JP2008255982A - インジェクション・システム内の切り替え弁ユニットの温度調整法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンパクトでありながら重油でも機能可能なインジェクション・システムのインジェクタを提供する。
【解決手段】圧力制御式インジェクション・バルブ(２)および、圧力のかけられた燃料を貯蔵する蓄圧器(４)を備える、内燃機関のためのインジェクション装置(１)を提供する。インジェクションの制御とコントロールは、対応した切り替え弁(３)を介して行われ、該切り替え弁(３)には温度調整装置(５)が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のためのインジェクション装置、特にインジェクション装置の切り替え弁ユニットの温度調整技術に関する。
コモンレール・インジェクション・システムにおいては、インジェクション・バルブの制御は切り替え弁、たとえば電気制御式２／２切り替え弁などを介して行われる。その際切り替え弁はインジェクタ内またはインジェクタ以外のところに配置される。
船舶エンジンにコモンレール・システムを使用する際、つまり、重油(ＨＦＯ)など高粘度の燃料を使用する際には次のような問題がある。すなわち、重油でコールドスタートする場合には、切り替え弁の切り替え性を確保するために切り替え弁を加熱する必要がある。内燃機関運転の際には、適切な粘度を確保するために重油が加熱される。切り替え弁には電気制御可能な磁石が設けられている。高温の重油による磁石の損傷を回避するため、磁石は高温の重油から遠ざけて配置する必要がある。そのために、たとえば、切り替え弁とインジェクタのノズルニードルとの間に長いピストンロッドが用いられる。
本発明の課題は、コンパクトでありながら重油でも機能可能なインジェクション・システムのインジェクタを提供することである。
この課題は、独立請求項に記載の発明により解決できる。本発明の好適な実施形態は従属請求項から理解できる。
本発明により、圧力制御式インジェクション・バルブおよび蓄圧器を備えた内燃機関のためのインジェクション装置が提供される。該蓄圧器には、圧力がかけられた燃料が貯蔵される。インジェクション・バルブと蓄圧器との間には、インジェクション・バルブと蓄圧器との間の流体接続を制御する切り替え弁が設けられている。
温度調整装置は、該切り替え弁の加熱および／または冷却を行うものである。そのため該温度調整装置を、コールドスタート時における切り替え弁加熱に利用することができる。また、本発明により切り替え弁の冷却も可能であるため、切り替え弁の磁石を、加熱された重油をガイドする部品の直近に配置することができる。つまり、該温度調整装置により、加熱されて通常はおよそ１２０℃になる重油の温度が切り替え弁の磁石に影響を与えることを防止することができる。
本発明を、以下に好適な実施形態を例に、図を参照しながら説明する。
図１には、下端にインジェクション・バルブ２を持つインジェクタ６を備えた、インジェクション装置１を示す。インジェクタ６は圧力制御式インジェクタであり、下部圧力室１０に燃料圧力がある際に開く。
燃料リザーバまたは貯蔵室(図示せず)内に存在する燃料は、燃料ガイドを介して、およそ６００〜２５００ｂａｒの圧力がかけられた貯蔵室内に送り込まれる。該貯蔵室に接続された、たとえば２／２切り替え弁として具現化できる切り替え弁３は、該切り替え弁の設定に応じて燃料をインジェクタ６に送り込む。ノズルニードル７における燃料圧力により、ノズルニードル７はスプリング８のバネ圧力に対抗して動き、それによりインジェクション断面(流路)が開いて燃料が燃焼室に入る。
切り替え弁３には、フィード管およびリターン管を介してフルードを温度調整装置５内に循環させる温度調整装置５が配置されている。該温度調整装置は、燃焼機関の運転状態に応じて加熱または冷却することができるため、切り替え弁は最適な温度となる。この温度調整により一方では、電気制御装置の磁石が保護され、他方ではコールドスタート時に高粘度重油が、流動可能な状態に保持される。場合によっては、切り替え弁と、高温の重油をガイドする部品との間に適切な断熱材をセットすることにより、温度調整機能を支援することもできる。
図２に示された圧力制御式インジェクタは、切り替え弁３がインジェクタ６内に収納されているところが図１とは異なる。
図３および図４には本発明のインジェクション装置のさらなる実施形態、すなわちストローク制御式インジェクタ６が図示されている。ストローク制御式インジェクタ６は、ノズルニードル７の位置が、上部圧力室９と下部圧力室１０との圧力関係により制御される点が図１および図２の実施形態とは異なる。図３の往復ピストン１１は比較的長い構成になっているが、往復ピストン１１は図４に示すように短く構成することもできる。しかしながら、往復ピストンが短いと切り替え弁が高温の重油から受ける温度の影響が高まるため、重油の温度調節コストが高くなる。図４の実施形態においては、一つの貯蔵室または蓄圧器４がインジェクタ６に組み込まれている。
外部切り替え弁を備えた圧力制御式インジェクタを示す図である。 内部切り替え弁を備えた圧力制御式インジェクタを示す図である。 内部切り替え弁および長いプッシュロッドを備えたストローク制御式インジェクタを示す図である。 内部切り替え弁および短いプッシュロッドを備えたストローク制御式インジェクタを示す図である。
符号の説明
１ インジェクション装置
２ インジェクション・バルブ
３ 切り替え弁
４ 蓄圧器
５ 温度調整装置
６ インジェクタ
７ ノズルニードル
８ スプリング
９ 上部圧力室
１０ 下部圧力室
１１ 往復ピストン

Claims (11)

  1. インジェクション・バルブ(２)および圧力がかけられた燃料を貯蔵しておく蓄圧器(４)を備え、さらにインジェクション制御のための切り替え弁(３)が備わっている、内燃機関のためのインジェクション装置(１)において、
    該切り替え弁(３)に温度調整装置(５)が備わっていることを特徴とするインジェクション装置。
  2. 前記温度調整装置(５)が切り替え弁(３)に配置されており、該温度調整装置(５)は、フルードが中を循環することにより温度が決定される中空体を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインジェクション装置。
  3. 前記フルードが水、オイルまたは燃料であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインジェクション装置。
  4. 前記フルードがノズルまたはエンジンの温度調整にも用いられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインジェクション装置。
  5. 前記温度調整装置(５)が、熱電効果により温度調整を行う装置であることを特徴とする請求項１に記載のインジェクション装置。
  6. 前記温度調整装置が、ペルチェ効果に基づいて機能することを特徴とする請求項５に記載のインジェクション装置。
  7. 前記切り替え弁が、２／２切り替え弁、または、３／２切り替え弁、または２／２切り替え弁と３／２切り替え弁とを組み合わせたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のインジェクション装置。
  8. 前記温度調整装置(５)が加熱および／または冷却を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のインジェクション装置。
  9. 前記インジェクション・バルブ(２)が圧力制御式またはストローク制御式で構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のインジェクション装置。
  10. 前記切り替え弁(３)がインジェクション・バルブ(２)と蓄圧器(４)との間に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のインジェクション装置。
  11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のインジェクション装置を備えることを特徴とする内燃機関。
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