JPH03100368A - 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ｉ置に関する。

（従来の技術） ２サイクル機関等において、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上り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燃料噴射装置が提案され
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、ポペットバルブ４を閉方向に付勢する皿バ
ネ５と、ポペットバルブ４を開作動させるソレノイド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供給弁８
等からなり、燃料ポンプ９から燃料供給弁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孔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、空気導入孔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促進され
、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はこれら信号に基づいてソレノイ
ド６お上り燃料供給弁８を駆動し、燃料の噴射量、噴射
時期を制御する制御回路である。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、燃料噴射装置１の７，２′ル部３が点火
栓と並んで取付けられる火花点火式内燃機関の燃焼室に
おいて、燃料分を含む噴流はノズル部３を中心として放
射状に噴出するので、低速低負荷運転時に燃料供給量が
減少すると１．点火栓の近傍領域でも燃料の分布が少な
くなり、着火の安定性や火炎の伝播が悪化して、燃費や
排気エミッションの増大を招く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） 」二元目的を達成するため本発明では、燃焼室に開口す
るポートと、このポートに挿通してポートの燃焼室側開
口部を開閉するポペットバルブとを備工、；ｔ：　−）
　、！：　ホヘｙ　）　ｔ（ルフ（７）弁！ｍＭｚ６Ｑ
ｒＪｌ＋：：通路を画成し、ポペットバルブの開弁によ
りポートから燃焼室に加圧空気と共に燃料を噴射するよ
うに構成した内燃機関の燃料噴射装置において、萌記ポ
ペットパルプの中心について弁軸部の外形を非対称に形
成し、すくなくとも低負荷運転時に、α火粉近傍の燃料
分布を高めるようにポペットバルブを運転条件に応じて
回転駆動する制御手段を設けた。

（作用） 上記構成に基づき、ポペットバルブの開弁作動時、燃料
と空気が通路を混合しながら流れる過程で、ポペットバ
ルブのまわりには通路断面積の大きい側の流量が多くな
るため、燃焼室に噴出する燃料の分布にも偏りが生じる
。したがって、ポペットバルブの回転位置を運転条件に
応じて変えることにより、低速低負荷運転時に点火栓の
まわりに燃料の分布を高め、着火の安定性や火炎の伝播
を促進して、燃費の低減や排気エミッションの低減がは
かれる一方、高速高負荷運転時に点火栓と反ＮＩｉ！Ｉ
Ｉの燃料分布を高め、ｍ焼室内の空気が有効に利用され
、排気ポートに吹き抜ける未燃燃料を低減できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１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２１は、ピストン２３が上昇する過程で
燃料噴射装置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２７が混合気に、点火して燃焼が行わ
れる。ピストン２３の下降に伴ってシリング２２には排
気ポート２５と掃気ポート２４が開口し、燃焼〃スを排
気ポート２５から排出するとともに、クランク室から送
られる空気が掃気ポート２４を通って燃焼室１９に流入
するようになっている。

シリンダヘッド２６に燃料噴射装置１の／グル１１２Ａ
と、点火栓２７が並んで取付けられ１．点火栓２７はシ
リンダ２２のほぼ中心線上に配置され、燃料噴射装置１
のノズル部２Ａは点火栓２７と掃気ポート２４の間に燃
焼室１９の中央に向けて配置される。

第２図に示すように、燃料噴射装置１は、ボディ２に一
体的に形成したノズル部２Ａがシリングヘッド２６に嵌
合し、このボディ２を貫通するポート２９が燃焼室１９
に開口する。ポート２９にはポペットバルブ４の弁軸部
４Ａが挿通し、ポペットバルブ４の先端に形成された傘
部４Ｂがポート２９の開口端に形成されるシート部２９
ＡＩ４座してこれを開閉するようになっている。

ポベｙ　）バルブ４の弁軸部４Ａの基端部４Ｃに閉方向
に付勢するナツト３１を介して皿バネ５が連結されると
ともに、この皿バネ５に抗してポペットバルブ４を開方
向に駆動するソレノイド６が設けられる。

ポート２９にはポペットバルブ４の弁軸部４Ａとの間に
、断面環状の通路７が画成される。この通路７の途中に
は燃料供給弁８が所定容積を有する供給室１０を介して
接続するとともに、配管１２を介してニアコンプレッサ
等の加圧空気が供給される。

ポペットバルブ４の弁軸部４Ａは基端部４Ｃおよび傘部
４Ｂに対して偏心して形成され、＠３図にも示すように
、通路７の断面積は弁軸部４Ａが偏心する反対側の部位
で三日月状に大きくなっている。

なお、第４図に示すように、ポペットバルブ４の弁軸部
４Ａを断面三日月形に形成して、通路７の断面積を部分
的に大きくしても良い。

ポペットバルブ４を回転駆動する手段として、その基Ｊ
ＩＳ４Ｃにはモータ３３がナツト３２を介して連結され
る。

制御回路３５は回転センサ１６とスロトルバルブ３４の
開度センサ１７の検出信号をそれぞれ入力し、モータ３
３を介して所定の低速低負荷運転時にポペットバルブ４
の弁軸部４Ａが点火栓２７から遠ざかる回転位置に、そ
れ以外の運転条件で弁軸部４Ａが点火栓２７に近接する
回転位置にそれぞれ切り換える。

次に作用について説明する。

ツレ／イド６によりポペットバルブ４が開かれると、燃
料供給弁８から通路７に供給された燃料は、空気導入孔
１２から通路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ν・よく噴出する。

燃料と加圧空気が通路７を混合しながら流れる過程で、
ポペットバルブ４の周囲では通路断面積の大きい側の流
量が多くなるため、ノズル部２Ａから噴射される燃料噴
ｎ量は第２図に２点ｉＡ線で示すように通路７の断面積
の大きい側で多くなる。

したがって、低速低負荷運転時にポペットバルブ４の弁
軸部４Ａが点火栓２７から遠ざかる回転位置に保持され
た状態では、通路７から燃焼室１９に噴出する噴流は点
火栓２７に向かう勢力（ＰＩＳ１図に斜線領域Ｅで示す
）が大きくなる。これにより、燃焼室１９において点火
栓２７のまわりに燃料の分布を高め、着火性が安定する
とともに、火炎が点火栓２７に対してノズル部２Ａと反
対側にも均一に伝播して層状燃焼が行われ、燃費および
排気エミッションを低減できる。

一方、高速高負荷運転時にポペットバルブ４の弁軸部４
Ａを点火栓２７に近接する回転位置に保持された状態で
は、ノズル部２Ａから噴射される燃料分布が逆転し、掃
気ポート２４から燃焼室１９に流入する空気流に交差す
るかつこうで噴射される燃料の勢力（第１図に斜線領域
Ｆで示す）を大きくして、燃焼室１９の空気が有効に利
用され、出力の向上がはかられる。このように、ノズル
部２Ａから噴射される燃料分布が点火栓２７の近傍で比
較的に少なくなっても、高負荷運転時は燃料噴射量が増
大するため、十分な着火性能が得られる。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、ポペットバルブの開弁によ
り燃料を加圧空気と共に燃焼室に噴出する燃料噴射装置
において、燃焼室に開口するポートと、このポートを開
閉するポペットバルブの弁軸部の周囲に燃料および空気
を導く通路を画成し、ポペットバルブの中心について弁
軸部の外形を非対称に形成し、すくなくとも低負荷運転
時に点火栓近傍の燃料分布を高めるようにポペットバル
ブを運転条件に応じて回転駆動する制御手段を設けたた
め、ポートから燃焼室に噴出する燃料分を含む噴流は低
負荷運転時に点火栓の方に向かう勢力を強めることが可
能となり、着火性の安定性を確保するとともに、燃焼室
内の火炎伝播を促進して、燃費性能や出力性能および排
気エミッションを改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す機関の縦断面図、ｗＩＩ
２図は燃料噴射装置の断面図、ｆＪｆＪ３図は同図Ａ−
Ａ線に沿う断面図、第４図は他の実施例を示す断面図で
ある。ｔＩＳ５図は従来例を示す構成図である。 １・・・燃料噴射装置、２・・・ボディ、２Ａ・・・ノ
ズル部、４・・・ポペットバルブ、４Ａ・・・ｆｐＩｄ
１部、４Ｂ・・・傘部、４Ｃ・・・基ｉ部、５・・・皿
バネ、６・・・ソレノイド、７・・・通路、８・・・燃
料供給弁、１２・・・空気配管、２７・・・点火栓、２
つ・・・ポート、３３・・・モータ、３５・・・制御回
路。 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室に開口するポートと、このポートに挿通してポー
   トの燃焼室側開口部を開閉するポペットバルブとを備え
   、ポートとポペットバルブの弁軸部の間に通路を画成し
   、ポペットバルブの開弁によりポートから燃焼室に加圧
   空気と共に燃料を噴射するように構成した内燃機関の燃
   料噴射装置において、前記ポペットバルブの中心につい
   て弁軸部の外形を非対称に形成し、すくなくとも低負荷
   運転時に点火栓近傍の燃料分布を高めるようにポペット
   バルブを運転条件に応じて回転駆動する制御手段を設け
   たことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。