JP3219525B2 - 水噴射ディーゼル機関 - Google Patents
水噴射ディーゼル機関Info
- Publication number
- JP3219525B2 JP3219525B2 JP06095693A JP6095693A JP3219525B2 JP 3219525 B2 JP3219525 B2 JP 3219525B2 JP 06095693 A JP06095693 A JP 06095693A JP 6095693 A JP6095693 A JP 6095693A JP 3219525 B2 JP3219525 B2 JP 3219525B2
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- Japan
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- water
- passage
- valve
- injection
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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、燃料と水とを同一の噴
射弁よりシリンダ内に噴射するように構成して、窒素酸
化物（ＮＯx ）の低減を図る水噴射ディーゼルエンジン
に関する。
射弁よりシリンダ内に噴射するように構成して、窒素酸
化物（ＮＯx ）の低減を図る水噴射ディーゼルエンジン
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関において、排気ガス中の
窒素酸化物（以下ＮＯx という）を低減するための効果
的な手段として、燃料と水とを同一の噴射弁から所定の
タイミングで噴射する水噴射方式が知られている。
窒素酸化物（以下ＮＯx という）を低減するための効果
的な手段として、燃料と水とを同一の噴射弁から所定の
タイミングで噴射する水噴射方式が知られている。
【０００３】図４に前記水噴射ディーゼルエンジンの従
前の一例を示す。図において、１は燃料タンク、３は燃
料噴射ポンプ、４は該噴射ポンプのプランジャ、５はバ
レル、６は吐出弁、７は等圧弁である。
前の一例を示す。図において、１は燃料タンク、３は燃
料噴射ポンプ、４は該噴射ポンプのプランジャ、５はバ
レル、６は吐出弁、７は等圧弁である。
【０００４】９は燃料弁、１０は該燃料弁の噴孔、１１
は針弁、１２は燃料と水とが合流する溜り部、１３は逆
止弁、１４は針弁ばね、１５ａ，１５ｂは燃料通路、１
６は水通路、２７は燃料通路１５ａ，１５ｂと水通路１
６とを接続する合流通路である。
は針弁、１２は燃料と水とが合流する溜り部、１３は逆
止弁、１４は針弁ばね、１５ａ，１５ｂは燃料通路、１
６は水通路、２７は燃料通路１５ａ，１５ｂと水通路１
６とを接続する合流通路である。
【０００５】２２は水（不活性物質）が収容される水タ
ンク、２１は水供給ポンプ、１９は水供給管、１７は水
注入管、１８は制御弁、２０は制御弁１８を開閉制御す
るコントローラである。
ンク、２１は水供給ポンプ、１９は水供給管、１７は水
注入管、１８は制御弁、２０は制御弁１８を開閉制御す
るコントローラである。
【０００６】前記燃料と水との噴射装置において、燃料
は燃料タンク１から燃料供給ポンプ２により燃料噴射ポ
ンプ３に供給され、バレル５内でプランジャ４により高
圧に圧縮され、吐出弁６から噴射管８を介して燃料弁９
へ圧送される。この高圧燃料は燃料油路１５ａ，１５ｂ
を経て溜り部１２に導かれ、これの油圧が針弁ばね１４
のばね力に打ち勝つと、針弁１１が押上げられ、噴孔１
０から燃料が噴射される。
は燃料タンク１から燃料供給ポンプ２により燃料噴射ポ
ンプ３に供給され、バレル５内でプランジャ４により高
圧に圧縮され、吐出弁６から噴射管８を介して燃料弁９
へ圧送される。この高圧燃料は燃料油路１５ａ，１５ｂ
を経て溜り部１２に導かれ、これの油圧が針弁ばね１４
のばね力に打ち勝つと、針弁１１が押上げられ、噴孔１
０から燃料が噴射される。
【０００７】噴射終了後、燃料通路１５ａ，１５ｂ内及
び合流通路２７内、噴射管８内及び水注入管１７内は等
圧弁７によって規定される残留圧力ＰR となっている。
び合流通路２７内、噴射管８内及び水注入管１７内は等
圧弁７によって規定される残留圧力ＰR となっている。
【０００８】次に、燃料弁への水の供給及び燃料と水と
の混合について説明する。水タンク２２内の水は水ポン
プ２１によって前記残留圧力ＰR よりも高圧の水圧力Ｐ
w に昇圧され、水供給管１９に吐出されている。コント
ローラ２０の制御により、燃料噴射の行われていない時
に制御弁１８が開弁すると、前記水圧力ＰW の水は、水
注入管１９から水通路１６、逆止弁１３を経て、合流通
路２７へ流入する。
の混合について説明する。水タンク２２内の水は水ポン
プ２１によって前記残留圧力ＰR よりも高圧の水圧力Ｐ
w に昇圧され、水供給管１９に吐出されている。コント
ローラ２０の制御により、燃料噴射の行われていない時
に制御弁１８が開弁すると、前記水圧力ＰW の水は、水
注入管１９から水通路１６、逆止弁１３を経て、合流通
路２７へ流入する。
【０００９】合流通路２７に流入した水は燃料通路１５
ａ内の燃料を上側へ押し戻すように逆流させ、これは燃
料通路１５ａ内へ流入する。その後燃料噴射ポンプ３か
ら燃料が吐出されると、燃料→水→燃料の順に噴射が行
われる。この結果、燃焼初期の着火が確実に行われ、燃
焼域への水の導入により排ガス中のＮＯx を低減するこ
とができる。
ａ内の燃料を上側へ押し戻すように逆流させ、これは燃
料通路１５ａ内へ流入する。その後燃料噴射ポンプ３か
ら燃料が吐出されると、燃料→水→燃料の順に噴射が行
われる。この結果、燃焼初期の着火が確実に行われ、燃
焼域への水の導入により排ガス中のＮＯx を低減するこ
とができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のものの噴射実測
特性を図５に示す。図において、横軸が機関のクランク
角、縦軸に燃料油圧（１５ａ部の圧力）と水圧（１６部
の圧力）を示している。Ａ部で燃料の噴射が行なわれ、
Ｂ部で水の注入が行なわれる。
特性を図５に示す。図において、横軸が機関のクランク
角、縦軸に燃料油圧（１５ａ部の圧力）と水圧（１６部
の圧力）を示している。Ａ部で燃料の噴射が行なわれ、
Ｂ部で水の注入が行なわれる。
【００１１】この際において、燃料の噴射直後に燃料油
圧の変動が生起し、最終的に図のＣに示すように、等圧
弁の開弁圧力により決まる残圧Ｐr になるのであるが、
圧力の変動中図のＤのように低い圧力になると、水の逆
止弁１３が開弁し水通路１６内の水が合流通路２７から
燃料通路１５ａに流入する。
圧の変動が生起し、最終的に図のＣに示すように、等圧
弁の開弁圧力により決まる残圧Ｐr になるのであるが、
圧力の変動中図のＤのように低い圧力になると、水の逆
止弁１３が開弁し水通路１６内の水が合流通路２７から
燃料通路１５ａに流入する。
【００１２】このとき制御弁１６は閉じており、水の注
入は行われていないにも拘らず水が注入されることとな
る。即ちかかる状態においては水の注入量が制御されて
いないことであり、これにより燃料の注入量も変化する
こととなる。このような状態の許では、機関に負荷変動
が発生し、安定した運転を維持することが不可能とな
る。
入は行われていないにも拘らず水が注入されることとな
る。即ちかかる状態においては水の注入量が制御されて
いないことであり、これにより燃料の注入量も変化する
こととなる。このような状態の許では、機関に負荷変動
が発生し、安定した運転を維持することが不可能とな
る。
【００１３】本発明の目的は燃料弁内の燃料通路内の燃
料圧力の低下を阻止して燃料弁内の圧力変動の発生を防
止し、水噴射ディーゼル機関の安定的な運転を保持する
ことにある。
料圧力の低下を阻止して燃料弁内の圧力変動の発生を防
止し、水噴射ディーゼル機関の安定的な運転を保持する
ことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、プランジャか
ら圧送される燃料の燃料弁側への流動を許容する吐出弁
及び該燃料弁からの燃料の戻りを許容する等圧弁を有す
る燃料ポンプと、該燃料ポンプからの噴射管路に接続さ
れる燃料通路と水タンクからの水注入路に接続される水
通路との合流通路が設けられるとともに、前記水通路に
は水タンク側からの水の注入を許容する逆止弁が設けら
れた燃料弁とを備え、燃料ポンプからの燃料と水とを同
一の噴孔からシリンダ内に噴射するように構成された水
噴射ディーゼル機関において、前記燃料タンクと燃料弁
内の燃料通路の前記合流通路よりも下流部位とを接続す
る補充燃料通路を設け、該補充燃料通路に前記等圧弁の
開弁圧力よりも僅かに低い圧力で燃料を補給する手段を
設けたことを特徴とする。
ら圧送される燃料の燃料弁側への流動を許容する吐出弁
及び該燃料弁からの燃料の戻りを許容する等圧弁を有す
る燃料ポンプと、該燃料ポンプからの噴射管路に接続さ
れる燃料通路と水タンクからの水注入路に接続される水
通路との合流通路が設けられるとともに、前記水通路に
は水タンク側からの水の注入を許容する逆止弁が設けら
れた燃料弁とを備え、燃料ポンプからの燃料と水とを同
一の噴孔からシリンダ内に噴射するように構成された水
噴射ディーゼル機関において、前記燃料タンクと燃料弁
内の燃料通路の前記合流通路よりも下流部位とを接続す
る補充燃料通路を設け、該補充燃料通路に前記等圧弁の
開弁圧力よりも僅かに低い圧力で燃料を補給する手段を
設けたことを特徴とする。
【００１５】
【作用】燃料弁の先端部すなわち燃料通路と水通路との
合流部より下流に補充燃料を供給しておくことにより、
燃料油路内に低い圧力が生じても前記補充燃料供給路か
ら燃料が補充されるため、規定外の水の流入が防止され
る。これにより、コントローラにより規定される水の注
入量が確保され燃料量の不均一の発生が防止され、燃料
弁内の燃料圧力変動が抑制され、機関の安定した運転が
保持される。
合流部より下流に補充燃料を供給しておくことにより、
燃料油路内に低い圧力が生じても前記補充燃料供給路か
ら燃料が補充されるため、規定外の水の流入が防止され
る。これにより、コントローラにより規定される水の注
入量が確保され燃料量の不均一の発生が防止され、燃料
弁内の燃料圧力変動が抑制され、機関の安定した運転が
保持される。
【００１６】
【実施例】以下図１〜図３を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。図において、１は燃料が収容される燃
料タンク、３は燃料ポンプ、４は該燃料ポンプのプラン
ジャ、５はバレル、６は吐出弁、７は等圧弁である。
詳細に説明する。図において、１は燃料が収容される燃
料タンク、３は燃料ポンプ、４は該燃料ポンプのプラン
ジャ、５はバレル、６は吐出弁、７は等圧弁である。
【００１７】９は燃料弁、１０は該燃料弁の噴孔、１１
は針弁、１２は燃料と水とが合流する溜り部、１３は水
用の逆止弁、１４は針弁ばね、１５ａ，１５ｂは燃料通
路、１６は水通路、２７は燃料通路１５ａ，１５ｂと水
通路１６とを接続する合流通路である。
は針弁、１２は燃料と水とが合流する溜り部、１３は水
用の逆止弁、１４は針弁ばね、１５ａ，１５ｂは燃料通
路、１６は水通路、２７は燃料通路１５ａ，１５ｂと水
通路１６とを接続する合流通路である。
【００１８】２２は水（不活性物質）が収容される水タ
ンク、２１は水供給ポンプ、１９は水供給管、１７は水
注入管、１８は制御弁、２０は制御弁１８を開閉制御す
るコントローラである。
ンク、２１は水供給ポンプ、１９は水供給管、１７は水
注入管、１８は制御弁、２０は制御弁１８を開閉制御す
るコントローラである。
【００１９】２５は補充燃料注入管で、燃料タンク１と
燃料弁の補充油入口３０とを接続しており、該油入管路
２５には燃料加圧ポンプ２３が介装されている。
燃料弁の補充油入口３０とを接続しており、該油入管路
２５には燃料加圧ポンプ２３が介装されている。
【００２０】２６は燃料弁９内に設けられた補充燃料通
路で、前記合流通路２７よりも下流部位にある燃料弁の
溜り部１２と前記補充油入口３０とを接続している。２
４は該補充燃料通路２６中に設けられた逆止弁である。
尚前記燃料加圧ポンプ２３は、その吐出圧力を燃料ポン
プ３の等圧弁７の開弁圧力よりもわずかに低く設定して
いる。
路で、前記合流通路２７よりも下流部位にある燃料弁の
溜り部１２と前記補充油入口３０とを接続している。２
４は該補充燃料通路２６中に設けられた逆止弁である。
尚前記燃料加圧ポンプ２３は、その吐出圧力を燃料ポン
プ３の等圧弁７の開弁圧力よりもわずかに低く設定して
いる。
【００２１】次に図３を参照しつつ前記実施例の作用を
説明すると、燃料ポンプ３から圧送された燃料は図３の
Ａ部においてシリンダ内へ噴射される。次いで、同図の
Ｂ部において制御弁１８が開き水のシリンダ内への注入
がなされる。
説明すると、燃料ポンプ３から圧送された燃料は図３の
Ａ部においてシリンダ内へ噴射される。次いで、同図の
Ｂ部において制御弁１８が開き水のシリンダ内への注入
がなされる。
【００２２】ここで図３のＤ部において燃料通路１５ａ
内の燃料圧力が低下すると、補充燃料通路２６中の逆止
弁２４が直ちに開いて燃料タンク１ａから燃料が補充さ
れる。これにより、燃料通路１５ａ，１５ｂ及び溜り部
１２での圧力変動は阻止され、水注入路１６からの意図
しない水の注入が阻止される。
内の燃料圧力が低下すると、補充燃料通路２６中の逆止
弁２４が直ちに開いて燃料タンク１ａから燃料が補充さ
れる。これにより、燃料通路１５ａ，１５ｂ及び溜り部
１２での圧力変動は阻止され、水注入路１６からの意図
しない水の注入が阻止される。
【００２３】その後、図３のＣ部に示すように、安定し
た残圧が保持されるため、Ｂ部におけるコントローラ２
０からの指令による水の注入量が規定され、これが注入
管１７、通路１６、合流通路２７を経て燃料通路１５ａ
に注入される。これにより、次に噴射される燃料及び水
の量が安定量確保される。
た残圧が保持されるため、Ｂ部におけるコントローラ２
０からの指令による水の注入量が規定され、これが注入
管１７、通路１６、合流通路２７を経て燃料通路１５ａ
に注入される。これにより、次に噴射される燃料及び水
の量が安定量確保される。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、燃料弁内において燃料油圧が異常に低下しようとす
るとき、補充燃料が補充燃料通路を経て補充されるの
で、燃料弁内の燃料及び水の通路の圧力低下が防止さ
れ、正常な燃料及び水の噴射がなされる安定した機関の
運転が可能となる。
で、燃料弁内において燃料油圧が異常に低下しようとす
るとき、補充燃料が補充燃料通路を経て補充されるの
で、燃料弁内の燃料及び水の通路の圧力低下が防止さ
れ、正常な燃料及び水の噴射がなされる安定した機関の
運転が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す系統図
【図２】図１のII−II矢視図
【図３】本発明の作用を説明するための線図
【図４】従来例を示す図１応当図
【図５】従来例の作用説明図
１…燃料タンク、３…燃料ポンプ、６…吐出弁、７…等
圧弁、８…燃料噴射管、９…燃料弁、１０…噴孔、１１
…針弁、１２…溜り部、１３…逆止弁、１５ａ，１５ｂ
…燃料通路、１６…水通路、１７…水注入路、１８…制
御弁、２０…コントローラ、２２…水タンク、２３…燃
料加圧ポンプ、２４…逆止弁、２５…補充燃料注入管、
２６…補充燃料通路。
圧弁、８…燃料噴射管、９…燃料弁、１０…噴孔、１１
…針弁、１２…溜り部、１３…逆止弁、１５ａ，１５ｂ
…燃料通路、１６…水通路、１７…水注入路、１８…制
御弁、２０…コントローラ、２２…水タンク、２３…燃
料加圧ポンプ、２４…逆止弁、２５…補充燃料注入管、
２６…補充燃料通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−227951（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−27757（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−175446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 43/00 F02M 43/02 F02M 43/04 F02M 25/022
Claims (1)
- 【請求項１】 プランジャから圧送される燃料の燃料弁
側への流動を許容する吐出弁及び該燃料弁からの燃料の
戻りを許容する等圧弁を有する燃料ポンプと、該燃料ポ
ンプからの噴射管路に接続される燃料通路と水タンクか
らの水注入路に接続される水通路との合流通路が設けら
れるとともに、前記水通路には水タンク側からの水の注
入を許容する逆止弁が設けられた燃料弁とを備え、燃料
ポンプからの燃料と水とを同一の噴孔からシリンダ内に
噴射するように構成された水噴射ディーゼル機関におい
て、 前記燃料タンクと燃料弁内の燃料通路の前記合流通路よ
りも下流部位とを接続する補充燃料通路を設け、該補充
燃料通路に前記等圧弁の開弁圧力よりも僅かに低い圧力
で燃料を補給する手段を設けたことを特徴とする水噴射
ディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06095693A JP3219525B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 水噴射ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06095693A JP3219525B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 水噴射ディーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249097A JPH06249097A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3219525B2 true JP3219525B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=13157363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06095693A Expired - Lifetime JP3219525B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 水噴射ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219525B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6615943B2 (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-04 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | 燃料噴射弁 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP06095693A patent/JP3219525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06249097A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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