JP4119864B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
本発明は、往復動内燃機関の燃料噴射装置に関し、特に液状の石油代替燃料等の低粘度の燃料を用いる燃料噴射装置に関する。
石油資源は将来枯渇すると考えられ、これに対処するため、バイオ燃料やＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料等の天然ガス改質燃料を用いる往復動内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１（特開２００２−３０９９７９号公報）に開示されている技術は、バイオガスを軽油とともに使用するもので、バイオガスは吸気管に導入される。また、特許文献２（特開２０００−１２０４９３号公報）に開示されている技術は、液状のジメチルエーテルを燃料噴射装置で高圧にして燃焼室に噴射するものである。
特許文献１（特開２００２−３０９９７９号公報）に開示されている技術は、バイオガスを軽油とともに使用するもので、バイオガスは吸気管に導入される。また、特許文献２（特開２０００−１２０４９３号公報）に開示されている技術は、液状のジメチルエーテルを燃料噴射装置で高圧にして燃焼室に噴射するものである。
バイオ燃料は、通常燃料に比べて粘度が高いものも低いものもあるが、ＤＭＥ，ＧＴＬなどの石油代替燃料は、液体の場合、一般に粘度が低くて潤滑性に劣るので、燃料噴射装置で高圧にして往復動内燃機関の燃焼室に噴射する際には燃料噴射装置における潤滑不良発生の問題が生じる。
特許文献２の技術は列型燃料噴射装置を用いる場合で、該燃料噴射装置のタペットの潤滑不良を解消することができる構成が提案されているが、これは燃料噴射圧力はそれほど高くない場合であり、高圧の燃料噴射装置のプランジャ摺動部の潤滑については特に考慮されていない。
特許文献２の技術は列型燃料噴射装置を用いる場合で、該燃料噴射装置のタペットの潤滑不良を解消することができる構成が提案されているが、これは燃料噴射圧力はそれほど高くない場合であり、高圧の燃料噴射装置のプランジャ摺動部の潤滑については特に考慮されていない。
前記のような石油代替燃料を使用するエンジンの場合においても、エンジン性能向上のためにさらに高圧噴射をする場合には、該石油代替燃料は一般に粘度が低く潤滑性能が低いため、燃料噴射装置のプランジャ摺動部の潤滑性を良好に保持して該プランジャ摺動部の潤滑不良に伴うプランジャの磨耗や焼付きの発生を防止することが必須となる。
前記石油代替燃料のような低粘度燃料を使用するエンジンにおいて、プランジャ摺動部の潤滑性を保持するために、燃料に潤滑性を向上させる添加剤を添加することが考えられるが、燃料タンクに補給した燃料量に対して適正な添加剤を補給するように管理することは困難を伴う。
また、前記プランジャ摺動部の潤滑性は燃料の温度によって大幅に変わるので、潤滑性を保持して該プランジャ摺動部の安全を図るためには、添加剤を多目に添加する必要が生じる。
また、前記プランジャ摺動部の潤滑性は燃料の温度によって大幅に変わるので、潤滑性を保持して該プランジャ摺動部の安全を図るためには、添加剤を多目に添加する必要が生じる。
従って、石油代替燃料のような低粘度燃料を使用するエンジンにおいて、前記のような問題点を解消するには、プランジャ摺動部において必要に応じ必要な量の添加剤を燃料に添加するようにするのが望ましい。
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従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、低粘度燃料にエンジン運転条件及び燃料の温度や粘度条件に対応して、プランジャ摺動部の潤滑保持に必要な量の潤滑性向上手段を講じることにより、低粘度燃料使用時におけるプランジャ摺動部の潤滑性を良好に保持し、該プランジャ摺動部の摩耗や焼き付きの発生を防止し得る内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、燃料供給ポンプにより供給された低粘度燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁に圧送する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、前記燃料噴射装置に供給される低粘度燃料に潤滑性向上剤を添加せしめる潤滑性向上剤供給手段と、前記エンジンの回転数（エンジン回転数）またはエンジン負荷の上昇及び前記低粘度燃料における燃料噴射圧力の増大に従い前記潤滑性向上剤の添加量を増加するように前記潤滑性向上剤供給手段を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。
かかる発明において、前記潤滑性向上剤の供給系は次の３通りに構成することができる。
第１の構成として、前記燃料供給ポンプと前記燃料噴射装置の燃料入口との間の燃料通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプの吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記潤滑性向上剤供給ポンプから燃料噴射装置へ向かう流れのみを許容する逆止弁を設置する。
第２の構成として、前記燃料供給ポンプの吸入通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプの吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記潤滑性向上剤供給ポンプから燃料供給ポンプへ向かう流れのみを許容する逆止弁を設置する。
第３の構成として、前記燃料供給ポンプの吸入通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプを介さずに添加剤タンクから添加剤通路を接続し、前記添加剤通路に前記コントローラにより開度を制御される可変絞り機構を設置する。
第１の構成として、前記燃料供給ポンプと前記燃料噴射装置の燃料入口との間の燃料通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプの吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記潤滑性向上剤供給ポンプから燃料噴射装置へ向かう流れのみを許容する逆止弁を設置する。
第２の構成として、前記燃料供給ポンプの吸入通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプの吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記潤滑性向上剤供給ポンプから燃料供給ポンプへ向かう流れのみを許容する逆止弁を設置する。
第３の構成として、前記燃料供給ポンプの吸入通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプを介さずに添加剤タンクから添加剤通路を接続し、前記添加剤通路に前記コントローラにより開度を制御される可変絞り機構を設置する。
燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁に圧送する燃料噴射装置を備えたエンジンにおいては、エンジンの回転数（エンジン回転数）が高いほどプランジャの摺動速度が速く、焼きつきやすい。またはエンジン負荷の上昇に従い燃料噴射量が多くなり、燃料噴射量が多いほど燃料噴射圧力が高くなり、燃料噴射装置のプランジャに掛かる荷重が大きくなる。従って、前記燃料噴射量が多いほど、エンジン回転数が高いほどプランジャ摺動部の潤滑条件は過酷になる。また、燃料の粘度が低いほど前記プランジャ摺動部の潤滑条件は過酷になる。
然るにかかる発明によれば、低粘度燃料を使用することにより、前記のようにプランジャ摺動部の潤滑条件が過酷になっている状態において、低粘度燃料に潤滑性向上剤を添加し、該潤滑性向上剤の添加量をエンジン回転数またはエンジン負荷の上昇つまりエンジン運転条件の上昇及び前記燃料噴射圧力の増大に従い増加するように制御するので、前記のようにエンジン運転条件の上昇により燃料噴射量が増加し燃料噴射圧力が上昇して、プランジャ摺動部の潤滑条件の過酷度が大きくなるに従い潤滑性向上剤の添加量を増加するので、エンジン性能に影響を及ぼさない適正量の潤滑性向上剤の添加で以って、プランジャ摺動部の潤滑条件を良好に保持し、低粘度燃料の使用時であってもプランジャ摺動部の摩耗や焼き付きの発生を回避できる。また、前記潤滑性向上剤の適正量の添加が可能となるので、高価な潤滑性向上剤を効率的に利用できる。
また、かかる発明において、好ましくは、前記燃料噴射装置に供給される前記潤滑性向上剤の添加後における前記低粘度燃料の温度（燃料温度）を検出する温度センサまたは該低粘度燃料の粘度（燃料粘度）を検出する粘度センサのいずれか一方あるいは双方を備え、前記コントローラは、前記温度センサからの燃料温度の検出値または前記粘度センサからの燃料粘度の検出値のいずれかあるいは双方の検出値、並びに前記エンジン回転数またはエンジン負荷に基づき、前記エンジン回転数またはエンジン負荷における前記潤滑性向上剤供給手段からの潤滑性向上剤供給量を算出して該潤滑性向上剤供給手段の流量制御を行うように構成されてなる。
燃料噴射装置に供給された燃料は全てが燃焼室に噴射されるのではなく、その１部は燃料タンク側に戻される。従って、燃料噴射装置に供給される燃料中の潤滑性向上剤の濃度は燃料タンクに新たに燃料を補給しない限り徐々に増大する。また、潤滑性は主として粘度に支配され、粘度は温度によって変わる。
従って、前記のように、燃料噴射装置に供給される潤滑性向上剤の添加後における低粘度燃料の燃料温度を検出するとともに該低粘度燃料の燃料粘度を検出し、前記燃料温度の検出値及び燃料粘度の検出値に基づき任意のエンジン回転数またはエンジン負荷における潤滑性向上剤供給量の所要量を算出して、該所要量になるように潤滑性向上剤供給手段の流量制御を行うことにより、燃料噴射装置の燃料入口における潤滑性向上剤の過剰な添加を避け、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の潤滑性向上剤を添加することができる。
従って、前記のように、燃料噴射装置に供給される潤滑性向上剤の添加後における低粘度燃料の燃料温度を検出するとともに該低粘度燃料の燃料粘度を検出し、前記燃料温度の検出値及び燃料粘度の検出値に基づき任意のエンジン回転数またはエンジン負荷における潤滑性向上剤供給量の所要量を算出して、該所要量になるように潤滑性向上剤供給手段の流量制御を行うことにより、燃料噴射装置の燃料入口における潤滑性向上剤の過剰な添加を避け、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の潤滑性向上剤を添加することができる。
また、かかる発明において、好ましくは、前記コントローラは、前記エンジン回転数またはエンジン負荷と前記潤滑性向上剤の添加後における潤滑性能保持可能な前記低粘度燃料の流量との関係を予め設定し、前記潤滑性向上剤供給手段における潤滑性向上剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御するように構成されてなる。
このように構成すれば、エンジンの運転条件と潤滑性向上剤の添加後における潤滑性能保持可能な低粘度燃料の流量との関係を予め設定しておいて、潤滑性向上剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御することにより、低粘度燃料の燃料温度及び燃料粘度の検出手段を装備することなく、簡単かつ低コストの装置で以って、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の潤滑性向上剤を添加することができる。
このように構成すれば、エンジンの運転条件と潤滑性向上剤の添加後における潤滑性能保持可能な低粘度燃料の流量との関係を予め設定しておいて、潤滑性向上剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御することにより、低粘度燃料の燃料温度及び燃料粘度の検出手段を装備することなく、簡単かつ低コストの装置で以って、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の潤滑性向上剤を添加することができる。
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また、かかる発明において、燃料噴射装置が、電磁弁の開閉時期によって燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する電磁制御ユニットインジェクタからなる燃料噴射装置、及び、ガバナーによって制御される燃料調整ラックの移動量により燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する機械式燃料噴射装置の双方に適用できる。
本発明によれば、エンジン運転条件の上昇により低粘度燃料の燃料噴射量が増加し燃料噴射圧力が上昇して、プランジャ摺動部の潤滑条件の過酷度が大きくなるに従い潤滑性向上剤の添加量を増加するので、エンジン性能に影響を及ぼさない適正量の潤滑性向上剤の添加で以って、プランジャ摺動部の潤滑条件を良好に保持し、低粘度燃料の使用時であってもプランジャ摺動部の摩耗や焼き付きの発生を回避できる。また、前記潤滑性向上剤の適正量の添加が可能となるので、高価な潤滑性向上剤を効率的に利用できる。
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以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に説明する。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限りはこの発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１実施例に係るディーゼル機関の燃料噴射装置の全体構成を示す一部断面を含む構成図である。図２は前記第１実施例における潤滑性向上剤を低粘度燃料に添加する経路の他の実施例を示す要部系統図、図３は前記第１実施例における潤滑性向上剤を低粘度燃料に添加する経路のさらに他の実施例を示す要部系統図である。
図４は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。図５は本発明の作用説明用の線図である。
図４は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。図５は本発明の作用説明用の線図である。
第１実施例を示す図１において、１は燃料噴射装置で、この実施例では電磁式ユニットインジェクタを用いている。このようなユニットインジェクタ１はよく知られているものであり、簡単に説明すると、該ユニットインジェクタ１は、ポンプケース２、噴射ノズル３、プランジャ４、タペット５、プランジャバネ６を有し、さらに燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する電磁弁装置１１及び開閉弁装置１２を有している。
前記プランジャ４は、燃料カム８、カムフォロワ１０、プッシュロッド９、ロッカーアーム７、前記プランジャバネ６及びタペット５等からなる機構を介して上下に往復動される。１３は高圧燃料通路でプランジャ室４ａに通じ、１４は燃料入口通路で後述する燃料供給経路３７に通じる。１５はプランジャ摺動部の間隙から漏出した燃料が前記低圧燃料通路１４側に戻されるリーク通路である。
前記プランジャ４は、燃料カム８、カムフォロワ１０、プッシュロッド９、ロッカーアーム７、前記プランジャバネ６及びタペット５等からなる機構を介して上下に往復動される。１３は高圧燃料通路でプランジャ室４ａに通じ、１４は燃料入口通路で後述する燃料供給経路３７に通じる。１５はプランジャ摺動部の間隙から漏出した燃料が前記低圧燃料通路１４側に戻されるリーク通路である。
２１は低粘度燃料が収容されている低粘度燃料タンク、２２は低粘度燃料供給ポンプ、２３はフィルタ、２４は圧力調整弁、３４ａは前記燃料噴射装置１へ向かう流れのみを許容する逆止弁であり、これらが低粘度燃料の燃料噴射装置１への燃料供給経路をなす。
尚、前記低粘度燃料タンク２１内ではジメチルエーテルのような常温で気化し易い燃料は圧力（ジメチルエーテルも場合は、概ね６ｋｇ／ｃｍ２以上）を掛けて液体状態に保持されている。
尚、前記低粘度燃料タンク２１内ではジメチルエーテルのような常温で気化し易い燃料は圧力（ジメチルエーテルも場合は、概ね６ｋｇ／ｃｍ２以上）を掛けて液体状態に保持されている。
３１は潤滑性向上剤が収容されている添加剤タンクである。該潤滑性向上剤としては、脂肪酸系、エステル系等の添加剤が好適である。２１３は添加剤通路、３２は添加剤供給ポンプ、３３はフィルタ、３４は逆止弁であり、これらが添加剤の供給経路をなす。前記逆止弁３４は噴射終了時に前記プランジャ室４ａから戻る燃料が添加剤供給経路側に戻らないようにするため、前記添加剤供給ポンプ３２側から燃料噴射装置１側へ向かう流れのみを許容するように構成されている。
３７は前記低粘度燃料経路及び添加剤経路の両経路を合わせて前記燃料噴射装置１の燃料入口通路１４に導く燃料入口経路である。
４０は後述する演算、制御を行うコントローラ、４１は燃料入口経路３７に設置されて前記燃料噴射装置１に供給される潤滑性向上剤の添加後における低粘度燃料の温度（燃料温度）を検出する温度センサ、４２は低粘度燃料の粘度（燃料粘度）を検出する粘度センサである。
また、５１はエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器、５２はエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出器、５３は前記燃料噴射装置１における燃料噴射圧力を検出する噴射圧力センサである。
４０は後述する演算、制御を行うコントローラ、４１は燃料入口経路３７に設置されて前記燃料噴射装置１に供給される潤滑性向上剤の添加後における低粘度燃料の温度（燃料温度）を検出する温度センサ、４２は低粘度燃料の粘度（燃料粘度）を検出する粘度センサである。
また、５１はエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器、５２はエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出器、５３は前記燃料噴射装置１における燃料噴射圧力を検出する噴射圧力センサである。
前記温度センサ４１からの燃料温度の検出値、粘度センサ４２からの燃料粘度の検出値、前記噴射圧力センサ５３からの燃料噴射圧力の検出値、前記エンジン回転数検出器５１からのエンジン回転数の検出値、及び前記エンジン負荷検出器５２からのエンジン負荷の検出値は、前記コントローラ４０に入力される。また、図示を省略したが、エンジンのクランク角も必要に応じて検出して前記コントローラ４０に入力する。
このように構成された燃料噴射装置において、前記コントローラ４０においては、前記添加剤（潤滑性向上剤）の添加量は、図５に示されるように、前記エンジン回転数またはエンジン負荷の上昇及び前記低粘度燃料における燃料噴射圧力の増大に従い増加するように設定されている。
従って該コントローラ４０は、前記温度センサ４１からの燃料温度の検出値及びエンジン負荷検出器５２からのエンジン負荷の検出値に基づき、前記エンジン回転数またはエンジン負荷のエンジン運転条件に対応する添加剤の添加量を、図５の線図に基づき算出する。この添加剤の添加量の算出値は回線３２ａを介して前記添加剤供給ポンプ３２に伝送され、該添加剤供給ポンプ３２の吐出量が前記添加量の算出値に制御される。
また、前記コントローラ４０においては、前記エンジン回転数またはエンジン負荷のエンジン運転条件に対応する燃料噴射量を算出し、回線１１ａを介して前記電磁弁装置１１に伝送され、該電磁弁装置１１により、前記燃料噴射装置１の燃料噴射量及び噴射時期を前記エンジン運転条件に対応する燃料噴射量及び噴射時期に制御する。
従って該コントローラ４０は、前記温度センサ４１からの燃料温度の検出値及びエンジン負荷検出器５２からのエンジン負荷の検出値に基づき、前記エンジン回転数またはエンジン負荷のエンジン運転条件に対応する添加剤の添加量を、図５の線図に基づき算出する。この添加剤の添加量の算出値は回線３２ａを介して前記添加剤供給ポンプ３２に伝送され、該添加剤供給ポンプ３２の吐出量が前記添加量の算出値に制御される。
また、前記コントローラ４０においては、前記エンジン回転数またはエンジン負荷のエンジン運転条件に対応する燃料噴射量を算出し、回線１１ａを介して前記電磁弁装置１１に伝送され、該電磁弁装置１１により、前記燃料噴射装置１の燃料噴射量及び噴射時期を前記エンジン運転条件に対応する燃料噴射量及び噴射時期に制御する。
かかる第１実施例によれば、燃料噴射量が多いほど燃料噴射圧力が高くなってプランジャに掛かる荷重が大きくなることにより、プランジャ摺動部の潤滑条件が過酷になっている状態において、低粘度燃料に添加剤（潤滑性向上剤）を添加し、該添加剤の添加量をエンジン回転数またはエンジン負荷の上昇つまりエンジン運転条件の上昇及び前記燃料噴射圧力の増大に従い増加するように制御している。
これにより、プランジャ４摺動部の潤滑条件の過酷度が大きくなるに従い添加剤（潤滑性向上剤）の添加量を増加するので、エンジン性能に影響を及ぼさない適正量の添加剤の添加で以って、プランジャ４摺動部の潤滑条件を良好に保持し、低粘度燃料の使用時であってもプランジャ４摺動部の摩耗や焼き付きの発生を回避できる。
これにより、プランジャ４摺動部の潤滑条件の過酷度が大きくなるに従い添加剤（潤滑性向上剤）の添加量を増加するので、エンジン性能に影響を及ぼさない適正量の添加剤の添加で以って、プランジャ４摺動部の潤滑条件を良好に保持し、低粘度燃料の使用時であってもプランジャ４摺動部の摩耗や焼き付きの発生を回避できる。
また、かかる第１実施例において、燃料噴射装置１に供給された燃料は全てが図示しない燃焼室に噴射されるのではなく、その１部は燃料タンク２１側に戻される。従って、前記燃料噴射装置１に供給される燃料中の添加剤（潤滑性向上剤）の濃度は燃料タンク２１に新たに燃料を補給しない限り徐々に増大する。
一方、前記燃料噴射装置１におけるプランジャ４摺動部の潤滑性は主として燃料の粘度に支配され、該粘度は燃料温度によって変わる。
従って、かかる第１実施例によれば、前記のように、燃料噴射装置１に供給される添加剤の添加後における低粘度燃料の燃料温度を検出するとともに該低粘度燃料の燃料粘度を検出し、コントローラ４０において、前記燃料温度の検出値及び燃料粘度の検出値に基づき任意のエンジン回転数またはエンジン負荷における添加剤（潤滑性向上剤）供給量の所要量を算出して、該所要量になるように前記添加剤供給ポンプ３２の吐出流量を制御することにより、燃料噴射装置１の燃料入口における添加剤の過剰な添加を避け、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の添加剤を添加することができる。
一方、前記燃料噴射装置１におけるプランジャ４摺動部の潤滑性は主として燃料の粘度に支配され、該粘度は燃料温度によって変わる。
従って、かかる第１実施例によれば、前記のように、燃料噴射装置１に供給される添加剤の添加後における低粘度燃料の燃料温度を検出するとともに該低粘度燃料の燃料粘度を検出し、コントローラ４０において、前記燃料温度の検出値及び燃料粘度の検出値に基づき任意のエンジン回転数またはエンジン負荷における添加剤（潤滑性向上剤）供給量の所要量を算出して、該所要量になるように前記添加剤供給ポンプ３２の吐出流量を制御することにより、燃料噴射装置１の燃料入口における添加剤の過剰な添加を避け、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の添加剤を添加することができる。
図２は図１における添加剤（潤滑性向上剤）を燃料噴射装置１への低粘度燃料に添加する経路の他の実施例を示す。
かかる実施例の、前記図１の実施例との相違は、低粘度燃料供給ポンプ２２の吸入通路に前記添加剤供給ポンプ３２の吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記添加剤供給ポンプ３２から低粘度燃料供給ポンプ２２へ向かう流れのみを許容する逆止弁３４を設置している点である。
本実施例では添加剤が低粘度燃料供給ポンプ２２の吸入口に吸入されるので、該ポンプ２２の潤滑にも貢献することができる。尚、この場合は、噴射終了時の燃料噴射装置１からの燃料戻りの量は多くはないので、逆止弁３４は設けなくても戻り燃料が低粘度燃料供給ポンプ２２側には戻らないように構成することは可能である。
かかる実施例の、前記図１の実施例との相違は、低粘度燃料供給ポンプ２２の吸入通路に前記添加剤供給ポンプ３２の吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記添加剤供給ポンプ３２から低粘度燃料供給ポンプ２２へ向かう流れのみを許容する逆止弁３４を設置している点である。
本実施例では添加剤が低粘度燃料供給ポンプ２２の吸入口に吸入されるので、該ポンプ２２の潤滑にも貢献することができる。尚、この場合は、噴射終了時の燃料噴射装置１からの燃料戻りの量は多くはないので、逆止弁３４は設けなくても戻り燃料が低粘度燃料供給ポンプ２２側には戻らないように構成することは可能である。
図３は図１における添加剤（潤滑性向上剤）を燃料噴射装置１への低粘度燃料に添加する経路の他の実施例を示す。
かかる実施例の、前記図１の実施例との相違は、前記低粘度燃料供給ポンプ２２の吸入通路に前記添加剤供給ポンプの吐出通路を接続し、図１及び図２における添加剤供給ポンプ３２とフィルタ３３は設けずに、添加剤は低粘度燃料供給ポンプ２２により吸込むようにし、添加剤の吸込み通路に可変絞り弁３８を設け、該可変絞り弁３８の開度を前記コントローラ４０からの制御信号により調整して、該添加剤の流量を制御するようにしたことである。
かかる構成によれば、図１，２における添加剤供給ポンプ３１とフィルタ３３を節減することができる。なお、低粘度燃料供給ポンプ２２の吸い込み通路の設置された絞り２２ａは、前記可変絞り３８の通路面積可変範囲との兼ね合いで前記低粘度燃料供給ポンプ２２の吸込み口通路面積が設定されていることを示すものである。
尚、前記可変絞り３８と低粘度燃料供給ポンプ２２の吸込み口の間に逆止弁を設けてもよい。
かかる実施例の、前記図１の実施例との相違は、前記低粘度燃料供給ポンプ２２の吸入通路に前記添加剤供給ポンプの吐出通路を接続し、図１及び図２における添加剤供給ポンプ３２とフィルタ３３は設けずに、添加剤は低粘度燃料供給ポンプ２２により吸込むようにし、添加剤の吸込み通路に可変絞り弁３８を設け、該可変絞り弁３８の開度を前記コントローラ４０からの制御信号により調整して、該添加剤の流量を制御するようにしたことである。
かかる構成によれば、図１，２における添加剤供給ポンプ３１とフィルタ３３を節減することができる。なお、低粘度燃料供給ポンプ２２の吸い込み通路の設置された絞り２２ａは、前記可変絞り３８の通路面積可変範囲との兼ね合いで前記低粘度燃料供給ポンプ２２の吸込み口通路面積が設定されていることを示すものである。
尚、前記可変絞り３８と低粘度燃料供給ポンプ２２の吸込み口の間に逆止弁を設けてもよい。
図４は本発明の第２実施例に係る燃料噴射装置の構成を示し、燃料噴射装置１とその駆動機構は図１の第２実施例と同じであるので、説明は省略する。その他図１と同一構成部品には同一の符号が付してあり、一部の符号を省略している。
かかる第２実施例においては、前記第１実施例における燃料噴射装置１に供給される添加剤（潤滑性向上剤）の添加後における低粘度燃料の温度を検出する温度センサ４１、及び低粘度燃料の粘度を検出する粘度センサ４２を省略している。
そして、前記コントローラ４０は、エンジン回転数またはエンジン負荷と前記添加剤の添加後における潤滑性能保持可能な低粘度燃料の流量との関係を予め設定し、前記添加剤供給ポンプ３２における添加剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御するように構成される。
かかる第２実施例においては、前記第１実施例における燃料噴射装置１に供給される添加剤（潤滑性向上剤）の添加後における低粘度燃料の温度を検出する温度センサ４１、及び低粘度燃料の粘度を検出する粘度センサ４２を省略している。
そして、前記コントローラ４０は、エンジン回転数またはエンジン負荷と前記添加剤の添加後における潤滑性能保持可能な低粘度燃料の流量との関係を予め設定し、前記添加剤供給ポンプ３２における添加剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御するように構成される。
かかる第２実施例によれば、前記低粘度燃料の温度を検出する温度センサ、及び低粘度燃料の粘度を検出する粘度センサを省略しても、エンジンの運転条件と添加剤（潤滑性向上剤）の添加後における潤滑性能保持可能な低粘度燃料の流量との関係を予め設定しておいて、添加剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御することにより、常時エンジン回転数またはエンジン負荷に適合した量の添加剤を添加することができる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
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また、前記第１、第２実施例における燃料噴射装置（電磁式ユニットインジェクタ）１をジャーク式燃料噴射装置に置き換えることができ、この場合はコントローラ４０によって燃料噴射量調整ラックの移動を制御して燃料噴射量を調整する。
本発明によれば、低粘度燃料にエンジン運転条件及び燃料の温度や粘度条件に対応して、プランジャ摺動部の潤滑保持に必要な量の潤滑性向上手段を講じることにより、低粘度燃料使用時におけるプランジャ摺動部の潤滑性を良好に保持し、該プランジャ摺動部の摩耗や焼き付きの発生を防止できる内燃機関の燃料噴射装置が得られる。
１ 燃料噴射装置（電磁式ユニットインジェクタ）
２ ポンプケース
３ 噴射ノズル
４ プランジャ
１１ 電磁弁装置
１２ 開閉弁装置
１４ 燃料入口通路
２１ 低粘度燃料タンク
２２ 低粘度燃料供給ポンプ
２４ 調圧弁
３１ 添加剤タンク
３２ 添加剤供給ポンプ
３４ 逆止弁
３７ 燃料入口経路
３８ 可変絞り弁
４０ コントローラ
４１ 温度センサ
４２ 粘度センサ
５１ エンジン回転数検出器
５２ 負荷検出器
５３ 噴射圧力センサ
２ ポンプケース
３ 噴射ノズル
４ プランジャ
１１ 電磁弁装置
１２ 開閉弁装置
１４ 燃料入口通路
２１ 低粘度燃料タンク
２２ 低粘度燃料供給ポンプ
２４ 調圧弁
３１ 添加剤タンク
３２ 添加剤供給ポンプ
３４ 逆止弁
３７ 燃料入口経路
３８ 可変絞り弁
４０ コントローラ
４１ 温度センサ
４２ 粘度センサ
５１ エンジン回転数検出器
５２ 負荷検出器
５３ 噴射圧力センサ
Claims (8)
- 燃料供給ポンプにより供給された低粘度燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁に圧送する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、前記燃料噴射装置に供給される低粘度燃料に潤滑性向上剤を添加せしめる潤滑性向上剤供給手段と、前記エンジンの回転数（エンジン回転数）またはエンジン負荷の上昇及び前記低粘度燃料における燃料噴射圧力の増大に従い前記潤滑性向上剤の添加量を増加するように前記潤滑性向上剤供給手段を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記燃料噴射装置に供給される前記潤滑性向上剤の添加後における前記低粘度燃料の温度（燃料温度）を検出する温度センサまたは該低粘度燃料の粘度（燃料粘度）を検出する粘度センサのいずれか一方あるいは双方を備え、前記コントローラは、前記温度センサからの燃料温度の検出値または前記粘度センサからの燃料粘度の検出値のいずれかあるいは双方の検出値、並びに前記エンジン回転数またはエンジン負荷に基づき、前記エンジン回転数またはエンジン負荷における前記潤滑性向上剤供給手段からの潤滑性向上剤供給量を算出して該潤滑性向上剤供給手段の流量制御を行うように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記コントローラは、前記エンジン回転数またはエンジン負荷と前記潤滑性向上剤の添加後における潤滑性能保持可能な前記低粘度燃料の流量との関係を予め設定し、前記潤滑性向上剤供給手段における潤滑性向上剤の流量を前記低粘度燃料の流量設定値に関連させて制御するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記燃料供給ポンプと前記燃料噴射装置の燃料入口との間の燃料通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプの吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記潤滑性向上剤供給ポンプから燃料噴射装置へ向かう流れのみを許容する逆止弁を設置したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記燃料供給ポンプの吸入通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプの吐出通路を接続し、前記吐出通路に前記潤滑性向上剤供給ポンプから燃料供給ポンプへ向かう流れのみを許容する逆止弁を設置したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記燃料供給ポンプの吸入通路に前記潤滑性向上剤供給手段を構成する潤滑性向上剤供給ポンプを介さずに添加剤タンクから添加剤通路を接続し、前記添加剤通路に前記コントローラにより開度を制御される可変絞り機構を設置したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記燃料噴射装置が、電磁弁の開閉時期によって燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する電磁制御ユニットインジェクタからなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
- 前記燃料噴射装置が、ガバナーによって制御される燃料調整ラックの移動量により燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する機械式燃料噴射装置からなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
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