JPS63167071A - 筒内噴射装置および燃料噴射弁 - 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） 本発明は燃料供給系の低圧化と完全な電子制御化を促す
ようにした筒内噴射装置および燃料噴射弁に関する。

（従来の技術） エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射し点火プラグで着火
する、所謂スパークアシスト型筒内噴射装置は、成層燃
焼を達成するために、一般に燃料噴射弁による噴射時期
を圧縮行程の後期に設定している。したがって、高圧下
の燃焼室内に燃料を噴射する関係上、この種の噴射装置
では通常、高圧型の噴射弁を用いている。

しかし、このような従来の噴射装置では噴射時間が極め
て短時間に限られるため、エンジンの負荷に応じて適切
に燃料噴射制御することが難しく、燃焼効率の改善や燃
料噴射制御の電子制御化の障害になっていた。

このなめ、近時では燃料供給系の低圧化を図ることで、
燃焼効率の向上と燃料噴射制御の完全な電子制御化を促
すようにしたものが、種々提案されている。例えば、特
開昭５８−７２６３６号公報には、筒内に設けた燃料噴
射ノズルの作動をコントロールユニットで電子制御し、
該ノズルを燃焼室の圧力が比較的低い時期に燃料噴射さ
せるようにした技術が開示され、また特開昭６１−１０
４１５４号公報には、エンジンの運転条件に応じて調圧
した燃料と空気を別々に導いてこれらを噴射可能にした
インジェクタと、インジェクタから燃料通路に吐出され
た燃料と空気を、エンジンの吸入行程の所定時期に燃焼
室へ噴射可能にした電磁式逆止弁とを備え、これらをシ
リンダヘッドに設置した筒内噴射装置と噴射弁が示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような従来装置では前者の場合、燃料が比
較的低い圧力で噴射ノズルから噴射されるため、燃料の
霧化が不十分で粗粒となり、着火の確実性を期し難い上
に排出ガス中のＨＣ量が増大する不具合があり、更にノ
ズル内の燃料が燃焼熱等により気化して、所定量の燃料
を燃焼室へ噴射し得ない一方、ノズル内の残存燃料が上
記熱にさらされてカーボン詰まりを引起こす等の問題が
あった。

また、後者の場合にはインジェクタと逆止弁をそれぞれ
電磁弁で構成し、インジェクタからの燃料吐出と逆止弁
からの混合気の噴射を別々の電磁弁で行なっているため
、構造が複雑化して装置が大型化し、その設置スペース
の確保が難しいという不具合があり、更に上記インジェ
クタと逆止弁を所定時期に同時に閉弁させているため、
これらの内部に残存した燃料が燃焼熱等でカーボン詰ま
りを引起こす等の問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決し、燃料供給系の
低圧化と完全な電子制御化を図ることによって成層燃焼
を実現させるとともに、噴孔部周辺でのカーボン詰まり
を防止して常時良好な噴射状態を保持させ、アイドリン
グ時のエンジンの不調や加速性の悪化を防止し、更には
構成の簡潔化と装置の小型化を図れるようにした、筒内
噴射装置および燃料噴射弁を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） このなめ、本発明の筒内噴射装置は、エンジンの負荷お
よび回転に応じた燃料噴射時期と噴射期間に燃料を噴射
可能とした燃料噴射弁を燃焼室に臨ませ、該噴射弁に供
給される燃料を加圧空気を利用して燃焼室内に直接噴射
し、これを火花着火させるようにした筒内噴射装置にお
いて、前記噴射弁内に低圧の燃料と該燃圧より高圧の空
気を導いて燃料を微粒化し、該燃料をエンジンの吸入行
程前半から圧縮行程前半の所定時期に燃焼室内に噴射さ
せるようにして、燃料供給系の低圧化を促すようにした
ことを特徴としている。

また、本発明の燃料噴射弁は、エンジンの負荷および回
転に応じて作動可能な電磁コイルを備え、該コイルを介
しエンジン行程の所定時期に所定の噴射時期と噴射期間
で燃料を噴射可能とし、かつこの燃料を加圧空気を利用
して噴射させるようにした燃料噴射弁において、上記噴
射弁内部に単一の電磁コイルと、噴孔に連通可能な燃料
流路と空気流路とを設け、これら燃料流路と噴孔にシー
トバルブとインナーバルブを開閉可能に設け、かつこの
両バルブを前記電磁コイルの動作に連係して順次開閉さ
せ、この種噴射弁の構成の簡潔化と小型軽量化を図り、
更に噴射燃料の霧化と微粒化を促すようにしたことを特
徴としている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第１
乃至第４図において１はエンジンで、そのシリンダブロ
ック２のシリンダ３内にはピストン４が摺動可能に収容
され、このピストン４とシリンダヘッド５並びにシリン
ダブロック２とで燃焼室６を区画している。

上記燃焼室６には吸気マニホルド７に連通ずる吸気口８
が開口され、鎖目８を吸気弁９で開閉可能にしており、
一方吸気マニホルド７の端部には送気管１０が連結され
、その管端部にエアークリーナ１１が接続されている。

上記エアークリーナ１１には通気管１２の一端が接続さ
れ、その他端にはモータ１３で駆動されるエアーコンプ
レッサ１４が接続されていて、通気管１２から吸入した
空気を圧縮して加圧し、これを給気管１５へ吐出可能に
している。給気管１５には加圧空気を調圧するエアーレ
ギュレータ１６が介装され、その管端部に燃料噴射弁１
７が接続されている。

この噴射弁１７には燃料タンク１８に連通ずる給油管１
９が接続され、鎖管１９にフィルタ２０と燃料ポンプ２
１並びに燃料圧を調圧するオイルレギュレータ２２が介
装されている。

上記燃料噴射弁１７は噴孔を燃焼室６に臨ませてシリン
ダヘッド５に設置され、これは第２図に示すように筒状
のバルブボディ２３とバルブケーシング２４を、ビス２
５を介し連結することで構成されている。このうち、バ
ルブボディ２３の上部には、前記給気管１５と給油管１
９を接続する管状のニップル２６．２７が取付けられ、
その内部にニップル２６に連通ずる空気通路２８と、ニ
ップル２７に連通ずる燃料通路２９が設けられているや 上記空気通路２８内にはプランジャ３０が摺動可能に収
容され、該プランジャ３０は内部に複数の通孔３１を有
するとともに、その上端部に凹孔３２を形成していて、
この凹孔３２とニップル２６の下端部に形成した凹孔３
３との間に、プランジャスプリング３４を介挿すること
で、プランジャ３０が常時下方へ付勢されている。プラ
ンジャ３０の外側には、空気通路２８の中間部を画する
筒状の仕切壁３５が配設され、該壁３５の外側にヨーク
３６に捲回した電磁コイル３７が収容されている。

この電磁コイル３７には後述の噴射弁駆動回路に導通ず
るリード線３８が接続され、その通電および通電休止時
期を上記回路で制御されている。上記ヨーク３６の直下
にはバルブガイド３９が収容され、該ガイド３９は中央
に仕切壁３５の外径と略同径の案内孔４゜を形成してい
て、この孔４ｏ内にシートバルブ４１を摺動可能に収容
している。

シートバルブ４１は細長の中空筒体からなり、これはバ
ルブボディ２３とバルブケーシング２４内に亘って収容
され、その大半をバルブケーシング２４内に収容されて
いて、その上端部と仕切壁３５との間に介挿されたバル
ブスプリング４２を介して、常時下方へ付勢されている
。すなわち、バルブケーシング２４は上端に厚肉のフラ
ンジ２４ａを備えた中空の筒体からなり、このフランジ
部２４ａの上面には燃料通路２９に連通する油路４３が
形成され、またその内部には油路４３に連通ずる大径の
バルブ室４４が形成されている。

バルブ室４４の底部にはテーパ状のシート面４５と凹孔
４６が形成され、鎖孔４６に噴孔４７が開口されていて
、その下側開口部周縁にテーパ状のシート面４８が形成
されている。

前記シートバルブ４１は上記バルブ室４４内に摺動可能
に収容され、その外周面には油路４３に連通ずる複数の
油溝（図示時）が軸方向に形成されていて、バルブ室４
４とシートバルブ４１との間に環状の油室４９を形成し
ている。上記油室４っは、常時はシートバルブ４１の下
端に形成したテーパ状のシート５０が、前記シート面４
５に着座することで下端を閉塞され、かつ上記シート５
０が離座することでシートバルブ４１内部と噴孔４７に
連通可能にされている。

シートバルブ４１の内部には下向きに開口した中空室５
１が設けられ、該室５１内に管状のガイド５２が収容さ
れていて、その内部にインナーバルブ５３が摺動可能に
収容されている。インナーバルブ５３は細長の杆体から
なり、その下端にポペット弁状のシート５４が設けられ
、該シート５４が前記シート面４８と係合可能にされて
いる。

また、インナーバルブ５３の上部には顕部５３ａと係合
可能なスペーサ５５とストッパ５６が上下動可能に装着
され、一方、上記ストッパ５６のフランジ５６ａとガイ
ド５２のフランジ５２ａとの間には、前記バルブスプリ
ング４２のセット力よりも小さなスプリング５７が介挿
されていて、該スプリング５７を介しインナーバルブ５
３を上方に付勢し、常時はシート５４をシート面４８に
係合させることで、インナーバルブ５３の閉弁状態を維
持させ、かつストッパ５６とガイド５２の相対する端面
との間に、微小な隙間５８を形成させている。

前記シートバルブ４１の上端部には、バルブ室４４と中
空室５１に連通する透孔５９と、鎖孔５９より大径の挿
通孔６０が形成され、この孔６０内にブツシュロッド６
１が挿入されていて、その上端部がプランジャ３０の下
端面と当接している。また、シートバルブ４１の上端面
は非磁性材からなる極薄のシム６２が接着等の適宜手段
で取付けられ、該シム６２と１ランジヤ３０の下端面と
の間に、前記隙間５８の略２倍の幅を有する隙間６３が
設けられている。

図中、６４はバルブボディ２３とバルブケーシング２４
との間に挟持されたダイヤフラムで、その筒状の張出部
６４ａを油路４３に臨むシートバルブ４１の周面に気密
かつ油密に装着することで、加圧空気と燃料とを分離・
シールするようにしている。６５は燃料通路２９の終端
部にねじ込まれた燃料調量用のオリフィス、６６はガイ
ド５２の上端部周面に形成された切欠である。

一方、前記リード線３８は噴射弁駆動回路６７に接続さ
れ、またシリンダヘッド５に取付けられた点火プラグ６
８は点火装置６９に電気的に接続されていて、これら駆
動回路６７と点火装置６９の作動が、コントロールユニ
ット７０によって制御されている。

コントロールユニット７０は例えばクランク角センナや
アクセル位置センサ、ディストリビュータ（共に図示時
）およびエアーフローメータ７１、並びにスロットルポ
ジションセンサ７２や水温スイッチ７３から各種の信号
を受は入れ、これらの入力信号を条件として内蔵したマ
イクロコンピュータに予め記憶された、エンジンの負荷
および回転数に関係する燃料噴射量と燃料噴射時期、噴
射期間と点火時期に関するデータ或いはマツプに基いて
、エンジンの負荷および回転数に応じた上記噴射量と噴
射時期、噴射期間と点火時期とを演算し、その制御信号
をパルス幅で規定する開弁時間信号として上記駆動回路
６７に出力するとともに、上記点火装置６９と燃料ポン
プ２１並びにオイルレギュレータ２２へ出力するように
構成されている。

この場合、燃料噴射弁１７からの噴射路りは第４図に示
すようにＢＤＣ９０°以下、つまりエンジンの圧縮行程
の前半、すなわち燃焼室６内の圧力が所定の加圧空気圧
（４〜５ｋｇ　／　ｃｍ　２）到達直前時期に略保持さ
れ、したがって当該時期に噴射弁駆動回路６７への開弁
時間信号が停止される一方、噴射始めはエンジンの負荷
および回転数に応じて前述のようにコントロールユニッ
ト７０により可変制御可能にされている。

第５図は本発明装置に適用した燃料噴射弁の他の実施例
を示し、前述した実施例の構成と対応する部分には同一
の符号を用いている。この実施例では噴射弁１７をバル
ブボディ２３と中間ピース７４およびバルブケーシング
２４で構成し、バルブボディ２３に中間ピース７４を適
宜手段で固定するとともに、リテイニングナット７５を
介して中間ピース７４とバルブケーシング２４を連結し
ている。

一方、バルブボディ２３の内部にはプランジャ３０を摺
動可能に収容するプランジャガイド７６が固定され、該
ガイド７６の下部には中間ピース７４に固定した固定チ
ューブ７７が配設され、その内部に複数の通孔７８と挿
通孔７９を形成したブシュ８０が固定されている。ブシ
ュ８０の下方には周面にネジ部８１を形成したバルブキ
ャップ８２がシートバルブ４１の上部にねじ込まれ、そ
の上面に形成した環状溝８３とブシュ８０の下端面との
間に、スプリング５７のセット力よりも大きなバルブス
プリング４２が介挿されていて、該スプリング４２を介
しシートバルブ４１を下方に付勢させ、常時はその閉弁
状態を維持させている。

上記バルブキャップ８２の中央には貫通孔８４が形成さ
れ、鎖孔８４と挿通孔７９内にブツシュロッド６１が遊
挿されていて、その上下端部がプランジャ３０の下端面
とインナーバルブ５３の上端面に当接しており、常時は
プランジャ３０とブシュ８０の上端面、およびブシュ８
０の下端面とバルブキャップ８２との間に、略、同幅の
隙間８５．８６が形成されている。図中、８７はシート
バルブ４１の周面に装着されたシールパツキンである。

すなわち、この実施例では燃焼室６の圧力が比較的低い
エンジン行程の所定時期に、噴射弁駆動回路６７から電
磁コイル３７に駆動電流が流され、上記コイル３７が励
磁されると、磁力の比較的弱い通電初期に、プランジャ
３０の下方への吸着変位をブツシュロッド６１に伝え、
セット力の小さなスプリング５７に抗してインナーバル
ブ５３を押し下げることで上記バルブ５３を開弁させ、
空気通路２８、通孔３１．７８、貫通孔８４を経て中空
室５１内に既に供給されている加圧空気を噴孔４７から
燃焼室６内に先ず噴射させる。

そして、経時的に磁力が強化される通電中期ないしは後
期に、シートバルブ４１と一体のバルブキャップ８２を
セット力の大きなバルブスプリング４２に抗して上方へ
吸着変位させ、該キャップ８２を固定チューブ７７とブ
シュ８０の底面に吸着させ、シートバルブ４１のシート
５０をシート面４５から離座させることで、油室４９に
既に供給されている燃料を中空室５１へ供給し、これを
より高圧の加圧空気で噴孔４７から燃焼室６内に噴霧さ
せる。

そして、燃焼室６内の圧力が上記加圧空気圧に到達する
直前に、噴射弁駆動回路６７から電磁コイル３７への駆
動電流が通電停止されると、磁力の経時的な低下に伴な
い、先ずセット力の大きなバルブスプリング４２によっ
てシートバルブ４１が押し下げられ、シート５０がシー
ト面４５に着座することで上記バルブ４１が閉弁され、
中空室５１への燃料供給を停止する。

次に上記磁力の低下により、スプリング５７の復元力が
上記磁力とプランジャスブリング３４の合力に打ち勝つ
ようになると、プランジャ３０がインナーバルブ５３と
ブツシュロッド６１を介して押し上げられ、これに同動
するバルブ５３のシート５４がシート面４８と係合し、
噴孔４７を閉塞することで、上記バルブ５３が閉弁し加
圧空気の噴射を停止する。したがって、上記シートバル
ブ４１の閉弁からインナーバルブ５３が閉弁するまでの
間は、加圧空気の噴出が続行されるから、凹孔４６およ
び噴孔４７の周面に付着する燃料が吹き飛ばされ、これ
がインナーバルブ５３の閉弁後に後だれしたり、燃焼熱
等によってカーボン詰まりを引き起こす事態を防止する
。

すなわち、この実施例では、固定チューブ７７とブシュ
８０およびバルブキャップ８２を介して、磁路断面積な
いし吸着面積を増大させ、シートバルブ４１を円滑に作
動させるようにしたことを特徴としている。

（作用） このように構成した筒内噴射装置および燃料噴射弁は、
エンジンの駆動前はコントロールユニット７０はＯＦＦ
状態に置かれ、制御動作を停止している。したがって、
燃料噴射弁１７の電磁コイル３７への通電が休止され、
該コイル３７が消磁されていることで、プランジャスプ
リング３４とスプリング５７とがバランスした位置でプ
ランジャ３０が静止しており、かつその際プランジャ３
０とシム６２との間の隙間６３が最大幅に維持されてい
る。

上記のような状況の下では、第２図に示すようにプラン
ジャ３０の下端面にブツシュロッド６１が当接し、該ロ
ッド６１の下端がインナーバルブ５３に当接しており、
このバルブ５３はスプリング５７により上方へ付勢され
、シート５４がシート面４８に係合することで上記バル
ブ５３が閉弁状態に置かれ、噴孔４７を閉塞している。

また、この場合にはガイド５２とストッパ５６との間に
隙間５８が形成され、かつその隙間５８が最大幅に維持
されている。

一方、シートバルブ４１がバルブスプリング４２によっ
て下方へ付勢され、そのシート５０がバルブ室４４底部
のシート面４５上に着座していて、閉弁状態を維持して
いる。したがって、シートバルブ４１内の中空室５１と
、鎖車５１の内面とシートバルブ４１の外周面とで区画
される環状の油室４９とは、連通していない。

このような状態の下でエンジンが始動されると、コント
ロールユニット７０が制御動作を開始し、エアーフロー
メータ７１、スロットルポジションセンサ７２、水温ス
イッチ７３および図示を省略したクランク角センサやア
クセル位置センサ並びにディストリビュータから各種の
信号を入力される。

そして、これらの信号によってエンジンの負荷および回
転数とエンジンの行程を検出する一方、上記信号を条件
として内蔵したマイクロコンピュータに予め記憶された
、エンジンの負荷および回転数に関係する燃料噴射量と
燃料噴射時期および噴射期間に関するデータ或いはマツ
プに基いて、エンジンの負荷および回転数に応じた上記
噴射量と噴射時期および噴射期間と点火時期とを演算し
、その制御信号をパルス幅で規定する開弁時間信号とし
て噴射弁駆動回路６７に出力し、更に点火装置６９と燃
料ポンプ２１並びにオイルレギュレータ２２に出力する
。

このうち、上記制御信号が燃料ポンプ２１とオイルレギ
ュレータ２２に出力されると、これらが上記信号に基い
て送油量と送油圧を調整し、これを給油管１９を介して
燃料噴射弁１７へ圧送する。

上記燃料圧は略１〜２ｋｇ／ｃｍ”に調圧され、これが
噴射弁１７に導入されると、ニップル２７から燃料通路
２９、油路４３および油溝（図示−）を経て、バルブ室
４４の内壁とシートバルブ４１の外周との間に環状に形
成された油室４９内に導かれ、鎖車４９に滞溜するとと
もに、上記一連の燃料流路に燃料油が充填され、かつそ
の余剰油が図示を省略した油戻管を介して燃料タンク１
８に戻される。

すなわち、上記燃料は燃料噴射弁１７と燃料タンク１８
の間を循環する。

また、上記制御信号が点火装置６９に出力されると、該
装置６９から点火プラグ６８に着火信号が送られ、該信
号毎にプラグ６８の電極間で火花放電が行なわれる。

一方、上記燃料圧送と前後してモータ１３が始動し、エ
アーコンプレッサ１４が駆動すると、エアークリーナ１
１で清浄された空気の一部が通気管に導かれて吸入され
、これが圧縮され高圧に加圧されて給気管１５に吐出さ
れ、その圧送途上でエアーレギュレータ１６により調圧
されて燃料噴射弁１７へ供給される。

上記空気圧は前記燃料圧よりも高圧で略４〜５　ｋｇ　
／　ｃｍ　”に調圧され、これが噴射弁１７に導入され
ると、ニップル２６がら空気通路２８、プランジャ３０
に形成した通孔３１およびシートバルブ４１の透孔５９
を経て、該バルブ４１の中空室５１内に導かれ、該室４
９内を充填するとともに上記一連の空気流路が加圧空気
で充填される。

こうして、エンジンの吸入行程前半のコントロールユニ
ット７０で演算された所定時期に、前記開弁時間信号が
噴射弁駆動回路６７に出力され、これがリード線３８を
介して燃料噴射弁３７の電磁コイル３７に入力されると
、該コイル３７が励磁され、プランジャ３０とバルブガ
イド３９およびシートバルブ４１の上部との間に磁気回
路が形成される。

上記磁気回路の磁力は経時的に増強され、プランジャ３
０に対しシートバルブ４１方向への吸着移動を促し、上
記磁力がスプリング５７の復元力を越えたところで、プ
ランジャ３０が上記方向へ吸着移動する。

このため、プランジャ３０がブツシュロッド６１を押し
下げ、該ロッド６１がインナーバルブ５３を押し下げる
ことで、インナーバルブ５３の頚部５３ａに係合したス
ペーサ５５とストッパ５６が、上記バルブ５３と共に下
動してスプリング５７を押し縮める。そして、このイン
ナーバルブ５３の下動に伴ない、シート５４がシート面
４８から離座し噴孔４７を開口することで、中空室５１
内に充填されていた加圧空気が噴孔４７から燃焼室６内
に噴射される。

上記磁力が更に増強され、プランジャ３０が隙間６３の
当初幅の略半幅分吸着移動すると、換言すれば隙間５８
の当初幅分移動すると、ストッパ５６がガイド５２に当
接してインナーバルブ５３の下動を停止させ、噴孔４７
の開度を規制する。したがって、プランジャ３０の下動
も同時に停止されるが、この場合にはプランジャ３０が
シートバルブ４１の上端に非常に接近していて、両者の
間の磁束密度が増大し、シートバルブ４１が上方への吸
着移動を促される状況に置かれている。

このような状況の下で前記磁力が更に増強されると、シ
ートバルブ４１がバルブスプリング４２に抗して上方へ
吸着移動し、シム６２を挾んでプランジャ３０の下端面
に吸着する。このため、シートバルブ４１のシート５０
がシート面４５から離座してシートバルブ４１が開弁し
、油室４９と中空室５１が連通する。その結果、油室４
９およびその流路に収容されていた燃料が、油室４９か
らシート面４５に沿って凹孔４６内に流下し噴孔４７に
導かれる。その際、上記燃料が噴孔４７内を高速に移動
する加圧空気流と合流して微粒化され、これが噴孔４７
から燃焼室６内に噴霧されて、吸気弁９から吸入された
空気と混合とする。

上記噴射燃料は比較的低圧（１〜２ｋｇ／Ｃｌ２）の燃
料を、それよりも若干高圧（４〜５ｋｇ／ａｉ２）の加
圧空気で剪断することによって生成され、燃料圧を上記
圧力よりも高圧したものに比べて、霧化および微粒化が
増進されることが発明者の実験によって確認された。

しかも、燃料圧が比較的低いことで、燃焼室６内での噴
霧側遠距離が抑制され、これがシリンダ３の内壁に付着
して液化する心配がなく、また加圧空気の流通或いは滞
溜によって噴射弁１７内が冷却されることにもなるから
、燃焼熱等によって燃料が気化することもない。

こうして微粒化された燃料の筒内噴射が開始され、更に
エンジンが吸入行程から圧縮行程に移行すると、燃焼室
６内の圧力が第４図に示すように次第に上昇する。そし
て、圧縮行程の前半、すなわち燃焼室６内の圧力が加圧
空気圧に到達する直前に符号して、前記コントロールユ
ニット７０からの開弁時間信号が出力停止され、電磁コ
イル３７に対する通電電流が停止される。

このなめ、電磁コイル３７が消磁され、前記磁気回路の
磁力が次第に低下することで、シートバルブ４１とイン
ナーバルブ５３が上記磁気レベルにしたがって順に作動
する。すなわち、電磁コイル３７の消磁後上記磁気レベ
ルが低下し始めると、先ずバルブスプリング４２が当該
残留磁気に打ち勝ってシートバルブ４１を押し下げ、そ
のシート５０をシート面４５上に着座させて、油室４９
から中空室５１への燃料の流出を遮断する。

この場合、上記シートバルブ４１の閉弁動作に際しては
、前述のようにプランジャ３０とシートバルブ４１との
間に非磁性材のシム６２が介在していて、プランジャ３
０とシートバルブ４１の直接的な吸着を回避させている
から、上記バルブ４１の円滑な作動が促されることにな
る。

このようにシートバルブ４１が閉弁されても、インナー
バルブ５３は末だ開弁状態を維持しているから、噴孔４
７からは引き続き加圧空気が噴出している。したがって
、中空室５１の内周面や噴孔４７の内壁に付着し、或い
は凹孔４６内に残留している燃料液滴が、上記加圧空気
によって外部に吹き飛ばされるから、これらがこの後後
だれしたり燃焼熱等によってカーボン詰まりを引き起こ
すことはない。

こうして、更に磁気レベルが低下すると、スプリング５
７が当残留磁気とプランジャスプリング３４の合力に打
ち勝って、ストッパ５６およびスペーサ５５を介しイン
ナーバルブ５３を押し上げ、かつブツシュロッド６１を
介してプランジャ３０を押し上げる。そして、インナー
バルブ５３のシート５４がシート面４８と係合し噴孔４
７を閉塞することで、上記バルブ５３が閉弁され、燃焼
室６内への空気噴射が停止され、またインナーバルブ５
３が原位置に復帰することで、ストッパ５６とガイド５
２との間に当初幅の隙間５８が形成される。

このようにして噴孔４７からの噴射が一切停止され、ピ
ストン４が上死点に近づく圧縮行程の終期に、コントロ
ールユニット７０から点火装置６９に制御信号が送られ
ると、該装置６９から点火プラグ６８に着火信号が送ら
れ、点火プラグ６８の電極間で火花放電が行なわれて、
燃焼室６内の混合気が爆発燃焼する。

このように本発明の装置では第４図に示すように、噴射
路りを燃焼室６の圧力が加圧空気圧に到達する直前の、
ＢＤＣ９０°以下に略固定し、噴射始めをエンジンの負
荷および回転数によって可変制御することで、従来のこ
の種装置に比べてエンジンの運転状況に見合った噴射時
期や期間を広域かつ多様に設定し得、その電子制御化の
完全と制御内容の多様化に応じられるとともに、燃料供
給系の低圧化を促進し得ることになる。

しかも、本発明の燃料噴射弁では内蔵した単一の電磁コ
イル３７と、強弱二種類のスプリング４２．５７を駆使
することで、シートバルブ４１とインナーバルブ５３を
順次作動させるようにしたから、構成が簡潔で小型軽量
化が図れ、その設置スペースを容易に確保し得ることに
なる。

（発明の効果） 本発明の筒内噴射装置は以上のように、エンジンの負荷
および回転に応じた燃料噴射時期と噴射期間に燃料を噴
射可能とした燃料噴射弁を燃焼室に臨ませ、該噴射弁に
供給される燃料を加圧空気を利用して燃焼室内に直接噴
射し、これを火花着火させるようにした筒内噴射装置に
おいて、前記噴射弁内に低圧の燃料と該燃圧より高圧の
空気を導いて燃料を微粒化し、該燃料をエンジンの吸入
行程前半から圧縮行程前半の所定時期に燃焼室内に噴射
させるようにしたから、燃料供給系の低圧化を促す効果
がある。

したがって、上記燃料噴射を、燃焼室の圧力が前記加圧
空気の圧力到達前に終了させ、かつその噴射始めをエン
ジンの負荷および回転に応じて可変制御することによっ
て、噴射期間を広範に設定でき、この種噴射システムの
電子制御化を容易にさせるとともに、エンジンの運転条
件に見合った最適な噴射制御が得られることになる。

また、本発明の燃料噴射弁は以上のように、エンジンの
負荷および回転に応じて作動可能な電磁コイルを備え、
該コイルを介しエンジン行程の所定時期に所定の噴射時
期と噴射期間で燃料を噴射可能とし、かつこの燃料を加
圧空気を利用して噴射させるようにした燃料噴射弁にお
いて、上記噴射弁内部に単一の電磁コイルと、噴孔に連
通可能な燃料流路と空気流路とを設け、これら燃料流路
と噴孔にシートバルブとインナーバルブを開閉可能に設
け、かつこの両バルブを前記電磁コイルの動作に連係し
て順次開閉させるようにしたから、この種噴射弁の構成
の簡潔化と小型軽量並びに設置スペース確保の容易化を
図れるとともに、噴射燃料の霧化および微粒化を増進で
きる効果がある。

特に、前記シートバルブとインナーバルブを、燃料噴射
始期にはインナーバルブおよびシートバルブの順に開弁
させ、燃料噴射終期にはシートバルブおよびインナーバ
ルブの順に閉弁させるようにすれば、燃料噴射後に噴射
弁内部に残留する燃料を加圧空気で吹き飛ばし、後だれ
や燃焼熱等によるカーボン詰まりを防止できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す説明図、第２図は本発明に
係る燃料噴射弁の一例を示す断面図、第３図は本発明の
要部を拡大して示す断面図、第４図は燃料噴射期間を本
発明と従来とで比較して示した説明図で、エンジンの各
行程における筒内圧力の状況を併記しており、第５図は
燃料噴射弁の他の実施例を示す断面図である。 １・・・エンジン、　　　　６・・・燃焼室１７・・・
燃料噴射弁、　　３７・・・電磁コイル４１・・・シー
トバルブ、　４７・・・噴孔５３・・・インナーバルブ 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの負荷および回転に応じた燃料噴射時期
   と噴射期間に燃料を噴射可能とした燃料噴射弁を燃焼室
   に臨ませ、該噴射弁に供給される燃料を加圧空気を利用
   して燃焼室内に直接噴射し、これを火花着火させるよう
   にした筒内噴射装置において、前記噴射弁内に低圧の燃
   料と該燃圧より高圧の空気を導いて燃料を微粒化し、該
   燃料をエンジンの吸入行程前半から圧縮行程前半の所定
   時期に燃焼室内に噴射させるようにしたことを特徴とす
   る筒内噴射装置。
2. （２）上記燃料噴射を、燃焼室の圧力が前記加圧空気の
   圧力到達前に終了させ、かつその噴射始めをエンジンの
   負荷および回転に応じて可変制御するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の筒内噴射装置。
3. （３）エンジンの負荷および回転に応じて作動可能な電
   磁コイルを備え、該コイルを介しエンジン行程の所定時
   期に所定の噴射時期と噴射期間で燃料を噴射可能とし、
   かつこの燃料を加圧空気を利用して噴射させるようにし
   た燃料噴射弁において、上記噴射弁内部に単一の電磁コ
   イルと、噴孔に連通可能な燃料流路と空気流路とを設け
   、これら燃料流路と噴孔にシートバルブとインナーバル
   ブを開閉可能に設け、かつこの両バルブを前記電磁コイ
   ルの動作に連係して順次開閉させるようにしたことを特
   徴とする燃料噴射弁。
4. （４）前記シートバルブとインナーバルブを、燃料噴射
   始期にはインナーバルブおよびシートバルブの順に開弁
   させ、燃料噴射終期にはシートバルブおよびインナーバ
   ルブの順に閉弁させるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の燃料噴射弁。