JPS61116060A - 二種の燃料を順次に噴射可能な燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンの燃料噴射装置に係り、よ
り詳しくは、二種の燃料を同一噴射サイクル中に順次に
噴射することの可能な燃料噴射装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

例えばディーゼルエンジンに圧縮自己着火しにくいアル
コールを燃料として使用するために、噴射初期に自己着
火性の良い軽油を少量供給し、続いてアルコールを多量
に供給する複燃料噴射装置が提案されている（特開昭５
８−２０６８６７号公報）。

この装置はアルコールを高圧圧送する噴射ポンプとＪ前
記アルコールの圧送圧力で軽油を噴射ノズルへ供給する
燃料圧送装置と、噴射ノズルシート部近傍で互いに連通
ずるアルコール通路及び軽油通路を有する噴射ノズルと
を具えて成り、エンジンの噴射順序を利用して特定気筒
のアルコールの噴射サイクル前に他の気筒のアルコール
噴射圧力であらかじめ軽油を噴射ノズル先端へ充てんさ
せ、次で、特定気筒のアルコール噴射サイクルにおいて
ニードルを上昇させ、あらかじめ充てんされていた軽油
を先に、次でアルコールを噴口から噴射するようにした
ものである。しかし、前述の如き噴射装置では、先行す
る軽油光てんから高圧のアルコール噴射までの時間が長
くなってしまい、噴射ノズル先端部において、先に充満
していたアルコールと後に充てんされる軽油とが混合し
て軽油の着火性が悪くなる。また、アルコールは気化潜
熱が大きく気化時に周囲の熱を大量に奪うのであるが、
軽油とアルコールが噴口から連続して噴射されるので、
先に噴射される軽油が後に続くアルコールの冷却作用に
よって着火しにくくなるという大きな欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は叙上の問題点を解消することを目的としたもの
で、同一の噴射サイクルにおいて、アルコールの様な第
１燃料の噴射パルスに先立って、かつ第１燃料噴射パル
スから別個に分離して、軽油の様な第２燃料を噴射し、
もって、二種の燃料を順次にかつ互いに分離した層状に
噴射することの可能な燃料噴射装置を提供することを目
的とするものである。

〔問題点を解決する手段の要旨〕

本発明の燃料噴射装置は、（イ）プレッシャチャンバ下
部に開口した第１燃料通路とシート部近傍においてプレ
ッシャチャンバ下部に開口した第２燃料通路とを有する
噴射ノズルと、（ロ）第１燃料を周期的に圧送する通常
型の燃料噴射ポンプと、←→前記噴射ポンプに作動的に
接続され、該噴射ポンプからの第１燃料の圧力によって
駆動されて第２燃料を加圧するプランジャを有し、該プ
ランジャの圧送ストロークの初期に噴射ノズルの前記第
２燃料通路に少量の第２燃料を圧送し前記初期ストロー
クから独立した別個の圧送ストロークの残部期間に噴射
ノズルの前記第１通路に噴射ポンプからの第１燃料を供
給する液圧駆動式燃料圧送制御装置、とを備えて成る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明を適用したディーゼルエンジンの燃料供
給系統を示す図である。■は、例えば自己着火しにくい
アルコールが満される第１燃料タンク、２は自己着火し
やすい軽油が満される第２燃料タンクである。第１燃料
タンク１は従来型の噴射ポンプ３と接続され、噴射ポン
プ３は燃料圧送制御装置４と接続される。燃料タンク２
も燃料圧送制御装置４に接続され、燃料圧送制御装置４
は噴射ノズル１４とそれぞれ接続される。噴射ノズル１
４には第１燃料通路１９と第２燃料通路２０．２１が形
成され、第２燃料通路２１はノズルニードル１６の中心
を通って先端の連通路２２を介してシート部１７近傍の
噴射ノズル先端部２３においてプレッシャチャンバ１４
Ａに開口し、第１燃料通路１９と相互に連通ずる。第１
燃料通路１９はプレッシャチャンバ１４Ａの上部に開口
している。ニードル１６は、通常、プレッシャピン２４
を介してスプリング２５で図中下方に付勢され、シート
部１７を閉塞している。

燃料圧送制御装置４はシリンダポア５を画定したハウジ
ング４Ａとこれに摺動自在に嵌入されるピストンまたは
プランジャ６から成る。シリンダボア５には噴射ポンプ
３からパイプ２９でアルコールが供給される第１燃料人
口９と、噴射ノズル１４の第１燃料通路１９にアルコー
ルパイプ３０でアルコールを供給する第１燃料出口１０
がそれぞれ開口する。さらに、燃料タンク２からパイプ
３１で軽油が供給される第２燃料人口１２と、圧送室１
３を介してパイプ３２で噴射ノズル１４へ軽油を供給す
る第２燃料出口１１がそれぞれ開口する。又、シリンダ
ボア５に挿入されるピストンまたはプランジャ６には図
中右寄り部分に環状溝７が形成されると共に連通路８が
形成してあり、この連通路は前記環状溝７と圧送室１３
を連通している。

さらに、パイプ３０と噴射ノズル１４の第１燃料通路１
９の間には逆止弁２６が、パイプ３２と噴射ノズル１４
の第２燃料通路２０の間には逆止弁２７がそれぞれ設け
られ、燃料圧送制御装置４から噴射ノズル１４にのみ各
燃料が流れるようになっている。

前述の実施例の作用を第２図を併せ参照して説明する。

第２図は本発明による燃料噴射装置を作動させた時の噴
射ノズルから噴射される燃料の時間に対する噴射率を示
すもので、図の下部に示したプランジャ６の３つの位置
Ａ〜Ｃに対比して噴射率カーブを示したものである。

噴射ポンプ３は通常の如くエンジンによって駆動されて
周期的にアルコールを高圧で吐出する。

即ち、燃料タンク１からパイプ２８で噴射ポンプ３に吸
入されたアルコールが噴射ポンプ３で高圧送出され、パ
イプ２９で燃料圧送制御装置４の入口９へ矢印ａの如く
供給されると、シリンダボア５とプランジャ６の左端部
によって形成される圧力室３３にアルコールが充満し、
その圧力によってプランジャ６がシリンダボア５内を図
中右方向に移動する。第２図（＾）に示す様に、プラン
ジャ６のストロークの初期においては、プランジャの外
周面がシリンダボア５に開口する軽油人口１２を閉塞し
て、プランジャ６の右端部とシリンダボア５によって形
成される圧送室１３と軽油入口１２との連通を遮断し、
次第に圧送室１３の容量を縮少して圧送室内１３の軽油
を出口１１から矢印すの如くパイプ３２を介して噴射ノ
ズル１４の第２燃料通路２０及び２１に圧送する。とこ
ろで、第１燃料通路２０及び２１とノズル先端部２３で
連通路２２を介して連通関係にある第１燃料通路１９と
パイプ３０との間には逆止弁２６が配されているので先
端部２３内の圧力は次第に上昇する。

このため、ニードル１６はスプリング２５の付勢力に抗
して上昇し、噴射ノズル１４先端のシート部１７からリ
フトして噴口１８より燃料を噴射する。この時の圧送燃
料は軽油であるので、この時期には軽油のみが噴射され
る（第２図の補助噴射パルスＰａ）。

燃料圧送制御装置４の圧力室３３に矢印Ｃの如く更にア
ルコールが導入されると、プランジャ６は更に図中右方
向へ移動し、第２図（Ｂ）の位置に来る。すると、圧送
室１３は連通路８および環状溝７を介して軽油人口１２
と連通し、矢印ｄの如く圧送室１３内の軽油が入口１２
へ逆流することになり、出口１１から噴射ノズル１４へ
の軽油の供給が停止される。するとニードル１６はスプ
リング２５の付勢力によってシート部１７に着座し、軽
油の噴射を停止する。この時、アルコールの入口９と出
口１０もプランジャ６の外周面によりその連通を遮断さ
れているので、噴射ノズル１４からアルコールが噴射さ
れることはなく、噴射率は“０″となる（第２図の噴射
率カーブのＤ点）。

さらに入口９へ矢印ｅの如くアルコールが供給されると
、第２図（Ｃ）に示す様に、ついにはプランジャ６はハ
ウジング４Ａの端壁に衝当し、アルコール出口１０と圧
力室３３は連通ずる。このため、矢印ｆの如く出口１０
から高圧、のアルコールがパイプ３０を介して噴射ノズ
ル１４の第１燃料通路１９に流入する。第１燃料通路１
９と連通路２２を介して連通関係にある第２燃料通路２
１及び２０とパイプ３２との間には、逆止弁２７が介入
されているので、第１燃料通路１９にアルコールが導入
され続けると噴射ノズル内の圧力が上昇し、ついにはス
プリング２５に抗してニードル１６が上昇し、シート部
１７を開放して噴口１８からアルコールが噴射される。

主燃料であるアルコールの主噴射パルスＰｍは軽油噴射
パルスＰａより大きい。噴射ポンプ３からのアルコール
の圧送が終了すると、噴射ノズル１４のニードルはスプ
リング２５によってそのシート部１７に着座し、アルコ
ールの噴射を停止する。さらに、噴射ポンプ３が吸戻し
サイクルに入り、バイブ２９内が負圧になると、燃料圧
送制御装置４のプランジャ６は圧送室１３内の軽油の圧
力によって再び図中左方向に移動し、ついにはハウジン
グ４Ａの左端壁に当接し、初期の状態に戻る。このよう
に、順次、軽油の噴射とアルコールの噴射が繰り返され
る。

上述のように、アルコールの噴射サイクルを利用して、
アルコールに先行して軽油を噴射し、次に、ある遅延時
間をおいてアルコールを噴射させることによって、先ず
軽油の圧縮自己着火によって火種を作り、遅延時間中に
前記の火種を充分に成長させる。従って、後から噴射さ
れるアルコールによって火種が冷却消炎されることがな
（、安定したアルコールの燃焼が可能になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、軽油とアルコールの分離噴射を完全に
達成することができるので、先行噴射すべき軽油が噴射
ノズル内でアルコールと混合することが防止される。従
って、軽油の着火性を向上させることができる。また、
軽油の噴射とアルコール噴射との間に遅延時間を置くの
で、先行噴射され着火した軽油の火炎はアルコール噴射
までに十分に成長する。従って、後から噴射されるアル
コールの冷却消炎作用を軽油火炎が受けることが無く、
アルコールの安定燃焼が可能となると共に効率の良い燃
焼が実現できる。このため、先行噴射される軽油の消費
量を必要最小限にとどめることができるという大きな利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射装置の模式図、第２図は燃料
圧送制御装置のプランジャの３つの位置を噴射率カーブ
と対応させて示したものである。 １・・・第１燃料タンク、２・・・第２燃料タンク、３
・・・噴射ポンプ、　　４・・・燃料圧送制御装置、４
Ａ・・・ハウジング、　　　５・・・シリンダボア、６
・・・プランジャ、　　７・・・環状溝、８・・・連通
路、　　　　９・・・第１燃料入口、１０・・・第１燃
料出口、１１・・・第２燃料出口、１２・・・第２燃料
入口、１３・・・圧送室、１４・・・噴射ノズル、　１
４Ａ・・・プレッシャチャンバ、１５・・・ノズルボデ
ー、１６・・・ノズルニードル、１７・・・シート部、
　　　１８・・・噴口、１９・・・第１燃料通路、２０
．２１・・・第２燃料通路、２２・・・連通路、 ２３・・・プレッシャチャンバの先端部、２４・・・プ
レッシャピン、 ２５・・・プレッシャスプリング、 ２６　、２７・・・逆止弁、 ２８．２９，３０，３１．３２・・・パイプ、３３・・
・圧力室。 ｗｋｌ　図 １ｅ５　　　　１／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）プレッシャチャンバ上部に開口した第１燃料
   通路とシート部近傍においてプレッシャチャンバ下部に
   開口した第２燃料通路とを有する噴射ノズルと、 （ロ）第１燃料を周期的に圧送する通常型の燃料噴射ポ
   ンプと、 （ハ）前記噴射ポンプに作動的に接続され、該噴射ポン
   プからの第１燃料の圧力によって駆動されて第２燃料を
   加圧するプランジャを有し、該プランジャの圧送ストロ
   ークの初期に噴射ノズルの前記第２燃料通路に少量の第
   ２燃料を圧送し前記初期ストロークとは別個の独立した
   圧送ストローク残部期間に噴射ノズルの前記第１通路に
   噴射ポンプからの第１燃料を供給する液圧駆動式燃料圧
   送制御装置、とを備えて成る、二種の燃料を順次に噴射
   可能な燃料噴射装置。 ２、前記燃料圧送制御装置は前記プランジャが摺動可能
   に精密嵌合されたシリンダボアを有するハウジングを備
   え、前記シリンダボア内にはプランジャの一方の側に圧
   力室が画成され他方の側に圧送室が画成されており、 前記ハウジングには噴射ポンプに接続され前記圧力室に
   開口した第１燃料入口と、噴射ノズルの第１燃料通路に
   接続された第１燃料出口と、第２燃料を受取る第２燃料
   入口と、噴射ノズルの第２燃料通路に接続され前記圧送
   室に開口した第２燃料出口とが設けてあり、前記第１燃
   料出口と第２燃料入口は、プランジャのストロークの初
   期に先ず第１燃料入口がプランジャにより閉塞され、更
   にプランジャが摺動した時に第１燃料出口が圧力室に開
   口する様に位置決めされている特許請求の範囲第１項記
   載の燃料噴射装置。