JPH0444105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧縮点火機関に用いる燃料噴射装
置に関する。

〔従来の技術〕

圧縮点火機関の燃料噴射方式には燃料を圧縮空
気とともに噴射する空気噴射式（Air injection
type）と、燃料のみを高圧縮して噴射する無気噴
射式（Airless injection type）があるが、近年
では、特殊な場合を除いて、ほとんどのエンジン
に後者手段が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記無気噴射式の燃料噴射手段は、空気噴射式
に比して動力ロスが少なく、かつ故障がないため
に多用されるに至つたのであるが、燃料噴射の霧
化と燃焼状態を良くするために高圧噴射を余儀な
くされるとともに、複雑で高精度のインジヤクシ
ヨンポンプや噴射ノズルを必要とし、カスト高を
招来している。又、シリンダへの燃料噴射時に燃
料の霧化を行うための、気化潜熱を奪うことにな
り、機関の圧縮比を高くしないと始動が困難とな
るものであり、暖機運転時の燃焼状態にも悪影響
を及ぼす。

この発明は、燃料霧化性能が良く、良好な燃焼
状態が得やすく、又、冷始動も容易に行うのに有
効な燃料噴射装置を構造簡単安価なものとして提
供せんとしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明が採用した特
徴構造は、エンジン回転に同調して駆動されるプ
ランジヤの復帰行程でプランジヤ室に空気を吸入
させるよう構成するとともに、プランジヤ室への
空気取入れ用の通路に、燃料流入口を連通接続し
て、プランジヤ室への空気吸入に伴つて燃料が吸
入空気中に霧化混合されるよう構成し、プランジ
ヤの進出作動によつて圧縮された混合気を噴射孔
を介して、シリンダ内の圧縮吸気中に噴出させる
よう構成してある点にある。

〔作用〕

前述のように構成すると例えば第３図及び第１
図に示すように、プランジヤ３２が紙面左方に後
退して空気が通路３６を通りプランジヤ室３３に
急速に吸入されると、この空気の流れに伴つて燃
料流入口２８からの燃料が、流路４０を通り霧化
しながら通路３６に流入する。これにより、通路
３６内において空気と霧化した燃料が混合するの
であり、この混合気が通路３６からプランジヤ室
３３に吸入されるのである。

次に、プランジヤ３２が紙面右方に進出する
と、プランジヤ室３３内にて混合気が圧縮されて
高圧になると共に、この時の圧縮熱にて混合気が
昇温される。

そして、圧縮され高温となつたシリンダ内の空
気に、前述の高圧高温の混合気が直接噴射される
のである。

〔発明の効果〕

本発明による燃焼噴射装置は以上のように構成
され、作用するものであるから次のような効果を
もたらす。

プランジヤ室に入る前の通路内において、空
気と燃料を事前にある程度混合させてからプラ
ンジヤ室に急速に送り込むので、プランジヤ室
に空気と燃料を別々に送り込むよりも、特に高
圧でなくても燃料が良好に霧化すると共に、プ
ランジヤ室内にて空気と燃料が十分に混合する
のである。

プランジヤ室の混合気を圧縮して高圧高温に
するので、噴射時に燃料霧化による気化潜熱を
予め補うことができ、圧縮比を特に大きくしな
くても確実円滑な始動を行うことができる。

プランジヤ室で高圧高温に圧縮した混合気を
エンジン燃焼室に噴射するので、良好な燃焼状
態が得やすく、デイーゼルノツクや煙の発生が
減少する。

従来のインジエクシヨンポンプや噴射ノズル
のような複雑かつ高精度の機器を要せず、安価
に実施できる。

本発明においては、プランジヤが最も後退し
た際のプランジヤ室の容積にて、プランジヤ室
に吸入される空気量が決まる。このように吸入
される空気量が決まれば、吸入される空気の流
れに伴つてこの空気に流入する燃料量も略決ま
つてくる。

従つて、燃料用として一般的な可変絞り弁や
ガバナ装置を装備するだけでよく、燃料量を正
確に制御するような装置は特に必要はない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を例示図に基づいて説
明する。

第１図にエンジンの全体縦断側面が、第２図に
その縦断正面が示される。このエンジンの本体ケ
ース１は、出力側となる前ケース１ａと、ヘツド
側となる後ケース１ｂをボルト接合した二つ割り
構造に構成され、この前後ケース１ａ，１ｂにベ
アリング２，２を介してシリンダケース３が回動
自在に水平支承されている。

前記シリンダケース３は、前記ベアリング２，
２に支承される前後の筒軸ケース４，５と、その
中間に挾持連結される中間ケース６とからなり、
この中間ケース６に、シリンダケース３の回動軸
心Ｐと直交する軸心を有する貫通形のシリンダ７
が形成されている。

シリンダ７には一対のピストン８，８が対向し
て内嵌され、各ピストン８のスカート部に、鋼球
（中実もしくは中空）９が部分球殻状のベアリン
グメタル１０を介して回動自在に装着され、か
つ、ストツパーリング１１で抜止め支持されてい
る。

前記本体ケース１の前後ケース１ａ，１ｂの間
にはカム板１２が共締め固定されていて、このカ
ム板１２の中央に形成した長円形のカム孔１３に
前記両ピストン８，８の鋼球９，９が内接するよ
う構成され、シリンダケース３の１回転に対して
各ピストン８が２回往復運動するようになつてい
る。

前記シリンダ７の後端面は後ケース１ｂの中央
に形成したヘツド部１４にシリンダケース軸心方
向に摺接するよう構成され、このシリンダ後端面
にシリンダケース回動軸心Ｐと偏心した１個の吸
排気口１５が形成されている。又、前記ヘツド部
１４の摺接面には、前記吸排気口１５の移動方向
に沿つて所定角度位相をもつて、排気孔１６、吸
気孔１７及び燃料噴射孔１８が設けられ、シリン
ダケース３の回転に伴つて前記吸排気口１５が前
記排吸気孔１６，１７及びノズル１８に順次適当
タイミングで連通されて、排気−吸気−圧縮−爆
発膨張の４サイクルを行つて、シリンダケース３
が一定方向Ａに連続回転駆動されるようになつて
いる。

そして、このシリンダ３の回転出力が、前記前
部筒軸ケース４の外端に取付けたプーリ１９、も
しくは軸端スプライン孔２０に嵌入止着した
PTO軸（図示せず）から取出されるようになつ
ている。

又、前部筒軸ケース４の軸端には前記出力プー
リ１９と共締めでフアン２１が取付けられ、後部
筒軸ケース５の後部中央に形成した開口２２から
取入れた外気を、シリンダ７の周囲のリブ２３部
間に形成した冷却風通路２４を通したのち、前部
筒軸ケース４の前端周部に設けた排出口２５から
吸引排出して、前記ヘツド部１４及びシリンダ７
の冷却を行うよう構成されている。

前記ヘツド部１４の外側部には、前記排気孔１
６に連通するマフラー２６、吸気孔１７に連通す
るエヤークリーナ２７が夫々接続されるととも
に、図外燃料タンクに配管接続される燃料流入口
２８が設けられ、これら吸気孔１７と燃料流入口
２８とが以下に説明する燃料噴射装置に接続され
ている。

燃料噴射装置の詳細が第３図に示されている。

つまり、ヘツド部１４の内部にはプランジヤ式
のポンプケーシング２９が埋設固定され、その先
端に前記噴射ノズル１８が形成されている。この
ポンプケーシング２９内には、ロツカーアーム３
０によつて前後に進退駆動され、バネ３１によつ
て後退復帰付勢されたプランジヤ３２が内嵌され
ている。ポンプケーシング２９内に形成されたプ
ランジヤ室３３の周部には、プランジヤ３２が後
退したときに開口される小孔３４群が形成され、
この小孔３４群が環状溝３５及び通路３６を介し
て前記吸気孔１７に連通接続されている。

そして、前記吸気系通路３６中に開度調節され
る燃料制御弁３７が臨設されている。この燃料制
御弁３７は、シリンダケース３の回動軸心Ｐ上に
位置させてヘツド部１４に埋設した固定スリーブ
３８と、これに対して前記軸心Ｐに沿つて前後動
するテーパー状のニードル３９とからなり、前記
燃料流入口２８が流路４０、環状溝４１及び連通
孔４２を介してスリーブ３８内に連通され、ニー
ドル３９の進退によつてスリーブ３８とニードル
３９との間の間隙開度が調節されることで、吸気
系の通路３６への燃料流入量が調節されるように
なつている。

前記ニードル３９は機械式ガバナによつて進退
制御されるよう構成されている。このガバナは、
前記ニードル３９を制御弁３７の開度を大きくす
る方向に押圧するガバナスプリング４３と、ニー
ドル３９を制御弁開度を小さくする方向に押圧す
るガバナフオースを発生させるガバナウエイト４
４からなり、ガバナスプリング４３の後端を受け
るバネ受けロツド４５を調速アーム４６で進退調
節することによつて、速度設定を行えるよう構成
されている。尚、調速アーム４６はレリーズワイ
ヤ４７で図外の調速レバーに連係されている。

前記ガバナウエイト４４は、シリンダケース３
の後端部に回動軸心Ｐと偏心して形成された凹部
４８内に収容され、シリンダケース３にネジ込み
固定したブラケツト４９に対して揺動自在に枢支
されている。そして、このガバナウエイト４４か
ら連設したアーム４４ａが、前記ニードル３９か
ら連設のプツシユロツド３９ａの先端に接当さ
れ、ガバナウエイト４４の遠心力（ガバナフオー
ス）がニードル３９に伝えられるようになつてい
る。

前記プランジヤ駆動用のロツカーアーム３０は
ヘツドカバー５０に一体形成した球支点５１に支
持され、アーム５１の一端が、ブツシユロツド５
２を介してベルクランク５３の一端に連結され、
更に、このベルクランク５３の他端が後部筒軸ケ
ース５に一体形成したカム５４の外周にボール５
５を介して接当され、シリンダケース３の一回転
に対してプランジヤ３２が１往復駆動されるよう
になつている。尚、ロツカーアーム３０のプラン
ジヤ側先端は、プランジヤ３２の後端に打込み固
定した接当片５６の凹入部５７に係入され、これ
によつてロツカーアーム３０の横振れが阻止され
ている。

本発明に係るエンジンは以上のように構成され
たものであり、次にその作動について説明する。

前記シリンダケース３は第５図において時計回
りに回動されるものであり、吸排気口１５が排気
孔１６と重複するとともに両ピストン８，８が接
近移動して排気が行われたのち、吸排気口１５が
吸気孔１７と重複しつつ両ピストン８，８が遠心
力で互いに離間移動することによつてシリンダ７
内に空気が取入れられ、引続き吸気の圧縮行程に
入る。

そして、この吸気圧縮行程が終了するまでにプ
ランジヤ３２が１回後退前進駆動され、バネ３１
を介してのプランジヤ３２の後退によりプランジ
ヤ室３３に空気が急速に吸入されるとともに、こ
のとき通路３６に発生する負圧によつて制御弁３
７から燃料が吸引されて空気に霧化しながら混合
される。このようにして形成された混合気は小孔
３４群を介してプランジヤ室３３に流入し、この
とき更に燃料の霧化が促進される。そして、プラ
ンジヤ３２の強制進出によつてプランジヤ室３３
内の一定量の混合気は圧縮され、高圧高温の混合
気となる。

この混合気圧縮終了の後に、吸気圧縮行程を終
えたシリンダケース３の吸排気口１５がノズル１
８に重複しかかり、プランジヤ室３３の高圧高温
の混合気が、シリンダ７内の高温圧縮空気中に噴
出され、爆発膨張行程に移る。この爆発膨張行程
の間は、プランジヤ３２は進出（圧縮）終端位置
に保持され、燃焼ガスのプランジヤ室３３内への
流入が阻止されるた状態に維持される。

そして、爆発膨張行程に引続いて前記排気行程
に移り、以下このサイクルを繰返す。

前記シリンダ７が吸気の圧縮行程、及び爆発膨
張行程にあるときの、吸排気口１５とヘツド部１
４との摺接部位での気密性を高めるために、前記
吸排気口１５の口縁段部にシールリング５８付き
のスラストリング５９を嵌入し、シリンダ７内圧
をスラストリング５９の前部間隙６０に作用させ
ることでスラストリング５９をヘツド部１４に密
着させるよう構成されている。

又、ヘツド部１４の端面には、前記吸排気口１
５からもれ出たガスを回収する環状溝６１が形成
されるとともに、この溝６１の一部が通路６２を
介して前記吸気孔１７に連通され、もつて、溝６
１に回収したガスを吸気とともにシリンダ７に戻
すように構成されている。

尚、前記本体ケース１内には潤滑油が貯留さ
れ、各種摺動及び転動部の潤滑が行われる。

〔別実施例〕

本発明に係る燃料噴射装置は、上記したシリン
ダケース３回動型のエンジンのみならず、一般の
吸排気弁付きの圧縮点火機関の燃料噴射装置とし
ても利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの縦断側面図、
第２図は縦断正面図、第３図は燃料噴射装置部分
の拡大断面図、第４図はヘツド側からの正面図、
第５図はヘツド部を縦断した正面図。 ７……シリンダ、１８……噴射孔、２８……燃
料流入口、３２……プランジヤ、３３……プラン
ジヤ室、３６……通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの回転に同調して駆動されるプラン
   ジヤ３２の復帰行程でプランジヤ室３３に空気を
   吸入させるよう構成するとともに、プランジヤ室
   ３３への空気取入れ用の通路３６に、燃料流入口
   ２８を連通接続して、プランジヤ室３３への空気
   吸入に伴つて燃料が吸入空気中に霧化混合される
   よう構成し、プランジヤ３２の進出作動によつて
   圧縮させた混合気を噴射孔１８を介して、シリン
   ダ７内の圧縮吸気中に噴出させるよう構成してあ
   るエンジンの燃料噴射装置。