JP2610367B2 - 多種燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多種の燃料を高圧噴射
させる多種燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多種燃料噴射装置としては、圧縮
自己着火しにくい燃料を主燃料として使用する場合、圧
縮自己着火性に優れた燃料（例えば、軽油等）を補助燃
料として最初に噴射着火させ、ついで、主燃料を噴射さ
せるようにしたものが種々提案されており、例えば、特
公平１−２０３０７号公報、実公平３−４７８２号公
報、実公平３−４７８３号公報、実公平３−４７８４号
公報に開示されたものがある。

【０００３】ここで、特公平１−２０３０７号公報、実
公平３−４７８３号公報、実公平３−４７８４号公報に
開示された多種燃料噴射装置は主燃料としてアルコール
を想定したもので、特公平１−２０３０７号公報に開示
された多種燃料噴射装置においては、一つ前の気筒への
主燃料の噴射脈動圧を利用して補助燃料圧送器を作動さ
せることにより、補助燃料を燃料噴射ノズルに充填させ
ている。一方、実公平３−４７８３号公報や実公平３−
４７８４号公報に開示された多種燃料噴射装置は、特公
平１−２０３０７号公報に開示された補助燃料圧送器に
相当する機構を燃料噴射ポンプ内に設けたものである。
そして、これらの多種燃料噴射装置は、いずれも燃料噴
射ノズルの燃料噴射孔近辺に補助燃料を噴射しない程度
の低圧で充填しておき、ついで、主燃料を燃料噴射孔の
近辺へ圧送するとともにその圧力で燃料不噴射孔を閉止
しているニードル弁を開弁させ、補助燃料と主燃料とを
層状に噴射させている。

【０００４】つぎに、実公平３−４７８２号公報に開示
された多種燃料噴射装置は、Ａ燃料とＢ燃料とを別個の
ポンプで調量した後にそれぞれ別個の増圧器内に蓄えて
おき、さらに、増圧器内に蓄えたＡ燃料とＢ燃料とを別
のポンプを使用して加圧するとともにこれらのＡ燃料と
Ｂ燃料とを相前後させて同一の燃料噴射ノズルから噴射
させるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】圧縮自己着火しにくい
メタノール等の燃料を主燃料とする場合、圧縮自己着火
し易い補助燃料を火種とし、かつ、主燃料及び副燃料の
調量、噴射順序、噴射時期等をコントロールする必要が
ある。そして、特公平１−２０３０７号公報に開示され
た多種燃料噴射装置においては、補助燃料の調量と低圧
力での燃料噴射ノズル内への充填とを行う補助燃料圧送
器を一つ前の気筒への主燃料の噴射脈動圧を利用して作
動させているため、気筒数に応じた数の補助燃料圧送器
が必要であるとともに燃料の配管が複雑になるという欠
点がある。また、この多種燃料噴射装置は、単気筒のエ
ンジンでは使用できないという欠点がある。

【０００６】つぎに、実公平３−４７８３号公報及び実
公平３−４７８４号公報に開示された多種燃料噴射装置
においては、特開平１−２０３０７号公報に開示された
補助燃料圧送器に相当する機構を燃料噴射ポンプ内に設
けたものであり、補助燃料圧送器に相当する機構が一つ
になるために部品点数が減少するとともに燃料用配管の
複雑さはなくなるが、燃料噴射ポンプ内に補助燃料圧送
器に相当する機構を設けることによって燃料噴射ポンプ
が複雑な構造となり、しかも、従来の燃料噴射ポンプを
使用することができないという欠点がある。また、特開
平１−２０３０７号公報に開示された多種燃料噴射装置
と同様に、単気筒のエンジンでは使用できないという欠
点がある。

【０００７】つぎに、実公平３−４７８２号公報に開示
された多種燃料噴射装置においては、Ａ燃料とＢ燃料と
の調量を別個のポンプで行い、各増圧器内に蓄えられた
燃料をそれぞれ別のポンプを使用して加圧するとともに
燃料噴射ノズルから噴射させているため、エンジンのク
ランク軸の回転に同期させなければならないポンプが１
気筒につき４個必要であり、また、増圧器も１気筒につ
き２個必要であり、部品構成と燃料配管とが相当に複雑
で高価な多種燃料噴射装置になるとともに従来の燃料噴
射ポンプを使用することができないという欠点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、第１燃料を調量するコントロール機構と、調量され
た第１燃料を高圧で送出する燃料噴射ポンプと、第２燃
料を昇圧させるアキュムレータと、燃料噴射孔を開閉す
るニードル弁をノズル本体内に摺動自在に収納した燃料
噴射ノズルと、前記ノズル本体内に形成されるとともに
第１燃料が供給される第一圧力室と前記燃料噴射孔に連
通された第二圧力室と、前記第一圧力室と前記第二圧力
室とを連通させるとともに前記ニードル弁内に形成され
た第１燃料流路と、前記第１燃料流路を開閉するととも
に閉弁方向へ付勢された第一止め弁と、前記第２燃料が
供給されるとともに前記第一止め弁を閉弁方向へ付勢す
る力を作用させる加圧室と、前記加圧室と前記第二圧力
室とを連通する第２燃料流路と、第１燃料を第１燃料貯
蔵部へ戻す第１燃料戻し流路と前記第一圧力室とを連通
させるとともに前記第一止め弁に形成された戻し流路と
を設け、前記加圧室内に第２燃料が供給される前には前
記第一圧力室内の圧力が第一設定圧以上に上昇すること
に伴って前記第一止め弁を開弁させるとともに前記第一
圧力室内の圧力が第二設定圧以上に上昇することに伴っ
て前記ニードル弁を摺動させて前記燃料噴射孔を開口さ
せ、前記加圧室内に第２燃料が供給された後には前記第
一圧力室内の圧力が第二設定圧以上に上昇することに伴
って前記第一止め弁を閉弁させたままの状態で前記ニー
ドル弁を摺動させて前記燃料噴射孔を開口させるととも
に前記戻し流路によって前記第一圧力室と前記第１燃料
戻し流路とを連通させるようにした。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第１燃料流路と第２燃料流路とにそれぞ
れ第二圧力室への燃料の流入を許容する逆止弁を設ける
とともに少なくとも一方の逆止弁をデリバリバルブとし
た。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、戻し流路と第一圧力室とを連通させると
ともにニードル弁に形成された流入孔と、前記戻し流路
と第１燃料戻し流路とを連通させるとともに前記ニード
ル弁に形成された流出孔と、加圧室に連通されるととも
に前記ニードル弁に形成された第２燃料流入孔と、前記
加圧室と第２燃料流路とを連通させるとともに前記ニー
ドル弁に形成された第２燃料流出孔との少なくとも一つ
に傾斜カットのリード部を形成し、前記ニードル弁を回
動自在に設けた。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第１燃料戻し流路中に第１燃料貯蔵部へ
戻る第１燃料を加圧する加圧弁を設け、この加圧弁によ
り加圧された第１燃料の圧力によって開弁する第二止め
弁を第２燃料流路中に設けた。

【００１２】請求項５記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第一圧力室と第二圧力室とを常時連通さ
せる小径孔を形成した。

【００１３】請求項６記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第一圧力室への第１燃料の流入を許容す
る逆止弁を設けた。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明では、加圧室内に第２燃料
が供給される前の状態において、第一圧力室に第１燃料
が供給されて第一圧力室内の圧力が第一設定圧以上に上
昇すると、第一止め弁が開弁されるとともに第１燃料が
第１燃料流路を通って第二圧力室へ供給される。さら
に、第一圧力室内の圧力が上昇して第二設定圧以上にな
ると、ニードル弁が摺動して燃料噴射孔が開口され、第
二圧力室内の第１燃料が燃料噴射孔から噴射される。一
方、加圧室内に第２燃料が供給された後には、止め弁が
閉弁されて第１燃料の第二圧力室への供給が遮断される
とともに第二圧力室へは第２燃料流路を通って第２燃料
が供給される。さらに、第一圧力室への第１燃料の供給
によって第一圧力室の圧力が第二設定圧以上に上昇する
と、ニードル弁が摺動して燃料噴射孔が開口され、第二
圧力室内の第２燃料が燃料噴射孔から噴射される。そし
て、第２燃料の噴射が行なわれている場合においては、
第一圧力室内へ供給された第１燃料は、止め弁に形成さ
れた戻し流路と第１燃料戻し流路とを経て第１燃料貯蔵
部へ戻る。なお、燃料噴射ポンプによる第１燃料の圧送
が停止されると、第一圧力室内の圧力が第二設定圧以下
に下降するため、ニードル弁が摺動して燃料噴射孔が閉
口され、第１燃料又は第２燃料の噴射が終了する。

【００１５】請求項２記載の発明では、第１燃料流路に
逆止弁を設けることにより、第二圧力室へ供給された第
２燃料が第１燃料流路を逆流して第一圧力室内へ流入す
るということが防止され、また、第２燃料流路に逆止弁
を設けることにより、第二圧力室へ供給された第１燃料
が第２燃料流路を逆流して加圧室内へ流入するというこ
とが防止される。さらに、少なくともいずれか一方の逆
止弁をデリバリバルブとすることにより、燃料噴射終了
時における燃料噴射孔からの第１燃料又は第２燃料の後
ダレが防止される。

【００１６】請求項３記載の発明では、ニードル弁を回
動させ、その回動位置を変更することにより、第１燃料
を第１燃料貯蔵部へ戻すための流路や、第２燃料を第二
圧力室へ供給するための流路が連通されるタイミングや
それらの流路の連通部の面積が変更され、第２燃料の噴
射タイミングや噴射量の調整が行なわれる。

【００１７】請求項４記載の発明では、第１燃料貯蔵部
へ戻る第１燃料が第１燃料戻し流路中に設けた加圧弁に
よって加圧され、加圧弁により加圧された第１燃料の圧
力によって第２燃料流路中に設けた第二止め弁が開弁さ
れ、加圧室から第二圧力室への第２燃料の供給が行なわ
れる。このため、第１燃料の供給を停止させることによ
って第二止め弁が閉弁され、第２燃料の第二圧力室への
供給及び噴射が停止される。従って、第２燃料の噴射中
にニードル弁が燃料噴射孔を開口した状態でスティック
を起こしても、第２燃料が燃料噴射孔から流出を続ける
ということが防止される。

【００１８】請求項５記載の発明では、第２燃料が加圧
室内に供給されて第一止め弁が閉弁された後において
も、第１燃料は第一圧力室から小径孔を経て第二圧力室
へ供給されるため、第１燃料と第２燃料との混合噴射を
行なえる。

【００１９】請求項６記載の発明では、第１燃料の圧送
が終了した際において、すでに第一圧力室に流入してい
る第１燃料は逆止弁により第１燃料貯蔵部側への戻りが
阻止される。そして、ニードル弁が閉弁され、ついで、
第一止め弁が閉弁される際に、この第一止め弁の閉弁動
作によって第１燃料の一部が第二圧力室内に低圧で充填
される。このため、加圧室を介して第２燃料を第二圧力
室へ送出して第２燃料の噴射を行なう場合、第２燃料の
噴射に先立って第１燃料を噴射する層状噴射が行なわれ
る。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、第１燃料（圧縮自己着火性に優れた副燃料）
１を貯蔵する第１燃料貯蔵部である燃料タンク２と、こ
の第１燃料１を燃料噴射ノズル３へ向けて高圧で送出す
る燃料噴射ポンプ４とが設けられ、前記燃料噴射ポンプ
４にはコントロールラック５が取付けられ、このコント
ロールラック５には第１燃料１の調量やエンジン回転数
の制御を行なう調速装置等のコントロール機構６が連結
されている。なお、前記燃料タンク２内の第１燃料１は
燃料供給ポンプ７により前記燃料噴射ポンプ４へ供給さ
れ、さらに、燃料噴射ポンプ４から流路８により前記燃
料噴射ノズル３へ供給される。また、前記燃料噴射ノズ
ル３へ供給された第１燃料１のうち燃焼室（図示せず）
内へ噴射されなかったものは戻りの流路９を経て前記燃
料タンク２内へ戻る。

【００２１】つぎに、第２燃料（圧縮自己着火しにくい
主燃料）である液体燃料１０を貯蔵する燃料タンク１１
と第２燃料（圧縮自己着火しにくい主燃料）である気体
燃料１２を貯蔵する燃料ボンベ１３とが設けられてお
り、さらに、燃料供給ポンプ１４と第一切換弁１５とを
介して前記液体燃料１０が供給されるアキュムレータ１
６と、燃料供給ポンプ１７と第一切換弁１８とを介して
前記気体燃料１２が供給されるアキュムレータ１９とが
設けられている。なお、本実施例においては、液体燃料
１０用のアキュムレータ１６と気体燃料１２用のアキュ
ムレータ１９とを別個に設けたが、共用するアキュムレ
ータを一つ設けるものであってもよい。また、気体燃料
１２が都市ガス等の配管によって供給されるものである
場合には、その配管を直接燃料供給ポンプ１７へ接続す
る。前記アキュムレータ１６，１９において昇圧された
第２燃料１０，１２は、第二切換弁２０を経て流路２１
により前記燃料噴射ノズル３へ供給され、前記燃料噴射
ノズル３へ供給された第２燃料１０，１２のうち燃焼室
（図示せず）内へ噴射されなかったものは戻りの流路２
２を経て前記燃料タンク１１又は前記燃料供給ポンプ１
７の入力側へ戻る。なお、本実施例においては、上記の
ように第２燃料として液体燃料１０と気体燃料１２とを
選択的に用いることができる。

【００２２】つぎに、前記燃料噴射ノズル３について説
明する。まず、上部本体２３と下部本体２４とからなる
ノズル本体２５が設けられており、前記下部本体２４の
下端部には燃料噴射孔２６が形成され、この燃料噴射孔
２６を開閉するニードル弁２７が摺動自在及び回動自在
に前記ノズル本体２５内に収納されている。なお、前記
ニードル弁２７は、上部ニードル弁体２８と下部ニード
ル弁体２９とスプリング受け金具３０とを一体的に嵌合
させることにより構成されており、前記スプリング受け
金具３０には、前記ニードル弁２７を回動調節するため
の回動角制御機構３１がコントロールシャフト３２を介
して連結されている。さらに、前記スプリング受け金具
３０には、前記燃料噴射孔２６を閉じる方向へ前記ニー
ドル弁２７を付勢するスプリング３３の一端が当接され
ている。なお、前記燃料噴射孔２６の開閉は、前記ニー
ドル弁２７の先端部に形成されたテーパ面３４を前記下
部本体２４に形成されたテーパ状のシート面３５へ接離
させることにより行なわれている。

【００２３】前記ノズル本体２５内には、第一圧力室３
６と第二圧力室３７とが前記ニードル弁２７の外周部に
位置して形成されており、これらの第一圧力室３６と第
二圧力室３７とは前記ニードル弁２７によって仕切られ
ている。ここで、前記第一圧力室３６には前記上部本体
２３内に形成された複数の流路３８の一端が接続され、
これらの流路３８の他端は前記流路８に接続されてい
る。一方、前記第二圧力室３７は前記燃料噴射孔２６に
連通されている。また、前記ニードル弁２７の外径寸法
は、前記上部本体２３に摺接する部分が大径とされると
ともに前記下部本体２４に摺接する部分が小径とされ、
その境界部には前記第一圧力室３６に臨んだテーパ状の
圧力受部３９が形成されている。

【００２４】前記ニードル弁２７内には前記第一圧力室
３６と前記第二圧力室３７とを連通する第１燃料流路４
０が形成され、さらに、この第１燃料流路４０を開閉す
るとともに調整スプリング４１により閉弁方向へ付勢さ
れた第一止め弁４２が摺動自在に設けられている。ま
た、前記第１燃料流路４０中には、スプリング４３によ
り付勢されるとともに前記第二圧力室３７から前記第一
圧力室３６への第１燃料１又は第２燃料１０，１２の逆
流を阻止するための逆止弁４４が設けられている。

【００２５】また、前記ノズル本体２５内には、前記燃
料噴射孔２６から噴射されなかった第１燃料１を前記燃
料タンク２へ戻すための第１燃料戻し流路４５が形成さ
れ、この第１燃料戻し流路４５と前記流路３８とを連通
させる戻し流路４６が前記第一止め弁４２内又は外周部
に形成されている。さらに、前記ニードル弁２７には、
前記戻し流路４６と前記流路３８とを連通させる流入孔
４７と、前記戻し流路４６と前記第１燃料戻し流路４５
とを連通させる流出孔４８とが形成されている。

【００２６】また、前記ニードル弁２７内には、前記第
２燃料１０，１２が供給されるとともに供給された第２
燃料１０，１２の圧力を前記調整スプリング４１の付勢
力とともに前記第一止め弁４２を閉弁する方向へ作用さ
せる加圧室４９が形成されている。なお、前記ノズル本
体２５には、前記第２燃料１０，１２を前記加圧室４９
内へ流入させるための流路５０と、加圧室４９内に流入
した第２燃料１０，１２を前記第二圧力室３７へ供給す
るための第２燃料流路５１とが形成されている。さら
に、前記ニードル弁２７には、前記流路５０と前記加圧
室４９とを連通させる第２燃料流入孔５２と、前記加圧
室４９と前記第２燃料流路５１とを連通させる第２燃料
流出孔５３とが形成されており、これらの第２燃料流入
孔５２と第２燃料流出孔５３とには図７及び図８に示す
ような傾斜カットのリード部５２ａ，５３ａが形成され
ている。また、前記第２燃料流路５１中には、スプリン
グ５４により付勢されるとともに前記第二圧力室３７か
ら前記加圧室４９への第２燃料１０，１２又は第１燃料
１の逆流を阻止するための逆止弁５５が設けられてい
る。

【００２７】前記第１燃料戻し流路４５中には前記燃料
タンク２へ戻る第１燃料１を加圧する加圧弁５６が設け
られており、前記第２燃料流路５１中にはこの第２燃料
流路５１を開閉するとともに前記加圧弁５６により加圧
された第１燃料１の圧力を受けて開弁する第二止め弁５
７が前記逆止弁５５より上流側に位置して設けられてい
る。なお、前記ノズル本体２５内には、前記第二止め弁
５７により開閉されるとともに前記燃料噴射孔２６から
噴射されずに前記第２燃料流路５１中に残った第２燃料
１０，１２を前記燃料タンク１１や前記燃料供給ポンプ
１７側へ戻すとともに前記流路２２に接続された流路５
８が形成されている。

【００２８】このような構成において、図２は第１燃料
１と第２燃料１０，１２とがともに供給されていない状
態を示す。ニードル弁２７はスプリング３３の付勢力に
よって燃料噴射孔２６を閉じ、第一止め弁４２は調整ス
プリング４１の付勢力によって第１燃料流路４０を閉
じ、第二止め弁５７はスプリング５９の付勢力によって
第２燃料流路５１を閉じている。

【００２９】つぎに、図３はエンジンの始動操作に伴っ
て第１燃料１の供給が開始された状態を示す。燃料噴射
ポンプ４から圧送された第１燃料１は、流路８及び流路
３８を経て矢印で示すように第一圧力室３６へ供給され
る。そして、第一圧力室３６内の圧力が第一設定圧以上
に上昇して調整スプリング４１の付勢力を上回ると、第
一止め弁４２が上方へ押上げられて開弁する。すると、
第一圧力室３６内の第１燃料１は第１燃料流路４０を通
り、逆止弁４４を開弁させて第二圧力室３７内へ供給さ
れる。なお、図３及び後述する図４に示す状態において
は、第二切換弁２０が閉止されているか、又は、流路５
０と第２燃料流入孔５２とが連通されていないため、第
２燃料１０，１２の加圧室４９内への供給は行なわれな
い。

【００３０】つぎに、図４は第１燃料１が燃料噴射孔２
６から噴射された状態を示す。図３の状態から引き続き
第１燃料１の供給が続行されると、第一圧力室３６内の
圧力がさらに上昇し、その圧力は圧力受部３９に作用す
る。そして、第一圧力室３６内の圧力が第二設定圧以上
に上昇してスプリング３３の付勢力を上回ると、ニード
ル弁２７が上方へ押上げられるとともにテーパ面３４が
シート面３５から離反し、燃料噴射孔２６が開口されて
第１燃料１が噴射される。そして、燃料噴射ポンプ４か
らの第１燃料１の圧送が終了すると、第一圧力室３６内
の圧力が第二設定圧以下に低下することに伴ってニード
ル弁２７が下降し、燃料噴射孔２６が閉じられることに
よって第１燃料１の一回の噴射が終了する。従って、以
上の動作を繰り返すことにより第１燃料１のみを噴射さ
せる通常のエンジンと同様に使用することができる。

【００３１】つぎに、図５は、図４に示したように第１
燃料１の噴射が繰り返されている途中において、回動角
制御機構３１によってニードル弁２７を回動させ、第２
燃料流入孔５２と流路５０とをリード部５２ａを介して
連通させた状態を示す。流路５０と第２燃料流入孔５２
とが連通されることにより、アキュムレータ１６，１９
によってエンジンの最高燃焼圧力以上に昇圧された第２
燃料１０，１２は加圧室４９内に供給される。第２燃料
１０，１２が加圧室４９内に供給されると、第２燃料１
０，１２の圧力と調整スプリング４１の付勢力との和が
第一止め弁４２を開弁させる力よりも大きくなり、第一
止め弁４２が瞬時に閉弁される。さらに、第一止め弁４
２が閉弁されると同時に逆止弁４４も閉弁され、燃料噴
射孔２６からの第１燃料１の噴射が終了する。なお、逆
止弁４４を吸い戻し機能を有するデリバリバルブとする
ことにより、噴射終了直後の第二圧力室３７内が低圧又
は負圧となり、第１燃料１の後ダレが防止される。

【００３２】つぎに、図６は、図５に示したように第２
燃料１０，１２が加圧室４９内に供給されて第一止め弁
４２が閉弁された状態において、引き続き第１燃料１の
供給が続行されることに伴って第２燃料１０，１２が燃
料噴射孔２６から噴射された状態を示す。図５に示した
ように第一止め弁４２が第２燃料１０，１２の圧力の作
用を受けて閉弁した状態で第一圧力室３６への第１燃料
１の供給が行なわれると、第一圧力室３６内の圧力が第
一設定圧に達しても第一止め弁４２は開弁されず、さら
に、第一圧力室３６内の圧力が第二設定圧以上に上昇し
てスプリング３３の付勢力を上回ると、ニードル弁２７
が上方へ押上げられるとともにテーパ面３４がシート面
３５から離反して燃料噴射孔２６が開口される。

【００３３】ここで、第一止め弁４２が閉弁されている
場合には、図６及び図２に示すように、第一止め弁４２
内に形成された戻し流路４６が流入孔４７と流出孔４８
とに連通されている。さらに、この状態でニードル弁２
７が上昇することにより、図６に示すように流入孔４７
が流路３８に連通されるとともに流出孔４８が第１燃料
戻し流路４５に連通される。従って、燃料噴射ポンプ４
から圧送された第１燃料１は、圧力受部３９に対して第
二設定圧以上の圧力を作用させた後、戻し流路４６と第
１燃料戻し流路４５及び流路９を通って燃料タンク２へ
戻る。

【００３４】一方、第２燃料流入孔５２と第２燃料流出
孔５３とにはそれぞれリード部５２ａ，５３ａが形成さ
れているため、ニードル弁２７が上昇した場合であって
も図６に示すように流路５０と加圧室４９、及び、加圧
室４９と第２燃料流路５１とは連通された状態に維持さ
れている。

【００３５】つぎに、燃料タンク２へ戻される第１燃料
１は加圧弁５６によって加圧され、この圧力が設定圧に
達すると第二止め弁５７が開弁され、加圧室４９内に供
給されていた第２燃料１０，１２が破線の矢印で示すよ
うに第２燃料流路５１を通り、逆止弁５５を開弁させて
第二圧力室３７へ供給され、さらに、開口されている燃
料噴射孔２６から噴射される。なお、加圧弁５６により
加圧された第１燃料１の圧力が第二止め弁５７を開弁さ
せる設定圧に達した場合には、同時に加圧弁５６を開弁
させて第１燃料１の燃料タンク２への戻りが開始され
る。

【００３６】ここで、コントロール機構６がコントロー
ルラック５を通じて調量した第１燃料１が燃料噴射ポン
プ４から圧送されている間はニードル弁２７が開弁され
ており、その間第２燃料１０，１２の噴射が続行され
る。

【００３７】つぎに、第２燃料１０，１２の噴射の終了
について説明する。第１燃料１の圧送が終了すると、燃
料噴射ポンプ４内のデリバリバルブ（図示せず）により
第一圧力室３６内の圧力が急激に低下し、ニードル弁２
７と第二止め弁５７とが同時に閉弁されることにより第
２燃料１０，１２の噴射が終了する。なお、第２燃料１
０，１２が特に液体燃料１０である場合には、逆止弁５
５をデリバリバルブとして噴射の終了と同時に第二圧力
室３７内を低圧又は負圧にすることにより、第２燃料１
０，１２の後ダレが防止される。吸い戻された第２燃料
１０，１２は、流路５８及び流路２２を経て燃料タンク
１１や燃料供給ポンプ１７の入口側へ戻る。

【００３８】以上のように、第２燃料１０，１２の噴射
期間は、調量と噴射期間がコントロールされている第１
燃料１を噴射した場合と全く同一か、又は、比例して設
定することができる。従って、エンジン運転中に、噴射
する燃料を第１燃料１から第２燃料１０，１２へ切替
え、又は、その逆が可能となる。なお、第１燃料１を噴
射する場合と第２燃料１０，１２を噴射する場合とにお
ける発熱量の相違等の修正は、リード部５２ａ，５３ａ
を介して行なう連通部分の面積を変え、又は、第２燃料
１０，１２の圧送圧力を変えることによって行なえる。

【００３９】また、ニードル弁２７に形成された第１燃
料流路４０の先端部を燃料噴射孔２６に近接したテーパ
面３４に開口させておき、ニードル弁２７の回動調節
を、ニードル弁２７が若干開弁されて第１燃料１が噴射
した直後に流路５０と加圧室４９と第２燃料流路５１と
が連通するようにすることにより、第１燃料１が第２燃
料１０，１２の噴射に先立って噴射する層状噴射が行な
われる。

【００４０】また、第一圧力室３６と第二圧力室３７と
を常時連通する小径孔（図示せず）を形成することによ
り、第２燃料１０，１２の圧力によって第一止め弁４２
が閉弁された後においても、第１燃料１が毎回の噴射ご
とに第二圧力室３７へ供給されることとなり、第１燃料
１と第２燃料１０，１２との混合噴射を行なえる。な
お、この場合において、第１燃料１の割合を多くし、第
２燃料として水や不活性ガス等を用いることにより、ク
リーンな排出ガスとするための手段として用いることも
できる。

【００４１】また、第２燃料１０，１２の噴射時におい
て、ニードル弁２７と同期して開閉する第二止め弁５７
を設けているため、ニードル弁２７が燃料噴射孔２６を
開口した状態でスティックした場合であっても、第二止
め弁５７の開閉によって不完全ながらも第２燃料１０，
１２の噴射を継続することができるとともにエンジンの
運転を続行することができ、従って、燃料噴射系が若干
の異常を発生しても余裕をもってエンジンの停止を含む
対処が可能となる。特に、第２燃料として気体燃料１２
を使用する場合には、生燃料の吹き抜けによるマフラー
を含む外部での爆発等の事故が防止される。

【００４２】また、第一圧力室３６への第１燃料１の流
入を許容する逆止弁（図示せず）を設けることにより、
第１燃料１の圧送が終了した際において、すでに第一圧
力室３６に流入している第１燃料１は逆止弁により流路
３８側への戻りが阻止される。そして、ニードル弁２７
が閉弁され、ついで、第一止め弁４２が閉弁される際
に、この第一止め弁４２の閉弁動作によって第１燃料１
の一部が第二圧力室３７内に低圧で充填される。このた
め、流路５０と加圧室４９と第２燃料流路５１とを連通
させて第２燃料１０，１２を第二圧力室３７へ供給し、
燃料噴射孔２６から噴射させる場合には、第２燃料１
０，１２の噴射に先立って第１燃料１を噴射する層状噴
射が行なわれる。この場合の第１燃料１の噴射量は常に
一定となって可変できないものであるが、ニードル弁２
７を回動調節するための回動調節機構３１やコントロー
ルシャフト３２を用いることなく簡単な構造により層状
噴射を達成できる。

【００４３】なお、本実施例においては、主に副室式デ
ィーゼルエンジンに用いられるピン形ノズルと呼ばれる
燃料噴射ノズル３を例に挙げて説明したが、主として直
接噴射式ディーゼルエンジンにおいて用いられるホール
形ノズルと呼ばれる燃料噴射ノズルは燃料噴射孔の形状
が異なるのみであり、本発明を適用することができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１乃至６記載の発明においては、
上述のように従来の構造と同一の燃料噴射ポンプやコン
トロール機構をそのまま用いることができ、従って、エ
ンジンの形態を大幅に変更することなく多種燃料噴射装
置を達成することができ、しかも、単気筒のエンジンに
おいても多種燃料噴射を行なわせることができ、さら
に、請求項２記載の発明のように第１燃料流路や第２燃
料流路に逆止弁を設けたことによって第１燃料が加圧室
に逆流することや第２燃料が第一圧力室へ逆流すること
を防止することができ、しかも、これらの逆止弁をデリ
バリバルブとすることによって燃料の後ダレを防止する
ことができ、さらに、請求項３記載の発明のように、ニ
ードル弁の回動位置を変更することにより傾斜カットの
リード部を介して連通される第１燃料を第１燃料貯蔵部
へ戻すための流路や第２燃料を第二圧力室へ供給するた
めの流路の連通部の面積や連通のタイミングを調節する
ことができ、この調節によって第２燃料の噴射量や噴射
タイミングを制御することができ、さらに、請求項４記
載の発明のように第１燃料貯蔵部へ戻る第１燃料の圧力
によって開閉される第二止め弁を第２燃料流路中に設け
たことにより、第２燃料を噴射している運転時にニード
ル弁が燃料噴射孔を開口した状態でスティックを起こし
ても第二止め弁の開閉動作によってエンジンの運転を続
行させることができるとともに第２燃料の吹き抜けによ
るトラブルの発生を防止することができ、さらに、請求
項５記載の発明のように第一圧力室と第二圧力室とを常
時連通する小径孔を設けたことによって第２燃料の圧力
で第一止め弁が閉弁された後においても第一燃料を第二
圧力室へ供給し、第１燃料と第２燃料との混合噴射を行
なわせることができ、さらに、請求項６記載の発明のよ
うに第一圧力室への第１燃料の流入を許容する逆止弁を
設けるという簡単な構造により第１燃料と第２燃料とを
層状噴射させることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示す全体構成
図である。

【図２】燃料噴射ノズルの縦断正面図である。

【図３】燃料噴射ノズルの縦断正面図である。

【図４】燃料噴射ノズルの縦断正面図である。

【図５】燃料噴射ノズルの縦断正面図である。

【図６】燃料噴射ノズルの縦断正面図である。

【図７】ニードル弁を示す正面図である。

【図８】図７におけるＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ 第１燃料 ２ 第１燃料貯蔵部 ３ 燃料噴射ノズル ４ 燃料噴射ポンプ ６ コントロール機構 １０，１２ 第２燃料 １６，１９ アキュムレータ ２５ ノズル本体 ２６ 燃料噴射孔 ２７ ニードル弁 ３６ 第一圧力室 ３７ 第二圧力室 ４０ 第１燃料流路 ４２ 第一止め弁 ４４ 逆止弁 ４５ 第１燃料戻し流路 ４６ 戻し流路 ４７ 流入孔 ４８ 流出孔 ４９ 加圧室 ５１ 第２燃料流路 ５２ 第２燃料流入孔 ５２ａ リード部 ５３ 第２燃料流出孔 ５３ａ リード部 ５５ 逆止弁 ５６ 加圧弁 ５７ 第二止め弁

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１燃料を調量するコントロール機構
   と、調量された第１燃料を高圧で送出する燃料噴射ポン
   プと、第２燃料を昇圧させるアキュムレータと、燃料噴
   射孔を開閉するニードル弁をノズル本体内に摺動自在に
   収納した燃料噴射ノズルと、前記ノズル本体内に形成さ
   れるとともに第１燃料が供給される第一圧力室と前記燃
   料噴射孔に連通された第二圧力室と、前記第一圧力室と
   前記第二圧力室とを連通させるとともに前記ニードル弁
   内に形成された第１燃料流路と、前記第１燃料流路を開
   閉するとともに閉弁方向へ付勢された第一止め弁と、前
   記第２燃料が供給されるとともに前記第一止め弁を閉弁
   方向へ付勢する力を作用させる加圧室と、前記加圧室と
   前記第二圧力室とを連通する第２燃料流路と、第１燃料
   を第１燃料貯蔵部へ戻す第１燃料戻し流路と前記第一圧
   力室とを連通させるとともに前記第一止め弁に形成され
   た戻し流路とを設け、前記加圧室内に第２燃料が供給さ
   れる前には前記第一圧力室内の圧力が第一設定圧以上に
   上昇することに伴って前記第一止め弁を開弁させるとと
   もに前記第一圧力室内の圧力が第二設定圧以上に上昇す
   ることに伴って前記ニードル弁を摺動させて前記燃料噴
   射孔を開口させ、前記加圧室内に第２燃料が供給された
   後には前記第一圧力室内の圧力が第二設定圧以上に上昇
   することに伴って前記第一止め弁を閉弁させたままの状
   態で前記ニードル弁を摺動させて前記燃料噴射孔を開口
   させるとともに前記戻し流路によって前記第一圧力室と
   前記第１燃料戻し流路とを連通させるようにしたことを
   特徴とする多種燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 第１燃料流路と第２燃料流路とにそれぞ
   れ第二圧力室への燃料の流入を許容する逆止弁を設ける
   とともに少なくとも一方の逆止弁をデリバリバルブとし
   たことを特徴とする請求項１記載の多種燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 戻し流路と第一圧力室とを連通させると
   ともにニードル弁に形成された流入孔と、前記戻し流路
   と第１燃料戻し流路とを連通させるとともに前記ニード
   ル弁に形成された流出孔と、加圧室に連通されるととも
   に前記ニードル弁に形成された第２燃料流入孔と、前記
   加圧室と第２燃料流路とを連通させるとともに前記ニー
   ドル弁に形成された第２燃料流出孔との少なくとも一つ
   に傾斜カットのリード部を形成し、前記ニードル弁を回
   動自在に設けたことを特徴とする請求項１記載の多種燃
   料噴射装置。
4. 【請求項４】 第１燃料戻し流路中に第１燃料貯蔵部へ
   戻る第１燃料を加圧する加圧弁を設け、この加圧弁によ
   り加圧された第１燃料の圧力によって開弁する第二止め
   弁を第２燃料流路中に設けたことを特徴とする請求項１
   記載の多種燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 第一圧力室と第二圧力室とを常時連通さ
   せる小径孔を形成したことを特徴とする請求項１記載の
   多種燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 第一圧力室への第１燃料の流入を許容す
   る逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の多種
   燃料噴射装置。