JPS631755A - エンジンの燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの回転に同調して駆動されるプラン
ジャの復帰行程でプランジャ室に空気を吸入させるよう
構成するとともに、プランジャ室への空気取入れ用の通
路に、ガバナ装置によって開度調節される燃料制御弁を
介して燃料流入口を連通接続し、プランジャ室への空気
吸入に伴って燃料が吸入空気中に霧化混合されるよう構
成し、プランジャの進出作動によって圧縮させた混合気
を燃料噴射孔を介して、シリンダ内の圧縮吸気中に噴出
させるよう構成してあるエンジンの燃料噴射装置に関す
る。

〔従来の技術〕

近年では、はとんどの圧縮点火型のエンジンの燃料噴射
方式として燃料のみを高圧縮してシリンダ内に噴射する
無気噴射方式（Ａｉｒｌｅｓｓｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｔ
ｙｐｅ）が採用されている。この方式では燃料噴射時の
霧化と燃焼状態を良くするために高圧噴射が必要であり
、各種のインジェクションポンプや噴射ノズルが用いら
れる。そして、エンジン調速のための燃料吐出量調節手
段をインジェクションポンプに備え、これをガバナ装置
で制御するのが一般的となっている。

しかし、インジェクションポンプにより燃料の高圧縮及
び燃料吐出量調節を行う為、インジェクションポンプの
構造が非常に複雑なものとなってしまう。そこで前述の
ように、プランジャ室内で燃料を霧化し、この霧化燃料
をシリンダ内に噴射するようにして、比較的低圧縮力で
構造の簡単なインジェクションポンプでも正常に圧縮点
火されるような燃料噴射装置が研究されはじめている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

圧縮点火型のエンジンにおいては、始動性を向上させる
為に燃料噴射装置と連係したガバナ装置に始動用燃料増
量手段を組込んでおり、このためガバナ装置が複雑なも
のとなっている。

ここで本発明はこの点に着目して、前述のように液状の
燃料を直接噴射するのではなく、プランジャ室内で液状
の燃料を一度霧化した状態でシリンダ内に噴射する燃料
噴射装置を利用して、圧縮点火型エンジンの始動性を向
上させる機構を構造簡単に構成することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は冒記したエンジンの燃料噴射装置におい
て、前記空気取入れ用の通路における燃料制御弁上手側
箇所に流入空気量調節用の可変絞り弁を設けてあること
にあり、その作用及び効果は次のとおりである。

〔作　用〕

前述のような可変絞り弁を設けると、エンジン始動操作
時に可変絞り弁を絞れば、プランジャ室への空気流入が
極端に制限される為にプランジャの復帰行程時の負圧に
より強制的に多量の燃料がプランジャ室内に吸い込まれ
る。これによりプランジャ室内に燃料分の非常に濃い混
合気が形成されることになるのである。

〔発明の効果〕

以上のように、ガバナ装置に特別な機構を設けることな
く、エンジン始動時にプランジャ室内に燃料分の非常に
濃い混合気を形成することができるようになり、そして
この混合気をシリンダ内に噴射できるようになって冒記
したような燃料噴射装置を採用した圧縮点火式エンジン
の始動性が向上することとなった。又、可変絞り弁の全
開時における通路面積を充分大きく設定しておくと、全
開時にプランジャ室内に形成される混合気は燃料分の非
常に薄いものとなって、燃焼が持続できなくなるので、
この可変絞り弁をエンジン停止手段として利用すること
も可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を例示図に基づいて説明する。

第２図及び第３図にエンジンの全体縦断側面が、第４図
にその縦断正面が示されている。このエンジンの本体ケ
ース（１）は、出力側となる前ケース（１ａ）と、ヘッ
ド側となる後ケース（１ｂ）をボルト接合した二つ割り
構造に構成され、この前後ケース（ｌａ）　、　（ｌｂ
）にベアリング（２）　、　（２）を介してシリンダケ
ース（３）が回動自在に水平支承されている。

前記シリンダケース（３）は、前記ベアリング（２）　
、　（２）に支承される前後の筒袖ケース（４）　、　
（５）と、その中間に挟持連結される中間ケース（６）
とからなり、この中間ケース（６）に、シリンダケース
（３）の回動輪心（Ｐｌ）と直交する軸心を有する貫通
形のシリンダ（７）が形成されている。

シリンダ（７）には−対のピストン（８）　、　（８）
が対向して内嵌され、各ピストン（８）のスカート部に
、ローラー（９）がピストンピン（１０）を介して回動
自在に支持されている。

前記本体ケース（１）の前後ケース（ｌａ）　、　（ｌ
ｂ）の間にはカム板（１２）が共締め固定されていて、
このカム板（１２）の中央に形成した長円形内周面（１
３）であるカム孔（１３）に前記両ピストン（８）　、
　（８）のローラー（９）　、　（９）が内接するよう
構成され、シリンダケース（３）の１回転に対して各ピ
ストン（８）が２回往復運動するようになっている。

そして、前記カム孔（１３）の内周部には係合案内部（
１３ａ）であるガイドレール（１３ａ）が設けられてお
り、両ピストン（８）　、　（８）のスカート部から延
出された部分にガイド部（１１）を前記ガイドレール（
１３ａ）に係合させて、エンジン運転中にピストン（８
）のローラー（９）がカム孔（１３）の内周面から離れ
ないように構成している。

前記シリンダ（７）の後端面は後ケース（１ｂ）の中央
に形成したヘッド部（１４）にシリンダケース（３）の
軸心方向に摺接するよう構成され、このシリンダ後端面
にシリンダケース（３）の回動軸心（Ｐ、）と偏心した
１個の吸排気口（１５）が形成されている。又、前記ヘ
ッド部（１４）の摺接面には、前記吸排気口（１５）の
移動方向に沿って所定角度位相をもって、排気孔（１６
）、吸気孔（１７）及び燃料噴射孔（１８）が設けられ
、シリンダケース（３）の回転に伴って前記吸排気口（
１５）が前記排気孔（１６）、吸気孔（１７）及び噴射
孔（１８）に順次適当タイミングで位置して、排気−吸
気一圧縮一爆発膨張の４サイクルを行って、シリンダケ
ース（３）が−定方向（Ａ）に連続回転駆動されるよう
になっている。

そして、このシリンダケース（３）の回転出力が、前記
前部筒軸ケース（４）の外端に取付けたプーリ（１９）
、もしくは軸端スプライン孔（２０）に嵌入土着したＰ
ＴＯ軸（図示せず）から取出されるようになっている。

又、前部筒軸ケース（４）の軸端には前記出力プーリ（
１９）と共締めでファン（２１）が取付けられ、後部筒
軸ケース（５）の後部中央に形成した開口（２２）から
取入れた外気を、シリンダ（７）の周囲のリブ（２３）
部間に形成した冷却風通路（２４）を通したのち、前部
筒軸ケース（４）の前端周部に設けた排出口（２５）か
ら吸引排出して、前記ヘッド部（１４）及びシリンダ（
７）の冷却を行うよう構成されている。

前記ヘッド部（１４）の外側部には、第５図に示すよう
に、前記排気孔（１６）に連通ずるマフラー（２６）、
吸気孔（１７）に連通ずるエヤークリーナ（２７）が夫
々接続されるとともに、図外燃料タンクに配管接続され
る燃料流入口（２８）が設けられ、燃料流入口（２８）
が以下に説明する燃料噴射装置に接続されている。

燃料噴射装置の詳細が第１図に示されている。

つまり、ヘッド部（１４）の内部にはプランジャ式のポ
ンプケーシング（２９）が埋設固定され、その先端に前
記燃料噴射孔（１８）が形成されている。

このポンプケーシング（２９）内には、シリンダケース
（７）の回転力によって直接に前後に進退駆動されるプ
ランジャ（３２）が内嵌されている。そのプランジャ（
３２）の駆動構造について詳述すると、シリンダケース
（３）の回転軸心（Ｐ、）の位置に回転軸（３０）であ
り後述するガバナ機構を内嵌するガバナケース（３０）
が取付けられ、ヘッド部（１４）内に挿通されて、シリ
ンダケース（３）の回転に伴いガバナケース（３０）も
ヘッド部（１４）内で回転するように構成されている。

そして断面が半円状のカムｔｆｉ（３１ａ）を外周面に
設けた円筒カム（３１）をスプライン構造にて前記ガバ
ナケース（３０）に取付け、この円筒カム（３１）を前
記プランジャ（３２）に側面に摺接し、円筒カム（３１
）のカム溝（３１ａ）とプランジャ（３２）との間に鋼
製ボール（５４）を介在させてカム機構を構成すること
によって、シリンダケース（３）の１回転に対してプラ
ンジャ（３２）が１往復駆動されるように構成している
。

さらに詳述すると、ポンプケーシング（２９）内に形成
されたプランジャ室（３３）の周部には、プランジャ（
３２）が後退したときに開口される小孔（３４）群が形
成され、この小孔（３４）群が環状溝（３５）、ガバナ
ケース（３０）に設けられた通路（３６）、及びエヤー
クリーナ（２７）から分岐し可変絞り弁（３９）を有す
る通路（３８）に連通接続されている。

又、ガバナケース（３０）とは連通せずにプランジャ室
（３３）とエヤークリーナ（２７）とを直接に連通させ
る空気取入れ通路（４１）も設けられ、この空気取入れ
通路（４１）には開閉弁（４２）が設けられている。尚
、通常の運転中は開閉弁（４２）は閉じられている。

そして、前記ガバナケース（３０）内に、回転軸心（ｐ
＋）方向に摺動自在に円筒状の燃料制′４′Ｉｌｌ弁（
３７）が内装されており、この燃料量’＜１１１弁（３
７）はガバナスプリング（４３）を介してガバナロッド
（４５）によって摺動操作する。燃料はヘッド部（１４
）端部付近に設けられた燃料流入口（２８）に連通ずる
流路（４０）からガバナケース（３０）内にはいり、燃
料制御弁（３７）に設けた小孔（３７ａ）から通路（３
６）内にはいる。そして燃料量の調節は図外の調速レバ
ーとレリーズワイヤ（４７）を介して連結された調速ア
ーム（４６）によって前述のように燃料制御弁（３７）
を摺動操作し、燃料制御弁（３７）の小孔（３７ａ）に
連通ずる環状溝（３７ｂ）と通路（３６）との連通開度
によって行い、速度設定を行う。

前記燃料制御弁（３７）は機械式ガバナによって進退制
御されるように構成されており、このガバナは前記燃料
制御弁（３７）の開度を大きくする方向に押圧するガバ
ナスプリング（４３）と、開度を小さくする方向に押圧
するガバナフォースを発生させるガバナウェイト（４４
）とから構成されている。

前記ガバナウェイト（４４）は、シリンダケース（３）
の後端部に回動軸心（Ｐｌ）と偏心して形成された凹部
（４８）内に収容され、シリンダケース（３）に固定し
たブラケット（４９）に対して揺動自在に枢支されてい
る。そして、このガバナウェイト（４４）から連設した
アーム（４４ａ）が、前記燃料制御弁（３７）から連設
のプッシュロンド（３７ｃ）の先端に接当され、ガバナ
ウェイト（４４）の遠心力（ガバナフォース）が燃料制
御弁（３７）に伝えられるようになっている。

エンジン全体は以上のように構成されており、次にその
作動について詳述する。

前記シリンダケース（３）は第４図において時計回りに
回動されるものであり、吸排気口（１５）が排気孔（１
６）と重複するとともに両ピストン（８）。

（８）が接近移動して排気が行われたのち、吸排気口（
１５）が吸気孔（１７）と重複しつつ両ピストン（８）
　、　（８）が遠心力で互いに離間移動することによっ
てシリンダ（７）内に空気が取入れられ、引続き吸気の
圧縮行程に入る。

この吸気圧縮行程が終了するまでにプランジャ（３２）
が１回後退前進駆動され、プランジャ（３２）の後退に
よりプランジャ室（３３）に空気が急速に吸入されると
ともに、このとき通路（３６）に発生する負圧によって
燃料制御弁（３７）から燃料が吸引されて空気に霧化し
ながら混合される。

そして、エンジン始動時においては通路（３８）の可変
絞り弁（３９）を絞ってやれば前記負圧によって多量の
燃料が吸引されるので非常に燃料分の濃い混合気が形成
される。このようにして形成された混合気は小孔（３４
）群を介してプランジャ室（３３）に流入し、このとき
更に燃料の霧化が促進される。そして、プランジャ（３
２）の強制進出によってプランジャ室（３３）内の一定
量の混合気は圧縮され、高圧高温の混合気となる。

この混合気圧縮終了の後に、吸気圧縮行程を終えたシリ
ンダケース（３）の吸排気口（１５）が噴射孔（１８）
に重複しかかり、プランジャ室（３３）の高圧高温の混
合気が、シリンダ（７）内の高温圧縮空気中に噴出され
、爆発膨張行程に移る。この爆発膨張行程の間は、プラ
ンジャ（３２）は進出（圧縮）終端位置に保持され、燃
焼ガスのプランジャ室（３３）内への流入が阻止された
状態に維持される。

そして、爆発膨張行程に引続いて前記排気行程に移り、
以下このサイクルを繰返す。

前記シリンダ（７）が吸気の圧縮行程、及び爆発膨張行
程にあるときの、吸排気口（１５）とヘッド部（１４）
との摺接部位での気密性を高めるために、前記吸排気口
（１５）の口縁段部にシールリング（５０）付きのスラ
ストリング（５１）を嵌入し、シリンダ（７）内圧をス
ラストリング（５１）の前部間隙（５２）に作用させる
ことでスラストリング（５１）をヘッド部（１４）に密
着させるよう構成されている。又、ヘッド部（１４）の
端面には、前記吸排気口（１５）からもれ出たガスを回
収する環状溝（５３）が形成されるとともに、この環状
溝（５３）の−部が通路（図示せず）を介して前記吸気
孔（１７）に連通され、もって、環状ｍ　（５３）に回
収したガスを吸気とともにシリンダ（７）に戻すように
構成されている。

そして、エンジン停止時に空気取入れ通路（４１）の開
閉弁（４２）を開けると、プランジャ室（３３）に多量
の空気が流入し、プランジャ室（３３）に点火不能なほ
どの燃料分の非常に薄い混合気が形成されることになり
、エンジンの急停止が行えるのである。

Ｃ別実施例〕 本発明に係る燃料噴射装置は前述のシリンダケース回動
型のエンジンのみならず、−般の吸排気弁付きのディー
ゼルエンジンの燃料噴射装置としても利用可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るエンジンの燃料噴射装置の実施例を
示し、第１図はエンジンのヘッド部付近の断面図、第２
図及び第３図はシリンダの回転位相が異なった状態での
断面図、第４図はエンジンの断面正面図、第５図はエン
ジンの正面図である。 （７）・・・・・・シリンダ、（１８）・・・・・・燃
料噴射孔、（２８）・・・・・・燃料流入口、（３２）
・・・・・・プランジャ、（３３）・・・・・・プラン
ジャ室、（３６）・・・・・・通路、（３７）・・・・
・・燃料制御弁、（３９）・・・・・・可変絞り弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転に同調して駆動されるプランジャ（３２
   ）の復帰行程でプランジャ室（３３）に空気を吸入させ
   るよう構成するとともに、プランジャ室（３３）への空
   気取入れ用の通路（３６）に、ガバナ装置によって開度
   調節される燃料制御弁（３７）を介して燃料流入口（２
   ８）を連通接続し、プランジャ室（３３）への空気吸入
   に伴って燃料が吸入空気中に霧化混合されるよう構成し
   、プランジャ（３２）の進出作動によって圧縮させた混
   合気を燃料噴射孔（１８）を介して、シリンダ（７）内
   の圧縮吸気中に噴出させるよう構成してあるエンジンの
   燃料噴射装置であって、前記空気取入れ用の通路（３６
   ）における燃料制御弁（３７）上手側箇所に流入空気量
   調節用の可変絞り弁（３９）を設けてあるエンジンの燃
   料噴射装置。