JPH10281030A - Fuel injection pump of diesel engine for dimethyl ether - Google Patents

Fuel injection pump of diesel engine for dimethyl ether

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JPH10281030A
JPH10281030A JP9106797A JP9106797A JPH10281030A JP H10281030 A JPH10281030 A JP H10281030A JP 9106797 A JP9106797 A JP 9106797A JP 9106797 A JP9106797 A JP 9106797A JP H10281030 A JPH10281030 A JP H10281030A
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JP
Japan
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plunger
fuel
injection pump
diesel engine
leak
Prior art date
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Application number
JP9106797A
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Japanese (ja)
Inventor
Kouyuu Hayashi
宏優 林
Atsushi Todoroki
淳 轟
Yotaro Ono
陽太郎 大野
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10281030A publication Critical patent/JPH10281030A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress leak from a fuel injection pump and solve a problem posed due to this leak by specifying a dimension of the diameter gap of a plunger and a plunger barrel, in a fuel injection pump of a diesel engine for which dimethyl ether is used as main fuel. SOLUTION: A fuel infection pump 2 injects fuel from an injection nozzle 3 because a plunger 6 inserted into a plunger barrel 7 moves in the vertical direction and a valve, etc., interlocks with the vertical movement. When a diesel engine is operated, dimetyl ether feel gas leaking from the gap of the plunger 6 and the plunger barrel 7 is made to be sucked within a leak gas introduction pipe 13 due to flow generated within a plunger lower part chamber 12 and to be mixed with intake gas. At this time, a radial gap between a plunger outer peripheral surface and a plunger barrel inner peripheral surface is determined for less than 3 μm. Thus, leak of combustible gas to a crank chamber 17 is suppressed, improving lubricity in the plunger lower part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ジメチルエーテル
を主燃料とするディーゼル機関の燃料噴射ポンプに関す
る。
The present invention relates to a fuel injection pump for a diesel engine using dimethyl ether as a main fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】軽油を燃料としているディーゼル機関に
用いられている燃料噴射ポンプは、炭素鋼製のプランジ
ャーと炭素鋼製のプランジャバレルが約3〜5μmの直
径隙間で製作されている。
2. Description of the Related Art In a fuel injection pump used for a diesel engine using light oil as a fuel, a plunger made of carbon steel and a plunger barrel made of carbon steel are manufactured with a diameter gap of about 3 to 5 μm.

【0003】燃料タンクから噴射ポンプへの燃料送油
は、燃料タンクと噴射ポンプとを結ぶ管路上に設けられ
たフィーダポンプで約2kgf/cm2に加圧圧送され
ている。
[0003] Fuel is supplied from the fuel tank to the injection pump under a pressure of about 2 kgf / cm 2 by a feeder pump provided on a pipe connecting the fuel tank and the injection pump.

【0004】プランジャバレル間のプランジャの摺動
は、プランジャとプランジャバレルの隙間から燃料ポン
プカム室へリークするわずかな軽油の燃料自身による粘
性で潤滑を行うように設計され、そのリーク量は一般的
には噴射量の0.01%といわれている。
[0004] The sliding of the plunger between the plunger barrels is designed so as to perform lubrication by the slight viscosity of the fuel itself of the light oil leaking from the gap between the plunger and the plunger barrel to the fuel pump cam chamber, and the amount of leakage is generally large. Is said to be 0.01% of the injection amount.

【0005】したがって、噴射ポンプでの燃料のリーク
量については、軽油を主燃料としたディーゼル機関で
は、潤滑油の希釈、燃費、安全性などの点で問題とはな
らない。
[0005] Therefore, the amount of fuel leakage from the injection pump is not a problem in the case of a diesel engine using light oil as a main fuel in terms of lubricating oil dilution, fuel efficiency, safety and the like.

【0006】メタノールに代表されるアルコール系ディ
ーゼル燃料は一般的に軽油に比べて1/10〜1/20
の粘性といわれている。
[0006] Alcohol-based diesel fuel represented by methanol is generally 1/10 to 1/20 that of light oil.
It is said to be viscous.

【0007】このような低粘性燃料を用いた場合、噴射
ポンプのプランジャバレルとプランジャの隙間からリー
クする量が多くなり、燃料噴射ポンプの潤滑油を希釈す
ることを避けるため、ダイヤフラムを介して燃料を圧縮
する方式が提案されている(特開平6−173811号
公報)。
When such a low-viscosity fuel is used, the amount of leakage from the gap between the plunger barrel and the plunger of the injection pump increases, and the fuel is supplied via a diaphragm to avoid diluting the lubricating oil of the fuel injection pump. Has been proposed (JP-A-6-173811).

【0008】また、これらの低粘性燃料を噴射ポンプで
利用する場合、プランジャとプランジャバレルの焼き付
きが問題となるため、プランジャに固体潤滑皮膜を形成
したもの(特開平4−272468号公報)や、プラン
ジャもしくはプランジャバレル表面に液体保持用の工夫
を行ったもの(実昭61−140172号公報、実昭6
1−183462号公報)が提案されている。
Further, when these low-viscosity fuels are used in an injection pump, seizure of the plunger and the plunger barrel poses a problem. Therefore, a solid lubricant film is formed on the plunger (Japanese Patent Laid-Open No. 4-272468), A device for holding a liquid on the surface of a plunger or a plunger barrel (Japanese Patent Publication No. 61-140172, Japanese Patent Publication No.
1-1183462) has been proposed.

【0009】また、プランジャ表面を浸硫処理すること
により焼き付き防止を試みているものもある。
Further, there is an attempt to prevent seizure by performing a sulfurating treatment on the plunger surface.

【0010】低粘性燃料の性状を調整するものとして、
アルコール系低粘性燃料に潤滑油を燃料添加剤として添
加し、粘性を軽油程度に調整することも試みられてい
る。
In order to adjust the properties of the low-viscosity fuel,
Attempts have also been made to add a lubricating oil as a fuel additive to an alcohol-based low-viscosity fuel to adjust the viscosity to about that of light oil.

【0011】一方、ジメチルエーテルを燃料とするディ
ーゼル機関についての報告(SAEPaper 950
064,950062)はあるが、噴射ポンプの形式が
ユニットインジェクタ方式上異なった方式のものであ
り、また、DMEリークガス対策等について詳細な記述
が見られない。
On the other hand, a report on a diesel engine using dimethyl ether as a fuel (SAE Paper 950)
064, 950062), but the type of the injection pump is of a different type in terms of the unit injector type, and there is no detailed description of measures against DME leak gas.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ジメチルエーテル(以
後、DME)燃料は、ディーゼル機関に適用した場合、
軽油と同程度のセタン価をもつため、現状のディーゼル
機関の代替燃料として利用が可能であるばかりか、軽油
ディーゼル燃焼に比べて、排ガス中のNOx濃度が低
く、全出力領域で排煙が極めて少ないクリーンな燃料と
なることが期待される。
When dimethyl ether (hereinafter DME) fuel is applied to a diesel engine,
Since it has the same cetane number as light oil, it can be used not only as an alternative fuel for current diesel engines, but also has a lower NOx concentration in exhaust gas compared to light oil diesel combustion, resulting in extremely low smoke emissions in the entire power range. It is expected to be a little clean fuel.

【0013】本発明者らはディーゼル機関の公害の少な
い新たな燃料としてDMEに着目し、その実用化を図る
べく鋭意検討を行なった。
The present inventors have focused on DME as a new fuel with low pollution for diesel engines, and have conducted intensive studies in order to commercialize it.

【0014】その結果次の事実が判明した。As a result, the following facts have been found.

【0015】DME燃料は沸点が約−25℃と低沸点で
あるため、常温で気体であり、一方ディーゼル機関の噴
射ポンプで加圧するためには、燃料は液体である必要が
ある。
Since the DME fuel has a low boiling point of about -25 ° C., it is a gas at ordinary temperature, while the fuel must be a liquid in order to be pressurized by an injection pump of a diesel engine.

【0016】噴射ポンプ内の温度は、ディーゼルエンジ
ンが運転中上昇する。温度が上昇しても低沸点燃料であ
るDMEが液体であるような圧力で燃料を加圧する必要
がある。そこで、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプに液
体として供給するためには、15kgf/cm2〜30
kgf/cm2と高い圧力で供給する必要がある。
[0016] The temperature in the injection pump increases during operation of the diesel engine. Even when the temperature rises, it is necessary to pressurize the fuel at such a pressure that DME, which is a low-boiling fuel, is liquid. Therefore, in order to supply a liquid to a fuel injection pump of a diesel engine, the pressure is required to be in a range of 15 kgf / cm 2 to 30 kgf / cm 2.
It is necessary to supply at a pressure as high as kgf / cm 2 .

【0017】また、DME液体燃料の粘性はメタノール
等のアルコール系燃料と同様に軽油の1/10〜1/2
0である。
The viscosity of DME liquid fuel is 1/10 to 1/2 that of light oil, similar to alcohol fuel such as methanol.
0.

【0018】このような、DME燃料をディーゼル用噴
射ポンプに適用した場合、噴射ポンプへの供給圧が軽油
に比べて大きいことと、低粘性であるため、プランジャ
バレルとプランジャの隙間からリークする燃料は軽油使
用時に比べて非常に大きなものとなる。
When such a DME fuel is applied to a diesel injection pump, the fuel leaking from the gap between the plunger barrel and the plunger because the pressure supplied to the injection pump is higher than that of light oil and the viscosity is low. Is much larger than when light oil is used.

【0019】プランジャとプランジャバレルからプラン
ジャ下部室を通って噴射ポンプカム室へリークしたDM
E燃料はガス化し、噴射ポンプの潤滑油の希釈性につい
ては問題とならないものの、エンジンクランク室開放型
のディーゼル機関では大気中に放出されるため、燃料ガ
ス放出分だけ燃費の劣化を招く。
DM leaking from the plunger and the plunger barrel to the injection pump cam chamber through the lower chamber of the plunger.
The E fuel is gasified, and although there is no problem with the dilutability of the lubricating oil of the injection pump, since it is released into the atmosphere in an engine crankcase open type diesel engine, fuel consumption is reduced by the amount of fuel gas released.

【0020】エンジンクランク室密閉型のディーゼル機
関においては、噴射ポンプおよびクランク室が密閉構造
となっており、密閉型エンジンではブローバイガスを大
気放出させないように、クランク室は、エンジン吸気管
に接続されブローバイガス導管11を設けている。その
とき、エンジンクランク室は若干の負圧となっている。
図6に示すように、プランジャからリークしてガス化し
たDME燃料ガスは、プランジャ下部室12に流れ込
む。このときのプランジャ下部室12内の内圧は、百数
十ミリ水柱程度の圧力となる。燃料噴射ポンプは図5に
示すような構造をしており、DMEガスは、プランジャ
下部室12から噴射ポンプのタペット部14を通して噴
射ポンプカム室15に流れ込み、そして、噴射ポンプカ
ムシャフト16を通して、最終的にエンジンクランク室
17に流れ出る。クランク室17に流れ込んだDMEガ
スは潤滑油等ブローバイガスと一緒にブローバイガス導
管11を通ってエンジン吸気管18に戻される。結果的
に噴射ポンプでリークしたDMEガスは、吸気管から空
気と一緒にエンジンに吸入されるので、燃焼に寄与し、
燃費の劣化は、リークガス大気放出時に比べて、軽油と
同等の燃費を得ることが可能である。
In a diesel engine having a closed engine crankcase, the injection pump and the crankcase have a closed structure. In the closed engine, the crankcase is connected to an engine intake pipe so that blow-by gas is not released to the atmosphere. A blow-by gas conduit 11 is provided. At that time, the engine crank chamber has a slight negative pressure.
As shown in FIG. 6, the DME fuel gas leaked from the plunger and gasified flows into the lower plunger chamber 12. At this time, the internal pressure in the plunger lower chamber 12 is about one hundred and several tens of millimeters. The fuel injection pump has a structure as shown in FIG. Flows out into the engine crank chamber 17. The DME gas flowing into the crank chamber 17 is returned to the engine intake pipe 18 through the blow-by gas conduit 11 together with the blow-by gas such as lubricating oil. As a result, the DME gas leaked from the injection pump is sucked into the engine together with the air from the intake pipe, thereby contributing to combustion,
As for the deterioration of the fuel efficiency, it is possible to obtain the same fuel efficiency as that of light oil as compared with the case of releasing the leak gas to the atmosphere.

【0021】しかし、この場合は、DME燃料リークガ
ス(可燃ガス)がクランク室に流れこみ、クランク室に
可燃ガスが充満することとなる。これは安全上問題であ
る。
However, in this case, the DME fuel leak gas (flammable gas) flows into the crank chamber, and the crank chamber is filled with the combustible gas. This is a safety issue.

【0022】また、DME燃料を主燃料とするディーゼ
ル機関では、噴射ポンプへの燃料供給圧が大きいため、
プランジャで大きな漏洩量が発生するとともに、低沸点
であるため、プランジャからのリークと同時にDME液
体燃料は気化し、結果的にプランジャ下部では非常に早
い流速でリークしていることが考えられる。このため、
この早いガス流によって、プランジャ下部の潤滑油ミス
トによる潤滑が阻害され、プランジャ摺動部の焼き付き
に対して問題となる。
In a diesel engine using DME fuel as the main fuel, the fuel supply pressure to the injection pump is large.
Since a large amount of leakage occurs in the plunger and the low boiling point, the DME liquid fuel is vaporized at the same time as the leakage from the plunger, and as a result, it is conceivable that the DME liquid fuel leaks at a very high flow velocity in the lower part of the plunger. For this reason,
Due to this fast gas flow, lubrication by the lubricating oil mist at the lower portion of the plunger is hindered, and there is a problem with seizure of the sliding portion of the plunger.

【0023】特開平6−173811号公報で提案され
ている低粘性燃料用プランジャポンプにおいては、ダイ
ヤフラムを介した圧縮装置であり、密閉構造となっては
いるものの、構造が複雑となり、コスト的には問題であ
る。
The plunger pump for low-viscosity fuel proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-173811 is a compression device via a diaphragm and has a hermetically sealed structure. Is a problem.

【0024】従来の低粘性燃料用プランジャポンプの技
術においては、低粘性燃料を用いたときの噴射ポンプの
プランジャとプランジャバレルの耐摩耗性および焼き付
き防止に対して主眼をおいたものであり、燃料のリーク
については言及されていない。この提案されている技術
では、ジメチルエーテル燃料を用いたとき、噴射ポンプ
への供給圧が大きいため、大きな漏洩量が発生し、なお
かつ、燃料が気化することで大きな流速でリークしてし
まう。
In the conventional technique of the low-viscosity fuel plunger pump, the main focus is on the wear resistance and prevention of seizure of the plunger and the plunger barrel of the injection pump when the low-viscosity fuel is used. No leak is mentioned. In the proposed technique, when dimethyl ether fuel is used, a large amount of leakage occurs due to a large supply pressure to the injection pump, and the fuel vaporizes and leaks at a large flow rate.

【0025】本発明の目的は、ディーゼル機関燃料とし
てジメチルエーテル燃料を用いたとき、燃料噴射ポンプ
のプランジャとプランジャバレルの隙間からのリークを
押さえ、このリークによって生じる問題を解消すること
にある。
An object of the present invention is to suppress a leak from a gap between a plunger and a plunger barrel of a fuel injection pump when dimethyl ether fuel is used as a diesel engine fuel, and to solve a problem caused by the leak.

【0026】本発明の別の目的は、ディーゼル機関燃料
としてジメチルエーテル燃料を用いたとき、燃料噴射ポ
ンプのプランジャとプランジャバレルの焼付を防止でき
る燃料噴射ポンプを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a fuel injection pump capable of preventing seizure of a plunger and a plunger barrel of a fuel injection pump when dimethyl ether fuel is used as a diesel engine fuel.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するべく鋭意検討の結果、DME燃料の場合には
燃料噴射ポンプのプランジャとプランジャバレルの間隙
は3μm未満であってもリークされるDMEによって潤
滑性を確保でき、一方、リークDMEによるトラブルを
改善できることを見出した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, in the case of DME fuel, even if the gap between the plunger and the plunger barrel of the fuel injection pump is less than 3 μm, the leakage will occur. It has been found that lubricating properties can be ensured by the DME performed, while troubles caused by leaked DME can be improved.

【0028】すなわち、本発明は、プランジャとプラン
ジャバレルの直径隙間を3μm未満としたことを特徴と
する、主燃料としてジメチルエーテルを用いるディーゼ
ル機関の燃料噴射ポンプに関するものである。
That is, the present invention relates to a fuel injection pump for a diesel engine using dimethyl ether as a main fuel, wherein a diameter gap between a plunger and a plunger barrel is less than 3 μm.

【0029】また、プランジャの表面にニッケル基また
はクロム基合金を溶射することによって焼付トラブルを
大巾に減少させうることを見出した。
It has also been found that by spraying a nickel-based or chromium-based alloy on the surface of the plunger, seizure problems can be greatly reduced.

【0030】従って、本発明は、上記の燃料噴射ポンプ
において、プランジャとプランジャバレルがいずれも炭
素鋼製であってプランジャの外周面にニッケル基または
クロム基合金が溶射されていることを特徴とする燃料噴
射ポンプも提供するものである。
Therefore, the present invention is characterized in that in the above fuel injection pump, both the plunger and the plunger barrel are made of carbon steel, and a nickel-based or chromium-based alloy is thermally sprayed on the outer peripheral surface of the plunger. A fuel injection pump is also provided.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】プランジャとプランジャバレルの
直径隙間、すなわちプランジャ外周面とプランジャバレ
ル内周面との間の半径方向の間隔は、3μm未満であ
り、好ましくは2.5μm以下、特に好ましくは2.0
μm以下である。一方、下限は潤滑性、加工性の観点か
ら1.0μm以上、好ましくは1.2μm以上である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The radial gap between the plunger and the plunger barrel, that is, the radial distance between the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the plunger barrel is less than 3 μm, preferably 2.5 μm or less, particularly preferably 2.5 μm or less. 2.0
μm or less. On the other hand, the lower limit is 1.0 μm or more, preferably 1.2 μm or more from the viewpoint of lubricity and workability.

【0032】DMEのリーク量では上限は供給DME量
の10%、好ましくは5%、特に好ましくは3%であ
り、下限は1%である。
The upper limit of the leak amount of DME is 10%, preferably 5%, particularly preferably 3% of the supplied DME amount, and the lower limit is 1%.

【0033】プランジャ表面に凝着摩耗を防止するため
に、プランジャバレルとは異種金属とし、合金を作らな
い組み合わせとなるようにするのがよい。
In order to prevent cohesive wear on the plunger surface, it is preferable to use a dissimilar metal from the plunger barrel so that the plunger does not form an alloy.

【0034】そのため、この間隙の調整は従来のプラン
ジャを加工する場合には、その外周面にニッケル基合金
またはクロム基合金を溶射して被膜を形成することによ
って行うことにより焼結トラブルを少なくすることがで
きる。ニッケル基合金はNi−Cr−B−Si合金等の
ニッケル−クロム−ボロン系合金やNi−Cr−W−M
o合金等のニッケル−クロム−モリブデン系合金など
(自溶性合金を含む。)、クロム基合金はクロム−コバル
ト−タングステン合金などを例として挙げることができ
る。被膜の厚さは通常1mm程度溶射し、溶射肉盛後は
設計間隔が得られるよう再加工して、被膜厚さは0.5
mm程度とする。
Therefore, when processing the conventional plunger, the gap is adjusted by spraying a nickel-based alloy or a chromium-based alloy on the outer peripheral surface to form a coating, thereby reducing sintering troubles. be able to. Nickel-based alloys include nickel-chromium-boron alloys such as Ni-Cr-B-Si alloys and Ni-Cr-W-M
o Alloys such as nickel-chromium-molybdenum alloys
(Including a self-fluxing alloy.) The chromium-based alloy may be, for example, a chromium-cobalt-tungsten alloy. The thickness of the coating is usually sprayed about 1 mm, and after spray coating, reworked so as to obtain a design interval.
mm.

【0035】これを図1および図2を参照して説明する
と、図2のものはプランジャ6をプランジャバレル7に
挿入した状態を示しており、図1ではプランジャ6の表
面に溶射Ni合金被膜8を形成した例を示している。
This will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 shows a state in which the plunger 6 is inserted into the plunger barrel 7, and in FIG. Is formed.

【0036】図3は本発明の試験で使用したディーゼル
機関の要部構成図、図4はその噴射ポンプと吸気管の接
続状態を示す拡大図、そして図5は一般的な噴射ポンプ
の構造を示す断面図である。
FIG. 3 is a structural view of a main part of the diesel engine used in the test of the present invention, FIG. 4 is an enlarged view showing a connection state between the injection pump and an intake pipe, and FIG. 5 shows a structure of a general injection pump. FIG.

【0037】図3に示す装置は、燃料タンク1、燃料噴
射ポンプ2およびディーゼル機関本体9からなってい
る。
The device shown in FIG. 3 comprises a fuel tank 1, a fuel injection pump 2, and a diesel engine main body 9.

【0038】燃料タンク1には、加圧DME供給管5
と、噴射ポンプにこの加圧DMEを供給する接続管10
が接続されている。
The fuel tank 1 has a pressurized DME supply pipe 5
And a connecting pipe 10 for supplying this pressurized DME to the injection pump.
Is connected.

【0039】燃料噴射ポンプ2は、図5に示すような構
造をしている。プランジャバレル7に挿入されたプラン
ジャ6がカム機構によって上下動しそれにバルブ20等
が連動して開閉することによって燃料をディーゼル機関
の燃焼室19に噴射ノズル3から噴射させる。プランジ
ャ6の下はプランジャ下部室12になっており、このプ
ランジャ6を押し上げるタペット部14を介してその下
がカム室15になっている。プランジャ下部室12の図
面左側壁にはカバープレート21が装着されており、こ
のカバープレート21を穿孔してリークガス導入管13
の一端をそこに溶着している。
The fuel injection pump 2 has a structure as shown in FIG. The plunger 6 inserted into the plunger barrel 7 moves up and down by the cam mechanism, and the valve 20 and the like open and close in conjunction therewith, thereby injecting fuel from the injection nozzle 3 into the combustion chamber 19 of the diesel engine. The lower part of the plunger 6 is a plunger lower chamber 12, and the lower part of the plunger 6 is a cam chamber 15 via a tappet part 14 that pushes up the plunger 6. A cover plate 21 is mounted on the left side wall of the plunger lower chamber 12 in the drawing.
One end is welded there.

【0040】この燃料噴射ポンプ2を模式的に示したの
が図3,4であり、これらの図に示されているように、
シリンダの数に対応する数の燃料噴射ポンプ2が直列に
配置されている。
FIGS. 3 and 4 schematically show the fuel injection pump 2. As shown in FIGS.
The number of fuel injection pumps 2 corresponding to the number of cylinders is arranged in series.

【0041】ディーゼル機関本体9は内部に燃料室19
を有するシリンダと該シリンダ内を上下動するピストン
とこのピストンの上下動を回転運動に変えるクランクを
収容するクランク室17よりなり、シリンダの天面には
燃料の噴射ノズル3、吸気管18及び排気管が取着され
ている。燃料の噴射ノズル3には燃料噴射ポンプ2の吐
出口からの燃料配管4が接続されている。また、吸気管
18には、図4に示すように、リークガス導入管13の
他端が接続されている。図3には示されていないが、図
6に示されているようにクランク室17からのブローバ
イガス導管11も吸気管18に接続されている。
The diesel engine body 9 has a fuel chamber 19 inside.
A cylinder having a fuel injection nozzle 3, an intake pipe 18, and exhaust gas is provided on a top surface of the cylinder. A tube is attached. A fuel pipe 4 from a discharge port of the fuel injection pump 2 is connected to the fuel injection nozzle 3. Further, the other end of the leak gas introducing pipe 13 is connected to the intake pipe 18 as shown in FIG. Although not shown in FIG. 3, the blow-by gas conduit 11 from the crank chamber 17 is also connected to the intake pipe 18 as shown in FIG.

【0042】このディーゼル機関を作動させると、リー
クガス導入管13が負圧となっている吸気管18に接続
されたため、プランジャ下部室12内は、リークガス導
入管13を通して、吸気管18に至る雰囲気ガス流れが
生じ、吸気管18内負圧と同程度の圧力となる。プラン
ジャ6とプランジャーバレル7の隙間からリークする気
化したDME燃料ガスは、このプランジャー下部室12
内に生じた流れにのって、リークガス導入管13内に吸
い込まれ、吸気ガスに混合される。このため、噴射ポン
プ2のタペット部14を通して、噴射ポンプカム室15
からエンジンクランク室17へのDME燃料ガスの流れ
込みはなくなり、プランジャ6でのDMEリークガス燃
料はほぼ100%リークガス導入管13を通って吸気管
18に吸い込まれることとなる。
When this diesel engine is operated, the leak gas introduction pipe 13 is connected to the intake pipe 18 at a negative pressure, so that the atmosphere gas reaching the intake pipe 18 through the leak gas introduction pipe 13 in the lower plunger chamber 12. A flow occurs, and the pressure becomes approximately the same as the negative pressure in the intake pipe 18. The vaporized DME fuel gas leaking from the gap between the plunger 6 and the plunger barrel 7 is supplied to the plunger lower chamber 12.
The gas is sucked into the leak gas introduction pipe 13 along with the flow generated therein, and is mixed with the intake gas. Therefore, through the tappet portion 14 of the injection pump 2, the injection pump cam chamber 15
The flow of DME fuel gas from the engine into the engine crank chamber 17 disappears, and the DME leak gas fuel in the plunger 6 is drawn into the intake pipe 18 through the almost 100% leak gas introduction pipe 13.

【0043】また、プランジャ下部室12が吸気管18
内と同程度に負圧になることにより、DME燃料の気化
による膨張ガス流およびプランジャ下部室12内が10
0mm水柱程度の正圧のために、噴射ポンプ2のカム室
8から舞いあげられる潤滑油ミストがプランジャ6下部
に供給されやすくなる。
The lower plunger chamber 12 is provided with an intake pipe 18.
When the pressure becomes as low as the inside pressure, the expansion gas flow due to the vaporization of the DME fuel and the inside of the plunger lower chamber 12 become 10
Due to the positive pressure of about 0 mm water column, the lubricating oil mist blown up from the cam chamber 8 of the injection pump 2 is easily supplied to the lower part of the plunger 6.

【0044】上記実施態様においては、リークガス導入
管13の一端はプランジャ下部室12のカバープレート
21に接続されているが、これはプランジャ下部室12
の何処に接続されていてもよいことはいうまでもない。
また、リークガス導入管13の他端は吸気管18の内部
に突出した状態で接続されているが、内部に突出させな
くてもよい。一方、突出させてその端部を吸気管内の気
流方向に折曲させることも好ましい。
In the above embodiment, one end of the leak gas introducing pipe 13 is connected to the cover plate 21 of the lower plunger chamber 12, which is connected to the lower plunger chamber 12.
It goes without saying that it may be connected anywhere.
Further, the other end of the leak gas introduction pipe 13 is connected so as to protrude inside the intake pipe 18, but does not have to protrude inside. On the other hand, it is also preferable to project and bend its end in the airflow direction in the intake pipe.

【0045】また、リークガス導入管の他端をブローバ
イガス導管にあるいは吸気管の弁と連動する弁を設けて
燃焼室に直接接続することもできる。
Further, the other end of the leak gas introducing pipe may be connected directly to the combustion chamber by providing a valve which is linked to the blow-by gas pipe or the valve of the intake pipe.

【0046】そのほか、吸気管にバイパスを設けてこの
バイパスをプランジャ下部室を通過させるようにしても
よい。
In addition, a bypass may be provided in the intake pipe so that the bypass passes through the lower plunger chamber.

【0047】[0047]

【実施例】図1の装置を使用した。EXAMPLE The apparatus shown in FIG. 1 was used.

【0048】燃料供給方法は、DMEの加圧手段である
窒素ガスボンベ出口に装着された2次圧力を15kgf
/cm2〜30kgf/cm2の範囲で一定で圧力調整可
能な圧力調整器で、DME燃料タンクの燃料液面にDM
E燃料の蒸気圧を越える窒素ガス圧を作用させ、燃料噴
射ポンプに液体燃料としてDME燃料を圧送する燃料供
給法とした。
The fuel supply method is such that the secondary pressure attached to the outlet of the nitrogen gas cylinder, which is the pressurizing means of the DME, is increased by 15 kgf.
/ Cm 2 -30kgf / cm 2 is a pressure regulator that is constant and can adjust the pressure.
The fuel supply method is such that a nitrogen gas pressure exceeding the vapor pressure of the E fuel is applied to pump the DME fuel as a liquid fuel to the fuel injection pump.

【0049】プランジャ6には、図4に示すプランジャ
バレル7とプランジャ6の隙間が5μmの従来のもの
と、このプランジャを中性塩浴剤または還元性塩浴剤に
硫化物(Na222など)を加えた塩浴処理して浸硫処
理したものと、プランジャの表面に、ニッケル基合金8
(一般的にニッケル自溶性合金(ニッケル−クロム−ボ
ロン系(Ni−Cr−B−Si合金)))を溶射し、再
加工して、プランジャとプランジャバレルの隙間を約2
μmにした各噴射ポンプを用いた。
The plunger 6 includes a conventional plunger having a gap of 5 μm between the plunger barrel 7 and the plunger 6 shown in FIG. 4 and a sulfide (Na 2 S 2) added to a neutral salt bath or a reducing salt bath. and those sulphurized O 2, etc.) and a salt bath treatment plus, the surface of the plunger, nickel-based alloys 8
(In general, a nickel self-fluxing alloy (nickel-chromium-boron-based (Ni-Cr-B-Si alloy))) is sprayed and re-worked to reduce the gap between the plunger and the plunger barrel by about 2 mm.
Each injection pump having a size of μm was used.

【0050】各噴射ポンプについて燃料圧力25kgf
/cm2で噴射ポンプからのDME燃料の噴射試験をお
こなったところ、このときのプランジャからのジメチル
エーテル燃料のリーク量は以下のようになった。リーク
量は噴射量に対する割合である。
Each injection pump has a fuel pressure of 25 kgf
When an injection test of DME fuel from the injection pump was performed at / cm 2 , the leakage amount of dimethyl ether fuel from the plunger at this time was as follows. The leak amount is a ratio to the injection amount.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】上表に示すように、プランジャ表面を浸硫
処理したものについても、実験をしたがリーク量につい
ては改善は無かった。
As shown in the above table, an experiment was also conducted on a plunger whose surface was sulfurized, but there was no improvement in the amount of leakage.

【0053】DME使用のディーゼル機関で運転したと
ころ、噴射ポンプ周り温度は平均10度程度下がってい
た。これはDMEがプランジャから漏れるときに気化す
ることにより気化熱のために冷却されたものと考えられ
る。
When the system was operated with a diesel engine using DME, the temperature around the injection pump was reduced by about 10 degrees on average. This is probably because the DME vaporized when leaking from the plunger and was cooled due to heat of vaporization.

【0054】ニッケル基合金の溶射による耐摩耗性(耐
凝着摩耗性)を向上させたことと、低沸点燃料であるD
MEのリーク時の気化熱によるプランジャの冷却効果
で、従来より小さいプランジャとプランジャバレル隙間
が小さくても焼き付きがおきないで運転可能であった。
The wear resistance (adhesion wear resistance) of the nickel-based alloy due to thermal spraying has been improved, and the low boiling fuel D
Due to the cooling effect of the plunger due to the heat of vaporization at the time of ME leak, even if the gap between the plunger and the plunger barrel is smaller than before, the operation was possible without seizure.

【0055】DME燃料を使って、プランジャポンプで
の噴射量に対するリーク量5%のプランジャ使用時で
は、ディーゼル機関の燃焼は安定し、燃費においても、
エンジンクランク室開放型ディーゼル機関においては、
軽油燃焼時に比べて、DME燃料リークガス放出分に相
当する5%程度の悪化が見られた。
When using a DME fuel and using a plunger having a leak amount of 5% of the injection amount of the plunger pump, the combustion of the diesel engine is stable, and the fuel efficiency is also improved.
In an engine crankcase open type diesel engine,
Compared with light oil combustion, a deterioration of about 5% corresponding to the amount of DME fuel leak gas release was observed.

【0056】同様にクランク室密閉型ディーゼル機関で
の燃費は軽油とほぼ同等の燃費であった。また、リーク
ガス導入管を接続した場合の燃費は、軽油とほぼ同等の
燃費となった。
Similarly, the fuel efficiency of the closed crankcase type diesel engine was almost the same as that of light oil. The fuel efficiency when the leak gas inlet pipe was connected was almost the same as that of light oil.

【0057】次に、図3においてリークガス導入管を取
外して燃焼試験を実施したところ、DME燃料を用いた
場合、噴射ポンプで20%のリーク量のある浸硫処理タ
イプのプランジャでは、ディーゼル機関の燃焼が安定し
なかった。
Next, when a combustion test was carried out with the leak gas introduction pipe removed in FIG. 3, when a DME fuel was used, a sulfuration treatment type plunger having a leakage amount of 20% by an injection pump was used for a diesel engine. Combustion was not stable.

【0058】一方、DME燃料のリーク量5%のプラン
ジャ使用時では、ディーゼル機関の燃焼は安定し、燃費
においては、軽油燃焼時に比べて、低回転低トルクにお
いて悪化がみられたものの、5%の悪化の範囲に押さえ
られた。
On the other hand, when the plunger having a DME fuel leak amount of 5% is used, the combustion of the diesel engine is stable, and the fuel efficiency is lower at a low rotation speed and a low torque than at the time of light oil combustion. The extent of the deterioration was suppressed.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明により、ディーゼル機関の主燃料
として、DME燃料を用いたときに生じる燃料噴射ポン
プのプランジャとプランジャバレルの隙間からの燃料リ
ークがあっても、プランジャ下部での潤滑性を向上さ
せ、かつクランク室への可燃ガス(DMEリークガス)
流れ込みを防ぐとともに、リークガスの大気放出による
燃費の悪化を簡便な方法で改善することができ、また、
プランジャとプランジャバレル間の焼付を防止できる。
According to the present invention, even if there is a fuel leak from the gap between the plunger and the plunger barrel of the fuel injection pump which occurs when DME fuel is used as the main fuel of the diesel engine, the lubricity under the plunger is improved. Improved combustible gas to the crankcase (DME leak gas)
In addition to preventing inflow, it is possible to improve the deterioration of fuel efficiency due to the release of leak gas to the atmosphere by a simple method,
Seizure between the plunger and the plunger barrel can be prevented.

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

【図1】 表面にNi合金を溶射したプランジャをプラ
ンジャバレルに挿入した状態を模式的に説明する切欠斜
視図である。
FIG. 1 is a cutaway perspective view schematically illustrating a state in which a plunger having a surface sprayed with a Ni alloy is inserted into a plunger barrel.

【図2】 表面にNi合金を溶射していないプランジャ
をプランジャバレルに挿入した状態を模式的に説明する
切欠斜視図である。
FIG. 2 is a cutaway perspective view schematically illustrating a state in which a plunger whose surface is not thermally sprayed with a Ni alloy is inserted into a plunger barrel.

【図3】 本発明の試験で使用したディーゼル機関の要
部構成図である。
FIG. 3 is a main part configuration diagram of a diesel engine used in a test of the present invention.

【図4】 その噴射ポンプと吸気管の接続状態を示す拡
大図である。
FIG. 4 is an enlarged view showing a connection state between the injection pump and the intake pipe.

【図5】 一般的な噴射ポンプの構造を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a general injection pump.

【図6】 従来のエンジンクランク室密閉型ディーゼル
機関の要部構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of a conventional diesel engine having a closed engine crankcase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料タンク 2…燃料噴射ポンプ 3…噴射ノズル 4…燃料配管 5…加圧DME供給管 6…プランジャ 7…プランジャバレル 8…溶射Ni合金 9…ディーゼル機関本体 10…接続管 11…ブローバイガス導管 12…プランジャ下部室 13…リークガス導入管 14…タペット部 15…カム室 16…カムシャフト 17…クランク室 18…吸気管 19…燃焼室 20…バルブ 21…カバープレート REFERENCE SIGNS LIST 1 fuel tank 2 fuel injection pump 3 injection nozzle 4 fuel pipe 5 pressurized DME supply pipe 6 plunger 7 plunger barrel 8 sprayed Ni alloy 9 diesel engine body 10 connection pipe 11 blow-by gas pipe DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Lower chamber of plunger 13 ... Leak gas introduction pipe 14 ... Tappet part 15 ... Cam chamber 16 ... Camshaft 17 ... Crank chamber 18 ... Intake pipe 19 ... Combustion chamber 20 ... Valve 21 ... Cover plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プランジャとプランジャバレルの直径隙
間を3μm未満としたことを特徴とする、主燃料として
ジメチルエーテルを用いるディーゼル機関の燃料噴射ポ
ンプ
1. A fuel injection pump for a diesel engine using dimethyl ether as a main fuel, wherein a diameter gap between a plunger and a plunger barrel is less than 3 μm.
【請求項2】 プランジャの外周面とプランジャバレル
の内周面が異なる金属で形成されている請求項1記載の
燃料噴射ポンプ
2. The fuel injection pump according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the plunger barrel are formed of different metals.
【請求項3】 プランジャとプランジャバレルがいずれ
も炭素鋼製であってプランジャの外周面にニッケル基ま
たはクロム基合金が溶射されていることを特徴とする請
求項1記載の燃料噴射ポンプ
3. The fuel injection pump according to claim 1, wherein both the plunger and the plunger barrel are made of carbon steel, and a nickel-based or chromium-based alloy is thermally sprayed on an outer peripheral surface of the plunger.
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