JP3310804B2 - 二流体噴射装置 - Google Patents
二流体噴射装置Info
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- JP3310804B2 JP3310804B2 JP03242995A JP3242995A JP3310804B2 JP 3310804 B2 JP3310804 B2 JP 3310804B2 JP 03242995 A JP03242995 A JP 03242995A JP 3242995 A JP3242995 A JP 3242995A JP 3310804 B2 JP3310804 B2 JP 3310804B2
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- water
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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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
燃料噴射装置に関し、詳しくは燃料及び水を一つのノズ
ルから同時に噴射する二流体噴射装置に関する。
燃料噴射装置に関し、詳しくは燃料及び水を一つのノズ
ルから同時に噴射する二流体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排出ガス中の窒素
酸化物（ＮＯｘ）を低減する手段の一つとして、図７に
示すように、燃料及び水を同一の燃料噴射孔から噴射す
る二流体噴射装置が提案されている。
酸化物（ＮＯｘ）を低減する手段の一つとして、図７に
示すように、燃料及び水を同一の燃料噴射孔から噴射す
る二流体噴射装置が提案されている。
【０００３】図７において、二流体噴射装置は、燃料供
給路６１、水供給路６２、水供給路に設けられる逆止弁
６３、燃料溜６４、弁体６５及び水溜６６がそれぞれ設
けられる噴射ノズル６０と、エンジンの運転状態に応じ
た燃料噴射量を調整する燃料用コントロールラックを具
備し、噴射ノズルに燃料を高圧で供給する燃料噴射ポン
プ７０と、水量を調整する水用コントロールラックを具
備し、噴射ノズルに水を高圧で供給する水供給ポンプ８
０と、燃料噴射量に応じた水量を設定して水供給ポンプ
８０の作動を制御する制御手段９０とから主に構成され
ている。
給路６１、水供給路６２、水供給路に設けられる逆止弁
６３、燃料溜６４、弁体６５及び水溜６６がそれぞれ設
けられる噴射ノズル６０と、エンジンの運転状態に応じ
た燃料噴射量を調整する燃料用コントロールラックを具
備し、噴射ノズルに燃料を高圧で供給する燃料噴射ポン
プ７０と、水量を調整する水用コントロールラックを具
備し、噴射ノズルに水を高圧で供給する水供給ポンプ８
０と、燃料噴射量に応じた水量を設定して水供給ポンプ
８０の作動を制御する制御手段９０とから主に構成され
ている。
【０００４】この二流体噴射装置の動作を説明する。燃
料噴射ポンプ７０が、エンジンの運転状態に応じて燃料
用コントロールラックを操作して燃料噴射量を調整し
て、燃料を噴射ノズル６０に供給して噴射する。この動
作と略同時に制御手段９０が、燃料用コントロールラッ
クの位置から燃料噴射量を検出して、この燃料噴射量に
対応する水量を設定し、燃料噴射時期と異なった時期に
水供給ポンプ８０を作動させる。水供給ポンプ８０が、
設定された水量に応じて水用コントロールラックを操作
して水供給量を調整して、水を噴射ノズル６０に供給す
る。噴射ノズル６０に供給された水は、逆止弁６３、水
供給路６２及び水溜６６を通り燃料供給路６１に流入す
る。次に燃料噴射ポンプ７０が作動すると、噴射ノズル
６０から水及び燃料が同時に噴射される。よって、燃焼
室内に水が導入されて燃焼室内の温度を低下させ、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の低減が行われる。
料噴射ポンプ７０が、エンジンの運転状態に応じて燃料
用コントロールラックを操作して燃料噴射量を調整し
て、燃料を噴射ノズル６０に供給して噴射する。この動
作と略同時に制御手段９０が、燃料用コントロールラッ
クの位置から燃料噴射量を検出して、この燃料噴射量に
対応する水量を設定し、燃料噴射時期と異なった時期に
水供給ポンプ８０を作動させる。水供給ポンプ８０が、
設定された水量に応じて水用コントロールラックを操作
して水供給量を調整して、水を噴射ノズル６０に供給す
る。噴射ノズル６０に供給された水は、逆止弁６３、水
供給路６２及び水溜６６を通り燃料供給路６１に流入す
る。次に燃料噴射ポンプ７０が作動すると、噴射ノズル
６０から水及び燃料が同時に噴射される。よって、燃焼
室内に水が導入されて燃焼室内の温度を低下させ、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の低減が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の二流体噴射装置
において、排出ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減効
果は水の噴射量に略比例して得られる。しかしながら、
前述の二流体噴射装置には、水を噴射ノズルに供給した
際に、水の流入により燃料通路内の燃料が燃料噴射ポン
プに戻されてしまうので、エンジンの運転状態に応じた
要求燃料噴射量に対して、実際に噴射される燃料噴射量
が少なくなり、燃焼不良を起こしてエンジンの安定した
作動が得られなくなり、トルクが低下するという問題点
や、炭化水素（ＨＣ）が増加するという問題点がある。
において、排出ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減効
果は水の噴射量に略比例して得られる。しかしながら、
前述の二流体噴射装置には、水を噴射ノズルに供給した
際に、水の流入により燃料通路内の燃料が燃料噴射ポン
プに戻されてしまうので、エンジンの運転状態に応じた
要求燃料噴射量に対して、実際に噴射される燃料噴射量
が少なくなり、燃焼不良を起こしてエンジンの安定した
作動が得られなくなり、トルクが低下するという問題点
や、炭化水素（ＨＣ）が増加するという問題点がある。
【０００６】よって、本発明は、上述の問題点に鑑みて
なされたものであり、燃料及び水の比率を常に最適な状
態に保ち、この状態で燃料及び水を同時に噴射する二流
体噴射装置を提供することを目的とする。
なされたものであり、燃料及び水の比率を常に最適な状
態に保ち、この状態で燃料及び水を同時に噴射する二流
体噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ジンの燃焼室に臨んで配設され、この燃焼室に燃料及び
不活性流体を噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルの内部
に形成されると共に、噴孔を介して燃焼室に連通する燃
料溜と、噴射ノズルの内部に摺動可能に収容されて噴孔
を開閉すると共に、噴孔を閉じる向きに付勢されている
弁体と、燃料溜に一端が連通する第１通路と、第１通路
に一端が連通する水溜と、水溜に一端が連通する第２通
路と、燃料噴射時期に第１通路を介して燃料を弁体が付
勢されている付勢力より高い圧力で燃料溜に供給する燃
料供給手段と、燃料噴射時期と異なった時期に、第２通
路及び水溜を介して不活性流体を弁体が付勢されている
付勢力より低い圧力で第１通路に供給する不活性流体供
給手段と、第２通路に設けられ、不活性流体供給手段か
ら燃料溜への流入のみを許容する弁手段と、エンジンの
運転状態に応じた要求燃料噴射量に対し、この運転状態
に応じて供給する不活性流体量に相当する燃料補正量
を、予め付加して実際の燃料噴射量を設定し、この燃料
噴射量に基づき燃料供給手段の作動を制御する制御手段
とを備えた構成である。
ジンの燃焼室に臨んで配設され、この燃焼室に燃料及び
不活性流体を噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルの内部
に形成されると共に、噴孔を介して燃焼室に連通する燃
料溜と、噴射ノズルの内部に摺動可能に収容されて噴孔
を開閉すると共に、噴孔を閉じる向きに付勢されている
弁体と、燃料溜に一端が連通する第１通路と、第１通路
に一端が連通する水溜と、水溜に一端が連通する第２通
路と、燃料噴射時期に第１通路を介して燃料を弁体が付
勢されている付勢力より高い圧力で燃料溜に供給する燃
料供給手段と、燃料噴射時期と異なった時期に、第２通
路及び水溜を介して不活性流体を弁体が付勢されている
付勢力より低い圧力で第１通路に供給する不活性流体供
給手段と、第２通路に設けられ、不活性流体供給手段か
ら燃料溜への流入のみを許容する弁手段と、エンジンの
運転状態に応じた要求燃料噴射量に対し、この運転状態
に応じて供給する不活性流体量に相当する燃料補正量
を、予め付加して実際の燃料噴射量を設定し、この燃料
噴射量に基づき燃料供給手段の作動を制御する制御手段
とを備えた構成である。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の二流体
噴射装置において、制御手段が、エンジンの運転状態に
応じて不活性流体要求量を設定し、この不活性流体要求
量に基づき不活性流体供給手段の作動を制御することを
特徴とする。
噴射装置において、制御手段が、エンジンの運転状態に
応じて不活性流体要求量を設定し、この不活性流体要求
量に基づき不活性流体供給手段の作動を制御することを
特徴とする。
【０００９】請求項３の発明は、請求項２記載の二流体
噴射装置において、制御手段が、エンジン負荷を検出す
るエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数を検出する
エンジン回転数検出手段とを備え、エンジン負荷検出手
段及びエンジン回転数検出手段により検出されたエンジ
ン回転数及びエンジン負荷の各検出値に応じて不活性流
体要求量を設定することを特徴とする。
噴射装置において、制御手段が、エンジン負荷を検出す
るエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数を検出する
エンジン回転数検出手段とを備え、エンジン負荷検出手
段及びエンジン回転数検出手段により検出されたエンジ
ン回転数及びエンジン負荷の各検出値に応じて不活性流
体要求量を設定することを特徴とする。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１記載、請求項
２記載、又は請求項３記載の二流体噴射装置において、
燃料供給手段が、燃料噴射時期以外に燃料及び水の圧力
が所定値より高くなった場合に、第１通路と燃料供給手
段とを連通させて燃料及び水の圧力を所定値に調圧する
逆止調圧弁を有している構成である。
２記載、又は請求項３記載の二流体噴射装置において、
燃料供給手段が、燃料噴射時期以外に燃料及び水の圧力
が所定値より高くなった場合に、第１通路と燃料供給手
段とを連通させて燃料及び水の圧力を所定値に調圧する
逆止調圧弁を有している構成である。
【００１１】
【作用】請求項１の発明によれば、制御手段によってエ
ンジンの運転状態に応じた要求燃料噴射量に対し、この
運転状態に応じて供給する不活性流体量に相当する燃料
補正量を、予め付加して実際の燃料噴射量が設定される
ので、不活性流体量が噴射ノズルに供給されて燃料が燃
料供給手段に戻されても、燃料量と不活性流体量との割
合が適正割合に保たれる。
ンジンの運転状態に応じた要求燃料噴射量に対し、この
運転状態に応じて供給する不活性流体量に相当する燃料
補正量を、予め付加して実際の燃料噴射量が設定される
ので、不活性流体量が噴射ノズルに供給されて燃料が燃
料供給手段に戻されても、燃料量と不活性流体量との割
合が適正割合に保たれる。
【００１２】
【実施例】図１にディーゼルエンジンにおける、不活性
流体としての水と燃料との二流体を噴射する二流体噴射
装置の全体構成を示す。二流体噴射装置は、燃料及び水
を一つのノズルから噴射する噴射ノズル１０と、噴射ノ
ズル１０に燃料を供給する燃料供給手段としての燃料噴
射ポンプ２０と、噴射ノズル１０に水を供給する不活性
流体供給手段としての水供給ポンプ３０と、燃料噴射ポ
ンプ２０及び水供給ポンプ３０の作動を制御する制御手
段４０とから構成される。
流体としての水と燃料との二流体を噴射する二流体噴射
装置の全体構成を示す。二流体噴射装置は、燃料及び水
を一つのノズルから噴射する噴射ノズル１０と、噴射ノ
ズル１０に燃料を供給する燃料供給手段としての燃料噴
射ポンプ２０と、噴射ノズル１０に水を供給する不活性
流体供給手段としての水供給ポンプ３０と、燃料噴射ポ
ンプ２０及び水供給ポンプ３０の作動を制御する制御手
段４０とから構成される。
【００１３】図２に噴射ノズル１０の先端部の拡大図を
示す。噴射ノズル１０は、図示しないエンジンの燃焼室
に臨んで配設され、その先端部には燃焼室に燃料及び水
を噴射する噴孔１１が設けられている。噴射ノズル１０
の内部で噴孔１１の上方には、噴孔１１に連通し燃料を
蓄える燃料溜１２が形成されている。さらに、燃料溜１
２の上部には、水を後述する燃料供給路１７に導く水溜
１３が設けられており、水溜１３の一端には、燃料と水
とが合流する合流部１３ａがある。噴射ノズル１０の内
部には、噴孔１１と燃料溜１２との連通を閉じる向き
に、バネ１４により例えば１８０ｋｇ／ｍ2で付勢され
ている弁体１５が摺動可能に収容されている。また、噴
射ノズル１０の内部には、合流部１３ａを通過させて燃
料溜１２に燃料を供給する第１通路としての燃料供給路
１７、及び水溜１３と合流部１３ａとを通過させて燃料
供給路１７に水を供給する第２通路としての水供給路１
８が設けられている。すなわち、燃料供給路１７と水供
給路１８とは、合流部１３ａおいて各一端が連通してい
る。水供給路１８には、水溜１３を介して燃料供給路１
７への水の流れのみを許容する弁手段としての逆止弁１
９（図１参照）が設けられている。弁手段は燃料供給路
１７に水を供給するのに同期して開く電磁開閉弁でも良
い。
示す。噴射ノズル１０は、図示しないエンジンの燃焼室
に臨んで配設され、その先端部には燃焼室に燃料及び水
を噴射する噴孔１１が設けられている。噴射ノズル１０
の内部で噴孔１１の上方には、噴孔１１に連通し燃料を
蓄える燃料溜１２が形成されている。さらに、燃料溜１
２の上部には、水を後述する燃料供給路１７に導く水溜
１３が設けられており、水溜１３の一端には、燃料と水
とが合流する合流部１３ａがある。噴射ノズル１０の内
部には、噴孔１１と燃料溜１２との連通を閉じる向き
に、バネ１４により例えば１８０ｋｇ／ｍ2で付勢され
ている弁体１５が摺動可能に収容されている。また、噴
射ノズル１０の内部には、合流部１３ａを通過させて燃
料溜１２に燃料を供給する第１通路としての燃料供給路
１７、及び水溜１３と合流部１３ａとを通過させて燃料
供給路１７に水を供給する第２通路としての水供給路１
８が設けられている。すなわち、燃料供給路１７と水供
給路１８とは、合流部１３ａおいて各一端が連通してい
る。水供給路１８には、水溜１３を介して燃料供給路１
７への水の流れのみを許容する弁手段としての逆止弁１
９（図１参照）が設けられている。弁手段は燃料供給路
１７に水を供給するのに同期して開く電磁開閉弁でも良
い。
【００１４】図３に示すように、燃料噴射ポンプ２０
は、エンジンの回転力を受けて駆動される列型ポンプで
あり、プランジャやコントロールラック等を有し、燃料
を高圧に加圧する噴射ポンプ本体２１と、燃料を貯溜す
る燃料タンク２２と、燃料中のダストや水を取り除く燃
料フィルタ２３と、燃料タンク２２から燃料フィルタ２
３を介して噴射ポンプ本体２１に燃料を供給するフィー
ドポンプ２４と、燃料噴射量及び燃料噴射時期をそれぞ
れ調整する周知の燃料噴射用プレストロークポンプ２５
と、噴射ノズル１０内の圧力が所定圧力、例えば６０ｋ
ｇ／ｍ2を越えると、燃料供給路１７内の燃料を燃料噴
射ポンプ２０内に逆流させて噴射ノズル１０内の圧力を
開放する逆止調圧弁２７（ＣＰＶ）とから構成される。
は、エンジンの回転力を受けて駆動される列型ポンプで
あり、プランジャやコントロールラック等を有し、燃料
を高圧に加圧する噴射ポンプ本体２１と、燃料を貯溜す
る燃料タンク２２と、燃料中のダストや水を取り除く燃
料フィルタ２３と、燃料タンク２２から燃料フィルタ２
３を介して噴射ポンプ本体２１に燃料を供給するフィー
ドポンプ２４と、燃料噴射量及び燃料噴射時期をそれぞ
れ調整する周知の燃料噴射用プレストロークポンプ２５
と、噴射ノズル１０内の圧力が所定圧力、例えば６０ｋ
ｇ／ｍ2を越えると、燃料供給路１７内の燃料を燃料噴
射ポンプ２０内に逆流させて噴射ノズル１０内の圧力を
開放する逆止調圧弁２７（ＣＰＶ）とから構成される。
【００１５】図４に示すように、水供給ポンプ３０は、
逆止調圧弁２７を除いて燃料噴射ポンプ２０と略同様
に、水を例えば１００ｋｇ／ｍ2に加圧する噴射ポンプ
本体３１、水タンク３２、水フィルタ３３、フィードポ
ンプ３４、水噴射用プレストロークポンプ３５とから構
成される。
逆止調圧弁２７を除いて燃料噴射ポンプ２０と略同様
に、水を例えば１００ｋｇ／ｍ2に加圧する噴射ポンプ
本体３１、水タンク３２、水フィルタ３３、フィードポ
ンプ３４、水噴射用プレストロークポンプ３５とから構
成される。
【００１６】また、燃料噴射ポンプ２０の燃料噴射量及
び燃料噴射時期をそれぞれ調整する燃料調整部には、プ
レストロークポンプを使用しているが、制御手段４０か
らの信号に基づいて燃料噴射量を調整する燃料用電子制
御ガバナと、エンジンの回転力を受けて駆動されるカム
軸の回転角により燃料噴射時期を調整するタイマとから
構成しても良い。同様に、水供給ポンプ３０の水噴射量
及び水噴射時期をそれぞれ調整する水調整部は、水用電
子制御ガバナと水用タイマとから構成しても良い。
び燃料噴射時期をそれぞれ調整する燃料調整部には、プ
レストロークポンプを使用しているが、制御手段４０か
らの信号に基づいて燃料噴射量を調整する燃料用電子制
御ガバナと、エンジンの回転力を受けて駆動されるカム
軸の回転角により燃料噴射時期を調整するタイマとから
構成しても良い。同様に、水供給ポンプ３０の水噴射量
及び水噴射時期をそれぞれ調整する水調整部は、水用電
子制御ガバナと水用タイマとから構成しても良い。
【００１７】図１において、制御手段４０は、燃料量を
算出する燃料用コントロールユニット４１と、水量を算
出する水用コントロールユニット４２とから構成され
る。燃料用コントロールユニット４１には、エンジン回
転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ４３、エンジン
負荷Ｌを検出するアクセルペダル位置検出センサ４４、
前述の燃料噴射ポンプ２０及び水用コントロールユニッ
ト４２がそれぞれ接続されている。水用コントロールユ
ニット４２には、水供給ポンプ３０が接続されており、
このユニット４２は、水供給を行った後にその水供給量
を、次のエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌを燃料
用コントロールユニット４１から受信して次回に水供給
するまで記憶している記憶回路を備えている。燃料用コ
ントロールユニット４１と水用コントロールユニット４
２とは互いに信号通信を行っており、エンジン回転数Ｎ
ｅやエンジン負荷Ｌ等の情報は水用コントロールユニッ
ト４２にも伝達される。
算出する燃料用コントロールユニット４１と、水量を算
出する水用コントロールユニット４２とから構成され
る。燃料用コントロールユニット４１には、エンジン回
転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ４３、エンジン
負荷Ｌを検出するアクセルペダル位置検出センサ４４、
前述の燃料噴射ポンプ２０及び水用コントロールユニッ
ト４２がそれぞれ接続されている。水用コントロールユ
ニット４２には、水供給ポンプ３０が接続されており、
このユニット４２は、水供給を行った後にその水供給量
を、次のエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌを燃料
用コントロールユニット４１から受信して次回に水供給
するまで記憶している記憶回路を備えている。燃料用コ
ントロールユニット４１と水用コントロールユニット４
２とは互いに信号通信を行っており、エンジン回転数Ｎ
ｅやエンジン負荷Ｌ等の情報は水用コントロールユニッ
ト４２にも伝達される。
【００１８】次に、燃料及び水の各量の設定を、図５に
示す燃料用コントロールユニット４１の燃料噴射量演算
ルーチン、及び図６に示す水用コントロールユニット４
２の水供給量演算ルーチンに沿ってそれぞれ説明する。
まず、燃料噴射量演算ルーチンについて説明する。ステ
ップａ１では、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌ
を、エンジン回転センサ４３及びアクセルペダル位置検
出センサ４４からそれぞれ読み込んでエンジン運転状態
を検出し、ステップａ２へ進む。ステップａ２では、エ
ンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた要求燃料
噴射量を、図示しない燃料噴射量算出マップを用いて設
定する。さらに、この要求燃料噴射量に、エンジン回転
数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた燃料補正量、すなわ
ち、後述する水供給演算ルーチンで設定され、記憶回路
に記憶されている要求水供給量に相当する燃料補正量を
付加して噴射ノズルに供給する燃料噴射量を設定する。
ステップａ３では、ステップａ２で設定された燃料噴射
量を燃料噴射ポンプ２０に出力してステップａ１に戻
る。
示す燃料用コントロールユニット４１の燃料噴射量演算
ルーチン、及び図６に示す水用コントロールユニット４
２の水供給量演算ルーチンに沿ってそれぞれ説明する。
まず、燃料噴射量演算ルーチンについて説明する。ステ
ップａ１では、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌ
を、エンジン回転センサ４３及びアクセルペダル位置検
出センサ４４からそれぞれ読み込んでエンジン運転状態
を検出し、ステップａ２へ進む。ステップａ２では、エ
ンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた要求燃料
噴射量を、図示しない燃料噴射量算出マップを用いて設
定する。さらに、この要求燃料噴射量に、エンジン回転
数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた燃料補正量、すなわ
ち、後述する水供給演算ルーチンで設定され、記憶回路
に記憶されている要求水供給量に相当する燃料補正量を
付加して噴射ノズルに供給する燃料噴射量を設定する。
ステップａ３では、ステップａ２で設定された燃料噴射
量を燃料噴射ポンプ２０に出力してステップａ１に戻
る。
【００１９】なお、エンジン運転状態が低負荷の状態の
ときは、水供給を必要としないので燃焼室への水供給は
行わず、この状態では、図示しない燃料噴射量算出マッ
プを用いてエンジン運転状態に応じた要求燃料噴射量を
設定し、噴射ノズルに供給する燃料噴射量を設定する。
ときは、水供給を必要としないので燃焼室への水供給は
行わず、この状態では、図示しない燃料噴射量算出マッ
プを用いてエンジン運転状態に応じた要求燃料噴射量を
設定し、噴射ノズルに供給する燃料噴射量を設定する。
【００２０】次に、水供給量演算ルーチンについて説明
する。ステップｂ１では、燃料用コントロールユニット
４１を介して、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌ
をそれぞれ読み込んでエンジン運転状態を検出し、ステ
ップｂ２へ進む。ステップｂ２では、エンジン回転数Ｎ
ｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた要求水噴射量を、図示し
ない水供給量算出マップを用いて設定するとともに、こ
の要求水噴射量を記憶回路に記憶する。ステップｂ３で
は、ステップｂ２で設定された要求水噴射量を水供給ポ
ンプ３０に出力してステップｂ１に戻る。
する。ステップｂ１では、燃料用コントロールユニット
４１を介して、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌ
をそれぞれ読み込んでエンジン運転状態を検出し、ステ
ップｂ２へ進む。ステップｂ２では、エンジン回転数Ｎ
ｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた要求水噴射量を、図示し
ない水供給量算出マップを用いて設定するとともに、こ
の要求水噴射量を記憶回路に記憶する。ステップｂ３で
は、ステップｂ２で設定された要求水噴射量を水供給ポ
ンプ３０に出力してステップｂ１に戻る。
【００２１】燃料噴射量演算ルーチン、及び水供給量演
算ルーチンにより設定された燃料量及び水供給量を噴射
ノズル１０から噴射する動作について説明する。まず、
燃料噴射ポンプ２０において、燃料は、フィードポンプ
２４により燃料タンク２２から燃料フィルタ２３を介し
て噴射ポンプ本体２１に供給される。供給された燃料
は、プレストロークポンプ２５により、燃料噴射量演算
ルーチンで設定された燃料噴射量に調整されるとともに
加圧され、逆止調圧弁２７及び燃料供給路１７を介して
燃料溜１２に供給される。燃料溜１２に燃料が供給され
ると次第に燃料溜１２内の燃料の圧力が上昇し、さらに
この圧力が所定圧力（バネ１４の付勢力１８０ｋｇ／ｍ
2）に達すると、弁体１５がバネ１４の付勢力に抗して
僅かに上昇する。弁体１５と燃料溜１２との間に間隙が
形成されて、燃料が間隙を通り噴孔から燃焼室に噴射さ
れる。
算ルーチンにより設定された燃料量及び水供給量を噴射
ノズル１０から噴射する動作について説明する。まず、
燃料噴射ポンプ２０において、燃料は、フィードポンプ
２４により燃料タンク２２から燃料フィルタ２３を介し
て噴射ポンプ本体２１に供給される。供給された燃料
は、プレストロークポンプ２５により、燃料噴射量演算
ルーチンで設定された燃料噴射量に調整されるとともに
加圧され、逆止調圧弁２７及び燃料供給路１７を介して
燃料溜１２に供給される。燃料溜１２に燃料が供給され
ると次第に燃料溜１２内の燃料の圧力が上昇し、さらに
この圧力が所定圧力（バネ１４の付勢力１８０ｋｇ／ｍ
2）に達すると、弁体１５がバネ１４の付勢力に抗して
僅かに上昇する。弁体１５と燃料溜１２との間に間隙が
形成されて、燃料が間隙を通り噴孔から燃焼室に噴射さ
れる。
【００２２】一方、水供給ポンプ３０では、燃料噴射ポ
ンプ２０と同様に、水は、フィードポンプ３４により水
タンク３２から水フィルタ３３を介して水ポンプ本体３
１に供給される。供給された水は、バネ１４の付勢力よ
りも低い圧力（１００ｋｇ／ｍ2）に調圧され、水供給
量演算ルーチンにより設定された水供給量に調整され、
燃料噴射の終了後に逆止弁１９を介して水供給路１８及
び水溜１３に流入する。このとき水は、バネ１４の付勢
力（１８０ｋｇ／ｍ2）よりも低い圧力（１００ｋｇ／
ｍ2）に調圧されているので弁体１５を上昇させること
はない。さらに、水は、燃料溜１２内の燃料を残して合
流部１３ａ及び燃料供給路１７の燃料を燃料噴射ポンプ
２０側に押し戻して、燃料供給路１７内の圧力を上昇さ
せる。この圧力が６０ｋｇ／ｍ2を越えると、逆止調圧
弁２７が作動して燃料供給路１７内の燃料が燃料噴射ポ
ンプ２０に戻される。このとき、燃料噴射ポンプ２０に
戻される燃料量と供給された水量とは略同量である。
ンプ２０と同様に、水は、フィードポンプ３４により水
タンク３２から水フィルタ３３を介して水ポンプ本体３
１に供給される。供給された水は、バネ１４の付勢力よ
りも低い圧力（１００ｋｇ／ｍ2）に調圧され、水供給
量演算ルーチンにより設定された水供給量に調整され、
燃料噴射の終了後に逆止弁１９を介して水供給路１８及
び水溜１３に流入する。このとき水は、バネ１４の付勢
力（１８０ｋｇ／ｍ2）よりも低い圧力（１００ｋｇ／
ｍ2）に調圧されているので弁体１５を上昇させること
はない。さらに、水は、燃料溜１２内の燃料を残して合
流部１３ａ及び燃料供給路１７の燃料を燃料噴射ポンプ
２０側に押し戻して、燃料供給路１７内の圧力を上昇さ
せる。この圧力が６０ｋｇ／ｍ2を越えると、逆止調圧
弁２７が作動して燃料供給路１７内の燃料が燃料噴射ポ
ンプ２０に戻される。このとき、燃料噴射ポンプ２０に
戻される燃料量と供給された水量とは略同量である。
【００２３】実際には、燃料噴射量演算ルーチンにおい
て、予め燃料供給路１７に供給される水量（換言すると
燃料噴射ポンプ２０に戻される燃料量）を、エンジン運
転状態に対応する要求燃料噴射量に付加しているので、
水が燃料供給路１７に供給されて燃料が燃料噴射ポンプ
２０に戻されることにより、燃料量と水量との適正割合
が保たれる。
て、予め燃料供給路１７に供給される水量（換言すると
燃料噴射ポンプ２０に戻される燃料量）を、エンジン運
転状態に対応する要求燃料噴射量に付加しているので、
水が燃料供給路１７に供給されて燃料が燃料噴射ポンプ
２０に戻されることにより、燃料量と水量との適正割合
が保たれる。
【００２４】次に燃料噴射ポンプ２０が作動して燃料噴
射が行われると、始めに燃料溜１２の燃料が噴射され
て、次ぎに燃料供給路１７に流入した水が噴射されて、
最後に燃料噴射ポンプ２０からの燃料が噴射される。こ
の際、水供給路１８及び水溜１３の水は、逆止弁１９の
作動により水供給ポンプ３０へは戻されない。その結
果、燃焼室内の燃料の燃焼行程初期の着火が確実に行わ
れ、引き続き水の噴射により燃焼室内の温度が抑えら
れ、最後に所定量の燃料が噴射されて燃焼室内で燃焼し
駆動力を発生する。
射が行われると、始めに燃料溜１２の燃料が噴射され
て、次ぎに燃料供給路１７に流入した水が噴射されて、
最後に燃料噴射ポンプ２０からの燃料が噴射される。こ
の際、水供給路１８及び水溜１３の水は、逆止弁１９の
作動により水供給ポンプ３０へは戻されない。その結
果、燃焼室内の燃料の燃焼行程初期の着火が確実に行わ
れ、引き続き水の噴射により燃焼室内の温度が抑えら
れ、最後に所定量の燃料が噴射されて燃焼室内で燃焼し
駆動力を発生する。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、予め燃料供給
手段に戻される燃料量を噴射ノズルに供給する燃料に付
加しているおり、噴射ノズルに供給される不活性流体に
よって、燃料が燃料供給手段に戻されても、燃料量と不
活性流体量との割合が適正割合に保たれるので、不活性
流体を燃焼室に噴射しても、燃焼不良を起こさずに良好
な燃焼が得られてエンジンが安定して作動し高トルクが
得られる。また、燃料噴射量に対して適正な割合で不活
性流体が噴射されるので、排出ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）や炭化水素（ＨＣ）を低減することができる。
手段に戻される燃料量を噴射ノズルに供給する燃料に付
加しているおり、噴射ノズルに供給される不活性流体に
よって、燃料が燃料供給手段に戻されても、燃料量と不
活性流体量との割合が適正割合に保たれるので、不活性
流体を燃焼室に噴射しても、燃焼不良を起こさずに良好
な燃焼が得られてエンジンが安定して作動し高トルクが
得られる。また、燃料噴射量に対して適正な割合で不活
性流体が噴射されるので、排出ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）や炭化水素（ＨＣ）を低減することができる。
【図１】本発明の二流体噴射装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す噴射ノズルの先端部の拡大正面図で
ある。
ある。
【図３】図１に示す燃料噴射ポンプの構成図である。
【図４】図１に示す水供給ポンプの構成図である。
【図５】燃料噴射量演算ルーチンのフローチャートであ
る。
る。
【図６】水供給量演算ルーチンのフローチャートであ
る。
る。
【図７】従来の二流体噴射装置の全体構成図である。
１０ 噴射ノズル １１ 噴孔 １２ 燃料溜 １３ 水溜 １５ 弁体 １７ 第１通路としての燃料供給路 １８ 第２通路としての水供給路 １９ 弁手段としての逆止弁 ２０ 燃料供給手段としての燃料噴射ポンプ ２７ 逆止調圧弁 ３０ 水供給手段としての水供給ポンプ ４０ 制御手段 ４１ 燃料用コントロールユニット ４２ 水用コントロールユニット ４３ エンジン回転数検出手段としてのエンジ
ン回転センサ ４４ エンジン負荷検出手段としてのアクセル
ペダル位置検出センサ
ン回転センサ ４４ エンジン負荷検出手段としてのアクセル
ペダル位置検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｔ (56)参考文献 特開 平４−27757（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−164003（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123255（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−288316（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346813（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−81743（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 (4)
- 【請求項１】エンジンの燃焼室に臨んで配設され、この
燃焼室に燃料及び不活性流体を噴射する噴射ノズルと、 上記噴射ノズルの内部に形成されると共に、噴孔を介し
て上記燃焼室に連通する燃料溜と、 上記噴射ノズルの内部に摺動可能に収容されて上記噴孔
を開閉すると共に、上記噴孔を閉じる向きに付勢されて
いる弁体と、 上記燃料溜に一端が連通する第１通路と、 上記第１通路に一端が連通する水溜と、 上記水溜に一端が連通する第２通路と、 燃料噴射時期に上記第１通路を介して上記燃料を上記弁
体が付勢されている付勢力より高い圧力で上記燃料溜に
供給する燃料供給手段と、 上記燃料噴射時期と異なった時期に、上記第２通路及び
上記水溜を介して上記不活性流体を上記弁体が付勢され
ている付勢力より低い圧力で上記第１通路に供給する不
活性流体供給手段と、 上記第２通路に設けられ、上記不活性流体供給手段から
上記燃料溜への流入のみを許容する弁手段と、 上記エンジンの運転状態に応じた要求燃料噴射量に対
し、この運転状態に応じて供給する不活性流体量に相当
する燃料補正量を、予め付加して実際の燃料噴射量を設
定し、この燃料噴射量に基づき上記燃料供給手段の作動
を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする二流体噴射装置。 - 【請求項２】上記制御手段は、上記エンジンの運転状態
に応じて不活性流体要求量を設定し、この不活性流体要
求量に基づき上記不活性流体供給手段の作動を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の二流体噴射装置。 - 【請求項３】上記制御手段は、エンジン負荷を検出する
エンジン負荷検出手段と、エンジン回転数を検出するエ
ンジン回転数検出手段とを備え、上記エンジン負荷検出
手段及び上記エンジン回転数検出手段により検出された
エンジン回転数及びエンジン負荷の各検出値に応じて不
活性流体要求量を設定することを特徴とする請求項２記
載の二流体噴射装置。 - 【請求項４】上記燃料供給手段は、上記燃料噴射時期以
外に燃料及び水の圧力が所定値より高くなった場合に、
上記第１通路と上記燃料供給手段とを連通させて燃料及
び水の圧力を上記所定値に調圧する逆止調圧弁を有して
いることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項
３記載の二流体噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03242995A JP3310804B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 二流体噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03242995A JP3310804B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 二流体噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08226360A JPH08226360A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3310804B2 true JP3310804B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=12358718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03242995A Expired - Lifetime JP3310804B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 二流体噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310804B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| 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 |
| SE526379C2 (sv) * | 2004-01-22 | 2005-09-06 | Cargine Engineering Ab | Metod och system för styrning av en anordning för kompression |
| KR102158227B1 (ko) * | 2018-08-02 | 2020-09-21 | 주식회사 포스코 | 풍구 수취입 장치 |
-
1995
- 1995-02-21 JP JP03242995A patent/JP3310804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08226360A (ja) | 1996-09-03 |
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