JPH05231199A - 複燃料噴射構造物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ディーゼルオイル等の液体燃料に天然ガス等
のガス燃料を組合せて、内燃機関に利用するための複式
燃料噴射構造物において、従来技術の欠点、すなわち掃
気と一緒にガス燃料が排出される欠点を除去した形式の
ものを提供する。 【構成】 燃料入口弁40を内蔵したシリンダ12を示
す燃料噴射構造物10に対し、プログラム式電子制御ユ
ニット70を介してガス燃料が供給されるようにし、こ
のユニット70が、検知された一定のエンジン作動パラ
メータに従ってガス燃料の噴射を調整し、前記パラメー
タにもとづいて所望ガス燃料流量を決定し、更に、前記
パラメータに応じた信号により弁40を動作せしめ、前
記流量を制御するようにした。
のガス燃料を組合せて、内燃機関に利用するための複式
燃料噴射構造物において、従来技術の欠点、すなわち掃
気と一緒にガス燃料が排出される欠点を除去した形式の
ものを提供する。 【構成】 燃料入口弁40を内蔵したシリンダ12を示
す燃料噴射構造物10に対し、プログラム式電子制御ユ
ニット70を介してガス燃料が供給されるようにし、こ
のユニット70が、検知された一定のエンジン作動パラ
メータに従ってガス燃料の噴射を調整し、前記パラメー
タにもとづいて所望ガス燃料流量を決定し、更に、前記
パラメータに応じた信号により弁40を動作せしめ、前
記流量を制御するようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の作動時にガ
ス燃料を液体燃料と混合する複燃料噴射構造物に関する
ものである。
ス燃料を液体燃料と混合する複燃料噴射構造物に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ディー
ゼル燃料などの液体燃料と、天然ガスなどの気体燃料と
の混合物を内燃機関に使用することは、燃料消費の経済
性の点から見ても、内燃機関の、より清浄かつ効率的な
作動という点からも好都合である。
ゼル燃料などの液体燃料と、天然ガスなどの気体燃料と
の混合物を内燃機関に使用することは、燃料消費の経済
性の点から見ても、内燃機関の、より清浄かつ効率的な
作動という点からも好都合である。
【0003】しかし、液体燃料と気体燃料との混合物を
内燃機関に用いる場合には、一つの特殊な問題がある。
すなわち、掃気の吐出と一緒に気体燃料が逃げてしまう
ことである。
内燃機関に用いる場合には、一つの特殊な問題がある。
すなわち、掃気の吐出と一緒に気体燃料が逃げてしまう
ことである。
【0004】そこで、気体燃料が逃げるのを防止するた
め、内燃機関の特定の作動パラメータに応じて気体燃料
の導入のタイミングを改善することが要求される。
め、内燃機関の特定の作動パラメータに応じて気体燃料
の導入のタイミングを改善することが要求される。
【0005】更に別の問題点は、独立的には操作されな
いガス燃料入口弁内に炭素沈着、熱、圧力が生じるのを
防止しなければならない点である。
いガス燃料入口弁内に炭素沈着、熱、圧力が生じるのを
防止しなければならない点である。
【0006】
【課題を解決するための手段】内燃機関と一緒に使用す
るための、本発明によるガス燃料入口弁構造物は、ガス
燃料をディーゼルオイルなどの液体燃料と混合するもの
である。この混合燃料は、従来の燃料より、清浄かつ効
率的に燃焼する。
るための、本発明によるガス燃料入口弁構造物は、ガス
燃料をディーゼルオイルなどの液体燃料と混合するもの
である。この混合燃料は、従来の燃料より、清浄かつ効
率的に燃焼する。
【0007】本発明によるこの構造物は、電子式に始動
され空気式に制御されるシリンダの燃焼室内へ直接にガ
ス燃料を噴射するためのものである。この構造物の弁調
時は、排気弁の開弁時に掃気と一緒にガス燃料が逃げる
ことのないよう適切に行なわれる。
され空気式に制御されるシリンダの燃焼室内へ直接にガ
ス燃料を噴射するためのものである。この構造物の弁調
時は、排気弁の開弁時に掃気と一緒にガス燃料が逃げる
ことのないよう適切に行なわれる。
【0008】更に本発明によれば、液体燃料に対するガ
ス燃料の付加が、内燃機関の他の操作からは独立して行
なわれる。
ス燃料の付加が、内燃機関の他の操作からは独立して行
なわれる。
【0009】更に、ガス燃料導入のタイミングは、内燃
機関が単一燃料モードで作動するさいに、入口弁内に炭
素やディーゼルオイルが沈着することのないように、選
ばれている。
機関が単一燃料モードで作動するさいに、入口弁内に炭
素やディーゼルオイルが沈着することのないように、選
ばれている。
【0010】更にまた、本発明によれば、2サイクル内
燃機関を液体燃料用から複燃料用に変換するさい、最低
限のハードウェア変更で、変換が可能である。
燃機関を液体燃料用から複燃料用に変換するさい、最低
限のハードウェア変更で、変換が可能である。
【0011】更に、本発明にはプログラム制御ユニット
が備えられ、掃気の排出時にガス燃料が導入されるのを
防止するため、内燃機関の特定作動パラメータ及びクラ
ンク軸位置を検知する前記制御ユニットにより設定され
る最適時点に、ガス燃料が液体燃料との混合のため導入
されるようになっている。
が備えられ、掃気の排出時にガス燃料が導入されるのを
防止するため、内燃機関の特定作動パラメータ及びクラ
ンク軸位置を検知する前記制御ユニットにより設定され
る最適時点に、ガス燃料が液体燃料との混合のため導入
されるようになっている。
【0012】
【実施例】次に本発明の目的及び効果を添付図面につき
説明する。類似の部品には各図面とも同じ符号を付して
ある。
説明する。類似の部品には各図面とも同じ符号を付して
ある。
【0013】ディーゼルエンジンと結合されたガス燃料
入口弁を有する本発明の構造物は、ディーゼルエンジン
・シリンダの燃焼室内へ直接にガス燃料を導入するよう
に構成されている。入口弁の構造は、特に、ディーゼル
エンジンを、単一燃料モードと、ガス燃料が混入される
複燃料モードの、いずれにも使用できるように変換する
さい、ハードウェアの変更が最も少なくて済むと思われ
る構造にされている。ここで用いられるディーゼル燃料
には、適当なすべての液体燃料が含まれており、ディー
ゼルオイルの語は、ここでは全般的な意味での液体燃料
を意味している。
入口弁を有する本発明の構造物は、ディーゼルエンジン
・シリンダの燃焼室内へ直接にガス燃料を導入するよう
に構成されている。入口弁の構造は、特に、ディーゼル
エンジンを、単一燃料モードと、ガス燃料が混入される
複燃料モードの、いずれにも使用できるように変換する
さい、ハードウェアの変更が最も少なくて済むと思われ
る構造にされている。ここで用いられるディーゼル燃料
には、適当なすべての液体燃料が含まれており、ディー
ゼルオイルの語は、ここでは全般的な意味での液体燃料
を意味している。
【0014】特に図1の実施例では、符号10で示した
構造物は、本発明による弁40を内蔵したシリンダ12
を示し、他のシリンダを代表して示されたものである。
構造物は、本発明による弁40を内蔵したシリンダ12
を示し、他のシリンダを代表して示されたものである。
【0015】シリンダ12は、図示のように、ディーゼ
ルエンジン用の典型的な、つまりは従来形式のシリンダ
であり、連接棒15を操作するピストン14を内部に有
するシリンダブロック13から成っている。連接棒15
の他端はクランク軸18と結合されている。シリンダブ
ロック13には空気口20が設けてある。符号19はフ
リーホイールである。
ルエンジン用の典型的な、つまりは従来形式のシリンダ
であり、連接棒15を操作するピストン14を内部に有
するシリンダブロック13から成っている。連接棒15
の他端はクランク軸18と結合されている。シリンダブ
ロック13には空気口20が設けてある。符号19はフ
リーホイールである。
【0016】前記シリンダ12の頂部にはシリンダヘッ
ド22が設けられている。ディーゼルオイルなどの液体
燃料の取入れのために、前記シリンダヘッド22には、
従来形式の、カム軸に取付けられたカム25が備えら
れ、このカム25が、軸26に取付けられた揺れ腕27
を操作し、揺れ腕27はシュー27bにより燃料噴射装
置28を操作する。前記軸26には、符号24で示した
シューを有する別の揺れ腕も取付けられている。このシ
ュー24により排気弁29が逐次的に操作される。排気
弁29は、排気通路32を介して排気を吐出し、この通
路32は、排気マニホールド34を介して排気を吐出す
る。これと関連して、図示されてはいないが、複数の排
気弁が、前記噴射装置28の操作に応じて逐次操作され
る。
ド22が設けられている。ディーゼルオイルなどの液体
燃料の取入れのために、前記シリンダヘッド22には、
従来形式の、カム軸に取付けられたカム25が備えら
れ、このカム25が、軸26に取付けられた揺れ腕27
を操作し、揺れ腕27はシュー27bにより燃料噴射装
置28を操作する。前記軸26には、符号24で示した
シューを有する別の揺れ腕も取付けられている。このシ
ュー24により排気弁29が逐次的に操作される。排気
弁29は、排気通路32を介して排気を吐出し、この通
路32は、排気マニホールド34を介して排気を吐出す
る。これと関連して、図示されてはいないが、複数の排
気弁が、前記噴射装置28の操作に応じて逐次操作され
る。
【0017】前記シリンダブロック13は、内部に燃焼
室12aを有している。本発明の構成による入口弁40
は、各シリンダヘッドに取付けられ、この図では2サイ
クル機関と結合されている。シリンダヘッドは1つだけ
図示してある。4サイクル機関については後述する。
室12aを有している。本発明の構成による入口弁40
は、各シリンダヘッドに取付けられ、この図では2サイ
クル機関と結合されている。シリンダヘッドは1つだけ
図示してある。4サイクル機関については後述する。
【0018】シリンダヘッド22は、通路22aを有す
るように改造されている。通路22aは燃焼室12aに
開いており、入口弁40の弁ハウジング又は弁体41
が、燃焼室12aと連通している通路22a内へそう入
され、適宜に固定されている。
るように改造されている。通路22aは燃焼室12aに
開いており、入口弁40の弁ハウジング又は弁体41
が、燃焼室12aと連通している通路22a内へそう入
され、適宜に固定されている。
【0019】後述するように、この弁構造物では、19
89年9月12日付で発行された出願人の先願米国特許
第4,865,001号に開示された構造物に対するい
くつかの改良点が実現されている。
89年9月12日付で発行された出願人の先願米国特許
第4,865,001号に開示された構造物に対するい
くつかの改良点が実現されている。
【0020】図2は、前記入口弁40の詳細図であり、
図示のように、弁40は細長く、内部に通路41aを有
する形式で実質的に管状をなしている。通路41aは、
前記燃焼室12aに開いており、通路41aを開閉する
ために、弁棒43を有するポペット弁42が、通路41
a内に配置されている。弁棒43は、上方にねじ部分4
3aを有し、この部分にピストン45が調節可能に入念
にねじ付けられている。また、ピストン45にはエア・
シール45aが結合されている。このピストン45の直
径は、前記米国特許のピストンに比して直径が拡大され
ている。すなわち、空気の作用面積をより広くして、よ
り低い操作空気圧で操作できるようにしたのである。
図示のように、弁40は細長く、内部に通路41aを有
する形式で実質的に管状をなしている。通路41aは、
前記燃焼室12aに開いており、通路41aを開閉する
ために、弁棒43を有するポペット弁42が、通路41
a内に配置されている。弁棒43は、上方にねじ部分4
3aを有し、この部分にピストン45が調節可能に入念
にねじ付けられている。また、ピストン45にはエア・
シール45aが結合されている。このピストン45の直
径は、前記米国特許のピストンに比して直径が拡大され
ている。すなわち、空気の作用面積をより広くして、よ
り低い操作空気圧で操作できるようにしたのである。
【0021】前記弁ハウジング41の底部は、前記弁棒
43の下端部のところのかさ形部分42aの弁座もしく
はシール44を形成している。前記弁ハウジング41内
に軸方向に間隔をおいて、弁案内46,47が備えられ
ている。下方の弁案内46は、制限を少なくするために
断面積をより大きくするように設計変更してある。ま
た、上方の弁案内47は、製造を簡単にするため、単一
部分で構成した。双方の弁案内の材料は、潤滑がより少
なくて済むような材料に替えた。
43の下端部のところのかさ形部分42aの弁座もしく
はシール44を形成している。前記弁ハウジング41内
に軸方向に間隔をおいて、弁案内46,47が備えられ
ている。下方の弁案内46は、制限を少なくするために
断面積をより大きくするように設計変更してある。ま
た、上方の弁案内47は、製造を簡単にするため、単一
部分で構成した。双方の弁案内の材料は、潤滑がより少
なくて済むような材料に替えた。
【0022】上方の弁案内47の下部のところから、弁
棒43の下方部分は直径が拡大されている。弁棒のこの
下方部分は、使用中、引張り強さの低下を招くほど著し
く加熱されるので、破断を防止するのに十分なだけ直径
を増大させた。弁棒の上方部分43bは、アクチュエー
タ機能を有する弁棒上端部の公差が狭いので、直径は、
より小さいままにしてある。したがって、弁棒43の直
径はステップ状に改良されている。
棒43の下方部分は直径が拡大されている。弁棒のこの
下方部分は、使用中、引張り強さの低下を招くほど著し
く加熱されるので、破断を防止するのに十分なだけ直径
を増大させた。弁棒の上方部分43bは、アクチュエー
タ機能を有する弁棒上端部の公差が狭いので、直径は、
より小さいままにしてある。したがって、弁棒43の直
径はステップ状に改良されている。
【0023】弁棒43の上方部分には、ディスク状の調
節可能のばね止め53がねじ付けられている。このばね
止め53により、すべての弁が適切な予圧を与えられる
ように、ばね圧を微調整することができる。上方弁案内
47とばね止め53との間には、圧縮コイルばね55が
配置され、弁案内47は、このばね55のシートを形成
している。ばね55は、弁棒43が上行し、閉位置にな
り、通路41aを密封するように強制する。
節可能のばね止め53がねじ付けられている。このばね
止め53により、すべての弁が適切な予圧を与えられる
ように、ばね圧を微調整することができる。上方弁案内
47とばね止め53との間には、圧縮コイルばね55が
配置され、弁案内47は、このばね55のシートを形成
している。ばね55は、弁棒43が上行し、閉位置にな
り、通路41aを密封するように強制する。
【0024】上方の弁案内47内には凹所が形成され、
その凹所には、ガス燃料の漏れを防止するために、弁棒
シール47aが、はめ込まれている。
その凹所には、ガス燃料の漏れを防止するために、弁棒
シール47aが、はめ込まれている。
【0025】上方弁案内47の直ぐ下のところには、ガ
ス燃料入口56が設けられている。入口56には、全体
の供給ラインと接続されたガス供給ライン57からガス
燃料が供給される。全体の供給ラインは、適当な供給源
90と接続されている。前記ガス供給ライン57には、
ガス流制御用のガス流制御弁もしくはガス調整弁69が
設けられている。この弁69により、エンジンの負荷が
シリンダごとに均等化される。供給ライン57は、ライ
ン58から各シリンダへ延びる各ラインを代表して示し
ている。ガス調整弁69の下流に、入口56と一体に結
合された弁温度安全スイッチ56aを備えるようにした
のが一つの改良点である。このスイッチは、各シリンダ
のガス入口弁の同様のスイッチと直列接続されている。
これらのすべてのスイッチを結ぶ回路を完成させるため
に、ソレノイド弁(図示せず)が励起される。このソレ
ノイド弁は、安全モニタ・システムの設備(図示せず)
への潤滑油圧供給装置(図示せず)を制御する。弁の漏
れが、燃焼ガスと熱とをガス流へ戻すのに十分なほど多
量であれば、安全スイッチ56aが開き、ソレノイド弁
は切られて、安全モニタ・システムへのオイル圧がカッ
トオフされ、エンジンが停止する。
ス燃料入口56が設けられている。入口56には、全体
の供給ラインと接続されたガス供給ライン57からガス
燃料が供給される。全体の供給ラインは、適当な供給源
90と接続されている。前記ガス供給ライン57には、
ガス流制御用のガス流制御弁もしくはガス調整弁69が
設けられている。この弁69により、エンジンの負荷が
シリンダごとに均等化される。供給ライン57は、ライ
ン58から各シリンダへ延びる各ラインを代表して示し
ている。ガス調整弁69の下流に、入口56と一体に結
合された弁温度安全スイッチ56aを備えるようにした
のが一つの改良点である。このスイッチは、各シリンダ
のガス入口弁の同様のスイッチと直列接続されている。
これらのすべてのスイッチを結ぶ回路を完成させるため
に、ソレノイド弁(図示せず)が励起される。このソレ
ノイド弁は、安全モニタ・システムの設備(図示せず)
への潤滑油圧供給装置(図示せず)を制御する。弁の漏
れが、燃焼ガスと熱とをガス流へ戻すのに十分なほど多
量であれば、安全スイッチ56aが開き、ソレノイド弁
は切られて、安全モニタ・システムへのオイル圧がカッ
トオフされ、エンジンが停止する。
【0026】弁ハウジング41の上端部には、シリンダ
59がねじ付けられ、シリンダ59は、その圧縮室59
a内にピストン45を有している。シリンダ59の上方
に延びた部分は、キャップ部分、もしくはシリンダと一
体のキャップ59bを形成している。
59がねじ付けられ、シリンダ59は、その圧縮室59
a内にピストン45を有している。シリンダ59の上方
に延びた部分は、キャップ部分、もしくはシリンダと一
体のキャップ59bを形成している。
【0027】キャップ59のところにはソレノイド弁6
2が取付けられている。このソレノイド弁62は、その
弁体部分63がキャップ59b内へ延び、この弁体部分
63は空気口63aを有している。空気口63aは、キ
ャップ内を延びる空気通路又はライン65を制御し、圧
縮室59aと連通している。空気通路65は、従来型の
適当な空気供給源から圧縮空気を定常的に供給されてい
る。ソレノイド弁62の弁体部分63は、空気制御弁を
形成し、脱気口67を有している。この脱気口67から
は、大気中へ空気が逃され、休止時には完全に減圧され
る。空気通路もしくは空気ライン65内にはエアフィル
タ65aが配置されている。このフィルタは焼結青銅製
であるのが好ましい。このフィルタ65aによりソレノ
イド弁62の弁座を損傷する異物が排除される。
2が取付けられている。このソレノイド弁62は、その
弁体部分63がキャップ59b内へ延び、この弁体部分
63は空気口63aを有している。空気口63aは、キ
ャップ内を延びる空気通路又はライン65を制御し、圧
縮室59aと連通している。空気通路65は、従来型の
適当な空気供給源から圧縮空気を定常的に供給されてい
る。ソレノイド弁62の弁体部分63は、空気制御弁を
形成し、脱気口67を有している。この脱気口67から
は、大気中へ空気が逃され、休止時には完全に減圧され
る。空気通路もしくは空気ライン65内にはエアフィル
タ65aが配置されている。このフィルタは焼結青銅製
であるのが好ましい。このフィルタ65aによりソレノ
イド弁62の弁座を損傷する異物が排除される。
【0028】ソレノイド弁62は、後述する電子制御ユ
ニット70によりライン64を介して電子式に制御され
る。本発明の顕著な特徴の一つは、掃気が吐出される間
にガス燃料が失われるのを防止することにある。この防
止は、シリンダ12の燃焼と排気のサイクルに応じて、
クランク軸18の位置に入口弁40の動作を調時するこ
とにより実現される。
ニット70によりライン64を介して電子式に制御され
る。本発明の顕著な特徴の一つは、掃気が吐出される間
にガス燃料が失われるのを防止することにある。この防
止は、シリンダ12の燃焼と排気のサイクルに応じて、
クランク軸18の位置に入口弁40の動作を調時するこ
とにより実現される。
【0029】入口弁40の操作は、プログラム式の電子
制御ユニット70(以下、ECUと記す)により制御さ
れ、調時される。入口弁40の操作によりガス燃料を付
加する措置は、ディーゼル燃料によるエンジン作動から
は完全に独立して行なわれる。このように独立的に操作
することで、エンジンがディーゼル燃料のみによる単一
燃料モードで作動している間に、入口弁40内に種々の
沈着物や圧力が形成されるのが防止される。車両の運転
者は、単一燃料、複燃料いずれかのモードを任意に選択
できるが、どちらかを選択しない場合は、自動的に複燃
料モードになる。液体燃料の導入制御については、ここ
では図示も説明も行なわれないが、その種の制御につい
ては、T.Y.ベッドフォード(Bedford)の米
国特許第4,619,240号の、特に第10欄、11
行から49行に記載されており、その添付図面の図3に
そのセンサ92が示されている。
制御ユニット70(以下、ECUと記す)により制御さ
れ、調時される。入口弁40の操作によりガス燃料を付
加する措置は、ディーゼル燃料によるエンジン作動から
は完全に独立して行なわれる。このように独立的に操作
することで、エンジンがディーゼル燃料のみによる単一
燃料モードで作動している間に、入口弁40内に種々の
沈着物や圧力が形成されるのが防止される。車両の運転
者は、単一燃料、複燃料いずれかのモードを任意に選択
できるが、どちらかを選択しない場合は、自動的に複燃
料モードになる。液体燃料の導入制御については、ここ
では図示も説明も行なわれないが、その種の制御につい
ては、T.Y.ベッドフォード(Bedford)の米
国特許第4,619,240号の、特に第10欄、11
行から49行に記載されており、その添付図面の図3に
そのセンサ92が示されている。
【0030】次に、図3に即して、単一燃料モードから
複燃料モードへの変換について説明する。この変換の制
御システムが図3に示されている。
複燃料モードへの変換について説明する。この変換の制
御システムが図3に示されている。
【0031】ECU70は、ソレノイド弁62が、ガス
燃料のインプットをスタートさせる最適時点に励起され
る前に、種々のエンジン作動パラメータを検知するよう
にプログラムされている。
燃料のインプットをスタートさせる最適時点に励起され
る前に、種々のエンジン作動パラメータを検知するよう
にプログラムされている。
【0032】全体のガス燃料供給ライン58は、高圧調
整器58a、流量制御安全カットオフ弁58b、低圧調
整弁58cを有している。
整器58a、流量制御安全カットオフ弁58b、低圧調
整弁58cを有している。
【0033】また、ガス燃料流量センサ・ライン88
と、ガス燃料温度センサ・ライン89とが、供給ライン
58からECU70のところまで延びている。ECU7
0は、制御ライン92を通る液体燃料のカットバックを
制御し、かつ、流量制御弁106へ延びているガス燃料
ライン105を制御している。エンジン負荷は、エンジ
ン速度につれて変化するガス流量を参照するセンサ88
により検知される。
と、ガス燃料温度センサ・ライン89とが、供給ライン
58からECU70のところまで延びている。ECU7
0は、制御ライン92を通る液体燃料のカットバックを
制御し、かつ、流量制御弁106へ延びているガス燃料
ライン105を制御している。エンジン負荷は、エンジ
ン速度につれて変化するガス流量を参照するセンサ88
により検知される。
【0034】エンジン速度は、フライホイール19に隣
接するフライホイール・センサ80により検知される。
クランク軸の位置は、フライホイール上の位置ターゲッ
ト又は位置マグネット(図示せず)を走査するセンサ8
1により検知される。クランク軸位置によって排気弁の
閉弁が表示されると、エンジン・パラメータの適当な状
態を検知したECUが、各シリンダのソレノイド弁62
を励起し、各シリンダの噴射装置が作動する。
接するフライホイール・センサ80により検知される。
クランク軸の位置は、フライホイール上の位置ターゲッ
ト又は位置マグネット(図示せず)を走査するセンサ8
1により検知される。クランク軸位置によって排気弁の
閉弁が表示されると、エンジン・パラメータの適当な状
態を検知したECUが、各シリンダのソレノイド弁62
を励起し、各シリンダの噴射装置が作動する。
【0035】したがって、ECU70は、ライン92,
105を制御し、かつ入口弁40の操作を行なうことが
分かる。
105を制御し、かつ入口弁40の操作を行なうことが
分かる。
【0036】流量制御弁106を有する、全体のガス燃
料ライン58から、燃料が、ライン57を介して各シリ
ンダへ供給される。液体燃料は、符号107(図3)を
介して供給され、各シリンダへの液体燃料通路はライン
92により制御される。この制御の詳細は、本発明には
関係ない。
料ライン58から、燃料が、ライン57を介して各シリ
ンダへ供給される。液体燃料は、符号107(図3)を
介して供給され、各シリンダへの液体燃料通路はライン
92により制御される。この制御の詳細は、本発明には
関係ない。
【0037】理解を要する点は、特別にプログラム化し
たソフトウェアのインストラクションが、各エンジンに
対して、複燃料、すなわち混合燃料を使用する最適条件
に関して設定され、そうした条件が検知されると、ソレ
ノイド弁62が励起されるという点である。
たソフトウェアのインストラクションが、各エンジンに
対して、複燃料、すなわち混合燃料を使用する最適条件
に関して設定され、そうした条件が検知されると、ソレ
ノイド弁62が励起されるという点である。
【0038】励起されたソレノイド弁62は、その空気
口63aを開き、圧縮室59a内へ圧縮空気流が流入す
る。この圧縮空気流は、ピストン45を押下げ、ばね5
5を圧縮し、通路41aを解放する。ガス燃料は、この
ため、通路41aを自由に流れて燃焼室12aへ流入す
る。
口63aを開き、圧縮室59a内へ圧縮空気流が流入す
る。この圧縮空気流は、ピストン45を押下げ、ばね5
5を圧縮し、通路41aを解放する。ガス燃料は、この
ため、通路41aを自由に流れて燃焼室12aへ流入す
る。
【0039】噴射弁、すなわちソレノイド弁62は、電
気式に始動され、弁42を空気式に作動させる。ガス燃
料は、燃焼室12a内で液体燃料の燃焼により点火され
る。すなわち、ガス燃料の導入完了後に噴射されるパイ
ロット燃料により点火されるに至る。ガス燃料が導入さ
れるのは、燃焼室12a内の圧縮行程の間、それも排気
弁が閉じられてから、続く圧縮圧の急激な増加に至るま
での間である。
気式に始動され、弁42を空気式に作動させる。ガス燃
料は、燃焼室12a内で液体燃料の燃焼により点火され
る。すなわち、ガス燃料の導入完了後に噴射されるパイ
ロット燃料により点火されるに至る。ガス燃料が導入さ
れるのは、燃焼室12a内の圧縮行程の間、それも排気
弁が閉じられてから、続く圧縮圧の急激な増加に至るま
での間である。
【0040】掃気は、燃焼過程の終りから、燃焼室12
a内へガス燃料が導入される次のサイクルまでの間に排
出される。したがって、ガス燃が掃気と一緒に排出され
てしまうことがない。
a内へガス燃料が導入される次のサイクルまでの間に排
出される。したがって、ガス燃が掃気と一緒に排出され
てしまうことがない。
【0041】燃焼室内へガス燃料が導入されると、EC
Uは、各シリンダのソレノイド弁62の空気口63aを
閉じ、脱気口67を開けて、圧縮室59aの空気を抜
き、ばね55が入口弁40を閉じ、ガス燃料を停止さ
せ、一つのサイクルが完了する。
Uは、各シリンダのソレノイド弁62の空気口63aを
閉じ、脱気口67を開けて、圧縮室59aの空気を抜
き、ばね55が入口弁40を閉じ、ガス燃料を停止さ
せ、一つのサイクルが完了する。
【0042】ECU70は、極めて精密に制御され、広
い適用範囲に適合するので、種々のエンジンの異なるrp
m レベルに最適の制御が可能である。ピストン45の位
置とばね55の引張り力とは、最適の仕事率が得られる
ように個々に精密に調節できる。
い適用範囲に適合するので、種々のエンジンの異なるrp
m レベルに最適の制御が可能である。ピストン45の位
置とばね55の引張り力とは、最適の仕事率が得られる
ように個々に精密に調節できる。
【0043】図4は、ECU70の構成を略示したもの
である。前記構造物内にはマイクロプロセッサが備えら
れており、このマイクロプロセッサは、エンジン制御盤
70aと、弁シーケンサ盤もしくはガス入口弁制御盤7
0bとを有している。
である。前記構造物内にはマイクロプロセッサが備えら
れており、このマイクロプロセッサは、エンジン制御盤
70aと、弁シーケンサ盤もしくはガス入口弁制御盤7
0bとを有している。
【0044】図示のように、これらの制御盤70aと制
御盤70bとは、給電ライン70cと、共通又は中立の
ライン70dとにより互いに接続され、更に、図3のと
ころで説明したエンジン制御盤からの駆動信号を伝える
ライン70eや、同じく図3で説明した弁シーケンサ・
ラインからの状態信号を伝えるライン70fによって
も、互いに接続されている。
御盤70bとは、給電ライン70cと、共通又は中立の
ライン70dとにより互いに接続され、更に、図3のと
ころで説明したエンジン制御盤からの駆動信号を伝える
ライン70eや、同じく図3で説明した弁シーケンサ・
ラインからの状態信号を伝えるライン70fによって
も、互いに接続されている。
【0045】回路盤70aの回路は、弁シーケンサ盤7
0bへ信号を送り、弁を操作する。弁シーケンサ盤は、
これに応答し、エンジン制御盤に弁が作動中である旨の
信号を送る。
0bへ信号を送り、弁を操作する。弁シーケンサ盤は、
これに応答し、エンジン制御盤に弁が作動中である旨の
信号を送る。
【0046】エンジン制御盤70aは、弁シーケンサ盤
70bに信号を送り、必要に応じていつでも弁の開閉を
命令する。弁シーケンサ盤は、これに状態信号で応答す
る。
70bに信号を送り、必要に応じていつでも弁の開閉を
命令する。弁シーケンサ盤は、これに状態信号で応答す
る。
【0047】弁シーケンサ盤が操作を拒む場合は、ライ
ン80,81を介してインプット信号にエラーが検知さ
れたことによる。図3のところで説明したように、状態
信号は、エンジン制御盤70aに対し操作不能を示唆
し、エンジン制御盤は自動的にエンジンをディーゼル燃
料モードに戻す。これらすべての処理は短時間に行なわ
れるので、エンジンの作動に際立った変化が生じること
はない。
ン80,81を介してインプット信号にエラーが検知さ
れたことによる。図3のところで説明したように、状態
信号は、エンジン制御盤70aに対し操作不能を示唆
し、エンジン制御盤は自動的にエンジンをディーゼル燃
料モードに戻す。これらすべての処理は短時間に行なわ
れるので、エンジンの作動に際立った変化が生じること
はない。
【0048】前述の構造物は、2サイクル・エンジンの
場合について説明したものである。しかし、弁構造物
は、4サイクル・エンジンに付加して使用することも可
能である。シリンダ当り1つの弁を付加する形式の前記
入口弁構造物は、各シリンダの吸気マニホールド内へそ
う入しておく。ガス燃料は、排気弁が閉じた後、入口弁
が開いている間に導入される。
場合について説明したものである。しかし、弁構造物
は、4サイクル・エンジンに付加して使用することも可
能である。シリンダ当り1つの弁を付加する形式の前記
入口弁構造物は、各シリンダの吸気マニホールド内へそ
う入しておく。ガス燃料は、排気弁が閉じた後、入口弁
が開いている間に導入される。
【0049】言うまでもなく、本発明の枠を逸脱するこ
となしに、本発明による構造物の形状、細部、配置、大
きさに種々変更を加えることができる。本発明の眼目
は、一般的に言えば、既述の目的を実現しうる製品にあ
り、付加した請求項に開示し、限定した部品及び部品の
組合せに存している。
となしに、本発明による構造物の形状、細部、配置、大
きさに種々変更を加えることができる。本発明の眼目
は、一般的に言えば、既述の目的を実現しうる製品にあ
り、付加した請求項に開示し、限定した部品及び部品の
組合せに存している。
【図1】シリンダの縦断面と若干の関連部品の略示図。
【図2】弁構造物の縦断面と若干の関連部品を示した
図。
図。
【図3】複燃料供給システムの略示図。
【図4】電子制御ユニット(ECU)の構成を示した略
示図。
示図。
12 シリンダ 12a 燃焼室 14 ピストン 18 クランク軸 19 フライホイール 22 シリンダヘッド 22a ガス通路 25 カム 27 揺れ腕 28 燃料噴射装置 29 排気弁 34 排気マニホールド 40 燃料入口弁 41 弁ハウジング 42 ポペット弁 46,47 弁案内 56 ガス燃料入口 57 ガス供給ライン 62 ソレノイド弁 69 ガス調整弁 70 電子制御ユニット 88 ガス流量センサ・ライン 89 ガス燃料温度センサ・ライン 92 制御ライン 106 流量制御弁
Claims (11)
- 【請求項1】 液体燃料入口弁、排気弁、および燃焼室
を有するシリンダと組合わされた内燃機関の複噴射構造
物において、 ガス燃料の入口弁、 このガス燃料入口弁を通って前記燃焼室へ達するガス燃
料通路、 前記通路まで延びるガス燃料ライン、 前記通路内に配置され、前記通路常時閉にするための手
段、 前記排気弁が閉じていることを示すために、前記シリン
ダの圧縮行程において前記内燃機関のクランク軸の位置
をその部分の時間中に検知するプログラム式電子制御ユ
ニット、 前記電子制御ユニットによって付勢される装置にして、
前記排気弁の閉弁を前記電子制御ユニットが検知する
と、前記電子制御ユニットにより励起される、前記通路
内の前記手段が、前記通路を前記燃焼室へ開放し、ガス
燃料を前記室内へ噴射させる装置、 前記ガス燃料入口弁下流の前記ガス燃料ライン内におけ
る温度検知装置、および、 安全モニタ装置、を包含し、 前記温度検知装置が前記安全モニタ装置と連通されてい
ることを特徴とする、内燃機関の複燃料噴射構造物。 - 【請求項2】 前記温度検知装置が、前記燃焼室から前
記ガス燃料ライン内へ漏れる燃焼ガスにより動作せしめ
られる感熱スイッチを有し、そして前記温度検知装置が
前記内燃機関を停止させる手段を作動させることを特徴
とする、請求項1記載の複燃料噴射構造物。 - 【請求項3】 前記温度検知装置が、前記ガス燃料ライ
ン内へ前記入口弁から漏出するガスにより動作せしめら
れ、安全モニタ装置と接続されたソレノイドを有し、そ
れによって前記温度検知装置が前記ソレノイドによって
前記モニタ装置を介して前記エンジンを停止させること
を特徴とする、請求項1記載の複燃料噴射構造物。 - 【請求項4】 前記シリンダが、弁と一体のシリンダヘ
ッド部分を有し、かつ前記シリンダヘッド部分がその内
部に埋め込まれた焼結フィルタを有することを特徴とす
る、請求項1記載の複燃料噴射構造物。 - 【請求項5】 前記シリンダが、そこにピストンを有す
る燃料入口弁を含み、前記ピストンが案内を有し、該案
内が一体のばねを備え、前記ピストンを常時閉位置に強
制することを特徴とする、請求項1記載の複燃料噴射構
造物。 - 【請求項6】 前記燃料入口弁を電子式に始動させかつ
空気式に動作させることを特徴とする、請求項1記載の
複燃料噴射構造物。 - 【請求項7】 前記エンジンのクランク軸の位置を検知
し、その位置を前記電子制御ユニットに通報する装置を
有することを特徴とする、請求項1記載の複燃料噴射構
造物。 - 【請求項8】 前記シリンダが直径を拡大したピストン
を有し、この拡大した直径により他の場合より低い操作
空気圧が可能になることを特徴とする、請求項1記載の
複燃料噴射構造物。 - 【請求項9】 前記ガス燃料ラインが、ガス流を制御す
るガス調整弁を有することを特徴とする、請求項1記載
の複燃料噴射構造物。 - 【請求項10】 前記電子制御ユニットがエンジン制御
手段とガス入口弁制御手段とを有し、 前記エンジン制御手段と前記ガス入口弁制御手段とを相
互接続する手段を有し、 前記エンジン制御手段が前記エンジン・クランク軸の前
記検知位置からの駆動信号を受け、 前記ガス入口弁制御手段が、ガス燃料ライン・センサと
ガス燃料ライン温度センサと連通しており、これにより
前記エンジン制御手段と前記入口弁制御手段とが、複燃
料噴射を行なうため、それぞれの作動状態を相互連絡
し、そして前記電子制御ユニットが、これに応じて、前
記ガス燃料入口弁を励起させるように応動することを特
徴とする、請求項1記載の複燃料噴射構造物。 - 【請求項11】 液体燃料入口弁、排気弁、および燃焼
室を有するシリンダと組合された内燃機関の複燃料噴射
構造物において、 前記燃焼室と連通する通路を有するガス燃料入口弁、 前記燃焼室と連通する通路を有する燃料入口弁を内蔵す
る前記シリンダにして、 燃料噴射装置と排気弁とを有する前記シリンダ、を有
し、 前記燃料噴射装置と排気弁とが、カムにより動作せしめ
られる揺れ腕によって逐次操作され、 前記シリンダの燃焼室内でのクランク軸の位置に関して
クランク軸の適当な位置を検知し、前記ガス入口弁を励
起し、かつ前記ガス通路を開くために排気弁が閉じられ
たことを表示するプログラム式電子制御ユニット、 前記ガス燃料入口弁通路内に配置された温度検知装置、
を有し、 これにより、前記ガス通路内の燃焼ガスを検知すると直
ちに前記温度検知装置が前記エンジンを停止させる手段
を動作せしめることを特徴とする、内燃機関の複燃料噴
射構造物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US692145 | 1985-01-17 | ||
US07/692,145 US5136986A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Dual fuel injection structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05231199A true JPH05231199A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=24779436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3284689A Pending JPH05231199A (ja) | 1991-04-26 | 1991-10-30 | 複燃料噴射構造物 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5136986A (ja) |
JP (1) | JPH05231199A (ja) |
AU (1) | AU639591B2 (ja) |
CA (1) | CA2049400C (ja) |
MX (1) | MX174041B (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001065350A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火機関 |
JP2002504647A (ja) * | 1998-02-18 | 2002-02-12 | キャタピラー インコーポレイテッド | 窒素酸化物の排出を減少させるためにガス状燃料及び乳化パイロット燃料の混合ガスによりエンジンを駆動する方法 |
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