JPH09256877A

JPH09256877A - 燃料噴射式２サイクル内燃機関

Info

Publication number: JPH09256877A
Application number: JP8064436A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Motoyama; 雄本山; Tokuji Muramatsu; 得次村松
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】排気バルブにより吸入空気量を制御可能であ
る。【解決手段】燃料噴射式２サイクル内燃機関は、燃焼室
２４８内にあるいは燃焼室２４８へ新気を供給するため
の吸気系の途中に燃料を噴射するインジェクタ２６４
と、シリンダの側壁に設けた排気口に接続される排気通
路２５３の開度を調整する排気バルブ２８１と、この排
気バルブ２８１を作動して吸入空気量をコントロールす
る制御手段Ｋとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料噴射式２サイク
ル内燃機関に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、２サィクル内燃機関では、燃焼
室への吸気系の途中に配置したスロットル弁の開度を絞
った低負荷域において、新気の残留ガスによる希釈によ
り不整燃焼が発生する。これを避けるために、排気ポー
ト直後に排気バルブを設け、不整燃焼域ではその排気バ
ルブを閉塞するものがある。この排気バルブの閉塞によ
り、燃焼室内に圧力及び温度の高い既燃ガスが残留す
る。この残留ガスは、新気を希釈させることにより着火
性を低下させる一方、温度が高いことにより着火性を向
上させ、結果として希釈による着火性の低下を補い着火
性を向上するように作用する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような排気バルブ
の閉塞により残留ガス圧力、温度が高いまま保存され、
燃焼が促進されるが、アクセル位置に応じた吸気量に制
御するための吸気スロットルバルブと不整燃焼域におい
てのみ閉塞させる排気バルブを両方設けることになり、
コストが嵩む上にアクチュエータ取り回し、及びコント
ロールが煩瑣であった。

【０００４】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、排気バルブにより吸入空気量を制御可能な燃料噴
射式２サイクル内燃機関を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項１記載の発明は、燃焼室
内にあるいは燃焼室へ新気を供給するための吸気系の途
中に燃料を噴射するインジェクタと、シリンダの側壁に
設けた排気口に接続される排気通路の開度を調整する排
気バルブと、この排気バルブを作動して吸入空気量をコ
ントロールする制御手段とを備えることを特徴としてい
る。排気バルブを作動して吸入空気量をコントロール
し、負荷調整を吸気バルブを用いないで排気バルブのみ
で行う。

【０００６】請求項２記載の発明は、前記吸入空気量
を、無負荷から全負荷相当までコントロールすることを
特徴としている。排気バルブを作動して無負荷から全負
荷相当までコントロールし、全負荷域で吸入空気量を制
御する。

【０００７】請求項３記載の発明は、前記制御手段が、
スロットルグリップのスロットルワイヤを介して連動さ
せて前記排気バルブを作動させることを特徴としてい
る。スロットルグリップの操作による簡単な機械的手段
で排気バルブを作動させることができる。

【０００８】請求項４記載の発明は、前記制御手段が、
スロットルグリップの操作量を検出し、この操作量に基
づき前記排気バルブを作動させることを特徴としてい
る。スロットルグリップの操作による簡単な電気的手段
により排気バルブを作動させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の燃料噴射式２サ
イクル内燃機関について説明する。

【００１０】図１乃至図４は燃料噴射式２サイクル内燃
機関を自動二輪車に搭載した実施例を示し、図１は燃料
噴射式２サイクル内燃機関を自動二輪車に搭載した実施
例の概略構成図、図２は燃料噴射式２サイクル内燃機関
の縦断面図、図３は燃料噴射式２サイクル内燃機関を後
方から見た図、図４はシリンダ側壁噴射の燃料及び空気
のフローチャートである。

【００１１】図中符号２０１は、乗物の一例であって鞍
乗型車両たる自動二輪車であり、矢印Ｆｒはその進行方
向の前方を示している。また、後記する左右とは、前記
前方に向っての方向をいうものとする。また、２０２は
前記自動二輪車２０１が走行可能な路面である。自動二
輪車２０Ｌは乗物本体である車体２０３を有している。
また、車体２０３は車体静止側である車体フレーム２０
４を有している。車体フレーム２０４は、その前端にヘ
ッドパイプ２０５を有し、このヘッドパイプ２０５から
後下方に向って左右一対の主フレーム２０６が延出し、
これら各主フレーム２０６の各延出端から更に後下方に
向ってそれぞれシートピラーチューブ２０７が延出して
いる。一方、上記各主フレーム２０６の前部下面からそ
れぞれ後下方に向ってダウンチューブ２０８が延出し、
これらダウンチューブ２０８の延出端とシートピラーチ
ューブ２０７の延出端とが互いに結合させられている。

【００１２】各主フレーム２０６の後部から後上方に向
ってそれぞれシートレール２１０が延出し、このシート
レール２１０は左右一対のバックステー２１１によって
シートピラーチューブ２０７に支持されている。各バッ
クステー２１１とシートピラーチューブ２０７とが結合
した部分はリヤアームブラケット２１２とされている。
ヘッドパイプ２０５にはフロントフォーク２１４が操向
自在に支承されている。フロントフォーク２１４の下端
に前輪２１５が支承され、かつ、この前輪２１５を上方
から覆うフロントフェンダ２１６が設けられ、このフロ
ントフェンダ２１６は同上フロントフォーク２１４の上
下方向の中途部に固着されている。一方、フロントフォ
ーク２１４の上端にはハンドル２１７が取り付けられて
いる。

【００１３】リヤアームブラケット２１２にピボット軸
２１８によりリヤアーム２１９が上下揺動自在に枢支さ
れている。リヤアーム２１９の揺動端に後輪２２０が支
承され、シートレール２１０とリヤアーム２１９との間
に緩衝器２２１が架設されている。主フレーム２０６、
シートピラーチューブ２０７およびダウンチューブ２０
８で囲まれた空間に、つまり、車体フレーム２０４の枠
内に燃料噴射式内燃機関であるエンジン２２３が設けら
れている。エンジン２２３を冷却水で冷却するラジエー
タ４００はダウンチューブ２０８に設けられている。

【００１４】エンジン２２３は２サイクルエンジンであ
って、クランクケース２２４と、このクランクケース２
２４から前上方に突出するシリンダ２２５を有し、車体
フレーム２０４に締結具により着脱自在に支持されてい
る。クランクケース２２４の後面に動力伝達装置２２６
が連設され、この動力伝達装置２２６の出力側に、後輪
２２０がチェーン伝動機構２２７により連結されてい
る。

【００１５】シリンダ２２５の後面にはリード弁２２
８、吸気マニホールド２２９および吸気サイレンサ２３
１がこの順序で連設されている。シリンダ２２５の前面
には排気管２３３の一端が連結され、この排気管２３３
の他端側はダウンチューブ２０８の下側近傍を通って後
方に延び、その後端に排気マフラ２３４が連結され、排
出口２３４ａから排気される。排気管２３３は３本あ
り、気筒２６１、気筒２６２及び気筒２６３からの排気
管２３３は排気弁２８１設置位置より下流で合体し、１
本の排気管２３３とされている。

【００１６】主フレーム２０６には燃料タンク２３５が
支持されている。一方、シートレール２１０には、シー
ト２３６が支持されている。また、車体２０３の後部を
その各側方から覆うサイドカバー２３７が設けられてい
る。エンジン２２３の駆動により、その動力が動力伝達
装置２２６とチェーン伝動機構２２７等を介し、後輪２
２０に伝達されれば、自動二輪車２０１が路面２０２上
を前方に向って走行可能とされる。

【００１７】エンジン２２３は、第１〜第３気筒２６１
〜２６３を有し、エンジン２２３のクランクケース２２
４内のクランク室２４０にはクランク軸２４１が収容さ
れ、このクランク軸２４１はクランクケース２２４にそ
の軸心回りに回転自在に支承されている。エンジン２２
３のシリンダ２２５は、軸心がほぼ縦向きのシリンダ孔
２４２を有するシリンダボディ２４３と、このシリンダ
ボディ２４３の突出端に取り付けられるシリンダヘッド
２４４とを有している。シリンダ孔２４２にピストン２
４５が軸方向に摺動自在に嵌入され、このピストン２４
５はクランク軸２４１にコンロッド２４６により連結さ
れている。

【００１８】ピストン２４５がシリンダヘッド２４４に
ある程度接近したとき、シリンダ孔２４２内でシリンダ
ヘッド２４４とピストン２４５で囲まれた空間が燃焼室
２４８となる。シリンダヘッド２４４には、点火プラグ
２４９が取り付けられ、この点火プラグ２４９の放電部
が燃焼室２４８に臨んでいる。クランクケース２２４の
後上部には吸気ポート２５１が形成され、この吸気ポー
ト２５１にリード弁２２８が連通している。シリンダ孔
２４２周りのシリンダボディ２４３にはクランク室２４
０を燃焼室２４８に連通させる副掃気通路２５２が形成
され、この副掃気通路２５２の内、燃焼室２４８に向っ
て開口する部分が掃気ポート２５２ａとなっている。ま
た、燃焼室２４８を排気管２３３の前端である上流端内
の排気通路２５３に連通させる排気ポート２５４がシリ
ンダボディ２４３の前部に形成されている。

【００１９】エンジン２２３は第１〜第３気筒２６１〜
２６３に各１個づつ対応する複数（３つ）のインジェク
タ２６４を有し、これら各インジェクタ２６４はシリン
ダボディ２４３のシリンダ側壁２４３ａに斜めに取り付
けて着脱自在になっている。これらインジェクタ２６４
は、シリンダ側壁２４３ａから燃焼室２４８内にピスト
ン２４５の頭部に向って、燃料タンク２３５から供給さ
れる燃料を噴射する。

【００２０】燃料タンク２３５の下部には燃料コック２
９０が設けられ、燃料コック２９０に燃料フィルタ２９
１、燃料供給ポンプ２９２、燃料配送管２９３が順に接
続され、燃料配送管２９３から燃料分配管２９６を介し
て燃料が各インジェクタ２６４に供給される。燃料配送
管２９３にはインジェクタ２６４に供給される燃料の圧
力を所定圧に調整する調圧器２９４が設けられ、調圧器
２９４、戻し燃料通路２９５により余分の燃料は燃料タ
ンク２３５に戻る。シリンダボディ２４３の後方で、吸
気マニホールド２２９上方と、燃料タンク２３５の下方
の間の空間Ｚに、この空間Ｚを利用して燃料分配管２９
６およびインジェクタ２６４が配置され、小型化でき、
しかも他部材と干渉することが防止され、インジェクタ
２６４、燃料分配管２９６の保護が可能である。

【００２１】点火プラグ２４９は電子的な点火回路２５
６に電気的に接続され、この点火回路２５６は電子的な
エンジン制御御装置２５７に接続されている。また、ク
ランク軸２４１のクランク角を検出するクランク角検出
センサ２５８が設けられ、このクランク角検出センサ２
５８もエンジン制御装置２５７に接続されている。

【００２２】エンジン２２３の駆動時に、ピストン２４
５がクランク軸２４１側の下死点位置（図３中二点鎖線
図示）から燃焼室２４８側に移動すると、ピストン２４
５によって掃気ポート２５２ａと排気ポート２５４とが
この順序で閉じられる。また、ピストン２４５が燃焼室
２４８側に移動すると、クランク室２４０内が負圧にさ
れる。すると、吸気サイレンサ２３１を通って、空気で
ある外気２５９が吸入され、これが吸気２６０とされ
る。

【００２３】次に、吸気２６０が吸気マニホールド２２
９とリード弁２２８とを通ってクランク室２４０内に吸
入される。これが「吸入行程」である。

【００２４】一方、掃気ポート２５２ａと排気ポート２
５４とが閉じられた後、更に、ピストン２４５が燃焼室
２４８側へ移動すれば、この燃焼室２４８に既にインジ
ェクタ２６４で噴射されていたあるいは及び本行程中に
噴射される燃料が気化し空気と混合して形成される混合
気が圧縮される。これが「圧縮行程」である。

【００２５】ピストン２４５が上死点に達する直前で、
クランク角検出センサ２５８により検出される所望のク
ランク角のときに、つまり、所望の点火時期に、エンジ
ン制御装置２５７により制御された点火回路２５６から
の出力信号で、点火プラグ２４９の放電部が放電する。
すると、混合気が着火、燃焼させられて気体が膨張し、
これにより、ピストン２４５が上記上死点を越えた後、
クランク室２４０側に押し戻される。これが「爆発行
程」である。

【００２６】ピストン２４５のクランク室２４０側への
移動により、クランク室２４０内に吸入されていた空気
が予圧縮される。リード弁２２８はこのときのクランク
室２４０内の圧力で閉弁させられている。

【００２７】ピストン２４５がクランク室２４０側へ移
動する途中で、まず、排気ポート２５４が開かれる。す
ると、排気ポート２５４を通し、混合気の既燃ガスが排
気として排気ポート２５４を通って燃焼室２４８から排
出される。これが「排気行程」である。そして、排気は
排気管２３３内の排気通路２５３を通って外部に排出さ
れる。

【００２８】ピストン２４５がクランク室２４０側に移
動して排気ポート２５４が開かれると、これに続いて掃
気ポート２５２ａが開かれる。すると、クランク室２４
０内で予圧縮されていた空気が掃気通路２５２を通って
燃焼室２４８に流入させられ、この空気が燃焼室２４８
に残留している既燃ガスの一部を排気ポート２５４に押
し出すと共に、空気が燃焼室２４８に充満する。これが
「掃気行程」である。排気行程の後半と掃気行程の前半
は重複し、排気と掃気が同時に実施されるので、両行程
を併せて掃排気行程とも言う。この「掃気行程」は、ピ
ストン２４５が下死点位置に戻った後、再び上死点位置
へ移動し、掃気ポ−ト２５２ａを閉じる直前まで続く。
この「掃気行程」の途中から「圧縮行程」の初期、ピス
トン２４５がインジェクタ２６４を閉じるまでの期間に
インジェクタ２６４から燃料が噴射される。

【００２９】上記状態から、ピストン２４５が再び燃焼
室２４８側に移動し、以下、各行程が繰り返されて、ク
ランク軸２４１が回転させられる。このクランク軸２４
１を通しエンジン２２３が動力を出力し、この動力は、
動力伝達装置２２６やチェーン伝動機構２２７等を介し
て後輪２２０に伝えられる。

【００３０】燃焼室２４８から排気ポート２５４へ排気
を排出させるときの排気タイミングを調整して、エンジ
ン性能を向上させる排気タイミング調整装置２７９が設
けられている。排気タイミング調整装置２７９は、排気
ポート２５４の上部側に設けられる排気タイミング調整
弁３９０を有している。この排気タイミング調整弁３９
０で、排気ポート２５４の上部開口が開閉され、排気ポ
ート２５４の上部開口縁の位置が上下方向で可変とされ
る。排気タイミング調整弁３９０を作動させるのはサー
ボモータ等のアクチュエータ２６５であって、このアク
チュエータ２６５はエンジン制御装置２５７に接続され
ている。

【００３１】エンジン２２３の回転数、つまり、クラン
ク軸２４１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２
６７が設けられ、このエンジン回転数センサ２６７はエ
ンジン制御装置２５７に接続されている。

【００３２】エンジン回転数センサ２６７の検出信号に
より、エンジン２２３が高速域であると判断されたとき
には、エンジン制御装置２５７により制御されたアクチ
ュエータ２６５の作動により排気タイミング調整弁３９
０が開動作させられて、排気ポート２５４の上部開口縁
が上方に位置させられる。すると、排気タイミングが早
くなり、これによって高速域でのエンジン性能が向上す
る。

【００３３】一方、エンジン２２３が中、低速域である
と判断されたときには、アクチュエータ２６５が閉動作
させられて、排気ポート２５４の上部開口縁が下方に位
置させられる。すると、排気タイミングが遅くなり、こ
れによって中、低速域でのエンジン性能が向上する。こ
の低速時、排気タイミングを遅くするが、その分噴射開
始のタイミングを早めることが可能であり、この場合
は、より確実に予混合燃焼を可能とする。即ち、低速時
ピストン速度が遅くなるのに合わせて、燃料が排気ポー
ト２５４より流出しないように、噴射開始タイミングを
遅らせると、噴射流がピストン頂部に衝突する時、噴流
の拡がりは狭い。しかし、排気ポート２５４の上部開口
端が下方に移動させられる分、噴射開始のタイミングを
早めても燃料の流出がない、且つ早めることにより、ピ
ストン頂部の広い範囲に噴射燃料が衝突可能であり、ピ
ストン２４５との熱交換性を向上できる。

【００３４】エンジン２２３には排気バルブ開度調整装
置２８０が備えられている。排気バルブ開度調整装置２
８０は、制御手段Ｋにより排気通路２５３の開度を調整
する排気バルブ２８１を有している。この排気バルブ２
８１は、それぞれの気筒２６１〜２６３からの各排気管
２３３毎に配置されている。制御手段Ｋは、スロットル
ワイヤ２７３及びスロットルグリップ２７４、さらに各
排気管２３３の外側に配置され、各排気バルブ２８１に
連結されると共にスロットルワイヤ２７３の端部が巻き
付けられているスロットルプーリ２８１ａ等から構成さ
れている。スロットルグリップ２７４はハンドル２１７
に設けられ、またスロットルグリップ２７４の操作量を
検出するアクセル位置センサ２７５が設けられている。

【００３５】スロットルグリップ２７４の操作によりス
ロットルワイヤ２７３及びスロットルプーリ２８１ａを
介して排気バルブ２８１が連動して作動し吸入空気量を
コントロールし、負荷調整を吸気バルブを用いないで排
気バルブ２８１のみで行う。

【００３６】この実施例では、排気バルブ２８１の作動
により吸入空気量を、無負荷から全負荷相当までコント
ロールする。排気バルブ２８１には全閉時のアイドル運
転を可能とするリーク孔が形成されている。スロットル
グリップ２７４の操作による簡単な機械的手段で排気バ
ルブ２８１を作動させることができる。

【００３７】また、エンジン２２３には燃焼室圧力セン
サ３００およびノックセンサ３０１が備えられ、燃焼室
圧力センサ３００により燃焼室圧力が所定以上になる
と、点火タイミングを遅らせる。また、ノックセンサ３
０１でノッキングが発生すると、振動を検知して点火タ
イミングを遅らせてノッキングの発生を防止し、ノッキ
ングの発生しなくなると元の点火タイミングに戻すよう
に制御する。

【００３８】また、エンジン２２３にはクランク室圧力
センサ３０２、吸気管圧力センサ３０３、吸気管温度セ
ンサ３０４、排気管圧力センサ３０６、排気管温度セン
サ３０７が備えられ、これらのセンサからの情報に基づ
きエンジン制御装置２５７が点火タイミング、噴射タイ
ミング、噴射期間やオイル供給装置３０８等の制御を行
なう。

【００３９】次に、前記図１〜図４の実施例に用いられ
るインジェクタの構造を説明する。図５はインジェクタ
の断面図である。

【００４０】インジェクタ２６４はインジェクタハウジ
ング３５０を有し、このインジェクタハウジング３５０
の後端部には蓋体３５１が嵌合され、さらにインジェク
タハウジング３５０内にはコイル３５２を備えたコア３
５３が配置されている。蓋体３５１は樹脂性のキャップ
３５４で覆われ、キャップ３５４のコネクタ３５４ａに
コア３５３に接続したリード線３５５が設けられ、この
リード線３５５がコネクタ３５４ａで駆動電源側と接続
される。蓋体３５１にはパイプ３５６が挿入され、蓋体
３５１の燃料入口３５１ａから供給された燃料は、パイ
プ３５６を介してインジェクタハウジング３５０内の燃
料室３５７に導かれる。

【００４１】インジェクタハウジング３５０の先端部に
ニードルハウジング３５８がニードルストッパ３５９を
介して嵌合され、シール体３６０でシールされている。
ニードルハウジング３５８の先端部にはノズル３６１が
嵌合され、このノズル３６１には噴射通路３６１ａが形
成され、さらに噴射通路３６１ａに連通して左向き噴射
孔３６１ｂと右向き噴射孔３６１ｃが形成されている。

【００４２】ニードルハウジング３５８内にはニードル
３６２が移動可能に配置され、ニードル３６２には可動
体３６３が固定されている。ニードル３６２には切欠に
より燃料通路３６２ａが形成され、ニードルストッパ３
５９には切欠により燃料通路３５９ａが形成され、可動
体３６３にも燃料通路３６３ａが形成されている。蓋体
３５１と可動体３６３との間に圧縮スプリング３６４が
配置され、この圧縮スプリング３６４で可動体３６３を
介してニードル３６２がニードルハウジング３５８の弁
座３５８ａを常に閉じる方向へ付勢され、噴射通路３６
１ａを閉じ燃料噴射できない状態になっている。コア３
５３に配置されたコイル３５２に電源を与えると、コイ
ル３５２による電磁力で可動体３６３が圧縮スプリング
３６４に抗して吸引されて弁座を開く方向へ移動し、噴
射通路３６１ａを開き、燃料噴射が行なわれる。このと
きニードル３６２に形成したストッパフランジ３６２ｂ
がニードルストッパ３５９に当接して位置規制される。

【００４３】インジェクタ２６４は、調圧弁にて圧力調
整され、調圧圧力Ｐ０が６００〜６５０ＫＰａ（キロパ
スカル）に調圧されるので、ニ−ドル３６２が弁座３５
８ａを押圧する時、ニ−ドルハウジング３５８内の燃料
溜まり３５８ｂの燃料圧力Ｐ１も同じ６００〜６５０Ｋ
Ｐａ（キロパスカル）となる。ニ−ドル３６２が弁座３
５８ａから離れる程、インジェクタ２６４内を流れる流
速が増し、圧力降下により燃料溜まり３５８ｂの圧力が
低下する。燃料溜まり３５８ｂの圧力は、ニ−ドル３６
２と弁座３５８ａとの間を通過する時さらに圧力降下す
るので、噴射通路３６１ａの燃料圧力Ｐ２は、燃料溜ま
り３５８ｂの圧力Ｐ１の約１／２程度となる。

【００４４】この噴射通路３６１ａの燃料圧力Ｐ２は、
インジェクタ２６４から燃焼室２４８内に燃料を噴射す
る燃料噴射時の噴射孔３６１ｂ，３６１ｃの上流部の圧
力であり、ニ−ドル３６２が最大開度位置にて圧力Ｐ２
を、３００ＫＰａ〜１０００ＫＰａとし、この圧力Ｐ２
により噴射速度を、１０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓとすること
が可能である。

【００４５】即ち、噴射通路３６１ａの圧力Ｐ２と燃焼
室２４８内圧との差圧に、３００ＫＰａ〜１０００ＫＰ
ａに基づく流速で燃料が燃焼室２４８へ噴射される。こ
の時の流速が、１０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ、望ましくは２
０ｍ／ｓ程度になるように各部の圧力降下あるいは調圧
弁が設定される。

【００４６】次に、インジェクタの燃料噴射タイミング
について説明する。図６は燃料噴射タイミングチャート
である。

【００４７】この燃料噴射タイミングチャートでは、横
軸がクランク角度であり、排気ポートの開閉位置、掃気
ポートの開閉位置及びインジェクタの取付位置を示し、
また縦軸がエンジン回転数であり、低エンジン回転数
域、中エンジン回転数域及び高エンジン回転数域を示し
ている。

【００４８】インジェクタ駆動信号を実線で示し、上段
が低負荷時、下段が高負荷時である。また、インジェク
タの実際の燃料噴射を二重線で示し、上段が低負荷時、
下段が高負荷時である。さらに、噴射された燃料の先端
がインジェクタから排気ポートに到達するまでを二点鎖
線で示している。インジェクタ駆動信号とインジェクタ
の実際の燃料噴射との間にはインジェクタの動作遅れが
ある。

【００４９】インジェクタの燃料噴射タイミングは、エ
ンジン回転数域において異なり、実噴射始め限界を曲線
Ｓで示し、実噴射限界を直線Ｅで示し、この噴射始め限
界曲線Ｓと実噴射限界直線Ｅにより実噴射可能範囲が設
定される。

【００５０】図中２点鎖線の長さは、各エンジン回転域
において燃料が噴射された瞬間から燃焼室内を飛翔して
排気ポート部までに到達するまでの期間（クランク角で
の期間）を示している。排気ポート閉を基準にして飛翔
期間だけ逆上ったタイミングに噴射を開始すれば吹き抜
けを防止することができる。この時の飛翔期間が図中の
２点鎖線である。この吹き抜け防止が可能な噴射開始時
期を結んだものが実質噴射始め限界Ｓである。ピストン
がインジェクタ取付位置に到達すると、ピストンでイン
ジェクタが覆われる。このタイミングが実噴射限界Ｅで
あり、これ以上遅れて噴射を続けても燃焼室内に燃料を
供給することができない。なお、飛翔時間は噴射速度が
遅い程長くなり、ピストン位置が上下方向排気ポートの
位置に近づく程短くなる。なお、同じ飛翔時間であって
もクランク角での飛翔期間で言えば、エンジン速度が低
速程相対的に期間が短くなる。飛翔時間が長い程、実質
噴射始め限界から実噴射限界の間の時間は長くなり、そ
の分この時間中に噴射可能な燃料量を増加することがで
きる。この実施例では、噴射速度を１０〜３０ｍ／ｓに
設定しており、高負荷においても十分な燃料を供給可能
としている。

【００５１】この実施例では、全負荷域、全エンジン回
転域とも実質噴射始め限界Ｓに実質噴射が開始されるよ
うにし、要求燃料が噴射し終えた時点で実質噴射を終了
するようにしている。この分、上死点ＴＤＣ近傍でなさ
れる点火より先行して噴射されることになり、均一な混
合気が形成可能となる。なお、高負荷時、要求燃料量が
多くなるので、排気ポート閉後も噴射が継続するように
している。また、低負荷低速時あるいは及び始動時、実
質噴射開始時期を遅らせ且つ実噴射限界Ｅまでには実質
噴射を終了するようにしても良い。実質噴射開始時期を
遅らせる程、点火時点火プラグまわりに拡散仕切れない
濃混合気が残留するようになる。ピストン頂部との熱交
換により点火時予め燃焼室内に十分混合された混合気が
存在する予混合燃焼であっても、成層燃焼に近い燃焼が
可能となり、低速安定性を向上させることができ、同様
始動性が向上する。図中２重破線がこれを示す。

【００５２】このように、インジェクタは、高速時、ピ
ストンが下降し排気ポートを開いてから噴射を開始し、
ピストンが上昇し排気ポートを閉じた後、所定クランク
角回転分前記ピストンが移動した時噴射を終了するよう
にするとともに、低速時、ピストンが下死点から上昇す
るようになってから且つ排気ポートを閉じる前に噴射を
開始し、ピストンがさらに上昇し排気ポートを閉じて
後、所定クランク角回転分ピストンが移動した時噴射を
終了するように構成し、少ないインジェクタにより、高
速時及び低速時に必要な量の燃料を噴射する。所定クラ
ンク角として、ピストンが排気ポートを閉じた時からイ
ンジェクタを閉じ終わる前までの中間のクランク角かあ
るいはインジェクタを閉じ終わる時までのクランク角と
しており、簡単かつ確実に噴射終了の基準とすることが
できる。

【００５３】次に、図７及び図８に基づいてこの実施例
のインジェクタの燃料噴射について説明する。図７はイ
ンジェクタの燃料噴射を示す概略平面図、図８はインジ
ェクタの噴射孔の位置と大きさを示す図である。

【００５４】インジェクタ２６４は、図７に示すよう
に、排気ポート２５４に対向する反対側半分のシリンダ
側壁２４２に配置され、即ち、インジェクタ２６４は中
心面Ｌ３より副掃気ポート２５２ａ側に配置される。ま
た、インジェクタ２６４は図８に示すように噴射通路３
６１ａを挟んで、図中左右の位置に左向き噴射孔３６１
ｂと右向き噴射孔３６１ｃが形成されている。左向き噴
射孔３６１ｂと右向き噴射孔３６１ｃはいずれも真円で
あり、図７に示す平面において、ピストン頂部における
噴射流Ｘの衝突部はＷで示すことができ、ピストン頂部
を指向する噴射流Ｘの全てがピストン頂部と衝突し、ピ
ストン頂部を指向する噴射流Ｘの燃料の気化がより確実
に促進される。

【００５５】さらに、ピストン２４５に衝突した噴射流
Ｘは反射し方向を変え、シリンダ上方を指向させられ
る。なお、図７中、Ｆ３は排気流であり、Ｆ１は両側に
示す主掃気ポート４１ａ１からの掃気流であり、反転し
て排気ポート２５４へ向かう。Ｆ２は、副掃気ポート２
５２ａからの掃気流である。これら主掃気流Ｆ１や副掃
気流Ｆ２により噴射流Ｘ，Ｙが乱されるとしても、排気
ポート２５４へ到達する時間が早まることはなく、燃焼
室２４８内からの吹き抜けを防止することができる。

【００５６】図９及び図１０は燃料噴射式２サイクル内
燃機関の第２実施例を示し、図９は燃料噴射式２サイク
ル内燃機関の縦断面図、図１０は排気バルブ開度調整装
置を示す図である。第２実施例の燃料噴射式２サイクル
内燃機関は、第１実施例と同じ符号を付した部材は同じ
ように構成されるから説明を省略する。

【００５７】エンジン２２３には、シリンダヘッド２４
４にインジェクタ２６４が設けられ、このインジェクタ
２６４から燃焼室２４８に燃料を噴射する。インジェク
タ２６４は、ＥＣＵ５００により噴射タイミング、噴射
時間の制御が行なわれる。ＥＣＵ５００には、エンジン
回転数検出手段５０１からのエンジン回転数情報、スロ
ットル開度検出手段５０２からのスロットル開度情報に
基づき噴射タイミング、噴射時間の制御を行なう。エン
ジン回転数検出手段５０１は、クランク軸２４１の回転
からエンジン回転数を検出する。また、スロットル開度
検出手段５０２は、図２に示すようにスロットルグリッ
プ２７４の操作量を検出するアクセル位置センサ２７５
で構成されている。

【００５８】エンジン２２３には排気バルブ開度調整装
置２８０が備えられている。排気バルブ開度調整装置２
８０は、制御手段Ｋにより各気筒２６１〜２６３からの
排気通路２５３が合流する部分２５３ａより下流側に配
置され、排気通路２５３の開度を調整する排気バルブ２
８１を有している。この排気バルブ２８１は、それぞれ
の気筒２６１〜２６３からの排気通路２５３が合流する
部分２５３ａより下流側に配置されている。制御手段Ｋ
は、ＥＣＵ５００、アクチュエータ５０３及びポテンシ
ョメータ５０４等から構成されている。

【００５９】ＥＣＵ５００は、エンジン回転数検出手段
５０１からのエンジン回転数情報、スロットル開度検出
手段５０２からのスロットル開度情報に基づきアクチュ
エータ５０３を介して排気バルブ２８１を制御し、排気
バルブ２８１の開度情報はポテンショメータ５０４から
ＥＣＵ５００にフィードバックされる。

【００６０】吸入空気量のコントロールは、吸気バルブ
を用いないで排気バルブ２８１のみで行なわれる。この
実施例でも、排気バルブ２８１の作動により吸入空気量
を、無負荷から全負荷相当までコントロールする。排気
バルブ２８１には全閉時のアイドル運転を可能とするリ
ーク孔が形成されている。また、スロットルグリップ２
７４の操作による簡単な電気的手段で排気バルブ２８１
を作動させることができる。

【００６１】図中、リード弁２２８の近くにおいてシリ
ンダ孔２４２に設けられた開孔は、上部が副掃気ポート
２５２として機能し、下部は吸入ポート２５１として機
能する。インジェクタ２６４は燃焼室２４８に直接燃料
を噴射するように、この実施例においてはシリンダヘッ
ド２４４、第１の実施例においてはシリンダ２４３の側
壁に配置した。しかし、リード弁２２８の上流において
インジェクタ２６４から吸気通路中に燃料を噴射しても
良い。これが図中にＬとして図示したものである。ま
た、リード弁２２８の下流において吸入通路６００中に
（図９にてＭにて示す様に）、あるいはクランク室２４
０中（図９にてＮにて示すように）、あるいは副掃気通
路２５２あるいは主掃気通路４１中に燃料を噴射する様
にしても良い。吸気系に燃料噴射する場合にスロットル
弁がないとエアクリーナ側に燃料の吹き返しが起こり易
いが、リード弁２２８の下流側に燃料が噴射されるの
で、吹き返しが起こり難い。

【００６２】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、排気バルブを作動して吸入空気量をコントロールす
ることで、負荷調整を吸気バルブを用いないで排気バル
ブのみで行うことができ、簡素なレイアウトで、低コス
トである。

【００６３】請求項２記載の発明は、排気バルブを作動
して無負荷から全負荷相当までコントロールし、排気バ
ルブによる簡単な構成で全負荷域で吸入空気量を制御す
ることができる。

【００６４】請求項３記載の発明は、スロットルグリッ
プのスロットルワイヤを介して連動させて排気バルブを
作動させ、スロットルグリップの操作による簡単な機械
的手段である。

【００６５】請求項４記載の発明は、スロットルグリッ
プの操作量を検出し、この操作量に基づき排気バルブを
作動させ、スロットルグリップの操作による簡単な電気
的手段できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料噴射式２サイクル内燃機関を自動二輪車に
搭載した実施例の概略構成図である。

【図２】燃料噴射式２サイクル内燃機関の縦断面図であ
る。

【図３】燃料噴射式２サイクル内燃機関を後方から見た
図である。

【図４】シリンダ側壁噴射の燃料及び空気のフローチャ
ートである。

【図５】インジェクタの断面図である。

【図６】燃料噴射タイミングチャートである

【図７】インジェクタの燃料噴射を示す概略平面図であ
る。

【図８】インジェクタの噴射孔の位置と大きさを示す図
である。

【図９】燃料噴射式２サイクル内燃機関の縦断面図であ
る。

【図１０】排気バルブ開度調整装置を示す図である。

【符号の説明】

２５３排気通路２６１インジェクタ２８１排気バルブＫ制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内にあるいは燃焼室へ新気を供給す
るための吸気系の途中に燃料を噴射するインジェクタ
と、シリンダの側壁に設けた排気口に接続される排気通
路の開度を調整する排気バルブと、この排気バルブを作
動して吸入空気量をコントロールする制御手段とを備え
ることを特徴とする燃料噴射式２サイクル内燃機関。
【請求項２】前記吸入空気量を、無負荷から全負荷相当
までコントロールすることを特徴とする請求項１記載の
燃料噴射式２サイクル内燃機関。
【請求項３】前記制御手段は、スロットルグリップのス
ロットルワイヤを介して連動させて前記排気バルブを作
動させることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の燃料噴射式２サイクル内燃機関。
【請求項４】前記制御手段は、スロットルグリップの操
作量を検出し、この操作量に基づき前記排気バルブを作
動させることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の燃料噴射式２サイクル内燃機関。