JPH0610787A - 複燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複燃料供給装置の複燃料噴射弁の中に、他の
複燃料噴射弁への副燃料の圧送機能を持たせ、複燃料供
給装置を小型化してコストの低減が可能な複燃料噴射弁
の提供を目的とする。 【構成】 主燃料の圧力でニードル４を上昇させて噴口
２を開口して主燃料と副燃料とを噴射する複燃料噴射弁
の弁本体内部に、ニードル４の周囲に設けられた空間に
接続する主燃料の供給通路12と、ニードル４の内部に設
けられた副燃料通路24に連絡する副燃料供給通路22と、
ニードル４が噴口２を閉じるように付勢するばね７を内
装する内部空間６と、この内部空間６に接続する副燃料
圧送室33と、副燃料圧送室33に連絡する副燃料の供給口
31と圧送口34とを設け、ニードル４の上昇時に副燃料圧
送室33内の副燃料を副燃料の圧送口34を通じて送り出
し、下降時に副燃料の供給口31を通じて副燃料を副燃料
圧送室33内に取り入れるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複燃料噴射弁に関し、特
に、１つの燃料噴射弁の中に、主燃料と副燃料の噴射機
構と副燃料の圧送機構とを備えた複燃料噴射弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用内燃機関は、燃料として
ガソリンを使用する火花式機関と、軽油を使用する圧縮
着火式機関に大別されるが、近年、火花式機関において
純粋なガソリンの代価燃料として、ガソリンに別の燃
料、例えばアルコールを混入した混合燃料を使用するこ
とが試みられている。また、圧縮着火式機関であるディ
ーゼル機関においても、軽油の代わりにアルコールを燃
料とすることも試みられている。

【０００３】ところで、ディーゼル機関において軽油の
代わりにアルコールを燃料とする場合には、燃料の圧縮
着火性が軽油に比較して劣る。そこで、アルコールと軽
油とを別々に機関に供給可能とし、噴射の開始時に副燃
料として少量の軽油を供給して着火させ、その後に主燃
料としてのアルコールを供給するようにした複燃料供給
装置が提案されている。例えば、１気筒当たり１個の圧
送手段と１個の燃料噴射用ニードルを用いた複燃料供給
噴射弁（特開昭６０−１１１０５３号公報）や、本出願
人により出願された特開昭６３−１７０５５４号公報に
おいてこの複燃料供給装置が提案されている。

【０００４】図３はこの特開昭６３−１７０５５４号公
報号公報に開示される４気筒のディーゼル機関に応用さ
れる複燃料供給装置の全体構成を示すものである。図３
において、４１は主燃料としてのアルコールを収容する
タンクであり、４２は副燃料としての軽油を収容するタ
ンクである。タンク４１内のアルコールは予備圧縮用ポ
ンプ４２によって配管４５を通じて列型燃料噴射ポンプ
５０に圧送され、タンク４２内の軽油は予備圧縮用ポン
プ４４によって配管４６を通じて副燃料圧送ポンプ６０
に圧送される。

【０００５】５５は各気筒のシリンダヘッドに固定され
る複燃料噴射弁であり、ケーシング内にニードル弁５６
を備えており、図示しないばねによってニードル弁５６
は弁座に着座するように付勢されている。ニードル弁５
６の周囲には環状の燃料通路５７が形成され、配管４９
を通じて列型燃料噴射ポンプ５０から主燃料であるアル
コールの供給を受ける。ニードル弁５６は主燃料の圧力
を受ける受圧部を有し、主燃料の圧力が前述のばねの付
勢力に打ち勝つと開弁してケーシング下端部に設けられ
た噴口５７から燃料が噴射される。

【０００６】ニードル弁５６の中心には副燃料通路５８
が形成され、その下端はニードル弁５６の周囲にある環
状通路５９に開口している。副燃料通路５８にはその気
筒の噴射サイクル以外において軽油が充填され、この充
填された軽油は燃料噴射サイクル時にアルコールの噴射
に先立って噴口５７よりシリンダボア内に噴射される。
これにより、軽油がまず圧縮着火し、その後にアルコー
ルに引火することで燃焼が行われる。

【０００７】この従来の複燃料供給装置では、燃料戻し
通路８３と絞り８４とにより副燃料充填量が制御され、
燃料噴射ポンプとして列型燃料噴射ポンプ５０が使用さ
れている。燃料噴射ポンプ５０はプランジャ（図示せ
ず）を内蔵した一連のシリンダ２を有し、各シリンダ２
内においてプランジャの先端に形成される図示しない主
燃料加圧室は配管４９を介してそれぞれの複燃料噴射弁
５５に接続される。周知のように、アクセルペダルに連
結されるアジャストレバー５２によりプランジャの有効
ストローク、即ち燃料噴射量が制御される。

【０００８】次に副燃料圧送ポンプ６０について説明す
る。副燃料圧送ポンプ６０はそのケーシング６１内に配
置されるピストン６２と、ピストン６２を付勢するばね
６４と、チェック弁６６，６８とから構成される。ピス
トン６２の一端には副燃料である軽油の加圧室７２があ
り、ピストン６２の他端は通路６３と主燃料の配管４９
を通じて前述の主燃料加圧室に連通している。ピストン
６２は通常はばね６４によって通路６３側に付勢されて
いる。

【０００９】副燃料圧送ポンプ６０にはタンク４２内の
軽油が、予備圧縮用ポンプ４４、配管４６、およびチェ
ック弁６６を介して供給され、ピストンによって加圧さ
れた軽油は、チェック弁６８、通路７８、８１およびチ
ェック弁８２を介して複燃料噴射弁５５に送られる。ま
た、通路７８には絞り８４が配置された副燃料戻し通路
８３が接続しており、この副燃料戻し通路８３は副燃料
タンク４２に接続している。

【００１０】この複燃料供給装置では、主燃料の圧送に
よりピストン６２が駆動され、副燃料加圧室７２より通
路７８、８１を経て各複燃料噴射弁５５に副燃料である
軽油が充填される。このように充填された軽油はその気
筒の燃料噴射時に主燃料であるアルコールの噴射に先立
って噴射される。また、軽油の充填は回転数に応じて増
減され、各回転数に渡って丁度良い量の軽油を充填する
ことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複燃料供給装置では、１気筒あたり１個の副燃料の圧送
手段と１個の燃料噴射弁が必要であるため、装置が大掛
かりになってコストが増大する恐れがあった。そこで、
本発明は、前記従来の複燃料供給装置における課題を解
消し、複燃料供給装置において副燃料の圧送器を別途設
けることなく、１個の複燃料噴射弁の中に副燃料の圧送
機能を持たせることによって、装置を小型化してコスト
を低減することができる複燃料噴射弁を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、主燃料の圧力によって弁本体に内蔵されたニード
ルを上昇させ、弁本体先端に設けられた噴口を開口して
主燃料と副燃料とを噴射する複燃料噴射弁であって、主
燃料によりニードルを開弁し、ニードル開弁ストローク
により副燃料を他の複燃料噴射弁に圧送すると共に、ニ
ードル開弁に伴い副燃料を噴射することを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用】本発明の複燃料噴射弁によれば、主燃料により
ニードルが開弁され、ニードル開弁ストロークにより副
燃料が他の複燃料噴射弁に圧送されると共に、ニードル
開弁に伴って副燃料が噴射される。この結果、１つのピ
ストンで主燃料の噴射と副燃料の圧送を実行することが
可能となる。

【００１４】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１には本発明の一実施例の複燃料噴射弁
１０の構成が断面により示され、図２にこの複燃料噴射
弁１０を使用した複燃料噴射装置の全体構成が示され
る。この実施例の複燃料噴射弁１０は、例えば、主燃料
としてアルコール、副燃料として軽油を使用するディー
ゼル機関において、２種の燃料を噴射する場合に使用さ
れるものである。

【００１５】この実施例の複燃料噴射弁１０の弁本体１
は、ホルダボディ１ａとチップパッン１ｂとノズルボデ
ィ１ｃの３つの部分から構成されており、ノズルボディ
１ｃの先端部に噴口２が設けられている。弁本体１内に
はニードル４が上下動可能に収容されており、ニードル
４はその下端位置においてその先端部がシート部３に密
着して噴口２を閉じるように構成されている。また、ニ
ードル４の上端部にはプレッシャピン５が取り付けられ
ており、このプレッシャピン５は弁本体１に設けられた
内部空間６に内装されたばね７を受けるばね受けとなっ
ている。そして、ニードル４はこのばね７の付勢力によ
って常時はその先端部がシート部３に密着して噴口２を
塞ぐようになっている。

【００１６】ホルダボディ１ａの上端部には主燃料の供
給口１１と第１の副燃料の供給口２１が開口している。
主燃料の供給口１１は弁本体１内に設けられた主燃料通
路１２によってニードル４の中央部の周囲に設けられた
主燃料溜まり１３に連絡されている。この主燃料溜まり
１３はニードル４の周囲に設けられた燃料通路１４を通
じて噴口２に連絡されている。

【００１７】一方、ニードル４の内部には副燃料通路２
４が設けられており、この副燃料通路２４の一端はニー
ドル４の先端部に開口しており、他端は主燃料溜まり１
３より上方のニードル４の側面に開口している。副燃料
通路２４の先端部の開口はシート部３よりも上方にあ
り、燃料通路１４に連絡されている。また、ニードル４
の側面の開口は、副燃料通路２２によって第１の副燃料
の供給口２１に連絡されている。そして、副燃料通路２
２の途中には副燃料の逆流を防止するチェック弁２３が
設けられている。従って、ニードル４が噴口２を閉じて
いる時に、第１の副燃料供給口２１から副燃料が入って
くると、副燃料は副燃料通路２２、チェック弁２３、副
燃料通路２４を通ってニードル４の先端部の開口からニ
ードル４の周囲の燃料通路１４の先端部に充填される。

【００１８】更に、この実施例では前述の内部空間６は
副燃料圧送室６となっている。この副燃料圧送室６には
第２の副燃料の供給口３１からチェック弁３２を介して
副燃料が供給されるようになっている。また、この副燃
料圧送室６には副燃料の圧送口３４があり、この圧送口
３４はチェック弁３５を介して副燃料圧送管３６により
別の複燃料噴射弁の第１の副燃料供給口に連絡されるよ
うになっている。

【００１９】図２は本発明の複燃料供給装置におけるこ
の副燃料圧送管３６の接続関係を説明するものである。
その他の構成は図３に示した従来の複燃料供給装置と同
じであるので、図２と同じ符号を付してその説明を省略
する。図３に示すように、第２の副燃料の供給口３１は
各気筒の複燃料噴射弁１０に共通であり、副燃料の予備
圧縮用ポンプ４４から副燃料の供給を受けるようになっ
ている。この実施例ではＮＯ．１気筒の副燃料圧送管３
６がＮＯ．３気筒の第１の副燃料供給口２１に接続され
ており、同様に、ＮＯ．３気筒の副燃料圧送管３６がＮ
Ｏ．４気筒の第１の副燃料供給口２１に接続され、Ｎ
Ｏ．４気筒の副燃料圧送管３６がＮＯ．２気筒の第１の
副燃料供給口２１に接続され、ＮＯ．２気筒の副燃料圧
送管３６がＮＯ．１気筒の第１の副燃料供給口２１に接
続されている。この副燃料圧送管３６の接続は、各気筒
の燃料の噴射順序に対応して決めれば良い。

【００２０】次に、以上のように構成された複燃料噴射
弁１０の動作を説明する。まず、予備圧縮用ポンプ４４
から送られてきた副燃料は、第２の副燃料の供給口３１
からチェック弁３２を介して副燃料圧送室６に入る。こ
の後、主燃料供給口１１より高圧の主燃料が入ってくる
と、主燃料は主燃料通路１２を通って主燃料溜まり１３
に入り、ニードル４をリフトさせると共に燃料通路１４
の通路先端部に充填されていた副燃料を開弁した噴口２
から噴射した後に、この主燃料が噴口２から噴射され
る。

【００２１】そして、主燃料によりニードル４がリフト
すると、副燃料圧送室６内の副燃料は圧縮され、副燃料
圧送口３４よりチェック弁３５を介して副燃料圧送管３
６を通じて充填先の別の複燃料噴射弁１０の第１の副燃
料供給口２１に送られる。充填先の複燃料噴射弁１０で
は、主燃料の噴射が行われていないのでニードル４はシ
ート部３に着座して噴口２を閉じているので、第１の副
燃料供給口２１からの副燃料は副燃料通路２２、チェッ
ク弁２３、副燃料通路２４を通ってニードル４の先端部
の開口からニードル４の周囲の燃料通路１４の先端部を
充填する。

【００２２】なお、チェック弁３２とチェック弁３５、
および副燃料の圧送圧力の関係は、弁３２の開弁圧＜ポ
ンプ４４の圧送圧＜弁３５の開弁圧＜ニードル４のリフ
トによる圧送圧のようになっているので、ポンプ４４よ
り送られる副燃料が副燃料圧送管３６から出ていくこと
はない。また、チェック弁の配置については、チェック
弁２３は主燃料の副燃料通路への逆流を防止するために
可能な限りニードル４の先端部に近い方が良く、チェッ
ク弁３２，３５は副燃料圧送室６のデッドスペースの低
減のために可能な限りニードル４に近い方が望ましい。

【００２３】以上のように、本発明では、主燃料による
ニードルリフトが副燃料の圧送源であるので、低負荷時
のような少量の燃料噴射時にはニードルのリフト量も少
なくなり、圧送される副燃料量も少なくなるというよう
に、副燃料の圧送量の制御が行われる。また、エンジン
ブレーキの作動状態のような、噴射燃料が無い状態の時
には、副燃料の圧送が停止されるので、複燃料噴射弁へ
の副燃料の過度の充填のような状況も起こらない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複燃料供給装置の複燃料噴射弁の中に、他の複燃料噴射
弁への副燃料の圧送機能を持たせたことにより、各気筒
毎の副燃料の圧送器が不要になり、複燃料供給装置を小
型化してコストの低減が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複燃料噴射弁の一実施例の構成を示す
断面図である。

【図２】図１の複燃料噴射弁を使用した複燃料供給装置
の構成を示す系統図である。

【図３】従来の複燃料噴射弁を使用した複燃料供給装置
の構成を示す系統図である。

【符号の説明】

１…弁本体 ２…噴口 ３…シート部 ４…ニードル ５…プレッシャピン ６…副燃料圧送室 ７…ばね １０…本発明の一実施例の複燃料噴射弁 １１…主燃料の供給口 １２…主燃料通路 １３…主燃料溜まり １４…燃料通路 ２１…第１の副燃料の供給口 ２２，２４…副燃料通路 ２３，３２，３５…テェック弁 ３１…第２の副燃料の供給口 ３４…副燃料圧送口 ３６…副燃料圧送管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主燃料の圧力によって弁本体に内蔵され
   たニードルを上昇させ、弁本体先端に設けられた噴口を
   開口して主燃料と副燃料とを噴射する複燃料噴射弁であ
   って、 主燃料によりニードルを開弁し、ニードル開弁ストロー
   クにより副燃料を他の複燃料噴射弁に圧送すると共に、
   ニードル開弁に伴い副燃料を噴射することを特徴とする
   複燃料噴射弁。