JPH07293346A - Fuel supply device for engine - Google Patents

Fuel supply device for engine

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Publication number
JPH07293346A
JPH07293346A JP8845894A JP8845894A JPH07293346A JP H07293346 A JPH07293346 A JP H07293346A JP 8845894 A JP8845894 A JP 8845894A JP 8845894 A JP8845894 A JP 8845894A JP H07293346 A JPH07293346 A JP H07293346A
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JP
Japan
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fuel
boiling point
engine
fuel supply
low boiling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8845894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Ando
弘光 安東
Jun Takemura
純 竹村
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP8845894A priority Critical patent/JPH07293346A/en
Publication of JPH07293346A publication Critical patent/JPH07293346A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To attain reduction of retarding of ignition, and smoke even when assistant fuel being the same in kind as main fuel is used in a fuel supply device which supplies the assistant fuel to the intake pipe of an engine independently on the main fuel. CONSTITUTION:Low boiling point component of fuel which is vaporized by a fuel fractionation device 11 is stored in a fuel storage tank 15 having a cooler as low boiling point fuel. High boiling point fuel including high boiling point component is supplied to an engine l through an injection pump 3 and an injection nozzle 4. The low boiling point fuel is injected from the storing tank 15 through an injector 17 to a fuel vaporizing device 19. The low boiling point fuel vaporized by the fuel vaporizing device 19 is supplied into an intake pipe 5 as assistant fuel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃料供給装
置に関し、特に、主燃料に加えて補助燃料をディーゼル
エンジンに供給する燃料供給装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel supply system for an engine, and more particularly to a fuel supply system for supplying auxiliary fuel to a diesel engine in addition to main fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンのシリンダ内に供給される主燃
料とは別に、微粒化した補助燃料をエンジンの吸気管内
に供給することが知られている。この様な燃料供給装置
によれば、自己着火性に富む補助燃料によってシリンダ
内に着火し易い雰囲気が形成されて、主燃料への着火が
助長され、着火遅れ期間が短縮される。また、燃料と空
気との混合が促進されて空気利用率が向上し、エンジン
からのスモーク排出量を低減できる。
2. Description of the Related Art It is known to supply atomized auxiliary fuel into the intake pipe of an engine in addition to the main fuel supplied into the cylinder of the engine. According to such a fuel supply device, the auxiliary fuel having a high self-igniting property forms an atmosphere in the cylinder that is easily ignited, the ignition of the main fuel is promoted, and the ignition delay period is shortened. Further, the mixing of fuel and air is promoted, the air utilization rate is improved, and the smoke emission amount from the engine can be reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】スモークの更なる低減
などの観点からは、例えば、ディーゼルエンジンにおい
て主燃料として軽油を用いる場合に補助燃料としてガソ
リンを用いることが望ましいが、この様に主燃料と異種
の補助燃料を使用することは実用性に欠ける場合があ
る。従って、上述の燃料供給装置では、一般には、主燃
料と同種の燃料が補助燃料として用いられる。しかしな
がら、主燃料と同種の補助燃料を使用すると、主燃料と
異種の補助燃料を用いる場合に比べて、補助燃料供給に
よる着火遅れ期間短縮効果、スモーク低減効果などが比
較的小さくなる。
From the viewpoint of further reducing smoke, it is desirable to use gasoline as an auxiliary fuel when diesel oil is used as the main fuel in a diesel engine. The use of different auxiliary fuels may be impractical. Therefore, in the above fuel supply device, generally, the same type of fuel as the main fuel is used as the auxiliary fuel. However, when the same type of auxiliary fuel as the main fuel is used, the ignition delay period shortening effect and the smoke reducing effect due to the auxiliary fuel supply are relatively small compared to the case of using the main fuel and a different type of auxiliary fuel.

【0004】そこで、本発明は、主燃料と同種の補助燃
料を用いた場合にも、着火遅れ期間短縮効果、スモーク
低減効果などを増大できるエンジンの燃料供給装置を提
供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an engine fuel supply system capable of increasing the ignition delay period shortening effect, smoke reducing effect and the like even when an auxiliary fuel of the same type as the main fuel is used.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の燃料供給装置
は、第1の燃料をエンジンの燃焼室に主燃料として供給
するための主燃料供給手段と、第2の燃料の低沸点成分
と高沸点成分とを分離して低沸点燃料を得るための燃料
分離手段と、低沸点燃料を補助燃料としてエンジンの吸
気管内に供給するための副燃料供給手段とを備えること
を特徴とする。
The fuel supply system of the present invention comprises a main fuel supply means for supplying a first fuel as a main fuel to a combustion chamber of an engine, and a low boiling point component and a high boiling point component of the second fuel. The fuel cell system is characterized by comprising fuel separation means for separating the boiling point component to obtain a low boiling point fuel, and auxiliary fuel supply means for supplying the low boiling point fuel as an auxiliary fuel into the intake pipe of the engine.

【0006】好ましくは、第2の燃料は第1の燃料と同
種燃料である。好ましくは、副燃料供給手段は、低沸点
燃料を微粒化するための燃料微粒化手段を有する。より
好ましくは、燃料微粒化手段は、低沸点燃料を加振して
微粒化させるための超音波振動子を有する。好ましく
は、主燃料供給手段は、燃料分離手段による第2の燃料
の低沸点成分と高沸点成分との分離により得た高沸点燃
料を第1の燃料として用い、或いは、高沸点燃料を第1
の燃料と共に主燃料として燃焼室に供給する。
Preferably, the second fuel is the same fuel as the first fuel. Preferably, the auxiliary fuel supply means has a fuel atomization means for atomizing the low boiling point fuel. More preferably, the fuel atomizing means has an ultrasonic vibrator for vibrating the low boiling point fuel to atomize it. Preferably, the main fuel supply means uses the high boiling point fuel obtained by separating the low boiling point component and the high boiling point component of the second fuel by the fuel separating means as the first fuel, or uses the high boiling point fuel as the first fuel.
It is supplied to the combustion chamber as the main fuel together with the above fuel.

【0007】好ましくは、燃料分離手段は、第2の燃料
の低沸点成分と高沸点成分との分離にエンジンの排気熱
を利用する。好ましくは、エンジンはディーゼルエンジ
ンであり、第1および第2の燃料は軽油である。好まし
くは、副燃料供給手段は、エンジンの運転状態に応じ
て、補助燃料供給量を制御する。より好ましくは、副燃
料供給手段は、低沸点燃料を貯留しておき、エンジンが
所定運転域で運転されているときに、貯留しておいた低
沸点燃料を吸気管内に供給する。所定運転域は、エンジ
ンの始動運転域、加速運転域および低速全開運転域を含
む。
Preferably, the fuel separating means utilizes the exhaust heat of the engine for separating the low boiling point component and the high boiling point component of the second fuel. Preferably the engine is a diesel engine and the first and second fuels are light oils. Preferably, the auxiliary fuel supply means controls the auxiliary fuel supply amount according to the operating state of the engine. More preferably, the auxiliary fuel supply means stores the low boiling point fuel, and supplies the stored low boiling point fuel into the intake pipe when the engine is operating in a predetermined operating range. The predetermined operating range includes an engine starting operating range, an acceleration operating range, and a low speed fully open operating range.

【0008】[0008]

【作用】主燃料供給手段により、第1の燃料が主燃料と
してエンジンの燃焼室に供給される。また、燃料分離手
段により、第2の燃料の低沸点成分と高沸点成分とが分
離され、低沸点燃料を得る。この低沸点燃料は、副燃料
供給手段により、エンジンの吸気管内に補助燃料として
供給される。低沸点燃料は自己着火性に富むので、主燃
料への着火が促進されて着火遅れが短縮される。また、
エンジン燃焼室内圧の急上昇が抑制されて運転騒音が低
減する。
The first fuel is supplied to the combustion chamber of the engine as the main fuel by the main fuel supply means. Further, the low boiling point component and the high boiling point component of the second fuel are separated by the fuel separating means to obtain the low boiling point fuel. This low boiling point fuel is supplied as auxiliary fuel into the intake pipe of the engine by the auxiliary fuel supply means. Since the low boiling point fuel is rich in self-ignitability, the ignition of the main fuel is promoted and the ignition delay is shortened. Also,
The sudden increase in the engine combustion chamber pressure is suppressed, and the operating noise is reduced.

【0009】本発明の好適態様では、第1の燃料と同種
の第2の燃料が用いられる。この場合にも、補助燃料
が、着火性に優れた低沸点燃料からなるので、着火遅れ
短縮効果が奏される。また、別の態様では、例えば超音
波振動子を有する燃料微粒化手段により低沸点燃料が例
えば加振されることによって微粒化され、次いで、補助
燃料として供される。この場合、補助燃料の着火性が更
に向上して着火遅れが短縮される。また、補助燃料と空
気との混合が促進され、空気利用率が向上してスモーク
が低減することになる。
In a preferred embodiment of the present invention, a second fuel of the same type as the first fuel is used. Also in this case, since the auxiliary fuel is a low boiling point fuel having excellent ignitability, the ignition delay shortening effect is achieved. In another aspect, the low-boiling-point fuel is atomized by, for example, vibrating, for example, by a fuel atomizing means having an ultrasonic oscillator, and then used as an auxiliary fuel. In this case, the ignitability of the auxiliary fuel is further improved and the ignition delay is shortened. In addition, mixing of the auxiliary fuel and air is promoted, the air utilization rate is improved, and smoke is reduced.

【0010】別の態様では、高沸点燃料が第1の燃料と
して用いられ、或いは、第1の燃料と共に主燃料として
供給される。この場合、着火性低下を招くことなく、高
沸点燃料が有効利用される。別の態様では、エンジンの
排気熱を利用して低沸点成分と高沸点成分とが分離さ
れ、成分分離のための特別な熱源が不要になる。
In another aspect, the high boiling point fuel is used as the first fuel or is supplied as the main fuel together with the first fuel. In this case, the high boiling point fuel is effectively used without lowering the ignitability. In another aspect, the exhaust heat of the engine is used to separate the low-boiling point component and the high-boiling point component, and a special heat source for separating the components is unnecessary.

【0011】別の態様では、ディーゼルエンジンに軽油
が主燃料として供給されると共に軽油の低沸点成分が補
助燃料として供給され、ディーゼルエンジンでの燃焼状
態向上が図られる。更に別の態様では、副燃料供給手段
により補助燃料供給量がエンジン運転状態に応じて制御
される。例えば、エンジンが始動運転域、加速運転域お
よび低速全開運転域を含む所定運転域で運転されている
ときに、貯留しておいた低沸点燃料がエンジンに供給さ
れる。この場合、全エンジン運転域で成分分離および補
助燃料供給を行う場合に比べて、燃料分離手段および副
燃料供給手段の負担が軽減され、また、エンジンが所定
運転域で運転されているときの補助燃料供給が確実に行
われて、所定運転域でのスモーク低減などが達成され
る。
In another embodiment, diesel oil is supplied to the diesel engine as the main fuel and the low boiling point component of the diesel oil is supplied as the auxiliary fuel to improve the combustion state of the diesel engine. In still another aspect, the auxiliary fuel supply amount is controlled by the auxiliary fuel supply means according to the engine operating state. For example, when the engine is operating in a predetermined operating range including a starting operating range, an accelerating operating range and a low speed fully open operating range, the stored low boiling point fuel is supplied to the engine. In this case, the load on the fuel separation means and the auxiliary fuel supply means is reduced compared to the case where the components are separated and the auxiliary fuel is supplied in the entire engine operating range, and the assist when the engine is operating in the predetermined operating range is reduced. Fuel is reliably supplied, and smoke reduction in a predetermined operating range is achieved.

【0012】[0012]

【実施例】図1において、本発明の一実施例による燃料
供給装置が装備されるエンジン1は、例えば、軽油燃料
を使用する4気筒ディーゼルエンジンであって、コント
ローラ2の制御下で作動する例えば分配型の噴射ポンプ
3と、この噴射ポンプ3からの高圧燃料をエンジン1の
図示しないシリンダ内へ噴射するための噴射ノズル4
と、エンジン1のシリンダに連通する吸気管5とを備え
ている。
In FIG. 1, an engine 1 equipped with a fuel supply system according to an embodiment of the present invention is, for example, a four-cylinder diesel engine that uses light oil fuel, and operates under the control of a controller 2, for example. A distribution type injection pump 3 and an injection nozzle 4 for injecting high-pressure fuel from the injection pump 3 into a cylinder (not shown) of the engine 1.
And an intake pipe 5 communicating with the cylinder of the engine 1.

【0013】燃料供給装置は、噴射ポンプ3および噴射
ノズル4を介してエンジン1のシリンダ内に主燃料を供
給すると共に、エンジン1の吸気管5内に補助燃料を供
給するもので、本実施例では、軽油の高沸点成分を主燃
料として供給し、低沸点成分を補助燃料として供給する
ようにしている。このため、燃料供給装置は、軽油の低
沸点成分と高沸点成分とを分離するための燃料分溜装置
11を備え、この燃料分溜装置11には、軽油燃料が燃
料パイプ12を介して供給されるようになっている。
The fuel supply system supplies the main fuel into the cylinder of the engine 1 through the injection pump 3 and the injection nozzle 4 and the auxiliary fuel into the intake pipe 5 of the engine 1. Then, the high boiling point component of light oil is supplied as the main fuel, and the low boiling point component is supplied as the auxiliary fuel. Therefore, the fuel supply device includes a fuel fractionation device 11 for separating the low boiling point component and the high boiling point component of the light oil, and the light oil fuel is supplied to the fuel distilling device 11 via the fuel pipe 12. It is supposed to be done.

【0014】図示を省略するが、燃料分溜装置11は、
燃料パイプ12に連通する気化室を備え、この気化室の
回りには加熱パイプが配されている。加熱パイプの一端
はエンジン1の排気管の第1中間部に連通し、加熱パイ
プの他端は、第1中間部よりも下流側において排気管に
連通している。このため、排気管内を流れる排気ガスの
一部が加熱パイプ内に流入し、次いで、加熱パイプ内を
流れて排気管へ排出される。そして、加熱パイプ内を流
れる高温の排気ガスにより気化室が加熱され、従って、
燃料パイプ12を介して気化室内に導入された軽油が加
熱されて軽油の低沸点成分が気化して燃料ガスになり、
その一方で、軽油の高沸点成分は気化室底部に液体の高
沸点燃料として溜まる。
Although not shown, the fuel fractionating device 11 is
A vaporization chamber communicating with the fuel pipe 12 is provided, and a heating pipe is arranged around the vaporization chamber. One end of the heating pipe communicates with the first intermediate portion of the exhaust pipe of the engine 1, and the other end of the heating pipe communicates with the exhaust pipe downstream of the first intermediate portion. Therefore, a part of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe flows into the heating pipe, then flows in the heating pipe and is discharged to the exhaust pipe. Then, the vaporization chamber is heated by the high temperature exhaust gas flowing in the heating pipe, and therefore,
The light oil introduced into the vaporization chamber through the fuel pipe 12 is heated and the low boiling point components of the light oil are vaporized to become fuel gas,
On the other hand, the high-boiling point component of light oil accumulates in the bottom of the vaporization chamber as a liquid high-boiling point fuel.

【0015】気化室底部に溜まった高沸点燃料は、高沸
点燃料パイプ13を介して噴射ポンプ3に供給され、更
に、噴射ポンプ3および噴射ノズル4を介してエンジン
1のシリンダへ主燃料として供給されることになる。一
方、気化室内で気化した低沸点成分は、燃料ガスパイプ
14を介して、冷却装置付きの燃料貯留タンク15内に
導入され、貯留タンク15の冷却装置(図示略)により
冷却されて液化して、セタン価が高く自己着火性に富む
低沸点燃料となる。この低沸点燃料は、低沸点燃料パイ
プ16を介してインジェクタ17に供給される。そし
て、コントローラ2により駆動制御されるインジェクタ
17により、低沸点燃料が燃料微粒化装置19に噴射さ
れる。燃料微粒化装置19は、低沸点燃料を微粒化して
得た補助燃料をチャンバ18に供給する。
The high boiling point fuel accumulated at the bottom of the vaporization chamber is supplied to the injection pump 3 through the high boiling point fuel pipe 13, and further supplied as the main fuel to the cylinder of the engine 1 through the injection pump 3 and the injection nozzle 4. Will be done. On the other hand, the low boiling point component vaporized in the vaporization chamber is introduced into the fuel storage tank 15 with a cooling device through the fuel gas pipe 14, and is cooled and liquefied by the cooling device (not shown) of the storage tank 15, It becomes a low boiling point fuel with a high cetane number and rich in self-ignitability. This low boiling point fuel is supplied to the injector 17 via the low boiling point fuel pipe 16. Then, the injector 17 driven and controlled by the controller 2 injects the low boiling point fuel into the fuel atomization device 19. The fuel atomization device 19 supplies the auxiliary fuel obtained by atomizing the low boiling point fuel to the chamber 18.

【0016】このチャンバ18は、補助燃料通路20を
介してエンジン1の吸気管5に連通している。そして、
補助燃料通路20には、補助燃料供給量を調節するため
の開閉弁21が配され、この開閉弁21の開度は、コン
トローラ2により駆動制御されるアクチュエータ例えば
ステッパモータ22によって調節されるようになってい
る。
The chamber 18 communicates with the intake pipe 5 of the engine 1 via the auxiliary fuel passage 20. And
An opening / closing valve 21 for adjusting the auxiliary fuel supply amount is arranged in the auxiliary fuel passage 20, and the opening degree of the opening / closing valve 21 is adjusted by an actuator driven and controlled by the controller 2, for example, a stepper motor 22. Has become.

【0017】本実施例の燃料微粒化装置19は、図2に
示すように、振動ホーン191を備えている。この振動
ホーン191は、インジェクタ取付孔が形成された略円
板状のホーン本体191aと、これと一体の中空円筒部
191bとを有し、インジェクタ取付孔にインジェクタ
17が嵌装されている。そして、中空円筒部191bの
軸方向中間部において中空円筒部191bの周壁には、
この中空円筒部の半径方向内方に突出する突起191c
が一体に形成され、また、中空円筒部191bの先端に
は、燃料溜まり板191dが先端開口の相当部分を塞ぐ
ように中空円筒部191bの周壁と一体に形成されてい
る。
As shown in FIG. 2, the fuel atomizer 19 of this embodiment is provided with a vibrating horn 191. The vibrating horn 191 has a substantially disk-shaped horn body 191a having an injector mounting hole formed therein, and a hollow cylindrical portion 191b integral with the horn body 191a, and the injector 17 is fitted in the injector mounting hole. Then, in the axially intermediate portion of the hollow cylindrical portion 191b, on the peripheral wall of the hollow cylindrical portion 191b,
A protrusion 191c protruding inward in the radial direction of the hollow cylindrical portion
Is integrally formed with the hollow cylindrical portion 191b, and a fuel reservoir plate 191d is integrally formed with the peripheral wall of the hollow cylindrical portion 191b so as to close a corresponding portion of the tip opening.

【0018】一方、振動ホーン本体191aの、中空円
筒部191bと反対側の頂面には、超音波振動子として
の環状の電歪素子192が配され、この電歪素子192
は、振動ホーン本体191aと支持板193との間に締
付けボルト194により挟持されている。燃料微粒化装
置19は、コントローラ2により駆動制御される発振装
置195を更に有している。詳細な図示を省略するが、
この発振装置195は、超音波周波数たとえば40KH
zの第1励振信号および所定周波数たとえば320Hz
の第2励振信号を夫々発生するための第1及び第2発振
部と、第1励振信号を第2励振信号で変調するための変
調部とを含み、変調部の出力側は電歪素子192に接続
されている。変調部出力が印加されると、電歪素子19
2は、例えば40KHzの第1励振信号により加振され
ると共に、例えば320Hzの第2励振信号により加振
されることになる。
On the other hand, an annular electrostrictive element 192 as an ultrasonic transducer is arranged on the top surface of the vibrating horn body 191a opposite to the hollow cylindrical portion 191b.
Are clamped between the vibrating horn body 191 a and the support plate 193 by tightening bolts 194. The fuel atomization device 19 further includes an oscillating device 195 that is driven and controlled by the controller 2. Although detailed illustration is omitted,
This oscillator 195 has an ultrasonic frequency of, for example, 40 KH.
z first excitation signal and predetermined frequency, for example 320 Hz
The first and second oscillating units for respectively generating the second excitation signal and the modulating unit for modulating the first exciting signal with the second exciting signal, and the output side of the modulating unit includes the electrostrictive element 192. It is connected to the. When the modulator output is applied, the electrostrictive element 19
2 is excited by the first excitation signal of 40 KHz, for example, and is excited by the second excitation signal of 320 Hz, for example.

【0019】以下、上述の構成の燃料供給装置の作動を
説明する。ディーゼルエンジン1の運転中、コントロー
ラ2は、図示しない各種センサからの出力信号に基づい
て、エンジン1が、スモーク発生量の多い所定運転域、
例えば始動運転域、加速運転域または低速全開運転域で
運転されているか否かを判別する。
The operation of the fuel supply system having the above construction will be described below. During the operation of the diesel engine 1, the controller 2 causes the engine 1 to perform a predetermined operation range in which a large amount of smoke is generated, based on output signals from various sensors (not shown).
For example, it is determined whether or not the vehicle is operating in the starting operation range, the acceleration operation range, or the low speed fully open operation range.

【0020】エンジン1が所定運転域以外の運転域で運
転されていれば、コントローラ2の制御下で、インジェ
クタ17が非作動化され、燃料微粒化装置19の発振装
置195から電歪素子192への第1及び第2励振信号
の印加が禁止され、更に、開閉弁21が閉弁するように
ステッパモータ22が駆動制御される。この結果、イン
ジェクタ17から燃料微粒化装置19への低沸点燃料の
噴射が停止し、燃料微粒化装置19による低沸点燃料の
微粒化が停止され、更に、チャンバ18とエンジン1の
吸気管5との連通が遮断される。このため、エンジン1
の燃焼室への補助燃料供給が阻止される。
When the engine 1 is operating in an operating range other than the predetermined operating range, the injector 17 is deactivated under the control of the controller 2 and the oscillating device 195 of the fuel atomizing device 19 moves to the electrostrictive element 192. The application of the first and second excitation signals is prohibited, and the stepper motor 22 is drive-controlled so that the opening / closing valve 21 is closed. As a result, the injection of the low boiling point fuel from the injector 17 to the fuel atomizing device 19 is stopped, the atomization of the low boiling point fuel by the fuel atomizing device 19 is stopped, and the chamber 18 and the intake pipe 5 of the engine 1 are connected to each other. Communication is cut off. Therefore, the engine 1
Supply of auxiliary fuel to the combustion chamber of the engine is blocked.

【0021】その一方で、軽油燃料の高沸点成分からな
る高沸点燃料が、高沸点燃料パイプ13を介して燃料分
溜装置11から噴射ポンプ3に主燃料として供給され
る。そして、コントローラ2により駆動制御される噴射
ポンプ3からの高圧の主燃料が、夫々の噴射ノズル4に
好適タイミングで供給されて、噴射ノズル4からエンジ
ン1の燃焼室内に噴射される。
On the other hand, a high boiling point fuel consisting of a high boiling point component of light oil fuel is supplied as a main fuel from the fuel fractionating device 11 to the injection pump 3 via the high boiling point fuel pipe 13. Then, the high-pressure main fuel from the injection pump 3 that is drive-controlled by the controller 2 is supplied to the respective injection nozzles 4 at suitable timing, and is injected from the injection nozzles 4 into the combustion chamber of the engine 1.

【0022】上述の場合と異なり、エンジン1が所定運
転域で運転されていれば、コントローラ2の制御下で、
インジェクタ17が開弁駆動され、燃料微粒化装置19
の発振装置195から電歪素子192に第1及び第2励
振信号が印加され、また、開閉弁が開弁するようにステ
ッパモータ22が駆動される。この結果、燃料貯留タン
ク15内に貯留されていた低沸点燃料が燃料微粒化装置
19の振動ホーン191のガイド突起191cに供給さ
れる。このとき、電歪素子192は発振装置195から
の第1及び第2励振信号により加振されて振動してい
る。そして、電歪素子192の振動によりガイド突起1
91cの低沸点燃料は燃料溜まり板191d上に移動し
て均一に微粒化され、空中に放出されて噴霧を形成す
る。しかも、互いに周波数を異にする第1及び第2励振
信号で電歪素子192を加振するので、単一周波数の励
振信号で加振する場合に比べて、低沸点燃料全体が良好
に微粒化される。
Unlike the above case, if the engine 1 is operating in a predetermined operating range, under the control of the controller 2,
The injector 17 is driven to open the valve, and the fuel atomizer 19
The first and second excitation signals are applied from the oscillating device 195 to the electrostrictive element 192, and the stepper motor 22 is driven so that the on-off valve opens. As a result, the low boiling point fuel stored in the fuel storage tank 15 is supplied to the guide protrusion 191c of the vibration horn 191 of the fuel atomization device 19. At this time, the electrostrictive element 192 is vibrated by being excited by the first and second excitation signals from the oscillator 195. Then, the guide protrusion 1 is generated by the vibration of the electrostrictive element 192.
The low boiling point fuel of 91c moves onto the fuel collecting plate 191d, is uniformly atomized, and is discharged into the air to form a spray. Moreover, since the electrostrictive element 192 is vibrated by the first and second excitation signals having different frequencies, the entire low boiling point fuel is finely atomized as compared with the case where the excitation signal of a single frequency is vibrated. To be done.

【0023】そして、低沸点燃料の均一な微粒子はチャ
ンバ18内の空気中に散乱し、霧化された補助燃料とな
る。このとき、開閉弁21が開かれていることから、補
助燃料は、補助燃料通路20を介してエンジン1の吸気
管5に流入し、吸気管5内を流れる空気と共にエンジン
1の燃焼室内へ吸入される。以上の様に、エンジン1が
所定運転域で運転されていると、補助燃料がエンジン1
の燃焼室内に供給される。その一方で、エンジン1が所
定運転域以外の運転域で運転されている場合と同様、高
沸点燃料がエンジン1の燃焼室に主燃料として供給され
る。この様に、セタン価が高くて自己着火性の良い低沸
点燃料からなる補助燃料が供給されると、燃焼室内に着
火し易い雰囲気が形成され、従って、主燃料への着火性
が向上し、着火遅れ期間が短縮される。また、補助燃料
が霧化されていることから、燃料と空気との混合が促進
されて空気利用率が向上し、これにより、スモーク発生
量が低減する。
Then, the uniform fine particles of the low boiling point fuel are scattered in the air in the chamber 18 and become atomized auxiliary fuel. At this time, since the on-off valve 21 is opened, the auxiliary fuel flows into the intake pipe 5 of the engine 1 through the auxiliary fuel passage 20 and is sucked into the combustion chamber of the engine 1 together with the air flowing in the intake pipe 5. To be done. As described above, when the engine 1 is operated in the predetermined operation range, the auxiliary fuel is used as the engine 1
Is supplied to the combustion chamber of. On the other hand, as in the case where the engine 1 is operated in an operating range other than the predetermined operating range, the high boiling point fuel is supplied to the combustion chamber of the engine 1 as the main fuel. In this way, when an auxiliary fuel composed of a low boiling point fuel having a high cetane number and good self-ignitability is supplied, an atmosphere that easily ignites is formed in the combustion chamber, and therefore, the ignitability of the main fuel is improved, The ignition delay period is shortened. Further, since the auxiliary fuel is atomized, mixing of the fuel and air is promoted, and the air utilization rate is improved, which reduces the amount of smoke generated.

【0024】注目すべきは、本実施例のように補助燃料
が主燃料と同種燃料である場合にも、顕著な着火性向上
およびスモーク低減効果が奏されることである。また、
所定エンジン運転域でのみ補助燃料供給を行うと、補助
燃料供給を全エンジン運転域で行う場合に比べて、燃料
分溜装置11および燃料微粒化装置19に対して要求さ
れる処理性能を適度に抑制でき、これにより、両装置1
1、19の低コスト化、コンパクト化が可能になる。
It should be noted that even when the auxiliary fuel is the same kind of fuel as the main fuel as in the present embodiment, remarkable ignitability improvement and smoke reduction effects are exhibited. Also,
When the auxiliary fuel supply is performed only in the predetermined engine operating range, the processing performance required for the fuel fractionation device 11 and the fuel atomization device 19 is moderately compared with the case where the auxiliary fuel supply is performed in the entire engine operating range. It can be suppressed, so that both devices 1
It is possible to reduce the cost and size of the devices 1 and 19.

【0025】さて、エンジン運転中、エンジン1の排気
管を流れる排気ガスの一部が、燃料分溜装置11の加熱
パイプ内を流れる。このため、加熱パイプに近接して配
された気化室内の軽油燃料が排気熱により加熱され、軽
油燃料の低沸点成分が気化される。その一方で、軽油燃
料の高沸点成分は気化室内に液体の高沸点燃料として溜
まり、上述のように、高沸点燃料パイプ13を介して噴
射ポンプ3に供給される。即ち、特別の熱源を用いず
に、低沸点成分と高沸点成分とを分離できる。
During the engine operation, part of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe of the engine 1 flows through the heating pipe of the fuel fractionating device 11. For this reason, the light oil fuel in the vaporization chamber arranged near the heating pipe is heated by the exhaust heat, and the low boiling point component of the light oil fuel is vaporized. On the other hand, the high boiling point component of the light oil fuel accumulates in the vaporization chamber as a liquid high boiling point fuel, and is supplied to the injection pump 3 via the high boiling point fuel pipe 13 as described above. That is, the low boiling point component and the high boiling point component can be separated without using a special heat source.

【0026】気化室内で気化した低沸点成分は、燃料ガ
スパイプ14を介して燃料貯留タンク15内に導入さ
れ、同タンクの冷却装置により冷却されて液化し、低沸
点燃料となる。この低沸点燃料は、上述のように、補助
燃料として供される。なお、燃料分溜装置11における
軽油燃料の低沸点成分と高沸点成分との分離が燃料消費
に対して遅れを生じたとしても、両成分を含む軽油燃料
が噴射ポンプ3へ供給されるに過ぎず、支障はない。ま
た、この様な事態は、ある程度の時間内に解消されて、
補助燃料供給が必要に応じて再開可能となる。
The low boiling point component vaporized in the vaporization chamber is introduced into the fuel storage tank 15 through the fuel gas pipe 14, cooled by the cooling device of the tank and liquefied to become a low boiling point fuel. This low boiling point fuel serves as an auxiliary fuel as described above. Even if the separation of the low boiling point component and the high boiling point component of the light oil fuel in the fuel fractionating device 11 is delayed with respect to the fuel consumption, the light oil fuel containing both components is only supplied to the injection pump 3. No, there is no problem. Also, such a situation will be resolved within a certain amount of time,
Auxiliary fuel supply can be restarted if necessary.

【0027】本発明は、上記実施例に限定されず、種々
に変形可能である。実施例では、軽油燃料を使用するデ
ィーゼルエンジンに適用した場合について説明したが、
本発明の燃料供給装置は、ディーゼルエンジン以外に
も、例えば、ダイレクト・インジェクション方式のガソ
リンエンジンにも装備可能である。また、実施例では、
主燃料と同種燃料からなる補助燃料を使用したが、主燃
料と異種の補助燃料を用いても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. In the embodiment, the case where it is applied to a diesel engine using light oil fuel has been described.
The fuel supply device of the present invention can be installed in, for example, a direct injection type gasoline engine as well as a diesel engine. Also, in the example,
Although the auxiliary fuel composed of the same fuel as the main fuel is used, an auxiliary fuel different from the main fuel may be used.

【0028】また、実施例では、主燃料として主に燃料
の高沸点成分を用いるようにしたが、低沸点成分と高沸
点成分とに分離していない燃料を主燃料として用いても
良く、また、成分分離していない燃料および燃料の高沸
点成分の双方を主燃料として用いても良い。また、実施
例では、燃料分溜装置の熱源として排気熱を利用するよ
うにしたが、これに代えて、その他の熱源、たとえば電
熱ヒータを用いても良く、或いは、排気熱とその他の熱
源の双方を用いても良い。図3は、電熱ヒータを熱源と
した燃料分溜装置を示し、図中、参照符号111、11
2は電熱ヒータおよび気化室を夫々示す。
Further, in the embodiment, the high boiling point component of the fuel is mainly used as the main fuel, but the fuel which is not separated into the low boiling point component and the high boiling point component may be used as the main fuel. Alternatively, both the fuel that has not been separated into components and the high boiling point component of the fuel may be used as the main fuel. Further, in the embodiment, the exhaust heat is used as the heat source of the fuel fractionation device, but instead of this, other heat sources, for example, an electric heater may be used, or the exhaust heat and other heat sources may be used. Both may be used. FIG. 3 shows a fuel distilling device using an electric heater as a heat source.
Reference numeral 2 denotes an electric heater and a vaporization chamber, respectively.

【0029】さらに、本発明の燃料供給装置に燃料微粒
化装置を装備することは必須ではない。また、実施例で
は、電歪素子を含む燃料微粒化装置を用いたが、その他
の燃料微粒化装置を用いても良い。
Furthermore, it is not essential to equip the fuel supply device of the present invention with a fuel atomizer. Further, although the fuel atomizer including the electrostrictive element is used in the embodiment, other fuel atomizers may be used.

【0030】[0030]

【発明の効果】上述のように、本発明の燃料供給装置
は、第1の燃料をエンジンの燃焼室に主燃料として供給
するための主燃料供給手段と、第2の燃料の低沸点成分
と高沸点成分とを分離して低沸点燃料を得るための燃料
分離手段と、低沸点燃料を補助燃料としてエンジンの吸
気管内に供給するための副燃料供給手段とを備えるの
で、セタン価が高く自己着火性に優れる、燃料の低沸点
成分を、補助燃料として供給でき、このため、主燃料へ
の着火を促進して着火遅れを短縮でき、燃料室内圧の急
上昇を抑制して運転騒音を低減できる。
As described above, the fuel supply system of the present invention comprises the main fuel supply means for supplying the first fuel to the combustion chamber of the engine as the main fuel, and the low boiling point component of the second fuel. Since the fuel separation means for separating the high boiling point component to obtain the low boiling point fuel and the auxiliary fuel supply means for supplying the low boiling point fuel as the auxiliary fuel into the intake pipe of the engine are provided, the cetane number is high and The low boiling point component of the fuel, which has excellent ignitability, can be supplied as an auxiliary fuel. Therefore, ignition of the main fuel can be promoted, ignition delay can be shortened, and sudden increase in fuel chamber pressure can be suppressed to reduce operating noise. .

【0031】また、第1の燃料と同種燃料である第2の
燃料を用いる本発明の好適な態様によれば、主燃料と補
助燃料とが同種である場合にも、相当の着火遅れ短縮効
果などを達成できる。また、超音波振動子などを有する
燃料微粒化手段を備えた好適な態様では、低沸点燃料を
微粒化して補助燃料として供するので、補助燃料の着火
性が更に向上して着火遅れを短縮できる。また、補助燃
料と空気との混合を促進して、空気利用率を向上し、ス
モークを低減できる。
Further, according to the preferred embodiment of the present invention in which the second fuel, which is the same fuel as the first fuel, is used, even when the main fuel and the auxiliary fuel are of the same type, a considerable ignition delay reduction effect can be obtained. Can be achieved. Further, in a preferred mode including the fuel atomizing means having an ultrasonic oscillator or the like, the low boiling point fuel is atomized and used as the auxiliary fuel, so that the ignitability of the auxiliary fuel is further improved and the ignition delay can be shortened. Further, it is possible to promote mixing of the auxiliary fuel and air, improve the air utilization rate, and reduce smoke.

【0032】高沸点燃料を第1の燃料として用い、或い
は、第1の燃料と共に主燃料として供給する好適な態様
によれば、着火性低下を招くことなく、高沸点燃料を有
効利用できる。エンジンの排気熱を利用して低沸点成分
と高沸点成分とを分離する好適な態様によれば、成分分
離のための特別な熱源が不要になる。
According to a preferable mode in which the high boiling point fuel is used as the first fuel or is supplied together with the first fuel as the main fuel, the high boiling point fuel can be effectively utilized without lowering the ignitability. According to the preferable mode in which the low boiling point component and the high boiling point component are separated by utilizing the exhaust heat of the engine, a special heat source for separating the components is not required.

【0033】また、ディーゼルエンジンに軽油を主燃料
として供給すると共に軽油の低沸点成分を補助燃料とし
て供給する好適な態様によれば、ディーゼルエンジンで
の燃焼状態を向上できる。更に、副燃料供給手段により
補助燃料供給量をエンジン運転状態に応じて制御する好
適な態様では、例えば、エンジンが始動運転域、加速運
転域および低速全開運転域を含む所定運転域で運転され
ているときに、貯留しておいた低沸点燃料をエンジンに
供給するので、全エンジン運転域で成分分離および補助
燃料供給を行う場合に比べて、燃料分離手段および副燃
料供給手段の負担を軽減しつつ、エンジンが所定運転域
で運転されているときの補助燃料供給を確実に行え、こ
れにより、所定運転域でのスモーク低減などを達成でき
る。
Further, according to the preferable mode in which the light oil is supplied to the diesel engine as the main fuel and the low boiling point component of the light oil is supplied as the auxiliary fuel, the combustion state in the diesel engine can be improved. Further, in a preferred mode in which the auxiliary fuel supply amount is controlled by the auxiliary fuel supply means according to the engine operating state, for example, the engine is operated in a predetermined operating region including a starting operating region, an accelerating operating region and a low speed fully open operating region. Since the stored low boiling point fuel is supplied to the engine during operation, the burden on the fuel separation means and auxiliary fuel supply means is reduced compared to the case where component separation and auxiliary fuel supply are performed in the entire engine operating range. At the same time, it is possible to reliably supply the auxiliary fuel when the engine is operating in the predetermined operating range, and thereby it is possible to achieve smoke reduction in the predetermined operating range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による燃料供給装置を周辺要
素と共に示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a fuel supply device according to an embodiment of the present invention together with peripheral elements.

【図2】図1に示した燃料微粒化装置をその一部をブロ
ックで示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a part of the fuel atomization device shown in FIG. 1 as a block.

【図3】図1に示した燃料分溜装置の変形例を示す概略
斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a modified example of the fuel fractionating device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 2 コントローラ 3 噴射ポンプ 4 噴射ノズル 5 吸気管 11 燃料分溜装置 15 冷却装置付きの燃料貯留タンク 17 インジェクタ 18 チャンバ 19 燃料微粒化装置 21 開閉弁 191 振動ホーン 192 電歪素子 195 発振装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Controller 3 Injection pump 4 Injection nozzle 5 Intake pipe 11 Fuel diversion device 15 Fuel storage tank with cooling device 17 Injector 18 Chamber 19 Fuel atomizer 21 Open / close valve 191 Vibration horn 192 Electrostrictive element 195 Oscillator

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の燃料をエンジンの燃焼室に主燃料
として供給するための主燃料供給手段と、 第2の燃料の低沸点成分と高沸点成分とを分離して低沸
点燃料を得るための燃料分離手段と、 低沸点燃料を補助燃料としてエンジンの吸気管内に供給
するための副燃料供給手段とを備えることを特徴とする
エンジンの燃料供給装置。
1. A low-boiling fuel is obtained by separating a main-fuel supplying means for supplying a first fuel into a combustion chamber of an engine as a main fuel and a low-boiling component and a high-boiling component of the second fuel. And a sub-fuel supply unit for supplying a low boiling point fuel as an auxiliary fuel into the intake pipe of the engine.
【請求項2】 前記第2の燃料は前記第1の燃料と同種
燃料であることを特徴とする請求項1に記載のエンジン
の燃料供給装置。
2. The fuel supply system for an engine according to claim 1, wherein the second fuel is the same fuel as the first fuel.
【請求項3】 前記副燃料供給手段は、前記低沸点燃料
を微粒化するための燃料微粒化手段を有することを特徴
とする請求項1に記載のエンジンの燃料供給装置。
3. The fuel supply device for an engine according to claim 1, wherein the auxiliary fuel supply unit has a fuel atomization unit for atomizing the low boiling point fuel.
【請求項4】 前記燃料微粒化手段は、前記低沸点燃料
を加振して微粒化させるための超音波振動子を有するこ
とを特徴とする請求項3に記載のエンジンの燃料供給装
置。
4. The fuel supply system for an engine according to claim 3, wherein the fuel atomization means has an ultrasonic vibrator for vibrating the low boiling point fuel to atomize it.
【請求項5】 前記主燃料供給手段は、前記燃料分離手
段による前記第2の燃料の前記低沸点成分と前記高沸点
成分との分離により得た高沸点燃料を前記第1の燃料と
して用いることを特徴とする請求項1に記載のエンジン
の燃料供給装置。
5. The high-boiling fuel obtained by separating the low-boiling point component and the high-boiling point component of the second fuel by the fuel separating means is used as the first fuel by the main fuel supply means. The fuel supply system for an engine according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記主燃料供給手段は、前記燃料分離手
段による前記第2の燃料の前記低沸点成分と前記高沸点
成分との分離により得た高沸点燃料を前記第1の燃料と
共に前記主燃料として前記燃焼室に供給することを特徴
とする請求項1に記載のエンジンの燃料供給装置。
6. The main fuel supply means includes a high boiling point fuel obtained by separating the low boiling point component and the high boiling point component of the second fuel by the fuel separating means together with the first fuel from the main fuel. The fuel supply device for an engine according to claim 1, wherein the fuel is supplied to the combustion chamber as fuel.
【請求項7】 前記燃料分離手段は、前記第2の燃料の
前記低沸点成分と前記高沸点成分との分離に前記エンジ
ンの排気熱を利用することを特徴とする請求項1に記載
のエンジンの燃料供給装置。
7. The engine according to claim 1, wherein the fuel separation means uses exhaust heat of the engine to separate the low boiling point component and the high boiling point component of the second fuel. Fuel supply system.
【請求項8】 前記エンジンはディーゼルエンジンであ
り、前記第1及び第2の燃料は軽油であることを特徴と
する請求項2に記載のエンジンの燃料供給装置。
8. The fuel supply system for an engine according to claim 2, wherein the engine is a diesel engine, and the first and second fuels are light oils.
【請求項9】 前記副燃料供給手段は、前記エンジンの
運転状態に応じて、補助燃料供給量を制御することを特
徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料供給装置。
9. The fuel supply device for an engine according to claim 1, wherein the auxiliary fuel supply means controls the auxiliary fuel supply amount according to the operating state of the engine.
【請求項10】 前記副燃料供給手段は、前記低沸点燃
料を貯留しておき、前記エンジンが所定運転域で運転さ
れているときに、前記貯留しておいた低沸点燃料を前記
吸気管内に供給することを特徴とする請求項9に記載の
エンジンの燃料供給装置。
10. The auxiliary fuel supply means stores the low boiling point fuel, and stores the stored low boiling point fuel in the intake pipe when the engine is operating in a predetermined operating range. The fuel supply device for an engine according to claim 9, wherein the fuel is supplied.
【請求項11】 前記所定運転域は、前記エンジンの始
動運転域、加速運転域および低速全開運転域を含むこと
を特徴とする請求項10に記載のエンジンの燃料供給装
置。
11. The fuel supply system for an engine according to claim 10, wherein the predetermined operating range includes a starting operating range, an accelerating operating range and a low speed fully open operating range of the engine.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7077105B2 (en) 2003-06-12 2006-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Spark ignition internal combustion engine
JP2010216275A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Nissan Motor Co Ltd Engine
KR101512281B1 (en) * 2015-01-15 2015-04-14 이경우 Reduction fuel and emissions reduction apparatus having atomize and ionization means of fuel

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