JPH04219460A - ２サイクル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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２サイクルエンジンの
燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関とくに２サイクル内燃機
関（エンジン）の燃料噴射装置には、大別して、筒内に
直接燃料または燃料と空気の混合気を噴射する形式と、
筒手前の吸気管内、掃気通路内に燃料を噴射する形式の
２つの形式がある。

【０００３】前者のうち、燃料のみを噴射する場合の例
としてディーゼル機関があるが、燃料を高圧に保つ必要
があり、またガソリンを噴射する場合はポンプ等の潤滑
の問題から難点がある。また、特開昭６２−２５３９２
０号に記載のように、燃料噴射ノズルをシリンダ側壁に
取り付けて圧縮工程中に燃料を噴射するものもあるが、
燃料の霧化が充分でないという問題がある。また、これ
らの場合、燃焼初期の高い圧力に噴射ノズル先端がさら
されるので、逆流防止弁をノズルに取り付ける必要があ
る。

【０００４】また前者において燃料と空気との混合気を
噴射する場合、一旦燃料を高圧空気室に噴射し、その後
燃料と高圧空気の混合気を燃料室内に噴射する構成をと
るのが通常である。従って、高圧空気室に燃料を噴射す
る際に燃料圧を空気室圧よりも高く保つ必要があるが、
ここで燃料圧を高めることは燃料配管などからの燃料漏
れの問題が生ずる。また、前述と同様に、空気室圧は燃
焼時の圧力より小さい為に逆火防止の弁を必要とする。 さらに、別途燃料および空気の噴射用インジェクタの開
発、空気室圧と燃料圧との差圧調節の為のレギュレータ
が必要となる。加えて、燃料及び空気の両方の噴射を制
御しなければならないので、制御用プログラムが複雑に
なるという問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、燃料噴射形式
のうち後者である吸気管内、掃気通路内に燃料を噴射す
ることが考えられ、その一例として特開昭６２−８７６
３４号に記載のものがある。このものは掃気通路に燃料
を噴射するものであるが、依然として燃料の霧化が充分
に達成できないという問題がある。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みなされたもので、その目的とするところは、燃料圧
を高くしたり逆流防止弁を噴射ノズルに設ける必要をな
くして構造の簡素化を図り、かつ燃料の霧化を向上させ
るようにした２サイクルエンジンの燃料噴射装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、シリンダ側壁に掃気口、排気口を
備え、掃気口を掃気用新気供給源に連通させ、かつシリ
ンダ側壁に小孔を形成し、小孔を新気供給路を介して噴
射燃料搬送用新気供給源に連通させ、前記小孔より大き
い通路断面積を有する前記新気供給路の部位に燃料噴射
ノズルを臨ませた構成を有する。

【０００８】また、本発明は、シリンダ側壁に掃気口、
排気口を備え、掃気口が新気の圧力供給源に連通してい
る２サイクルエンジンにおいて、シリンダ側壁に小孔を
形成し、小孔を新気供給路を介して前記圧力供給源に連
通させ、前記小孔より大きい通路断面積を有する新気供
給路の部位に燃料噴射ノズルを臨ませた構成を有する。

【０００９】上記構成において、前記圧力供給源と燃料
噴射ノズルの間の新気供給路にチャンバを設け、該チャ
ンバと圧力供給路にチャンバを設け、該チャンバと圧力
供給源との間に圧力供給源からチャンバに向う空気の流
れのみを許容する逆止弁を配置した構成としてもよい。

【００１０】

【作用】この構成によれば、燃料が新気供給路を通る新
気により微細化され、新気の流れによりシリンダ内に燃
料が供給される時、シリンダ側壁の小孔により流速が増
し、シリンダ内での燃料の霧化が促進される。ここで、
掃気用新気供給源と噴射燃料搬送用新気供給源とを別に
しても、またはこれらを一つの圧力供給源で共用しても
良い。また、圧力供給源の圧力に変動があっても、高圧
力をチャンバ内に蓄えることが可能となり、よって燃料
の霧化を促進することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。

【００１２】図１に示す本発明の第１実施例において、
符号１０はクランク軸であり、このクランク軸１０はシ
リンダボディ１２により形成されたクランク室１４内に
配置されている。シリンダボディ１２及びこのシリンダ
ボディの内周面に配置されるシリンダスリーブ１６によ
りシリンダボア１８が形成され、このシリンダボア１８
内周を摺動するピストン２０がコンロッド２２を介して
前記クランク軸１０に連結されている。ピストンの頂部
及びシリンダヘッド２４により燃焼室２６が画成され、
この燃焼室２６に点火プラグ２８が臨むように配置され
ている。新気の圧力供給源として掃気ポンプ３２が設け
られ、この掃気ポンプ３２は前記クランク軸１０の動力
で図示しないベルトなどを介して機械的に駆動される。 この掃気ポンプ３２はルーツポンプ式のブロアであり、
２つの互いに接するロータ３４が回転駆動されることに
より、スロットルバルブ３６を介して導入された空気が
吐出側の吸気通路３８に圧送される

【００１３】吸気通路３８の上流端はシリンダボディ１
２の側壁に連結され、ここで掃気通路４２ならびに後述
する新気供給路４０に連通する。掃気通路４２は、シリ
ンダボディ１２内において、シリンダボディ１８の周囲
を周回するループ状に延在する。この実施例では、２つ
の略対向する掃気口４４（図１では一方のみ示す）と、
両掃気口４４の間であって前記吸気通路３８連結端と反
対側の位置に第３掃気口４６が設けられ、各掃気口４４
、４６はそれぞれ掃気通路４２に対し、該掃気通路４２
からシリンダヘッド２４方向へ立上る立上り通路４８を
介して連通している。従って、新気は、各掃気口からシ
リンダヘッド方向に方向付けられると共にシリンダボア
の中央に向かう指向性を有する。なお、符号５０は排気
口であり、シリンダ中心軸を境として前記第３掃気口４
６と対向するように配置されている。クランク室１４に
は、通常の４サイクルエンジンと同様潤滑油を収容し、
コンロッド２２の大小端軸受、ピストンスカート部の潤
滑を可能としている。

【００１４】前記吸気通路３８と連通する新気供給路４
０も、掃気通路４２と同様にシリンダボディ１２内にお
いてシリンダボア１８を周回するようにループ状に延在
し、かつその一部から立上って第３掃気口４６よりも上
死点寄りの位置まで延在する。そしてこの立上り端はシ
リンダスリーブ１６に形成された小孔５２を介してシリ
ンダボア１８内に、排気口の上死点側端と略同一位置で
連通している。この小孔５２は燃焼室２６に向って新気
並びに燃料と新気の混合気を噴射しうるような指向性を
有し、必要に応じた通路断面積を有するとともに、その
数についても１個もしくは複数個設けられる。新気供給
路４０の小孔５２よりもすぐ上流側位置にサブチャンバ
５４が形成され、ここに燃料噴射用のインジェクタ５６
が配置される。このサブチャンバ５４は少なくとも小孔
５２の通路断面積よりも大きい通路断面積を有する。サ
ブチャンバ５４の上流側は絞り５７を介して主チャンバ
５８に連通し、この主チャンバ５８の上流位置に、空気
が吸気通路３８方向に流れるのを阻止する逆止弁６０が
配置される。

【００１５】次に上記実施例の作用を説明する。クラン
ク軸１０の回転により、新気が吸気通路３８から掃気通
路４２と共に新気供給路４０に供給され、新気供給路４
０に供給された新気は、逆止弁６０を通過した後、主チ
ャンバ５８に蓄えられる。小孔５２の開閉はピストン２
０の往復動により行われるが、掃排気工程にてピストン
２０が小孔５２を通過すると同時に該小孔５２は開放さ
れ、これと略同時に排気口５０が開となり燃焼ガスが排
出されるとともに、チャンバ５８内の空気がシリンダボ
ア１８内に送り込まれる。この時は空気のみが噴射され
る。ピストン２０がさらに下降すると、掃気口４６から
も空気がシリンダボア１８内に送り込まれる。次に圧縮
工程においてピストン２０が上昇して小孔５２を閉じる
までの間に、インジェクタ５６から所定の噴射開始時間
で所定の燃料流量がサブチャンバ５４に噴射される。こ
の噴射された燃料は、サブチャンバ５４を流れる空気流
と共に該空気と混合して小孔５２から燃焼室２６に向け
て噴射される。

【００１６】この実施例によれば、小孔５２のピストン
による開閉タイミング、内径、個数を燃料流量や霧化状
況に応じて適切に決定することにより、特に２サイクル
エンジンにおいて燃料の吹き抜け量の低減が可能となり
、燃費が向上される。また、従来の筒内噴射に比較し、
全体として構造が簡素化され信頼性が向上すると共にコ
ストの低減につながる。また、インジェクタ５６からは
燃料のみが噴射されるので、その制御用プログラムも簡
素化され、かつ従来のように燃料圧を高くする必要がな
くなる。燃料と空気の混合気の噴射口である小孔５２の
開閉はピストンが行うので、従来の同様の筒内噴射で必
要であった小型の噴射弁は不要となる。また掃気口４４
、４６からは空気のみが供給されるので燃料の充填効率
が向上する。特にこの実施例では、第３掃気口４６の上
方に前記小孔５２を配置したのでかつ小孔５２の掃排気
行程における開口直後は空気のみを高速で噴射するので
、第３掃気の指向性を向上させることにつながると共に
全体として掃気作用の向上につながる。さらにこの実施
例におけるように掃気ポンプ３２を備えたものでは、残
留ガスを極力減らす為に吸気比を増大させても、燃料吹
き抜け量を従来の掃気通路内燃料噴射形式の場合よりも
低く抑えることが可能となる。さらにこの実施例では、
燃焼室内に直接噴射する場合と比較して、シリンダ内圧
力が小さいので燃料噴射の補助となる空気の圧力を大き
くする必要がなく、かつその空気量も少ないので、新気
の圧力供給源として、前述の実施例の過給機に限らず、
種々のものを採用することができる。

【００１６】その別の実施例として図２、図３に示す第
２実施例がある。この第２実施例が第１実施例と異なる
点は、圧力供給源として第１実施例の掃気ポンプ３２に
加え、排気圧を利用した点である。すなわち、排気口５
０とは別に排気取入れ口６２をシリンダスリーブ１６に
形成し、この排気取入れ口６２を排気供給路６４を介し
て前記主チャンバ５８に連通させている。なお、主チャ
ンバ５８への入口には排気の逆流を防止する逆止弁６５
が必要である。

【００１７】上記実施例における小孔５２は混合記の噴
射口として機能するが、これはスリーブ状の穴である必
要はなく、図４に示す第３実施例の様に絞りを有するカ
ートリッジ６８を新気供給路４０に装着することにより
、前述の小孔５２と置換してもよい。これにより、エン
ジンの仕様に応じて噴射口の絞り径を自由に選択するこ
とが可能となり、かつ前述の実施例の様に、小孔５２と
該小径よりも大きな通路断面積を有するサブチャンバ５
４を一体に形成する必要がなくなる。

【００１８】図５には本発明の第４実施例が示され、こ
の実施例が第１実施例と異なる点は、第３掃気用の掃気
通路４２の位置に前述のインジェクタ５６とは別のサブ
インジェクタ７０を配置した点である。この実施例によ
れば、急加速時や加減速の過渡期の応答性をより向上さ
せることができるという効果がある。新気供給路４０は
、掃気通路４２よりもシリンダヘッド寄りに延在させて
いる。

【００１９】次に図６には本発明の第５実施例が示され
、この実施例が第１実施例と異なる点は、圧力供給源と
してクランク室圧を利用した点である。この実施例の構
造は、一般のクランク室圧縮式の２サイクルエンジンに
近似しており、新気供給路４０はクランク室１４に開口
している。なお、符号７２は逆止弁、７３は潤滑油ポン
プ、７４は前記逆止弁７２の下流側に開口する潤滑油ノ
ズルである。

【００２０】次に図７に示す第６実施例に示すように、
掃気用新気の供給源と噴射燃料搬送用新気の供給源を別
のものにしても良い。図７において、掃気口４６は立上
り通路４８を介してクランク室１４に連通され、このク
ランク室１４が掃気用の新気供給路となっている。そし
てブロアすなわち掃気ポンプ３２は噴射燃料搬送用の新
気供給源として主チャンバ５８のみに連通しており、よ
ってこのブロアの容量は小さなもので良い。符号１０２
は、小孔５２がピストン２０により閉塞された時に主チ
ャンバ５８の圧力が異常に高くなるのを調整するための
バイパスであり、１０３は潤滑油供給ポンプ、１０４は
潤滑油用ノズルであってクランク室１４内に潤滑油を供
給するものである。

【００２０】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、シリン
ダ側壁に小孔を形成し、該小孔を圧力供給源と連結させ
、小孔より大きい通路断面積を有する新気供給路の部分
に燃料噴射ノズルを臨ませたので、従前の燃料と空気の
混合気を直接燃料室内に噴射する場合での問題であった
構造の複雑化やコストの増大を防止できると共に、燃料
の霧化を向上できるという優れた効果がある。

【００２１】さらに、圧力供給源と燃料噴射ノズルの間
にチャンバを設け、このチャンバに逆止弁を配置したの
で、圧力供給源として種々のものを採用することができ
ると共に、たとえ圧力供給源の圧力に変動があってもチ
ャンバ内に高圧力を蓄えることが可能となり、よって燃
料の霧化を促進させることができるという優れた効果が
ある。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる２サイクルエンジンの燃料噴射
装置の第１実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す要部断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す要部断面図である。

【図５】本発明の第４実施例を示す要部断面図である。

【図６】本発明の第５実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の第６実施例を示す模式図である。

【符号の説明】

３２　　掃気ポンプ ３８　　吸気通路 ４０　　新気供給路 ５２　　小孔 ５６　　インジェクタ ５８　　チャンバ ６０　　逆止弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダ側壁に掃気口、排気口を備え
   、掃気口を掃気用新気供給源に連通させ、かつシリンダ
   側壁に小孔を形成し、小孔を新気供給路を介して噴射燃
   料搬送用新気供給源に連通させ、前記小孔より大きい通
   路断面積を有する前記新気供給路の部位に燃料噴射ノズ
   ルを臨ませた２サイクルエンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】　　シリンダ側壁に掃気口、排気口を備え
   、掃気口が新気の圧力供給源に連通している２サイクル
   エンジンにおいて、シリンダ側壁に小孔を形成し、小孔
   を新気供給路を介して前記圧力供給源に連通させ、前記
   小孔より大きい通路断面積を有する新気供給路の部位に
   燃料噴射ノズルを臨ませた２サイクルエンジンの燃料噴
   射装置。
3. 【請求項３】　　前記圧力供給源と燃料噴射ノズルの間
   の新気供給路にチャンバを設け、該チャンバと圧力供給
   源との間に圧力供給源からチャンバに向う空気の流れの
   みを許容する逆止弁を配置した請求項２記載の２サイク
   ルエンジンの燃料噴射装置。