JP2572321Y2 - Assist air type fuel injection device - Google Patents
Assist air type fuel injection deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、例えば自動車用エンジ
ンの燃焼室内に燃料を過給アシストエアと共に噴射供給
するようにしたアシストエア式燃料噴射装置に関し、特
に、筒内直接噴射式のフューエルインジェクタを用いる
ようにしたアシストエア式燃料噴射装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assist air type fuel injection device for injecting and supplying fuel together with supercharging assist air into, for example, a combustion chamber of an automobile engine, and more particularly, to a direct injection type fuel injector. The present invention relates to an assist air type fuel injection device that uses the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等に搭載され
る筒内直接噴射式のフューエルインジェクタを備えたア
シストエア式燃料噴射装置は、エンジン本体のシリンダ
ヘッド側に設けられ、該エンジン本体の燃焼室内に向け
噴射ノズルから燃料を噴射させる筒内直接噴射式のフュ
ーエルインジェクタと、該フューエルインジェクタの噴
射ノズル周囲に形成したエア室内に過給アシストエアを
供給し、前記噴射ノズルから噴射された燃料を微粒化す
る過給アシストエア供給手段と、燃料ポンプから吐出さ
れた燃料を前記フューエルインジェクタ内に供給する燃
料配管と、該燃料配管内の燃料圧力（燃圧）を吸気管か
らの制御圧に基づき調圧する圧力レギュレータとを備え
て構成されている。2. Description of the Related Art In general, an assist air type fuel injection device provided with an in-cylinder direct injection type fuel injector mounted on an automobile engine or the like is provided on a cylinder head side of an engine body, and is provided in a combustion chamber of the engine body. A direct injection type fuel injector that injects fuel from an injection nozzle toward a cylinder, and supercharging assist air is supplied to an air chamber formed around the injection nozzle of the fuel injector, and the fuel injected from the injection nozzle is atomized. A supercharging assist air supply means, a fuel pipe for supplying fuel discharged from a fuel pump into the fuel injector, and a fuel pressure (fuel pressure) in the fuel pipe based on a control pressure from an intake pipe. And a pressure regulator.
【０００３】この種の従来技術によるアシストエア式燃
料噴射装置では、エンジンの吸気行程で筒内直接噴射式
のフューエルインジェクタから燃焼室内に向けて燃料を
噴射するときに、過給アシストエア供給手段から噴射ノ
ズル周囲のエア室内に過給アシストエアを供給して噴射
燃料の微粒化を促進させる。そして、この微粒化した燃
料をフューエルインジェクタからエンジン本体の燃焼室
内に噴出させることにより、該燃焼室内での燃料と吸入
空気との混合性を高めて燃料の燃焼効率を向上させ、排
気ガスの清浄化と燃費の向上を図るようにしている。In such an assist air type fuel injection device according to the prior art, when fuel is injected from a direct injection type fuel injector into a combustion chamber during an intake stroke of an engine, a supercharged assist air supply means is used. Supercharging assist air is supplied into the air chamber around the injection nozzle to promote atomization of the injected fuel. Then, the atomized fuel is injected from the fuel injector into the combustion chamber of the engine body, thereby improving the mixing property between the fuel and the intake air in the combustion chamber, improving the fuel combustion efficiency, and purifying the exhaust gas. And improve fuel efficiency.
【０００４】[0004]
【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、フューエルインジェクタの噴射ノズルから
噴射した燃料を過給アシストエアにより微粒化している
ものの、この微粒化した燃料をエンジン本体の燃焼室内
に噴出させ、吸気マニホールドからの吸入空気と混合さ
せたときに、混合気の濃度が燃焼室内で不均一になるこ
とがあり、点火プラグの周囲で混合気が希薄（リーン）
になったときに、混合気の着火性が低下してしまう。特
に、空気（エア）と燃料との混合比である空燃比Ａ／Ｆ
が約１８〜２５位になる希薄混合気を用いたリーンバー
ン制御時には混合気の着火性が著しく低下し、燃焼室内
で混合気を効果的に燃焼させることが難しくなる。In the above-mentioned prior art, the fuel injected from the injection nozzle of the fuel injector is atomized by the supercharging assist air. However, the atomized fuel is injected into the combustion chamber of the engine body. When injected and mixed with the intake air from the intake manifold, the concentration of the mixture may become uneven in the combustion chamber, and the mixture is lean around the spark plug
, The ignitability of the mixture decreases. In particular, an air-fuel ratio A / F, which is a mixture ratio of air (air) and fuel.
During lean-burn control using a lean air-fuel mixture of about 18 to 25, the ignitability of the air-fuel mixture is significantly reduced, and it becomes difficult to effectively burn the air-fuel mixture in the combustion chamber.
【０００５】また、リーンバーン制御時の希薄な混合気
でも点火プラグによる着火性を向上させるために、エン
ジン本体のシリンダヘッドに燃焼室内と連通し、該燃焼
室よりも小さい容積をもった副燃焼室を形成し、前記シ
リンダヘッドの吸気ポートから主インジェクタによる燃
料と吸入空気との希薄な混合気を燃焼室内に吸入すると
共に、副燃焼室には筒内直接噴射式の副インジェクタと
点火プラグとを取付ける構成とした他の従来技術も知ら
れている。そして、この他の従来技術では、副インジェ
クタから副燃焼室内に燃料を噴射させることにより、副
燃焼室内の混合気をリッチ傾向（過濃）とし、点火プラ
グによる着火性を向上させるようにしている。[0005] In order to improve the ignitability of the spark plug even with a lean air-fuel mixture during lean burn control, a sub-combustion having a smaller volume than the combustion chamber is communicated with the cylinder head of the engine body. A lean mixture of fuel and intake air by a main injector is drawn into a combustion chamber from an intake port of the cylinder head, and a direct injection type sub-injector and a spark plug are provided in a sub-combustion chamber. Other prior arts in which a mounting structure is used are also known. In the other related art, fuel is injected from the sub-injector into the sub-combustion chamber to make the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber tend to be rich (rich), thereby improving the ignitability of the ignition plug. .
【０００６】しかし、この場合にはシリンダヘッドの吸
気ポート側に主インジェクタを設けると共に、副燃焼室
には副インジェクタを設ける必要があるから、各インジ
ェクタから噴射させる燃料の噴射量を制御装置等により
個別に演算して制御しなければならず、制御処理が複雑
化する上に、２個のフューエルインジェクタを設ける必
要があるから、燃料噴射装置全体の構成部品が増え、組
立時の作業性が悪くなるという問題がある。However, in this case, it is necessary to provide a main injector on the intake port side of the cylinder head and a sub-injector in the sub-combustion chamber. Therefore, the amount of fuel injected from each injector is controlled by a controller or the like. It is necessary to perform calculations and control individually, which complicates the control process and requires the provision of two fuel injectors. Therefore, the number of components of the entire fuel injection device increases, resulting in poor workability during assembly. Problem.
【０００７】そこで、本出願人は先に、特願平４−３５
３０１７号（以下、先行技術という）において、エンジ
ン本体のシリンダヘッドとフューエルインジェクタとの
間に隔壁体を設け、該隔壁体により前記フューエルイン
ジェクタ側に燃料と過給アシストエアとの予混合室を画
成すると共に、前記エンジン本体の燃焼室側に主燃焼室
と副燃焼室とを画成し、さらに該隔壁体には、前記過給
アシストエアと燃料との混合気を前記予混合室から主燃
焼室と副燃焼室とに分配して供給する主ノズル部と副ノ
ズル部とを有した分配ノズルを設け、該分配ノズルの副
ノズル部から副燃焼室内に分配供給した混合気を該副燃
焼室内で点火プラグにより着火させ、このときの火炎を
主燃焼室内に噴出させる構成としたアシストエア式燃料
噴射装置を提案した。Therefore, the applicant of the present application has previously filed Japanese Patent Application No. 4-35.
No. 3017 (hereinafter referred to as prior art), a partition is provided between a cylinder head of an engine body and a fuel injector, and the partition defines a premixing chamber for fuel and supercharging assist air on the fuel injector side. And a main combustion chamber and a sub-combustion chamber are defined on the combustion chamber side of the engine body. Further, the partition body is provided with an air-fuel mixture of the supercharging assist air and the fuel from the premixing chamber. A distribution nozzle having a main nozzle portion and a sub-nozzle portion that are distributed and supplied to the combustion chamber and the sub-combustion chamber is provided, and the air-fuel mixture distributed and supplied from the sub-nozzle portion of the distribution nozzle into the sub-combustion chamber is subjected to the sub combustion. An assist air type fuel injection device was proposed in which the ignition plug was ignited indoors and the flame at this time was injected into the main combustion chamber.
【０００８】そして、この先行技術では、フューエルイ
ンジェクタから噴射された燃料と過給アシストエアとの
混合気を、前記分配ノズルの主ノズル部と副ノズル部と
から主燃焼室側と副燃焼室側とに分配して供給し、副燃
焼室内ではリッチ傾向の混合気を生じさせると共に、主
燃焼室内では希薄な混合気を生じさせ、副燃焼室内での
リッチ傾向の混合気を点火プラグで着火させることによ
り、このときの火炎を主燃焼室内に噴出させて該主燃焼
室内の希薄な混合気を確実に燃焼でき、単一のフューエ
ルインジェクタを用いてリーンバーン制御等を行うこと
ができるという利点がある。In this prior art, a mixture of fuel injected from a fuel injector and supercharging assist air is supplied from a main nozzle portion and a sub nozzle portion of the distribution nozzle to a main combustion chamber side and a sub combustion chamber side. To generate a rich mixture in the sub-combustion chamber, generate a lean mixture in the main combustion chamber, and ignite the rich mixture in the sub-combustion chamber with a spark plug. This has the advantage that the flame at this time is blown out into the main combustion chamber and the lean mixture in the main combustion chamber can be reliably burned, and lean burn control or the like can be performed using a single fuel injector. is there.
【０００９】しかし、この先行技術では、エンジンの全
回転数領域に亘って副燃焼室内の空燃比Ａ／Ｆを適正な
範囲内に制御できないことがあり、副燃焼室内で混合気
を点火プラグにより高い応答性をもって瞬時に着火させ
るのが難しいという未解決な問題がある。However, according to this prior art, the air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber cannot be controlled within an appropriate range over the entire engine speed range. There is an unsolved problem that it is difficult to ignite instantly with high responsiveness.
【００１０】即ち、副燃焼室内では図７に示すように、
空燃比Ａ／Ｆが適正値８〜１２の範囲内にあるときには
混合気の着火時間を最小にして、副燃焼室内の混合気を
瞬時に着火させることができる。しかし、この先行技術
では、前記フューエルインジェクタからの燃料と過給ア
シストエアとを予混合室内で単に合流させるようにして
いるに過ぎず、過給アシストエアは燃料の噴射圧に比較
して圧力が低い上に、そのエア量も吸入空気量全体のう
ちの極く一部となっているから、前記副燃焼室内に燃料
と共に過給アシストエアを十分に供給するのが難しく、
副燃焼室内の空燃比Ａ／Ｆが適正値の範囲を越えてより
過濃になり、混合気の着火性が悪くなることがある。That is, in the sub-combustion chamber, as shown in FIG.
When the air-fuel ratio A / F is within the appropriate range of 8 to 12, the ignition time of the air-fuel mixture can be minimized, and the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber can be instantaneously ignited. However, in this prior art, the fuel from the fuel injector and the supercharging assist air are merely merged in the premixing chamber, and the pressure of the supercharging assist air is lower than the injection pressure of the fuel. In addition to being low, the amount of air is also a very small part of the total amount of intake air, so it is difficult to adequately supply supercharging assist air together with fuel into the auxiliary combustion chamber,
The air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber becomes more rich beyond the range of the appropriate value, and the ignitability of the air-fuel mixture may deteriorate.
【００１１】特に、フューエルインジェクタから噴射す
る燃料の噴射量は吸入空気量に基づき決定され、例えば
エンジンの加速時等に吸入空気量が増大すると、このと
きにフューエルインジェクタから噴射される燃料の噴射
量は大きく増大するため、エンジンの加速時等には副燃
焼室内に過剰な燃料が供給されて空燃比Ａ／Ｆを適正な
範囲内に抑えることができなくなってしまう。In particular, the amount of fuel injected from the fuel injector is determined based on the amount of intake air. For example, when the amount of intake air increases when the engine is accelerated, the amount of fuel injected from the fuel injector at this time is increased. Is greatly increased, so that excessive fuel is supplied into the sub-combustion chamber when the engine is accelerated or the like, and the air-fuel ratio A / F cannot be suppressed to an appropriate range.
【００１２】本考案は上記先行技術の問題に鑑みなされ
たもので、本考案は単一のフューエルインジェクタから
副燃焼室と主燃焼室とに燃料を過給アシストエアと共に
分配して供給するときに、副燃焼室内に燃料が過剰に分
配供給されるのを確実に防止でき、副燃焼室内の空燃比
Ａ／Ｆを適正な範囲内に抑えることができると共に、副
燃焼室内で混合気を点火プラグにより高い応答性をもっ
て着火させることができ、全体の燃焼効率を確実に向上
できるようにしたアシストエア式燃料噴射装置を提供す
ることを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention relates to a case where fuel is distributed from a single fuel injector to a sub-combustion chamber and a main combustion chamber together with supercharging assist air. In addition, it is possible to reliably prevent the fuel from being excessively distributed and supplied into the sub-combustion chamber, to keep the air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber within an appropriate range, and to control the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber with a spark plug It is an object of the present invention to provide an assist air type fuel injection device which can ignite with higher responsiveness and can surely improve the overall combustion efficiency.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本考案は、筒内直接噴射式のフューエルインジェ
クタを備え、該フューエルインジェクタから噴射した燃
料を過給アシストエアにより微粒化しつつ、エンジン本
体の燃焼室内に供給するアシストエア式燃料噴射装置に
おいて、前記エンジン本体のシリンダヘッドには前記フ
ューエルインジェクタとの間に位置し、該フューエルイ
ンジェクタ側で前記燃料と過給アシストエアとの予混合
室を画成すると共に前記エンジン本体の燃焼室側で主燃
焼室と副燃焼室とを画成する隔壁体を設け、該隔壁体に
は、前記フューエルインジェクタから噴射した燃料を前
記予混合室内に導く燃料導入路と、該燃料導入路から離
間して前記予混合室内に開口し前記過給アシストエアを
予混合室内に導くエア導入路と、前記予混合室と主燃焼
室および副燃焼室との間に位置し、前記過給アシストエ
アと燃料からなる混合気を前記予混合室から主燃焼室側
に分配供給する主ノズル部と副燃焼室側に分配供給する
副ノズル部とを有した分配ノズルと、該分配ノズルの主
ノズル部先端側を周囲から取囲むように環状に形成され
前記副燃焼室内の混合気を点火プラグで着火することに
より前記副燃焼室から主燃焼室内に向けて火炎を噴出さ
せる連通穴とを設け、前記燃料導入路を前記分配ノズル
の副ノズル部よりも主ノズル部に近い位置で前記予混合
室内に開口させたことを特徴としてなる構成を採用して
いる。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a direct-injection type fuel injector, and the fuel injected from the fuel injector is atomized by supercharging assist air while the engine is atomized. In an assist air type fuel injection device for supplying into a combustion chamber of a main body, a cylinder head of the engine main body is located between the fuel injector and a premixing chamber of the fuel and the supercharged assist air on the fuel injector side. And a partition that defines a main combustion chamber and a sub-combustion chamber on the combustion chamber side of the engine body, and guides fuel injected from the fuel injector into the premixing chamber. A fuel introduction passage, which is open from the fuel introduction passage into the premixing chamber and guides the supercharging assist air into the premixing chamber; A pre-mixing chamber, which is located between the premixing chamber and the main combustion chamber and the sub-combustion chamber, and which distributes and supplies a mixture comprising the supercharging assist air and fuel from the premixing chamber to the main combustion chamber side. A distribution nozzle having a nozzle portion and a sub-nozzle portion for distributing and supplying the mixture to the sub-combustion chamber side; and a gas mixture in the sub-combustion chamber formed in an annular shape so as to surround the front end side of the main nozzle portion of the distribution nozzle from the periphery. A communication hole for emitting a flame from the sub-combustion chamber toward the main combustion chamber by igniting with a spark plug; and providing the fuel introduction path at a position closer to the main nozzle than to the sub-nozzle of the distribution nozzle. A configuration characterized by being opened into the premixing chamber is adopted.
【００１４】[0014]
【作用】上記構成により、フューエルインジェクタから
の燃料導入路と過給アシストエアのエア導入路とを予混
合室内に離間させて開口でき、燃料の噴射圧に影響され
ることなく、エア導入路を介して予混合室内に過給アシ
ストエアを確実に供給できる。また、燃料導入路は分配
ノズルの副ノズル部よりも主ノズル部に近い位置で前記
予混合室内に開口しているので、フューエルインジェク
タから燃料導入路を介して予混合室内に噴射された燃料
を分配ノズルの主ノズル部側と副ノズル部側とに分配す
るときに、燃料の分配比率を副ノズル部側よりも主ノズ
ル部側で大きくでき、分配ノズルの副ノズル部から副燃
焼室内に過剰な燃料が供給されるのを防止できる。According to the above construction, the fuel introduction passage from the fuel injector and the air introduction passage for the supercharging assist air can be opened separately in the premixing chamber, and the air introduction passage can be formed without being affected by the fuel injection pressure. Thus, the supercharging assist air can be reliably supplied to the premixing chamber. In addition, since the fuel introduction passage is opened into the premixing chamber at a position closer to the main nozzle portion than the sub nozzle portion of the distribution nozzle, the fuel injected from the fuel injector into the premixing chamber via the fuel introduction passage is discharged. When distributing to the main nozzle portion side and the sub nozzle portion side of the distribution nozzle, the distribution ratio of fuel can be made larger on the main nozzle portion side than on the sub nozzle portion side, and excess fuel enters the sub combustion chamber from the sub nozzle portion of the distribution nozzle. It is possible to prevent the supply of a suitable fuel.
【００１５】一方、主燃焼室内では分配ノズルの主ノズ
ル部から燃料の濃い混合気が供給されても、この燃料は
主燃焼室内で多量の吸入空気と混合するため、主燃焼室
内の混合気が過濃となることはなく、吸入空気によって
主燃焼室内に希薄な混合気を生じさせることができる。
そして、前記隔壁体には主ノズル部の先端側を周囲から
取囲むように環状の連通穴を形成したから、副燃焼室内
の混合気に着火して生じた火炎はこの連通穴から円筒状
または中空円錐状となって主燃焼室内に噴出するように
なり、このときの火炎を主燃焼室内の希薄な混合気に大
きな接触面積をもって接触させることができ、リーンバ
ーン制御時でも主燃焼室内の混合気を確実に燃焼でき
る。On the other hand, even if a rich mixture of fuel is supplied from the main nozzle portion of the distribution nozzle in the main combustion chamber, this fuel is mixed with a large amount of intake air in the main combustion chamber. It does not become rich, and a lean air-fuel mixture can be generated in the main combustion chamber by the intake air.
And, since an annular communication hole is formed in the partition body so as to surround the tip side of the main nozzle portion from the periphery, a flame generated by igniting the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber is cylindrical or formed from the communication hole. It becomes a hollow cone and blows out into the main combustion chamber, allowing the flame at this time to come into contact with a lean mixture in the main combustion chamber with a large contact area, and the mixture in the main combustion chamber even during lean burn control. Ki can be reliably burned.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本考案の実施例を図１ないし図６に基
づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１７】図において、１はエンジン本体、２は該エ
ンジン本体１の一部を構成するシリンダヘッドを示し、
該シリンダヘッド２はシリンダ内にピストン（いずれも
図示せず）との間で燃焼室Ａを画成し、該シリンダヘッ
ド２には図１に示す如く燃焼室Ａの内，外を連通させる
ように後述する取付筒８用のねじ穴２Ａが形成されてい
る。In the drawings, reference numeral 1 denotes an engine main body, 2 denotes a cylinder head constituting a part of the engine main body 1,
The cylinder head 2 defines a combustion chamber A in the cylinder with a piston (neither is shown), and the cylinder head 2 communicates with the inside and outside of the combustion chamber A as shown in FIG. A screw hole 2A for a mounting cylinder 8, which will be described later, is formed.
【００１８】３はシリンダヘッド２に後述の隔壁体７を
介して取付けられたフューエルインジェクタを示し、該
フューエルインジェクタ３は、インジェクタ本体３Ａ
と、該インジェクタ本体３Ａの先端側に設けた噴射ノズ
ル３Ｂと、インジェクタ本体３Ａの後端側に設けた接続
口３Ｃとから大略構成され、インジェクタ本体３Ａは弁
体を駆動する電磁アクチュエータ（いずれも図示せず）
を内蔵している。ここで、該フューエルインジェクタ３
は接続口３Ｃに燃料配管（図示せず）が接続され、燃料
ポンプからの燃料が圧力レギュレータ（いずれも図示せ
ず）で調圧された状態で供給される。そして、該フュー
エルインジェクタ３は外部から噴射パルスが印加される
と、インジェクタ本体３Ａ内の電磁アクチュエータによ
り弁体を開，閉弁し、噴射ノズル３Ｂの先端から後述の
予混合室１４内に向けて燃料を噴射させる。Reference numeral 3 denotes a fuel injector mounted on the cylinder head 2 via a partition 7 to be described later. The fuel injector 3 is an injector body 3A.
And an injection nozzle 3B provided on the front end side of the injector main body 3A and a connection port 3C provided on the rear end side of the injector main body 3A. The injector main body 3A is an electromagnetic actuator for driving a valve body (both are electromagnetic actuators). (Not shown)
Built-in. Here, the fuel injector 3
A fuel pipe (not shown) is connected to the connection port 3C, and fuel from a fuel pump is supplied in a state where the pressure is regulated by a pressure regulator (neither is shown). Then, when an injection pulse is applied from the outside, the fuel injector 3 opens and closes the valve body by an electromagnetic actuator in the injector body 3A, and flows from the tip of the injection nozzle 3B into the premixing chamber 14 described later. Inject fuel.
【００１９】４はシリンダヘッド２に隔壁体７を介して
取付けられたエアインジェクタを示し、該エアインジェ
クタ４はフューエルインジェクタ３とほぼ同様にインジ
ェクタ本体４Ａ、噴射ノズル４Ｂおよび接続口４Ｃを備
え、インジェクタ本体４Ａは弁体を駆動する電磁アクチ
ュエータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ここ
で、該エアインジェクタ４は接続口４Ｃにエア配管（図
示せず）が接続され、エアポンプからの圧縮空気（過給
アシストエア）がリリーフ弁（いずれも図示せず）等で
調圧された状態で供給される。そして、該エアインジェ
クタ４はフューエルインジェクタ３とほぼ同様に外部か
らパルスが印加されると、電磁アクチュエータにより弁
体を開，閉弁して噴射ノズル３Ｂの先端から予混合室１
４内に向け過給アシストエアを噴射させる。Reference numeral 4 denotes an air injector attached to the cylinder head 2 via a partition 7. The air injector 4 includes an injector body 4A, an injection nozzle 4B and a connection port 4C almost in the same manner as the fuel injector 3. The main body 4A incorporates an electromagnetic actuator (neither is shown) for driving the valve body. Here, an air pipe (not shown) is connected to the connection port 4C of the air injector 4, and the pressure of the compressed air (supercharging assist air) from the air pump is regulated by a relief valve (neither is shown). Supplied in state. When a pulse is applied to the air injector 4 from the outside in substantially the same manner as the fuel injector 3, the valve body is opened and closed by the electromagnetic actuator, and the premix chamber 1 is opened from the tip of the injection nozzle 3B.
The supercharging assist air is injected toward the inside of the engine.
【００２０】５は隔壁体７に対してフューエルインジェ
クタ３とエアインジェクタ４とを位置決めするストッパ
プレートを示し、該ストッパプレート５は左，右両端側
がフューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４とに
向けて延び、インジェクタ本体３Ａ，４Ａに図１に示す
ように掛止めされている。また、該ストッパプレート５
の中央部には固定ボルト６が挿通され、該固定ボルト６
の先端側は後述する隔壁体７のホルダ１０に螺着されて
いる。そして、該固定ボルト６はストッパプレート５を
介してフューエルインジェクタ３とエアインジェクタ４
とをホルダ１０に固定している。Reference numeral 5 denotes a stopper plate for positioning the fuel injector 3 and the air injector 4 with respect to the partition 7. The left and right ends of the stopper plate 5 extend toward the fuel injector 3 and the air injector 4. As shown in FIG. 1, it is hooked on the injector main bodies 3A and 4A. In addition, the stopper plate 5
A fixing bolt 6 is inserted through the center of the fixing bolt 6.
Is screwed to a holder 10 of the partition 7 described later. The fixing bolt 6 is connected to the fuel injector 3 and the air injector 4 via the stopper plate 5.
Are fixed to the holder 10.
【００２１】７はシリンダヘッド２とフューエルインジ
ェクタ３、エアインジェクタ４との間に設けられた隔壁
体を示し、該隔壁体７は図１に示す如く、段付筒状に形
成され、先端側の小径筒部８Ａがシリンダヘッド２のね
じ穴２Ａに螺着された取付筒８と、該取付筒８内に配設
された後述のノズル筒１１およびミキシングヘッド１３
と、該ノズル筒１１およびミキシングヘッド１３上に配
設され、エンドカバー９を取付筒８上に螺着することに
より、該取付筒８に固着されたホルダ１０とから大略構
成されている。Reference numeral 7 denotes a partition provided between the cylinder head 2 and the fuel injector 3 and the air injector 4. The partition 7 is formed in a stepped cylindrical shape as shown in FIG. A mounting cylinder 8 in which a small-diameter cylindrical portion 8A is screwed into a screw hole 2A of the cylinder head 2, a nozzle cylinder 11 and a mixing head 13 described later provided in the mounting cylinder 8.
And a holder 10 fixed on the mounting cylinder 8 by screwing the end cover 9 onto the mounting cylinder 8, which is disposed on the nozzle cylinder 11 and the mixing head 13.
【００２２】ここで、該ホルダ１０には図１および図２
に示す如く、フューエルインジェクタ３の噴射ノズル３
Ｂから噴射した燃料を予混合室１４内に所定の傾斜角を
もって導く一対の燃料導入路１０Ａ，１０Ａと、エアイ
ンジェクタ４の噴射ノズル４Ｂから噴射した過給アシス
トエアを予混合室１４内に導くエア導入路１０Ｂとが形
成され、該エア導入路１０Ｂは後述するミキシングヘッ
ド１３の偏心穴１３Ａ中心部上に位置し、分配穴１３
Ｂ，１３Ｃ間で予混合室１４内に開口している。また、
各燃料導入路１０Ａはエア導入路１０Ｂから図２に示す
如く一定間隔をもって離間し、後述の小径ノズル部１１
Ｂに近い分配穴１３Ｂの上方で予混合室１４内に斜めに
開口している。Here, FIG. 1 and FIG.
As shown in the figure, the injection nozzle 3 of the fuel injector 3
A pair of fuel introduction passages 10A, 10A for guiding the fuel injected from B into the premixing chamber 14 at a predetermined inclination angle, and supercharging assist air injected from the injection nozzle 4B of the air injector 4 to the premixing chamber 14. An air introduction passage 10B is formed, and the air introduction passage 10B is located on the center of an eccentric hole 13A of a mixing head 13 described later, and is provided with a distribution hole 13B.
It opens into the premixing chamber 14 between B and 13C. Also,
Each fuel introduction passage 10A is separated from the air introduction passage 10B at a constant interval as shown in FIG.
It opens obliquely into the premixing chamber 14 above the distribution hole 13B close to B.
【００２３】１１は取付筒８内に同軸に配設された分配
ノズルとしてのノズル筒を示し、該ノズル筒１１は上端
側の有底筒部１１Ａが取付筒８の環状段部８Ｂ上に嵌合
固着され、該有底筒部１１Ａの底部側中央には下向きに
突出する主ノズル部としての小径ノズル部１１Ｂが一体
形成されている。そして、該ノズル筒１１の小径ノズル
部１１Ｂは取付筒８の小径筒部８Ａ先端側まで延び、該
小径筒部８Ａの先端側との間に環状の連通穴１２を形成
している。ここで、エンジン本体１の燃焼室Ａは主燃焼
室Ａ1 と取付筒８、ノズル筒１１間の副燃焼室Ａ2 とに
隔壁体７によって画成され、副燃焼室Ａ2 は環状の連通
穴１２を介して主燃焼室Ａ1 に連通している。Reference numeral 11 denotes a nozzle cylinder as a distribution nozzle coaxially disposed in the mounting cylinder 8. The nozzle cylinder 11 has a bottomed cylindrical portion 11A on the upper end side fitted on an annular step portion 8B of the mounting cylinder 8. A small-diameter nozzle portion 11B as a main nozzle portion protruding downward is integrally formed at the center of the bottom side of the bottomed cylindrical portion 11A. The small-diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11 extends to the distal end of the small-diameter cylindrical portion 8A of the mounting cylinder 8, and forms an annular communication hole 12 with the distal end of the small-diameter cylindrical portion 8A. Here, the combustion chamber A of the engine body 1 is defined by the partition wall 7 between the main combustion chamber A1, the mounting cylinder 8, and the sub combustion chamber A2 between the nozzle cylinder 11, and the sub combustion chamber A2 has an annular communication hole 12. Through the main combustion chamber A1.
【００２４】また、ノズル筒１１の有底筒部１１Ａには
図３に示す如く、小径ノズル部１１Ｂから径方向に離間
した位置に予混合室１４を副燃焼室Ａ2 に連通させる副
ノズル部としての段付穴１１Ｃが形成され、該段付穴１
１Ｃの下端側周囲は後述するチェック弁１８用の弁座１
１Ｄとなっている。そして、該ノズル筒１１の段付穴１
１Ｃは小径ノズル部１１Ｂおよび後述の分配穴１３Ｂ，
１３Ｃと共に分配通路を構成し、この分配通路のうち副
燃焼室Ａ2 側の通路が段付穴１１Ｃおよび分配穴１３Ｃ
によって構成されている。As shown in FIG. 3, the pre-mixing chamber 14 is connected to the sub-combustion chamber A2 at a position radially separated from the small-diameter nozzle section 11B. Stepped hole 11C is formed.
1C is a valve seat 1 for a check valve 18 to be described later.
1D. And the stepped hole 1 of the nozzle cylinder 11
1C is a small-diameter nozzle portion 11B and a distribution hole 13B described later,
13C constitutes a distribution passage, of which the passage on the side of the auxiliary combustion chamber A2 is the stepped hole 11C and the distribution hole 13C.
It is constituted by.
【００２５】１３はノズル筒１１の有底筒部１１Ａとホ
ルダ１０との間に配設されたミキシングヘッドを示し、
該ミキシングヘッド１３は図３に示す如く偏心穴１３Ａ
を有する有底筒体として形成され、偏心穴１３Ａとホル
ダ１０との間に予混合室１４を画成している。そして、
該予混合室１４はフューエルインジェクタ３からホルダ
１０の各燃料導入路１０Ａを介して導かれる燃料を、エ
アインジェクタ４からエア導入路１０Ｂを介して導かれ
る過給アシストエアに合流させ、このときに過給アシス
トエアで燃料の微粒化を促進させる。Reference numeral 13 denotes a mixing head provided between the bottomed cylinder portion 11A of the nozzle cylinder 11 and the holder 10.
The mixing head 13 has an eccentric hole 13A as shown in FIG.
And a premixing chamber 14 is defined between the eccentric hole 13A and the holder 10. And
The premixing chamber 14 joins the fuel introduced from the fuel injector 3 through each fuel introduction passage 10A of the holder 10 to the supercharging assist air introduced from the air injector 4 via the air introduction passage 10B. The supercharged assist air promotes atomization of fuel.
【００２６】また、ミキシングヘッド１３の底部側には
予混合室１４を主燃焼室Ａ1 と副燃焼室Ａ2 とに連通さ
せる分配穴１３Ｂ，１３Ｃが形成され、該分配穴１３
Ｂ，１３Ｃは前記分配通路の一部を構成している。そし
て、分配穴１３Ｂは分配通路のうち、主燃焼室Ａ1 側の
通路をノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂと共に構成
し、段付穴として形成された分配穴１３Ｂの下端側周囲
は後述するチェック弁１５用の弁座１３Ｄとなってい
る。Distribution holes 13B and 13C are formed on the bottom side of the mixing head 13 to allow the premixing chamber 14 to communicate with the main combustion chamber A1 and the sub-combustion chamber A2.
B and 13C constitute a part of the distribution passage. The distribution hole 13B forms a passage on the side of the main combustion chamber A1 of the distribution passage together with the small-diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11, and the lower end side of the distribution hole 13B formed as a stepped hole is a check valve described later. It is a valve seat 13D for 15.
【００２７】１５はミキシングヘッド１３の分配穴１３
Ｂ内に設けられた第１のチェック弁を示し、該チェック
弁１５はポペット形の弁部１５Ａが弁座１３Ｄに離着座
するように弁ばね１６により常時閉弁方向にばね受け１
７を介して付勢され、主燃焼室Ａ1 からの燃焼圧等が小
径ノズル部１１Ｂを介して予混合室１４へと逆流するの
を防止している。そして、該チェック弁１５は予混合室
１４内に燃料と過給アシストエアが供給されると、この
ときの圧力によって図４、図５に示す如く開弁し、この
燃料と過給アシストエアとの一部を混合気として弁座１
３Ｄ側から小径ノズル部１１Ｂを介して主燃焼室Ａ1 内
に分配して噴出させる。また、ばね受け１７には予混合
室１４内を弁座１３Ｄ側に連通させる複数の連通溝１７
Ａ，１７Ａ，…が径方向に形成されている。Reference numeral 15 denotes a distribution hole 13 of the mixing head 13.
1B shows a first check valve provided in B. The check valve 15 has a spring holder 1 in a normally closed direction by a valve spring 16 such that a poppet-shaped valve portion 15A is separated from and seated on a valve seat 13D.
7 prevents the combustion pressure and the like from the main combustion chamber A1 from flowing back to the premixing chamber 14 via the small-diameter nozzle portion 11B. When the fuel and the supercharging assist air are supplied into the premixing chamber 14, the check valve 15 opens as shown in FIGS. Valve seat 1 with a part of
The fuel is distributed from the 3D side into the main combustion chamber A1 via the small-diameter nozzle portion 11B and is ejected. The spring receiver 17 has a plurality of communication grooves 17 for communicating the inside of the premixing chamber 14 with the valve seat 13D.
A, 17A,... Are formed in the radial direction.
【００２８】１８はミキシングヘッド１３の分配穴１３
Ｃ内に設けられた第２のチェック弁を示し、該チェック
弁１８はポペット形の弁部１８Ａがノズル筒１１の弁座
１１Ｄに離着座するように、弁ばね１９により常時閉弁
方向にストッパとしてのばね受け２０を介して付勢さ
れ、主燃焼室Ａ1 および副燃焼室Ａ2 からの燃焼圧等が
ノズル筒１１の段付穴１１Ｃを介して予混合室１４へと
逆流するのを防止している。そして、該チェック弁１８
は予混合室１４内に燃料と過給アシストエアが供給され
ると、このときの圧力によって図４に示す如く開弁し、
この燃料と過給アシストエアとの残余の混合気を弁座１
１Ｄ側から副燃焼室Ａ2 内に分配して噴出させる。Reference numeral 18 denotes a distribution hole 13 of the mixing head 13.
C shows a second check valve provided in C. The check valve 18 is stopped by a valve spring 19 in a normally closed direction so that a poppet-shaped valve portion 18A is separated from and seated on a valve seat 11D of the nozzle cylinder 11. To prevent the combustion pressure from the main combustion chamber A1 and the sub-combustion chamber A2 from flowing back to the premixing chamber 14 through the stepped hole 11C of the nozzle cylinder 11. ing. Then, the check valve 18
When fuel and supercharging assist air are supplied into the premixing chamber 14, the valve opens as shown in FIG.
The remaining mixture of the fuel and the supercharging assist air is supplied to the valve seat 1
It is distributed from the 1D side into the sub-combustion chamber A2 and ejected.
【００２９】２１は弁ばね１９の周囲に位置して前記段
付穴１１Ｃの上部側と分配穴１３Ｃの下部側とに嵌合固
着されたストッパ筒を示し、該ストッパ筒２１は上端面
がばね受け２０に対する弁座２１Ａとして形成され、予
混合室１４内の圧力が所定圧を越えたとき（実際には、
フューエルインジェクタ３から予混合室１４内に燃料が
噴射されて微小時間が経過したとき）に、ばね受け２０
が弁ばね１９に抗して図５に示す如く着座し、該ばね受
け２０によってノズル筒１１の段付穴１１Ｃを閉塞させ
る。これにより、予混合室１４内の燃料は副燃焼室Ａ2
内に噴出するのを規制され、いかなるエンジンの運転状
態においても、副燃焼室Ａ2 内の空燃比Ａ／Ｆが図７に
例示した適正値８〜１２の範囲を越えてより過濃になる
のを抑えるようになっている。Reference numeral 21 denotes a stopper tube which is located around the valve spring 19 and is fitted and fixed to the upper side of the stepped hole 11C and the lower side of the distribution hole 13C. It is formed as a valve seat 21A for the receiver 20, and when the pressure in the premixing chamber 14 exceeds a predetermined pressure (actually,
When a short period of time has elapsed since fuel was injected from the fuel injector 3 into the premixing chamber 14, the spring receiver 20
5 is seated against the valve spring 19 as shown in FIG. 5, and the stepped hole 11C of the nozzle cylinder 11 is closed by the spring receiver 20. As a result, the fuel in the premixing chamber 14 is supplied to the sub-combustion chamber A2.
And the air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber A2 becomes richer than the proper value 8 to 12 illustrated in FIG. 7 in any operating state of the engine. Is to be suppressed.
【００３０】ここで、弁ばね１９は所定のばね荷重に設
定され、フューエルインジェクタ３から予混合室１４内
に燃料が噴射されたときに、このときの圧力によりチェ
ック弁１８が図４に示す如く開弁するのを許し、燃料の
噴射後に一定の微小時間が経過して予混合室１４内の圧
力が弁ばね１９の設定圧を越えたときには、チェック弁
１８をばね受け２０により図５に示す如く閉弁させるよ
うになっている。この場合、主燃焼室Ａ1 側のチェック
弁１５はエンジンの運転状態に応じて図６に示す特性線
２２の如く開，閉弁を繰返すものの、副燃焼室Ａ2 側の
チェック弁１８は特性線２３の如く常にほぼ一定の微小
時間をもって開，閉弁を繰返す。Here, the valve spring 19 is set at a predetermined spring load, and when fuel is injected from the fuel injector 3 into the premixing chamber 14, the pressure at this time causes the check valve 18 to move as shown in FIG. When the pressure in the premixing chamber 14 exceeds the set pressure of the valve spring 19 after a certain minute time has elapsed after fuel injection, the check valve 18 is opened by the spring receiver 20 as shown in FIG. The valve is closed as follows. In this case, the check valve 15 on the main combustion chamber A1 side repeatedly opens and closes as shown by a characteristic line 22 shown in FIG. The opening and closing of the valve are repeated with a substantially fixed minute time as described above.
【００３１】そして、副燃焼室Ａ2 は主燃焼室Ａ1 に比
べて小さい容積をもって形成され、比較的少量の燃料が
予混合室１４からチェック弁１８を介して噴射されたと
きでも、副燃焼室Ａ2 内には後述する点火プラグ２４か
らの火花で確実に着火できるリッチな混合気（空燃比Ａ
／Ｆが図７に例示した適正値８〜１２の範囲内）を生じ
させるようにしている。この場合、前記ノズル筒１１は
予混合室１４から過給アシストエアと共に噴出される燃
料の一部を段付穴１１Ｃ側から副燃焼室Ａ2 内に分配さ
せ、残余の燃料を小径ノズル部１１Ｂ側から過給アシス
トエアと共に主燃焼室Ａ1 内に導出させる。また、容積
が大きい主燃焼室Ａ1 内では、燃料の濃い混合気が供給
されても、この混合気は多量の吸入空気と混合するの
で、結果的には通常よりも希薄な混合気が生じるように
なる。The auxiliary combustion chamber A2 has a smaller volume than the main combustion chamber A1. Even when a relatively small amount of fuel is injected from the premixing chamber 14 through the check valve 18, the auxiliary combustion chamber A2 is formed. Inside, a rich air-fuel mixture (air-fuel ratio A
/ F is within the appropriate range of 8 to 12 illustrated in FIG. 7). In this case, the nozzle cylinder 11 distributes a part of the fuel ejected from the premixing chamber 14 together with the supercharging assist air from the stepped hole 11C into the sub-combustion chamber A2, and distributes the remaining fuel to the small-diameter nozzle 11B. From the main combustion chamber A1 together with the supercharging assist air. Also, in the main combustion chamber A1 having a large volume, even if a rich mixture of fuel is supplied, this mixture is mixed with a large amount of intake air, and as a result, a leaner mixture than usual is generated. become.
【００３２】さらに、２４は副燃焼室Ａ2 内に臨むよう
に取付筒８に取付けられた点火プラグを示し、該点火プ
ラグ２４は副燃焼室Ａ2 内の混合気に着火を行い、この
混合気の燃焼によって生じる火炎を環状の連通穴１２か
ら主燃焼室Ａ1 に向けて噴出させるようになっている。Further, reference numeral 24 denotes a spark plug mounted on the mounting cylinder 8 so as to face the sub-combustion chamber A2. The spark plug 24 ignites the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber A2. The flame generated by the combustion is blown out from the annular communication hole 12 toward the main combustion chamber A1.
【００３３】本実施例によるアシストエア式燃料噴射装
置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動につ
いて説明する。The assist air type fuel injection device according to the present embodiment has the above-described configuration, and its operation will be described below.
【００３４】まず、フューエルインジェクタ３には圧力
レギュレータによりエンジンの運転状態に応じて燃圧調
整された燃料が接続口３Ｃ側から供給され、エアインジ
ェクタ４にはエアポンプからの過給アシストエアが接続
口４Ｃ側から供給される。そして、フューエルインジェ
クタ３とエアインジェクタ４とにそれぞれ制御装置とし
てのコントロールユニット（図示せず）から電気信号
（噴射パルス等）を印加すると、フューエルインジェク
タ３とエアインジェクタ４とはそれぞれの弁体が開弁
し、噴射ノズル３Ｂ，４Ｂから隔壁体７の各燃料導入路
１０Ａとエア導入路１０Ｂとを介して予混合室１４内に
燃料と過給アシストエアとを噴射する。First, fuel whose pressure has been adjusted by the pressure regulator according to the operating state of the engine by the pressure regulator is supplied to the fuel injector 3 from the connection port 3C side, and the supercharged assist air from the air pump is supplied to the air injector 4 by the connection port 4C. Supplied from the side. When an electric signal (such as an injection pulse) is applied to the fuel injector 3 and the air injector 4 from a control unit (not shown) as a control device, the fuel injector 3 and the air injector 4 are opened. The fuel is injected into the premixing chamber 14 from the injection nozzles 3B and 4B via the fuel introduction passages 10A and the air introduction passages 10B of the partition wall 7 and the supercharging assist air.
【００３５】この場合、エア導入路１０Ｂはミキシング
ヘッド１３の偏心穴１３Ａ中心部上に位置し、分配穴１
３Ｂ，１３Ｃ間で予混合室１４内に開口し、各燃料導入
路１０Ａはエア導入路１０Ｂから図２に示す如く一定間
隔をもって離間し、小径ノズル部１１Ｂに近い分配穴１
３Ｂの上方で予混合室１４内に斜めに開口しているか
ら、予混合室１４内に噴射供給された燃料と過給アシス
トエアとは、ミキシングヘッド１３の分配穴１３Ｂ，１
３Ｃのうち分配穴１３Ｂ側で燃料の分配比率が大きくな
り、分配穴１３Ｃ側で燃料の分配比率を小さくすること
ができる。In this case, the air introduction path 10B is located at the center of the eccentric hole 13A of the mixing head 13,
3B and 13C, the fuel introduction passage 10A is separated from the air introduction passage 10B at a constant interval as shown in FIG.
3B, the fuel injected into the premixing chamber 14 and the supercharging assist air are distributed between the distribution holes 13B, 1B of the mixing head 13.
In 3C, the distribution ratio of the fuel is increased on the distribution hole 13B side, and the distribution ratio of the fuel can be reduced on the distribution hole 13C side.
【００３６】また、予混合室１４内に噴射された燃料と
過給アシストエアとはある程度予混合された状態で、こ
のときの圧力によりチェック弁１５，１８を開弁させ、
予混合室１４内からノズル筒１１の小径ノズル部１１
Ｂ、段付穴１１Ｃを介して主燃焼室Ａ1 と副燃焼室Ａ2
とに分配して供給される。そして、チェック弁１５はフ
ューエルインジェクタ３の開，閉弁にほぼ対応して図６
に示す特性線２２の如く開，閉弁を繰返し、小径ノズル
部１１Ｂから主燃焼室Ａ1 内に分配供給した燃料の分配
比率が大きい混合気を吸入空気と混合させることによ
り、主燃焼室Ａ1 内に比較的希薄な混合気を生じさせ
る。また、チェック弁１８は図６に示す特性線２３の如
く常にほぼ一定時間をもって開，閉弁を繰り返し、副燃
焼室Ａ2 内に点火プラグ２４で確実に着火できる程度に
リッチな混合気を生じさせる。In a state where the fuel injected into the premixing chamber 14 and the supercharging assist air are premixed to some extent, the check valves 15 and 18 are opened by the pressure at this time.
Small-diameter nozzle portion 11 of nozzle cylinder 11
B, the main combustion chamber A1 and the sub combustion chamber A2 through the stepped hole 11C.
And distributed. The check valve 15 substantially corresponds to opening and closing of the fuel injector 3 in FIG.
By repeatedly opening and closing the valve as indicated by a characteristic line 22 shown in FIG. 3, a mixture having a large distribution ratio of the fuel distributed and supplied from the small-diameter nozzle portion 11B into the main combustion chamber A1 is mixed with the intake air, so that the main combustion chamber A1 Produces a relatively lean mixture. The check valve 18 repeatedly opens and closes with a substantially constant time, as indicated by a characteristic line 23 shown in FIG. 6, to generate a rich air-fuel mixture in the sub-combustion chamber A2 such that the ignition plug 24 can reliably ignite the mixture. .
【００３７】そして、点火プラグ２４は副燃焼室Ａ2 内
の混合気に着火を行い、この混合気の燃焼によって生じ
る火炎を環状の連通穴１２から主燃焼室Ａ1 に向け、例
えば中空円錐状または円筒状に噴出させることにより、
このときの火炎を比較的大きな接触面積をもって主燃焼
室Ａ1 内の混合気に接触させ、リーンバーン制御時でも
主燃焼室Ａ1 内の混合気を安定して燃焼させることがで
きる。The ignition plug 24 ignites the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber A2, and directs the flame generated by the combustion of the air-fuel mixture from the annular communication hole 12 to the main combustion chamber A1. By squirting in a shape,
The flame at this time is brought into contact with the air-fuel mixture in the main combustion chamber A1 with a relatively large contact area, and the air-fuel mixture in the main combustion chamber A1 can be stably burned even during lean burn control.
【００３８】而して、本実施例よれば、フューエルイン
ジェクタ３、エアインジェクタ４と予混合室１４との間
に位置して隔壁体７のホルダ１０に形成した各燃料導入
路１０Ａとエア導入路１０Ｂとを互いに離間させ、該エ
ア導入路１０Ｂはミキシングヘッド１３の分配穴１３
Ｂ，１３Ｃ間で予混合室１４内に開口し、各燃料導入路
１０Ａは小径ノズル部１１Ｂに近い分配穴１３Ｂの上方
で予混合室１４内に斜めに開口する構成としたので、各
燃料導入路１０Ａとエア導入路１０Ｂとから噴射供給さ
れる燃料と過給アシストエアとを予混合室１４内で予混
合させつつ、このときの燃料の分配比率を分配穴１３Ｂ
側で大きくでき、分配穴１３Ｃ側で燃料の分配比率を小
さくすることができる。Thus, according to the present embodiment, each of the fuel introduction passages 10A and the air introduction passages formed between the fuel injector 3, the air injector 4 and the premixing chamber 14 and formed in the holder 10 of the partition 7 is provided. 10B are separated from each other, and the air introduction path 10B is connected to the distribution hole 13 of the mixing head 13.
B and 13C are opened in the premixing chamber 14, and each fuel introduction path 10A is obliquely opened in the premixing chamber 14 above the distribution hole 13B close to the small-diameter nozzle portion 11B. While premixing the fuel injected and supplied from the passage 10A and the air introduction passage 10B with the supercharging assist air in the premixing chamber 14, the distribution ratio of the fuel at this time is determined by the distribution hole 13B.
Side, and the distribution ratio of the fuel can be reduced at the distribution hole 13C side.
【００３９】また、分配穴１３Ｃと副燃焼室Ａ2 との間
に配設したチェック弁１８にはストッパ筒２１を設け、
該ストッパ筒２１の上端面をばね受け２０に対する弁座
２１Ａとして形成し、フューエルインジェクタ３から予
混合室１４内に燃料を噴射したときには、チェック弁１
８を図４に示す如く開弁させ、一定の微小時間が経過し
て予混合室１４内の圧力が所定圧を越えて上昇したとき
には、チェック弁１８のばね受け２０を弁ばね１９に抗
して図５に示す如くストッパ筒２１の弁座２１Ａに着座
させ、該ばね受け２０によってノズル筒１１の段付穴１
１Ｃを閉塞させる構成としたから、チェック弁１８を図
６に示す特性線２３の如く常にほぼ一定の微小時間をも
って開，閉弁させ、予混合室１４内の燃料が副燃焼室Ａ
2 内に過剰に供給されるのを規制でき、副燃焼室Ａ2 内
の空燃比Ａ／Ｆが図７に例示した適正値８〜１２の範囲
を越えてより過濃になるのを防止できると共に、副燃焼
室Ａ2 内に点火プラグ２４で着火するのに適したリッチ
傾向の混合気を生じさせることができる。The check valve 18 disposed between the distribution hole 13C and the auxiliary combustion chamber A2 is provided with a stopper cylinder 21.
The upper end surface of the stopper cylinder 21 is formed as a valve seat 21A for the spring receiver 20, and when fuel is injected from the fuel injector 3 into the premixing chamber 14, the check valve 1
8 is opened as shown in FIG. 4, and when a predetermined minute time elapses and the pressure in the premixing chamber 14 rises above a predetermined pressure, the spring receiver 20 of the check valve 18 is pressed against the valve spring 19. 5 is seated on the valve seat 21A of the stopper tube 21 as shown in FIG.
1C, the check valve 18 is always opened and closed with a substantially constant minute time as indicated by a characteristic line 23 shown in FIG.
2 can be prevented from being excessively supplied, and the air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber A2 can be prevented from becoming more concentrated beyond the proper value range of 8 to 12 illustrated in FIG. , A rich air-fuel mixture suitable for ignition by the spark plug 24 can be generated in the sub-combustion chamber A2.
【００４０】さらに、ノズル筒１１の小径ノズル部１１
Ｂを管状に形成し、副燃焼室Ａ2 内を予混合室１４側か
ら取付筒８の連通穴１２の位置まで主燃焼室Ａ1 に向け
軸方向に伸長させるようにしたから、副燃焼室Ａ2 内の
混合気が点火プラグ２４で着火されることにより生じた
火炎は、環状の連通穴１２から中空の円筒状または中空
円錐状となって主燃焼室Ａ1 内に噴出するようになり、
この火炎を主燃焼室Ａ1 内の混合気に広範囲に亘って接
触させることができ、この混合気を効率的に燃焼させて
燃焼効率を向上できる。Further, the small-diameter nozzle portion 11 of the nozzle cylinder 11
B is formed in a tubular shape, and the inside of the sub-combustion chamber A2 is extended from the premixing chamber 14 side to the position of the communication hole 12 of the mounting cylinder 8 in the axial direction toward the main combustion chamber A1. The flame generated by the ignition of the air-fuel mixture by the ignition plug 24 becomes a hollow cylinder or a hollow cone from the annular communication hole 12 and jets into the main combustion chamber A1.
This flame can be brought into contact with the air-fuel mixture in the main combustion chamber A1 over a wide range, and the air-fuel mixture can be efficiently burned to improve the combustion efficiency.
【００４１】そして、副燃焼室Ａ2 内で混合気が燃焼し
たときには、ノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂが副燃
焼室Ａ2 からの熱により加熱されるから、予混合室１４
からノズル筒１１の小径ノズル部１１Ｂを介して主燃焼
室Ａ1 内に噴出する燃料は過給アシストエアによる燃料
の微粒化に加えて、このときの熱によりさらに気化が促
進され、主燃焼室Ａ1 内に希薄な混合気を生じさせたと
してもこの混合気を確実に希薄燃焼でき、リーンバーン
制御等を効果的に行うことができる。When the air-fuel mixture burns in the sub-combustion chamber A2, the small-diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11 is heated by the heat from the sub-combustion chamber A2.
The fuel injected into the main combustion chamber A1 through the small-diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11 is further vaporized by the heat at this time in addition to atomizing the fuel by the supercharging assist air. Even when a lean air-fuel mixture is generated, the lean air-fuel mixture can be reliably burned, and lean burn control and the like can be effectively performed.
【００４２】かくして、本実施例によれば、各燃料導入
路１０Ａとエア導入路１０Ｂとから噴射供給された燃料
と過給アシストエアとを予混合室１４内で予混合させる
ときに、燃料の分配比率を分配穴１３Ｂ側で大きくし、
分配穴１３Ｃ側で燃料の分配比率を小さくする共に、分
配穴１３Ｃ側のチェック弁１８を常に微小時間をもって
開，閉弁させ、予混合室１４内の燃料が副燃焼室Ａ2 内
に過剰に供給されるのを規制する構成としたから、副燃
焼室Ａ2 内には常にほぼ一定量の燃料を過給アシストエ
アと共に供給でき、副燃焼室Ａ2 内に所要の空燃比の範
囲内でリッチ傾向の混合気を生じさせることができる。Thus, according to the present embodiment, when the fuel injected and supplied from each fuel introduction passage 10A and the air introduction passage 10B and the supercharging assist air are premixed in the premixing chamber 14, the fuel The distribution ratio is increased on the distribution hole 13B side,
The fuel distribution ratio is reduced on the side of the distribution hole 13C, and the check valve 18 on the side of the distribution hole 13C is always opened and closed in a short time, so that the fuel in the premixing chamber 14 is excessively supplied into the auxiliary combustion chamber A2. Therefore, a substantially constant amount of fuel can always be supplied into the sub-combustion chamber A2 together with the supercharging assist air, and the fuel tends to be rich in the sub-combustion chamber A2 within the required air-fuel ratio range. An air-fuel mixture can be created.
【００４３】従って本実施例では、副燃焼室Ａ2 内の混
合気を点火プラグ２４からの火花で瞬時に燃焼させるこ
とができ、副燃焼室Ａ2 内での混合気の着火性を安定化
できる上に、副燃焼室Ａ2 からの火炎を主燃焼室Ａ1 内
に中空状に噴出させることにより、主燃焼室Ａ1 内のリ
ーン傾向の混合気を確実に燃焼させることができ、例え
ばリーンバーン制御時でも安定した回転出力をエンジン
本体１から導出でき、排気ガスの清浄化と燃費の向上を
図ることができる等、種々の効果を奏する。Therefore, in this embodiment, the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber A2 can be instantaneously burned by the spark from the spark plug 24, and the ignitability of the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber A2 can be stabilized. Further, by injecting the flame from the sub-combustion chamber A2 into the main combustion chamber A1 in a hollow state, the lean air-fuel mixture in the main combustion chamber A1 can be reliably burned. Various effects are exhibited, such as a stable rotation output can be derived from the engine body 1, and exhaust gas can be purified and fuel efficiency can be improved.
【００４４】なお、前記実施例では、弁ばね１９を所定
圧のばね荷重に設定し、フューエルインジェクタ３から
予混合室１４内に燃料が噴射されたときに、このときの
圧力によりチェック弁１８が図４に示す如く開弁するの
を許し、燃料の噴射後に一定の微小時間が経過して予混
合室１４内の圧力が弁ばね１９の設定圧を越えたときに
は、チェック弁１８をばね受け２０により図５に示す如
く閉弁させるものとして述べたが、本考案はこれに限ら
ず、フューエルインジェクタ３からの燃料の噴射圧が、
例えば２．５５〜３．０５Ｋｇ／ｃｍ2 程度の範囲内に
あるときにはチェック弁１８が図４に示す如く開弁する
のを許し、エンジンの加速時等に燃料の噴射圧がさらに
上昇したときには、チェック弁１８をばね受け２０によ
り図５に示す如く閉弁させるように弁ばね１９のばね荷
重を所定圧に設定してもよい。In the above embodiment, the valve spring 19 is set to a predetermined spring load, and when fuel is injected from the fuel injector 3 into the premixing chamber 14, the check valve 18 is actuated by the pressure at this time. As shown in FIG. 4, the valve is allowed to open, and when a predetermined minute time elapses after the fuel injection and the pressure in the premixing chamber 14 exceeds the set pressure of the valve spring 19, the check valve 18 is moved to the spring support 20. However, the present invention is not limited to this, and the injection pressure of the fuel from the fuel injector 3 is
For example, when it is within the range of about 2.55 to 3.05 Kg / cm 2 , the check valve 18 is allowed to open as shown in FIG. 4, and when the fuel injection pressure further increases during engine acceleration or the like, The spring load of the valve spring 19 may be set to a predetermined pressure so that the check valve 18 is closed by the spring receiver 20 as shown in FIG.
【００４５】また、チェック弁１８はチェック弁１５と
同様に開，閉弁動作を行うように構成してもよく、この
場合でも、ノズル筒１１の副ノズル部となる段付穴１１
Ｃを小径に形成すれば、各燃料導入路１０Ａとエア導入
路１０Ｂとの配置関係によって、燃料の分配比率を分配
穴１３Ｂ側で大きくでき、分配穴１３Ｃ側で燃料の分配
比率を小さくできるので、副燃焼室Ａ2 内の空燃比Ａ／
Ｆが図７に例示した適正値８〜１２の範囲を越えてより
過濃になるのを防止できる。The check valve 18 may be configured to open and close in the same manner as the check valve 15. In this case, the stepped hole 11 serving as the sub-nozzle portion of the nozzle cylinder 11 is also provided.
If C is formed with a small diameter, the fuel distribution ratio can be increased on the distribution hole 13B side and the fuel distribution ratio can be reduced on the distribution hole 13C side depending on the arrangement relationship between each fuel introduction passage 10A and the air introduction passage 10B. , The air-fuel ratio A / in the auxiliary combustion chamber A2
It is possible to prevent F from becoming excessively rich beyond the range of the appropriate values 8 to 12 illustrated in FIG.
【００４６】さらに、前記実施例では、シリンダヘッド
２から外部に突出させて隔壁体７を設けるものとして述
べたが、本考案はこれに限らず、例えば隔壁体７の取付
筒８等をシリンダヘッド２外に突出させることなく、該
シリンダヘッド２に一体化して設けるようにしてもよ
い。Furthermore, in the above-described embodiment, the partition 7 is provided so as to protrude from the cylinder head 2 to the outside. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, it may be provided integrally with the cylinder head 2 without protruding outside.
【００４７】さらにまた、前記実施例では、隔壁体７の
ホルダ１０にフューエルインジェクタ３とエアインジェ
クタ４とをストッパプレート５を介して固定ボルト６に
より固定して設けるものとして述べたが、本考案はこれ
に限らず、例えばホルダ１０にフューエルインジェクタ
３のみを設け、該フューエルインジェクタ３からの燃料
を各燃料導入路１０Ａを介して予混合室１４内に噴射さ
せると共に、該予混合室１４内に外部からエア導管、エ
ア導入路１０Ｂを介して過給アシストエアを導入し、こ
の過給アシストエアにより予混合室１４内で燃料を微粒
化するようにしてもよい。Further, in the above-described embodiment, the fuel injector 3 and the air injector 4 are fixed to the holder 10 of the partition body 7 by the fixing bolt 6 via the stopper plate 5 and provided. The fuel injector 3 is provided only in the holder 10, for example, and the fuel from the fuel injector 3 is injected into the premixing chamber 14 through each fuel introduction passage 10A. , A supercharging assist air may be introduced through an air conduit and an air introduction passage 10B, and the supercharging assist air may atomize the fuel in the premixing chamber 14.
【００４８】[0048]
【考案の効果】以上詳述した通り、本考案によれば、エ
ンジン本体のシリンダヘッドとフューエルインジェクタ
との間に、フューエルインジェクタ側に位置して燃料と
過給アシストエアとの予混合室を画成し、エンジン本体
の燃焼室側に主燃焼室と副燃焼室とを画成する隔壁体を
設け、該隔壁体には、燃料を前記予混合室内に導く燃料
導入路と過給アシストエアを予混合室内に導くエア導入
路とを互いに離間させて設け、前記燃料導入路を前記分
配ノズルの副ノズル部よりも主ノズル部に近い位置で予
混合室内に開口させたから、フューエルインジェクタか
らの燃料導入路と過給アシストエアのエア導入路とを予
混合室内に離間させて開口でき、燃料の噴射圧に影響さ
れることなく、エア導入路を介して予混合室内に過給ア
シストエアを確実に供給できる上に、フューエルインジ
ェクタから燃料導入路を介して予混合室内に噴射された
燃料を分配ノズルの主ノズル部側と副ノズル部側とに分
配するときに、燃料の分配比率を副ノズル部側よりも主
ノズル部側で大きくでき、分配ノズルの副ノズル部から
副燃焼室内に過剰な燃料が供給されるのを効果的に防止
できる。As described in detail above, according to the present invention, between the cylinder head of the engine body and the fuel injector, a pre-mixing chamber for fuel and supercharging assist air is located on the fuel injector side. And a partition body that defines a main combustion chamber and a sub-combustion chamber is provided on the combustion chamber side of the engine body, and the partition body has a fuel introduction passage and a supercharging assist air for guiding fuel into the premixing chamber. The air introduction passage leading to the premixing chamber is provided separately from the fuel introduction passage, and the fuel introduction passage is opened into the premixing chamber at a position closer to the main nozzle portion than the sub nozzle portion of the distribution nozzle. The introduction path and the air introduction path for the supercharging assist air can be separated and opened in the premixing chamber, and the supercharging assist air is reliably supplied into the premixing chamber via the air introduction path without being affected by the fuel injection pressure. When the fuel injected from the fuel injector into the premixing chamber through the fuel introduction path is distributed to the main nozzle portion side and the sub nozzle portion side of the distribution nozzle, the fuel distribution ratio is set to the sub nozzle portion. It can be made larger on the side of the main nozzle than on the side, and it is possible to effectively prevent excess fuel from being supplied into the sub-combustion chamber from the sub nozzle of the distribution nozzle.
【００４９】また、前記隔壁体には副燃焼室を主燃焼室
に連通させる環状の連通穴を形成したから、副燃焼室内
の混合気に点火プラグで着火することにより生じた火炎
は隔壁体の連通穴から円筒状または中空円錐状となって
主燃焼室内に噴出し、副燃焼室から主燃焼室に噴出する
火炎と主燃焼室内の希薄な混合気との接触面積を大きく
でき、全体の燃焼効率を確実に向上できる等、種々の効
果を奏する。Further, since an annular communication hole for communicating the sub-combustion chamber with the main combustion chamber is formed in the partition body, the flame generated by igniting the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber with the ignition plug is formed in the partition body. A cylindrical or hollow conical shape is blown out from the communication hole into the main combustion chamber, and the contact area between the flame that blows out from the sub-combustion chamber into the main combustion chamber and the lean mixture in the main combustion chamber can be increased. Various effects are exhibited, such as efficiency can be surely improved.
【図１】本考案の実施例によるアシストエア式燃料噴射
装置を示す要部破断の外観図である。FIG. 1 is an external view of a main part cutaway showing an assist air type fuel injection device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１中の矢示II−II方向拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view taken in the direction of arrows II-II in FIG.
【図３】各チェック弁が共に閉弁した状態を示す図１中
の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 1, showing a state in which all check valves are closed.
【図４】各チェック弁が共に開弁した状態を示す図１中
の要部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part in FIG. 1 showing a state where each check valve is opened together.
【図５】副燃焼室側のチェック弁が閉弁した状態を示す
図１中の要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part in FIG. 1 showing a state in which a check valve on the side of a sub-combustion chamber is closed.
【図６】各チェック弁の開，閉弁特性を示す特性線図で
ある。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the opening and closing characteristics of each check valve.
【図７】空燃比と着火時間との関係を示す特性線図であ
る。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between an air-fuel ratio and an ignition time.
１ エンジン本体 ２ シリンダヘッド ３ フューエルインジェクタ ４ エアインジェクタ ７ 隔壁体 ８ 取付筒 ９ エンドカバー １０ ホルダ １０Ａ 燃料導入路 １０Ｂ エア導入路 １１ ノズル筒（分配ノズル） １１Ｂ 小径ノズル部（主ノズル部） １１Ｃ 段付穴（副ノズル部） １２ 連通穴 １３ ミキシングヘッド １３Ｂ，１３Ｃ 分配穴 １４ 予混合室 １５，１８ チェック弁 ２０ ばね受け ２１ ストッパ筒 ２４ 点火プラグ Ａ 燃焼室 Ａ1 主燃焼室 Ａ2 副燃焼室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2 Cylinder head 3 Fuel injector 4 Air injector 7 Partition body 8 Mounting cylinder 9 End cover 10 Holder 10A Fuel introduction path 10B Air introduction path 11 Nozzle cylinder (distribution nozzle) 11B Small diameter nozzle part (main nozzle part) 11C Stepped Hole (sub-nozzle part) 12 communication hole 13 mixing head 13B, 13C distribution hole 14 premixing chamber 15, 18 check valve 20 spring receiver 21 stopper cylinder 24 spark plug A combustion chamber A1 main combustion chamber A2 sub-combustion chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 69/08 Ｆ０２Ｍ 69/08 (56)参考文献 特開 平２−99760（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−173823（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246275（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288136（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−76655（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−137233（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−85873（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 69/00 F02M 69/04 F02M 69/08 F02M 61/18 F02B 19/10 - 19/12────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI F02M 69/08 F02M 69/08 (56) References JP-A-2-99760 (JP, A) JP-A-6-173823 (JP) JP-A-4-246275 (JP, A) JP-A-5-288136 (JP, A) JP-A-6-76655 (JP, A) JP-A-6-137233 (JP, A) 2-85873 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02M 69/00 F02M 69/04 F02M 69/08 F02M 61/18 F02B 19/10-19/12
Claims (1)
タを備え、該フューエルインジェクタから噴射した燃料
を過給アシストエアにより微粒化しつつ、エンジン本体
の燃焼室内に供給するアシストエア式燃料噴射装置にお
いて、前記エンジン本体のシリンダヘッドには前記フュ
ーエルインジェクタとの間に位置し、該フューエルイン
ジェクタ側で前記燃料と過給アシストエアとの予混合室
を画成すると共に前記エンジン本体の燃焼室側で主燃焼
室と副燃焼室とを画成する隔壁体を設け、該隔壁体に
は、前記フューエルインジェクタから噴射した燃料を前
記予混合室内に導く燃料導入路と、該燃料導入路から離
間して前記予混合室内に開口し前記過給アシストエアを
予混合室内に導くエア導入路と、前記予混合室と主燃焼
室および副燃焼室との間に位置し、前記過給アシストエ
アと燃料からなる混合気を前記予混合室から主燃焼室側
に分配供給する主ノズル部と副燃焼室側に分配供給する
副ノズル部とを有した分配ノズルと、該分配ノズルの主
ノズル部先端側を周囲から取囲むように環状に形成され
前記副燃焼室内の混合気を点火プラグで着火することに
より前記副燃焼室から主燃焼室内に向けて火炎を噴出さ
せる連通穴とを設け、前記燃料導入路を前記分配ノズル
の副ノズル部よりも主ノズル部に近い位置で前記予混合
室内に開口させる構成としたことを特徴とするアシスト
エア式燃料噴射装置。1. An assist-air fuel injection device comprising a direct-injection fuel injector, wherein the fuel injected from the fuel injector is atomized by supercharging assist air and supplied into a combustion chamber of an engine body. The cylinder head of the engine body is positioned between the fuel injector and the fuel injector, defines a premixing chamber for the fuel and the supercharging assist air on the fuel injector side, and has a main combustion chamber on the combustion chamber side of the engine body. A partition for defining fuel and a sub-combustion chamber. The partition has a fuel introduction passage for introducing fuel injected from the fuel injector into the premixing chamber, and a premix for separating from the fuel introduction passage. An air introduction path that opens into the chamber and guides the supercharging assist air into the premixing chamber; A main nozzle portion that distributes and supplies an air-fuel mixture composed of the supercharging assist air and the fuel from the premixing chamber to the main combustion chamber side and a sub-nozzle portion that distributes and supplies the air-fuel mixture to the sub-combustion chamber side A flame is formed from the sub-combustion chamber toward the main combustion chamber by igniting an air-fuel mixture in the sub-combustion chamber with a spark plug so as to surround the nozzle and the front end side of the main nozzle portion of the distribution nozzle from the periphery. And a communication hole for injecting the fuel into the premixing chamber at a position closer to the main nozzle than to the sub-nozzle of the distribution nozzle. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993028590U JP2572321Y2 (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Assist air type fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH0680859U JPH0680859U (en) | 1994-11-15 |
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ID=12252818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114483286B (en) * | 2020-11-12 | 2024-08-02 | 广州汽车集团股份有限公司 | Pre-combustion ignition device, combustion device and engine |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP1993028590U patent/JP2572321Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680859U (en) | 1994-11-15 |
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