JP3021212B2 - 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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- 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)
Description
【０００１】
【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。
ンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれ
る窒素酸化物ＮＯx を低減し、同時に排気黒煙や燃料消
費率の低減も併せて達成する手段として、同一の燃料噴
射弁から燃料と水をシリンダ内に噴射する水噴射ディー
ゼルエンジンによる対応が有効であるとされている。図
５に従来技術による水噴射ディーゼルエンジンの燃料・
水噴射装置の構成を示した。図５を参照して構成につい
て説明する。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、４はプランジャ、５は
プランジャバレル、６は吐出弁、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
噴射弁で、９は同本体、１０は噴孔、１１は針弁、１２
は油溜り、１４は針弁１１の付勢ばねである。
る窒素酸化物ＮＯx を低減し、同時に排気黒煙や燃料消
費率の低減も併せて達成する手段として、同一の燃料噴
射弁から燃料と水をシリンダ内に噴射する水噴射ディー
ゼルエンジンによる対応が有効であるとされている。図
５に従来技術による水噴射ディーゼルエンジンの燃料・
水噴射装置の構成を示した。図５を参照して構成につい
て説明する。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、４はプランジャ、５は
プランジャバレル、６は吐出弁、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
噴射弁で、９は同本体、１０は噴孔、１１は針弁、１２
は油溜り、１４は針弁１１の付勢ばねである。
【０００３】また、１９は水タンク、１８は水供給ポン
プ、１７は水供給管（ポンプ側）、１６は注水電磁制御
弁、１５は水供給管（噴射弁側）、１３は注入水の逆止
弁で水の制御弁側への逆流を防止する。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及びその他のエンジン作動条件の信
号を入力し、回線２３を介して電磁制御弁１６に開閉信
号を出力する。燃料噴射弁４０の本体９には燃料通路２
２が穿孔されており、燃料噴射管８と油溜り１２とを連
通している。また噴射弁４０の本体９には水注入路２１
が穿孔されており、流路の途中には逆止弁１３が配設さ
れ、流路下流部に穿設された水通路３０を介して前記燃
料通路２２の途中の合流部３１へ連通している。
プ、１７は水供給管（ポンプ側）、１６は注水電磁制御
弁、１５は水供給管（噴射弁側）、１３は注入水の逆止
弁で水の制御弁側への逆流を防止する。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及びその他のエンジン作動条件の信
号を入力し、回線２３を介して電磁制御弁１６に開閉信
号を出力する。燃料噴射弁４０の本体９には燃料通路２
２が穿孔されており、燃料噴射管８と油溜り１２とを連
通している。また噴射弁４０の本体９には水注入路２１
が穿孔されており、流路の途中には逆止弁１３が配設さ
れ、流路下流部に穿設された水通路３０を介して前記燃
料通路２２の途中の合流部３１へ連通している。
【０００４】次に前記の構成による作用について説明す
る。水タンク１９より水供給ポンプ１８によって圧送さ
れた水は水供給管１７を通って電磁制御弁１６へ送ら
れ、燃料噴射ポンプ３が燃料の圧送を行なっていない休
止期間中は、前記電磁制御弁１６がコントロール装置を
介して所定期間開弁状態に保持され、所定量の水が水供
給管１５を介して燃料噴射弁４０の水注入路２１へ送り
込まれる。その際、燃料噴射ポンプ３の逆止調圧弁７の
開弁圧をＰR 、注水逆止弁１３の開弁圧をＰP 、針弁１
１の開弁圧をＰO とすると、 ＰO ＞Ｐp ＞ＰR となっているので、注入された水は注水逆止弁１３を通
過し、水通路３０から合流部３１を経て燃料通路２２内
へ流入する。この注入水圧によって燃料通路２２内の合
流部３１より上流側、即ち燃料噴射ポンプ３側にある燃
料は、噴射管８内を噴射ポンプ３の方向へ押し戻され、
逆止調圧弁７を押し開いてプランジャバレル内へ逆流す
る。
る。水タンク１９より水供給ポンプ１８によって圧送さ
れた水は水供給管１７を通って電磁制御弁１６へ送ら
れ、燃料噴射ポンプ３が燃料の圧送を行なっていない休
止期間中は、前記電磁制御弁１６がコントロール装置を
介して所定期間開弁状態に保持され、所定量の水が水供
給管１５を介して燃料噴射弁４０の水注入路２１へ送り
込まれる。その際、燃料噴射ポンプ３の逆止調圧弁７の
開弁圧をＰR 、注水逆止弁１３の開弁圧をＰP 、針弁１
１の開弁圧をＰO とすると、 ＰO ＞Ｐp ＞ＰR となっているので、注入された水は注水逆止弁１３を通
過し、水通路３０から合流部３１を経て燃料通路２２内
へ流入する。この注入水圧によって燃料通路２２内の合
流部３１より上流側、即ち燃料噴射ポンプ３側にある燃
料は、噴射管８内を噴射ポンプ３の方向へ押し戻され、
逆止調圧弁７を押し開いてプランジャバレル内へ逆流す
る。
【０００５】その結果の状況を図６の燃料噴射弁の構成
詳細図に示した。燃料噴射弁４０内には、油溜り１２の
容積Ｖ2 と、合流部３１から油溜り１２までの燃料通路
２２の容積Ｖ1 との和である（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）の容積には
燃料が満され、前記合流部３１の上流側の燃料通路２２
内には所定量の水が満され、さらにその上流の燃料通路
２２内には再び燃料が満された状態となっている。つぎ
に燃料噴射ポンプ３のプランジャ４が上昇して燃料を加
圧すると、燃料噴射管８、燃料通路２２および油溜り１
２内の圧力が上昇し、針弁１１の開弁圧ＰO 以上になる
と針弁１１が開かれる。このとき逆止弁１３の作用によ
り水通路３０内の水が電磁制御弁１６側へ押し戻される
ことはない。
詳細図に示した。燃料噴射弁４０内には、油溜り１２の
容積Ｖ2 と、合流部３１から油溜り１２までの燃料通路
２２の容積Ｖ1 との和である（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）の容積には
燃料が満され、前記合流部３１の上流側の燃料通路２２
内には所定量の水が満され、さらにその上流の燃料通路
２２内には再び燃料が満された状態となっている。つぎ
に燃料噴射ポンプ３のプランジャ４が上昇して燃料を加
圧すると、燃料噴射管８、燃料通路２２および油溜り１
２内の圧力が上昇し、針弁１１の開弁圧ＰO 以上になる
と針弁１１が開かれる。このとき逆止弁１３の作用によ
り水通路３０内の水が電磁制御弁１６側へ押し戻される
ことはない。
【０００６】燃料の圧力が針弁１１の開弁圧ＰO を超え
ると噴孔１０からは、まず前述の（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）の容積
の燃料が噴射され、続いて所定量注入されていた水が噴
射され、最後に残りの燃料が全量噴射されることにな
る。即ち、１サイクルの全噴射燃料の量をＱF とする
と、図７に示すようにまず最初にＱFP＝（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）
なる量の燃料が噴射され、続いて所定量の水の全量ＱW
が噴射され、残りの燃料量をＱFSとするとＱFS＝ＱF −
ＱFPが最後に噴射されることになる。この結果、まずＱ
FPの燃料噴射により燃焼行程初期の着火が確実に行わ
れ、引続くＱW の水の噴射により燃料噴霧内への空気の
導入が増加し、燃焼速度の上昇および黒煙発生の低減が
達成されるとともに燃焼域への水の導入によりＮＯX の
低減を図ることが可能となる。
ると噴孔１０からは、まず前述の（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）の容積
の燃料が噴射され、続いて所定量注入されていた水が噴
射され、最後に残りの燃料が全量噴射されることにな
る。即ち、１サイクルの全噴射燃料の量をＱF とする
と、図７に示すようにまず最初にＱFP＝（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）
なる量の燃料が噴射され、続いて所定量の水の全量ＱW
が噴射され、残りの燃料量をＱFSとするとＱFS＝ＱF −
ＱFPが最後に噴射されることになる。この結果、まずＱ
FPの燃料噴射により燃焼行程初期の着火が確実に行わ
れ、引続くＱW の水の噴射により燃料噴霧内への空気の
導入が増加し、燃焼速度の上昇および黒煙発生の低減が
達成されるとともに燃焼域への水の導入によりＮＯX の
低減を図ることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来の技術においては次のような問題点があった。即
ち、排ガス中に含まれるＮＯX の低減効果は水の噴射量
ＱW にほぼ比例して得られるが、燃料の全噴射量ＱF に
対して水の噴射量ＱW を増やしすぎると、燃料の初期噴
射量ＱFPと後期噴射量ＱFSとの噴射の時間間隔が開きす
ぎることになり、燃焼不良を招きエンジンの作動は安定
を欠くようになる。従って、ＮＯX の低減効果を得るた
めには、燃焼不良を招くことなく水噴射量ＱW を増加さ
せることができる手法を講じる必要があった。
従来の技術においては次のような問題点があった。即
ち、排ガス中に含まれるＮＯX の低減効果は水の噴射量
ＱW にほぼ比例して得られるが、燃料の全噴射量ＱF に
対して水の噴射量ＱW を増やしすぎると、燃料の初期噴
射量ＱFPと後期噴射量ＱFSとの噴射の時間間隔が開きす
ぎることになり、燃焼不良を招きエンジンの作動は安定
を欠くようになる。従って、ＮＯX の低減効果を得るた
めには、燃焼不良を招くことなく水噴射量ＱW を増加さ
せることができる手法を講じる必要があった。
【０００８】本発明の目的は前記従来技術の問題点を解
消し、燃料と水が多層状にシリンダ内に噴射されるよう
な構成とすることにより、水の噴射量を増加させても燃
焼不良によるエンジンの作動不安定を招くことなく、水
噴射量の増量に対応して排ガス中に含まれるＮＯX を大
幅に低減できる水噴射ディーゼルエンジンを提供するに
ある。
消し、燃料と水が多層状にシリンダ内に噴射されるよう
な構成とすることにより、水の噴射量を増加させても燃
焼不良によるエンジンの作動不安定を招くことなく、水
噴射量の増量に対応して排ガス中に含まれるＮＯX を大
幅に低減できる水噴射ディーゼルエンジンを提供するに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水噴射ディ
ーゼルエンジンは、燃料噴射ポンプ３から燃料が吐出さ
れていない期間中に燃料噴射弁４０の燃料通路２２内に
水を注入することにより、１個の燃料噴射弁４０で燃料
と水をシリンダ内に噴射可能に構成された水噴射ディー
ゼルエンジンにおいて、水供給源に接続され水の噴射量
及び噴射時期を制御する注水電磁制御弁１６１，１６２
が介装された水供給管１５１，１５２を複数個設け、そ
れぞれの水供給管１５１，１５２からの注入水と燃料通
路２２内の燃料との合流部３１１，３１２を燃料噴射弁
の油溜り１２の直近上流部を起点として順次前記燃料通
路２２の上流側に複数個設置し、さらに燃料通路２２へ
の注水は前記油溜り１２に最も近い部位から上流側へ、
または最も遠い部位から下流側へと順次行われ、燃料と
水を多層液柱状に形成すると共に、１サイクルでの注入
水は完全に該サイクルで噴射を完了するように制御され
ることを特徴としている。
ーゼルエンジンは、燃料噴射ポンプ３から燃料が吐出さ
れていない期間中に燃料噴射弁４０の燃料通路２２内に
水を注入することにより、１個の燃料噴射弁４０で燃料
と水をシリンダ内に噴射可能に構成された水噴射ディー
ゼルエンジンにおいて、水供給源に接続され水の噴射量
及び噴射時期を制御する注水電磁制御弁１６１，１６２
が介装された水供給管１５１，１５２を複数個設け、そ
れぞれの水供給管１５１，１５２からの注入水と燃料通
路２２内の燃料との合流部３１１，３１２を燃料噴射弁
の油溜り１２の直近上流部を起点として順次前記燃料通
路２２の上流側に複数個設置し、さらに燃料通路２２へ
の注水は前記油溜り１２に最も近い部位から上流側へ、
または最も遠い部位から下流側へと順次行われ、燃料と
水を多層液柱状に形成すると共に、１サイクルでの注入
水は完全に該サイクルで噴射を完了するように制御され
ることを特徴としている。
【００１０】
【作用】燃料噴射ポンプ３から燃料が吐出されていない
期間中に、まず第１の注水電磁制御弁１６１を所定時間
開弁すると、第１の水供給管１５１から燃料噴射弁４０
の水注入路２１１へ所定量の水が注入される。注入され
た水はその水圧で逆止弁１３１を開弁して、水通路３０
から合流部３１１を経て燃料通路２２に流入し、逆止調
圧弁７を開弁させ燃料通路２２内の上流側を満している
前サイクルの残留燃料を噴射ポンプ内に押し戻して燃料
通路２２内に充填される。前記第１の注水系統からの注
水が完了すると注水電磁制御弁１６１は閉じられ、第２
の注水系統の電磁制御弁１６２が開かれる。次に第２の
水供給管１５２から送込まれた水は、水注入路２１２か
ら逆止弁１３２を開弁して合流部３１２へ注入され、該
合流部より上流の燃料通路２２内を満している残留燃料
を逆止調圧弁７を開弁させて噴射ポンプ内に押し戻し燃
料通路２２内に水が充填され、充填が完了すると電磁制
御弁１６２は閉じられる。
期間中に、まず第１の注水電磁制御弁１６１を所定時間
開弁すると、第１の水供給管１５１から燃料噴射弁４０
の水注入路２１１へ所定量の水が注入される。注入され
た水はその水圧で逆止弁１３１を開弁して、水通路３０
から合流部３１１を経て燃料通路２２に流入し、逆止調
圧弁７を開弁させ燃料通路２２内の上流側を満している
前サイクルの残留燃料を噴射ポンプ内に押し戻して燃料
通路２２内に充填される。前記第１の注水系統からの注
水が完了すると注水電磁制御弁１６１は閉じられ、第２
の注水系統の電磁制御弁１６２が開かれる。次に第２の
水供給管１５２から送込まれた水は、水注入路２１２か
ら逆止弁１３２を開弁して合流部３１２へ注入され、該
合流部より上流の燃料通路２２内を満している残留燃料
を逆止調圧弁７を開弁させて噴射ポンプ内に押し戻し燃
料通路２２内に水が充填され、充填が完了すると電磁制
御弁１６２は閉じられる。
【００１１】この結果、燃料通路２２内には、前サイク
ルでの噴射終了後燃料通路内に残留した燃料と、２組の
注水系統から注入された水とによって、油溜り１２側か
ら上流側へ（燃料）−（水）−（燃料）−（水）−（燃
料）の順に交互多層の液柱が形成される。なお、更に多
くの注水系統を配設した場合には、前記と同様な構成と
作用により任意の数の多層構成の燃料と水の液柱を燃料
通路内に形成することができる。
ルでの噴射終了後燃料通路内に残留した燃料と、２組の
注水系統から注入された水とによって、油溜り１２側か
ら上流側へ（燃料）−（水）−（燃料）−（水）−（燃
料）の順に交互多層の液柱が形成される。なお、更に多
くの注水系統を配設した場合には、前記と同様な構成と
作用により任意の数の多層構成の燃料と水の液柱を燃料
通路内に形成することができる。
【００１２】この状態で燃料噴射ポンプ３が作動する
と、前記液柱はその多層構造を保ちつつ燃料噴射弁４０
の噴孔１０からシリンダ内へ噴射される。これにより従
来例に比して水注入量ＱW を大幅に増量しても、水と燃
料とが多層状に噴射されるので燃焼不良をもたらすこと
はない。従ってエンジンの作動不安定を招くことなく水
噴射量の増量が可能となり、水噴射量の増量に対応して
燃焼時のＮＯX の発生を大幅に低減することができる。
と、前記液柱はその多層構造を保ちつつ燃料噴射弁４０
の噴孔１０からシリンダ内へ噴射される。これにより従
来例に比して水注入量ＱW を大幅に増量しても、水と燃
料とが多層状に噴射されるので燃焼不良をもたらすこと
はない。従ってエンジンの作動不安定を招くことなく水
噴射量の増量が可能となり、水噴射量の増量に対応して
燃焼時のＮＯX の発生を大幅に低減することができる。
【００１３】
【実施例】図１に本発明の実施例に係る水噴射ディーゼ
ルエンジンの燃料・水噴射装置の構成を示す。図１にお
ける符号１〜３１の名称と機能については、従来の技術
による構成として図５に示した従来例と同様であるから
説明を省略し、この実施例において付加された構成要素
について説明する。２組の注水系統を有する構成であ
り、水タンク１９と水供給ポンプ１８は共通であるが、
前記ポンプからの水供給管１７は２本に分岐され、その
下流部から別個の注水系統が構成される。
ルエンジンの燃料・水噴射装置の構成を示す。図１にお
ける符号１〜３１の名称と機能については、従来の技術
による構成として図５に示した従来例と同様であるから
説明を省略し、この実施例において付加された構成要素
について説明する。２組の注水系統を有する構成であ
り、水タンク１９と水供給ポンプ１８は共通であるが、
前記ポンプからの水供給管１７は２本に分岐され、その
下流部から別個の注水系統が構成される。
【００１４】１６１と１６２は前記の２本に分岐された
水供給管が接続される注水電磁制御弁、２３１と２３２
はコントロール装置２０から両電磁制御弁への回線、１
５１と１５２は水供給管、２１１と２１２は水注入路、
１３１と１３２は両水注入路に配設された注入水の逆止
弁、３１１と３１２は注入された水と燃料通路２２内の
燃料の合流部である。第２の注水系統の合流部３１２
は、燃料噴射弁４０内に設けられた第１の合流部３１１
との間の燃料通路２２内に一定容積相当の間隔をおき、
且つ燃料通路で合流部３１１より上流の油溜り１２から
遠い側に設けられている。
水供給管が接続される注水電磁制御弁、２３１と２３２
はコントロール装置２０から両電磁制御弁への回線、１
５１と１５２は水供給管、２１１と２１２は水注入路、
１３１と１３２は両水注入路に配設された注入水の逆止
弁、３１１と３１２は注入された水と燃料通路２２内の
燃料の合流部である。第２の注水系統の合流部３１２
は、燃料噴射弁４０内に設けられた第１の合流部３１１
との間の燃料通路２２内に一定容積相当の間隔をおき、
且つ燃料通路で合流部３１１より上流の油溜り１２から
遠い側に設けられている。
【００１５】次に前記した構成による実施例の作用につ
いて説明する。燃料噴射ポンプ３から燃料が吐出されて
いない期間中に、まずコントロール装置２０の制御によ
り第１の注水系統の注水電磁制御弁１６１が開弁される
と、従来例と同様に所定量の水が水供給管１５１から噴
射弁４０の水注入路２１１へ送り込まれる。注入された
水は注水逆止弁１３１を押し開き、水通路３０から合流
部３１１を経て燃料通路２２へ流入する。この水圧によ
って燃料通路２２内の合流部３１１より上流側、即ち燃
料噴射ポンプ側を満している前サイクルの残留燃料は該
噴射ポンプの方向に押し戻され、逆止調圧弁７を押し開
いてプランジャバレル内へ逆流し、燃料通路２２内に水
が充填される。
いて説明する。燃料噴射ポンプ３から燃料が吐出されて
いない期間中に、まずコントロール装置２０の制御によ
り第１の注水系統の注水電磁制御弁１６１が開弁される
と、従来例と同様に所定量の水が水供給管１５１から噴
射弁４０の水注入路２１１へ送り込まれる。注入された
水は注水逆止弁１３１を押し開き、水通路３０から合流
部３１１を経て燃料通路２２へ流入する。この水圧によ
って燃料通路２２内の合流部３１１より上流側、即ち燃
料噴射ポンプ側を満している前サイクルの残留燃料は該
噴射ポンプの方向に押し戻され、逆止調圧弁７を押し開
いてプランジャバレル内へ逆流し、燃料通路２２内に水
が充填される。
【００１６】次にコントロール装置２０の制御により、
第１の注水系統の電磁制御弁１６１が閉じられ、第２の
注水系統の電磁制御弁１６２が開かれる。これにより第
２の水供給管１５２から送込まれた水は第２の水注入路
２１２から逆止弁１３２を押し開いて合流部３１２へ注
入され、燃料通路２２内の合流部３１２より上流側、即
ち燃料噴射ポンプ側にある前サイクルの残留燃料を逆止
調圧弁７を押し開いて噴射ポンプ側へ押し戻し、燃料通
路２２内に水が充填される。水の充填が終了すると電磁
制御弁１６２が閉じられる。この間の注水電磁制御弁１
６１と１６２の作動状況を図２に示した。この結果燃料
通路２２内には、油だまり１２とその上流側の水通路３
０との合流部３１１下部までの部分には残留燃料が満さ
れ、合流部３１１より上流側には第１の注水系統から注
入された所定量の水が満たされ、更にその上流側には第
２の合流部３１２までの間が残留燃料で満たされ、第２
の合流部３１２から上流側には第２の注水系統から注入
された所定量の水が満たされ、更にその上流側は、燃料
噴射管８に接続された残留燃料の管路となっている。従
って油溜り１２から上流側へ（燃料）−（水）−（燃
料）−（水）−（燃料）の順で交互多層の液柱が燃料通
路２２内に形成される。ここでは燃料通路２２内への注
水を油溜り１２と近い部位の合流部３１１から、上流側
の３１２の順で行うとしたが、これと逆の順序で注水し
ても同様な構成の多層液柱を燃料通路内に形成すること
ができる。
第１の注水系統の電磁制御弁１６１が閉じられ、第２の
注水系統の電磁制御弁１６２が開かれる。これにより第
２の水供給管１５２から送込まれた水は第２の水注入路
２１２から逆止弁１３２を押し開いて合流部３１２へ注
入され、燃料通路２２内の合流部３１２より上流側、即
ち燃料噴射ポンプ側にある前サイクルの残留燃料を逆止
調圧弁７を押し開いて噴射ポンプ側へ押し戻し、燃料通
路２２内に水が充填される。水の充填が終了すると電磁
制御弁１６２が閉じられる。この間の注水電磁制御弁１
６１と１６２の作動状況を図２に示した。この結果燃料
通路２２内には、油だまり１２とその上流側の水通路３
０との合流部３１１下部までの部分には残留燃料が満さ
れ、合流部３１１より上流側には第１の注水系統から注
入された所定量の水が満たされ、更にその上流側には第
２の合流部３１２までの間が残留燃料で満たされ、第２
の合流部３１２から上流側には第２の注水系統から注入
された所定量の水が満たされ、更にその上流側は、燃料
噴射管８に接続された残留燃料の管路となっている。従
って油溜り１２から上流側へ（燃料）−（水）−（燃
料）−（水）−（燃料）の順で交互多層の液柱が燃料通
路２２内に形成される。ここでは燃料通路２２内への注
水を油溜り１２と近い部位の合流部３１１から、上流側
の３１２の順で行うとしたが、これと逆の順序で注水し
ても同様な構成の多層液柱を燃料通路内に形成すること
ができる。
【００１７】燃料噴射ポンプ３が作動して燃料の圧力が
針弁１１の開弁圧ＰO を越えると針弁が上昇して弁座が
開かれるが、逆止弁１３１及び１３２の作用により注入
した水が水注入口２１１及び２１２側へ押し戻されるこ
とはない。針弁１１の開弁で前記した燃料通路２２内に
多層状に形成された燃料と水が交互にシリンダ内に噴射
される。この噴射状況を図３に示した。噴射終了後、燃
料通路２２内には油溜り１２も含んで水の滞留はなく燃
料が充填されている。また注水系統は合流部３１１及び
３１２より上流側には水が充填されている。図３に示す
ように燃料と水が交互に多層状にシリンダ内に噴射され
ることにより、排ガス中に含まれるＮＯX を低減すべく
噴霧中への注水量を大幅に増加させた場合にも、シリン
ダ内の燃焼が不安定になるおそれがない。
針弁１１の開弁圧ＰO を越えると針弁が上昇して弁座が
開かれるが、逆止弁１３１及び１３２の作用により注入
した水が水注入口２１１及び２１２側へ押し戻されるこ
とはない。針弁１１の開弁で前記した燃料通路２２内に
多層状に形成された燃料と水が交互にシリンダ内に噴射
される。この噴射状況を図３に示した。噴射終了後、燃
料通路２２内には油溜り１２も含んで水の滞留はなく燃
料が充填されている。また注水系統は合流部３１１及び
３１２より上流側には水が充填されている。図３に示す
ように燃料と水が交互に多層状にシリンダ内に噴射され
ることにより、排ガス中に含まれるＮＯX を低減すべく
噴霧中への注水量を大幅に増加させた場合にも、シリン
ダ内の燃焼が不安定になるおそれがない。
【００１８】図１に示した実施例について、２組の注水
系統を有する構成で燃料通路への注水は油溜り１２に近
い部位から上流側への順で行われるとして述べたが、図
２に示したように注水系統をさらに多数のｎ個とした場
合でも、燃料通路２２内への注水の順序を油溜り１２か
ら遠い部位より下流側へ順次行うようにした場合でも、
同様の構成と対応する制御により燃料通路２２中にさら
に多くの燃料と水の層を交互に配した液柱が形成され、
図４に示すような更に多くの多層状の噴射が得られ、さ
らに大きい効果も期待される。
系統を有する構成で燃料通路への注水は油溜り１２に近
い部位から上流側への順で行われるとして述べたが、図
２に示したように注水系統をさらに多数のｎ個とした場
合でも、燃料通路２２内への注水の順序を油溜り１２か
ら遠い部位より下流側へ順次行うようにした場合でも、
同様の構成と対応する制御により燃料通路２２中にさら
に多くの燃料と水の層を交互に配した液柱が形成され、
図４に示すような更に多くの多層状の噴射が得られ、さ
らに大きい効果も期待される。
【００１９】
【発明の効果】本発明は１個の燃料噴射弁から燃料と水
を噴射する水噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料と
水を多層状に噴射するようにしたことにより、水の注入
量を大幅に増加させても、水と燃料が多層状に噴射され
るので、燃焼不良をもたらすことはない。従って、エン
ジンの作動不安定を招くことなく水噴射量を増加するこ
とが可能となり、該水噴射量の増量に対応して燃焼時に
発生するＮＯX を大幅に低減することができる。
を噴射する水噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料と
水を多層状に噴射するようにしたことにより、水の注入
量を大幅に増加させても、水と燃料が多層状に噴射され
るので、燃焼不良をもたらすことはない。従って、エン
ジンの作動不安定を招くことなく水噴射量を増加するこ
とが可能となり、該水噴射量の増量に対応して燃焼時に
発生するＮＯX を大幅に低減することができる。
【図１】本発明の実施例に係る水噴射ディーゼルエンジ
ンの燃料・水噴射装置の構成図
ンの燃料・水噴射装置の構成図
【図２】図１における注水電磁制御弁の作動状況説明図
【図３】図１における注入水２層構成の燃料−水の噴射
状況説明図
状況説明図
【図４】図２における第ｎ注水電磁制御弁まで装着した
構成による燃料−水の噴射状況説明図
構成による燃料−水の噴射状況説明図
【図５】従来技術による水噴射ディーゼルエンジンの燃
料・水噴射装置の構成図
料・水噴射装置の構成図
【図６】図５における燃料噴射弁の構成詳細図
【図７】図５における燃料−水の噴射状況説明図
１…燃料タンク、３…燃料噴射ポンプ、６…燃料吐出
弁、７…逆止調圧弁、８…燃料噴射管、９…燃料噴射弁
本体、１０…噴孔、１１…針弁、１２…油溜り、１７…
水供給管、１９…水タンク、２０…コントロール装置、
２２…燃料通路、３０…水通路、４０…燃料噴射弁、１
３１，１３２…逆止弁、１５１，１５２…水供給管、１
６１，１６２…注水電磁制御弁、２１１，２１２…水注
入路、２３１，２３２…回線、３１１，３２３…合流
部。
弁、７…逆止調圧弁、８…燃料噴射管、９…燃料噴射弁
本体、１０…噴孔、１１…針弁、１２…油溜り、１７…
水供給管、１９…水タンク、２０…コントロール装置、
２２…燃料通路、３０…水通路、４０…燃料噴射弁、１
３１，１３２…逆止弁、１５１，１５２…水供給管、１
６１，１６２…注水電磁制御弁、２１１，２１２…水注
入路、２３１，２３２…回線、３１１，３２３…合流
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−175446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 25/022
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料噴射ポンプ（３）から燃料が吐出さ
れていない期間中に燃料噴射弁（４０）の燃料通路（２
２）内に水を注入することにより、１個の燃料噴射弁
（４０）で燃料と水をシリンダ内に噴射可能に構成され
た水噴射ディーゼルエンジンにおいて、水供給源に接続
され水の噴射量及び噴射時期を制御する注水電磁制御弁
（１６１），（１６２）が介装された水供給管（１５
１），（１５２）を複数個設け、それぞれの水供給管
（１５１），（１５２）からの注入水と燃料通路（２
２）内の燃料との合流部（３１１），（３１２）を燃料
噴射弁の油溜り（１２）の直近上流部を起点として順次
前記燃料通路（２２）の上流側に複数個設置し、さらに
燃料通路（２２）への注水は前記油溜り（１２）から最
も近い部位から上流側へ、または最も遠い部位から下流
側へと順次行われ、燃料と水を多層液柱状に形成すると
共に、１サイクルでの注入水は完全に該サイクルで噴射
を完了するように制御されることを特徴とする水噴射デ
ィーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296588A JP3021212B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 水噴射ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296588A JP3021212B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 水噴射ディーゼルエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123255A JPH06123255A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3021212B2 true JP3021212B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17835491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4296588A Expired - Lifetime JP3021212B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 水噴射ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021212B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100482060B1 (ko) * | 2002-01-29 | 2005-04-13 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 수분사 장치 |
| JP4592577B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2010-12-01 | 三菱重工業株式会社 | 水冷式燃料噴射弁 |
| CN108603476B (zh) * | 2016-01-29 | 2020-07-03 | 瓦锡兰芬兰有限公司 | 注水器 |
| JP7102160B2 (ja) | 2018-02-13 | 2022-07-19 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | 燃料噴射装置 |
| JP7465634B2 (ja) * | 2019-06-14 | 2024-04-11 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | 舶用ディーゼルエンジン |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4296588A patent/JP3021212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06123255A (ja) | 1994-05-06 |
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