JPH07150965A - 二種流体噴射装置 - Google Patents

二種流体噴射装置

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JPH07150965A
JPH07150965A JP5319217A JP31921793A JPH07150965A JP H07150965 A JPH07150965 A JP H07150965A JP 5319217 A JP5319217 A JP 5319217A JP 31921793 A JP31921793 A JP 31921793A JP H07150965 A JPH07150965 A JP H07150965A
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JP
Japan
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fuel
water
injection
valve
passage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5319217A
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English (en)
Inventor
Hirokazu Akagawa
裕和 赤川
Hiroyuki Ishida
裕幸 石田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07150965A publication Critical patent/JPH07150965A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料と水とを同一の噴射弁から燃焼室内に噴
射する二種流体噴射システムを備えた内燃機関におい
て、燃焼制御用の水を利用して、燃焼室構成部材の局部
的高温化を防止する。 【構成】 燃料噴射用噴口(第1噴口)を開閉する第1
針弁に加えて、排気弁等の燃焼室内高温部に指向して開
口する水噴射用の噴口(第2噴口)を開閉する第2針弁
を設け、燃料噴射期間以外の期間中にコントロール装置
により水通路開閉用の制御弁を開弁して水を前記第2針
弁を経て第2噴口から前記高温部へ向けて噴射するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1個の噴射弁から燃料と
水とを燃焼室内に噴射することにより、排ガス中の窒素
酸化物(NOx)を低減する内燃機関の二種流体噴射装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関、特にディーゼル機関におい
て、排ガス中の窒素酸化物(NOx)を低減する手段と
して、燃料と水とを適当なタイミングでシリンダ内に噴
射する二種流体(燃料−水)噴射装置が実用化されつつ
ある。
【0003】図4にかかる二種流体噴射装置のうち、1
個の噴射弁から燃料と水とを噴射する噴射弁の1例を示
す。図において1は噴射弁本体であり、該本体1には燃
料通路21及び水通路20が穿設されている。4はノズ
ルチップ、5は燃料噴口、6は針弁、12は該針弁6の
開弁圧を設定する針弁ばね、7は燃料溜りであり、該燃
料溜り7において燃料通路及び水通路20が合流してい
る。11は前記水通路20中に設けられた逆止弁であ
り、燃料溜り7側への水の流動のみを許容するように構
成されている。
【0004】前記のように構成された噴射弁において、
燃料噴射ポンプ(図示せず)から圧送された燃料は、燃
料通路21を通って燃料溜り7に至る。一方、水供給路
に設けた制御弁(図示せず)が開弁されると水供給ポン
プ(図示せず)により圧送された水は水通路20を通っ
て燃料溜り7に至る。
【0005】そして燃料溜り7内の圧力が針弁ばね12
にて設定された開弁圧を超えると針弁6が開弁され燃料
と水とが適当なタイミングでかつ適当量燃焼室30内に
噴射される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の二種流体噴射装置は、エンジンの低公害化、即ち窒
素酸化物(NOx)の低減が目的で装着されたものであ
って、燃料室30内に噴射される水を燃焼室壁部の冷却
に利用することはできなかった。
【0007】本発明の目的は、噴射弁より燃焼室内に噴
射される水を燃焼室構成部材の冷却に用いることによ
り、NOx低減をなしつつエンジンの熱応力を低減して
高出力かつ低NOxのエンジンを提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、燃料噴射管を経て供給される燃料と、水供給
管を経て供給される水とを1個の噴射弁から燃焼室内に
噴射する二種流体噴射システムを備えた内燃機関におい
て、前記噴射弁に、前記噴射管に連通される第1燃料通
路及び第2燃料通路と、第1燃料通路を経た燃料が貯溜
される第1燃料溜りと、第2燃料通路を経た燃料と前記
水通路を経た水とが合流する第2燃料溜りと、前記第1
燃料溜りと燃料噴射用の第1噴口との間を開閉する第1
針弁と、排気弁等の燃焼室内高温部に指向して開口され
た第2噴口と、第2燃料溜りと第2針弁との間を開閉す
る第2針弁とを設け、前記水通路を開閉する制御弁を開
閉制御するコントロール装置により、燃料噴射期間以外
の期間中に前記制御弁を開弁して前記水を前記第2噴口
から前記高温部へ向けて噴射するように構成したことを
特徴としている。
【0009】
【作用】燃料噴射ポンプより圧送された燃料は、第1針
弁の開弁により燃焼室内に噴射され燃焼に供されるが、
その一部は第2燃料通路を経て第2燃料溜りに達する。
【0010】一方水供給路の制御弁が燃料噴射期間以外
の期間中に開弁されると、1回の噴射で吐出可能な量の
水が第2燃料溜りに送られ、第2針弁の開弁により、燃
焼室内の排気弁等の高温部へ向けて噴射され、この部位
を冷却する。これにより、燃焼室構成部材の温度が低下
し熱応力が低減されるとともに水噴射によりNOxも低
減される。
【0011】
【実施例】以下図1〜図3を参照して本発明の実施例に
つき説明する。図において40は噴射弁、4は該噴射弁
40のノズルチップ、1は燃料タンク、18は水タン
ク、2は燃料ポンプ、41は燃料噴射ポンプ、3は燃料
噴射管、17は水供給ポンプ、14,16は水供給管、
61は燃料供給管であり、前記噴射弁40には前記燃料
タンク1内の燃料が燃料供給管61及び燃料噴射管3を
経て供給されるとともに、前記水タンク18内の水が水
供給管14を経て供給されている。
【0012】15は前記水供給管14を開閉制御する制
御弁、19は前記制御弁15に開閉制御信号を回線23
を介して伝送するコントロール装置である。前記コント
ロール装置19にはエンジンの回転数、負荷等のエンジ
ン運転状態の検出信号が入力され、噴射弁40に送給す
る水の噴射時期及び噴射量を前記検出信号に基づき制御
する。また、図3において、50は排気弁、50aは該
排気弁の傘部、53はシリンダライナ、52はシリンダ
ヘッド、51はピストンである。
【0013】図2は前記噴射弁40の詳細断面図を示
し、21は燃料噴射管3に連通される第1燃料通路であ
り、該第1燃料通路21の下端は、第1燃料溜り7に開
口されている。5は燃料噴射用の第1噴口、6は該第1
噴口5と第1燃料溜り7との間を開閉する第1針弁、1
3は第1針弁用のばねである。
【0014】10は前記第1燃料溜り7の下方に形成さ
れた第2燃料溜り、8は排気弁50の傘部50a、始動
弁孔の縁部等の高温部へ向けて穿設された第2噴口であ
る。前記第2燃料溜り10には、燃料噴射管路3から分
岐された第2燃料通路22及び前記水供給管14に連通
される水通路20が開口し、燃料と水とが合流できるよ
うになっている。
【0015】11は水通路20に設けられた逆止弁で、
前記第2燃料溜り10に向かう水の流れのみを許容す
る。6は前記第2燃料溜り10と第2噴口8との間を開
閉する第2針弁であり、前記第1針弁6の内周に摺動自
在に嵌合されている。12は第2針弁用のばねである。
【0016】前記のように構成された二種流体噴射装置
を装備したエンジンにおいて、燃料噴射ポンプ41から
適当なタイミングで圧送された高圧燃料は第1燃料通路
21を経て第1燃料溜り7に至り、第1針弁9を押し上
げ開弁せしめて第1噴口から燃焼室30内に噴射され
る。
【0017】このとき、第2燃料通路22を経た一部の
燃料は第2燃料溜り10に至り、第2針弁9を押し開け
て第2噴口から燃焼室30内に噴射される。
【0018】燃料噴射期間の経過後、一定期間をおいて
制御弁15が開弁されると、水供給ポンプ17にて加圧
された1回の噴射で吐出されるだけの量の水が水通路2
0を通って逆止弁を押し開き、第2燃料溜り10に入り
第2針弁9を押し開けて燃焼室30内の排気弁傘部50
aや始動弁孔の縁部(図示せず)等の高温部へ向けて噴
射される。
【0019】これにより、燃焼室30の壁部温度が低下
することとなり、該部の熱負荷が低減され、かつ従来の
燃料−水噴射エンジンと同様でNOx低減効果を得るこ
とができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、水を燃焼
室の高温部に向けて噴射するように構成したので、従来
のものと同様に水噴射によるNOx低減効果を得ると同
時に、燃焼室壁部の温度を低下させることができ、燃焼
室壁の熱負荷が低減される。これにより低NOxの高出
力エンジンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る二流体噴射装置の構成図
(系統図)。
【図2】同、噴射弁の拡大断面図。
【図3】同、燃焼室周辺の断面図。
【図4】従来例を示す図1応答図。
【符号の説明】
1…燃料タンク、3…燃料噴射管、5…第1噴口、6…
第1針弁、7…第1燃料溜り、8…第2噴口、9…第2
針弁、10…第2燃料溜り、11…逆止弁、14…水供
給管、15…制御弁、18…水タンク、19…コントロ
ール装置、20…水通路、21…第1燃料通路、22…
第2燃料通路、30…燃焼室、40…噴射弁、50…排
気弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 43/04 61/10 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料噴射ポンプから噴射管を通して圧送
    された燃料と、水供給ポンプから通路面積制御用の制御
    弁を有する水供給管を通して送給された水とを1個の噴
    射弁から燃焼室内に噴射するように構成された二種流体
    噴射装置を備えた内燃機関において、前記噴射弁は、前
    記噴射管に連通される第1燃料通路と、該第1燃料通路
    を経た燃料が貯溜される第1燃料溜りと、該第1燃料溜
    りと燃料噴射用の第1噴口との間を開閉する第1針弁
    と、前記水供給管に連通される水通路と、前記第1燃料
    通路から分岐された第2燃料通路と前記水通路とが合流
    する第2燃料溜りと、前記水通路中に設けられ前記第2
    燃料溜り側へ向かう水の流れのみを許容する逆止弁とを
    備えてなるときに、排気弁等の燃焼室内高温部に指向さ
    れた第2噴口と、前記第1針弁と同心に設けられ前記第
    2燃料溜りと第2噴口との間を開閉する第2針弁と、燃
    料噴射期間以外の期間中に前記制御弁を開弁して前記水
    を前記水通路及び第2燃料溜りを経て前記第2噴口から
    前記高温部へ向けて噴射せしめるコントロール装置を設
    けてなることを特徴とする二種流体噴射装置。
JP5319217A 1993-11-26 1993-11-26 二種流体噴射装置 Withdrawn JPH07150965A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2801076A1 (fr) * 1999-11-17 2001-05-18 Bosch Gmbh Robert Ensemble forme d'un injecteur de carburant et d'un module d'injection d'eau dans un cylindre de moteur a combustion interne
JP2007162547A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液冷式燃料噴射弁
WO2012011650A1 (ko) * 2010-07-23 2012-01-26 현대중공업 주식회사 2중 연료분사밸브
CN103534474A (zh) * 2011-05-03 2014-01-22 瓦锡兰芬兰有限公司 燃料喷射单元和系统
CN103590947A (zh) * 2013-11-22 2014-02-19 中北大学 一种可控燃油温度的双油道喷油器
CN115816154A (zh) * 2022-11-24 2023-03-21 安徽涌诚机械有限公司 一种材料加工用高精度全自动成型机

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Effective date: 20010130