JPH0636291Y2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

２サイクル内燃機関では給気ポートから燃料を含んだ新
気を供給すると一般的に云って燃料の吹き抜けを生ず
る。このような燃料の吹き抜けを防止するためには給気
弁および排気弁が閉弁した後に燃料を燃料噴射弁から燃
料室内に噴射すればよいが燃料噴射から点火までの時間
が短いために燃料が十分に気化混合せず、斯くして良好
な燃焼が得られないという問題がある。

そこで燃料噴射装置ハウジング内にほぼ直線状に延びる
燃料空気供給孔を形成し、燃料空気供給孔の一端部にノ
ズル口を形成すると共に燃料空気供給孔の他端部に燃料
噴射弁および空気噴射弁を配置し、上述のノズル口に常
時閉弁方向にばね付勢された逆止弁を配置すると共に逆
止弁の弁軸が燃料空気供給孔内を延びており、空気噴射
弁から噴射された加圧空気によって逆止弁を開弁せしめ
ると共に燃料噴射弁から燃料空気供給孔内に噴射された
燃料を加圧空気によってノズル口から噴射せしめるよう
にした燃料噴射装置が公知である（特開昭62−3168号公
報参照）。この燃料噴射装置はノズル口から燃料と共に
加圧空気を噴射する際に燃料を加圧空気によって微粒化
せしめることを意図している。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらこの燃料噴射装置では、例えば逆止弁の弁
軸端部に取り付けられたスプリングリテーナに燃料噴射
弁から噴射された燃料が衝突して飛散し、跳ね返った燃
料が燃料空気供給孔の内周壁面上に付着してしまう。と
ころが燃料空気供給孔の径が比較的大きいために空気噴
射弁から空気が噴射されたときに空気は燃料空気供給孔
の中心部を主に流れる。その結果燃料空気供給孔の内周
壁面上に付着した燃料を空気によって運び去ることがで
きず燃料を吹き残してしまうという問題がある。特に噴
射燃料量が少ない場合、大部分の噴射燃料が燃料空気供
給孔の内周壁面上の付着するために逆止弁が開弁した当
初は空気のみがノズル口から噴射され、逆止弁が開弁し
てから暫くして燃料が空気と共にノズル口から噴射され
る。このように燃料の噴出が遅れ、しかも燃料空気供給
孔の内周壁面上に燃料が付着すると噴射完了時まで燃料
が噴射され続けることになる。ところが噴射完了直前で
は空気の流速が遅くなるために燃料の微粒化が不十分と
なり、噴射燃料が粒径の大きな液滴となって燃焼室内に
落下するために多量の未燃HCが発生するという問題を生
ずる。更にこのように燃料の噴出が遅れると空気の噴出
時間を長くしなければならないために多量の噴出空気を
必要とするという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案によれば、燃料噴射装
置ハウジング内にほぼ直線状に延びる燃料空気供給孔を
形成し、燃料空気供給孔の一端部にノズル口を形成する
と共に燃料空気供給孔の他端部に燃料噴射弁および空気
噴射弁を配置し、上記ノズル口に常時閉弁方向にばね付
勢された自動開閉弁を配置すると共に自動開閉弁の弁軸
が燃料空気供給孔内を延びており、空気噴射弁から噴射
された加圧空気によって自動開閉弁を開弁せしめると共
に燃料噴射弁から燃料空気供給孔内に噴射された燃料を
加圧空気によってノズル口から噴射せしめるようにした
燃料噴射装置において、加圧空気を自動開閉弁の弁軸周
りの燃料空気供給孔周辺部へ分配案内するための案内部
材を弁軸の上流の燃料空気供給孔内に配置せしめてい
る。

〔作用〕

本考案は上記した構成によって、加圧空気を自動開閉弁
の弁軸周りの燃料空気供給孔周辺部へ分配案内し、この
加圧空気流によって、燃料空気供給孔の内周壁面上に付
着した燃料を運び去ることとなる。

〔実施例〕

第５図を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリ
ンダヘッド、３はピストン、４は燃焼室、５は給気弁、
６は排気弁、７は燃料噴射装置を夫々示す。燃料噴射装
置７のハウジング８はシリンダヘッド２を貫通して燃焼
室４の内壁面まで延びる筒状部8aと、筒状部8aの上端部
に固着されたヘッド部8bとにより構成され、ヘッド部8b
には燃料噴射弁９と空気噴射弁10とが取り付けられる。
ハウジング筒状部8a内にはほぼ直線状に延びる燃料空気
供給孔11が形成され、この燃料空気供給孔11の上端部に
燃料噴射弁９のノズル孔が配置される。燃料噴射弁９の
ノズル孔からは燃料空気供給孔11の軸線に沿ってほとん
ど広がり角を有さない棒状の燃料が噴射される。また、
燃料空気供給孔11の上端部には空気供給孔12が連結さ
れ、この空気供給孔12の端部には空気噴射弁10のノズル
孔が配置される。空気噴射弁10から噴出された加圧空気
は空気供給孔12を介して燃料空気供給孔11内に供給され
る。一方、ハウジング筒状部8aの下端部には燃焼室４内
に開口するノズル口13が形成され、更にハウジング筒状
部8a内にはノズル口13の開閉制御を行う自動開閉弁14が
配置される。

第１図を参照すると自動開閉弁14はきのこ弁の形をした
弁体15と、燃料空気供給孔11内をその軸線Ａ方向に延び
る弁軸16と、弁軸16の頂部16aに取り付けられたスプリ
ングリテーナ17と、スプリングリテーナ17を常時上方に
向けて付勢する圧縮ばね18からなる。第１図に示される
ようにノズル口13は圧縮ばね18のばね力により弁体15に
よって通常閉鎖されている。燃料空気供給孔11はスプリ
ングリテーナ17の近傍から燃料噴射弁９（第５図）まで
延びるほぼ一様断面の小径部11aと、弁軸16の上端部周
りに形成されたほぼ一様断面の大径部11bとを具備し、
この大径部11b内にスプリングリテーナ17が配置され
る。小径部11a内には、小径部11aのほぼ全長にわたって
案内部材19が嵌着固定される。

第１図および第２図に示されるようにこの案内部材19
は、略四角柱状の頭部19aと、頭部19aの下方に同心に配
置された円柱状部19bとを具備する。頭部19aの断面形状
は略正方形形状であり、４つの角部19eは、円弧状に面
取りが施されている。円柱状部19bの直径は、頭部19aの
正方形断面の一辺の長さより大きく対角線の長さより小
さい。円柱状部19bの上端部19cは頭部19aの下端部に滑
らかな曲線をなして連結される。案内部材19にはその中
心軸線Ａに沿って貫通孔19dが形成される。

第１図、第３図および第４図を参照すると、案内部材19
は燃料空気供給孔11の小径部11a内に軸心Ａと同心に挿
入され、４つの角部19eで燃料空気供給孔11に嵌着固定
される。案内部材19の下端部は小径部11aの下端部から
下方に突出して配置される。案内部材19と燃料空気供給
孔11との間には空気通路30が形成される。空気通路30の
上方通路30aは、四角柱状部19aと小径部11aとによって
４つに分割された空気通路として形成される。（第１図
および第３図参照）。一方、下方通路30bは、円柱状部1
9bと小径部11aとの間の円環状通路として形成される
（第１図および第４図参照）。上方通路30aの断面積は
下方通路30bの断面積より大きく、下方通路30bの断面積
は貫通孔19dの断面積とほぼ等しい。

第５図は本考案を２サイクル内燃機関に適用した場合を
示しており、第６図はその場合の給気弁５の開弁時期、
排気弁６の開弁時期、燃料噴射弁９からの燃料噴射時期
および空気噴射弁10からの空気噴射時期を示している。
第６図に示されるように空気噴射は例えば給気弁５が閉
弁する少し前に開始され、燃料噴射は空気噴射が完了し
た後次の空気噴射が開始されるまでの間の任意のタイミ
ングで行われる。

燃料噴射弁９から案内部材19に向けて棒状の燃料が噴射
されると、この噴射燃料は貫通孔19d内を流れて弁軸頂
部16aおよびスプリングリテーナ17に衝突し、燃料空気
供給孔11の大径部11b付近に飛散する。この飛散した燃
料は大径部11b付近の内壁面に付着する。次いで空気噴
射弁10から加圧空気が噴射されると加圧空気は、空気供
給孔12から貫通孔19aおよび空気通路30を介して、自動
開閉弁14に流れ、第１図において鎖線で示すように弁体
15がノズル口13を開口する。空気通路30を通過した加圧
空気は大径部11bの壁面に沿って流れ、大径部11bの壁面
に付着した燃料を加圧空気によって運び去り、その結果
燃料噴射弁９から噴射された燃料を吹き残すことなく全
燃料をノズル口13から噴出することができる。また弁体
15が開弁すると、大径部11bの壁面に付着した燃料が大
径部11bの壁面に沿って流れる加圧空気によって、ノズ
ル口13からすぐに噴出せしめられる。このとき第６図に
示されるように排気弁６は既に閉弁しているので噴射燃
料が排気ポートba内に吹き抜けることはない。

第７図および第８図には案内部材19の形状が異なる第２
の実施例を示す。案内部材19の頭部19aは三角柱状であ
り、その軸線Ａに垂直な断面の形状は略正三角形で、三
つの頂角19fは円弧状に面取りが施されている。円柱状
部19bの半径は、頭部19aの正三角形断面の中心から正三
角形の頂点までの長さより小さく、この中心から正三角
形の一辺の中点までの長さより大きい。

なお第９図に示すように、貫通孔19dの下端部19gを絞っ
てもよい。これによって加圧空気の流速を速めることが
できる。

第10図から第12図に第３の実施例を示す。大径部11bの
上端部11cは上方に向けて次第に断面積が減少する漏斗
状をなしており、この上端部11cは小径部11aの下端部に
連結される。この小径部11aの下端部には案内部材32が
嵌着固定される。

第10図から第12図に示されるようにこの案内部材32は小
径部11aに比べてかなり径の小さな棒状部32aと、棒状部
32aの下端部から下方に向けて徐々に断面積が増大する
漏斗状下端部32bと、棒状部32aから漏斗状下端部32bま
で延設されかつ棒状部32aから半径方向に延びる複数個
の翼部32cとを具備する。棒状部32aは小径部11aの軸線
上を延びており、更に棒状部32aの上端部32dは弾頭状を
なす。第10図に示されるように案内部材32の漏斗状下端
部32bは小径部11aの下端部から下方に突出してスプリン
グリテーナ17に近接配置され、更に漏斗状下端部32bの
漏斗状表面と大径部上端部11cの漏斗状表面間には環状
間隙20が形成される。

燃料噴射弁９から案内部材32に向けて燃料が噴射される
とこの燃料噴射は翼部32cにより複数個の流れに分流さ
れて棒状部32aに沿い下降し、次いで漏斗状下端部32bの
漏斗状表面に沿い流れ方向が外方に偏向せしめられて弁
軸16周りの大径部11b内に流入する。このように噴射燃
料は漏斗状下端部32bにより外方に向けて案内されるの
で噴射燃料がスプリングリテーナ17に衝突するのが阻止
される。その結果、噴射燃料はそれ自体の慣性力によっ
て弁体15の近傍まで進むことになる。次いで空気噴射弁
10から加圧空気が噴射されると弁体15がノズル口13を開
口する。加圧空気は環状間隙20から燃料空気供給孔11の
大径部11bの壁面に沿って流れるので、大径部11b付近の
壁面に付着した燃料は加圧空気によって運び去られる。
また噴射燃料が弁体15の近傍にまで達しているので弁体
15が開弁するや否や燃料が加圧空気と共にノズル口13か
ら燃焼室４内に噴出する。

第13図から第15図に第４の実施例を示す。この実施例で
は燃料空気供給孔11の大径部11bが第３の実施例よりも
上方まで延設され、この大径部11bの上端部11dは上方に
向けて次第に断面積が減少する円錐状に形成される。大
径部11b内にはスプリングリテーナ17よりも大きな径を
有する案内部材21が嵌着される。この案内部材21は筒状
部22と頭部23からなり、頭部23は上方に向けて断面積が
徐々に減少する円錐状をなす。一方、筒状部22は大径部
11bの内周面と接触する複数個の円筒部22aと、各円筒部
22a間に形成された複数個の平坦部22bとにより構成され
る。これら平坦部22bと大径部11b間には全長に亘ってほ
ぼ一様な断面形状を有する流通路24が形成される。ま
た、案内部材21の頭部23と大径部上端部11d間には全体
に亘ってほぼ一様な隙間間隔を有する流通路25が形成さ
れる。

この実施例では流通路24,25の断面積が比較的小さなた
めに大部分の噴射燃料は流通路24,25の内周壁面および
外周壁面上に付着する。次いで空気が噴射されると流通
路24,25の断面積が小さいために空気が流通路24,25内を
高速度で流れ、このとき付着燃料が噴出空気により微粒
化せしめられて噴出空気により持ち去られる。従ってノ
ズル口13から空気の噴出が開始されるとただちに燃料の
噴出が開始される。また、加圧空気は大径部11bの壁面
に沿って流れるので、大径部11b付近の壁面に付着した
燃料は加圧空気によって運び去られる。この実施例では
流通路24,25内において第１段階の燃料の微粒化が行わ
れ、ノズル口13から噴出される際に第２段階の微粒化が
行われる。このように２段階の微粒化が行われるために
良好な燃料の微粒化を確保することができる。

第16図から第18図に案内部材21の頭部23の形状の種々の
実施例を示す。

第16図に示す第５の実施例では円錐状をなす頭部23の頂
角θ_１が円錐状をなす大径部上端部11dの頂角θ_２より
も大きく形成されている。従ってこの実施例では流通路
25の隙間間隔が下流に向かうに従って次第に狭くなる。

一方、第17図に示す第６の実施例では頭部23が円錐台形
に形成され、第18図に示す第７の実施例では頭部23が球
状に形成される。

なお、これまで本考案を直噴式２サイクル内燃機関に適
用した場合を例にとって説明してきたが本考案を４サイ
クル機関に適用しうることは云うまでもなく、給気ポー
ト或いは吸気ポート内に燃料噴射を行う場合にも適用し
うることも云うまでもない。

〔考案の効果〕

案内部材を設けることによって、燃料空気供給孔の内周
壁面上に付着した燃料を加圧空気によって運び去り、そ
の結果燃料噴射弁から噴射された燃料を吹き残すことな
く全燃料をノズル口から噴出することができる。また、
案内部材を設けることによって噴射作用の開始直後から
燃料を加圧空気と共にノズル口から噴出することができ
る。その結果、全燃料の噴出が完了するまでの時間が短
くなるために空気の噴出時間を短くすることができ、斯
くして加圧空気の消費量を低減することができる。更に
加圧空気によって全噴射燃料がノズル口から噴出される
ために噴射完了直前には空気のみが噴射され、従って粒
径の大きな液滴が燃焼室内に落下することがなく、全燃
料を良好に微粒化せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第５図のＩ−Ｉ線に沿ってみた第１の実施例の
燃料噴射装置のハウジング筒状部の拡大側面断面図、第
２図は第１の実施例の案内部材の斜視図、第３図は第１
図の平面図、第４図は第１図のII−II線に沿ってみた断
面図、第５図は内燃機関の側面断面図、第６図は給排気
弁の開弁時期等を示す線図、第７図は第２の実施例の案
内部材の拡大側面断面図、第８図は第７図のIII−III線
に沿ってみた断面図、第９図は貫通孔先端を絞った案内
部材の拡大側面断面図、第10図は第３の実施例の燃料噴
射装置の先端部の拡大側面断面図、第11図は案内部材の
平面図、第12図は案内部材の斜視図、第13図は第４の実
施例を示す燃料噴射装置の先端部の拡大側面断面図、第
14図は第13図のIV−IV線に沿ってみた断面図、第15図は
案内部材の斜視図、第16図は第５の実施例を示す燃料噴
射装置の先端部の拡大側面断面図、第17図は第６の実施
例を示す燃料噴射装置の先端部の拡大側面断面図、第18
図は第７の実施例を示す燃料噴射装置の先端部の拡大側
面断面図である。 ７…燃料噴射装置、９…燃料噴射弁、 10…空気噴射弁、11…燃料空気供給孔 13…ノズル口、14…自動開閉弁、 16…弁軸、19,21,32…案内部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射装置ハウジング内にほぼ直線状に
   延びる燃料空気供給孔を形成し、該燃料空気供給孔の一
   端部にノズル口を形成すると共に該燃料空気供給孔の他
   端部に燃料噴射弁および空気噴射弁を配置し、上記ノズ
   ル口に常時閉弁方向にばね付勢された自動開閉弁を配置
   すると共に該自動開閉弁の弁軸が燃料空気供給孔内を延
   びており、空気噴射弁から噴射された加圧空気によって
   上記自動開閉弁を開弁せしめると共に燃料噴射弁から燃
   料空気供給孔内に噴射された燃料を該加圧空気によって
   ノズル口から噴射せしめるようにした燃料噴射装置にお
   いて、加圧空気を自動開閉弁の弁軸周りの燃料空気供給
   孔周辺部へ分配案内するための案内部材を該弁軸の上流
   の燃料空気供給孔内に配置せしめた内燃機関の燃料噴射
   装置。