JP2001525899A - 液圧作動方式の気体またはデュアル燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関用の新規の液圧作動式燃料噴射装置に係る。特に、本願は制御された圧力下で、かつ異なる時点において、内燃機関内へメーン燃料及び必要ならパイロット燃料を噴射する液圧作動式気体噴射装置に係る。即ち、（ａ）所定の時点において、アクチュエーター手段によって作動させられてエンジン（５）内へ燃料を噴射するインジェクタ（２）；（ｂ）インジェクタ内へ作動液を導入する手段（１）；（ｃ）作動液を加圧する手段；（ｄ）作動液の圧力が所定レベルに達すると、燃料供給手段（６）を開放してエンジン（５）内へ燃料を噴射する手段；及び（ｅ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止する手段（７）から成るピストン排気エンジン用液圧作動式燃料噴射装置である。

Description

【発明の詳細な説明】 液圧作動方式の気体またはデュアル燃料噴射装置 発明の分野 本発明は、内燃機関のための新規の液圧作動方式の気体またはデュアル燃料噴 射装置に係る。具体的には、本願は内燃ディーゼル・エンジンへ、制御圧下に、 異なるタイミングで、気体燃料と、場合によってはパイロット燃料とを噴射する 液圧作動方式の気体燃料噴射装置に係る。発明の背景 入手し易く、低コストで、しかも粒状放出物を軽減する可能性が高いという理 由で、ディーゼル・エンジンの燃料として天然ガスが有望視されている。ディー ゼル・エンジン（圧縮点火エンジン）を天然ガス使用エンジンに切り換える方法 は３つに大別される。第１の方法は、エンジンを理論混合気または希薄混合気を 燃焼する火花点火エンジンに変換する方法である。第２の選択として、天然ガス を吸気のすべてまたは一部と混合し、圧縮行程の終了時に噴射されるディーゼル 燃料によって点火する“デュアル燃料”技術を利用する天然ガス利用エンジンに 変換することも可能である。第３の方法は、点火源を有する燃焼室へ天然ガスを 直接噴射する方法である。後述するように、好ましい方法はこの直接噴射である 。即ち、ディーゼル・エンジン固有の好ましい動作特性と高い効率をそのまま維 持できる唯一の方法だからである。 （１）混合気と天然ガスとをディーゼル・エンジンの燃料とする場合―火花点火 天然ガスを吸気と共に噴射し、吸気弁を介してこの混合気をチェンバーに導入 することによってディーゼル・エンジンを天然ガス使用エンジンに切り換えるこ とができる。次いで、理論または希薄混合気を、火花プラグを利用して上死点近 傍で点火させればよい。但し、混合気のデトネーションを避けるため、エンジン の圧縮比を小さくしなければならない。圧縮比を小さくすると、効率が低下した り、燃料消費がその分だけ増大する。また、いかなる条件下にあっても混合気の 強さを所要のレベルに維持するためには、吸気を絞らねばならず、その結果、ポ ンプ・ロスを生じ、出力維持に必要な燃料消費を一層増大させることになる。こ のようなロスは、自動車エンジンの典型的動作状態である低または部分負荷レベ ルにおいて特に顕著である。多くの場合、ディーゼル・エンジンを、火花点火で 天然ガスを理論または希薄混合気の形で燃焼させる方式に切り換えることによっ て有害放出物をかなり減少させることができるが、燃料消費を増大させる結果に もなる。 （２）混合気と天然ガスをディーゼル・エンジンの燃料とする場合―パイロット 点火 この方法では、天然ガスを吸気に混入させ、吸気ポートまたは吸気弁を介して 燃焼室へ送入する。パイロット・ディーゼル燃料を噴射することにより、上死点 近傍で混合気に点火する。しかし、この方法には下記のような基本的な問題点が ある： １．低負荷において、絞らずにディーゼルを運転すると、 混合気が希薄になり過ぎて満足な燃焼が得られない。このような状態では、燃料 消費が増大し、炭化水素放出物も増大する。 この問題の解決策として下記の手段がある： ａ．用途によっては実質的な部分負荷状態が存在する低負荷においてディ ーゼル燃料運転に戻すこと、この解決策では燃料代用の目的が無意味になる。 ｂ．エンジンがスーパーチャージャーを装備している場合、（最新の電子 制御廃気ゲートによって回避できるかもしれないが）コンプレッサー・サージの 危険があるから、吸気を絞るのは問題である。 ｃ．サイクル毎ではなく１つ置きのサイクルに気筒を点火するスキップ・ ファイアリング。この方法では、特に４気筒エンジンにおいて円滑なエンジン動 作が望めず、アイドリングには不安定過ぎ、通常のディーゼル運転が必要になる 。 ２．圧縮の過程で混合気が存在するから、ノッキング（混合気の無制御燃 焼）のおそれがあり、エンジンを損傷する可能性がある。従って、圧縮比を小さ くする必要が生ずるかもしれない。圧縮比を小さくすると、エンジン効率を犠牲 にすることになる。圧縮比をそのままに保つとなると、それぞれの条件下で使用 される天然ガスの量を、形成される混合気がノッキングの原因とならないように 制限しなければならない。つまりは、高負荷の場合にも対応できるように多量の ディーゼル燃料を使用しなければならない。 パイロット点火法及び上記火花点火法は２サイクル・エンジンには不適当であ る。なぜなら、送入される混合気の大部分が ２サイクル・エンジンの場合には排気弁から流れ出し、浪費されるからである。 この迂回を防止するため、すべての弁またはポートを閉じてから天然ガスを直接 燃焼室へ噴射する方法が提案されているが、それでもまだ比較的低圧である。こ のことは困難を増すばかりである。即ち、新しいシステム制御が必要になり、ヘ ッドまたはブロックの改造が必要であり、気体燃料の計量や確実な層別が困難だ からである。 出願人の知る限り、この第２の方法は、ディーゼル燃料の大部分を上記問題の 補償のために確保することによってのみ広範囲の負荷及び速度に亙って効率を維 持できることが判明している。 （３）ディーゼル・エンジン気筒への天然ガスの直接噴射 ディーゼル運転においてエンジン気筒へ燃料を直接噴射することの大きい利点 として、全負荷範囲に亙って効率的かつ安定的な燃焼を可能にするということが ある。その理由は、燃料／空気混合比が所定の可燃性限度内にある領域において 燃焼が起こることにある。ディーゼル燃料に比較して天然ガスは、ミクロン・サ イズの微小滴にまで霧化する必要がなく、従って、極端に高い噴射圧を必要とし ない点で有利である。ディーゼル燃料噴射の場合、最も効率的な動作を得るには １０００atmもの高い圧力が必要である。天然ガスの場合、２００atmの圧力で充 分である。天然ガスの直接噴射に伴う主な困難点は、ディーゼル・エンジンの典 型的な温度と圧力において、ディーゼル燃料のように自己点火しないことである 。この難点を克服するためには、点火源を別設しなければならない。点火源の例 と して、天然ガスと一緒に、または別に、少量の自己点火パイロット・ディーゼル 燃料を噴射するか、予熱プラグまたは加熱面などを設けることがある。経済的理 由から、エンジンに必要な改造には限度がある。この点で、特殊な噴射装置によ って天然ガスまたはその他の気体燃料を噴射される点火源が有利である。公知技術の考察 下記刊行物に記載されているように、北米においては、圧縮天然ガスの直接噴 射による大型気筒ディーゼルの運転に成功している： １．J．F．Wakenell，G．B．O'Neal，and Q．A．Baker，"High Pressure Late Cycle Direct Injection of Natural Gas in a Rail Medium Speed Diesel Engine"，SAE Technical Paper 872041; ２．Willi，M.L.，Richards，B.G.，"Design and Development of a Dire ct Injected，Glow Plug Ignition Assisted，Natural Gas Engine"，ICE-Vol． 22，Heavy Duty Engines:A look at the Future，ASME 1994：及び ３．Meyers，D．P.，Bourn G.D.，Hedrick，J．C.，Kubesh，J．T.，"Eva luation of Six Natrual Gas System for LNG Locomotive Applications"，SAE Technical Paper 972967． Southwest Research InstituteのMeyersらは、天然ガスの直接噴射が機関車エ ンジンに対する他の天然ガス供給手段よりも優れていることを実証した。天然ガ スの直接噴射は、窒素酸化物放出の軽減目標を達成するのに最善の熱効率を示し た。 彼らは、２つの燃料を噴射するのに２つの噴射装置を使用した。 ガス噴射装置を液圧作動し、電子制御し、燃焼室内に傾斜させて取り付けた。但 し、ディーゼル・パイロット燃料の噴射量を減らすため、本来のディーゼル燃料 噴射装置の噴射孔を小さく設定した。 Southwest Research InstituteにおいてWakenellらが行なった研究は、大口径 （８．５”）２−サイクル機関車用ディーゼル・エンジンに天然ガスを直接噴射 するというものであった。天然ガスを液状（LNG）で蓄え、５０００psi(340atm) の高圧でポンピングした。２％以下のパイロット・ディーゼル燃料（９８％天然 ガス）で全定格出力を達成し、熱効率は１００％ディーゼル運転よりやや低かっ た。ディーゼル噴射装置の代わりにガス噴射弁を使用し、シリンダ・ヘッドの” テスト・コック”孔に小型のディーゼル噴射装置を取り付けた。ガス噴射装置は 液圧作動ガス噴射装置であり、高圧は独立の液圧ポンプによって供給した。 Caterpillar社のWilliとRichardsは、ディーゼル・エンジンに直接噴射された 天然ガスを点火するのにグロー・プラグを使用できることを実証した。実験の結 果、熱効率と窒素酸化物放出は他の噴射方式と同じか、他の噴射方式より優れて いるかであり、粒状放出物は少なかった。これに使用された噴射装置はCaterpil lar社の改良型HEUI噴射装置である（SAE論文９３０２７０及び９３０２７１の対 象であり、米国特許第５，１８１，４９４号、第５，１９１，８６７号、第５， ２４５，９７０号及び第５，１４３，２９１号に記載されていると考えられる） 。ガス噴射だけを目的とする噴射装置は、ガス噴射の 噴射速度を制御する機構を含む。加圧された作動液は共通のポンプから供給され 、噴射装置内でさらに加圧される。パイロット燃料を噴射する手段も圧力制限装 置も含まれていないように思われる。 下記のノルウェー刊行物は、ディーゼル・エンジンにおける気体燃料噴射を開 示している： １．Einang，P．M.，Korea，S.，Kvamsdal，R.，Hansen，T.，and Sarste n，A.，"High-Pressure，Digitally Controlled Injection of Gaseous Fuel in a Diesel Engine，with Special Reference to Boil-Off from LNG Tankers"， Proceedings CIMAC Conf.，June 1983; ２．Einang，P．M.，Engja，H.，Vestergren，R.，"Medium Speed 4-stro ke Diesel Engine Using High Pressure Gas Injection Technology"，Proceedi ngs CIMAC Conf.，1987． ノルウェーのEinangらは、２ストロークのマリーン用ディーゼルエンジンに別 体のガス噴射装置を使用して天然ガスを直接噴射するテストを実施した。パイロ ット点火には、元々のディーゼル燃料噴射装置を使用した。天然ガスの比率を７ ３％にしたときに、天然ガスを燃料にしたエンジンの熱効率がディーゼル燃料の 場合よりも僅かに優れていた。ＮＯxの放出は、約２４％減少した。ガス噴射装 置の詳細は何も開示されていない。その後の研究（１９８７）には、４ストロー クエンジンにパイロット用ディーゼル燃料と共に天然ガスを直接噴射することが 含まれている。ガス／オイル複合弁が使用されたが、その噴射装置の詳細は公に されていない。 フィンランドでは、下記の刊行物が興味深い： １．Verstergren，R.，”The Merits of the Gas-Diesel Engine",ASME I CE-Vol．25-3，1995． Wartsila Diesel Internationalにおける上記フィンランドの論文は、パイロ ット・ディーゼル燃料と共に天然ガスを直接噴射するというものであり、ディー ゼル・エンジンの高出力を維持しながら天然ガスを利用する技術の可能性を示唆 している。ディーゼル燃料噴射装置の詳細には触れていないが、後述する多数の 特許に記載されている。 日本とデンマークからの刊行物では、下記のものが興味深い： １．Miyake，M.，Endo，Y.，Biwa，T.，Mizuhara，S.，Grone，O.，Peder sen，P.S.，"Recent Development of Gas Injection Diesel Engines"，CIMAC C onf.，Warsaw，1987; ２．Biwa，T.，Beppu，O.，Pedersen，P.S.，Grone，O.，Schnohr，O.，F ogh，M.，"Development of the 28/32 Gas Injection Engine"，MAN B&W; ３．Miyake，M.，Biwa，T.，Endoh，Y.，Shimotsu，M.，Murakami，S.，K omoda，T.，"The Development of High Output，Highly Efficient Gas Burning Diesel Engines"，15th CIMAC Conference，Paris，1983，Proceedings，vol． A2，pp．1193-1216; ４．Fukuda，T.，Komoda，T.，Furushima，K.，Yanagihara，M.，Ito，Y. ，"Development of the Highly Efficient Gas Injection Diesel Engine with Glow Plug Ignition Assist for Cogeneration Systems"，JSME-ASME International conference in Power Engi neering，ICOPE-93． 日本でのMiyakeら（三井造船）の研究は、大型のディーゼル・エンジン（４２ ０ｍｍ口径）に５％のパイロットディーゼル燃料を使用し、エンジン負荷８５％ 相当のエンジン効率を達成するという優れた成果を得た。ここでは、２つの噴射 方式が紹介されている。最初の方式は、２つの別々の噴射装置を利用するという ものである。この方式に関しては、ガス噴射装置の構造が説明され、液圧作動ニ ードルを採用している。液圧作動源は、エンジン駆動によるアクチュエータ・ポ ンプである。パイロット・ディーゼル燃料と天然ガスの双方を噴射できる単一噴 射装置の構造も提案されている。この噴射装置は外部の与圧液源によって作動さ れ、同心ニードルを採用している。基本設計には、圧力制限手段が組み込まれて いない。また、この設計ではニードル座が噴射装置の頂部に設けられていないか ら、小型ディーゼル・エンジンには向かない。即ち、燃料の大部分が噴射装置内 に残り、遅れて膨張行程中に噴射されるおそれがある。高燃料消費のエンジンな らこのような事態はさして深刻ではないが、小型エンジンの場合、アイドリング から定格速度へ切り換わる際に汚染放出物が増大し、効率の低下を招く。 同じ日本の著者らは１９８７年、さらに新しい試みを発表した。この新しい噴 射装置は、パイロット・ディーゼル燃料を制御するニードル弁と天然ガスを制御 する弁との２つのニードル弁を別々に噴射装置先端より上流側に設けるというも のであっ た。しかし、ニードル弁と噴射装置先端との間にトラップされた燃料が遅れて噴 射されることになるから、この構造は小型エンジンには不向きである。また、先 端から遠いニードル弁でパイロット・ディーゼル燃料を霧化するのは困難である 。 三井造船チームは、グロー・プラグ点火で天然ガスだけを直接噴射する方式も 試みた。この場合、ガス噴射弁を採用したが、説明図を見る限り、外部ポンプか ら供給される高圧液によって作動されるニードル弁に関する情報が殆ど明らかに されていない。 （B&W Dieselと三井による製品 MAN）２８／３２エンジンに関する日本／デン マーク共同研究も、パイロット・ディーゼル燃料と天然ガス燃料を噴射できる単 一噴射装置がテーマであった。ここでは、２つの別々のニードル弁をノズルの上 流側に配置した。高圧天然ガスをシールする手段として高圧液を採用している。 ２８／３２エンジンは、かなり大口径（２８０ｍｍ）のエンジンであり、発電機 や船舶用のエンジンである。作動液は独立のポンプから供給された。噴射装置の ニードル弁はノズルの遥か上流に位置するから、上述したように、小型エンジン には不向きである。 内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射する噴射装置は、既に多年に亙って公知である 。多くの特許が燃料噴射装置を開示している： Bakerの米国特許第４，５４３，９３０号は、メーン燃料噴 射装置とパイロット燃料噴射装置を含むエンジンを開示している。パイロット及 びメーン燃料は、同じ燃料であってもよい。パイロット噴射装置は噴射されるパ イロット燃料の量、燃料のセタン価、速度及び負荷に応じて、全燃料の５〜１５ ％を適当なタイミングで噴射する。パイロット燃料噴射装置は、ディーゼル・シ リンダの中心線に向けられ、ピストン頂部に対して傾斜している。こうして、シ リンダ壁を避けている。燃料／空気混合速度を抑制し、パイロット燃料がクエン チ・エリアに進入してロスするのを防止し、混合気が希薄になり過ぎて用をなさ なくなるのを防ぐため、先に噴射されたパイロット燃料を層別する必要がある。 パイロット燃料噴射装置は、単一の燃料噴射孔を含み、シリンダ・ヘッドの下方 で約４８°傾斜するように配置することができる。 Woodの米国特許第４，４１６，２２９号は、弁座近傍に設けた噴射装置の空洞 へディーゼル燃料が供給されるようにした方式を開示している。ディーゼル燃料 は、弁部材を開放位置へ移動させない程度の比較的低圧で供給される。圧縮行程 において燃料が上死点に噴射されるチェンバーのシリンダのピストンが動く寸前 に弁部材を開放位置へ移動させるのに充分な高圧で別燃料が供給される。燃料供 給が燃料の逆流を防ぎ、ディーゼル燃料の供給によって空洞内の別燃料が排出さ れない限り、空洞には燃料が満たされたままである。先端にディーゼル燃料を有 する霧状の両燃料をチェンバー内へ噴射することにより、ディーゼル燃料をチェ ンバー内での圧縮によって点火し、別燃料をこのディーゼル燃料によって点火す ることができる。 Kelgardの米国特許第４，７４２，８０１号は、いわゆるディーゼル燃料で、 または気体燃料及びパイロット噴射ディーゼル燃料で運転されるデュアル燃料エ ンジンを開示している。この発明は、主として自動車用デュアル燃料エンジンに 係るが、その他の用途にも応用できる。この発明はまた、デュアル燃料サイクル で運転する際に、エンジン・ジャケットの冷却水からの熱を利用して液体燃料を 気体に状態にし、これをエンジン・シリンダへ直接噴射する方式をも開示してい る。 Hillらの米国特許第５，０６７，４６７号は、可変圧気体燃料供給源からの気 体燃料を圧縮して被燃料供給装置内へ噴射する新規の装置を開示している。昇圧 噴射装置が可変圧供給源からの気体燃料を圧縮して、積極排気エンジンのシリン ダ内へ噴射する。内燃機関における気体燃料昇圧噴射装置は、内燃機関のチェン バーからの圧縮ガスまたは外部コンプレッサーからの圧縮流体またはガスを利用 することによって昇圧手段を駆動し、該手段が内燃機関シリンダへの急速後サイ クル噴射のために内燃機関に供給される燃料ガスの圧力を上昇させるように構成 された装置である。この装置においては、気体燃料と液状パイロット燃料が混合 され、共通の孔から噴射される。 Hillらの米国特許第５，３１５，９７３号は、可変圧気体燃料供給源からの気 体燃料を圧縮して被燃料供給装置内へ噴射するための関連装置を開示している。 内燃機関における気体燃料昇圧噴射装置は、外部コンプレッサーからの圧縮ガス を利用して昇圧手段を駆動し、該手段が内燃機関シリンダへの急速後サイクル噴 射のために内燃機関に供給される燃料ガスの圧力を 上昇させるように構成された機構である。この装置においては、気体燃料と液状 パイロット燃料とが混合され、共通の孔から噴射される。 Tarrらの米国特許第５，３２９，９０８号は、噴射可能な状態にすべき燃料の 最大量の少なくとも１０倍の容量を有するガス・アキュムレータを含む関連の燃 料噴射装置を開示している。燃焼シリンダ内へ開口し、噴射される燃料の一部を 、点火プラグと直接接触する方向に向けるような形状の端面を有するソレノイド 作動ポペット弁をも開示している。可変圧燃料供給源を利用する第１実施態様で は、各シリンダのピストンがその上死点に近づくと、それぞれのシリンダへ圧縮 ガスを噴射するタイミングを電子制御ユニット（ECU）が制御することによって 、圧縮ガスの供給圧が充分高い限り、ディーゼル・エンジン特有の効率が得られ る。圧縮ガス供給圧が高効率運転に必要なレベル以下になると、ピストンが下死 点に近づいたときにエンジンに燃料が噴射され、点火の前に空気と混合され、ガ ソリン・エンジン特有の効率が得られるようにECUが動作態様を変える。 Baker（米国特許第４，５４３，９３０号）及びKelgard(米国特許第４，７４ ２，８０１号)は、本願のように１基ではなく２基の噴射装置を使用する。Wood( 米国特許第４，４１６，２２９号)、Hillら（米国特許第５，０６７，４６７号 ）及びHillら（米国特許第５，３１５，９７３号）は、２つの燃料を本願のよう に別々にではなく一緒に噴射する。Tarrら（米国特許第５，３２９，９０８号） は、ガス噴射装 置だけにソレノイド作動方式を採用している。 フィンランドのWartsila Diesel International Oy社は、デュアル燃料噴射装 置に関する下記の特許及び特許出願を所有している： １．１９９２年６月１２日提出のヨーロッパ特許出願第９２３０５４１５ ．９号、”改良型燃料噴射弁機構及びこの機構を使用するエンジン”； ２．１９９２年６月８日提出の来国特許第５，１９９，３９８号、”燃料 噴射弁機構”； ３．１９９６年６月１２日提出のEP０７７８４１０号、”内燃機関用噴射 弁機構”； ４．１９９７年１月２８日提出のEP０７８７９００号、”噴射弁機構”； ５．１９９６年６月１２日提出のEP０７１８４８９号、”内燃機関用噴射 機構”；及び ６．１９９０年９月２１日提出の米国特許第５，０６０，６１０号、”気 体燃料を使用する内燃機関のための燃焼プロセス”。 Nylundの米国特許第５，１９９，３９８号及びNylundのヨーロッパ特許第０， ５２０，６５９ A1号は、パイロット燃料ニードルを使用するいわゆるデュアル 燃料エンジンのための燃料噴射弁機構及び気体燃料の噴射を可能にする軸方向に 移動自在な、実質的に中空の弁部材を開示している。２本のニードルは、別々に 制御可能である。 Nylundのヨーロッパ特許第０，７７８，４１０号は、パイロット・ニードル及 び気体燃料噴射のための少なくとも２つの弁を使用する内燃機関用噴射弁機構を 開示している。ガス・ニードル噴射弁を作動させる作動液の導入を主要弁が制御 し、パイロット燃料噴射を噴射装置の外部から制御する。 Hellenのヨーロッパ特許第０，７１８，４８９ A1号は、パイロット・ニード ルと、異なる圧力媒を噴射するため別々に制御可能な弁とを使用する内燃機関用 噴射機構を開示している。 異なる圧力媒噴射弁を作動させるための作動液導入を主要弁が制御し、パイロッ ト燃料噴射を噴射装置の外部から制御する。 Jay及びPrillwitzのヨーロッパ特許第０，７８７，９００号は、内燃機関の燃 焼室へ異なる圧力媒を噴射するため２つの噴射弁を有する噴射弁機構を開示して いる。 Nylund(米国特許第５，１９９，３９８号、ヨーロッパ特許第０，５２０，６ ５９ Ａ１号、ヨーロッパ特許第０，７７８，４１０号)と、Hellen（ヨーロッ パ特許第０，７１８，４８９ Ａ１号）と、Jay及びPrillwitz(ヨーロッパ特許 第０，７８７，９００号)とは、通常液体燃料の噴射と別燃料の噴射とに２つの 異なる作動液源を使用する。本願では、単一の作動液源を使用する。また、上記 特許では、液体またはパイロット燃料の計量を噴射装置の外部から行なうが、本 願では、内部で行なう。さらにまた、上記開示技術は、本願において必要とされ る圧力制限装置を使用しない。 下記米国特許は、ピストン排気エンジンと併用されるデュアル燃料噴射装置及 びユニット噴射装置を開示している：デュアル燃料噴射装置 第４，７３６，７１２号は、共通の一連の孔から２つの燃料を順次噴射するセ ルフ・サージ式デュアル燃料噴射装置を開示している。双方の燃料に共通の孔が 使用されるから、適正な噴射持続時間を確保するには双方の燃料が同密度でなけ ればならない。ここに開示されている発明は、ニードルの作動には言及していな い。ユニット噴射装置 第５，５５８，０６７号は、計量チェンバーの前にタイミング・チェンバーを 満たすためのダブル・パルス電子制御式のユニット噴射装置用ソレノイド弁を開 示している。 第５，２４５，９７０号は、液圧作動式ユニット噴射装置燃料系のための始動 用タンク及び容積補償装置を開示している。 第５，１９１，８６７号は、作動液圧可変制御手段を有する液圧作動式の電子 制御ユニット噴射装置燃料系を開示している。 第５，１８１，４９４号は、行程制御ピストンを有する液圧作動式の電子制御 ユニット噴射装置と運転方法を開示している。 第５，１４３，２９１号は、２段式液圧作動電子制御ユニット噴射装置を開示 している。 第５，０９６，１２１号は、２段式液圧作動電子制御ユニット噴射装置を開示 している。 第４，８１１，７１５号は、電子式ユニット噴射装置を開示 している。 第４，６９９，３２０号は、単一ソレノイド式ユニット噴射装置を開示してい る。 第４，５３１，６７２号は、タイミング、計量、及び噴射が明確な周期で行な われるソレノイド制御ユニット噴射装置を開示している。 第４，４９４，６９６号は、ユニット噴射装置を開示している。 第４，４２７，１５２号は、圧力時間制御ユニット噴射装置を開示している。 第４，４１８，８６７号は、電気制御ユニット噴射装置を開示している。 第４，４２０，１１６号は、タイミングと燃料遮断とを液圧制御するユニット 噴射装置を開示している。 第４，４０２，４５６号は、ダブル・ダンプ・シングル・ソレノイド式ユニッ ト噴射装置を開示している。 第４，２３５，３７４号は、電子制御ディーゼル・ユニット噴射装置を開示し ている。 上記特許は、主として液体燃料噴射装置に係り、本願が必要とする圧力制限装 置及びデュアル燃料噴射能力を必要としない。発明の要約 本発明は、ピストン排気エンジンの液圧作動式燃料噴射装置であって：（ａ） 所定の時間にアクチュエータ機構によって作動させられる噴射装置と；（ｂ）作 動液を前記噴射装置へ導入するポートと；（ｃ）作動液の圧力が所定のレベルに 達すると、 燃料口を開放し、燃料をエンジンへ噴射する噴射弁と；（ｄ）作動液の圧力が所 定レベルより高くなるのを防止する圧力制限装置と から成る液圧作動式燃料噴射装置に係る。 アクチュエータ機構は、ピストン排気エンジンによって、またはエンジンを原 動力とする装置によって駆動され、電気的または機械的に駆動できる。アクチュ エータ機構は、噴射弁を駆動する大きい液圧パルスを発生させ、所定の時点にパ ルスを発生させるタイミング制御手段を含むことができる。 所定の時点に、かつ所定の時間に亙ってポンプから高い液圧パルスが発生して 噴射弁を作動させることができる。ポンプはエンジンによって、または電気的に 駆動することができる。噴射のタイミング及び噴射燃料の量は、電気的または機 械的に駆動される弁によって調整できる。 作動液は、電気的または機械的に駆動される弁を介して噴射装置へ導入され、 前記弁の位置がタイミング及び持続時間を決定することができる。所定の時点及 び所定の持続時間に亙ってポンプから発生する高い圧カパルスを運ぶ作動液は、 ポートを介して噴射装置へ導入できる。エンジンによって駆動されるカム／プラ ンジャー機構が作動液を加圧することができる。 圧力制限装置として逆止め弁を利用することができる。圧力制限装置として、 噴射弁が所定位置を越えて移動すると開放されるスピル・オーバー・ポートを利 用することができる。 噴射弁としてニードルを利用することができ、前記ニードルが開閉位置間を往 復移動し、作動液の圧力が所定レベルに達すると、噴射装置を介して燃料をエン ジンの燃焼室へ流入できるようにする。作動液の圧力が所定レベルに達すると、 ニードルが開放位置へ移動して、燃料がノズル先端の孔を通過できる。 噴射装置がパイロット燃料とメーン燃料とをエンジン内へ噴射することができ る。パイロット燃料として液体を、メーン燃料として気体を使用する。噴射装置 が、パイロット・ディーゼル燃料及びメーン燃料としての天然ガスをエンジン内 へ噴射することができる。 噴射装置は、パイロット燃料をエンジン内へ噴射するための第２噴射弁を含む ことができる。噴射装置は、パイロット燃料をエンジン内へ噴射するための第２ ニードルを含むことができる。噴射装置は別々のオリフィスを介して２種類の燃 料をエンジン内に噴射することができる。噴射装置は、パイロット燃料計量装置 を含むことができる。 圧縮された作動液は、パイロット・ニードルばねを克服すると、該ばねがパイ ロット・ニードルを開放し、エンジンの燃焼室内へパイロット燃料を導入するこ とができる。作動液の圧力が第２所定圧以下に低下すると、パイロット・ニード ルばねがパイロット・ニードルを閉じてパイロット燃料噴射を停止することがで きる。 パイロット燃料計量装置は、噴射装置に給液する給液ポートを含むことができ 、制限変位プランジャーが給液ポートを塞ぐ位置へ移動すると、前記ポートが閉 じる。パイロット燃料計量装置は、制限変位プランジャーと、噴射完了と同時に プランジャーを元の位置へ復帰させる戻しばねとを含むことができる。パイロッ ト燃料計量装置は、必要に応じて計量装置とパイロット・ニードル弁との間に作 動液を補給できる給液弁を含むことができる。 同心ダブル・ニードル噴射方式で、または並置ダブル・ニードル噴射方式で２ 種類の燃料をエンジン内に噴射することができる。 エンジン燃焼室に近い噴射装置の端部に噴射弁を配置することができる。エン ジン燃焼室に近い噴射装置の端部にニードルを配置することができる。 噴射装置の１つまたは２つ以上の構成部品を作動液シールによって互いにシー ルすることができる。 パイロット燃料として、作動液の機能を有するディーゼル燃料を使用できる。 本発明は、ピストン排気エンジン内へ燃料を噴射する方法であって：（ａ）所 定時点に噴射装置を作動させてピストン内へ燃料を噴射し；（ｂ）前記噴射装置 内へ作動液を導入し；（ｃ）作動液が所定レベルに達すると、給液口を開放して エン ジン内へ燃料を噴射し；（ｄ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防 止する ステップから成る前記方法にも係る。図面の簡単な説明 添付の図面は、本発明の実施例を示す。但し、図示の実施例は、本発明の思想 及び範囲を制限するものではない。 図１及び２は、外部液圧作動源を有するメーン燃料だけの噴射装置の実施例を 、２つの異なる圧力制限機構との関連で示す断面図である。 図３は、電子制御式の内部液圧作動源を有するメーン燃料だけの噴射装置の実 施例を示す断面図である。 図４は、外部液圧作動源、パイロット燃料噴射量制御装置及び同心ダブル・ニ ードル機構を有するメーン燃料／パイロット燃料の噴射装置の実施例を示す断面 図である。 図５は、電子制御式の内部液圧作動源、パイロット燃料噴射量制御装置及び同 心ダブル・ニードル機構を有する気体燃料／パイロット燃料の噴射装置の実施例 を示す断面図である。 図５Ａは、機械制御式内部液圧作動源、パイロット燃料噴射量制御装置及び同 心ダブル・ニードル機構を有するメーン燃料／パイロット燃料量制御装置及び同 心ダブル・ニードル機構を有するメーン燃料／パイロット燃料の噴射装置の実施 例を示す断面図である。 図５Ｂは、外部液圧源及び高圧作動液を導入する内部電気制御弁を有する気体 燃料／パイロット液体燃料の噴射装置の実施例を示す断面図である。 図６は、電子制御式内部液圧作動源、パイロット燃料の噴射量制御装置、独自 のガス・ニードル押上げ手段、及び同心ダブル・ニードル機構を有するメーン燃 料／パイロット燃料の噴射装置の実施例を示す断面図である。 図７は、電子制御式内部液圧作動源、パイロット燃料の噴射量制御装置、同心 ダブル・ニードル機構、及び独自のガス・ニードル開放手段を有するメーン燃料 ／パイロット燃料の噴射装置の実施例を示す断面図である。 図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ同心ダブル・ニードル機構の頂面図及び縦断面図 である。 図８は、電子制御式内部液圧作動源、パイロット燃料噴射量制御装置及び並置 ダブル・ニードル機構を有するメーン燃料／パイロット燃料の噴射装置の実施例 を示す断面図である。 図８Ａ及び８Ｂは、それぞれ並置ダブル・ニードル機構の縦断面図及び頂面図 である。発明の好ましい実施例の詳細な説明 ディーゼル・エンジンやガソリン・エンジンのような内燃機関は、ほぼ１００ 年前から知られている。ディーゼル・エンジンは、産業界で運搬手段として重要 な役割を果たしている。しかし、その効率と経済性にもかかわらず、肺に有害な 粒子や窒素酸化物の発生源となり、スモッグや酸性雨の原因となる重い方のディ ーゼル液を使用する。 ここに開示して特許を請求する発明は、例えばディーゼル・エンジンのような ピストン排気または積極排気エンジンと併用される液圧作動式気体噴射装置に係 る。本発明の噴射装置は、 下記の新規着想を含む： １．メーン燃料ニードル作動機構； ２．噴射装置の先端においてパイロット燃料及びメーン燃料を計量し、順 次噴射を可能にする同心ダブル・ニードル機構； ３．噴射装置先端においてパイロット燃料及びメーン燃料を計量して、順 次噴射を可能にする並置ダブル・ニードル機構； ４．行程毎にパイロット燃料の噴射量を制御する機構； ５．メーン気体燃料ニードルを作動させる種々の方法。 液圧作動気体燃料噴射装置の場合、噴射装置内の圧力上昇を制限するため液圧 放出が必要がある。ディーゼル燃料噴射装置の場合、噴射毎に液圧放出が行なわ れる。パイロット燃料噴射も可能な気体噴射装置に係る本発明においても、パイ ロット噴射は噴射開始時の極く短い時間に限られ、圧力放出には不十分であるか ら、液圧放出が必要である。圧力が放出されず、しかも、噴射装置が適確に応答 するように可動部品咬合の精度を高く設定してシステムが製造されている場合、 高負荷に達した圧力が噴射装置の部晶を損傷するおそれがある。 メーン燃料とパイロット燃料とを噴射できる噴射装置に係る本発明におけるニ ードル機構の要点は、下記のとおりである： １．小さい孔から、かつ噴霧に適した高圧で、（液体の）パイロット燃料 を噴射できること。 ２．メーン燃料とパイロット燃料との密度差を補償するように寸法設定さ れた別設の複数孔から（気体の）メーン燃料 を噴射できること。 ３．ばねと作動圧の選択とによって調節可能な時間遅延で、メーン燃料の 前にパイロット燃料を噴射できること。 ４．メーン燃料の定常な点火を維持するように制御された一定量のパイロ ット燃料を負荷に関係なく噴射できること。 ５．パイロット燃料とメーン燃料とを適正な時間遅延で噴射することで、 単一燃料と併用されるいわゆるレート・シェーピング技術により、ディーゼル・ エンジンからの窒素酸化物及び騒音を軽減できること。 図１は、外部液圧源を有するメーン燃料だけの噴射装置を示す断面図である。 メーン燃料は、気体状であってもよい。図１は、メーン燃料だけを噴射する基本 的な噴射装置構造を示す。図１から明らかなように、（図示しない）列型燃料噴 射ポンプまたは（図示しない）分配型燃料噴射ポンプからの作動液がポート１を 通って供給される。噴射装置を作動させるためポンプが作動液を加圧すると、ガ ス・ニードル２の下に力が加わる。圧力が充分に高いレベルに達すると、ばねが 克服され、ガス・ニードル２が押上げられる。ニードル２が押上げられると、ポ ート４を介して導入される高圧メーン燃料は噴射ノズル６を通って燃焼室５へ流 入することができる。噴射孔の数は、任意である。ニードル２が開放状態になる と、ポンプが噴射装置のための有効作動行程を終了し、圧力が降下し、ニードル ２が閉じる、即ち、ばね３の作用下に初期位置に戻るまで、液圧がニードル２を 押上げ位置に維持する。長い噴射時間では、ニードル開放の時点から噴射終了の 時点までの間に圧力が著しく上昇し、噴射装置構成部品（ばね、座、ポート）を 適正な状態に維持す るために、この圧力を放出しなければならない。この実施例では、所定の最大圧 力レベルに達すると開放する逃し弁７によって圧力放出を行なう。逃し弁７は、 燃料／作動液排出ポート１２と連通する。作動液への高圧メーン燃料の漏れを防 止する必要があり、この実施例では、ポート９を介して供給されるメーン燃料よ りも高圧の液体シール８によってこれを達成する。高圧液体シール８の代わりに 、適当な軟質材シールを利用することもできる。作動液中へメーン燃料が漏れる と、応答が遅くなったり、作動しなくなったりする。ばねケージ１０及び１１へ の作動液漏れは、排出ポート１２から排出される。 図２は図１に示したのと同様の部品を含むが、逃し弁（図１における７及び１ １）の代わりに、簡単なスピルオバー・ポート７及び１２を採用している噴射装 置の第２実施例を示す。スピル・オーバー・ポート７は、ニードルが押上げられ ると開放され、ニードルの押上げと噴射装置内の圧力を制限する。上記噴射装置 のために使用される分配型または列型燃料噴射ポンプは、機械的または電子的に 制御することができる。 図３は、図１に示したのと同様の構成部品を含むが、（外部ではなく）内部作 動源を有する噴射装置の第３実施例を示す。図示の実施例の場合、エンジン駆動 カム１５と電子制御弁とによって作動させる。図３から明らかなように、低圧の 作動液が弁１を介してチェンバー１３へ供給される。弁１は、ソレノイド１４に よって制御される。ソレノイド１４が供電されると、弁１が閉じる。エンジン駆 動カム１５は、メーン・プランジャー１６の動作を介してチェンバー１３内の作 動液を加圧する。 ニードル２の下に達しているチェンバー１３内の作動液の圧カが所定レベルに達 すると、ガス・ニードル２を下方位置に保持していたコイル・バネ３が克服され る。その結果、ガス・ニードル２が押上げられて、ポート４を介して導入される 天然ガスを、噴射装置先端１８の孔６を介して燃焼室５へ流入させる。図１に関 連して上述したように、この実施例でも液圧制限逃し弁７が必要である。但し、 図２に示したようなスピル・ポートを使用することもできる。図１に関連して述 べたように、シール８、ばねケージ１０及び１１、及び排出ポート１２も使用で きる。 図４は、メーン燃料に関しては図１に示したのと同様の構成部品を含むが、パ イロット燃料ニードル２２、パイロット燃料計量弁１９、吸気弁２６及び逆止め 弁２１から成るパイロット燃料噴射システムをも加えた噴射装置の第４実施例を 示す。図４に示す実施例では、パイロット燃料及びメーン燃料ニードルが互いに 同心である。図４は、燃料噴射ポンプによって制御される燃料噴射システムに係 る。図４に示すように、（図示しない）列型燃料噴射ポンプまたは分配型燃料噴 射ポンプからの作動液は、ポート１を介してチェンバー１３へ供給される。噴射 装置を作動させるためポンプが作動液を加圧すると、パイロット燃料計量弁１９ に力が加わる。計量弁１９が下降してその取り入れポート２０を塞ぎ、その下方 の作動液を加圧する。加圧された作動液は、逆止め弁２１を通ってパイロット燃 料ニードル２２の下へ、さらに特殊ポート２５を通ってばね３の下方に位置する 、断面図で示すメーン気体燃料ニードル２へ流動する。圧力がパイロット・ニー ドルばねの作用を克服するのに充分な レベルに達すると、パイロット・ニードル２２が押上げられ、噴射装置先端１８ の孔２４からパイロット燃料が噴射される。なお、噴射装置先端の孔２４の数は 、任意である。計量弁１９は一定の行程を有し、行程の終端に達すると、最早圧 力は、増大しない。燃料が噴射されると、圧力が急激に低下し、パイロット・ニ ードルが閉じる。逆止め弁２１は燃料がニードル２２の下方から逆流するのを防 止して、行程毎に迅速かつ反復的に作動できるようにする。但し、チェンバー１ ３内圧力は上昇を続け、一定の時間遅延後、常態ではメーン・ガス・ニードル２ を下方位置に維持しているメーン・ニードルばね３を克服するレベルに達する。 メーン・ニードル２が押上げられると、ポート４及び流路１７を通って供給され るメーン燃料が孔６を介して燃焼室５へ流入する。孔６の数は最善の燃焼特性が 得られるように選択すればよい。メーン燃料とパイロット燃料との密度差を補償 するため、孔６の総面積をパイロット燃料孔２４の総面積よりも大きく設定する のが普通である。図４の実施例も、図１に関連して上述したような圧力制限装置 １１、シール８、及びばねケージ１０，１１の排出ポート１２を含む。噴射装置 のためのポンプ有効行程が終了すると、チェンバー１３内圧力が降下し、メーン ・ニードルばね３の作用下にメーン・ニードル２がその座に戻って閉じる。計量 プランジャーを初期位置に復帰させるには吸気弁２６が必要である。この吸気弁 ２６は低圧液によって操作される。 図５は、図３に示したのと同様の構成部品を含むが、他に、パイロット燃料ニ ードル２２、パイロット燃料計量弁１９、吸気弁２６及び逆止め弁２１から成る パイロット燃料噴射システ ムをも有する。メーン燃料ニードル２は断面図で示してある。図５の実施例では 、パイロット・ニードル２２とメーン・ニードル２とが同心関係にある。図５は 、エンジン駆動カム１５と電子制御ソレノイド１４とによって内部制御される燃 料噴射システムに係る。図５の実施例の動作は、チェンバー１３内の高圧がソレ ノイド１４への給電と同時にカム駆動プランジャー１６によって与えられること を除けば、図４に関連して述べた動作と同様である。 図５Ａは、図５の噴射装置と同様の、但し、弁１をソレノイドで作動させるの ではなく、機械的に作動させるようにした噴射装置の実施例を示す。機械的作動 の１例として、ラック／ピニオン機構４０が螺旋溝４１を有する弁１を作動させ て弁１を開閉させる。図３，６，７及び８の実施例にも、必要に応じて同様の機 械的作動方式を採用することができる。 図５Ｂは、図５に示したのと同様の、但し、作動液に対する（図示しない）外 部加圧手段及び噴射装置への高圧液導入内部手段をも含む噴射装置の実施例を示 す。高圧液導入内部手段の１例として、電動弁１を示した。このような外部加圧 手段と内部導入弁の組み合わせは、図３，６，７及び８の実施例にも必要に応じ て採用できる。 図６は、図５に示したのと同様の構成部品を含み、種々方法でメーン・ニード ル２を作動させる噴射装置の実施例を示す。図５では、メーン・ニードル・ヘッ ド２８に作用する差圧によってメーン・ニードル２を作動させる。このような構 成では、 口径の異なるメーン・ニードル２と噴射孔とが極めて正確にフィットしなければ ならない。図６の実施例では、メーン・ニードル・ヘッド２８に上向きに作用す るプランジャー２７がメーン・ニードル２を作動させる。図６には、プランジャ ー２７を１個だけ示してあるが、メーン・ニードル２を作動させるのに２個以上 のプランジャーを使用することもできる。この実施例では、ニードルの２つの口 径を精密に機械フィットさせる必要はない。 図７は、図５に示したのと同様の構成部品を含むが、メーン・ニードル２を作 動させる方法が異なる噴射装置の実施例を示す。この実施例では、メーン・ニー ドル２が上方へではなく下方へ移動する。動作は図５に関連して上述したのと同 様であるが、高圧液がニードル２の頂部に作用し、圧力がばね２９を克服できる レベルに達すると、これを押し下げる。メーン燃料はポート４を介してメーン・ ニードル２に送られ、垂直流路３０を流動して噴射装置先端１８に達する。メー ン・ニードル２が押し下げられると、流路３０の端部が露出し、メーン燃料が燃 焼室５に流入する。メーン・ニードル２は、面３１においてシールする。 図７Ａ及び７Ｂは、図７に示した倒立同心ダブル・ニードル構造の詳細な頂面 図及び縦断面図である。図７Ａは、ニードル２の周縁に配列された一連の流路３ ０を示す。図７Ｂは、ニードル２の基部と流路３０との界面におけるシール３１ を示す。 図８は、図５に示したのと同様の構成部品を含むが、２本の ニードルが図５及び７に示したように同心関係ではなく、並置関係にある。図８ Ａ及び８Ｂは、この並置構造の縦断面図及び頂面図である。図８に示す実施例は 、図５に示した部品をすべて含んでいる。この実施例においても、メーン燃料が 作動液に混入するのを防ぐため、流路１７とメーン・ニードル２の作動域との間 に高圧液体シール８が必要である。図８、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、基部 に設ける噴射ノズルは特殊な構成を必要とする。噴射孔３２（図８Ｂ参照）は、 その数は任意であるが、同じく任意の数のパイロット燃料噴射孔を有するパイロ ット燃料噴射先端３３（図８Ｂ参照）をクリヤーするように配分しなければなら ない。 噴射装置の他の実施態様として、液圧作動源に内部カム／プランジャー手段ま たは外部ポンプ手段を組み込むことができる。さらに他の実施態様として、タイ ミング及び制御手段を機械的または電気的な手段とし、噴射装置の内外いずれか に設けることができる。 さらに他の実施態様として、液圧作動式燃料噴射装置に下記のようなニードル 操作部品を組み込むことができる： １．同心ニードルではなく並置ニードル； ２．下方へではなく上方へ移動するニードル； ３．メーン・ニードルを上動させるプランジャー；及び ４．パイロット・ニードル領域に高液圧を維持する逆止め弁。 以上の開示内容に照らして、当業者は本発明の思想または範囲を逸脱すること なく、多様な変更を加えて本発明を実施することができるであろう。従って、本 発明の範囲は、後記する請求の範囲によって限定されると理解されたい。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】平成１０年１１月５日（１９９８．１１．５） 【補正内容】 請求の範囲 １．ピストン排気エンジンの液圧作動式燃料噴射装置であって、 （ａ）液圧を制限すること無く、所定の時点において、噴射弁を作動させ てエンジン内への燃料噴射を可能にする液圧パルスを発生させるアクチュエータ 機構と； （ｂ）所定の時点においてアクチュエータ機構によって作動させられてエ ンジン内へ燃料を噴射する噴射装置と； （ｃ）噴射装置内へ作動液を導入するためのポートと； （ｄ）作動液の圧力が所定のレベルに達すると、燃料流とは反対の方向に 燃料供給口を開放してエンジン内へ燃料を噴射する噴射弁と； （ｅ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止する圧力制限装 置と から成ることを特徴とする前記液圧作動式燃料噴射装置。 ２．アクチュエータ機構がピストン排気エンジンによって駆動されることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ３．アクチュエータ機構がエンジンを原動力とする装置によって駆動されるこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ４．アクチュエータ機構が電気的または機械的に駆動されることを特徴とする 請求の範囲第３項に記載の噴射装置。 ５．アクチュエータ機構が、所定の時点にパルスを発生させるためのタイミン グ制御手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ６．所定の時点に、かつ所定の時間に亙ってポンプから高い液圧パルスが発生 して噴射弁を作動させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ７．ポンプがエンジンによって、または電気的に駆動されることを特徴とする 請求の範囲第６項に記載の噴射装置。 ８．噴射のタイミング及び噴射燃料の量が電気的または機械的に駆動される弁 によって調整されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ９．作動液が、電気的または機械的に駆動される弁を介して噴射装置へ導入さ れ、前記弁の位置がタイミング及び持続時間を決定することを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の噴射装置。 １０．所定の時点及び所定の持続時間に亙ってポンプから発生する高い圧力パ ルスを運ぶ作動液がポートを介して噴射装置へ導入されることを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の噴射装置。 １１．エンジンによって駆動されるカム／プランジャー機構 が作動液を加圧することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 １２．圧力制限装置が逆止め弁であることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の噴射装置。 １３．圧力制限装置が、噴射弁が所定位置を越えて移動すると開放されるスピ ル・オーバー・ポートであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装 置。 １４．噴射弁がニードルであり、前記ニードルが開閉位置間を往復移動し、作 動液の圧力が所定レベルに達すると、噴射装置を介して燃料をエンジンの燃焼室 へ流入できることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 １５．作動液の圧力が所定レベルに達すると、ニードルが開放位置へ移動して 、燃料がノズル先端の孔を通過することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載 の噴射装置。 １６．ピストン排気エンジン用の液圧作動式燃料噴射装置であって、 （ａ）アクチュエータ機構によって作動させられ、所定の時点においてエ ンジン内へパイロット燃料とメーン燃料とを噴射する噴射装置と； （ｂ）噴射装置内へ作動液を導入するポートと； （ｃ）作動液の圧力が所定レベルに達すると、燃料供給口を開放してエン ジン内へパイロット燃料とメーン燃料とを噴 射させる噴射弁と； （ｄ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止するための圧力 制限装置と から成ることを特徴とする前記液圧作動式燃料噴射装置。 １７．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 １８．噴射装置がパイロット・ディーゼル燃料及びメーン燃料としての天然ガ スをエンジン内へ噴射するすることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の噴 射装置。 １９．噴射装置がパイロット燃料をエンジン内へ噴射するための第２噴射弁を 含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ２０．噴射装置がパイロット燃料をエンジン内へ噴射するための第２ニードル をふくむことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の噴射装置。 ２１．噴射装置が別々のオリフィスを介して２種類の燃料をエンジン内に噴射 することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 ２２．噴射装置がパイロット燃料計量装置を含むことを特徴とする請求の範囲 第１６項に記載の噴射装置。 ２３．圧縮された作動液がパイロット・ニードルばねを克服すると、該ばねが パイロット・ニードルを開放し、エンジンの燃焼室内へパイロット燃料を導入す ることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の噴射装置。 ２４．作動液の圧力が第２所定圧以下に低下すると、パイロット・ニードルば ねがパイロット・ニードルを閉じて、パイロット燃料の噴射を停止することを特 徴とする請求の範囲第２３項に記載の噴射装置。 ２５．パイロット燃料計量装置が噴射装置に給液する給液ポートを含み、制限 変位プランジャーが給液ポートを塞ぐ位置へ移動すると、前記ポートが閉じるこ とを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の噴射装置。 ２６．パイロット燃料計量装置が制限変位プランジャーと、噴射完了と同時に プランジャーを元の位置へ復帰させる戻しばねを含むことを特徴とする請求の範 囲第２２項に記載の噴射装置。 ２７．パイロット燃料計量装置が必要に応じて計量装置とパイロット・ニード ル弁との間に作動液を補給できる給液弁を含むことを特徴とする請求の範囲第２ ２項に記載の噴射装置。 ２８．同心ダブル・ニードル噴射方式で、２種類の燃料をエンジン内に噴射す ることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 ２９．並置ダブル・ニードル噴射方式で２種類の燃料をエンジン内に噴射する ことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 ３０．エンジン燃焼室に近い噴射装置の端部に噴射弁を配置したことを特徴と する請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ３１．エンジン燃焼室に近い噴射装置の端部にニードルを配置したことを特徴 とする請求の範囲第１４項に記載の噴射装置。 ３２．噴射装置の１つまたは２つ以上の構成部品を作動液シールによって互い にシールしたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ３３．パイロット燃料が作動液として機能するディーゼル燃料であることを特 徴とする請求の範囲第１８項に記載の噴射装置。 ３４．ピストン排気エンジン内へ燃料を噴射する方法であって、 （ａ）所定の時点において、液圧を制限することなく噴射弁を作動させ、 エンジン内への燃料噴射を可能にする液圧パルスを発生させ； （ｂ）所定の時点において噴射装置を作動させて、エンジン内へ燃料を噴 射し； （ｃ）前記噴射装置内へ作動液を導入し； （ｄ）作動液の圧力が所定レベルに達すると、燃料流とは反対の方向に燃 料供給口を開放してエンジン内へ燃料を噴射し； （ｅ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止する ステップから成ることを特徴とする前記方法。 ３５．噴射装置をピストン排気エンジンによって作動させることを特徴とする 請求の範囲第３４項に記載の方法。 ３６．噴射装置を、エンジンによって駆動される装置によって作動させること を特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ３７．噴射装置を電気的または機械的に駆動することを特徴とする請求の範囲 第３６項に記載の方法。 ３８．所定の時点においてパルスを発生させるためのタイミング制御手段を含 むことを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ３９．所定の時点に、かつ所定の持続時間に亙って高い液圧パルスを発生させ て噴射弁を作動させるポンプを含むことを特徴とする請求の範囲第３４項に記載 の方法。 ４０．ポンプをエンジンで、または電気的に駆動することを特徴とする請求の 範囲第３９項に記載の方法。 ４１．噴射のタイミングと噴射燃料量を電気的または機械的に作動される弁に よって調整することを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４２．電気的または機械的に作動され、その位置がタイミングと持続時間を決 定する弁を介して、作動液を噴射装置内へ噴射することを特徴とする請求の範囲 第３４項に記載の方法。 ４３．所定の時点に、かつ所定の持続時間でポンプから発生する高い圧力パル スを運ぶ作動液を、ポートを介して噴射装置へ導入することを特徴とする請求の 範囲第３４項に記載の方法。 ４４．エンジンによって駆動されるカム／プランジャー機構 が作動液を加圧することを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４５．作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを逆止め弁が防止すること を特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４６．噴射弁が所定位置を越えて移動すると開放されるスピル・オーバー・ポ ートにより、作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止することを特徴 とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４７．ピストン排気エンジン内へ燃料を噴射する方法であって、 （ａ）所定の時点において、噴射装置を作動させてエンジン内へパイロッ ト燃料とメーン燃料とを噴射し； （ｂ）前記噴射装置内へ作動液を導入し； （ｃ）作動液の圧力が所定レベルに達すると、燃料供給口を開放してエン ジン内へパイロット燃料とメーン燃料とを噴射し； （ｄ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止する ステップから成ることを特徴とする前記方法。 ４８．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第４７項に記載の方法。 ４９．パイロット・ディーゼル燃料と、メーン燃料としての天然ガスをエンジ ン内へ噴射することを特徴とする請求の範囲第４８項に記載の方法。 ５０．噴射装置が、エンジン内へメーン燃料を噴射するための第１噴射弁と、 エンジン内へパイロット燃料を噴射するための第２噴射弁を含むことを特徴とす る請求の範囲第３４項に記載の方法。 ５１．ニードル噴射弁を含み、前記ニードルが開閉位置間を往復移動し、作動 液の圧力が所定レベルに達すると、噴射装置を介してエンジン燃焼室内へ燃料が 流入するのを可能にすることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ５２．作動液の圧力が所定レベルに達してニードルが開放位置へ移動すると、 燃料がノズル先端の孔を通過することを特徴とする請求の範囲第５１項に記載の 方法。 ５３．エンジン内へパイロット燃料を噴射するための第２ニードルを含むこと を特徴とする請求の範囲第５１項に記載の方法。 ５４．別設のオリフィスを介してエンジン内へ２種類の燃料を噴射することを 特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方法。 ５５．パイロット燃料計量装置を含むことを特徴とする請求の範囲第４７項に 記載の方法。 ５６．圧縮された作動液がパイロット・ニードルばねを克服してパイロット燃 料ニードル開放し、パイロット燃料をエンジン燃焼室内へ導入することを特徴と する請求の範囲第５３項に記載の方法。 ５７．作動液の圧力が第２所定圧力以下に低下すると、パイロット・ニードル ばねがパイロット・ニードルを閉じてパイロット燃料噴射を停止することを特徴 とする請求の範囲第５６項に記載の方法。 ５８．パイロット燃料計量装置が噴射装置に給液する給液口を含み、制限移動 プランジャーが前記給液口を塞ぐ位置へ移動すると、前記給液口が閉じることを 特徴とする請求の範囲第５５項に記載の方法。 ５９．パイロット燃料計量装置が制限移動プランジャーと、噴射が終了すると プランジャーを元の位置に復帰させる戻しばねを含むことを特徴とする請求の範 囲第５５項に記載の方法。 ６０．パイロット燃料計量装置が給液弁を含み、該弁が、必要に応じて計量装 置とパイロット・ニードル弁の間に作動液を補給することを可能にすることを特 徴とする請求の範囲第５５項に記載の方法。 ６１．同心ダブル・ニードル方式でエンジン内へ２種類の燃料を噴射すること を特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方 法。 ６２．並置ダブル・ニードル方式でエンジン内へ２種類の燃料を噴射すること を特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方法。 ６３．エンジンの燃焼室に近い噴射装置端部に噴射弁を配置したことを特徴と する請求の範囲第３４項に記載の方法。 ６４．エンジンの燃焼室に近い噴射装置端部にニードルを配置したことを特徴 とする請求の範囲第５１項に記載の方法。 ６５．噴射装置の構成部品を作動液シールによって互いにシールしたことを特 徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ６６．パイロット燃料が作動液として機能するディーゼル燃料であることを特 徴とする請求の範囲第４９項に記載の方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月３日（１９９９．５．３） 【補正内容】 請求の範囲 １．ピストン排気エンジンの燃焼室へ燃料を噴射する液圧作動式燃料噴射装置 であって、 （ａ）燃焼室へ開口する少なくとも１つの孔を有する噴射ノズルが燃焼室 に近い端部に形成されている弁室を画成する噴射装置ハウジングと； （ｂ）前記弁室内に変位自在に設けられ、弁室に形成した弁座に当接する ように付勢されている噴射弁と； （ｃ）弁室内へ燃料を導入するための第１ポートと； （ｄ）弁室内へ作動液を導入するための第２ポートと； （ｅ）作動液の圧力が所定の圧力レベルに達すると、噴射弁を燃料流とは 反対の方向へ変位させて燃焼室内へ燃料を噴射するための高い液圧パルスを発生 させるアクチュエータ機構と； （ｆ）作動液の圧力が所定の圧力レベルに達したときに、この圧力を逃が すために噴射装置ハウジング内に設けた圧力制限装置と から成ることを特徴とする前記液圧作動式燃料噴射装置。 ２．アクチュエータ機構が、所定の時点に、かつ所定の持続時間に亙って作動 液を導入するタイミング制御手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の燃料噴射装置。 ３．アクチュエータ機構がポンプであることを特徴とする請求尾範囲第１項に 記載の燃料噴射装置。 ４．噴射されるメーン燃料のタイミングと量とを電動弁で制御することを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の燃料噴射装置。 ５．タイミング制御手段が電気的または機械的に作動させられる弁であること を特徴とする請求の範囲第２項に記載の燃料噴射装置。 ６．アクチュエータ機構がエンジンによって駆動されて作動液を加圧するカム ／プランジャー機構であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の燃料噴射 装置。 ７．圧力制限装置が、変位自在な噴射弁が所定位置を越えると開かされるスピ ル・オーバー・ポートであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料噴 射装置。 ８．噴射弁がニードルであり、前記ニードルが開閉位置間を往復移動し、作動 液の圧力が所定レベルに達すると、メーン燃料が弁室を介して燃焼室へ流入する ことを可能にすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料噴射装置。 ９．噴射ノズルが多数の孔を有することを特徴とする請求の範囲第８項に記載 の燃料噴射装置。 １０．弁室を介して燃焼室へパイロット燃料とメーン燃料とが噴射されること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料 噴射装置。 １１．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第１０項に記載の燃料噴射装置。 １２．パイロット燃料がディーゼルであり、メーン燃料が天然ガスであること を特徴とする請求の範囲第１１項に記載の燃料噴射装置。 １３．燃料噴射装置構成部品の少なくとも１つが作動液シールによって他から シールされていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料噴射装置。 １４．ピストン排気エンジンの燃焼室内へパイロット燃料とメーン燃料とを噴 射するための液圧作動式燃料噴射装置であって、 （ａ）燃焼室に近い端部に設けられ、燃焼室内へ開口する少なくとも１つ の孔を有する噴射ノズルを含む弁室を画成する噴射装置ハウジングと； （ｂ）前記弁室内に設けられ、弁室に形成した弁座と当接するように付勢 されている、燃焼室内へパイロット燃料を噴射するための第１可動噴射弁と； （ｃ）前記弁室内に設けられ、弁室に形成した弁座と当接するように付勢 されている、燃焼室内へメーン燃料を噴射するための第２可動噴射弁と； （ｄ）弁室内ヘパイロット燃料を導入するための第１ポートと； （ｅ）弁室内へメーン燃料を導入するための第２ポートと； （ｆ）作動液が第１所定圧力レベルに達すると、作動液中に液圧パルスを 発生させて第１噴射弁を変位させ、これとは別に、作動液が第２所定圧力レベル に達すると、第２噴射弁を変位させることにより、燃焼室内へパイロット燃料と メーン燃料とを噴射するアクチュエータ機構と； （ｇ）所定レベルに達した作動液の圧力を逃がすための圧力制限装置と から成ることを特徴とする前記液圧作動式燃料噴射装置。 １５．燃焼室に近い端部に第２噴射ノズルを有する第２弁室を、第２可動噴射 弁を収容するように噴射装置ハウジング内に設けたことを特徴とする請求の範囲 第１４項に記載の燃料噴射装置。 １６．圧力制限装置を噴射装置ハウジング内に配置したことを特徴とする請求 の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 １７．第１及び第２噴射弁のそれぞれがニードルであり、各ニードルが開閉位 置間を移動自在であり、作動液の圧力がそれぞれの所定レベルに達すると、第１ ニードルはパイロット燃料が弁室を通って燃焼室内へ流入することを可能にし、 第２ニードルはメーン燃料が弁室を通って燃焼室内へ流入することを可能にする ことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 １８．パイロット燃料とメーン燃料とが別々の孔から燃焼室内へ噴射されるこ とを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 １９．パイロット燃料計量装置をも含むことを特徴とする請求の範囲第１４項 に記載の燃料噴射装置。 ２０．所定量のパイロット燃料が計量されると、パイロット燃料計量装置が閉 じて、パイロット燃料噴射を停止することを特徴とする請求の範囲第１９項に記 載の燃料噴射装置。 ２１．パイロット燃料計量装置への供給のために開口し、所定量が計量される と閉じる供給口をも含むことを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の燃料噴射 装置。 ２２．パイロット燃料計量装置が制限移動プランジャーと、噴射が終了すると プランジャーを元の位置に戻す戻しばねとを含むことを特徴とする請求の範囲第 １９項に記載の燃料噴射装置。 ２３．パイロット燃料計量装置が、必要に応じて、計量装置と第１可動噴射弁 との間に作動液を補給できるようにする供給弁を含むことを特徴とする請求の範 囲第１９項に記載の燃料噴射装置。 ２４．同心ダブル・ニードル方式でメーン燃料とパイロット燃料とが燃焼室内 へ噴射されることを特徴とする請求の範囲第 １４項に記載の燃料噴射装置。 ２５．並置ダブル・ニードル方式で２種類の燃料が燃焼室内へ噴射されること を特徴とする請求の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 ２６．燃料噴射装置構成部品の少なくとも１つが作動液シールによって他から シールされていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 ２７．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 ２８．パイロット燃料がディーゼルであり、メーン燃料が天然ガスであること を特徴とする請求の範囲第２７項に記載の燃料噴射装置。 ２９．パイロット燃料が、同時に作動液としても機能するディーゼル燃料であ ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の燃料噴射装置。 ３７．作動液の圧力が所定レベルに達すると、ニードルが開位置へ移動するこ とにより、メーン燃料がノズル先端の孔を通過できるようにすることを特徴とす る請求の範囲第３６項に記載の方法。 ３８．燃料噴射装置構成部品の少なくともいくつかを、互いにシールするステ ップをも含むことを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。 ３９．パイロット燃料とメーン燃料とを、弁室を介して燃焼室内へ噴射するこ とを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。 ４０．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第３９項に記載の方法。 ４１．パイロット燃料がディーゼルであり、メーン燃料が天然ガスであること を特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。 ４２．パイロット燃料とメーン燃料とを別々の孔から燃焼室内へ噴射すること を特徴とする請求の範囲第３９項に記載の方法。 ４３．ピストン排気エンジンの燃焼室内へパイロット燃料とメーン燃料とを噴 射する方法であって、 （ａ）弁室にパイロット燃料を導入し； （ｂ）弁室にメーン燃料を導入し； （ｃ）弁室に作動液を導入し； （ｄ）作動液が第１所定圧力レベルに達すると作動液中に高い液圧を発生 させて第１噴射弁を移動させることにより、燃焼室内へのパイロット燃料噴射を 可能にし、これとは別に、作動液が第２所定圧力レベルに達すると第２噴射弁を 移動させることにより、メーン燃料を燃焼室内へ噴射させ；作動液圧力が第３所 定レベルに達すると、この圧力を逃がす ステップから成ることを特徴とする前記方法。 ４４．第１及び第２噴射弁のそれぞれがニードルであり、いずれのニードルも 開閉位置間を移動自在であり、作動液の圧力がそれぞれの所定レベルに達すると 、第１ニードルはパイロット燃料が弁室を通つて燃焼室へ流入することを可能に し、第２ニードルはメーン燃料が弁室を通って燃焼室へ流入することを可能にす ることを特徴とする請求の範囲第４３項に記載の燃料噴射装置。 ４５．パイロット燃料とメーン燃料とを、別々の孔から燃焼室内へ噴射するこ とを特徴とする請求の範囲第４３項に記載の方法。 ４６．パイロット燃料計量装置によって燃料を計量するステップをも含むこと を特徴とする請求の範囲第４３項に記載の方法。 ４７．所定時間後にパイロット燃料の計量が終了し、その結 果、計量装置と第１可動噴射弁との間で作動液圧力が低下することにより、前記 第２噴射弁が閉じ、パイロット燃料噴射が停止することを特徴とする請求の範囲 第４６項に記載の方法。 ４８．供給口を開放することによってパイロット燃料計量装置に燃料を供給し 、所定量の燃料が計量されたら、供給口を閉じるステップをも含むことを特徴と する請求の範囲第４６項に記載の方法。 ４９．パイロット燃料の噴射量を決定する制限移動プランジャーの移動と、噴 射が終了するとプランジャーを元の位置に戻す戻しばねとによってパイロット燃 料の計量を行なうことを特徴とする請求の範囲第４６項に記載の方法。 ５０．必要に応じて供給口を開放することにより計量装置と第１可動噴射弁と の間の作動液を補給するステップをも含むことを特徴とする請求の範囲第４６項 に記載の方法。 ５１．同心ダブル・ニードル方式でメーン燃料とパイロット燃料とを燃焼室内 へ噴射することを特徴とする請求の範囲第４３項に記載の方法。 ５２．並置ダブル・ニードル方式でメーン燃料とパイロット燃料とを燃焼室内 へ噴射することを特徴とする請求の範囲第３９項に記載の方法。 ５３．燃料噴射装置構成部品の少なくともいくつかを、作動 液シールによって互いにシールするステップをも含むことを特徴とする請求の範 囲第４３項に記載の方法。 ５４．パイロット燃料が作動液としても機能するディーゼル燃料であることを 特徴とする請求の範囲第４３項に記載の方法。 ５５．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第４３項に記載の方法。 ５６．パイロット燃料がディーゼルであり、メーン燃料が天然ガスであること を特徴とする請求の範囲第５５項に記載の方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年８月９日（１９９９．８．９） 【補正内容】 ３０．ピストン排気エンジン内へ燃料を噴射する方法であって、 （ａ）噴射装置ハウジング内の弁室へ燃料を導入し； （ｂ）弁室へ作動液を導入し； （ｃ）作動液中に高い液圧を発生させて可動噴射弁を燃料流とは反対の方 向に作動させることにより、燃焼室への燃料噴射を可能にし、圧力が所定レベル に達すると、噴射装置ハウジング内に設けた手段によって作動液の圧力を逃がす ステップから成ることを特徴とする前記方法。 ３１．作動液の流れのタイミング及び持続時間を制御するステップをも含むこ とを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。 ３２．噴射されるメーン燃料のタイミング及び量を、電気的または機械的に作 動させられる弁によって制御することを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の 方法。 ３３．タイミング制御手段が電気的または機械的に作動させられる弁であるこ とを特徴とする請求の範囲第３１項に記載の方法。 ３４．エンジン駆動のカム／プランジャー機構によって作動液を加圧すること を特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。 ３５．噴射弁が所定位置を越えて移動すると開くスピル・オ ーバー・ポートによって作動液の圧力を逃がすことを特徴とする請求の範囲第３ ４項に記載の方法。 ３６．噴射弁がニードルであり、作動液が所定の圧力レベルに達すると、前記 ニードルが閉位置から開位置へ移動することにより、メーン燃料が弁室を通って 燃焼室へ流入することを可能にすることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載 の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ドゥビル，ブラッド カナダ ブイ６ティ １エックス２，ブリ ティッシュ コロンビア，バンクーバー, スイート 130―6660 エヌ．ダブリュ. マリン ドライブ気付 (72)発明者 タウシェット，アライン カナダ ブイ６ティ １エックス２，ブリ ティッシュ コロンビア，バンクーバー, スイート 130―6660 エヌ．ダブリュ. マリン ドライブ気付 (72)発明者 ヒル，フィリップ ジー. カナダ ブイ６ティ １ティ２，ブリティ ッシュ コロンビア，バンクーバー，2037 アリソン ロード (72)発明者 ホッジンス，ケイ．ブルース カナダ ブイ４ケイ ３ワイ９，ブリティ ッシュ コロンビア，デルタ，4724 カナ リ クレセント

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ピストン排気エンジンの液圧作動式燃料噴射装置であって、 （ａ）所定の時間にアクチュエータ機構によって作動させられ、エンジン に燃料を噴射する噴射装置と； （ｂ）作動液を前記噴射装置へ導入するポートと； （ｃ）作動液の圧力が所定のレベルに達すると、燃料口を開放し、燃料を エンジンへ噴射する噴射弁と； （ｄ）作動液の圧力が所定レベルより高くなるのを防止する圧力制限装置 と から成ることを特徴とする前記液圧作動式燃料噴射装置。 ２．アクチュエータ機構がピストン排気エンジンによって駆動されることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ３．アクチュエータ機構がエンジンを原動力とする装置によって駆動されるこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ４．アクチュエータ機構が電気的または機械的に駆動されることを特徴とする 請求の範囲第３項に記載の噴射装置。 ５．アクチュエータ機構が噴射弁を駆動する大きい液圧パルスを発生させ、所 定の時点にパルスを発生させるタイミング制御手段を含むことを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の噴射 装置。 ６．所定の時点に、かつ所定の時間に亙ってポンプから高い液圧パルスが発生 して噴射弁を作動させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ７．ポンプがエンジンによって、または電気的に駆動されることを特徴とする 請求の範囲第６項に記載の噴射装置。 ８．噴射のタイミング及び噴射燃料の量が電気的または機械的に駆動される弁 によって調整されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ９．作動液が、電気的または機械的に駆動される弁を介して噴射装置へ導入さ れ、前記弁の位置がタイミング及び持続時間を決定することを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の噴射装置。 １０．所定の時点及び所定の持続時間に亙ってポンプから発生する高い圧力パ ルスを運ぶ作動液がポートを介して噴射装置へ導入されることを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の噴射装置。 １１．エンジンによって駆動されるカム／プランジャー機構が作動液を加圧す ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 １２．圧力制限装置が逆止め弁であることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の噴射装置。 １３．圧力制限装置が、噴射弁が所定位置を越えて移動すると開放されるスピ ル・オーバー・ポートであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装 置。 １４．噴射弁がニードルであり、前記ニードルが開閉位置間を往復移動し、作 動液の圧力が所定レベルに達すると、噴射装置を介して燃料をエンジンの燃焼室 へ流入できることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 １５．作動液の圧力が所定レベルに達すると、ニードルが開放位置へ移動して 、燃料がノズル先端の孔を通過することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載 の噴射装置。 １６．噴射装置がパイロット燃料とメーン燃料とをエンジン内へ噴射すること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 １７．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 １８．噴射装置がパイロット・ディーゼル燃料及びメーン燃料としての天然ガ スをエンジン内へ噴射することを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の噴射装 置。 １９．噴射装置がパイロット燃料をエンジン内へ噴射するための第２噴射弁を 含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ２０．噴射装置がパイロット燃料をエンジン内へ噴射するための第２ニードル を含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の噴射装置。 ２１．噴射装置が別々のオリフィスを介して２種類の燃料をエンジン内に噴射 することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 ２２．噴射装置がパイロット燃料計量装置を含むことを特徴とする請求の範囲 第１６項に記載の噴射装置。 ２３．圧縮された作動液がパイロット・ニードルばねを克服すると、該ばねが パイロット・ニードルを開放し、エンジンの燃焼室内へパイロット燃料を導入す ることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の噴射装置。 ２４．作動液の圧力が第２所定圧以下に低下すると、パイロット・ニードルば ねがパイロット・ニードルを閉じて、パイロット燃料の噴射を停止することを特 徴とする請求の範囲第２３項に記載の噴射装置。 ２５．パイロット燃料計量装置が噴射装置に給液する給液ポートを含み、制限 移動プランジャーが給液ポートを塞ぐ位置へ 移動すると、前記ポートが閉じることを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の 噴射装置。 ２６．パイロット燃料計量装置が制限移動プランジャーと、噴射完了と同時に プランジャーを元の位置へ復帰させる戻しばねとを含むことを特徴とする請求の 範囲第２２項に記載の噴射装置。 ２７．パイロット燃料計量装置が、必要に応じて計量装置とパイロット・ニー ドル弁との間に作動液を補給できる給液弁を含むことを特徴とする請求の範囲第 ２２項に記載の噴射装置。 ２８．同心ダブル・ニードル噴射方式で、２種類の燃料をエンジン内に噴射す ることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 ２９．並置ダブル・ニードル噴射方式で２種類の燃料をエンジン内に噴射する ことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の噴射装置。 ３０．エンジン燃焼室に近い噴射装置の端部に噴射弁を配置したことを特徴と する請求の範囲第１項に記載の噴射装置。 ３１．エンジン燃焼室に近い噴射装置の端部にニードルを配置したことを特徴 とする請求の範囲第１４項に記載の噴射装置。 ３２．噴射装置の１つまたは２つ以上の構成部品を作動液シ ールによって互いにシールしたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の噴射 装置。 ３３．パイロット燃料が作動液として機能するディーゼル燃料であることを特 徴とする請求の範囲第１８項に記載の噴射装置。 ３４．ピストン排気エンジン内へ燃料を噴射する方法であって、 （ａ）所定時点に噴射装置を作動させてエンジン内へ燃料を噴射し； （ｂ）前記噴射装置内へ作動液を導入し； （ｃ）作動液の圧力が所定レベルに達すると、給液口を開放してエンジン 内へ燃料を噴射し； （ｄ）作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止する ステップから成ることを特徴とする前記方法。 ３５．噴射装置をピストン排気エンジンによって作動させることを特徴とする 請求の範囲第３４項に記載の方法。 ３６．噴射装置を、エンジンによって駆動される装置によって作動させること を特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ３７．噴射装置を電気的または機械的に駆動することを特徴とする請求の範囲 第３６項に記載の方法。 ３８．噴射弁を動かす液圧パルスを発生させるアクチュエータ機構と、所定時 点にパルスを発生させるタイミング制御手段とを含むことを特徴とする請求の範 囲第３４項に記載の方法。 ３９．所定の時点に、かつ所定の持続時間に亙って高い液圧パルスを発生させ て噴射弁を作動させるポンプを含むことを特徴とする請求の範囲第３４項に記載 の方法。 ４０．ポンプをエンジンで、または電気的に駆動することを特徴とする請求の 範囲第３９項に記載の方法。 ４１．噴射のタイミングと噴射燃料量とを電気的または機械的に作動される弁 によって調整することを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４２．電気的または機械的に作動され、その位置がタイミングと持続時間とを 決定する弁を介して、作動液を噴射装置内へ噴射することを特徴とする請求の範 囲第３４項に記載の方法。 ４３．所定の時点に、かつ所定の持続時間でポンプから発生する高い圧力パル スを運ぶ作動液を、ポートを介して噴射装置へ導入することを特徴とする請求の 範囲第３４項に記載の方法。 ４４．エンジンによって駆動されるカム／プランジャー機構が作動液を加圧す ることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４５．作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを逆止め弁が防止すること を特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４６．噴射弁が所定位置を越えて移動すると開放されるスピル・オーバー・ポ ートにより、作動液の圧力が所定レベル以上に上昇するのを防止することを特徴 とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４７．パイロット燃料とメーン燃料とをエンジン内へ噴射することを特徴とす る請求の範囲第３４項に記載の方法。 ４８．パイロット燃料が液体であり、メーン燃料が気体であることを特徴とす る請求の範囲第４７項に記載の方法。 ４９．パイロット・ディーゼル燃料と、メーン燃料としての天然ガスとをエン ジン内へ噴射することを特徴とする請求の範囲第４８項に記載の方法。 ５０．噴射装置が、エンジン内へメーン燃料と噴射するための第１噴射弁と、 エンジン内へパイロット燃料を噴射するための第２噴射弁とを含むことを特徴と する請求の範囲第３４項に記載の方法。 ５１．ニードル噴射弁を含み、前記ニードルが開閉位置間を往復移動し、作動 液の圧力が所定レベルに達すると、噴射装置 を介してエンジン燃焼室内へ燃料が流入するのを可能にすることを特徴とする請 求の範囲第３４項に記載の方法。 ５２．作動液の圧力が所定レベルに達してニードルが開放位置へ移動すると、 燃料がノズル先端の孔を通過することを特徴とする請求の範囲第５１項に記載の 方法。 ５３．エンジン内へパイロット燃料を噴射するための第２ニードルを含むこと を特徴とする請求の範囲第５１項に記載の方法。 ５４．別設のオリフィスを介してエンジン内へ２種類の燃料を噴射することを 特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方法。 ５５．パイロット燃料計量装置を含むことを特徴とする請求の範囲第４７項に 記載の方法。 ５６．圧縮された作動液がパイロット・ニードルばねを克服してパイロット燃 料ニードル開放し、パイロット燃料をエンジン燃焼室内へ導入することを特徴と する請求の範囲第５３項に記載の方法。 ５７．作動液の圧力が第２所定圧力以下に低下すると、パイロット・ニードル ばねがパイロット・ニードルを閉じてパイロット燃料噴射を停止することを特徴 とする請求の範囲第５６項に記載の方法。 ５８．パイロット燃料計量装置が噴射装置に給液する給液口を含み、制限移動 プランジャーが前記給液口を塞ぐ位置へ移動すると、前記給液口が開じることを 特徴とする請求の範囲第５５項に記載の方法。 ５９．パイロット燃料計量装置が制限移動プランジャーと、噴射が終了すると プランジャーを元の位置に復帰させる戻しばねとを含むことを特徴とする請求の 範囲第５５項に記載の方法。 ６０．パイロット燃料計量装置が給液弁を含み、該弁が、必要に応じて計量装 置とパイロット・ニードル弁との間に作動液を補給することを可能にすることを 特徴とする請求の範囲第５５項に記載の方法。 ６１．同心ダブル・ニードル方式でエンジン内へ２種類の燃料を噴射すること を特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方法。 ６２．並置ダブル・ニードル方式でエンジン内へ２種類の燃料を噴射すること を特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方法。 ６３．エンジンの燃焼室に近い噴射装置端部に噴射弁を配置したことを特徴と する請求の範囲第３４項に記載の方法。 ６４．エンジンの燃焼室に近い噴射装置端部にニードルを配置したことを特徴 とする請求の範囲第５１項に記載の方法。 ６５．噴射装置の構成部品を作動液シールによって互いにシールしたことを特 徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。 ６６．パイロット燃料が作動液として機能するディーゼル燃料であることを特 徴とする請求の範囲第４９項に記載の方法。