JP3322578B2 - 二流体噴射装置 - Google Patents

二流体噴射装置

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JP3322578B2 JP28746496A JP28746496A JP3322578B2 JP 3322578 B2 JP3322578 B2 JP 3322578B2 JP 28746496 A JP28746496 A JP 28746496A JP 28746496 A JP28746496 A JP 28746496A JP 3322578 B2 JP3322578 B2 JP 3322578B2
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    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料と水、異種の
燃料等少なくとも燃料を含む異種の流体をエンジンのシ
リンダ内に噴射する二流体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関において、排気ガス中の
ＮＯX （窒素酸化物）を低減するための手法として、燃
料と水とをシリンダ内に噴射する方法が従来より種々提
供されている。かかる燃料、水噴射の具体的方法とし
て、エマルジョン燃料（燃料、水の乳化燃料）噴射方
式、燃料、水層状噴射方式等がある。
【０００３】図３は、前記燃料、水層状噴射装置の従来
の一例を示す。図３において、０１は燃料噴射ポンプ、
０２１は該ポンプ０１のプランジャバレル、０２は該プ
ランジャバレル０２１内に往復動自在に嵌合されたプラ
ンジャ、０３は吐出弁、０４は等圧弁、０２２は給油
室、０２３はプランジャ室、０２４は吐出路である。
【０００４】また、０６は噴射弁、０８は該噴射弁０６
のニードル弁、０２７はニードル弁ばね、０７は燃料溜
り、０２５は燃料通路、０２６は水通路、０９は該水通
路０２６に設けられた逆止弁である。０５は前記燃料噴
射ポンプ０１から吐出された高圧燃料を噴射弁０６に圧
送するための高圧噴射管である。０１３は水タンク、０
３１は該水タンク０１３と噴射弁０６の水通路０２６及
び逆止弁０９とを接続する水供給管、０１２は水供給ポ
ンプ、０１０は水供給管路０３１を開閉するソレノイド
バルブ、０１１は該ソレノイドバルブ０１０の開度を制
御するコントローラである。
【０００５】前記のように構成された従来の燃料、水噴
射装置の動作を説明する。あるサイクル噴射が完了し、
次のサイクルの噴射が開始される前において、燃料は予
め噴射弁０６の燃料溜り０７に供給されており、一方水
タンク０１３内の水はコントローラ０１１により、ソレ
ノイドバルブ０１０の通電期間即ち開弁期間を制御され
つつ、水供給ポンプ０１２によって水供給管０３１内を
噴射弁０６に送られ、逆止弁０９を押し開いて、水通路
０２６に入った後、合流部０２８を経て燃料通路０２５
の下部に溜まる。
【０００６】そして、燃料噴射ポンプ０１のプランジャ
０２が、燃料カム（図示せず）によって押し下げられ、
給油室０２２からプランジャ室０２３内に供給された燃
料を加圧すると、プランジャ室２３〜高圧噴射管０５〜
噴射弁０６の燃料通路０２５にある燃料の圧力が上昇す
る。この燃料の圧力波は高圧噴射管０５を通って噴射弁
０６へと伝播され、燃料溜り０７の圧力が上昇し、この
圧力がニードル弁ばね０２７により設定されたニードル
弁０８の開弁圧力よりも高くなると、ニードル弁０８が
開弁され、燃料→水→燃料の順でシリンダ内に噴射され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の燃料、水噴射装置においては、大幅なＮＯX の低減
を実現するためには多量の水の注入が必要となり、これ
によって次のような問題点が発生する。
【０００８】（１）多量の燃料・水を層状パターンにて
１つの噴射弁０６から噴射するため、噴射期間が大幅に
延び、これによって燃料消費率の悪化等の機関、性能の
低下を招く。
【０００９】（２）多量の燃料・水を噴射するのに必要
なエネルギーを燃料噴射ポンプ０１側から供給するた
め、該噴射ポンプはこれのポンプラック位置が大幅に進
んだ状態で使用されることとなる。このような状態での
運転になると、水供給系の故障等により、噴射弁０６へ
水が注入されない事態になった場合には、当初注入され
る筈の水相当分の燃料を余分に噴射することとなる。こ
のように必要以上の多量の燃料を一度に噴射すれば、機
関破損等を招く。
【００１０】本発明は前記のような従来技術の問題点に
鑑みて、燃料と水等の二流体の噴射時期及び噴射期間を
独立してかつ高精度で以って調整可能とするとともに、
高圧噴射を可能として、低ＮＯX 化と高効率化とが同時
に実現できる二流体噴射装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる技術的課
題を解決するために、燃料と水、異種の燃料等、少なく
とも燃料を含む２種類の流体をシリンダ内に噴射する二
流体噴射装置において、前記２種類の流体毎に設けら
れ、作動油ポンプに高圧管を介して接続されるととも
に、大径部に前記作動油ポンプからの作動油圧を作用さ
せて小径部にて前記シリンダ内へ噴射用の流体を高圧に
加圧する増圧ピストンを備えた２個の増圧装置と、前記
各増圧装置に高圧管を介して接続され、前記増圧ピスト
ンの小径部により加圧された流体をシリンダ内に噴射す
る噴射弁と、前記増圧装置を介して前記二流体の噴射時
期及び噴射期間を制御するコントロラと、前記流体夫々
のタンクより各増圧装置の増圧ピストン小径部の高圧室
への前記流体の供給路に介装した電磁弁と、前記各増圧
装置の増圧ピストン小径部の流体供給路開口位置よりピ
ストンストローク上流側位置に開口するスピル孔よりタ
ンク側に連通する流体通路とを備え、前記コントローラ
が前記各電磁弁を開閉制御して、前記二流体の噴射時期
及び噴射期間を制御するように構成された二流体噴射装
置にある。
【００１２】
【００１３】かかる第１発明によれば、コントローラか
ら指令によって、各流体用（例えば燃料と水）の電磁弁
の開弁時期と開弁期間が設定され、これにより調量され
た各流体が増圧ピストンの小径部に充填される。この状
態の許で、コントローラからの指令により作動油ポンプ
から増圧装置に作動油を送り、増圧ピストンを押圧する
ことにより、上記小径部にある２種の流体を増圧ピスト
ンの面積比で高圧化して、各噴射弁からシリンダ内に噴
射せしめる。
【００１４】さらに第２発明として、燃料と水、異種の
燃料等、少なくとも燃料を含む２種類の流体をシリンダ
内に噴射する二流体噴射装置において、前記２種類の流
体毎に設けられ、作動油ポンプに高圧管を介して接続さ
れるとともに、大径部に前記作動油ポンプからの作動油
圧を作用させて小径部にて前記シリンダ内へ噴射用の流
体を高圧に加圧する増圧ピストンを備えた２個の増圧装
置と、前記各増圧装置に高圧管を介して接続され、前記
増圧ピストンの小径部により加圧された流体をシリンダ
内に噴射する噴射弁と、前記増圧装置を介して前記二流
体の噴射時期及び噴射期間を制御するコントロラと、 前
記作動油ポンプと前記２個の増圧装置との間に設けた作
動油を蓄圧する蓄圧器と、該蓄圧器と前記各増圧ピスト
ンの大径部受圧面との間を接続する作動油管路に介装し
た電磁弁と、前記流体夫々のタンクより各増圧ピストン
小径部の高圧室へポンプを介して流体を供給する供給路
に設けた逆止弁と、 前記各増圧ピストンの大径部受圧面
側に戻し弾力を付勢するバネ手段と、を設け、前記コン
トローラが、前記電磁弁を開閉制御して、前記増圧装置
への作動油の供給時期及び供給期間を制御することによ
り、前記二流体の噴射時期及び噴射期間を制御するよう
に構成されてなる二流体噴射装置を提案する。
【００１５】かかる発明によれば、作動油ポンプからの
高圧作動油は蓄圧器に蓄えられる一方、燃料と水等の２
種の噴射用流体は増圧装置の増圧ピストンの小径部側に
供給される。この状態でコントローラからの指令により
各流体用の電磁弁が開弁されると、蓄圧器内の高圧作動
流体が各増圧装置の増圧ピストンに作用し、小径部側の
流体は増圧ピストンの面積比で増圧されて、シリンダ内
に噴射される。
【００１６】以上のように上記手段によれば、二流体の
夫々にコントローラによって開閉制御される電磁弁及び
増圧装置を設けて夫々の流体の噴射を独立して制御でき
るので、二流体の噴射時期及び噴射期間を容易にかつ自
在に設定することができる。
【００１７】尚、上記二流体としては、燃料と水との組
合わせが本発明を適用するのに最適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
【００１９】図１は本発明の第１実施形態に係るエンジ
ンの燃料、水噴射装置の構成図を示す。図１において、
１４はシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁、１９は
該シリンダ内に水を噴射する水噴射弁である。尚、図１
には燃料噴射弁１４と水噴射弁１９は別個のものとなっ
ているが、図３に示す噴射弁０６のように、１つの噴射
弁から燃料と水とを噴射するように構成してもよい。
【００２０】１７は燃焼用燃料と後述する燃料噴射用増
圧装置４及び水噴射用増圧装置７の作動用の作動油の機
能を果たす燃料が収容される燃料及び作動油タンク、２
２は噴射用の水が収容される水タンクである。
【００２１】また、１は作動油ポンプ、４は燃料噴射用
増圧装置、７は水噴射用増圧装置、２０１は前記燃料及
び作動油タンク１７内の燃料を前記作動油ポンプ１に送
給する作動油供給ポンプ、２１は前記水タンク２２内の
水を前記水噴射用増圧装置７に送給する水供給ポンプで
ある。前記燃料及び作動油タンク１７からの作動油管５
１は作動油供給ポンプ２を経由して作動油ポンプ１に接
続されており、該作動油ポンプ１で高圧化された作動油
が２つに分岐された高圧パイプ２を通って、前記燃料噴
射用増圧装置４及び水噴射用増圧装置７に供給されるよ
うになっている。
【００２２】前記燃料噴射用増圧装置４及び水噴射用増
圧装置７は、増圧ピストン５及び８がバレル６１及び１
２１内に摺動自在に挿入されている。前記バレル６１及
び１２１には、夫々燃料及び水の供給孔９及び１５と、
スピル孔８１及び１４１が穿設されている。また、前記
各増圧ピストン５及び８の小径部５ｂ及び８ｂには軸方
向に孔５ｃ及び８ｃが設けられている。
【００２３】５ｄは前記燃料噴射用増圧装置４の高圧室
であり、高圧燃料管１６１を介して前記燃料噴射弁１４
に接続されている。また、８ｄは前記水噴射用増圧装置
７の高圧室であり、高圧水管２２１を介して前記水噴射
弁１９に接続されている。
【００２４】前記増圧ピストン５及び８にはスピル溝７
１及び１３１が設けられ、該スピル溝７１及び１３１と
前記スピル孔８１及び１４１とが連通した時、高圧室５
ｄ及び８ｄ内の高圧燃料及び高圧水が夫々燃料及び作動
油タンク１７並びに水タンク２２に放出され前記両高圧
室５ｄ及び８ｄの圧力が低下するようになっている。
【００２５】１９１は前記燃料供給管５２に設けられ
て、この管路の通路面積を調整する燃料供給用高速電磁
弁、１８１は該電磁弁１９１を通って燃料噴射用増圧装
置４の方向への燃料の流れのみを許容する逆止弁であ
る。また、２５１は前記水供給管５３に設けられて、こ
の管路の通路面積を調整する水供給用高速電磁弁、２４
１は該電磁弁２５１から前記水噴射用増圧装置７に向う
水の流れのみを許容する逆止弁である。
【００２６】前記燃料噴射用増圧装置４の増圧ピストン
５の小径部５ｂ側の高圧室５ｄへは、燃料供給ポンプ１
６から前記燃料供給用高速電磁弁１９１及び逆止弁１８
１を経由した燃料が燃料供給孔９１から供給され、増圧
ピストン５により加圧、高圧化され、高圧パイプ１６１
を通り、燃料噴射弁１４からシリンダ内へ噴射されるよ
うになっている。一方、前記水噴射用増圧装置７の増圧
ピストン８の小径部８ｂ側の高圧室８ｄへは水供給ポン
プ２１から前記水供給用高速電磁弁２５１及び逆止弁２
４１を経由した水が水供給孔１５１から供給され、増圧
ピストン８により加圧、高圧化され、高圧パイプ２２１
を通り、水噴射弁１９からシリンダ内へ噴射されるよう
になっている。
【００２７】２８は高速電磁弁コントローラであり、燃
料の調量と噴射時期の制御信号をケーブル２９を介して
前記燃料供給用高速電磁弁１９１に出力するとともに、
水の調量と噴射時期の制御信号をケーブル３０を介して
前記水供給用高速電磁弁２５１に出力する。
【００２８】次に以上のように構成された燃料、水噴射
装置の動作を説明する。
【００２９】高速電磁弁コントローラ２８からの指令に
従って、燃料供給用及び水供給用高速電磁弁１９１及び
２５１の開弁期間と閉弁時期が設定され、これにより調
量された燃料とが夫々増圧ピストン５及び８の小径部５
ｂ及び８ｂ側の高圧室５ｄ及び８ｄに充填される。この
状態の許で、カム（図示せず）により駆動される作動油
ポンプ１からの作動油が増圧ピストン５及び８の大径部
５ａ及び８ａに作用して、該増圧ピストン５及び８を押
圧し、燃料及び水を高圧化して、燃料噴射弁１４及び水
噴射弁１９からシリンダ内に噴射せしめる。
【００３０】上記作用をさらに詳細に、噴射過程に沿っ
て説明する。
【００３１】（１）作動油ポンプ１が作動する前のいわ
ゆる残留状態において、燃料及び水は次のように調量、
供給される。
【００３２】（１−１）燃料噴射用増圧装置４の増圧ピ
ストン５の小径部５ｂ側と、燃料供給ポンプ１６との間
に設置された燃料供給用高速電磁弁１９１の作動は、上
記のように高速電磁弁コントローラ２８により制御され
る。即ち、上記コントローラ２８により上記高速電磁弁
１９１の通電期間が規定され、この結果として高速電磁
弁１９１の開弁期間と燃料供給圧力とにより燃料量が制
御される。このように調量された燃料の供給により、増
圧ピストン５の初期位置が決定される。
【００３３】（１−２）水の調量、供給も、燃料の場合
と同様であり、水噴射用増圧装置７の増圧ピストン８の
小径部８ｂ側と、水供給ポンプ２１との間に設置された
水供給用高速電磁弁により制御される。上記燃料の場合
と同様に調量された水の供給により、増圧ピストン８の
初期位置が決定される。
【００３４】（２）次の段階として、カム（図示せず）
により、作動油ポンプ１中のプランジャ（図示せず）が
駆動され、該プランジャ上部の油圧が上昇し、高圧パイ
プ２内を圧力波として伝播され、燃料噴射用増圧装置４
及び水噴射用増圧装置７に達して、双方の増圧ピストン
５及び８の大径部５ａ及び８ａが上昇する。この結果、
各々の増圧ピストン５及び８は上記作動油の油圧により
駆動される。
【００３５】（３）この結果、燃料噴射用増圧装置４の
増圧ピストン５の小径部側の高圧室５ａに供給された燃
料並びに水噴射用増圧装置７の増圧ピストン８の小径部
８ｂ側の高圧室８ｄに供給された水の圧力が上昇し、そ
れぞれ高圧燃料管１６１及び高圧水管２２１を介して、
燃料噴射弁１４及び水噴射弁１９の方へ、圧力波として
伝播される。この圧力が各々の噴射弁１４及び１９の開
弁圧力よりも高くなれば、燃料及び水がシリンダ内に噴
射される。
【００３６】（４）次に噴射の終了について説明する。 （４−１）上記（１）項で説明したように、燃料用の増
圧ピストン５の初期位置は調量された燃料量により定ま
り、噴射行程中にこの噴射量に相当したストローク分だ
けピストンが移動すれば、該増圧ピストン５に設けられ
たスピル溝７１が、バレルのスピル孔８１に開口し、増
圧ピストン小径部側の高圧室５ｄの圧力が燃料及び作動
油タンク１７側へ開放され、この部分の圧力が低下す
る。この低下した圧力は高圧燃料管１６１内を燃料噴射
弁１４の方へと伝達され、燃料噴射弁１４内の燃料圧力
が低下して針弁（図示せず）が閉じ燃料噴射が終了す
る。
【００３７】（４−２）水の噴射終了についても、燃料
の場合と同様である。即ち、予め調量された水量に相当
したストローク分だけ水噴射用増圧装置７の増圧ピスト
ン８が移動すれば、該増圧ピストン８に設けられたスピ
ル溝１３１がバレルのスピル孔１４１に開口し、増圧ピ
ストン小径部側８ｂの高圧室８ｄの圧力が低下する。こ
の低下した圧力は高圧水管２２１を介して水噴射弁１９
の方へと伝達され、該噴射弁１９が閉じて水の噴射が終
了する。
【００３８】（５）また、水供給系に何らか不具合が生
じた場合でも、この実施形態においては燃料噴射用増圧
装置４の増圧ピストン５の初期位置及びそのストローク
はかかる不具合の影響を受けず、これによって燃料噴射
量が増大することはない。即ち、従来のシステムとは異
なり、必要以上の多量の燃料が筒内へ噴射されるような
事態の発生を防止できる。上記のようにこの実施形態に
係る燃料、水噴射装置においては高速電磁弁コントロー
ラ２８によって燃料供給用高速電磁弁１９１及び水供給
用高速電磁弁２５１によって燃料の噴射と水の噴射とが
独立して制御されるので、最適の燃料噴射及び水噴射タ
イミングと噴射期間を容易に設定することができる。
【００３９】尚、この実施形態においては、燃焼用燃料
と作動油とを共通とし、１個のタンク１７に収容してい
るが、特に低質燃料を使用する場合等においては、燃焼
用燃料と作動油とを別系統として２個のタンクに収容す
るのがメインテナンス上も好適である。
【００４０】図２は本発明の第２実施形態に係る燃料、
水噴射装置の構成図を示す。この実施形態は、作動油系
に蓄圧器を設けている点が前記第１実施形態と異なる。
【００４１】図２において、１４は燃料噴射弁、１９は
水噴射弁、１７は燃料及び作動油タンク、２２は水タン
ク、１は作動油ポンプ、１６は燃料供給ポンプ、２１は
水供給ポンプでありこれらの構造及び配置は図１に示す
第１実施形態と同様である。
【００４２】また、４は燃料噴射用増圧装置、７は水噴
射用増圧装置、３は蓄圧器、２は前記作動油ポンプ１と
前記蓄圧器３とを接続する高圧パイプ、５１は後述する
燃料供給管５２から分岐されて作動油ポンプ１に接続さ
れる作動油管である。
【００４３】前記燃料噴射用及び水噴射用増圧装置４及
び７には、増圧ピストン５及び８が摺動自在に嵌入され
ている。該増圧ピストン５及び８には、その大径部５ａ
及び８ａに前記蓄圧器３から作動油管６１及び６２を経
た作動油が作用し、後述するように小径部５ｂ及び８ｂ
側には、燃料供給ポンプ１６からの水が供給されるよう
になっている。６及び９は前記増圧ピストン５及び８の
戻しばねである。
【００４４】５ｄは前記燃料噴射用増圧装置４の高圧室
であり、高圧燃料管１３を介して、前記燃料噴射弁１４
に接続されている。また、８ｄは前記水噴射用増圧装置
７の高圧室であり、高圧水管１８を介して前記水噴射弁
１９に接続されている。
【００４５】また、前記燃料噴射用増圧装置４及び水噴
射用増圧装置７の高圧室で５ｄ及び８ｄの入口は夫々燃
料供給管５２及び水供給管５３に接続され、燃料供給ポ
ンプ１６及び水供給ポンプ２１から夫々燃料及び水が送
給されるようになっている。１５は前記燃料噴射用増圧
装置４に向かう燃料の流れのみを許容する逆止弁、２０
は前記水噴射用増圧装置７に向かう水の流れのみを許容
する逆止弁である。
【００４６】１０は前記燃料噴射用増圧装置４への作動
油管６１に設けられて、該管路の粒路面積即ち燃料流量
を調整する高速電磁弁１１は前記水噴射用増圧装置７へ
の作動油管６２に設けられて、該管路の流路面積即ち水
流量を調整する高速電磁弁である。
【００４７】２３は高速電磁弁コントローラであり、前
記高速電磁弁１０に前記燃料噴射用増圧装置４の増圧ピ
ストン５への作動油の供給時期、供給期間、供給量の制
御信号をケーブル２４を介して出力するとともに、高速
電磁弁１１に前記水噴射用増圧装置７の増圧ピストン８
への作動油の供給時期、供給期間、供給量の制御信号を
ケーブル２５を介して出力する。
【００４８】以上のように構成された本発明の第２実施
形態に係る燃料、水噴射装置の動作を説明する。前記作
動油ポンプ１で高圧に加圧された作動油は蓄圧器３に蓄
えられている。一方、前記燃料噴射用増圧装置４の高圧
室５ｄ及び水噴射用増圧装置の高圧室８ｄには、燃料供
給ポンプ１６から燃料が、水供給ポンプ２１から水が、
夫々逆止弁１５及び２０を経由して供給されている。
【００４９】かかる状態で、高速電磁弁コントローラ２
３からの指令により高速電磁弁１０及び高速電磁弁１１
が開かれると、蓄圧器３内の高圧の作動油は作動油管６
１あるいは６２を通って、燃料噴射用増圧装置４の増圧
ピストン５あるいは水噴射用増圧装置７の増圧ピストン
８に送られる。
【００５０】そして、前記増圧ピストン５あるいは８の
大径部５ａ、８ａに作動油が作用すると、該ピストン５
あるいは８は、ばね６あるいは９の弾力に抗して、図の
右方に移動し、小径部５ｂあるいは８ｂによって高圧室
５ｄ内の燃料あるいは８ｄ内の水が高圧に加圧され、燃
料噴射弁１４あるいは水噴射弁１９からシリンダ内に噴
射される。
【００５１】前記燃料と水との噴射時期、噴射期間は高
速電磁弁コントローラ２３により、高速電磁弁１０及び
１１を開閉制御することによって自在に調整して、最適
の噴射時期、噴射期間とすることができる。
【００５２】上記第２実施形態（図２）の作用を噴射過
程に沿ってさらに詳細に説明する。
【００５３】（１）作動油ポンプ１内のプランジャ（図
示せず）がカムにより駆動され、該プランジャの上部の
圧力が上昇する。この上昇した圧力波が高圧パイプ２内
を伝播して蓄圧器３へと送られ、該蓄圧器３には高圧の
エネルギーが蓄えられる。
【００５４】（２）あるサイクルの噴射が終了し、次の
サイクルの噴射が開始するまでの期間即ち残留状態にお
いて、燃料及び水が燃料噴射用増圧装置４の増圧ピスト
ン５の小径部５ｂ側の高圧室５ｄ及び水噴射用増圧装置
７の増圧ピストン８の小径部８ｂ側の高圧室８ｄに供給
される。
【００５５】（３）次の段階として、高速電磁弁コント
ローラ２３からの指令により、燃料及び水用の高速電磁
弁１０及び１１が作動し始め、燃料及び水の噴射が開始
される。
【００５６】（３−１）蓄圧器３と燃料噴射用増圧装置
４との間の作動油管６１に設けられた高速電磁弁１０へ
上記コントローラ２３からの指令で通電が開始され、該
高速電磁弁１０が開弁し、蓄圧器３の高圧エネルギーに
より、燃料噴射用増圧装置４が作動し始める。この結
果、該増圧装置４の増圧ピストン５の小径部側の高圧室
５ｄへ供給された圧力も上昇し、（蓄圧器３の圧力が増
圧ピストン５の面積比の分だけ増幅された圧力）、この
圧力が高圧燃料管１３内を燃料噴射弁１４の方へと伝播
される。該燃料噴射弁１４の燃料圧力が該噴射弁の開弁
圧力よりも高くなると、燃料がシリンダ内に噴射され
る。
【００５７】（３−２）水の噴射についても上記燃料噴
射と同様であり、蓄圧器３と水噴射用増圧装置７との間
の作動油管６２に設けられた高速電磁弁１１の開弁によ
り増圧ピストン８が作動し始め、該増圧ピストンの小径
部側の高圧室８ｄに供給された水の圧力が上昇し、（蓄
圧器３の圧力が増圧ピストン８の面積比の分だけ増幅さ
れた圧力）、この圧力が高圧水管１８を介して、水噴射
弁１９の方へと伝達され、該水噴射弁１９から水がシリ
ンダ内に噴射される。
【００５８】（４）燃料及び水の噴射の終了は、燃料用
及び水用の高速電磁弁１０及び１１の閉弁により規定さ
れる。即ち、上記コントローラ２３からの指令により高
速電磁弁１１への通電がカットされると該高速電磁弁１
１は閉弁し、このため燃料噴射用増圧装置４及び水噴射
増圧装置７に作用していた高圧エネルギーが遮断され、
最終的に燃料噴射弁１４の燃料圧力及び水噴射弁１９の
水圧力が低下し、燃料及び水の噴射が終了する。この場
合、双方の高速電磁弁１０、１１の作動即ち開弁時期及
び閉弁時期は独立して制御される。上記のように、この
実施形態における燃料噴射時期、燃料噴射量及び水噴射
時期、水噴射量は各々の高速電磁弁１０、１１の閉弁時
期、開弁期間により制御される。
【００５９】（５）水供給系に何らかの不具合が生じた
場合でも、この実施形態においては燃料噴射量は、上記
のとおり高速電磁弁により制御されるので、必要以上の
多量の燃料が筒内に噴射されることはない。
【００６０】この実施形態のおいても、高速電磁弁コン
トローラ２３によって制御される燃料側の高速電磁弁１
０及び水側の高速電磁弁１１によって、燃料の噴射と水
の噴射とが独立して制御されているので、最適の燃料噴
射及び水噴射タイミングと噴射期間を容易に設定するこ
とができる。
【００６１】また、この前記第１実施形態と同様燃焼用
燃料と作動油とを別系統として２個のタンクに収容して
も良い。
【００６２】
【発明の効果】以上の説明した如く、本発明によれば、
燃料と水等の二流体を噴射する噴射装置において、各流
体毎に設けられた増圧装置と電磁弁とをコントローラに
て制御することにより、２つの流体の噴射を独立して制
御することができるので、２つの流体の噴射時期及び噴
射期間を容易にかつ正確の制御することができるととも
に、増圧装置を用いているので、高圧噴射が実現でき、
機関性能を向上することができる。
【００６３】特に、二流体として燃料と水とを使用する
場合においては、噴射期間の延びを伴うことなしに多量
の水を注入した燃料及び水の噴霧を形成することが可能
となり、これにより低ＮＯX 化と高効率化とを同時に満
足するディーゼル機関を実現することができる。また、
二流体の噴射を独立して制御しているので、多量の水を
注入する水供給系に何らかの不具合が生じた場合でも、
燃料噴射系の作動には影響を受けることはなく、必要以
上の多量の燃料が筒内に噴射される事態を防止すること
ができ、低公害、高効率ディーゼル機関としての信頼性
も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料、水噴射装置
の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する図
である。
【図３】従来の燃料、水噴射装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 作動油ポンプ ２ 高圧パイプ ３ 蓄圧器 ４ 燃料噴射用増圧装置 ５、８ 増圧ピストン ５ａ、８ａ 大径部 ５ｂ、８ｂ 小径部 ６、９ ばね ７ 水噴射用増圧装置 １０、１１ 高速電磁弁 １４ 燃料噴射弁 １６ 燃料供給ポンプ １７ 燃料及び作動油タンク １９ 水噴射弁 ２１ 水供給ポンプ ２２ 水タンク ２３、２８ 高速電磁弁コントローラ １９１ 燃料供給用高速電磁弁 ２５１ 水供給用高速電磁弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｌ Ｐ (56)参考文献 特開 昭61−96169（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−2632（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 25/00 F02B 47/04 F02M 43/00 F02M 51/00 F02M 47/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料と水、異種の燃料等、少なくとも燃
    料を含む２種類の流体をシリンダ内に噴射する二流体噴
    射装置において、 前記２種類の流体毎に設けられ、作動油ポンプに高圧管
    を介して接続されるとともに、大径部に前記作動油ポン
    プからの作動油圧を作用させて小径部にて前記シリンダ
    内へ噴射用の流体を高圧に加圧する増圧ピストンを備え
    た２個の増圧装置と、 前記各増圧装置に高圧管を介して接続され、前記増圧ピ
    ストンの小径部により加圧された流体をシリンダ内に噴
    射する噴射弁と、 前記増圧装置を介して前記二流体の噴射時期及び噴射期
    間を制御するコントロラと、 前記流体夫々のタンクより各増圧装置の増圧ピストン小
    径部の高圧室への前記流体の供給路に介装した電磁弁
    と、前記各増圧装置の増圧ピストン小径部の流体供給路開口
    位置よりピストンストローク上流側位置に開口するスピ
    ル孔よりタンク側に連通する流体通路とを備え、 前記コントローラが前記各電磁弁を開閉制御して、前記
    二流体の噴射時期及び噴射期間を制御するように構成さ
    れたことを特徴とする二流体噴射装置。
  2. 【請求項２】 燃料と水、異種の燃料等、少なくとも燃
    料を含む２種類の流体をシリンダ内に噴射する二流体噴
    射装置において、 前記２種類の流体毎に設けられ、作動油ポンプに高圧管
    を介して接続されるとともに、大径部に前記作動油ポン
    プからの作動油圧を作用させて小径部にて前記シリンダ
    内へ噴射用の流体を高圧に加圧する増圧ピストンを備え
    た２個の増圧装置と、 前記各増圧装置に高圧管を介して接続され、前記増圧ピ
    ストンの小径部により加圧された流体をシリンダ内に噴
    射する噴射弁と、 前記増圧装置を介して前記二流体の噴射時期及び噴射期
    間を制御するコントロラと、 前記作動油ポンプと前記２個の増圧装置との間に設けた
    作動油を蓄圧する蓄圧 器と、 該蓄圧器と前記各増圧ピストンの大径部受圧面との間を
    接続する作動油管路に介装した電磁弁と、 前記流体夫々のタンクより各増圧ピストン小径部の高圧
    室へポンプを介して流体を供給する供給路に設けた逆止
    弁と、 前記各増圧ピストンの大径部受圧面側に戻し弾力を付勢
    するバネ手段と、 を設け、 前記コントローラが、前記電磁弁を開閉制御して、前記
    増圧装置への作動油の供給時期及び供給期間を制御する
    ことにより、前記二流体の噴射時期及び噴射期間を制御
    するように構成されてなることを特徴とする二流体噴射
    装置。
  3. 【請求項３】 前記二流体が燃料及び水である請求項１
    若しくは２記載の二流体噴射装置。
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