JPH02305361A - ２サイクルエンジンの筒内燃料噴射装置 - 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、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する筒
内燃料噴射装置に関し、特に、加圧空気の押込みによる
強制掃気を行う２サイクルエンジン用の筒内噴射装置に
関するものである。

〈従来の技術〉 従来の２サイクルエンジンを改良した新しい２サイクル
エンジンとして、例えば第８図に示すものが提案されて
いる。

これはシリンダ１００のシリンダヘッド１０２に、吸気
バルブ１０４と排気バルブ１０６とを２個ずつ備え、ま
た点火コイル１０８と点火プラグ１１０とを含む点火装
置１１２を備えている。インテークマニホールド１１４
には、過給機として機械式のスーパーチャージャ１１６
が設【プられ、クランクシャフト１１８により駆動され
る２個のまゆ型ロータ１２１０の回転に基づぎ、空気を
シリンダ１００内に圧送するようになっている。更にシ
リンダヘッド１０２には、シリンダ１００内に燃料を直
接吹き込む筒内燃料噴射装置１２２が設けられている。

そして、第９図の上段に示すように、ビスＩ〜ン１２４
の上死点で点火装置１１２ににり爆発が生じ、右下に示
すように膨張によるビス１〜ン１２４の下降の後半でブ
ローダウンに移り、排気バルブ１０６が開く。更に吸気
バルブ１０４も開き、下段に示すようにスーパーチャ−
ジャ１１６より圧送される空気がシリンダ内に送り込ま
れて、この空気によりシリンダ内の燃焼ガス（排ガス）
がエキゾーストマニホールド１２６を通じて強制的に掃
気される。また筒内燃料噴射装置１２２によりシリンダ
内に燃料が噴射され、その混合気が圧縮されて上述の爆
発となる。

このような２サイクルエンジンでは、４ス１−ロークエ
ンジンの２倍の爆発回数が得られるから、２サイクル工
ンジン本来の長所はそのまま発揮される。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このような２サイクルエンジンに使用される
筒内燃料噴射装置１２ｐにおいては、霧化特性がよくて
燃料を早期に拡散できる構造であることが望ましい。燃
料噴射の際の突貫力が強いと、オイルジェット１２８に
よりシリンダ内周面に付着させられたオイルが、噴射さ
れる燃料によって洗われる弊害がでる。

上記２サイクルエンジン用の筒内燃料噴射装置として提
案されているインジェクタは、一般にハウジングの燃料
噴射口を外側から開閉する外開式のバルブ部材を備え、
そのバルブ部材をばね手段によりハウジング内へ引き込
んで閉位置に保持するとともに、シレノイド等の電磁駆
動手段によりそのバルブ部材をばね手段の付勢力に抗し
て押し出すことにより噴射口を開状態として燃料噴射を
行うのが普通である。吸気管内噴射式のインジェクタは
一般に内聞式のバルブを備え、バルブ部材をばね手段で
ハウジング内の弁座に押し付【プて閉状態を維持する一
方、電磁駆動手段でそのバルブ部材を引き込むことにに
り開状態とり゛るのに対し、上記２サイクル工ンジン用
筒内噴射式のインジェクタでは、これと動きが逆になる
外聞弁方式を採用するのは、シリンダ内に端面が露出す
るバルブ、部材が爆発圧力で開弁じてしまわないように
するためである。

このようなバルブ構造において、バルブ部材のシリンダ
空間側に露出する端面（バルブ端面）は、一般に平面で
形成されているが、ハウジングの噴出口から燃料がたれ
ると、これが上記バルブ端面に大きな液滴となって付着
し、シリンダの燃焼熱により炭化してデポジット（スス
）を生じる。このようにして生成したデポジッ１−がバ
ルブ部材のシート面に噛み込まれると、閉弁時の燃料遮
断作用が阻害される。

本発明は、そのようなデポジットの生成を抑制すること
を課題としてなされたものである。

く課題を解決するための′手段〉 本発明に係る筒内燃料噴射装置装置は、前述のような２
サイクルエンジン、つまりシリンダヘッドに設けられた
吸気バルブ、排気バルブ及び点火装置と、その吸気バル
ブを経てシリンダ内に空気を送り込む過給機とを備え、
それら両バルブの開状態において前記過給機から送り込
まれる加圧空気により強制掃気が行われる２サイクルエ
ンジンにおいて、シリンダ内に燃料を噴射するものあり
、次のように構成される。

すなわち、内部に燃料通路が形成されたハウジングと、
そのハウジングの燃料噴射口をハウジングの外側から開
閉すべく開位置と閉位置とに移動させられるバルブ部材
と、そのバルブ部材を閉位置に常時付勢するばね手段と
、そのばね手段の付勢力に抗してバルブ部材を開位置に
移動させる電磁駆動手段とを備え、かつ、前記バルブ部
材のシリンダ空間側に露出するバルブ端面の少なくとも
一部が、シリンダ空間側に向かって凹となる凹面で形成
されて料通路とを含むものである。

〈作用・効果〉 上記バルブ端面が平面であると、そこに燃料の大きな液
滴ができやすいが、凹面の形成により平面部分が少なく
なるほど液滴は犬ぎくなりにくい。

従って燃料噴射時に吹き飛ばされて燃えてしまう傾向が
強くなる。このためデポジットが生成しにくくなり、バ
ルブシート面への噛み込みも減少する。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はその一実施例である筒内燃料噴ｒＪＪ装置゛　
　　（以下、インジェクトという）２の全体を示す断面
図である。このインジェクタ２は第８図に示すような２
サイクルエンジンに対し、符号１２２の位置に固定され
るものである。

第１図から明らかように、このインジェクタ２は第一ハ
ウジング部材４．第二ハウジング部材６゜ガイド部材８
及びシート部材１０を備え、これらが相互に一体化され
て、全体として１個のハウジング１２を構成している。

第一ハウジング部材４と第二ハウジング部材６とはＯリ
ング１４を介してカシメ付けられ、第二ハウジング部材
６とガイド部材８とシー１〜部月１０とは互いに溶接で
固定されている。

このようなハウジング１２内には棒状のバルブ部材１６
が設りられている。このバルブ部材１６は第一バルブ１
８と第二バルブ部材２０との２分割構造とされ、互い同
軸的に突き合わされている。

第一バルブ部材１８はガイド部材８とシート部材１０に
ガイドされて、軸方向に移動可能に保持され、その先端
にバルブヘッド２２を備えている。

バルブヘッド２２は先端に向かって大きくなる円錐台状
に形成され、またその端面（バルブ端面）には第２図及
び第４図に示すように、浅い円錐面状の四部２４が形成
されて、平面はバルブ端面の外周部に環状に残っている
に過ぎない。このようなバルブ端面は、エンジンのシリ
ンダ燃焼室に露出することとなる。シーｌ一部材１０の
先端には、バルブヘッド２２より僅かにデーパ率の小さ
い燃料噴出口２６が外部に向かって広がるように形成さ
れており、この開口部（バルブシート）にバルブヘッド
２２が着座して液密なシール部２８が形成される。

第１図及び第２図に示すように、第一バルブ部材１８の
ガイド部材８から後方に突き出た後端部（内端部）には
ストッパ３０が装着され、このストッパ３０に保持され
たスプリングリテーナ３２とガイド部材８との間に、第
一スプリング３４が所定の圧縮予荷重をもって配置され
ている。このスプリング３４は第一ばね手段として機能
するもので、第一バルブ部材１８をバルブヘッド２２が
噴射口２６を閉じる閉位置に常時付勢している。

第一バルブ部材１８の移動ストロークＳ（第２図）はス
トッパ３０とガイド部材８とのギャプで与えられ、燃料
噴射時にはこのストローク−だけ第一バルブ部材１８が
前進してバルブヘッド２２が噴射口２６のシート部から
浮き上がり、これが閉位置どなる。

第１図に戻って、前述の第二バルブ部材２０は＝　９− ハウジング１２の後方に延び、電磁駆動手段の主体をな
すソレノイド３６内に突入している。ソレノイド３６は
７ランジ付き円筒状の］ア３８を備え、コア３８はその
フランジ部分においてスペーサ４０を介して第一ハウジ
ング部材４と第二ハウジング部材６との間に前述のカシ
メで挟まれ、固定されている。コア３８の外側にはコイ
ルボビン（以下、単にボビンという）４２が嵌合され、
このボビン４２にコイル４４が巻かれている。またボビ
ン４２にはアダプタ４６．４６を介して十と−のターミ
ナル（端子）４８．４８が取り付番プられ、］コイル４
に対してこれらのターミナル４８゜４８を経て外部から
励磁電流が供給される。

第二バルブ部材２０はコア３８内を軸方向に移動可能に
貫通し、コア３８から突出した後端部にはアーマチュア
５０が固定されている。このアーマチュア５０とコア３
８との工Ａ７ギ１？ツブは前記スペーーリ−４０で調整
されており、コイル４４への通電によりアーマチュア５
０がコア３８に吸引されることで、第二バルブ部材２０
が第一スプリング３４の付勢力に抗して前進し、第一バ
ルブ部材１８を開位置へ突き動かす。

この第二バルブ部材２０は、第二ばね手段としての第ニ
スプリング５２によって第一バルブ部材１８の側に常時
付勢されている。この第ニスプリング５２はアーマチュ
ア５０とスプリング止めパイプ５４との間に圧縮予荷重
をもって装着されており、従って第一バルブ部材１８に
対し第一スプリング３４とは反対向きの付勢力を及ばず
。しかし、この第ニスプリング５２のばね力は第一スプ
リング３４のばね力に比べて遥かに弱く、閉位置にある
第一バルブ部材１８に対して第二バルブ部材２０を常に
突き合わせ状態に保つ役割を果たずものである。この結
果、第一バルブ部材１８を閉位置に付勢するばね力は、
第一スプリング３４のばね力から第ニスプリング５２の
それを差し引いたものとなり、概念的にはそのにうな差
の荷重を有するばね手段が第一バルブ部材１８を閉方向
に引き込んでいると考えることができる。なお、第ニス
プリング５２のばね荷重は、スプリング止めパイプ５４
の第一ハウジング部材４への挿入量で調整でき、その後
、第一八・プリング部材４を外側からコーキングするこ
とでパイプ５４の位置が固定される。

第二バルブ部材２０の後方への移動量はストッパ（以下
、バックストッパという）５６によって規制される。こ
のバックストッパ５６はナーマチュア５０に対向して第
一ハウジング部材４に固定されているが、両者間の隙間
は、第一バルブ部材１８のバルブストロークＳより小さ
くはない。つまり、このバックストッパ５６は、第一バ
ルブ部材１８の閉動作を妨げるものではなく、第二バル
ブ部材２０が第一バルブ部材１８から離れて過度に後退
することを阻止する機能を果たす。

ハウジング１２内には、その後端部に形成された燃料供
給ボー１−５８から先端部の燃料噴射口２６まで燃料を
導く燃料通路６０が形成されており、これについて更に
詳しく説明する。

供給ボート５８の内側には燃料中のゴミ等を捕獲するス
トレーナ６２が設（プられ、これを通過した燃料は第−
通路部６４によりアーマチュア５０の付近に至る。ここ
から燃料通路はアーマチュア５０を迂回してコア３８と
ボビン４２との間を通る。つまり、第５図及び第６図に
示１“ように、第一ハウジング部材４の第一通路６４を
形成する内周面には、４本の満６６が軸方向に形成され
、この内周面に溝６６より短いリング６８が圧入される
ことにより、これら４本の溝６６を燃料が通るようにな
っている。更に、ボビン４２はコア３８にかたく嵌合さ
れているが、ボビン４２の内周面には第７図に示すよう
に、４本の溝７０がコア３８と平行に形成され、これら
が上述の４本の溝６６と互いに連通している。つまり、
これら４本の溝７０がコア３８とボビン４２との間に形
成された燃料通路となっていて、燃料はコイル４４の内
周のごく近くを流通することとなる。

そして、ボビン４２の４本の溝７０は、コア３８のフラ
ンジ部分に形成された４個の連通孔７２及びスペーサ４
０の中央穴７４を経て、第二ハウジング部材６の中央空
間に相当する第二通路７６に連通している。この第二通
路７６は第２図から明らかなように、ガイド部材８の中
心部を軸方向に走る第三通路７８に対し、ガイド部材８
に形成された４個の半径方向の連通孔８０により連通し
ている。

ここで、前述の第一バルブ部材１８は、ガイド部材１８
の後端部に形成された後方バルブガイド部８２と、シー
ト部ｌ１ｌ−１０の後端部に形成された前方バルブガイ
ド部８４との２箇所で軸方向の移動がガイドされるが、
前方バルブガイド部８４により高い案内精度が与えられ
、これがガイド機能の主体をなしている。そして、この
前方バルブガイド部８４を迂回して燃料通路が通る。つ
まり、シート部材１０はガイド部材８の先端側開口部に
液密に嵌合されているが、そのガイド部材８の内周面に
は、第２図及び第３図に示すように４本の溝８６がシー
ト部材１０の内端を越えて軸方向に形成され、更にこれ
らの溝８６は先端（外端）側において４個の半径方向の
連通孔８８により、シート部材１０の中央孔８９に通じ
、第一バルブ部月１８はこの部分が小径部９２とされて
いる。この結果、上流側の第三通路７８から前方バルブ
ガイド部８４を迂回して噴射口２６側に至るバイパス燃
料通路（以下、単にバイパス通路という）９０が形成さ
れている。なお、噴射口２６の直前には高精度の隙間が
付与された計量部９４が形成され、ここの流路断面積に
より１回当たり噴射量が規定される。

以上のようなインジェクタは第１図に示す第二ハウジン
グ部材６のねじ部９６において、第８図のようにシリン
ダヘッドに固定され、使用されることとなる。

そして、コイル４４への通電によるソレノイド３６の励
磁によりアーマチュア５０がコア３８に吸引されると、
第二バルブ部材２０が前進し、第一スプリング３４の付
勢力に抗して第一バルブ部材１８を閉位置に突き動かし
、これにより噴射口２６からシリンダ内に燃料が噴射さ
れる。ソレノイド３６が消磁されると、第一スプリング
３４のばね力により第一バルブ部材１８が閉位置に復帰
し、この復帰動作に伴い第二バルブ部材２０が押し戻さ
れる。ここで、第一と第二のバルブ部材１８及び２０の
２分割構造のため、全体としての可動部分の質量に対し
て、噴射口２６を閉じる第一バルブ部１ｆＡ１８の慣性
質量は十分に小さく、従ってこの第一バルブ部材１８が
シート部材１０に着座する際のバウンシングがごく小さ
く、燃料の遮断精度がよくなって後ダレが抑制される。

また、第一バルブ部材１８が閉位置で停止した後も、第
二バルブ部材２０は慣性により第ニスプリング５２を圧
縮しつつ後退しようとするが、バックストッパ５６によ
り過度の後退が防止され、一旦は第一バルブ部材１８か
ら離れても、すぐ突き合わせ状態に戻る。つまり、第二
バルブ部材２０が大ぎく後退すると、第ニスプリング５
２の反発力で押し戻されて第一バルブ部材１８に強く衝
突し、噴射口２６が一時的に開くおそれがあるが、これ
が回避される。

また、第一バルブ部材１８のバルブ端面はシリンダ内の
燃焼室に臨むが、凹部２４が形成されているため、噴射
口２６から燃料がたれても、それが大きな液滴とならず
、ススの発生が抑制される。

燃料は前述の燃料通路６０を流通するが、ソレノイド３
６の部分においては、コア３８とボビン４２との間の溝
７０を流通する。この燃料がコイル４４を冷却するため
、発熱による電気抵抗の増大に起因する電磁吸引力の低
下が抑制される。

また、第一バルブ部材１８のバルブガイド部８４におい
ては、十分大きな流路断面積のバイパス通路９０を燃料
が迂回し、このガイド部８４を燃料通路に兼用する場合
に比べて流路抵抗が小さい。

また、バルブガイド部８４と計量部９４とが分離されて
いるため、バルブガイド部８４では第一バルブ部材１８
との同軸性に主眼をおいた加工を行い、計量部９４では
流路断面積に主眼をおいた加工をすればよいため、双方
の要求を満たす加工を強いられる場合に比べて加工が容
易になる。

なお、以上の説明は文字通り例示であり、本発明はこの
実施例の記載に限定されることなく、当業者の常識に基
づき、種々の変形を施した態様で実施し得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である筒内燃料噴射装置の全
体断面図、第２図はその先端側の部分断面図、第３図は
第２図におけるＡ−Ａ断面図、第４図は第２図の先端部
分の拡大断面図、第５図は第１図におＧプる中央部分の
部分断面図、第６図は第５図におけるＢ−Ｂ断面図、第
７図は同じくＣ−Ｃ断面図、第８図は第１図の噴射装置
が好適に使用されるエンジンの一例を示す断面図、第９
図はそのエンジンの作動説明図である。 １２：ハウジング １６：バルブ部材 １８：第一バルブ部材 ２０：第二バルブ部材 ２４：凹部 ２６：燃料噴射口 ３４：第一スプリング ３６：ソレノイド ３８：コア ４２：コイルボビン ４４：コイル ５０：１アーマチユア ５２：第ニスプリング ５６：バックストッパ ６０：燃料通路 ６６．７０．８６：溝 ７２．８０，８８　：連通孔 ９４：計量部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリンダヘッドに設けられた吸気バルブ，排気バルブ及
   び点火装置と、その吸気バルブを経てシリンダ内に空気
   を送り込む過給機とを備え、それら両バルブの開状態に
   おいて前記過給機から送り込まれる加圧空気により強制
   掃気が行われる２サイクルエンジンに用いられ、シリン
   ダ内に燃料を噴射する筒内燃料噴射装置であつて、 内部に燃料通路が形成されたハウジングと、そのハウジ
   ングの燃料噴射口をハウジングの外側から開閉すべく開
   位置と閉位置とに移動させられるバルブ部材と、 そのバルブ部材を閉位置に常時付勢するばね手段と、 そのばね手段の付勢力に抗してバルブ部材を閉位置から
   開位置に移動させる電磁駆動手段とを含み、 かつ、前記バルブ部材のシリンダ空間側に露出するバル
   ブ端面の少なくとも一部が、シリンダ空間側に向かって
   凹となる凹面で形成されていることを特徴とする２サイ
   クルエンジンの筒内燃料噴射装置。