JP2675655B2 - 水噴射ディーゼルエンジン - Google Patents
水噴射ディーゼルエンジンInfo
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- JP2675655B2 JP2675655B2 JP2185407A JP18540790A JP2675655B2 JP 2675655 B2 JP2675655 B2 JP 2675655B2 JP 2185407 A JP2185407 A JP 2185407A JP 18540790 A JP18540790 A JP 18540790A JP 2675655 B2 JP2675655 B2 JP 2675655B2
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- water supply
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水噴射ディーゼルエンジンに関する。
ディーゼルエンジンは圧縮比が高いので燃焼温度が高
く従って排ガス中に窒素酸化物（NOx）が多く含まれる
公害上の問題点となっている。該NOxを低減せしめる手
段としては、同一の燃料噴射弁から燃料および水を同時
に噴射できるようにした燃料、水噴射装置をそなえたデ
ィーゼルエンジンが有効である。
く従って排ガス中に窒素酸化物（NOx）が多く含まれる
公害上の問題点となっている。該NOxを低減せしめる手
段としては、同一の燃料噴射弁から燃料および水を同時
に噴射できるようにした燃料、水噴射装置をそなえたデ
ィーゼルエンジンが有効である。
このような水噴射装置は、例えば第４図の特開昭63−
227951（特願昭62−59816）公報で開示されている。
「２種燃料エンジンの噴射システム」の構成及び機能を
利用して第３図に示す構成にて実現することができる。
すなわち第３図において、１は燃料タンク、２は燃料供
給ポンプ、３は燃料噴射ポンプ本体、４は同プランジ
ャ、５は同バレル、６は同吐出弁、７は該吐出弁６の側
路に設けられた逆止調圧弁、８は燃料噴射管、40は燃料
水噴射弁、９は同本体、10は同噴孔、11は同針弁、12は
同油溜部、14は針弁を押圧するばねである。
227951（特願昭62−59816）公報で開示されている。
「２種燃料エンジンの噴射システム」の構成及び機能を
利用して第３図に示す構成にて実現することができる。
すなわち第３図において、１は燃料タンク、２は燃料供
給ポンプ、３は燃料噴射ポンプ本体、４は同プランジ
ャ、５は同バレル、６は同吐出弁、７は該吐出弁６の側
路に設けられた逆止調圧弁、８は燃料噴射管、40は燃料
水噴射弁、９は同本体、10は同噴孔、11は同針弁、12は
同油溜部、14は針弁を押圧するばねである。
一方、19は水タンク、18は水供給ポンプ、17は水供給
管、16は水供給電磁弁、15は水供給管、13は水供給逆止
弁での水の制御弁側への燃料又は水の逆流を制限する構
成となっている。また、20は水の供給量及び供給時期を
制御するコントロール装置で、エンジンのクランク角信
号およびその他のエンジン作動条件を入力して、制御弁
16に開閉信号を回線23を介して出力する。
管、16は水供給電磁弁、15は水供給管、13は水供給逆止
弁での水の制御弁側への燃料又は水の逆流を制限する構
成となっている。また、20は水の供給量及び供給時期を
制御するコントロール装置で、エンジンのクランク角信
号およびその他のエンジン作動条件を入力して、制御弁
16に開閉信号を回線23を介して出力する。
燃料噴射弁40の本体９には燃料通路22が穿設されてお
り、燃料噴射管８および燃料水噴射弁油溜部12と連通さ
せている。また水供給逆止弁13は同じく燃料水噴射弁40
本体に穿孔された水通路30をへて、上記燃料通路の途中
の合流部31に接続されている。
り、燃料噴射管８および燃料水噴射弁油溜部12と連通さ
せている。また水供給逆止弁13は同じく燃料水噴射弁40
本体に穿孔された水通路30をへて、上記燃料通路の途中
の合流部31に接続されている。
次に前記従来例の作用について説明する。
水タンク19から水供給ポンプ18によって圧送された水
は、供給管17をとおり燃料噴射ポンプ３のプランジャ４
が燃料の圧送を行っていない休止期間中に所定の期間開
弁状態に保持された電磁弁16によって、所定量の水が供
給管15をへて燃料水噴射弁40に送り込まれる。このとき
燃料噴射ポンプ３の逆止弁７の開弁圧PRおよび水供給逆
止弁13の開弁圧PPとする時、針弁11の開弁圧POに対して PO＞PR,PO＞PP とすることによって、供給された水は逆止弁13を通り、
水通路30および合流部31を通って燃料通路22内に流入す
る。
は、供給管17をとおり燃料噴射ポンプ３のプランジャ４
が燃料の圧送を行っていない休止期間中に所定の期間開
弁状態に保持された電磁弁16によって、所定量の水が供
給管15をへて燃料水噴射弁40に送り込まれる。このとき
燃料噴射ポンプ３の逆止弁７の開弁圧PRおよび水供給逆
止弁13の開弁圧PPとする時、針弁11の開弁圧POに対して PO＞PR,PO＞PP とすることによって、供給された水は逆止弁13を通り、
水通路30および合流部31を通って燃料通路22内に流入す
る。
この際燃料通路22内の合流部31よりも上流、即ち燃料
ポンプ３側にある燃料は、燃料噴射ポンプ３の方向に噴
射管８を通り押しもどされ、逆止弁７を押し開いてプラ
ンジャ室に逆流する。その結果、燃料水噴射弁40内には
燃料通路22内に所定量の水が満たされた状態となる。
ポンプ３側にある燃料は、燃料噴射ポンプ３の方向に噴
射管８を通り押しもどされ、逆止弁７を押し開いてプラ
ンジャ室に逆流する。その結果、燃料水噴射弁40内には
燃料通路22内に所定量の水が満たされた状態となる。
次いで燃料噴射ポンプ３のプランジャ４が燃料の圧送
を開始すると、噴射管８、燃料通路22および油溜部12内
の圧力が上昇し、針弁11の開弁圧PO以上に達すると針弁
11が開かれ、燃料、水、燃料が次々と噴射される。この
際、逆止弁13の作用により水通路30内の水は、水タンク
19側へ押しもどされることはない。以上のようにして針
弁11の開弁により燃料、水噴射弁の噴孔10から燃料およ
び水が次々と噴射されることになる。その結果エンジン
の燃料室での燃焼温度が低下し、燃焼火炎内でのNOx発
生が抑制され、排ガス中のNOxの低減が得られる。
を開始すると、噴射管８、燃料通路22および油溜部12内
の圧力が上昇し、針弁11の開弁圧PO以上に達すると針弁
11が開かれ、燃料、水、燃料が次々と噴射される。この
際、逆止弁13の作用により水通路30内の水は、水タンク
19側へ押しもどされることはない。以上のようにして針
弁11の開弁により燃料、水噴射弁の噴孔10から燃料およ
び水が次々と噴射されることになる。その結果エンジン
の燃料室での燃焼温度が低下し、燃焼火炎内でのNOx発
生が抑制され、排ガス中のNOxの低減が得られる。
ところが多気筒のディーゼルエンジンにおいて、この
燃料水噴射装置を適用する場合、エンジンの気筒毎に燃
料噴射の休止期間中に電磁弁16の開閉時間を同一に設定
しても、水供給ラインの形状寸法が気筒毎にわづかの差
により、各気筒の噴射弁40に供給される水の量の相違が
生じ、この為燃料ポンプ３より各気筒に同一量の噴射が
行われるとすると、水量の差だけ気筒毎に噴射される燃
料量が異なることになり、特にエンジンの高負荷域では
燃料の量が多い気筒だけ燃料過大となり吐煙の増大や、
燃料室の熱負荷増大による故障が発生する。また、気筒
毎の出力変化による回転変動の増大や振動の増大などを
招くことになる。
燃料水噴射装置を適用する場合、エンジンの気筒毎に燃
料噴射の休止期間中に電磁弁16の開閉時間を同一に設定
しても、水供給ラインの形状寸法が気筒毎にわづかの差
により、各気筒の噴射弁40に供給される水の量の相違が
生じ、この為燃料ポンプ３より各気筒に同一量の噴射が
行われるとすると、水量の差だけ気筒毎に噴射される燃
料量が異なることになり、特にエンジンの高負荷域では
燃料の量が多い気筒だけ燃料過大となり吐煙の増大や、
燃料室の熱負荷増大による故障が発生する。また、気筒
毎の出力変化による回転変動の増大や振動の増大などを
招くことになる。
本発明の目的は前記従来装置の問題点を解消し、各気
筒に対する水供給量が電磁弁116によれば容易に制御で
きることに着目し、前記水供給量を制御することにより
燃料噴射量の気筒毎の差を少なくし、各気筒の出力を均
一した水噴射ディーゼルエンジンを提供するにある。
筒に対する水供給量が電磁弁116によれば容易に制御で
きることに着目し、前記水供給量を制御することにより
燃料噴射量の気筒毎の差を少なくし、各気筒の出力を均
一した水噴射ディーゼルエンジンを提供するにある。
本発明の水噴射ディーゼルエンジンは、燃料および水
を同一の燃料噴射弁から同時に噴射できるように水供給
ポンプ、電磁開閉弁および逆止弁を介して燃料水噴射弁
に供給し、かつその水の供給を電磁開閉弁によって、燃
料噴射ポンプによる噴射終了後から次の噴射までの間に
行なうように開閉制御する燃料水噴射装置を有する多気
筒ディーゼルエンジンにおいて、エンジンの気筒ごとの
排気管通路に排気温度を検出する温度センサを設け、そ
の出力信号を介して全気筒の平気温度に対する各気筒の
温度差を求め、この温度差に応じて水供給の電磁弁開弁
時間を補正して制御する。
を同一の燃料噴射弁から同時に噴射できるように水供給
ポンプ、電磁開閉弁および逆止弁を介して燃料水噴射弁
に供給し、かつその水の供給を電磁開閉弁によって、燃
料噴射ポンプによる噴射終了後から次の噴射までの間に
行なうように開閉制御する燃料水噴射装置を有する多気
筒ディーゼルエンジンにおいて、エンジンの気筒ごとの
排気管通路に排気温度を検出する温度センサを設け、そ
の出力信号を介して全気筒の平気温度に対する各気筒の
温度差を求め、この温度差に応じて水供給の電磁弁開弁
時間を補正して制御する。
即ち気筒ごとの排気温度の差が最小となるように水供
給量を制御して、各気筒の燃料の噴射量のばらつきを少
くすることを特徴としている。
給量を制御して、各気筒の燃料の噴射量のばらつきを少
くすることを特徴としている。
各気筒毎の排気温度Ti（ｉ＝１〜N:Nはシリンダ数）
に対してその平均値 とすると、各気筒ごとの水供給電磁弁の開期間θｉ（ｉ
＝１〜Ｎ）はθｉ＝θ０＋Ｋ（Ti−）となる。
に対してその平均値 とすると、各気筒ごとの水供給電磁弁の開期間θｉ（ｉ
＝１〜Ｎ）はθｉ＝θ０＋Ｋ（Ti−）となる。
ここでθ０はエンジン回転数、出力など作動状態に応
じてコントロール装置にて与えられる目標の開弁期間、
またはＫと同じく作動状態に応じて与えられる気筒毎の
開期間を補正するための補正係数である。
じてコントロール装置にて与えられる目標の開弁期間、
またはＫと同じく作動状態に応じて与えられる気筒毎の
開期間を補正するための補正係数である。
その結果、気筒毎に供給される水の量は多少ばらつき
が多くなる可能性はあるので、それによるNOx発生抑制
効果には気筒毎に多少のばらつきが出るが、気筒毎の燃
料の噴射量のばらつきは少なくできる。
が多くなる可能性はあるので、それによるNOx発生抑制
効果には気筒毎に多少のばらつきが出るが、気筒毎の燃
料の噴射量のばらつきは少なくできる。
以下第１〜２図を参照し本発明の一実施例について説
明する。
明する。
第１図は実施例の構成図、第２図はコントロール装置
120の制御フローを示すブロック図である。
120の制御フローを示すブロック図である。
第１〜２図において、200は多気筒エンジン本体、103
は燃料噴射ポンプ、108は燃料噴射管、140は燃料水噴射
弁で各気筒毎に設けられている。119は水タンク、118は
水供給ポンプ、117は水供給管、116は水供給電磁弁で各
気筒毎に燃料水噴射弁140と共に設けられている。120は
コントロール装置、123は同装置からの信号を各気筒の
電磁弁116に伝える回線であるが、燃料噴射ポンプ103お
よび燃料水噴射140の内部構造は、201は燃料噴射ポンプ
103の回転位置信号を検出するカム角検出装置、202は同
信号をコントローラ装置120に伝える回線、203は気筒毎
の排気通路に設けられた温度センサ、204は同信号をコ
ントローラに伝える回線である。
は燃料噴射ポンプ、108は燃料噴射管、140は燃料水噴射
弁で各気筒毎に設けられている。119は水タンク、118は
水供給ポンプ、117は水供給管、116は水供給電磁弁で各
気筒毎に燃料水噴射弁140と共に設けられている。120は
コントロール装置、123は同装置からの信号を各気筒の
電磁弁116に伝える回線であるが、燃料噴射ポンプ103お
よび燃料水噴射140の内部構造は、201は燃料噴射ポンプ
103の回転位置信号を検出するカム角検出装置、202は同
信号をコントローラ装置120に伝える回線、203は気筒毎
の排気通路に設けられた温度センサ、204は同信号をコ
ントローラに伝える回線である。
エンジンの回転数、負荷など作動状態に応じて予め設
定されている水供給電磁弁116の開弁期間θ０に応じて
コントローラ装置120から電磁弁116へ開弁信号が送ら
れ、各気筒の燃料水噴射弁140に水が供給されると、各
気筒毎に水供給量の差に応じて、各気筒毎の排気温度セ
ンサ203からの信号Ti（ｉ＝１〜Ｎ、Ｎはシリンダ数）
がコントローラ装置に出力される。
定されている水供給電磁弁116の開弁期間θ０に応じて
コントローラ装置120から電磁弁116へ開弁信号が送ら
れ、各気筒の燃料水噴射弁140に水が供給されると、各
気筒毎に水供給量の差に応じて、各気筒毎の排気温度セ
ンサ203からの信号Ti（ｉ＝１〜Ｎ、Ｎはシリンダ数）
がコントローラ装置に出力される。
そこでコントローラ装置120では、第２図のように排
気温度センサ203からの入力信号を入力信号変換装置に
より変換し、平均温度演算部にてTiの平均値 を演算する。目標期間θ０および補正係数Ｋの設定値は
外部からの設定値入力あるいはエンジン回転数および負
荷レバー位置の検出値により設定される。これらを用い
て各気筒毎の補正された開期間θｉ＝θ０＋Ｋ（Ti−
）を演算し、その結果に従って出力信号変換装置より
各気筒毎の電磁弁116に開弁信号を送ることにより、Ti
の気筒毎のばらつきが常時最小となるように制御され
る。
気温度センサ203からの入力信号を入力信号変換装置に
より変換し、平均温度演算部にてTiの平均値 を演算する。目標期間θ０および補正係数Ｋの設定値は
外部からの設定値入力あるいはエンジン回転数および負
荷レバー位置の検出値により設定される。これらを用い
て各気筒毎の補正された開期間θｉ＝θ０＋Ｋ（Ti−
）を演算し、その結果に従って出力信号変換装置より
各気筒毎の電磁弁116に開弁信号を送ることにより、Ti
の気筒毎のばらつきが常時最小となるように制御され
る。
なお、電磁弁116の開弁信号の出力は、カム角検出装
置201の信号により回転速度および気筒判別を演算のう
え、各気筒毎の燃料噴射が休止されれている期間中に、
出力されるように設定制御される。
置201の信号により回転速度および気筒判別を演算のう
え、各気筒毎の燃料噴射が休止されれている期間中に、
出力されるように設定制御される。
本発明の水噴射ディーゼルエンジンは前記のとおり構
成したので、各気筒毎の排気温度のばらつきに応じて各
気筒への水供給電磁弁の開弁の開弁時間を補正して制御
することにより、気筒毎の排気温度のばらつきは最小と
なり、各気筒毎の水供給によるNOxの発生の抑制効果に
よる多少のばらつきは生じるが、その結果気筒毎の出力
のバラツキにより生じる回転変動や振動の増大を回避す
ることができ、またエンジンの高負荷域などにおいて
は、特定気筒の燃料量のバラツキによる吐煙の増大や燃
焼室の熱負荷増大などによる故障を回避することがで
き、信頼性が高く且低NOxの水噴射ディーゼルエンジン
を実現することができる。
成したので、各気筒毎の排気温度のばらつきに応じて各
気筒への水供給電磁弁の開弁の開弁時間を補正して制御
することにより、気筒毎の排気温度のばらつきは最小と
なり、各気筒毎の水供給によるNOxの発生の抑制効果に
よる多少のばらつきは生じるが、その結果気筒毎の出力
のバラツキにより生じる回転変動や振動の増大を回避す
ることができ、またエンジンの高負荷域などにおいて
は、特定気筒の燃料量のバラツキによる吐煙の増大や燃
焼室の熱負荷増大などによる故障を回避することがで
き、信頼性が高く且低NOxの水噴射ディーゼルエンジン
を実現することができる。
第１〜２図は本発明に係わるもので、第１図は実施例の
構成図、第２図はコントロール装置120の制御フローを
示すブロック図、第３〜４図は従来例で第３図は水燃料
ディーゼルエンジンの構成を示すブロック図、第４図は
２種燃料ディーゼルエンジンの第３図応当図である。 ７……逆止調圧弁、13……逆止弁、103……燃料噴射ポ
ンプ、116……電磁開閉弁、120……コントロール装置、
140……水燃料噴射弁、200……エンジン、203……排気
温度センサ。
構成図、第２図はコントロール装置120の制御フローを
示すブロック図、第３〜４図は従来例で第３図は水燃料
ディーゼルエンジンの構成を示すブロック図、第４図は
２種燃料ディーゼルエンジンの第３図応当図である。 ７……逆止調圧弁、13……逆止弁、103……燃料噴射ポ
ンプ、116……電磁開閉弁、120……コントロール装置、
140……水燃料噴射弁、200……エンジン、203……排気
温度センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｔ
Claims (1)
- 【請求項１】燃料噴射ポンプの吐出弁（６）と並列に設
けられ該吐出弁と逆向きの流れのみを許容する逆止調圧
弁（７）と、水供給ポンプで加圧された水をコントロー
ル装置（120）を介して適切な送水量と送水タイミング
をもって燃料噴射弁に送水する制御弁（116）と、前記
水供給路（21）内で、燃料噴射弁の油溜部近傍に設けら
れた水供給逆止弁（13）とを有してなり、さらに前記逆
止調圧弁、逆止弁、燃料噴射弁の開弁圧をそれぞれPR,P
P,POとしたときPR＜PO,PP＜POとなるように設定したも
のにおいて；各気筒ごとの排気温度を検出する温度セン
サ（203）と；その信号を用いて全気筒の平均温度に対
する各気筒の温度との偏差に応じ水供給の制御弁（11
6）の開弁時間を補正して制御する制御装置とを有して
なる水噴射ディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185407A JP2675655B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 水噴射ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185407A JP2675655B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 水噴射ディーゼルエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476260A JPH0476260A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2675655B2 true JP2675655B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=16170255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2185407A Expired - Lifetime JP2675655B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 水噴射ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675655B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100440145B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2004-07-12 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 물분사 시스템 및 그 제어방법 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2185407A patent/JP2675655B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0476260A (ja) | 1992-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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