JP3212408B2 - 燃料・水噴射装置 - Google Patents
燃料・水噴射装置Info
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- JP3212408B2 JP3212408B2 JP09516693A JP9516693A JP3212408B2 JP 3212408 B2 JP3212408 B2 JP 3212408B2 JP 09516693 A JP09516693 A JP 09516693A JP 9516693 A JP9516693 A JP 9516693A JP 3212408 B2 JP3212408 B2 JP 3212408B2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の燃料・
水噴射装置に関する。
水噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関の排ガス中のＮＯx を低
減し、且つ黒煙排出の抑制や燃料消費率の低減を同時に
達成する手段として、ひとつの燃料噴射弁から燃料と水
を燃焼室内に噴射し燃焼させる手段が有効であり、燃料
噴射弁内への注水装置として特願平０４−１６３９４４
号にその構成が示されている。
減し、且つ黒煙排出の抑制や燃料消費率の低減を同時に
達成する手段として、ひとつの燃料噴射弁から燃料と水
を燃焼室内に噴射し燃焼させる手段が有効であり、燃料
噴射弁内への注水装置として特願平０４−１６３９４４
号にその構成が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来技術による装置においては、次のような問題点が
指摘されている。即ち、燃料・水噴射装置が適用される
ディーゼル機関では毎分数百回転以上で運転されるもの
が多く、１サイクルに要する時間も１００ミリ秒程度と
極めて短い。この間の燃料噴射ポンプから燃料の吐出が
行われていない期間中に燃料噴射弁の水路内に必要量の
水の注入を完了させるためには、燃料・水噴射装置にお
ける注水ユニットの給水圧力及び作動油圧力が規定の圧
力に達している必要がある。給水圧力及び作動油圧力が
必要にして且つ充分な圧力に達していないときに注水ユ
ニットを作動させて水の注入を行うと注水量が少なくな
り不均衡を生じる。このことは水と共に層状となって噴
射される燃料の量にも不均衡を招くことであり、機関の
出力が変動し安定した運転が不能となる。
た従来技術による装置においては、次のような問題点が
指摘されている。即ち、燃料・水噴射装置が適用される
ディーゼル機関では毎分数百回転以上で運転されるもの
が多く、１サイクルに要する時間も１００ミリ秒程度と
極めて短い。この間の燃料噴射ポンプから燃料の吐出が
行われていない期間中に燃料噴射弁の水路内に必要量の
水の注入を完了させるためには、燃料・水噴射装置にお
ける注水ユニットの給水圧力及び作動油圧力が規定の圧
力に達している必要がある。給水圧力及び作動油圧力が
必要にして且つ充分な圧力に達していないときに注水ユ
ニットを作動させて水の注入を行うと注水量が少なくな
り不均衡を生じる。このことは水と共に層状となって噴
射される燃料の量にも不均衡を招くことであり、機関の
出力が変動し安定した運転が不能となる。
【０００４】本発明の目的は前記問題点を解決し、注水
ユニットへ送出される給水及び作動油の圧力が規定の圧
力に達し、且つ注水量の設定が的確であることが確認さ
れて後に注水ユニットを作動させることにより、安定し
た水の注入と燃料・水噴射を実現し得る燃料・水噴射装
置を提供することにある。
ユニットへ送出される給水及び作動油の圧力が規定の圧
力に達し、且つ注水量の設定が的確であることが確認さ
れて後に注水ユニットを作動させることにより、安定し
た水の注入と燃料・水噴射を実現し得る燃料・水噴射装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料・水噴射装
置は、１個の燃料噴射弁（４０）から燃料と水とを燃焼
室内に噴射するディーゼル機関の燃料・水噴射装置にお
いて、燃料噴射ポンプ（３）の燃料吐出部に配設された
逆止調圧弁（７）と、前記燃料噴射弁内に形成されて前
記燃料噴射ポンプからの油路（２２）と水タンク（２０
１）からの水注入管（２０５）に接続される水路（２
１）とが合流する合流部（３１）と、前記水路に設けら
れ前記合流部に向かう水の流れのみを許容する水路逆止
弁（１３）と、前記水注入管の途中に設けられ作動油の
圧力によって往復動するスプール（３０２）を有するア
クチュエータ（３０１）及び該アクチュエータ（３０
１）に併設され前記スプールのストロークを規制するス
トッパ機構（３０３、３０４）及び作動油タンクと前記
アクチュエータとを接続する作動油路に設けられ前記ア
クチュエータへの作動油の給排を制御する作動油切替弁
（３０６）を備えた注水ユニット（３００）と、前記水
注入管の水タンクと注水ユニットとの間の部位に設けら
れた給水逆止弁（２０３）と、前記水注入管の注水ユニ
ットと燃料噴射弁との間の部位に設けられた注水逆止弁
（２０４）と、前記水注入管に設けられて前記燃料噴射
弁に供給される水の圧力を検出する給水圧力検出器（２
０６）と、前記作動油路に設けられて前記アクチュエー
タに供給される作動油の圧力を検出する作動油圧力検出
器（１０３）と、エンジンの作動状況に関連する信号及
び前記給水圧力検出器からの水圧力の検出信号及び前記
作動油圧力検出器からの作動油圧力の検出信号が入力さ
れ、これらの検出信号に基づき前記注水ユニットに前記
燃料噴射弁への注水時期の制御信号及び注水量の規制信
号を出力するコントローラ（４００）とを有してなり、
前記給水圧力及び作動油圧力が規定値に達しかつ前記ア
クチュエータのスプールのストロークで規制される前記
注水量が適正であると前記コントローラで判断された後
に、前記燃料噴射ポンプからの燃料の吐出がなされない
時期に前記燃料噴射弁の油路内に注水して燃料と水によ
る層状液柱を形成するように構成されたことを特徴とす
る。
置は、１個の燃料噴射弁（４０）から燃料と水とを燃焼
室内に噴射するディーゼル機関の燃料・水噴射装置にお
いて、燃料噴射ポンプ（３）の燃料吐出部に配設された
逆止調圧弁（７）と、前記燃料噴射弁内に形成されて前
記燃料噴射ポンプからの油路（２２）と水タンク（２０
１）からの水注入管（２０５）に接続される水路（２
１）とが合流する合流部（３１）と、前記水路に設けら
れ前記合流部に向かう水の流れのみを許容する水路逆止
弁（１３）と、前記水注入管の途中に設けられ作動油の
圧力によって往復動するスプール（３０２）を有するア
クチュエータ（３０１）及び該アクチュエータ（３０
１）に併設され前記スプールのストロークを規制するス
トッパ機構（３０３、３０４）及び作動油タンクと前記
アクチュエータとを接続する作動油路に設けられ前記ア
クチュエータへの作動油の給排を制御する作動油切替弁
（３０６）を備えた注水ユニット（３００）と、前記水
注入管の水タンクと注水ユニットとの間の部位に設けら
れた給水逆止弁（２０３）と、前記水注入管の注水ユニ
ットと燃料噴射弁との間の部位に設けられた注水逆止弁
（２０４）と、前記水注入管に設けられて前記燃料噴射
弁に供給される水の圧力を検出する給水圧力検出器（２
０６）と、前記作動油路に設けられて前記アクチュエー
タに供給される作動油の圧力を検出する作動油圧力検出
器（１０３）と、エンジンの作動状況に関連する信号及
び前記給水圧力検出器からの水圧力の検出信号及び前記
作動油圧力検出器からの作動油圧力の検出信号が入力さ
れ、これらの検出信号に基づき前記注水ユニットに前記
燃料噴射弁への注水時期の制御信号及び注水量の規制信
号を出力するコントローラ（４００）とを有してなり、
前記給水圧力及び作動油圧力が規定値に達しかつ前記ア
クチュエータのスプールのストロークで規制される前記
注水量が適正であると前記コントローラで判断された後
に、前記燃料噴射ポンプからの燃料の吐出がなされない
時期に前記燃料噴射弁の油路内に注水して燃料と水によ
る層状液柱を形成するように構成されたことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明では前記のように構成され機能するが、
水の注入を制御するためのブロック図を図２に示し、そ
の作用について説明する。コントローラ４００内に組込
まれた給水圧力記憶部と作動油圧力記憶部には、燃料噴
射弁４０内の水路への水注入の条件、即ち作動油切替弁
３０６の駆動条件として給水圧力の範囲及び作動油圧力
の範囲についてのデータが記憶されている。なお、給水
圧力検出器２０６及び作動油圧力検出器１０３によって
検出された信号と前記２つの記憶部に入力されているデ
ータを比較して、検出された圧力値の適否を判定する給
水圧力比較器及び作動油圧力比較器があり、給水と作動
油の圧力が必要且つ充分な条件を満足していると判定さ
れたとき、注水量設定器により注水ユニット３００内に
設けられているアクチュエータ３０１のスプール３０２
の行程長さＳ、換言すれば注水量の規制に相当するスプ
ール用ストッパ３０３の位置が演算され、ストッパ位置
調整器５０１に出力される。また、前記注水量設定器で
の演算に際してはエンジンの作動状況についての情報と
してエンジンの回転数検出器及び負荷検出器によって検
出された信号が演算データとして注水量設定器に入力さ
れる。
水の注入を制御するためのブロック図を図２に示し、そ
の作用について説明する。コントローラ４００内に組込
まれた給水圧力記憶部と作動油圧力記憶部には、燃料噴
射弁４０内の水路への水注入の条件、即ち作動油切替弁
３０６の駆動条件として給水圧力の範囲及び作動油圧力
の範囲についてのデータが記憶されている。なお、給水
圧力検出器２０６及び作動油圧力検出器１０３によって
検出された信号と前記２つの記憶部に入力されているデ
ータを比較して、検出された圧力値の適否を判定する給
水圧力比較器及び作動油圧力比較器があり、給水と作動
油の圧力が必要且つ充分な条件を満足していると判定さ
れたとき、注水量設定器により注水ユニット３００内に
設けられているアクチュエータ３０１のスプール３０２
の行程長さＳ、換言すれば注水量の規制に相当するスプ
ール用ストッパ３０３の位置が演算され、ストッパ位置
調整器５０１に出力される。また、前記注水量設定器で
の演算に際してはエンジンの作動状況についての情報と
してエンジンの回転数検出器及び負荷検出器によって検
出された信号が演算データとして注水量設定器に入力さ
れる。
【０００７】ストッパ位置調整器５０１からの指示信号
によりストッパ３０３の位置が設定されると、ストッパ
位置検出器３０５から注水量設定器に入力した信号値と
設定器での指示値とが比較され、指示値と一致する設定
であると判定されると、作動油切替弁駆動タイミング設
定器により作動油切替弁駆動のタイミングが演算され
る。この演算には、演算データとして前記エンジン回転
数検出器からの回転数信号、ＴＤＣ検出器からのＴＤＣ
信号、クランク角検出器からのクランク角信号が入力さ
れる。この演算により作動油切替弁駆動装置５０２に信
号が出力され注水ユニット３００内に配設された作動油
切替弁３０６が駆動され、アクチュエータ３０１を介し
て燃料噴射弁４０内の水路に水の注入が行われる。
によりストッパ３０３の位置が設定されると、ストッパ
位置検出器３０５から注水量設定器に入力した信号値と
設定器での指示値とが比較され、指示値と一致する設定
であると判定されると、作動油切替弁駆動タイミング設
定器により作動油切替弁駆動のタイミングが演算され
る。この演算には、演算データとして前記エンジン回転
数検出器からの回転数信号、ＴＤＣ検出器からのＴＤＣ
信号、クランク角検出器からのクランク角信号が入力さ
れる。この演算により作動油切替弁駆動装置５０２に信
号が出力され注水ユニット３００内に配設された作動油
切替弁３０６が駆動され、アクチュエータ３０１を介し
て燃料噴射弁４０内の水路に水の注入が行われる。
【０００８】
【実施例】図１に本発明の実施例に係る燃料・水噴射装
置の構成図を示し、図２に図１におけるコントローラの
構成のブロック図を示した。図１，２を参照してその構
成について説明する。図において、１は燃料タンク、２
は燃料供給ポンプ、３は燃料噴射ポンプ、４はプランジ
ャ、５はバレル、６は吐出弁、７は逆止調圧弁、８は燃
料噴射管である。９は燃料噴射弁本体、１０は噴口、１
１は針弁、１２は油溜り、１３は水路逆止弁、１４は針
弁用付勢ばね、２１は噴射弁内水路、２２は噴射弁内油
路、３０は前記の水路と油路の連通路、３１は注入した
水と燃料の合流部、４０は燃料と水を噴射する燃料噴射
弁である。１０１は作動油タンク、１０２は作動油ポン
プ、１０３は作動油圧力検出器で検出された信号はコン
トローラ４００へ出力する。２０１は水タンク、２０２
は給水ポンプ、２０５は水注入管、２０３は前記水注入
管２０５の水タンク２０１と後述する注水ユニット３０
０との間の部位に設けられ給水ポンプ２０２への逆流を
抑止する給水逆止弁、２０４は前記水注入管２０５の後
述する注水ユニット３００と燃料噴射弁４０との間の部
位に設けられ後述する注水ユニット３００内のアクチュ
エータ３０１への逆流を抑止する注水逆止弁、２０６は
給水圧力検出器である。
置の構成図を示し、図２に図１におけるコントローラの
構成のブロック図を示した。図１，２を参照してその構
成について説明する。図において、１は燃料タンク、２
は燃料供給ポンプ、３は燃料噴射ポンプ、４はプランジ
ャ、５はバレル、６は吐出弁、７は逆止調圧弁、８は燃
料噴射管である。９は燃料噴射弁本体、１０は噴口、１
１は針弁、１２は油溜り、１３は水路逆止弁、１４は針
弁用付勢ばね、２１は噴射弁内水路、２２は噴射弁内油
路、３０は前記の水路と油路の連通路、３１は注入した
水と燃料の合流部、４０は燃料と水を噴射する燃料噴射
弁である。１０１は作動油タンク、１０２は作動油ポン
プ、１０３は作動油圧力検出器で検出された信号はコン
トローラ４００へ出力する。２０１は水タンク、２０２
は給水ポンプ、２０５は水注入管、２０３は前記水注入
管２０５の水タンク２０１と後述する注水ユニット３０
０との間の部位に設けられ給水ポンプ２０２への逆流を
抑止する給水逆止弁、２０４は前記水注入管２０５の後
述する注水ユニット３００と燃料噴射弁４０との間の部
位に設けられ後述する注水ユニット３００内のアクチュ
エータ３０１への逆流を抑止する注水逆止弁、２０６は
給水圧力検出器である。
【０００９】３００は注水ユニットで次の各要素により
構成されている。３０１はアクチュエータで、そのシリ
ンダ内には油密にシールされ摺動可能なスプール３０２
が挿入されている。３０３はスプール３０２のストッパ
で、ストッパ位置設定器３０４によりその設定位置を調
節することができる。即ち、前記注水ユニット３００は
前記水注入管２０５の途中に設けられ作動油の圧力によ
って往復動するスプール３０２を有するアクチュエータ
３０１及び該アクチュエータ３０１に併設され前記スプ
ール３０２のストロークを規制するストッパ機構（スト
ッパ３０３、ストッパ位置設定器３０４）及び作動油タ
ンク１０１と前記アクチュエータ３０１とを接続する作
動油路に設けられ前記アクチュエータ３０１への作動油
の給排を制御する作動油切替弁３０６を備えて構成され
ている。３０５はストッパ位置検出器、３０６は作動油
切替弁で２ポートの電磁スプール弁が使用されている。
４００は燃料噴射弁４０内への水注入の量や時期を制御
するコントローラで、入力する信号として次の７個、つ
まりエンジン回転数信号、エンジン負荷信号、ＴＤＣ信
号、クランク角信号、給水圧力信号、作動油圧力信号、
ストッパ位置検出信号がある。５０１はストッパ位置調
整器、５０２は作動油切替弁駆動装置で、これらの調整
器と駆動装置への制御信号はコントローラ４００から出
力される。
構成されている。３０１はアクチュエータで、そのシリ
ンダ内には油密にシールされ摺動可能なスプール３０２
が挿入されている。３０３はスプール３０２のストッパ
で、ストッパ位置設定器３０４によりその設定位置を調
節することができる。即ち、前記注水ユニット３００は
前記水注入管２０５の途中に設けられ作動油の圧力によ
って往復動するスプール３０２を有するアクチュエータ
３０１及び該アクチュエータ３０１に併設され前記スプ
ール３０２のストロークを規制するストッパ機構（スト
ッパ３０３、ストッパ位置設定器３０４）及び作動油タ
ンク１０１と前記アクチュエータ３０１とを接続する作
動油路に設けられ前記アクチュエータ３０１への作動油
の給排を制御する作動油切替弁３０６を備えて構成され
ている。３０５はストッパ位置検出器、３０６は作動油
切替弁で２ポートの電磁スプール弁が使用されている。
４００は燃料噴射弁４０内への水注入の量や時期を制御
するコントローラで、入力する信号として次の７個、つ
まりエンジン回転数信号、エンジン負荷信号、ＴＤＣ信
号、クランク角信号、給水圧力信号、作動油圧力信号、
ストッパ位置検出信号がある。５０１はストッパ位置調
整器、５０２は作動油切替弁駆動装置で、これらの調整
器と駆動装置への制御信号はコントローラ４００から出
力される。
【００１０】次にその作用について説明する。機関は燃
料のみの噴射によって始動し定常的運転状態になり、燃
料・水噴射による運転が可能な状態になったとき、給水
ポンプ２０２及び作動油ポンプ１０２が運転される。こ
のとき給水圧力ＰW は給水圧力検出器２０６によって、
また作動油圧力ＰL は作動油圧力検出器１０３によって
検出され、検出された信号はコントローラ４００へ入力
される。コントローラ４００にはエンジン回転数信号及
びエンジン負荷信号がエンジンの作動状況についての情
報として入力され、前記給水圧力ＰW 及び作動油圧力Ｐ
L が規定圧力に達していると比較回路で判定されたと
き、演算回路でエンジンの作動状況に的確に対応する注
水量が算出される。前記の算出注水量は、注水ユニット
３００のアクチュエータ３０１に挿入されるスプール３
０２の行程長さＳを規制するストッパ３０３の位置で設
定される。従って注水量の算出結果からストッパ３０３
の位置が演算され、ストッパ位置調整器５０１に出力さ
れる。
料のみの噴射によって始動し定常的運転状態になり、燃
料・水噴射による運転が可能な状態になったとき、給水
ポンプ２０２及び作動油ポンプ１０２が運転される。こ
のとき給水圧力ＰW は給水圧力検出器２０６によって、
また作動油圧力ＰL は作動油圧力検出器１０３によって
検出され、検出された信号はコントローラ４００へ入力
される。コントローラ４００にはエンジン回転数信号及
びエンジン負荷信号がエンジンの作動状況についての情
報として入力され、前記給水圧力ＰW 及び作動油圧力Ｐ
L が規定圧力に達していると比較回路で判定されたと
き、演算回路でエンジンの作動状況に的確に対応する注
水量が算出される。前記の算出注水量は、注水ユニット
３００のアクチュエータ３０１に挿入されるスプール３
０２の行程長さＳを規制するストッパ３０３の位置で設
定される。従って注水量の算出結果からストッパ３０３
の位置が演算され、ストッパ位置調整器５０１に出力さ
れる。
【００１１】ストッパ位置調整器５０１からの指示信号
によりストッパ位置設定器３０４を介してストッパ３０
３の位置が設定される。このストッパ位置はストッパ位
置検出器３０５の出力としてコントローラ４００にフィ
ードバックされ、比較・判定回路で前記演算結果による
設定位置と比較され、実際の注水量が算出注水量と一致
することを確認する。前述のようにして、給水圧力
ＰW 、作動油圧力ＰL 及び注水量について必要且つ充分
な条件が満足されいると、コントローラ４００に入力さ
れるエンジン回転数信号、ＴＤＣ信号、クランク角信号
により作動油切替弁３０６の作動タイミングが演算さ
れ、作動油切替弁駆動装置５０２を介して作動油切替弁
３０６を作動させる。
によりストッパ位置設定器３０４を介してストッパ３０
３の位置が設定される。このストッパ位置はストッパ位
置検出器３０５の出力としてコントローラ４００にフィ
ードバックされ、比較・判定回路で前記演算結果による
設定位置と比較され、実際の注水量が算出注水量と一致
することを確認する。前述のようにして、給水圧力
ＰW 、作動油圧力ＰL 及び注水量について必要且つ充分
な条件が満足されいると、コントローラ４００に入力さ
れるエンジン回転数信号、ＴＤＣ信号、クランク角信号
により作動油切替弁３０６の作動タイミングが演算さ
れ、作動油切替弁駆動装置５０２を介して作動油切替弁
３０６を作動させる。
【００１２】ここで給水圧力ＰW 、作動油圧力ＰL 、給
水逆止弁２０３の開弁圧ＰS 、注水逆止弁１３，２０４
の開弁圧ＰP 、逆止調圧弁７の開弁圧ＰR 、針弁１１の
開弁圧ＰO の各圧力の間には次の関係がある。 ＰS ＜ＰW ＜ＰL ＰR ＜ＰP ＜ＰO 給水ポンプ２０２で給水圧力ＰW まで加圧された水は開
弁圧ＰS の給水逆止弁２０３を開弁して、注水ニット３
００内のアクチュエータ３０１のスプール３０２とスト
ッパ３０３の間の空間部分に供給されており、コントロ
ーラ４００からの指示信号により作動油切替弁３０６が
作動し、作動油ポンプ１０２で圧力ＰLまで加圧された
作動油がスプール３０２の背面に作用する。作動油圧力
ＰL は給水圧力ＰW より高いので前記空間部に供給され
ていた水はスプール３０２で加圧されてアクチュエータ
３０１から押し出され、給水逆止弁２０３を閉じ、開弁
圧ＰP の注水逆止弁２０４及び１３を開弁し燃料噴射弁
４０内の水路２１へ注入される。水路２１から注入され
た水は連通路３０から合流部３１を経て燃料噴射弁４０
内の油路２２へ流入し、この流入した水によって油路２
２及び噴射管８内の燃料は燃料噴射ポンプ３側に押し戻
され、開弁圧ＰR の逆止調圧弁７を押しあけて噴射ポン
プ３内に戻される。
水逆止弁２０３の開弁圧ＰS 、注水逆止弁１３，２０４
の開弁圧ＰP 、逆止調圧弁７の開弁圧ＰR 、針弁１１の
開弁圧ＰO の各圧力の間には次の関係がある。 ＰS ＜ＰW ＜ＰL ＰR ＜ＰP ＜ＰO 給水ポンプ２０２で給水圧力ＰW まで加圧された水は開
弁圧ＰS の給水逆止弁２０３を開弁して、注水ニット３
００内のアクチュエータ３０１のスプール３０２とスト
ッパ３０３の間の空間部分に供給されており、コントロ
ーラ４００からの指示信号により作動油切替弁３０６が
作動し、作動油ポンプ１０２で圧力ＰLまで加圧された
作動油がスプール３０２の背面に作用する。作動油圧力
ＰL は給水圧力ＰW より高いので前記空間部に供給され
ていた水はスプール３０２で加圧されてアクチュエータ
３０１から押し出され、給水逆止弁２０３を閉じ、開弁
圧ＰP の注水逆止弁２０４及び１３を開弁し燃料噴射弁
４０内の水路２１へ注入される。水路２１から注入され
た水は連通路３０から合流部３１を経て燃料噴射弁４０
内の油路２２へ流入し、この流入した水によって油路２
２及び噴射管８内の燃料は燃料噴射ポンプ３側に押し戻
され、開弁圧ＰR の逆止調圧弁７を押しあけて噴射ポン
プ３内に戻される。
【００１３】スプール３０２は所定水量の吐出を完了す
るとストッパ３０３に当接する。続いて作動油切替弁３
０６として使用されている電磁スプール弁の励磁が解放
されると、スプール３０２の背面に作用していた圧力Ｐ
L の作動油は切替弁３０６の排出側流路を通って作動油
タンク１０１へ排出され、スプール３０２はその前面に
流入する給水の圧力ＰW によってもとの位置に復帰し次
のサイクルを持つことになる。前述した燃料噴射弁４０
内への注水は燃料噴射ポンプ３から燃料の吐出がなされ
ていない時期に行われる。注水が完了した時点で噴射弁
の油路２２内には、下流部の油溜り１２から合流部３１
の下部までは前サイクルの残留燃料、その上流部に注入
された水、さらにその上流側には注入水で押し戻された
燃料があり、燃料と水による成層液柱が形成されてい
る。
るとストッパ３０３に当接する。続いて作動油切替弁３
０６として使用されている電磁スプール弁の励磁が解放
されると、スプール３０２の背面に作用していた圧力Ｐ
L の作動油は切替弁３０６の排出側流路を通って作動油
タンク１０１へ排出され、スプール３０２はその前面に
流入する給水の圧力ＰW によってもとの位置に復帰し次
のサイクルを持つことになる。前述した燃料噴射弁４０
内への注水は燃料噴射ポンプ３から燃料の吐出がなされ
ていない時期に行われる。注水が完了した時点で噴射弁
の油路２２内には、下流部の油溜り１２から合流部３１
の下部までは前サイクルの残留燃料、その上流部に注入
された水、さらにその上流側には注入水で押し戻された
燃料があり、燃料と水による成層液柱が形成されてい
る。
【００１４】燃料噴射時期になると図示しないカムによ
り燃料噴射ポンプ３のプランジャ４を押し上げてバレル
５内の燃料を加圧し、吐出弁６を開弁させ燃料噴射管８
を介して燃料噴射弁４０内の油路２２内に燃料が圧送さ
れる。燃料の圧力が開弁圧ＰO の針弁１１に作用しその
力がばね１４の付勢力以上になると針弁１１が開き、噴
口１０から油溜り１２部分残留燃料、続いて油路２２内
まで注入された水、その後さらに注入水の上流側の燃料
の順で燃料と水が燃焼室へ噴射され、１サイクルの燃料
・水噴射が完了する。
り燃料噴射ポンプ３のプランジャ４を押し上げてバレル
５内の燃料を加圧し、吐出弁６を開弁させ燃料噴射管８
を介して燃料噴射弁４０内の油路２２内に燃料が圧送さ
れる。燃料の圧力が開弁圧ＰO の針弁１１に作用しその
力がばね１４の付勢力以上になると針弁１１が開き、噴
口１０から油溜り１２部分残留燃料、続いて油路２２内
まで注入された水、その後さらに注入水の上流側の燃料
の順で燃料と水が燃焼室へ噴射され、１サイクルの燃料
・水噴射が完了する。
【００１５】注水に際して給水圧力ＰW 及び作動油圧力
ＰL が規定値に達していることが必須の条件であり、た
とえば給水圧力ＰW が不充分であると、スプール３０２
が所定時間内に完全に復帰できないのでスプール３０２
のストロークが短くなって注水量が不足することにな
る。また作動油圧力ＰL が低いと、スプール３０２がス
トッパ３０３に当接できず注水量が不足する。注水量の
変動は噴射される燃料の量の変動を招き、機関の出力は
変動し安定した運転が不能となる。従って安定した水注
入を実現させるため、給水圧力ＰW 及び作動油圧力ＰL
を検出し、あらかじめ記憶部に入力してある規定値と比
較して的確であることの確認をして後に水の注入を開始
するコントローラ４００と注水ユニット３００とを有す
ることを特徴とする。
ＰL が規定値に達していることが必須の条件であり、た
とえば給水圧力ＰW が不充分であると、スプール３０２
が所定時間内に完全に復帰できないのでスプール３０２
のストロークが短くなって注水量が不足することにな
る。また作動油圧力ＰL が低いと、スプール３０２がス
トッパ３０３に当接できず注水量が不足する。注水量の
変動は噴射される燃料の量の変動を招き、機関の出力は
変動し安定した運転が不能となる。従って安定した水注
入を実現させるため、給水圧力ＰW 及び作動油圧力ＰL
を検出し、あらかじめ記憶部に入力してある規定値と比
較して的確であることの確認をして後に水の注入を開始
するコントローラ４００と注水ユニット３００とを有す
ることを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】本発明では、給水圧力ＰW 及び作動油圧
力ＰL が規定値に達していることを確認してから水の注
水を行うことにより、注水ユニット３００のアクチュエ
ータ３０１のスプール３０２のストローク長さで規定さ
れる安定した水の注入量が確保される。これにより毎サ
イクル噴射される燃料の量も一定となり、燃料・水噴射
による安定した運転が可能となる。従ってＮＯx や黒煙
の排出が少ないディーゼル燃焼を実現し、燃料消費率の
良好なエンジンを提供できる。
力ＰL が規定値に達していることを確認してから水の注
水を行うことにより、注水ユニット３００のアクチュエ
ータ３０１のスプール３０２のストローク長さで規定さ
れる安定した水の注入量が確保される。これにより毎サ
イクル噴射される燃料の量も一定となり、燃料・水噴射
による安定した運転が可能となる。従ってＮＯx や黒煙
の排出が少ないディーゼル燃焼を実現し、燃料消費率の
良好なエンジンを提供できる。
【図１】本発明の実施例に係る燃料・水噴射装置の構成
図。
図。
【図２】図１におけるコントローラの構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
３…燃料噴射ポンプ、７…逆止調圧弁、１３…水路逆止
弁、３０…連通路、３１…合流部、４０…燃料噴射弁、
１０１…作動油タンク、１０２…作動油ポンプ、１０３
…作動油圧力検出器、２０１…水タンク、２０２…給水
ポンプ、２０３…給水逆止弁、２０４…注水逆止弁、２
０６…給水圧力検出器、３００…注水ユニット、３０１
…アクチュエータ、３０２…スプール、３０６…作動油
切替弁、４００…コントローラ。
弁、３０…連通路、３１…合流部、４０…燃料噴射弁、
１０１…作動油タンク、１０２…作動油ポンプ、１０３
…作動油圧力検出器、２０１…水タンク、２０２…給水
ポンプ、２０３…給水逆止弁、２０４…注水逆止弁、２
０６…給水圧力検出器、３００…注水ユニット、３０１
…アクチュエータ、３０２…スプール、３０６…作動油
切替弁、４００…コントローラ。
フロントページの続き (72)発明者 原 順一 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重 工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 安枝 信次 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重 工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 実開 平３−122264（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−134771（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 43/00 F02M 43/02 F02M 43/04 F02M 25/022
Claims (1)
- 【請求項１】 １個の燃料噴射弁（４０）から燃料と水
とを燃焼室内に噴射するディーゼル機関の燃料・水噴射
装置において、燃料噴射ポンプ（３）の燃料吐出部に配
設された逆止調圧弁（７）と、前記燃料噴射弁内に形成
されて前記燃料噴射ポンプからの油路（２２）と水タン
ク（２０１）からの水注入管（２０５）に接続される水
路（２１）とが合流する合流部（３１）と、前記水路に
設けられ前記合流部に向かう水の流れのみを許容する水
路逆止弁（１３）と、前記水注入管の途中に設けられ作
動油の圧力によって往復動するスプール（３０２）を有
するアクチュエータ（３０１）及び該アクチュエータ
（３０１）に併設され前記スプールのストロークを規制
するストッパ機構（３０３、３０４）及び作動油タンク
と前記アクチュエータとを接続する作動油路に設けられ
前記アクチュエータへの作動油の給排を制御する作動油
切替弁（３０６）を備えた注水ユニット（３００）と、
前記水注入管の水タンクと注水ユニットとの間の部位に
設けられた給水逆止弁（２０３）と、前記水注入管の注
水ユニットと燃料噴射弁との間の部位に設けられた注水
逆止弁（２０４）と、前記水注入管に設けられて前記燃
料噴射弁に供給される水の圧力を検出する給水圧力検出
器（２０６）と、前記作動油路に設けられて前記アクチ
ュエータに供給される作動油の圧力を検出する作動油圧
力検出器（１０３）と、エンジンの作動状況に関連する
信号及び前記給水圧力検出器からの水圧力の検出信号及
び前記作動油圧力検出器からの作動油圧力の検出信号が
入力され、これらの検出信号に基づき前記注水ユニット
に前記燃料噴射弁への注水時期の制御信号及び注水量の
規制信号を出力するコントローラ（４００）とを有して
なり、前記給水圧力及び作動油圧力が規定値に達しかつ
前記アクチュエータのスプールのストロークで規制され
る前記注水量が適正であると前記コントローラで判断さ
れた後に、前記燃料噴射ポンプからの燃料の吐出がなさ
れない時期に前記燃料噴射弁の油路内に注水して燃料と
水による層状液柱を形成するように構成されたことを特
徴とする燃料・水噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09516693A JP3212408B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 燃料・水噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09516693A JP3212408B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 燃料・水噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288316A JPH06288316A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3212408B2 true JP3212408B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14130188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09516693A Expired - Lifetime JP3212408B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 燃料・水噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3212408B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342568B1 (en) | 1998-05-06 | 2002-01-29 | Mitsui Chemicals, Inc. | Metallocene compound, and process for preparing polyolefin by using it |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI101168B (fi) * | 1994-12-23 | 1998-04-30 | Waertsilae Nsd Oy Ab | Ruiskutusjärjestely ja menetelmä sen käyttämiseksi polttomoottorissa |
| EP0760425B1 (de) * | 1995-08-30 | 2000-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Einspritzeinrichtung |
| DE19625698B4 (de) * | 1996-06-27 | 2005-09-22 | Robert Bosch Gmbh | Einspritzeinrichtung zum kombinierten Einspritzen von Kraftstoff und Zusatzflüssigkeit |
| JP4550991B2 (ja) * | 2000-11-16 | 2010-09-22 | 三菱重工業株式会社 | 燃料・水噴射内燃機関 |
| JP7102160B2 (ja) * | 2018-02-13 | 2022-07-19 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | 燃料噴射装置 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP09516693A patent/JP3212408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342568B1 (en) | 1998-05-06 | 2002-01-29 | Mitsui Chemicals, Inc. | Metallocene compound, and process for preparing polyolefin by using it |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288316A (ja) | 1994-10-11 |
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Legal Events
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