JPS59500978A - 内燃機関の中央噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の中央噴射装置 技術分野 本発明は、吸込空気流によって駅動される羽根車を有するロータを備えた、内燃 機関の中央噴射装置であって、上記ロータが、燃料供給導管に接続してあってロ ータの中央ボア内に非接触状態で突出しておりロータ内にある燃料排出口を有す る固定の燃料供給ビンのまわりに回転自在なよう中空円筒形ハウジング内に設け てあり、上記ロータには、燃料供給ビンの燃料排出口に至る接続カナルにロータ 内で接続した側部燃料流出口が設けてあり、燃料供給ビンとロータのボアの壁と の間には、側部燃料流出口と同様、ロータの休止状態においてロータのボア内に 生ずる燃料レベルの上方に開口していて、ロータの密封のため、燃料しはルの下 方にある燃料供給ビンの流出口から遠心力によって半径方向へ放射される漏洩燃 料を受容する狭い環状間隙が設けである形式のものに関する。

背景技術 この種の中央噴射装置は、１内燃機関の気化器１と云う名称の西独特許第２，５ ３６，９６６号から公知である。この種の気化器（より正確に云えば、中央噴射 装置）は、内燃機関のすべての作動段階において、一般に、吸込空気量に直接比 例する遺の噴霧燃料を吸込管に与え、排ガス中の有害物質の童が許容限界以下に なるよう調製された混合気を形成する。

しかしながら、この公知の中央噴射装置の場合、運転甲、排ガス中の有害物質は 、漏洩燃料が燃料供給ビンとロータとの同の狭い環状間隙から吸込管内に制御不 能な状態で放出されることに帰因して限界［直を下えるピーク値を取ることがあ る。更に１上述の公知の内燃機関のロータから供給される燃料量は、内燃機関の すべての作動範囲において、吸込空気ユに蕨形に比例し、従って、燃料に富んだ 混合気を必要とする全負荷範囲にある内燃機関には不十分である。

発明の開示 本発明の回置は、痛′、３．慾料が然料洪給ヒ０ンとロータとの間の環状Ｉ矩ば から非制御状態で放出されることがなく、楊成夕累を補足設置せずとも、大きい 負荷範囲において混合気に燃料を富化できる、冒Ｌ」に述べた種類の中央噴射装 置をＪｉＪ生すること；（ある。

この目的は、本発明にもとづき、同心の堰止りングによって周？ｊ：を限定した 、直接、吸込空気６ｆｅを受けろ停・弓スペースをロータに設け、環状間隙と連 通させ、停葎スは−スによって、γｈ洩燃料圧力に対抗する空気過圧を環状間隙 内に形成することによって、達成される。この場合、所定の環状間隙内に形成さ れる空気過圧は、吸込空気流のすべての速度について、即ち、羽、風車のすべて の回転数について、直接に吸込望気流の供給を受ける停滞スは−スの開口巾と、 上記停滞スは−スの周厳を限定する堰止リングのジオメトリとに依存するので、 上記パラメータによって、環状間隙内の空気過圧を、遠心力によって作られる漏 洩燃料圧力と平衡する数値または上記圧力よりも僅かに太き〜・数値に調節でき る。従って、一方では、固定の燃料供給ビンからロータの燃料流出口に至る接、 続カナルへの燃料移動路が燃料によって浸入中２に対して密封され、他方では、 漏洩燃料が環状間隙（７″・ｖｌｏから非制御状態で流出するのが防止される。

　゛堰止リングの内壁を吸込空気流の方向へ円すい形に挟挿すれば、空気過圧の 調節に有利である。

ロータのス方の端面をころがり軸受によってハウジングに回転自在テ：油支した 場合は、吸込空気の流れ方向で見て上流のころかり・ン巾受小内レースと外レー スとの間の中間スは−スを介して停ＮイＪスーミースを環状間隙の入口に通続す ることができる。

望見の侵入に対して？読カナルを更に確実に密封するため、４’ｌ　ｉ　燃ｎ流 出口に至る接続カナルの入口を端面に備えロータのボアの底面に設；すた吸込突 起と、吸込突起を非接触状態で囲む、７然斜洪給２ンの中空円筒形端部部材とか ら構成した遠心密封部材を附加することができる。燃料供給ビンの端部部材は、 狭い環状間隙の内＠Ｉ端の間隙中が対応して大きくなるよう、先細りに構成する のが好ましい。環状間隙の端部をこのように拡張すれば、密封のために蓄積され る燃料量が増加し、従って、密封に必要な正しい空気過圧の形成、維持が容易と なる。

本発明の有利な完施例では、側部燃料流出口は、ロータの中心部に沿って延び、 吸込空気の流れ方向で見て上流端を密封し、内面に開口する少くとも１つの通気 カナルを介して停滞スペース（Ｃ接続し、吸込空気の流れ方向へ円すい形に拡張 する壁によって外面を限定し、下流端を、特に一群のボアを設けることによって 、吸込空気の流れ方向へ延びる同心の噴ｇｌＪングヘ向って開放した同心の環状 スは−スに接続する。この場合、ロータ４ の回転時に燃料流出口から環状スペースに放出される燃奢は、環状スは−スの円 すい形葦上を薄いフィルムの形で下流へ流れ、ボアを通って噴霧リングに至り、 上記リングの放射エツジによって噴霧されて、微細な液滴から成るミストな形成 する、この場合、空気か、通気カナルを介して停滞スペースから環状ス・ぜ−ス に導入される。環状スペースのこの夕の通気作用によって、ロータのすべての回 転数とついて、燃料泡ｍ口から放出された燃料は均一に且つ妨害されずに”；’ ＝　’Ｘ　’）ングまで流れ、従って、燃料の不均一な流れに帰因する有害物質 ピーク値が現れることはない。

ロータの回弘時、噴霧リンノビ］に若干量の燃料を葡興できるよう、噴Ｑ’）ン グン環状スペースの巴すい財から半径方向外方へずらし、噴霧リングの内壁を吸 込空り、の流れ方向へ円すい形に狭搾することができる。たとえ僅かでもこのよ うに燃料を蓄積すれば、内燃機成の靜かな回転が保証され、特（・で、ロータが 高回転数から低回示数へ恩赦に移行する場合に、有利である。

本発明に係る中央噴射装置は、内、−屯ｌの負荷範囲を増大する際に混合気に燃 料を富化するのに使用できる。この場合、本発明にもとづき、吸込空気流に曝露 される停滞スペースの開口中を大きい負荷範囲において吸引さｎ、る空気の流速 に運台させることによって、入きた負荷範囲では、環状間隙（（形成され環状間 隙内の漏洩燃料圧力に対尻する空気圧を上記漏洩；黙料圧力よりも小さくなし、 かくして、漏洩燃料を環状間隙から制振状態で流出させる。環状間隙から流出し た漏洩、゛熱料は、停滞ス硬−スに達し、次いで、堰止リングによって噴信され るか、あるいは、環状スペースが通気カナルを介して停滞スーく−ス：′ｒ、妾 続されている場合は、通気カナルおよび環状スペースを介して噴霧リング尾送ら 扛、上記リングによって噴を家さする。伴侶スＲ−スの正しい開口巾は、実穎に よって容易（（知ることがででる。

この場合、排ガス中のＧＯが所望値になるまで、堰止リシ・グの内壁を切削する のが好まし℃・。かくして、排ガス中の００士”七０．１容積％以下に、１つ摘 でざる。

添付の図面ぞ３照して以下に本発明′ｆｒ、仔る中央噴射装置の好ましい実ｊ４ 仇を詳細に説明する。

図面の簡単な説明 第１図は、中火φ射某ユのａｉｆｉ面図、第２図：言上面図である。

発明を実施するための最良の形態 １示の中５？：ヂ射装置の一２合、中空円筒形ハウジング１の双方の端面には、 ころがり遵受６．７の外レースを固定した中実軸受ブロック４．５か半径方向ビ ー”　２．３　Ｋよってダ持しである。上部ｒ１４ｉｊ受ブロック５の内′、＄ 中−９：（では、・盆料少給ピ°ン８が投けてあり、上記ピンの同！ｊｊｌｉ　 ｆａ＋供給ボア９（ｔ、軸受ブロック５、そのビーム３および半径方向外方の返 長部１０″７−貫通して半径方向外方へ至る供給カナル１１を介して、フロータ ハウジング１３に浸漬した吸引管１２に接読しである。燃料供給ビン８を非接触 状態で受容する中央ボア１５を有するロータは、その双方の端面においてころカ ー９？＠＋受６．７の内レースｉＣ固定してあり、回転軸としての蔵料供第ピン ８のまわりて回転する、ロータの円筒形中央部１４ａの上端の簾囲旧ま、ノズル またはチョークとして構成し、ロータ内で、ｉ熱料供給ピン８の供給ボア９０出 口９αに至る接続カナル１７に接続した側部燃料流出口１６が設けである。

接続カナル１７の入口１７αは、ロータのボア１５の底面から立上る円筒形吸込 突起１８の端面に設けである。接続カナル１７は、入口１７αから回転軸線と同 軸に下流へ延びる始端部分１７ｈと、半径方向部分１７ｃを介して上記始端部分 に接続してあって好ましくは回転軸線に平行に延びる中央部分１７ｄと、接読カ ナル１７の入口１７αよりも高い位置にある側部燃料流出口１６を有する半径方 向終端部分１７ｇとを含む。この場合、燃料レベルＮは、ロータの休止状態では 、フロータ上方に、即ち、燃料流出口１６と入口１７αとの間にある。

吸込突起１８は、′遠心密封部材”の１つの部分をなす。上記密封部材の別の部 分は、吸込突起１８を非接触状態で囲む、燃料供給ビン８の中空円筒形端部部材 １９から成る。この場合、端部部材１９の外径は、燃料供給ビン８の外径よりも 幾分小さく、従って、燃料供給ビン８の外壁とロータのボア１５の壁との間の狭 い環状間隙２０は、中空円筒形端部部材１９のまわりに、拡張された端部範囲２ １を有する。この端部範囲２１は、吸込突起１８と中空円筒形端部部材１９との 間の中間スＲ−スを介して、燃料供給ビン８の供給ボア９０出口９αと接続カナ ル１７の入口１７αとに接続しである。

ロータ１４には、羽根車３０のスリーブ３１が固定しである。

この場合、下方へ円すい形に拡大するスリーブの壁３２は、外周面として、ロー タ中心部１４αに沿って延びる環状スペース３３を限定する。ロータ１４の側部 燃料流出口１６は、環状スは−ス３３の閉じた上端の近８において上記環状スペ ースに開口している。環状スは−ス３３の下端は、羽根車のスリーブ３１の内側 フランジ３１αに設けた回転軸線にほぼ平行のボア３４を介して下方へ開放して いる。内側フランジ３１αよりも下方のスリーブ３１の下部は、好ましくは、羽 根車の羽根３８の下方に延びる放射エツジ３７を備え下方へ円すい形に狭搾する 内壁３６を何する償１リング３５として構成しである。

羽根車スリーブ３１の上端＋ｃは、上部軸受ブロック５の外径よりも犬ぎい径を 有し、上方へ開放した吸込空気用環状停滞スＲ−ス４０の周壁を形成でる同心の 堰止リング３９が設けである。４止り／グ３９には、羽根３８の上方に延びるエ ツジを有し上方へ円すい形に拡大する内壁３９αを設けるのが好ましい。

上部ころがり抽受７は、・油受ブロック５の内側端面および停油スＲ−ス４０の 底面に対して間隔を置いて装置してあり、従って、停滞スペース４０は、ころが り軸受７の内レースと外レースどの間の開口およびころがり軸受７と軸受ブロッ ク端面との間の中間スば一部を介して、狭い環状間隙２０の出口と連通ずる。

ロータ中央部１４αには、更に、停滞スは−ス４０の底面力ら環状スは−ス３３ に至り、上記環状スペースにその高さの棒の個所で開口する少（とも１つの通気 カナル４２が設けである。

中央噴射装置の中空円面形ハウジング１は、吸込管の一部を構成し１、円すい形 中間部材４３を介して、絞りダンパ４５を含む吸込雪部分４４に結合しである。

既述の如く、ロータの休止状態セは、燃料レベルＮは、接続８ カナル１７０入口１７αと１′然各流出口１６との間にある。環状間隙の出口２ ０αは、燃料流出口１６の上方にあるので、燃料はロータから流出できケい。・ 蒸轡供給ピン８と人口１７αとの間の移行範囲にあるロータボア１５には、燃料 が充填される。

運転時、内燃条間によって吸引された空気は、羽根車なＷ動し１羽根車を介して ロータをｒＥ３する。この場合、ロータの回−１云Ｊ・よ、吸込空気の流速、即 ち、吸込空気１士に層形に比例する。

、黙斜は、遠心力によって加速されて、接続カナル１７を介して燃料流出口Ｊ６ に送られる。この；−場合１、燃料は、接ミツｔカナルの半径方Ｉ′１篇部１７ ｇに一１積さ肚、△料禿出口１６に３いては、回転数の二乗で変化する圧力とな る。流出口１６かも環状スペース３３内：・−二放出された・燃料は、環状スＲ −スの円すい形慎３２【沿って下流へ誼、れ２．ボア３４￥介して噴霧リング３ ５に達し、上記リングの放射エツジ３７によって噴、落されて微粗なミストとな る。点；斜流出口１６から放出される；然’？ＦＸは吸込空気量４Ｃ，！形に比 例するので、形成される混合２は、内燃銭関のすべての運払状悪において、一定 の空気比を有する。貫霧リング３５の内壁３６は放射エツジ３７へ向って円すい 形に挟挿しているので、回転数が高い鴨合、潰ｉリング内には少量の燃料が蓄積 される。蓄積されたこの燃料は、回転数が低下すると、放出される。蓄壌された 少量の燃料の放出によって、高回転数から低回転数へ急激に移行した際の内燃機 関の補償度が向上する。

ロータの回転時、ロータボア１５内にある燃料にも遠心力が作用するので、狭い 環状間隙２０内には、回転数の二乗で変化する燃料圧力が得られる。この圧力は 、ロータボア１５の半径が回転軸線から流出口１６までの距離に比して小さいの で、比較的小さいが、高回転数においては、環状間隙から燃料を流出させるのに 十分である。漏洩燃料の流出は、不発明にもとづき停滞スペース４０によって環 状間隙２０内に作られ漏洩燃料圧力に対抗する空気過圧によって阻止される。堰 止リング３９を対応して構成し、吸込空気流に直接曝露される環状スＲ−ス４０ の開口（図示の実施例では、堰止リング３９の内径ところがり軸受７を保持する 上部軸受ブロック５の外径とによって決まる）を対応して設計すれば、ロータの 全回転数範囲において、漏洩燃料を流出せしめないより漏洩燃料圧力とほぼ平衡 する空気圧を得ることができる。環状間隙２０の拡張端部範囲に蓄積された燃料 は、すべての回転数において、ロータとともに回転する吸込突起１８と固定の燃 料供給ビン８の端部部材１９との中間ス啄−スを燃料が充填された状態に保持す るので、環状間隙の空気圧が漏洩燃料圧力よりも僅かに大きいコ易合も、空気が 、接続カナル１７に入り、上記カナルを介して流出口１６に達することはない。

停滞スペース４０かう環状スペース３３に至ル通気スに一部４２にもとづき、ロ ータの回転時に環状スに−７３３の円すい形壁３２によって流出口１６の出口側 に吸込作用が作られることはなく、流出口１６によって所定の燃料供給が損われ ることはない。

内燃機関の高負荷範囲において混合気を所望の如く富化するため、堰止リング３ ９の径と軸受ブロック５の径との比を選択０ して、環状間隙２０の空気圧が、低負荷範囲では、漏洩燃料圧力より僅かに大き くなり、高負荷コ囲では、漏洩燃料圧力よりも幾分大きくなり、従って、漏洩燃 料が、富化のため、環状間隙２０から補足的に放出されるよう、停滞スペース４ ｏの開口巾を実駿的にめる。この場合、環状間隙の空気圧の高圧から低圧への切 換は、十分て正確な小さい回転数範囲において行われるので、漏洩燃料の放出は 、制御された状態で行われる。

本発明に係る中央噴射装置の実際の結果を図示の実施例にＩＡする下記の数値で 示した。

ロータボア１５の径　３．５石−ア 供鉗ヒｙイ８の径　３°４話 端部部材１９の外径　２，５お 供給ボア９の径（１，４ｉ＋ｘφに挟挿）１．８記接続カナル４７： 始端部分１７Ａの径　１．１　ｉｎ 中火部分１Ｍの径　１，１ル 終端部分１７ｇの径　２．Ｏｎ 燃料流出口の径　０．５皿 吸込突起１８の外径　１．７５龍 端部部材１９の内径　１．９　ｒ、ｚ 環状スは−ス３３： 外壁３２０円すい既　１．５゜ ボア３４（８ケ）の径　０．８ス工 通気カナル４２の径　２．０羽 堰止リング３９の内径　２２．０ｘｚ 軸受ブロツク５の受け部分の外径　２０．５ｉｚ羽根車とハウジングとの間の間 隙中は、自動車のエンジンにおいて下記のロータ回転数が得られるよう、設計し た。

エンジン回転数　ロータ回転数 無負荷　９００　ｒｐｍ　１．８０　Ｏｒｐｍ１／４負荷　２．５０　Ｏｒｐｍ 　６．７０　Ｏｒｐｍ１／２負荷　３．５０Ｏｒｐｍ　１３．５０Ｏｒｐｍ／４ 負何　４，５００　ｒｐｍ　２０．２０　Ｏｒｐｍ全負荷　５，５００ｒｐｎｕ 　２７，０００ｒｐｍ燃料流出口１６の燃料圧力 全負荷　約４３．４Ｘ１０’Ｐα 無負荷　約　０．２Ｘ１０’Ｐα 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸込空気流によって駆動される羽根車を有するロータを備えた、内燃機関の 中央噴射装置であって、上記ロータが、燃料供給導管に接続してあってロータの 中央ボア内に非接触状態で突出しておりロータ内にある燃料排出口を有する固定 の燃料供給ピンのまわりに回転自在なよう中空円筒形ハウジング内に設けてあり 、上記ロータには、燃料供給ピンの燃料排出口に至る接続カナルにロブタ内で接 続した側部燃料流出口が設けてあり、燃料供給ヒ０ンとロータのボアの壁との間 には、側部燃料流出口と同様、ロータの休止状態においてロータ内に生ずる燃料 レベルの上方に開口していて、ロータの密封のため、燃料レベルの下方にある燃 料供給ピンの流出口から遠心力によって半径方向へ放射される漏洩燃料を受容す る狭い環状間隙が設けである形式のものにおいて、同心の堰止リング０５によっ て周縁を限定した、直接、吸込空気流を受ける停滞スペース＋４０が、ロータ（ １４に設けてあり、環状間隙１２［Ｉｌと連通しており、環状スは−ス四には、 停滞スは−ス四によって、漏洩燃料圧力に対抗する空気過圧が形成されることを 特徴とする装置。 ２、堰止リング３９１が、吸込空気の流れ方向へ円すい形に狭搾する内壁（３９ α）を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 ３、請求の範囲第１項または第２項記載の装置であって、ロータ０滲の双方の端 面をころがり軸受（６，７）によってハウジング（１）に回転自在１２．：軸支 した形式のものにおいて、停滞スＲ−スＩｎが、吸込空気の流れ方向で見て上流 のころがり軸受（７）の内レースと外レースとの間の中間スペースを介して、環 状間隙（イ）の出口（２０α）と連通していることを特徴とする請求の範囲第１ 項または第２項記載の装置。 ４、ロータポア四の底面には、創部燃料流出口α０に至る接続カナル佐ηの入口 （ｘ’ｙａ）を端面に設けた円筒形吸込突起Ｕυが設けてあり、燃料供給ヒ０ン （８）が、吸込突起（田を非接触状態で囲み上記突起とともに遠心密封部材を構 成する円筒形端部部材を有することを特徴とする請求の１ｉＦＡ第１〜３項の１ つに記載の装置。 ５、燃料供給ピン（８）が、狭搾する端部部材ｕ９を有し、環状間隙ＣＯ１の内 側端部則の間隙中が、上記端部部材の狭搾に伴い、＃増することを特徴とする請 求の範囲第４項記載の装置。 ６　側部燃料流出口が、ロータ中央部（１４α）に沿って延びていて、吸込空気 の流れ方向で見て上流の端部を密」シ、環状スペース内面に開口する少くとも１ つの通気カナル（４シを介して停滞スに一スに接続し、吸込空気の流れ方向へ円 すい形に拡大する壁！３７Ｊによって外周面を限定し、下流端を、特に、一群の ボア（ロ）を設けることによって、吸込空気の流れ方向へ延びる同心の噴霧リン グＩ３５！に対して開放した同心の環状スペース（至）Ｋ開口していることを特 徴とする請求の範囲第１〜５項の１つに記載の装置。 ７、噴霧リング（至）が、環状スペースＱの円すい形壁へ３ｚから半径方向外方 へずらしてあり、吸込空気の流れ方向へ円すい形に狭搾する内壁（副を有するこ とを特徴とする請求の聾囲第６項記滅の装置。 ８、高負荷範囲では、ａ込空気流に４露される停滞スペース（４ａ１４ の開口巾を吸込空気の流速（ｃ適合させることにより、環状間隙曽に形成され環 状間隙（η内の″、］洩燃料圧力て対抗する至気圧を上記漏洩燃料圧力よりも小 さくなし、かくして、漏洩燃料を環状間隙から制御された状態で流出せしめるこ とを特徴とする、内燃機関の高負荷範囲において混合気に燃料を畠化するために 請求の範囲第１〜７項の１つに記Ａ：の中央噴射装置を使用すること。 １　特表昭５１ト５１Ｊ（１９７８（２）