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JPH06173823A - Assist air type fuel injection device - Google Patents

Assist air type fuel injection device

Info

Publication number
JPH06173823A
JPH06173823A JP35301792A JP35301792A JPH06173823A JP H06173823 A JPH06173823 A JP H06173823A JP 35301792 A JP35301792 A JP 35301792A JP 35301792 A JP35301792 A JP 35301792A JP H06173823 A JPH06173823 A JP H06173823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
air
chamber
injector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35301792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Araki
智昭 荒木
Akira Kiyomura
章 清村
Kazumitsu Kobayashi
一光 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Priority to JP35301792A priority Critical patent/JPH06173823A/en
Publication of JPH06173823A publication Critical patent/JPH06173823A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、副燃焼室内の空燃比A/Fを適正な範
囲内に抑え、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。 【構成】 予混合室14内に噴射された燃料をエアイン
ジェクタ4からの過給アシストエアによって微粒化し、
予混合室14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
11B等を介して主燃焼室A1 と副燃焼室A2 とに燃料
を分配して供給する。そして、チェック弁18のばね受
け20を弁ばね19に抗してストッパ筒21に着座さ
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。
(57) [Summary] [Purpose] When the fuel is distributed from the single fuel injector to the sub-combustion chamber and the main combustion chamber together with the supercharging assist air, the air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber is adjusted appropriately. Within a certain range, the mixture is ignited with high responsiveness by the spark plug in the auxiliary combustion chamber. [Structure] The fuel injected into the premix chamber 14 is atomized by supercharging assist air from the air injector 4,
The check valves 15 and 18 are opened by the pressure of the premixing chamber 14, and the fuel is distributed from the inside of the premixing chamber 14 to the main combustion chamber A1 and the auxiliary combustion chamber A2 via the small diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11. Supply. Then, the spring bearing 20 of the check valve 18 is seated on the stopper cylinder 21 against the valve spring 19 to prevent the fuel in the premixing chamber 14 from being excessively supplied to the auxiliary combustion chamber A2, and to prevent the auxiliary combustion. Spark plug 24 in chamber A2
Produces a rich mixture that can be ignited with certainty.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、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 adapted to inject fuel into a combustion chamber of an automobile engine together with supercharged assist air, and more particularly to a direct cylinder fuel injection type fuel injector. Relates to an assist air type fuel injection device.

【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 Generally, an assist air type fuel injection system equipped with a direct injection type fuel injector mounted in 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. Direct injection type fuel injector for injecting fuel from the injection nozzle, and supercharging assist air is supplied to the air chamber formed around the injection nozzle of the fuel injector to atomize the fuel injected from the injection nozzle. To change the supercharging assist air supply means, a fuel pipe for supplying the fuel discharged from the fuel pump into the fuel injector, and a fuel pressure (fuel pressure) in the fuel pipe based on the control pressure from the 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 this type of prior art assist air type fuel injection device, when the fuel is injected from the in-cylinder direct injection type fuel injector into the combustion chamber during the intake stroke of the engine, the supercharged assist air supply means is used for injection. Supercharging assist air is supplied into the air chamber around the nozzle to promote atomization of the injected fuel. Then, by spraying this atomized fuel from the fuel injector into the combustion chamber of the engine body, the mixing efficiency of the fuel and the intake air in the combustion chamber is enhanced to improve the combustion efficiency of the fuel and clean the exhaust gas. And the improvement of fuel efficiency.

【0004】[0004]

【発明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、空燃比A/Fが18〜25位となる希薄混合気を用
いる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 prior art described above, the fuel injected from the injection nozzle of the fuel injector is atomized by the supercharging assist air, but this atomized fuel is introduced into the combustion chamber of the engine body. When jetted and mixed with intake air from the intake manifold, the concentration of the air-fuel mixture may become non-uniform in the combustion chamber, and the air-fuel mixture is lean around the spark plug.
When it becomes, the ignitability of the air-fuel mixture will decrease. In particular, during lean burn control using a lean air-fuel ratio having an air-fuel ratio A / F of about 18 to 25, the ignitability of the air-fuel mixture is significantly reduced, making it difficult to effectively combust 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。
Further, in order to improve the ignitability by the ignition plug even in a lean mixture during lean burn control, the cylinder head of the engine body communicates with the combustion chamber, and the secondary combustion has a volume smaller than that of the combustion chamber. A chamber is formed, and a lean air-fuel mixture of fuel and intake air from the main injector is sucked into the combustion chamber from the intake port of the cylinder head, and a sub-combustion chamber is provided with an in-cylinder direct injection sub-injector and an ignition plug. Other conventional techniques for mounting the same are also known. In addition, in other conventional techniques, by injecting fuel from the sub-injector into the sub-combustion chamber, the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber has a rich tendency (rich), and the ignitability by the spark plug is improved. .

【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, since it is necessary to provide the main injector on the intake port side of the cylinder head and the sub-injector in the auxiliary combustion chamber, the injection amount of fuel injected from each injector is controlled by a control device or the like. Since it is necessary to individually calculate and control, the control process becomes complicated, and it is necessary to provide two fuel injectors, the number of components of the entire fuel injection device increases, and the workability at the time of assembling becomes poor. There is a problem of becoming.

【0007】そこで、本出願人は先に、特願平4−11
4142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
間に隔壁部材を設け、該隔壁部材により燃焼室をシリン
ダ側の主燃焼室とフューエルインジェクタ側の副燃焼室
とに画成すると共に、該隔壁部材には、前記フューエル
インジェクタから過給アシストエアと共に噴出される燃
料を前記主燃焼室と副燃焼室とに分配させる分配ノズル
を設け、該分配ノズルにより副燃焼室内に分配して噴出
された過給アシストエアと燃料と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 present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 4-11.
No. 4142 (hereinafter referred to as prior art), a partition member is provided between the cylinder head of the engine body and the fuel injector, and the partition member serves to divide the combustion chamber into a main combustion chamber on the cylinder side and a sub combustion chamber on the fuel injector side. The partition wall member is provided with a distribution nozzle for distributing the fuel ejected together with the supercharging assist air from the fuel injector to the main combustion chamber and the sub combustion chamber, and the distribution nozzle divides the sub combustion chamber. The assist air type fuel injection device has been proposed in which the supercharged assist air and the fuel that are distributed and ejected into the main combustion chamber are ignited by a spark plug in the sub combustion chamber and the flame at this time is ejected into the main combustion chamber.

【0008】そして、この先行技術では、フューエルイ
ンジェクタから過給アシストエアと共に噴出してくる燃
料を、隔壁部材に設けた分配ノズルにより主燃焼室側と
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安定的に行うことができる
という利点がある。
In this prior art, the fuel ejected from the fuel injector together with the supercharging assist air is distributed and supplied to the main combustion chamber side and the sub combustion chamber side by the distribution nozzle provided in the partition wall member. A rich mixture is produced in the sub-combustion chamber, a lean mixture is produced in the main combustion chamber, and the rich mixture in the sub-combustion chamber is ignited by a spark plug to generate a flame at this time. There is an advantage that the lean air-fuel mixture in the main combustion chamber can be surely combusted by being ejected into the main combustion chamber, and lean burn control and the like can be stably performed using a single fuel injector.

【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
範囲内に制御することができず、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, in this prior art, the air-fuel ratio A / F in the auxiliary combustion chamber cannot be controlled within a proper range over the entire engine speed range, and the air-fuel mixture is ignited in the auxiliary combustion chamber. There is an unsolved problem that it is difficult to instantly ignite 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ものの、空燃比A/Fが
適正値の範囲を越えてより過濃になったり、より希薄と
なったりすると、混合気の着火性が著しく悪くなってし
まう。しかし、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るので、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
射量が増大し、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。
That is, in the auxiliary combustion chamber, as shown in FIG.
When the air-fuel ratio A / F is in the range of the proper value 8 to 12, the air-fuel mixture can be instantly ignited by minimizing the ignition time of the air-fuel mixture, but the air-fuel ratio A / F is proper. If the concentration exceeds the range of values and becomes richer or leaner, the ignitability of the air-fuel mixture becomes significantly worse. However, since the injection amount of fuel injected from the fuel injector is determined based on the intake air amount, if the intake air amount increases, for example, during acceleration of the engine, the injection amount of fuel injected from the fuel injector at this time will increase. As a result, the excess fuel is supplied to the auxiliary combustion chamber and the air-fuel ratio A / F cannot be suppressed within an appropriate range.

【0011】また、前記先行技術では、副燃焼室から主
燃焼室内に向けて噴出する火炎が中実の円柱状または円
錐状となるため、この火炎と主燃焼室内の希薄な混合気
との接触面積を十分に大きくすることができず、主燃焼
室内で混合気の燃焼効率を十分に向上させるのが難しい
という未解決の問題がある。
Further, in the above-mentioned prior art, since the flame ejected from the auxiliary combustion chamber toward the main combustion chamber has a solid columnar shape or a conical shape, contact between this flame and the lean air-fuel mixture in the main combustion chamber. There is an unsolved problem that the area cannot be made sufficiently large and it is difficult to sufficiently improve the combustion efficiency of the air-fuel mixture in the main combustion chamber.

【0012】本発明は上記先行技術の問題に鑑みなされ
たもので、本発明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、副燃焼室内の空燃比A/Fを
適正な範囲内に抑えることができ、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
ができると共に、副燃焼室から主燃焼室に噴出する火炎
と主燃焼室内の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 is applied when fuel is distributed from a single fuel injector to the auxiliary combustion chamber and the main combustion chamber together with supercharging assist air. , The air-fuel ratio A / F in the sub-combustion chamber can be suppressed within an appropriate range, and the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber can be ignited with high responsiveness by the spark plug, and from the sub-combustion chamber to the main combustion chamber. An object of the present invention is to provide an assist air type fuel injection device capable of increasing the contact area between the ejected flame and the air-fuel mixture in the main combustion chamber, and reliably improving 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
ために本発明は、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
体の燃焼室内に向け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とフュ
ーエルインジェクタとの間に設けられ、該フューエルイ
ンジェクタ側に前記燃料と過給アシストエアとの予混合
室を画成し、前記エンジン本体の燃焼室側に主燃焼室と
副燃焼室とを画成する隔壁体と、該隔壁体に形成され、
前記フューエルインジェクタから予混合室内に噴射され
過給アシストエアにより微粒化された燃料を前記主燃焼
室側と副燃焼室側とに分配させる分配通路と、該分配通
路のうち、主燃焼室側の通路に設けられ、前記予混合室
から主燃焼室内に向けて燃料が流通するのを許し、逆向
きの流れを阻止する第1のチェック弁と、前記分配通路
のうち、副燃焼室側の通路に設けられ、前記予混合室か
ら副燃焼室内に向けて燃料が流通するのを許し、逆向き
の流れを阻止する第2のチェック弁とを備え、該第2の
チェック弁には前記予混合室内の圧力が所定圧を越えた
ときに、前記副燃焼室側の通路を閉塞するストッパを設
け、かつ前記副燃焼室内に第2のチェック弁を介して分
配供給された燃料を該副燃焼室内で点火プラグにより着
火するようにしたことを特徴としてなる構成を採用して
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is provided with an in-cylinder direct injection type fuel injector, and atomizes the fuel injected from the fuel injector by supercharging assist air, In an assist air type fuel injection device for supplying into a combustion chamber of a main body, a premix chamber for the fuel and supercharge assist air is provided between a cylinder head of the engine main body and a fuel injector and is provided on the fuel injector side. A partition wall that defines a main combustion chamber and a sub combustion chamber on the combustion chamber side of the engine body, and is formed on the partition wall.
A distribution passage for distributing the fuel, which is injected from the fuel injector into the premix chamber and atomized by the supercharging assist air, to the main combustion chamber side and the sub combustion chamber side, and the distribution passage on the main combustion chamber side. A first check valve provided in the passage for allowing the fuel to flow from the premixing chamber toward the main combustion chamber and blocking the flow in the opposite direction; and a passage on the auxiliary combustion chamber side of the distribution passage. And a second check valve that allows the fuel to flow from the premix chamber toward the sub-combustion chamber and blocks the reverse flow, the second check valve including the second check valve. A stopper is provided to close the passage on the side of the sub-combustion chamber when the pressure in the chamber exceeds a predetermined pressure, and the fuel distributed and supplied to the sub-combustion chamber via a second check valve is supplied to the sub-combustion chamber. I tried to ignite with a spark plug It adopts a configuration comprising a feature and.

【0014】また、前記隔壁体には前記副燃焼室を主燃
焼室に連通させる環状の連通穴を形成し、前記副燃焼室
内で点火プラグにより着火された燃料の火炎を該連通穴
から主燃焼室内に向けて中空状に噴出させる構成とする
のが好ましい。
Further, the partition wall is formed with an annular communication hole for communicating the auxiliary combustion chamber with the main combustion chamber, and the flame of fuel ignited by an ignition plug in the auxiliary combustion chamber is main-combusted from the communication hole. It is preferable to have a configuration in which it is ejected in a hollow shape toward the room.

【0015】[0015]

【作用】上記構成により、例えばエンジンの加速時等に
吸入空気量の増大に基づき、フューエルインジェクタか
ら噴射される燃料の噴射量が増大したときには、予混合
室内の圧力が所定圧を越えるようになるので、第2のチ
ェック弁のストッパが分配通路のうち副燃焼室側の通路
を閉塞して、副燃焼室内に過剰な燃料が供給されるのを
遮断でき、該副燃焼室内の空燃比A/Fが過濃となるの
を防止できる。
With the above structure, when the injection amount of the fuel injected from the fuel injector is increased due to the increase of the intake air amount during acceleration of the engine, the pressure in the premix chamber exceeds the predetermined pressure. Therefore, the stopper of the second check valve closes the passage on the sub-combustion chamber side of the distribution passage to block the supply of excess fuel into the sub-combustion chamber, and the air-fuel ratio A / It is possible to prevent the F from becoming excessively rich.

【0016】また、隔壁体に前記副燃焼室を主燃焼室に
連通させる環状の連通穴を形成すれば、副燃焼室内の混
合気に着火して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、主燃焼
室内の希薄な混合気に大きな面積をもって接触し、主燃
焼室内の混合気を確実に燃焼させることができる。
Further, if the partition wall is formed with an annular communication hole for communicating the auxiliary combustion chamber with the main combustion chamber, the flame generated by igniting the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber is cylindrical from the communication hole of the partition wall. Alternatively, the air-fuel mixture can be ejected into the main combustion chamber in the shape of a hollow cone and contact the lean air-fuel mixture in a large area with a large area to reliably burn the air-fuel mixture in the main combustion chamber.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図6に基
づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0018】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を形成し、該シリンダヘッ
ド2には図2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が設けられてい
る。
In the figure, 1 is an engine body, 2 is a cylinder head which constitutes a part of the engine body 1,
The cylinder head 2 forms 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 described below is provided.

【0019】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筒内直接噴射式のフューエルインジ
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、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の先端から後述の予混合室
14内に向け燃料を噴射させる。
Reference numeral 3 denotes an in-cylinder direct injection type fuel injector attached to the cylinder head 2 through a partition wall body 7 described later. The fuel injector 3 is provided on the injector body 3A and on the tip side of the injector body 3A. The injection nozzle 3B is provided and a connection port 3C provided on the rear end side of the injector main body 3A is roughly configured. The injector main body 3A has an electromagnetic actuator (not shown) for driving a valve body built therein. Here, a fuel pipe (not shown) is connected to the connection port 3C of the fuel injector 3, and fuel from the fuel pump is supplied in a state where the pressure is regulated by a pressure regulator (neither is shown).
When an injection pulse is applied from the outside, the fuel injector 3 opens and closes the valve element by an electromagnetic actuator to inject fuel from the tip of the injection nozzle 3B into the premix chamber 14 described later.

【0020】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 wall body 7. The air injector 4 is provided with an injector body 4A, an injection nozzle 4B and a connection port 4C, which is substantially the same as the fuel injector 3. The main body 4A has a built-in electromagnetic actuator (neither is shown) that drives the valve body. Here, an air pipe (not shown) is connected to the connection port 4C of the air injector 4, and compressed air (supercharging assist air) from the air pump is regulated by a relief valve (neither is shown) or the like. Supplied in condition. When a pulse is applied to the air injector 4 from the outside in the same manner as the fuel injector 3, the valve body is opened and closed by an electromagnetic actuator to open the premix chamber 1 from the tip of the injection nozzle 3B.
The supercharging assist air is jetted toward the inside of 4.

【0021】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 wall body 7. The stopper plate 5 has its left and right ends extending toward the fuel injector 3 and the air injector 4, respectively. The injector bodies 3A and 4A are hooked as shown in FIG. In addition, the stopper plate 5
The fixing bolt 6 is inserted through the central portion of the
The front end side of is attached to the holder 10 of the partition wall body 7 described later. Then, the fixing bolt 6 is connected to the fuel injector 3 and the air injector 4 via the stopper plate 5.
And are fixed to the holder 10.

【0022】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2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、該ホルダ10にはフューエルインジェクタ3か
らの燃料とエアインジェクタ4からの過給アシストエア
とを予混合室14内に所定の傾斜角をもって導く一対の
導入路10A(一方のみ図示)が形成されている。
Reference numeral 7 denotes a partition wall body provided between the cylinder head 2, the fuel injector 3 and the air injector 4. The partition wall body 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, and a nozzle cylinder 11 and a mixing head 13 which will be described later and are arranged in the mounting cylinder 8.
And a holder 10 disposed on the nozzle cylinder 11 and the mixing head 13 and fixed to the mounting cylinder 8 by screwing the end cover 9 onto the mounting cylinder 8. A pair of introduction passages 10A (only one of which is shown) for guiding the fuel from the fuel injector 3 and the supercharging assist air from the air injector 4 into the premixing chamber 14 at a predetermined inclination angle is formed therein.

【0023】11は取付筒8内に同軸に配設されたノズ
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1
1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A
2 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 arranged coaxially in the mounting cylinder 8, and the nozzle cylinder 11 has a bottomed cylinder portion 11A on the upper end side.
Is fitted and fixed on the annular step portion 8B of the mounting cylinder 8, and a small diameter nozzle portion 11B projecting downward is integrally formed at the center of the bottom portion of the bottomed tubular portion 11A. And the nozzle cylinder 1
The first small-diameter nozzle portion 11B extends to the tip side of the small-diameter tubular portion 8A of the mounting cylinder 8 and forms an annular communication hole 12 with the tip side of the small-diameter tubular portion 8A. The combustion chamber A of the engine body 1 is divided into a main combustion chamber A1 and a sub-combustion chamber A2 between the mounting cylinder 8 and the nozzle cylinder 11 by a partition wall body 7.
2 communicates with the main combustion chamber A1 through an annular communication hole 12.

【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の径方向外側に位
置して予混合室14を副燃焼室A2 に連通させる段付穴
11Cが形成され、該段付穴11Cの下端側周囲は後述
するチェック弁18用の弁座11Dとなっている。そし
て、該ノズル筒11の段付穴11Cは小径ノズル部11
B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 bottomed cylindrical portion 11A of the nozzle cylinder 11 is provided with a stepped hole 11C located outside the small-diameter nozzle portion 11B in the radial direction to communicate the premixing chamber 14 with the auxiliary combustion chamber A2. Is formed, and the periphery of the lower end side of the stepped hole 11C is a valve seat 11D for the check valve 18 described later. The stepped hole 11C of the nozzle cylinder 11 is the small diameter nozzle portion 11
B and distribution holes 13B and 13C which will be described later constitute a distribution passage, and a passage on the side of the auxiliary combustion chamber A2 of the distribution passage is constituted by a stepped hole 11C and a distribution hole 13C.

【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はホルダ10の各導入路10Aを介して
導かれる前記フューエルインジェクタ3からの燃料とエ
アインジェクタ4からの過給アシストエアとを旋回流状
態で混合させ、過給アシストエアにより燃料の微粒化を
促進させる。
Reference numeral 13 denotes a mixing head arranged 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.
Is formed as a bottomed cylindrical body having a premix chamber 14 between the eccentric hole 13A and the holder 10. And
The premix chamber 14 mixes the fuel from the fuel injector 3 and the supercharging assist air from the air injector 4 guided through each introducing passage 10A of the holder 10 in a swirling flow state, and the supercharging assist air causes the fuel to flow. Promote the atomization of.

【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 for communicating the premixing chamber 14 with the main combustion chamber A1 and the auxiliary combustion chamber A2.
B and 13C form a part of the distribution passage. The distribution hole 13B constitutes a main combustion chamber A1 side passage of the distribution passage together with the small diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11, and the periphery of 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 is a distribution hole 13 of the mixing head 13.
A first check valve provided in B is shown. The check valve 15 has a valve spring 16 in a normally closed direction so that a poppet-shaped valve portion 15A is seated on a valve seat 13D.
7, the combustion pressure from the main combustion chamber A1 is prevented 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 premix chamber 14, the check valve 15 is opened by the pressure at this time as shown in FIGS. Valve seat 1
It is distributed from the 3D side through the small diameter nozzle portion 11B into the main combustion chamber A1 and ejected. Further, the spring bearing 17 has a plurality of communication grooves 17 for communicating the inside of the premixing chamber 14 with the valve seat 13D side.
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.
A second check valve provided in C is shown. The check valve 18 is a stopper in the direction always closed by a valve spring 19 so that the poppet type valve portion 18A is seated on and seated on the valve seat 11D of the nozzle cylinder 11. It prevents the combustion pressure from the main combustion chamber A1 and the auxiliary combustion chamber A2 from flowing back to the premixing chamber 14 through the stepped hole 11C of the nozzle cylinder 11 by being urged through the spring receiver 20 as ing. And the check valve 18
When fuel and supercharging assist air are supplied into the premix chamber 14, the pressure at this time opens the valve as shown in FIG.
The remaining air-fuel mixture of this fuel and supercharging assist air is used as the valve seat 1
It is distributed from the 1D side into the auxiliary 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
のを防止するようになっている。
Reference numeral 21 denotes a stopper cylinder 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 premix chamber 14 exceeds a predetermined pressure (actually,
When a small amount of time has elapsed since the fuel was injected from the fuel injector 3 into the premix chamber 14), the spring bearing 20
5 is seated against the valve spring 19 as shown in FIG. 5, and the spring receiver 20 closes the stepped hole 11C of the nozzle cylinder 11. As a result, the fuel in the premixing chamber 14 is stored in the auxiliary combustion chamber A2
The air-fuel ratio A / F in the auxiliary combustion chamber A2 exceeds the proper value range 8 to 12 illustrated in FIG. 7 and becomes richer in any engine operating condition. It is designed to prevent

【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 to 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 the fuel injection, the check valve 18 is shown in FIG. The valve is closed like this. 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. 6 according to the operating state of the engine, but the check valve 18 on the auxiliary combustion chamber A2 side has a characteristic line 23. As described above, the valve is repeatedly opened and closed repeatedly with a substantially constant minute time.

【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程度に、空燃比A/Fが図
7に例示した適正値8〜12の範囲内のリッチな混合気
が生じる。一方、容積が大きい主燃焼室A1 内では吸入
空気と混合して希薄燃焼を行うのに適した希薄(リー
ン)な混合気を生じさせるべく燃料が分配されるよう
に、ノズル筒11の段付穴11Cが前記予混合室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副燃
焼室A2 側に分配させ、残余の燃料を小径ノズル部11
Bが過給アシストエアと共に主燃焼室A1 内に導出させ
る。そして、副燃焼室A2 および主燃焼室A1 内に平均
すれば通常よりも希薄な混合気を生じさせ、リーンバー
ン制御が可能となるようにしている。
The auxiliary combustion chamber A2 is formed with a smaller volume than the main combustion chamber A1, and 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. A rich air-fuel mixture having an air-fuel ratio A / F within the proper value range of 8 to 12 illustrated in FIG. 7 is generated therein so that the spark from the spark plug 24 described later can be surely ignited. On the other hand, in the main combustion chamber A1 having a large volume, the nozzle cylinder 11 is stepped so that the fuel is distributed so as to generate a lean air-fuel mixture suitable for performing lean combustion by mixing with intake air. The hole 11C distributes a part of the fuel ejected together with the supercharging assist air from the premix chamber 14 to the side of the auxiliary combustion chamber A2, and the remaining fuel is supplied to the small-diameter nozzle portion 11
B is discharged into the main combustion chamber A1 together with the supercharging assist air. Then, a leaner mixture than usual is produced in the auxiliary combustion chamber A2 and the main combustion chamber A1 so that lean burn control can be performed.

【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 an ignition plug attached to the mounting cylinder 8 so as to face the inside of the auxiliary combustion chamber A2. The ignition plug 24 ignites the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber A2 and The flame produced by the combustion is ejected 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 this embodiment has the above-mentioned structure, 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の予混合室14
内に向けて燃料と過給アシストエアとを噴射する。
First, the fuel injector 3 is supplied with the fuel whose fuel pressure is adjusted by the pressure regulator according to the operating state of the engine from the connection port 3C side, and the air injector 4 is supplied with the supercharging assist air from the air pump 4C. Supplied from the side. Then, when an electric signal (injection pulse or the like) is applied to each of the fuel injector 3 and the air injector 4 from a control unit (not shown) as a control device, the respective valve bodies of the fuel injector 3 and the air injector 4 open. From the injection nozzles 3B and 4B to the premixing chamber 14 of the partition 7
Fuel and supercharge assist air are injected inward.

【0035】そして、予混合室14内に噴射された燃料
は過給アシストエアによって微粒化された状態で、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11B、
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。このとき、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、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。
The fuel injected into the premix chamber 14 is atomized by the supercharging assist air, and the check valves 15 and 18 are opened by the pressure at this time to open the nozzles from the premix chamber 14. A small diameter nozzle portion 11B of the cylinder 11,
It is distributed and supplied to the main combustion chamber A1 and the auxiliary combustion chamber A2 through the stepped hole 11C. At this time, the check valve 15 is repeatedly opened and closed as indicated by the characteristic line 22 shown in FIG. 6 substantially corresponding to the opening and closing of the fuel injector 3, and the main combustion chamber A1
A relatively lean mixture is created inside. Further, the check valve 18 is repeatedly opened and closed at a substantially constant time as shown by the characteristic line 23 shown in FIG. 6 to generate a rich air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber A2 to the extent that the ignition plug 24 can reliably ignite it. .

【0036】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 auxiliary 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 ejecting 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.

【0037】而して、本実施例よれば、副燃焼室A2 側
のチェック弁18にストッパ筒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18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11C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A2 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。
Thus, according to this embodiment, the check valve 18 on the side of the auxiliary combustion chamber A2 is provided with the stopper cylinder 21, and the upper end surface of the stopper cylinder 21 is formed as the valve seat 21A for the spring receiver 20. 3 to premix chamber 14
When fuel is injected into the inside, the check valve 18 is opened as shown in FIG. 4, and when the pressure in the premix chamber 14 rises above a predetermined pressure after a lapse of a certain minute time, the check valve 18 The spring bearing 20 is seated on the valve seat 21A of the stopper cylinder 21 against the valve spring 19 as shown in FIG. 5, and the stepped hole 11C of the nozzle barrel 11 is closed by the spring bearing 20. As shown by the characteristic line 23 shown in FIG. 6, the valve 18 is opened and closed at an almost constant minute time to prevent the fuel in the premixing chamber 14 from being excessively supplied to the secondary combustion chamber A2. Air-fuel ratio A in chamber A2
/ F can be prevented from becoming richer than the proper value range 8 to 12 illustrated in FIG. 7, and at the same time, the rich-fuel mixture suitable for ignition by the spark plug 24 in the auxiliary combustion chamber A2. Can be generated.

【0038】また、ノズル筒11の小径ノズル部11B
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。
The small diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11
Since the auxiliary combustion chamber A2 is formed in a tubular shape and extends in the axial direction toward the main combustion chamber A1 from the premixing chamber 14 side to the position of the communication hole 12 of the mounting cylinder 8, the auxiliary combustion chamber A2 inside the auxiliary combustion chamber A2 The flame generated by the ignition of the air-fuel mixture by the ignition plug 24 becomes a hollow cylindrical or hollow conical shape from the annular communication hole 12 and is ejected into the main combustion chamber A1. The air-fuel mixture in the combustion chamber A1 can be brought into contact with a wide range, and the air-fuel mixture can be efficiently burned to improve the combustion efficiency.

【0039】さらに、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。
Further, when the air-fuel mixture burns in the auxiliary combustion chamber A2, the small-diameter nozzle portion 11B of the nozzle cylinder 11 is heated by the heat from the auxiliary combustion chamber A2.
The fuel ejected from the nozzle cylinder 11 into the main combustion chamber A1 through the small-diameter nozzle portion 11B is not only atomized by the supercharging assist air, but also the heat at this time promotes further vaporization, and the main combustion chamber A1 Even if a lean air-fuel mixture is generated inside, this air-fuel mixture can be surely lean-burned, and lean burn control and the like can be effectively performed.

【0040】従って本実施例では、過給アシストエアに
より燃料の微粒化を促進させると共に、この燃料を副燃
焼室A2 と主燃焼室A1 とに分配し、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
し、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、この副燃焼室A2 内の混合気を点火
プラグ24からの火花で確実に燃焼させることができる
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 atomization of the fuel is promoted by the supercharging assist air, and this fuel is distributed to the sub-combustion chamber A2 and the main combustion chamber A1. A large amount of fuel can be supplied together with the supercharging assist air to generate a rich air-fuel mixture within the range of the required air-fuel ratio, and the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber A2 can be reliably generated by the spark from the spark plug 24. In addition, the flame from the auxiliary combustion chamber A2 is blown into the main combustion chamber A1 in a hollow shape, so that the lean-fuel mixture in the main combustion chamber A1 can be surely burned. , For example, the engine body 1 provides a stable rotation output even during lean burn control.
And various effects such as purification of exhaust gas and improvement of fuel consumption can be achieved.

【0041】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、本発明はこれに限ら
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 have 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 operate. As shown in FIG. 4, when the pressure in the premix chamber 14 exceeds the set pressure of the valve spring 19 after allowing a certain minute time after fuel injection, the check valve 18 is spring-loaded 20. However, the present invention is not limited to this, and the fuel injection pressure from the fuel injector 3 is not limited to this.
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, 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.

【0042】また、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、本発明はこれに限らず、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。
Further, in the above embodiment, the cylinder head 2
Although the partition body 7 is provided so as to protrude from the cylinder head 2 to the outside, the present invention is not limited to this, and for example, without attaching the mounting cylinder 8 of the partition body 7 or the like to the outside of the cylinder head 2, You may make it provide integrally.

【0043】さらに、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、本発明はこれに限
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
外部からエア導管等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
を微粒化させるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the fuel injector 3 and the air injector 4 are fixed to the holder 10 of the partition wall body 7 by the fixing bolts 6 via the stopper plate 5, but the present invention is not limited to this. Not limited to this, for example, only the fuel injector 3 is provided in the holder 10, the fuel from the fuel injector 3 is injected into the premix chamber 14, and the premix chamber 14 is supercharged from the outside via an air conduit or the like. Assist air may be introduced and the supercharged assist air may be used to atomize the fuel in the premix chamber 14.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、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、該隔壁体には予混合室内で過給アシストエアによ
り微粒化された燃料を主燃焼室と副燃焼室とに分配させ
る分配通路を形成し、該分配通路のうち副燃焼室側の通
路に設けた第2のチェック弁には、前記予混合室内の圧
力が所定圧を越えたときに、前記副燃焼室側の通路を閉
塞するストッパを設け、かつ前記副燃焼室内に第2のチ
ェック弁を介して分配供給された燃料を該副燃焼室内で
点火プラグにより着火する構成としたから、フューエル
インジェクタから予混合室内に燃料が噴射され、予混合
室内の圧力が所定圧を越えたときには、第2のチェック
弁のストッパが分配通路のうち副燃焼室側の通路を閉塞
して、副燃焼室内に過剰な燃料が供給されるのを遮断で
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る。
As described in detail above, according to the present invention, a premixing chamber for fuel and supercharging assist air is formed between the cylinder head of the engine body and the fuel injector and located on the fuel injector side. A partition wall that defines a main combustion chamber and a sub-combustion chamber is provided on the combustion chamber side of the engine body, and fuel that is atomized by supercharging assist air in the premixing chamber is provided in the partition body. And a sub-combustion chamber for forming a distribution passage, and a second check valve provided in a passage on the sub-combustion chamber side of the distribution passage is provided with a second check valve when the pressure in the premix chamber exceeds a predetermined pressure. Since a stopper that closes the passage on the side of the sub-combustion chamber is provided and the fuel distributed and supplied through the second check valve into the sub-combustion chamber is ignited by an ignition plug in the sub-combustion chamber, From fuel injector When the fuel is injected into the mixing chamber and the pressure in the premixing chamber exceeds a predetermined pressure, the stopper of the second check valve closes the passage of the distribution passage on the side of the sub combustion chamber, so that the excessive amount of pressure in the sub combustion chamber. The supply of fuel can be interrupted, the air-fuel ratio A / F in the auxiliary combustion chamber can be suppressed within an appropriate range, and the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber can be ignited with high responsiveness by the spark plug. .

【0045】また、隔壁体に前記副燃焼室を主燃焼室に
連通させる環状の連通穴を形成すれば、副燃焼室内の混
合気に着火して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。
If the partition wall is formed with an annular communication hole for communicating the auxiliary combustion chamber with the main combustion chamber, the flame generated by igniting the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber is cylindrical from the communication hole of the partition wall. Alternatively, the contact area between the flame ejected from the auxiliary combustion chamber to the main combustion chamber and the lean mixture in the main combustion chamber can be increased by making it into a hollow conical shape and ejecting into the main combustion chamber, thus reliably improving overall combustion efficiency. Various effects such as being possible can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例によるアシストエア式燃料噴射
装置を示す外観図である。
FIG. 1 is an external view 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方向断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 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2中
の要部拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 2, showing a state in which each check valve is closed.

【図4】各チェック弁が共に開弁した状態を示す図2中
の要部拡大図である。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part in FIG. 2, showing a state in which each check valve is open.

【図5】副燃焼室側のチェック弁が閉弁した状態を示す
図2中の要部拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of a main part in FIG. 2, showing a state in which a check valve on the auxiliary combustion chamber side 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 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 air-fuel ratio and ignition time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 11 ノズル筒 11B 小径ノズル部 12 連通穴 13 ミキシングヘッド 13B,13C 分配穴(分配通路) 14 予混合室 15,18 チェック弁 20 ばね受け(ストッパ) 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 1 Engine Body 2 Cylinder Head 3 Fuel Injector 4 Air Injector 7 Partition Body 8 Mounting Tube 9 End Cover 10 Holder 11 Nozzle Tube 11B Small Diameter Nozzle 12 Communication Hole 13 Mixing Head 13B, 13C Distribution Hole (Distribution Passage) 14 Premixing Chamber 15 , 18 Check valve 20 Spring bearing (stopper) 21 Stopper tube 24 Spark plug A Combustion chamber A1 Main combustion chamber A2 Sub combustion chamber

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
の燃焼室内に向け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とフュー
エルインジェクタとの間に設けられ、該フューエルイン
ジェクタ側に前記燃料と過給アシストエアとの予混合室
を画成し、前記エンジン本体の燃焼室側に主燃焼室と副
燃焼室とを画成する隔壁体と、該隔壁体に形成され、前
記フューエルインジェクタから予混合室内に噴射され過
給アシストエアにより微粒化された燃料を前記主燃焼室
側と副燃焼室側とに分配させる分配通路と、該分配通路
のうち、主燃焼室側の通路に設けられ、前記予混合室か
ら主燃焼室内に向けて燃料が流通するのを許し、逆向き
の流れを阻止する第1のチェック弁と、前記分配通路の
うち、副燃焼室側の通路に設けられ、前記予混合室から
副燃焼室内に向けて燃料が流通するのを許し、逆向きの
流れを阻止する第2のチェック弁とを備え、該第2のチ
ェック弁には前記予混合室内の圧力が所定圧を越えたと
きに、前記副燃焼室側の通路を閉塞するストッパを設
け、かつ前記副燃焼室内に第2のチェック弁を介して分
配供給された燃料は該副燃焼室内で点火プラグにより着
火す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 type fuel injection device, comprising a direct-injection fuel injector, wherein fuel injected from the fuel injector is atomized by supercharging assist air and is supplied into a combustion chamber of an engine body. It is provided between the cylinder head of the engine body and the fuel injector, defines a premixing chamber of the fuel and supercharging assist air on the fuel injector side, and a main combustion chamber on the combustion chamber side of the engine body. A partition wall defining a sub-combustion chamber, and the fuel formed in the partition wall and injected into the premixing chamber from the fuel injector and atomized by supercharging assist air to the main combustion chamber side and the sub-combustion chamber side. And a distribution passage for distributing to the main combustion chamber, the distribution passage being provided in a passage on the main combustion chamber side of the distribution passage. A first check valve that allows the fuel to flow through and prevent a reverse flow, and is provided in a passage on the side of the sub-combustion chamber of the distribution passage, and from the premix chamber toward the sub-combustion chamber. A second check valve that allows the fuel to flow and blocks a reverse flow, the second check valve including the second combustion check valve when the pressure in the premix chamber exceeds a predetermined pressure. The assist is characterized in that a stopper is provided to close the passage on the chamber side, and the fuel distributed and supplied into the auxiliary combustion chamber through the second check valve is ignited by an ignition plug in the auxiliary combustion chamber. Air fuel injection device.
【請求項2】 前記隔壁体には前記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、前記副燃焼室内で
点火プラグにより着火された燃料の火炎を該連通穴から
主燃焼室内に向けて中空状に噴出させる構成としてなる
請求項1に記載のアシストエア式燃料噴射装置。
2. The partition wall is formed with an annular communication hole that communicates the auxiliary combustion chamber with the main combustion chamber, and the flame of fuel ignited by an ignition plug in the auxiliary combustion chamber is main-combusted from the communication hole. The assist air type fuel injection device according to claim 1, wherein the assist air type fuel injection device is configured to be ejected in a hollow shape toward the room.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115387898A (en) * 2022-08-31 2022-11-25 东风商用车有限公司 Internal combustion engine and ignition control method thereof
US20230279802A1 (en) * 2021-11-09 2023-09-07 M2X Energy Inc. Pre-Chamber Combustion Systems and Methods

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