JPS58206859A - 副燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は２種以上の燃料を用い、一方の燃料の燃焼効
率を向上させるために他方の燃料を補給する多気筒内燃
機関用の副燃料供給装置に関するものである。

従来、この種の燃料供給装置として柚々提案されている
。これらの原理を大別すると、（ア）　２個の噴射ポン
プを利用するもの、（イ）　２個のグランジャを噴射ポ
ンプに装着［７たもの、 （つ）　デリバリパルプの吸、戻し作用を利用するもの
、 （１）　噴射管内の主燃料の脈動圧を利用するもの等が
ある。

この発明の燃料供給装置は上記（１）の原理を利用した
ものである。この原理を利用した公知技術としては極々
の提案があるが、いずれも実際に実施する上での種々の
問題点がある。例えば、特公昭５０−２３４５５号にお
いては水の噴射量を、ピストンのストロークをポンプに
よって生成される厳高圧力の関数とすることによって変
更しているのでその結果、ピストンを付勢するバネに萬
い性能を要求している。従って、その設ｄ１が困絵とな
シ実現性が乏しくなる欠点がある。

本発明の目的は、上述したような欠点を除去し、簡単な
構造の副燃料供給装置を提供することにある。

この発明の副燃料供給装置は、高圧で送給される主燃料
の圧力を受けることにより補助燃料を噴射ノズルに送給
する際にこの圧力によ！ｌｌ渭動り得るピストンのスト
ロークを調節部材により調節可能としたことを４１Ｈｋ
とするものである。

以下図面を参照し乍ら、この発明の−・実施例を詳細に
説明する。

第１図は、この発明の副燃料供給装置を、主燃料として
アルコールを用い、副燃料（以１袖助燃料と称す）とし
て軽油を使用するフ″イーゼルエンジンに応用した例で
ある。本例によってこの発明の装置の動作原理を以下間
部に説明する。第１図において、アルコニルを貯威した
主タンク１０および軽油を貯蔵した則タンク１ノを設け
、これらタンクから送−ポンプ１２．１３によってそれ
ぞれの燃料を主燃料噴射ボンｆ１４および副燃料供給装
置１５にそれぞれ供給するようにする。この噴射ポンプ
１４は既知なもので、使用する内燃機関の気筒数と同数
の射出ロヲ肩するものである（本例では４個）。従って
、副燃料供給装置１５本同様に気筒数と同数設ける必要
があるが、簡単汝ために１個のみ図示した。主燃料を噴
射ノズルに送給するための連通路ノ８を設ける。補助燃
料を噴射ノズルに送給するための連通路２０を副燃料供
給装置１５内に設ける。この主燃料連通路１８と補助燃
料連通路２０とを接続パイプおよびシリンダ部によって
連通ずる。このシリンダ部内にピストン２２を滑動自在
に設ける。このピストン２２には常時、連通路Ｊ８の方
向（図では下方）に付勢するためのバネ２３を設け、こ
の・ぐネ２３によってピストン２２の下面部は通常シリ
ンダ部の段部２６に押圧されている。他方、補助燃料用
連通路２０はその人口１６および出口２１の近傍を（、
逆止弁２４，２５を設けるための空所が形成されている
。この一方の逆止弁２４は軽油を補助燃料連通路２０内
に導入する機能を有するように、図面において左方向に
常時所定のスプリング圧が印加されており、他方の逆止
弁２５は連通路２０内に導入された軽油を出口２）から
噴射ノズルへ送給する機能を有するように図面において
左方向に常時所定のスプリング圧が印加されている。燃
料噴射ノズル３０は気筒数と同数設けられている。ここ
で４個のノズルＪＯに対して便宜上、図面の左側よ、？
　１．１１．…、■と番号を付し、これら番号は上述の
噴射ポンプ１４の射出口の番号と対応するものである（
この関係については後述する）。この噴射ノズル３０は
、その中央部にニードル弁３ノを上下滑動自在に設け、
その周囲の離間した位置でこのニードル弁３ノの中心線
とほぼ平行に２本の主燃料通路３２および補助燃料通路
３３が形成される。これら通路３２．３３の上端開口Ｉ
Ｔｈ　ｔＬＬ　接続パイプ１８．４１を経て噴射ポンプ
１４または副燃料供給装置１５の出口２ノにそれぞれ連
結する。ニードル弁３ノの先端はテーパ一部３４で構成
され、このテーパ一部３４の外周部分に１回の噴射に必
要な補助燃料の容積の約し〜１倍程度の体積を有する空
所３５を形成する。そ１てこの空所３５に燃料通路３２
．３３の下端間（１部を連通ずる。ここでこの主燃料通
路３２の開１部は補助燃料通路３３の開口部の形成位置
より噴射口３６から遠く離間するように形成ｒる。

ここで特に注意すべき点は噴射ポンプ１４の１田Ｅｌ　
Ｉから・ンイグ１８を経て圧送される主燃料が噴射ノズ
ル５ｏ−１の主燃料通路３２に送給されるが、補助燃料
は、この噴射ノズル３０−■でｔまなく、次の噴射行程
の噴射ノズル３０−■の補助燃料通路３７に送給される
ように接続することである。

第２図は、各噴射ポンプおよびノズルの全体システムと
しての動作状態を説明するためのものである。同図にお
いて、横軸にポンプカムの角度を取り、縦＠は各ポンプ
とノズルとの組合わせを示す。ここでカム角度Ｏｏとは
、ボンｆ１４の噴射口１の圧送開始点を意味するものと
する。

本しリではＩ−１［１−ＩＶ−■の噴射順序を採用する
ものとする。

第１図の燃料噴射装置の全体の動作を第２図を参照し乍
ら説明する。主燃料のアルコールを主タンク１０からポ
ンプ１２を介して噴射ボン７０１４に送給する。ここで
アルコールに高圧を印加し、射出口Ｉより高圧噴出させ
る。このアルコールは連通路１８を通して噴射ノズル３
゜の主燃料通路３２に圧送される。一方、補助燃料の軽
油をポンプ１３ｔ−介して副燃料供給＃ｃｌＩ１１１５
の連通路２０内に逆止弁２４を開弁じて導入する。しか
し、この状態の送給圧力では出目側の逆止弁２５は開弁
せず、従って軽油かとの連通路２０内に所定量充満する
ようになる。この状態において先程の高圧のアルコール
が連通路１８中を通過すると、ビストシ２２は圧動バネ
２３の力に抗して上昇する。、この上昇によっ込 て軽油が充満している連通路２０に圧力が兄生じ、この
圧力によって逆止弁２５は初めて開弁して軽油を出口２
１から接続ノ！イグ４１１に介］、。

て噴射ノズル３０−■の補助燃料通路３７へ送給する。

ここで、ノズル３０−７５のニードル弁はその噴射口を
閉鎖しているものとする。従っテ、送給された軽油は、
このノズルノ空所３８中にすでに注入されているアルコ
ールを圧縮し乍らそれの通路３９方向へアルコールを少
し押［Ｅげるようになる。この場合、前述したようシ（
通路３７と通％３９の空Ｆ９ｒｓｇへの開口部の燃料噴
射ノズル３ｏの中心軸方向の高さ位置が異なるため、軽
油は軽油通路３７の開口部がら空Ｍ３８へ流出（、更に
、アルコール通路３９ヘ一定の方向性を有して流入する
ため、この結果、空所３８内に残溜する主燃料のアルコ
ールは微量となるＵ％に噴射口附近では、はぼ１００チ
の軽油で充満されるようになる。ここでノズル３０−■
へのアルコールの圧送はまだ継続されているが、軽油の
供給は所定量に達すると停止する。こ］［らの作動につ
いては後で祥述する。

他方ノズル３ｏ−Ｉへの軽油の充満が完了した後でも−
り述の如く、ノズル３０−■へのアルコールの圧送か継
続しているので、アルコール通路３２の内圧は上昇し、
このノズル３０−１の開弁圧に達し、この噴射口３６か
ら軽油が先）［、後からアルコールが噴射されるように
なる。この噴射は、このノズルへのアルコールの圧送期
間の終了時まで継続する。この場合、噴射された軽油は
、第２図から理解できるように、曲以ってノズル３０−
■へのアルコールの圧送時１１Ｃ光満されたものであり
、その充満量および光渦状励は前述の説明よシ明らかで
ある。この噴射の完了後、アルコールの圧力は低下して
ピストン２２はバネ２３の力により図示の討止位ｍｔで
下降する。これにより逆止弁２４は僅か開いてタンク１
１から少量の軽油を導入するようになる。次に、ポンプ
１４のカム角度が９０°に達すると、噴射ノズル３０−
ｍへ゛のアルコールの圧送が開始し、前述と同様の各部
の動作が？Ｉわれ、このノズルの噴射行程が完了すると
、次にノズル３０−■およびその後、ノズル３０−ｕの
噴射行程が順次完了し、本システムの１サイクルが完了
したことになる。

第３図は、この発明の副燃料供給装置の一実施例を示す
ものである。尚、第１図と同−構成費累には同一番号を
付しである。本体６００内部（この内部がシリンダを構
成する）に、鍔６２を南ｒるピストン２２を図面におい
て水平方向に情動自在に設ける。このピストン２２が滑
動する／リング姉の右側空Ｑｒ６４内にピストン２２を
左方向に付勢するバネ２３を設け、鍔６２が位置しでい
るシリンダの左１）４！ｌ’１Ｆ９１６６を主燃料込帽
用達遍路１Ｈに連結される脈動圧導入口６８に連通させ
る。また上述の右５１１１空所６４はＬ字状の補助燃料
供給連通路２０の一部を形成する。

本例では、この連通路２０は人口１６から図面をこふ・
いて垂直下方向に延在し、空所６４を経て水平石方同に
延在し、出口２ノで終端する。この人口１６と空所６４
との間に逆止弁２４を綿層する。この逆止弁２４は本体
６０とは別体横這となっておシ、軽油通路を閉本し得る
鋼球７０とそれを人口方向へ押圧する・々ネ７２を内蔵
する。更に、本体６０の出口２１１１１４に逆止弁２５
を装着する。この逆止弁２５も同様に、閉基鋼球７４と
これを空所６４方向に押圧する・９ネ７６とから構成す
る。この逆止弁２５の出口ｆｉ鮎と連通する通路を、有
するナツト７８を本体６ｏに・螺着する。ピストン２２
のストロークｔ　ｖ＠に＋　−ｒるための、調節ネジ８
０をロックナツト８２によって本体６０に螺着固定シフ
、鍔６２に当接させる。また、ネジ８０を固定し、主燃
料の藺圧が印加される空所６６の気密性を維持するため
に、ロックナツト８２，７−ル材ｓ４．ｓｂ全全調節ジ
ノ８０螺着し、更に？ルト８８をロックナツト８２に螺
着シールする。ピストン２２が右方向へ滑動開始すると
、鍔６２が空所６４の端部９０に当接する位置まで移動
するようになる。これによシストローフ蓄が決定さｆＬ
る。

次に動作を説明する。先゛゛ず、ピストン２２のＸ″１ ストロークを調節ネジ８０によりて予じめ所定ｉに調節
する。第１図に示すように、送油ボンデ１３によって軽
油がタンク１１から比較的低い圧力でｉｌｌ燃料供給装
置１５の入口１６に向け′Ｃ送給されると、この油圧に
よって逆止弁２４を開弁じ、空所６４中に導入される。

しかし乍らこの圧力では、出口側の逆止弁２５を開弁す
るに到らず、この空所内に溜るようになる。次に噴射ノ
？ンノ１４が作動するとアルコールが高い一圧力でパイ
ノ１８を経て噴射ノズル３０−■の主燃料通路３２へ送
給されるようになる。一方、この・！イア″１８は脈動
圧導入口６８にも接続されているため、高圧のアルコー
ル燃料が鍔ｂ２の収納さｔしている空所ｂ６に導入され
るようになる。従って、この高い圧力がピストン２２に
作用し、これによりピストン２２は右方向にバネ２３の
力に抗して滑動を開始する。この滑動は村６２が空所６
６の端部９０に使突するまで行われる。このピストン２
２が滑動することによって、空Ｆｆｒ６４に充満されて
いた軽油がこのピストン圧によ１うて出口側の逆止弁ｊ
５を開弁」７て噴射ノズル３Ｏ−ＦＡの補助燃料通路３
７−＼回けて送出されるようになる。この送出量はピス
トンの移動距離に比例するものである。従って、軽油送
出量及び送出タイミングを正確に制御できる特徴がある
。

本発明は上述した実施例のみに限定さｔＬることなく、
種々の変更を加え得ることは明らかである。

先ず、上述の実施例ではアルコールと軽油とを組み合せ
たディーゼルエンノン用の副燃料供給装置であったが、
これに限らず、例えは土タンクＩＯに軽油を、副夕／り
Ｉノに水を貯販し、この水を軽油に先行して燃焼室内に
層状噴射させて燃焼温度を低下させるタイプのｈｇＩＩ
Ｉ公害防止用機関に利用することも可能である。また、
アルコール燃料の代りに、ユーカリ油等の有人性の悪い
燃料を主燃料とし、それに着火性の艮い燃料を補助燃料
として組み合せるような多種燃料を利用できる内燃機関
用の副燃料供給装置として応用できることが明らかであ
る。

また、逆止弁２４を本体６０と別４１１１造ｅ（シフて
いたが、逆止弁２５と同様に本体６０中に固着すること
、またはその逆も可能である。鉤の形状も実施例の形状
に限られず、種々のものが考えられ、例えば、その断面
が半円形の鍔とすることもでき、この場合、軽油を送出
後のピストンの戻り時における抵抗力を減少させること
ができる。

前述したように、この供給装置によれば、噴射ノズルへ
の補助燃料の送給量を、ネジを調節するという簡単な操
作で正確に制御できる利点かめる。また噴射ノズルへの
補助燃料の送給が的確なタイミングで行なわれる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の則燃料供給゛装置を４気筒デイーゼ
ルエンジンに応用した時の説明図、第２図は第１１装、
置の各行程における動作状態を示す説明図、第３図はこ
の発明供給装置の一実施例を示す断面図である。 １０・・・主タンク、１１・・・副タンク、１４・・・
噴Ｉｔ　ｙｊ！′ンゾ、１５・・・副燃料供給装置、１
１１．２０・・・連通路、２２・・・ピストン、２３．
７２．１６・・・バネ、２４．２５・・・逆止弁、３０
・・・噴射ノズル、３２．３９・・・主燃料通路、３３
．３７・・・補助燃料通路、３５．３Ｂ、６４．６６・
・・空所、３６・・・噴射口、６０・・・本体、６２・
・・鍔、６８・・・脈動玉導入口、８０・・・調節ネジ
。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 飲ンアカム角虐 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダと、このシリンダ内で滑動自在に装着され且つ
   、両側に第１および第２の空所を画成するピストンと、
   このピストンを＠１の空所を拡大する方向に付勢する弾
   性部材と、上記ピストンの滑動範囲を調節可能に規制す
   る手段とを具え、上記第２の空所に高圧の主燃料供給圧
   を作用させ、上記第・ｌの空所に低圧の補助燃料を供給
   すると共に、上記主燃料圧で作動する上記ピストンによ
   シ補助燃料奢送出す・、るようにしたことを特徴とする
   副燃料供給装置。