JP2015151963A

JP2015151963A - 液体燃料供給システム

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Publication number: JP2015151963A
Application number: JP2014027888A
Authority: JP
Inventors: 耕之駒田; Koyuki Komada; 壮太渡邉; Sota Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: CN105899786A; JP6280763B2; KR20160098416A; KR101854058B1; CN105899786B; WO2015122325A1

Abstract

【課題】少量の液体燃料を安定して供給できる液体燃料供給システムを提供する。
【解決手段】液体燃料供給システムは、燃焼室に液体燃料を噴射する噴射弁と、噴射弁から燃焼室に噴射される液体燃料の噴射圧力を調整可能な制御装置と、を備える。噴射圧力は、噴射弁からの液体燃料の噴射が開始されるときの液体燃料の開始時噴射圧力を含む。制御装置は、燃焼室に液体燃料及び気体燃料の両方が供給されるガスモードにおける開始時噴射圧力が、燃焼室に液体燃料が供給され気体燃料が供給されないディーゼルモードにおける開始時噴射圧力よりも高くなるように調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デュアルフューエルエンジンの液体燃料供給システムに関する。

例えば船舶の動力源として、特許文献１に開示されているような、液体燃料及び気体燃料の両方を使って動力を発生するデュアルフューエルエンジン（二元燃料エンジン）が知られている。

特許第３４３２０９８号

デュアルフューエルエンジンは、液体燃料（燃料油）のみを使うディーゼルモード（燃料油専用モード）と、液体燃料及び気体燃料（可燃性ガス）の両方を使うガスモード（二種燃料モード）とのそれぞれで作動可能である。ディーゼルモードは、燃焼室に液体燃料を供給して、その供給された液体燃料を燃焼させる方式である。ガスモードは、燃焼室に供給された少量の液体燃料によるパイロット火炎を起点として、燃焼室に任意のタイミングで供給された気体燃料を着火させて燃焼させる方式である。

ガスモードにおいて、パイロット火炎を生成するための液体燃料の供給量の制御が精度良く行われないと、デュアルフューエルエンジンの性能が低下する可能性がある。例えば、液体燃料の供給量が過大であると、液体燃料の消費量が増大し、ＮＯｘが生成される可能性が高くなる。一方、液体燃料の供給量が過少であると、一定量の液体燃料を安定して供給することが困難となったり、液体燃料の噴射口に異物が付着して液体燃料を円滑に供給できなくなったりする可能性がある。

本発明は、少量の液体燃料を安定して供給できるデュアルフューエルエンジンの液体燃料供給システムを提供することを目的とする。

本発明に係る液体燃料供給システムは、デュアルフューエルエンジンの燃焼室に液体燃料を供給する液体燃料供給システムであって、前記燃焼室に前記液体燃料を噴射する噴射弁と、前記噴射弁から前記燃焼室に噴射される前記液体燃料の噴射圧力を調整可能な制御装置と、を備え、前記噴射圧力は、前記噴射弁からの前記液体燃料の噴射が開始されるときの前記液体燃料の開始時噴射圧力を含み、前記制御装置は、前記燃焼室に前記液体燃料及び前記気体燃料の両方が供給されるガスモードにおける前記開始時噴射圧力が、前記燃焼室に前記液体燃料が供給され気体燃料が供給されないディーゼルモードにおける前記開始時噴射圧力よりも高くなるように調整する。

本発明によれば、燃焼室に液体燃料を噴射する場合において、噴射弁からの液体燃料の噴射が開始されるときの液体燃料の開始時噴射圧力を、ガスモードのほうがディーゼルモードよりも高くなるように調整することで、噴射弁の噴射口に異物が付着することを抑制しつつ、少量の液体燃料を安定して供給することができる。

本発明に係る液体燃料供給システムにおいて、ピストンを有し、前記噴射弁に前記液体燃料を供給可能なポンプと、前記ピストンを作動可能な作動液体が満たされる高圧通路と、前記高圧通路の内側位置と外側位置との間を移動可能であり、前記内側位置に配置されて前記高圧通路を閉じ、前記外側位置に配置されて前記高圧通路を開く主弁と、前記高圧通路と接続可能であり、前記高圧通路と接続された状態で前記高圧通路から前記主弁に供給される前記作動液体が流れる供給通路と、前記供給通路と接続可能なスピル通路と、前記供給通路と前記高圧通路とを接続して前記主弁が前記内側位置に配置される状態、及び前記供給通路と前記スピル通路とを接続して前記主弁が前記外側位置に配置される状態の一方から他方に切り替えるメイン電磁弁と、前記スピル通路に配置され、前記供給通路から流出する前記作動液体の流量を調整して、前記主弁が前記内側位置から前記外側位置に向かって移動するときの前記主弁の移動速度を調整可能なサブ電磁弁と、を備え、前記制御装置は、前記メイン電磁弁及び前記サブ電磁弁を制御して、前記噴射圧力を調整し、前記ディーゼルモードにおいて前記主弁が第１速度で前記内側位置から移動し、前記ガスモードにおいて前記主弁が前記第１速度よりも高い第２速度で前記内側位置から移動するように前記メイン電磁弁及び前記サブ電磁弁を制御することによって、前記ディーゼルモード及び前記ガスモードのそれぞれにおける前記開始時噴射圧力を調整してもよい。メイン電磁弁とサブ電磁弁とを備えた液体燃料供給システムにおいて、メイン電磁弁の作動により主弁が移動して高圧通路を開閉する。供給通路と高圧通路とが接続されて主弁に作動液体が供給されることにより、主弁が高圧通路の内側に移動して高圧通路を閉じる。一方、供給通路とスピル通路とが接続されて供給通路の作動液体がスピル通路に流出することにより、主弁が高圧通路の外側に移動して高圧通路を開ける。これにより、ポンプのピストンが作動して噴射弁に液体燃料が供給され、噴射弁から液体燃料が噴射される。スピル通路にはサブ電磁弁が配置される。高圧通路が開くように主弁が移動するとき、サブ電磁弁は、供給通路から流出する作動液体の流量を調整する。作動流体の流量が調整されることによって、主弁の移動速度が調整される。ガスモードにおいて、主弁は高圧通路から高速な第２速度で移動する。これにより、ピストンに作用する高圧通路の作動液体の圧力は急激に変化し、その結果、噴射弁から液体燃料が高速度で噴射する。そのため、噴射弁から少量の液体燃料を噴射する場合においても、噴射弁の噴射口に異物が付着することを抑制して、少量の液体燃料を安定して供給することができる。

本発明に係る液体燃料供給システムにおいて、前記スピル通路は、クイックスピル通路と、前記クイックスピル通路よりも狭いスロースピル通路と、を含み、前記サブ電磁弁は、前記供給通路からの前記作動液体が前記クイックスピル通路を流れる状態、及び前記供給通路からの前記作動液体が前記クイックスピル通路を流れない状態の一方から他方に切り替えてもよい。供給通路からの作動液体がクイックスピル通路及びスロースピル通路の両方に流れることにより、供給通路の作動液体は、その供給通路から急激に流出する。これにより、主弁は高速度で移動することができる。一方、供給通路からの作動液体がスロースピル通路のみに流れることにより、供給通路の作動液体は、その供給通路から緩やかに流出する。これにより、主弁は低速度で移動することができる。

本発明に係る液体燃料供給システムにおいて、前記サブ電磁弁は、ソレノイドを含んでもよい。ソレノイドにより、サブ電磁弁の作動速度が調整されるため、主弁の移動速度を細かく調整することができる。

本発明に係る液体燃料供給システムにおいて、前記ディーゼルモードにおいて、前記主弁は、前記内側位置から前記外側位置までの移動期間の前期において前記第１速度で移動し、前記移動期間の後期において前記第１速度よりも高い速度で移動してもよい。主弁の移動期間の前期において主弁を低速な第１速度で移動することにより、液体燃料が噴射される噴射期間の前期において噴射弁から噴射される液体燃料の噴射量（噴射率）が低減される。これにより、燃焼温度が低減され、例えばＮＯｘの生成が抑制される。主弁の移動期間の後期において主弁を高速度で移動することにより、噴射期間の後期において噴射量が増大し、ディーゼルモードにおいて燃焼に必要な液体燃料が燃焼室に供給される。

本発明に係るデュアルフューエルエンジンの液体燃料供給システムによれば、少量の液体燃料を安定して供給することができる。

図１は、本実施形態に係るデュアルフューエルエンジンの一例を示す模式図である。図２は、本実施形態に係るデュアルフューエルエンジンの動作の一例を示す模式図である。図３は、ガスモードにおいて燃焼室に燃料が噴射されている状態の一例を模式的に示す平面図である。図４は、ガスモードにおいて燃料が燃焼している状態の一例を模式的に示す図である。図５は、ガスモードにおいて燃料が燃焼している状態の一例を模式的に示す平面図である。図６は、本実施形態に係る液体燃料供給システムの一例を示す断面図である。図７は、本実施形態に係る液体燃料供給システムの動作の一例を示す図である。図８は、本実施形態に係る液体燃料供給システムの動作の一例を示す図である。図９は、本実施形態に係る液体燃料供給システムの動作の一例を示す図である。図１０は、本実施形態に係るサブ電磁弁の一例を示す図である。図１１は、本実施形態に係るディーゼルモードにおけるメイン電磁弁及びサブ電磁弁の動作の一例を説明するための図である。図１２は、本実施形態に係るガスモードにおけるメイン電磁弁及びサブ電磁弁の動作の一例を説明するための図である。図１３は、本実施形態に係るディーゼルモードにおける液体燃料供給システムの動作の一例を説明するための図である。図１４は、本実施形態に係るディーゼルモードにおける液体燃料供給システムの動作の一例を説明するための図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

図１は、本実施形態に係るデュアルフューエルエンジン１の一例を示す模式図である。本実施形態に係るデュアルフューエルエンジン１は、クロスヘッド型ディーゼルエンジンを含み、例えば、船舶等の推進用エンジンとして使用される。

デュアルフューエルエンジン１は、台板１８と、台板１８に設けられた架構（本体）１２と、架構１２に設けられたジャケット１３とを備えている。

また、デュアルフューエルエンジン１は、ジャケット１３に設けられたシリンダ２と、シリンダ２の内部で往復移動するピストン３と、ピストン３に接続されたピストン棒１４と、連接棒１９と、ピストン棒１４と連接棒１９とを連結するクロスヘッド１６と、クランクピン１７を介して連接棒１９と接続されたクランク軸４とを備えている。

シリンダ２は、ジャケット１３に設けられたシリンダライナ２Ａと、シリンダライナ２Ａ上に設けられたシリンダカバー２Ｂとを有する。クロスヘッド１６は、架構１２に設けられた案内部１２Ｇに沿って動き、ピストン棒１４からの機械的動力を連接棒１９に伝達する。クランク軸４は、台板１８に配置され、ピストン３から伝達される機械的動力を出力する。

ピストン３の頂面とシリンダ２の天井面とが対向する。シリンダ２の天井面の中央部に排気弁１１が設けられる。ピストン３とシリンダ２と排気弁１１との間に燃焼室７が形成される。

また、デュアルフューエルエンジン１は、クランク軸４の回転角度（クランク角度）を検出する検出装置６と、燃焼室７に気体燃料ＰＧを供給する気体燃料噴射弁８を含む気体燃料供給システム１５と、燃焼室７に液体燃料ＦＯを供給する液体燃料噴射弁９を含む液体燃料供給システム２０と、デュアルフューエルエンジン１を制御する制御装置１０とを備えている。

気体燃料噴射弁８は、燃焼室７に気体燃料ＰＧを噴射可能である。気体燃料ＰＧは、例えば、天然ガス及びＨ_２（水素ガス）などの可燃性ガス全般のうちの１種又は混合ガスを指す。本実施形態おいて、気体燃料噴射弁８は、燃焼室７に２つ配置される。なお、気体燃料噴射弁８の数は任意である。

液体燃料噴射弁９は、燃焼室７に液体燃料ＦＯを噴射可能である。液体燃料ＦＯは、例えば、軽油、重油、及び重質油の少なくとも一つを含む。本実施形態おいて、液体燃料噴射弁９は、燃焼室７に２つ配置される。なお、液体燃料噴射弁９の数は任意である。

検出装置６は、クランクアングルセンサを含み、クランク軸４のクランク角度を検出する。検出装置６は、ピストン３の上死点を基準としてクランク角度を検出してもよい。クランクアングルセンサは、例えば、クランク軸４に装着された計測部材（円盤、検出用歯車など）の回転位置からクランク角度を検出してクランク角度信号を出力する。クランクアングルセンサは、光学式でもよいし電磁式でもよい。なお、検出装置６は、クランク軸４の回転位置、又はピストン３の位置などからクランク角度を検出してもよい。また、上死点センサを使ってピストン３が上死点に位置するときのクランク軸４の位置情報（基準位置情報）を検出し、その位置情報とクランク軸４の回転速度情報とに基づいて、クランク角度を求めてもよい。

検出装置６の検出結果は制御装置１０に出力される。クランク角度とピストン３の位置とは関連付けられている。制御装置１０は、検出装置６の検出結果に基づいて、上死点及び下死点を含むピストン３の位置を求めることができる。また、制御装置１０は、内蔵されているタイマーの出力と、検出装置６の検出結果とに基づいて、例えば、ピストン３が上死点に配置された時点、及び下死点に配置された時点を求めることができる。制御装置１０は、クランク角度に基づいて、排気弁１１の開閉、気体燃料噴射弁８からの気体燃料ＰＧの噴射、及び液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射を制御するための指令信号を出力する。

図２は、デュアルフューエルエンジン１の動作の一例を示す模式図である。本実施形態において、デュアルフューエルエンジン１は、２ストローク１サイクルのユニフロー掃排気式ディーゼルエンジンであり、ピストン３が下死点近傍に配置されたときに掃気ポートから燃焼室７に新しい空気が導入され、上死点から下死点へ移行中に燃焼室７の気体が排気ポートから排出される。デュアルフューエルエンジン１の動作は、新しい空気を取り入れて燃焼室７に送る吸入工程（Ａ）と、燃焼室７の空気をピストン３で圧縮する圧縮工程（Ｂ）と、燃焼室７に燃料を噴射してその燃料を燃焼させる燃焼工程（Ｃ）と、燃焼工程後の燃焼室７の気体を排気弁１１から排出する排気工程（Ｄ）と、を含む。

デュアルフューエルエンジン１は、液体燃料ＦＯのみを使うディーゼルモードと、液体燃料ＦＯ及び気体燃料ＰＧの両方を使うガスモードとのそれぞれで作動可能である。

ディーゼルモードは、燃焼室７に液体燃料ＦＯが供給され、気体燃料ＰＧが供給されないモードである。ディーゼルモードを、燃料油専用モード、と称してもよい。ディーゼルモードは、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に液体燃料ＦＯを噴射して、その噴射された液体燃料ＦＯを燃焼させる方式である。ディーゼルモードにおいて、気体燃料噴射弁８から燃焼室７に気体燃料ＰＧは噴射されない。ディーゼルモードでは、圧縮工程において、燃焼室７の空気が圧縮された後、燃焼工程において、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に液体燃料ＦＯが噴射される。高温高圧の空気に液体燃料ＦＯが噴射されることにより、液体燃料ＦＯは自然発火して燃焼する。

ガスモードは、燃焼室７に液体燃料ＦＯ及び気体燃料ＰＧの両方が供給されるモードである。ガスモードを、二種燃料モード、と称してもよい。ガスモードは、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に供給された少量の液体燃料ＦＯによるパイロット火炎を起点として、燃焼室７に任意のタイミングで供給された気体燃料ＰＧを着火させて燃焼させる方式である。

次に、図３、図４、及び図５を参照してガスモードの詳細について説明する。図３は、ガスモードにおいて、気体燃料弁８から燃焼室７に気体燃料ＰＧが噴射され、液体燃料弁９から燃焼室７に液体燃料ＦＯが噴射されている状態の一例を模式的に示す平面図である。図４は、ガスモードにおいて、液体燃料ＦＯが燃焼している状態の一例を模式的に示す図である。図５は、ガスモードにおいて、気体燃料ＰＧが燃焼している状態の一例を模式的に示す平面図である。

圧縮工程において、燃焼室７の空気が圧縮される。図３に示すように、燃焼工程において、気体燃料噴射弁８から燃焼室７に気体燃料ＰＧが噴射される。また、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に少量の液体燃料ＦＯが噴射される。ピストン３が上死点近傍に配置される時点において、液体燃料ＦＯと気体燃料ＰＧとが燃焼室７にほぼ同時に噴射される。ガスモードにおいて、主燃料は、気体燃料ＰＧである。

図３に示すように、気体燃料噴射弁８は、気体燃料ＰＧを噴射する噴射口８Ｓを複数有する。液体燃料噴射弁９は、液体燃料ＦＯを噴射する噴射口９Ｓを複数有する。気体燃料噴射弁８は、その気体燃料噴射弁８の軸に対する放射方向に関して外側に向かって気体燃料ＰＧを噴射する。液体燃料噴射弁９は、その液体燃料噴射弁９の軸に対する放射方向に関して外側に向かって液体燃料ＦＯを噴射する。気体燃料噴射弁８及び液体燃料噴射弁９のそれぞれは、気体燃料ＰＧと液体燃料ＦＯとが交差するように、気体燃料ＰＧ及び液体燃料ＦＯを噴射する。

液体燃料噴射弁９から噴射された少量の液体燃料ＦＯは自然発火して、パイロット火炎を生成する。気体燃料噴射弁８は、高圧の気体燃料ＰＧを噴射する。高圧の気体燃料ＰＧは、１００ｂａｒ以上４００ｂａｒ以下の圧力（一例として３００ｂａｒ程度）である。ガスモードでは、高温高圧の空気が満たされた燃焼室７に噴射された少量の液体燃料ＦＯによるパイロット火炎を起点として、気体燃料ＰＧを着火させて燃焼させる。図４及び図５は、その状態の一例を示す。ガスモードでは、気体燃料ＰＧをメイン燃料として燃焼させる。

次に、本実施形態に係る液体燃料供給システム２０の一例について説明する。図６は、本実施形態に係る液体燃料供給システム２０の一例を示す断面図である。図７、図８、及び図９は、本実施形態に係る液体燃料供給システム２０の動作の一例を示す図である。

液体燃料供給システム２０は、デュアルフューエルエンジン１の燃焼室７に液体燃料ＦＯを供給する。液体燃料供給システム２０は、制御装置１０により制御される。液体燃料供給システム２０は、燃焼室７に液体燃料ＦＯを噴射する液体燃料噴射弁９と、ピストン２５を有し、液体燃料噴射弁９に液体燃料ＦＯを供給可能な液体燃料ポンプ２１と、液体燃料ポンプ２１を制御する蓄圧装置２２とを備えている。液体燃料ポンプ２１は、蓄圧装置２２のハウジングの上面に配置される。液体燃料ポンプ２１は、ダブルフューエルエンジン１の燃焼室７の数と同じ数だけ設けられる。本実施形態においては、１つの液体燃料ポンプ２１から２つの液体燃料噴射弁９に液体燃料ＦＯが供給される。なお、図６は、便宜上、１つの液体燃料噴射弁９を示す。

液体燃料噴射弁９は、所定の圧力が作用すると噴射口９Ｓが開く針弁式である。液体燃料噴射弁９は、供給管２３を介して液体燃料ポンプ２１と接続され、供給管２３を介して液体燃料ポンプ２１から供給された液体燃料ＦＯを燃焼室７に噴射する。

液体燃料ポンプ２１は、シリンダ２４と、少なくとも一部がシリンダ２４の内部に配置されるピストン２５とを備えている。ピストン２５は、上面２５１及び下面２５２を有する。ピストン２５の上面２５１は、シリンダ２４の内面との間で、液体燃料ＦＯが収容される燃料室（収容空間）２６を形成する。また、液体燃料ポンプ２１は、燃料室２６に液体燃料ＦＯを供給するインレット２７と、燃料室２６からの余剰な液体燃料ＦＯを排出するアウトレット２８と、ピストン２５の少なくとも一部と接触するように配置されるスプリング２９とを備えている。

ピストン２５は、シリンダ２４の内部で往復移動可能である。ピストン２５は、上端位置Ｐｕと下端位置Ｐｄとの間を移動可能である。上端位置Ｐｕは、ピストン２５の可動範囲において最も上の位置である。下端位置Ｐｄは、ピストン２５の可動範囲において最も下の位置である。

ピストン２５は、小径部２５Ａと大径部２５Ｂとを有する。小径部２５Ａは、大径部２５Ｂの上部に配置される。燃料室２６は、シリンダ２４の内面と小径部２５Ａの上面２５１との間に設けられる。ピストン２５が上方に移動すると、燃料室２６の容積が小さくなる。ピストン２５が下方に移動すると、燃料室２６の容積が大きくなる。

インレット２７は、燃料室２６と接続され、燃料室２６に液体燃料ＦＯを供給する。アウトレット２８は、燃料室２６と接続され、燃料室２６の余剰な液体燃料ＦＯを排出する。

スプリング２９は、小径部２５Ａの周囲に配置される。スプリング２９は、大径部２５Ｂとシリンダ２４の内面の少なくとも一部との間に配置される。スプリング２９は、ピストン２５が下方に移動するように、そのピストン２５に力（付勢力）を加える。

燃料室２６は、逆止弁３０を介して、供給管２３と接続される。インレット２７から燃料室２６に液体燃料ＦＯが供給され、ピストン２５が上方に移動して燃料室２６の容積が小さくなると、燃料室２６の液体燃料ＦＯは、供給管２３を介して、液体燃料噴射弁９に供給される。燃料室２６の余剰な液体燃料ＦＯは、アウトレット２８から排出される。

蓄圧装置２２は、ピストン２５を作動可能な作動油（作動液体）が満たされる高圧通路３１と、作動油が満たされる低圧通路３２と、高圧通路３１に接続され、作動油が収容される高圧タンク３８と、低圧通路３２に接続され、作動油が収容される低圧タンク３９とを備えている。

また、蓄圧装置２２は、高圧通路３１を開閉可能な主弁３３と、高圧通路３１を開閉可能なスピル弁３４と、主弁３３の少なくとも一部と接触するように配置されるスプリング４３と、スピル弁３４の少なくとも一部と接触するように配置されるスプリング４４と、主弁３３に作動油を供給するための第１通路（供給流路）４１と、スピル弁３４に作動油を供給するための第２通路４２と、高圧通路３１と接続された第３通路４０と、第１通路４１と接続可能なスピル通路５０と、主弁３３及びスピル弁３４を動かすためのパイロット電磁弁３５とを備えている。パイロット電磁弁３５は、メイン電磁弁３６と、メイン電磁弁３６とは別に作動するサブ電磁弁３７とを有する。メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７は、制御装置１０に制御される。

高圧通路３１は、高圧タンク３８と接続される。高圧タンク３８から高圧通路３１に高圧な作動油が供給される。高圧通路３１には、高圧の作動油が満たされる。ピストン２５の下面２５２は、高圧通路３１に面する。ピストン２５の下面２５２に、高圧通路３１の作動油が供給される。高圧通路３１の作動油は、ピストン２５の下面２５２に力を加える。

低圧通路３２は、高圧通路３１及び低圧タンク３９のそれぞれと接続される。低圧タンク３９から低圧通路３２に低圧な作動油が供給される。低圧通路３２には、高圧通路３１の作動油よりも低圧な作動油が満たされる。低圧通路３２には逆止弁４５が配置される。逆止弁４５は、高圧通路３１の作動油が低圧通路３２に流れることを抑制する。

主弁３３は、高圧通路３１を開閉可能である。主弁３３により高圧通路３１が開くと、高圧タンク３８とピストン２５下の高圧通路３１とが接続される。主弁３３により高圧通路３１が閉じると、高圧タンク３８とピストン２５下の高圧通路３１とが遮断される。主弁３３は、高圧通路３１の内側位置と外側位置との間を移動可能である。主弁３３が高圧通路３１の内側位置に配置されると、高圧通路３１が閉じる。主弁３３が高圧通路３１の外側位置に配置されると、高圧通路３１が開く。スプリング４３は、主弁３３が高圧通路３１の内側位置から外側位置に移動するように主弁３３に力を加える。すなわち、スプリング４３は、主弁３３が高圧通路３１から退避して高圧通路３１を開けるように主弁３３に力を加える。

スピル弁３４は、高圧通路３１を開閉可能である。スピル弁３４により高圧通路３１が開くと、低圧タンク３９とピストン２５下の高圧通路３１とが接続される。スピル弁３４により高圧通路３１が閉じると、低圧タンク３９とピストン２５下の高圧通路３１とが遮断される。スピル弁３４は、高圧通路３１の内側位置と外側位置との間を移動可能である。スピル弁３４が高圧通路３１の内側位置に配置されると、高圧通路３１が閉じる。スピル弁３４が高圧通路３１の外側位置に配置されると、高圧通路３１が開く。スプリング４４は、スピル弁３４が高圧通路３１の内側位置から外側位置に移動するようにスピル弁３４に力を加える。すなわち、スプリング４４は、スピル弁３４が高圧通路３１から退避して高圧通路３１を開けるようにスピル弁３４に力を加える。

以下の説明において、高圧通路３１の内側位置を適宜、閉塞位置、と称する。閉塞位置に主弁３３が配置されることにより、高圧通路３１は主弁３３によって閉じた状態（閉塞状態）となる。また、高圧通路３１の外側位置を適宜、退避位置、と称する。退避位置に主弁３３が配置されることにより、高圧通路３１は開いた状態（開放状態）となる。本実施形態において、開放状態は、閉塞状態以外の状態を含む。すなわち、本実施形態において、開放状態とは、高圧通路３１が全開された状態のみならず、高圧通路３１が僅かに開いた状態も含む概念である。換言すれば、主弁３３は、高圧流路３１の開閉のみならず、高圧流路３１の開度を調整可能である。パイロット電磁弁３５（メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７）によって、主弁３３により高圧流路３１が開くタイミング、及び高圧流路３１を開く速度が制御される。スピル弁３４についても同様である。

第１通路４１は、主弁３３に作動油を供給可能である。第１通路４１は、高圧通路３１と接続可能である。第１通路４１と高圧通路３１とが接続されると、高圧通路３１から第１通路４１に作動油が供給される。第１通路４１と高圧通路３１とが接続された状態で、高圧通路３１から主弁３３に供給される作動油が第１通路４１を流れる。主弁３３は、第１通路４１の作動油の圧力により動く。第１通路４１に高圧通路３１からの高圧の作動油が供給されると、第１通路４１の作動油は、主弁３３が退避位置から閉塞位置に移動するように、その主弁３３に力を加える。これにより、高圧通路３１が主弁３３で閉じられる。

第２通路４２は、スピル弁３４に作動油を供給可能である。第２通路４２は、高圧通路３１と接続可能である。第２通路４２と高圧通路３１とが接続されると、高圧通路３１から第２通路４２に作動油が供給される。第２通路４２と高圧通路３１とが接続された状態で、高圧通路３１からスピル弁３４に供給される作動油が第２通路４２を流れる。スピル弁３４は、第２通路４２の作動油の圧力により動く。第２通路４２に高圧通路３１からの高圧の作動油が供給されると、第２通路４２の作動油は、スピル弁３４が退避位置から閉塞位置に移動するように、そのスピル弁３４に力を加える。これにより、高圧通路３１がスピル弁３４で閉じられる。

第３通路４０は、第１通路４１と第２通路４２との間において、高圧通路３１に接続される。第３通路４０は、高圧通路３１に接続される主流路と、その主流路から分岐する分岐通路４０Ａ及び分岐流路４０Ｂとを有する。

メイン電磁弁３６は、主弁３３及びスピル弁３４の動作を制御する。メイン電磁弁３６は、第１通路４１と高圧通路３１とを接続して主弁３３が高圧通路３１の内側位置に配置される状態、及び第１通路４１とスピル通路５０とを接続して主弁３３が高圧通路３１の外側位置に配置される状態の一方から他方に切り替える。また、メイン電磁弁３６は、第２通路４２と高圧通路３１とを接続してスピル弁３４が高圧通路３１の内側位置に配置される状態、及び第２通路４２と低圧通路３２とを接続してスピル弁３４が高圧通路３１の外側位置に配置される状態の一方から他方に切り替える。

本実施形態において、メイン電磁弁３６は、所謂、スプール方式である。メイン電磁弁３６は、円柱状のスプール弁４６と、そのスプール弁４６を軸方向に移動させるソレノイド４７及びソレノイド４８とを有する。ソレノイド４７は、ソレノイド４８の上方に配置される。上側のソレノイド４７がＯＮになると、ソレノイド４７の作用（磁力）によりスプール弁４６が上昇して、図７に示すように第１位置Ｐ１に配置される。下側のソレノイド４８がＯＮになると、ソレノイド４８の作用（磁力）によりスプール弁４６が下降して、図８に示すように第２位置Ｐ２に配置される。

すなわち、スプール弁４６は、ソレノイド４７及びソレノイド４８の作用により、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を移動可能である。第１位置Ｐ１は、スプール弁４６の可動範囲において最も上の位置である。第２位置Ｐ２は、スプール弁４６の可動範囲において最も下の位置である。

スプール弁４６は、溝４６Ａ及び溝４６Ｂを有する。溝４６Ａ及び溝４６Ｂは、スプール弁４６の外面において周方向に形成される。

蓄圧装置２２は、第１通路４１の作動油の少なくとも一部が流入可能なスピル通路５０を有する。スピル通路５０は、低圧通路３２と接続される。第１通路４１の作動油の少なくとも一部がスピル通路５０に流れることにより、第１通路４１の作動油の圧力は低下する。スピル通路５０は、第１通路４１の作動油の圧力を急激に低下させるためのクイックスピル通路５０Ａと、第１通路４１の作動油の圧力を緩やかに低下させるためのスロースピル通路５０Ｂとを含む。スロースピル通路５０Ｂは、クイックスピル通路５０Ａよりも狭い。すなわち、スロースピル通路５０Ｂの通路面積は、クイックスピル通路５０Ａの通路面積よりも小さい。本実施形態において、スロースピル通路５０Ｂにオリフィス５３が配置される。オリフィス５３により、スロースピル通路５０Ｂの大きさ（通路面積）が縮小される。

サブ電磁弁３７は、クイックスピル通路５０Ａに配置される。サブ電磁弁３７は、第１通路４１から流出する作動油の流量を調整して、主弁３３が高圧通路３１の内側位置から外側位置に向かって移動するときの主弁３３の移動速度を調整する。サブ電磁弁３７は、第１通路４１からの作動油がクイックスピル通路５０Ａを流れる状態、及び第１通路４１からの作動油がクイックスピル通路５０Ａを流れない状態の一方から他方に切り替えることによって、主弁３３の移動速度を調整する。

図７に示すように、ソレノイド４７がＯＮになり、スプール弁４６が上昇して第１位置Ｐ１に配置されると、第１通路４１が、溝４６Ａを介して、スピル通路５０と接続される。図７に示す状態において、第１通路４１は、溝４６Ａ及びスピル通路５０を介して、低圧通路３２と接続される。第１通路４１と低圧通路３２とが接続されることにより、第１通路４１の作動油の少なくとも一部は、スピル通路５０を介して、低圧通路３２に流れる。これにより、第１通路４１の作動油の圧力が低下し、主弁３１に作用する作動油の圧力が低下する。第１通路４１の作動油の圧力が低下すると、主弁３３は、スプリング４３の力によって、閉塞位置から退避位置に移動する。これにより、高圧通路３１が開く。

図７に示す状態において、第３通路４０の分岐通路４０Ａは、スプール弁４６の外面により閉じられる。一方、第３通路４０の分岐通路４０Ｂは、溝４６Ｂを介して、第２通路４２と接続される。すなわち、高圧通路３１と第２通路４２とが、分岐通路４０Ｂ及び溝４６Ｂを介して接続される。これにより、第２通路４２の作動油の圧力が増大し、スピル弁３４に作用する作動油の圧力が増大する。第２通路４２の作動油の圧力が増大すると、スピル弁３４は、その作動油の圧力によって、閉塞位置に移動する。これにより、スピル弁３４によって高圧通路３１が閉じる。

主弁３３が退避位置に配置され、スピル弁３４が閉塞位置に配置されると、高圧通路３１の高圧の作動油がピストン２５の下面２５２に力を加える。高圧通路３１の高圧の作動油の力により、ピストン２５は、上端位置Ｐｕに向かって移動（上昇）する。作動油の力によりピストン２５が移動して、燃料室２６の容積が小さくなり、燃料室２６の液体燃料ＦＯが圧縮されると、その燃料室２６の液体燃料ＦＯが圧縮され、供給管２３の作動油の圧力、及び液体燃料噴射弁９の作動油の圧力が上昇する。その圧力が、液体燃料噴射弁９の開弁圧よりも大きくなると、液体燃料噴射弁９の噴射口９Ｓが開き、液体燃料ＦＯが噴射口９Ｓからデュアルフューエルエンジン１の燃焼室７に噴射される。

図８に示すように、ソレノイド４８がＯＮになり、スプール弁４６が下降して第２位置Ｐ２に配置されると、第１通路４１は、溝４６Ａを介して、第３通路４０の分岐流路４０Ａと接続され、溝４６Ａ及び第３通路４０を介して、高圧通路３１と接続される。一方、第３通路４０の分岐通路４０Ｂは、スプール弁４６の外面により閉じられる。第１通路４１と高圧通路３１とが接続されることにより、高圧通路３１の高圧の作動油の少なくとも一部は、第３通路４０を介して、第１通路４１に流れる。これにより、第１通路４１の作動油の圧力が増大し、主弁３３に作用する作動油の圧力が増大する。第１通路４１の作動油の圧力が増大すると、主弁３３は、その作動油の圧力によって、退避位置から閉塞位置に移動する。これにより、主弁３３によって高圧通路３１が閉じる。

図８に示す状態において、第２通路４２は、溝４６Ｂを介して、低圧通路３２と接続される。第２通路４２と低圧通路３２とが接続されることにより、第２通路４２の作動油の少なくとも一部は、低圧通路３２に流れる。これにより、第２通路４２の作動油の圧力が低下し、スピル弁３４に作用する作動油の圧力が低下する。第２通路４２の作動油の圧力が低下すると、スピル弁３４は、スプリング４４の力によって、退避位置に移動する。これにより、高圧通路３１が開く。

なお、高圧通路３１の作動油は、逆止弁４５により、低圧通路３２に流れないため、低圧通路３２及び第２通路４２の圧力は維持される。

主弁３３が閉塞位置に配置され、スピル弁３４が退避位置に配置されると、ピストン２５の下面２５２に作用する作動油の圧力は低下する。ピストン２５に作用する作動油の圧力が低下すると、ピストン２５は、スプリング２９の作用により、下端位置Ｐｄに向かって移動（下降）する。

このように、本実施形態においては、第１通路４１の作動油の圧力に基づいて、主弁３３は、退避位置と閉塞位置との間を移動する。主弁３３は、退避位置と閉塞位置との間を移動して、高圧通路３１を開閉する。

メイン電磁弁３６は、主弁３３によって高圧通路３１が閉じた閉塞状態、及び開いた開放状態の一方から他方に変化するように、第１通路４１を介して主弁３３に供給される作動油の圧力を切り替える。

メイン電磁弁３６は、スプール弁４６を第１位置Ｐ１に配置することにより、第１通路４１とスピル通路５０（低圧通路３２）とを接続する。これにより、第１通路４１の作動油の圧力は、低圧通路３２の作動油の圧力Ｐｒ１と同じ値になる。第１通路４１とスピル通路５０とが接続されることにより、主弁３３が退避位置に配置され、高圧通路３１は開放状態となる。

メイン電磁弁３６は、スプール弁４６を第２位置Ｐ２に配置することにより、第１通路４１と高圧通路３１とを接続する。これにより、第１通路４１の作動油の圧力は、高圧通路３１の作動油の圧力Ｐｒ２と同じ値になる。第１通路４１と高圧通路３１とが接続されることにより、主弁３３が閉塞位置に配置され、高圧通路３１は閉塞状態となる。

このように、メイン電磁弁３６は、第１通路４１の作動油の圧力を圧力Ｐｒ１及び圧力Ｐｒ２の一方から他方に切り替えることができる。同様に、メイン電磁弁３６は、第２通路４２の作動油の圧力を圧力Ｐｒ２及び圧力Ｐｒ１の一方から他方に切り替えることができる。これにより、高圧通路３１は、ピストン２５に圧力Ｐｒ２の作動油を作用させる開放状態及び圧力Ｐｒ１の作動油を作用させる閉塞状態の一方から他方に変化する。

以下の説明においては、メイン電磁弁３６により主弁３３が退避位置に配置されている状態を適宜、メイン電磁弁３６のオープン状態、と称する。また、メイン電磁弁３６により主弁３３が閉塞位置に配置されている状態を適宜、メイン電磁弁３６のクローズ状態、と称する。また、メイン電磁弁３６により主弁３３を退避位置に移動する動作を適宜、メイン電磁弁３６のオープン動作、と称する。また、メイン電磁弁３６により主弁３３を閉塞位置に移動する動作を適宜、メイン電磁弁３６のクローズ動作、と称する。

メイン電磁弁３６のオープン動作は、高圧通路３１を開放状態にする動作であり、スプール弁４６を第１位置Ｐ１に移動する動作である。また、メイン電磁弁３６のオープン動作は、スピル弁３４を閉塞位置に移動する動作を含む。

メイン電磁弁３６のクローズ動作は、高圧通路３１を閉塞状態にする動作であり、スプール弁４６を第２位置Ｐ２に移動する動作である。また、メイン電磁弁３６のクローズ動作は、スピル弁３４を退避位置に移動する動作を含む。

本実施形態においては、メイン電磁弁３６がオープン動作及びクローズ動作を繰り返すことによって、ピストン２５の下面２５２に作用する作動油の圧力が圧力Ｐｒ２及び圧力Ｐｒ１の一方から他方に変化する。圧力Ｐｒ２は、スプリング２９の力よりも大きい。圧力Ｐｒ１は、スプリング２９の力よりも小さい。作動油の圧力が圧力Ｐｒ２及び圧力Ｐｒ１の一方から他方に変化することにより、ピストン２５が上端位置Ｐｕと下端位置Ｐｄとの間を移動して、燃料室２６の容積を変化させる。これにより、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が行われる。

本実施形態においては、メイン電磁弁３６がオープン状態になると、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が開始される。メイン電磁弁３６がクローズ状態になると、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が停止する。

次に、サブ電磁弁３７について説明する。サブ電磁弁３７は、第１通路４１からスピル通路５０を介して低圧通路３２に流出する作動油の単位時間当たりの流量を調整して、主弁３３が閉塞位置から退避位置に向かって移動するときの主弁３３の移動速度を調整する。第１通路４１から流出する作動油の単位時間当たりの流量が調整されることにより、第１通路４１の単位時間当たりの作動油の圧力の変化量（圧力変化速度）が調整される。第１通路４１の作動油の圧力変化速度が調整されることにより、高圧通路３１が閉塞状態から開放状態に変化するときの主弁３３の移動速度が調整される。すなわち、第１通路４１の作動油の圧力変化速度が調整されることにより、主弁３３が閉塞位置から退避位置に移動するときの主弁３３の移動速度が調整される。

サブ電磁弁３７は、クイックスピル通路５０Ａに配置される。本実施形態において、サブ電磁弁３７は、所謂、スプール方式である。サブ電磁弁３７は、円柱状のスプール弁５１と、そのスプール弁５１を軸方向に移動させるソレノイド５２とを有する。

スプール弁５１は、溝５１Ａを有する。溝５１Ａは、スプール弁５１の外面において周方向に形成される。

ソレノイド５２がＯＮになると、ソレノイド５２の作用（磁力）によりスプール弁５１が上昇して、図７及び図８に示すように第３位置Ｐ３に配置される。ソレノイド５２がＯＦＦになると、重力の作用によりスプール弁５１が下降して、図９に示すように第４位置Ｐ４に配置される。

図７及び図８に示すように、ソレノイド５２がＯＮになり、スプール弁５１が上昇して第３位置Ｐ３に配置されると、クイックスピル通路５０Ａが、溝５１Ａを介して、低圧通路３２と接続される。

図９に示すように、ソレノイド５２がＯＦＦになり、スプール弁５１が下降して第４位置Ｐ４に配置されると、クイックスピル通路５０Ａが、スプール弁５１の外面により閉じられる。

サブ電磁弁３７のスプール弁５１が第３位置Ｐ３に配置され、クイックスピル通路５０Ａと低圧通路３２とが接続されている状態で、メイン電磁弁３６のスプール弁４６が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動した場合、圧力Ｐｒ２の第１通路４１の作動油の少なくとも一部は、溝４６Ａ、クイックスピル通路５０Ａ、及び溝５１Ａを介して、低圧通路３２に向かって高速で流れる。また、第１通路４１の作動油の少なくとも一部は、スロースピル通路５０Ｂを介して、低圧通路３２に向かって流れる。これにより、第１通路４１の作動油の圧力は、圧力Ｐｒ２から圧力Ｐｒ１に急激に低下する。その結果、閉塞位置に配置されていた主弁３３は、閉塞位置から退避位置に高速度（第２速度）Ｖ２で移動する。

主弁３３が閉塞位置から退避位置に高速度で移動すると、高圧通路３１は閉塞状態から開放状態に急激に変化する。そのため、ピストン２５の下面２５２に作用する高圧通路３１の作動油の圧力は急激に増大する。これにより、ピストン２５は、急激に上昇する。したがって、燃料室２６の容積は、急激に小さくなり、燃料室２６の液体燃料ＦＯの圧力、及び液体燃料噴射弁９の液体燃料ＦＯの圧力は急激に増大し、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの速度は高くなる。

サブ電磁弁３７のスプール弁５１が第４位置Ｐ４に配置され、クイックスピル通路５０Ａが閉じられている状態で、メイン電磁弁３６のスプール弁４６が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動した場合、圧力Ｐｒ２の第１通路４１の作動油は、溝４６Ａ、及びスロースピル通路５０Ｂを介して、低圧通路３２に向かって低速で流れる。スロースピル通路５０Ｂには通路面積を小さくするオリフィス５３が設けられているため、第１通路４１の作動油は、オリフィス５３の流動抵抗により、低圧通路３２に向かってゆっくりと流れる。サブ電磁弁３７のスプール弁５１が第４位置Ｐ４に配置されている状態において、第１通路４１からの作動油は、クイックスピル通路５０Ａを流れない。これにより、第１通路４１の作動油の圧力は、圧力Ｐｒ２から圧力Ｐｒ１に緩やかに低下する。その結果、閉塞位置に配置されていた主弁３３は、閉塞位置から退避位置に低速度（第１速度）Ｖ１で移動する。第２速度Ｖ２は、第１速度Ｖ１よりも高い（高速度である）。

主弁３３が閉塞位置から退避位置に低速度で移動すると、高圧通路３１は閉塞状態から開放状態に緩やかに変化する。そのため、ピストン２５の下面２５２に作用する高圧通路３１の作動油の圧力は緩やかに増大する。これにより、ピストン２５は、緩やかに上昇する。したがって、燃料室２６の容積は、緩やかに小さくなり、燃料室２６の液体燃料ＦＯの圧力、及び液体燃料噴射弁９の液体燃料ＦＯの圧力は緩やかに増大し、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの速度は低くなる。

このように、本実施形態において、サブ電磁弁３７は、第１通路４１から流出する作動油の単位時間当たりの流量を調整して、主弁３３に作用する単位時間当たりの作動油の圧力の変化量（圧力変化速度）を調整する。これにより、主弁３３が閉塞位置から退避位置に移動するときの主弁３３の移動速度を第１速度Ｖ１及び第２速度Ｖ２の少なくとも一方に調整することができる。主弁３３の移動速度が調整されることにより、ピストン２５の上昇速度が調整される。これにより、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの噴射速度が調整される。

以下の説明においては、クイックスピル通路５０Ａが開放され、第１通路４１の作動油がクイックスピル通路５０Ａ及びスロースピル通路５０Ｂの両方を介して低圧通路３２に流れる状態を適宜、サブ電磁弁３７のオープン状態、と称する。また、クイックスピル通路５０Ａが閉塞され、第１通路４１の作動油がクイックスピル通路５０Ａを流れず、スロースピル通路５０Ｂを介して低圧通路３２に流れる状態を適宜、サブ電磁弁３７のクローズ状態、と称する。また、クイックスピル通路５０Ａを開放する動作を適宜、サブ電磁弁３７のオープン動作、と称する。また、クイックスピル通路５０Ａを閉塞する動作を適宜、サブ電磁弁３７のクローズ動作、と称する。

サブ電磁弁３７のオープン状態は、閉塞位置の主弁３３が退避位置に向かって第２速度Ｖ２で移動する状態を含む。サブ電磁弁３７のクローズ状態は、閉塞位置の主弁３３が退避位置に向かって第２速度Ｖ２よりも低い第１速度Ｖ１で移動する状態を含む。

図１０は、本実施形態に係るサブ電磁弁３７の一例を示す図である。図１０に示すように、サブ電磁弁３７のソレノイド５２は、内側ソレノイド５２Ａと、内側ソレノイド５２Ａの周囲に配置される外側ソレノイド５２Ｂとを有する。内側ソレノイド５２Ａ及び外側ソレノイド５２Ｂのそれぞれに同じ電圧が与えられた状態において、外側ソレノイド５２Ｂは、内側ソレノイド５２Ａよりも大きい力（磁力）を発生する。本実施形態において、外側ソレノイド５２Ｂが発生する力は、内側ソレノイド５２Ａが発生する力の約２倍である。例えば、コイルの巻数を異ならせることにより、内側ソレノイド５２Ａ及び外側ソレノイド５２Ｂのそれぞれが発生する力を異ならせることができる。

サブ電磁弁３７は、内側ソレノイド５２Ａに電圧を与える電源５４と、電源５４から内側ソレノイド５２Ａに電圧を与えるか否かを切り替えるスイッチ５５と、外側ソレノイド５２Ｂに電圧を与える電源５６と、電源５６から外側ソレノイド５２Ｂに電圧を与えるか否かを切り替えるスイッチ５７とを備えている。これにより、内側ソレノイド５２Ａと外側ソレノイド５２Ｂとのそれぞれに個別に電力が与えられる。

本実施形態においては、制御装置１０は、スイッチ５５及びスイッチ５７を操作して、内側ソレノイド５２Ａと外側ソレノイド５２Ｂとのそれぞれに選択的に電圧を与える。これにより、制御装置１０は、ソレノイド５２が発生する力（磁力）を複数段階に変化させることができる。

例えば、内側ソレノイド５２Ａのみに電圧が与えられた場合、ソレノイド５２は、力Ｆ１を発生する。外側ソレノイド５２Ｂのみに電圧が与えられた場合、ソレノイド５２は、力Ｆ１よりも大きい力Ｆ２を発生する。内側ソレノイド５２Ａ及び外側ソレノイド５２Ｂの両方に電圧が与えられた場合、ソレノイド５２は、力Ｆ１及び力Ｆ２よりも大きい力Ｆ３を発生する。

本実施形態においては、サブ電磁弁３７のソレノイド５２の力を変化させることで、主弁３３の移動速度を細かく調整でき、ピストン２５の上昇速度を細かく調整できる。したがって、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射速度を細かく調整できる。

すなわち、サブ電磁弁３７のソレノイド５２の力を弱くすると、スプール弁５１の移動速度が低くなり、サブ電磁弁３７がオープン状態になるまでの時間が長くなる。そのため、主弁３３の移動速度は低くなる。したがって、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの噴射速度が低くなる。一方、ソレノイド５２の力を強くすると、スプール弁５１の移動速度が高くなり、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの噴射速度が高くなる。

次に、本実施形態に係る液体燃料供給システム２０の動作の一例について説明する。本実施形態において、制御装置１０は、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７を制御して、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に噴射される液体燃料ＦＯの圧力（噴射圧力）を調整することができる。液体燃料ＦＯの噴射圧力は、液体燃料噴射弁９から液体燃料ＦＯが噴射されていない状態から、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が開始されるときの液体燃料ＦＯの圧力（開始時噴射圧力）を含む。開始時噴射圧力は、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に液体燃料ＦＯの噴射が開始されるときの、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの圧力の変化量（単位時間当たりの圧力の増加量）を含む。制御装置１０は、主弁３３の移動速度を調整することによって、開始時噴射圧力を含む液体燃料ＦＯの噴射圧力（単位時間当たりの圧力の増加量）を調整することができる。

図１１は、ディーゼルモードにおけるメイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の動作の一例を説明するための図である。図１１に示すグラフにおいて、横軸は時間を示す。縦軸は、液体燃料噴射弁９（又は燃料室２６）における液体燃料ＦＯの圧力を示す。また、図１１に、時間に対応したメイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の状態（オープン状態又はクローズ状態）を併記する。

時点Ｔ_０において、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７のそれぞれは、クローズ状態である。したがって、時点Ｔ_０において、液体燃料噴射弁９から液体燃料ＦＯは噴射されない。

制御装置１０は、時点Ｔａにおいて、メイン電磁弁３６をオープン状態にする。時点Ｔａにおいて、サブ電磁弁３７はクローズ状態である。メイン電磁弁３６がオープン状態になることにより、時点Ｔａにおいて、閉塞位置の主弁３３は、退避位置に向かって移動を開始する。また、時点Ｔａにおいて、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が開始される。

制御装置１０は、時点Ｔａの後の時点Ｔｂにおいて、メイン電磁弁３６のオープン状態を維持しつつ、サブ電磁弁３７をオープン状態にする。すなわち、時点Ｔｂにおいて、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の両方がオープン状態になる。時点Ｔｂにおいて、主弁３３は、退避位置に到達していない。時点Ｔｂにおいて、主弁３３は、閉塞位置と退避位置との間の中間位置に配置される。

制御装置１０は、時点Ｔｂの後の時点Ｔｃにおいて、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の両方をクローズ状態にする。したがって、時点Ｔｃにおいて、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が停止される。時点Ｔｃにおいて、主弁３３は、退避位置に配置される。時点Ｔｃにおいてメイン電磁弁３６がクローズ状態になることにより、主弁３３は、閉塞位置まで戻される。

時点Ｔａから時点Ｔｂまでの期間においては、メイン電磁弁３６がオープン状態であり、サブ電磁弁３７がクローズ状態であるため、主弁３３は、閉塞位置から中間位置まで第１速度Ｖ１で移動する。時点Ｔａから時点Ｔｂまでの期間において、主弁３３は低速度（第１速度）Ｖ１で移動し、ピストン２５の下面２５２に作用する作動油の圧力は緩やかに上昇するため、液体燃料ＦＯの圧力は緩やかに上昇する。

時点Ｔｂから時点Ｔｃまでの期間においては、メイン電磁弁３６がオープン状態であり、サブ電磁弁３７もオープン状態であるため、主弁３３は、中間位置から退避位置まで第２速度Ｖ２で移動する。時点Ｔｂから時点Ｔｃまでの期間において、主弁３３は高速度（第２速度）Ｖ２で移動し、ピストン２５の下面２５２に作用する作動油の圧力は急激に上昇するため、液体燃料ＦＯの圧力は急激に上昇する。

本実施形態においては、ディーゼルモードにおいて、主弁３３は、閉塞位置から退避位置までの移動期間の前期（時点Ｔａから時点Ｔｂまでの期間）において第１速度Ｖ１で移動し、移動期間の後期（時点Ｔｂから時点Ｔｃまでの期間）において第１速度Ｖ１よりも高い第２速度Ｖ２で移動する。これにより、液体燃料ＦＯが噴射される噴射期間（時点Ｔａから時点Ｔｃまでの期間）の前期（時点Ｔａから時点Ｔｂまでの期間）において、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの噴射量（噴射率）を低減し、燃焼温度を低減させることができる。そのため、例えばＮＯｘの生成を抑制することができる。噴射期間の後期（時点Ｔｂから時点Ｔｃまでの期間）において、噴射率を高めることにより、ディーゼルモードにおいて燃焼に必要な液体燃料ＦＯを燃焼室７に供給することができる。

次に、ガスモードにおける液体燃料供給システム２０の動作の一例について説明する。図１２は、ガスモードにおけるメイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の動作の一例を説明するための図である。図１２に示すグラフにおいて、横軸は時間を示す。縦軸は、液体燃料噴射弁９（又は燃料室２６）における液体燃料ＦＯの圧力を示す。また、図１２に、時間に対応したメイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の状態（オープン状態又はクローズ状態）を併記する。また、図１２のグラフにおいて、ラインＬ１は、本例におけるメイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の動作の一例を示し、ラインＬ２は、図１１を参照して説明したメイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の一例を示す。

制御装置１０は、時点Ｔａにおいて、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７を同時にオープン状態にする。メイン電磁弁３６がオープン状態になることにより、時点Ｔａにおいて、閉塞位置の主弁３３は、退避位置に向かって移動を開始する。また、時点Ｔａにおいて、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が開始される。

制御装置１０は、時点Ｔａの後の時点Ｔ１において、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の両方をクローズ状態にする。したがって、時点Ｔ１において、液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が停止される。時点Ｔａから時点Ｔ１までの期間は、図１１を参照して説明した時点Ｔａから時点Ｔｂまでの期間よりも短い。時点Ｔ１において、主弁３３は、退避位置に到達していない。時点Ｔ１において、主弁３３は、閉塞位置と退避位置との間の中間位置に配置される。時点Ｔｃにおいてメイン電磁弁３６がクローズ状態になることにより、主弁３３は、中間位置から閉塞位置まで戻される。

時点Ｔａにおいて、メイン電磁弁３６及びサブ電磁弁３７の両方がオープン状態になるため、主弁３３は、閉塞位置から退避位置に向かって第１速度Ｖ１よりも高い第２速度Ｖ２で移動する。本実施形態において、主弁３３は、時点Ｔａから時点Ｔ１までの期間において、閉塞位置から中間位置まで高速度（第２速度）Ｖ２で移動する。そのため、ガスモードの時点Ｔａから時点Ｔ１までの期間において、ピストン２５の下面２５２に作用する作動油の圧力は急激に上昇し、液体燃料ＦＯの圧力は急激に上昇する。

図１２において、領域ＡＲ１及び領域ＡＲ２のそれぞれは、液体燃料ＦＯの供給量に相当する。領域ＡＲ１の面積と領域ＡＲ２の面積とは等しい。図１２に示すように、本例においては、液体燃料ＦＯの圧力が高く、所定量の液体燃料ＦＯを短時間で供給可能であることが分かる。

本実施形態によれば、ガスモードにおいて燃焼室７に少量の液体燃料ＦＯを供給する場合において、制御装置１０は、液体燃料噴射弁９の液体燃料ＦＯの圧力を急激に変化させて、液体燃料噴射弁９の噴射口９Ｓから液体燃料ＦＯを高速度で短時間に噴射させる。したがって、噴射口９Ｓに異物が付着することを抑制しつつ、少量の液体燃料ＦＯを安定して供給することができる。

すなわち、本実施形態においては、メイン電磁弁３６をクローズ状態からオープン状態に変化させて、液体燃料噴射弁９から液体燃料ＦＯが噴射されていない状態から液体燃料噴射弁９から液体燃料ＦＯが噴射される状態に変化させる。液体燃料ＦＯが噴射されていない状態から液体燃料噴射弁９からの液体燃料ＦＯの噴射が開始されるときの液体燃料ＦＯの圧力（開始時噴射圧力）は、ディーゼルモードよりもガスモードのほうが高い。換言すれば、メイン電磁弁３６をクローズ状態からオープン状態に変化させて液体燃料噴射弁９から燃焼室７に液体燃料ＦＯの噴射が開始されるときの、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの圧力の変化量（単位時間当たりの圧力の増加量）は、ディーゼルモードよりもガスモードのほうが大きい。

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、ディーゼルモードにおけるサブ電磁弁３７の制御方法の一例を示す図である。図１３（Ａ）は、燃焼室７に噴射される燃料の噴射量の指標であるフューエルインデックスＦＩと、デュアルフューエルエンジン１の負荷との関係を示す。図１３（Ｂ）は、メイン電磁弁３６がオープン状態にされた時点とサブ電磁弁３７がオープン状態にされた時点との差（サブ電磁弁３７がオープン状態にされるまでの遅れ時間）と、燃焼室７に噴射される液体燃料ＦＯの噴射量の指標であるフューエルインデックスＦＩＯとの関係を示す。フューエルインデックスＦＩは、気体燃料ＰＧ及び液体燃料ＦＯの両方を含む全燃料に関するフューエルインデックスである。フューエルインデックスＦＩＯは、液体燃料ＦＯに関するフューエルインデックスである。

図１３（Ａ）に示すように、ディーゼルモードにおいては、フューエルインデックスＦＩは、液体燃料ＦＯの噴射量の指標であるフューエルインデックスＦＩＯと一致する。

図１３（Ｂ）に示すように、制御装置１０は、液体燃料ＦＯの噴射量を少なくするとき、遅れ時間を小さくし、液体燃料ＦＯの噴射量を多くするとき、遅れ時間を大きくしてもよい。すなわち、ディーゼルモードにおいて、制御装置１０は、液体燃料ＦＯの噴射量を少なくするとき、図１１を参照して説明した時点Ｔａと時点Ｔｂとの差を小さくし、液体燃料ＦＯの噴射量を多くするとき、時点Ｔａと時点Ｔｂとの差を大きくしてもよい。

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、ガスモードにおけるサブ電磁弁３７の制御方法の一例を示す図である。図１４（Ａ）は、フューエルインデックスＦＩと負荷との関係を示す。図１４（Ｂ）は、サブ電磁弁３７がオープン状態にされるまでの遅れ時間と、燃焼室７に噴射される液体燃料ＦＯの噴射量の指標であるフューエルインデックスＦＩＯとの関係を示す。

図１４（Ａ）に示すように、ガスモードにおいては、フューエルインデックスＦＩは、液体燃料ＦＯの噴射量の指標であるフューエルインデックスＦＩＯと、気体燃料ＰＧの噴射量の指標であるフューエルインデックスＦＩＧとの和とが一致する。フューエルインデックスＦＩＧは、気体燃料ＰＧに関するフューエルインデックスである。

図１４（Ｂ）に示すように、制御装置１０は、液体燃料ＦＯの噴射量を少なくするとき、遅れ時間を小さくし、液体燃料ＦＯの噴射量を多くするとき、遅れ時間を大きくしてもよい。本実施形態においては、ガスモードにおいて、フューエルインデックスＦＩＯの値が１０となるように、燃焼室７に対して液体燃料ＦＯが噴射される。図１４（Ｂ）に示すように、ＦＩＯの値が１０のとき、遅れ時間（図１２を参照して説明した時点Ｔａと時点Ｔ１との差）は、零である。

また、図１２を参照して説明した実施形態においては、ガスモードにおいて、メイン電磁弁３６とサブ電磁弁３７とが同時にオープン状態になることとした。図１４（Ｂ）に示すように、ガスモードにおいて、ＦＩＯの値が大きいとき（燃焼室７に対する液体燃料ＦＯの噴射量を多くするとき）、メイン電磁弁３６をオープン状態にした後、サブ電磁弁３７をオープン状態にしてもよい。すなわち、ガスモードにおいて、燃焼室７に対する液体燃料ＦＯの噴射量に基づいて、メイン電磁弁３６とサブ電磁弁３７とを同時にオープン状態にするか否かが決定されてもよいし、メイン電磁弁３６をオープン状態にする時点とサブ電磁弁３７をオープン状態にする時点とを異ならせてもよいし、メイン電磁弁３６をオープン状態にする時点とサブ電磁弁３７をオープン状態にする時点との差（遅れ時間）を調整してもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、液体燃料噴射弁９から燃焼室７に対する液体燃料ＦＯの噴射を開始するとき、ガスモードにおける液体燃料ＦＯの圧力のほうが、ディーゼルモードにおける液体燃料ＦＯの圧力よりも高くなるように調整することによって、噴射口９Ｓに異物が付着することを抑制しつつ、少量の液体燃料ＦＯを安定して供給することができる。すなわち、ガスモードにおいて、燃焼室７に少量の液体燃料ＦＯを噴射する場合において、液体燃料噴射弁９の液体燃料ＦＯの圧力を急激に上昇させて、噴射口９Ｓから液体燃料ＦＯを高速度に噴射するようにしたので、噴射口９Ｓに異物が付着することを抑制しつつ、少量の液体燃料ＦＯを安定して供給することができる。

また、本実施形態によれば、ディーゼルモードにおいて、液体燃料ＦＯが噴射される噴射期間の前期において、液体燃料噴射弁９から噴射される液体燃料ＦＯの噴射量（噴射率）を低減するようにしたので、燃焼温度を低減させることができる。そのため、例えばＮＯｘの生成を抑制することができる。また、噴射期間の後期において、噴射率を高めるようにしたので、ディーゼルモードにおいて燃焼に必要な液体燃料ＦＯを燃焼室７に供給することができる。

１デュアルフューエルエンジン
７燃焼室
９液体燃料噴射弁
２０液体燃料供給システム
２４シリンダ
２５ピストン
２６燃料室（収容空間）
３１高圧通路
３３主弁
３６メイン電磁弁
３７サブ電磁弁
２５１上面
２５２下面
ＦＯ液体燃料
ＰＧ気体燃料

Claims

デュアルフューエルエンジンの燃焼室に液体燃料を供給する液体燃料供給システムであって、
前記燃焼室に前記液体燃料を噴射する噴射弁と、
前記噴射弁から前記燃焼室に噴射される前記液体燃料の噴射圧力を調整可能な制御装置と、を備え、
前記噴射圧力は、前記噴射弁からの前記液体燃料の噴射が開始されるときの前記液体燃料の開始時噴射圧力を含み、
前記制御装置は、前記燃焼室に前記液体燃料及び前記気体燃料の両方が供給されるガスモードにおける前記開始時噴射圧力が、前記燃焼室に前記液体燃料が供給され気体燃料が供給されないディーゼルモードにおける前記開始時噴射圧力よりも高くなるように調整する液体燃料供給システム。
ピストンを有し、前記噴射弁に前記液体燃料を供給可能なポンプと、
前記ピストンを作動可能な作動液体が満たされる高圧通路と、
前記高圧通路の内側位置と外側位置との間を移動可能であり、前記内側位置に配置されて前記高圧通路を閉じ、前記外側位置に配置されて前記高圧通路を開く主弁と、
前記高圧通路と接続可能であり、前記高圧通路と接続された状態で前記高圧通路から前記主弁に供給される前記作動液体が流れる供給通路と、
前記供給通路と接続可能なスピル通路と、
前記供給通路と前記高圧通路とを接続して前記主弁が前記内側位置に配置される状態、及び前記供給通路と前記スピル通路とを接続して前記主弁が前記外側位置に配置される状態の一方から他方に切り替えるメイン電磁弁と、
前記スピル通路に配置され、前記供給通路から流出する前記作動液体の流量を調整して、前記主弁が前記内側位置から前記外側位置に向かって移動するときの前記主弁の移動速度を調整可能なサブ電磁弁と、を備え、
前記制御装置は、前記メイン電磁弁及び前記サブ電磁弁を制御して、前記噴射圧力を調整し、前記ディーゼルモードにおいて前記主弁が第１速度で前記内側位置から移動し、前記ガスモードにおいて前記主弁が前記第１速度よりも高い第２速度で前記内側位置から移動するように前記メイン電磁弁及び前記サブ電磁弁を制御することによって、前記ディーゼルモード及び前記ガスモードのそれぞれにおける前記開始時噴射圧力を調整する請求項１に記載の液体燃料供給システム。
前記スピル通路は、クイックスピル通路と、前記クイックスピル通路よりも狭いスロースピル通路と、を含み、
前記サブ電磁弁は、前記供給通路からの前記作動液体が前記クイックスピル通路を流れる状態、及び前記供給通路からの前記作動液体が前記クイックスピル通路を流れない状態の一方から他方に切り替える請求項２に記載の液体燃料供給システム。
前記サブ電磁弁は、ソレノイドを含む請求項２又は請求項３に記載の液体燃料供給システム。
前記ディーゼルモードにおいて、前記主弁は、前記内側位置から前記外側位置までの移動期間の前期において前記第１速度で移動し、前記移動期間の後期において前記第１速度よりも高い速度で移動する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の液体燃料供給システム。