JPH031505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えばデイーゼル機関などにおい
て、アルコールと軽油からなる異種燃料を混合せ
ずに燃焼室内へ噴射する異種燃料噴射装置に関す
る。

例えばデイーゼル機関には、主燃料（第１燃
料）にアルコールを用い、また補助燃料（第２燃
料）に軽油を用いたものがある。つまり、このも
のはアルコール自体の着火性が悪いことから、こ
のアルコールとともに着火性の良い軽油を噴射
し、これによつてアルコールの着火を確実になす
ものである。したがつて、このような２種類の燃
料を使用する機関にはこれらアルコールおよび軽
油をそれぞれその燃焼室に向けて噴射する異種燃
料噴射装置が必要となり、この異種燃料噴射装置
には従来次のようなものが知られている。すなわ
ち、この燃料噴射装置では主燃料であるアルコー
ルを従来と同様な噴射ポンプによつて送出するよ
うにし、また補助燃料である軽油は上記アルコー
ルの脈動圧を受けて作動する圧送器を用いて送出
するようになつている。なお、上記噴射ポンプお
よび圧送器から送出されたアルコールおよび軽油
はそれぞれ噴射ノズルを介して燃焼室内に噴射さ
れるものである。

ところで、上記圧送器においてはアルコールの
１回の噴射工程につき確実に１回作動する必要が
あり、このため上記圧送器はアルコール噴射時に
おいてその脈動圧の最も高い１次圧力波で作動す
るように設定されている。しかしながら、上記ア
ルコールの脈動圧はその噴射圧をピークとして極
めて複雑な圧力変動を伴うのが一般的であり、し
たがつてこの脈動圧変化には上記１次圧力波の後
に比較的高い２次圧力波が生じる場合がある。こ
のため、上記２次圧力波により再び圧送器が作動
するなど、圧送器の誤作動を招く不具合があつ
た。また、このことから、軽油の噴射量を高精度
に維持することができず、燃焼効率に悪影響を及
ぼすものであつた。

この発明はこのような事情にもとづいてなされ
たもので、その目的とするところは、上記圧送器
を正確に作動させることのできる内燃機関用異種
燃料噴射装置を提供することにある。

すなわちこの発明は、第１燃料の脈動圧を圧送
器に向けて導く導圧経路に絞り機構を設け、この
絞り機構により脈動圧変化の安定化を図つて上記
目的を達成しようとするものである。

以下この発明の一実施例を図面にもとづき説明
する。

第１図はデイーゼル機関の異種燃料噴射装置を
示し、図中１は主燃料タンクで、このタンク１内
には第１燃料としてアルコール２が貯えられてい
る。

上記主燃料タンク１は供給ポンプ３を介して噴
射ポンプ４に接続されている。この噴射ポンプ４
は例えばボツシユ型の４気筒タイプで、４つの送
出口、、、を有している。また、５は噴
射ポンプ４のカム軸であり、このカム軸５はエン
ジン（図示しない）によつて回転駆動される。

そして、上記送出口、、、は第１燃料
通路６，６，６，６を通じてそれぞれの
噴射ノズル７，７，７，７に接続されて
いる。

一方、８は副燃料タンクで、このタンク８内に
は第２燃料として軽油９が貯えられている。上記
副燃料タンク９は送油ポンプ１０および送油管部
１１を通じて圧送器１２，１２，１２，１
２にそれぞれ接続されている。

ここで、上記各圧送器１２は同様な構造であ
り、その内部には送油連通路１３が貫通して形成
されている。この送油連通路１３の一端は上記送
油管路１１に接続されており、その他端は各圧送
器１２に対応した第２燃料通路１４，１４，
１４，１４にそれぞれ接続されている。ま
た、送油連通路１３の一端側および他端側にはそ
れぞれ拡径した空間部が形成されており、これら
空間部には逆止弁１５ａ，１５ｂがそれぞれ収容
されている。これら逆止弁１５ａ，１５ｂはその
弁体１６，１６がばね１７，１７により送油連通
路１３の一端側つまり入口側に向けて押圧付勢さ
れる構造となつており、これらは上記送油連通路
１３内での逆流を防止するものである。

また、各圧送器１２の内部にはシリンダ室１８
が形成されている。このシリンダ室１８の一端は
上記逆止弁１５ａ，１５ｂ間の送油連通路１３に
連通されており、その他端は各圧送器１２の外面
に開口されている。上記シリンダ室１８にはピス
トン１９が摺動自在に嵌装されており、このピス
トン１９によつてシリンダ室１８は上記送油連通
路１３に連なる圧力室と、他端開口に連なる導圧
室とに液密を保持して区画されている。また、上
記ピストン１９は上記圧力室側から常持ばね２０
によつて押圧付勢されており、さらにこのピスト
ン１９は上記押圧付勢によつて上記導圧室に形成
した突出段部２１に通常当接されている。なお、
２２は上記圧力室に形成した突出段部である。

そして、各圧送器１２におけるシリンダ室１８
の他端開口は導圧管路２３を介してそれぞれ対応
した第１燃料通路６，６，６，６に接続
されている。つまり、第１燃料通路６，６，
６，６の通路内圧力は上記導圧管路２３を介
して各シリンダ室１８の導圧室に導かれるように
なつている。

そして、この実施例では上記第１燃料通路６
，６，６，６と各導圧管路２３の接続部
に絞り機構２４がそれぞれ設けられている。この
絞り機構２４は第２図に示す本体２５を備え、こ
の本体２５内には第１連通路２６が貫通して形成
されている。この第１連通路２６は各第１燃料通
路６に連通されるもので、２７，２７は本体２５
の両端を第１燃料通路６に連結するねじ部であ
る。また、本体２５内には上記第１連通路２６か
ら分岐した分岐通路２８が形成されており、この
分岐通路２８は上記導圧管路２３に連通されるよ
うになつている。そして、上記分岐通路２８の途
中には上記第１連通路２６の内径よりも小径に絞
られた小径部２９が形成されており、つまり第１
連通路２６内の圧力は上記小径部２９を介して導
圧管路２３に導かれるようになつている。なお、
３０は本体２５と導圧管路２３とを連結するねじ
部である。

しかして、前記第２燃料通路１４，１４，
１４，１４は第１燃料通路６，６，６
，６と同様に前記噴射ノズル７に接続される
ものであるが、この実施例では第２燃料通路１４
が噴射ノズル７に接続されており、同様にし
て１４と７、１４と７、１４と７が
それぞれ接続されている。

そして、ここでこの実施例における上記噴射ノ
ズル７の構成を説明すれば、３１はノズル本体で
あつて、このノズル本体３１内には弁体３２が摺
動自在に設けられている。この弁体３２は先端部
がテーパ状に形成されてその噴射口３３を開閉可
能となつており、この噴射ノズル３１はいわゆる
ニードル弁構造となつている。なお、上記弁体３
２は通常図示しないばねにより所定の締切圧で上
記噴射口３３を閉塞するようになつている。そし
て、上記弁体３２の周囲には第１噴射通路３４お
よび第２噴射通路３５が形成されている。これら
第１および第２噴射通路３４，３５の上端開口部
はそれぞれ第１燃料通路６および第２燃料通路１
４に接続されており、これらの下端は上記弁体３
２の先端部周囲に形成した空所３６にそれぞれ連
通されている。この空所３６は上記噴射口３３に
連通されており、この容積は第２燃料つまり軽油
１回の噴射量の約1/2ないし１倍程度に設定され
ている。また、上記第１噴射通路３４は第２噴射
通路３５よりも上記噴射口３３から離れた位置の
空所３６に開口されているものである。なお、圧
送器１２、噴射ノズル７、第１および第２燃料通
路６，１４の添字は前記噴射ポンプ４の送出口
、、、にそれぞれ対応するものであり、
また上記送出口、、、からの送出順序は
、、、の順に設定されているものとす
る。

次に上記構成による燃料噴射装置の動作を説明
する。

まず第１燃料のアルコール２は主燃料タンク１
から供給ポンプ３によつて噴射ポンプ４に供給さ
れており、また第２燃料の軽油９は副燃料タンク
８から送油ポンプ１０および送油管路１１を通じ
て各圧送器１２，１２，１２，１２に送
油されている。この場合、軽油９の送油圧は各圧
送器１２の一方の逆止弁１５ａを開弁し、これに
よつてその送油連通路１３内には所定量の軽油９
が充満された状態となつている。

そして、このような状態において上記噴射ポン
プ４の送出口，，，から順次その噴射ノ
ズル７，７，７，７に向けてアルコール
２が圧送されることにより、各噴射ノズル７での
アルコール２の噴射がなされるものであるが、こ
の場合上記送出口についてみれば、この送出口
からのアルコール２は第１燃料通路６を通じ
て噴射ノズル７の第１噴射通路３４に圧送され
ると同時にその圧力は絞り機構２４、導圧管路２
３を通じて圧送器１２におけるシリンダ室１８
の導圧室に導かれる。したがつて、シリンダ室１
８のピストン１９の下面にはアルコール２の圧力
が加わわり、このピストン１９はばね２０に抗し
て上昇する。そして、ピストン１９の上昇によつ
て上記圧送器１２の送油連通路１３内にはさら
に高い圧力が発生することから、このとき出口側
の逆止弁１５ｂは初めて開弁し、上記送油連通路
１３内の軽油９は第２燃料通路１４を通じて噴
射ノズル７の第２噴射通路３５に圧送される。
ここで、上記噴射ノズル７においはその噴射時
期ではないのでその送出口からのアルコール２
の圧送はなく、この噴射ノズル７の噴射口３３
はその弁体３２によつて閉じた状態となつてい
る。したがつて、上記噴射ノズル７の第２噴射
通路３５に圧送された軽油９は、既に前の噴射行
程においてその空所３６中に滞留しているアルコ
ール２を圧縮しながら第１噴射通路３４内に押し
戻し、上記空所３６内はほぼ軽油９のみによつて
充満されることになる。つまり、噴射ノズル７
においては上記空所３６に連通する第１噴射通路
３４の開口位置よりも第２噴射通路３５の開口位
置が噴射口３３に近いため、軽油９は効率良くア
ルコール２と置換され、空所３６内に残留するア
ルコール２は微量なものとなる。また、このよう
にして上記空所３６内に導かれる軽油９は、その
圧送器１２内のピストン１９がシリンダ室１８
の段部２２に当接し、このピストン１９の上昇が
規制されることによつてその供給が停止されるも
のであり、これにより軽油９の供給量を正確に規
定することができる。また、このとき噴射ノズル
７における第１噴射通路３４内のアルコール２
圧力は上記軽油９の流入によつて若干上昇するこ
とになるが、しかしながら上記圧力は噴射ノズル
７の開弁圧に達するほどのものではなく、この
噴射ノズル７が作動することはない。

したがつて、上記送出口からアルコール２が
圧送されて噴射ノズル７の噴射が行われる場
合、この噴射ノズル７の第２噴射通路３５は圧
送器１２の第２燃料通路１４と接続されてい
ることから、その空所３６内にはあらかじめ噴射
ノズル７における前の噴射工程時において同様
の作用により軽油９が充満されているものであ
る。この結果、上記送出口から圧送されたアル
コール２によつてその噴射ノズル７における第
１噴射通路３４内の圧力が上昇し、この圧力がそ
の開弁圧に達した時点では噴射口３３からアルコ
ール２の噴射に先立つて軽油９の噴射が行われる
ものである。なお、噴射ノズル７での噴射が完了
した後においては、第１燃料通路６内のアルコ
ール２圧力が低下することにより、そのピストン
１９はばね２０の力によつて図示１２，，
の静止位置まで下降する。また、これにより、そ
の圧送器１２の送油連通路１３内には入口側の
逆止弁１５ａが開いて軽油９の導入が行われるも
のである。

また、上記の如く噴射ノズル７での燃料噴射
が完了した後、順次噴射ノズル，，での燃
料噴射が行われ、これによりこの噴射装置全体の
１サイクルが完了する。なお、上記噴射ノズル７
，７，７からの燃料噴射においても、アル
コール２の噴射に先立つて軽油９の噴射が行われ
るものであり、この軽油９は第３図に示す如くあ
らかじめ噴射工程前に同様な作用でその空所３６
内に充満されているものである。第３図中Ａは各
送出口，，，からのアルコール圧送時を
示し、Ｂは各噴射ノズル７，７，７，７
での燃料噴射時を示す。また、この燃料噴射時Ｂ
において斜線を施した部位Ｄは軽油９の噴射時を
示し、別の斜線部位Ｅは軽油９の充填時を示す。
さらに第３図中横軸は噴射ポンプ４のカム軸回転
角度を示す。

したがつて、上記燃料噴射装置によれば、各噴
射ノズル７から第１燃料のアルコール２の噴射に
先立つて第２燃料の軽油９を噴射できることか
ら、燃料全体の着火を確実に行なえ、燃焼効率を
高めることができる。

そして、この実施例では各第１燃料通路６と各
導圧管路２３との接続部に上記絞り機構２４を設
けてあるから、各第１燃料通路６内の圧力変動が
各圧送器１２のピストン１９に直接作用すること
はない。つまり、各噴射ノズル７での燃料噴射に
伴う第１燃料通路６内の脈動圧変化速度は上記絞
り機構２４の小径部２９により緩慢化されてピス
トン１９に伝達されることになる。よつて、第４
図に示す如く従来の脈動圧変化ａが１次波a₁と２
次波a₂とからなる場合でも、この実施例では上記
小径部２９の作用によりその脈動圧変化ｂをほぼ
１次波b₁のみにし、この後の２次波b₂を無視でき
る程度に消滅さすことができる。この結果、上記
１次波b₁によつてピストン１９を確実に作動させ
ることができるのはもちろんのこと、上記２次波
b₂によつて生じるピストン１９の誤作動を確実に
防止でき、またこのことから第５図中Ｃで示す設
定値に対して各圧送器１２から送出される軽油９
の送油量ｄを高精度に一致させることができる。
なお、第５図中ｅは上記絞り機構２４を設けない
場合の送油量を示す。

なお、この発明は上記一実施例に制約されるも
のではない。例えば絞り機構２４の小径部２９を
本体２５と別体にして構成すれば、この小径部２
９の絞り径を種々に変更することができ、脈動圧
変化特性の変更に対して容易に対応することがで
きる。また、絞り機構は流路を絞るものに限ら
ず、その絞り部分を焼結金属のようなメツシユ構
造のものを用いても良いなど、具体的構成は種々
と変更して実施可能である。

以上説明したようにこの発明は、圧送器に向け
て第１燃料の脈動圧を導く導圧経路に絞り機構を
設けたものである。したがつて、上記脈動圧の圧
力波形が直接圧送器に向けて作用することはな
く、この圧力波形は上記絞り機構によつて緩衝さ
れて上記圧送器に伝達されることになる。この結
果、上記圧力波形における２次波等の変動を抑え
ることができ、この２次波等による圧送器の誤作
動を確実に防止できる。また、このことから圧送
器から送出される第２燃料の送出量を高精度に維
持することができ、燃焼効率の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は全
体の概略構成図、第２図は絞り機構の断面図、第
３図は各噴射ノズルの噴射工程を示す図、第４図
は脈動圧の変化特性図、第５図は軽油の送油量特
性図である。 ４……噴射ポンプ、７……噴射ノズル、１２…
…圧送器、２３……導圧管路、２４……絞り機
構、２８……分岐管路、２９……小径部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１燃料を所定のタイミングで送出する噴射
   ポンプを設けるとともに、この噴射ポンプから送
   出される第１燃料の脈動圧を導き、この脈動圧に
   もとづいて第２燃料を送出する圧送器を設け、こ
   れら噴射ポンプおよび圧送器から送出された第１
   および第２燃料を噴射ノズルを介して燃焼室にそ
   れぞれ噴射するようにした異種燃料噴射装置にお
   いて、上記脈動圧を圧送器に向けて導く導圧経路
   に絞り機構を設けたことを特徴とする内燃機関用
   異種燃料噴射装置。