JPH01227864A - Injection valve in binary fuel engine - Google Patents
Injection valve in binary fuel engineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、陸舶用二元燃料高圧筒内噴射のディーゼル機
関に適用される二元燃料機関用噴射弁に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an injection valve for a dual-fuel engine that is applied to a dual-fuel high-pressure direct injection diesel engine for land and marine use.
第３〜４図に着火用のノやイロット燃料と、主燃料であ
るガス燃料とを噴射し、燃焼させる従来形二元燃料噴射
式ディーゼル機関の燃料系統を示し、第３図はガス燃料
噴射弁の概要を示し、第４図は全体の燃料システム図を
示す。Figures 3 and 4 show the fuel system of a conventional dual fuel injection diesel engine that injects and burns fuel for ignition and gas fuel as the main fuel. An overview of the valves is shown, and FIG. 4 shows a diagram of the entire fuel system.
第４図において主燃料であるガス燃料はガス燃料噴射弁
１２０によシ筒内に噴射される。ガス噴射弁１２０には
作動油ライン１２３、シール油ライン１２４及び高圧が
スライン１３０が接続されており、カム１２２と作動油
ポンプ１２１により該ガス噴射弁１２０の開閉がコント
ロールされ、その開弁のメカニズムは第３図により後述
するとおりである。In FIG. 4, gas fuel, which is the main fuel, is injected into the cylinder by a gas fuel injection valve 120. A hydraulic oil line 123, a seal oil line 124, and a high pressure line 130 are connected to the gas injection valve 120, and the opening and closing of the gas injection valve 120 is controlled by a cam 122 and a hydraulic oil pump 121, and the valve opening mechanism is is as described later with reference to FIG.
パイロット噴射弁１１０は前記ガス燃料を着火するため
のもので、がス噴射弁１１０はカム１１２と・ぐイロッ
ト燃料噴射ポング１１１により噴射がコントロールされ
ている。このノやイロット燃料の噴射系は、一般のディ
ーゼル機関に用いられているものと同様のものである。The pilot injection valve 110 is for igniting the gas fuel, and the injection of the gas injection valve 110 is controlled by a cam 112 and a pilot fuel injection pump 111. The injection system for this fuel is similar to that used in general diesel engines.
第３図は従来形のガス噴射弁の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional gas injection valve.
ガス噴射弁はノズル１、噴射弁本体２、袋ナツト３、針
弁４、押棒５、ばね６、ばね受はボルト７より構成され
ている。噴射弁本体２及びノズル１には燃料ガス６１及
び作動油６２ラインからの通路（４１、３１）、（４２
、３２）がそれぞれ形成されており、その端部には燃料
がス溜部２１、作動油溜部２２が、またそれらの中間部
にはガス圧と同程度の圧力シール油溜２３が設けられて
いる。ノズル中央の針弁４は押棒５を介してばね６のば
ね力により針弁座２９に着座している。作動油溜２２に
高圧が加えられると針弁部４に設けられた段付効果によ
シばね６に抗して針弁４は上方に押し上げられて開弁し
、高圧ガス燃料は、燃料ガス溜部２１からサック部２８
をへて噴口３０から筒内に噴射される。The gas injection valve is composed of a nozzle 1, an injection valve body 2, a cap nut 3, a needle valve 4, a push rod 5, a spring 6, and a bolt 7 as a spring receiver. The injection valve body 2 and the nozzle 1 have passages (41, 31) and (42) from the fuel gas 61 and hydraulic oil 62 lines.
, 32) are formed respectively, and a fuel reservoir part 21 and a working oil reservoir part 22 are provided at the ends thereof, and a seal oil reservoir 23 with a pressure comparable to the gas pressure is provided in the middle part thereof. ing. The needle valve 4 at the center of the nozzle is seated on a needle valve seat 29 via a push rod 5 by the force of a spring 6. When high pressure is applied to the hydraulic oil reservoir 22, the needle valve 4 is pushed upward against the spring 6 due to the stepped effect provided in the needle valve portion 4, and opens. From the reservoir part 21 to the sack part 28
It is then injected into the cylinder from the nozzle 30.
ところが前記従来形の二元燃料用ディーゼル機関では、
パイロット燃料用と作動油用の２組のポンプ及びノズル
が必要となる。However, in the conventional dual fuel diesel engine,
Two sets of pumps and nozzles are required, one for pilot fuel and one for hydraulic oil.
・ンイロット燃料は着火用として僅かな一定量が必要な
だけで、負荷の変化に対してはガス燃料の噴射量を増減
により対応するのが通例である。ところで一定量の前記
ノ４イロット燃料の供給のために１セツトのポンプ、カ
ム、ノズルを備えることはコストを抑える点からは適切
ではない。又シリンダヘッドに・譬イロット噴射弁用の
スペースを主燃料（ガス）用のノズル以外に設けること
は、吸排気弁や冷却通路などのスペースを犠牲にするこ
とになり、シリンダヘッドの設計上大きな制約となる。- Only a small constant amount of gas fuel is required for ignition, and it is customary to respond to changes in load by increasing or decreasing the amount of gas fuel injected. However, it is not appropriate to provide one set of pumps, cams, and nozzles for supplying a fixed amount of the above-mentioned four-pilot fuel from the viewpoint of reducing costs. Also, providing space for the injection valve in the cylinder head other than the main fuel (gas) nozzle means sacrificing space for intake and exhaust valves and cooling passages, which takes a large amount of space due to the design of the cylinder head. It becomes a constraint.
本発明の目的は前記従来装置の問題点を解消し、・やイ
ロット燃料噴射弁が不要となり、シリンダヘッドの設計
の自由度が通常のディーゼル機関に近い、二元燃料機関
用噴射弁を提供するにある。It is an object of the present invention to solve the problems of the conventional devices as described above, and to provide an injection valve for a dual fuel engine that eliminates the need for a pilot fuel injection valve and has a degree of freedom in cylinder head design similar to that of a normal diesel engine. It is in.
本発明に係る二元燃料機関用噴射弁は、作動油としてノ
クイロット燃料を使用し、作動油圧を利用して、ガス燃
料系統内に作動油を一定量注入し、ガス燃料を混合して
燃焼室内に噴射し燃焼させるものにおいて：がス燃料の
噴射弁内に設けられたノＪ？イロット燃料供給用のシリ
ンダ８０及びピストン８１と；該ピストン上面に設けら
れ作動油の高圧時には閉弁し、低圧時には開弁するコン
トロール弁８４と；シリンダ８０の吐出側に設けられガ
ス燃料溜部２１方向への流れのみを許容する逆止弁８３
と；作動油の油路４２とシリンダ８０の入口及び該シリ
ンダ出口とガス燃料溜部２１をそれぞれ連通する油路（
４６、４８）、（８９、４９）とを有してなシ；作動油
に高圧が印加されたときピストン８１の規定されたスト
ロークだけ一定量のノｅイロット燃刺を逆止弁８３をへ
てガス燃料溜部２１にパイロット燃料が吐出され、ガス
燃料と混合して燃焼室内に噴射し燃焼せしめることを特
徴としている。The injection valve for a dual fuel engine according to the present invention uses Noquilot fuel as the hydraulic oil, uses the hydraulic pressure to inject a certain amount of the hydraulic oil into the gas fuel system, mixes the gas fuel, and injects the hydraulic oil into the combustion chamber. In those that are injected and combusted: The fuel that is installed inside the fuel injection valve. a cylinder 80 and a piston 81 for supplying fuel; a control valve 84 provided on the upper surface of the piston that closes when the hydraulic oil pressure is high and opens when the pressure is low; a gas fuel reservoir 21 provided on the discharge side of the cylinder 80; Check valve 83 that allows flow only in the direction
and; an oil passage that communicates the hydraulic oil passage 42 with the inlet of the cylinder 80 and the cylinder outlet with the gas fuel reservoir 21, respectively.
46, 48), (89, 49); When high pressure is applied to the hydraulic oil, a certain amount of fuel is sent to the check valve 83 for a specified stroke of the piston 81. The pilot fuel is discharged into the gas fuel reservoir 21, mixed with the gas fuel, and injected into the combustion chamber to be combusted.
本発明ではＩＱイロット燃料用の噴射系が不要となるの
で低コストとなり、又シリンダヘッドの設計上の自由度
も大きくなる利点がある。The present invention has the advantage that an injection system for IQ pilot fuel is not required, resulting in lower costs and greater freedom in designing the cylinder head.
以下第１〜２図を参照として本考案の一実施例について
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図はパイロット燃料供給ピストン付ガス噴射弁の構
造図、第２図は上記ガス噴射弁を使用した場合の燃料系
統のシステム概要図である。第２図では従来例の第４図
のガス噴射弁と同様のガス噴射弁１３１が作動油ポンプ
１２１、同カム１２２によって作動することを示してい
る。しかも第４図とは異なり、パイロット燃料の噴射系
統は不要であるので省略されている。FIG. 1 is a structural diagram of a gas injection valve with a pilot fuel supply piston, and FIG. 2 is a system outline diagram of a fuel system when the above gas injection valve is used. FIG. 2 shows that a gas injection valve 131 similar to the conventional gas injection valve shown in FIG. 4 is operated by a hydraulic oil pump 121 and a cam 122. Moreover, unlike FIG. 4, the pilot fuel injection system is not necessary and is therefore omitted.
次に本発明による／Ｊイロット燃料供給ピストン付のガ
ス燃料機関用噴射弁の主要構造について説明する。Next, the main structure of the injection valve for a gas fuel engine with a /J-Ilot fuel supply piston according to the present invention will be explained.
第１図において、ノズル本体２の下方にはノズル１が袋
ナツト３を介してねじ止めされ、ノズル１の中心部には
針弁４が押棒５とばね６を介して弁座に抑圧されており
、この針弁４の弁座への押圧力はばね受ゴルト７で調整
可能となっている。In FIG. 1, a nozzle 1 is screwed to the lower part of the nozzle body 2 via a cap nut 3, and a needle valve 4 is held in the center of the nozzle 1 by a valve seat via a push rod 5 and a spring 6. The pressing force of the needle valve 4 against the valve seat can be adjusted using a spring support bolt 7.
又燃料ガス６１はガス供給通路４１．３１を介して燃料
ガス溜部２１に供給され、作動油である・母イロット燃
料は作動油通路４２．３２をへて作動油溜部２２に導入
されている。又２３はシール溜部であり、２８はサック
、３０は噴口であり、こｎらの構成１作用は従来の二元
燃料機関と殆んど同様である。Further, the fuel gas 61 is supplied to the fuel gas reservoir 21 through the gas supply passage 41.31, and the mother pilot fuel, which is hydraulic oil, is introduced into the hydraulic oil reservoir 22 through the hydraulic oil passage 42.32. There is. Further, 23 is a seal reservoir, 28 is a sack, and 30 is a nozzle, and the operation of these components is almost the same as that of a conventional dual fuel engine.
本発明の二元燃料機関用噴射弁にはノズルざデイ１内に
さらに次のようなパイロット燃料の吐出装置が設けられ
ている。The injection valve for a dual fuel engine according to the present invention is further provided with the following pilot fuel discharge device within the nozzle day 1.
即ちガス燃料弁のノズル１内にはセンタ穴を有する第１
のスペーサ９２が中央部に圧入されたシリンダ８０が設
けられ、該シリンダの入口側には一定ストロークだけ摺
動可能でセンタ穴を有するピストン８１が嵌入され、前
記第１のス４−サ９２との間にシリンダ室８０ａを形成
し、又該ピストン８１はシリンダ室８０ａ内のコイルば
ね８７により該シリンダ室の容積が拡大する方向に付勢
されている。又シリンダ８０の上部入口にはセンタ穴を
有する第２のスＲ−サ８２が圧入され、作動油が低圧時
にはピストン８１が上面が当接し、ストッパの役目をし
ている。That is, the nozzle 1 of the gas fuel valve has a first hole having a center hole.
A cylinder 80 is provided with a spacer 92 press-fitted into the center thereof, and a piston 81 that is slidable by a certain stroke and has a center hole is fitted into the inlet side of the cylinder, and is connected to the first spacer 92. A cylinder chamber 80a is formed between them, and the piston 81 is biased by a coil spring 87 within the cylinder chamber 80a in a direction to expand the volume of the cylinder chamber. A second slider 82 having a center hole is press-fitted into the upper inlet of the cylinder 80, and when the pressure of the hydraulic oil is low, the top surface of the piston 81 comes into contact with the piston 81, serving as a stopper.
前記ピストン８１の上面には上方に付勢され作用にはガ
ス燃料溜部２１の方向への流れのみを許容する逆止弁８
３が設けられ、さらに前記・Ｉイロット燃料の吐出装置
の入口側及び出口側にはそれぞれ作動油路４２及びガス
燃料溜部２１に連通する油路（４６、４８）、（８９、
４９）は設けられている。On the upper surface of the piston 81 is a check valve 8 which is biased upward and only allows flow in the direction of the gas fuel reservoir 21.
3 are provided, and oil passages (46, 48), (89,
49) is provided.
次に前記実施例の作用について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.
作動油６２の圧力が印加されていないときは、逆止弁８
３によりガス燃料の圧力は遮断されており、パイロット
用ピストン８１はばね８７のばね力で第２のスペーサ８
２に当接するまで押上げられ、同ピストン８１内部のコ
ントロール弁８４はばね８５の作用で同ピストンの座か
ら浮き上った状態となっている。When the pressure of the hydraulic oil 62 is not applied, the check valve 8
3, the pressure of the gas fuel is cut off, and the pilot piston 81 is moved to the second spacer 8 by the spring force of the spring 87.
2, and the control valve 84 inside the piston 81 is lifted off the seat of the piston by the action of the spring 85.
作動油ボンｆ１２１の作用で作動油路４２゜４６．４８
に高圧が印加されると、コントロール弁８４は作動油の
圧力によってばね８５の力に打ち勝ち、・母イロット燃
料用ピストン８１の座に着座し、同ピストン８１全体が
ばね８７の付勢力に打勝りて移動し、同ピストンの肩部
がシリンダ８０の段付部に当るまでストロークする。こ
のストロークによってシリンダ８０内部の作動油（ノク
イロット燃料）６２は逆止弁８３を押し開き、通路８９
をへてがス燃料溜２１内へ吐出される。これと同時期に
作動油圧は作動油溜２２にも印加されて針弁４が開き、
ガス燃料溜２１内に吐出された・９イロツト燃利は、ガ
ス燃料と共に噴口３０から筒内に噴射される。ノぐイロ
ット用ピストン８１がフルストロークした後は、それ以
上はシリンダ８０の内部は圧縮されないので、逆止弁８
３が直ちに閉弁してガス燃料がシリンダ８０内に侵入す
ることはない。又ガス噴射期間が終了し作動油圧が低下
すると、ばね８５の作用によりコントロールはね８５０
作用でコントロール弁８４は開弁し、さらにばね８７の
働きによりノぜイロッドピストン８１は原位置に復帰す
る。この際コントロール弁８４をへてシリンダ８０内部
に作動油６２が流入し、次の吐出に備える。シリンダ８
０の外周部に設けられたシール油溜９１はガス燃料が上
部作動油系統へ侵入するのを防止するためのものである
。Hydraulic oil path 42° 46.48 due to the action of hydraulic oil cylinder f121
When high pressure is applied to the control valve 84, the pressure of the hydraulic oil overcomes the force of the spring 85, and the control valve 84 is seated on the seat of the mother pilot fuel piston 81, and the entire piston 81 overcomes the biasing force of the spring 87. The piston moves until the shoulder part of the piston touches the stepped part of the cylinder 80. Due to this stroke, the hydraulic oil (Noquilot fuel) 62 inside the cylinder 80 pushes open the check valve 83 and causes the passage 89 to open.
The fuel is then discharged into the fuel reservoir 21. At the same time, the hydraulic pressure is also applied to the hydraulic oil reservoir 22, and the needle valve 4 opens.
The fuel discharged into the gas fuel reservoir 21 is injected into the cylinder from the nozzle 30 together with the gas fuel. After the piston 81 for Noguirot has made a full stroke, the inside of the cylinder 80 is no longer compressed, so the check valve 8
3 closes immediately and gas fuel does not enter into the cylinder 80. When the gas injection period ends and the working oil pressure decreases, the control spring 850 is activated by the action of the spring 85.
The control valve 84 is opened by this action, and the nozzle rod piston 81 is returned to its original position by the action of the spring 87. At this time, the hydraulic oil 62 flows into the cylinder 80 through the control valve 84 in preparation for the next discharge. cylinder 8
A seal oil reservoir 91 provided on the outer periphery of the engine 0 is for preventing gas fuel from entering the upper hydraulic oil system.
又パイロット燃料をガス燃料溜２１に導いている通路４
９．８９を廃止し、直接筒内に噴射する構造も考られる
が、この時も作動油自身によりノヤイロット燃料を吐出
する原理であるので、ガス燃料の着火用としての同期性
は確保されている。Also, a passage 4 guiding the pilot fuel to the gas fuel reservoir 21
It is also possible to eliminate the 9.89 and inject directly into the cylinder, but in this case as well, the principle is to discharge the pilot fuel using the hydraulic oil itself, so synchronization for igniting gas fuel is ensured. .
本発明によればパイロット燃料の噴射系統が不要となる
ので、通常のディーゼル機関と同程度の簡易さが維持で
きるとともに、シリンダヘッドの設計の自由度を通常の
ディーゼル機関なみに保ちつつ、二元ガス機関を構成す
ることができる。According to the present invention, there is no need for a pilot fuel injection system, so it is possible to maintain the same level of simplicity as a normal diesel engine, and maintain the degree of freedom in cylinder head design equivalent to that of a normal diesel engine. A gas engine can be constructed.
第１〜２図は本発明の二元燃料機関用噴射弁で第１図は
ガス機関噴射弁の構造図、第２図は上記ガス噴射弁を使
用した場合の燃料系統のシステム概要図、第３〜４図は
従来例で第３図は第１図応当図、第４図は第２図応当図
である。
４・・・針弁、２１・・・ガス燃料溜部、６１・・・燃
料ガス、６２・・・作動油（パイロット燃料）、８０ａ
・・・シリンダ室、８１・・・ピストン、８２・・・第
２のスペーサ、８３・・・逆止弁、８４・・・コントロ
ール弁、９２・・・第１のス４−サ。
３ｒｌＡFigures 1 and 2 are the injection valve for dual fuel engines of the present invention, Figure 1 is a structural diagram of the gas engine injection valve, Figure 2 is a system outline diagram of the fuel system when the above gas injection valve is used, and Figure 2 is a system diagram of the fuel system when the above gas injection valve is used. 3 and 4 are conventional examples, FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2. 4... Needle valve, 21... Gas fuel reservoir, 61... Fuel gas, 62... Hydraulic oil (pilot fuel), 80a
... cylinder chamber, 81 ... piston, 82 ... second spacer, 83 ... check valve, 84 ... control valve, 92 ... first spacer. 3rlA
Claims (1)
用してガス燃料系統内にパイロット燃料を一定量注入し
、ガス燃料と混合して燃焼室内に噴射し燃焼せしめるも
のにおいて；ガス燃料の噴射弁内に設けられたパイロッ
ト燃料供給用のセンタ孔を有するシリンダ（８０）及び
ピストン（８１）と；該ピストン上面に設けられ作動油
の高圧時には閉弁し、低圧時には開弁するコントロール
弁（８４）と；シリンダ（８０）の吐出側に設けられ、
ガス燃料溜部（２１）方向への流れのみを許容する逆止
弁（８３）と；作動油の油路（４２）とシリンダ（８０
）の入口及び該シリンダ出口とガス燃料溜部（２１）を
それぞれ連通する油路（４６，４８），（８９，４９）
とを有してなり；作動油に高圧が印加された時、ピスト
ン（８１）の規定されたストロークにより、一定のパイ
ロット燃料を前記逆止弁（８３）をへてガス燃料溜部（
２１）に供給し、ガス燃料と混合して燃焼室内に噴射し
燃焼せしめる二元燃料機関用噴射弁。In equipment that uses pilot fuel as hydraulic oil, uses hydraulic pressure to inject a certain amount of pilot fuel into the gas fuel system, mixes it with gas fuel, injects it into the combustion chamber, and burns it; inside the gas fuel injection valve. A cylinder (80) and a piston (81) having a center hole for supplying pilot fuel provided in the piston; and a control valve (84) provided on the upper surface of the piston that closes when the hydraulic oil pressure is high and opens when the pressure is low. ; Provided on the discharge side of the cylinder (80);
a check valve (83) that allows flow only in the direction of the gas fuel reservoir (21); a hydraulic oil passage (42) and a cylinder (80);
) and oil passages (46, 48), (89, 49) that communicate the cylinder outlet and the gas fuel reservoir (21), respectively.
When high pressure is applied to the hydraulic oil, a prescribed stroke of the piston (81) allows a certain amount of pilot fuel to flow through the check valve (83) into the gas fuel reservoir (
21), mixed with gas fuel, and injected into a combustion chamber for combustion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156988A JPH01227864A (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Injection valve in binary fuel engine |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP5156988A JPH01227864A (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Injection valve in binary fuel engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227864A true JPH01227864A (en) | 1989-09-12 |
Family
ID=12890596
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5156988A Pending JPH01227864A (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Injection valve in binary fuel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01227864A (en) |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP5156988A patent/JPH01227864A/en active Pending
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