JP2004169632A - 内燃機関のリーク燃料回収装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に低沸点燃料を用いる内燃機関において、機関の全運転域において燃料噴射弁におけるリーク燃料と新気との希薄混合気の燃焼状態を良好に保持して、燃料消費率を改善し排ガス性能を良化せしめ得る内燃機関のリーク燃料回収装置を提供する。
【解決手段】燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料をリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置において、前記リーク油回収管を前記エンジンの給気通路に接続し、該リーク油回収管にその管路を開閉するリーク管開閉弁を設置してなり、前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えたとき開となりエンジン負荷が一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料をリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置において、前記リーク油回収管を前記エンジンの給気通路に接続し、該リーク油回収管にその管路を開閉するリーク管開閉弁を設置してなり、前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えたとき開となりエンジン負荷が一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、特にＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を用いるディーゼル機関に適用され、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料を該燃料噴射弁内のリーク油通路を通してリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を加圧し液状態で燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するディーゼル機関においては、液状態でシリンダ内に燃料を噴射する必要があることから、燃料噴射弁への燃料供給系内及び燃料噴射系内の燃料は加圧状態としている。
このため、かかるディーゼル機関の燃料噴射弁においては、加圧状態にある低粘度の低沸点燃料が針弁外周隙間等の間隙部を通して燃料噴射弁の上部へとリーク（漏洩）してくるリーク燃料の量が多くなり、このリーク燃料を大気開放するとエンジンの熱効率が低下することから、該リーク燃料を回収して燃焼に供するようにしている。
【０００３】
通常、燃料噴射弁のリーク燃料を回収する手段としては、特許文献１（特開平９−１１２７３２号公報）に開示されているように、該リーク燃料を燃料供給系に回収して再利用している。
しかしながら、前記のような低沸点燃料を用いるディーゼル機関においては、燃料噴射弁の燃料供給系が加圧状態であるため、軽油や重油を燃料とするディーゼル機関のように燃料噴射弁におけるリーク燃料を、前記特許文献１のように燃料供給系に戻すことをせず、これを気化させて給気通路に導入し、新気（給気）とともに混合気としてシリンダ内に供給し、燃焼せしめる方法が考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１２７３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記低沸点燃料を用いるディーゼル機関において、前記のように燃料噴射弁におけるリーク燃料を給気通路に導入して新気（給気）とする手段の場合は、シリンダ内に供給される混合気はリーク燃料と新気との極めて希薄な混合気であるため、未燃燃料が残存する不完全燃焼が発生し易い。
【０００６】
殊に、シリンダ内への噴射燃料量が少ない低負荷域では、リーク燃料を含む希薄混合気の不完全燃焼を誘起し易い状態にあり、かかるリーク燃料の不完全燃焼によって燃料消費率が増大するとともに、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の有害物質の発生等の、排ガス性能の悪化を招く。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、特に低沸点燃料を用いる内燃機関において、機関の全運転域において燃料噴射弁におけるリーク燃料と新気との希薄混合気の燃焼状態を良好に保持して、燃料消費率を改善し排ガス性能を良化せしめ得る内燃機関のリーク燃料回収装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、エンジン（内燃機関）のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料を該燃料噴射弁内のリーク油通路を通してリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置において、前記リーク油回収管を前記エンジンの給気通路に接続し、該リーク油回収管にその管路を開閉するリーク管開閉弁を設置してなることを特徴とする内燃機関のリーク燃料回収装置を提案する。
【０００９】
請求項２ないし７記載の発明は前記リーク管開閉弁の具体的開閉手段に係り、請求項２記載の発明は請求項１において、前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えたとき開となりエンジン負荷が前記一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２において、好ましくは請求項３記載のように、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、該エンジン負荷検出器から入力されるエンジン負荷の検出値及び該エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数の検出値に基づき、前記リーク管開閉弁を、前記エンジンの所定エンジン回転数において前記エンジン負荷の検出値が一定値を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし前記エンジン負荷の検出値が前記一定値以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなるのがよい。
【００１１】
請求項４記載の発明は請求項１において、前記リーク管開閉弁は、前記リーク油回収管内の圧力が一定値を超えるとき開となり該圧力が前記一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４において、好ましくは請求項５記載のように、前記リーク油回収管内の圧力を検出するリーク管内圧力検出器と、該リーク管内圧力検出器から入力されるリーク油回収管内圧力の検出値に基づき、前記リーク管開閉弁を、前記リーク油回収管内圧力の検出値が一定値を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定値以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなるのがよい。
【００１３】
請求項６及び７の発明は、請求項２及び３の発明と請求項４及び５の発明とを組み合わせたものであり、請求項６記載の発明は請求項１において、前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えかつ前記リーク油回収管内の圧力が一定圧力を超えるとき開となり、前記エンジン負荷が前記一定値以下でかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項６において、好ましくは請求項７記載のように、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、前記リーク油回収管内の圧力を検出するリーク管内圧力検出器と、前記該エンジン負荷検出器から入力されるエンジン負荷の検出値及び前記エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数の検出値及び前記リーク管内圧力検出器から入力されるリーク油回収管内圧力の検出値に基づき、前記エンジンの所定エンジン回転数において前記エンジン負荷の検出値が一定値を超えかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が一定圧力を超えたとき及びエンジン負荷の検出値が前記一定値以下であってかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし、前記エンジン負荷の検出値が一定値以下であってかつリーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなるのがよい。
【００１５】
ＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を加圧し液状態で燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するエンジン（ディーゼルエンジン）においては、前記のように低粘度の前記低沸点燃料を加圧状態にて燃料噴射弁に供給し噴射するため、燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部を通して燃料噴射弁の上部へとリーク（漏洩）してくるリーク燃料の量が多くなる。
【００１６】
然るにかかる発明によれば、燃料噴射弁からのリーク燃料をリーク油回収管を通して給気通路に導き、リーク管開閉弁により該リーク油回収管の管路を開閉制御し、請求項２ないし３のように、エンジンの高負荷域においては、前記リーク管開閉弁を開として、該リーク燃料を給気通路内の給気に混入せしめてエンジンのシリンダ内に供給することにより、前記給気通路で給気と混合しエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができる。
【００１７】
一方、エンジンの低負荷域では希薄予混合気を燃焼させるため、リーク燃料の完全燃焼が困難であることから、前記リーク管開閉弁を閉として給気通路内へのリーク燃料の供給を遮断することにより、リーク燃料の不完全燃焼に伴う燃料消費率の増大や、排ガス状態の悪化を回避することができる。
【００１８】
また、請求項４ないし５のように、リーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉としてリーク燃料を該リーク油回収管内に貯めておき、前記一定圧力に達したときリーク管開閉弁を開として圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給して、低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
【００１９】
また、請求項６ないし７のように構成すれば、エンジンの高負荷域においては前記リーク管開閉弁を開として、リーク燃料を給気通路内の給気に混入せしめてエンジンのシリンダ内に供給することにより、前記給気通路で給気と混合しエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができるとともに、エンジンの低負荷域においてはリーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉とし該一定圧力以上でリーク管開閉弁を開として、圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給し低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
これにより、エンジンの全負荷域において、リーク燃料を良好な燃焼状態で以って燃焼せしめることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は本発明の実施例に係るディーゼル機関用リーク燃料回収装置の平面構成図である。図２は制御ブロック図、図３は燃料噴射弁の断面図である。図４はエンジン負荷に対するリーク管開閉弁の作動説明図、図５はリーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図、図６はエンジン負荷及びリーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。図７は燃料消費率、ＨＣ、ＣＯのリーク燃料回収の有無についての比較線図である。
【００２２】
本発明に係るディーゼル機関用リーク燃料回収装置の全体構成を示す図１において、１００はエンジン（ディーゼル機関）、２は該エンジン１００のシリンダ毎に装着された燃料噴射弁（詳細は後述）、１は各燃料噴射弁２に燃料噴射管３を介して加圧燃料を圧送する燃料噴射ポンプ、４は図示しない燃料タンク及び燃料供給ポンプ側から該燃料噴射ポンプ１に燃料を供給するための燃料供給管である。
７は前記エンジン１００の給気マニホールド、６は該給気マニホールド７に接続される給気管である。
【００２３】
この実施例においては、前記エンジン１００の燃料として、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を使用している。尚、軽油、重油等の燃料の場合も本発明を適用できる。
また、前記燃料噴射ポンプ１の構造は、汎用されている列型ジャーク式燃料噴射ポンプと同様であるので、詳細な構造説明は省略する。
５は前記各燃料噴射弁２内のリーク油通路２８及びリーク油継手２９（図３参照）と前記給気管６とを接続するリーク油回収管である。８は該リーク油回収管５に設けられて該リーク油回収管５の管路を開閉する流量制御可能な電磁弁からなるリーク管開閉弁である。
【００２４】
１０は前記リーク油回収管５内の圧力を検出するリーク管圧力検出器、１１は前記エンジン１００におけるエンジン負荷（エンジン出力）を検出するエンジン負荷検出器、１２は前記エンジン１００におけるエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器、９は詳細を後述するコントローラで、該リーク管圧力検出器１０からのリーク油回収管内の圧力の検出値、エンジン負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値、及びエンジン回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値は前記コントローラ９に入力される。前記コントローラ９の制御信号は制御回線９ａを介して前記リーク管開閉弁８に伝送される。
【００２５】
前記燃料噴射弁２の詳細を示す図３において、２１は弁本体、２４は該弁本体２１の端部にノズルナット３０を介して螺着されたノズルチップ、２５は該ノズルチップ２４の先端部に複数個穿孔された噴孔である。２６は該ノズルチップ２４内に環状に形成された油溜め、２９ａ、２９ｂ、２９ｃは前記弁本体２１内及びノズルチップ２４内に穿孔された燃料通路、３２は前記弁本体２１の上部に固着され内部にフィルタ３２ａが収納された燃料入口継手で、前記燃料噴射ポンプ１から燃料噴射管３を介して圧送された燃料は，前記燃料入口継手３２及び燃料通路２９ａ、２９ｂ、２９ｃを通して該油溜め２６内に供給されるようになっている。
【００２６】
２３は前記ノズルチップ２４内に往復摺動可能に嵌合された針弁であり、該針弁２３の先端部と該ノズルチップ２４に形成されたシート部とが着脱することにより、前記油溜め２６と噴孔２５とを連通及び遮断するようになっている。
２７は針弁ばね室２７ａに収納された針弁ばね、３１は前記針弁２３の上端部と該針弁ばね２７の下端面との間に介装された下部ばね受、２２は前記針弁ばね２７の上端部を支持する上部ばね受で、該針弁ばね２７に設定されたばね力（取付荷重）により前記針弁２３の開弁圧力が決まるようになっている。
２８はリーク油通路で、前記針弁ばね室２７ａから上部ばね受２２の中心部を貫通して、前記リーク油継手２９に接続されている。該リーク油継手２９は前記リーク油回収管５に接続されている。
【００２７】
次に、図２に基づき、かかるリーク燃料回収装置の動作について説明する。
エンジン負荷検出器１１にて検出されたエンジン１００における負荷（出力）の検出値は前記コントローラ９の負荷比較部９２に入力され、エンジン回転数検出器１２にて検出されたエンジン１００における回転数の検出値は前記コントローラ９の回転数比較部９４に入力される。
一方、リーク管圧力検出器１０にて検出されたリーク油回収管５内における圧力の検出値は前記コントローラ９のリーク圧力比較部９６に入力される。
【００２８】
９１は切換負荷設定部で、前記リーク管開閉弁８を開放してリーク油回収管５内に貯められたリーク燃料を給気管６内に供給するエンジン負荷の下限値即ちリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０が、切換回転数設定部９３に設定された切換回転数と関係づけられて設定されている。
即ち、前記切換負荷設定部９１及び切換回転数設定部９３には、図４（Ａ）のように、前記リーク管開閉弁８を開放する高負荷運転域と該リーク管開閉弁８を閉鎖する低負荷運転域との切換点であるリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０がエンジン負荷とエンジン回転数との関数として設定されている。
また９５は切換リーク圧力設定部で、前記リーク管開閉弁８を開放して前記リーク油回収管５内に貯められたリーク燃料を給気管６内に供給するときのリーク油回収管５内の切換圧力Ｐ０が設定されている。
【００２９】
前記負荷比較部９２においては前記エンジン負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値と前記切換負荷設定部９１に設定されているリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０とを比較し、また前記回転数比較部９４においては前記エンジン回転数検出器１１からのエンジン回転数の検出値と前記切換回転数設定部９３に設定された切換回転数とを比較して、これらの比較結果を運転条件開閉弁開度算出部９７に出力する。
また、前記リーク圧力比較部９６においては前記リーク圧力検出器１０からのリーク油回収管内圧力の検出値と前記切換リーク圧力設定部９５に設定されているリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０とを比較し、比較結果をリーク圧力開閉弁開度算出部９８に出力する。
【００３０】
運転条件開閉弁開度算出部９７においては、前記負荷比較部９２におけるエンジン負荷検出値とリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０との比較結果及び回転数比較部９４におけるエンジン回転数検出値とリーク管開閉弁開放切換回転数との比較結果に基づき、前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも大きい場合、つまり図４（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を開とする出力信号を開閉弁設定部９９に出力する。
また、前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも小さい場合、つまり図４（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を閉とする出力信号を開閉弁制御部９９に出力する。
【００３１】
一方、リーク圧力開閉弁開度算出部９８においては、前記リーク圧力比較部９６におけるリーク油回収管内圧力の検出値とリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０との比較結果に基づき、前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも大きい場合、つまり図５（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を開とする出力信号を開閉弁制御部９９に出力する。また、前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも小さい場合、つまり図５（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を閉とする出力信号を開閉弁制御部９９に出力する。
【００３２】
開閉弁制御部９９においては、運転条件開閉弁開度算出部９７から前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも大きく（図４（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にある）前記リーク開閉弁８を開とする出力信号が入力された場合には、前記リーク圧力比較部９６におけるリーク油回収管内圧力の検出値とリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０との比較結果に無関係に、前記リーク管開閉弁８を開放せしめる。
また、前記運転条件開閉弁開度算出部９７から前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも小さく（図４（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にある）前記リーク開閉弁８を開とする出力信号が入力された場合には前記リーク管開閉弁８を閉鎖せしめる。
【００３３】
また、前記開閉弁制御部９９においては、前記リーク圧力開閉弁開度算出部９８から前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも大きく（図５（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にあるとき）前記リーク開閉弁８を開とする出力信号が入力された場合には、前記エンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも小さい場合であっても前記リーク管開閉弁８を開放せしめる。
また前記リーク圧力開閉弁開度算出部９８から前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも小さく（図５（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にあるとき）前記リーク管開閉弁８を閉とする出力信号が入力された場合には、前記リーク管開閉弁８を閉鎖せしめる。
【００３４】
図４（Ｂ）は前記エンジン負荷のみを変化させたときのリーク管開閉弁８の開閉状況を示し、図５（Ｂ）は前記リーク管内圧力のみを変化させたときのリーク管開閉弁８の開閉状況を示し、さらに図６は前記エンジン負荷及びリーク管内圧力を変化させたときのリーク管開閉弁８の開閉状況を時間変化で示す。
【００３５】
また、図７の（Ａ）は本発明のように、リーク燃料回収装置によりリーク燃料を給気管６に回収した場合、（Ｂ）はリーク燃料を外部に放出した場合における燃料消費率（Ａ）、ＨＣ（炭化水素）の排出量、ＣＯ（一酸化炭素）の排出量の比較を示す。
図から明らかなように、本発明の場合はリーク燃料を給気管６に回収することにより燃料消費率（Ａ）を低減することが可能となる。また、本発明の場合は低負荷域においてＨＣ及びＣＯが増大するが、前記のように低負荷域においてリーク管開閉弁８を閉鎖せしめることにより、かかるＨＣ及びＣＯが増大を最小限に抑制できる。
【００３６】
従ってかかる発明によれば、エンジン１００の一定負荷Ｌ０を超える高負荷域においては前記リーク管開閉弁８を開として、リーク燃料を給気管６内の給気に混入せしめてエンジン１００のシリンダ内に供給することにより、前記給気管６内で給気と混合しエンジン１００のシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができる。
また、エンジンの低負荷域においてはリーク油回収管５内の圧力が一定圧力Ｐ０に達するまではリーク管開閉弁８を閉とし該一定圧力Ｐ０以上でリーク管開閉弁を開とすることにより、圧力が上昇したリーク油回収管５内のリーク燃料を給気中に混合せしめて、濃い予混合気をシリンダ内に供給し低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
これにより、エンジンの全負荷域において、リーク燃料を良好な燃焼状態で以って燃焼せしめることができる。
【００３７】
尚、前記リーク管開閉弁８は、前記実施例のように、リーク油回収管内の圧力、エンジン負荷及びエンジン回転数の検出値に基づく開閉制御を行うことなく、該リーク管開閉弁８の開閉切換点を前記エンジンの負荷、あるいはリーク管内圧力によって所要値に設定することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、リーク管開閉弁によりリーク油回収管の管路を開閉制御し、請求項２ないし３のように、エンジンの高負荷域においては、前記リーク管開閉弁を開として、該リーク燃料を給気通路内の給気に混入せしめてエンジンのシリンダ内に供給することにより、前記給気通路で給気と混合しエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができ、エンジンの低負荷域では前記リーク管開閉弁を閉として給気通路内へのリーク燃料の供給を遮断することにより、リーク燃料の不完全燃焼に伴う燃料消費率の増大や、排ガス状態の悪化を回避することができる。
【００３９】
また、請求項４ないし５のように、リーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉としてリーク燃料を該リーク油回収管内に貯めておき、前記一定圧力に達したときリーク管開閉弁を開として圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給して、低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
【００４０】
さらに請求項６ないし７のように、エンジンの高負荷域においては前記リーク管開閉弁を開としてリーク燃料をエンジンのシリンダ内に供給することにより、給気と混合してエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができるとともに、エンジンの低負荷域においてはリーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉とし該一定圧力以上でリーク管開閉弁を開として、圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給でき、低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
これにより、エンジンの全負荷域において、リーク燃料を良好な燃焼状態で以って燃焼せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るディーゼル機関用リーク燃料回収装置の平面構成図である。
【図２】前記リーク燃料回収装置の制御ブロック図である。
【図３】リーク燃料回収装置における燃料噴射弁の断面図である。
【図４】エンジン負荷に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。
【図５】リーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。
【図６】エンジン負荷及びリーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。
【図７】燃料消費率、ＨＣ、ＣＯのリーク燃料回収の有無についての比較線図である。
【符号の説明】
１００ エンジン
１ 燃料噴射ポンプ
２ 燃料噴射弁
３ 燃料噴射管
４ 燃料供給管
５ リーク油回収管
６ 給気管
８ リーク管開閉弁
９ コントローラ
１０ リーク管圧力検出器
１１ エンジン負荷検出器
１２ エンジン回転数検出器
２８ リーク油通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、特にＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を用いるディーゼル機関に適用され、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料を該燃料噴射弁内のリーク油通路を通してリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を加圧し液状態で燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するディーゼル機関においては、液状態でシリンダ内に燃料を噴射する必要があることから、燃料噴射弁への燃料供給系内及び燃料噴射系内の燃料は加圧状態としている。
このため、かかるディーゼル機関の燃料噴射弁においては、加圧状態にある低粘度の低沸点燃料が針弁外周隙間等の間隙部を通して燃料噴射弁の上部へとリーク（漏洩）してくるリーク燃料の量が多くなり、このリーク燃料を大気開放するとエンジンの熱効率が低下することから、該リーク燃料を回収して燃焼に供するようにしている。
【０００３】
通常、燃料噴射弁のリーク燃料を回収する手段としては、特許文献１（特開平９−１１２７３２号公報）に開示されているように、該リーク燃料を燃料供給系に回収して再利用している。
しかしながら、前記のような低沸点燃料を用いるディーゼル機関においては、燃料噴射弁の燃料供給系が加圧状態であるため、軽油や重油を燃料とするディーゼル機関のように燃料噴射弁におけるリーク燃料を、前記特許文献１のように燃料供給系に戻すことをせず、これを気化させて給気通路に導入し、新気（給気）とともに混合気としてシリンダ内に供給し、燃焼せしめる方法が考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１２７３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記低沸点燃料を用いるディーゼル機関において、前記のように燃料噴射弁におけるリーク燃料を給気通路に導入して新気（給気）とする手段の場合は、シリンダ内に供給される混合気はリーク燃料と新気との極めて希薄な混合気であるため、未燃燃料が残存する不完全燃焼が発生し易い。
【０００６】
殊に、シリンダ内への噴射燃料量が少ない低負荷域では、リーク燃料を含む希薄混合気の不完全燃焼を誘起し易い状態にあり、かかるリーク燃料の不完全燃焼によって燃料消費率が増大するとともに、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の有害物質の発生等の、排ガス性能の悪化を招く。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、特に低沸点燃料を用いる内燃機関において、機関の全運転域において燃料噴射弁におけるリーク燃料と新気との希薄混合気の燃焼状態を良好に保持して、燃料消費率を改善し排ガス性能を良化せしめ得る内燃機関のリーク燃料回収装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、エンジン（内燃機関）のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料を該燃料噴射弁内のリーク油通路を通してリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置において、前記リーク油回収管を前記エンジンの給気通路に接続し、該リーク油回収管にその管路を開閉するリーク管開閉弁を設置してなることを特徴とする内燃機関のリーク燃料回収装置を提案する。
【０００９】
請求項２ないし７記載の発明は前記リーク管開閉弁の具体的開閉手段に係り、請求項２記載の発明は請求項１において、前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えたとき開となりエンジン負荷が前記一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２において、好ましくは請求項３記載のように、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、該エンジン負荷検出器から入力されるエンジン負荷の検出値及び該エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数の検出値に基づき、前記リーク管開閉弁を、前記エンジンの所定エンジン回転数において前記エンジン負荷の検出値が一定値を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし前記エンジン負荷の検出値が前記一定値以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなるのがよい。
【００１１】
請求項４記載の発明は請求項１において、前記リーク管開閉弁は、前記リーク油回収管内の圧力が一定値を超えるとき開となり該圧力が前記一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４において、好ましくは請求項５記載のように、前記リーク油回収管内の圧力を検出するリーク管内圧力検出器と、該リーク管内圧力検出器から入力されるリーク油回収管内圧力の検出値に基づき、前記リーク管開閉弁を、前記リーク油回収管内圧力の検出値が一定値を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定値以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなるのがよい。
【００１３】
請求項６及び７の発明は、請求項２及び３の発明と請求項４及び５の発明とを組み合わせたものであり、請求項６記載の発明は請求項１において、前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えかつ前記リーク油回収管内の圧力が一定圧力を超えるとき開となり、前記エンジン負荷が前記一定値以下でかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項６において、好ましくは請求項７記載のように、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、前記リーク油回収管内の圧力を検出するリーク管内圧力検出器と、前記該エンジン負荷検出器から入力されるエンジン負荷の検出値及び前記エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数の検出値及び前記リーク管内圧力検出器から入力されるリーク油回収管内圧力の検出値に基づき、前記エンジンの所定エンジン回転数において前記エンジン負荷の検出値が一定値を超えかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が一定圧力を超えたとき及びエンジン負荷の検出値が前記一定値以下であってかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし、前記エンジン負荷の検出値が一定値以下であってかつリーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなるのがよい。
【００１５】
ＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を加圧し液状態で燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するエンジン（ディーゼルエンジン）においては、前記のように低粘度の前記低沸点燃料を加圧状態にて燃料噴射弁に供給し噴射するため、燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部を通して燃料噴射弁の上部へとリーク（漏洩）してくるリーク燃料の量が多くなる。
【００１６】
然るにかかる発明によれば、燃料噴射弁からのリーク燃料をリーク油回収管を通して給気通路に導き、リーク管開閉弁により該リーク油回収管の管路を開閉制御し、請求項２ないし３のように、エンジンの高負荷域においては、前記リーク管開閉弁を開として、該リーク燃料を給気通路内の給気に混入せしめてエンジンのシリンダ内に供給することにより、前記給気通路で給気と混合しエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができる。
【００１７】
一方、エンジンの低負荷域では希薄予混合気を燃焼させるため、リーク燃料の完全燃焼が困難であることから、前記リーク管開閉弁を閉として給気通路内へのリーク燃料の供給を遮断することにより、リーク燃料の不完全燃焼に伴う燃料消費率の増大や、排ガス状態の悪化を回避することができる。
【００１８】
また、請求項４ないし５のように、リーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉としてリーク燃料を該リーク油回収管内に貯めておき、前記一定圧力に達したときリーク管開閉弁を開として圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給して、低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
【００１９】
また、請求項６ないし７のように構成すれば、エンジンの高負荷域においては前記リーク管開閉弁を開として、リーク燃料を給気通路内の給気に混入せしめてエンジンのシリンダ内に供給することにより、前記給気通路で給気と混合しエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができるとともに、エンジンの低負荷域においてはリーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉とし該一定圧力以上でリーク管開閉弁を開として、圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給し低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
これにより、エンジンの全負荷域において、リーク燃料を良好な燃焼状態で以って燃焼せしめることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は本発明の実施例に係るディーゼル機関用リーク燃料回収装置の平面構成図である。図２は制御ブロック図、図３は燃料噴射弁の断面図である。図４はエンジン負荷に対するリーク管開閉弁の作動説明図、図５はリーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図、図６はエンジン負荷及びリーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。図７は燃料消費率、ＨＣ、ＣＯのリーク燃料回収の有無についての比較線図である。
【００２２】
本発明に係るディーゼル機関用リーク燃料回収装置の全体構成を示す図１において、１００はエンジン（ディーゼル機関）、２は該エンジン１００のシリンダ毎に装着された燃料噴射弁（詳細は後述）、１は各燃料噴射弁２に燃料噴射管３を介して加圧燃料を圧送する燃料噴射ポンプ、４は図示しない燃料タンク及び燃料供給ポンプ側から該燃料噴射ポンプ１に燃料を供給するための燃料供給管である。
７は前記エンジン１００の給気マニホールド、６は該給気マニホールド７に接続される給気管である。
【００２３】
この実施例においては、前記エンジン１００の燃料として、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料等の低沸点燃料を使用している。尚、軽油、重油等の燃料の場合も本発明を適用できる。
また、前記燃料噴射ポンプ１の構造は、汎用されている列型ジャーク式燃料噴射ポンプと同様であるので、詳細な構造説明は省略する。
５は前記各燃料噴射弁２内のリーク油通路２８及びリーク油継手２９（図３参照）と前記給気管６とを接続するリーク油回収管である。８は該リーク油回収管５に設けられて該リーク油回収管５の管路を開閉する流量制御可能な電磁弁からなるリーク管開閉弁である。
【００２４】
１０は前記リーク油回収管５内の圧力を検出するリーク管圧力検出器、１１は前記エンジン１００におけるエンジン負荷（エンジン出力）を検出するエンジン負荷検出器、１２は前記エンジン１００におけるエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器、９は詳細を後述するコントローラで、該リーク管圧力検出器１０からのリーク油回収管内の圧力の検出値、エンジン負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値、及びエンジン回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値は前記コントローラ９に入力される。前記コントローラ９の制御信号は制御回線９ａを介して前記リーク管開閉弁８に伝送される。
【００２５】
前記燃料噴射弁２の詳細を示す図３において、２１は弁本体、２４は該弁本体２１の端部にノズルナット３０を介して螺着されたノズルチップ、２５は該ノズルチップ２４の先端部に複数個穿孔された噴孔である。２６は該ノズルチップ２４内に環状に形成された油溜め、２９ａ、２９ｂ、２９ｃは前記弁本体２１内及びノズルチップ２４内に穿孔された燃料通路、３２は前記弁本体２１の上部に固着され内部にフィルタ３２ａが収納された燃料入口継手で、前記燃料噴射ポンプ１から燃料噴射管３を介して圧送された燃料は，前記燃料入口継手３２及び燃料通路２９ａ、２９ｂ、２９ｃを通して該油溜め２６内に供給されるようになっている。
【００２６】
２３は前記ノズルチップ２４内に往復摺動可能に嵌合された針弁であり、該針弁２３の先端部と該ノズルチップ２４に形成されたシート部とが着脱することにより、前記油溜め２６と噴孔２５とを連通及び遮断するようになっている。
２７は針弁ばね室２７ａに収納された針弁ばね、３１は前記針弁２３の上端部と該針弁ばね２７の下端面との間に介装された下部ばね受、２２は前記針弁ばね２７の上端部を支持する上部ばね受で、該針弁ばね２７に設定されたばね力（取付荷重）により前記針弁２３の開弁圧力が決まるようになっている。
２８はリーク油通路で、前記針弁ばね室２７ａから上部ばね受２２の中心部を貫通して、前記リーク油継手２９に接続されている。該リーク油継手２９は前記リーク油回収管５に接続されている。
【００２７】
次に、図２に基づき、かかるリーク燃料回収装置の動作について説明する。
エンジン負荷検出器１１にて検出されたエンジン１００における負荷（出力）の検出値は前記コントローラ９の負荷比較部９２に入力され、エンジン回転数検出器１２にて検出されたエンジン１００における回転数の検出値は前記コントローラ９の回転数比較部９４に入力される。
一方、リーク管圧力検出器１０にて検出されたリーク油回収管５内における圧力の検出値は前記コントローラ９のリーク圧力比較部９６に入力される。
【００２８】
９１は切換負荷設定部で、前記リーク管開閉弁８を開放してリーク油回収管５内に貯められたリーク燃料を給気管６内に供給するエンジン負荷の下限値即ちリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０が、切換回転数設定部９３に設定された切換回転数と関係づけられて設定されている。
即ち、前記切換負荷設定部９１及び切換回転数設定部９３には、図４（Ａ）のように、前記リーク管開閉弁８を開放する高負荷運転域と該リーク管開閉弁８を閉鎖する低負荷運転域との切換点であるリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０がエンジン負荷とエンジン回転数との関数として設定されている。
また９５は切換リーク圧力設定部で、前記リーク管開閉弁８を開放して前記リーク油回収管５内に貯められたリーク燃料を給気管６内に供給するときのリーク油回収管５内の切換圧力Ｐ０が設定されている。
【００２９】
前記負荷比較部９２においては前記エンジン負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値と前記切換負荷設定部９１に設定されているリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０とを比較し、また前記回転数比較部９４においては前記エンジン回転数検出器１１からのエンジン回転数の検出値と前記切換回転数設定部９３に設定された切換回転数とを比較して、これらの比較結果を運転条件開閉弁開度算出部９７に出力する。
また、前記リーク圧力比較部９６においては前記リーク圧力検出器１０からのリーク油回収管内圧力の検出値と前記切換リーク圧力設定部９５に設定されているリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０とを比較し、比較結果をリーク圧力開閉弁開度算出部９８に出力する。
【００３０】
運転条件開閉弁開度算出部９７においては、前記負荷比較部９２におけるエンジン負荷検出値とリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０との比較結果及び回転数比較部９４におけるエンジン回転数検出値とリーク管開閉弁開放切換回転数との比較結果に基づき、前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも大きい場合、つまり図４（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を開とする出力信号を開閉弁設定部９９に出力する。
また、前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも小さい場合、つまり図４（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を閉とする出力信号を開閉弁制御部９９に出力する。
【００３１】
一方、リーク圧力開閉弁開度算出部９８においては、前記リーク圧力比較部９６におけるリーク油回収管内圧力の検出値とリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０との比較結果に基づき、前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも大きい場合、つまり図５（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を開とする出力信号を開閉弁制御部９９に出力する。また、前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも小さい場合、つまり図５（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にあるときには、前記リーク開閉弁８を閉とする出力信号を開閉弁制御部９９に出力する。
【００３２】
開閉弁制御部９９においては、運転条件開閉弁開度算出部９７から前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも大きく（図４（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にある）前記リーク開閉弁８を開とする出力信号が入力された場合には、前記リーク圧力比較部９６におけるリーク油回収管内圧力の検出値とリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０との比較結果に無関係に、前記リーク管開閉弁８を開放せしめる。
また、前記運転条件開閉弁開度算出部９７から前記エンジン回転数検出値に対応するエンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも小さく（図４（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にある）前記リーク開閉弁８を開とする出力信号が入力された場合には前記リーク管開閉弁８を閉鎖せしめる。
【００３３】
また、前記開閉弁制御部９９においては、前記リーク圧力開閉弁開度算出部９８から前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも大きく（図５（Ａ）においてリーク開閉弁開の領域にあるとき）前記リーク開閉弁８を開とする出力信号が入力された場合には、前記エンジン負荷検出値がリーク管開閉弁開放切換負荷Ｌ０よりも小さい場合であっても前記リーク管開閉弁８を開放せしめる。
また前記リーク圧力開閉弁開度算出部９８から前記リーク油回収管内圧力の検出値がリーク管開閉弁開放切換圧力Ｐ０よりも小さく（図５（Ａ）においてリーク開閉弁閉の領域にあるとき）前記リーク管開閉弁８を閉とする出力信号が入力された場合には、前記リーク管開閉弁８を閉鎖せしめる。
【００３４】
図４（Ｂ）は前記エンジン負荷のみを変化させたときのリーク管開閉弁８の開閉状況を示し、図５（Ｂ）は前記リーク管内圧力のみを変化させたときのリーク管開閉弁８の開閉状況を示し、さらに図６は前記エンジン負荷及びリーク管内圧力を変化させたときのリーク管開閉弁８の開閉状況を時間変化で示す。
【００３５】
また、図７の（Ａ）は本発明のように、リーク燃料回収装置によりリーク燃料を給気管６に回収した場合、（Ｂ）はリーク燃料を外部に放出した場合における燃料消費率（Ａ）、ＨＣ（炭化水素）の排出量、ＣＯ（一酸化炭素）の排出量の比較を示す。
図から明らかなように、本発明の場合はリーク燃料を給気管６に回収することにより燃料消費率（Ａ）を低減することが可能となる。また、本発明の場合は低負荷域においてＨＣ及びＣＯが増大するが、前記のように低負荷域においてリーク管開閉弁８を閉鎖せしめることにより、かかるＨＣ及びＣＯが増大を最小限に抑制できる。
【００３６】
従ってかかる発明によれば、エンジン１００の一定負荷Ｌ０を超える高負荷域においては前記リーク管開閉弁８を開として、リーク燃料を給気管６内の給気に混入せしめてエンジン１００のシリンダ内に供給することにより、前記給気管６内で給気と混合しエンジン１００のシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができる。
また、エンジンの低負荷域においてはリーク油回収管５内の圧力が一定圧力Ｐ０に達するまではリーク管開閉弁８を閉とし該一定圧力Ｐ０以上でリーク管開閉弁を開とすることにより、圧力が上昇したリーク油回収管５内のリーク燃料を給気中に混合せしめて、濃い予混合気をシリンダ内に供給し低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
これにより、エンジンの全負荷域において、リーク燃料を良好な燃焼状態で以って燃焼せしめることができる。
【００３７】
尚、前記リーク管開閉弁８は、前記実施例のように、リーク油回収管内の圧力、エンジン負荷及びエンジン回転数の検出値に基づく開閉制御を行うことなく、該リーク管開閉弁８の開閉切換点を前記エンジンの負荷、あるいはリーク管内圧力によって所要値に設定することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、リーク管開閉弁によりリーク油回収管の管路を開閉制御し、請求項２ないし３のように、エンジンの高負荷域においては、前記リーク管開閉弁を開として、該リーク燃料を給気通路内の給気に混入せしめてエンジンのシリンダ内に供給することにより、前記給気通路で給気と混合しエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができ、エンジンの低負荷域では前記リーク管開閉弁を閉として給気通路内へのリーク燃料の供給を遮断することにより、リーク燃料の不完全燃焼に伴う燃料消費率の増大や、排ガス状態の悪化を回避することができる。
【００３９】
また、請求項４ないし５のように、リーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉としてリーク燃料を該リーク油回収管内に貯めておき、前記一定圧力に達したときリーク管開閉弁を開として圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給して、低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
【００４０】
さらに請求項６ないし７のように、エンジンの高負荷域においては前記リーク管開閉弁を開としてリーク燃料をエンジンのシリンダ内に供給することにより、給気と混合してエンジンのシリンダに導入されたリーク燃料が該シリンダ内で未燃分を残すことなく良好な燃焼をなすことができるとともに、エンジンの低負荷域においてはリーク油回収管内の圧力が一定圧力に達するまではリーク管開閉弁を閉とし該一定圧力以上でリーク管開閉弁を開として、圧力が上昇したリーク油回収管内のリーク燃料を給気中に混合せしめることにより、濃い予混合気をシリンダ内に供給でき、低負荷域でも未燃分の少ない良好な燃焼を実現することが可能となる。
これにより、エンジンの全負荷域において、リーク燃料を良好な燃焼状態で以って燃焼せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るディーゼル機関用リーク燃料回収装置の平面構成図である。
【図２】前記リーク燃料回収装置の制御ブロック図である。
【図３】リーク燃料回収装置における燃料噴射弁の断面図である。
【図４】エンジン負荷に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。
【図５】リーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。
【図６】エンジン負荷及びリーク回収管内圧力に対するリーク管開閉弁の作動説明図である。
【図７】燃料消費率、ＨＣ、ＣＯのリーク燃料回収の有無についての比較線図である。
【符号の説明】
１００ エンジン
１ 燃料噴射ポンプ
２ 燃料噴射弁
３ 燃料噴射管
４ 燃料供給管
５ リーク油回収管
６ 給気管
８ リーク管開閉弁
９ コントローラ
１０ リーク管圧力検出器
１１ エンジン負荷検出器
１２ エンジン回転数検出器
２８ リーク油通路
Claims (7)
- エンジン（内燃機関）のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁の針弁外周隙間等の間隙部から漏洩したリーク燃料を該燃料噴射弁内のリーク油通路を通してリーク油回収管に回収するように構成された内燃機関のリーク燃料回収装置において、前記リーク油回収管を前記エンジンの給気通路に接続し、該リーク油回収管にその管路を開閉するリーク管開閉弁を設置してなることを特徴とする内燃機関のリーク燃料回収装置。
- 前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えたとき開となりエンジン負荷が前記一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のリーク燃料回収装置。
- 前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、該エンジン負荷検出器から入力されるエンジン負荷の検出値及び該エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数の検出値に基づき、前記リーク管開閉弁を、前記エンジンの所定エンジン回転数において前記エンジン負荷の検出値が一定値を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし前記エンジン負荷の検出値が前記一定値以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のリーク燃料回収装置。
- 前記リーク管開閉弁は、前記リーク油回収管内の圧力が一定値を超えるとき開となり該圧力が前記一定値以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のリーク燃料回収装置。
- 前記リーク油回収管内の圧力を検出するリーク管内圧力検出器と、該リーク管内圧力検出器から入力されるリーク油回収管内圧力の検出値に基づき、前記リーク管開閉弁を、前記リーク油回収管内圧力の検出値が一定値を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定値以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のリーク燃料回収装置。
- 前記リーク管開閉弁は、前記エンジンの所定エンジン回転数に対しエンジン負荷が一定値を超えかつ前記リーク油回収管内の圧力が一定圧力を超えるとき開となり、前記エンジン負荷が前記一定値以下でかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力以下のとき閉となるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のリーク燃料回収装置。
- 前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、前記リーク油回収管内の圧力を検出するリーク管内圧力検出器と、前記該エンジン負荷検出器から入力されるエンジン負荷の検出値及び前記エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数の検出値及び前記リーク管内圧力検出器から入力されるリーク油回収管内圧力の検出値に基づき、前記エンジンの所定エンジン回転数において前記エンジン負荷の検出値が一定値を超えかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が一定圧力を超えたとき及びエンジン負荷の検出値が前記一定値以下であってかつ前記リーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力を超えたとき前記リーク管開閉弁を開とし、前記エンジン負荷の検出値が一定値以下であってかつリーク油回収管内圧力の検出値が前記一定圧力以下のとき前記リーク管開閉弁を閉となるように開閉制御するコントローラとを備えてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のリーク燃料回収装置。
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