JP3212412B2 - 燃料・水噴射装置 - Google Patents
燃料・水噴射装置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
水噴射装置に関する。
減し、且つ黒煙排出の抑制や燃料消費率の低減を同時に
達成する手段として、ひとつの燃料噴射弁から燃料と水
を同じ時期に燃焼室内に噴射し燃焼させる手段が有効で
あり、燃料噴射弁内への注水装置として特願平04−1
63944号等にその構成が示されている。
た従来技術による装置においては、次のような問題点が
指摘されている。即ち、燃料・水噴射装置が適用される
ディーゼル機関において、たとえば発電用機関等では機
関の始動時や低負荷時等に燃焼室内への水噴射を必要と
しない場合がある。このような場合に水供給ポンプや作
動油ポンプを駆動することは動力の損失であり、不必要
な場合にも前記ポンプ等を運転することは障害発生の原
因となり、装置全体としての耐久性、信頼性を失するこ
とになる。
が水噴射を必要とする作動状態にある場合、即ち機関の
回転数及び負荷が設定した条件を満足したときにのみ、
水供給ポンプと作動油ポンプを駆動することにより、動
力が節減でき、障害の発生を抑制して装置の耐久性、信
頼性を向上し得る燃料・水噴射装置を提供するにある。
置は、1個の燃料噴射弁(40)から燃料と水を同じ時
期に燃焼室内に噴射するディーゼル機関の燃料・水噴射
装置において、燃料噴射ポンプ(3)の燃料吐出部に配
設された逆止調圧弁(7)と、前記燃料噴射弁内に形成
されて前記燃料噴射ポンプからの油路(22)と水タン
ク(201)からの水注入管に接続される水路(21)
とが合流する合流部(31)と、前記水路に設けられ前
記合流部に向かう水の流れのみを許容する水路逆止弁
(13)と、前記水注入管の途中に設けられ作動油の圧
力によって往復動するスプール(302)を有するアク
チュエータ(301)及び該アクチュエータ(301)
に併設され前記スプールのストロークを規制するストッ
パ機構(303、304)及び作動油タンクと前記アク
チュエータとを接続する作動油路に設けられ前記アクチ
ュエータへの作動油の給排を制御する作動油切替弁(3
05)を備えた注水ユニット(300)と、前記水注入
管の水タンクと注水ユニットとの間の部位に設けられた
給水逆止弁(203)と、前記水注入管の注水ユニット
と燃料噴射弁との間の部位に設けられた注水逆止弁(2
04)と、前記作動油切替弁を介してアクチュエータ内
のスプール(302)の背面への作動油の圧送源となる
作動油タンク(101)及び作動油圧送用の作動油ポン
プ(102)と、機関の作動状況に関連する信号を入力
し水供給ポンプ(202)及び作動油ポンプ(101)
の起動と停止を設定された機関の回転数と負荷によって
行うコントローラ(400)とを有してなり、燃料噴射
ポンプから燃料の吐出が行われていない時期に燃料噴射
弁の油路内に注水して燃料と水による層状液柱を形成す
ることを特徴とする。
水供給ポンプ及び作動油ポンプの運転・停止を制御する
ためのブロック図を図2に示し、その作用について説明
する。コントローラ400内に組込まれたエンジン回転
数記憶部及びエンジン負荷記憶部には、エンジンが水噴
射を必要とするときの条件、即ち水供給ポンプ202及
び作動油ポンプ102の運転が必要となるときの条件と
して、エンジンの回転数範囲及びエンジン負荷範囲が記
憶されている。さらにエンジン回転数検出器及びエンジ
ン負荷検出器によって検出された信号と前記2つの記憶
部から読みこんだデータを比較し、エンジンの回転数及
び負荷のそれぞれについて水噴射を必要とする条件であ
るか否かを判定するエンジン回転数比較器及びエンジン
負荷比較器があり、該両比較器からの出力信号は回転数
と負荷の組合せにまとめられ、水供給ポンプ運転判定器
及び作動油ポンプ運転判定器に伝えられる。
ンプ運転条件設定部及び作動油ポンプ運転条件設定部が
組込まれ、水供給ポンプ及び作動油ポンプを駆動あるい
は停止させる必要があるときのエンジンの回転数と負荷
があらかじめ設定されている。前記水供給ポンプ運転判
定器では回転数と負荷の両比較器からセットにして伝え
られた信号と、水供給ポンプの運転条件設定部から伝え
られた信号とを比較して水供給ポンプを駆動させるか、
停止させるかを判定し、水供給ポンプ駆動装置501に
指示信号を出力する。作動油ポンプ運転判定器でも同様
に回転数と負荷の両比較器からの信号と運転条件設定部
からの信号を入力して作動油ポンプ駆動装置502に駆
動あるいは停止の指示信号を出力する。
置の構成図を示し、図2に図1におけるコントローラの
構成のブロック図を示した。図1,2を参照してその構
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はバレル、6は吐出弁、7は逆止調圧弁、8は燃
料噴射管である。9は燃料噴射弁本体、10は噴口、1
1は針弁、12は油溜り、13は水路逆止弁、14は針
弁用付勢ばね、21は噴射弁内水路、22は噴射弁内油
路、30は前記の水路と油路の連通路、31は注入した
水と燃料の合流部、40は燃料と水を噴射する燃料噴射
弁である。101は作動油タンク、102は作動油ポン
プである。201は水タンク、202は水供給ポンプ、
203は水注入管の水タンク201と次に述べる注水ユ
ニット300との間の部位に設けられ水供給ポンプ20
2への逆流を抑止する給水逆止弁、204は前記水注入
管の次に述べる注水ユニット300と燃料噴射弁40と
の間の部位に設けられ該注水ユニット300内のアクチ
ュエータ301への逆流を抑止する注水逆止弁である。
構成されている。301はアクチュエータで、そのシリ
ンダ内には油密にシールされ摺動可能なスプール302
が挿入されている。303はスプール302のストッパ
で、ストローク調整器304によりその設定位置を調節
しスプールのストロークSを変えることができる。30
5は電磁作動油切替弁で2ポートの電磁スプール弁が使
用されている。即ち前記注水ユニット300は、前記水
注入管の途中に設けられ作動油の圧力によって往復動す
るスプール302を有するアクチュエータ301及び該
アクチュエータ301に併設され前記スプール302の
ストロークを規制するストッパ機構303、304及び
作動油タンク101と前記アクチュエータ301とを接
続する作動油路に設けられ前記アクチュエータ301へ
の作動油の給排を制御する作動油切替弁305を備えて
いる。400は水供給ポンプ202と作動油ポンプ10
2の起動と停止を制御し、なお燃料噴射弁40内への水
注入の量や時期の制御もするコントローラで、入力する
信号として次の4個がある。エンジン回転数信号、エン
ジン負荷信号、TDC信号、クランク角信号。501は
水供給ポンプ駆動装置、502は作動油ポンプ駆動装置
で、これらの駆動装置への制御信号はコントローラ40
0から出力される。
料のみの噴射によって始動し定常的運転状態になり、燃
料・水噴射による運転が可能な状態になったとき、水供
給ポンプ202及び作動油ポンプ102が運転される。
このときコントローラ400にはエンジン回転数信号及
びエンジン負荷信号がエンジンの作動状況についての情
報として入力され、エンジンの作動状況に対応する注水
量を算出して、注水量を規制するスプール302のスト
ロークSがストローク調整器304によってストッパ3
03の位置を調節して設定される。また、コントローラ
400に入力されるエンジン回転数信号、TDC信号、
クランク角信号により電磁作動油切替弁305の作動タ
イミングを設定し作動させる。
水逆止弁203の開弁圧PS 、水路逆止弁13及び注水
逆止弁204の開弁圧PP 、逆止調圧弁7の開弁圧
PR 、針弁11の開弁圧PO の各圧力の間には次の関係
がある。 PS <PW <PL PR <PP <PO 水供給ポンプ202で給水圧力PW まで加圧された水は
開弁圧PS の給水逆止弁203を開弁して、注水ニット
300内のアクチュエータ301のスプール302とス
トッパ303の間の空間部分に供給されており、コント
ローラ400からの指示信号により電磁作動油切替弁3
05が作動し、作動油ポンプ102で圧力PL まで加圧
された作動油がスプール302の背面に作用する。作動
油圧力PL は給水圧力PW より高いので前記空間部に供
給されていた水はスプール302で加圧されてアクチュ
エータ301から押し出され、給水逆止弁203を閉
じ、開弁圧PP の注水逆止弁204及び水路逆止弁13
を開弁し燃料噴射弁40内の水路21へ注入される。水
路21から注入された水は連通路30から合流部31を
経て燃料噴射弁40内の油路22へ流入し、この流入し
た水によって油路22及び噴射管8内の燃料は燃料噴射
ポンプ3側に押し戻され、開弁圧PR の逆止調圧弁7を
押しあけて噴射ポンプ3内に戻される。
るとストッパ303に当接する。続いて電磁作動油切替
弁305の励磁が解放されると、スプール302の背面
に作用していた圧力PL の作動油は前記作動油切替弁3
05の排出側流路を通って作動油タンク101へ排出さ
れ、スプール302はその前面に流入する給水の圧力P
W によってもとの位置に復帰し次のサイクルを持つこと
になる。前述した燃料噴射弁40内への注水は燃料噴射
ポンプ3から燃料の吐出がなされていない時期に行われ
る。注水が完了した時点で噴射弁の油路22内には、下
流部の油溜り12から合流部31の下部までは前サイク
ルの残留燃料、その上流部に注入された水、さらにその
上流側には注入水で押し戻された燃料があり、燃料と水
による成層液柱が形成されている。
り燃料噴射ポンプ3のプランジャ4を押し上げてバレル
5内の燃料を加圧し、吐出弁6を開弁させ燃料噴射管8
を介して燃料噴射弁40内の油路22内に燃料が圧送さ
れる。燃料の圧力が開弁圧PO の針弁11に作用しその
力がばね14の付勢力以上になると針弁11が開き、噴
口10から油溜り12部分の残留燃料、続いて油路22
内まで注入された水、その後さらに注入水の上流側の燃
料の順で燃料と水が燃焼室へ噴射され、1サイクルの燃
料・水噴射が完了する。
水噴射装置において、始動時あるいは低回転、低負荷時
など機関の作動状況によっては水噴射を必要としない場
合があり、このような場合には図2のブロック図を参照
して説明したように水供給ポンプ202及び作動油ポン
プ102の運転を停止させる機能を具えたコントローラ
400を有してなることを特徴としている。
作動油ポンプを駆動することなく動力の節減が図れる。
なお、前記両ポンプの稼動時間が短縮されることによ
り、障害発生の抑制ならびに装置の耐久性、信頼性の向
上を図ることができる。
図。
ク図。
弁、30…連通路、31…合流部、40…燃料噴射弁、
101…作動油タンク、102…作動油ポンプ、201
…水タンク、202…水供給ポンプ、203…給水逆止
弁、204…注水逆止弁、300…注水ユニット、30
1…アクチュエータ、302…スプール、305…電磁
作動油切替弁、400…コントローラ。
Claims (1)
- 【請求項1】 1個の燃料噴射弁(40)から燃料と水
を同じ時期に燃焼室内に噴射するディーゼル機関の燃料
・水噴射装置において、燃料噴射ポンプ(3)の燃料吐
出部に配設された逆止調圧弁(7)と、前記燃料噴射弁
内に形成されて前記燃料噴射ポンプからの油路(22)
と水タンク(201)からの水注入管に接続される水路
(21)とが合流する合流部(31)と、前記水路に設
けられ前記合流部に向かう水の流れのみを許容する水路
逆止弁(13)と、前記水注入管の途中に設けられ作動
油の圧力によって往復動するスプール(302)を有す
るアクチュエータ(301)及び該アクチュエータ(3
01)に併設され前記スプールのストロークを規制する
ストッパ機構(303、304)及び作動油タンクと前
記アクチュエータとを接続する作動油路に設けられ前記
アクチュエータへの作動油の給排を制御する作動油切替
弁(305)を備えた注水ユニット(300)と、前記
水注入管の水タンクと注水ユニットとの間の部位に設け
られた給水逆止弁(203)と、前記水注入管の注水ユ
ニットと燃料噴射弁との間の部位に設けられた注水逆止
弁(204)と、前記作動油切替弁を介してアクチュエ
ータ内のスプール(302)の背面への作動油の圧送源
となる作動油タンク(101)及び作動油圧送用の作動
油ポンプ(102)と、機関の作動状況に関連する信号
を入力し水供給ポンプ(202)及び作動油ポンプ(1
01)の起動と停止を設定された機関の回転数と負荷に
よって行うコントローラ(400)とを有してなり、燃
料噴射ポンプから燃料の吐出が行われていない時期に燃
料噴射弁の油路内に注水して燃料と水による層状液柱を
形成することを特徴とする燃料・水噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10992993A JP3212412B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 燃料・水噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10992993A JP3212412B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 燃料・水噴射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06299926A JPH06299926A (ja) | 1994-10-25 |
JP3212412B2 true JP3212412B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14522695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10992993A Expired - Lifetime JP3212412B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 燃料・水噴射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3212412B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4550991B2 (ja) * | 2000-11-16 | 2010-09-22 | 三菱重工業株式会社 | 燃料・水噴射内燃機関 |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP10992993A patent/JP3212412B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06299926A (ja) | 1994-10-25 |
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