JP2002147308A - Fuel/water injection internal combustion engine - Google Patents

Fuel/water injection internal combustion engine

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JP2002147308A
JP2002147308A JP2000349831A JP2000349831A JP2002147308A JP 2002147308 A JP2002147308 A JP 2002147308A JP 2000349831 A JP2000349831 A JP 2000349831A JP 2000349831 A JP2000349831 A JP 2000349831A JP 2002147308 A JP2002147308 A JP 2002147308A
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water
fuel
valve
piston
chamber
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Withdrawn
Application number
JP2000349831A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Ishida
裕幸 石田
Tatsuo Takaishi
龍夫 高石
Yoshinori Nagae
禎範 永江
Kenichi Iwanaga
建一 岩永
Akira Numata
明 沼田
Takeshi Arai
武 新井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel/water injection internal combustion engine capable of executing highly accurate water injection control with a comparatively simple control method, of reducing the device cost of a control operation apparatus for water injection and of reducing NOx. SOLUTION: This fuel/water injection internal combustion engine is so structured that a high-pressure fuel from a fuel injection pump and water fed via a water passage are injected into a combustion chamber from one fuel injection valve. The internal combustion engine is provided with a water injection valve mounted in the water passage for connecting the water passage to a fuel passage, a solenoid valve for fuel for opening and closing a fuel feeding passage, an amount regulating piston device provided with a water chamber whose volume is changed by the axial movement of a piston, and a selector valve for switching over the connection of the water chamber to the water injection valve. When the selector valve connects the water chamber to the water injection valve, the water in the water chamber is fed to the water injection valve side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射ポンプか
ら燃料通路を経て供給された高圧の燃料と、水ポンプか
ら供給された水とを1つの燃料噴射弁から燃焼室内に噴
射するように構成された燃料・水噴射内燃機関、特に前
記燃料噴射弁への水の供給を調量ピストン装置を用いて
行うようにした燃料・水噴射内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is configured to inject high-pressure fuel supplied from a fuel injection pump through a fuel passage and water supplied from a water pump into a combustion chamber from one fuel injection valve. More particularly, the present invention relates to a fuel / water injection internal combustion engine in which water is supplied to the fuel injection valve by using a metering piston device.

【0002】[0002]

【従来の技術】デイーゼル機関においては、窒素酸化物
(NOx)低減のための有効な技術として、燃料噴射弁
から燃料と水とを燃焼室内に噴射する燃料・水噴射デイ
ーゼル機関が提案されている。かかる技術の一つとし
て、本件出願人の出願に係る特許第2772114号の
発明がある。図4はかかる発明の構成を示し、図におい
て、001は燃料噴射ポンプ、3は燃料噴射弁、01は
燃料タンク、02は燃料供給ポンプ、019は水タン
ク、018は水供給ポンプ、016は燃料噴射弁3への
水の供給を制御する制御弁、020は該制御弁016を
開閉制御するコントロール装置である。
2. Description of the Related Art In a diesel engine, a fuel / water injection diesel engine in which fuel and water are injected from a fuel injection valve into a combustion chamber has been proposed as an effective technique for reducing nitrogen oxides (NOx). . One such technique is the invention of Japanese Patent No. 2772114 filed by the present applicant. FIG. 4 shows the structure of the invention, in which 001 is a fuel injection pump, 3 is a fuel injection valve, 01 is a fuel tank, 02 is a fuel supply pump, 019 is a water tank, 018 is a water supply pump, and 016 is fuel. A control valve 020 controls the supply of water to the injection valve 3, and a control device 020 controls opening and closing of the control valve 016.

【0003】かかる燃料・水噴射デイーゼル機関におい
て、水タンク019より水供給ポンプ018によって圧
送された水は水供給管017を通り前記制御弁016に
送られる。燃料噴射ポンプ001の燃料吐出休止期間中
に、前記コントロール装置020を介して前記制御弁0
16は開弁され、所定量の水を、供給管015を介して
前記燃料噴射弁3の水供給路021に送り込む。このと
き、燃料噴射ポンプ001の逆止弁07の開弁圧力P
r、前記水供給路021の燃料弁内逆止弁013の開弁
圧力Pp、燃料噴射弁3の針弁011の開弁圧力P
すると、 P>Pr、P>Pp と設定されているため、前記燃料噴射弁3内の水供給路
021に供給された水は、燃料弁内逆止弁013を経て
水通路030及び燃料と水との合流部031を通り燃料
通路022内に流入する。
In this fuel / water injection diesel engine, water pumped from a water tank 019 by a water supply pump 018 is sent to the control valve 016 through a water supply pipe 017. During the fuel discharge suspension period of the fuel injection pump 001, the control valve 0 is controlled via the control device 020.
The valve 16 is opened and sends a predetermined amount of water to the water supply path 21 of the fuel injection valve 3 through the supply pipe 015. At this time, the valve opening pressure P of the check valve 07 of the fuel injection pump 001
r, opening pressure Pp of the fuel valve in the check valve 013 of the water supply path 021, when the opening pressure P 0 of the needle valve 011 of the fuel injection valve 3 is set P 0> Pr, and P 0> Pp Therefore, the water supplied to the water supply passage 021 in the fuel injection valve 3 passes through the water passage 030 and the fuel / water junction portion 031 via the fuel valve check valve 013 and enters the fuel passage 022. Inflow.

【0004】前記燃料通路022内の合流部031より
も燃料噴射ポンプ001側にある燃料は該燃料噴射ポン
プ001の方向に高圧燃料管08を通して押し戻され
る。その結果、前記燃料噴射弁3内には油溜部012及
び該油溜部012から合流部031までの容積分の燃料
で満たされ、該合流部031の上流側の燃料通路022
には所定量の水が満たされ、さらにその上流側には再び
燃料が満たされた層状状態となっている。
[0004] The fuel located on the fuel injection pump 001 side of the converging portion 031 in the fuel passage 022 is pushed back toward the fuel injection pump 001 through the high-pressure fuel pipe 08. As a result, the fuel injection valve 3 is filled with the oil reservoir 012 and the fuel corresponding to the volume from the oil reservoir 012 to the junction 031, and the fuel passage 022 on the upstream side of the junction 031.
Is filled with a predetermined amount of water, and the upstream side thereof is again in a layered state filled with fuel.

【0005】次いで、前記燃料噴射ポンプ001の吐出
が開始されて燃料噴射弁3内の燃料が圧縮され、圧力が
上昇して該燃料噴射弁3の開弁圧力P以上になると、
針弁011が開かれ噴射が開始される。該噴射は、前記
のように層状状態にある燃料及び水のうち、先ず燃料が
噴射され、着火遅れ期間を経た後、燃焼を開始する。引
き続き水が燃焼中の先行燃料噴霧火炎をめがけて噴射さ
れる。このとき噴射される水も噴霧となってその内部に
燃焼室内の空気を取り込んでいるため、先行噴射された
燃料に空気を供給する形となって燃焼が活発化される。
そして、最後に残りの燃料が、先行した水噴霧の中に噴
射され燃焼する。かかる燃料と水の噴射に伴う熱的影響
により火炎の温度上昇が抑えられ、NOxの発生が抑制
される。
Next, the discharge of the fuel injection pump 001 is started, the fuel in the fuel injection valve 3 is compressed, and the pressure rises and becomes equal to or higher than the valve opening pressure P 0 of the fuel injection valve 3.
The needle valve 011 is opened and injection is started. In the injection, among the fuel and water in the stratified state as described above, the fuel is first injected, and after the ignition delay period, the combustion is started. Subsequently, water is injected at the preceding fuel spray flame during combustion. The water injected at this time also becomes a spray and takes in the air in the combustion chamber into the inside thereof, so that air is supplied to the fuel previously injected, and combustion is activated.
Finally, the remaining fuel is injected into the preceding water spray and burns. Due to the thermal effect of the fuel and water injection, the temperature rise of the flame is suppressed, and the generation of NOx is suppressed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図4に示される特許第
2772114号の発明においては、燃料噴射弁3に燃
料と水とを層状に充填した後、高圧燃料により燃焼室内
に押し出して噴射し、かかる燃料と水の噴射に伴う熱的
影響により火炎の温度上昇が抑えられ、NOxの発生が
抑制される。しかしながら、かかる従来技術にあって
は、燃料噴射弁3への注水量を、コントロール装置02
0により制御弁016のストローク及び開弁タイミング
を変化させて制御しているため、所要の注水量及び注水
タイミングを得るには該制御弁016の制御精度を高く
維持することを要し、注水制御に困難を伴う。
In the invention of Japanese Patent No. 2772114 shown in FIG. 4, after fuel and water are filled into the fuel injection valve 3 in layers, the fuel is injected into the combustion chamber by high-pressure fuel and injected. Due to the thermal effect of the fuel and water injection, the temperature rise of the flame is suppressed, and the generation of NOx is suppressed. However, in such a conventional technique, the amount of water injected into the fuel injection valve 3 is controlled by the control device 02.
Since the control is performed by changing the stroke and the valve opening timing of the control valve 016 according to 0, it is necessary to maintain the control accuracy of the control valve 016 high in order to obtain the required water injection amount and the water injection timing. With difficulty.

【0007】また、かかる従来技術にあっては、前記の
ように、制御弁016を高い制御精度で以って制御操作
することから、該制御弁016について高精度のタイミ
ング制御を行うコントロール装置020、該制御弁01
6に操作力を付与するための作動油圧発生装置及び電気
的駆動装置等の制御操作機器を必要とするため、装置コ
ストが高騰する。
In the prior art, since the control valve 016 is controlled with high control accuracy as described above, the control device 020 performs high-precision timing control of the control valve 016. , The control valve 01
Since control operating devices such as an operating hydraulic pressure generating device and an electric drive device for applying an operating force to the device 6 are required, the device cost increases.

【0008】さらに、かかる従来技術にあっては、コン
トロール装置020と制御弁016とを組み合わせて水
噴射の制御を行っていて、該コントロール装置020に
故障が生じた場合の処置手段を備えていないため、かか
る故障時に水の噴射量が過大となって燃焼不良を引き起
こす恐れがある。等の問題点を有している。
Furthermore, in the prior art, the control device 020 and the control valve 016 are combined to control the water injection, and the control device 020 is not provided with a treatment means when a failure occurs. Therefore, at the time of such a failure, there is a possibility that the injection amount of water becomes excessive and combustion failure occurs. And the like.

【0009】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
比較的簡単な制御方法で以って高精度の水噴射制御を行
い得、かつ水噴射の制御操作機器の装置コストが低減さ
れ、NOx低減を実現できる燃料・水噴射内燃機関を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art,
It is an object of the present invention to provide a fuel-water injection internal combustion engine that can perform high-precision water injection control with a relatively simple control method, reduce the equipment cost of water injection control operation equipment, and realize NOx reduction. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項1記載の発明として、燃料噴射ポン
プにより燃料通路を経て供給された高圧の燃料と、水タ
ンクから水ポンプにより水通路を経て供給された水とを
1つの燃料噴射弁から燃焼室内に噴射するように構成さ
れた燃料・水噴射内燃機関において、前記水通路を前記
燃料通路に接続するとともに、燃料タンクと前記燃料噴
射ポンプの燃料入口とを接続する燃料供給通路に設けら
れて該燃料供給通路を開閉する燃料用電磁弁と、前記水
通路に設けられて前記燃料通路内の圧力が該水通路内の
圧力よりも低下したとき開弁される注水弁と、シリンダ
内に往復動自在に嵌合されたピストンと該ピストンの頂
面あるいは背面が臨み該ピストンの軸方向移動により容
積が変化せしめられる水室とを備えた調量ピストン装置
と、該水室と前記水ポンプ出口とを接続する水供給路又
は該水室と前記注水弁とを接続する水供給路と前記水室
との接続を切り換える切換弁とを備え、前記切換弁が前
記水室と注水弁とを接続したとき前記ピストンの軸方向
移動により該水室内の水を前記注水弁側に供給可能に構
成されてなることを特徴とする燃料・水噴射内燃機関を
提案する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a first aspect of the present invention, wherein high-pressure fuel supplied through a fuel passage by a fuel injection pump and water from a water tank to a water pump are provided. In a fuel / water injection internal combustion engine configured to inject water supplied through a passage from one fuel injection valve into a combustion chamber, the water passage is connected to the fuel passage, and a fuel tank and the fuel A fuel solenoid valve provided in a fuel supply passage connecting the fuel inlet of the injection pump to open and close the fuel supply passage; and a pressure in the fuel passage provided in the water passage being higher than a pressure in the water passage. The water injection valve that opens when the pressure drops, the piston reciprocally fitted in the cylinder, and the top surface or back surface of the piston faced, and the volume changes due to the axial movement of the piston. A metering piston device having a water chamber, and a water supply path connecting the water chamber and the water pump outlet, or a water supply path connecting the water chamber and the water injection valve, and connection of the water chamber. A switching valve for switching between the water chamber and the water injection valve when the switching valve is connected to the water chamber and axially moving the piston so that water in the water chamber can be supplied to the water injection valve side. A characteristic fuel / water injection internal combustion engine is proposed.

【0011】請求項1において、好ましくは請求項4の
ように、前記切換弁を、前記水室側、前記水ポンプに接
続される水供給路側、及び前記注水弁に接続される水供
給路側の3方向切換えが可能な三方電磁弁にて構成す
る。
In claim 1, preferably, as in claim 4, the switching valve is connected to the water chamber side, the water supply path side connected to the water pump, and the water supply path side connected to the water injection valve. It is composed of a three-way solenoid valve capable of switching in three directions.

【0012】請求項2記載の発明は、調量ピストン装置
の具体的構成に係り、請求項1において、前記調量ピス
トン装置は、前記ピストンの頂面が前記水室に臨み背面
が該ピストンの反対側に形成された第2の水室に臨むよ
うに構成されるとともに、前記水ポンプ出口の水供給路
を前記第2の水室に接続し、前記ピストンが前記水室及
び第2の水室に供給される水による差圧力によって軸方
向移動可能に構成されてなることを特徴とする。
The invention according to claim 2 relates to a specific configuration of the metering piston device. In claim 1, in the metering piston device, a top surface of the piston faces the water chamber and a back surface of the piston is the same as the piston. A water supply passage at the outlet of the water pump is connected to the second water chamber, and the piston is connected to the water chamber and the second water chamber. It is characterized in that it is configured to be movable in the axial direction by a pressure difference caused by water supplied to the chamber.

【0013】請求項3記載の発明は、請求項1におい
て、前記ピストンの端部に該ピストンの軸方向移動を制
限するとともに、前記ピストンの係止位置を調整可能に
されたストッパ装置を設けたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, a stopper device is provided at an end of the piston, the stopper device being configured to limit the axial movement of the piston and adjust a locking position of the piston. It is characterized by the following.

【0014】かかる発明によれば、ピストンの軸方向移
動により水室の容積が変化せしめられる調量ピストン装
置と、該調量ピストン装置の水室と燃料噴射弁への注水
弁との接続を切り換える切換弁とを組み合わせるとい
う、従来技術に比べてきわめて簡単かつ低コストの装置
で以って高精度で水噴射の制御を行うことが可能とな
る。
According to this invention, the metering piston device in which the volume of the water chamber is changed by the axial movement of the piston, and the connection between the water chamber of the metering piston device and the water injection valve to the fuel injection valve are switched. It is possible to control the water injection with high accuracy by using a device that is extremely simple and low-cost compared with the prior art, which is combined with a switching valve.

【0015】また、前記ストッパにより前記ピストンの
係止位置を変化させて、該ストッパとピストンとの相対
位置を変化させることにより、前記ピストンのストロー
クつまり該ピストンにより押し退けられる前記水室の容
積を変化させて、該ピストンにより前記注水弁を経て燃
料噴射弁に供給される水量を調整することが可能とな
る。
[0015] Further, by changing the locking position of the piston by the stopper and changing the relative position between the stopper and the piston, the stroke of the piston, that is, the volume of the water chamber displaced by the piston is changed. Thus, the amount of water supplied to the fuel injection valve via the water injection valve by the piston can be adjusted.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not merely intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples unless otherwise specified. Absent.

【0017】図1は本発明の実施例に係るデイーゼル機
関の燃料・水噴射システムの構成図、図2は前記実施例
における調量ピストン装置の断面図、図3は前記実施例
における燃料噴射ポンプ及び燃料噴射弁の構造を示す断
面図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel / water injection system for a diesel engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a metering piston device in the embodiment, and FIG. 3 is a fuel injection pump in the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a fuel injection valve.

【0018】図1において、1はその要部詳細が図3に
示されている燃料噴射ポンプで、機関のクランク軸に連
動されて回転するカム軸に設けられた燃料カム20によ
って往復動せしめられるプランジャ25によりプランジ
ャ室27内の燃料を圧送するように構成されている。3
はその詳細が図3に示されている燃料噴射弁である。1
3は燃料が収容された燃料タンク、31は前記燃料タン
ク13と前記燃料噴射ポンプ1の燃料入口室28(図3
参照)とを接続する燃料供給管、12は前記燃料供給管
31に設けられ燃料タンク13内の燃料を燃料噴射ポン
プ1側に送給する燃料供給ポンプである。4は前記燃料
供給管31に設けられて該燃料供給管路を開閉する燃料
用電磁弁である。該燃料用電磁弁4は常時開弁し通電時
に閉弁するノルマルオープン型電磁弁に構成されてい
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel injection pump, the main part of which is shown in FIG. 3, which is reciprocated by a fuel cam 20 provided on a cam shaft which rotates in conjunction with the crankshaft of the engine. The fuel in the plunger chamber 27 is pressure-fed by the plunger 25. 3
Is a fuel injection valve the details of which are shown in FIG. 1
3 is a fuel tank containing fuel, 31 is the fuel tank 13 and the fuel inlet chamber 28 of the fuel injection pump 1 (FIG. 3).
Reference numeral 12 denotes a fuel supply pump which is provided in the fuel supply pipe 31 and supplies the fuel in the fuel tank 13 to the fuel injection pump 1 side. Reference numeral 4 denotes a fuel solenoid valve provided in the fuel supply pipe 31 for opening and closing the fuel supply pipe. The fuel solenoid valve 4 is a normally open solenoid valve which is normally opened and closed when energized.

【0019】2は前記燃料噴射ポンプ1の高圧燃料出口
と前記燃料噴射弁3の燃料通路022(図5参照)とを
接続する高圧燃料管である。従って、前記燃料用電磁弁
4が通電により前記燃料供給管路31を閉じたとき、前
記燃料噴射ポンプ1内のプランジャ25によりプランジ
ャ室27内の燃料を高圧に加圧し前記高圧燃料管2を介
して燃料噴射弁3に送出し、通電が遮断され燃料供給管
路31を閉じたとき燃料噴射が終了することとなる。
Reference numeral 2 denotes a high-pressure fuel pipe connecting the high-pressure fuel outlet of the fuel injection pump 1 and a fuel passage 022 of the fuel injection valve 3 (see FIG. 5). Accordingly, when the fuel solenoid valve 4 closes the fuel supply pipe 31 by energization, the fuel in the plunger chamber 27 is pressurized to a high pressure by the plunger 25 in the fuel injection pump 1, and the fuel is supplied through the high-pressure fuel pipe 2. The fuel injection is terminated when the fuel supply valve 31 is closed and the fuel supply line 31 is closed.

【0020】前記燃料噴射ポンプ1及び燃料噴射弁3の
詳細を示す図3において、1は燃料噴射ポンプで次のよ
うに構成されている。25はプランジャバレル24の内
周に摺動自在に嵌合され前記燃料カム20によって往復
摺動せしめられるプランジャ、27はプランジャ室、1
7は燃料吐出弁、18は燃料逆止弁である。22は前記
燃料供給管31に接続される給油孔である。これによ
り、前記プランジャ25の上動によってプランジャ室2
7内に供給された燃料を高圧に加圧し、該高圧燃料が前
記燃料吐出弁17を押し開いて前記高圧燃料管2に吐出
される。かかる燃料噴射ポンプ1は,公知のジャーク式
燃料噴射ポンプからプランジャ25の噴射量制御リー
ド、及び、燃料調整ラック、ピ二オン等の噴射量調整機
構を除去したものである。
In FIG. 3 showing the details of the fuel injection pump 1 and the fuel injection valve 3, reference numeral 1 denotes a fuel injection pump which is constructed as follows. Reference numeral 25 denotes a plunger which is slidably fitted on the inner periphery of the plunger barrel 24 and is reciprocated by the fuel cam 20. Reference numeral 27 denotes a plunger chamber.
Reference numeral 7 denotes a fuel discharge valve, and reference numeral 18 denotes a fuel check valve. Reference numeral 22 denotes a fuel supply hole connected to the fuel supply pipe 31. Thus, the plunger chamber 2 is moved by the upward movement of the plunger 25.
The fuel supplied to the inside 7 is pressurized to a high pressure, and the high-pressure fuel is pushed to open the fuel discharge valve 17 and discharged to the high-pressure fuel pipe 2. This fuel injection pump 1 is obtained by removing the injection amount control lead of the plunger 25 and the injection amount adjusting mechanism such as a fuel adjustment rack and a pinion from a known jerk type fuel injection pump.

【0021】また、前記燃料噴射弁3の詳細を示す図3
において、09は本体、033はノズルチップ、010
は該ノズルチップ033の先端部に複数穿孔された噴
孔、011は該ノズルチップ033内に往復摺動可能に
嵌合された針弁、014は該針弁011の開弁圧力P
を設定する針弁ばね、012は前記針弁011の先端部
が臨む油溜部である。022は入口端が前記高圧燃料管
2に接続され出口端が前記油溜部012に接続される燃
料通路である。
FIG. 3 shows details of the fuel injection valve 3.
, 09 is the main body, 033 is the nozzle tip, 010
Represents a plurality of injection holes formed at the tip of the nozzle tip 033, 011 represents a needle valve fitted in the nozzle tip 033 so as to be able to slide back and forth, and 014 represents a valve opening pressure P 0 of the needle valve 011.
012 is an oil reservoir where the tip of the needle valve 011 faces. A fuel passage 022 has an inlet end connected to the high-pressure fuel pipe 2 and an outlet end connected to the oil reservoir 012.

【0022】021は入口端が後述する水供給管34に
接続され出口端が後述する注水弁9を経て前記ノズルチ
ップ033下部に形成された水平方向の水通路030に
接続される水通路である。また、前記水平方向の水通路
030の出口端は前記燃料通路022の下部の前記油溜
部012よりも上流部位に合流されて合流部031を形
成している。また、前記燃料逆止弁18の開弁圧力P
r、前記注水弁9の開弁圧力Pp、燃料噴射弁3の針弁
011の開弁圧力Pとすると、これらの関係は、 P>Pr、P>Pp、Pr>Pp のように設定されている。
Reference numeral 021 denotes a water passage whose inlet end is connected to a water supply pipe 34 described later and whose outlet end is connected to a horizontal water passage 030 formed below the nozzle tip 033 via a water injection valve 9 described later. . Further, an outlet end of the horizontal water passage 030 is joined to a lower part of the fuel passage 022 at a position upstream of the oil reservoir 012 to form a joining portion 031. Further, the valve opening pressure P of the fuel check valve 18
r, opening pressure Pp of the water injection valve 9, when the opening pressure P 0 of the needle valve 011 of the fuel injection valve 3, these relationships, P 0> Pr, as P 0> Pp, Pr> Pp Is set.

【0023】図1において、11は水タンク、054は
前記水タンク11に接続される水供給管、10は該水供
給管054に設けられて水タンク11内の水を後述する
調量ピストン装置40、水用電磁弁5等を介して前記燃
料噴射弁3に送給する水ポンプである。40は詳細が図
2に示される調量ピストン装置、5は三方電磁弁に構成
された水用電磁弁で、前記水ポンプ10出口から分岐さ
れた一方側の水供給管49が前記水用電磁弁5の入口ポ
ートに接続され、他方側の水供給管51が前記調量ピス
トン装置40の小水室44に接続されている。52は一
端が前記調量ピストン装置40の大水室43に接続さ
れ、他端が前記水用電磁弁の切り換えポートに接続され
る水供給管である。34は前記水用電磁弁5の出口ポー
トと前記燃料噴射弁3の水通路021(図3参照)とを
接続する水供給管である。従って、前記三方電磁弁から
なる水用電磁弁5は、前記調量ピストン装置40の大水
室43からの水供給管52と、前記水ポンプ10からの
水供給管49又は前記注水弁9への水供給管34との接
続を切り換える作用をなすこととなる。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a water tank, 054 denotes a water supply pipe connected to the water tank 11, and 10 denotes a metering piston device provided in the water supply pipe 054 to supply water in the water tank 11 to be described later. Reference numeral 40 denotes a water pump which supplies the fuel to the fuel injection valve 3 via a water solenoid valve 5 or the like. Numeral 40 denotes a metering piston device whose details are shown in FIG. 2, and numeral 5 denotes a water solenoid valve constituted by a three-way solenoid valve. One side of a water supply pipe 49 branched from the outlet of the water pump 10 is connected to the water solenoid valve. The water supply pipe 51 on the other side is connected to the inlet port of the valve 5 and connected to the small water chamber 44 of the metering piston device 40. A water supply pipe 52 has one end connected to the large water chamber 43 of the metering piston device 40 and the other end connected to a switching port of the solenoid valve for water. Reference numeral 34 denotes a water supply pipe connecting the outlet port of the water solenoid valve 5 and a water passage 021 (see FIG. 3) of the fuel injection valve 3. Therefore, the water solenoid valve 5 composed of the three-way solenoid valve is connected to the water supply pipe 52 from the large water chamber 43 of the metering piston device 40 and the water supply pipe 49 from the water pump 10 or the water injection valve 9. The function of switching the connection with the water supply pipe 34 is performed.

【0024】9は前記水供給管34の出口側に連通され
ている燃料噴射弁3内の水通路021に設けられた注水
弁で、前記水通路021側から前記燃料通路022及び
合流部031側に向かう流れのみを許容し、かつ前記の
ように、その開弁圧力Ppを前記針弁011の開弁圧力
及び前記燃料逆止弁18の開弁圧力Prよりも小さ
く構成されて、前記高圧燃料管2に連通されている燃料
噴射弁3内の燃料通路022側の圧力が前記水通路02
1内の圧力よりも低下したとき開弁されるようになって
いる。
Reference numeral 9 denotes a water injection valve provided in a water passage 21 of the fuel injection valve 3 communicating with the outlet side of the water supply pipe 34. The water injection valve 9 is connected to the fuel passage 022 and the junction 031 from the water passage 21 side. permits a flow only toward and as described above, the valve opening pressure Pp is made smaller than the opening pressure Pr of the opening pressure P 0 and the fuel check valves 18 of the needle valve 011, the The pressure on the fuel passage 022 side in the fuel injection valve 3 connected to the high-pressure fuel pipe 2
The valve is opened when the pressure becomes lower than the pressure in the valve 1.

【0025】前記調量ピストン装置40の詳細を示す図
2において、41はシリンダ、42は該シリンダ41内
に往復摺動自在に嵌合されたピストンで、前記シリンダ
41の内部は該ピストン42により大水室43と小水室
44とに区画されている。042は前記ピストン42の
外周に嵌挿されて前記2つの水室43、44間のシール
を行うシールリングである。48は前記大水室43への
水出入口で前記水供給管52に接続されている。47は
前記小水室44への水出入口で前記水供給管51に接続
されている。図2(A)に明らかなように、前記ピスト
ン42の大水室43に臨む頂面42aの断面積A1が、
小水室44に臨む背面42bの断面積A2よりも大きく
形成されている。45は一端が前記ピストン42に固着
されて前記小水室44内を貫通するピストンロッドで、
該ピストンロッド45の他端側にはストッパとしての油
圧ピストン500が設けられている。該油圧ピストン5
00は、前記ピストンロッド45の他端が当接する(5
07は当接部)ストッパピストン501をストッパシリ
ンダ506内に往復動自在に嵌合し、該ストッパシリン
ダ506内のストッパピストン501の両側が臨むよう
に形成された油室502及び503に圧油を給排するよ
うになっている。そして該油圧ピストン500において
は、エンジンの操縦システム(図示省略)の操作によ
り、前記ストッパシリンダ506に設けられた油出入口
504及び505を通して前記油室502及び503内
への圧油量を制御することにより、前記ストッパピスト
ン501の位置を変化させる。また、図2(B)はスト
ッパ50の他の実施例を示しており、この例において
は、ストッパ50を支持部材050にねじ込み(50a
はねじ部)、このねじ込み量を変えてストッパ50の位
置を調整している。さらに、図2(C)は前記ピストン
42の他の実施例を示しており、この例においてはピス
トン42とシリンダ41内側面との間にピストン戻し用
のスプリング045を介装している。
In FIG. 2 showing the details of the metering piston device 40, reference numeral 41 denotes a cylinder, 42 denotes a piston fitted reciprocally slidably in the cylinder 41, and the inside of the cylinder 41 is It is partitioned into a large water chamber 43 and a small water chamber 44. Reference numeral 042 denotes a seal ring which is inserted into the outer periphery of the piston 42 and seals between the two water chambers 43 and 44. Reference numeral 48 denotes a water inlet / outlet to the large water chamber 43, which is connected to the water supply pipe 52. Reference numeral 47 denotes a water inlet / outlet to the small water chamber 44, which is connected to the water supply pipe 51. As apparent from FIG. 2A, the cross-sectional area A1 of the top surface 42a of the piston 42 facing the large water chamber 43 is
The cross-sectional area A2 of the back surface 42b facing the small water chamber 44 is formed larger. 45 is a piston rod having one end fixed to the piston 42 and penetrating through the small water chamber 44,
The other end of the piston rod 45 is provided with a hydraulic piston 500 as a stopper. The hydraulic piston 5
00 is the other end of the piston rod 45 abutting (5
07 is a contact portion) A stopper piston 501 is reciprocally fitted in a stopper cylinder 506, and pressurized oil is supplied to oil chambers 502 and 503 formed so that both sides of the stopper piston 501 in the stopper cylinder 506 face each other. Supply and discharge. The hydraulic piston 500 controls the amount of pressurized oil into the oil chambers 502 and 503 through oil ports 504 and 505 provided in the stopper cylinder 506 by operating an engine operation system (not shown). Thus, the position of the stopper piston 501 is changed. FIG. 2B shows another embodiment of the stopper 50. In this example, the stopper 50 is screwed into the support member 050 (50a).
Is a screw portion), and the position of the stopper 50 is adjusted by changing the screwing amount. FIG. 2C shows another embodiment of the piston 42. In this embodiment, a spring 045 for returning the piston is interposed between the piston 42 and the inner surface of the cylinder 41.

【0026】かかる燃料・水噴射デイーゼル機関におい
て、ノルマルオープン型電磁弁に構成されている燃料用
電磁弁4に通電して前記燃料供給管路31を閉じ、前記
燃料噴射ポンプ1の燃料カム20によって往復摺動せし
められるプランジャ25を上動すると、前記高圧燃料管
路2は密閉空間となるため、該高圧燃料管2内は前記燃
料噴射弁3における針弁011の開弁圧力P以上の高
圧に加圧され、プランジャ25により圧送された燃料は
該針弁011に作用してこれを開弁させ、燃料噴射弁3
の噴孔010から燃焼室内に噴射される。そして、前記
燃料用電磁弁4の通電を解除すれば、燃料噴射ポンプ1
のプランジャ室27内が給油圧となり、燃料噴射が終了
する。かかる燃料噴射時における燃料噴射タイミングつ
まり燃料噴射開始時期及び燃料噴射終了時期は前記燃料
用電磁弁4の開閉時期によって調整し、燃料噴射量は該
燃料用電磁弁4が閉じている期間並びに前記燃料カム2
0のリフト(カムプロフィール)によって調整する。
In such a fuel / water injection diesel engine, the fuel solenoid valve 4, which is a normally open solenoid valve, is energized to close the fuel supply line 31, and is operated by the fuel cam 20 of the fuel injection pump 1. When the plunger 25 which is slid reciprocally is moved upward, the high-pressure fuel pipe 2 becomes a closed space, so that the high-pressure fuel pipe 2 has a high pressure higher than the valve opening pressure P 0 of the needle valve 011 in the fuel injection valve 3. The fuel pressurized by the plunger 25 acts on the needle valve 011 to open it, and the fuel injection valve 3
Is injected into the combustion chamber from the injection hole 010. When the energization of the fuel solenoid valve 4 is released, the fuel injection pump 1
Is supplied to the plunger chamber 27, and the fuel injection ends. The fuel injection timing at the time of such fuel injection, that is, the fuel injection start timing and the fuel injection end timing, is adjusted by the opening / closing timing of the fuel solenoid valve 4, and the fuel injection amount is adjusted during the period when the fuel solenoid valve 4 is closed and the fuel injection timing. Cam 2
Adjust with a zero lift (cam profile).

【0027】次に、前記燃料噴射と次の燃料噴射との間
の燃料噴射休止期間、つまり、前記燃料用電磁弁4によ
り燃料供給管路31が開となり、燃料通路内の圧力が前
記燃料噴射ポンプ1の燃料逆止弁18の開弁圧力Pr程
度に低下している期間に、燃料噴射弁3から燃料ととも
に水噴射を行うにあたっては、前記水側電磁弁5及び調
量ピストン装置40を次のように作動させる。
Next, the fuel injection suspension period between the fuel injection and the next fuel injection, that is, the fuel supply line 31 is opened by the fuel solenoid valve 4, and the pressure in the fuel passage is reduced by the fuel injection. When water is injected together with fuel from the fuel injection valve 3 during a period in which the pressure of the fuel check valve 18 of the pump 1 is reduced to about the valve opening pressure Pr, the water-side solenoid valve 5 and the metering piston device 40 are next connected. Operate as follows.

【0028】図示しない弁制御装置により三方電磁弁に
構成された前記水用電磁弁5の通電を解除すると、前記
水ポンプ10からの水供給管49と前記調量ピストン装
置40の大水室43からの水供給管52とが連通され
て、前記水ポンプ10からの水が大水室43に送られ、
ここに充填される。一方、前記小水室44には常時前記
水ポンプ10からの水が供給されており、前記のよう
に、前記調量ピストン装置40のピストン42の大水室
43に臨む頂面42a側の断面積A1が、小水室44に
臨む背面42b側の断面積A2よりも大きく形成されて
いるため、該ピストン42は前記断面積差(A1―A
2)による差圧力によって図2の左方に、前記調整ねじ
46の先端が前記ストッパ50に当接するまで移動せし
められる。従って、前記調整ねじ46の前記ピストンロ
ッド45からの突出量を変化させて前記ストッパ50と
ピストン42との相対位置を変化させることにより、前
記ピストン42のストロークつまり該ピストン42によ
り押し退けられる前記大水室43の容積を変化させて、
該ピストン42により前記注水弁9を経て燃料噴射弁3
に供給される水量を調整することが可能となる。
When the three-way solenoid valve 5 is turned off by a valve control device (not shown), the water supply pipe 49 from the water pump 10 and the large water chamber 43 of the metering piston device 40 are released. The water from the water pump 10 is sent to the large water chamber 43 by communicating with the water supply pipe 52 from
Filled here. On the other hand, the small water chamber 44 is always supplied with water from the water pump 10, and as described above, the cutoff of the piston 42 of the metering piston device 40 on the side of the top surface 42 a facing the large water chamber 43. Since the area A1 is formed to be larger than the cross-sectional area A2 on the back surface 42b side facing the small water chamber 44, the piston 42 has the cross-sectional area difference (A1-A
The tip of the adjusting screw 46 is moved to the left in FIG. Accordingly, by changing the amount of protrusion of the adjusting screw 46 from the piston rod 45 to change the relative position between the stopper 50 and the piston 42, the stroke of the piston 42, that is, the large water displaced by the piston 42 is reduced. By changing the volume of the chamber 43,
The fuel injection valve 3 passes through the water injection valve 9 by the piston 42.
It is possible to adjust the amount of water supplied to the refrigeration system.

【0029】次いで、 前記弁制御装置により前記水用
電磁弁5に通電すると、前記調量ピストン装置40の大
水室43からの水供給管52と前記注水弁9への水供給
管34とが連通され、前記大水室43から水供給管52
及び水供給管34を経て注水弁9に至る水路の圧力が前
記燃料通路の残圧程度に低下し、前記水ポンプ10から
の供給圧が作用している前記小水室44側の圧力よりも
低くなって、かかる差圧力によって前記ピストン42は
図2の右方に移動せしめられ、前記大水室43内に充填
されている水を前記水供給管52、水用電磁弁5、及び
水供給管34を経て注水弁9に押し出す。これにより、
該注水弁9が開弁せしめられ、前記水は前記燃料噴射弁
3の水通路021に供給される。
Next, when the water solenoid valve 5 is energized by the valve control device, the water supply pipe 52 from the large water chamber 43 of the metering piston device 40 and the water supply pipe 34 to the water injection valve 9 are connected. The large water chamber 43 communicates with the water supply pipe 52
And the pressure in the water passage reaching the water injection valve 9 via the water supply pipe 34 is reduced to about the residual pressure in the fuel passage, and is lower than the pressure on the small water chamber 44 side on which the supply pressure from the water pump 10 is acting. The piston 42 is moved rightward in FIG. 2 by the pressure difference, and the water filled in the large water chamber 43 is supplied to the water supply pipe 52, the water solenoid valve 5, and the water supply. It is pushed out to the injection valve 9 via the pipe 34. This allows
The water injection valve 9 is opened, and the water is supplied to the water passage 21 of the fuel injection valve 3.

【0030】このとき、前記燃料噴射ポンプ1の燃料逆
止弁18の開弁圧力Pr、前記注水弁9の開弁圧力P
p、燃料噴射弁3の針弁011の開弁圧力P、水の供
給圧力Pとすると、これらの関係が、 P>Pr、P>Pp、Pr>Pp、P>P のように設定されているため、前記燃料噴射弁3の水供
給路021に供給された水は、前記注水弁9を経て水通
路030及び燃料と水との合流部031を通り燃料通路
022内に流入する。
At this time, the fuel reverse of the fuel injection pump 1
The opening pressure Pr of the stop valve 18 and the opening pressure P of the water injection valve 9
p, valve opening pressure P of needle valve 011 of fuel injection valve 30, Water supply
Supply pressure PWThen, these relations become P0> Pr, P0> Pp, Pr> Pp, PW> PP  The water supply of the fuel injection valve 3 is set as follows.
The water supplied to the water supply line 21 is passed through the water injection valve 9 to be in water flow.
Fuel passage through road 030 and junction 031 of fuel and water
022.

【0031】前記水の流入により、前記燃料通路022
内の合流部031よりも燃料噴射ポンプ1側にある燃料
は該燃料噴射ポンプ1の方向に高圧燃料管2を通して押
し戻される。その結果、前記燃料噴射弁3内には油溜部
012及び該油溜部012から合流部031までの容積
分の燃料で満たされ、該合流部031の上流側の燃料通
路022には所定量の水が満たされ、さらにその上流側
には再び燃料が満たされた層状状態となる。
Due to the inflow of the water, the fuel passage 022
The fuel located on the fuel injection pump 1 side of the inner junction portion 031 is pushed back through the high-pressure fuel pipe 2 in the direction of the fuel injection pump 1. As a result, the fuel injection valve 3 is filled with the oil reservoir 012 and the fuel corresponding to the volume from the oil reservoir 012 to the junction 031, and the fuel passage 022 on the upstream side of the junction 031 is filled with a predetermined amount. Of water, and the upstream side thereof is again in a layered state filled with fuel.

【0032】次いで、前記燃料噴射ポンプ1の吐出が開
始されて燃料噴射弁3内の燃料が加圧され、圧力が上昇
して該燃料噴射弁3の開弁圧力P以上になると、針弁
011が開かれ噴射が開始される。該噴射は、前記のよ
うに層状状態にある燃料及び水のうち、先ず燃料が噴射
され、着火遅れ期間を経た後、燃焼を開始する。引き続
き水が燃焼中の先行燃料噴霧火炎をめがけて噴射され
る。このとき噴射される水も噴霧となってその内部に燃
焼室内の空気を取り込んでいるため、先行噴射された燃
料に空気を供給する形となって燃焼が活発化される。そ
して、最後に残りの燃料が、先行した水噴霧の中に噴射
され燃焼する。かかる燃料と水の噴射に伴う熱的影響に
より火炎の温度上昇が抑えられ、NOxの発生が抑制さ
れる。
[0032] Then, the fuel injection discharge of the pump 1 is started with the fuel in the fuel injection valve 3 is pressurized, the pressure is equal to or greater than the opening pressure P 0 of the fuel injection valve 3 increases, the needle valve 011 is opened and injection is started. In the injection, among the fuel and water in the stratified state as described above, the fuel is first injected, and after the ignition delay period, the combustion is started. Subsequently, water is injected at the preceding fuel spray flame during combustion. The water injected at this time also becomes a spray and takes in the air in the combustion chamber into the inside thereof, so that air is supplied to the fuel previously injected, and combustion is activated. Finally, the remaining fuel is injected into the preceding water spray and burns. Due to the thermal effect of the fuel and water injection, the temperature rise of the flame is suppressed, and the generation of NOx is suppressed.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、ピス
トンの軸方向移動により水室の容積が変化せしめられる
調量ピストン装置と、該調量ピストン装置の水室と燃料
噴射弁への注水弁との接続を切り換える切換弁とを組み
合わせるという、従来技術に比べてきわめて簡単かつ低
コストの装置で以って高精度で水噴射の制御を行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, a metering piston device in which the volume of the water chamber is changed by the axial movement of the piston, and water injection into the water chamber and the fuel injection valve of the metering piston device. The water injection can be controlled with high accuracy by a device that is extremely simple and low-cost compared to the related art, in which a switching valve for switching the connection with the valve is combined.

【0034】また、ストッパにより調量ピストン装置の
ピストンの係止位置を変化させ、ピストンが押し退ける
前記水室の容積を変化させて、該ピストンにより前記注
水弁を経て燃料噴射弁に供給される水量を調整すること
が可能となり、これにより、前記切換弁が故障等によっ
て、その機能を果たすことができなくなるような事態が
発生しても、前記燃料噴射弁に供給される水量は、前記
ストッパにより規制されるピストンの位置に相当する容
積の水量に制限されることとなり、燃料噴射弁に過大量
の水が供給されて、燃焼不良を引き起こすのを未然に防
止することができる。
Further, the stopper position of the piston of the metering piston device is changed by the stopper to change the volume of the water chamber in which the piston is pushed away, and the amount of water supplied to the fuel injection valve via the water injection valve by the piston. It is possible to adjust the amount of water supplied to the fuel injection valve by the stopper, even if the switching valve fails to perform its function due to a failure or the like. The amount of water is limited to a volume corresponding to the position of the piston to be regulated, so that it is possible to prevent an excessive amount of water from being supplied to the fuel injection valve and causing a combustion failure.

【0035】要するに本発明によれば、比較的簡単な制
御手段で以って高精度の水噴射制御を行うことができる
とともに、水噴射の制御操作機器の装置コストが低減さ
れて、さらには水噴射制御装置の故障時における燃焼不
良の発生が防止され、所要の燃焼性能を維持しNOx低
減を実現できる燃料・水噴射内燃機関を提供することが
できる。
In short, according to the present invention, it is possible to perform water injection control with high accuracy by relatively simple control means, to reduce the equipment cost of a water injection control operation device, and to further reduce water consumption. It is possible to provide a fuel-water injection internal combustion engine that can prevent occurrence of poor combustion at the time of failure of the injection control device, maintain required combustion performance, and realize NOx reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例に係るデイーゼル機関の燃料
・水噴射システムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel / water injection system for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】 前記実施例における調量ピストン装置の断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a metering piston device in the embodiment.

【図3】 前記実施例における燃料噴射ポンプ及び燃料
噴射弁の構造を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a fuel injection pump and a fuel injection valve in the embodiment.

【図4】 従来技術における水・燃料噴射ポンプの断面
図である。来技術における水・燃料噴射ポンプの断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view of a water / fuel injection pump according to the related art. It is sectional drawing of the water / fuel injection pump in a prior art.

【符号の説明】 1 燃料噴射ポンプ 2 高圧燃料管 3 燃料噴射弁 4 燃料用電磁弁 5 水用電磁弁 9 注水弁 10 水ポンプ 010 噴孔 11 水タンク 011 針弁 12 燃料供給ポンプ 012 油溜部 13 燃料タンク 17 燃料吐出弁 18 燃料逆止弁 20 燃料カム 22 給油孔 021 水通路 022 燃料通路 24 プランジャバレル 25 プランジャ 27 プランジャ室 31 燃料供給管 031 合流部 34、49、51 水供給管 40 調量ピストン装置 42 ピストン 43 大水室 44 小水室 46 調整ねじ 50 ストッパ 054 水供給管[Description of Signs] 1 fuel injection pump 2 high pressure fuel pipe 3 fuel injection valve 4 fuel solenoid valve 5 water solenoid valve 9 water injection valve 10 water pump 010 injection hole 11 water tank 011 needle valve 12 fuel supply pump 012 oil reservoir DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Fuel tank 17 Fuel discharge valve 18 Fuel check valve 20 Fuel cam 22 Filling hole 021 Water passage 022 Fuel passage 24 Plunger barrel 25 Plunger 27 Plunger chamber 31 Fuel supply pipe 031 Junction part 34, 49, 51 Water supply pipe 40 Metering Piston device 42 Piston 43 Large water chamber 44 Small water chamber 46 Adjusting screw 50 Stopper 054 Water supply pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永江 禎範 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 岩永 建一 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 沼田 明 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 (72)発明者 新井 武 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AB08 AC01 AC04 AC06 AD07 BA25 BA51 BA61 CB07U CC06T CC14 CE12 CE22 CE34 DA00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshinori Nagae 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Iwanaga 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi No.Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Nagasaki Research Laboratories (72) Inventor Akira Numata 3000 Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.General Purpose Machinery & Special Vehicle Business Division (72) Inventor Takeshi Arai12 Address Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Yokohama Works F-term (reference) 3G066 AA07 AB02 AB08 AC01 AC04 AC06 AD07 BA25 BA51 BA61 CB07U CC06T CC14 CE12 CE22 CE34 DA00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料噴射ポンプにより燃料通路を経て供
給された高圧の燃料と、水タンクから水ポンプにより水
通路を経て供給された水とを1つの燃料噴射弁から燃焼
室内に噴射するように構成された燃料・水噴射内燃機関
において、前記水通路を前記燃料通路に接続するととも
に、燃料タンクと前記燃料噴射ポンプの燃料入口とを接
続する燃料供給通路と、前記水通路に設けられて前記燃
料通路内の圧力が該水通路内の圧力よりも低下したとき
開弁される注水弁と、シリンダ内に往復動自在に嵌合さ
れたピストンと該ピストンの頂面あるいは背面が臨み該
ピストンの軸方向移動により容積が変化せしめられる水
室とを備えた調量ピストン装置と、該水室と前記水ポン
プ出口とを接続する水供給路又は該水室と前記注水弁と
を接続する水供給路と前記水室との接続を切り換える切
換弁とを備え、前記切換弁が前記水室と注水弁とを接続
したとき前記ピストンの軸方向移動により該水室内の水
を前記注水弁側に供給可能に構成されてなることを特徴
とする燃料・水噴射内燃機関。
1. A high-pressure fuel supplied through a fuel passage by a fuel injection pump and water supplied through a water passage by a water pump from a water tank are injected into a combustion chamber from one fuel injection valve. In the fuel / water injection internal combustion engine thus configured, the water passage is connected to the fuel passage, and a fuel supply passage connecting a fuel tank and a fuel inlet of the fuel injection pump is provided in the water passage. A water injection valve which is opened when the pressure in the fuel passage is lower than the pressure in the water passage, a piston fitted reciprocally in the cylinder, and a top surface or a back surface of the piston facing the piston, A metering piston device including a water chamber whose volume is changed by axial movement, and a water supply path connecting the water chamber and the water pump outlet or a water supply connecting the water chamber and the water injection valve. Road And a switching valve for switching connection between the water chamber and the water chamber. When the switching valve connects the water chamber and the water injection valve, water in the water chamber can be supplied to the water injection valve side by axial movement of the piston. A fuel / water injection internal combustion engine characterized in that:
【請求項2】 前記調量ピストン装置は、前記ピストン
の頂面が前記水室に臨み背面が該ピストンの反対側に形
成された第2の水室に臨むように構成されるとともに、
前記水ポンプ出口の水供給路を前記第2の水室に接続
し、前記ピストンが前記水室及び第2の水室に供給され
る水による差圧力によって軸方向移動可能に構成されて
なることを特徴とする請求項1記載の燃料・水噴射内燃
機関。
2. The metering piston device is configured such that a top surface of the piston faces the water chamber and a back surface faces a second water chamber formed on the opposite side of the piston.
The water supply path at the outlet of the water pump is connected to the second water chamber, and the piston is configured to be movable in the axial direction by a pressure difference caused by water supplied to the water chamber and the second water chamber. The fuel / water injection internal combustion engine according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記ピストンの端部に該ピストンの軸方
向移動を制限するとともに、前記ピストンの係止位置を
調整可能にされたストッパ装置を設けたことを特徴とす
る請求項1記載の燃料・水噴射内燃機関。
3. The fuel according to claim 1, wherein a stopper device is provided at an end of the piston so as to limit axial movement of the piston and adjust a locking position of the piston. -Water injection internal combustion engine.
【請求項4】 前記切換弁は、前記水室側、前記水ポン
プに接続される水供給路側、及び前記注水弁に接続され
る水供給路側の3方向切換えが可能な三方電磁弁にて構
成されてなることを特徴とする請求項1記載の燃料・水
噴射内燃機関。
4. The switching valve comprises a three-way solenoid valve capable of three-way switching between the water chamber side, the water supply path side connected to the water pump, and the water supply path side connected to the water injection valve. The fuel / water injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007085214A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Nabtesco Corp Metering mechanism of fluid feeding device for engine

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