JP5276113B2 - 液体燃料調整方法およびシステム - Google Patents
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Description
内燃機関用の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムであって、
燃料調整容器、前記燃料調整容器内に燃料を放出するために取り付けられた少なくとも1つの燃料分散ノズル、および、前記燃料調整容器にガスを供給するための少なくとも1つのガス注入口と、
ガス圧P2を維持するように設定された電子制御式のガス圧調整器、ガス供給源、前記ガス供給源の出口を前記ガス圧調整器の入口に流体的に接続するガス管路、および、前記ガス圧調整器を前記燃料調整器における前記少なくとも1つのガス注入口に流体的に接続するガス管路と、
燃料供給源と前記少なくとも1つの燃料分散ノズルの間に流体的に接続されて、前記ガス圧P2より高い燃料圧P1を維持する電子制御式の低圧燃料ポンプと
を含み、かつ前記燃料調整容器に供給されるガスは、前記燃料調整容器へと圧送される液体燃料に溶解させられて、液体/ガス燃料溶液を生じ、
噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室に存在する圧力P4を超える高レベルP3まで圧力を上昇させるための高圧燃料ポンプ、および前記燃料調整容器の出口を前記高圧燃料ポンプの入口に流体的に接続する液体/ガス燃料溶液供給管路と、
液体/ガス燃料溶液の形態をなす調整燃料を、前記高圧燃料ポンプから、噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室に存在する圧力P4を超える圧力P3で噴射するために、電子制御式の燃料噴射器へと供給するための燃料供給システムと、
前記ガス圧調整器、前記低圧燃料ポンプ、および前記電子制御式の燃料噴射器に接続されて、前記電子制御式の各装置を動作させるタイミングおよび持続時間を最適化して、最大の燃料効率をもたらすための電子制御システムとを含むことを特徴とする、コモンレール直接噴射燃料供給システムまたはユニットインジェクタ燃料供給システムを具備した内燃機関が提供される。
燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法であって、
(a)ハウジングと、少なくとも1つの燃料分散ノズルと、ガス注入口と、調整燃料の出口と、当該燃料調整容器内における調整燃料の液位を記録するための少なくとも1つの液位センサとを備えた燃料調整容器を設けるステップと、
(b)ガス圧P2を超えた相対的に高い圧力P1で前記燃料調整容器に液体燃料を送り込み、それによって前記燃料分散ノズルにおける圧力降下を、燃料の分散を満足とするに十分なものとなるように調整し、かつ燃焼室による燃料消費率以上の率で前記燃料調整容器を充填するのに十分となるように燃料分散ノズルを通る燃料の流量を調整するステップと、
(c)前記燃料調整容器内における燃料調整プロセス中に、前記ガス注入口を通って少なくとも1つのガスをガス圧P2で前記燃料調整容器へと供給して、調整燃料を高圧燃料ポンプへ、さらには前記燃焼室へと供給するステップと、
(d)前記燃料調整容器内における調整燃料の低液位を記録した信号を前記液位センサから受信すると、より多くの燃料を調整して、前記燃料調整容器に燃料を充填し、前記燃料調整容器内における調整燃料の高液位を記録した信号を前記液位センサから受信すると、充填を自動的に停止に切り替えるステップとを含んだ、燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法も提供される。
内燃機関の燃焼室内への噴射を行うための燃料噴射システムと、燃料調整システムとを含んだ、内燃機関燃料供給システムにおいて、
ハウジング、およびそれに取り付けられた少なくとも1つの燃料分散ノズル、ならびにガス注入口を備えた燃料調整容器と、
前記燃料調整容器内における調整燃料の最高液位および最低液位を制御するための燃料の出口および液位センサと、
前記燃料分散ノズルによる燃料の分散を満足なものとするに十分な燃料圧降下をもたらすために、前記燃料調整容器内におけるガス圧レベルを超えるレベルに設定された低圧で、前記燃料調整容器に取り付けられた少なくとも1つの燃料分散ノズルに液体燃料流を供給するための低圧燃料ポンプと、
シリンダ噴射システムであって、噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室内に存在する圧力P4を超えた高圧P3で調整燃料を電子制御式の燃料噴射器に供給するためのユニットインジェクタ燃料供給システム、および前記燃料調整容器の出口を前記ユニットインジェクタの燃料供給管路の入口に流体的に接続する液体燃料供給管路、または複数の電子制御式の燃料噴射器によって燃焼の瞬間に前記燃焼室内の圧力レベルを超える圧力で液体/ガス燃料溶液を燃焼室内に供給するための高圧燃料ポンプを備えた、シリンダ噴射システムと、
全ての電子制御式の装置の動作を適時に開始させ、その持続時間を最適化して、最大の燃料効率をもたらすための電子制御システムとを含むことを特徴とする内燃機関燃料供給システムも提供される。
2 燃料フィルタ
3 低圧燃料ポンプ
4 燃料管路
5 燃料分散ノズル
6 燃料調整容器
7 液位センサ
8 電子制御システム
9 圧縮ガス供給源
10 管路
11 減圧調整器
12 管路
13 管路
14 高圧燃料ポンプ
15 管路
16 コモンレール
17 管路
18 電子制御式の燃料噴射器
Claims (11)
- 内燃機関用の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムであって、
燃料供給源(1)、燃料調整容器(6)、前記燃料調整容器(6)内に溜められたガス中に液体燃料を放出して分散せしめるために取り付けられた少なくとも1つの燃料分散ノズル(5)、および、前記燃料調整容器(6)に前記ガスを供給するための少なくとも1つのガス注入口と、
前記ガスのガス圧P2を維持するように設定された電子制御式のガス圧調整器(11)、ガス供給源(9)、前記ガス供給源(9)の出口を前記ガス圧調整器(11)の入口に流体的に接続するガス管路(10)、および、前記ガス圧調整器(11)を前記燃料調整器(6)における前記少なくとも1つのガス注入口に流体的に接続するガス管路(12)と、
前記燃料供給源(1)と前記少なくとも1つの燃料分散ノズル(5)との間に流体的に接続されて、前記ガス圧P2より高い燃料圧P1 (P 2 <P 1 )を維持して前記液体燃料を前記燃料分散ノズル(5)へと圧送する電子制御式の低圧燃料ポンプ(3)と
を含んでいて、前記燃料調整容器(6)に前記ガス圧P 2 で供給されるガスは、当該燃料調整容器(6)内に確保された空間に溜められ、当該空間に溜められているガス中に、前記低圧燃料ポンプ(3)によって前記燃料圧P 1 で圧送されて来る前記液体燃料を前記燃料分散ノズル(5)から放出して分散させることにより、前記液体燃料中に前記ガスを溶解してなる液体/ガス燃料溶液を調整燃料として前記燃料調整容器(6)内で生じせしめて当該燃料調整容器(6)内に一旦貯留するように設定されており、かつ、
前記内燃機関の燃焼室への前記液体/ガス燃料溶液の噴射の瞬間に前記燃焼室に存在する圧力P4を超える高レベルの圧力P3 (P 4 <P 3 )まで前記液体/ガス燃料溶液の圧力を上昇させるための高圧燃料ポンプ(14)、および、前記燃料調整容器(6)の出口を前記高圧燃料ポンプ(14)の入口に流体的に接続する液体/ガス燃料溶液供給管路(13)と、
前記液体/ガス燃料溶液を、前記噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室に存在する前記圧力P4を超える前記圧力P3で噴射するために、前記高圧燃料ポンプ(14)から電子制御式の燃料噴射器(18)へと供給する燃料供給システム(15、16、17)と、
前記ガス圧調整器(11)、前記低圧燃料ポンプ(3)、ならびに前記燃料噴射器(18)の各装置を動作させるタイミングおよび持続時間を制御して、前記内燃機関における燃料効率の向上をもたらすための電子制御システム(8)と
を含んでいる
ことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 請求項1記載の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムにおいて、
前記燃料調整容器内に一旦貯留されている前記液体/ガス燃料溶液の液位を監視するために配置された、液体/ガス燃料溶液の液位センサを、さらに含む
ことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 請求項1記載の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムにおいて、
前記高圧燃料ポンプの出口を前記燃料噴射器の燃料供給システムの入口に流体的に接続する液体燃料供給管路と、
前記燃料調整容器の出口を前記高圧燃料ポンプの入口に流体的に接続する液体/ガス燃料溶液供給管路と
を含むことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 請求項1記載の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムにおいて、
前記燃料供給システムは、前記液体/ガス燃料溶液を、前記燃料調整容器から前記燃料噴射器へと、噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室に存在する前記圧力P4を超える前記圧力P3で供給する、ユニットインジェクタ燃料供給システムを含む
ことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 請求項1記載の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムにおいて、
前記燃料供給システムは、コモンレール燃料噴射システムと、前記液体/ガス燃料溶液の圧力を前記噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室内に存在する圧力P4を超える圧力P3まで上昇させて当該液体/ガス燃料溶液を前記コモンレール燃料噴射システムに供給するための高圧燃料ポンプと、前記液体/ガス燃料溶液を前記圧力P3で前記燃焼室内に噴射するための複数の電子制御式の燃料噴射器と、前記コモンレールの複数出口をそれぞれ前記電子制御式の燃料噴射器の入口に各々流体的に接続する複数の高圧液体/ガス燃料溶液供給管路とを含む
ことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 請求項1記載の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムにおいて、
前記燃料圧P1が、前記燃料分散ノズルによる分散を満足なものとするに十分な燃料圧降下を確保するべく前記ガス圧P2よりも高い圧力に設定されている
ことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 請求項1記載の燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステムにおいて、
前記高圧燃料ポンプによって与えられる前記液体/ガス燃料溶液の圧力P3が、当該液体/ガス燃料溶液の前記燃焼室内への噴射の瞬間に前記内燃機関の前記燃焼室内に存在する圧力P4よりも高く設定されている
ことを特徴とする燃料調整および燃焼室への燃料供給のシステム。 - 燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法であって、
(a)ハウジングと、少なくとも1つの燃料分散ノズルと、ガス注入口と、調整燃料の出口と、当該燃料調整容器内における液体/ガス燃料溶液の液位を記録するための少なくとも1つの液位センサとを備えた燃料調整容器を設けるステップと、
(b)前記燃料調整容器内に確保された空間に溜められているガスに、ガス圧P 2 を超えた相対的に高い燃料圧P 1 (P 2 <P 1 )で前記液体燃料を送り込んだ際に前記燃料分散ノズルから放出される前記液体燃料に生じる圧力降下を当該液体燃料の前記ガス中への分散が十分満足なものとなるように調整し、かつ内燃機関の燃焼室における燃料消費率以上の率で、かつ前記空間を確保できるようにしつつ、前記燃料調整容器に前記液体/ガス燃料溶液を貯留するのに十分となるように、前記燃料分散ノズルを通る燃料の流量を調整するステップと、
(c)前記燃料調整容器内における燃料調整プロセス中に、前記ガス注入口を通って少なくとも1つのガス流を前記ガス圧P2で前記燃料調整容器へと供給して、当該燃料調整容器内に確保された空間に前記ガスを溜め、当該空間に溜められているガス中に、前記燃料圧P 1 で送り込まれて来る液体燃料を前記燃料分散ノズルから放出して分散させることにより、前記液体燃料中に前記ガスを溶解してなる液体/ガス燃料溶液の形態で前記調整燃料を前記燃料調整容器内で生じせしめてそれを当該燃料調整容器内に一旦貯留し、当該一旦貯留されている液体/ガス燃料溶液を、高圧燃料ポンプへ、さらには前記燃焼室へと供給するステップと、
(d)前記燃料調整容器内における調整燃料の低液位を記録した信号を前記液位センサから受信すると、より多くの前記液体燃料の調整を行うことで前記液体/ガス燃料溶液を作ってそれを前記燃料調整容器にさらに貯留せしめることで前記液位を増加せしめ、前記燃料調整容器内における調整燃料の高液位を記録した信号を前記液位センサから受信すると、前記調整を自動的に停止に切り替えることで前記液位を減少せしめて、前記燃料調整容器内に貯蔵されている前記液体/ガス燃料溶液の液位を所定の範囲内に保ち、それによって前記空間を確保するステップと
を含むことを特徴とする、燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法。 - 請求項8記載の燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法において、
前記燃料分散ノズルによる液体燃料の満足のいく分散に十分な燃料圧降下を生じさせるべく前記燃料圧P1を前記ガス圧P2よりも高い圧力にするステップを含む
ことを特徴とする、燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法。 - 請求項8記載の燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法において、
前記液体/ガス燃料溶液中におけるガス濃度のレベルが噴射の瞬間に前記燃焼室内に存在する条件に関する溶液飽和レベルを超えるように設定される
ことを特徴とする、燃料を調整して調整燃料を燃焼プロセスに供給する方法。 - 内燃機関の燃焼室内への噴射を行うための燃料噴射システムと、燃料調整システムとを含んだ、内燃機関燃料供給システムにおいて、
ハウジング、およびそれに取り付けられた少なくとも1つの燃料分散ノズル、ならびにガス注入口を備えた燃料調整容器と、
前記燃料調整容器内における調整燃料の最高液位および最低液位を制御するための燃料の出口および液位センサと、
前記燃料分散ノズルによる燃料の分散を満足なものとするに十分な燃料圧降下をもたらすべく前記燃料調整容器内におけるガス圧レベルP 2 を超えるレベルに設定された燃料圧P 1 (P 2 <P 1 )で以て液体燃料を前記燃料調整容器に取り付けられた少なくとも1つの燃料分散ノズルに供給するための低圧燃料ポンプと
を含んでいて、前記燃料調整容器に供給されるガス圧レベルP 2 のガスは当該燃料調整容器内に確保された空間に溜められ、当該空間に溜められているガス中に、前記低圧燃料ポンプによって燃料圧P 1 で前記液体燃料を前記燃料分散ノズルから放出して分散させることにより、前記液体燃料中に前記ガスを溶解してなる液体/ガス燃料溶液を前記調整燃料として前記燃料調整容器内で生じせしめて当該燃料調整容器内に一旦貯留されるようにし、かつ、
シリンダ噴射システムであって、噴射の瞬間に前記内燃機関の燃焼室内に存在する圧力P4を超えた高圧P3 (P 4 <P 3 )で前記液体/ガス燃料溶液を電子制御式の燃料噴射器に供給するためのユニットインジェクタ燃料供給システムと、前記燃料調整容器の出口を前記ユニットインジェクタの燃料供給管路の入口に流体的に接続する液体燃料供給管路または複数の電子制御式の燃料噴射器によって燃焼の瞬間に前記燃焼室内の圧力レベルを超える圧力で液体/ガス燃料溶液を燃焼室内に供給するための高圧燃料ポンプとを備えた、シリンダ噴射システムと、
前記内燃機関および当該内燃機関燃料供給システムにおける電子制御式の各装置の動作を適時に開始させ、その持続時間を最適化する制御を行って前記内燃機関における最大の燃料効率をもたらすための電子制御システムと
を含んでいる
ことを特徴とする内燃機関燃料供給システム。
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