JPH06103013B2 - 複燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多気筒内燃機関の燃料噴射装置に関し、さらに
詳細には、圧縮自己着火しにくいアルコール等を主燃料
とし、圧縮自己着火に優れた軽油等を副燃料として用い
るディーゼル機関の複燃料供給装置に関する。

〔従来の技術〕

アルコール等を主燃料とし、軽油等を副燃料として用い
る複燃料供給装置においては、アルコールと軽油を混合
することなく、これらを層状に噴射させるのが好ましい
ことが知られている。即ち、小量の軽油を火種を供すべ
く先に噴射させ、次いで主燃料たるアルコールを噴射さ
せるものである。特開昭58-206867号公報にそのような
複燃料供給装置が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記先行技術においては、主燃料を圧送するための分配
型燃料噴射ポンプと副燃料を圧送するための圧送器と燃
料噴射ノズルとからなるものであり、圧送器は分配型燃
料噴射ポンプの圧送中の主燃料の圧力により作動される
ようにしたものである。主，副燃料を前述した層状に供
給するために、特定の噴射ノズルの副燃料導入通路への
副燃料の導入を、別の噴射ノズルの主燃料導入通路に導
入される途中の主燃料の圧力によって作動される圧送器
によって行うようにしている。従って、特定の燃料噴射
ノズルにはそのノズルの噴射時期に先立って副燃料が導
入され、順番が来たときにそのノズルに主燃料が噴射さ
れる。尚、副燃料の導入はノズルの開弁圧に至らない圧
力で行われる。

上述した先行技術においては、気筒数と同数の圧送器が
必要なため、複数の圧送器の個体バラツキにもとづく気
筒間の充填量のバラツキが生じるという問題点があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明によれば、第１の
燃料を圧送するために複数の吐出通路を有する燃料噴射
ポンプと、第２の燃料を圧送するために単一の送出口を
有し且つ前記燃料噴射ポンプに機械的に連結された圧送
器と、第１及び第２の燃料を導入するためにそれぞれに
第１及び第２の燃料導入通路を有する複数の燃料噴射ノ
ズルと、該燃料噴射ノズルの各々の第１の燃料導入通路
を前記燃料噴射ポンプのそれぞれ対応する吐出通路に連
結する第１の配管と、前記燃料噴射ノズルの全ての第２
の燃料導入通路を前記圧送器の前記単一の送出口に共通
的に連結する第２の配管と、前記第２の燃料導入通路に
配置され、燃料噴射ノズルから圧送器へ向かう流れを阻
止するチェック弁とを備え、該チェック弁の作用によ
り、前記圧送器から圧送される第２の燃料を、前記燃料
噴射ポンプから第１の燃料が供給されていない燃料噴射
ノズルのみの第２の燃料導入通路内に導入して該ノズル
内に蓄え、次いで該ノズルに前記燃料噴射ポンプから第
１の燃料が供給されて該ノズルが開弁すると、先ず前記
ノズル内に蓄えられた第２の燃料を、次いで前記第１の
燃料を該ノズルから噴射する複燃料供給装置が提供され
る。

〔作用〕

燃料噴射ノズルからの燃料噴射中は、燃料噴射ポンプか
ら供給された第１の燃料により、ノズル内圧力は圧送器
からの第２の燃料の供給圧力より高くなっている。この
ため、チェック弁の作用により燃料噴射中のノズルには
第２の燃料は供給されず、燃料噴射中以外のノズルのみ
に第２の燃料が供給される。この第２の燃料は、次回の
燃料噴射までノズル内に蓄えられ、第１の燃料が供給さ
れてノズル内圧力が開弁圧になると、第１の燃料圧力に
押され、ノズルから第１の燃料に先立って噴射される。
このため、燃料噴射時に各ノズルからは別々に、先ず第
２の燃料が噴射され、次いで第１の燃料が噴射される。

〔実施例〕

第１図において、本発明による複燃料供給装置は１個の
燃料噴射ポンプ10と、１個の圧送器12と、ディーゼル機
関の気筒数と同数の燃料噴射ノズル14とから構成され
る。さらに、アルコール等の主燃料のための第１の燃料
タンク16及び軽油等の副燃料のための第２の燃料タンク
18がある。燃料噴射ポンプ10にはフィードポンプ20によ
り第１の燃料が供給され、圧送器12にはフィードポンプ
22により第２の燃料が供給される。

燃料噴射ポンプ10は従来公知の分配型、或いは列型の燃
料噴射ポンプとして構成することができ、これらはシリ
ンダ内に挿入されたプランジャ（図示せず）の作用によ
り燃料を圧送するものであり、そのようなプランジャを
駆動するために機関に同期して回転する駆動軸24があ
る。燃料噴射ポンプ10はプランジャの作用により加圧さ
れた燃料を各燃料噴射ノズル14に供給するために気筒数
と同数の高圧燃料吐出口通路26を有している。各吐出通
路26には定圧式デリバリ弁28が配置される。各定圧式デ
リバリ弁28は噴射時に燃料噴射ノズル14に向かう通路を
開くとともに噴射終了時に閉弁し、さらにその内部に設
けたチェック弁30により噴射終了後の燃料噴射ノズル14
の残留圧力を一定に保つものである。

各燃料噴射ノズル14は底部に噴口32を有するノズル本体
34と、ノズル本体34内に挿入されたニードル弁35とから
なるものである。第１図においては燃料噴射ノズル14の
上方部分は省略されているが、そのような上方部分にニ
ードル弁35を付勢するスプリングが配置されることは明
らかであろう。

ノズル本体34には第１の燃料を導入するための第１の燃
料導入通路36が形成されており、この第１の燃料導入通
路36はニードル弁35が開かれたときに噴口32に連通可能
である。この第１の燃料導入通路36はパイプ38によりそ
れぞれ燃料噴射ポンプの特定の吐出通路26に連結され
る。ノズル本体34にはさらに第２の燃料を導入するため
の第２の燃料導入通路40が形成されており、この第２の
燃料導入通路40はニードル弁35の弁座近くで第１の燃料
導入通路36に連通している。さらに詳細には、第２の燃
料導入通路40はノズル本体34からニードル弁35の中央部
を通って形成され、ニードル弁35の先端部付近で第１の
燃料導入通路36の環状部分に放射状に開口している。各
燃料噴射ノズル14は同じ構造を有していて全ての第２の
燃料導入通路40が圧送器12の単一の送出口48に共通的に
連結される。さらに、各第２の燃料導入通路40には圧送
器12に向かう流れを阻止するチェック弁42が配置され
る。

圧送器12は本体44からなり、本体44内にはほぼＴ字状の
内部空洞が形成され、Ｔの水平辺に対応する内部空洞部
分が直線状の通路を形成し、その端部がそれぞれ第２の
燃料のための導入口46及び送出口48となっている。導入
口46には燃料の圧送器12内への流入のみを許容するチェ
ック弁50が配置され、第２の燃料タンク18からフィード
ポンプ22を介して第２の燃料が導入される。送出口48に
は燃料の圧送器12からの流出のみを許容するチェック弁
52が配置され、この単一の送出口48が長さ及び内径を等
しくすることにより流路抵抗が等しくされたパイプ54,5
6,58により燃料噴射ノズル14の全ての第２の燃料導入通
路40に共通的に連結される。

圧送器12の導入口46と送出口48との間にはスプリング室
60が形成される。前記Ｔ形内部空洞の垂直辺に相当する
シリンダ62に摺動可能に挿入された圧送ピストン64の一
端が、スプリング室60内に突出している。スプリング室
60内にはスプリング66が配置され、圧送ピストン64を第
１図で下方に付勢している。圧送ピストン64の下端部に
はタペット68が取付けられ、タペット68はカム70に当接
する。この実施例においては、カム70は４気筒のディー
ゼル機関に対応して４個の突部を形成したものとなって
いる。カム70は駆動軸72上に取付けられたものであり、
この駆動軸72は燃料噴射ポンプ10の駆動軸24に連結軸74
を介して連結されたものである。尚、圧送器12の駆動軸
72は、連結軸74の代りにベルトやその他の機械的連結手
段により燃料噴射ポンプ10の駆動軸24に連結されること
もできる。

以下第２図を参照しつつ作用について説明する。

第１図及び第２図は４気筒の例を示し、その噴射順序が
I,III,IV,IIであり、圧送器12のカム70もこのタイミン
グに同期するものとする。クランク角度０度で第１気筒
の噴射が行われる。これは燃料噴射ポンプ10から第１の
燃料を燃料噴射ノズル14へ圧送することによって行わ
れ、第１の燃料の圧送圧が燃料噴射ノズル14の開弁圧よ
りも高くなることによって燃料が機関燃焼室に吐出す
る。このとき同時に、圧送器12も第２の燃料を圧送して
いる。この第２の燃料の圧送圧は燃料噴射ノズル14の開
弁圧よりも低く設定されており、従って、第１の燃料の
圧送圧よりも低い。第１気筒においては、燃料噴射ノズ
ル14の第２の燃料導入通路40に設けたチェック弁42が閉
じることにより第１の燃料導入通路36から第２の燃料導
入通路40への逆流が防止され且つ第２の燃料は進入しな
い。よって前述したように燃料噴射ノズル14を開弁させ
ることができる。

残りの気筒では、圧送器12の単一の送出口48から第２の
燃料が３個の燃料噴射ノズル14に導入される。各気筒の
燃料噴射ノズル14の第２の燃料導入通路40に導入された
第２の燃料は、ノズル底部で合流する第１の燃料導入通
路36に進入する。第２の燃料の圧送圧はノズル開弁圧よ
りも低く且つ燃料噴射ポンプ10の吐出通路26に設けられ
た定圧デリバリ弁28のチェック弁30の開弁圧よりも高い
ために、第２の燃料が第１の燃料を押戻しつつ第１の燃
料導入通路36に進入できる訳である。このようにして、
第２の燃料が各燃料噴射ノズル14の底部に充填され、こ
の充填量は１回充填毎に３気筒に分配され且つ１気筒に
ついて見れば噴射期間毎にそのように分配された充填が
３回あることになり、従って、各気筒の第２の燃料の充
填量が極めて平均化されることになり、微量ずつ供給さ
れる第２の燃料の気筒間バラツキがなくなることにな
る。４回目の充填のときはその気筒の噴射のときであ
り、このときにはクランク角度０度で説明した第１気筒
のようにして噴射が行われる。そして、この噴射時に
は、着火性の良い第２の燃料が先に噴射され、その後に
続いて噴射された第１の燃料に容易に着火せしめること
ができる。

第３図は圧送器12のカム70が燃料噴射ポンプ10と非同期
して駆動される場合を示し、燃料噴射ポンプ10の各気筒
の噴射の中間で第２の燃料が圧送されるようにした様子
を示すものである。これによれば、例えば第１気筒でク
ランク角度０度から720度の噴射の間に合計４回の第２
の燃料の充填が行われ、第２図で説明したものよりも１
回多くすることができる。これによって、燃料噴射ノズ
ル14の先端にさらに確実に第２の燃料を充填することが
できる。

第４図は第２実施例を示すもので、圧送器12を燃料噴射
ポンプ10に機械的に連結して駆動することにより第２の
燃料の圧送量を可変にすることができる例を示すもので
ある。第４図に示す圧送器12は第１図と同様に燃料噴射
ポンプ10の駆動軸24に連結軸74を介して連結された駆動
軸72を有し、この駆動軸72には第１図同様のカム70が取
付けられている。ハウジング44内にはフィードホール80
を有するシリンダ82が固定され、このシリンダ82内にプ
ランジャ84が挿入されたものである。このプランジャ84
は列型燃料噴射ポンプのプランジャに採用されている型
式のものであり、その上半部が中空となっており且つ外
周面にリードを切ったものである。プランジャ84にはピ
ニオンが取付けられ、コントロールラック86によって角
度位置が調整される。それによって、フィードホール80
とリードとの係合ストロークが変り、よって圧送量を可
変にすることができる。好ましくは、低温始動時や高負
荷，高回転時に第２の燃料を増量させるようにコントロ
ールラック86を制御することができる。尚、この例にお
いても、圧送器12は全ての燃料噴射ノズル14の第２の燃
料導入通路に共通的に連結される単一の送出口48を有す
るものである。

第５図は本発明の第３実施例を示し、燃料噴射ポンプ10
は分配型燃料噴射弁により構成される。分配型燃料噴射
ポンプ10は図示しない駆動軸により回転駆動され且つロ
ーラ90上を転動するカム92によって往復動されるプラン
ジャ94を有する。プランジャ94の先端側には圧力室96が
形成され、この圧力室96はプランジャ94の中心部を延び
るポート98により分配通路（吐出通路）26に連通するこ
とができるようになっているのが一般的である。この実
施例においては、プランジャ94の中心部を延びるポート
98はプランジャ94の先端に開口せず、先端近くで外周部
に設けたグルーブ100に開口する。このグルーブ100は同
じくプランジャ94の外周部に設けられる吸入グルーブと
は別の位置に設けられるものである。

プランジャ94の先端は円筒凹陥面として形成される。一
方、圧送器12の本体44は圧力室96を閉じるキャップ状に
形成され、ナット102により燃料噴射ポンプ10の本体に
螺着される。圧送器12の圧送ピストン64aは燃料噴射ポ
ンプ10の圧力室96内に延長され、プランジャ94の凹形状
先端面に係止される。このために、圧送ピストン64aの
端部は段付状に大きくなっており、この段付端部をプラ
ンジャ94の先端凹面に圧入固定させる。これによって燃
料噴射ポンプ10のプランジャ94と圧送器12の圧送ピスト
ン64aとが機械的に連結される。圧送器12の圧送ピスト
ン64aは燃料噴射ポンプ10のプランジャ94と一体的に運
動することができるので、第１図に示されるようなリタ
ーンスプリング66は不用になり、従ってスプリング室60
が不用なので、圧送ピストン64aの先端の圧縮空間面積
を小さく形成することができ、よって比較的小量の第２
の燃料を効率よく圧送することが可能である。

第６図は圧送器12の圧送ピストン64bが燃料噴射ポンプ1
0のプランジャ94の先端に螺着されるようにした例を示
すものであり、さらに圧送器12のシリンダ62の途中に導
入口46が設けられ且つシリンダ62の先端に送出口48が設
けられている。この構成によれば、圧送器12の構造がさ
らに簡単になる。尚、送出口48に燃料噴射ノズル14の全
ての第２の燃料導入通路40が共通的に連結されることは
前述の実施例と同様である。

第７図は第６図をさらに変形した例を示すものであり、
圧送器12の圧送ピストン64cが燃料噴射ポンプ10のプラ
ンジャ94の先端をその圧力室96から突出するように延長
することによって形成されたものであり、このようにし
て形成された圧送ピストン64cが圧送器12に設けたシリ
ンダ62に単に挿入されるようになっている。尚、作用に
ついては前述した例とほぼ同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば圧送器が燃料噴射ポ
ンプに機械的に連結されているので燃料料噴射ポンプの
圧送作用に影響を与えることなく圧送器を作動させるこ
とができ、圧送器の単一の送出口に全ての燃料噴射ノズ
ルの第２の燃料導入通路が共通的に連結されているので
第２の燃料の充填をバラツキなく行うことができる。特
に、本発明の圧送器は、従来技術のように燃料噴射ポン
プの圧送中の燃料の圧力を受けて作動するものではな
く、燃料噴射ポンプに機械的に連結されているために、
圧送器を作動させるために燃料噴射ポンプの燃料圧送圧
を消費せず、従って、燃料噴射ポンプは一時的な貯圧状
態におちいることなくシャープな噴射を可能にするもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図は第１図
の実施例の燃料噴射及び燃料充填を説明するための図、
第３図は第２図の変化例を示す図、第４図は本発明の第
２実施例の構成図、第５図は同じく第３実施例を示す
図、第６図は第４実施例を示す図、第７図は第５実施例
を示す図である。 10……燃料噴射ポンプ、12……圧送器、 14……燃料噴射ノズル、24……駆動軸、 26……吐出通路、36・40……燃料導入通路、 42……チェック弁、46……導入口、 48……送出口、64……圧送ピストン、 70……カム、72……駆動軸、 74……連結軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の燃料を圧送するために複数の吐出通
   路を有する燃料噴射ポンプと、 第２の燃料を圧送するために単一の送出口を有し且つ前
   記燃料噴射ポンプに機械的に連結された圧送器と、 第１及び第２の燃料を導入するためにそれぞれに第１及
   び第２の燃料導入通路を有する複数の燃料噴射ノズル
   と、 該燃料噴射ノズルの各々の第１の燃料導入通路を前記燃
   料噴射ポンプのそれぞれ対応する吐出通路に連結する第
   １の配管と、 前記燃料噴射ノズルの全ての第２の燃料導入通路を前記
   圧送器の前記単一の送出口に共通的に連結する第２の配
   管と、前記第２の燃料導入通路に配置され、燃料噴射ノ
   ズルから圧送器へ向かう流れを阻止するチェック弁とを
   備え、 該チェック弁の作用により、前記圧送器から圧送される
   第２の燃料を、前記燃料噴射ポンプから第１の燃料が供
   給されていない燃料噴射ノズルのみの第２の燃料導入通
   路内に導入して該ノズル内に蓄え、次いで該ノズルに前
   記燃料噴射ポンプから第１の燃料が供給されて該ノズル
   が開弁すると、先ず前記ノズル内に蓄えられた第２の燃
   料を、次いで前記第１の燃料を該ノズルから噴射する複
   燃料供給装置。