JPS6245970A - 複燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多気筒内燃機関の燃料噴射装置に関し、さらに
詳細には、圧縮自己着火しにくいアルコール等を主燃料
とし、圧縮自己着火に優れた軽油等を副燃料として用い
るディーゼル機関の複燃料供給装置に関する。

〔従来の技術〕

アルコール等を主燃料とし、軽油等を副燃料として用い
る複燃料供給装置においては、アルコールと軽油を混合
することなく、これらを層状に噴射させるのが好ましい
ことが知られている。即ち、小量の軽油を火種を供すべ
く先に噴射させ、次いで主燃料たるアルコールを噴射さ
せるものである。

特開昭５８−２０６８５９号公報や同５８−２０６８６
７号公報にそのような複燃料供給装置が開示されている
。これらの先行技術によれば、主燃料を燃料噴射ポンプ
から燃料噴射ノズルへ加圧供給し、そして燃料噴射ポン
プの燃料の圧力を受けて作動する圧送器を設け、副燃料
をこの圧送器から噴射行程以外の燃料噴射ノズルに加圧
供給するようになっている。

従って、噴射行程以外の燃料噴射ノズルの先端に副燃料
が貯留され、噴射行程時に主燃料とともに噴射される。

さらに、本願出願人は先に特願昭６０−１０６８３３号
において分配型燃料噴射ポンプのプランジャの先端に形
成される圧力室に単一の圧送器を連結し、この圧送器か
ら分岐して各燃料噴射ノズルへ副燃料を供給する複燃料
供給装置を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

副燃料は圧縮着火を確保する程度に小量でよく、しかも
各気筒に均等に導入されるのが好ましく、従って、前記
特願昭６０−１０６８３３号に提案されたように、副燃
料が圧送器の単一の送出部から分岐管により各気筒に送
られるようにするのが好ましい。

これによって、噴射行程以外の燃料噴射ノズルに算術平
均的に副燃料が導入されることになり、導入される副燃
料の均等性が向上する。しかじなから、この分岐管を単
に簡便に形成したのでは各気筒毎の分岐管の長さに差が
生じ、算術平均的に副燃料を導入したとしても配管系の
絞り）員失が一様にならず、副燃料は主燃料に比べて低
い圧力で燃料噴射ノズルに導入されるので、充填量に差
が生しるという問題が発生した。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明により、各気筒に配置され目つ第１の燃料を導入
するための第１の燃料導入通路と第２の燃料を導入する
ための第２の燃料導入通路とを有する燃料噴射ノズルと
、第１の燃料を燃料噴射ノズルの第１の燃料導入通路に
加圧供給するための燃料噴射ポンプと、第２の燃料を燃
料噴射ノズルの第２の燃料導入通路に加圧供給するため
に燃料噴射ポンプの燃料の圧力を受けて作動する燃料圧
送器とからなり、この燃料圧送器の燃料送出部が共通的
に単一に形成されるとともにこの栄−の燃料送出部が分
岐した噴射管により各燃料噴射ノズルに連結され、これ
らの各気筒に向かって分岐しく４） た噴射管の通路抵抗が相互に等しくされていることを特
徴とする複燃料供給装置、が提供される。

〔実施例〕

第１図において、本発明による複燃料供給装置は１個の
分配型燃料噴射ポンプ１ｏと、１個の圧送器１２と、デ
ィーゼル機関の気筒数と同数の燃料噴射ノズル１４とか
ら構成される。さらに、アルコール等の主燃料のための
第１の燃料タンク１６及び軽油等の副燃料のための第２
の燃料タン列８がある。

分配型燃料噴射ポンプ１ｏは従来公知のものとほぼ同様
の基本的な構造を有し、そのために本発明と直接的に関
係のない部分は省略されている。

図示しないドライブシャフトにより駆動されるフィード
ポンプ２０及びカムプレート２２を有し、カムフレート
２２はローラ２４上を摺動することによってプランジャ
２６とともに回転しつつ往復運動する。プランジャ２６
はポンプ本体に設けられたシリンダ２８内に摺動可能に
挿入され、シリンダ２８及びプランジャ２６の先端部に
よって圧力室３０が形成される。プランジャ２６の先端
外周部には吸入グループ３２がある。第１の燃料タンク
１６の主燃料が、フィードポンプ２０からポンプ本体内
のポンプ室及び燃料通路３４を通り、さらに吸入グルー
プ３２を通って圧力室３０に吸入されることができる。

プランジャ２６の中心をボート３６が延び、このポート
３６はその中間部付近で半径方向の分配ポート３８によ
りシリンダ内壁面に向かって開口する。シリンダ２８及
びポンプ本体にはプランジャ２６を中心として周方向の
位置に気筒数の分配通路４０が形成されており、分配ボ
ート３８と特定の分装置ｍ路４０が出合ったときにその
分配通路４０から主燃料が圧送される。プランジャ２６
の後端部付近にはスピルポート４２があり、スピルリン
グ４４がスピルボート４２を開放することによって燃料
圧送が終了することは公知の通りである。又、スピルリ
ング４４がアジヤスティンダレバーやガバナ機構等によ
って制御されるのも公知の通りであり、前述の燃料通路
３４にはフユエルカソト用電磁弁４６が配置され、さら
に各分装置ｍ路４０にはデリバリバルブ４８が配置され
る。このデリバリバルブ４８により、噴射終了後の残留
圧力が一定に保持される。

圧送器１２は本体５０からなり、本体５０内にはほぼＴ
字状の内部空洞が形成され、Ｔ字の水平辺に対応する内
部空洞部分が概略直線状の通路を形成し、その端部がそ
れぞれ導入口５２及び送出口５４となっている。この導
入口５２には第２の燃料タンク１８からフィードポンプ
５６を介して第２の燃料が供給される。Ｔ字の垂直辺に
対応する内部空洞部分は加圧ピストン５８を摺動可能に
支持するシリンダ６０となっている。加圧ピストン５８
は第１図において右方に移動するときに前記通路部分の
容積を減少させて第２の燃料を圧送させるものである。

圧送器１２の本体５０は噴射ポンプの本体に螺着され、
圧送器１２のシリンダ６０が噴射ポンプのプランジャ２
６の先端部によって形成された圧力学３０に開口してい
る。従って、加圧ピストン５８はその背後側から圧力室
３０の圧力を受けて前述したように第２の燃料の通路の
容積を減少させるとともに、前記燃料通路向加圧ピスト
ン５８のまわりに配置されたスプリング６２によって圧
力室３０側に向かつて付勢されている。加圧ピストン５
８はその中間に鍔状膨径部を有していてシリンダ６０の
段付肩部に当接されるようになっており、加圧ピストン
５８の後退位置が制限される。

加圧ピストン５日の先端部は本体５０の対向内壁に当接
することができ、加圧ピストン５８の前進位置が制限さ
れる。従って、加圧ピストン５８のストロークが一定と
なり、各ストローク毎の第２の燃料の圧送量が一定とな
る。前記導入口５２付近には燃料の導入のみを許容する
チェック弁６４が配置され、送出口５４付近には燃料の
送出のみを許容するチェック弁６６が配置される。

各燃料噴射ノズル１４はその先端にノズルオリフィス６
８を備えたノズル本体７０と、ノズル本体７０内に挿入
されたニードル弁７２とからなるものである。第１図に
おいては燃料噴射ノズル】４の上方部分が省略されてい
るが、そのような」二方部分にニードル弁７２を付勢す
るスプリングが配置されることは明らかであろう。

ノズル本体７０には第１の燃料を導入するための第１の
燃料導入１ｍ路７４が形成されており、ニードル弁７２
が開かれたときにノズルオリフィス６８に連通可能であ
る。この第１の燃料導入通路７４はパイプ７６によりそ
れぞれ分配型燃料噴射ポンプ１０の特定の分配通路４０
に連結される。

ノズル本体７０にはさらに第２の燃料を導入するための
第２の燃料導入通路７８が形成されており、この第２の
燃料導入通路７８はニードル弁７２の弁座近くで第１の
燃料導入通路７４に連通している。この実施例において
は、第２の燃料導入通路７８はノズル本体７０からニー
ドル弁７２の中央部を通って形成され、ニードル弁７２
の先端部付近で第１の燃料導入通路７４の環状部分に放
射状に開口している。さらに、各燃料噴射ノズル１４の
第２の燃料導入通路７８にはノズル先端部方向への流れ
のみ許容するチェック弁８０が配置される。

各燃料噴射ノズルは全て同じ構造を有していてそれぞれ
にエンジンに適切に取付けられる。一方、圧送器Ｉ２の
送出口５４は１本の噴射管８４に連結され、この噴射管
８４は等しい長さと管径を有する２本の分岐噴射管８６
に分岐され、各分岐噴射管８６はさらに等しい長さと管
径を有する２本の分岐噴射管８日に分岐される。このよ
うにして共通の噴射管８４から分岐された各分岐噴射管
８８の終端部がそれぞれに各燃料噴射ノズル１４の第２
の燃料導入通路７８に連結される。従って、圧送器１２
の送出口５４或いは共通の噴射管８４の終端部にある共
通の送出部９０から、各気筒に向かって分岐された分岐
噴射管８６　、８Ｂの管長は全て相等しくなっている。

次に第２図も参照しつつ作用を説明する。

分配型燃料噴射ポンプの作動は周知であるので簡単にす
ませると、プランジャ２６カ月往復する間に第１の燃料
が圧力室３０に吸入され、加圧さく１０） れ、そして分配ボート３８と出合った特定の分配通路４
０から燃料噴射ノズル１４に圧送される。

この複燃料供給装置が４気筒のディーゼル機関に装着さ
れ、噴射順序がＴ、ＩＩＩ、ＴＶ、ｎであり、第１気筒
の噴射時をクランク角度０度とすると、第２図に示され
るように圧力Ｐ４で噴射が完了する。

この圧力Ｐ４は燃料噴射ノズル１４の開弁圧より大きい
値であることは当然である。

第１気筒の噴射時に、噴射ポンプの圧力室３０の圧力の
上昇によって圧送器１２の加圧ピストン５８が右方に移
動して圧送器１２の送出口５４より第２の燃料が全ての
燃料噴射ノズル１４へ向かって圧送される。しかしなが
ら、今噴射中の第１気筒の燃料噴射ノズル１４では第１
の燃料導入通路７４にかかっている噴射ポンプからの圧
力が高いために第２の燃料は進むことができず逆に押戻
されようとする。しかしながら、チェック弁８０がある
ために燃料噴射ノズル１４からパイプ８２に向かう逆流
はなく、第２の燃料は第１の燃料導入通路７４の先端部
分に入りこんでいる部分を除けば、第２の燃料導入通路
７８内の第２の燃ネミ１ばその中に維持される。

一方、現在噴射中でない残りの３気筒では、圧送器１２
の送出口５４から圧力Ｐ１で圧送された第２の燃料が共
ｉｍの噴射管８４及び管長の等しい分岐噴射管８６　、
８８を介してそれぞれの気筒の燃料噴射ノズル１４の第
２の燃料導入通路７８に均等に入りこむことができる。

このとき、圧力Ｐ１が第１の燃料導入通路７４の残存圧
力より高いので、第２の燃料が第１の燃料を押しのけて
第１の燃料導入通路７４の先端部分に達することになる
。又、圧力Ｐ１は燃料噴射ノズル１４の開弁圧より小さ
いので前記したようにして第１の燃料導入通路の先端部
に入りこんだ第２の燃料は噴射されることなくそこに維
持される。

この第２の燃料の第１の燃料導入通路７４に入りこむ量
は、各噴射ノズル内で噴射毎に増大していく。即ち、例
えば第２気筒では、その気筒の噴射の次の第１気筒の噴
射時に、圧力Ｐ１で第２の燃料が充填されることになる
。第１気筒の噴射が終了すると、圧力室３０の圧力がな
くなるので加圧ピストン５８が後退し、圧送器１２の内
部空間に新しく第２の燃料が充満する。続いて、クラン
ク角度１８０度にて第３気筒の噴射が行われるときに、
残りの３気筒には同様にして圧力Ｐ１で燃料圧送が行わ
れる。第２気筒では、第１の燃料導入通路７４の残存圧
力が低いためにさらに圧力Ｐ１に相当する量の第２の燃
料が充填されることになる。従って、合計して２回分の
圧送圧Ｐ２に等しい量が充填されることになる。続いて
、クランク角度３６０度で第４気筒の噴射が行われると
きに、合計して３回分の圧送圧Ｐ３に等しい量が充填さ
れることになる。そして、クランク角度５４０度での該
第２気筒の噴射時には、第１の燃料導入通路７４の先端
部分にすでに十分な第２の燃料が充填されており、第１
の燃料はその上流側に層別されて、噴射開始とともに先
ず第２の燃料を噴射させて気筒の圧縮行程において容易
に着火させ、続けて噴射される自己着火しにくい第１の
燃料も容易に着火せしめるものである。従って、各燃料
噴射ノズル１４の先端部には、その気筒の第１の燃料の
噴射時期に先立って微小ずつ然も均等に３回に亙って第
２の燃料が充填されていることになり、算術平均的に充
填されたことによって合計しても微量であるにもかかわ
らずバラツキが非常に小さくなっている。

第３図は本発明の第２実施例を示し、分配型燃料噴射ポ
ンプ１０、圧送器１２、燃料噴射ノズル１４のそれぞれ
の構造は第１図に示すものと同様である。第３図におい
ては、第２の燃料を各燃料噴射ノズル１４へ供給するた
め配管が第１図とは異っている。即ち、第２図において
は、相互に管長と管径の等しい噴射管９２が、圧送器１
２の単一の送出口５４から直接的に分岐連結されている
ものである。作用は第１図の例と同様である。

第４図は本発明の第３実施例を示し、副型燃料噴射ポン
プ１０ａと、気筒数と同数の圧送器１２ａと、気筒数と
同数の燃料噴射ノズル１４とからなるものであり、燃料
噴射ノズル１４の構造は前述した例と同じものである。

副型燃料噴射ポンプ１０ａは従来公知の構造のものを使
用することができ、ここでは詳細な説明は省略するが、
気筒数と等しい吐出口］Ｏｂを有することは明らかであ
る。これらの各吐出口］Ｏｂと各燃料噴射ノズル１４の
第１の燃料導入通路７４を噴射管７６ｂが連結する。各
圧送器１２ａは第１図に示された圧送器１０と同様に本
体５０と、シリンダ６０と、加圧ピストン５８と、戻し
ばね６２とを有し、さらに、第２の燃料の導入口５２及
び送出口５４並びにこれらの口の近くのチェック弁６４
　、６６を有するものである。シリンダ６０は第１の燃
料のための噴射管７６ｂの各々に連結される。各導入口
５２にはフィードポンプ５６により第２の燃料が導入さ
れる。各送出口５４は噴射管９３を介して共通の噴射管
８４ａに連結され、この共通の噴射管８４ａは第１図の
配管と同様に管長を等しくした分岐噴射管８６ａ、８８
ａを介して各燃料噴射ノズル１４の第２の燃料導入ｉｍ
路７日に連結される。

第４図において、副型燃料噴射ポンプｌＯａと複数の圧
送器１２ａを用いているが、各圧送器１２ａは共通の噴
射管８４ａに連結されているので、各燃料噴射ノズル１
４には第１図で説明したのと同様にして第２の燃料が供
給される。即ち、第１図の圧送器１２が４回圧送するの
に対して、第４図の各圧送器１２ａは１回ずつ圧送して
共通の噴射管８４ａには４回分の圧送が行われることに
なるからである。従って、燃料噴射ノズル１４には第１
図で説明したのと同様にして燃料が供給されることにな
る。

第５図は第１図に対する第３図の変形と同様に第４図か
ら変形された第４実施例を示し、各圧送器１２ａの送出
口５４が共通的に連結された送出部９０から各燃料噴射
ノズル１４に向かって管長及び管径の等しい分岐噴射管
９２が延びているものである。

第６図は第５実施例を示し、副型燃料噴射ポンプ］Ｏａ
と、燃料噴射ノズル１４の第２の燃料導入通路へ通ずる
分岐噴射管８４ａ　、　８６ａ　、　８８ａは第４図の
構成と同じである。第６図においては、各圧送器１２ｂ
の構造がこれまで説明した圧送器１２゜１２ａと異って
いる。前述した圧送器１２，１２ａは第２の燃料の導入
口５２と送出口５４とをほぼ対向する位置に備えていた
が、第６図の圧送器１２ｂでは、副型燃料噴射ポンプ１
０ａの第１の燃料の圧力を受けて作動する加圧ピストン
５８の一端側に共通の口５５が備えられているのみであ
る。そして、共通の噴射管８４には圧送器１２ｂの−１
−流にチェック弁１００が配置され、圧送器１２ｂの作
動時に第２の燃料がフィードポンプ５６に向かって逆流
するのを防止している。加圧ピストン５８の進退に応じ
て、第２の燃料が共通の口５５から導入され、或いは加
圧送出されることは明らかであろう。

〔発明の効果〕

以上説明したようにに、本発明によれば第１の燃料と第
２の燃料を層状に噴射することができ、第２の燃料が比
較的小量ずつ供給される場合にも均等にすることができ
る。従って、第１の燃料として比較的着火性の良くない
アルコール等を使用しても良好な燃焼を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複燃料供給装置の第１実施例を示
す構成図、第２図は第１図の装置の作用を説明する図、
第３図は第２実施例を示す図、第４図は第３実施例を示
す図、第５図は第４実施例を示す図、第６図は第５実施
例を示す図である。 １０・・・燃料噴射ポンプ、　　１２・・・圧送器、１
４・・・燃料噴射ノズル、 ７４・７８・・・燃料導入通路、 ８４・８６・８８・・・噴射管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各気筒に配置され且つ第１の燃料を導入するための第
   １の燃料導入通路と第２の燃料を導入するための第２の
   燃料導入通路とを有する燃料噴射ノズルと、前記第１の
   燃料を前記燃料噴射ノズルの前記第１の燃料導入通路に
   加圧供給するための燃料噴射ポンプと、前記第２の燃料
   を前記燃料噴射ノズルの前記第２の燃料導入通路に加圧
   供給するために前記燃料噴射ポンプの燃料の圧力を受け
   て作動する燃料圧送器とからなり、該燃料圧送器の燃料
   送出部が共通的に単一に形成されるとともにこの単一の
   燃料送出部が分岐した噴射管により前記各燃料噴射ノズ
   ルに連結され、これらの各気筒に向かって分岐した噴射
   管の通路抵抗が相互に等しくされていることを特徴とす
   る複燃料供給装置。