９）はアシストエア入口で、後で詳述するアシスト
エア供給路０ωに連通して、燃料通路（３１）と、燃料
溜り室（３６）と外聞弁（３７）との外周を囲んで形成
されているアシストエア通路（４０）を破線矢印の方向
に通って、外聞弁（３７）の正面に対応するエア１ｆｆ
ｌ路外壁（４１）に設けた開口部（４２）から燃料噴射
時を含むその前後に燃焼室にアシストエアを吹き込み、
燃料噴射時に燃料を可燃混合気とするものである。

第３図は第１燃料噴射弁（４）と第２燃料噴射弁（６）
との使用領域を示すもので、横軸にエンジン回転数、縦
軸にエンジン負荷に対応するスロットル弁（７）の開度
をとると、低負荷低回転領域（Ａ）では第１燃料噴射弁
（４）のみが燃料をアシストエアと共に、圧縮工程のリ
ーディング側に噴射するもので、こうすると点火プラグ
（２６）　（２７）の近傍に濃い混合気を成層化させて
着火を容易にすることができ、他の部分は吸気通路（５
）からのエアを主体とする希薄な混合気となり、出力を
あまり必要としないアイドリング運転時の如き低負荷低
回転領域（八）での燃費率を向上させることができる。

また高負荷高回転領域（Ｂ）では、主として第２＠料噴
射弁（６）を使用し、着火性を高めるために燃焼室のリ
ーディング側に第１燃料噴射弁（４）を、アシストエア
制御弁０６）を閉じてアシストエアを断った状態で補助
的に使用して点火プラグ（２６）　（２７）のまわりに
燃料を成層化して確実な着火を得るようにするものであ
る。

また、第１燃料噴射弁（４）の燃焼室に臨んでいる開口
部は高温の燃焼ガスにさらされて耐久性が低下するのを
防止するために、着火の直前にロータ（２）によって塞
がれるように構成されている。

次に、上記した第３図の低負荷低回転領域（Ａ）ニオイ
て、第１燃＄１噴射弁（４）へのアシストエアの供給を
、第４図、第５図、第６図にもとづいて説明する。

第４図は２気筒のロークリピストンエンジンにおいて、
気筒（Ｒｔ）（Ｒｚ）にそれぞれ設けられている第１燃
料噴射弁（４）（４ａ）に接続されるアシストエア供給
路θ５）（１５ａ）を、互に隣接する気筒（Ｒ２）およ
び（Ｒ１）に連結して設けた状態を示し、この場合気筒
（Ｒ１）と（Ｒｔ）とは、相互に吸気工程と圧縮工程と
がオーバーラツプするため、一方の気筒が吸気工程中な
いし圧縮工程初期の燃料噴射時に、この気筒の内圧より
高いアシストエアとなる圧縮空気または圧縮混合気を圧
縮工程にある他方の気筒がら供給できる。

第５図は上記した第４図のアシストエア供給経路を詳細
に示した図で、吸入工程にある気筒（Ｒ，）の燃料噴射
弁（４）と、圧縮工程にある気筒（ｌｈ）の内部とを結
ぶアシストエア供給路０ωと、気筒（Ｒ２）の燃料噴射
弁（４ａ）と、気筒（Ｒ３）の内部とを結ぶアシストエ
ア供給路（１５ａ）　とに、アシストエア制御弁θ６）
（１６ａ）がそれぞれ介設しであるとともに、このアシ
ストエア制御弁０６）（１６ａ）の下流側に大気吸入Ｉ
Ｑ！（１９ａ）が分岐しており、この分岐点にアシスト
エア切替弁０７）（１７ａ）の下流側で第１燃料噴射弁
（４）（４ａ）に近い位置に逆止弁Ｑ８）（１８ａ）が
それぞれ設けである。

そしてアシストエア制御弁Ｑ６）（１６ａ）はコントロ
ールユニット（２３）により制御されて、燃料噴射弁（
４）または（４ａ）が第３図の低負荷低回転領域（Ａ）
において燃料噴射する時にのみ開くものである。

第６図はアシストエア切替弁０７）の構成を示す図で、
アシストエア供給路０口と大気吸入路０９）との交点付
近のアシストエア供給路０９に設けたばね（１７３，）
の圧力で閉じている第１弁（１７，、）と大気吸入路側
に設けたばね（１７５□）の圧力で開いている第２弁（
１７ｖ□）とからなり、第１燃料噴射弁（４）が第３図
の低負荷低回転領域（Ａ）においてはアシスｉ・エア制
御弁θωが開いていて、アシストエア供給ｍａ■にＰ矢
の方向から大気圧より高い圧縮空気または圧縮混合気か
らなるアシストエアが入り、その圧力により第１弁（１
７ｖ、）が、ばね（１７，、）に抗して開（、そうする
と第２弁（１７ｖ□）がアシストエアの圧力によりばね
（１７ｓ１）に抗して閉じて、大気圧より高圧のアシス
トエアがＱ矢の方向に流れて第１燃料噴射弁（４）に供
給される。

エンジンが極く低負荷低回転となってアシストエア供給
路θつを通るアシストエアの圧力が大気圧以下となった
場合第１弁（１７，Ｉ）ばばね（１７，、）により閉じ
られ、その下流側の圧力も低下することから第２弁（１
７ｖ□）かばね（１７ｓ２）の圧力により開かれて大気
吸入路０９）から大気が吸入されて第１燃料噴射弁（４
）に大気が供給される。第１燃料噴射弁（４）が燃料噴
射を終えて気筒（Ｒ１）が圧縮工程に入り内圧が高まる
と第１燃料噴射弁（４）の内部のアシストエア通路（４
０）を経てアシストエア供給路（＋５）に圧力が及ぶと
、逆止弁０８）が逆流を防止して気筒（Ｒ１）内の圧力
の逃げを阻止するものである。

こうして第３図に示す低負荷低回転領域（Ａ）の範囲内
での高負荷高回転領域では燃料噴射時の気筒内圧力より
も高い他の圧縮工程にある気筒からの圧縮空気または圧
縮混合気がアシストエアとして供給され、この場合の燃
料噴射を行う気筒の内圧と、アシストエアとの圧力差は
理想とするほぼ一定の値とすることができるものであり
、低負荷低回転領域では大気がアシストエアとして吸引
されるものである。

なお、アシストエア切替弁０７）は、電磁的に切り替え
る三方弁に置き換えても良く、上記実施例では都合よ〈
実施できるロータリピストンエンジンについて示したが
、多気筒レシプロエンジンであっても実施可能なもので
ある。

（発明の効果） 以上説明したこの発明に係るエンジンの燃料噴射装置に
よれば、低負荷低回転運転領域において、燃料噴射時に
供給するアシストエアを、圧縮工程にある他の気筒内部
から供給する構成としたことにより、燃料噴射するとき
の気筒の内圧より高いアシストエアを常にほぼ一定の圧
力差で供給することができて、エンジンの運転状態を安
定に保ち得るとともに、アシストエアを供するためのエ
アポンプが不要となり、構成を簡素化することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例としてロータリーピスト
ンエンジンの燃焼噴射装置の全体槽底を示す図、第２図
は、第１の燃焼噴射装置のエンジンの燃焼室に直接燃料
を噴射する第１燃料噴射弁の詳細縦断面図、第３図は燃
焼室内のリーディング側に直接燃料を噴射する第１燃料
噴射弁と、吸気通路に燃料を噴射する第２ｊｐ！料噴射
弁との使用領域を示す図、第４図は第１燃料噴射弁に供
給するアシストエアの供給経路の概要図、第５図は、第
４図に示したアシストエア供給経路の詳細図、第６図は
アシストエア供給経路に介在するアシストエア切替弁の
詳細断面図である。 ｌ・・ロータハウジング　２・・ ４・・第１燃料噴射弁 ６・・第２燃料噴射弁 １５・・アシストエア供給路 １６・・アシストエア制御弁 １７・・アシストエア切替弁 Ｒ１，Ｒ２・・気筒 ロータ 特　許　出願人　マツダ株式会社 代理人・弁理士　三　原　　　隆 （外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　燃焼室に臨ませた燃料噴射弁から、アシストエアを伴
   って吸気工程ないし圧縮工程初期に燃料噴射を行う、複
   数の気筒を持つエンジンの燃料噴射装置において、 燃料噴射する気筒の燃料噴射弁と、上 記燃料噴射する気筒よりも内圧の高い圧縮工程にある他
   の気筒の燃焼室とを接続するアシストエア通路を備えて
   いることを特徴とする、エンジンの燃焼噴射装置。