JPH07139436A - 燃料・水噴射装置 - Google Patents
燃料・水噴射装置Info
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- JPH07139436A JPH07139436A JP5314306A JP31430693A JPH07139436A JP H07139436 A JPH07139436 A JP H07139436A JP 5314306 A JP5314306 A JP 5314306A JP 31430693 A JP31430693 A JP 31430693A JP H07139436 A JPH07139436 A JP H07139436A
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- JP
- Japan
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- water
- fuel
- injection
- valve
- hydraulic oil
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多シリンダのディーゼル機関に適用され、注
水系統に異常の発生したシリンダがある場合には、警報
を発するとともに、該シリンダへの燃料の噴射量を抑制
し、シリンダ内圧力や排気温度の上昇、黒煙の発生を防
止することができ、もし異常シリンダ数が多い場合に
は、燃料のみの噴射による運転に移行できる燃料・水噴
射装置を提供することを目的とする。 【構成】 水供給源となる水タンク２０１から燃料噴射
弁４０に通じる管路に設けた水供給ポンプ２０２、逆止
弁２０３，２０４と、スプール３０２のストロークで注
水量が、電磁作動油切替弁３０５で注水時期が制御され
るアクチュエータ３０１が設けられた注水ユニット３０
０と、作動油圧送源となる作動油タンク１０１、作動油
ポンプ１０２と、これら各要素の動作を制御するコント
ローラ４００と、コントローラからの制御信号を入力し
各構成部を制御する駆動装置を有してなる。
水系統に異常の発生したシリンダがある場合には、警報
を発するとともに、該シリンダへの燃料の噴射量を抑制
し、シリンダ内圧力や排気温度の上昇、黒煙の発生を防
止することができ、もし異常シリンダ数が多い場合に
は、燃料のみの噴射による運転に移行できる燃料・水噴
射装置を提供することを目的とする。 【構成】 水供給源となる水タンク２０１から燃料噴射
弁４０に通じる管路に設けた水供給ポンプ２０２、逆止
弁２０３，２０４と、スプール３０２のストロークで注
水量が、電磁作動油切替弁３０５で注水時期が制御され
るアクチュエータ３０１が設けられた注水ユニット３０
０と、作動油圧送源となる作動油タンク１０１、作動油
ポンプ１０２と、これら各要素の動作を制御するコント
ローラ４００と、コントローラからの制御信号を入力し
各構成部を制御する駆動装置を有してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の燃料噴
射装置に関する。
射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関の排ガス中のＮＯ2 を低
減し、且つ黒煙排出の抑制や燃料消費率の低減を同時に
達成する手段として、ひとつの燃料噴射弁から燃料と水
を同じ時期に燃焼室内に噴射し燃焼させることが有効で
あり、その手段の例として図４に示したような燃料・水
噴射装置がある。図４を参照してその構成について説明
する。図において、０１は燃料タンク、０２は燃焼供給
ポンプ、０５０は燃料噴射ポンプ、０３は同本体、０４
は同プランジャ、０５は同バレル、０６は同吐出弁、０
７は逆止調圧弁、０８は燃料噴射管である。０４０は燃
料噴射弁、０９は同本体、０１０は噴口、０１１は針
弁、０１２は油溜り、０１３は水路逆止弁、０１４は針
弁用付勢ばね、０２１は噴射弁内水路、０２２は噴射弁
内油路、０３０は前記の水路と油路の連通路、０３１は
注入した水と燃料の合流部である。０１０１は作動油タ
ンク、０１０２は作動油ポンプである。０２０１は水タ
ンク、０２０２は水供給ポンプ、０２０３は水供給ポン
プへの逆流を抑止する給水逆止弁、０２０４は次に述べ
る注水ユニット０３００内のアクチュエータ０３０１へ
の逆流を抑止する注水逆止弁、０２０５は注水接続管で
ある。
減し、且つ黒煙排出の抑制や燃料消費率の低減を同時に
達成する手段として、ひとつの燃料噴射弁から燃料と水
を同じ時期に燃焼室内に噴射し燃焼させることが有効で
あり、その手段の例として図４に示したような燃料・水
噴射装置がある。図４を参照してその構成について説明
する。図において、０１は燃料タンク、０２は燃焼供給
ポンプ、０５０は燃料噴射ポンプ、０３は同本体、０４
は同プランジャ、０５は同バレル、０６は同吐出弁、０
７は逆止調圧弁、０８は燃料噴射管である。０４０は燃
料噴射弁、０９は同本体、０１０は噴口、０１１は針
弁、０１２は油溜り、０１３は水路逆止弁、０１４は針
弁用付勢ばね、０２１は噴射弁内水路、０２２は噴射弁
内油路、０３０は前記の水路と油路の連通路、０３１は
注入した水と燃料の合流部である。０１０１は作動油タ
ンク、０１０２は作動油ポンプである。０２０１は水タ
ンク、０２０２は水供給ポンプ、０２０３は水供給ポン
プへの逆流を抑止する給水逆止弁、０２０４は次に述べ
る注水ユニット０３００内のアクチュエータ０３０１へ
の逆流を抑止する注水逆止弁、０２０５は注水接続管で
ある。
【０００３】０３００は注水ユニットで次の各要素によ
り構成されている。０３０１はアクチュエータで、その
シリンダ内には油密にシールされ摺動可能なスプール０
３０２が挿入されている。０３０３はスプール０３０２
のストッパで、ストローク調整器０３０４によりその設
定位置を調節しスプールのストロークＳを変えることが
できる。０３０５は電磁作動油切替弁で２ポートの電磁
スプール弁が使用されている。０４００は水供給ポンプ
０２０２と作動油ポンプ０１０２の起動と停止を制御
し、なお燃料噴射弁０４０内への水注入の量や時期の制
御をするコントローラで、入力する信号としてエンジ
ン回転数信号、エンジン負荷信号、クランク軸ＴＤ
Ｃ信号、クランク角信号がある。０５０１は水供給ポ
ンプ駆動装置、０５０２は作動油ポンプ駆動装置で、こ
れらの駆動装置への制御信号はコントローラ０４００か
ら出力される。
り構成されている。０３０１はアクチュエータで、その
シリンダ内には油密にシールされ摺動可能なスプール０
３０２が挿入されている。０３０３はスプール０３０２
のストッパで、ストローク調整器０３０４によりその設
定位置を調節しスプールのストロークＳを変えることが
できる。０３０５は電磁作動油切替弁で２ポートの電磁
スプール弁が使用されている。０４００は水供給ポンプ
０２０２と作動油ポンプ０１０２の起動と停止を制御
し、なお燃料噴射弁０４０内への水注入の量や時期の制
御をするコントローラで、入力する信号としてエンジ
ン回転数信号、エンジン負荷信号、クランク軸ＴＤ
Ｃ信号、クランク角信号がある。０５０１は水供給ポ
ンプ駆動装置、０５０２は作動油ポンプ駆動装置で、こ
れらの駆動装置への制御信号はコントローラ０４００か
ら出力される。
【０００４】次にその作用について説明する。機関は燃
料のみの噴射によって始動し定常的運転状態になり、燃
料・水噴射による運転が可能な状態になったとき、水供
給ポンプ０２０２及び作動油ポンプ０１０２が運転され
る。このときコントローラ０４００にはエンジン回転数
信号及びエンジン負荷信号がエンジンの作動状況につい
ての情報として入力され、エンジンの作動状況に対応す
る注水量を算出して、注水量を規制するスプール０３０
２のストロークＳがストローク調整器０３０４によって
ストッパ０３０３の位置を調節して設定される。また、
コントローラ０４００に入力されるエンジン回転数信
号、クランク軸ＴＤＣ信号、クランク角信号により電磁
作動油切替弁０３０５の作動タイミングを設定し作動さ
せる。
料のみの噴射によって始動し定常的運転状態になり、燃
料・水噴射による運転が可能な状態になったとき、水供
給ポンプ０２０２及び作動油ポンプ０１０２が運転され
る。このときコントローラ０４００にはエンジン回転数
信号及びエンジン負荷信号がエンジンの作動状況につい
ての情報として入力され、エンジンの作動状況に対応す
る注水量を算出して、注水量を規制するスプール０３０
２のストロークＳがストローク調整器０３０４によって
ストッパ０３０３の位置を調節して設定される。また、
コントローラ０４００に入力されるエンジン回転数信
号、クランク軸ＴＤＣ信号、クランク角信号により電磁
作動油切替弁０３０５の作動タイミングを設定し作動さ
せる。
【０００５】ここで給水圧力ＰW 、作動油圧力ＰL 、給
水逆止弁０２０３の開弁圧ＰS 、水路逆止弁０１３及び
注水逆止弁０２０４の開弁圧ＰP 、逆止調圧弁０７の開
弁ＰR 、針弁０１１の開弁圧ＰO の間には次の関係があ
る。 ＰS ＜ＰW ＜ＰL ＰR ＜ＰP ＜ＰO 水供給ポンプ０２０２で給水圧力ＰW まで加圧された水
は開弁圧ＰS の給水逆止弁０２０３を開弁して、注水ユ
ニット０３００のアクチュエータ０３０１内のスプール
０３０２とストッパ０３０３の間の空間部分に供給され
る。コントローラ０４００からの指示信号により電磁作
動油切替弁０３０５が作動すると、作動油ポンプ０１０
２で圧力ＰL まで加圧された作動油がスプール０３０２
の背面に作用する。作動油圧力ＰL は給水圧力ＰW より
高いので前記空間部に供給されていた水はスプール０３
０２で加圧されてアクチュエータ０３０１から押し出さ
れるが、給水逆止弁０２０３は閉じられるので、開弁圧
ＰP の注水逆止弁０２０４及び水路逆止弁０１３を開弁
し燃料噴射弁０４０内の水路０２１へ注入される。水路
０２１から注入された水は連通路０３０から合流部０３
１を経て燃料噴射弁０４０内の油路０２２へ流入し、こ
の流入によって油路０２２及び燃料噴射管０８内の燃料
は燃料噴射ポンプ０５０側に押し戻され、開弁圧ＰR の
逆止調圧弁０７を押しあけて噴射ポンプのバレル０５内
に戻される。
水逆止弁０２０３の開弁圧ＰS 、水路逆止弁０１３及び
注水逆止弁０２０４の開弁圧ＰP 、逆止調圧弁０７の開
弁ＰR 、針弁０１１の開弁圧ＰO の間には次の関係があ
る。 ＰS ＜ＰW ＜ＰL ＰR ＜ＰP ＜ＰO 水供給ポンプ０２０２で給水圧力ＰW まで加圧された水
は開弁圧ＰS の給水逆止弁０２０３を開弁して、注水ユ
ニット０３００のアクチュエータ０３０１内のスプール
０３０２とストッパ０３０３の間の空間部分に供給され
る。コントローラ０４００からの指示信号により電磁作
動油切替弁０３０５が作動すると、作動油ポンプ０１０
２で圧力ＰL まで加圧された作動油がスプール０３０２
の背面に作用する。作動油圧力ＰL は給水圧力ＰW より
高いので前記空間部に供給されていた水はスプール０３
０２で加圧されてアクチュエータ０３０１から押し出さ
れるが、給水逆止弁０２０３は閉じられるので、開弁圧
ＰP の注水逆止弁０２０４及び水路逆止弁０１３を開弁
し燃料噴射弁０４０内の水路０２１へ注入される。水路
０２１から注入された水は連通路０３０から合流部０３
１を経て燃料噴射弁０４０内の油路０２２へ流入し、こ
の流入によって油路０２２及び燃料噴射管０８内の燃料
は燃料噴射ポンプ０５０側に押し戻され、開弁圧ＰR の
逆止調圧弁０７を押しあけて噴射ポンプのバレル０５内
に戻される。
【０００６】スプール０３０２は所定水量の吐出を完了
するとストッパ０３０３に当接する。続いて電磁作動油
切替弁０３０５の励磁が解放されると、スプール０３０
２の背面に作用していた圧力ＰL の作動油は前記作動油
切替弁０３０５の排出側流路を通って作動油タンク０１
０１へ排出され、スプール０３０２はその前面に流入す
る給水の圧力ＰW によってもとの位置に復帰し次のサイ
クルを待つことになる。前述した燃料噴射弁０４０内へ
の注水は燃料噴射ポンプ０５０から燃料の吐出がなされ
ていない時期に行われる。注水が完了した時点で噴射弁
の油路０２２内には、下流部の油溜り０１２から合流部
０３１の下部までは前サイクルの残留燃料、その上流部
に注入された水、さらにその上流側には注入水で押し戻
された燃料があり、燃料と水による成層液柱が形成され
ている。
するとストッパ０３０３に当接する。続いて電磁作動油
切替弁０３０５の励磁が解放されると、スプール０３０
２の背面に作用していた圧力ＰL の作動油は前記作動油
切替弁０３０５の排出側流路を通って作動油タンク０１
０１へ排出され、スプール０３０２はその前面に流入す
る給水の圧力ＰW によってもとの位置に復帰し次のサイ
クルを待つことになる。前述した燃料噴射弁０４０内へ
の注水は燃料噴射ポンプ０５０から燃料の吐出がなされ
ていない時期に行われる。注水が完了した時点で噴射弁
の油路０２２内には、下流部の油溜り０１２から合流部
０３１の下部までは前サイクルの残留燃料、その上流部
に注入された水、さらにその上流側には注入水で押し戻
された燃料があり、燃料と水による成層液柱が形成され
ている。
【０００７】燃料噴射時期になると図示しないカムによ
り燃料噴射ポンプ０５０のプランジャ０４を押し上げて
バレル０５内の燃料を加圧し、吐出弁０６を開弁させ燃
料噴射管０８を介して燃料噴射弁０４０内の油路０２２
内に燃料が圧送される。燃料の圧力が開弁圧ＰO の針弁
０１１に作用しその力がばね０１４の付勢力以上になる
と針弁０１１が開き、噴口０１０からまず油溜り０１２
部の残留燃料、続いて油路２２内まで注入された水、そ
の後さらに注入水の上流側の燃料の順に成層液柱を形成
していた燃料と水が燃焼室へ噴射され、１サイクルの燃
料・水噴射が完了する。
り燃料噴射ポンプ０５０のプランジャ０４を押し上げて
バレル０５内の燃料を加圧し、吐出弁０６を開弁させ燃
料噴射管０８を介して燃料噴射弁０４０内の油路０２２
内に燃料が圧送される。燃料の圧力が開弁圧ＰO の針弁
０１１に作用しその力がばね０１４の付勢力以上になる
と針弁０１１が開き、噴口０１０からまず油溜り０１２
部の残留燃料、続いて油路２２内まで注入された水、そ
の後さらに注入水の上流側の燃料の順に成層液柱を形成
していた燃料と水が燃焼室へ噴射され、１サイクルの燃
料・水噴射が完了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記した燃料・水噴射
装置においては、燃焼室内に噴射される燃料と水の量は
燃料噴射ポンプの噴射量コントロールラックの位置によ
って規定され、エンジンの負荷、回転数に適合した噴射
量となるよう通常は調速機によって制御されている。こ
のような装置において、給水系統に異状を生じ、水の注
入が完全に行われていないシリンダがある場合に、燃料
噴射ポンプのコントロールラックの位置をそのままにし
て運転を続けると、当該シリンダでは水の注入がない分
だけ燃料の噴射量が増えることになり、シリンダ内圧の
異常上昇や、空気量不足により燃料不良をおこし排気温
度の異常上昇や黒煙の発生を招くことになる。
装置においては、燃焼室内に噴射される燃料と水の量は
燃料噴射ポンプの噴射量コントロールラックの位置によ
って規定され、エンジンの負荷、回転数に適合した噴射
量となるよう通常は調速機によって制御されている。こ
のような装置において、給水系統に異状を生じ、水の注
入が完全に行われていないシリンダがある場合に、燃料
噴射ポンプのコントロールラックの位置をそのままにし
て運転を続けると、当該シリンダでは水の注入がない分
だけ燃料の噴射量が増えることになり、シリンダ内圧の
異常上昇や、空気量不足により燃料不良をおこし排気温
度の異常上昇や黒煙の発生を招くことになる。
【０００９】本発明の目的は前記問題点を解決し、多シ
リンダのエンジンに適用され、注水系統に故障が発生し
たシリンダがあれば、警報を発すると共に該シリンダへ
の燃料噴射量を抑制し、シリンダ内圧力や排気温度の異
常な上昇を抑え、黒煙の発生を防止することができ、も
し異常シリンダ数が設定数を超えた場合は、燃料のみの
噴射による運転に移行できる燃料・水噴射装置を提供す
るにある。
リンダのエンジンに適用され、注水系統に故障が発生し
たシリンダがあれば、警報を発すると共に該シリンダへ
の燃料噴射量を抑制し、シリンダ内圧力や排気温度の異
常な上昇を抑え、黒煙の発生を防止することができ、も
し異常シリンダ数が設定数を超えた場合は、燃料のみの
噴射による運転に移行できる燃料・水噴射装置を提供す
るにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述したように、注水系
統に異常を生じ、水の注入が完全に行われない時には、
噴射される燃料の量が増えることになり、排気温度が上
昇する。このことを利用して各シリンダ出口の排気温度
及び、過給機入口もしくは、集合部の排気温度を計測し
その時間に対する温度変化率を計算し、各シリンダ出口
での温度変化率と過給機入口、もしくは集合部排気温度
変化率との偏差を比較し、あらかじめ設定された値を超
えた時は、そのシリンダを異常と判定して排気温度警報
を表示し、燃料コントロールラックを減量側に制御す
る。さらに、異常シリンダ数が増え設定シリンダ数をこ
えた時には、水供給ポンプ、作動油ポンプ、電磁作動油
切替弁の駆動を停止するようにし、さらに、燃料噴射量
コントロールラックの制限駆動装置を解放し、燃料のみ
の噴射による運転に移行し得るようにした。
統に異常を生じ、水の注入が完全に行われない時には、
噴射される燃料の量が増えることになり、排気温度が上
昇する。このことを利用して各シリンダ出口の排気温度
及び、過給機入口もしくは、集合部の排気温度を計測し
その時間に対する温度変化率を計算し、各シリンダ出口
での温度変化率と過給機入口、もしくは集合部排気温度
変化率との偏差を比較し、あらかじめ設定された値を超
えた時は、そのシリンダを異常と判定して排気温度警報
を表示し、燃料コントロールラックを減量側に制御す
る。さらに、異常シリンダ数が増え設定シリンダ数をこ
えた時には、水供給ポンプ、作動油ポンプ、電磁作動油
切替弁の駆動を停止するようにし、さらに、燃料噴射量
コントロールラックの制限駆動装置を解放し、燃料のみ
の噴射による運転に移行し得るようにした。
【００１１】
【作用】排気温度警報装置、燃料ラック制限駆動装置、
水供給ポンプ駆動装置、作動油ポンプ駆動装置、注水ユ
ニットを制御するコントローラの構成を示すブロック図
を図３に示し、その作用につき説明する。コントローラ
に、各シリンダ出口の排気温度及び過給機入口もしくは
集合部の排気温度が入力されると、それぞれ時間に対す
る温度変化率が計算される。各シリンダ出口での温度変
化率をあらかじめ設定された値と比較し、また、各シリ
ンダ出口での温度変化率と、過給機入口もしくは集合部
排気温度変化率との偏差をあらかじめ設定された値と比
較し、正常か異常かの判定がなされる。異常シリンダの
特定がなされると排気温度警報装置に出力され、そのシ
リンダの排気温度異常を知らせる。更に、異常シリンダ
数比較器が、異常シリンダ数記憶部に設定されたシリン
ダ数と、異常シリンダ数の大小を比較する。もし、異常
シリンダ数が、設定シリンダ数より少ない場合には、異
常シリンダ判定器部からの信号により、異常が発生した
シリンダの燃料ラック制限駆動装置により燃料噴射量が
制限される。
水供給ポンプ駆動装置、作動油ポンプ駆動装置、注水ユ
ニットを制御するコントローラの構成を示すブロック図
を図３に示し、その作用につき説明する。コントローラ
に、各シリンダ出口の排気温度及び過給機入口もしくは
集合部の排気温度が入力されると、それぞれ時間に対す
る温度変化率が計算される。各シリンダ出口での温度変
化率をあらかじめ設定された値と比較し、また、各シリ
ンダ出口での温度変化率と、過給機入口もしくは集合部
排気温度変化率との偏差をあらかじめ設定された値と比
較し、正常か異常かの判定がなされる。異常シリンダの
特定がなされると排気温度警報装置に出力され、そのシ
リンダの排気温度異常を知らせる。更に、異常シリンダ
数比較器が、異常シリンダ数記憶部に設定されたシリン
ダ数と、異常シリンダ数の大小を比較する。もし、異常
シリンダ数が、設定シリンダ数より少ない場合には、異
常シリンダ判定器部からの信号により、異常が発生した
シリンダの燃料ラック制限駆動装置により燃料噴射量が
制限される。
【００１２】異常シリンダ数が増え、設定シリンダ数を
こえた場合には、もはや水を注入しての運転を不可能と
判定し、水供給ポンプ駆動装置からの信号により水供給
ポンプが停止され、作動油ポンプ駆動装置からの信号に
より作動油ポンプが停止され、さらに注水ユニットから
の信号で電磁作動油切替弁が停止される。また同時に異
常シリンダ判定器からの信号により異常シリンダに対し
てなされていた噴射量コントロールラックの移動の制限
が解放される。
こえた場合には、もはや水を注入しての運転を不可能と
判定し、水供給ポンプ駆動装置からの信号により水供給
ポンプが停止され、作動油ポンプ駆動装置からの信号に
より作動油ポンプが停止され、さらに注水ユニットから
の信号で電磁作動油切替弁が停止される。また同時に異
常シリンダ判定器からの信号により異常シリンダに対し
てなされていた噴射量コントロールラックの移動の制限
が解放される。
【００１３】
【実施例】図１に本発明の実施例に係る燃料・水噴射装
置の構成図を示した。図を参照してその構成について説
明する。図において、１は燃料タンク、２は燃料供給ポ
ンプ、５０は燃料ポンプ、３は同本体、４はプランジ
ャ、５は同バレル、６は同吐出弁、７は逆止調圧弁、８
は燃料噴射管である。４０は燃料噴射弁、９は同本体、
１０は噴口、１１は針弁、１２は油溜り、１３は水路逆
止弁、１４は開弁圧設定用の付勢ばね、２１は噴射弁内
水路、２２は噴射弁内油路、３０は前記水路と油路の連
通路、３１は燃料と注入した水の合流部である。１０１
は作動油タンク、１０２が作動油ポンプである。２０１
は水タンク、２０２は水供給ポンプ、２０３は水供給ポ
ンプへの逆流を抑止する給水逆止弁、２０４は注水ユニ
ット３００内のアクチュエータ３０１への逆流を抑止す
る注水逆止弁、２０５は注水接続管である。
置の構成図を示した。図を参照してその構成について説
明する。図において、１は燃料タンク、２は燃料供給ポ
ンプ、５０は燃料ポンプ、３は同本体、４はプランジ
ャ、５は同バレル、６は同吐出弁、７は逆止調圧弁、８
は燃料噴射管である。４０は燃料噴射弁、９は同本体、
１０は噴口、１１は針弁、１２は油溜り、１３は水路逆
止弁、１４は開弁圧設定用の付勢ばね、２１は噴射弁内
水路、２２は噴射弁内油路、３０は前記水路と油路の連
通路、３１は燃料と注入した水の合流部である。１０１
は作動油タンク、１０２が作動油ポンプである。２０１
は水タンク、２０２は水供給ポンプ、２０３は水供給ポ
ンプへの逆流を抑止する給水逆止弁、２０４は注水ユニ
ット３００内のアクチュエータ３０１への逆流を抑止す
る注水逆止弁、２０５は注水接続管である。
【００１４】３００は注水ユニット、３０１はアクチュ
エータでそのシリンダ内には油密にシールされ摺動可能
なスプール３０２が挿入されている。３０３はスプール
３０２のストッパで、位置ストローク調整器３０４によ
りその設定位置を調節しスプールのストロークＳを変え
ることができるようになっている。３０５は２ポートの
電磁作動油切替弁である。４００はコントローラで、
エンジン回転数信号、エンジン負荷信号、クランク
軸ＴＤＣ信号、クランク角信号が入力される。５０１
は水供給ポンプ駆動装置、５０２は作動油ポンプ駆動装
置、５０３は燃料噴射ポンプの燃料ラック制限駆動装置
で、配設したシリンダの燃料噴射量を制御する装置で、
図示していないが、例えば特願平０３−２０７１４７に
示されるようなものがある。６００が排気温度警報装置
で異常シリンダを表示し告知するものである。
エータでそのシリンダ内には油密にシールされ摺動可能
なスプール３０２が挿入されている。３０３はスプール
３０２のストッパで、位置ストローク調整器３０４によ
りその設定位置を調節しスプールのストロークＳを変え
ることができるようになっている。３０５は２ポートの
電磁作動油切替弁である。４００はコントローラで、
エンジン回転数信号、エンジン負荷信号、クランク
軸ＴＤＣ信号、クランク角信号が入力される。５０１
は水供給ポンプ駆動装置、５０２は作動油ポンプ駆動装
置、５０３は燃料噴射ポンプの燃料ラック制限駆動装置
で、配設したシリンダの燃料噴射量を制御する装置で、
図示していないが、例えば特願平０３−２０７１４７に
示されるようなものがある。６００が排気温度警報装置
で異常シリンダを表示し告知するものである。
【００１５】次に、図２に６シリンダの発電用ディーゼ
ル機関における実施例を示して全体の構成を説明する。
１は燃料タンク、２は燃料供給ポンプ、５０は燃料噴射
ポンプである。１０１は作動油タンク、１０２は作動油
ポンプ、２０１は水タンク、２０２は水供給ポンプで、
作動油ポンプと水供給ポンプからの配管が注水ユニット
３００に接続されている。４０１はエンジン回転数信号
センサ、４０２はエンジン負荷信号センサ、４０３はク
ランク角信号センサ、４０４はクランク軸ＴＤＣ信号セ
ンサでコントローラ４００に入力されている。５００は
６シリンダ発電用ディーゼルエンジン、５０１はフライ
ホイール、５０２は発電機である。５０３は燃料噴射ポ
ンプの燃料ラック制限駆動装置である。６０１から６０
６までは、各シリンダの排気管に取り付けられた排気温
度センサ、７００は過給機入口の排気温度センサで、そ
れぞれのセンサで検出された信号はコントローラ４００
に入力される。
ル機関における実施例を示して全体の構成を説明する。
１は燃料タンク、２は燃料供給ポンプ、５０は燃料噴射
ポンプである。１０１は作動油タンク、１０２は作動油
ポンプ、２０１は水タンク、２０２は水供給ポンプで、
作動油ポンプと水供給ポンプからの配管が注水ユニット
３００に接続されている。４０１はエンジン回転数信号
センサ、４０２はエンジン負荷信号センサ、４０３はク
ランク角信号センサ、４０４はクランク軸ＴＤＣ信号セ
ンサでコントローラ４００に入力されている。５００は
６シリンダ発電用ディーゼルエンジン、５０１はフライ
ホイール、５０２は発電機である。５０３は燃料噴射ポ
ンプの燃料ラック制限駆動装置である。６０１から６０
６までは、各シリンダの排気管に取り付けられた排気温
度センサ、７００は過給機入口の排気温度センサで、そ
れぞれのセンサで検出された信号はコントローラ４００
に入力される。
【００１６】次に、図１と図２を参照しその作用につい
て説明する。水供給ポンプおよび作動油ポンプが運転さ
れ所定の圧力になっている。このとき水は給水逆止弁２
０３を押しあけ、アクチュエータ３０１内のスプール３
０２前面の空間部分に供給される。コントローラ４００
からの指示指号により電磁作動油切替弁３０５が作動す
ると作動油圧力がスプール３０２の背面に作用する。作
動油の圧力は供給水の圧力より高いので、先に供給され
ていた水はスプール３０２によりアクチュエータ３０１
から押し出されるが、給水逆止弁２０３は閉じるため、
水は、注水逆止弁２０４、水路逆止弁１３を押しあけ、
水路２１、連通路３０、合流部３１を経て油路２２内へ
注入される。この注入水により油路２２と燃料噴射管８
内の燃料は燃料噴射ポンプ５０側に押し戻され逆止調圧
弁７を押しあけてバレル５内に戻される。スプール３０
２は所定水量の吐出を完了するとストッパー３０３に当
接する。その後電磁作動油切替弁３０５の励磁が解放さ
れるとスプールの背面に作用していた作動油はタンクに
排出されるため圧力が下がり、スプール３０２はその前
面に作用する水圧により元の位置に復帰し、次のサイク
ルへの待機状態になる。前記した噴射弁内への注水は燃
料噴射ポンプ５０から燃料の吐出がなされていない時期
に行なわれる。
て説明する。水供給ポンプおよび作動油ポンプが運転さ
れ所定の圧力になっている。このとき水は給水逆止弁２
０３を押しあけ、アクチュエータ３０１内のスプール３
０２前面の空間部分に供給される。コントローラ４００
からの指示指号により電磁作動油切替弁３０５が作動す
ると作動油圧力がスプール３０２の背面に作用する。作
動油の圧力は供給水の圧力より高いので、先に供給され
ていた水はスプール３０２によりアクチュエータ３０１
から押し出されるが、給水逆止弁２０３は閉じるため、
水は、注水逆止弁２０４、水路逆止弁１３を押しあけ、
水路２１、連通路３０、合流部３１を経て油路２２内へ
注入される。この注入水により油路２２と燃料噴射管８
内の燃料は燃料噴射ポンプ５０側に押し戻され逆止調圧
弁７を押しあけてバレル５内に戻される。スプール３０
２は所定水量の吐出を完了するとストッパー３０３に当
接する。その後電磁作動油切替弁３０５の励磁が解放さ
れるとスプールの背面に作用していた作動油はタンクに
排出されるため圧力が下がり、スプール３０２はその前
面に作用する水圧により元の位置に復帰し、次のサイク
ルへの待機状態になる。前記した噴射弁内への注水は燃
料噴射ポンプ５０から燃料の吐出がなされていない時期
に行なわれる。
【００１７】燃料噴射のタイミングになると図示しない
カムによりプランジャ４が押し上げられて、バレル５内
の燃料を圧縮し、吐出弁６を押しあけ、燃料噴射管８へ
圧力が伝播する。さらに油溜り１２の圧力が針弁１１の
開弁圧力より高くなると、先端の噴口１０より、まず油
溜り部の残留燃料、つぎに油路２２内まで注入された
水、その後さらに注入水の上流側の燃料の順に燃料と水
が燃焼室内に噴射され、１サイクルの燃料・水噴射を完
了する。このような構成、機能の燃料・水噴射装置にお
いて、〔作用〕の項で前述したように注水系統に故障が
発生し排気温度が異常に上昇した際、排気温度警報信号
を出力すると共に、当該シリンダへの燃料噴射量を抑制
し、もし異常シリンダが増え、それが設定シリンダ数を
超えた場合には、水供給ポンプ、作動油ポンプ、電磁作
動油切替弁の作動を停止し、さらに燃料ラック制限駆動
装置を解放し、通常の燃料のみの噴射による運転に移行
し得るようにする。
カムによりプランジャ４が押し上げられて、バレル５内
の燃料を圧縮し、吐出弁６を押しあけ、燃料噴射管８へ
圧力が伝播する。さらに油溜り１２の圧力が針弁１１の
開弁圧力より高くなると、先端の噴口１０より、まず油
溜り部の残留燃料、つぎに油路２２内まで注入された
水、その後さらに注入水の上流側の燃料の順に燃料と水
が燃焼室内に噴射され、１サイクルの燃料・水噴射を完
了する。このような構成、機能の燃料・水噴射装置にお
いて、〔作用〕の項で前述したように注水系統に故障が
発生し排気温度が異常に上昇した際、排気温度警報信号
を出力すると共に、当該シリンダへの燃料噴射量を抑制
し、もし異常シリンダが増え、それが設定シリンダ数を
超えた場合には、水供給ポンプ、作動油ポンプ、電磁作
動油切替弁の作動を停止し、さらに燃料ラック制限駆動
装置を解放し、通常の燃料のみの噴射による運転に移行
し得るようにする。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、もし注水系統に故障が発
生したシリンダがある場合には、排気温度警報信号を出
力すると共に、当該シリンダへの燃料噴射量を抑制する
ので、異常の発生したシリンダにおける燃料噴射量の増
大がなくなり、シリンダ内圧力や排気温度の異常な上昇
を抑え、黒煙の発生などを防止することができる。ま
た、異常シリンダ数が設定数を超えた場合には、通常の
燃料のみの噴射による運転に移行できる。
生したシリンダがある場合には、排気温度警報信号を出
力すると共に、当該シリンダへの燃料噴射量を抑制する
ので、異常の発生したシリンダにおける燃料噴射量の増
大がなくなり、シリンダ内圧力や排気温度の異常な上昇
を抑え、黒煙の発生などを防止することができる。ま
た、異常シリンダ数が設定数を超えた場合には、通常の
燃料のみの噴射による運転に移行できる。
【図１】本発明の実施例に係る燃料・水噴射装置の構成
図。
図。
【図２】本発明の燃料・水噴射装置を発電用６シリンダ
ディーゼル機関に装備した実施例の構成図。
ディーゼル機関に装備した実施例の構成図。
【図３】図１、図２におけるコントローラの構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図４】従来の技術による燃料・水噴射装置の構成図。
４０…燃料噴射弁、３０２…スプール、２０３…給水逆
止弁、２０４…注水逆止弁、２０１…水タンク、２０２
…水供給ポンプ、１０１…作動油タンク、１０２…作動
油ポンプ、３００…注水ユニット、３０５…電磁作動油
切替弁、４００…コントローラ、５０１…水供給ポンプ
駆動装置、５０２…作動油ポンプ駆動装置、６００…排
気温度警報装置、６０１〜６０６…シリンダ出口排気温
度検出器、７００…過給機入口排気温度検出器。
止弁、２０４…注水逆止弁、２０１…水タンク、２０２
…水供給ポンプ、１０１…作動油タンク、１０２…作動
油ポンプ、３００…注水ユニット、３０５…電磁作動油
切替弁、４００…コントローラ、５０１…水供給ポンプ
駆動装置、５０２…作動油ポンプ駆動装置、６００…排
気温度警報装置、６０１〜６０６…シリンダ出口排気温
度検出器、７００…過給機入口排気温度検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 順一 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 安枝 信次 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 多シリンダのディーゼル機関に適用され
ひとつの燃料噴射弁から燃料と水を同じ時期に燃焼室内
に噴射させる燃料・水噴射装置において、燃料噴射ポン
プ（５０）の燃料吐出部に配設された逆止調圧弁（７）
と、燃料噴射弁（４０）内に穿設された水路（２１）、
油路との連通路（３０）及び水路逆止弁（１３）と、水
タンク（２０１）から注水ユニット（３００）及び燃料
噴射弁に通じる水の管路に設けられた水供給ポンプ（２
０２）、給水逆止弁（２０３）及び注水逆止弁（２０
４）と、注水ユニット（３００）を構成するアクチュエ
ータ（３０１）及び電磁作動油切替弁（３０５）と、該
電磁作動油切替弁を介してアクチュエータ内のスプール
（３０２）の背面への作動油の圧送源となる作動油タン
ク（１０１）及び作動油ポンプ（１０２）と、エンジン
の回転数や負荷、上死点、クランク角及びシリンダ出口
の排気温度、過給機入口の排気温度についての信号を入
力するコントローラ（４００）と、該コントローラから
信号が出力される水供給ポンプ駆動装置（５０１）、作
動油ポンプ駆動装置（５０２）、燃料ラック制御駆動装
置（５０３）、注水ユニット（３００）、排気温度警報
装置（６００）とを有してなり、燃料噴射ポンプから燃
料の吐出が行われていない時期に燃料噴射弁の油路内に
注水して燃料と水による層状液柱を形成し、注水系統に
異常の発生したシリンダがある場合は、警報を発すると
共に、該シリンダの燃料噴射コントロールラックの動き
を制限し、異常発生のシリンダ数が設定数を超えた場合
は全シリンダの注水ユニットの作動及び水供給ポンプ、
作動油ポンプの運転を停止すると共に燃料噴射コントロ
ールラックの移動の制限を解放して、燃料のみの噴射に
よる運転に移行するようにしたことを特徴とする燃料・
水噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5314306A JP3021259B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 燃料・水噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5314306A JP3021259B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 燃料・水噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139436A true JPH07139436A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3021259B2 JP3021259B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18051774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5314306A Expired - Lifetime JP3021259B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 燃料・水噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021259B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007162547A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液冷式燃料噴射弁 |
| CN106948951A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-07-14 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于诊断将水喷射到内燃发动机的燃烧室中的方法和设备 |
| KR20210053972A (ko) * | 2018-10-05 | 2021-05-12 | 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 | 주수 펌프 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5314306A patent/JP3021259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007162547A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液冷式燃料噴射弁 |
| JP4592577B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2010-12-01 | 三菱重工業株式会社 | 水冷式燃料噴射弁 |
| CN106948951A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-07-14 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于诊断将水喷射到内燃发动机的燃烧室中的方法和设备 |
| CN106948951B (zh) * | 2015-10-23 | 2021-06-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于诊断将水喷射到内燃发动机的燃烧室中的方法和设备 |
| KR20210053972A (ko) * | 2018-10-05 | 2021-05-12 | 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 | 주수 펌프 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3021259B2 (ja) | 2000-03-15 |
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