JPS608344B2 - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関用燃料噴射装置

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JPS608344B2
JPS608344B2 JP54152146A JP15214679A JPS608344B2 JP S608344 B2 JPS608344 B2 JP S608344B2 JP 54152146 A JP54152146 A JP 54152146A JP 15214679 A JP15214679 A JP 15214679A JP S608344 B2 JPS608344 B2 JP S608344B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用燃料噴射装置に関し、特に共通の燃
料源からの燃料を供給される別々の燃料噴射器を備えた
２個の燃焼室を有する内燃機関用燃料噴射装置に係るも
のである。
圧縮着火燃料噴射層状充填型機関であるディーゼル機関
は、過去数十年間に、二つの形式のもの、すなわち「直
接噴射形式と予燃焼室噴射形式、とが使用されてきた。
直接噴射式は、燃料の経済性においては優れているが、
軽負荷時における炭化水素放出量が大であることと高負
荷時に窒素酸化物放出量が大である点で劣っている。一
方、予燃焼室式は「軽負荷時における炭化水素及び窒素
酸化物の放出量は少ないが、燃料の経済性は直接噴射式
に比して劣る。ところで、直接噴射式と予燃焼室噴射式
とをそれぞれ模倣して火花点火式層状充填型機関を作っ
て実験した結果、この模造機関の燃料の経済性と排ガス
放出特性がそれらのベースとなった形式のディーゼル機
関の特性に極めて似ていることが分つた。
すなわち、直接噴射式を模倣した火花点火層状充填型機
関においては、中負荷時及び高負荷時において良好な燃
料経済性と良好な排ガス放出特性とを示したが、軽負荷
時においては、計算によって予想された値よりも燃料の
経済性が悪かった。
その理由は、軽負荷時においては、大きい燃焼室に小量
の燃料しか導入されない結果として、燃焼が不完全であ
り且つ非能率的であるからであると考えられる。このこ
とは、軽負荷時における炭化水素の放出量が「高負過時
におけるそれよりもはるかに大であるという事実によっ
ても理解することができる。一方、予燃焼室式を模倣し
た火花点火層状充填型機関においては、予燃焼室の容積
を小さくし、軽負荷時において比較的小量の燃料しか導
入しないようにすると良好な燃焼と炭化水素放出特性が
得られることがわかった。
かくて、本発明は、直接噴射型式ディーゼル機関と予燃
焼室式ディーゼル機関との両者の利点を兼ね備えるごと
き火花点火層状充填型機関を具現するための、燃料噴射
装置を得ようと意図したものである。
種々の実験によると、従来の火花点火プラグの代りに、
火炎吹出トーチによって直接噴射式の機関の着火を行う
と燃焼は非常に促進されることが分った。
このことは、大きな空気の乱流を誘起させる必要を伴わ
ず低い空燃比条件下において良好な燃焼を保証し、燃料
の経剤性を改良し且つＨＣ、ＣＯ及びＮ○ｘ放出に対す
る改良をもたらす。火炎吹出トーチによって着火を行っ
て燃焼を促進させるためには、予燃焼室内に導入された
燃料が燃焼を開始する前に、主燃焼室内に分散されるこ
とがないような態様で、燃料を予燃焼室に供給すること
が必要である。かかる態様を実現し得る燃料供給方法は
、圧縮行程中に燃料を予燃焼室内に噴射することである
。単一のシリンダによる実験によると、ピストンの上死
点前４０ｏ 〜８０ｏ におし・て「予燃焼室に一定の
小量の燃料を供給した場合に良好な運転性能が得られる
ことが分った。主燃焼室内への燃料の噴射は、ピストン
が上死点に近い位置まできたときになされるべきであり
、こうすることによって良好に排ガス放出を制御するこ
とができることも分った。主燃焼室中に噴射される燃料
の量は機関に対して求められる出力の関数として制御さ
れる。本発明の目的は、かくて〜ディーゼル機関におけ
る直接噴射式の利点と、ディーゼル機関における予燃焼
室噴射式の利点とを共に具備するごとき火花点火層状充
填型機関とするために、燃料噴射装置を得ることである
。
かような火花点火層状充填型機関とするための燃料噴射
装置に要請されることは、前述したように、最初に燃料
を予燃焼室噴射器を介して予燃焼室に噴射し「次に、燃
料を主燃焼室噴射器を介して主燃焼室に噴射して「予燃
焼室からの火炎吹出トーチによって主燃焼室内の混合気
を着火するようにすることである。
従って、本発明は、まず燃料を予燃焼室に供給し、それ
が終了したときに、主燃焼室に供給するような態様で、
シャツトル弁装置により予燃焼室及び主燃焼室に燃料を
供給し、これによって、火花点火層状充填型機関をして
、軽「中及び高負荷のいずれの運転状態においても、良
好な燃料経済性と良好な排ガス放出特性とをもたらすよ
うにしたものである。
以下図面に従って本発明の実施例について説明する。
第１図は、機関の詳細および他の残りの部分の構造が公
知でありかつ本発明の理解には不必要であると考えられ
るので、本発明の制御装置が関係する燃料噴射型内燃機
関の部分のみの略図を示す。
さらに詳しく述べると、第１図は内部にピストン１２が
往復勤するように装着された穴１１を有するシリンダブ
ロック１０の一部分を示している。
ピストン亀２の頂部には、符号１４で概略を示した渦巻
型主燃焼室が形成されている。主燃焼室１４の一部はシ
リンダヘッド１６により画成されている。シリングヘッ
ド１６を通して主燃焼室燃料噴射器１８が装着されてい
る。燃料噴射器１８は固定ヨーク２０により所定位層に
固定される。シリンダヘツド１６には、ノズル、すなわ
ち、火炎通路２４により主燃焼室１４に接続された予燃
焼室、すなわち、トーチ型燃焼室２２が形成されている
。
予燃焼室燃料噴射器２６は予燃焼室２２の中に燃料を供
給する。この予燃焼室２２に供給された燃料は、圧縮行
程中に主燃焼室竃４から押しこまれた空気と混合したと
きに点火プラグ２８により点火される。
その結果生じた火炎、すなわち、トーチは通路、すなわ
ち、ノズル２４を通して主燃焼室竃４の中に放出され、
燃料噴射器１８により供給されかつ主燃焼室中の空気と
混合された燃料に点火する。前述したように、予燃焼室
２２および主燃焼室１４の両方に供給される燃料は全体
を符合３川こより示したシャツトル弁装置により選択的
に制御される単一の燃料供給源から送り出される。両方
の燃料噴射器２２，２６に供給される燃料は、この場合
には、添付図面に略図で示されているが、米国特許第４
１９７０５８号明細書に詳しく示されかつ記載されてい
るプランジャ型の機関駆動式の燃料噴射ポンプ３８によ
り供給される。このポンプ３８は、燃料ポンプの出力特
性をすべての機関速度および運転負荷状態にわたって機
関への空気流入特性にマッチさせて、機関の主燃焼室１
４の混合気の空−燃比が常に一定に維持されるような形
状に形成されたカム面４０を有している。ポンプ３８は
軸線方向に移動しうる燃料計測スリーブ弁らせん形部分
４２を有している。らせん形部分４２はスピルポート４
４と協働してスピルポート４４を所定の期間だけ閉塞し
てそれによりポンプのプランジャ４６からの出力が吐出
弁４８に対抗する圧力を発生可能ならしめ、吐出弁４８
を開いて燃料を出力ライン５０１こ供給する。燃料制御
レバー５２によりらせん形部分４２を鞠線方向に移動さ
せると、らせん形部分４２の移動により基本的な燃料の
流れの出力が変更されてスピルポート４４を異なる持続
時間の間閉塞するかまたは開く。第２図はさらに明瞭に
示されているように、吐出弁４８は固定弁本体部分５４
を含んでおり、弁本体部分５４は一対の通路５８および
６０の交差部分中に配置されたスベーサ５６に着座して
いる。
スベーサ５６は通路５８，６０間を連絡するための一対
の交差する通し穴６２を有し、かつ引込み型吐出弁体６
４を通りかつ越えて燃料を流すための鞠線方向の関口部
を有している。吐出弁４８の本体部分５４はその上端部
に円錐形の弁座６８を有している。弁座６８は穴部分７
４の中に滑鰯可能にかつ密封状態に装着された引込み型
吐出弁体６４の球面７０と協働する。引込み型吐出弁体
６４はスべ−サ内の通路に接続された供給通路７８と交
差した横穴７６を有している。ばね８０が引込み型吐出
弁体６４を図示の閉ざされた位置、すなわち、着座位置
に偏位させている。吐出弁４８はカバー部分８２を有し
ている。カバー部分８２は本体部分６６にねじこまれて
スベーサ８４は環状シール８６に対向して圧縮する。カ
バー８２はシャツトル弁装置３０に至る出力ライン６０
（第１図）に燃料を放出する横穴８８を備えている。燃
料噴射ポンプ３８のらせん形部分４２が回転してスピン
ボート４４を遮蔽したとき、第１図に示すように、ポン
ププランジャ４６の右方への藤線方向の移動によって生
じた圧力により引込み型吐出弁体６４の底部に作用する
圧力がばね８０の力に打ち勝つことが可能になり、その
結果、引込み型吐出弁体６４を上方に移動させて開く。
横穴７６が円錐形弁座部分６８を通過して該横穴内の圧
力が通路８８に露出されるや否や、燃料圧力に起因する
力が引込み型吐出弁体６４の球面７０の増大した露出面
積に作用してそれにより室９０中の圧力を直ちに上昇さ
せて燃料を出力ライン５０の中に噴射する。燃料ポンプ
計測スリーブらせん形部分４２がスピルポート４４から
離れて移動し、かつプランジャ４６が第１図で左方に引
込み始めるとき、吐出弁４８のばね８０の力が引込み型
吐出弁体６４を下方に移動させるために十分になるまで
、室９０の中の燃料はポンプ３８のプランジヤ室の中に
横穴７６を通りかつスピルポート４４を通って吸い戻さ
れる。
横穴７６の上側端縁９２が本体部分５４により画成され
た穴９４の中に入るや否や、通路５８及び７８中への燃
料の逆流がしや断される。しかしながら、引込み型吐出
弁体６４は球面７０が円錐形弁座６８と係合するまで下
方に移動し続ける。この移動により室９０の内の有効圧
力は減少され、それにより、燃焼室内への燃料のあとも
れ、すなわち「二次的な噴射を阻止する。第３図は第亀
図に全般的に図示した燃料制御シャツトル弁装層３Ｑの
拡大横断面図である。さらに詳しく述べると、シャツト
ル弁装置３８１ま軸線方向に延びる中央の通し穴ＩＱ４
を有する２個の弁本体事Ｑは １０２を含んでいる。後
者「すなわち、弁本体亀虹２五ま複数個の直径方向に段
のついた部分により画成されている。一方の端部におけ
る第１燃料入口亀ＱＳはポンプ３燈の出力ライン５８１
こ接続され「かつ交差通路軍蟹８１こより穴亀０４に接
続されても、る。穴軍Ｑけま、また第１燃料出口喜色８
１こ隣接しており〜 また第１燃料出口官１川まへ第軍
図に示すようにもチューブ雷電２により主燃焼室燃料噴
射器薄雛と接続されている。シャツトル弁装置３８の反
対側の端部は図示していない低圧燃料供給ポンプに接続
されるようになった第２燃料入口１審をを含んでいる。
第２燃料入口亀軍４‘ま〜例えば、略々軍．？５ｋヅ雌
（２５ポンドノ平方インチ）ないし２．４５ｋｇ′地（
３５ポソドノ平方ィンチ）の実質的に一定の出力圧を有
している。第２燃料入口亀亀恥ま燃料を通路亀竃亀を通
しかつ一方逆止弁翼亀露を通して供給する。一方逆止弁
亀富靴ま球弁部材富２覇を含んでいる。球弁部村１２０
１ま談球弁部材薄蓬轟を通しての燃料の流入をしや断す
るために弁座翼２２が形成された部材と係合することが
できるようになっている。球弁部村１２飢ま穴亀蚤亀を
拡大して形成された室１８６の中に配置された貴まね亀
鱗科こよって着座せしめられる。室軍２８は遍路亀２蟹
により第２燃料出口官３８１こ接続されている。第２燃
料出口１３０‘ま、第１図に示すように「予燃焼室燃料
噴射器２６‘こ接続されている。一つの出口富竃轟およ
び翼ＳＱの間の穴骨鶴亀内には「シャツトル弁プランジ
ャ機構翼３２が配置されている。
シャツトル弁プランジャ機構軍３２はプランジャ貴３６
を摺動自在にかつ密封状態で受け入れている直径方向に
段のついたスリーブ亀量亀を有している。スリーブ１３
恥まスリーフ亀噂則こより球弁弁座官３８から鼠線方向
に隔魔されている。球弁軍傘２は、通常「穴量虹亀の直
径減少部分亀４６内の偏位ばね電亀４亀こよってプラン
ジャー３６１こ隣接するように保持される。本発明の装
置の作動の説明を行う前に、燃料燈射器亀８および２６
はト所定の燃料圧力レベルに到達するまでは引張ばねが
噴射弁の開放を阻止するようになっている従来公知（例
えば米国特許第３５４２２９３号明細書参照）の構造を
有していることに留意すべきである。実際に、燃料噴射
器亀Ｓおよび２８貴ま弁とばねとによって構成された圧
力リリーフ弁を具備している。こ場合には、予燃焼室２
２の燃料噴射器２鼠ま１４ｋｇ〆地（２００ポンド／平
方ィンチ）から１６．１ｋ９〆淡く２３０ポンドノ平方
ィンチ）の燃料圧力で開くように設定され、一方主燃焼
室富母の燃料噴射器官登‘ま略々３０．８ｋ９〆鮒（４
４０ポンドノ平方ィンチ）から３２も９ｋヅの（４７０
ポンドノ平方インチ）の燃料圧力で開くように設定され
よう。さて、燃料噴射ポンプ３韓が加圧された燃料を吐
出弁亀蚤を越えて出力ライン５８および入口竃鰭針こ吐
出するときも加圧された燃料は同時に出口富軍鶴を通し
て主燃焼室の燃料噴射器竃飢こ流れもかつプランジャ軍
３６の端部１５肌こも作用する。
この燃料圧はばね富鶴亀の力に抗して第３図においてプ
ランジャ亀３６を右方に移動させて球弁亀亀蜜を弁座亀
馬愚から離脱させかつ右方へ移動させる。この場合「室
も５２はプランジャ１３８の右方への移動時における加
圧制御室を構成し、かつ球弁亀亀２は室竃５２ならびに
予燃焼室燃料噴射器傘科こ至る出口富３８１こ接続され
る通路内の燃料圧力を上昇させる。プランジャの端部軍
馬肌こ引続いて作用する圧力は１４ｋ９′の（２００ポ
ンド／平方ィンチ）ないし聡．ｌｋｇ′地（２３０ポン
ドノ平方ィンチ）の鷺弁圧力レベルに到達するまで〜予
燃焼室燃料噴射器２Ｓ‘こ送られる燃料を加圧し織ける
。この圧力に到達したときも燃料噴射器２燈が開いて燃
料が予燃焼室鷲２の中に噴射される。噴射持続時間は、
燃料噴射ポンプ８韓からの出力の持続期間によって制御
される。例えばも小量の燃料しか必要でない藤負荷のと
きには、ポンプ３燈から小量の燃料だけが出力ライン５
Ｑ中に供給されるようになっているので、このような小
量の燃料であったのではも室畳蚤２を横切って球体亀亀
蜜を少しだけしか移動させない。従っても燃料噴射器２
蔓の燃料噴射期間は短い。一方「予燃焼室２２に対する
最大の燃料出力はスリーブ亀亀Ｑの鞄線方向の長さによ
って決まってくる。即ち、入口亀額６に燃料が長く連続
して供給されると（即ち、出力ライン５０中に燃料が大
量に供給されると）、最終的に「プランジヤ１３６は球
弁１４２をその弁座１３８１こ当緩させるまで移動させ
られ、それによって燃料噴射器２６の燃料噴射期間は最
大となり、球弁１４２が弁座１３８と密着すると予燃焼
室への燃料の供給はしや断され、かつ圧力上昇が止む。
燃料噴射ポンプ３８が出力ライン５０および入口１０６
の中に燃料を送り続けている間は、燃料の圧力は主燃焼
室燃料噴射器１８の３０．８ｋｇ′の（４４０ポンド／
平方インチ）ないし３２．９ｋ９′の（４７０ポンド／
平方ィンチ）の関弁圧力に到達するまで上昇し続ける。
燃料噴射器１８が閥弁した以後は、燃料は燃料が燃料噴
射ポンプ３８によって吐出される間主燃焼室１４の中に
噴射される。ポンプ３８の燃料の吐出が終ると、その引
込み型吐出弁体６４（第２図）は、例えば、約４５側３
引っ込みｔシャツトル弁装置３０の燃料の入口言０６に
おける圧力は略々０．７ｋ９′の（１０ポンド／平方ィ
ンチ）ないし１．４ｋｇ′の（２０ポンド／平方ィンチ
）まで降下する。従って、プランジャ亀３６の上流側の
端部１５８‘こ作用する圧力が降下するから、もどいま
ね亀４４は球弁１４２がその上流側の座１５４に到達す
るまでプランジャ１３６を左方に強制的に移動させる。
この移動の結果、プランジャＦ３６はその当初の位置に
復帰する。この復帰中、予燃焼室燃料噴射器２６の中の
圧力はプランジャ１３６の復帰移動により生ずる空隙の
ために低いレベルまで降下する。しかしながら、この空
隙は逆止弁１１８を越えて入口１；亀を通して流入する
低圧燃料供給ポンプからの燃料により瞬間的に再び充満
されよう。その結果、燃料噴射ポンプの出力ライン５０
にポンプ３８から燃料が供給されていない期間中「ブラ
ジャー３６はその当初の位置に復帰せしめられかつ予燃
焼室燃料噴射器２６の中の圧力は入口１１４における供
給圧力のレベルに保たれる。前述したようにも予燃焼室
２２の中に噴射される燃料の量は、球弁１４２の移動量
を制限することよりプランジャ１３６の最大行程を設定
するスリーブ１４０の鞠線方向の長さによって制御され
ることが明らかである。
経験によれば、予燃焼室２２に対する所要の燃料噴射量
は機関を摩擦抵抗に打ち勝って回転させるのに必要な燃
料の総量の１５％から５０％の間にあることが判明して
いる。これは、すべての運転状態の下で、燃料が予燃焼
室２２および主燃焼室１４の両方の中に噴射されること
、及び、燃料が先づ予燃焼室２２に流れかつ子燃焼室２
２への流れが終了した直後、燃料が主燃焼室１４の中に
噴射されることを意味している。また「シャツトル弁装
置３０が「予燃焼室２２′の容積が機関の総隙間容積の
２０ないし２５％である第４図図示の予燃焼室２２′お
よび主燃焼室１４′との組合せにも利用できることは明
らかであろう。この後者の場合には、アイドル運転状態
および軽負荷運転状態においては「燃料は予燃焼室のみ
の中に噴射され、一方高負荷時においては「燃料は主燃
焼室１４′の中にも噴射され、その結果、アイドル運転
状態および軽負荷運転状態において炭化水素の放出量が
非常に低くなる。この特定の応用では、第３図に示した
プランジャ１３６の行程は予燃焼室２２′の最大燃料要
求量を満足させるように設定され、アイドルおよび軽負
荷状態において総燃料必要量がプランジャ１３６の最大
行程により規定される最大流量に相当する量よりも少な
いとき「プランジャ１３６の移動距離がそれの最大行程
よりも４・さく、かつ燃料が主燃焼室１４′の中に噴射
されない。燃料噴射後のプランジャの復帰は第３図およ
び第１図の実施例について前述した態様と同じ態様で起
ることになる。第５図はシャトル弁装置３０の変型３Ｑ
′を例示する本発明の他の一つの実施例を示す。
シャトル弁装置３０′もＬ同様に、軸線方向に延びる中
央の通し穴１６６を有しかつ一方の端部にＴ字形継手１
６８を備えた２個のハウジング１６０，１６２を含んで
いる。後者のＴ字型継手亀６８は燃料噴射ポンプ出力ラ
イン５０からの燃料の入口１７０と、主燃焼室燃料噴射
器１８に接続される第１出口１７２とを構成している。
シャツトル弁装置３０′の反対側の端部は予燃焼室燃料
噴射器２６に接続される第２出口１７４を含んでいる。
シャツトル弁装置３０′も、同様に、通路１７８および
環状満１８０により低圧燃料供給ライン１８２１と接続
された室量７６を含んでいる。低圧燃料供給ライン１６
２は１．７５ｋ９／の（２５ポンド／平方ィンチ）から
２．４５ｋ９′流（３５ポンドノ平方ィンチ）の本質的
に一定の圧力レベルで燃料を送りこむ。この場合にも、
逆止弁１８４が設けられており、球弁１８６と該球弁を
環状の弁座１９０１こ向って偏位させるためのばね１８
８とからなっている。室１７６内の圧力が降下すると、
低圧燃料供給ポンプ（図示せず）からの燃料の圧力によ
り球弁１８６を開いて室１７６の中に燃料を低圧燃料供
給ポンプからの燃料の圧力と同一のレベルで再び充満さ
せる。この場合には、第３図に示したプランジャ１３６
はプランジャー９２と置き換えられている。
プランジャー９２は復数個のランド１９４を有している
。ランド１９４はシール１９８を受け入れるような環状
溝を画成する直径の減少した首都亀９６によって相互に
連結されている。右端のランド１９４には心棒２００が
連結されている。心棒２０Ｍま室１７６内に突出してい
る。このプランジャ１９２は復帰ばね２０２により左方
に偏位せしめられて行程調整ねじすなわちストッパーね
じ２８４に対向当接する。心棒２０川ま、通常は「マッ
シュルームまたはボタン形の出口弁２０６から隔遣され
ている。出口弁２０６はばね２１０１こより弁座２０８
に向って偏位せしめられている。ばね２１０‘ま貫通し
た通路２１４を有するストッパー２１２に着座している
。運転中、燃料噴射ポンプ出力ライン５０内の圧力が上
昇したとき、プランジャ１９２は右方に移動し始め、そ
れにより予燃焼室燃料噴射器２６が開いて燃料を噴射す
るまで噴射器２６の中の圧力を上昇させる。
すなわち、プランジャ１９２が右方に移動すると、先づ
出口弁２０６に当って該出口弁をばね２１０の力に抗し
て右に移動させて該出口弁を開く。その結果「室１７６
ならびに燃料噴射器２６に接続するライン中の燃料が加
圧される。燃料噴射ポンプ３８が入口１７０への燃料の
供給を終了するかまたは出口弁２８６がストッパー装置
２ｇ２に当接しプランジャー９２のそれ以後の右方移動
を阻止するまで、燃料噴射器２６による燃料の噴射が行
われ、それ以降は予燃焼室２２内への燃料の噴射がしや
断される。しかしながらし入口ライン１７０内の圧力の
上昇が続くと、主燃料噴射器１８内の圧力がこの噴射器
の開弁圧力まで上昇し、その結果、燃料は主燃料噴射器
１８を通じて主燃焼室１４の中に噴射される。燃料噴射
ポンプ３８からの吐出が完了したときに、出力ライン５
０内の圧力が、前述したように、略々０．７ｋ９／仇（
１０ポンドノ平方ィンチ）ないし１．４ｋｇ／地（２０
ポンド／平方ィンチ）まで降下する。圧力が減少せしめ
られたとき〜予燃焼室噴射器２６が閉じ、プランジャ１
９２が当初の位置に復帰し、すなわち、もどいまね２０
２がプランジャ１９２を左方に押圧し、それと同時に、
出口弁２０６がもどいまね２１０‘こより左方に押圧さ
れる。その結果、出口弁２０６が着座して予燃焼室噴射
器２６と室ＩＴ６との間で漏洩を止めるシールに近い役
目をするまで、予燃焼室噴射器２６内の残留圧力が降下
せしめられる。この時点から以後は、プランジャ１９２
のさりこ左方への移動が続き、遂にはプランジヤ１９２
は調節可能なストッパーねじ２０４に到達する。この特
定の行程部分はプランジャ１９２の右端部と出口弁２０
６との間に隙間２１６を形成しかつ低圧燃料の吸入行程
を構成する。この吸入行程の間「逆止弁１８４が開いて
室１７６に新しい燃料を充満させる。この室１７６内の
圧力降下はプランジャ１９２の左方運動により室１７６
の容積が増大して該室内の残留圧力を減少させるために
起る。それ故にトこの点において、予燃焼室噴射器２６
が内の弁が閉位置に復帰せしめられ、主燃料噴射ポンプ
３８からの圧力が上昇し始めるまでし次の噴射サイクル
に備える。上記の説明から「予燃焼室噴射器２６用の低
圧燃料の吸入はプランジヤ１９２され自体によりなされ
、かつ吸入量がプランジャー９２の行程により制御され
ることが理解されよう。
すなわちプランジャ１９２が第５図で左方向に移動すれ
ばするほど、逆止弁１８４を通って室１７６内に導入さ
れる低圧燃料の量は大となる。従って、ストッパーねじ
２０４の位置は室１７６内に導入される燃料の最大量を
決定することになる。同時に、プランジャー９２に作用
して該プランジャ１９２を第５図で右方向に押圧する入
口１７０‘こ入る燃料の供給の持続期間は予燃焼室燃料
噴射器２６に供給される燃料の量を決定する。即ち、入
口１７０に入る燃料の圧力でプランジャ１９２が第５図
で右方向に移動している間燃料は燃料噴射器２６から噴
射されているが、入口１７０１こ入る燃料圧力が低くな
ればプランジャ１９２は左方向に戻され燃料噴射器２６
からの燃料の噴射は終了するわけである。従って、燃料
噴射器２６から噴射される燃料の量は、使用できる燃料
の最大量を決定するストッパーねじ２０４と、入口１７
０に供給される燃料によって決定されるプランジャ１９
２の移動との組合わせによって決まってくるということ
ができる。かくて、ストッパーねじ２０４を調整するこ
とによって燃料噴射器２６から噴射される燃料の量を調
整することができる。燃料噴射器２６から噴射される燃
料の量は、例えば、ストッパーねじ２０４の代りに適切
なばねを備えることによっても制御できる。この後者の
場合には、室１７６に燃料を供給する入口１８２内の供
給圧力を上昇させることによってプランジャ１９２の吸
入行程を増大させることができる。
入口１８２の内の供給圧力を高くすると、プランジャ１
９２の吸入行程が長くなり、それにより燃料噴射ポンプ
出力ライン５０が加圧された際にプランジャ１９２の右
方移動で噴射される燃料の量（予燃焼室への噴射量）を
増加する。本発明をその好ましい実施例により図示しか
つ記載したが当業者には本発明の範囲から逸脱すること
なく多くの変更よび変型をなしうろことは明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の単シリンダ内燃機関の構造の
諸部分を断面で例示した略図、第２図および第３図は第
１図の細部の拡大断面図、第４図は本発明の変型実施例
を例示した第１図に類似の断面図、かつ第５図は本発明
のさらに一つの実施例を例示する第３図に類似した図で
ある。 １０……シリンダプロツク、１２……ピストン、１４・
・…・主燃焼室、１６…・・・シリンダヘツド、１８…
…主燃焼室噴射器、２２……予燃焼室、２４…・・・通
路、２６……予燃焼室噴射器、２８・・・・・・点火プ
ラグ、３０…・・・シャツトル弁装置、３８……燃料噴
射ポンプ、４２・・・…らせん形部分、４４……スピル
ポート、４６……プランジヤ、４８・・・・・・吐出弁
、５０・・・…出力ライン、５２・・・・・・燃料制御
レバー、５４・・・・・・固定弁本体部分、５６・・・
・・・スべ−サ、５８，６０…・・・通路、６２・・・
・・・穴、６４・・・・・・引込型吐出弁体、６６・・
・・・・本体部分、６８・・・・・・円錐形弁座、７０
・・・・・・球面、７４・・・・・・穴部、７６・…・
・横穴、７８・・・・・・供給通路、８０・・・・・・
ばね、８２・・・・・・カバー部分、８４・・・・・・
スベーサ、８６・・・・・・環状シール、８８・・・・
・・横穴、９０・・・・・・室、９４・・・・・・穴、
１００，１０２・・…・弁本体、１０４…・・・通し穴
、１０６……第１燃料入口、１０８・・・・・・通路、
１１０・・・・・・第１燃料出口、１１２・・・・・・
チューブ、１１４・・・・・・第２燃料入口、１１６・
・・・・・通路、１１８・・・・・・逆止弁、１２０・
・・…球弁部材、１２２・・…・弁座、１２４…・・・
ばね、１２６・・・…室、１２８……通路、１３０……
第２燃料出口、１３２・・・・・・シャツトル弁プラン
ジヤ機構、１３４……スリーブ、１３６……プランジヤ
、１３８・・・・・・球弁部、１４０・・…・スリーブ
、１４２・・・・・・球弁、１４４・…−・ばね、１５
０・・・…プランジャ端部、１５２・・・・・・室、１
５４…・・・弁座、２２′……予燃焼室、１４′・・・
・・・主燃焼室、１６０，１６２……ハウジング、１６
６……通し穴、１６８……Ｔ継手、１７０・・・・・・
入口、１７２・・・・・・第１出口、１７４……第２出
口、１７６……室、１７８……通路、ｉ８０・・…・環
状部分、１８２・・・・・・燃料供給ライン、１８４・
・・…逆止弁、１８６・・…・球弁、１９０・・・・・
・環状弁座、１９２・・・・・・プランジャ、１９４・
・・・・・ランド、１９６・…・・首部、１９８・・・
・・・シール、２００……プランジヤ、２０２……もど
しばね、２０４……ストッパーねじ、２０６……出口弁
、２０８・・・・・・弁座、２１０・・・・・・ばね、
２１２・・・．・・ストッパー、２１４・・・・・・通
路、２１６・・・・・・室。 瓦正丘−・玉元５‐白 Ｆ元丘Ｓ Ｆ豆丘−４ 中正５５

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 主燃焼室及び予燃焼室と、これらの燃焼室内へ燃料
    を引続いて噴射するために高い燃料圧力レベルおよび低
    い燃料圧力レベルにおいてそれぞれ作動しうる主燃焼室
    燃料噴射器および予燃焼室燃料噴射器と、該予燃焼室内
    の混合気から該主燃焼室内の混合気に点火させるために
    該主燃焼室と該予燃焼室とを接続する通路と、該予燃焼
    室内の混合気に点火するように前記予燃焼室に関連配置
    された火花点火装置とを有する内燃機関用燃料噴射装置
    であって、機関により駆動されて、機関の速度および負
    荷の変化の函数として変化する制御された量の燃料を燃
    料出力ラインへ供給するように間欠的に開閉される燃料
    噴射ポンプと、前記燃料出力ライン内の燃料を前記主燃
    焼室燃料噴射器に接続する第１の燃料通路装置と、前記
    燃料出力ライン内の燃料よりも低圧の低圧燃料源を前記
    予燃焼室燃料噴射器に接続する第２の燃料通路と、該燃
    料通路装置内に配置されていて、前記燃料出力ラインか
    ら燃料が供給されている持続期間の函数として前記燃焼
    室燃料噴射器および前記予燃焼室燃料噴射器への燃料の
    供給を制御するシヤツトル弁装置とを含み、前記シヤツ
    トル弁装置は、前記燃料出力ラインに接続された第１燃
    料入口と前記低圧燃料源から燃料を受領する第２燃料入
    口とを有する弁本体を有し、前記第２燃料入口は燃料加
    圧用の室に接続されており、また、前記室が低い圧力レ
    ベルに加圧されたときに前記予燃焼室燃料噴射器を開か
    せるために前記室を前記予燃焼室燃料噴射器に接続する
    装置と、前記室に移動可能に組合わされかつ前記燃料出
    力ライン内の所定の圧力上昇に応答して前記室内に移動
    し、それにより、前記室内の燃料を前記予燃焼室燃料噴
    射器を開かせるレベルまで加圧し、前記燃料出力ライン
    内に燃料が供給されている持続期間の函数として決まる
    量の燃料を前記予燃焼室燃料噴射器から憤射させるプラ
    ンジヤとを含むことを特徴とする内燃機関用燃料噴射装
    置。
JP54152146A 1978-12-07 1979-11-26 内燃機関用燃料噴射装置 Expired JPS608344B2 (ja)

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US967555 2001-09-28

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JPS5578162A JPS5578162A (en) 1980-06-12
JPS608344B2 true JPS608344B2 (ja) 1985-03-02

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GB (1) GB2036866B (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414940A (en) * 1981-04-13 1983-11-15 Loyd Robert W Conditioned compression ignition system for stratified charge engines
DE3330771A1 (de) * 1983-08-26 1985-03-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit hilfspumpe zur vor- und haupteinspritzung
US4693218A (en) * 1984-09-12 1987-09-15 Yanmar Diesel Engine Co., Ltd. Internal combustion engine
US4831982A (en) * 1987-09-08 1989-05-23 Baranescu George S Internal combustion engine with broad fuel tolerance
WO1991012418A1 (en) * 1990-02-06 1991-08-22 Caterpillar Inc. Fuel combustion system, method, and nozzle member therefor
US5081969A (en) * 1990-02-14 1992-01-21 Electromotive, Inc. Ignition combustion pre-chamber for internal combustion engines with constant stoichiometric air-fuel mixture at ignition
US5090378A (en) * 1991-02-22 1992-02-25 The Cessna Aircraft Company Dual nozzle single pump fuel injection system
US5080060A (en) * 1991-02-25 1992-01-14 Industrial Technology Research Institute Prechamber combustion system with forced injection for two-stroke gasoline engine
US5085189A (en) * 1991-03-20 1992-02-04 Industrial Technology Research Institute Air-assisted fuel injection applied in the two-stroke engine of flame-jet ignition type
DE19530072A1 (de) * 1995-08-16 1997-02-20 Siegfried Schwarz Sparsamer Benzinmotor
DE69720929T2 (de) * 1996-07-08 2004-05-13 Cornéer, Sven Johan Vorrichtung zum integrierten einspritzen und zünden in einem verbrennungsmotor
DE10133190A1 (de) * 2001-07-07 2003-01-16 Deutz Ag Vorkammeranreicherung
DE10158872B4 (de) * 2001-11-30 2006-03-16 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
JP4380691B2 (ja) * 2006-11-28 2009-12-09 日産自動車株式会社 副室式内燃機関
US9353674B2 (en) 2010-11-01 2016-05-31 Mahle Powertrain, Llc Turbulent jet ignition pre-chamber combustion system for spark ignition engines
US8857405B2 (en) * 2010-11-01 2014-10-14 Mahle Powertrain, Llc Turbulent jet ignition pre-chamber combustion system for spark ignition engines
US9528434B1 (en) 2011-07-28 2016-12-27 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10557407B2 (en) 2011-07-28 2020-02-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US9038594B2 (en) * 2011-07-28 2015-05-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10544732B2 (en) 2011-07-28 2020-01-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with removable subchamber insert
US8596561B2 (en) * 2011-08-31 2013-12-03 Caterpillar Inc. Dual fuel injector with hydraulic lock seal
JP6076662B2 (ja) * 2012-09-20 2017-02-08 三菱重工業株式会社 副室式ガスエンジン
US9353680B2 (en) * 2013-03-04 2016-05-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US9399947B2 (en) 2013-03-12 2016-07-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Internal combustion engine with pilot and main injection
US20160053668A1 (en) * 2015-11-02 2016-02-25 Caterpillar Inc. Prechamber assembly for engine
US10041402B2 (en) 2016-05-12 2018-08-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Internal combustion engine with split pilot injection
US10072559B2 (en) 2016-09-23 2018-09-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of operating an engine having a pilot subchamber at partial load conditions
FR3060222B1 (fr) 2016-12-09 2019-05-17 Vianney Rabhi Bougie d'allumage a electrode-navette
FR3061743B1 (fr) 2017-01-12 2019-08-16 Vianney Rabhi Prechambre d'allumage a clapet
US10550757B2 (en) 2017-01-12 2020-02-04 Vianney Rabhi Valve ignition prechamber
US10145291B1 (en) 2017-10-10 2018-12-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine and method of combusting fuel
US10801394B2 (en) 2017-11-29 2020-10-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine with pilot subchambers
US10557403B2 (en) 2018-01-31 2020-02-11 Fca Us Llc Venturi-based purge vapor supply system for turbulent jet ignition engines

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2914043A (en) * 1954-12-16 1959-11-24 Daimler Benz Ag Method and apparatus for operating fuel injection engines
DE2309916C3 (de) * 1973-02-28 1981-03-26 Franz Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn. 5100 Aachen Pischinger Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
GB1504721A (en) * 1974-03-12 1978-03-22 Nippon Soken Supplying fuel to internal combustion engines
US4162664A (en) * 1975-06-05 1979-07-31 Fleming Maurice C Internal combustion engine and fuel introducing means therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5578162A (en) 1980-06-12
CA1166907A (en) 1984-05-08
US4239023A (en) 1980-12-16
GB2036866B (en) 1983-02-16
GB2036866A (en) 1980-07-02

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