JPH0968070A - ２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関 - Google Patents

２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関

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JPH0968070A
JPH0968070A JP7157161A JP15716195A JPH0968070A JP H0968070 A JPH0968070 A JP H0968070A JP 7157161 A JP7157161 A JP 7157161A JP 15716195 A JP15716195 A JP 15716195A JP H0968070 A JPH0968070 A JP H0968070A
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injection
exhaust
injector
cycle
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Takeo Yoshida
武雄 吉田
Takahiro Suzuki
隆広 鈴木
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低速時不整燃焼を起こしにくく円滑な運転を可
能とすると共に燃費を良くする２サイクル火花点火燃料
噴射式内燃機関を提供する。 【構成】燃焼室構成壁に、燃料を供給するインジェクタ
６１と、新気を供給する掃気ポート４１ａ１，４１ｂ１
及び排気ガスを排出する排気ポート４４を配置し、さら
にシリンダヘッド２３に点火プラグ３０を配置し、点火
燃焼過程後排気ポート４４を開き、その後掃気ポート４
１ａ１，４１ｂ１も開として掃排気によるガス交換を開
始させ両ポートを閉じてガス交換を終了させるととも
に、ガス交換の途中あるいは終了してから燃料をインジ
ェクタ６１から燃焼室２９内に噴射し、この噴射により
燃焼室２９内に形成される混合気に点火プラグ３０に発
生させる火花により燃焼開始させる２サイクル火花点火
燃料噴射式内燃機関において、排気ポート４４が開閉し
た後、再び開となるまでを１サイクルＴ１とすると、低
速時、噴射した後の少なくとも次のサイクルＴ１の噴射
を中止するようにし、間欠的に燃料を噴射可能に構成し
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、２サイクル火花点火
燃料噴射式内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関
には、例えば、シリンダヘッドあるいはシリンダ側壁等
の燃焼室構成壁に、燃料を供給するインジェクタと、新
気を供給する掃気ポート及び排気ガスを排出する排気ポ
ートを配置し、さらにシリンダヘッドに点火プラグを配
置し、点火燃焼行程で掃気ポート及び排気ポートを開
き、その後掃気ポートも開として掃排気によるガス交換
を開始させ両ポートを閉じてをガス交換を終了させると
ともに、ガス交換の途中あるいは終了してから燃料をイ
ンジェクタから燃焼室内に噴射し、この噴射により燃焼
室内に形成される混合気に点火プラグに発生させる火花
により燃焼開始させるものがある。
【０００３】このような、２サイクル火花点火燃料噴射
式内燃機関では、低速時であっても、掃排気、圧縮、爆
発膨張の毎燃焼サイクル毎に燃料を供給していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、低速時の掃排
気において、ガス交換が完全にできず、新気中に排気残
留ガスが混じる。この結果として、燃焼室に所定量の燃
料を噴射供給し点火しても、燃焼室内における混合気が
可燃混合気域から外れ失火する所謂不整燃焼が発生して
しまう。失火すると、燃料はそのまま排気行程中に排出
されるので燃費が悪い。
【０００５】また、ガス交換がしにくい内燃機関の場
合、一度の失火によるガス交換のみでは新気中の排気残
留ガスの割合を低くできず、失火が連続して発生するこ
とがある。この場合、連続する失火中に連続して燃料が
供給されることとなり、なおさらに燃費が悪くなる。
【０００６】また、ガス交換がしにくい内燃機関の場
合、新気に混じる排気残留ガス量の減少割合は、失火時
のガス交換毎に変動するため、再び着火燃焼するまでの
サイクル数が不規則に変動するので、回転変動が不規則
に発生してしまう。このため、負荷に悪影響を与えた
り、内燃機関から負荷に至る駆動系を支持する部材を大
きく加振してしまう問題があった。
【０００７】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、低速時不整燃焼を起こしにくく円滑な運転を可能
とすると共に燃費を良くする２サイクル火花点火燃料噴
射式内燃機関を提供することを目的としている。
【０００８】
【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
構成壁に、燃料を供給するインジェクタと、新気を供給
する掃気ポート及び排気ガスを排出する排気ポートを配
置し、さらにシリンダヘッドに点火プラグを配置し、点
火燃焼過程後排気ポートを開き、その後掃気ポートも開
として掃排気によるガス交換を開始させ前記両ポートを
閉じてガス交換を終了させるとともに、前記ガス交換の
途中あるいは終了してから燃料を前記インジェクタから
燃焼室内に噴射し、この噴射により前記燃焼室内に形成
される混合気に前記点火プラグに発生させる火花により
燃焼開始させる２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関
において、前記排気ポートが開閉した後、再び開となる
までを１サイクルとすると、低速時、噴射した後の少な
くとも次のサイクルの噴射を中止するようにし、間欠的
に燃料を噴射可能に構成したことを特徴としている。
【０００９】請求項２記載の発明は、前記噴射した後、
所定サイクル数噴射を停止するように構成したことを特
徴としている。
【００１０】請求項３記載の発明は、前記所定のサイク
ルのみ噴射するようにした所定サイクル数からなる１噴
射パターンを連続して実現するように構成したことを特
徴としている。
【００１１】請求項４記載の発明は、前記所定エンジン
回転数以上の高回転域あるいは及び高負荷域においては
毎サイクルごとに噴射するようにした構成したことを特
徴としている。
【００１２】
【作用】請求項１記載の発明では、排気ポートが開閉し
た後、再び開となるまでを１サイクルとすると、低速
時、噴射した後の少なくとも次のサイクルの噴射を中止
するようにし、間欠的に燃料を噴射し、燃料供給を止め
て失火させるので、失火時の吹き抜けが防止される。ま
た、失火時におけるガス交換により、残留排気ガス量を
減らすことができる。
【００１３】請求項２記載の発明では、噴射した後、所
定サイクル数噴射を停止し、所定サイクル数燃料供給を
減らすあるいは止めるので、残留排気ガス量を確実に減
らすことができ、よって燃料を噴射し点火すれば必ず燃
焼する。
【００１４】請求項３記載の発明では、所定のサイクル
のみ噴射するようにした所定サイクル数からなる１噴射
パターンを連続し、噴射パターンが規則的に連続するの
で、内燃機関の発生する回転を規則的とすることができ
る。
【００１５】請求項４記載の発明では、所定エンジン回
転数以上の高回転域あるいは及び高負荷域においては毎
サイクルごとに噴射し、高回転域あるいは高負荷域にて
毎回噴射するので安定した且つ大きな出力を出すことが
可能である。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の２サイクル火花点火燃料噴
射式内燃機関の燃料噴射装置の実施例について説明す
る。図１乃至図５は２サイクル火花点火燃料噴射式内燃
機関を船外機に搭載した実施例を示し、図１は２サイク
ル火花点火燃料噴射式内燃機関を船外機に搭載した実施
例の概略構成図、図２はシリンダ側壁噴射の燃料及び空
気のフローチャート、図３は２サイクル火花点火燃料噴
射式内燃機関の気筒上部の縦断面図、図４は排気系を示
す断面図、図５は２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機
関の平面図である。
【００１７】図１において、符号１は乗り物である船舶
で、矢印Ｆｒは船舶１の進行方向前方を示している。な
お、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。船舶１は船体２を有し、この船体２の船尾
には船外機３が着脱自在に取り付けられている。この船
外機３は、船尾に取り付けられるブラケット４と、この
ブラケット４に対し枢支軸５（Ｆｒ方向に直角水平に配
置される）により枢支される船外機本体６とで構成され
ている。船外機本体６は動力伝達装置８を備え、この動
力伝達装置８はその外殻を構成する伝動ケース９と、こ
の伝動ケース９内に収容される伝動機構とで構成され、
ブラケット４に対し枢支軸５により枢支されている船外
機本体６を構成するスイベルブラケット６ａに対し、略
鉛直方向に配置される不図示の枢支軸により左右方向に
揺動可能な伝動ケ−ス９が枢支されている。また、船外
機本体６は２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関であ
る２サイクルのエンジン１０を有し、このエンジン１０
は伝動ケース９の上端に着脱自在に取り付けられて、下
方はカバー１１ａで、上方はカバー１１ｂで開閉自在に
覆われている。伝動ケース９は、水中に向って下方に延
び、この伝動ケース９の下端に後方に伸びる不図示のシ
ャフトが支承され、このシャフトにプロペラ１４が取り
付けられている。エンジン１０の出力部に、動力伝達装
置８の伝動機構を介してプロペラ１４が連動するよう連
結されている。なお、１３はプロペラに排気を導く、排
気通路である。
【００１８】エンジン１０は、単気筒１６を備え、クラ
ンクケース１９及びシリンダボディ２２を有し、このク
ランクケース１９とシリンダボディ２２の合わせ部には
軸心がほぼ垂直の縦向きのクランク軸２０が収容され、
このクランク軸２０はクランクケース１９及びシリンダ
ボディ２２に対しその軸心回りに回転自在に支承されて
いる。クランクケース１９の後部に、気筒１６のシリン
ダボディ２２が一体的に取り付けられている。また、シ
リンダボディ２２の突出端にはシリンダヘッド２３が着
脱自在に取り付けられている。シリンダボディ２２はシ
リンダブロック２４を構成している。
【００１９】シリンダボディ２２は、その内部に軸心が
前後に延びるシリンダ孔２５を有し、このシリンダ孔２
５にピストン２６が前後に摺動自在に嵌入されている。
ピストン２６は、クランク軸２０にコンロッド２７によ
り連結されている。シリンダ孔２５内でシリンダヘッド
２３とピストン２６とで囲まれた空間が「気筒内」に相
当し、ピストン２６がシリンダヘッド２３にある程度接
近した状態の「気筒内」が燃焼室２９となる。シリンダ
ヘッド２３には、燃焼室２９に対応して１つの点火プラ
グ３０が取り付けられ、点火プラグ３０の放電部３１が
燃焼室２９に臨んでいる。シリンダブロック２４とクラ
ンクケース１９とで気筒１６にクランク室１９ａが形成
される。
【００２０】クランクケース１９の前面にはクランク室
１９ａとそれに連通する吸気ポート３３が形成され、吸
気ポート３３にリード弁３４が取り付けられている。ま
た、リード弁３４の前面には、吸気マニホールド３５、
スロットル弁３６ａを収容するスロットルボディ３６お
よび吸気サイレンサ３７が順次連設されている。また、
吸気サイレンサ３７の上端には後方に向って開口する入
口管３８が取り付けられ、カウリング開口５１０からの
外気が吸入される。入口管３８、吸気サイレンサ３７、
スロットルボディ３６、吸気マニホールド３５およびリ
ード弁３４は、これらの内部に設けられた吸気通路３９
によって互いに連通させられ、かつ、吸気通路３９は吸
気ポート３３に連通している。スロットルボディ３６に
設けられたスロットルレバー３６ｂは連動手段４０によ
り互いに連結され、オペレータが操作部を操作すれば、
連動手段４０を介しスロットルレバー３６ｂさらにスロ
ットル弁３６ａが互いに同期して、同じ開閉弁動作を行
うようになっている。
【００２１】シリンダ孔２５の周りのシリンダボディ２
２には、シリンダ孔２５について掃気通路４１が形成さ
れている。掃気通路４１は、シリンダ孔２５に開口する
掃気ポート４１ａ１を有する２個の主掃気通路４１ａ
と、掃気ポート４１ｂ１を有する１個の副掃気通路４１
ｂから構成され、主掃気通路４１ａの掃気ポート４１ａ
１は対向する位置に形成され、副掃気通路４１ｂの掃気
ポート４１ｂ１は排気ポート４４と対向する位置に形成
されている。掃気通路４１は、クランクケース１９内を
燃焼室２９に連通させている。
【００２２】シリンダブロック２４の左側には排気マニ
ホールド４２が取り付けられ、この排気マニホールド４
２内の第１排気通路４３の一端側はシリンダボディ２２
に形成された排気ポート４４を介し燃焼室２９内に開口
している。一方、シリンダブロック２４と伝動ケース９
との間には排気ガイド４６が介設され、この排気ガイド
４６内の第２排気通路４７と、第１排気通路４３の他端
側とが互いに連通させられている。伝動ケース９内に第
３排気通路４８が形成され、この第３排気通路４８の一
端が第２排気通路４７に連通し、他端が円筒状の排気通
路１３であり、プロペラ１４内の排気通路に連通し、こ
の排気通路の端部が排出口５０６として水中に開口して
いる。
【００２３】エンジン１０には、水冷式の冷却装置５０
が設けられている。この冷却装置５０は、シリンダヘッ
ド２３とシリンダブロック２４に形成される第１冷却水
ジャケット５１と、排気マニホールド４２に形成される
第２冷却水ジャケット５２と、第２排気通路４７を囲む
ように排気ガイド４６に形成される第３冷却水ジャケッ
ト５３と、第３排気通路４８を囲むように伝動ケース９
に形成される第４冷却水ジャケット５４とを備え、これ
ら各冷却水ジャケット５１〜５４は、直接に、もしくは
複数の冷却水連通路５５を介して互いに連通している。
また、第４冷却水ジャケット５４の下端は第３排気通路
４８の下流側に連通している。
【００２４】第１冷却水ジャケット５１に対し海水など
の冷却水５６を供給する水ポンプが設けられ、冷却水５
６は第１冷却水ジャケット５１の内の排気マニホールド
外周部５１ａ、第２冷却水ジャケット５２、第１冷却水
ジャケット５１の内のシリンダ上部外周部５１ｂ、同シ
リンダヘッド部５１ｃ、さらに５３、５４の各冷却水ジ
ャケットを順次通り抜け、かつ、第３排気通路４８の下
流端を通って水中に排水され、この流れの途中で、気筒
１６を冷却する。
【００２５】エンジン１０には、燃料５９を供給する燃
料供給装置６０が設けられている。燃料供給装置６０は
気筒１６に対応するインジェクタ６１を有し、このイン
ジェクタ６１はシリンダボディ２２のシリンダ側壁２２
ａに着脱自在に取り付けられている。インジェクタ６１
は、シリンダ側壁２２ａから燃焼室２９内に向って、適
宜燃料５９を噴射する。インジェクタ６１に船体２に配
置される燃料タンク６３内に溜められた燃料５９を吸引
して船外機３内の燃料溜り（小タンク）であるベーパー
セパレータ６７へ供給するクランク室１９ａ内の圧力変
動により稼動する第１燃料ポンプ６４と、このベーパー
セパレータ６７の燃料５９を加圧して供給する第２燃料
ポンプ６５とが直列に設けられている。
【００２６】燃料タンク６３と第１燃料ポンプ６４との
間にプライマリポンプ６００が配置され、プライマリポ
ンプ６００と第１燃料ポンプ６４はホース側コネクタ６
０１とカウリング側コネクタ６０２により接続される。
プライマリポンプ６００は始動前に手動で燃料を送るた
めのものである。
【００２７】また、第１燃料ポンプ６４と第２燃料ポン
プ６５の間には燃料フィルタ６６とベーパーセパレータ
６７とが直列に介設されている。ベーパーセパレータ６
７内にはニードル弁６０３とフロート６０４が設けら
れ、ベーパーセパレータ６７内の燃料５９が少なくなり
フロート６０４が所定レベル以下になるとニードル弁６
０３が開き、燃料５９が燃料タンク６３側から供給され
る。第２燃料ポンプ６５により燃料配送管６０５を介し
てインジェクタ６１に燃料５９が供給される。燃料配送
管６０５にはインジェクタ６１に供給される燃料５９の
圧力を所定圧に調整する調圧器６９が設けられ、噴射さ
れない燃料は燃料通路７０により第２燃料ポンプ６５上
流のベーパーセパレータ６７に戻される。ベーパーセパ
レータ６７で、燃料中の細かい気泡状の燃料蒸気あるい
は混入した空気が分離される。
【００２８】インジェクタ６１は電磁式で、これを電気
的にオン（もしくはオフ）すれば、その期間だけ、燃料
５９が燃焼室２９内に噴射されるようになっている。こ
の燃料供給装置６０のうち燃料タンク６３からホース側
コネクタ６０１だけが船体２内に配置されており、他の
ものは船外機３を構成している。
【００２９】図１において、エンジン１０を制御するた
めのエンジン制御装置７３が設けられている。エンジン
制御装置７３は電子的な制御装置本体７４を備え、アク
チュエータとして機能する各点火プラグ３０、インジェ
クタ６１、第２燃料ポンプ６５が、制御装置本体７４に
電気的に接続されている。また、クランク軸２０の上端
にはフライホイールマグネト７５が取り付けられてい
る。フライホイールマグネト７５は、直接もしくはバッ
テリを介して制御装置本体７４に電力を供給するように
なっている。
【００３０】エンジン１０の駆動状態を検出する各種セ
ンサが設けられ、これらはいずれも制御装置本体７４に
電気的に接続されている。即ち、センサとして、クラン
ク軸２０の基準クランク角及び回転角を検出するクラン
ク角センサ７６、クランクケース１９内の圧力を検出す
るクランクケース内圧センサ７７、気筒１６の圧力を検
出する筒内圧センサ７８、気筒１６内の状態を検出する
ノックセンサ７９、吸気通路３９内の温度を検出する吸
気温センサ８０、スロットルボディ３６の開度を検出す
るスロットル開度センサ８１が設けられている。なお、
吸気通路３９の圧力を検出する吸気圧センサを設けても
良い。
【００３１】また、シリンダボディ２２の温度を検出す
るシリンダ温度センサ８２、第３排気通路４８内の上流
側の圧力を検出する背圧センサ８３、大気圧を検出する
大気圧センサ８４、冷却水５６の温度を検出する冷却水
温度センサ８５、動力伝達装置８の前進、中立、後退の
間のシフト動作あるいは変速状態を検出するシフトセン
サ８６、枢支軸５回りの船外機３の上下回動位置を検出
するトリム角センサ８７が設けられている。
【００３２】また、気筒１６には、Ｏ2センサ９０が設
けられ、このＯ2センサ９０はセンサ収客室９１に配置
され、ピストン２６が下降しシリンダ側壁２２ａのリリ
ーフ弁孔９２を通過すると燃焼ガス圧によりリリーフ弁
９３が開き、燃焼ガスがセンサ収客室９１に入る。Ｏ2
センサ９０が排気ガス中のＯ2濃度を検知し、これに基
づき燃焼室２９での空燃比を算出する。センサ収容室９
１の排気ガスは逆止弁９４を通過して第１排気通路４３
へ出る。エンジン１０には、その他、スタータ９５及び
オイルタンク９６が備えられている。
【００３３】エンジン１０の駆動時に、気筒１６におい
て、ピストン２６がクランク軸２０側の下死点位置から
燃焼室２９側に移動すると、ピストン２６によって掃気
通路４１の掃気ポート４１ａ１，４１ｂ１と第１排気通
路４３の排気ポート４４とが順次閉じられる。また、こ
のように、ピストン２６が燃焼室２９側に移動すると、
クランクケース１９内のクランク室１９ａが負圧にな
る。すると、リード弁３４、吸気ポート３３内の吸気通
路３９、吸気マニホールド３５、スロットルボディ３６
及び吸気サイレンサ３７が順次負圧になって、空気であ
る外気９７が吸気ポート３３から吸気通路３９に吸入さ
れ、クランクケース１９内のクランク室１９ａに吸入さ
れる。これが「吸入過程」である。
【００３４】一方、掃気通路４１の掃気ポート４１ａ
１，４１ｂ１と第１排気通路４３の排気ポート４４とが
閉じられた後、更に、ピストン２６が燃焼室２９側へ移
動すれば、この燃焼室２９に既に吸入されていた混合気
が圧縮される。これが「圧縮過程」である。
【００３５】ピストン２６が上死点に達する直前で、エ
ンジン制御装置７３により制御された点火プラグ３０の
放電部３１の放電により、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２６が上死点を
越えた後クランク軸２０側に押し戻される。これが「爆
発過程」である。
【００３６】ピストン２６のクランク軸２０側への移動
により、クランクケース１９内のクランク室１９ａに吸
入されていた空気が予圧縮される。なお、このときの圧
力でリード弁３４は閉弁させられている。ピストン２６
がクランク軸２０側へ移動する途中で、まず、排気ポー
ト４４が開かれる。すると、排気ポート４４を通し、混
合気の既燃ガスである排気１００が、排気ポート４４を
通って排出される。これが「排気過程」である。
【００３７】そして、排気１００は第１排気通路４３、
第２排気通路４７、第３排気通路４８、および排気通路
１３内を順次通って水中に排出される。この場合、気筒
１６を冷却した後の冷却水５６が第４冷却水ジャケット
５４と冷却水連通路５５を通り、排気１００と共に上記
水中に排出される。
【００３８】ピストン２６がクランク軸２０側に移動し
て排気ポート４４が開かれると、これに続いて掃気通路
４１が開かれる。すると、前記したようにクランクケー
ス１９内で予圧縮されていた吸気が掃気通路４１を通っ
て燃焼室２９に流入させられ、この吸気が燃焼室２９に
残留している既燃ガスの一部を第１排気通路４３に押し
出すと共に、空気が燃焼室２９に充満する。これが「掃
気過程」である。排気過程の途中から掃気過程が始ま
り、掃気過程の途中で排気過程が終了するので、この２
つの過程を合わせて掃排気過程ともいう。そして、この
後、ピストン２６は下死点位置に戻る。そして、掃気過
程の途中から圧縮過程の初期にかけての期間に燃料がイ
ンジェクタ６１から噴射される。
【００３９】この場合、掃気通路４１を通って燃焼室２
９に流入した空気のいくらかは、第１排気通路４３側に
吹き抜け、これは既燃ガスと混ざって排気１００として
排出される。一方排出されず残留した既燃ガスが新気と
混ざり、この状態から、ピストン２６が再び燃焼室２９
側に移動し、以下、上記した各過程が繰り返されて、ク
ランク軸２０が回転させられる。なお、燃料噴射は、下
記するように、燃料の排気ポート４４への侵入がないタ
イミングで実施される。そして、このクランク軸２０を
通しエンジン１０が動力を出力し、この動力は動力伝達
装置８を介してプロペラ１４を回転させ、被駆動体であ
る船１を航走可能とさせる。第１気筒１６、第２気筒１
７および第３気筒１８は、この順序で、クランク角が１
２０゜の位相差で駆動する。
【００４０】図３において、ピストン２６はスリーブ５
２０に摺動可能に設けられ、このピストン２６には第１
のリング溝２６ａ及び第２のリング溝２６ｂが上下に形
成され、第１のリング溝２６ａに第１のピストンリング
５２１が、第２のリング溝２６ｂに第２のピストンリン
グ５２２が係合されている。シリンダ側壁２２ａにはイ
ンジェクタ６１がキャップ５２３を介して設けられ、キ
ャップ５２３の前側と後側はそれぞれシール体５２４，
５２５でシールされている。インジェクタ６１の先端部
６１ａはスリーブ５２０に形成されて開口部５２０ａに
臨むように配置され、このインジェクタ６１の取付位置
は次のように設定される。
【００４１】シリンダ側壁２２ａのシリンダ周方向の
内、排気ポート４４に対向する半分の領域、且つシリン
ダ長手方向で排気ポート４４よりシリンダヘッド２３寄
りにインジェクタ６１を配置している。シリンダ上端２
２ｂより取付位置までの距離をＡとし、下死点にピスト
ン２６が位置する時のピストン頂部外周部までのシリン
ダ上端２２ｂよりの距離をＬとする時、ピストン外周に
少なくとも１つのピストンリングを嵌合させるリング溝
を設け、ピストン２６が上死点にある時のシリンダ上端
２２ｂよりリング溝の下端位置までの距離をＲＳとする
時、この実施例では、ピストン２６が上死点にある時の
シリンダ上端２２ｂより第１のピストンリング５２１が
嵌合する第１のリング溝２６ａの下端位置までの距離を
ＲＳとする時、 ＲＳ＜Ａ＜０．３Ｌ としている。
【００４２】また、シリンダ上端２２ｂより排気ポート
４４までの距離をＥＳとする時、 ０．３５ＥＳ＜Ａ＜０．６５ＥＳ としている。
【００４３】このように、所定の位置にインジェクタ６
１を取り付けることで、爆発行程の初期においてピスト
ン２６によりインジェクタヘの熱負荷を低下させつつ、
且つ、従来のものより、長い噴射可能域を確保可能であ
る。
【００４４】また、インジェクタ６１から上下２つの燃
料噴射が行なわれ、下向噴射流Ｘは、主にピストン２６
の下死点から上死点ヘの上昇中のピストン頂部２６ｃ目
掛けて燃料が噴射され、上向噴射流Ｙは点火プラグ３０
を指向して燃料噴射が行なわれる。このインジェクタ６
１からの噴射流Ｘがピストン頂部２６ｃに衝突後反射飛
散し、ピストン頂部２６ｃを冷却し、且つピストン頂部
２６ｃで熱交換し気化が促進される。また、上向噴射流
Ｙは燃焼室２９全体をできる限り均一混合気とする作用
があり、円滑な燃焼が可能である。
【００４５】特に、始動時及び低負荷域においては、ピ
ストン温度が低く、スロットルバルブが絞られており掃
気流に起因する筒内流動も小さいので、Ｘ，Ｙの噴射流
のうち一方のみでは燃焼室２９全体を均一混合気とする
ことは可能である。しかし、両噴射流Ｘ，Ｙにより均一
混合気を形成するので、より円滑な燃焼が可能である。
【００４６】また、上向噴射流Ｙにより、始動時シリン
ダ上方部に配置される点火プラグ３０まわりに確実に可
燃混合気を形成するので始動性が向上する。
【００４７】インジェクタ６１から燃焼室２９内に燃料
を噴射する噴射速度を、１０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓとして
いる。即ち、噴射流Ｘ，Ｙの流速は、１０ｍ／ｓ〜３０
ｍ／ｓとされる。噴射流Ｘ，Ｙのいわゆる貫徹力を燃料
の拡散に必要とされる範囲で低く設定し、また燃料圧力
を低く設定している。
【００４８】また、インジェクタ６１から燃焼室２９内
に燃料を噴射する燃料噴射時の噴射孔の上流部の圧力
を、３００ＫＰａ（キロパスカル）〜１０００ＫＰａ
（キロパスカル）としている。
【００４９】このように、インジェクタ６１から燃焼室
２９内に燃料を噴射する噴射速度を、１０ｍ／ｓ〜３０
ｍ／ｓとすることで、燃料噴射後、ピストン頂部２６ｃ
に到達するまでに十分な時間が確保でき、噴射燃料の気
化が促進できる。また、早くから燃料を噴射しても、燃
料が排気ポート４４へ侵入することが防止される。
【００５０】さらに、ピストン頂部２６ｃを指向させる
噴射流Ｘが掃気流により気筒内に発生するタンデム流に
より乱される程、遅くはないため、ピストン頂部２６ｃ
での熱交換が可能で、噴射燃料の気化がより促進でき
る。
【００５１】また、インジェクタ６１から燃焼室２９内
に燃料を噴射する燃料噴射時の噴射孔の上流部の圧力
を、３００ＫＰａ〜１０００ＫＰａとし、この圧力によ
り噴射速度を、１０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓとすることが可
能である。
【００５２】インジェクタ６１は副掃気ポート４１ｂ１
よりシリンダヘッド２３寄りに配置され、反射前の下向
噴射流Ｘは排気ポート４４方向、ピストン頂部２６ｃを
指向しており、排気ポート４４がピストン２６で閉じら
れた後は確実にピストン頂部２６ｃに当たり、ピストン
頂部２６ｃで熱交換される。
【００５３】下向噴射流Ｘの先端が排気ポート４４に到
達する前に排気ポート４４が閉じるように噴射開始タイ
ミングを設定している。下向噴射流Ｘの先端面をＸ１で
示す。下向噴射流Ｘの全てをピストン２６が排気ポート
４４を閉じる前にピストン頂部２６ｃにぶつけるもので
は、跳ね返り後の噴射流の先端が排気ポート４４に到達
する前に排気ポート４４が閉じ、このように噴射開始の
タイミングは設定される。
【００５４】このように、インジェクタ６１の配置は、
噴射位置が従来技術よりシリンダヘッド２３寄りであ
り、噴射はより長い距離を飛翔する。この間に、燃料は
燃焼室２９内の熱的雰囲気と熱交換し、ピストン頂部２
６ｃ等に衝突する前にも熱交換させることができる。
【００５５】図６乃至図８は２サイクル火花点火燃料噴
射式内燃機関を自動二輪車に搭載した実施例を示し、図
６は２サイクル火花点火燃料噴射式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７は２サイクル火
花点火燃料噴射式内燃機関の縦断面図、図８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。
【００５６】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
上記自動二輪車１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２０４
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。
【００５７】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。
【００５８】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２２
４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。
【００５９】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。吸気マニホールド２２
９には吸気量を制御するスロットル弁２７１が配置され
ている。スロットル弁２７１の軸部２７１ａに設けたス
ロットルプーリ２７２はスロットルワイヤ２７３を介し
てスロットルグリップ２７４に連結され、スロットルグ
リップ２７４の操作でスロットル弁２７１が開閉され
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。
【００６０】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。
【００６１】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。
【００６２】エンジン２２３は、気筒２６１を有し、エ
ンジン２２３のクランクケース２２４内のクランク室２
４０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２２３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２４５が軸方向に摺動
自在に嵌入され、このピストン２４５はクランク軸２４
１にコンロッド２４６により連結されている。
【００６３】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に連通させる掃気通路２５２が形成さ
れ、この掃気通路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。
【００６４】エンジン２２３は気筒２６１にインジェク
タ２６４を有し、このインジェクタ２６４はシリンダボ
ディ２４３のシリンダ側壁２４３ａに着脱自在に取り付
けられている。インジェクタ２６４は、シリンダ側壁２
４３ａから燃焼室２４８内に向って、燃料タンク２３５
から供給される燃料を噴射する。インジェクタ２６４の
構造、取付位置や噴射方向および噴射タイミングは前記
実施例と同様であるから説明を省略する。
【００６５】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から燃料がインジェクタ２６
４に供給される。燃料配送管２９３にはインジェクタ２
６４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の保護が可能である。
【００６６】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。
【００６７】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８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。
【００６８】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「吸入過程」である。
【００６９】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過程中に
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「圧縮過程」である。
【００７０】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「爆発過
程」である。
【００７１】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。
【００７２】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「排気過程」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。
【００７３】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
「掃気過程」である。この「掃気過程」は、ピストン２
４５が下死点位置に戻った後、再び上死点位置へ移動
し、排気ポ−ト２５２ａを閉じる直前まで続く。この
「掃気過程」の途中から「圧縮過程」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。
【００７４】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、各過程が繰り返されて、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。
【００７５】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。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】エンジン２２３には排気弁開度調整装置２
８０が備えられ、排気通路２５３の開度を調整し、低負
荷あるいは及び低速時これを流れる排気の流量を抑制す
る排気弁２８１を有している。この排気弁２８１を作動
させるのはサーボモータ等のアクチュエータ２８２であ
って、このアクチュエータ２８２は制御装置３９１と接
続されている。
【００８０】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。
【００８１】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。
【００８２】次に、前記図１〜図８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９はインジェクタ
の断面図、図１０はインジェクタの先端部の断面図であ
る。
【００８３】インジェクタ６１，２６４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３５３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３５
４ａ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３５
０内の燃料室３５７に導かれる。
【００８４】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に連通して上向き噴射
孔３６１ｂと下向き噴射孔３６１ｃが形成されている。
上向き噴射孔３６１ｂの直径Ｄ１より下向き噴射孔３６
１ｃの直径Ｄ２が大きく形成され、上向き噴射孔３６１
ｂより下向き噴射孔３６１ｃからの燃料噴射量が多く設
定される。
【００８５】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。
【００８６】インジェクタ６１，２６４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３５８ａ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〜
６５０ＫＰａ（キロパスカル）となる。ニ−ドル３６２
が弁座３５８ａから離れる程、インジェクタ６１，２６
４内を流れる流速が増し、圧力降下により燃料溜まり３
５８ｂの圧力が低下する。燃料溜まり３５８ｂの圧力
は、ニ−ドル３６２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。
【００８７】この噴射通路３６１ａの燃料圧力Ｐ２は、
インジェクタ６１，２６４から燃焼室２９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。
【００８８】即ち、噴射通路３６１ａの圧力Ｐ２と燃焼
室２９，２４８内圧との差圧に、３００ＫＰａ〜１００
０ＫＰａに基づく流速で燃料が燃焼室２９、２４８へ噴
射される。この時の流速が、１０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ、
望ましくは２０ｍ／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。
【００８９】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１１は燃料噴射タイミングチャー
トである。
【００９０】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。
【００９１】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。
【００９２】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。
【００９３】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。
【００９４】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。
【００９５】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。
【００９６】次に、図１２乃至図１４に基づいて図１乃
至図５の実施例のインジェクタの燃料噴射について説明
するが、図６乃至図８の実施例のインジェクタの燃料噴
射も同様である。図１２はインジェクタの燃料噴射を示
す概略断面図、図１３はインジェクタの燃料噴射を示す
概略平面図、図１４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。
【００９７】インジェクタ６１の取付条件は図１乃至図
５の実施例に示し、インジェクタ６１の構造は図１１及
び図１２に示したものであるが、これに限定されない。
【００９８】図１２において、インジェクタ６１の下向
噴射流Ｘの角度は、図中水平面Ｌ２（図１乃至図５の実
施例では、シリンダボディ２２のシリンダ孔２５は、水
平に配置されるので図中水平面Ｌ２は、実質鉛直面とな
る一方、図６乃至図８の実施例ではシリンダボディ２４
３のシリンダ孔は略鉛直方向になるので、図中水平面Ｌ
２は、実質略水平面となる。）に対してしてαｌ、α２
で示し、この角度αｌ、α２は、インジェクタ６１の噴
射孔と排気ポートの上端とを結ぶ線と水平面Ｌ２との角
度αｘより大きく設定されている。上向噴射流Ｙの角度
は水平面Ｌ１に対してβ１、β２で示し、下向噴射流Ｘ
の先端面をＸ１、上向噴射流Ｙの先端面をＹ１として示
す。
【００９９】図１２（ａ）において、高速時に、ピスト
ン２６が上死点から下死点に向けて下降中に、インジェ
クタ６１から燃料噴射が開始される。図１２（ｂ）で
は、下死点に到達し運動方向を変え、上昇中のピストン
頂部２６ｃに噴射流Ｘの先端面Ｘ１が到達しＰ１点で衝
突する。これ以降、順次α２角度より小さい角度の噴射
流Ｘが、上昇するピストン頂部２６ｃに到達・衝突し、
方向を変えていく。
【０１００】図１２（ｃ）において、ピストン２６が上
死点に向かって上昇中に噴射流Ｘの内一番上の境界のα
ｌのものが、ピストン頂部２６ｃに衝突する。噴射流Ｘ
の内一番上の境界のαｌのものが点Ｐ２から反射方向の
シリンダ側壁２２ａまでには距離ｋがある。図１２
（ｄ）において、ピストン頂部２６ｃに衝突後反射した
ものの内一番早くシリンダ側壁２２ａ、あるいは排気ポ
ート４４に到達する前に排気ポート４４は閉じる。
【０１０１】また、ピストン速度（クランク半径、エン
ジン回転数）、シリンダ上端２２ｂより取付位置までの
距離Ａ、噴射流速度に合わせ、燃料噴射開始タイミング
および燃料噴射角度αｌ、α２を設定し、常に噴射流Ｘ
が反対側のシリンダ側壁２２ａに到達する時、ピストン
２６により排気ポート４４は閉じられているようにす
る。
【０１０２】高速時、ピストン２６が下降中は、排気ポ
ート４４が開いているうちから燃料噴射を開始する。低
速になる程、燃料噴射開始を遅らせるので、噴射流Ｘの
先端が排気ポート４４内に吹き抜けることはない。
【０１０３】噴射流速度を遅くする程、噴射開始を早め
ることができる。この実施例では、１０ｍ／ｓ〜３０ｍ
／ｓに噴射流Ｘを設定している。噴射流の速度は遅く、
直接噴射流が排気ポート４４を指向する場合でも、ピス
トン頂部２６ｃに衝突させるようにした場合でも、噴射
流が排気ポート４４に到達する前にピストン２６が排気
ポート４４が閉じてしまうので燃料が排気ポート４４に
進入する吹き抜けがない。
【０１０４】また、燃料噴射開始のタイミングを遅らせ
るか、噴射流速度を遅くするか、あるいはシリンダボア
を大きくすれば、燃料噴射角度αｌをさらに小さくで
き、例えば燃料噴射角度αｌを０゜、即ち水平にしても
良い。
【０１０５】また、上向噴射流Ｙは点火プラグ３０の放
電部３１を指向させたことにより低速時、燃料噴射開始
時期を遅らせれば、ピストン２６まわりとピストン頂部
２６ｃの２箇所に形成される濃混合気が拡散する前に点
火させることになる。その中間は希薄混合気であり、成
層燃焼に近い火炎面の進行がゆっくりとした燃焼が可能
となる。ピストン２６まわりでなく上向きにするのみで
も十分燃焼室２９の上下に濃混合気を形成させることが
可能となり、中、高速時掃気後の残留スワールによる濃
混合気の拡散を経て予混合を確実にすることができる。
【０１０６】さらに、ピストン２６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１２（ｂ）中、Ｆ３は排気流であり、Ｆ１は両
側の主掃気ポート４１ａ１からの掃気流であり、反転し
て排気ポート４４へ向かう。Ｆ２は、副掃気ポート４１
ｂ１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４４へ到達する時間が早まることはなく、吹き抜け
を防止することができる。図１２（ｃ）、図１２（ｄ）
中のＦ４は、燃焼室２９内に残留するタンデム流であ
り、均一混合気形成に寄与する。
【０１０７】インジェクタ６１は、図１３に示すよう
に、排気ポート４４に対向する反対側半分のシリンダ側
壁２２ａに配置され、即ち、インジェクタ６１は中心面
Ｌ３より副掃気ポート４１ｂ１側に配置される。また、
インジェクタ６１は図１４に示すように噴射通路３６１
ａを挟んで、図中上下の位置に上向き噴射孔３６１ｂと
下向き噴射孔３６１ｃが形成されている。噴射孔３６１
ｂと下向き噴射孔３６１ｃはいずれも真円であり、噴射
孔３６１ｂより下向き噴射孔３６１ｃが大径に形成さ
れ、これによりピストン頂部２６ｃを指向する噴射流Ｘ
の燃料量が、インジェクタ６１より上方を指向する噴射
流Ｙの燃料量より多く、燃焼時の熱が滞留しホットスポ
ットとなっているため、ピストン頂部を指向する噴射流
の燃料の気化がより確実に促進される。
【０１０８】下向き噴射孔３６１ｃが真円であり、図１
３に示す平面において、噴射流Ｘの角度γは｜α２−α
１｜で設定され、ピストン頂部２６ｃ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２６ｃを
指向する噴射流Ｘの全てがピストン頂部２６ｃと衝突
し、ピストン頂部２６ｃ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。なお、衝突部Ｗの前端Ｒ
１、後端Ｒ２は、ピストン２６の上昇にともない、イン
ジェクタ６１の方に移動する。なお、噴射流３６１ｂ，
３６１ｃは、真円でなくともよい。
【０１０９】図１５は２サイクル火花点火燃料噴射式内
燃機関の低負荷、低回転域の噴射タイミングを示す図で
ある。図１乃至図５の実施例のインジェクタの低負荷、
低回転域の噴射タイミングについて説明するが、図６乃
至図８の実施例のインジェクタの低負荷、低回転域の噴
射タイミングも同様である。前記したように、２サイク
ル火花点火燃料噴射式内燃機関は、燃焼室構成壁である
シリンダ側壁２２ａに、燃料を供給するインジェクタ６
１と、新気を供給する掃気ポート４１ａ１，４１ｂ１及
び排気ガスを排出する排気ポート４４を配置し、さらに
シリンダヘッド２３に点火プラグ３０を配置し、図１１
に示すように点火燃焼過程で掃気ポート４１ａ１，４１
ｂ１及び排気ポート４４を開き、その後掃気ポート４１
ａ１，４１ｂ１も開として掃排気によるガス交換を開始
させ両ポート４１ａ１，４１ｂ１，４４を閉じてをガス
交換を終了させるとともに、ガス交換の途中あるいは終
了してから燃料をインジェクタ６１から燃焼室内に噴射
し、この噴射により燃焼室２９内に形成される混合気に
点火プラグ３０に発生させる火花により燃焼開始させ
る。
【０１１０】図１５（ａ）は点火と噴射タイミングを示
し、図１５（ｂ）は気筒１６の筒内平均圧力を示し、噴
射タイミングに応じて筒内平均圧力が上昇する。この実
施例で、排気ポート４４が開閉した後、再び開となるま
での期間Ｔ１を１サイクルとすると、低速時、即ち低負
荷、低回転域では、噴射した後の少なくとも次のサイク
ルの噴射を中止するように構成しており、間欠的に燃料
を噴射し、燃料供給を止めて失火させるので、失火時の
吹き抜けが防止される。また、失火時におけるガス交換
により、残留排気ガス量を減らすことができる。
【０１１１】また、間欠的に燃料を噴射可能にし、噴射
した後、４回の所定サイクル数噴射を停止するように構
成しており、所定サイクル数燃料供給を減らす、あるい
は止めるので、残留排気ガス量を確実に減らすことがで
き、よって燃料を噴射し点火すれば必ず燃焼することが
できる。
【０１１２】また、所定のサイクルのみ噴射するように
した所定サイクル数からなる１噴射パターンＭを連続し
て実現するように構成しており、噴射パターンＭが規則
的に連続するので、内燃機関の発生する回転を規則的と
することができ、例えば負荷に悪影響を与えたり、内燃
機関から負荷に至る駆動系を支持する部材を大きく加振
してしまうことが防止される。
【０１１３】また、この実施例では、低速時、即ち低負
荷、低回転域以外で、特に所定エンジン回転数以上の高
回転域あるいは及び高負荷域においては毎サイクルＴ１
ごとに噴射するようにした構成しており、高回転域ある
いは高負荷域にて毎回噴射するので安定した且つ大きな
出力を出すことが可能である。
【０１１４】なお、点火は、図１１に示すように、ピス
トン２６、２４５がインジェクタ取付位置を通過後上死
点ＴＤＣ前、所定クランク角あるいは低速時においては
上死点あるいはその直後の所定のクランク角において実
施される。
【０１１５】以上の実施例では、インジェクタ６１、２
６４がシリンダ２２、２４３の側壁に配置されている
が、インジェクタ６１、２６４をシリンダヘッド２３、
２４４に取り付け燃焼室２９、２４８内に燃料を噴射す
るものでも良い。
【０１１６】また、図３に示すように、掃気通路４１ｂ
に臨んでインジェクタ５００を配置し、高回転あるいは
及び高負荷時、サイクルごとに掃気通路４１ｂに燃料を
噴射する一方低速時、掃気ポート４１ｂ１が開となって
いる期間のみ間欠的に掃気通路４１ｂに燃料を噴射して
も良い。
【０１１７】これは掃気通路４１ｂに噴射される燃料が
掃気流に乗り、クランク室１９ａ方向に逆流することな
く掃気ポート４１ｂ１から燃焼室に供給されるので、噴
射燃焼サイクル後の失火サイクルにおいて、クランク室
１９ａに逆流する燃料を含む新気で掃排気することがな
くなり、燃費低下防止が可能であると共に、噴射サイク
ルでの残留ガス量を確実に減少し、点火燃焼させること
ができる点で、前記他の実施例と同様であるからであ
る。この場合、インジェクタ５００を掃気通路４１ａに
臨んで配置しても良いのは勿論である。
【０１１８】なお、更に、以上の実施例において、点火
プラグ３０、２４９において両サイクル火花を発生して
いるが、燃料を噴射しないことにより燃焼しない失火サ
イクルにおいて火花を発生させないようにしても良い。
【０１１９】
【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、排気ポートが開閉した後、再び開となるまでを１サ
イクルとすると、低速時、噴射した後の少なくとも次の
サイクルの噴射を中止し、間欠的に燃料を噴射するか
ら、燃料供給を止めて失火させることができ、失火時の
吹き抜けが防止され、また、失火時におけるガス交換に
より、残留排気ガス量を減らすことができる。
【０１２０】請求項２記載の発明は、噴射した後、所定
サイクル数噴射を停止したから、所定サイクル数燃料供
給を減らすあるいは止めることにより、残留排気ガス量
を確実に減らすことができ、よって燃料を噴射し点火す
れば必ず燃焼することが可能である。
【０１２１】請求項３記載の発明は、所定のサイクルの
み噴射するようにした所定サイクル数からなる１噴射パ
ターンを連続させたから、噴射パターンが規則的に連続
することにより、内燃機関の発生する回転を規則的とす
ることができ、例えば負荷に悪影響を与えたり、内燃機
関から負荷に至る駆動系を支持する部材を大きく加振し
てしまうことが防止される。
【０１２２】請求項４記載の発明は、所定エンジン回転
数以上の高回転域あるいは及び高負荷域においては毎サ
イクルごとに噴射させたから、高回転域あるいは高負荷
域にて毎回噴射することができ、安定した且つ大きな出
力を出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関を船外
機に搭載した実施例の概略構成図である。
【図２】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３】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関の気筒
上部の縦断面図である。
【図４】排気系を示す断面図である。
【図５】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関の平面
図である。
【図６】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関を自動
二輪車に搭載した実施例の概略構成図である。
【図７】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関の縦断
面図である。
【図８】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９】インジェクタの断面図である。
【図１０】インジェクタの先端部の断面図である。
【図１１】燃料噴射タイミングチャートである
【図１２】インジェクタの燃料噴射を示す概略断面図で
ある。
【図１３】インジェクタの燃料噴射を示す概略平面図で
ある。
【図１４】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１５】２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関の低
負荷、低回転域の噴射タイミングを示す図である。
【符号の説明】
２２ シリンダボディ ２２ａ シリンダ側壁 ２３ シリンダヘッド ２６ ピストン ２６ｃ ピストン頂部 ２９ 燃焼室 ３０ 点火プラグ ４１ａ１，４１ｂ１ 掃気ポート ４４ 排気ポート ６１ インジェクタ Ｔ１ １サイクル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年９月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図１４】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１２】
【図９】
【図１１】
【図１３】
【図１５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/10 Ｆ０２Ｍ 69/10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼室構成壁に、燃料を供給するインジェ
    クタと、新気を供給する掃気ポート及び排気ガスを排出
    する排気ポートを配置し、さらにシリンダヘッドに点火
    プラグを配置し、点火燃焼過程後排気ポートを開き、そ
    の後掃気ポートも開として掃排気によるガス交換を開始
    させ前記両ポートを閉じてガス交換を終了させるととも
    に、前記ガス交換の途中あるいは終了してから燃料を前
    記インジェクタから燃焼室内に噴射し、この噴射により
    前記燃焼室内に形成される混合気に前記点火プラグに発
    生させる火花により燃焼開始させる２サイクル火花点火
    燃料噴射式内燃機関において、前記排気ポートが開閉し
    た後、再び開となるまでを１サイクルとすると、低速
    時、噴射した後の少なくとも次のサイクルの噴射を中止
    するようにし、間欠的に燃料を噴射可能に構成したこと
    を特徴とする２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関。
  2. 【請求項２】前記噴射した後、所定サイクル数噴射を停
    止するように構成したことを特徴とする請求項１記載の
    ２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関。
  3. 【請求項３】前記所定のサイクルのみ噴射するようにし
    た所定サイクル数からなる１噴射パターンを連続して実
    現するように構成したことを特徴とする請求項１記載の
    ２サイクル火花点火燃料噴射式内燃機関。
  4. 【請求項４】前記所定エンジン回転数以上の高回転域あ
    るいは及び高負荷域においては毎サイクルごとに噴射す
    るようにした構成したことを特徴とする請求項１または
    請求項３のいずれかに記載の２サイクル火花点火燃料噴
    射式内燃機関。
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