JPH02223669A - 往復内燃機関のシリンダへの空気圧燃料の噴射の方法と装置 - Google Patents
往復内燃機関のシリンダへの空気圧燃料の噴射の方法と装置Info
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- JPH02223669A JPH02223669A JP88335688A JP33568888A JPH02223669A JP H02223669 A JPH02223669 A JP H02223669A JP 88335688 A JP88335688 A JP 88335688A JP 33568888 A JP33568888 A JP 33568888A JP H02223669 A JPH02223669 A JP H02223669A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
- F02M67/02—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps
- F02M67/04—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps the air being extracted from working cylinders of the engine
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオルターナチプ内燃機関のシリンダ中への空気
圧燃料噴射方法とそれに対応する空圧式噴射装置に関す
るものである。
圧燃料噴射方法とそれに対応する空圧式噴射装置に関す
るものである。
1または数シリンダをもつ、高効率の2行程機関におい
て、研究の目的はこれらシリンダの、燃料を混合しない
新鮮な空気によるパージと、シリンダ中への霧化した液
体燃料の噴霧とを独立に、機関の作動サイクルのはっき
りと決められた、継起的な瞬間毎に相互に実現しようと
するものである。
て、研究の目的はこれらシリンダの、燃料を混合しない
新鮮な空気によるパージと、シリンダ中への霧化した液
体燃料の噴霧とを独立に、機関の作動サイクルのはっき
りと決められた、継起的な瞬間毎に相互に実現しようと
するものである。
霧化した燃料のシリンダ中への噴射は、その開閉がカム
で制御される弁を備えたシリンダ中に開口するインジェ
クタをもつ空気圧噴射装置により行われ、この場合、イ
ンジェクタが開く時の燃料の霧化と噴射とはインジェク
タへの液体燃料供給装置と圧縮空気源によって達成され
る。
で制御される弁を備えたシリンダ中に開口するインジェ
クタをもつ空気圧噴射装置により行われ、この場合、イ
ンジェクタが開く時の燃料の霧化と噴射とはインジェク
タへの液体燃料供給装置と圧縮空気源によって達成され
る。
新鮮な空気によるシリンダの清掃は、シリンダの下部に
接続する燃料噴射ポンプ覆いが、ピストンがシリンダ中
を往復する際にポンプ覆い中に空気の圧縮を惹起し、下
部の死点まで移動し続ける状態を作ることによって達成
される。
接続する燃料噴射ポンプ覆いが、ピストンがシリンダ中
を往復する際にポンプ覆い中に空気の圧縮を惹起し、下
部の死点まで移動し続ける状態を作ることによって達成
される。
ポンプ覆いをシリンダの入口開口部に連結する導管は、
圧縮空気をシリンダ内に送り込み、このシリンダ内に送
り込まれた空気が、入口開口部を塞いでいたピストンが
その下部死点に移行することによって開口部を開く時に
シリンダ内をパージする。
圧縮空気をシリンダ内に送り込み、このシリンダ内に送
り込まれた空気が、入口開口部を塞いでいたピストンが
その下部死点に移行することによって開口部を開く時に
シリンダ内をパージする。
本提案の一つの主旨は、燃料の霧化と噴射を達成するの
にポンプ覆い内の圧縮空気を利用する空気圧式噴射装置
の製作にある。このため、ポンプ覆いは、逆止弁付きの
導管によってインジェクタに接続される。逆上弁の上流
側に位置する導管部分はそれ自体が圧縮空気を溜める貯
蔵部をなす様にするか、または別途設ける貯蔵部に接続
する形をとる。逆止弁が開くことによってポンプ覆い内
の圧力が最大圧に近くなると、圧縮空気の再充填が達成
される。
にポンプ覆い内の圧縮空気を利用する空気圧式噴射装置
の製作にある。このため、ポンプ覆いは、逆止弁付きの
導管によってインジェクタに接続される。逆上弁の上流
側に位置する導管部分はそれ自体が圧縮空気を溜める貯
蔵部をなす様にするか、または別途設ける貯蔵部に接続
する形をとる。逆止弁が開くことによってポンプ覆い内
の圧力が最大圧に近くなると、圧縮空気の再充填が達成
される。
別途圧縮ガス源を設けずに済むこのような装置には、し
かしながらポンプ覆いとインジェクタを接続する接続導
管を必要とし、場合によってはこの導管を圧縮空気貯蔵
部にも連結しなければならない。
かしながらポンプ覆いとインジェクタを接続する接続導
管を必要とし、場合によってはこの導管を圧縮空気貯蔵
部にも連結しなければならない。
数個のシリンダを持つ噴射式機関の場合、燃料の霧化を
機関のあるシリンダ内で起こすために他のシリンダから
とる加圧ホットガスを使用することを提案した。噴射は
シリンダを満たすための燃料混合空気を吸込む、シリン
ダ入側バルブで行われる。ここから抜きとるホットガス
の効果は液体燃料の霧化、場合によっては液体燃料の蒸
気化に限定される。液体燃料のシリンダ内への導入は、
入側弁が開いている時に、流入空気の混合吸入によって
行われる。
機関のあるシリンダ内で起こすために他のシリンダから
とる加圧ホットガスを使用することを提案した。噴射は
シリンダを満たすための燃料混合空気を吸込む、シリン
ダ入側バルブで行われる。ここから抜きとるホットガス
の効果は液体燃料の霧化、場合によっては液体燃料の蒸
気化に限定される。液体燃料のシリンダ内への導入は、
入側弁が開いている時に、流入空気の混合吸入によって
行われる。
この場合、2行程機関およびその類似品の場合とは逆に
、燃料の導入と独立したシリンダ内へのパージ用フレッ
シュエアの導入は起こらず、この燃料の導入は、シリン
ダ内空気導入装置と独立の空気圧インジェクタによって
行われないので、加圧されることがない。
、燃料の導入と独立したシリンダ内へのパージ用フレッ
シュエアの導入は起こらず、この燃料の導入は、シリン
ダ内空気導入装置と独立の空気圧インジェクタによって
行われないので、加圧されることがない。
空気圧噴射の場合、これまでは必ず、補助圧縮空気源ま
たはポンプ覆いとシリンダの間、時としては圧縮空気貯
蔵装置との間を接続する接続導管が使われてきた。
たはポンプ覆いとシリンダの間、時としては圧縮空気貯
蔵装置との間を接続する接続導管が使われてきた。
したがって本発明の目的は、一つのシリンダ中で燃料を
混合していない新鮮な空気によるパージと、加圧ガスに
より霧化される液体燃料の噴射を、機関の作動サイクル
の決められた瞬間に交互に独立して行う2行程内燃機関
の一つのシリンダへの空気圧による燃料噴射方法の提案
にあり、この方法は補助圧縮空気源に頼る必要もなく、
また、ポンプ覆いを備える機関の場合に、このポンプ覆
いをインジェクタと接続する連結手段を要しないもので
ある。
混合していない新鮮な空気によるパージと、加圧ガスに
より霧化される液体燃料の噴射を、機関の作動サイクル
の決められた瞬間に交互に独立して行う2行程内燃機関
の一つのシリンダへの空気圧による燃料噴射方法の提案
にあり、この方法は補助圧縮空気源に頼る必要もなく、
また、ポンプ覆いを備える機関の場合に、このポンプ覆
いをインジェクタと接続する連結手段を要しないもので
ある。
この目的で、燃料のシリンダ中の霧化と噴射は、機関の
1つのシリンダから採るガスによって行われる。
1つのシリンダから採るガスによって行われる。
本発明はまた、機関の1つのシリンダ中に燃料の空気圧
噴射を、このシリンダまたは機関が複数のシリンダをも
つ場合は別の1つのシリンダから採るガスを用いて達成
する装置に関するものである。
噴射を、このシリンダまたは機関が複数のシリンダをも
つ場合は別の1つのシリンダから採るガスを用いて達成
する装置に関するものである。
本発明の理解を助けるため、以下これに制限されない例
をもって、アネックスに掲げた図に依拠しながら、いく
つかの解決案を供し、いくつかの製作法による噴射装置
を使用する、本発明によるプロセスの設計を説明するこ
とにする。
をもって、アネックスに掲げた図に依拠しながら、いく
つかの解決案を供し、いくつかの製作法による噴射装置
を使用する、本発明によるプロセスの設計を説明するこ
とにする。
図1は、本発明の実現をもたらす第1の製作方法に従う
空気圧噴射装置を備える2行程機関の正面および断面原
理図である。
空気圧噴射装置を備える2行程機関の正面および断面原
理図である。
図2は、本発明を実現させる第2の製作方法に従う空気
圧噴射装置を備える機関の1つのシリングの部分的正面
図および断面図である。
圧噴射装置を備える機関の1つのシリングの部分的正面
図および断面図である。
図3は、図2と同様な図面で、機関のそれぞれの作動サ
イクルにおけるこのシリンダを示している。
イクルにおけるこのシリンダを示している。
図4は、図2および図3に示されるシリンダをもつ機関
の作動ダイヤグラムである。
の作動ダイヤグラムである。
図5は、本発明を実現させる第3の製作方法による噴射
gitを備える、複数のシリンダをもつ機関の2つのシ
リンダの正面および断面原理図である。
gitを備える、複数のシリンダをもつ機関の2つのシ
リンダの正面および断面原理図である。
図6は、本発明を実現させる第4の製作方法による噴射
装置を備えた機関の1つのシリンダの断面および正面原
理図である。
装置を備えた機関の1つのシリンダの断面および正面原
理図である。
図1には、2行程機関の1つのシリンダ1が見られ、こ
の中をリンク3を介してクランク軸4に連結されたピス
トン2が往復運動を行っている。シリンダ1はその開い
た下部でポンプ覆い5に連絡しており、ピストン2はポ
ンプ覆いS中に、その下方死点に向かう移動中に部分的
に侵入することができる。覆い5は空気流入導管7をも
ち、後者の開閉は逆止弁6によって駆動される。ピスト
ン2は、その下方死点に向かう移動中、覆いS中に含ま
れる空気を圧縮することができ、これを、8のような導
管中に吐き出すと、圧縮空気は移送オリフィス9を通じ
てシリンダ1のチェンバ中に流れ込む。ピストン2がそ
れまで塞いでいたオリフィス8を離れて下方に向かう時
、覆い5と導管8のお蔭で新鮮な空気が流れ込み、シリ
ンダ1のパージを行う。
の中をリンク3を介してクランク軸4に連結されたピス
トン2が往復運動を行っている。シリンダ1はその開い
た下部でポンプ覆い5に連絡しており、ピストン2はポ
ンプ覆いS中に、その下方死点に向かう移動中に部分的
に侵入することができる。覆い5は空気流入導管7をも
ち、後者の開閉は逆止弁6によって駆動される。ピスト
ン2は、その下方死点に向かう移動中、覆いS中に含ま
れる空気を圧縮することができ、これを、8のような導
管中に吐き出すと、圧縮空気は移送オリフィス9を通じ
てシリンダ1のチェンバ中に流れ込む。ピストン2がそ
れまで塞いでいたオリフィス8を離れて下方に向かう時
、覆い5と導管8のお蔭で新鮮な空気が流れ込み、シリ
ンダ1のパージを行う。
排気管11が、排気オリフィス10を通じて、シリンダ
1のチェンバと連結している。排気オリフィスの位置は
、移送オリフィス9の位置から多少ずれており、これに
よって、下方に移動するピストン2はまず排気オリフィ
スlOを開き、次に移送オリフィス9を開くが、このと
き開いたオリフィス9からは新鮮な空気が流れ込んでシ
リンダ1のパージを行い、オリフィス10からは燃焼ガ
スが排出される。
1のチェンバと連結している。排気オリフィスの位置は
、移送オリフィス9の位置から多少ずれており、これに
よって、下方に移動するピストン2はまず排気オリフィ
スlOを開き、次に移送オリフィス9を開くが、このと
き開いたオリフィス9からは新鮮な空気が流れ込んでシ
リンダ1のパージを行い、オリフィス10からは燃焼ガ
スが排出される。
シリンダ1はその上部においてシリンダヘッド12によ
り閉じ、シリンダヘッド10上には、本発明を実現させ
るセットをなす空気圧噴射装置15と圧縮空気貯蔵部を
含むアセンブリ14と、点火プラグi3とが固定されて
いる。
り閉じ、シリンダヘッド10上には、本発明を実現させ
るセットをなす空気圧噴射装置15と圧縮空気貯蔵部を
含むアセンブリ14と、点火プラグi3とが固定されて
いる。
Uニューマティック・インジェクタ15”と命名できる
空気圧噴射装置は、流体燃料供給用インジェクタ18を
備えている。
空気圧噴射装置は、流体燃料供給用インジェクタ18を
備えている。
二1.−マチイック・インジェクタ15は、弁座18と
バルブ20の部位でシリンダ1の上部に開口するシリン
ダヘッド12の内部にしつらえたチェンバ15aをもつ
。バルブ20の方の弁棒はその端部で駆動カム21と接
している。
バルブ20の部位でシリンダ1の上部に開口するシリン
ダヘッド12の内部にしつらえたチェンバ15aをもつ
。バルブ20の方の弁棒はその端部で駆動カム21と接
している。
バルブ20は、弁座18とバルブ20とは協力して、カ
ム21と戻しばね32の動作を通じて、ニューマティッ
ク・インジェクタの開閉駆動を行う。
ム21と戻しばね32の動作を通じて、ニューマティッ
ク・インジェクタの開閉駆動を行う。
燃料供給インジェクタ15は、チェンバ16aに燃料を
供給する。このチェンバ15aはベンチュリ24をもつ
ことができる。貯蔵部17はインジェクタのチェンバ1
5aと、導管25によって連絡している。この導管の一
部は、チェンバ15a自体の一部をなすことができ、そ
こで供給インジェクタ15およびベンチュリ24を備え
ることができる。
供給する。このチェンバ15aはベンチュリ24をもつ
ことができる。貯蔵部17はインジェクタのチェンバ1
5aと、導管25によって連絡している。この導管の一
部は、チェンバ15a自体の一部をなすことができ、そ
こで供給インジェクタ15およびベンチュリ24を備え
ることができる。
ピストン2が下方に移動する時、先に説明したように、
その下方死点に達する前に順次排気オリフィス10と移
送オリフィス9を開いていく。
その下方死点に達する前に順次排気オリフィス10と移
送オリフィス9を開いていく。
それに続いて新鮮な空気によるシリンダのパージが起こ
り、ピストン2は下方の死点に到達後、図1に示される
ように上方に移動する。
り、ピストン2は下方の死点に到達後、図1に示される
ように上方に移動する。
クランク軸が、死点後、lO6〜50°より望ましくは
20’〜30′′のα角だけ回転すると、カム21は、
図1に示されるようなバルブ20の弁棒を下に押し下げ
ることによって二、−マチイック拳インジェクタ15を
開く。カム21のその軸2Ia上の回転位置は、角度α
の開き具合に好みの値かえられるように調節できる。即
ちピストン2の位置をしっかり確定できる。
20’〜30′′のα角だけ回転すると、カム21は、
図1に示されるようなバルブ20の弁棒を下に押し下げ
ることによって二、−マチイック拳インジェクタ15を
開く。カム21のその軸2Ia上の回転位置は、角度α
の開き具合に好みの値かえられるように調節できる。即
ちピストン2の位置をしっかり確定できる。
噴射のために選んだ時点でのシリンダ内の圧力より選か
に高い内圧をもつ貯蔵部17中に含まれるガスは、ベン
チュリ24を貫通後、非常な高速度でニューマティック
・インジェクタ!5のチェンバ中に侵入する。
に高い内圧をもつ貯蔵部17中に含まれるガスは、ベン
チュリ24を貫通後、非常な高速度でニューマティック
・インジェクタ!5のチェンバ中に侵入する。
インジェクタ15のチェンバ15aは前もって燃料供給
インジェクタ18により液体燃料を充填されているので
、この液体燃料は、超高速ガスを受けて非常に細かい霧
となって、弁座18の部位でシリンダ中に噴射される。
インジェクタ18により液体燃料を充填されているので
、この液体燃料は、超高速ガスを受けて非常に細かい霧
となって、弁座18の部位でシリンダ中に噴射される。
この霧は、非常に細かい燃料滴を懸濁状態で含み、さら
に貯蔵部17がホットガスを蓄える場合は、蒸気化した
燃料をも加えたガスから成るジェット28の形をとる。
に貯蔵部17がホットガスを蓄える場合は、蒸気化した
燃料をも加えたガスから成るジェット28の形をとる。
霧化状態のガスと燃料との混合物はシリンダを溝たして
いる新鮮な空気と混り合い、次いでこうして得られた燃
料を含む空気混合物は、ピストン2がシリンダ1中を上
方に向かう途中、オリフィス9とオリフィス10を塞ぐ
時に圧縮される。
いる新鮮な空気と混り合い、次いでこうして得られた燃
料を含む空気混合物は、ピストン2がシリンダ1中を上
方に向かう途中、オリフィス9とオリフィス10を塞ぐ
時に圧縮される。
バルブ20を圧縮行程の初期に開いた状態に維持するた
め、カム21に一定の形状を与える。シリンダ中の燃料
入り空気の圧力は、貯蔵部17中の圧力を上回るまで高
まる。噴射の調整の仕方により、またシリンダ1内のフ
レッシュエアと燃料入り空気との層化により、エアまた
は燃料混合エアが貯蔵部17内に侵入し、こうして加圧
ガスの充填が達成される。
め、カム21に一定の形状を与える。シリンダ中の燃料
入り空気の圧力は、貯蔵部17中の圧力を上回るまで高
まる。噴射の調整の仕方により、またシリンダ1内のフ
レッシュエアと燃料入り空気との層化により、エアまた
は燃料混合エアが貯蔵部17内に侵入し、こうして加圧
ガスの充填が達成される。
燃料入り空気が貯蔵部17の充填のため該貯蔵部に吐き
出される場合、この燃料入り空気は全く当然ながら、噴
射された時点の混合体に含まれていた燃料の割合よりは
るかに低い比率の燃料しか含んでいない。
出される場合、この燃料入り空気は全く当然ながら、噴
射された時点の混合体に含まれていた燃料の割合よりは
るかに低い比率の燃料しか含んでいない。
カム21は、その形状と位置とにより、シリンダ1内の
混合体の圧縮の際の、きっかり決すった時点で、ばね2
2の力でバルブ20を再び閉じさせるが、この時、シリ
ンダ1のチェンバと平衡状態にあるチェンバ17内のガ
ス圧により、次のサイクルでは、該シリンダ中の燃料の
効果的な霧化および噴霧が確保される。
混合体の圧縮の際の、きっかり決すった時点で、ばね2
2の力でバルブ20を再び閉じさせるが、この時、シリ
ンダ1のチェンバと平衡状態にあるチェンバ17内のガ
ス圧により、次のサイクルでは、該シリンダ中の燃料の
効果的な霧化および噴霧が確保される。
カム21の形状は、低死点経過後、バルブ20が100
″′から130@の間で再閉するように設計することが
できよう。
″′から130@の間で再閉するように設計することが
できよう。
機関の作動サイクルは、ピストンがその高死点にある時
、点火と燃料混合体とによって順調に継続する。次のピ
ストン2は該シリンダ中に再下降し、燃焼したガスの排
出とシリンダの新鮮な空気によるパージが、前述したよ
うに、再び起こる。前サイクル中に充填された貯蔵部1
7の加圧ガスを使う再度の燃料噴射がそこでAで起こる
。
、点火と燃料混合体とによって順調に継続する。次のピ
ストン2は該シリンダ中に再下降し、燃焼したガスの排
出とシリンダの新鮮な空気によるパージが、前述したよ
うに、再び起こる。前サイクル中に充填された貯蔵部1
7の加圧ガスを使う再度の燃料噴射がそこでAで起こる
。
上に述べた作動方法の不備な点は、貯蔵部17が、燃料
を含むガスによって充填されることにあり、これによっ
て、機関のシリンダからは充填が行われない別の圧縮空
気源を用いる作動に比べて僅かながら機関の効率が落ち
るのである。
を含むガスによって充填されることにあり、これによっ
て、機関のシリンダからは充填が行われない別の圧縮空
気源を用いる作動に比べて僅かながら機関の効率が落ち
るのである。
該バルブが、クランク軸によって行われる回転それぞれ
につき2回開くような形状をもつカム21を設計するこ
ともできる。
につき2回開くような形状をもつカム21を設計するこ
ともできる。
カム21を用いると、バルブ20は、該シリンダがその
低死点に達した直後にまず一度開き、これによって、す
でに述べたように、貯蔵部17中に含まれる加圧ガスに
よって空気圧噴射が達成される。この複雑な形の力!・
、21はまた、シリンダ1を溝たしている燃焼ガスの減
圧中、あるいは、そのシリンダ内圧力が貯蔵部17内の
圧力を超える排気行程中でさえ、2回目のバルブ20の
オープニングを達成できる。そこで貯蔵部17は、大半
が燃焼ガス、または少量の未燃焼燃料残留物を含む燃焼
ガスから成るガスによって充填される。
低死点に達した直後にまず一度開き、これによって、す
でに述べたように、貯蔵部17中に含まれる加圧ガスに
よって空気圧噴射が達成される。この複雑な形の力!・
、21はまた、シリンダ1を溝たしている燃焼ガスの減
圧中、あるいは、そのシリンダ内圧力が貯蔵部17内の
圧力を超える排気行程中でさえ、2回目のバルブ20の
オープニングを達成できる。そこで貯蔵部17は、大半
が燃焼ガス、または少量の未燃焼燃料残留物を含む燃焼
ガスから成るガスによって充填される。
カム21が駆動するバルブ20の再閉は、1回目は噴射
後、シリンダ中の圧縮行程の初期、燃料入り空気の圧力
がまだこのエアが貯蔵部17に侵入できるだけ十分にな
る前に起こる。次に、圧縮、燃焼、減圧開始の全行程を
通じヱバルブ20は閉状態に置かれる。先に述べたよう
に、次のバルブ20の再開は、減圧の最中または排気の
初めの時期に、一定時間、また初回の開きよりは弱いレ
ベルで起こる。事実、シリンダ1のチェンバと貯蔵部!
7との間の差圧はこの時点では、燃料混合体の噴射を起
こした初回めオープニング時より遥かに高いのである。
後、シリンダ中の圧縮行程の初期、燃料入り空気の圧力
がまだこのエアが貯蔵部17に侵入できるだけ十分にな
る前に起こる。次に、圧縮、燃焼、減圧開始の全行程を
通じヱバルブ20は閉状態に置かれる。先に述べたよう
に、次のバルブ20の再開は、減圧の最中または排気の
初めの時期に、一定時間、また初回の開きよりは弱いレ
ベルで起こる。事実、シリンダ1のチェンバと貯蔵部!
7との間の差圧はこの時点では、燃料混合体の噴射を起
こした初回めオープニング時より遥かに高いのである。
ぞこで貯蔵部17は、シリンダ1のチェンバ中に含まれ
るガスによって急速に加圧される。
るガスによって急速に加圧される。
図1に示される装置の特別な製作例によると、インジェ
クタIGが、貯蔵部が充填中は燃料を噴射しないという
形での不連続噴射を達成することができる。
クタIGが、貯蔵部が充填中は燃料を噴射しないという
形での不連続噴射を達成することができる。
このことにより、貯蔵部内にある燃料の濃度を減らすこ
とを通じて、機関の過渡行程をより効果的に制御できる
。
とを通じて、機関の過渡行程をより効果的に制御できる
。
この作動方式を実現する一つの簡単な方法は、インジェ
クタIBを、バルブ20が閉状態にある時以外は作動さ
せないことである。
クタIBを、バルブ20が閉状態にある時以外は作動さ
せないことである。
図2、図3には先に述べたように、図1に示した装置1
4の上部とは異なる形をとるようにその上部を製作した
噴射装置31を備える2行程機関の1つのシリンダ30
の上部が示されている。
4の上部とは異なる形をとるようにその上部を製作した
噴射装置31を備える2行程機関の1つのシリンダ30
の上部が示されている。
シリンダ30の上部に開(ニューマティック・インジェ
クタ32は、先と同様、カム34で駆動されるバルブ3
9、図示されていない液体燃料供給装置および液体燃料
の霧化と噴射を可能にするニューマティック・インジェ
クタ32に加圧ガスを供給する装置35を含んでいる。
クタ32は、先と同様、カム34で駆動されるバルブ3
9、図示されていない液体燃料供給装置および液体燃料
の霧化と噴射を可能にするニューマティック・インジェ
クタ32に加圧ガスを供給する装置35を含んでいる。
装置35は、導管3Bをもつ。この導管はその一端で、
図示されていないシリンダ排気および移送用オリフィス
群の上方に配置される1つのオリフィス37からシリン
ダ30のチェンバに接続し、他端は、該シリンダの上部
で、ニューマティック・インジェクタ32のチェンバに
連結している。
図示されていないシリンダ排気および移送用オリフィス
群の上方に配置される1つのオリフィス37からシリン
ダ30のチェンバに接続し、他端は、該シリンダの上部
で、ニューマティック・インジェクタ32のチェンバに
連結している。
導管3Bには逆止弁38が取付けられ、これによってこ
の導管をシリンダ30に連絡する上流部と、インジェク
タ32につながる下流部とに分割している。逆止弁38
は、導管3B内の上流側と下流側の差圧が、逆止弁38
の孔にサイズに対応する一定の値を超えると開く。
の導管をシリンダ30に連絡する上流部と、インジェク
タ32につながる下流部とに分割している。逆止弁38
は、導管3B内の上流側と下流側の差圧が、逆止弁38
の孔にサイズに対応する一定の値を超えると開く。
導管36の下流部は、逆止弁38のチェンバと接続する
ことによって、それ自体で加圧ガスの貯蔵部を構成する
ことができる。また、導管3Bのこの下流部は、加圧ガ
スを貯蔵するために別途取付けられる貯蔵器に接続する
こともできる。
ことによって、それ自体で加圧ガスの貯蔵部を構成する
ことができる。また、導管3Bのこの下流部は、加圧ガ
スを貯蔵するために別途取付けられる貯蔵器に接続する
こともできる。
以下で、第2の製作例による噴射装置の作動を、図2.
3.4に依拠して説明する。
3.4に依拠して説明する。
図2では、ピストン30aはシリンダ30中を上方に移
動し、シリンダの上部にある燃料混合体を圧縮する。ピ
ストン30aはオリフィス37を塞ぎ、このとき上流・
下流間の差圧が低いため逆止弁38は閉じた杖態にある
。
動し、シリンダの上部にある燃料混合体を圧縮する。ピ
ストン30aはオリフィス37を塞ぎ、このとき上流・
下流間の差圧が低いため逆止弁38は閉じた杖態にある
。
図4には、斜線で、シリンダ中に含まれるガスの圧力と
このガスの占有容積との関係のダイヤグラムを表してい
る。機関の作動点をプロットすることにより、ピストン
が、上方移行する際の、機関下部のサイクルを示す曲線
40と、ピストン30aが下方に向かう時のサイクルの
上限を画す曲線41が描ける。
このガスの占有容積との関係のダイヤグラムを表してい
る。機関の作動点をプロットすることにより、ピストン
が、上方移行する際の、機関下部のサイクルを示す曲線
40と、ピストン30aが下方に向かう時のサイクルの
上限を画す曲線41が描ける。
圧縮行程の終わりに、ピストン30aはその高死点に達
し、容積Vは最低となる。点火、次いで燃焼が圧縮中に
起こる。シリンダ内圧は、その少し後で最大値に達し、
ピストンは下降する。
し、容積Vは最低となる。点火、次いで燃焼が圧縮中に
起こる。シリンダ内圧は、その少し後で最大値に達し、
ピストンは下降する。
ピストン30aの上部がオリフィス37(図8)のレベ
ルに達すると、シリンダ中のガス体積は値vOをとり、
このガスの圧力はP2となる。
ルに達すると、シリンダ中のガス体積は値vOをとり、
このガスの圧力はP2となる。
機関の作動点は図4のA点に対応する。逆止−弁30は
持ち上がり、シリンダ30のチェンバ内に閉じ込められ
ていたガスは、逆上弁の下流側の、場合によっては加圧
ガス貯蔵部となっている導管35の全体に溢れる。
持ち上がり、シリンダ30のチェンバ内に閉じ込められ
ていたガスは、逆上弁の下流側の、場合によっては加圧
ガス貯蔵部となっている導管35の全体に溢れる。
事実、この後で示すように、導管35の下流部は、オリ
フィス37が開いている間は、圧力22未満にある。
フィス37が開いている間は、圧力22未満にある。
ピストン30aは下降し続け、排気オリフィスを塞ぐ。
シリンダのチェンバ中の圧力は、排気行程およびパージ
行程中は減少する。逆止弁38は圧力がP2以下になる
と急速に閉じる。逆止弁38が閉まることによって、P
2にほとんど等しい圧力でのガス溜りが形成される。
行程中は減少する。逆止弁38は圧力がP2以下になる
と急速に閉じる。逆止弁38が閉まることによって、P
2にほとんど等しい圧力でのガス溜りが形成される。
ピストン30aは低死点通過後、シリンダ内を再上昇す
る。図4の作動点をプロットすると曲線40が描ける。
る。図4の作動点をプロットすると曲線40が描ける。
圧縮が始まる前に、カム3Bはインジェクタ32のバル
ブ33の開きを駆動する(作動点I)。液体燃料は、導
管35中に含まれる圧力P3のガスによりシリンダ30
の上部に霧化・噴射される、and10r逆止弁下流側
の貯蔵部に噴霧される。ニューマチイックやインジェク
タは、かなり急速に閉じるように設計することができる
。これは、機関の設計または改良時に、カム34の法則
により決定されるもので逆上弁下流側の圧力は22未満
の値になる。
ブ33の開きを駆動する(作動点I)。液体燃料は、導
管35中に含まれる圧力P3のガスによりシリンダ30
の上部に霧化・噴射される、and10r逆止弁下流側
の貯蔵部に噴霧される。ニューマチイックやインジェク
タは、かなり急速に閉じるように設計することができる
。これは、機関の設計または改良時に、カム34の法則
により決定されるもので逆上弁下流側の圧力は22未満
の値になる。
そこで、シリンダに含まれている燃料混合体はピストン
30aにより圧縮される。ピストン30aの上部は、圧
縮行程の初期にオリフィス37を塞ぐ(図4のB点)。
30aにより圧縮される。ピストン30aの上部は、圧
縮行程の初期にオリフィス37を塞ぐ(図4のB点)。
シリンダ中の残溜気体体積はVOで、このガスの圧力は
Plである。図4のダイヤグラムから分かるように、圧
力P1はP2より遥かに低い。導管35中の、逆止弁3
8の上流側の圧力は、そこでPi<P2となる。
Plである。図4のダイヤグラムから分かるように、圧
力P1はP2より遥かに低い。導管35中の、逆止弁3
8の上流側の圧力は、そこでPi<P2となる。
ピストン30aのこの位置は図2に示されている。
噴射の条件は、逆止弁3Bの下流側の圧力がP2とPl
の間のP3という値になったというものである。
の間のP3という値になったというものである。
そうでないと、もし管3Gが、噴射中十分にガスを出し
てP1未溝の圧力に達したとすると、この場合逆止弁3
8は圧縮中に、導管3Bの圧力を、丁度ピストンが上昇
してオリフィス37を覆う時に、Plに近づけるように
開いていることになる。
てP1未溝の圧力に達したとすると、この場合逆止弁3
8は圧縮中に、導管3Bの圧力を、丁度ピストンが上昇
してオリフィス37を覆う時に、Plに近づけるように
開いていることになる。
このように逆止弁38は、つまり作動点がAに戻るまで
は閉じた状態に留まる(図3の配列)。
は閉じた状態に留まる(図3の配列)。
ピストン30aはオリフィス37を開き、これによって
管35の上流部は圧力P2>P3に置かれる。
管35の上流部は圧力P2>P3に置かれる。
逆上弁38は開き、噴射ガス貯蔵部をなす管35の下流
部は、圧力P2の燃焼ガスで充填される。
部は、圧力P2の燃焼ガスで充填される。
5図には、複シリンダ式2行程機関の2つのシリンダ4
(Lcs 41cの上部を示した。シリンダ40cには
ニューマチイック噴射装置42が付き、この装置にはニ
ューマティック・インジェクタが含まれ、インジェクタ
のチェンバはインジェクタのバルブ43が連結している
弁座の部位でシリンダ40cの上部に開いている。噴射
装置42はまた、図示されていないが、ニューマティッ
ク・インジェクタへの液体燃料供給手段と導管45を含
み、導管はシリンダ41cのチェンバの上部と、シリン
ダ40Cのニューマチイック拳インジェクタ42のチェ
ンバとを連絡している。
(Lcs 41cの上部を示した。シリンダ40cには
ニューマチイック噴射装置42が付き、この装置にはニ
ューマティック・インジェクタが含まれ、インジェクタ
のチェンバはインジェクタのバルブ43が連結している
弁座の部位でシリンダ40cの上部に開いている。噴射
装置42はまた、図示されていないが、ニューマティッ
ク・インジェクタへの液体燃料供給手段と導管45を含
み、導管はシリンダ41cのチェンバの上部と、シリン
ダ40Cのニューマチイック拳インジェクタ42のチェ
ンバとを連絡している。
2つのシリンダ40cと41cとは、パージの終了時、
シリンダ40c中に圧縮が始まる前、空気圧噴射がバル
ブ43のオープニングにより駆動されようとする時、減
圧行程にあるシリンダ41のピストン41aが、導管4
5をシリンダ41cの燃焼チェンバに接続しているオリ
フィス44を開けるという仕方でそれらのサイクルにず
れが生ずるように選ぶ。すると、シリンダ41c中のガ
スはシリンダ40c中のガス圧より遥かに高い加圧状態
にあり、こうしてバルブ43が開くと、シリンダ4Qc
中の燃料の霧化の噴射が、シリンダ41cのチェンバ中
の加圧ガスによって達成されるのである。
シリンダ40c中に圧縮が始まる前、空気圧噴射がバル
ブ43のオープニングにより駆動されようとする時、減
圧行程にあるシリンダ41のピストン41aが、導管4
5をシリンダ41cの燃焼チェンバに接続しているオリ
フィス44を開けるという仕方でそれらのサイクルにず
れが生ずるように選ぶ。すると、シリンダ41c中のガ
スはシリンダ40c中のガス圧より遥かに高い加圧状態
にあり、こうしてバルブ43が開くと、シリンダ4Qc
中の燃料の霧化の噴射が、シリンダ41cのチェンバ中
の加圧ガスによって達成されるのである。
図5には、シリンダ40C中への燃料噴射直前、シリン
ダ41cのオリフィス44がそれを塞いでいたピストン
41aが下方へ移動するために開いた時点でのシリンダ
40eとシリンダ41cとの配置を示している。
ダ41cのオリフィス44がそれを塞いでいたピストン
41aが下方へ移動するために開いた時点でのシリンダ
40eとシリンダ41cとの配置を示している。
シリンダ41cはシリンダ40cの装置42に類似した
燃料噴射装置4Bを備え、その加圧ガスインレット導管
は機関の1シリンダに連結し、該シリンダは、シリンダ
41cに対して、シリンダ40Cと41cとの間のずれ
に似た作動サイクルのずれを呈する。
燃料噴射装置4Bを備え、その加圧ガスインレット導管
は機関の1シリンダに連結し、該シリンダは、シリンダ
41cに対して、シリンダ40Cと41cとの間のずれ
に似た作動サイクルのずれを呈する。
図6には、図2および3に掲げた噴射装置32の製作の
別な解決策を掲げた。図2.3に出ている各要素と図5
上のこれに対応する各要素には図に番号を付しであるが
、ただ図6に示されている装置要素にはダッシュ(’)
を付けである。
別な解決策を掲げた。図2.3に出ている各要素と図5
上のこれに対応する各要素には図に番号を付しであるが
、ただ図6に示されている装置要素にはダッシュ(’)
を付けである。
噴射装置32′は、図2.3に出した装置の導管3Bと
類似した導管36′を備え、その一端はオリフィス37
’を通してシリンダ30’の下部チェンバに接続し、そ
の他端では、インジェクタのチェンバと接続し、インジ
ェクタ・チェンバは、バルブ33′を介してシリンダ3
0’の上部に通じている。逆止弁38′が管36′内に
内蔵され、この導管3B’を、シリンダ30’のオリフ
ィス37’に通ずる上流部と、ニューマティック・イン
ジェクタに通ずる下流部とに分けている。
類似した導管36′を備え、その一端はオリフィス37
’を通してシリンダ30’の下部チェンバに接続し、そ
の他端では、インジェクタのチェンバと接続し、インジ
ェクタ・チェンバは、バルブ33′を介してシリンダ3
0’の上部に通じている。逆止弁38′が管36′内に
内蔵され、この導管3B’を、シリンダ30’のオリフ
ィス37’に通ずる上流部と、ニューマティック・イン
ジェクタに通ずる下流部とに分けている。
逆止弁38′の上流側では導管36′は、管50と逆止
弁51とを介して、大気から成る場合もあるフレッシュ
エア源と接続し、逆上弁51の入口はこの場合は大気中
に開く。
弁51とを介して、大気から成る場合もあるフレッシュ
エア源と接続し、逆上弁51の入口はこの場合は大気中
に開く。
2行程機関の排気/シリンダ30′のパージ行程中は、
シリンダ30′のチェンバは排気波効果により減圧され
る。この減圧は逆止弁51のオープニングと、フレッシ
ュエアによるシリンダ30中の導管36′の上流部のパ
ージを惹起する。
シリンダ30′のチェンバは排気波効果により減圧され
る。この減圧は逆止弁51のオープニングと、フレッシ
ュエアによるシリンダ30中の導管36′の上流部のパ
ージを惹起する。
本発明によるプロセスおよび装置は、いずれの場合も、
機関内で出来る加圧ガスを燃料の霧化と噴射に利用でき
る利点を供する。この加圧ガスは、他面、それがシリン
ダへの燃料噴射に使用される場所の近くから採ることも
できる。
機関内で出来る加圧ガスを燃料の霧化と噴射に利用でき
る利点を供する。この加圧ガスは、他面、それがシリン
ダへの燃料噴射に使用される場所の近くから採ることも
できる。
他面、ガス圧は、噴射行程ではシリンダ内圧に対し非常
に高(なるため、その分だけ燃料の霧化φ噴射の品質が
向上する。さらに、噴射に主として燃焼ガスを使うこと
により、機関の効率低下を低い値に抑えることができる
。
に高(なるため、その分だけ燃料の霧化φ噴射の品質が
向上する。さらに、噴射に主として燃焼ガスを使うこと
により、機関の効率低下を低い値に抑えることができる
。
本発明は、以上に記述された製作方法のみに限定される
ものではない。
ものではない。
とくに、種々な形態のインジェクタの使用、インジェク
タとシリンダに対し種々な配置をもつ加圧ガス貯蔵部、
また種々な形状のインジェクタ駆動用カムを考えること
ができる。
タとシリンダに対し種々な配置をもつ加圧ガス貯蔵部、
また種々な形状のインジェクタ駆動用カムを考えること
ができる。
本発明は2行程機関に適用されるのみでなく、さらにす
べてのオルターナチブ内燃機関において、フレッシュエ
アの導入・バージと、空気圧噴射とを独立に行う方式の
適用が可能である。
べてのオルターナチブ内燃機関において、フレッシュエ
アの導入・バージと、空気圧噴射とを独立に行う方式の
適用が可能である。
バルブ20.33.43.46、または33′の代わり
に、逆止弁(フラップバルブ)のように作動する自動バ
ルブ、オシレーテイング中シリンドリカル・バルブ(回
転スプール)、または電磁弁を使用することも本発明の
枠からはみ出るものではない。
に、逆止弁(フラップバルブ)のように作動する自動バ
ルブ、オシレーテイング中シリンドリカル・バルブ(回
転スプール)、または電磁弁を使用することも本発明の
枠からはみ出るものではない。
第1図は、本発明に係る空気圧噴射装置を備える2行程
機関の概念図である。第2図および第3図は、空気圧噴
射装置のシリンダ部分の正面概念図である。第4図は、
第2および第3図のシリンダの作動ダイヤグラムを示す
図である。 第5図は、本発明にかかる複数シリンダをもつ噴射装置
の二つのシリンダの一部を示す概念図である。第8図は
、本発明に係る他の噴射装置のシリンダの一部を示す概
念図である。 1・・・シリンダ 2・・・ピストン 3・・・リング 4・・・クランク軸 7・・・空気流入導管 11・・・排気管 13・・・点、米プラグ !5・・・空気噴射装置 1B・・・インジェクタ 17・・・貯蔵部 特許出願人 アンスティテユ フランセデュ ペトロー
ル 手続補正書(方式) 1.事件の表示 2、発明の名称 昭和63年特許願第335688号 オルターナチブ内燃機関のシリング中への空気圧燃料噴
射方法およびそれに対応する空圧式噴射装置。 3゜補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 アンスティテユ フランセ デュ ベトロール 4、代理人 住 所 107東京都港区北青山1丁目2番3号7、
補正の内容 別紙のとおり 8、添付書類 (1)適正願書 (2)明細書 (3)図 面 (4)削除申請書 起案臼 平成1年3月31日 発送臼 平成1年4月25日 6、補正の対象 ■明細書中に発明の名称・発明の詳細な説明の項目1口
\
機関の概念図である。第2図および第3図は、空気圧噴
射装置のシリンダ部分の正面概念図である。第4図は、
第2および第3図のシリンダの作動ダイヤグラムを示す
図である。 第5図は、本発明にかかる複数シリンダをもつ噴射装置
の二つのシリンダの一部を示す概念図である。第8図は
、本発明に係る他の噴射装置のシリンダの一部を示す概
念図である。 1・・・シリンダ 2・・・ピストン 3・・・リング 4・・・クランク軸 7・・・空気流入導管 11・・・排気管 13・・・点、米プラグ !5・・・空気噴射装置 1B・・・インジェクタ 17・・・貯蔵部 特許出願人 アンスティテユ フランセデュ ペトロー
ル 手続補正書(方式) 1.事件の表示 2、発明の名称 昭和63年特許願第335688号 オルターナチブ内燃機関のシリング中への空気圧燃料噴
射方法およびそれに対応する空圧式噴射装置。 3゜補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 アンスティテユ フランセ デュ ベトロール 4、代理人 住 所 107東京都港区北青山1丁目2番3号7、
補正の内容 別紙のとおり 8、添付書類 (1)適正願書 (2)明細書 (3)図 面 (4)削除申請書 起案臼 平成1年3月31日 発送臼 平成1年4月25日 6、補正の対象 ■明細書中に発明の名称・発明の詳細な説明の項目1口
\
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも1つのシリンダ(1、30、30′、4
0)をもち、その中で独立に、燃料を含まない新鮮な空
気によるパージと、加圧ガスにより霧化される液体燃料
の噴射とを、機関の作動サイクルの決められた瞬間にそ
れぞれ行うオルターナチブ内燃機関のシリンダ中の燃料
空気圧噴射方法で、シリンダ(1、30、30′、40
c)中の燃料の霧化と噴射が機関のシリンダから採られ
るガスで達成されることを特長とするもの。 2、請求範囲1に基づく噴射方法の内、ガスをその内部
に空気圧噴射が行われるシリンダ (1、30、30′、40c)から採ることを特長とす
る方法。 3、請求範囲2に基づく噴射方法の内、ガスを噴射が行
われるシリンダ(1)のオリフィス(18)から採るこ
とを特長とする方法。 4、請求範囲2に基づく噴射方法の内、ガスをピストン
(30a)が往復するシリンダ(30)の内壁に開くオ
リフィス(37)から採ることを特長とする方法。 5、請求範囲1による噴射方法の内、ガスを、採取ガス
を使用して燃料噴射を行うシリンダ(40c)とは別の
シリンダ(41c)から採ることを特長とする方法。 6、オータネーティブ内燃機関のシリンダ(1、30、
30′、40c)内の空気圧燃料噴射装置:この機関は
少なくとも1シリンダ(1、30、30′、40c)、
燃料を含まないパージ用エアのシリンダへの供給手段お
よび燃料空気圧噴射装置を備え(14、32、32′、
42)、噴射装置はシリンダに開くチェンバをもつニュ
ーマティック・インジェクタとニューマティック・イン
ジェクタへの液体燃料供給手段およびニューマティック
・インジェクタへの霧化用加圧ガス供給手段を含む;お
よびシリンダ(1、30、30′、40c)への種々な
形での噴射で、ニューマティック・インジェクタへの加
圧ガス供給手段(17、35、35′)が、シリンダ中
に含まれるガスの供給を受けるために、機関の1シリン
ダのチェンバに連結していることを特長とするもの。 7、請求範囲6による噴射装置中、ニューマティック・
インジェクタへの加圧ガス供給装置(17)が、開閉バ
ルブ(20)の弁座(18)部位でシリンダ(1)の上
部に開くニューマティック・インジェクタのチェンバを
介して空気圧噴射が起こるところのシリンダ(1)の貯
蔵部からなることを特長とするもの。 8、請求範囲7による噴射装置中、バルブ(20)の開
閉が、圧縮に先立つ噴射中またはその初期および、圧縮
行程の少なくとも一部の間中に、1サイクルに1度の割
でバルブを開かせるような形状と配置をもつカム(21
)によって駆動されることを特長とするもの。 9、請求範囲7による噴射装置中、バルブ(20)のオ
ープニングが、1回目は噴射のため圧縮前に、2回目は
貯蔵部(17)を加圧ガスで充填するため減圧中に開く
ような形状および配置をもつカム(21)によって駆動
されることを特長とするもの。 10、請求範囲5による噴射装置中、インジェクタ(3
2)への加圧ガス供給装置(35、35′)が、一本の
導管からなり、これの一端は、ピストン(30a)が往
復するシリンダ(30)のチェンバの内壁に開くオリフ
ィス(37)によりシリンダ(30、30′)のチェン
バに通じ、他端は弁座(33、33′)の部位でシリン
ダ(30、30′)のチェンバ内に開くニューマティッ
ク・インジェクタ (32)のチェンバに通じ、逆止弁(38、38′)が
導管(36、36′)中に設置されて該導管を上流部と
下流部とに分け、上流部はオリフィス (38、38′)を介してシリンダ(37、37′)の
チェンバに接続し、下流部はインジェクタ(32)のチ
ェンバに通じ、該逆止弁(38、38′)は上流から下
流に向かって差圧により移動できることを特長とする装
置。 11、請求範囲10による装置中、導管(35、35′
)の上流部が、別の導管(50)と逆止弁(5)を介し
て、導管上流部(36′)のパージ用ガス源に接続して
いることを特長とするもの。 12、請求範囲6による複シリンダ機関の場合の装置に
おいて、第1シリンダ(42)のチェンバに通ずるニュ
ーマティック・インジェクタ (42)への加圧ガス供給装置が導管(45)から成り
、その一端は、対応するピストン(41a)が往復する
第2シリンダ(41c)の内壁に配されるオリフィス(
44)により第2シリンダ(41c)のチェンバに接続
し、他端は第1のシリンダ(40c)のチェンバに通ず
るニューマティック・インジェクタ(42)のチェンバ
に接続することをもって特長ずけられる装置。 13、請求範囲6〜12のいずれか一つに従う装置中、
ニューマティック・インジェクタが、非連続作動する燃
料インジェクタであることを特長とするもの。 14、請求範囲3による装置中、諸燃料インジェクタが
該バルブの閉止期間中のみ作動することを特長とするも
の。
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