JPS5848771A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射装置 - 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】 本発明はディーゼルエンジンの燃料噴射装置に関するも
のであり、特に、燃料噴射ポンプから燃料噴射弁に圧送
される燃料の圧力を蓄圧し、この蓄圧された圧力に基い
て第２の燃料を同じ燃料噴射弁から噴射する燃料噴射装
置に関するものである。

ディーゼルエンジンにおりて、軽油、重油等の主燃料に
加えてアルコール等の異種燃料を同−気筒内に噴射させ
ることが望まれる場合がある。このような場合には、燃
料の種類毎に２系統の独立した燃料噴射系を備えた燃料
噴射装置が用いられているが、このような従来の装置は
燃料噴射ポンプや燃料噴射弁等がそれぞれ独立に設けら
れるため、損失馬力が増大するとともに、部品点数が多
く価格が高くなる欠点があった。また、他の燃料噴射装
置として、同一の気ｆｆｔＫ対して共通する燃料噴射ポ
ンプ及び燃料噴射弁から成る単一の燃料噴射系を使用し
、その燃料噴射ポンプの噴射直後に発生する管内の負圧
、すなわち吸い戻し効果に従って異種燃料をその燃料噴
射系に吸入するものが考えられている。しかし、このよ
うな装置は、燃料噴射系の残圧が異種燃料の吸入によっ
て不安定となるため、燃料噴射弁から再び噴射される所
謂二次噴射等の異常噴射が発生するとともに、上記吸い
戻し効果による異種燃料の吸入量の燃料噴射量に対する
比率は必ずしも一律でなくディーゼルエンジンの負荷に
対する異種燃料供給量の制御が難かしい不都合があった
。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであシ、
その目的とするところは、損失馬力及び部品点数が少な
く構成されるとともに、二次噴射等の異常噴射がなく、
シかも異種燃料供給量の制御が容易なディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本発明は、燃料噴射ポンプか
ら間欠的に圧送された燃料が、該燃料の圧力によって作
動する燃料噴射弁から気筒内に噴射されるディーゼルエ
ンジンの燃料噴射装置において、前記燃料の圧力を蓄え
る蓄圧室を備えた蓄圧装置と第２の燃料を供給する第２
燃料供給装置とを設けるとともに、該蓄圧室を、前記燃
料噴射ポンプに接続された第１室と前記燃料噴射弁及び
該第２燃料供給装置に接続された第２室とに液密に分割
しつつ、該第１室及び第２室の差圧力に基づいて移動さ
せられて圧力を伝達する圧力伝達壁を該蓄圧室に配設し
、該蓄圧室に蓄えられた圧力に従って該第２の燃料が該
第２室から該燃料噴射弁に圧送された後、該第１室内の
圧力を逃がすととＫよつて該圧力伝達壁の移動位置を復
元し同時に該第２室内に該第２の燃料を補給する逃し弁
を備えたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図において、２は分配型燃料噴射ポンプであり、図
示しないディーゼルエンジンに駆動される駆動軸４０回
転に伴って、図示しない燃料通路からポンプハウジング
６内に燃料である軽油を供給する図示しないベーン式ポ
ンプと、軸方向の往復運動及び軸まわシの回転運動を行
い、ポンプハウジング６内の軽油をデリバリバルブ７を
介して高圧力にて間欠的に圧送するプランジャ８とを備
えている。燃料噴射ポンプ２は第１噴射管路１０を介し
て燃料噴射弁１２に接続されるとともに第１噴射管路ｌ
Ｏから分岐した管路１４を介して蓄圧装置１６に接続さ
れており、軽油が燃料噴射ポンプ２から燃料噴射弁１２
及び蓄圧装置１６に圧送され石ようになっている。

蓄圧装置１６は、円柱状の蓄圧室１８と、ごの蓄圧室１
８に滑合されて蓄圧室１８を第１室２０と第２室２２と
忙液密に分割しつつ、第１室２０及び第２室２２の差圧
力に基づいて移動させられ第１室２０及び第２室２２の
圧力を相互に伝達する圧力伝達壁であるピストン２４と
、このピストン２４を第１室２０に向って付勢するスプ
リング２６とを備えている。また、との蓄圧装置１６は
主として蓄圧室１８内の液体が圧縮されることによって
蓄圧室１８内に圧送された液体、すなわち軽油の圧力を
蓄圧する機能を備えている。第１室２０は、蓄圧装置１
６の壁内に設けられ制限方向が管路１４ｔＣ向う方向の
逆止弁３０を介して管路１４と接続されて軽油が供給さ
れるとともに、逃し弁である電磁弁３２及び管路８８を
介してポンプハウジング６に接続され、電磁弁３−２の
開放作動によって第１室２０の軽油が逃がされてその軽
油がポンプハウジング６内に戻されるようになっている
。そして、第２室２２は、第２噴射管路３４を介して燃
料噴射弁１２に接続されるとともに蓄圧装置１６の壁内
に設けられ制限方向が第２燃料供給装置３６に向う逆止
弁８８を介してその第２燃料供給装置３６に接続されて
いる。この第２燃料供給装置３６は第２の燃料であるア
ルコールのタンク４０とポンプ４２とポンプ４２の出力
圧を調整するレギュレータ４４とから成シ、所定圧力に
調圧されたアルコールを常時その轡続管路４５に供給し
ている。尚、４６はピストン２４を位置決めするために
蓄圧室１８内に突設されたヌトツバである。

燃料噴射弁１２は、柱状の弁体４８を噴口５０に向って
付勢するスプリング５２と、弁体４８ｉ）下端部が着座
して閉じられた噴口５０を有しその弁体４８の下端部を
収容する環状室５４と、環状室５４近傍に設けられ制限
方向が第１噴射管路ＩＯに向う方向の逆止弁５６を介し
て環状室５４を第１噴射管路ｌＯに接続する第１通路５
８と、同様に環状室５４近傍に設けられ制限方向が第２
噴射管路８４に向う方向の逆止弁６０を介して環状室５
４を第２噴射管路３４に接続する第２通路６２とを備え
ている。したがうて、環状室５４の液圧が開弁圧、すな
わち弁体４８がスプリング５２の付勢力に抗して押し上
げられる圧力に達すると噴口５０が開かれて環状室５４
内の液体が噴口５２から図示しないディーゼルエンジン
の気筒内に噴射されるようになっている。逆に１環状室
５４の液圧が閉弁圧、すなわち、弁体４８が環状室５４
の液圧による押上刃に抗してスプリング５２の付勢力に
よって噴口５０に着座するときのその環状室５４の液圧
を下廻ると噴射が停止する。

以下、本実施例の作動を説明する。

図示しないディーゼルエンジンの作動に伴って駆動軸４
が回転させられると、デリバリバルブ７及びＩＩｋ１噴
射管路１０を介して所定のタイミングで軽油が燃料噴射
弁１２及び蓄圧装置１６に間欠的に圧送される。

軽油が圧送された瞬間の初期状態においては、第１噴射
管路１０及び管路１４の内圧が高められて、軽油が逆止
弁３０及び５６を開き第１室２０及び環状室５４に供給
される。したがって、環状室５４の内圧が急速に高検ら
れるとともに、蓄圧装置１６に訃いて第１室２０に供給
された軽油の圧力に基づく蓄圧が開始される。尚、この
状態においては、蓄圧装置１６の蓄圧機能及び蓄圧室１
８及び第２噴射管路８４の経路の長さによって第２通路
６２に伝達される圧力波は第１通路５８に伝達される圧
力波に比較して弱められ且つ遅らされるので、逆止弁６
０は開かれない。

環状室５４の圧力が開弁圧に達すると噴口５０が開かれ
て軽油が図示しないディーゼルエンジンの気筒内に噴射
され、この噴射が燃料噴射ポンプ２による軽油の圧送に
対応して持続される。同時に、蓄圧装置１６においては
、その第１室２０に圧送された軽油の圧力に基づいて蓄
圧が継続され燃料噴射ポンプ２の軽油の圧送時間に対応
した圧力が蓄えられる。尚、第１室２０の圧力はピスト
ン２４を介して第２室２２、第２噴射管路８４及び第２
通路６２に伝達されるが、環状室５４の圧力は第１室２
０の圧力に比較して同等以上であるので逆止弁６０は開
かれないのである。

次に、燃料噴射ポンプ２による軽油の圧送が終了すると
、第１噴射管路１０、管路１４及び第１通路５８の圧力
が急速に低下するので、蓄圧装置１６に蓄えられた圧力
に従って、逆止弁３０，５６が閉じられるとともに逆止
弁６０が開かれ、第２室２２内のアルコ−μが第２噴射
管路８４．第２通路６２及び逆止弁６０を通して直ちに
環状室５４に供給される。この結果、軽油に続いてアル
コールが噴口５０から噴射され、この噴射は環状室５４
内のアルコールの圧力が閉弁圧を下廻るまで持続される
。このとき、第２室２２内のアルコ−Ａ／の減少に伴っ
てピストン２４が第２室２２側ｆｉｌ動゛せられる。

環状室５４内のアルコールの圧力が閉弁圧を下廻ると弁
体４８が噴口５０に着座してアルコールの噴射が阻止さ
れる。そして、その後１図示しない制御装置から供給さ
れる弁開信号が電磁弁３２に供給されると、第１室２０
内の軽油がポンプハウジング６内に逃がされ、第１室２
０の圧力がポンプハウジング６の内圧まで低下させられ
るとともに、ピストン２４がスプリング２６の付勢力と
第１室２０及び第２室２２の差圧力とに従って第１室２
０側にストッパ４６に当接する位置まで復元させられる
ので、逆止弁８８を介してアルコールが第２室２２内に
補給される。このアルコールの補給量は噴口５０から噴
射されたアルコールの量と同じである。尚、接続管路４
５のアルコールの圧力は、燃料噴射ポンプ２から圧送さ
れる軽油の圧力に比較して大幅に小さく定められている
ので、軽油及びアルコールの噴射時において逆止弁３８
は閉じられている。

以上の作動がひとつの気筒における１回の噴射サイクル
を形成し、この噴射サイクルが気筒の燃焼サイクル毎に
繰返し行われるのである。

このように、本実施例の噴射装置によれば、同一の気筒
に対して共通の燃料噴射ポンプ２及び燃料噴射弁１２を
使用して軽油及びアルコールの２種の燃料が噴射される
ので、損失馬力が軽減されるとともに、部品点数が少な
く構成されて安価となる利点がある。特（、−セタン価
が高く着火性の良い軽油が先に噴射され、後にアルコー
ルが噴射されるので、アルコール等の着火性の悪い燃料
を使用しても、軽油による着火により燃焼を良好に継続
させるのである。

また、燃料噴射直後の吸い戻し効果によって燃料噴射管
路にアルコールを吸入させる方式でないため、燃料噴射
管路の残圧が低く保たれて二次噴射等の異常噴射が大幅
に改善される。

更に、アルコールの噴射量は蓄圧装置１６に蓄見られた
圧力と閉弁圧との差に比例し、との蓄圧装置１６に蓄え
られる圧力は燃料噴射ポンプ２の軽油圧送時間に略比例
するので、従来と同様の簡単な操作′によって燃料噴射
ポンプによる軽油圧送時間を変化させ、ディーゼルエン
ジンの負荷に対応してアルコールの噴射量を軽油の噴射
量に対して定率に且つ容易に制御し得、気筒内の燃焼が
安定する利点がある。

そして、軽油とアルコールとの２種の燃料が混合する機
会があるのは、逆止弁５６と６０とに挾まれた燃料噴射
弁１２の先端部、すなわち主として環状室５４に限られ
ているので、２種の燃料の混合に起因する障害がきわめ
て小さな部分に限定され、その対策が容易となる利点が
ある。

以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて説明した
が、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例におけるピストン２４は、両端
面の受圧面積が異なるものが用いられてもよいのである
。この場合、第１室２０の圧力に　′対して第２室２２
に加えられる圧力を変化させ、アルコールの噴射圧力を
所望の値に選択することができる。

前述の実施例における電磁弁３２は制御装置からの弁開
信号匠よって所定のタイミングで作動するものであるが
、たとえば、ディーゼルエンジンに連結されたカムによ
って機械的に作動させられて所定のタイミングで第１室
２０の圧力を逃がす弁であってもよい。逆に漣止弁８０
．８８が制御装置から所定のタイミングで出力される信
号に従って開閉する電磁弁であってもよいのである。

圧力伝達壁は蓄圧室１８を液密に分割しつつ第１室２０
及び第２室２２の圧力を相互に伝達するものでよいから
、ピストン２４のみならずダイヤフラムであっても差支
えない。

前述の蓄圧装置１６は主として蓄圧室１８内の液体の体
積弾性率に基づく圧縮によって蓄圧するが、弾性変形可
能な薄肉の壁を設けたり、壁の一部を蓄圧室１８内に向
って付勢されたピストンにて構成して、蓄圧機能を備え
てもよいのである。

この場合、蓄圧装置１６が大幅に小型となる利点がある
。、 また、前述の実施例において、ピストン２４を第１室２
０側に向って付勢するスプリング２６が第２室２２内に
配設されているが、接続管路４５を通して供給されるア
ルコールの圧力がポンプハウジング６の内圧よりも高い
場合には、スプリング２６を除去しても差支えないし、
電磁弁８２を通して第１室２０から逃がされる軽油は図
示しない軽油タンク内忙戻されてもよいのである。

更忙、前述の実施例における燃料噴射ポンプ２は分配型
であるが、判型等の他の型式であっても差支えないので
ある。

尚、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であシ、
本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更が
加えられ得るものである。

以上詳記したように、本発明のディーゼルエンジンの燃
料噴射装置によれば、同一の気筒に対して共通の燃料噴
射ポンプ及び燃料噴射弁を使用して２種の燃料が噴射さ
れるので、損失馬力が軽減されるとともに、部品点数が
少なく簡単に構成され装置が安価となるのである。また
、燃料噴射直後の吸い戻し効果によって燃料噴射管路に
第２の燃料を吸入させる方式でないため、燃料噴射管路
の残圧が低く保たれ、２次噴射等の異常噴射が解消され
る。しかも、第２の燃料の噴射量は蓄圧装置に蓄えられ
た圧力と閉弁圧との差に比例し、この蓄圧装置に蓄えら
れる圧力は燃料噴射ポンプの燃料圧送時間に略比例する
ので、従来と同様の簡単な操作によって燃料噴射ポンプ
による燃料圧送時間を変化させ、ディーゼルエンジンの
負荷色対応して第２の燃料を第１の燃料の噴射量に対し
て定率に且つ容易に制御し得、気筒内の燃焼が安定する
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す説明図である。 ２：燃料噴射ポンプ　１２：燃料噴射弁１６：蓄圧装置
　　　　１８：蓄圧室 ２０：第１室　　　　　２２：第２室 ２４：ピストン（圧力伝達壁） ３２：電磁弁（逃し弁） ８６：第２燃料供給装置 出願人　　トヨタ自動車工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料噴射ポンプから間欠的に圧送された燃料が該燃料の
   圧力によって作動する燃料噴射弁から気筒内に噴射され
   るディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、 前記燃料の圧力を蓄える蓄圧室を備えた蓄圧装置と第２
   の燃料を供給する第２燃料供給装置とを設けるとともに
   、該蓄圧室を、前記燃料噴射ポンプに接続された第１室
   と前記燃料噴射弁及び該第２燃料供給装置に接続された
   第２室とに液密に分割しつつ、該第１室及び第２室の差
   圧力に基づいて移動させられて圧力を伝達する圧力伝達
   壁を該蓄圧室に配設し、該蓄圧室に蓄えられた圧力に従
   うで該第２の燃料が該第２室から該燃料噴射弁に圧送さ
   れた後、該第１室＾の圧力を逃がすことによって該圧力
   伝達壁の移動位置を復元し同時に該第２室内に該第２の
   燃料を補給する逃し弁を備えたことを特徴とするディー
   ゼルエンジンの燃料噴射装置。