JPS5815622B2 - ナイネンキカンノ ネンリヨウフンシヤソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気入口ダクトを形成するボデーと、ポンプ
本体入口部からの燃料を１つかそれ以上の燃料噴射器に
供給するようにされる出口部の方へ送る燃料ポンプ装置
と、ポンプ本体の入口部と出口部上の間に設けられ、エ
ンジンの各動作サイクルごとに出口部の方へ計量した燃
料を送るために、エンジンのクランクシャフトまたはそ
の他の回転出力部材に時間的に関連して駆動される計量
装置を有し、さらに適切な混合比を得るためにこの計量
装置に対して圧力と温度とを検出するようにした検出装
置吉をそなえる、内燃機関の燃料噴射装置（以下、指定
された種類の燃料噴射装置と呼ぶ）に関する。

本発明は１つかそれ以上のシリンダと、このシリンダ中
の混合気を火花放電により点火するための点火装置上を
有するエンジンに使用することを意図して、指定された
種類の燃料噴射装置に関連して行われたものである。

また本発明は停止部の間を動くことができるフリーピス
トン素子すなわちシャツトルピストン素子を含む計量シ
リンダをそなえ、前記停止部の間の距離はフリーピスト
ンの各ストロークの間に供給される燃料の量を決定する
ために調整装置により決定され、ピストンの両側のシリ
ンダスペースは連続動作中に転流弁を介して一方がポン
プに他方が出口部にそれぞれ連結され、次にこの連結が
逆になって一方が出口部に他方がポンプに連結され、こ
れが交互に行われるようになっている、指定された種類
の燃料噴射装置に関連して開発されたものである。

燃料噴射装置を多気筒エンジンに使用しようとする場合
には、出口部は複数の出口をそなえ、転流弁は分配弁装
置に組合わされ、または分配弁装置として作られ、適切
な順序でそれぞれの出口からの燃料の供給を行う。

指定された種類の燃料噴射装置の動作では、エンジンの
吸気マニホルドへの燃料の供給はある量の燃料を群にま
とめて連続的に行われる。

各燃料群の量は計量装置の動作ζこよって変化され、エ
ンジンの最高速度における動作を適切に行わせるために
は、噴射させる燃料群はなお個別的に供給することが必
要である。

更に、燃料群を受けるシリンダの空気吸入弁は比較的短
時間だけ開かれ、かつ混合気を霧状にするように移動中
の空気流に燃料を噴射することが重要である。

このことは燃料出口において、例えば約７ｋｇ／ｉ（１
００ｐｓｉ ）以上の比較的高い燃料圧を得るために、
ポンプを設けることを要する。

さて従来例の燃料噴射装置を述べると、米国特許第３，
６２５，１９１号公報「燃料噴射装置」を挙げることが
できる。

この装置は多シリンダ内燃機関に適するもので、燃料ポ
ンプとフリーピストンおよび交換弁を内蔵する燃料計量
装置と分配弁とを有しており、さらにエンジンの運転状
況に対応するように計量装置を調整する制御装置をそな
えている。

この制御装置は、エンジン吸気マニホルド内の空気圧力
を受けて伸縮するベローと、エンジン排気マニホルド内
の背圧を受けて伸縮するベローとを有し、それぞれの変
形をカムを介してフリーピストンのストッパ部材に伝え
、フリーピストンのストロークを変えることにより適量
の燃料を送り出すようになっている。

しかしこのような燃料供給装置においては、噴射ポンプ
の出口圧を比較的に高く設定しであるために、エンジン
始動時にはかえって必要な出口圧が得られないという不
具合がある。

すなわちエンンジ始動の際には１００〜２００ ｒｐｍ
という低速で回転するから、低価格で製造できる比較的
簡単な構造のポンプでは、燃料噴射器を通してエンジン
に必要な噴射圧を発生させることができない。

この問題を解決するために、燃料噴射装置内に気化器を
設けることが提案されているが、この方法にもいくつか
の欠点がある。

その１つは、たとえば寒冷中に気化器はエンジンの連続
する動作中に完全に動作不能とさせることができないと
いうことである。

したがって、混合比を正確に定めることはできず、現在
の規格および将来の規格によって許容できない程度の大
気汚染をもたらすこさになる。

第２に、気化器を動作させ、かつ動作を停止させるよう
にするためには複雑な電気回路を備える必要があるが、
そのために燃料噴射装置の構成が複雑となり、製造コス
トが上昇するばかりでなく、保守上の問題や信頼性の低
下という問題が生ずるこ吉である。

これに対して本発明はこれらの欠点を解消することを目
的とし、始動時には燃料噴射装置の内に設けた気化器を
動作させ、そのほかの運転状態においては燃料噴射を行
わせるようにし、かつ気化器上噴射器の両方から燃料が
二重に供給されるのを防止するように構成したものであ
る。

本発明によれば、空気入口ダクト内に設けられるか、ま
たは空気入口ダクトに組合わされる調節スロットル弁の
下流側の位置で、空気入口ダクトの横断面積よりも小さ
い横断面積を有し、空気入口ダクトに連絡する気化器の
空気入口通路と、入口端部が前記燃料入口装置に連絡し
、気化器の空気入口通路に関連して配置されて空気入口
ダクト内の圧力の大気圧以下への低下に応じて空気入口
通路内に燃料を供給する燃料供給端を有する燃料ジェッ
ト素子と、燃料ポンプ装置により発生される流体用によ
って開放位置から閉成位置へ動くことができる空気遮断
弁および燃料遮断弁とを含む気化器装置とが設けられる
指定された種類の燃料噴射装置が得られる。

「気化器装置」という用語は、空気流の中で燃料が微粒
子に砕かれ、それらの燃料微粒子が空気流により運ばれ
てエンジンのシリンダに達する前に蒸発するように、燃
料ジェットを移動する空気流中に供給する装置を意味す
る。

本発明の簡単で有利な構成の一例においては、装置の本
体は前記ジェット素子と、前記ポンプ装置からの燃料の
圧力の下にピストン素子の動作により閉じられる前記空
気遮断弁および燃料遮断弁と、前記ジェット素子の供給
端に隣接する位置で気化器のボアに連絡する空気入口通
路を形成するようにした気化器の前記ボアによって形成
される。

空気遮断弁と燃料遮断弁は前記気化器の孔の中を縦方向
に動くことができ、前記ピストン素子によって作動され
るプランジャをそなえることができる。

ポンプ装置は２個のポンプを有することができかつなる
べくなら２個のポンプを含むようにする。

これらのポンプのうちの１つは装置のボデーに装着され
る高圧ポンプであり、他の１つは低圧ポンプであって、
この低圧ポンプは入口装置に燃料を供給するためのもの
であって、その出力圧は高圧ポンプの出力圧よりも低い
。

気化器装置への燃料供給は低圧ポンプにより行われる。

低圧ポンプはたとえば燃料タンク内というように、燃料
噴射装置のボデーから離れて装置できる。

以下、図面に示す実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。

燃料噴射装置の完全な燃料供給装置と、その構造の一例
は本願と同日付で特許出願した英国特許願第９９４４／
７２号に詳細に説明されている。

本発明の燃料噴射装置の実施例の燃料供給装置と、燃料
噴射装置をより詳細に説明する前に、前記特許出願に記
載されている燃料供給装置とその構造の一例について説
明することにする。

第１図に示す燃料供給装置は燃料タンク１０をそなえて
いる。

この燃料タンクからはパイプ１１からフィルタ１２と低
圧ポンプ１３およびパイプ１４を通じて、燃料噴射装置
１５の入口に燃料が供給される。

過剰の燃料はパイプ３２を介してタンク１０に戻される
。

燃料噴射装置１５は、第１図では■形シリンダ内燃磯関
１７の吸気マニホルド１６の上に装着されているように
示されている。

この内燃機関１７は燃料噴射機２６を有し、これらの燃
料噴射機には燃料噴射装置の出口からパイプ２７により
燃料が供給される。

燃料噴射機２６はばねにより負荷が与えられている噴射
弁を含む。

これらの噴射弁は通常は閉じられているが、噴射機に供
給される燃料の所定の噴射圧に応じて開く。

回転羽根形高圧ポンプ１８は所要の噴射圧を発生し、そ
の入口側１４ａから転流および分配弁装置１９を介して
計量装置２０に、石油のような燃料を供給する。

弁１９は計量装置２０のフリーピストン２０ａとして機
能するとともに、パイプ２７により噴射機２６に連結さ
れる６個の出口側に燃料を連続的に分配する機能も行う
。

過剰な燃料は吹出し弁３１を介してパイプ３２へ戻され
る。

この計量装置は次のようになっている。

すなわちシリンダスペースＳ１に高圧の燃料が供給され
るとき、他方のシリンダスペースＳ２にはすでに燃料が
満たされている。

そしてＳｌへの高圧燃料の供給によりフリーピストン２
０ａが押し込まれると、Ｓｌに満たされている燃料が、
出口ポートからパイプ２７を経由してそれぞれの噴射器
２６に送られる。

次にこれさ反対の状態になって、Ｓｌに高圧の燃料が供
給されるようになり、フリーピストン２０ａが逆方向に
押し込まれるさ、Ｓ１内にすでに満たされている燃料が
、出口ポートからパイプ２７を経由してそれぞれの噴射
器２６に送られる。

このようにしてＳｌ、Ｓｌの一方に高圧燃料が供給され
るとき、他方にはすでに燃料が満たされており、これが
８１と８２において交互に行われる。

そしてフリーピストン２０ａの往復運動により、そのス
トロークに応じて適量の燃料がシリンダに供給される。

ストップ２０ｂと２０ｃの間の計量装置２０のピストン
２０’ａのストロークは検出装置２９により決定される
。

この計量装置はチャンバ３４内の絶対圧を検出するため
に排気されたベローズ２９ａを含む。

チャンバ３４は手動操作できる蝶形弁プレート３６を有
するスロットル弁部３５により、空気の吸入量が制御さ
れる空気入口ダクトの一部を形成する。

チャンバ３４内の空気温度はワックスカプセル形温度検
出素子３７により検出され、たとえばエンジン冷却液の
温度のような別の温度パラメータは温度検出装置３８に
゛より検出される。

温度検出素子３７．３８の軸心方向の変位の形の機械的
出力は加算機構３９の内部で加え合わされる。

この機構の出力素子は回転スリーブ４０であり、このス
リーブの上にはベローズ２９ａの一方の端板が固定され
る。

ベローズの他の端板にはカム素子４１が取付けられ、こ
のカム素子はベローズ２９ａにより検出される圧力の結
果中するカムの軸心方向変位と、温度検出素子３７．３
８により検出される温度のために生ずるカムの回転とが
増幅され、計量用ピストンの下側ストップの位置を調整
するタペット４２に加えられるように、軸４１ａに対し
て偏心している円錐台形のカム面を有する。

計量装置２０と転流および分配弁装置１９の全体的な構
成と、その動作の態様を第５図に示す。

互いに固定されている回転弁プレート４８．４９はキャ
リヤ４７により支持および回転され、弁プレート４８の
左側の面にＴ形空洞が形成される。

このＴ形空洞のリムｂ６はプレート４９のポートｄに重
なるように、他のリムｂ２とｂ４よりも長くされる。

回転弁プレー１−４８．４９は文字ｔ） 、Ｃ＋ｆで示
されるポートを有し、これらの文字に付けられている添
字１〜６は特定の出口ｇ１〜ｇ６、したがってエンジン
のシリンダ１番から６番を示す。

実線矢印４３は１動作サイクルにおいて高圧ポンプ１８
から計量シリンダ４４の上部シリンダスペースｓ１への
燃料の流れを示し、破線矢印４５は下部シリンダスペー
スｓ２から出口の１つｇ６への燃料の流れを示す。

この動作サイクルでは高圧ポンプからの燃料はポートａ
１．ｂｌｙｃ１＋ｄ１を通ってシリンダスペースｓ１に
達する。

シリンダスペースｓ２からの燃料はポート、Ｃ２、Ｃ４
とＴ形空洞のリムｂ４（！１−ｂ６およびポートｄ ＋
ｆａ ＋ ｇｏを通る。

加速ピストン５０の形をとっている補助圧力検出装置は
、十分に封止されている軸受５１を介して出力スリーブ
４０の上に回転自在に装着され、スロットル弁の突然の
開放に応じて右側へ動き、チャンバ３４内の絶対圧を急
上昇させる。

そのためにベローズとカム素子が右側へ動かされ、スト
ップ２０ｃを下げて混合気を短時間だけ濃厚にする。

軸受５１はピストンの一方の側から他方へゆっくりと空
気が入るようにし、それによって加算機構３９内のスプ
リング５２により、ピストンは元の位置へ戻る。

高圧ポンプ１８から供給される燃料の圧力は約８、５
ｋｇ／ｃｙｒｔ （約１２０ｐｓｉ）程度にできるが、
エンジンに連結されている普通の始動モータの動作によ
って得られる始動回転数では発生されない。

したがって本発明の燃料噴射装置は、始動時だけ動作す
る気化器装置３０を含む。

燃料噴射装置の気化器と噴射器の両方で燃料が二重に供
給されることを防止することは必要であり、したがって
燃料噴射器の出口から燃料を噴射している間は気化器か
ら燃料を供給するのを阻止するために、気化器の動作を
不能にする制御信号を気化器に加える。

この目的のために用いることができる１つの便利な信号
は、高圧ポンプの出力側から取出される流体圧信号であ
る。

第３，４図にこの気化器を詳細に示す。

この気化器は燃料噴射装置の本体３３内に形成される気
化器孔１００をそなえている。

この気化器孔は駆動軸の軸心とベローズとに平行な軸心
に沿い、駆動軸とベローズ吉の間に設けられる。

チャンバ３４と、計量シリンダブロックと転流・分配弁
装置および高圧ポンプが収められているチャンバとの間
の境界を、本体３３の壁が形成する。

気化器の孔１００は直径の大きな部分１０１と、直径の
小さな部分１０２とを含む。

部分１０２の中にはジェットアセンブリの１つの素子１
０３が摺動自在に装着される。

この素子は内管１０４をそなえ、この内管の内部には軸
心方向に延びる燃料通路１０５が設けられ、制御弁を含
む直径の大きくなった端部１０６で終端している。

制御弁は弁座１０７と、ボール１０８さ、このボールを
弁座１０７に押しつけるらせんばね１０９とを含む。

弁座の端面には孔１１０が設けられ、この孔１１０を通
って環状スペース１１１内に液体燃料系通過できる。

環状スペース１１１には、燃料噴射装置の本体の入口１
４ａに連結されている通路１３６を通って燃料が供給さ
れる。

スプリング１０９の強さは、弁における燃料の重力によ
る圧力よりは高いが、燃料噴射圧よりも低い一定の圧力
、たとえば約０．２ｋｇ／Ｃ１１ｆ、（約２ｐｓｉ ）
で制御弁を開くように選択される。

この圧力は低圧燃料ポンプ１３によって発生される。

したがって弁はエンジンと燃料噴射装置が動作していな
い時に、重力によって燃料が気化器を通って流出するこ
さを防ぐ。

弁素子１０３は気化器の孔の直径の小さな部分１０２内
に密接されているヘッド１１３も含む。

この弁素子には封止リング１１４が装着される。

この封止リング１１４は溝の中に装着され、環状スペー
ス１１１を気化器の孔の残りの部分から封止する。

ジェットアセンブリは、内管１０４に望遠鏡の呻縮鏡筒
のようにはめ込まれる外管の形のジエツト素子１１５を
含む。

このジェット素子の壁の内管１０４の自由端近くの位置
に、１つの直径の両端にジェット出口を構成する孔１１
６が設けられる。

気化器には燃料遮断弁と空気遮断弁との２つの弁をそな
えている。

これらの弁はプランジャ１１７をそなえている。

このプランジャはピストン１１７ａにより作動でき、気
化器孔の大きな直径部分１０１の内部を、第３図に示す
開放位置と閉成位置すの間を軸心方向に動くことができ
る。

この閉成位置ではプランジャ１１７の内端部が、内管１
０４の自由端すなわち供給端の近くの大きな直径部分１
０１を横切っている空気通路１０１ｂの口すなわち開口
部に重なる。

エアクリーナー（図示せず）に連結できるパイ、プ１０
１ａにより直径部分１０１を介して空気通路１０１ｂに
空気が供給される。

そして空気通路１０１ｂにより気化器の孔とチャンバ３
４が連絡される。

燃料遮断弁はプランジャ１１７の孔１１９の底部に設け
られる弾力のある弁素子１１８を更にそなえている。

前記孔１１９はジェットアセンブリの外管１１５の内面
に連続している。

プランジャ１１７はヘッド１１３とプランジャ１１７と
の間で作用するらせん圧縮スプリング１２０により押さ
れ、プランジャ１１７を燃料遮断弁と空気遮断弁の両方
が開かれる位置に保持する。

プランジャ１１７は高圧ポンプ１８の出口から孔１２３
，１２２．．ニスペース１３１を通じて“スペース１２
１に、加圧燃料が送られてきた時に動かされて前記２つ
の遮断弁を閉じる。

スペース１３１は孔１３１ａ（第４図）を介して高圧ポ
ンプの出口側に連絡している。

孔１２３は気化器孔の内面にねじ立てされている端部内
にねじ込まれる入ロブラグ器具１２５内に形成され、該
入ロブラグ器具の内周凹部内Ｑこは封止リング１２５ａ
が嵌め込まれる。

孔１２３は制御通路１２７が形成される制限ブツシュ１
２６を含み、スペース１２１の中に入れられる加圧燃料
の供給率を制限でき、したがって気化器が動作状態を保
つ始動期間の長さを決定できる。

この始動期間はスペース１２１内の燃料の噴射圧の作用
で、燃料遮断弁と空気遮断弁が閉じられた時に終る。

燃料噴射装置のスロットル弁が閉じられた時、マフ’、
＝３−ｉ僅カに開いている時には、このスロットル弁の
下流側にある空気入口ダクト内の圧力は低くバイブ１０
１ａど通路１０１ｂの横断面積はスロットル弁部材３５
とチャンバ３４の主空気入口ダクトの横断面積と比較し
て小さいから、空気は気化器の空気入口管１０１ａを通
って吸引される。

この空気の速さはスロットル弁プレート３６の開放によ
りこれに沿って流れる空気の早さよりも早い。

内管１０４の出口端から外管１１５の孔１１６を通って
直径部分１０１の中に入る燃料はしたがって従来の気化
器の低速ジェットアセンブリにおけるように粒子にされ
、気化器を燃料噴射装置の空気入口ダクトのチーヤンバ
３４に連結する通路１０１ｂめ中を運ばれる。

すなわち低圧ポンプ１３から送られた燃料は、バイブ１
４を経て通路１３６（第３図）に入る。

そして環状スペース１１１から孔１１０を通って制御弁
のボール１０８を押し込み、通路１０５を通って空所１
１９に設けである孔１１６から直径部分１０１の内に吹
き出す。

そしてここでバイブ１０１ａから導入された空気によっ
て粒子になり、この空気とともに通路１０１ｂを経てチ
ャンバ３４に供給される。

気化器は高圧ポンプの出口側における圧力が、高圧ポン
プの出口側から噴射器へ燃料を供給する値に達すること
を阻止するような故障が高圧ポンプに生じた時にも、エ
ンジンへ燃料を供給することができる。

したがって、プランジャ１１７は第３図に示す位置に留
まる。

このような状態で適正な混合比を得るためにスロットル
弁３６は少しだけ開かれて保持される。

高圧燃料ポンプの出口側から供給される燃料の圧力制御
と軽減は吹出し弁３１により調整される。

この吹出し弁は円錐形の弁ヘッド１２８を有する。

この弁ヘッドは本体１２９の弁座に組合わされる。

弁ヘッド１２８はらせん圧縮ばね１３０によって弁座に
押しつけられる。

孔１３１ａを通って高圧燃料がチャンバ１３１に供給さ
れる。

このチャンバからはフィルタ１３３を通って吹出し弁の
本体１２９の内側孔１３４に燃料が送られる。

吹出し弁３１は圧縮ばね１３０により決定される圧力で
開き、過剰の燃料を吹出し弁の孔の部分１３５を通って
通路１３６の方へ放出する。

通路１３６は環状スペース１１１に連絡しこのスペース
から過剰の燃料が出口部材１１２を通じて燃料タンクへ
戻される。

以上本発明の詳細な説明したが、以下に本発明の主な実
施の態様を記載する。

（１） 気化器は前記ジェット素子と、前記空気遮断
弁と、前記燃料遮断弁とを含む気化器孔をそなえ、前記
２つの遮断弁は前記ポンプ装置からの燃料の圧力の下に
前記孔の中のピストン素子の動作により閉じられ、気化
器の空気入口通路は前記ジェット素子の供給端に隣接す
る位置で前記孔に連絡してなる特許請求の範囲に記載の
燃料噴射装置。

（２）気化器への燃料供給を制御するために制御弁が設
けられ、この制御弁は装置が使用されていない時は通常
開じられ、燃料噴射装置が動作して燃料の限界圧になっ
た時に開かれてなる特許請求の範囲および前記第１項に
記載の燃料噴射装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射装置をそなえる燃料供給装置
の主な部品を示す系統図、第２図は本発明の燃料噴射装
置の一実施例の構造を示す断面図、第３図は本発明の燃
料噴射装置に使用される気化器を示す第２図の３−３線
に沿って切断した断面図、第４図は第２図の４−４線に
沿って切断した断面図、第５図は計量ピストンとシリン
ダユニットおよび転流、分配弁装置とをそなえる計量装
置の全体的な構成と動作の態様を示す線図である。 １５・・・・・・燃料噴射装置、１８・・・・・・高圧
ポンプ、１９・・・・・・転流・分配弁、２０・・・・
・・計量装置、２６・・・・・・燃料噴射器、２９・・
・・・・検出装置、３１・・・・・・吹出し弁、３５・
・・・・・スロットル弁部材、４４・・・・・・計量シ
リンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気取入れダクトを形成する本体部３３と、入口１
   ４ａから１つまたそれ以上の出口ｇ１〜ｇ６への燃料の
   流量を定める高圧燃料ポンプ１８と、前記出口に接続す
   る１つまたはそれ以上の燃料噴射器２６と、エンジンの
   クランクシャフトまたは他の回転出力部材と調時して駆
   動されたエンジンの各作動サイクルごとに計量された量
   の燃料を出口から送り出す計量装置２０吉、計量装置の
   作動を制御しかつ空気圧と温度とに対応して適切な空燃
   比を得る検出装置２９と、調節可能のスロットル弁の下
   流側位置で空気取入れダクトこ連絡する気化器空気入口
   通路１０１ａ、および燃料を気化器空気入口通路に送り
   出す燃料ジェット素子１０４、ならびに気化器空気入口
   通路および燃料ジェット素子への空気および燃料の供給
   をそれぞれ遮断する空気および燃料遮断弁１０１ｂ 、
   １１７．１０４゜１１８を設けた気化器装置３０とをそ
   なえる内燃機関の燃料噴射装置において、気化器装置３
   ０は、前記ジェット素子１０４、前記空気遮断弁１０１
   ｂ。 １１７および前記燃料遮断弁１０４，１１８を含む気化
   器の孔１００をそなえ、これら両弁１０１ｂ。 １１７．１０４，１１８は前記孔１００内のピストン素
   子１１７ａの作動によって閉弁され、前記ピストン素子
   は通路１３１ａ 、１３１．１２２゜１２３．１２７を
   介し、高圧ポンプ１８の出口から燃料の噴射圧力をうけ
   ることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。