JPS5840011B2 - 直接燃料噴射式火花点火機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直接燃料噴射式火花点火機関の改良に関する。

第１図は直接燃料噴射式火花点火機関の要部概略を示す
断面図である。

図において、１はシリンダ、２は燃焼室３を有するピス
トン、４はシリンダヘッド、５Ｇ１点火プラグ、６は燃
料噴射ノズルで、燃料タンク８からの燃料をカム軸９等
により駆動される燃料噴射ポンプ７を介して燃焼室内に
噴射するものである。

１０（１らせん伏に形成された吸気ポートで、吸気弁１
１が設けられている。

なお、図示されないが、排気ポート、排気弁も設けられ
ている。

上記のような内燃機関は、ピストンの吸入行程時にらせ
ん伏の吸気ポート１０により燃焼室内に空気渦流を生威
し、この空気渦流の中へ適当時期に燃料噴射ノズル６よ
り燃料を噴射し、燃焼室内に層状の不均一混合気を形成
し、適当な時期に点火プラグ５により着火燃焼させるも
ので、希薄混合気燃焼が可能となり、排気ガス中の未燃
焼燃料や一酸化炭素などの有害取分の減少、灯油軽油な
どの気化性の悪い燃料でもダイリューションもなく運転
可能である等の特徴を有している。

しかしながら、燃料として灯油あるい（１軽油を用いた
場合、空気過剰率の高い状態での燃焼（低温域の燃焼）
すなわち始動直後及び無負荷低回転時には排気に刺激臭
があったり白煙が出る等の不具合を生じる欠点がある。

上記のような内燃機関において（１、従来軽負荷低回転
時においても空気量を絞らず、空気量を絞ることによる
効率の低下を防止していたが、上記の如き不具合を生じ
た。

この不具合を解消するためには排気温度を上げることが
必要であり、その対策の一つとして吸気を絞ることによ
り排気温度を上げることが知られている。

吸気を絞るとピストンの吸込み仕事が増加し、その増加
仕事の一部が熱に変わり吸気温度を高めるためと、吸気
を絞った場合燃焼が遅れて膨張行程に燃焼が続くためと
であり、排気温度（１吸気を絞らない時に比べ著しく上
昇する。

これにより未燃焼ガスが少なくなり、白煙、刺激臭が低
下する。

本発明の目的はこの点に着目し、上記不具合を解消でき
る装置を提供することであり、その特徴とするところは
、吸気ポート内に設けられ同吸気ポートを開閉する吸気
絞り弁、同吸気絞り弁を機関の始動操作時および燃料カ
ット操作による停止時以外の運転状態でのみ燃料噴射ボ
ブの噴射量調整ラックと連動するガバナ装置の作動に連
動して開閉する上記吸気弁の開閉手段を備えたことであ
る。

これによって、吸気絞り弁の開閉に関係なくガバナ装置
により燃料噴射ポンプの始動操作及び燃料カット操作を
行うことができるようになると共に、運転時には自動的
にガバナ装置に連動して吸気絞り弁が開閉し、始動直後
及び無負荷低回転域においては吸気を絞り排気温度を上
げることができるようになるため、燃料に灯油あるいは
軽油を使った場合においても、刺激臭や白煙の出る不具
合を解消することができる。

以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。

第２図は本発明による１実施例の直接燃料噴射式火花点
火機関の要部を示す断面図、第３図は第２図の一部を省
略した側面図、第４図Ｃ１第３図のＡ−Ａ矢視断面図、
第５図は本発明の作用説明図である。

図において、２０はシリンダ、２１ｔｔｔ燃焼室２２を
有するピストン、２３（″ｉシリンダヘッド、２４は点
火プラグ、２５は燃料噴射ノズルで、従来のものと同様
Ｉこ図示されない燃料タンクからの燃料を図示しないカ
ム軸等によって駆動される燃料噴射ポンプ２６を介して
燃焼室内に燃料を噴射する。

２７（Ｊらせん状に形成された吸気ポートで、吸気弁２
８が設けられている。

なお、図示されていないが、排気ポート、排気弁も設け
られている。

２９は吸気ポート２７中に設けられた数個の穴２９ａを
有する吸気絞り弁で、その弁軸３０ζｌ吸気筒３１に回
転自在に支持されている。

同弁軸３０に？ま吸気絞り弁２９を常に閉じる方向に付
勢するばね３２が設けられると共に、その端部にｌｌ′
ｉピン３４を有するレバー３３か固着されている。

３５は吸気筒３１に固定されたブラケットで、カム３７
を回転自在に支持する軸３６が設けられている。

カム３７は第４図に示されるように、中央部を軸３６で
回転自在に支持され、その一端部にはレバー３３のピン
３４に当接係合するカム面が形威されると共に他端部に
は連杆３８が連結している。

カム３７のカム面Ｃ１弁軸３０に固着されたレバー３３
のピン３４に当接係合して吸気絞り弁２９を開閉させる
ための面３７ａと、カム３７が吸気絞り弁２９の全開位
置から更に吸気絞り弁２９を開く方向に作動したときの
逃げ面を構成する軸３６を中心とする円弧面３７ｂとを
有しており、円弧面３７ｂの終端にはストッパ３７ｃが
設けられている。

連杆３８は公知のガバナ装置（詳細図示せず）の作動軸
３９に固着された作動レバー４０の一端に固着連結され
たレバー４１に連結されている。

作動レバー４０に（１公知のように、一端にｃマ燃料噴
射ポンプ２６の燃料噴射量調整ラックと連動連結した連
杆４２が連結されていると共に、他端はばね４３を介装
して軸４４に回転可能に支持された操作レバー４５と連
結している。

同操作レバー４５は図示されない操作装置に索４６で連
結されている。

なお、４７は操作レバー４５の戻しばねである。

上記構成の場合の作用について述べる。

上記の内燃機関はピストンの吸入行程時σこ、らせん状
の吸気ポート２７により燃焼室内に空気渦流を形成し、
この空気渦流の中へ適当な時期に燃料噴射ノズル２５よ
り燃料を噴射して、燃料室内に層上の不均一混合気を形
威し、適当な時期に点火プラグ２４により着火燃焼させ
るものである。

まず、始動時素４６を矢印イ方向に引くと、操作レバー
４５、ばね４３を介して、作動レバ−４０Ｃ１作動軸３
９を支軸とし・て矢印口方向へ作動し、連杆４２を介し
て燃料噴射ポンプ２６の燃料噴射量調整ラックを始動増
量位置へ動かす力が加わり、この時燃料噴射ポンプ２６
の始動ボタンを押すと噴射量調整ラック（′ｉ始動増量
位置となる。

この場合、作動レバー４０の動き（″ｉレバー４１、連
杆３８を介してカム３７に伝達され、カム３７Ｃ１軸３
６を支軸として矢印ハ方向に回動し、第４図に示すＢ位
置となる。

このＢ位置ｃ１吸気絞り弁２９の全開軟量よりもさらに
開く方向の位置であるが、レバー３３のピン３４はカム
３７の逃げ面であるカム面３７ｂに当接係合することと
なるため、吸気絞り弁２９の開閉作用に関係なくカム３
７！″ｉ回動する。

しかる状態において、適宜のエンジン始動装置を操作し
てエンジンを始動させる。

エンジンが始動すると、ガバナ装置の作用（公知であり
詳細説明ｃ１省略する）により作動軸３９が作動し、作
動レバー４０を矢印二方向に作動させて、作動レバー４
０を無負荷低回転のアイドリング位置にさせる。

この時、作動レバー４０に連動して連杆４２により燃料
噴射ポンプ２６の噴射量調整ラック位置も無負荷低回転
位置となって適当な量の燃料を噴射する。

また、作動レバー４０の二方向の作動により連杆３８も
同様に作動し、カム３７を矢印ホ方向に回動させ、無負
荷低回転で第４図Ｃ位置となる。

Ｃ位置ζ１吸気絞り弁２９の全閉位置で、ばね３２の作
用により全閉状態となる。

従って、始動直後及び無負荷低回転時にＣマ吸気ポート
２７は吸気絞り弁２９により閉じられ、吸気絞り弁２９
に設けられている穴２９ａによって。

空気量を絞られた状態で運転される。

また、通常の負荷運転においては、スロットルの開度に
応じてガバナ装置が作動し、連杆４２を介して燃料噴射
ポンプの噴射量調整ラックを作動させ、負荷に見あった
適当な量の燃料を噴出すると共に、連杆３８を介してカ
ム３７を第４図の無負荷低回転位置ＣからＳ、Ｓ、（ス
モークセット）位置りの間で作動させ、吸気絞り弁２９
を全閉位置から全開位置の間で開閉し、適当な空気量で
もって運転される。

次に、燃料カット操作による機関停止時の使用について
説明する。

適当なエンジン停止レバーによって作動レバー４０を矢
印二方向に作動させると連杆４２を介して燃料噴射ポン
プ２６の噴射量調整ラックは燃料噴射停止位置となり、
熱料を力’／ トして機関を停止させる。

この時、作動レバー４０は無負荷低回転位置よりも更に
矢印二方向へ作動され、連杆３８を介してカム３７は矢
印ホ方向へ無負荷低回転位置Ｃより更に回動された位置
Ｅとなるが、カム３７はピン３４との当接係合が離れて
、吸気絞り弁２９の開閉に関係なく回動し吸気絞り弁２
９（１ばね３２の作用により全閉状態となっている。

上記作用の燃料噴射ポンプの噴射量調整ラック位置とス
ロットル開度の関係を図示すると第５図のようになる。

上述のように本発明による場合Ｌｆ次の効果がある。

始動直後及び無負荷低回転域においてＬｆ、ガバナ装置
と連動して自動的に、吸気ポートに設けた吸気絞り弁に
より、吸気を絞ることができるため・Ｚ燃料として灯油
や軽油を使った場合でも排気温度を上げて、刺激臭や白
煙の出る不具合を解消することができる。

また、通常の運転時においてもガバナ装置に連動して自
動的に吸気絞り弁を開閉して適当な吸気量によって運転
できると共に、始動時あるいは燃料カットによる機関停
止時において？！、吸気絞り弁の開閉に関係なくガバナ
装置により燃料噴射ポンプの始動操作及び燃料カット操
作ができる。

第６図は本発明による前記した実施例の第４図に和尚す
る部分の他の実施例を示すもので、連杆３８を弁軸３０
に回着のレバー３３のフランジ部３３ａに貫通させ、そ
の両側にばね４８，４９を連杆３８に取付けたストッパ
５０．５１で介装させたものであり、ばね４８，４９？
−！一定の方塊上、すなわち始動操作時あるいは燃料カ
ットによる運転停止時の連杆３８の作動ではたわんで、
吸気絞り弁２９の開閉作用には関係せず、無負荷低回転
域からＳ、Ｓ、（スモークセット）までの間の連杆３８
の作動ではたまわず、レバー３３を介して弁軸３０を回
動させ、ガバナ装置に連動して吸気絞り弁２９を開閉す
るものであり、その作用、効果は第４図の部分と同様で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１回目従来の直接燃料噴射式火花点火機関の要部を示
す断面図、第２図は本発明によるｌ実施例の要部を示す
断面図、第３図は第２図の一部を省略した側面図、第４
図は第３図のＡ−Ａ矢視断面図、第５図は本発明の作用
説明図、第６図は他の実施例の要部を示す説明図である
。 ２０・・・・・・シリンダ、２１・・・・・・ピストン
、２３・・・・・・シリンダヘッド、２４・・・・・・
点火プラグ、２５・・・・・・燃料噴射ノズル、２６・
・・・・・燃料噴射ポンプ、２７・・・・・・吸気ポー
ト、２８・・・・・・吸気弁、２９・・・・・・給気絞
り弁、２９ａ・・・・・・穴、３０・・・・・・弁軸、
３１・・・・・・吸気筒、３２・・・・・・ばね、３３
・・・・・・レバー、３４・・・・・・ピン、３５・・
・・・・ブラケット、３６・・・・・・軸、３７・・・
・・・カム、３８・・・・・・連杆、３９・・・・・・
カバナ装置の作動軸、４０・・・・・・作動レバー ４
１・・・・・・レバ４２・・・・・・連杆、４３・・・
・・・ばね、４５・・・・・・操作レノく−。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射ノズルと点火プラグとを有し燃料を直接燃
   料室内に噴射して着火燃焼させる直接燃料噴射式火花点
   火機関において、吸気ポート内に設けられ同吸気ポート
   を開閉する吸気絞り弁、同吸気絞り弁を機関の始動操作
   時および燃料カット操作による停止時以外の運転状態で
   のみ燃料噴射ポンプの噴射量調節ラックと連動するガバ
   ナ装置の作動に連動して開閉させる上記吸気絞り弁の開
   閉手段を備えたことを特徴とする直接燃料噴射式火花点
   火機関。