專利名稱：缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有將燃料和噴射用空氣的混合氣直接噴射到燃燒室的混合氣噴射閥的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，特別是涉及一種噴射用空氣是從由內(nèi)燃機的曲柄軸的動力驅(qū)動的空氣泵噴出的壓縮空氣的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
以往，作為這種缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，例如有在專利文獻1中公開的內(nèi)容。該內(nèi)燃機具有將燃料和壓縮空氣的混合氣直接噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴射單元、和為了向與燃料噴射單元連通的空氣導(dǎo)管供給壓縮空氣而由曲柄軸驅(qū)動的壓縮機。并且，供給到燃料噴射單元的燃料在燃料噴射單元內(nèi)與壓縮空氣混合，與從空氣導(dǎo)管出來的壓縮空氣一起被噴射到燃燒室中。通過這樣的過程，在燃燒室內(nèi)形成被噴射的壓縮空氣導(dǎo)致的強空氣流而促進燃料的霧化，所以可以得到燃燒性良好的內(nèi)燃機。
然而，在內(nèi)燃機起動時，特別是起動剛開始后由于壓縮機的噴出空氣量少，所以通過內(nèi)燃機的長時間的停止?fàn)顟B(tài)，在空氣導(dǎo)管內(nèi)的壓縮空氣的壓力低的時候，則不能夠充分地供給將燃料輸送到氣缸內(nèi)用的高壓的壓縮空氣。因此，通過從燃料噴射單元噴射的壓縮空氣而在燃燒室內(nèi)形成的空氣流弱，燃料變得難于霧化，而燃料性能下降，其結(jié)果則導(dǎo)致起動性能下降。
因而，在專利文獻1中的內(nèi)燃機中，在起動時，打開處于壓縮行程的氣缸的燃料噴射單元的閥，使氣缸內(nèi)的壓縮空氣導(dǎo)入到燃料噴射單元中，由此提高空氣導(dǎo)管內(nèi)的空氣壓。
專利文獻1特表2000-514150號公報然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于壓縮行程時的壓縮空氣通過燃料噴射單元被抽出，所以氣缸內(nèi)的壓力下降，內(nèi)燃機的起動性能下降。另外，為了提高空氣導(dǎo)管內(nèi)的空氣壓，需要控制燃料噴射單元的打開閥的時期，所以燃料噴射單元的控制復(fù)雜，而且在需要檢測空氣導(dǎo)管內(nèi)的壓力的壓力傳感器的時候，成本就會增加。另外，由于在氣缸內(nèi)的空氣混入若干油，所以該油在燃料噴射單元內(nèi)的空氣通路壁上變成沉積物而附著或堆積，就有阻礙壓縮空氣的流動的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的情形而進行的，發(fā)明1～4是以提供通過簡單的控制、而起動性能良好的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機為目的。并且，發(fā)明2、3進一步以達到削減成本為目的，發(fā)明4進而以達到降低燃費為目的。
本發(fā)明1是這樣的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，其具有將燃料和噴射用空氣的混合氣直接噴射到燃燒室內(nèi)的混合氣噴射閥；為了噴出作為上述噴射用空氣的壓縮空氣由曲柄軸的動力驅(qū)動的空氣泵；設(shè)定上述混合氣噴射閥的噴射時期的控制裝置；在這樣的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機中具有檢測上述內(nèi)燃機的發(fā)動機狀態(tài)的發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置，上述控制裝置根據(jù)由上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測出的上述發(fā)動機狀態(tài)將上述噴射時期設(shè)定在上述內(nèi)燃機的壓縮行程中，在由上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測出上述發(fā)動機的起動的時候，上述噴射時期執(zhí)行設(shè)定在上述內(nèi)燃機的吸氣行程中的起動時控制。
這樣，在內(nèi)燃機起動時，在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度低，通過從由曲柄軸的動力驅(qū)動的空氣泵噴出的壓縮空氣升壓的噴射用空氣的壓力，未達到在壓縮行程中噴射混合氣所需的充分的高壓的時候，通過起動時控制，在燃燒室內(nèi)的壓力為負壓的吸氣行程時從混合氣噴射閥噴射混合氣。這時，加之燃燒室內(nèi)處于負壓狀態(tài)，噴射用空氣通過從空氣泵供給的壓縮空氣，雖然是比較低的壓力但仍具有比大氣壓高的壓力，所以在混合氣噴射閥內(nèi)的混合氣的壓力和燃燒室內(nèi)的壓力的壓力差變大，因此可在燃燒室內(nèi)促進燃料的霧化。另外，由于通過根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)在壓縮行程時從混合氣噴射閥與燃料一起噴射的高壓的噴射用空氣，在燃燒室內(nèi)形成強空氣流，可促進燃料的霧化，所以在可得到良好的燃燒性能的同時，可以進行以層狀燃燒的運轉(zhuǎn)。
其結(jié)果，根據(jù)發(fā)明1，可得到如下的結(jié)果。即，在混合氣噴射閥向燃燒室內(nèi)的噴射時期根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)設(shè)定于壓縮行程中的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機中，由于在檢測出內(nèi)燃機的起動時，噴射時期被設(shè)定在吸氣行程中，所以通過改變噴射時期這樣的簡單的控制，可在燃燒室內(nèi)促進燃料的霧化而提高起動時的燃燒性能，從而可提高起動性能。另外，由于也沒有將壓縮行程時的空氣壓利用于噴射用空氣，所以幾乎沒有混合氣噴射閥內(nèi)的噴射通路被沉積物堵塞的危險。進而，通過將混合氣噴射閥的噴射時期設(shè)定在壓縮行程中，在可得到良好的燃燒性能的同時，可以進行層狀燃燒，所以可以降低燃料費用。
本發(fā)明2是在發(fā)明1中記述的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機中，上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置包含檢測發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置，在通過上述旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置，檢測出達到了規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度的時候，上述控制裝置在上述起動時控制中，將上述噴射時期從上述吸氣行程切換到上述壓縮行程，其中上述規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度相當(dāng)于上述噴射用空氣的壓力達到可以進行在上述壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓的狀態(tài)。
這樣，不使用檢測噴射用空氣的壓力的壓力傳感器，而基于旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置的檢測結(jié)果，在噴射用空氣的壓力達到基本空氣壓的時候，將噴射時期從吸氣行程切換到壓縮行程，通過高壓的噴射用空氣進行燃料的霧化。
其結(jié)果，根據(jù)發(fā)明2，在發(fā)明1所述的效果的基礎(chǔ)上，可得到如下的效果。即，由于不需要檢測噴射用空氣的壓力的壓力傳感器，所以在可降低成本的同時，通過高壓的噴射用空氣可進行燃料的霧化，所以可確保良好的起動性能。
本發(fā)明3是在發(fā)明1中記述的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機中，上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置包含檢測混合氣噴射閥的噴射次數(shù)的噴射次數(shù)檢測裝置，在通過上述噴射次數(shù)檢測裝置，檢測出達到了規(guī)定噴射次數(shù)的時候，上述控制裝置在上述起動時控制中，將上述噴射時期從上述吸氣行程切換到上述壓縮行程，其中上述規(guī)定噴射次數(shù)相當(dāng)于上述噴射用空氣的壓力達到可以進行在上述壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓的狀態(tài)。
這樣，不使用檢測噴射用空氣的壓力的壓力傳感器，而基于噴射次數(shù)檢測裝置的檢測結(jié)果，在噴射用空氣的壓力達到基本空氣壓的時候，在起動時控制結(jié)束后將噴射時期從吸氣行程切換到壓縮行程，通過高壓的噴射用空氣可進行燃料的霧化。
其結(jié)果，根據(jù)發(fā)明3，可以得到與發(fā)明2同樣的效果。
本發(fā)明4是在發(fā)明1中記述的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機中，上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置包含檢測上述內(nèi)燃機的停止時間的時間檢測裝置，在通過上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置，檢測出上述內(nèi)燃機的起動時，由上述時間檢測裝置檢測出的上述停止時間在規(guī)定停止時間以內(nèi)的時候，上述控制裝置將上述噴射時期設(shè)定在上述壓縮行程中，在上述停止時間超過上述規(guī)定停止時間時，執(zhí)行上述起動時控制，其中上述規(guī)定停止時間相當(dāng)于上述噴射用空氣的壓力是可以進行在上述壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓以上的狀態(tài)。
這樣，由于從內(nèi)燃機的前次的運轉(zhuǎn)停止時期至本次的起動開始時期的停止時間是在規(guī)定停止時間以內(nèi)，所以幾乎沒有從可能存在于從空氣泵到混合氣噴射閥的空氣供給系統(tǒng)等中的微小的空隙漏出的壓縮空氣的泄漏帶來的噴射用空氣的壓力下降或者變小，在起動開始時期噴射用空氣的壓力為基本空氣壓以上時，不執(zhí)行起動時控制，而在壓縮行程中噴射混合氣。并且，通過基本空氣壓以上的高壓的噴射用空氣，在燃燒室內(nèi)形成強的空氣流，可促進燃料的霧化，所以在可以得到良好的燃燒性能的同時，從起動缸開始后就可以進行以層狀燃燒的運轉(zhuǎn)。
其結(jié)果，根據(jù)發(fā)明4，加之發(fā)明1的效果，可得到如下的結(jié)果。即，即使內(nèi)燃機處于起動狀態(tài)的時候，在內(nèi)燃機的停止時間是規(guī)定停止時間以內(nèi)時，不進行起動時控制，而由高壓的噴射用空氣進行混合氣的噴射，由此燃燒性能提高，所以在可確保良好的起動性能的同時，能夠提前以層狀燃燒的運轉(zhuǎn)的開始時期，所以更能夠減少燃料費用。


圖1是在與作為本發(fā)明的實施例的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)中心線L2正交的平面的局部截面圖，關(guān)于氣門傳動裝置是圖3、圖5的I向視圖。
圖2是在圖1的內(nèi)燃機中，關(guān)于曲軸箱和氣缸，在含氣缸軸線并與曲柄軸的旋轉(zhuǎn)中心線正交的平面的截面圖，關(guān)于氣缸蓋是在圖5的II-II向視的截面圖。
圖3是在圖5的III-III向視的截面圖。
圖4是圖2的氣缸蓋和氣缸蓋罩的主要部分放大圖，關(guān)于空氣壓調(diào)節(jié)器的收存部附近，是圖8的IV-IV向視的截面圖。
圖5是卸下氣缸蓋罩時的圖1的V向視圖。
圖6主要是在圖5的VI-VI向視的截面圖和主要部分的局部截面圖。
圖7是說明對于圖1的內(nèi)燃機的混合氣噴射閥的燃料供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)用的模式圖。
圖8是氣缸蓋罩在圖1中的VIII向視圖。
圖9是說明圖1的內(nèi)燃機的混合氣噴射閥的噴射時期的起動時控制的例行程序的流程圖。
圖10是說明圖1的內(nèi)燃機的混合氣噴射閥和燃料噴射閥的噴射時期、空氣泵的噴出時期、和點火時期用的模式圖，(A)是混合氣噴射閥在吸氣行程中噴射混合氣時的圖，(B)是混合氣噴射閥在壓縮行程中噴射混合氣時的圖。
圖11是說明作為本發(fā)明另外的實施例的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機的混合氣噴射閥的噴射時期的起動時控制的例行程序的流程圖。
符號說明1-曲軸箱，2-氣缸，3-氣缸蓋，4-氣缸蓋罩，5-曲柄軸，6-活塞，7-連桿，8-燃燒室，9-吸氣氣道，10-排氣氣道，11-吸氣閥，12-排氣閥，14-火花塞，15-吸氣管，16-氣門傳動裝置，17-凸輪軸，18i、18e-凸輪，19i、19e-支撐軸，20i、20e-凸輪從動件，21i、21e-搖臂軸，22i、22e-搖臂，23i、23e-桿，24、25-鏈輪，26-正時鏈，27-閥彈簧，28-冷卻水泵，30-混合氣噴射閥，31-燃料噴射閥，32-空氣噴射閥，33～35-密封墊，36-燃燒室，37-空氣室，40-燃料供給系統(tǒng)，41-燃料箱，42-燃料泵，43-燃料壓調(diào)節(jié)器，44-燃料通路系統(tǒng)，45-導(dǎo)管，46-管接頭，47-返回燃料通路，50-空氣供給系統(tǒng)，51-空氣濾清器，52-空氣泵，53-空氣壓調(diào)節(jié)器，54-空氣通路系統(tǒng)，55-旋轉(zhuǎn)軸，56、57-鏈輪，58-傳動鏈條，59-滑動擋塊，60-管接頭，61、62-密封墊，63-空氣導(dǎo)入室，64-返回空氣室，65-空氣通路，66-管接頭，67-返回空氣通路，68-導(dǎo)管，69-銷，70-節(jié)流孔，80-ECU，81-旋轉(zhuǎn)速度傳感器，82-負載傳感器，83-上止點傳感器，84-起動傳感器，85-冷卻水溫傳感器，86-點火開關(guān)，87-開關(guān)，E-內(nèi)燃機，L1-氣缸軸線，L2-旋轉(zhuǎn)中心線，D-氣缸軸線方向，H-平面，PA-設(shè)定空氣壓，PAO-基本空氣壓，PF-設(shè)定燃料壓，Ne-發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度，Ne1-規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度，F(xiàn)t、Fs-標(biāo)志信號，t-停止時間，t1-規(guī)定停止時間，Ni-噴射次數(shù)，Ni1-規(guī)定噴射次數(shù)，TM、TF-噴射時期，TA-噴出時期，Ti-點火時期。
具體實施例方式
以下，參照圖1至圖11對本發(fā)明的實施例進行說明。
參照圖1～圖3，適用本發(fā)明的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機E，是搭載在作為車輛的機動二輪車上的水冷式單缸4沖程內(nèi)燃機，其具有由下述部分構(gòu)成的發(fā)動機主體形成收容曲柄軸5的曲軸室的曲軸箱1；在曲軸箱1的上端部結(jié)合的氣缸2；在氣缸2的上端部結(jié)合的氣缸蓋3；在氣缸蓋3的上端部結(jié)合的氣缸蓋罩4。
并且，內(nèi)燃機E的曲柄軸5向車輛的左右方向(車寬方向)延伸地橫置配置的同時，相對于曲柄軸5位于車輛的前方的氣缸2以稍微向車輛的上方傾斜的狀態(tài)(參照圖1、圖2)而懸架在車體上。
另外，在本實施例中，對于內(nèi)燃機E自身，其上方定為，在氣缸軸線L1的方向D上、相對于氣缸2、氣缸蓋3所處的方向。
在氣缸2的氣缸孔2a中可以往復(fù)運動地嵌合的活塞6通過連桿7，連接到可以旋轉(zhuǎn)地被支撐在曲軸箱1上的曲柄軸5上。并且，在活塞6和氣缸蓋3之間，形成由在氣缸蓋3的下面形成的凹部3a和在活塞6的頂面形成的內(nèi)腔6a構(gòu)成的燃燒室8。
同時參照圖4，在氣缸蓋3上，形成具有在燃燒室8開口的1對吸氣口9a的吸氣氣道9和具有在燃燒室8開口的1個排氣口10a的排氣氣道10，另外設(shè)置分別開閉1對吸氣口9a的1對吸氣閥11和開閉排氣口10a的1個排氣閥12，進而混合氣噴射閥30和火花塞14被裝在靠近燃燒室8處。
混合氣噴射閥30以具有與氣缸軸線L1大致同軸的軸線的形態(tài)，從氣缸軸線方向D看配置在燃燒室8的中心部，將燃料和壓縮空氣的混合氣直接噴射到燃燒室8。兩吸氣閥11、排氣閥12和火花塞14以混合氣噴射閥30為中心在其周圍，于周方向隔開間隔地進行配置。
在吸氣氣道9的入口9b開口的氣缸蓋3的吸氣側(cè)的側(cè)面，與入口9b連通地連接具有空氣濾清器51(參照圖7)和節(jié)氣門區(qū)的吸氣裝置的吸氣管15，在排氣氣道10的出口10b所開口的氣缸蓋3的排氣側(cè)的側(cè)面，連接排氣裝置的排氣管。
在這里，所謂吸氣側(cè)，是指在上述發(fā)動機主體中，相對于包含氣缸軸線L1、并且與曲柄軸5的旋轉(zhuǎn)中心線L2平行的平面H，吸氣氣道9所處一側(cè)，所謂排氣側(cè)，是指在上述發(fā)動機主體中，相對于平面H，排氣氣道10所處一側(cè)。
并且，從上述吸氣裝置經(jīng)過吸氣管15而供給的吸入空氣，在活塞6下降的吸氣行程中，通過打開吸氣氣道9的1對吸氣閥11被吸入到燃燒室8內(nèi)。以混合氣的狀態(tài)從混合氣噴射閥30噴射到燃燒室8中的燃料，通過在壓縮行程中上升的活塞6壓縮后，由火花塞14點火而燃燒，在膨脹行程中由燃燒氣體的壓力下降的活塞6，通過連桿7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動曲柄軸5。燃燒氣體在排氣行程中，通過打開的排氣閥12作為廢氣從燃燒室8被排出到排氣氣道10中，進而經(jīng)過上述排氣裝置被排出到外部。
參照圖1～圖5，開閉兩吸氣閥11和排氣閥12的氣門傳動裝置16具有在氣缸2的側(cè)部被可以旋轉(zhuǎn)地支撐并具有吸氣凸輪18i和排氣凸輪18e的凸輪軸17；被保持在氣缸2上的1對支撐軸19i、19e上可以擺動地分別支撐、接觸吸氣凸輪18i的吸氣凸輪從動件20i和接觸排氣凸輪18e的排氣凸輪從動件20e；被保持在氣缸蓋3上的1對搖臂軸21i、21e上可以擺動地分別支撐、接觸1對吸氣閥11的氣門桿的前端的吸氣搖臂22i和接觸排氣閥12的氣門桿的前端的排氣搖臂22e；分別在兩端部接觸吸氣凸輪從動件20i及排氣凸輪從動件20e和吸氣搖臂22i及排氣搖臂22e，將吸氣凸輪從動件20i及排氣凸輪從動件20e的擺動運動分別傳輸?shù)轿鼩鈸u臂22i及排氣搖臂22e的1對桿23i、23e。
如圖1所示，凸輪軸17通過包含設(shè)置在曲柄軸5上的驅(qū)動鏈輪24、和架設(shè)在設(shè)置于凸輪軸17上的凸輪鏈輪25及張掛在兩鏈輪24、25上的正時鏈26的傳動機構(gòu)而傳輸?shù)那S5的動力，以其1/2的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。并且，與凸輪軸17一起旋轉(zhuǎn)的吸氣凸輪18i和排氣凸輪18e分別通過吸氣凸輪從動件20i及排氣凸輪從動件20e、1對桿23i、23e、吸氣搖臂22i及排氣搖臂22e，由閥彈簧27使被頂向關(guān)閉方向的1對吸氣閥11和排氣閥12與曲柄軸5的旋轉(zhuǎn)同步地在規(guī)定的開閉時期進行開閉。
參照圖3、圖6，跨氣缸蓋3和氣缸蓋罩4安裝的混合氣噴射閥30，將由燃料和噴射用空氣形成的混合氣直接噴射到燃燒室8的腔6a內(nèi)。
該混合氣噴射閥30由下述部分構(gòu)成被插入到形成于氣缸蓋罩4上的插入筒4c中，噴射通過燃料供給系統(tǒng)40(參照圖7)而供給的燃料的燃料噴射閥31；被插入到形成于氣缸蓋3上的插入筒3c中，將通過從燃料噴射閥31噴射的燃料和空氣供給系統(tǒng)50(參照圖7)供給的噴射用空氣的混合氣從具有使噴口(沒有圖示)開閉的閥體32a1的噴嘴部32a噴射到燃燒室8內(nèi)的空氣噴射閥32。
在插入筒4c和燃料噴射閥31之間，包圍閥體31b而形成由被安裝在燃料噴射閥31的閥體31b的外周的1對環(huán)狀密封件33、34密封的環(huán)狀的燃燒室36。對該燃料室36供給從燃料供給系統(tǒng)40給出的燃料。另外，在插入筒4c和燃料噴射閥31及空氣噴射閥32之間，包圍燃料噴射閥31的噴嘴部31a和空氣噴射閥32的空氣導(dǎo)入部32c而形成由密封件34和安裝在空氣噴射閥32的閥體32b的外周的環(huán)狀的密封件35密封的環(huán)狀的空氣室37。在該空氣室37中，作為噴射用空氣供給從上述空氣供給系統(tǒng)50給出的壓縮空氣。
并且，包含在從混合氣噴射閥30噴射的混合氣中的燃料量和混合氣噴射閥30的噴射時期TM(參照圖10)和噴射量，根據(jù)后述的發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測的內(nèi)燃機E的發(fā)動機負載、發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne和發(fā)動機溫度等的發(fā)動機狀態(tài)，由作為控制裝置的電子控制裝置(以下稱為「ECU」)80(參照圖1)設(shè)定。另外，火花塞14的點火時期Ti(參照圖10)也根據(jù)上述發(fā)動機狀態(tài)由ECU80來控制。
燃料噴射閥31和空氣噴射閥32，由通過從ECU80給出的信號進行開閉驅(qū)動的電磁閥構(gòu)成。并且，燃料噴射閥31將從燃料室36通過在閥體31b上形成的燃料導(dǎo)入口31c流入到閥體31b內(nèi)的燃料，以由ECU80根據(jù)上述發(fā)動機狀態(tài)而設(shè)定的噴射時期TF(參照圖10)和燃料量，從噴嘴部31a通過空氣導(dǎo)入部32c噴射到空氣噴射閥32的閥體32b內(nèi)。其后，空氣噴射閥32以也是在混合氣噴射閥30的噴射時期TM及噴射量的噴射時期及噴射量，將閥體32b內(nèi)的燃料和閥體32b內(nèi)及空氣室37的噴射用空氣的混合氣，從靠近燃料室8內(nèi)的噴嘴32a向腔6a噴射。
參照圖7，燃料供給系統(tǒng)40，由下述部分構(gòu)成將從燃料箱41汲取的液體燃料變?yōu)楦邏憾鴫核偷碾妱邮降娜剂媳?2；將從燃料泵42供給到燃料室36的燃料的壓力調(diào)整到設(shè)定燃料壓PF的燃料壓調(diào)節(jié)器43；連通燃料泵42、燃料壓調(diào)節(jié)器43和燃料室36的燃料通路系統(tǒng)44。并且，同時參照圖6、圖8，設(shè)定燃料壓PF的燃料經(jīng)由連接導(dǎo)管45的管接頭46、通過由在氣缸蓋罩4上形成的孔構(gòu)成的燃料通路44c供給到燃燒室36。在這里，由導(dǎo)管45和管接頭46分別形成的燃料通路44a、44b和燃料通路44c，是燃料通路系統(tǒng)44的一部分。另外，在從泵42噴出的燃料之中，多余的燃料從燃料調(diào)節(jié)器43經(jīng)過返回燃料通路47回流到燃料箱41中。
參照圖5～圖7，空氣供給系統(tǒng)50，由下述部分構(gòu)成由曲柄軸5的動力驅(qū)動并將從上述吸氣裝置的空氣濾清器51吸入的空氣變?yōu)楦邏旱膲嚎s空氣而噴出的空氣泵52；將從空氣泵52噴出、作為供給到空氣室37內(nèi)的壓縮空氣的噴射用空氣的壓力調(diào)整到設(shè)定空氣壓PA的空氣壓調(diào)節(jié)器53；連通空氣泵52、空氣壓調(diào)節(jié)器53和空氣室37的空氣通路系統(tǒng)54。該設(shè)定空氣壓PA在壓縮行程中，理想的是在壓縮行程的后半部，可以進行從混合氣噴射閥30出來的混合氣的噴射用的壓力，設(shè)定成比可以進行在壓縮行程中的混合氣的噴射用的最低壓力的后述的基本空氣壓PAO高的壓力。
設(shè)置在氣缸2的排氣側(cè)的空氣泵52，是在后述的噴出時期TA噴出比設(shè)定空氣壓PA還高壓的壓縮空氣的容積型的往復(fù)式泵，其具有與氣缸2一體形成的泵體52a；通過由薄板構(gòu)成的密封墊片52c與泵體52a結(jié)合的泵蓋52b；可以旋轉(zhuǎn)地被支撐在氣缸2上、由曲柄軸5的動力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸55；在連接旋轉(zhuǎn)軸55的同時可以往復(fù)動作地嵌合在泵體52a上、在與泵蓋52b之間形成泵室52e的活塞52d。
在泵蓋52b上，形成有形成有設(shè)置著由以密封墊片52c的一部分為簧片閥體的簧片閥構(gòu)成的吸氣閥的吸入路52f1的吸入部52f；形成有設(shè)置著具有由彈簧52h2頂壓的閥體52h1的噴出閥52h的噴出路52g1的噴出部52g。同時參照圖1、圖3，旋轉(zhuǎn)軸55通過由設(shè)置在曲柄軸5上的驅(qū)動鏈輪56、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸55上的被動鏈輪57、和張掛在兩鏈輪56、57上的傳動鏈58構(gòu)成的傳動機構(gòu)傳輸?shù)那S5的動力，以與凸輪軸17等速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
泵蓋52b和噴出部52g，在其整體鄰接氣缸蓋3的排氣側(cè)而配置的同時，位于比與氣缸蓋3與氣缸2的接合面3d更靠氣缸蓋3側(cè)，泵室52e的最上部大致位于該接合面3d上。進而，空氣室37的全體比燃料室36更靠近空氣泵52。
活塞52d通過止轉(zhuǎn)棒軛機構(gòu)連接到旋轉(zhuǎn)軸55上。具體地，活塞52d在旋轉(zhuǎn)軸55的一端部在從旋轉(zhuǎn)軸55的旋轉(zhuǎn)中心線偏開而設(shè)置的偏心軸55a上，通過可以滑動地配合在形成于活塞52d上的圓柱狀的導(dǎo)向孔中的圓筒狀的滑動擋塊59連接，通過旋轉(zhuǎn)軸55的旋轉(zhuǎn)在泵體52a內(nèi)，向泵體52a的軸線方向往復(fù)運動。另外，在旋轉(zhuǎn)軸55的另一端部設(shè)置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動冷卻水泵28的葉輪用的傳動機構(gòu)。
并且，經(jīng)過連接連通空氣濾清器51的導(dǎo)管的管接頭60而從吸入路52f1被吸入到泵室52e中的空氣，由活塞52d壓縮變成高壓，打開噴出閥52h作為壓縮空氣噴出到噴出路52g1中。
參照圖4、圖8，空氣壓調(diào)節(jié)器53以部分地收容在一體形成于氣缸蓋罩4的吸氣側(cè)的收容部4d的狀態(tài)安裝在缸蓋罩4上。空氣調(diào)節(jié)器53具有收容在形成于收容部4d的收容室4e中的第1殼體53a和位于收容室4e的外部并由蓋53c覆蓋的第2殼體53b。在收容部4d和第1殼體53a之間，形成由安裝在第1殼體53a上的1對環(huán)狀的密封件61、62密封、在兩密封件61、62之間圍住第1殼體53a的空氣導(dǎo)入室63和在密封件62和收容部4d的底部之間圍住第1殼體53a的空氣放出部53a1的返回空氣室64。在返回空氣室64中，在進行壓力調(diào)整時從空氣壓調(diào)節(jié)器53放出的多余的空氣通過空氣放出部53a1而被導(dǎo)出。
在第2殼體53b，形成導(dǎo)入作為具有補正設(shè)定空氣壓PA時的基準(zhǔn)壓的流體的外氣的空氣導(dǎo)入孔53d。外氣從在收容部4d和蓋53c之間形成的空隙53e流入在第2殼體53b和蓋53c之間形成的空間53f，從在該空間53f開放的空氣導(dǎo)入孔53d流入到空氣壓調(diào)節(jié)器53內(nèi)。
同時參照圖7，空氣導(dǎo)入室63通過以形成于收容部4d的通路65a為一部分的空氣通路65連通燃料壓調(diào)節(jié)器43，通過該空氣通路65，將作為具有根據(jù)空氣室37內(nèi)的壓力而補正燃料壓調(diào)節(jié)器43的設(shè)定燃料壓PF時的基準(zhǔn)壓的流體的、即具有設(shè)定空氣壓PA的空氣導(dǎo)入。進而，返回空氣室64通過由安裝在收容部4d的管接頭66和連接該管接頭66的導(dǎo)管(未圖示)等形成的返回空氣通路67連通到空氣濾清器51。并且，在從空氣泵52噴出的壓縮空氣之中，多余的空氣從空氣壓調(diào)節(jié)器53經(jīng)過返回空氣通路67回流到空氣濾清器51。
參照圖5～圖8，空氣通路系統(tǒng)54由下述部分構(gòu)成連接到泵蓋52b的噴出路52g1的出口、由導(dǎo)管68形成的空氣通路54a；由在氣缸蓋3上形成的孔構(gòu)成的蓋側(cè)空氣通路54b；由在缸蓋罩4上形成的孔構(gòu)成的蓋側(cè)空氣通路54c；設(shè)在氣缸蓋3和缸蓋罩4的接合面、由連接蓋側(cè)空氣通路54b和蓋罩側(cè)空氣通路54c用的中空定位銷69形成的連接空氣通路54d；從蓋罩側(cè)空氣通路54c分開的分支空氣通路54e。
由在缸蓋罩4上形成的孔構(gòu)成的分支空氣通路54e通過蓋罩側(cè)空氣通路54c連通空氣室37和空氣壓調(diào)節(jié)器53。在分支空氣通路54e上設(shè)置節(jié)流孔70(也參照圖4)。通過該節(jié)流孔70，在比設(shè)定空氣壓PA壓力高的壓縮空氣從壓縮空氣泵52噴出的時期，在從空氣泵52的噴出開始時期開始的規(guī)定時間，能夠使空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的壓力保持得比設(shè)定氣壓PA要高。因而，節(jié)流孔70直到至少與混合氣噴射閥30的噴射開始時期重合的時期，構(gòu)成為將噴射用空氣的壓力暫時維持在比設(shè)定氣壓PA高的壓力的高壓維持構(gòu)造。進而，通過節(jié)流孔70，可抑制被導(dǎo)入到空氣壓調(diào)節(jié)器53中的壓縮空氣的脈動，提高空氣壓調(diào)節(jié)器53的調(diào)壓功能的精度。
另外，導(dǎo)管68被配置在氣缸2的排氣側(cè)，通過氣缸蓋側(cè)空氣通路54b和蓋罩側(cè)空氣通路54c分別形成于氣缸蓋3的排氣側(cè)和缸蓋罩4的排氣側(cè)，在空氣通路系統(tǒng)54中，為了在排氣氣道10流動的噴出氣體、而在與吸氣側(cè)相比溫度高的氣缸蓋3的排氣側(cè)和缸蓋罩4的排氣側(cè)設(shè)置從空氣泵52到空氣室37的空氣通路54a、54b、54c。
接著，參照圖1、圖3、圖9、圖10，對從空氣泵52出來的壓縮空氣的噴出時期TA和由ECU80進行的混合氣噴射閥30的控制進行說明。
參照圖1，向ECU80輸入由下述裝置構(gòu)成的發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置給出的檢測信號即，檢測內(nèi)燃機E的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne的旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置、即檢測曲柄軸5的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度傳感器81；檢測發(fā)動機負載的負載檢測裝置、即檢測設(shè)置在上述吸氣裝置的節(jié)氣門的開度的負載傳感器82；檢測在內(nèi)燃機E的壓縮行程中的上止點的上止點檢測裝置、即檢測旋轉(zhuǎn)軸55的旋轉(zhuǎn)位置的上止點傳感器83；作為檢測內(nèi)燃機E處于起動狀態(tài)的起動檢測裝置的起動傳感器84；和作為檢測發(fā)動機溫度的發(fā)動機溫度檢測裝置的冷卻水溫度傳感器85；令進行對火花塞14的通電控制的點火電路為動作狀態(tài)或非動作狀態(tài)的點火開關(guān)86；在十字路口等的臨時停車時、基于從令內(nèi)燃機E為停止?fàn)顟B(tài)的空轉(zhuǎn)停止控制裝置給出的信號檢測該空轉(zhuǎn)停止控制裝置的動作和非動作的空轉(zhuǎn)停止檢測裝置，即令上述點火電路為動作狀態(tài)或非動作狀態(tài)的開關(guān)87等。
在這里，作為內(nèi)燃機E的起動狀態(tài)是，作為起動裝置的起動電動機(沒圖示)以起動開關(guān)的開狀態(tài)進行動作、從處于停止?fàn)顟B(tài)的曲柄軸5開始旋轉(zhuǎn)的起動開始時期到內(nèi)燃機E為完全點火狀態(tài)的起動完成時期的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。并且，在本實施例中，起動傳感器84利用旋轉(zhuǎn)速度傳感器81而構(gòu)成，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne以處于從起動開始時期的零到起動完成時期的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne的旋轉(zhuǎn)速度范圍時為起動狀態(tài)。
另外，在ECU80的存儲器中，儲存著控制從燃料噴射閥31噴射的燃料的噴射時期TF和燃料量(在這里，與開閥時間等價)、從空氣噴射閥32即從混合氣噴射閥30噴出的混合氣的噴射時期TM和噴射量(在這里，與開閥時間等價)用的控制程序或各種映象，ECU80根據(jù)這些控制程序控制混合氣噴射閥30。
以下，對處于內(nèi)燃機E的起動狀態(tài)時的混合氣噴射閥30的控制，參照圖3、圖9、圖10進行說明。
參照說明混合氣噴射閥30的起動時控制的例行程序用的圖9的流程圖，在步驟S1中，為了在開始該例行程序時僅進行1次后述的步驟S6的判斷，停止時間判斷標(biāo)志Ft被設(shè)置為1。
接著，在步驟S2中判斷是否上述點火電路處于動作狀態(tài)、即點火開關(guān)86和開關(guān)87同時處于打開狀態(tài)，該判斷為否定時該例行程序結(jié)束。在這里，開關(guān)87為打開狀態(tài)的時候，上述空轉(zhuǎn)停止控制裝置處于非動作狀態(tài)，不進行空轉(zhuǎn)停止，開關(guān)87為關(guān)閉狀態(tài)的時候，上述點火電路為非動作狀態(tài)，上述空轉(zhuǎn)停止控制裝置處于動作狀態(tài)，進行空轉(zhuǎn)停止。在步驟S2的判斷為肯定的時候，在步驟S3讀入由旋轉(zhuǎn)速度傳感器81檢測的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne。在這里，起動開始前，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne是0(零)。
進入步驟S4，基于起動傳感器84的檢測信號判斷內(nèi)燃機E是否處于起動狀態(tài)，在該判斷為否定時，由于內(nèi)燃機E以起動狀態(tài)以外的狀態(tài)運轉(zhuǎn)，所以進入步驟S15，由于點火開關(guān)86或者開關(guān)87處于關(guān)閉狀態(tài)、故判斷上述點火電路是否為非動作狀態(tài)，在該判斷為否定時，內(nèi)燃機E處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，返回到步驟S3繼續(xù)執(zhí)行該例行程序的處理。
在步驟S4的判斷為肯定，在內(nèi)燃機E處于起動狀態(tài)時，進入步驟S5，參照標(biāo)記Ft。在標(biāo)記Ft被設(shè)置為1，需要進行停止時間t是否是規(guī)定時間t1以內(nèi)的判斷的時候，進入步驟S6。另外，在步驟S5的判斷為否定時，由于已經(jīng)執(zhí)行了停止時間t的判斷，所以進入步驟S11，判斷是否進行混合氣噴射閥30的噴射時期TM(參照圖10)的起動時控制。
在步驟S6，判斷作為檢測從前次的停止時期到本次起動開始時期的內(nèi)燃機E的停止時間t的時間檢測裝置的計時器檢測的停止時間t、是否是噴射用空氣的壓力相當(dāng)于基本空氣壓PAO以上的狀態(tài)的規(guī)定停止時間t1以內(nèi)。因此，該計時器也構(gòu)成檢測內(nèi)燃機E的發(fā)動機狀態(tài)的上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置。
由于在內(nèi)燃機E停止時，空氣泵的動作停止，因而由于從在氣缸2、氣缸蓋3和缸蓋罩4等形成的空氣供給系統(tǒng)50的很小的空隙泄漏壓縮空氣等，而使噴射用空氣的壓力隨停止時間t的經(jīng)過而逐漸下降。并且，該基本空氣壓PAO是可以從在壓縮行程中的混合氣噴射閥30噴射混合氣的的最低壓力。
從而，在通常的內(nèi)燃機E的臨時停止或空轉(zhuǎn)停止等，在內(nèi)燃機E停止后的短時間內(nèi)再起動時，由于停止時間t比較短，所以幾乎沒有噴射用空氣的壓力下降或減小，噴射用空氣的壓力為上述基本空氣壓PAO以上的值。因此，在空轉(zhuǎn)停止等短時間的停止時間后，在再次起動內(nèi)燃機E時，在步驟S6的判定為肯定，在步驟S7將標(biāo)記Ft設(shè)置為0后，進入步驟S8。在步驟S8中，噴射用空氣是基本空氣壓PAO以上，可以進行在壓縮行程時的混合氣的噴射，所以不需要在吸氣行程中噴射混合氣，因此為了顯示不執(zhí)行噴射時期TM的起動時控制，將起動時控制標(biāo)志Fs設(shè)置為0。
由于停止時間t長，經(jīng)過了噴射用空氣的壓力相當(dāng)于比基本空氣壓PAO壓力低的狀態(tài)的時間，所以在步驟S6的判斷為否定的時候，在步驟S9將標(biāo)記Ft設(shè)置為0后，進入步驟S10。在步驟S10中，噴射用空氣比基本空氣壓PAO壓力低，因此難于進行在壓縮行程時的混合氣的噴射，所以為了顯示執(zhí)行將噴射時期TM設(shè)定在吸氣行程中的起動時控制，將標(biāo)志Fs設(shè)置為1，進入步驟S11。
并且，在步驟S11中，標(biāo)志Fs為1時，進入步驟S12，判斷發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne是否達到規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne1。該規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne1是空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的壓力相當(dāng)于達到基本空氣壓PAO的狀態(tài)的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne，基于試驗等預(yù)先設(shè)定。
在步驟S12的判斷為否定時，即判斷為空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的壓力沒有達到基本空氣壓PAO時，進入步驟S13，混合氣噴射閥30的噴射時期TM僅設(shè)定在吸氣行程。并且，如圖10(A)所示，從混合氣噴射閥30在噴射時期TM前面從燃料噴射閥31在噴射時期TF噴射的燃料與噴射用空氣一起，向由于處于吸氣行程中而處于負壓狀態(tài)的燃料室8按每個內(nèi)燃機E的循環(huán)噴射1次。因此，通過在該吸氣行程中的混合氣的噴射，直到壓縮上止點前的點火時期Ti為止，在燃燒室8整體大致形成勻質(zhì)的混合氣，進行燃燒該勻質(zhì)混合氣的勻質(zhì)燃燒。
進一步具體地，在1個循環(huán)按照吸氣行程、壓縮行程、膨脹行程和排氣行程的順序進行時，在各循環(huán)中，燃料噴射閥31的噴射時期TF被設(shè)定在吸氣行程的前半部，混合氣噴射閥30的噴射時期TM(也是空氣噴射閥32的噴射時期)，是比噴射時期TF遲的時期，在這里被設(shè)定在吸氣行程的前半部。
這時，內(nèi)燃機E被停止后，在經(jīng)過了由于從空氣供給系統(tǒng)50的很小的空隙泄漏壓縮空氣、而使空氣室37內(nèi)的空氣壓在與外氣的壓力即大氣壓相等的長時間時，在圖10(A)所示的本次的循環(huán)的噴射時期TF中，從燃料噴射閥31噴射的燃料，在具有在前次的循環(huán)中提高了的空氣壓的噴射用空氣的同時，或者在本次的循環(huán)在為起動開始后的最初的循環(huán)時具有與大氣壓相等的空氣壓的噴射用空氣的同時，被噴射到燃燒室8內(nèi)。并且，在本次的循環(huán)中，在設(shè)定于從壓縮行程的前半段到后半段的空氣泵52的噴出時期TA噴出的壓縮空氣，使空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的壓力上升，該被升壓的噴射用空氣在下次的循環(huán)中與燃料一起被噴射到燃燒室8中。另外，前次使內(nèi)燃機E停止后，在沒有經(jīng)過空氣室37內(nèi)的空氣壓直到為與大氣壓相等程度的時間的情況下，從起動開始就以比大氣壓高的壓力的噴射用空氣噴射混合氣。
所以，通過步驟S4～S6、S9～S13的一系列的步驟，噴射用空氣的壓力比基本空氣壓PAO要低，在以例如變得與大氣壓相等的長時間處于停止?fàn)顟B(tài)的內(nèi)燃機E開始起動的時候，必須將噴射時期TM設(shè)定在吸氣行程中。
在步驟S12的判定為肯定時，噴射用空氣的壓力是基本空氣壓PAO以上，所以進入步驟S14，混合氣噴射閥30的噴射時期TM從吸氣行程切換到壓縮行程，而設(shè)定在壓縮行程中。并且，如圖10(B)所示，在噴射時期TM之前從燃料噴射閥30在噴射時期TF噴射的燃料與噴射用空氣一起，從混合氣噴射閥30向由于處于壓縮行程而處于高壓狀態(tài)的燃燒室8內(nèi)進行噴射。這時，從混合氣噴射閥30噴射的混合氣，其絕大部分滯留在腔6a中，防止或抑制了向燃燒室8整體擴散，以在火花塞14附近存在點火性良好的混合氣，在腔6a的周圍存在不包含燃料的空氣層的狀態(tài)，可進行燃燒混合氣的層狀燃燒。
進一步具體地，在各循環(huán)中，對于從壓縮行程的前半到后半而設(shè)定的空氣泵52的噴出時期TA，燃料噴射閥3 1的噴射時期TF設(shè)定在比噴出時期TA更早的時期，例如設(shè)定在吸氣行程的后半部，混合氣噴射閥30的噴射時期TM(也是空氣噴射閥32的噴射時期)，是與噴出時期TA相互部分地重合的時期，或者不與噴出時期TA重合、而僅比噴出時期TA稍微遲的時期，而被設(shè)定在壓縮行程的后半部。并且，不管怎樣，噴射時期TM被設(shè)定為與空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的壓力保持在比設(shè)定空氣壓PA高的狀態(tài)的時期相重合。
這樣，在起動狀態(tài)，從起動開始到達到規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne1為止的發(fā)動機狀態(tài)是相當(dāng)于噴射用空氣的壓力低于基本空氣壓PAO的狀態(tài)的第1發(fā)動機狀態(tài)，在該第1發(fā)動機狀態(tài)的時候，混合氣噴射閥30的噴射時期TM被設(shè)定在吸氣行程中。并且，在起動狀態(tài)，規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne1以上時的發(fā)動機狀態(tài)是相當(dāng)于噴射用空氣的壓力為基本空氣壓PAO以上的狀態(tài)的第2發(fā)動機狀態(tài)，在該第2發(fā)動機狀態(tài)的時候，混合氣噴射閥30的噴射時期TM被設(shè)定在壓縮行程中。
另外，與步驟S4相關(guān)連，在內(nèi)燃機E以起動時以外的狀態(tài)運轉(zhuǎn)的時候，ECU80根據(jù)上述發(fā)動機狀態(tài)，在壓縮行程或吸氣行程中設(shè)定噴射時期TM。例如，內(nèi)燃機E的起動剛完成后，在空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時和低速或低負載運轉(zhuǎn)時等的內(nèi)燃機E的一部分的運轉(zhuǎn)區(qū)域，如圖10(B)所示，混合氣噴射閥30的噴射時期TM被設(shè)定在壓縮行程的后半部，進行層狀燃燒。另外，在內(nèi)燃機E的高速或高負載運轉(zhuǎn)時等的內(nèi)燃機E的另外的運轉(zhuǎn)區(qū)域，混合氣噴射閥30的噴射時期TM被設(shè)定在吸氣行程中，在燃燒室8整體大致形成勻質(zhì)的混合氣，可進行勻質(zhì)燃燒。
進而，在步驟S4的判斷為否定，步驟S15的判斷為肯定的時候，是包含空轉(zhuǎn)停止而停止內(nèi)燃機E的運轉(zhuǎn)的時候。這時，進入步驟S16，上述計時器被復(fù)位后，開始計時，該例行程序結(jié)束。
并且，直到在步驟S4的判斷為否定的起動完成時為止，步驟S3～S14的處理由ECU80按各規(guī)定時間執(zhí)行。
下面，對上述構(gòu)成的實施例的作用和效果進行說明。
在具有下述部分，即、由混合氣噴射閥30和曲柄軸5的動力驅(qū)動的空氣泵52，和根據(jù)由上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測的上述發(fā)動機狀態(tài)、將混合氣噴射閥30的噴射時期TM設(shè)定在吸氣行程或壓縮行程中的ECU80的內(nèi)燃機E中，ECU80在通過起動傳感器84檢測到內(nèi)燃機E的起動的時候，執(zhí)行將噴射時期TM設(shè)定在吸氣行程中的上述起動時控制，由此而在內(nèi)燃機E的起動時，在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne低，通過從由曲柄軸5的動力驅(qū)動的空氣泵52噴出的壓縮空氣而升壓的噴射用空氣的壓力未達到在壓縮行程中噴射混合氣所需要的充分的高壓的時候，在燃燒室8內(nèi)的壓力為負壓的吸氣行程時從混合氣噴射閥30噴射混合氣。這時，加之燃燒室8內(nèi)處于負壓狀態(tài)，噴射用空氣通過從空氣泵52供給的壓縮空氣，雖然是比較低的壓力但仍具有比大氣壓高的壓力，所以在混合氣噴射閥內(nèi)的混合氣的壓力和燃燒室8內(nèi)的壓力的壓力差變大，因此可在燃燒室8內(nèi)促進燃料的霧化。另外，由于通過根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)在壓縮行程時從混合氣噴射閥30與燃料一起噴射的高壓的噴射用空氣，在燃燒室8內(nèi)形成強空氣流，可促進燃料的霧化，所以在可得到良好的燃燒性能的同時，可以進行以層狀燃燒的運轉(zhuǎn)。
其結(jié)果，通過在檢測出內(nèi)燃機E的起動時，將噴射時期TM變更到吸氣行程中的簡單控制，可以促進燃料在燃燒室8內(nèi)的霧化，提高起動時的燃燒性，并提高起動性。另外，由于也沒有將壓縮行程時的氣缸孔2a內(nèi)的空氣壓利用于噴射用空氣，所以幾乎沒有混合氣噴射閥30內(nèi)的噴射通路被沉積物堵塞的危險。進而，通過將混合氣噴射閥30的噴射時期TM設(shè)定在壓縮行程中，在可得到良好的燃燒性能的同時，可以進行層狀燃燒，所以可以降低燃料費用。
另外，通過構(gòu)成為了計算混合氣噴射閥30的燃料量及噴射時期TM而使用的上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置的旋轉(zhuǎn)速度傳感器81，在檢測出達到了噴射用空氣的壓力相當(dāng)于達到可以進行在壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓PAO的狀態(tài)的規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne1的時候，通過將噴射時期TM從吸氣行程切換到壓縮行程，可以不使用檢測噴射用空氣的壓力的壓力傳感器，而基于旋轉(zhuǎn)速度傳感器81的檢測結(jié)果，在噴射用空氣的壓力達到基本空氣壓PAO的時候，將噴射時期TM從吸氣行程被切換到壓縮行程，由基本空氣壓PAO以上的壓力的噴射用空氣可進行燃料的霧化。
其結(jié)果，由于不需要檢測噴射用空氣的壓力的壓力傳感器，所以在降低成本的同時，通過高壓的噴射用空氣可進行燃料的霧化，所以可以確保良好的起動性。
在檢測出內(nèi)燃機E的起動時，由上述計時器檢測出的停止時間t，在噴射用空氣的壓力相當(dāng)于基本空氣壓PAO以上的狀態(tài)的規(guī)定停止時間t1以內(nèi)的時候，ECU80將噴射時期TM設(shè)定在壓縮行程中，在停止時間t超過規(guī)定停止時間t1的時候，通過執(zhí)行上述起動時控制，由于從內(nèi)燃機E的前次的運轉(zhuǎn)停止時期到本次的起動開始時期的停止時間t為規(guī)定停止時間t1以內(nèi)，所以幾乎沒有從可能存在于從空氣泵52到混合氣噴射閥30的空氣供給系統(tǒng)50和空氣室37的很小的空隙漏出的壓縮空氣的泄漏帶來的噴射用空氣的壓力下降或者減小，在起動開始時期噴射用空氣的壓力為基本空氣壓PAO以上的時候，不執(zhí)行上述起動時控制，而在壓縮行程中可噴射混合氣。并且，通過基本空氣壓PAO以上的高壓的噴射用空氣，在燃燒室8內(nèi)可形成強的空氣流，可促進燃料的霧化，所以在可得到良好的燃燒性能的同時，從起動開始后可以進行以層狀燃燒的運轉(zhuǎn)。
其結(jié)果，即使內(nèi)燃機E處于起動狀態(tài)時，在空轉(zhuǎn)停止等的一旦停止后的短時間內(nèi)再起動時，即在停止時間t為規(guī)定停止時間t1以內(nèi)時，不進行上述起動時控制，而由高壓的噴射用空氣進行混合氣的噴射，由此提高燃燒性能，所以在可以確保良好的起動性的同時，能夠提前以層狀燃燒的運轉(zhuǎn)的開始時期，所以可以更加節(jié)省燃費。
通過將空氣泵52的噴出部52g和導(dǎo)管68鄰接配置在氣缸蓋3的排氣側(cè)，氣缸蓋側(cè)空氣通路54b和氣缸蓋罩側(cè)空氣通路54c分別配置在氣缸蓋3的排氣側(cè)和氣缸蓋罩4的排氣側(cè)，將從空氣泵52噴出的壓縮空氣導(dǎo)入到空氣室37的空氣通路系統(tǒng)54的空氣通路54a、54b、54c，為了在排氣氣道10中流動的廢氣被設(shè)置在與吸氣側(cè)比較溫度高的氣缸蓋3的排氣側(cè)和氣缸蓋罩4的排氣側(cè)，所以在由空氣泵52壓縮而升溫的壓縮空氣在該空氣通路54a、54b、54c中流動時，可抑制壓縮空氣的溫度下降，可以進行壓縮空氣的保溫。
其結(jié)果，在壓縮空氣于空氣通路系統(tǒng)54中流動時，可以防止或抑制與比壓縮空氣的溫度低的通路壁的接觸帶來的結(jié)露的發(fā)生，同時由于能夠比較高地保持空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的溫度，所以可促進起動時的燃料的氣化，在這方面也可提高起動性能。
進而，泵蓋52b和噴出部52g，其整體位于比與氣缸蓋3與氣缸2的接合面3d更靠近氣缸蓋3側(cè)、泵室52e的最上部大致位于該接合面3d上、空氣室37的全體位于比燃燒室36更靠近空氣泵52，由此可以縮短空氣通路系統(tǒng)54中的從噴出部52g到空氣室37的空氣通路54a、54b、54c，并且能夠集中地配置在形成有排氣氣道10的氣缸蓋3的排氣側(cè)和其附近，所以可以提高在空氣通路系統(tǒng)54中的從空氣泵52到空氣室37的空氣通路54a、54b、54c的壓縮空氣的保溫效果。其結(jié)果，由于能夠有助于比較高地保持噴射用空氣的溫度，所以可促進起動時的燃料的氣化，可提高起動性能。
在空氣通路系統(tǒng)54中，直到至少與混合氣噴射閥30的噴射開始時期重合的時期，設(shè)置構(gòu)成將噴射用空氣的壓力臨時維持在比設(shè)定空氣壓PA高的壓力的高壓維持構(gòu)造的節(jié)流孔70，由此而在噴射時期TM，與比設(shè)定空氣壓PA壓力高的噴射用空氣一起噴射燃料，所以可以進一步促進在燃燒室8內(nèi)的燃料的霧化。
其結(jié)果，在起動時在噴射時期TM被設(shè)定在壓縮行程中的時候，可進一步促進在燃燒室8內(nèi)的燃料的霧化，所以在這方面也可提高起動性能。
以下，對改變上述實施例的一部分的構(gòu)成的實施例，就變更的構(gòu)成進行說明。
在上述實施例中，噴射時期TM從吸氣行程切換到壓縮行程的時期基于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne來決定，但如圖11所示，也可以取代發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne，而基于混合氣噴射閥30的噴射次數(shù)Ni來決定。
表示圖11的起動時控制例行程序的流程圖，在圖9的流程圖的步驟S3、S12中的處理，分別是置換成步驟S23、S32中的處理，其他的處理與圖9的流程圖相同。
具體而言，在步驟S23中，開始上述點火電路變?yōu)閯幼鳡顟B(tài)后的混合氣噴射閥30的噴射次數(shù)Ni的計數(shù)。在步驟S32中，噴射次數(shù)Ni被判斷是否為規(guī)定噴射次數(shù)Ni1以下。規(guī)定噴射次數(shù)Ni1是相當(dāng)于空氣室37內(nèi)的噴射用空氣的壓力達到基本空氣壓PAO的狀態(tài)的噴射次數(shù)Ni，是基于試驗等而預(yù)先設(shè)定的多個規(guī)定數(shù)，例如是4～10。
在步驟S32的判斷為否定的時候，即在判斷為噴射用空氣的壓力沒有達到基本空氣壓PAO的時候，進入步驟S13，混合氣噴射閥30的噴射時期TM被設(shè)定在吸氣行程中。另外，在步驟S12的判定為肯定時，由于噴射用空氣的壓力為可以進行在壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓PAO以上，所以進入步驟S14，混合氣噴射閥30的噴射時期TM從吸氣行程被切換到壓縮行程，而被設(shè)定在壓縮行程中。
因此，由執(zhí)行在步驟S23中的處理的ECU80的部分，構(gòu)成檢測噴射次數(shù)Ni的噴射次數(shù)檢測裝置，該噴射次數(shù)檢測裝置也構(gòu)成上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置。
并且，根據(jù)具有上述噴射次數(shù)檢測裝置的內(nèi)燃機，可以不使用檢測噴射用空氣的壓力的壓力傳感器，而基于上述噴射次數(shù)檢測裝置的檢測結(jié)果，在噴射用空氣的壓力達到基本空氣壓的時候，將噴射時期TM從吸氣行程切換到壓縮行程，由高壓的噴射用空氣進行燃料的霧化，所以可以得到與基于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne而判斷是否達到了基本空氣壓PAO的上述實施例同樣的效果。
起動傳感器84也可以不由旋轉(zhuǎn)速度傳感器81構(gòu)成，而由起動開關(guān)的打開、關(guān)閉構(gòu)成，進而也可以由在起動開始時期開始計測，在經(jīng)過規(guī)定時間后到達時間(time up)的計時器構(gòu)成。另外，作為起動裝置也可以使用反沖起動器。
在內(nèi)燃機E高速或高負載運轉(zhuǎn)時的混合氣噴射閥30的噴射時期TM，在上述實施例中，僅被設(shè)定在吸氣行程中，但也可以設(shè)定在吸氣行程和壓縮行程的各個行程中，這時，對應(yīng)于該運轉(zhuǎn)狀態(tài)的燃料量，在吸氣行程和壓縮行程分開、被供給到燃燒室8中。
內(nèi)燃機也可以是多氣缸內(nèi)燃機。另外，內(nèi)燃機也可以搭載于機動二輪車以外的車輛中，進而除車輛以外，也可以是用于船用機或其他的機動設(shè)備的內(nèi)燃機。
權(quán)利要求
1.一種缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，具有將燃料和噴射用空氣的混合氣直接噴射到燃燒室內(nèi)的混合氣噴射閥；為了噴出作為上述噴射用空氣的壓縮空氣而由曲柄軸的動力驅(qū)動的空氣泵；設(shè)定上述混合氣噴射閥的噴射時期的控制裝置；其特征在于，具有檢測上述內(nèi)燃機的發(fā)動機狀態(tài)的發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置，上述控制裝置根據(jù)由上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測出的上述發(fā)動機狀態(tài)而將上述噴射時期設(shè)定在上述內(nèi)燃機的壓縮行程中，在由上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測出上述內(nèi)燃機的起動時，上述噴射時期執(zhí)行設(shè)定在上述內(nèi)燃機的吸氣行程中的起動時控制。
2.按照權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，其特征在于，上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置包含檢測發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置，在通過上述旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置，檢測出達到了規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度的時候，上述控制裝置在上述起動時控制中，將上述噴射時期從上述吸氣行程切換到上述壓縮行程，其中上述規(guī)定發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度相當(dāng)于上述噴射用空氣的壓力達到可以進行在上述壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓的狀態(tài)。
3.按照權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，其特征在于，上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置包含檢測混合氣噴射閥的噴射次數(shù)的噴射次數(shù)檢測裝置，在通過上述噴射次數(shù)檢測裝置，檢測出達到了規(guī)定噴射次數(shù)的時候，上述控制裝置在上述起動時控制中，將上述噴射時期從上述吸氣行程切換到上述壓縮行程，其中上述規(guī)定噴射次數(shù)相當(dāng)于上述噴射用空氣的壓力達到可以進行在上述壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓的狀態(tài)。
4.按照權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，其特征在于，上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置包含檢測上述內(nèi)燃機的停止時間的時間檢測裝置，在通過上述發(fā)動機狀態(tài)檢測裝置檢測出上述內(nèi)燃機的起動時，由上述時間檢測裝置檢測出的上述停止時間在規(guī)定停止時間以內(nèi)的時候，上述控制裝置將上述噴射時期設(shè)定在上述壓縮行程中，在上述停止時間超過上述規(guī)定停止時間時，執(zhí)行上述起動時控制，其中上述規(guī)定停止時間相當(dāng)于上述噴射用空氣的壓力是可以進行在上述壓縮行程中的混合氣的噴射的基本空氣壓以上的狀態(tài)。
全文摘要
一種缸內(nèi)噴射式內(nèi)燃機，具有將燃料和噴射用空氣的混合氣直接噴射到燃燒室內(nèi)的混合氣噴射閥；為噴出噴射用空氣、而由曲柄軸驅(qū)動的空氣泵；設(shè)定混合氣噴射閥的噴射時期(T
文檔編號F02N19/00GK1550663SQ20041004212
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者鈴木正剛, 二, 滝澤剛, 赤松俊二, 浦木護 申請人:本田技研工業(yè)株式會社