JPH03100349A - 内燃機関の燃料噴射装置 - 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） 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。

（従来の技術） ２サイクルエンジン等において、出力性能や排気性能を
改善するために、燃料を直接燃焼室に噴射することが考
えられている。

そこで、従来噴射燃料の霧化および吸気との混合を良好
に行わせるために、例えば第５図に示すように燃料を所
定の加圧空気とともに噴射する噴射弁が提案されている
（特開昭６２−９３４８１号公報参照）。

これについて説明すると、燃料噴射装置１は、ボディ２
に取付けられた細長いノズル部３と、ボディ２とノズル
部３を貫通してノズル部３の先端を開閉するポペットバ
ルブ４と、ポベ・ントバルブ４を閉方向に付勢する皿バ
ネ５と、ポペットバルブ４を開作動させるツレ／イド６
と、ポペットバルブ４のまわりに形成された環状の混合
通路７と、ボディ２の側部に取付けられた燃料調量弁８
等からなり、燃料ポンプ９から燃料調量弁８に送られた
燃料は所定容積の供給室１０を通って混合通路７に、ニ
アコンプレッサ等の加圧空気供給源１１から送られた加
圧空気は供給室１０よりも後方の空気導入通路１２を通
って混合通路７にそれぞれ供給される。

したがって、ソレノイド６によりポペットバルブ４が開
かれると、供給室１０から混合通路７に供給された燃料
は、空気導入通路１２から混合通路７に供給された加圧
空気と混合しつつノズル部３の先端部から勢いよく噴出
し、これにより極く短時間のうちに燃料の霧化が保進さ
れ、吸気との良好な混合が行われるのである。

なお、１３は燃料タンク、１４．１５はそれぞれプレッ
シャレギュレータ、１６は機関の回転センサ、１７は機
関の負荷センサ、１８はこれらの検出信号に基づいてツ
レ／イド６および燃料調量弁８を駆動し、燃料の噴射量
、噴射時期を制御するマイクロコンピュータ等からなる
制御回路である。

（発明が解決しようとする課題） 第６図は噴射弁１からの燃料噴射期間を示すもので、負
荷が増大するのにしたがって噴射開始時期を進角側に移
行する。

しかしながら、こうした従来装置にあっては、噴射弁１
から時間当たりに燃料噴射率に制限が有り、一つの燃焼
室に対して単一の噴射弁１が設けられているため、高速
運転時になると燃料の噴射期間が長くなって、噴射開始
時期が燃料の吹き抜けが増大し、出力の低下や燃費およ
び排気エミッシヨンが悪化するという問題点があった。

本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） ｔＩＳｉ図は本発明の概念的な構成を示したもので、燃
焼室に開口するノズル３と、このノズル３の燃焼室側開
口部を機関に同期して開閉するポペットバルブ４とを備
え、７ズル３に加圧空気供給源を連通するとともに、同
じくノズル３に燃料を供給する燃料調量弁８を接続し、
ボベ７）バルブ４の開弁によりノズル３から燃焼室に加
圧空気と共に燃料を噴射する噴射弁１を構成し、この噴
射弁１を一つの燃焼室に対して複数配設し、機関の運転
状態を検出する手段２１と、検出された運転状態に応じ
て燃焼室に供給される燃料供給量を決定する手段２２と
、所定の運転状態ですくなくとも一方の噴射弁１から燃
料供給を停止して空気のみを噴出させる噴射制御手段２
３を設けた。

（作用） 燃料供給量決定手段２２は、検出された機関運転状態に
基づいて演算ないしメモリーテーブルのルックアップに
より燃料供給量の制御値を決定し、噴射制御手段２３は
、所定のクランク角度を基準として噴射時期を管理すべ
き気筒のクランク軸回転量に達したところで燃料調量弁
８およびポペットバルブ４のソレノイドに噴射信号を発
し、各噴射弁１から燃料および空気を噴射させる。

噴射制御手段２３は、燃料供給量の小さい例えば所定の
低速運転時にすくなくとも一つの燃料調量弁８の開弁作
動を停止することにより、燃料を噴射する噴射弁１の数
を減らして、燃焼室に供給される燃料量を精密に調節で
きる。

この燃料調量弁８の開弁作動を停止している開、ポペッ
トバルブ４を開閉作動させてノズル３がら空気のみを噴
出させることにより、燃焼〃スがノズル３内に侵入する
ことを防止し、ノズル３にカーボン等が付着して作動性
が悪化することを防止できる。

一方、所定の中高速運転時に一つの燃焼室に対して複数
の噴射弁から燃料および空気を同時に噴射させることに
より、その時間当たりの燃料噴射率を増加させて噴射期
間を短縮し、燃料の吹き抜けを抑えて、出力および排気
エミッシヨンを改善できる。

なお、燃料供給量決定手段２２と噴射制御手段２３は、
実際にはマイクロコンピュータ等を中心とする電子回路
としてソフトウェア上もハードウェア上も一体化が可能
である。

（実施例） 以下、本発明を２サイクルエンジンに適用した実施例を
１２図に基づいて説明する。なお、従来例と実質上同一
部分には同一符号を付す。

２サイクル機関３０は、ピストン３１が上昇する過程で
噴射弁１から加圧空気と共に燃料が噴射され、上死点付
近で点火栓３５が混合気に点火して燃焼が行われる。ピ
ストン３２の下降に伴ってシリング３１には排気ポート
３６と掃気ボート３７が開口し、燃焼がスを排気ポート
３６から排出するとともに、クランク室３８から送られ
る空気が掃気ボート３７を通って燃焼室３３に流入する
ようになっている。

一つの燃焼室３３に対して２つの噴射弁１が配設され、
各噴射弁１の７ズル３が点火栓３５を挾んで所定角度で
傾斜してシリングへラド３４に取付けられる。

第３図に示すように、噴射弁１はノズル３に挿通してそ
の燃焼室３３側開口部を開閉するポペットバルブ４を備
え、ノズル３とポペットバルブ４の開に画成される混合
通路７には、ニアコンプレッサ等の供給源に連通して加
圧空気を供給する空気導入通路１２が接続されるととも
に、所定容積を有する供給室１０を介して燃料を噴射す
る燃料調量弁８が接続される。ポペットバルブ４はボデ
ィ２の上部に収装されたツレ／イド６により皿バネ５に
抗して開弁駆動され、その開弁に伴ってノズル３から燃
焼室３３に加圧空気と共に燃料を噴射するように構成さ
れる。

１６は機関のクランク角信号および回軒数信号を供給す
る回献センサ、１７はスロットルバルブ４０の開度を検
出する負荷センサで、これらが燃料噴射量および噴射時
期を決定するにあたって必要なパラメータを供給する運
転状態検出手段に当たる。

制御回路３９は　各センサ１　Ｇ、１７を介して検出さ
れた負荷状態に基づいて演算ないしメモリーテーブルの
ルックアップにより燃料供給量の制御値を決定する手段
と、所定のクランク角度を基準として噴射時期を決定す
る手段と、＠標のクランク軸回転量に達したところで各
噴射弁１の燃料ａｍ弁８とツレ／イド６に駆動信号を発
し、各噴射弁１を作動させる手段とを備える。

本発明は、制御回路３９に所定の低速運転時に一方の噴
射弁１について燃料調量弁８の開弁作動を停止するとと
もに、ポペットバルブ４を開閉生動させて７Ｘル３がら
空気のみを噴出させる噴射制御手段を設けた。

制御回路３９はこれらの処理を実行するＣＰＵ、制御処
理内容やその処理過程で必要な所定のデータを記憶する
ＲＡＭ、ＲＯＭ、および各信号の入出力に関する処理を
行うインターフェイス等からなる、いわゆるマイクロコ
ンピュータシステムを中心として構成される。

第４図は２つの噴射弁１からの燃料噴射期間を示すもの
で、低速時は一方の噴射か１から燃料を空気と共に噴射
し、負荷が増大するのにしたがって噴射開始時期を進角
側に移行させる。このように燃料噴射量の小さい低速時
は単一の燃料調量弁１から燃料の噴射が行われることに
より、燃焼室３３に供給される燃料供給量を精密に調節
でき、低速時の安定した運転性を確保して、燃費および
排気エミッションを改善する。

所定の中速運転時では２本の噴射弁１からそれぞれ燃料
を空気と共に噴射し、各噴射弁１の噴射期間は互いに独
立して制御され、層状燃焼による安定した燃焼性を確保
する。

所定の中高速運転時では２本の噴射弁１の噴射期間が増
大し、互いに同期して燃料を噴射する。

２本の噴射弁１から燃料を同時に噴出させることにより
、時間あたりの噴射率を高めて機関の出力を高めるとと
もに、燃料噴射期間を短縮して燃料の吹き抜けを抑え、
出力および排気エミッシヨンを改善することができる。

本発明は燃料調量弁８の開弁作動を停止している間、ポ
ペットバルブ４を開閉作動させてノズル３から高圧空気
を噴出させる制御を行うことにより、燃焼室３３に臨む
ノズル３内に燃焼〃スが侵入することを防止して１．７
ズル３やポペットバルブ４にカーボン等が付着して作動
性が悪化することを防止する。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、一つの燃焼室に対して燃料
と共に空気を噴射する噴射弁を複数配役し、例えば低速
運転時にすくなぐとも一方の噴射弁から燃料供給を停止
し空気のみを噴出させるようにしたたため、機関の燃費
、出力および排気性能をそれぞれ改善できるとともに、
燃料の噴射を一時的に停止する噴射弁に燃焼〃スが侵入
してカーボン等の付着にすることを防止し、良好な作動
性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成概念図、第２図はその実施例の機
械的構成の概略図、第３図は噴射弁の断面図、第４図は
制御動作を表す説明図である。第５図は従来例を示す機
械的構成の概略図、第６図はその制御動作を表す説明図
である。 １・・・噴射弁、３・・・／ズル、４・・・ポペットバ
ルブ、８・・・燃料調量弁、２１・・・運転状態検出手
段、２２・・・燃料供給量制御手段、２３・・・噴射制
御手段。 第 ３ 図 第 図 ＤＣ Ｅ、０ Ｓ、Ｏ ＤＣ ５，Ｃ Ｅ、Ｃ ＤＣ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室に開口するノズルと、このノズルの燃焼室側開口
   部を機関に同期して開閉するポペットバルブとを備え、
   ノズルに加圧空気供給源を連通するとともに、同じくノ
   ズルに燃料を供給する燃料調量弁を接続し、ポペットバ
   ルブの開弁によりノズルから燃焼室に加圧空気と共に燃
   料を噴射する噴射弁を構成し、この噴射弁を一つの燃焼
   室に対して複数配設する一方、機関の運転状態を検出す
   る手段と、検出された運転状態に応じて燃焼室に供給さ
   れる燃料供給量を決定する手段と、所定の運転状態です
   くなくとも一方の噴射弁から燃料供給を停止して空気の
   みを噴出させる噴射制御手段を設けたことを特徴とする
   内燃機関の燃料噴射装置。