JPH04365970A - 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、特願昭６１−９６８５３
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
れの問題が生じる。また、前述と同様に、空気室圧は燃
料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、燃料のみでなく空気も噴射するため噴射用インジ
ェクタが複雑となる。さらにまた、空気室圧と燃料圧と
の差圧調節の為、燃料用レギュレータとは別に空気室圧
用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、その一例として特願昭６０−２２６
９８７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
て燃焼が最も安定するようにした２サイクルエンジンの
燃料噴射装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この出願の第１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、掃気口を新気の圧力供給源に連通させ
、かつシリンダ側壁に小孔を形成し、小孔を新気供給路
を介して前記圧力供給源に連通させ、新気供給路の前記
小孔より大きい通路断面積を有する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におい
て、前記小孔を複数設け、各小孔の中心線が互いに該小
孔近傍で交差しないよう構成したものである。

【０００８】また、この出願の第２発明は、シリンダ側
壁に掃気口、排気口を備え、掃気口を新気の圧力供給源
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前記圧力供給源に連通させ、新気供
給路の前記小孔より大きい通路断面積を有する部位に燃
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
装置において、前記小孔を複数設けるとともにそのシリ
ンダ側壁への開口位置をシリンダ軸線方向にずらして配
置し、ピストン移動に伴い該小孔が気筒内に開口するタ
イミングを少なくとも２つ以上有するよう構成したもの
である。

【０００９】

【作用】第１発明の構成によれば、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。ま
た、燃料流量が増大した場合、単に小孔径を大きくする
と燃料の霧化の低下を招くが、この発明では小孔を複数
設けたので、燃料の霧化の低下を来たすことなく燃料流
量増大に適応できる。さらに、各小孔の中心線が該小孔
近傍で交差しないよう構成したので、各小孔からの噴霧
が噴射後直ぐに衝突するのを減少させ、霧化を損なわず
に噴霧を均等に燃焼室に行き渡らせ、安定した燃焼を確
保できる。

【００１０】また、例えば船外機用エンジンのようにシ
リンダが横置きされているような場合、複数の小孔が同
一タイミングで開口されるようにすると、噴霧が均等に
出なくなる可能性があるが、第２発明のように小孔が少
なくとも２つ以上のタイミングで開口するようにしたの
で、各小孔から均等な噴霧が噴射されるようになり、燃
焼が安定する。

【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ないし図３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および
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。

【００１３】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
動力でベルト３０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。

【００１４】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ブ状に延在する。 この実施例では、２つの略対向する掃気口４４（第１図
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はシリンダ軸を境として第３掃気口４
６と対向する位置に配置された排気口である。

【００１５】前記吸気通路３８は途中分岐し、クランク
軸の回転により駆動されるコンプレッサ３９を備えた新
気供給路４０に連通され、このコンプレッサ３９からの
圧縮空気の吐出側の新気供給路４０は逆止弁６０を介し
て主チャンバ５８に連通される。主チャンバ５８は絞り
５７を介してサブチャンバ５４に連通し、このサブチャ
ンバ５４内にインジェクタ５６の噴射ノズルが臨むよう
に配置される。このサブチャンバ５４は少なくとも後述
する小孔５２の通路断面積よりも大きい通路断面積を有
する。インジェクタ５６には、燃料タンク６２からの燃
料がポンプ６３、フィルタ６４、デリバリーパイプ６５
を介して送られ、余剰の燃料はデリバリーパイプ６５か
らレギュレータ６６を介して燃料タンク６２に戻される
。なお、符号６８は吸気通路３８の途中に設けられたレ
ゾネータである。

【００１６】サブチャンバ５４は、シリンダスリーブ１
６に形成された複数の小孔５２を介してシリンダボア１
８内に連通し、これら小孔５２は、サブチャンバ５４内
にインジェクタ５６から噴射された燃料とコンプレッサ
３９からの新気の混合気を燃料室２６に向って噴射する
。なお、シリンダスリーブ１６の小孔５２の近傍には、
小孔からの噴霧がシリンダスリーブ１６の壁面を液化し
ながら流れるのを防止するための凹部７０が設けられて
いる。図２及び図３に示すように、小孔５２は３つ設け
られ、シリンダ軸線方向に関して排気口５０の上死点側
端と略同一位置においてシリンダ周方向に並設されてい
る。各小孔５２の中心線は、図２に示すように、互いに
略平行か、若しくは先に行く程離間するように方向付け
られている。そして図３に示すように、第３掃気口４６
は前記立上り通路４８からその開口位置において周方向
に２分割され、両掃気口４６の間の挟まれるように前記
３つの小孔５２が配置されている。

【００１７】次に上記実施例の作用を説明する。クラン
ク軸１４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、コンプレッサ３９により昇圧さ
れ、逆止弁６０を通過した後チャンバ５８に蓄えられる
。小孔５２の開閉はピストン２０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が開となって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。

【００１８】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、個数を燃焼流量や霧化状
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。

【００１９】特にこの実施例では、小孔５２を複数設け
たので、燃料流量の増大時において、単一の小孔のみを
設けて該小孔５２の径を大きくする場合に比較し、燃料
の霧化を損ねることなくこれに対処することができる。 またこの実施例では各小孔５２が比較的近接しているが
、各小孔５２の中心線は、互いに略平行かもしくは先に
行く程離間するように方向付けされているので小孔近傍
で交差せず、各小孔からの噴霧が噴射直後に互いに衝突
して燃料の粒径が増大することにより、その霧化が損な
われるようなことも防止できる。さらに、各小孔５２は
、２分割された第３掃気口４６、４６の間に挟まれるよ
うに配置されるので、小孔をこの掃気口の直上に配置す
る場合に比較し、小孔からの噴霧が掃気流に乗って吹き
抜けてしまったりすることを防止でき、かつ、小孔の設
置スペースをより大きくとることが可能となって複数の
小孔を設けるにあたっての設計の自由度が増大する。

【００２０】次に図４及び図５には本発明の第２実施例
が示されている。この実施例では、第１実施例と比較し
、図４に示す周方向に関し、３つの小孔のうち、小孔５
２ａと小孔５２ｃを小孔５２ｂに対しその中心線がより
明確に先に行く程離間するように形成するとともに、シ
リンダスリーブ１６の外周からザブチャンバ５４内に突
出するように一対のガイド７２を設けている。各ガイド
７２は、インジェクタ５６のノズル５５からの燃料と主
チャンバ５８からの空気の混合気が各小孔５２ａ、５２
ｂ、５２ｃの中心線に沿って流れるように角度付けられ
、これにより混合気を円滑に各小孔の方向に噴射し、各
々の噴霧が噴射直後に衝突するのを極力防止している。

【００２１】また、図５に示すように、シリンダ軸線方
向に関し、少なくとも一つの小孔が他の小孔に比較して
ずれて配置されている。すなわち、図５では中央の小孔
５２ｂは他の小孔５２ａ，５２ｃよりもピストン上死点
寄りに偏位して形成され、これにより、ピストン移動に
伴い気筒内に開口するタイミングが、他の小孔よりも若
干ずれを生じている。この構成により、同一タイミング
で開口する複数の小孔が設けられた場合と比較し、各小
孔からの噴霧が均等となる。さらに図５に示すように、
例えば中央の小孔５２ｂの中心線は、シリンダ軸線方向
に関しても、他の小孔の傾斜角θ１　、θ３　と比較し
てより大きな傾斜角θ２　をもって方向付けられ、これ
によっても各小孔からの噴霧の衝突を極力防止し、噴霧
を満偏無く燃焼室に行き渡らせるようにしている。

【００２２】次に図６には本発明の第３実施例が示され
ている。この実施例が第１実施例と異なる点は、第１実
施例が図３のように複数の小孔を周方向に横に並設した
のに対し、この実施例ではシリンダ軸線方向に縦に並設
したことである。この実施例によれば、各小孔５２のピ
ストン移動に伴う開口タイミングがそれぞれ異なり、よ
り噴霧の均等化を確保している。

【００２３】次に図７には本発明の第４実施例が示され
ている。この実施例が第１実施例と異なる点は、第１実
施例が図３に示すように、複数の小孔を２分割した第３
掃気口４６、４６の間に挟まれるように配置したのに対
し、この実施例では、この第３掃気口４６と対向する位
置に配置されるとともに左右に一対分割して設けられた
排気口５０、５０の間に挟まれるように配置したことで
ある。なお図７はシリンダスリーブ１６を展開した図で
あり、符号５１はそれぞれ副排気口を示してる。この実
施例においても、各小孔５２の中心線は互いに並行とな
っている。特にこの実施例によれば、排気口５０の上方
すなわち上死点寄りに残留し易い残留ガスが、小孔５２
からの噴霧によって除去され、出力の向上が図れる。小
孔５２から燃焼室付近まで噴射された噴霧については、
第３掃気口４６から流れてきた掃気流と衝突して燃料が
燃焼室の壁面に付着するのを防止することができる。ま
た、排気口５０付近は、常に高温の状態になっているの
で、燃料の霧化がさらに向上する。

【００２４】次に図８には本発明の第５実施例が示され
ている。この実施例が第１実施例と異なる点は、第１実
施例が図２に示すように、複数の小孔を第３掃気口４６
に挟まれるように配置したのに対し、この実施例ではこ
れら小孔５２を第３掃気口４６と主掃気口４４との間に
配置したことである。この場合、小孔は２つ設けられ、
それぞれが互いに周方向に大きく離間するため、サブチ
ャンバ５４も周方向に拡大させている。各小孔５２が互
いに大きく離間するので、各小孔からの噴霧が噴射直後
に互いに衝突することがなくなり、従ってこの小孔５２
の中心線はシリンダボア１８の中心に向かうように方向
付けられるのが望ましい。すなわち、この実施例におけ
る各小孔５２の中心線は、互いに先に行く程近接するよ
うに方向付けられるが、少なくとも小孔近傍では互いに
交差しない。

【００２５】次に図９には本発明の第６実施例が示され
ている。この実施例は、前記第５実施例が小孔を第３掃
気口と主掃気口との間に配置したのに対し、この実施例
ではこれら小孔５２を主掃気口４４と排気口５０との間
に配置している。第５実施例と同様に小孔５２は２つ設
けられ、互いに離間しているので各小孔５２の中心線は
シリンダボア１８の中心に向けて方向付けられるのが好
ましい。またサブチャンバ５４も同様に周方向に拡大さ
れている。

【００２６】

【効果】以上説明した様に、この出願の第１発明によれ
ば、小孔を複数設けたので、霧化を損ねることなく燃料
流量の増大に適応させることができると共に、各小孔か
らの噴霧が互いに衝突するのを極力防止することができ
、これによって霧化の向上を図ることにより、安定した
燃焼を得ることができるという優れた効果がある。

【００２７】また、第２発明によれば複数の小孔のピス
トン移動に伴う開口タイミングが少なくとも２つ以上有
するように構成したので、各小孔からの噴霧が均一とな
るという効果がある。

【００２８】

【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】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】第１実施例の小孔部分を拡大して示すシリンダ
スリーブの展開図である。

【図４】本発明の第２実施例の要部を拡大して示す断面
図である。

【図５】Ａは図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、Ｂは図４の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、Ｃは図４のＣ−Ｃ線に沿う断面
図である。

【図６】本発明の第３実施例を示す図３と同位置の展開
図である。

【図７】本発明の第４実施例を示す展開図である。

【図８】本発明の第５実施例を示す図２と同位置の断面
図である。

【図９】本発明の第６実施例を示す図２と同位置の断面
図である。

【符号の説明】

１６　　シリンダスリーブ ４０　　新気供給路 ４４　　掃気口 ４６　　第３掃気口 ５０　　排気口 ５２　　小孔 ５４　　サブチャンバ ５６　　インジェクタ

Claims (2)

【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
   、掃気口を新気の圧力供給源に連通させ、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前記圧
   力供給源に連通させ、新気供給路の前記小孔より大きい
   通路断面積を有する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において、前記小孔を
   複数設け、各小孔の中心線が互いに該小孔近傍で交差し
   ないよう構成した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
   、掃気口を新気の圧力供給源に連通させ、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前記圧
   力供給源に連通させ、新気供給路の前記小孔より大きい
   通路断面積を有する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において、前記小孔を
   複数設けるとともにそのシリンダ側壁への開口位置をシ
   リンダ軸線方向にずらして配置し、ピストン移動に伴い
   該小孔が気筒内に開口するタイミングを少なくとも２つ
   以上有するよう構成した２サイクルエンジンの燃料噴射
   装置。