JPH04358765A - 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、エンジンの燃料噴射装
置、特に筒内直噴のユニフロー式２サイクルエンジンに
おける燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンにおいては、ピスト
ン下死点側で爆発行程の後期から圧縮行程の前期にかけ
て排気ポートを開き、また、この排気ポートとオーバー
ラップして掃気ポートを開くようにして、掃気ポートか
ら導入した給気によってシリンダ内の掃気を行う。そし
て、この場合、掃気はクランク角で１２０°〜１６０°
程度の短時間で行う必要があるため、過給機を用い、加
圧給気を掃気ポートから導入することで掃気効率を高め
るようにするのが普通である。しかし、このように加圧
給気によって掃気を行うと、どうしてもシリンダを素通
りする給気が多くなるため、吸気通路に燃料を供給した
のでは燃料の吹き抜けが多くて燃費が悪化する。そこで
、最近の２サイクルエンジンは、例えば特開昭６４−６
３６１７号公報に記載されたように、シリンダ内に燃料
を直接噴射する所謂筒内噴射式のものが多い。また、２
サイクルエンジンの場合はどうしてもシリンダ内に残留
する燃焼ガスが多く、特にエンジンの低回転低負荷時に
は多量の燃焼ガスが残留することから、上記公報にも記
載されているように、シリンダ内を成層化して点火プラ
グの回りに可燃混合気を確保することが従来から行われ
ている。

【０００３】また、２サイクルエンジンの掃気方式とし
ては、シリンダ内に上下方向の掃気流を形成するユニフ
ロー式，シリンダ内にループ状の掃気流を形成するルー
プ式等があり、特に掃気効率を高めるにはユニフロー式
が有利であることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】筒内直噴の２サイクル
エンジンにおいて燃料の気化・霧化を促進して未燃焼炭
化水素（ＨＣ）等の排出を抑えるためには、シリンダ内
で特に高温となるピストンヘッドあるいはバルブ傘部に
燃料を当てるようにする必要があり、また、２サイクル
エンジンの着火性を改善するためには、点火プラグ周り
に可燃混合気を確保できるようシリンダ内の成層化を図
る必要があるが、これら気化・霧化の促進と成層化とを
同時に実現しようとすると、従来の技術ではシリンダお
よびシリンダヘッドの構成が複雑になるのを避けること
ができなかった。また、２サイクルエンジンにおいて燃
料の吹き抜けを防止するためには排気ポートと掃気ポー
トとのオーバーラップ期間が過ぎた後で燃料が噴射され
るよう噴射時期を設定するのが望ましいが、一方で、燃
料噴射はピストン上死点前の所定時期までに完了させる
必要があって、高負荷時のように噴射量の多い領域では
噴射開始が上記オーバーラップ期間に重なってしまう。 そのため、特に掃気流が一定方向のユニフロー式２サイ
クルエンジンの場合には燃料の吹き抜けが顕著となって
いた。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、ユニフロー式２サイクルエンジンの掃気ポー
トと排気ポートのオーバーラップ期間における燃料の吹
き抜けを防止するとともに、燃料の気化・霧化を促進し
てＨＣを低減し、併せて、点火プラグ周りに確実に可燃
混合気を形成して着火性を向上させることを目的とする
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
燃料噴射装置は、加圧給気をシリンダ内で下方から上方
に流すことによって掃気を行うユニフロー式２サイクル
エンジンにおいて、燃料をシリンダ内に直接噴射し、し
かもその噴霧の中心線がピストンヘッドの上面と交差す
るとともに噴霧の一部が点火プラグに向かうよう、シリ
ンダヘッドにインジェクタを設けたものである。

【０００７】ここで、インジェクタは、シリンダヘッド
に配置した排気バルブに対し略平行に設け、インジェク
タの噴射方向下流側に点火プラグが位置するようにする
のがよい。

【０００８】また、点火プラグ回りに可燃混合気をより
確実に形成するためには、点火プラグを通過した噴霧が
衝突する壁部をシリンダヘッドの点火プラグよりピスト
ンヘッド寄りの位置に設けるとよい。

【０００９】また、上記壁部を設ける場合に、壁部の点
火プラグ側に開口し点火プラグに向け新気を導く新気導
入通路を設けて、点火プラグ回りの掃気を行うようにす
るとよい。

【００１０】上記新気導入通路には逆流を防ぐため所定
の圧力差で開弁するチェックバルブを設けるとよい。

【００１１】

【作用】インジェクタがシリンダヘッドに設けられ、そ
の噴霧の中心線がピストンヘッドの上面と交差すること
によって、噴射された燃料はシリンダ内を下方から上方
に流れる掃気流に抗してピストンヘッドの上面に向かい
、該ピストンヘッド上に滞留する。これにより、排気ポ
ートと掃気ポートのオーバーラップ期間中に掃気の流れ
に乗って燃料が吹き抜けるのが防止されるとともに、ピ
ストンヘッドの高温によって燃料の気化・霧化が促進さ
れる。また、噴霧の一部は点火プラグに向かい、それに
よって点火プラグの回りに可燃混合気が形成される。

【００１２】特に、排気バルブに対し略平行にインジェ
クタが設けられるとともに、その噴射方向下流側に点火
プラグが配置されることにより、噴霧が開弁時の排気バ
ルブに当たってそのままシリンダ外に抜けてしまうのが
防止される。

【００１３】また、シリンダヘッドの点火プラグよりピ
ストンヘッド寄りの位置に点火プイを通過した噴霧が衝
突する壁部が設けられることにより、点火プラグの回り
に噴霧が滞留し易くなり可燃混合気の形成がより確実と
なる。

【００１４】また、上記壁部の点火プラグ側に開口して
点火プラグに向け新気を導く新気導入通路が設けられる
ことにより、点火プラグ回りの掃気が行われ、燃料の溜
まり過ぎによる着火不良が防止される。また、この新気
導入通路に所定の圧力差で開弁するチェックバルブが設
けられることによりシリンダからの逆流が防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明の第１実施例を示すユニフロ
ー式２サイクルエンジンの上部断面図である。この実施
例において、エンジン１のシリンダ２には図示しないク
ランクシャフトに連結されたピストン３が往復動自在に
嵌挿され、シリンダ２の上部にはシリンダヘッド４が連
結されている。

【００１７】上記シリンダヘッド４には、シリンダ２内
に開口する燃焼室凹部５が形成されている。また、シリ
ンダヘッド４には、その一側面側から内方に向け略水平
に延びた後下方に湾曲しシリンダ２の中心軸から上記一
側面側に外れた位置において略垂直に燃焼室凹部５に開
口するよう排気ポート６が形成され、また、上記排気ポ
ート６を開閉するポペット式の排気バルブ７が略垂直に
配設されている。そして、シリンダヘッド４の上記シリ
ンダ２の中心軸から上記排気ポート６とは反対側に外れ
た位置には、シリンダ２内に燃料を直接噴射するインジ
ェクタ８が上記排気バルブ７と略平行に設けられ、また
、このインジェクタ８の噴射方向下流側に火花ギャップ
が臨むよう、シリンダヘッド４の上記排気ポート６とは
反対の側面側から点火プラグ９が取り付けられている。

【００１８】また、シリンダ２の下部には、ピストン３
により所定のタイミングで開閉される位置に該シリンダ
２内に向け斜め上方に開口するよう掃気ポート１０が設
けられている。この掃気ポート１０は図示しない吸気通
路を介して過給機に接続される。

【００１９】上記掃気ポート１０は、ピストン３の下死
点前において所定のタイミングで開かれ、下死点後の所
定のタイミングで閉じられる。また、上記排気バルブ７
は、下死点前に掃気ポート１０が開かれるに先立って開
作動し下死点後掃気ポート１０が閉じられるに先立って
閉作動するよう図示しない動弁機構により開閉駆動され
る。

【００２０】この実施例のエンジン１は上記のように構
成されているため、クランクシャフトが回転しピストン
３が下死点前の所定のクランク角に達すると排気バルブ
７が開き、次いで掃気ポート１０が開いて、過給機によ
り加圧された空気（加圧給気）がシリンダ２内に流れ込
む。そして、この加圧給気によってシリンダ２内に下方
から上方に流れる掃気流が形成され、それによって排気
ポート６から燃焼ガスが押し出され、また、排気バルブ
７が閉じた後シリンダ２内に新気が充填される。そして
、燃料噴射は排気バルブ７が閉じる前後に開始され、燃
料は上記掃気流に抗して、かつ、噴霧の中心線がピスト
ンヘッド３ａの上面と交差するように図に一点鎖線で示
す拡がりをもって噴射され、また、噴霧の一部は下流側
に配置された点火プラグ９の火花ギャップに向かう。 そのため、燃料が掃気の流れに乗ってシリンダ２外に吹
き抜けるのが防止され、また、ピストンヘッド３ａに当
たることによって該ピストンヘッド３ａの高温により気
化・霧化が促進される。また、インジェクタ８は排気バ
ルブ７に対し略平行であるため、噴霧が開弁時の排気バ
ルブ７に当たって吹き抜けるようなこともない。また、
噴霧の一部が点火プラグ９に向かうことにより、点火プ
ラグ９の回りに着火に適した可燃混合気が形成される。

【００２１】図２は本発明の第２実施例を示すユニフロ
ー式２サイクルエンジンの上部断面図である。この実施
例は点火プラグ回りに可燃混合気をより積極的に形成す
るための構成に特徴があり、その他の構成および作用は
先の第１実施例と同様である。よって、第１実施例と共
通する部分については図に同一の符号を付すにとどめて
詳細な説明を省略し、以下この実施例に特有な点を中心
に説明する。

【００２２】この実施例では、シリンダヘッド４のシリ
ンダ２との合わせ面部分に点火プラグ９の下方で燃焼室
凹部５の内側に張り出した壁部１１を形成し、インジェ
クタ８から噴射され点火プラグ９の火花ギャップを通過
した噴霧をこの壁部１１に衝突させるようにしている。 この構成によれば、壁部１１に衝突することによって点
火プラグ９の回りの噴霧の歩留りが良くなり、そのため
着火源の可燃混合気の形成がより確実となる。

【００２３】また、上記のような壁部１１を設けた場合
に、点火プラグ９の回りに噴霧が溜まり過ぎるようなこ
とがあると点火プラグ９のくすぶり等によって着火不良
が発生する恐れがある。そこで、図３に示す変形例では
、シリンダヘッド４の側面から延びて壁部１１の点火プ
ラグ９側に開口する新気導入通路１２を設け、シリンダ
２内の圧力が所定値以下の時にこの新気導入通路１２か
ら新気を導入して点火プラグ９の回りの掃気を行うよう
にしている。また、この新気導入通路１２のシリンダヘ
ッド４外への延長部分には、逆流を防ぐために所定圧力
差で開くチェックバルブ１３が設けられている。このチ
ェックバルブ１３は応答性を高めるためセラミック等の
軽い材料で作られる。

【００２４】また、チェックバルブ１３の上流には電磁
弁１４が設けられている。この電磁弁１４はエンジン高
回転時に新気導入通路１２を閉じる。エンジン高回転時
には掃気性が向上し燃焼が良好となるため、点火プラグ
９の回りを特に新気によって掃気する必要性は少ない。 そこで、この例では高回転時には新気導入通路１２を閉
じチェックバルブ１３を不作動とすることによって耐久
性の悪化を防いでいる。

【００２５】なお、図１に示す第１実施例についても、
点火プラグ回りに新気を導入する新気導入通路を設ける
ような変形例が可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、ユニフロー式２サイクルエンジンの掃気ポートと排
気ポートのオーバーラップ期間における燃料の吹き抜け
を防止することができるとともに、燃料の気化・霧化を
促進してＨＣを低減することができ、併せて、点火プラ
グ周りに確実に可燃混合気を形成して着火性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すユニフロー式２サイ
クルエンジンの上部断面図

【図２】本発明の第２実施例を示すユニフロー式２サイ
クルエンジンの上部断面図

【図３】上記第２実施例の変形例を示すユニフロー式２
サイクルエンジンの上部断面図

【符号の説明】

１　　エンジン ２　　シリンダ ３　　ピストン ４　　シリンダヘッド ６　　排気ポート ７　　排気バルブ ８　　インジェクタ ９　　点火プラグ １０　　掃気ポート １１　　壁部 １２　　新気導入通路 １３　　チェックバルブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加圧給気をシリンダ内で下方から上方
   に流すことによって掃気を行うユニフロー式２サイクル
   エンジンにおいて、燃料をシリンダ内に直接噴射し、し
   かもその噴霧の中心線がピストンヘッドの上面と交差す
   るとともに該噴霧の一部が点火プラグに向かうよう、シ
   リンダヘッドにインジェクタを設けたことを特徴とする
   エンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】　　シリンダヘッドに配置した排気バルブ
   に対し略平行にインジェクタを設け、該インジェクタの
   噴射方向下流側に点火プラグを位置せしめた請求項１記
   載のエンジンの燃料噴射装置。
3. 【請求項３】　　点火プラグを通過した噴霧が衝突する
   壁部がシリンダヘッドの点火プラグよりピストンヘッド
   寄りの位置に設けられた請求項１記載のエンジンの燃料
   噴射装置。
4. 【請求項４】　　壁部の点火プラグ側に開口して点火プ
   ラグに向け新気を導く新気導入通路が設けられた請求項
   ３記載のエンジンの燃料噴射装置。
5. 【請求項５】　　新気導入通路に所定の圧力差で開弁す
   るチェックバルブが設けられた請求項４記載のエンジン
   の燃料噴射装置。