JPH0631166Y2 - 内燃機関の複燃料供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の例えばアルコールと軽油を使用する
複燃料供給装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼル機関において例えばアルコールを燃料として
使用する場合、アルコール自体は自己着火性がよくない
ので着火性を改善するために少量の軽油を噴射の初期に
供給して火種とすることが考えられている。特開昭58-2
06867号公報は、そのような複燃料供給装置を開示して
いる。この公報では、アルコールからなる主燃料を公知
の燃料噴射ポンプによって供給するとともに、軽油に対
応する副燃料を前記燃料噴射ポンプの主燃料吐出圧で作
動する油圧式燃料圧送器によって供給するようになって
いる。燃料圧送器は気筒数と同数だけ設けられる。さら
に、燃料噴射弁がそれぞれ燃料噴射ポンプ及び燃料圧送
器に接続される第１の燃料通路及び第２の燃料通路を形
成され、或る気筒の燃料噴射弁に他の気筒の燃料噴射時
に作動される燃料圧送器から副燃料が予め充填されるよ
うになっている。なお、この場合、副燃料の充填圧力は
燃料噴射弁の開弁圧よりも低くなるようになっている。
特開昭62-85167号公報は、類似の構成において、共通の
燃料圧送器から全ての燃料噴射弁に副燃料を供給するよ
うにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の燃料供給装置では、主燃料の燃料供給系と、副燃
料の供給系統とが別個に構成されていた。特に前述した
複燃料供給装置においては、副燃料を圧送する燃料圧送
器は主燃料吐出圧で作動されるようになっているため、
主燃料がなくなると副燃料も供給されなくなり、副燃料
が残っていても、主燃料がなくなれば機関の運転を続行
することができないという問題点があった。本考案はこ
のような複燃料供給装置において主燃料がなくなった時
にも副燃料により走行できるようにすることを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案による内燃機関の複燃料供給装置は、第１の燃料
タンクと、該第１の燃料タンクから主燃料導管を通って
主燃料を供給される燃料噴射ポンプと、第２の燃料タン
クと、該第２の燃料タンクから副燃料導管を通って副燃
料を供給される燃料圧送器と、該燃料噴射ポンプ及び該
燃料圧送器に接続される第１の燃料通路及び第１の燃料
通路を有する燃料噴射弁と、該第２の燃料タンクを該燃
料噴射ポンプに連結する補助燃料導管と、該燃料噴射ポ
ンプに供給する燃料の切換えのために該主燃料導管と該
補助燃料導管とを切換える切換弁と、該切換弁に連動し
て該燃料噴射ポンプの燃料噴射量の特性を切換える噴射
量特性切換え手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

主燃料は燃料噴射ポンプから所定のタイミングで燃料噴
射弁の第１の燃料通路に圧送される。副燃料は燃料圧送
器から同じ燃料噴射弁の第２の燃料通路に供給される。
この場合、燃料圧送器からの副燃料の供給タイミングは
主燃料の圧送タイミングよりも前になるように設定さ
れ、且つ副燃料の供給圧力が燃料噴射弁の開弁圧よりも
低く設定されているので、燃料噴射弁は開弁しないが、
供給された副燃料は主燃料と置換して第１の燃料通路の
先端に充填されることになる。かくして、燃料噴射弁の
所定のタイミングにおいて主燃料が圧送されるときにそ
の燃料噴射弁が開弁し、そのときに副燃料が先に噴射さ
れ、続いて主燃料が噴射される。

もしも主燃料の第１の燃料タンクが空また所定値以下に
なった場合には、前記該切換弁を作動して補助燃料導管
から副燃料を燃料噴射ポンプに供給する。この場合、ア
ルコールと軽油との差のように、主燃料と副燃料とでは
単位体積あたりの発熱量が異なるので、前記切換弁に連
動する噴射量特性切換手段により燃料噴射ポンプの燃料
噴射量の特性を切換える。

〔実施例〕

第１図を参照すると、実施例は４気筒機関のための列型
燃料噴射ポンプ１０を示している。燃料噴射ポンプ１０
は図示しない機関によって回転せしめられる回転軸を有
し、回転軸に取りつけたカムによってプランジャ１２を
往復作動させ、よってデリバリバルブ１４から燃料を圧
送するようになっている（デリバリバルブは第１から第
４気筒に対応して14a,14b,14c,14dで示されている）。
プランジャ１２はプランジャバレル１６に摺動可能に挿
入される。さらに、コントロールピニオン１８がプラン
ジャバレル１６の外周側のコントロールスリーブに取り
つけられる。コントロールラック２０がコントロールピ
ニオン１８と係合してプランジャ１２の回転位置を定め
るようになっている。プランジャ１２の先端部にはリー
ド（図示せず）が設けられ、これはプランジャバレル１
６に設けた燃料フィードホール（図示せず）と協働し、
コントロールラック２０の位置に応じて燃料噴射量の制
御を行うことができるようになっている。

コントロールラック２０はガバナを含むリンク機構２２
を介してアクセルペダル２４に連結される。さらに、コ
ントロールラック２０にはフルロードセットレバー２６
が連結されており、このフルロードセットレバー２６と
関連して、コントロールラック２０の燃料増方向の最大
位置を規制することのできるトルクカム３０が設けられ
る。トルクカム３０はハウジングに摺動可能に支持され
たアクチュエータロッド３２に取りつけられている。ア
クチュエータロッド３２はソレノイド３４及びリターン
スプリング３６によってコントロールラック２０の運動
方向に沿った方向に作動され、それに伴って、トルクカ
ム３０がリターンスプリング３６によって戻された第１
図に示す第１の位置と、この状態からソレノイド３４に
よってリターンスプリング３６に抗して左方に移動した
第２の位置に動くことができる。従って、燃料噴射ポン
プ１０のコントロールラック２０の最大移動量が２つの
位置で選択的に規制されることになる。そして、燃料噴
射量はそれぞれ規制されたコントロールラック２０の最
大移動量内でガバナの作用等によって調節され、燃料噴
射量の特性を例えば第２図に示されるように切換えるこ
とができる。第２図では、破線が主燃料としてメタノー
ルを燃料噴射ポンプ１０に供給した場合、即ちメタノー
ルと軽油との複燃料供給時の特性を示し、実線が副燃料
として軽油を燃料噴射ポンプ１０に供給した場合、即ち
軽油のみの特性を示している。なお、燃料噴射ポンプ１
０の燃料噴射量の特性の変化は、例えばガバナ機構の中
の或る回動レバーの支点を変える等によって実施するこ
ともできる。

第１の燃料タンク３８は主燃料としてメタコールを含
む。第２の燃料タンク４０は副燃料として軽油を含む。
第１の燃料タンク３８は主燃料導管４２を通って燃料噴
射ポンプ１０に接続される。主燃料導管４２の途中には
燃料フィードポンプ４４が配置される。また、第２の燃
料タンク４０は副燃料フィードポンプ４６を有する副燃
料導管４８を通って後述する燃料圧送器５０へ接続され
る。さらに、第２の燃料タンク４０から補助燃料導管５
２が延び、この補助燃料導管５２は燃料噴射ポンプ１０
に接続される。実施例においては、主燃料導管４２の途
中の燃料フィードポンプ４４の上流側に三方電磁弁５４
が配置され、補助燃料導管５２は三方電磁弁５４の一ポ
ートに接続される。従って、三方電磁弁５４が主燃料導
管４２の第１の燃料タンク３８に通じる部分と補助燃料
導管５２の第２の燃料タンク４０に通じる部分とを切換
えて主燃料又は副燃料を選択的に燃料噴射ポンプ１０に
供給することができる。

第１の燃料タンク３８には液面レベルを検出するための
液面レベルセンサ５６が設けられる。この液面レベルセ
ンサ５６の出力はリレー５８に送られ、第１の燃料タン
ク３８の主燃料が空または所定値以下になったことを検
出するとバッテリ６０を電圧をアクチュエータロッド３
２のソレノイド３４及び三方電磁弁５４に供給するよう
になっている。従って、通常はアクチュエータロッド３
２が第１図に示す第１の位置にあり、且つ三方電磁弁５
４が燃料噴射ポンプ１０に主燃料を供給する位置にある
が、主燃料が空または所定値以下になったときにはトル
クカム３０を第２の位置にもたらして燃料噴射量の特性
を変えるとともに、三方電磁弁５４を切換えて燃料噴射
ポンプ１０に副燃料を供給するようになっている。

各デリバリバルブ14a,14b,14c,14dから、高圧パイプ62
a,62b,62c,62dがそれぞれ引き出され、対応する気筒の
燃料噴射弁64b,64d（第２気筒及び第４気筒に対応する
２個のみ示されている）に接続される。各燃料噴射弁
（代表的に１個だけ詳細に示す）64bは従来のものと同
様に下端に噴口を形成したボディ６５と、ボディ６５内
に配置されて噴口を開閉可能なニードル弁６６と、噴口
を閉じる方向にニードル弁６６を付勢するばね（図示せ
ず）とからなる。各燃料噴射弁64bには下端の噴口付近
で合流する２個の燃料通路６８，７０が形成される。第
１の燃料通路６８はボディ６４を通って形成され、ニー
ドル弁６６のテーパー部に対応するボディ６５の内周面
の環状油たまりからボディ６５内に出る。高圧パイプ62
bが第１の燃料通路６８に接続される。従って、第１の
燃料通路６８から環状油たまりに供給された燃料の圧力
がニードル弁６６のテーパー部に作用して、上記ばねの
ばね力よりも高くなると、ニードル弁６６を開弁させ
る。

第２の燃料通路７０は、ボディ６５の上方部からニード
ル弁６６の内部に軸方向に通って形成され、ニードル弁
６６の先端部のバルブシート直前においてボディ６５内
部を通る第１の燃料通路６８に合流する。

燃料圧送器５０は気筒数と同数だけ設けられる。或い
は、特開昭62-85167号公報に記載されたように、共通の
燃料圧送器として、副燃料を全気筒の燃料噴射弁に共通
的に分配することもできる。各燃料圧送器５０は燃料噴
射ポンプ１０から延びる各高圧パイプ62a,62b,62c,62d
の途中に配置される。また、副燃料が前記副燃料導管４
８から分岐された導管から各々供給される。ここでは、
１個の燃料圧送器５０について詳細に説明する。この燃
料圧送器５０は第４気筒の燃料噴射弁64dに通じる高圧
導管62dの途中に配置され、副燃料を導管72bによって第
２気筒の燃料噴射弁64bの第２の燃料通路７０に供給す
る。

燃料圧送器５０は高圧導管62dの主燃料の圧送圧力によ
って作動するピストン７４を有する。即ち、ピストン７
４の後方側に主燃料の圧力が導かれ、その前方側にリタ
ーンスプリング７６が配置される。燃料通路７８がピス
トン７４の前端部を横断して形成される。燃料通路入口
８０及び出口８２がそれぞれ形成され、これらの入口８
０及び出口８２にはそれぞれ副燃料の逆流を防止する逆
止弁が配置される。燃料通路７８にはフィードポンプ４
６によって常に副燃料が供給され、主燃料吐出圧によっ
てピストン７４が進むときに燃料通路７８を圧縮して、
副燃料を燃料噴射弁64bの第２の燃料通路７０に供給す
る。

副燃料の供給圧は、燃料噴射弁６４の主燃料による開弁
圧よりも低く、デリバリバルブ14bによって設定される
主燃料の残圧よりも高くなるようになっている。従っ
て、供給された副燃料は、燃料噴射弁64bを開弁させる
ことなく、第１の燃料通路６８の先端部の主燃料と置換
することになる。さらに、第２の燃料通路７０又は導管
72bに逆止め弁８４が配置され、後で主燃料の圧送のと
きに第２の燃料通路７０及び導管72bを副燃料が逆流し
ないようになっている。

以上の構成において、燃料圧送器５０に関連する作動を
説明する。燃料噴射ポンプ１０は第４気筒の噴射タイミ
ングになっており、主燃料が高圧導管62dを通って第４
気筒の燃料噴射弁64dに圧送される。このとき、主燃料
の圧送圧力によって、燃料圧送器５０のピストン７４が
進められ、副燃料を導管72bによって第２気筒の燃料噴
射弁64bの第２の燃料通路７０に供給する。従って、第
４気筒の噴射タイミングのときに、第２気筒の燃料噴射
弁64bの第２の燃料通路７０の先端、即ち第１の燃料通
路６８の先端に副燃料が充填される。その後、第２気筒
の噴射タイミングになると、第１の燃料通路６８の先端
の副燃料が先に噴射されて容易に着火し、続いて噴射す
る主燃料に確実に着火することができるようになる。こ
のような副燃料の供給は、別の気筒の主燃料の噴射を利
用して次々に実施される。そして、上記したように、第
１の燃料タンク３８が空または所定値以下になったとき
には、三方電磁弁５４を切換えて燃料噴射ポンプ１０に
副燃料を供給するとともにソレノイド３４に通電して燃
料噴射ポンプ１０の燃料噴射量の特性を副燃料に適合す
るように変えることができる。

第３図は他の実施例を示し、上記実施例においてはレベ
ルセンサ５６を設けてその信号によりリレー５８を作動
させるようになっているが、第３図においてはレベルセ
ンサ５６をなくし、且つリレー５８の代りに手動スイッ
チ９０を設けたものである。この場合には、主燃料タン
ク３８が空になったことを感知した運転者が手動スイッ
チ９０を入れて、副燃料による運転を行うことができ
る。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、主燃料を供給す
る燃料噴射ポンプと、副燃料を供給する燃料圧送器と、
燃料噴射ポンプ及び燃料圧送器に接続される第１の燃料
通路及び第２の燃料通路を有する燃料噴射弁とを設ける
ことによって性質の異なった複数の燃料を単一の燃料噴
射弁から噴射することができるとともに、第２の燃料タ
ンクを燃料噴射ポンプに連結する補助燃料導管と、主燃
料導管と該補助燃料導管とを切換える切換弁と、燃料噴
射ポンプの燃料噴射量の特性を切換える噴射量特性切換
え手段とを設けたので、主燃料が不足した場合にも運転
を続行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による内燃機関の複燃料供給装置を示す
構成図、第２図は燃料に応じてコントロールラックの位
置を切換えた例を示す図、第３図は他の実施例を示す図
である。 １０……燃料噴射ポンプ、 １２……プランジャ、１８……ピニオン、 ２０……コントロールラック、 ２６……フルロードセットレバー、 ３０……トルクカム、３４……ソレノイド、 38,40……燃料タンク、 42,48,52……燃料導管、 ５０……燃料圧送器、５４……三方電磁弁、 ５６……レベルセンサ、６４……燃料噴射弁、 ７４……圧送器ピストン、 68,70……燃料通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の燃料タンクと、該第１の燃料タンク
   から主燃料導管を通って主燃料を供給される燃料噴射ポ
   ンプと、第２の燃料タンクと、該第２の燃料タンクから
   副燃料導管を通って副燃料を供給される燃料圧送器と、
   該燃料噴射ポンプ及び該燃料圧送器に接続される第１の
   燃料通路及び第２の燃料通路を有する燃料噴射弁と、該
   第２の燃料タンクを該燃料噴射ポンプに連結する補助燃
   料導管と、該燃料噴射ポンプに供給する燃料の切換えの
   ために該主燃料導管と該補助燃料導管とを切換える切換
   弁と、該切換弁に連動して該燃料噴射ポンプの燃料噴射
   量の特性を切換える噴射量特性切換え手段とを備えた内
   燃機関の複燃料供給装置。