JP3191581B2 - 水噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジン - Google Patents
水噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジンInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水と燃料とを噴射する水
噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジンに関する。
噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排ガス中の窒素酸
化物（ＮＯｘ）を低減させるために、従来から燃料中に
水を混入させたり、エマルジョン燃料を使用したり、燃
料とは別に燃料室内に水を独立して噴射されるディーゼ
ルエンジン等が有効であることは周知である。
化物（ＮＯｘ）を低減させるために、従来から燃料中に
水を混入させたり、エマルジョン燃料を使用したり、燃
料とは別に燃料室内に水を独立して噴射されるディーゼ
ルエンジン等が有効であることは周知である。
【０００３】この種のディーゼルエンジンの従来例は、
例えば水噴射ディーゼルエンジンの特開平４−２７７５
７号公報がある。該特開平４−２７７５７号公報記載の
水噴射ディーゼルエンジンは図９及び図１０に示すよう
に、水供給ポンプ１８が休止期間中に、制御弁１６はコ
ントロール装置２０を介して所定の期間、開弁状態に保
持され所定量の水を供給管１５を介して燃料・水噴射弁
４０に送り込まれている。
例えば水噴射ディーゼルエンジンの特開平４−２７７５
７号公報がある。該特開平４−２７７５７号公報記載の
水噴射ディーゼルエンジンは図９及び図１０に示すよう
に、水供給ポンプ１８が休止期間中に、制御弁１６はコ
ントロール装置２０を介して所定の期間、開弁状態に保
持され所定量の水を供給管１５を介して燃料・水噴射弁
４０に送り込まれている。
【０００４】この時、燃料噴射ポンプ本体３の逆止弁調
整弁７の開弁圧力Ｐａ及び水の逆止弁１３の開弁圧をＰ
ｒとする時、針弁１１の開弁圧Ｐｏに対して、Ｐｏ＞Ｐ
ａ，Ｐｏ＞Ｐｒとなっているので、供給された水は逆止
弁１３を経て水通路３０および合流部３１を通り燃料通
路２２内に流入している。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本体側にある燃料
は、燃料噴射ポンプ本体３の方向に燃料噴射管８を通っ
て押し戻され、逆止調整弁７を押し開いてプランジャ室
に逆流する。
整弁７の開弁圧力Ｐａ及び水の逆止弁１３の開弁圧をＰ
ｒとする時、針弁１１の開弁圧Ｐｏに対して、Ｐｏ＞Ｐ
ａ，Ｐｏ＞Ｐｒとなっているので、供給された水は逆止
弁１３を経て水通路３０および合流部３１を通り燃料通
路２２内に流入している。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本体側にある燃料
は、燃料噴射ポンプ本体３の方向に燃料噴射管８を通っ
て押し戻され、逆止調整弁７を押し開いてプランジャ室
に逆流する。
【０００５】その結果、図１０に示すように燃料水噴射
弁４０内には、燃料溜部１２の容積Ｖ2 および合流部３
１から燃料溜部１２までの燃料通路２２の容積Ｖ1 の和
であるＶ1 ＋Ｖ2 の容積燃料で満たされ、上記合流部３
１の上流側の燃料通路２２内には所定量の水が満たさ
れ、更にその上流には再び燃料が満たされた状態となっ
ているものである。
弁４０内には、燃料溜部１２の容積Ｖ2 および合流部３
１から燃料溜部１２までの燃料通路２２の容積Ｖ1 の和
であるＶ1 ＋Ｖ2 の容積燃料で満たされ、上記合流部３
１の上流側の燃料通路２２内には所定量の水が満たさ
れ、更にその上流には再び燃料が満たされた状態となっ
ているものである。
【０００６】この状態から燃料ポンプのプラジャ４が上
昇して燃料の圧縮が開始されると、燃料噴射管８，燃料
通路２２および燃料溜部１２内の圧力が上昇し、針弁１
１の開弁圧Ｐ。以上になると針弁１１が開かれる。針弁
１１が開弁圧Ｐｏに達すると、図１０および図１１のよ
うに燃料・水噴射弁４０の噴孔１０からは、先ず燃料溜
部１２および燃料通路２２内の合流部までの容積（Ｖ1
＋Ｖ2 ）の燃料（イ）が噴射され、続いて上記の所定量
供給されていた水（ロ）が噴射され、最後に残りの燃料
（ハ）が全量噴射される。
昇して燃料の圧縮が開始されると、燃料噴射管８，燃料
通路２２および燃料溜部１２内の圧力が上昇し、針弁１
１の開弁圧Ｐ。以上になると針弁１１が開かれる。針弁
１１が開弁圧Ｐｏに達すると、図１０および図１１のよ
うに燃料・水噴射弁４０の噴孔１０からは、先ず燃料溜
部１２および燃料通路２２内の合流部までの容積（Ｖ1
＋Ｖ2 ）の燃料（イ）が噴射され、続いて上記の所定量
供給されていた水（ロ）が噴射され、最後に残りの燃料
（ハ）が全量噴射される。
【０００７】その後、上記燃料ポンプのプランジャ４が
下降するので、燃料溜部１２内の圧力が下降し、針弁１
１が閉まると共に、上記プランジャによる燃料の圧送を
行わない休止期間になり、その後は上記で説明した水供
給ポンプ１８の作動により水が上記と同様の行程を経
て、燃料・水噴射弁４０に送り込まれる構造になってい
る。
下降するので、燃料溜部１２内の圧力が下降し、針弁１
１が閉まると共に、上記プランジャによる燃料の圧送を
行わない休止期間になり、その後は上記で説明した水供
給ポンプ１８の作動により水が上記と同様の行程を経
て、燃料・水噴射弁４０に送り込まれる構造になってい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平４−２７７５７号公報記載の技術では燃料・水噴射
弁に設けられたーつの噴孔１０により、図１０に示した
ように上記１回の噴射で燃料（イ），水（ロ），燃料
（ハ）の順で同ー方向の同ー位置に噴射することにな
る。
開平４−２７７５７号公報記載の技術では燃料・水噴射
弁に設けられたーつの噴孔１０により、図１０に示した
ように上記１回の噴射で燃料（イ），水（ロ），燃料
（ハ）の順で同ー方向の同ー位置に噴射することにな
る。
【０００９】従って、最初に噴射された燃料（イ）はス
ワールにより下流側に流されながら、着火され火炎伝播
されていくので、燃焼温度は該噴射された位置近傍の燃
焼温度は低温で上記下流に行くに従って、徐々に上昇
し、高温で燃焼している部分は上記下流側である。従っ
て、水（ロ）の噴射は上記のように同ー位置である低温
で燃焼をしているところに向けられているので失火する
虞ががあり、燃料噴射が燃料→水→燃料と間欠的になる
ため、失火した場合にはＨＣ，ＣＯ，黒煙が排ガスとし
て増加され排出されることになる。
ワールにより下流側に流されながら、着火され火炎伝播
されていくので、燃焼温度は該噴射された位置近傍の燃
焼温度は低温で上記下流に行くに従って、徐々に上昇
し、高温で燃焼している部分は上記下流側である。従っ
て、水（ロ）の噴射は上記のように同ー位置である低温
で燃焼をしているところに向けられているので失火する
虞ががあり、燃料噴射が燃料→水→燃料と間欠的になる
ため、失火した場合にはＨＣ，ＣＯ，黒煙が排ガスとし
て増加され排出されることになる。
【００１０】又、上記公報記載の技術の燃料及び水の噴
射期間（時間）は、図１１で示されているように、従来
の燃料噴射量（( イ )+ ( ハ )）と略同量の水（ロ）が
噴射されることになるので、従来燃料のみの噴射と比較
して約２倍となり長くなる。該噴射期間（時間）が長く
なると、燃料室内の圧力が下り始め、且つ温度が下がっ
たところに上記最後の燃料（ハ）が噴射されることにな
るので、該燃焼がしにくくなり、末燃焼ガスや黒煙が発
生し易く、更に燃費が悪くなる。
射期間（時間）は、図１１で示されているように、従来
の燃料噴射量（( イ )+ ( ハ )）と略同量の水（ロ）が
噴射されることになるので、従来燃料のみの噴射と比較
して約２倍となり長くなる。該噴射期間（時間）が長く
なると、燃料室内の圧力が下り始め、且つ温度が下がっ
たところに上記最後の燃料（ハ）が噴射されることにな
るので、該燃焼がしにくくなり、末燃焼ガスや黒煙が発
生し易く、更に燃費が悪くなる。
【００１１】本発明は上記課題に鑑みて提案されたもの
であって、上記燃料室内の燃料を連続的に燃焼させるよ
うに燃料噴射孔と水噴射孔を別々に設けて噴射を行い、
上記高温燃焼部分に燃料を噴射しながら水を噴射し、該
高温燃焼部分の該燃焼温度を下げ、且つ上記低温燃焼部
分の温度は出来るだけ下げないように、燃料の該噴射孔
と水噴射孔の噴射角度をずらすことによって、ＮＯｘ，
ＨＣ，ＣＯ，および黒煙の発生を低減ができるようにし
て上記課題を解消することを目的としている。
であって、上記燃料室内の燃料を連続的に燃焼させるよ
うに燃料噴射孔と水噴射孔を別々に設けて噴射を行い、
上記高温燃焼部分に燃料を噴射しながら水を噴射し、該
高温燃焼部分の該燃焼温度を下げ、且つ上記低温燃焼部
分の温度は出来るだけ下げないように、燃料の該噴射孔
と水噴射孔の噴射角度をずらすことによって、ＮＯｘ，
ＨＣ，ＣＯ，および黒煙の発生を低減ができるようにし
て上記課題を解消することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の水噴射弁は、エンジンの燃焼室に設けられる
噴射弁において、該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、
該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該針弁の作
動により該燃料通路と連通される上記本体又は該針弁に
設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該本体又は
該針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動により該水
通路と連通され上記本体又は針弁に設けられた該水を噴
射する水噴射孔とを備え、該燃料噴射孔と該水噴射孔が
各々独立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射
弁の該針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料
噴射孔が開口し、次いで該針弁が更に摺動すると該水噴
射孔が開口するように構成され、該水噴射孔は上記燃料
噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生す
るスワールの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より
噴射され燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に
該水が噴射されるように設けられたことを特徴としてい
る。
の本発明の水噴射弁は、エンジンの燃焼室に設けられる
噴射弁において、該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、
該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該針弁の作
動により該燃料通路と連通される上記本体又は該針弁に
設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該本体又は
該針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動により該水
通路と連通され上記本体又は針弁に設けられた該水を噴
射する水噴射孔とを備え、該燃料噴射孔と該水噴射孔が
各々独立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射
弁の該針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料
噴射孔が開口し、次いで該針弁が更に摺動すると該水噴
射孔が開口するように構成され、該水噴射孔は上記燃料
噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生す
るスワールの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より
噴射され燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に
該水が噴射されるように設けられたことを特徴としてい
る。
【００１３】請求項２記載の本発明の水噴射弁は、請求
項１記載の構成において、該噴射弁の横断面の投影面に
おいて、該水噴射孔が該燃料噴射孔と間隔を存して設け
られると共に、該燃料噴射角度に対する該水噴射角度と
のずれ角度の範囲が略１５度〜４５度に構成されたこと
を特徴としている。
項１記載の構成において、該噴射弁の横断面の投影面に
おいて、該水噴射孔が該燃料噴射孔と間隔を存して設け
られると共に、該燃料噴射角度に対する該水噴射角度と
のずれ角度の範囲が略１５度〜４５度に構成されたこと
を特徴としている。
【００１４】また、請求項１又は２記載の構成におい
て、ー端が該針弁と該本体の内周壁で形成される燃料室
に連通され、他端が該針弁に設けられた燃料噴射孔と連
通される該針弁に形成された上記燃料通路と、ー端が該
本体に設けられた水供給通路と連通され他端が該針弁に
設けられた水噴射孔と連通される該針弁に設けられた水
通路と、該針弁と該本体の内壁との間に設けられ該針弁
を上記燃料噴射孔と水噴射孔を閉じる方向に付勢する弾
性部材とを備えることもできる（態様１）。
て、ー端が該針弁と該本体の内周壁で形成される燃料室
に連通され、他端が該針弁に設けられた燃料噴射孔と連
通される該針弁に形成された上記燃料通路と、ー端が該
本体に設けられた水供給通路と連通され他端が該針弁に
設けられた水噴射孔と連通される該針弁に設けられた水
通路と、該針弁と該本体の内壁との間に設けられ該針弁
を上記燃料噴射孔と水噴射孔を閉じる方向に付勢する弾
性部材とを備えることもできる（態様１）。
【００１５】また、上記態様１記載の構成において、該
水通路を該本体に設けることもできる（態様２）。ま
た、請求項１又は２記載の構成において、該針弁の作動
により開閉され上記燃料通路と連通される該本体の先端
部に設けられた燃料噴射孔と、ー端が該針弁の先端部と
該本体の内周壁との当接部に設けられた燃料溜部に連通
し他端が上記本体に設けられた上記燃料通路と連通され
る上記燃料供給通路に連通される燃料通路と、該燃料噴
射孔より上方位置の該本体に設けられた該水噴射孔と、
ー端が上記本体内に設けられた該水供給通路に連通され
他端が該燃料噴射孔と該水噴射孔との間の位置に供給孔
を有する該針弁に設けられた該水通路と、該針弁と上記
本体との間に設けられ該針弁が上記燃料噴射孔及び水噴
射孔を閉じる方向に付勢する弾性部材とを備えることも
できる（態様３）。
水通路を該本体に設けることもできる（態様２）。ま
た、請求項１又は２記載の構成において、該針弁の作動
により開閉され上記燃料通路と連通される該本体の先端
部に設けられた燃料噴射孔と、ー端が該針弁の先端部と
該本体の内周壁との当接部に設けられた燃料溜部に連通
し他端が上記本体に設けられた上記燃料通路と連通され
る上記燃料供給通路に連通される燃料通路と、該燃料噴
射孔より上方位置の該本体に設けられた該水噴射孔と、
ー端が上記本体内に設けられた該水供給通路に連通され
他端が該燃料噴射孔と該水噴射孔との間の位置に供給孔
を有する該針弁に設けられた該水通路と、該針弁と上記
本体との間に設けられ該針弁が上記燃料噴射孔及び水噴
射孔を閉じる方向に付勢する弾性部材とを備えることも
できる（態様３）。
【００１６】また、上記態様３記載の構成において、該
燃料通路を該本体に設けることもできる（態様４）。ま
た、請求項１，上記態様３，４のいずれかに記載の構成
において、該燃料噴射孔と水噴射孔との噴射方向の該ず
れ角度が異なるように該本体に設けられた複数個の水噴
射孔と、該針弁を該針弁の軸線を中心に回動せしめ、上
記水供給孔と該複数個の水噴射孔とを選択して連通させ
る該針弁の回動手段とを備えることもできる（態様
５）。
燃料通路を該本体に設けることもできる（態様４）。ま
た、請求項１，上記態様３，４のいずれかに記載の構成
において、該燃料噴射孔と水噴射孔との噴射方向の該ず
れ角度が異なるように該本体に設けられた複数個の水噴
射孔と、該針弁を該針弁の軸線を中心に回動せしめ、上
記水供給孔と該複数個の水噴射孔とを選択して連通させ
る該針弁の回動手段とを備えることもできる（態様
５）。
【００１７】また、上記態様５記載の構成において、上
記針弁の回動手段は、該針弁の頭部に設けられたピニオ
ンギヤを有し該ピニオンギヤと係合するラックとにより
構成される回転位置可変部材で形成することもできる
（態様６）。請求項３記載の本発明の水噴射弁付ディー
ゼルエンジンは、燃焼室に噴射弁をそなえたディーゼル
エンジンにおいて、該噴射弁の本体内を摺動する針弁
と、該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該針弁
の作動により該燃料通路と連通される上記本体又は該針
弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該本体
又は該針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動により
該水通路と連通され上記本体又は針弁に設けられた該水
を噴射する水噴射孔と、上記燃料通路に接続された燃料
供給装置と、上記水通路に接続された水供給装置と、上
記エンジンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，冷
却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なく
とも一つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制御
する制御装置とを備え、該燃料噴射孔と該水噴射孔が各
々独立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射弁
の該針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料噴
射孔が開口し、次いで針弁が更に摺動すると該水噴射孔
が開口するように構成され、該水噴射孔の噴射方向は上
記燃料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に
発生するスワールの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射
孔より噴射された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼
している部分に該水が噴射されるように配設されたこと
を特徴としている。請求項４記載の本発明の水噴射弁付
ディーゼルエンジンは、燃焼室に噴射弁をそなえたディ
ーゼルエンジンにおいて、該噴射弁の本体内を摺動する
針弁と、該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該
針弁の作動により該燃料通路と連通される上記本体又は
該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該
本体又は該針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動に
より該水通路と連通され上記本体又は針弁に設けられた
該水を噴射する水噴射孔と、上記燃料通路に接続された
燃料供給装置と、上記水通路に接続された水供給装置
と、上記エンジンのクランク角信号，負荷信号，及び気
温，冷却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の
少なくとも一つの該信号の入力により少なくとも水噴射
を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、該針弁を
該針弁の軸線を中心に回動させて、該燃料噴射孔と該水
噴射孔との噴射方向のずれ角度を調整する回動手段を有
し、該水噴射孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指向する
燃料噴射位置より上記燃焼室に発生するスワールの下流
側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より噴射された燃料が
燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に該水が噴
射されるように配設されたことを特徴としている。
記針弁の回動手段は、該針弁の頭部に設けられたピニオ
ンギヤを有し該ピニオンギヤと係合するラックとにより
構成される回転位置可変部材で形成することもできる
（態様６）。請求項３記載の本発明の水噴射弁付ディー
ゼルエンジンは、燃焼室に噴射弁をそなえたディーゼル
エンジンにおいて、該噴射弁の本体内を摺動する針弁
と、該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該針弁
の作動により該燃料通路と連通される上記本体又は該針
弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該本体
又は該針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動により
該水通路と連通され上記本体又は針弁に設けられた該水
を噴射する水噴射孔と、上記燃料通路に接続された燃料
供給装置と、上記水通路に接続された水供給装置と、上
記エンジンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，冷
却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なく
とも一つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制御
する制御装置とを備え、該燃料噴射孔と該水噴射孔が各
々独立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射弁
の該針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料噴
射孔が開口し、次いで針弁が更に摺動すると該水噴射孔
が開口するように構成され、該水噴射孔の噴射方向は上
記燃料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に
発生するスワールの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射
孔より噴射された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼
している部分に該水が噴射されるように配設されたこと
を特徴としている。請求項４記載の本発明の水噴射弁付
ディーゼルエンジンは、燃焼室に噴射弁をそなえたディ
ーゼルエンジンにおいて、該噴射弁の本体内を摺動する
針弁と、該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該
針弁の作動により該燃料通路と連通される上記本体又は
該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該
本体又は該針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動に
より該水通路と連通され上記本体又は針弁に設けられた
該水を噴射する水噴射孔と、上記燃料通路に接続された
燃料供給装置と、上記水通路に接続された水供給装置
と、上記エンジンのクランク角信号，負荷信号，及び気
温，冷却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の
少なくとも一つの該信号の入力により少なくとも水噴射
を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、該針弁を
該針弁の軸線を中心に回動させて、該燃料噴射孔と該水
噴射孔との噴射方向のずれ角度を調整する回動手段を有
し、該水噴射孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指向する
燃料噴射位置より上記燃焼室に発生するスワールの下流
側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より噴射された燃料が
燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に該水が噴
射されるように配設されたことを特徴としている。
【００１８】また、請求項３記載の構成において、上記
燃料噴射孔のみを有する該燃料噴射弁と水噴射孔のみを
有する該水噴射弁をそれぞれ独立して設けることもでき
る（態様７）。また、請求項３又は上記態様７記載の構
成において、該エンジンの始動時，アイドル回転時，低
負荷時，着火しにくい該エンジンの上記雰囲気温度時に
は水噴射が行なわれず、該エンジンの中負荷時から高負
荷時に上記制御装置により制御され上記燃料噴射と水噴
射が行われ連続的に燃焼されるように構成することもで
きる（態様８）。
燃料噴射孔のみを有する該燃料噴射弁と水噴射孔のみを
有する該水噴射弁をそれぞれ独立して設けることもでき
る（態様７）。また、請求項３又は上記態様７記載の構
成において、該エンジンの始動時，アイドル回転時，低
負荷時，着火しにくい該エンジンの上記雰囲気温度時に
は水噴射が行なわれず、該エンジンの中負荷時から高負
荷時に上記制御装置により制御され上記燃料噴射と水噴
射が行われ連続的に燃焼されるように構成することもで
きる（態様８）。
【００１９】また、請求項３，上記態様７，８のいずれ
かに記載の構成において、該水の噴射量が、該エンジン
負荷に応じて燃料１００％に対して０乃至６０％好まし
くは４０乃至６０％噴射されるように上記制御装置によ
り制御されるように構成することもできる（態様９）。
かに記載の構成において、該水の噴射量が、該エンジン
負荷に応じて燃料１００％に対して０乃至６０％好まし
くは４０乃至６０％噴射されるように上記制御装置によ
り制御されるように構成することもできる（態様９）。
【００２０】
【作用】上述の請求項１記載の本発明の水噴射弁では、
該燃焼室に設けられる噴射弁におて、上記燃料噴射孔と
水噴射孔を別々に設け、該燃料噴射孔から噴射された燃
料が着火し上記燃焼室に発生するスワールの下流側に火
炎伝播され高温になっている燃焼部分に、該燃料を噴射
させながら該水噴射孔から水が噴射できるように構成さ
れているので、該燃焼が連続的に燃焼することができ
る。
該燃焼室に設けられる噴射弁におて、上記燃料噴射孔と
水噴射孔を別々に設け、該燃料噴射孔から噴射された燃
料が着火し上記燃焼室に発生するスワールの下流側に火
炎伝播され高温になっている燃焼部分に、該燃料を噴射
させながら該水噴射孔から水が噴射できるように構成さ
れているので、該燃焼が連続的に燃焼することができ
る。
【００２１】上記のように燃料の噴孔と水の噴射孔をず
らしたので該高温燃焼部分に上記燃料を噴射させながら
該水を噴射し、該高温燃焼部分の燃焼温度を下げると共
に、該燃焼の略低温燃焼部分には水を噴射せず温度は下
げないようにすることができる。又、上記のように該燃
料の噴射期間中の所望の時期に上記水噴射が行われるの
で、該燃料噴射期間がが長くなることはない。
らしたので該高温燃焼部分に上記燃料を噴射させながら
該水を噴射し、該高温燃焼部分の燃焼温度を下げると共
に、該燃焼の略低温燃焼部分には水を噴射せず温度は下
げないようにすることができる。又、上記のように該燃
料の噴射期間中の所望の時期に上記水噴射が行われるの
で、該燃料噴射期間がが長くなることはない。
【００２２】従って本発明ではＨＣ，ＣＯ，黒煙の排出
を効果的に低減させることができる。又、同ーの上記噴
射弁に該燃料噴射孔と水噴射孔を各々独立して配設し、
該噴射弁の針弁の作動により、先ず該燃料噴射孔が開口
し、その後該水噴射孔が開口するように構成したので、
１本の該噴射弁で上記燃料を噴射中の所望の時期に水を
噴射することができる。
を効果的に低減させることができる。又、同ーの上記噴
射弁に該燃料噴射孔と水噴射孔を各々独立して配設し、
該噴射弁の針弁の作動により、先ず該燃料噴射孔が開口
し、その後該水噴射孔が開口するように構成したので、
１本の該噴射弁で上記燃料を噴射中の所望の時期に水を
噴射することができる。
【００２３】従って、上記燃焼を失火させることなく、
ＨＣ，ＣＯ，黒煙の排出を低減させることができ、コス
トが安価でコンパクトな水噴射弁を形成することができ
る。請求項２記載の本発明の水噴射弁では、該燃料噴射
孔と該水噴射孔の該噴射角のずれ角が略穂１５度〜４５
度に構成されており、該先行噴射された燃料により上記
高温で燃焼している部分に的確に水噴射できるので、失
火させることなく該高温燃焼部分の温度を下げることが
できＮＯｘの発生を低減させることができる。
ＨＣ，ＣＯ，黒煙の排出を低減させることができ、コス
トが安価でコンパクトな水噴射弁を形成することができ
る。請求項２記載の本発明の水噴射弁では、該燃料噴射
孔と該水噴射孔の該噴射角のずれ角が略穂１５度〜４５
度に構成されており、該先行噴射された燃料により上記
高温で燃焼している部分に的確に水噴射できるので、失
火させることなく該高温燃焼部分の温度を下げることが
できＮＯｘの発生を低減させることができる。
【００２４】また、上記態様１又は上記態様２記載の構
成では、該針弁の該頭部と該本体内周壁との間に燃料室
を設け、該燃料室に供給される燃料の圧力により上記弾
性部材に抗して該針弁を作動せしめ、該燃料噴射孔を開
口し、次いで該水噴射孔を開口するようにしたのでコン
パクトに形成され燃料及び水の噴射が容易に行うことが
できる。
成では、該針弁の該頭部と該本体内周壁との間に燃料室
を設け、該燃料室に供給される燃料の圧力により上記弾
性部材に抗して該針弁を作動せしめ、該燃料噴射孔を開
口し、次いで該水噴射孔を開口するようにしたのでコン
パクトに形成され燃料及び水の噴射が容易に行うことが
できる。
【００２５】また、上記態様３又は上記態様４記載の構
成では、上記燃料噴射孔と水噴射孔を該本体に設け、該
針弁が該本体内を上方に作動することにより、上記燃料
と水の噴射孔を開口するように構成し、該燃料室への該
針弁の出し入れをなくしたので、該針弁が該本体内を確
実に案内され上記両噴射孔の開閉を円滑に行なうことで
きる。
成では、上記燃料噴射孔と水噴射孔を該本体に設け、該
針弁が該本体内を上方に作動することにより、上記燃料
と水の噴射孔を開口するように構成し、該燃料室への該
針弁の出し入れをなくしたので、該針弁が該本体内を確
実に案内され上記両噴射孔の開閉を円滑に行なうことで
きる。
【００２６】また、上記態様５又は上記態様６記載の構
成では、該燃料噴射孔に対する該水射孔の噴射方向の上
記ずれ角が異なるように該本体に設けられた複数個の該
水噴射孔と、上記針弁の回動手段で該針弁を回転せしめ
て、上記針弁の水供給孔と選択的に連通せしめるように
したので、該エンジン負荷や上記スワールの状態に応じ
て変化する上記高温燃焼部分に的確に該水噴射を行い失
火させることなく、該高温燃焼部分の温度を下げること
ができるので、効果的にＮＯｘの発生を低減させること
ができる。
成では、該燃料噴射孔に対する該水射孔の噴射方向の上
記ずれ角が異なるように該本体に設けられた複数個の該
水噴射孔と、上記針弁の回動手段で該針弁を回転せしめ
て、上記針弁の水供給孔と選択的に連通せしめるように
したので、該エンジン負荷や上記スワールの状態に応じ
て変化する上記高温燃焼部分に的確に該水噴射を行い失
火させることなく、該高温燃焼部分の温度を下げること
ができるので、効果的にＮＯｘの発生を低減させること
ができる。
【００２７】請求項３記載の水噴射弁付ディーゼルエン
ジンでは、上記燃料通路に接続された燃料供給装置と、
上記水通路に接続された水供給装置と、上記エンジンの
クランク角信号，負荷信号，及び気温，冷却水温度，エ
ンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なくとも一つの該
信号の入力により少なくとも上記水噴射量を制御する制
御装置とからなり、該燃料噴射孔と該水噴射孔が各々独
立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射弁の該
針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料噴射孔
が開口し、次いで針弁が更に摺動すると該水噴射孔が開
口するように構成され、該水噴射孔の噴射方向は上記燃
料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生
するスワールの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射孔よ
り噴射された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温で燃焼し
ている部分に該水噴射されるように構成された水・燃料
噴射装置を備えているので、上記水と燃料の噴射量、噴
射方向及び噴射時期を的確に行なうことができるととも
に、失火させることなく良好な燃焼を行わすことができ
る。請求項４記載の水噴射弁付ディーゼルエンジンで
は、エンジンの燃焼室に噴射弁をそなえたディーゼルエ
ンジンおいて、該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、該
本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該針弁の作動
により該燃料通路と連通される上記本体又は該針弁に設
けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該本体又は該
針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動により該水通
路と連通され上記本体又は針弁に設けられた該水を噴射
する水噴射孔と、上記燃料通路に接続された燃料供給装
置と、上記水通路に接続された水供給装置と、上記エン
ジンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，冷却水温
度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なくとも一
つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制御する制
御装置とを備え、該制御装置は、該針弁を該針弁の軸線
を中心に回動させて、該燃料噴射孔と該水噴射孔との噴
射方向のずれ角度を調整する回動手段を有し、該水噴射
孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指向する燃料噴射位置
より上記燃焼室に発生するスワールの下流側に指向し、
且つ上記燃料噴射孔より噴射された燃料が燃焼し火炎伝
播されて高温燃焼している部分に該水を噴射させること
ができる。
ジンでは、上記燃料通路に接続された燃料供給装置と、
上記水通路に接続された水供給装置と、上記エンジンの
クランク角信号，負荷信号，及び気温，冷却水温度，エ
ンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なくとも一つの該
信号の入力により少なくとも上記水噴射量を制御する制
御装置とからなり、該燃料噴射孔と該水噴射孔が各々独
立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射弁の該
針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料噴射孔
が開口し、次いで針弁が更に摺動すると該水噴射孔が開
口するように構成され、該水噴射孔の噴射方向は上記燃
料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生
するスワールの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射孔よ
り噴射された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温で燃焼し
ている部分に該水噴射されるように構成された水・燃料
噴射装置を備えているので、上記水と燃料の噴射量、噴
射方向及び噴射時期を的確に行なうことができるととも
に、失火させることなく良好な燃焼を行わすことができ
る。請求項４記載の水噴射弁付ディーゼルエンジンで
は、エンジンの燃焼室に噴射弁をそなえたディーゼルエ
ンジンおいて、該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、該
本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、該針弁の作動
により該燃料通路と連通される上記本体又は該針弁に設
けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、該本体又は該
針弁に設けられた水通路と、該針弁の作動により該水通
路と連通され上記本体又は針弁に設けられた該水を噴射
する水噴射孔と、上記燃料通路に接続された燃料供給装
置と、上記水通路に接続された水供給装置と、上記エン
ジンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，冷却水温
度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なくとも一
つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制御する制
御装置とを備え、該制御装置は、該針弁を該針弁の軸線
を中心に回動させて、該燃料噴射孔と該水噴射孔との噴
射方向のずれ角度を調整する回動手段を有し、該水噴射
孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指向する燃料噴射位置
より上記燃焼室に発生するスワールの下流側に指向し、
且つ上記燃料噴射孔より噴射された燃料が燃焼し火炎伝
播されて高温燃焼している部分に該水を噴射させること
ができる。
【００２８】また、上記態様７記載の構成では、水噴射
ディーゼルエンジンでは、該燃料噴射弁と水噴射弁とを
別々に設けたので、該燃料室に配設する時、該燃料噴射
孔に対する該水噴射孔の上記相対位置を独自に設定でき
る自由度があり、効果的な上記水噴射を行うことができ
る。また、上記態様８又は上記態様９記載の構成では、
上記燃料噴射装置および水噴射装置に配設された上記制
御装置により、該水噴射の水量と該水噴射期間が制御さ
れ、該エンジンの始動時，アイドル回転時，低負荷時，
着火しにくい該エンジンの上記雰囲気温度時には水噴射
は行なわれず、該ディーゼルエンジンの中負荷時および
高負荷時には上記燃料噴射と共に水噴射が行われるよう
にしたので、上記燃焼を失火させることなく、上記水と
燃料の噴射量、噴射方向及び噴射時期を的確に行なうこ
とができると共に、エンジン出力を低減させることなく
効果的にＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の発生を低減させる
ことができる。
ディーゼルエンジンでは、該燃料噴射弁と水噴射弁とを
別々に設けたので、該燃料室に配設する時、該燃料噴射
孔に対する該水噴射孔の上記相対位置を独自に設定でき
る自由度があり、効果的な上記水噴射を行うことができ
る。また、上記態様８又は上記態様９記載の構成では、
上記燃料噴射装置および水噴射装置に配設された上記制
御装置により、該水噴射の水量と該水噴射期間が制御さ
れ、該エンジンの始動時，アイドル回転時，低負荷時，
着火しにくい該エンジンの上記雰囲気温度時には水噴射
は行なわれず、該ディーゼルエンジンの中負荷時および
高負荷時には上記燃料噴射と共に水噴射が行われるよう
にしたので、上記燃焼を失火させることなく、上記水と
燃料の噴射量、噴射方向及び噴射時期を的確に行なうこ
とができると共に、エンジン出力を低減させることなく
効果的にＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の発生を低減させる
ことができる。
【００２９】
【実施例】図１〜８について本発明の実施例を説明す
る。 （第１実施例）図１〜３は本発明の第１実施例を示すも
のであって、図１は本発明の噴射弁を備えた燃料・水噴
射装置の説明図、図２は本発明の水噴射弁の噴射孔の作
動状態を示す説明図であって、（ａ）は該噴射弁の無噴
射状態を示す噴射孔の近傍の説明図、（ｂ）は該噴射弁
の燃料噴射状態を示す説明図、（ｃ）は該噴射弁の燃料
と水とを同時に噴射している状態を示す説明図である。
る。 （第１実施例）図１〜３は本発明の第１実施例を示すも
のであって、図１は本発明の噴射弁を備えた燃料・水噴
射装置の説明図、図２は本発明の水噴射弁の噴射孔の作
動状態を示す説明図であって、（ａ）は該噴射弁の無噴
射状態を示す噴射孔の近傍の説明図、（ｂ）は該噴射弁
の燃料噴射状態を示す説明図、（ｃ）は該噴射弁の燃料
と水とを同時に噴射している状態を示す説明図である。
【００３０】図３は第１実施例の噴射弁で燃料及び水の
噴射角度の関係を示す説明図である。図１に示したよう
に、水噴射弁５０は、上記燃料及び水の噴射量，噴射時
期，噴射方向等を制御する制御装置を介して設けられた
燃料供給装置及び水供給装置からなる燃料・水噴射装置
に接続されている。
噴射角度の関係を示す説明図である。図１に示したよう
に、水噴射弁５０は、上記燃料及び水の噴射量，噴射時
期，噴射方向等を制御する制御装置を介して設けられた
燃料供給装置及び水供給装置からなる燃料・水噴射装置
に接続されている。
【００３１】水噴射弁５０は、本体５２に摺動自在に嵌
挿され本体５２の下端のネジ部５２ａに保持部材５２ｂ
が螺合締結することにより保持された針弁５４と、ー端
側の頭部５６及び本体５２の内周壁５８で形成される燃
料室６０とから形成されている。上記燃料及び水の両噴
射が停止している状態を、図１に実線で示したように、
ー端が燃料室６０に連通され他端が針弁５４の燃料噴射
孔６２に連通している燃料通路６４が針弁５４に設けら
れている。
挿され本体５２の下端のネジ部５２ａに保持部材５２ｂ
が螺合締結することにより保持された針弁５４と、ー端
側の頭部５６及び本体５２の内周壁５８で形成される燃
料室６０とから形成されている。上記燃料及び水の両噴
射が停止している状態を、図１に実線で示したように、
ー端が燃料室６０に連通され他端が針弁５４の燃料噴射
孔６２に連通している燃料通路６４が針弁５４に設けら
れている。
【００３２】又、ー端が燃料室６０に連通され他端が供
給管６１，制御装置６３を介して燃料供給装置６６に連
接されている燃料供給通路６８が本体５２に設けられて
いる。又、逆止調圧弁７０、供給管７１、制御装置６３
を介して水供給装置７２に連通している水供給路７４が
本体５２に設けられている。
給管６１，制御装置６３を介して燃料供給装置６６に連
接されている燃料供給通路６８が本体５２に設けられて
いる。又、逆止調圧弁７０、供給管７１、制御装置６３
を介して水供給装置７２に連通している水供給路７４が
本体５２に設けられている。
【００３３】又、水供給路７４の供給孔７６と連通する
供給孔７８をー端に有し、他端に針弁５４に設けられた
水噴射孔８０に連通している水通路８２が該針弁５４に
設けられている。この針弁５４の頭部５６の下面に設け
られたリテーナ８４と本体５２の内周の段部に設けられ
たリテーナ８６との間に介装された弾性体であるスプリ
ング８８により、針弁５４が燃料噴射孔６２、水噴射孔
８０が閉塞される方向に付勢され、燃料室６０内のスト
ッパ部９０に当接している。
供給孔７８をー端に有し、他端に針弁５４に設けられた
水噴射孔８０に連通している水通路８２が該針弁５４に
設けられている。この針弁５４の頭部５６の下面に設け
られたリテーナ８４と本体５２の内周の段部に設けられ
たリテーナ８６との間に介装された弾性体であるスプリ
ング８８により、針弁５４が燃料噴射孔６２、水噴射孔
８０が閉塞される方向に付勢され、燃料室６０内のスト
ッパ部９０に当接している。
【００３４】又、上記燃料の制御装置６３は燃料供給管
６１に設けられた電磁弁９２及び燃料噴射ポンプ９４に
接続されると共に、ディーゼルエンジンのクランク角度
センサ６３ａ，該エンジンの負荷センサ６３ｂ，該エン
ジンの冷却水温度，エンジンルームの温度，気温等の該
エンジンの雰囲気温度センサ６３ｃ等からの信号が入力
され上記燃料噴射ポンプ９４、電磁弁９２に制御信号を
出力し、燃料供給量や燃料噴射時期を制御するコントロ
ーラ９６等で構成されている。
６１に設けられた電磁弁９２及び燃料噴射ポンプ９４に
接続されると共に、ディーゼルエンジンのクランク角度
センサ６３ａ，該エンジンの負荷センサ６３ｂ，該エン
ジンの冷却水温度，エンジンルームの温度，気温等の該
エンジンの雰囲気温度センサ６３ｃ等からの信号が入力
され上記燃料噴射ポンプ９４、電磁弁９２に制御信号を
出力し、燃料供給量や燃料噴射時期を制御するコントロ
ーラ９６等で構成されている。
【００３５】ー方、上記の水制御装置６３も上記燃料の
制御装置６３と相違するものは燃料噴射ポンプ９４に代
えて水加圧ポンプ９４ａのみであり、その他の構成は実
質的に同ーである。本実施例の水加圧ポンプ９４ａは燃
料噴射ポンプ９４と同様構成の水噴射ポンプ９４に代え
ることもできる。
制御装置６３と相違するものは燃料噴射ポンプ９４に代
えて水加圧ポンプ９４ａのみであり、その他の構成は実
質的に同ーである。本実施例の水加圧ポンプ９４ａは燃
料噴射ポンプ９４と同様構成の水噴射ポンプ９４に代え
ることもできる。
【００３６】この水噴射量、該噴射時期が、上記各セン
サ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，．．．等からの信号をコン
トローラ９６へ入力し、制御信号として出力されること
により、電磁弁９２，加圧ポンプ９４ａ等が制御され決
定されるものである。ここで、ディーゼルエンジンが作
動し、図１に示した制御装置６３にディーゼルエンジン
のクランク角センサ６３ａ，エンジンの中負荷から高負
荷を上記負荷センサ６３ｂ，上記雰囲気温度センサ６３
ｃ等からの少なくとも一つの信号が入力され燃料噴射ポ
ンプ９４や電磁弁９２等が制御され、燃料噴射ポンプ９
４により燃料タンク９３の燃料が供給管６１、燃料供給
通路６８を介して燃料室６０に供給される。
サ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，．．．等からの信号をコン
トローラ９６へ入力し、制御信号として出力されること
により、電磁弁９２，加圧ポンプ９４ａ等が制御され決
定されるものである。ここで、ディーゼルエンジンが作
動し、図１に示した制御装置６３にディーゼルエンジン
のクランク角センサ６３ａ，エンジンの中負荷から高負
荷を上記負荷センサ６３ｂ，上記雰囲気温度センサ６３
ｃ等からの少なくとも一つの信号が入力され燃料噴射ポ
ンプ９４や電磁弁９２等が制御され、燃料噴射ポンプ９
４により燃料タンク９３の燃料が供給管６１、燃料供給
通路６８を介して燃料室６０に供給される。
【００３７】燃料室６０の圧力が針弁５４の開弁設定圧
より上昇すると針弁５４がスプリング９８の付勢力に抗
して針弁５４が下降して図２（ｂ）に示したように、燃
料噴射孔６２が開かれるので燃料が噴射される。また、
図２において、燃料噴射孔６２と水噴射孔８０は、説明
の都合上、互いに１８０度の間隔があるように示した
が、この両噴射角の関係は図３に示すようなずれ角Ｋの
通りである。
より上昇すると針弁５４がスプリング９８の付勢力に抗
して針弁５４が下降して図２（ｂ）に示したように、燃
料噴射孔６２が開かれるので燃料が噴射される。また、
図２において、燃料噴射孔６２と水噴射孔８０は、説明
の都合上、互いに１８０度の間隔があるように示した
が、この両噴射角の関係は図３に示すようなずれ角Ｋの
通りである。
【００３８】以上、本実施例においては、上記燃料供給
装置及び水供給装置の燃料及び水の噴射量及び噴射時期
を上記制御装置により制御する燃料・水噴射装置につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、アクセ
ルペタルと機械的に連係して上記噴射量及び噴射時期を
制御する装置も含まれるものである。この関係は後述の
第２及び第３実施例においても同様である。
装置及び水供給装置の燃料及び水の噴射量及び噴射時期
を上記制御装置により制御する燃料・水噴射装置につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、アクセ
ルペタルと機械的に連係して上記噴射量及び噴射時期を
制御する装置も含まれるものである。この関係は後述の
第２及び第３実施例においても同様である。
【００３９】この燃料噴射孔６２は図３に示したよう
に、針弁５４の先端部に略等間隔で燃料噴射孔（６２）
が設けられており、本実施例の場合は５個の燃料噴射孔
が設けられている。図３に斜線で示すように、該燃料噴
射孔６２から燃料がＦ１のように噴射されて着火されな
がら、図示しない燃料室内に発生するスワール方向Ｓに
徐々に火炎伝播され燃焼していくが、高温で燃焼してい
る部分Ｆ２は上記燃料が噴射された位置より上記スワー
ルＳの下流側の部分Ｈ２になっている。
に、針弁５４の先端部に略等間隔で燃料噴射孔（６２）
が設けられており、本実施例の場合は５個の燃料噴射孔
が設けられている。図３に斜線で示すように、該燃料噴
射孔６２から燃料がＦ１のように噴射されて着火されな
がら、図示しない燃料室内に発生するスワール方向Ｓに
徐々に火炎伝播され燃焼していくが、高温で燃焼してい
る部分Ｆ２は上記燃料が噴射された位置より上記スワー
ルＳの下流側の部分Ｈ２になっている。
【００４０】更に、燃料室の圧力が上昇し針弁５４が図
１の二点鎖線及び図２（ｃ）に示したように、下方に摺
動し水噴射孔８０が開くと、水タンク９８内の水が上記
制御装置６３で制御され上記水供給装置７２から水供給
管７１，逆止弁７０、水供給通路７４，水通路８２を介
して供給されている水が、上記高温で燃焼されている部
分Ｆ2 方向に指向して、図３に示したように燃料噴射孔
の下流側に設けられた水噴射孔８０より噴射される。
１の二点鎖線及び図２（ｃ）に示したように、下方に摺
動し水噴射孔８０が開くと、水タンク９８内の水が上記
制御装置６３で制御され上記水供給装置７２から水供給
管７１，逆止弁７０、水供給通路７４，水通路８２を介
して供給されている水が、上記高温で燃焼されている部
分Ｆ2 方向に指向して、図３に示したように燃料噴射孔
の下流側に設けられた水噴射孔８０より噴射される。
【００４１】図３に示したように、上記５個の燃料噴射
孔６２の各々に対してずれ角Ｋ（燃料噴射孔６２中心線
Ｈ１に対する水噴射孔８０の中心線Ｈ２のずれ角）が存
するように、水噴射孔８０が略同間隔に設けられ水噴射
が行われるので、該高温部で燃焼している部分に水噴射
が行われ、失火することなく且つ温度が下がり燃焼しな
がらスワールＳ方向に燃焼し続け良好な燃焼が行われ
る。
孔６２の各々に対してずれ角Ｋ（燃料噴射孔６２中心線
Ｈ１に対する水噴射孔８０の中心線Ｈ２のずれ角）が存
するように、水噴射孔８０が略同間隔に設けられ水噴射
が行われるので、該高温部で燃焼している部分に水噴射
が行われ、失火することなく且つ温度が下がり燃焼しな
がらスワールＳ方向に燃焼し続け良好な燃焼が行われ
る。
【００４２】この噴射角のずれ角度Ｋはエンジンの大き
さや所望のスワールＳの状態に応じて略１５度〜４５度
に形成されており、従って該高温で燃焼している部分の
燃焼温度が的確に下がりＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の発
生を低減させることができる。次に、制御装置６３の作
動により電磁弁９２や燃料噴射ポンプ９４が制御され、
燃料吐出量が減少するとスプリング８８の付勢力で針弁
５４が図１に実線で示した方向に戻り頭部５６がストッ
パ９０に当接して停止する。
さや所望のスワールＳの状態に応じて略１５度〜４５度
に形成されており、従って該高温で燃焼している部分の
燃焼温度が的確に下がりＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の発
生を低減させることができる。次に、制御装置６３の作
動により電磁弁９２や燃料噴射ポンプ９４が制御され、
燃料吐出量が減少するとスプリング８８の付勢力で針弁
５４が図１に実線で示した方向に戻り頭部５６がストッ
パ９０に当接して停止する。
【００４３】この時、水供給装置７２から水の供給も制
御装置６３の制御により水の供給も遮断され図２（ａ）
の状態に戻り、水及び燃料の噴射の１サイクルが終了す
る。このサイクルの繰り返しが、該エンジンの始動から
低負荷，中負荷、高負荷で作動中に行われ、エンジン出
力を低減させることなくＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙を効
果的に低減させることができる。
御装置６３の制御により水の供給も遮断され図２（ａ）
の状態に戻り、水及び燃料の噴射の１サイクルが終了す
る。このサイクルの繰り返しが、該エンジンの始動から
低負荷，中負荷、高負荷で作動中に行われ、エンジン出
力を低減させることなくＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙を効
果的に低減させることができる。
【００４４】又、該エンジンの無負荷，低負荷、アイド
ル回転を上記負荷センサ６３ｂが検出したり、エンジン
雰囲気温度センサ６３ｃが着火温度以下の温度を検出す
ると、上記水供給装置７２が作動しないので、該水噴射
が行なわれない。一方、該水が無噴射の時には、上記燃
料が上記と同様に燃料ポンプ９４から燃料室６０に供給
されるが、この時、制御装置６３で制御され針弁５４は
図２（ｂ）の位置までしか下降しないので、燃料である
軽油のみが噴射され良好な該エンジンの作動が行われ
る。
ル回転を上記負荷センサ６３ｂが検出したり、エンジン
雰囲気温度センサ６３ｃが着火温度以下の温度を検出す
ると、上記水供給装置７２が作動しないので、該水噴射
が行なわれない。一方、該水が無噴射の時には、上記燃
料が上記と同様に燃料ポンプ９４から燃料室６０に供給
されるが、この時、制御装置６３で制御され針弁５４は
図２（ｂ）の位置までしか下降しないので、燃料である
軽油のみが噴射され良好な該エンジンの作動が行われ
る。
【００４５】更に、燃料タンク９３の燃料が燃料ポンプ
９４により該燃料室６０に供給され圧力が上昇すると針
弁５４が下降し、図１の二点鎖線、図２（ｃ）に示す位
置に達するので、水噴射と燃料噴射が上記のように同時
に行なわれるものである。次に上記実施例とは型式が異
なる他の噴射弁に適用した場合について説明する。
９４により該燃料室６０に供給され圧力が上昇すると針
弁５４が下降し、図１の二点鎖線、図２（ｃ）に示す位
置に達するので、水噴射と燃料噴射が上記のように同時
に行なわれるものである。次に上記実施例とは型式が異
なる他の噴射弁に適用した場合について説明する。
【００４６】（第２実施例）第２実施例を図４〜６につ
いて説明する。上記第１実施例と同ー部位には同ー符号
を付して説明する。図４に示したように、弁本体５２の
先端のサックボリューム１００には燃料噴射孔６２が第
１実施例と同様に略等間隔で５個設けられている。
いて説明する。上記第１実施例と同ー部位には同ー符号
を付して説明する。図４に示したように、弁本体５２の
先端のサックボリューム１００には燃料噴射孔６２が第
１実施例と同様に略等間隔で５個設けられている。
【００４７】この燃料噴射孔６２は本体５２の先端部に
設けられ、針弁５４（又は図４に二点鎖線で示した本体
５２）に設けられた燃料通路６４に、燃料留部１０２、
サックボリューム１００を介して針弁５４の開閉により
連通されるように構成されている。更に、燃料通路６４
は燃料供給通路６８に接続されており、第１実施例の制
御装置６３，燃料供給装置６６に供給管６１を介して接
続されている。
設けられ、針弁５４（又は図４に二点鎖線で示した本体
５２）に設けられた燃料通路６４に、燃料留部１０２、
サックボリューム１００を介して針弁５４の開閉により
連通されるように構成されている。更に、燃料通路６４
は燃料供給通路６８に接続されており、第１実施例の制
御装置６３，燃料供給装置６６に供給管６１を介して接
続されている。
【００４８】又、水噴射孔８０ａは、燃料噴射孔６２の
上方で、且つ上記針弁５４に設けられた水通路８２の供
給孔１０４より上方の、水溜部１０６を介して該本体に
設けられている。又、針弁５４は針弁５４の頭部５６と
本体５２の室５１の壁６１ａとの間に介装されたスプリ
ング８８の付勢力により燃料噴射孔６２及び水噴射孔８
０ａが閉じられるように構成されている。
上方で、且つ上記針弁５４に設けられた水通路８２の供
給孔１０４より上方の、水溜部１０６を介して該本体に
設けられている。又、針弁５４は針弁５４の頭部５６と
本体５２の室５１の壁６１ａとの間に介装されたスプリ
ング８８の付勢力により燃料噴射孔６２及び水噴射孔８
０ａが閉じられるように構成されている。
【００４９】水通路８２の供給孔１０８は本体５２に設
けられた水供給通路７４に連通されており、逆止弁７０
を介して、第１実施例の供給管７１、制御装置６３，水
供給装置７２に接続されている。図４は該エンジンが停
止している場合で、燃料及び水がともに無噴射時の状態
を示すものである。
けられた水供給通路７４に連通されており、逆止弁７０
を介して、第１実施例の供給管７１、制御装置６３，水
供給装置７２に接続されている。図４は該エンジンが停
止している場合で、燃料及び水がともに無噴射時の状態
を示すものである。
【００５０】該エンジンが作動して燃料が燃料供給装置
６６から供給管６１，燃料供給通路６８，燃料通路６４
を介して燃料溜部１０２に供給され、燃料溜部１０２の
圧力が針弁５４の開弁設定圧より高くなると、スプリン
グ８８の付勢力に抗して上方に移動するので、図５
（ａ）に示したように、該燃料がサックボリューム１０
０を介して燃料噴射孔６２より上記第１実施例と同様に
図６にＦ1 で示したように、噴射され着火しスワールＳ
方向に火炎伝播され高温燃焼部分Ｆ2 が発生している。
６６から供給管６１，燃料供給通路６８，燃料通路６４
を介して燃料溜部１０２に供給され、燃料溜部１０２の
圧力が針弁５４の開弁設定圧より高くなると、スプリン
グ８８の付勢力に抗して上方に移動するので、図５
（ａ）に示したように、該燃料がサックボリューム１０
０を介して燃料噴射孔６２より上記第１実施例と同様に
図６にＦ1 で示したように、噴射され着火しスワールＳ
方向に火炎伝播され高温燃焼部分Ｆ2 が発生している。
【００５１】ー方、更に燃料溜部１０２の圧力が上昇す
ると針弁５４が上昇し、供給孔１０４が水溜部１０６と
連通される。この時、水が第１実施例と同様に水供給装
置７２から水供給管７１，逆止弁７０，水供給通路７
４，水供給通路８２を介して水溜部１０６に供給されて
いるので、水噴射孔８０ａから、上記高温燃焼部分Ｆ２
に向けて図５（ｂ），図６に示したように、上記第１実
施例と同様に水噴射が行われる。
ると針弁５４が上昇し、供給孔１０４が水溜部１０６と
連通される。この時、水が第１実施例と同様に水供給装
置７２から水供給管７１，逆止弁７０，水供給通路７
４，水供給通路８２を介して水溜部１０６に供給されて
いるので、水噴射孔８０ａから、上記高温燃焼部分Ｆ２
に向けて図５（ｂ），図６に示したように、上記第１実
施例と同様に水噴射が行われる。
【００５２】該高温燃焼部分Ｆ２の温度が下がりＮＯ
ｘ，黒煙，ＨＣ，ＣＯの発生が低減されると共に、失火
することなく、該エンジンの作動中この上記噴射サイク
ルが上記制御装置に制御されて連続的に繰り返されてい
る。その後、該エンジンの図示しないスイッチがＯＦＦ
されると燃料供給装置６６からの燃料供給が停止される
ので燃料溜部１０２の圧力が下がり針弁５４はスプリン
グ８８の付勢力で下降し燃料噴射孔６２及び水噴射孔８
０ａを閉じ水及び燃料の噴射が停止され図４に示した状
態に復帰する。
ｘ，黒煙，ＨＣ，ＣＯの発生が低減されると共に、失火
することなく、該エンジンの作動中この上記噴射サイク
ルが上記制御装置に制御されて連続的に繰り返されてい
る。その後、該エンジンの図示しないスイッチがＯＦＦ
されると燃料供給装置６６からの燃料供給が停止される
ので燃料溜部１０２の圧力が下がり針弁５４はスプリン
グ８８の付勢力で下降し燃料噴射孔６２及び水噴射孔８
０ａを閉じ水及び燃料の噴射が停止され図４に示した状
態に復帰する。
【００５３】又、該エンジンの低負荷、アイドル回転時
や上記エンジンの雰囲気温度が着火しにくい時には上記
制御装置６３の制御により第１実施例と同様に水噴射は
行われない。上記第１、第２実施例では上記水噴射と燃
料噴射角度のずれ角度がー定に設定されたものであった
が、該ずれ角度を可変とした噴射弁について第３実施例
として説明する。
や上記エンジンの雰囲気温度が着火しにくい時には上記
制御装置６３の制御により第１実施例と同様に水噴射は
行われない。上記第１、第２実施例では上記水噴射と燃
料噴射角度のずれ角度がー定に設定されたものであった
が、該ずれ角度を可変とした噴射弁について第３実施例
として説明する。
【００５４】（第３実施例）第３実施例を図７，図８に
従って説明する。先ず、本実施例の該針弁の回動手段に
ついて説明するが、上記両実施例と実質的に同ーの部位
には同一符号を付して説明する。上記燃料噴射孔６２と
水噴射孔８０ｂの上記ずれ角度Ｋが図７，図８に示すよ
うに、低スワール時に該スワールの状態に応じて水噴射
孔８０ｂのずれ角度Ｋより小さいずれ角度Ｋ３，Ｋ４に
なるように、即ち水噴射孔の中心線がＨ３，Ｈ４になる
ように、水噴射孔８０ｃ，８０ｄが該本体に設けられて
おり、該針弁５４を該針弁５４の軸線を中心に回動手段
２００により回動し、該針弁５４の供給孔１０４を該水
噴射孔８０ｂ，８０ｃ，８０ｄに選択的に連通させるよ
うに構成したものである。
従って説明する。先ず、本実施例の該針弁の回動手段に
ついて説明するが、上記両実施例と実質的に同ーの部位
には同一符号を付して説明する。上記燃料噴射孔６２と
水噴射孔８０ｂの上記ずれ角度Ｋが図７，図８に示すよ
うに、低スワール時に該スワールの状態に応じて水噴射
孔８０ｂのずれ角度Ｋより小さいずれ角度Ｋ３，Ｋ４に
なるように、即ち水噴射孔の中心線がＨ３，Ｈ４になる
ように、水噴射孔８０ｃ，８０ｄが該本体に設けられて
おり、該針弁５４を該針弁５４の軸線を中心に回動手段
２００により回動し、該針弁５４の供給孔１０４を該水
噴射孔８０ｂ，８０ｃ，８０ｄに選択的に連通させるよ
うに構成したものである。
【００５５】本実施例に使用された該回動手段２００に
ついて説明すると、本体５２の中に本体５２の軸線方向
へ摺動自在に嵌挿された針弁５４の頭部５６はナット１
１０で締結されたリテーナ１１２が設けられている。こ
のリテーナ１１２が上下方向に摺動可能であるが、針弁
５４に対して回転することが出来ないように、リテーナ
１１２を保持する内室１１４が形成された回転位置可変
部材２００ａが設けられている。
ついて説明すると、本体５２の中に本体５２の軸線方向
へ摺動自在に嵌挿された針弁５４の頭部５６はナット１
１０で締結されたリテーナ１１２が設けられている。こ
のリテーナ１１２が上下方向に摺動可能であるが、針弁
５４に対して回転することが出来ないように、リテーナ
１１２を保持する内室１１４が形成された回転位置可変
部材２００ａが設けられている。
【００５６】この回転位置可変部材２００ａは本体５４
に設けられた凹部２０２に、針弁５４と共に回動可能に
嵌挿されており、回転位置可変部材２００ａの上部はボ
ルト２０１，ナット２０１ａにより、ラック２０４と係
合するピニオンギア２０６が固定されている。係止蓋２
０３が、回転可変部材２００ａを上記凹部２０２に回転
可能に係止するようにボルト２０５で本体５２の上部に
固定されている。
に設けられた凹部２０２に、針弁５４と共に回動可能に
嵌挿されており、回転位置可変部材２００ａの上部はボ
ルト２０１，ナット２０１ａにより、ラック２０４と係
合するピニオンギア２０６が固定されている。係止蓋２
０３が、回転可変部材２００ａを上記凹部２０２に回転
可能に係止するようにボルト２０５で本体５２の上部に
固定されている。
【００５７】ラック２０４は係止蓋２０３の開口２０３
ａより操作できるようなっている。更に、係止蓋２０３
の上部の開口２０３ｂから上記ナット２０１ａで取り付
けられた、インジケータ２０７の先端が係止蓋２０３の
内周に設けられた図示しない目盛りに指向することによ
り、上記供給孔１０４と水噴射孔８０ｂ，８０ｃ，８０
ｄとの係合状態が分かるようになっている。
ａより操作できるようなっている。更に、係止蓋２０３
の上部の開口２０３ｂから上記ナット２０１ａで取り付
けられた、インジケータ２０７の先端が係止蓋２０３の
内周に設けられた図示しない目盛りに指向することによ
り、上記供給孔１０４と水噴射孔８０ｂ，８０ｃ，８０
ｄとの係合状態が分かるようになっている。
【００５８】このピニオンギヤ２０６に係合するラック
２０４の作動は、前記制御装置６３に制御され回転でき
る機構になっており、該燃焼室内が低スワール時にはラ
ック２０４によりピニオンギア２０６が回転し、例えば
上記ずれ角度が小さいＫ４の水噴射孔８０ｃと供給孔１
０４とが連通する。従って、上記燃焼室の低スワール時
は、第１及び２実施例より火炎伝播が小さく、上記実施
例よりやや低温の高温で燃焼している部分に噴射量が制
御され水噴射を的確に行なうことができるので、必要以
上に燃焼温度を下げることなくＮＯｘの発生を効果的に
防止できると共に、失火を防止しＨＣ，ＣＯ，黒煙の発
生を低減することができる。
２０４の作動は、前記制御装置６３に制御され回転でき
る機構になっており、該燃焼室内が低スワール時にはラ
ック２０４によりピニオンギア２０６が回転し、例えば
上記ずれ角度が小さいＫ４の水噴射孔８０ｃと供給孔１
０４とが連通する。従って、上記燃焼室の低スワール時
は、第１及び２実施例より火炎伝播が小さく、上記実施
例よりやや低温の高温で燃焼している部分に噴射量が制
御され水噴射を的確に行なうことができるので、必要以
上に燃焼温度を下げることなくＮＯｘの発生を効果的に
防止できると共に、失火を防止しＨＣ，ＣＯ，黒煙の発
生を低減することができる。
【００５９】尚、本発明の噴射弁は従来公知のどんな形
成の噴射弁にも適用できるもので、第１，第２実施例に
使用された以外の他の形式でもよく、要するに、上記の
ように先行して燃料噴射され火炎伝播されて高温で燃焼
している部分に、水噴射が行わせることができる構成の
ものであればよい。又、上記実施例では、いずれも水噴
射孔８０と燃料噴射孔６２とを１個の同ーの該噴射弁に
設けたが、水及び燃料各々専用の合計２本の噴射弁を採
用しても同様の作用効果が得られるものである。
成の噴射弁にも適用できるもので、第１，第２実施例に
使用された以外の他の形式でもよく、要するに、上記の
ように先行して燃料噴射され火炎伝播されて高温で燃焼
している部分に、水噴射が行わせることができる構成の
ものであればよい。又、上記実施例では、いずれも水噴
射孔８０と燃料噴射孔６２とを１個の同ーの該噴射弁に
設けたが、水及び燃料各々専用の合計２本の噴射弁を採
用しても同様の作用効果が得られるものである。
【００６０】又、各実施例においては、弾性部材である
スプリング８８は、針弁５４と本体５２の内部の室との
間に介装されたが、上記両噴射孔６２，８０を開閉でき
るものであれば、例えば針弁５４と本体５２の外部の部
位との間に介装されるものでも良い。
スプリング８８は、針弁５４と本体５２の内部の室との
間に介装されたが、上記両噴射孔６２，８０を開閉でき
るものであれば、例えば針弁５４と本体５２の外部の部
位との間に介装されるものでも良い。
【００６１】
【発明の効果】上述の請求項１の本発明の水噴射弁によ
れば、該弁本体内を摺動可能に嵌挿された該針弁からな
る該噴射弁において、該燃料噴射孔が指向する該噴射位
置より上記スワールの下流側に指向するように該水噴射
孔を設けたので、先行して噴射された該燃料が該スワ−
ルの下流側で高温で燃焼している部分に、上記燃料噴射
と共に上記水噴射を行い、高温燃焼部分の温度を下げ、
ＮＯｘの低減を効果的に行うことができると共に、失火
させることなくＨＣ，ＣＯ，黒煙の発生を防止すること
ができる。
れば、該弁本体内を摺動可能に嵌挿された該針弁からな
る該噴射弁において、該燃料噴射孔が指向する該噴射位
置より上記スワールの下流側に指向するように該水噴射
孔を設けたので、先行して噴射された該燃料が該スワ−
ルの下流側で高温で燃焼している部分に、上記燃料噴射
と共に上記水噴射を行い、高温燃焼部分の温度を下げ、
ＮＯｘの低減を効果的に行うことができると共に、失火
させることなくＨＣ，ＣＯ，黒煙の発生を防止すること
ができる。
【００６２】又、該燃料噴射孔と該水噴射孔が同一の噴
射弁に設けられたので、コストが安く、且つ構造が簡単
にＮＯｘ，ＨＣ，黒煙の発生を低減できる該噴射弁を得
ることができる。請求項２の本発明の水噴射弁によれ
ば、該燃料噴射孔に対する該水噴射孔の該噴射のずれ角
度が略１５度〜４５度に構成されており、該先行噴射さ
れた燃料により上記高温で燃焼している部分に的確に水
噴射できるので、失火させることなく該高温燃焼部分の
温度を下げることができ、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の
発生を低減させることができる。
射弁に設けられたので、コストが安く、且つ構造が簡単
にＮＯｘ，ＨＣ，黒煙の発生を低減できる該噴射弁を得
ることができる。請求項２の本発明の水噴射弁によれ
ば、該燃料噴射孔に対する該水噴射孔の該噴射のずれ角
度が略１５度〜４５度に構成されており、該先行噴射さ
れた燃料により上記高温で燃焼している部分に的確に水
噴射できるので、失火させることなく該高温燃焼部分の
温度を下げることができ、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の
発生を低減させることができる。
【００６３】また、上記態様１又は上記態様２記載の構
成のように、該針弁の該頭部と該本体内周壁との間に燃
料室を設け、該燃料室に供給される燃料の圧力により上
記弾性部材に抗して該針弁を作動せしめ、該燃料噴射孔
を開口し、次いで該水噴射孔を開口するようにした場合
には、コンパクトで安価に形成され燃料及び水の噴射を
容易に行うことができる。
成のように、該針弁の該頭部と該本体内周壁との間に燃
料室を設け、該燃料室に供給される燃料の圧力により上
記弾性部材に抗して該針弁を作動せしめ、該燃料噴射孔
を開口し、次いで該水噴射孔を開口するようにした場合
には、コンパクトで安価に形成され燃料及び水の噴射を
容易に行うことができる。
【００６４】また、上記態様３又は上記態様４記載の構
成のように、該針弁が該本体内を上方に作動することに
より、上記燃料と水の噴射孔を開口するように構成し、
該燃焼室の容積を変化させることがない場合には、該エ
ンジン出力を低減させることなくＮＯｘ，ＨＣ，黒煙の
発生を防止できる。 また、上記態様５又は上記態様６記
載の構成のように、該燃料噴射孔に対する該水射孔の上
記ずれ角度が、該エンジンの大きさや上記スワールの状
態に合わせて、異なるように該本体に設けられた複数個
の該水噴射孔と、上記針弁の回動手段で該針弁を回転せ
しめて、該針弁の該水の供給孔と選択的に連通せしめる
ようにした場合には、該エンジン負荷や上記スワールの
状態に応じて、上記高温燃焼部分に該水噴射を行い失火
させることなく、該高温燃焼部分の温度を下げることが
できるので、効果的にＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の発生
を低減させることができる。
成のように、該針弁が該本体内を上方に作動することに
より、上記燃料と水の噴射孔を開口するように構成し、
該燃焼室の容積を変化させることがない場合には、該エ
ンジン出力を低減させることなくＮＯｘ，ＨＣ，黒煙の
発生を防止できる。 また、上記態様５又は上記態様６記
載の構成のように、該燃料噴射孔に対する該水射孔の上
記ずれ角度が、該エンジンの大きさや上記スワールの状
態に合わせて、異なるように該本体に設けられた複数個
の該水噴射孔と、上記針弁の回動手段で該針弁を回転せ
しめて、該針弁の該水の供給孔と選択的に連通せしめる
ようにした場合には、該エンジン負荷や上記スワールの
状態に応じて、上記高温燃焼部分に該水噴射を行い失火
させることなく、該高温燃焼部分の温度を下げることが
できるので、効果的にＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ，黒煙の発生
を低減させることができる。
【００６５】請求項３記載の水噴射弁付ディーゼルエン
ジンによれば、上記燃料通路に接続された燃料供給装置
と、上記水通路に接続された水供給装置と、上記エンジ
ンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，冷却水温
度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なくとも一
つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制御する制
御装置とからなり、該燃料噴射孔と該水噴射孔が各々独
立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射弁の該
針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料噴射孔
が開口し、次いで針弁が更に摺動すると該水噴射孔が開
口するように構成され、該水噴射孔の噴射方向は上記燃
料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生
するスワールの下流側に指向し、且つ上記先行して噴射
された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部
分に該水が噴射されるように構成された水・燃料噴射装
置を備えているので、上記燃焼を失火させることなく、
上記水と燃料の噴射量、噴射方向及び噴射時期を的確に
行なうことができる。請求項４記載の水噴射弁付ディー
ゼルエンジンによれば、エンジンの燃焼室に噴射弁をそ
なえたディーゼルエンジンおいて、該噴射弁の本体内を
摺動する針弁と、該本体又は該針弁に設けられた燃料通
路と、該針弁の作動により該燃料通路と連通される上記
本体又は該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射
孔と、該本体又は該針弁に設けられた水通路と、該針弁
の作動により該水通路と連通され上記本体又は針弁に設
けられた該水を噴射する水噴射孔と、上記燃料通路に接
続された燃料供給装置と、上記水通路に接続された水供
給装置と、上記エンジンのクランク角信号，負荷信号，
及び気温，冷却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気
温度の少なくとも一つの該信号の入力により少なくとも
水噴射を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、該
針弁を該針弁の軸線を中心に回動させて、該燃料噴射孔
と該水噴射孔との噴射方向のずれ角度を調整する回動手
段を有し、該水噴射孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指
向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生するスワール
の下流側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より噴射された
燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に該
水を噴射させることができるので、上記の燃料噴射孔と
該水噴射孔との噴射方向のずれ角度を設計仕様に応じて
的確な上記ずれ角を設定することができる。
ジンによれば、上記燃料通路に接続された燃料供給装置
と、上記水通路に接続された水供給装置と、上記エンジ
ンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，冷却水温
度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少なくとも一
つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制御する制
御装置とからなり、該燃料噴射孔と該水噴射孔が各々独
立して同一の噴射弁に設けられると共に、該噴射弁の該
針弁が燃料圧力の上昇により摺動すると先ず燃料噴射孔
が開口し、次いで針弁が更に摺動すると該水噴射孔が開
口するように構成され、該水噴射孔の噴射方向は上記燃
料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生
するスワールの下流側に指向し、且つ上記先行して噴射
された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部
分に該水が噴射されるように構成された水・燃料噴射装
置を備えているので、上記燃焼を失火させることなく、
上記水と燃料の噴射量、噴射方向及び噴射時期を的確に
行なうことができる。請求項４記載の水噴射弁付ディー
ゼルエンジンによれば、エンジンの燃焼室に噴射弁をそ
なえたディーゼルエンジンおいて、該噴射弁の本体内を
摺動する針弁と、該本体又は該針弁に設けられた燃料通
路と、該針弁の作動により該燃料通路と連通される上記
本体又は該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射
孔と、該本体又は該針弁に設けられた水通路と、該針弁
の作動により該水通路と連通され上記本体又は針弁に設
けられた該水を噴射する水噴射孔と、上記燃料通路に接
続された燃料供給装置と、上記水通路に接続された水供
給装置と、上記エンジンのクランク角信号，負荷信号，
及び気温，冷却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気
温度の少なくとも一つの該信号の入力により少なくとも
水噴射を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、該
針弁を該針弁の軸線を中心に回動させて、該燃料噴射孔
と該水噴射孔との噴射方向のずれ角度を調整する回動手
段を有し、該水噴射孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指
向する燃料噴射位置より上記燃焼室に発生するスワール
の下流側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より噴射された
燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に該
水を噴射させることができるので、上記の燃料噴射孔と
該水噴射孔との噴射方向のずれ角度を設計仕様に応じて
的確な上記ずれ角を設定することができる。
【００６６】従って、上記ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ及び黒煙
の発生を防止することができると共に、上記燃焼を失火
させることないので、該エンジンの出力の向上を図るこ
とができる。また、請求項３記載の構成において、該燃
料噴射弁と該水噴射弁を各々独立した該噴射弁として設
けた場合には、上記両噴射弁の相対的な上記ずれ角度を
任意に設定することができ、効果的な上記水及び燃料の
噴射を行なうことができる（態様７）。
の発生を防止することができると共に、上記燃焼を失火
させることないので、該エンジンの出力の向上を図るこ
とができる。また、請求項３記載の構成において、該燃
料噴射弁と該水噴射弁を各々独立した該噴射弁として設
けた場合には、上記両噴射弁の相対的な上記ずれ角度を
任意に設定することができ、効果的な上記水及び燃料の
噴射を行なうことができる（態様７）。
【００６７】従って、該エンジンを失火させることなく
ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ及び黒煙の発生を防止することがで
きる。また、上記態様８又は上記態様９記載の構成のよ
うに、上記制御装置により、上記エンジンのアイドル回
転時、低負荷時、着火しにくい該エンジンの上記雰囲気
温度時には該水噴射を行なわず、上記中負荷時，高負荷
時には上記燃料噴射と共に、該水噴射量を調整しなが
ら、該水噴射を行うことができるようにした場合には、
該エンジンを失火させることなくＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ及
び黒煙の発生を防止することができる。
ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ及び黒煙の発生を防止することがで
きる。また、上記態様８又は上記態様９記載の構成のよ
うに、上記制御装置により、上記エンジンのアイドル回
転時、低負荷時、着火しにくい該エンジンの上記雰囲気
温度時には該水噴射を行なわず、上記中負荷時，高負荷
時には上記燃料噴射と共に、該水噴射量を調整しなが
ら、該水噴射を行うことができるようにした場合には、
該エンジンを失火させることなくＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ及
び黒煙の発生を防止することができる。
【００６８】又、上記噴射される燃料１００％に対して
０〜６０％好ましくは４０〜６０％の水が噴射されるよ
うに該制御装置により制御されるようにした場合には、
安定した該エンジンの作動ができると共に、上記失火さ
せることなくＮＯｘ，ＨＣ，黒煙の発生を低減し、且つ
該エンジンの出力を向上させることができる。
０〜６０％好ましくは４０〜６０％の水が噴射されるよ
うに該制御装置により制御されるようにした場合には、
安定した該エンジンの作動ができると共に、上記失火さ
せることなくＮＯｘ，ＨＣ，黒煙の発生を低減し、且つ
該エンジンの出力を向上させることができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す水・燃料の噴射の構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図２】図１の水噴射弁の作動状態を示す説明図であ
り、（ａ）は無噴射時を示す説明図、（ｂ）は燃料が噴
射されている状態を示す説明図、（ｃ）は水及び燃料が
噴射されている状態を示す説明図である。
り、（ａ）は無噴射時を示す説明図、（ｂ）は燃料が噴
射されている状態を示す説明図、（ｃ）は水及び燃料が
噴射されている状態を示す説明図である。
【図３】図２（ｃ）の３Ａ−３Ａ線に沿う横断面図であ
り、該第１実施例の燃料と水の噴射方向及びこの両者の
噴射のずれ角度を示す説明図である。
り、該第１実施例の燃料と水の噴射方向及びこの両者の
噴射のずれ角度を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す該水噴射弁の縦断面
を示す無噴射時の説明図である。
を示す無噴射時の説明図である。
【図５】図４の水噴射弁の作動状態を示す説明図であ
り、（ａ）は燃料噴射時の状態を示す説明図であり、
（ｂ）は水と燃料が噴射されている状態を示す説明図で
ある
り、（ａ）は燃料噴射時の状態を示す説明図であり、
（ｂ）は水と燃料が噴射されている状態を示す説明図で
ある
【図６】図５（ｂ）の６Ａー６Ａ線に沿う横断面図であ
り、第２実施例の燃料と水の噴射方向及びこの両者の噴
射方向のずれ角度を示す説明図である。
り、第２実施例の燃料と水の噴射方向及びこの両者の噴
射方向のずれ角度を示す説明図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す水噴射弁の縦断面を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図８】図７の８Ａ−８Ａ線に沿う横断面を示し、図３
と同様の説明図である。
と同様の説明図である。
【図９】従来の燃料・水噴装置の構成を示す説明図であ
る。
る。
【図１０】図９の燃料・水噴射弁の縦断面図である。
【図１１】図９の燃料・水噴射装置による該噴射状況を
示す説明図である。
示す説明図である。
３ 燃料噴射ポンプ本体 ４ プランジャ ７ 逆止調圧弁 ８ 燃料噴射管 １０ 噴孔 １１ 針弁 １２ 燃料溜部 １３ 水の逆止弁 １８ 水供給ポンプ ３１ 合流部 ４０ 燃料・水噴射弁 ５０ 噴射弁 ５２ 噴射弁の本体 ５４ 針弁 ５６ 頭部 ５８ 内周壁 ６０ 燃料室 ６１ 燃料供給管 ６２ 燃料噴射孔 ６３ 制御装置 ６４ 燃料通路 ６６ 燃料供給装置 ６８ 燃料供給通路 ７０ 逆止調圧弁 ７４ 水供給通路 ７６ 供給孔 ８０ 噴射孔 ８２ 水通路 ８４ リテーナ ８８ スプリング ９０ ストッパ部 ９２ 電磁弁 ９４ 燃料噴射ポンプ ９６ コントローラ １００ サックボリューム １０２ 燃料溜部 １０４ 供給孔 １０６ 水溜部 １０８ 供給孔 １１０ ナット １１２ リテーナ １１４ 内室 ２００ 回動手段 ２００ａ 回転位置可変部材 ２０１ ボルト ２０２ 凹部 ２０３ 係止蓋 ２０３ａ ボルト ２０４ ラック ２０５ ボルト ２０６ ピニオンギヤ Ｈ１ 燃料噴射の中心線 Ｈ２ 水噴射の中心線又は高温燃焼部分の中心 Ｋ ずれ角度 Ｋ３ ずれ角度 Ｋ４ ずれ角度 Ｓ スワール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３２０ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０Ｊ ３６０ 25/02 Ｈ Ｔ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 43/04 F02B 47/02 F02D 19/12 F02M 25/022 F02M 61/10 F02M 61/18 320 F02M 61/18 360
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンの燃焼室に設けられる噴射弁に
おいて、 該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、 該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、 該針弁の作動により該燃料通路と連通される上記本体又
は該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、 該本体又は該針弁に設けられた水通路と、 該針弁の作動により該水通路と連通され上記本体又は針
弁に設けられた該水を噴射する水噴射孔とを備え、 該燃料噴射孔と該水噴射孔が各々独立して同一の噴射弁
に設けられると共に、該噴射弁の該針弁が燃料圧力の上
昇により摺動すると先ず燃料噴射孔が開口し、次いで該
針弁が更に摺動すると該水噴射孔が開口するように構成
され、該水噴射孔は上記燃料噴射孔が指向する燃料噴射
位置より上記燃焼室に発生するスワールの下流側に指向
し、且つ上記燃料噴射孔より噴射され燃焼し火炎伝播さ
れて高温燃焼している部分に該水が噴射されるように設
けられたことを特徴とする水噴射弁。 - 【請求項２】 該噴射弁の横断面の投影面において、該
水噴射孔が該燃料噴射孔と間隔を存して設けられると共
に、該燃料噴射角度に対する該水噴射角度とのずれ角度
の範囲が略１５度〜４５度に構成されたことを特徴とす
る、請求項１記載の水噴射弁。 - 【請求項３】 エンジンの燃焼室に噴射弁をそなえたデ
ィーゼルエンジンおいて、 該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、 該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、 該針弁の作動により該燃料通路と連通される上記本体又
は該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、 該本体又は該針弁に設けられた水通路と、 該針弁の作動により該水通路と連通され上記本体又は針
弁に設けられた該水を噴射する水噴射孔と、 上記燃料通路に接続された燃料供給装置と、 上記水通路に接続された水供給装置と、 上記エンジンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，
冷却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少な
くとも一つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制
御する制御装置とを備え、 該燃料噴射孔と該水噴射孔が各々独立して同一の噴射弁
に設けられると共に、該噴射弁の該針弁が燃料圧力の上
昇により摺動すると先ず燃料噴射孔が開口し、次いで針
弁が更に摺動すると該水噴射孔が開口するように構成さ
れ、該水噴射孔の噴射方向は上記燃料噴射孔が指向する
燃料噴射位置より上記燃焼室に発生するスワールの下流
側に指向し、且つ上記燃料噴射孔より噴射された燃料が
燃焼し火炎伝播されて高温燃焼している部分に該水が噴
射されるように設けられたことを特徴とする、水噴射弁
付ディーゼルエンジン。 - 【請求項４】 エンジンの燃焼室に噴射弁をそなえたデ
ィーゼルエンジンおいて、 該噴射弁の本体内を摺動する針弁と、 該本体又は該針弁に設けられた燃料通路と、 該針弁の作動により該燃料通路と連通される上記本体又
は該針弁に設けられた該燃料を噴射する燃料噴射孔と、 該本体又は該針弁に設けられた水通路と、 該針弁の作動により該水通路と連通され上記本体又は針
弁に設けられた該水を噴射する水噴射孔と、 上記燃料通路に接続された燃料供給装置と、 上記水通路に接続された水供給装置と、 上記エンジンのクランク角信号，負荷信号，及び気温，
冷却水温度，エンジンルーム温度等の雰囲気温度の少な
くとも一つの該信号の入力により少なくとも水噴射を制
御する制御装置とを備え、 該制御装置は、該針弁を該針弁の軸線を中心に回動させ
て、該燃料噴射孔と該水噴射孔との噴射方向のずれ角度
を調整する回動手段を有し、該水噴射孔の噴射方向は上
記燃料噴射孔が指向する燃料噴射位置より上記燃焼室に
発生するスワー ルの下流側に指向し、且つ上記燃料噴射
孔より噴射された燃料が燃焼し火炎伝播されて高温燃焼
している部分に該水が噴射されるように設けられたこと
を特徴とする、水噴射弁付ディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28064594A JP3191581B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 水噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28064594A JP3191581B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 水噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144883A JPH08144883A (ja) | 1996-06-04 |
| JP3191581B2 true JP3191581B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17627946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28064594A Expired - Fee Related JP3191581B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 水噴射弁及び水噴射弁付ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191581B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188586B2 (en) | 2002-07-25 | 2007-03-13 | Komatsu Ltd. | Fuel injection system for diesel engines |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3861479B2 (ja) * | 1998-01-21 | 2006-12-20 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | 燃料・水噴射エンジンの水噴射量制御装置 |
| KR20010086423A (ko) * | 2001-08-03 | 2001-09-12 | 이신재 | 물과 연료의 교대분사식 디젤엔진 |
| GB2384525A (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-30 | William May Stott | Adding water, eg steam, to the charge of a reciprocating piston i.c. engine to reduce emissions of particulate matter (PM) and NOx |
| JP2012102631A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| KR102027498B1 (ko) * | 2018-03-14 | 2019-10-01 | 한국기계연구원 | 역화 방지 수소 엔진 |
| JP2021059999A (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-15 | 株式会社豊田自動織機 | 内燃機関 |
| CN115217699A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-10-21 | 广州汽车集团股份有限公司 | 车辆、燃料喷射器及其控制方法 |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP28064594A patent/JP3191581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188586B2 (en) | 2002-07-25 | 2007-03-13 | Komatsu Ltd. | Fuel injection system for diesel engines |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08144883A (ja) | 1996-06-04 |
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