JPH0811945B2 - 水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び水の噴射方法並びに噴射装置 - Google Patents
水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び水の噴射方法並びに噴射装置Info
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- JPH0811945B2 JPH0811945B2 JP2302492A JP30249290A JPH0811945B2 JP H0811945 B2 JPH0811945 B2 JP H0811945B2 JP 2302492 A JP2302492 A JP 2302492A JP 30249290 A JP30249290 A JP 30249290A JP H0811945 B2 JPH0811945 B2 JP H0811945B2
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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
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水噴射ディーゼルエンジンに関する。
ディーゼルエンジンの排ガス中の窒素酸化物（NOX）
を低減し、かつ、エンジンの排気黒煙や燃料消費率の低
減をも同時に達成する手段として、第10〜12図に示すよ
うな、燃料および水を同一の燃料噴射弁から噴射できる
ようにした水噴射ディーゼルエンジンが、従来提案され
ている。
を低減し、かつ、エンジンの排気黒煙や燃料消費率の低
減をも同時に達成する手段として、第10〜12図に示すよ
うな、燃料および水を同一の燃料噴射弁から噴射できる
ようにした水噴射ディーゼルエンジンが、従来提案され
ている。
図において、１は燃料タンク、２は燃料給油ポンプ、
３は燃料噴射ポンプ本体、４は同プランジャ、５はプラ
ンジャバレル、６は吐出弁、７は該吐出弁６の側路に設
けられた逆止調圧弁、８は燃料噴射管、40は燃料噴射弁
で、９は同本体、10は噴孔、11は針弁、12は油溜部、14
は針弁11の付勢ばねである。
３は燃料噴射ポンプ本体、４は同プランジャ、５はプラ
ンジャバレル、６は吐出弁、７は該吐出弁６の側路に設
けられた逆止調圧弁、８は燃料噴射管、40は燃料噴射弁
で、９は同本体、10は噴孔、11は針弁、12は油溜部、14
は針弁11の付勢ばねである。
一方、19は水タンク、18は水供給ポンプ、17は水供給
管、16は水供給制御弁、15は水供給管、13は水供給の逆
止弁で水供給制御弁16側への逆流を防止する。また、20
は水の供給量および供給時期を制御するコントロール装
置で、エンジンのクランク角信号およびその他のエンジ
ン作動条件を入力して、制御弁16に開閉信号を回線23を
介して出力する。
管、16は水供給制御弁、15は水供給管、13は水供給の逆
止弁で水供給制御弁16側への逆流を防止する。また、20
は水の供給量および供給時期を制御するコントロール装
置で、エンジンのクランク角信号およびその他のエンジ
ン作動条件を入力して、制御弁16に開閉信号を回線23を
介して出力する。
燃料噴射弁40の本体９には燃料通路22が穿孔されてお
り、燃料噴射管８および燃料・水噴射弁油溜部12とを連
通させている。また水供給の逆止弁13は、同じく燃料噴
射弁40の本体に穿孔された水通路30を介して上部燃料通
路22の途中の合流部31に接続されている。
り、燃料噴射管８および燃料・水噴射弁油溜部12とを連
通させている。また水供給の逆止弁13は、同じく燃料噴
射弁40の本体に穿孔された水通路30を介して上部燃料通
路22の途中の合流部31に接続されている。
次に前記従来例の作用について説明する。
水タンク19より水供給ポンプ18によって圧送された水
は、供給管17を通り制御弁16へ送られ、燃料噴射ポンプ
３のプランジャが燃料の圧送を行なっていない休止期間
中に、前記制御弁16はコントローラ装置を介して所定の
期間開弁状態に保持され、所定量の水を供給管15を介し
て燃料・水噴射弁40に送り込む。このとき、前記のとお
り燃料噴射ポンプ３の逆止調整弁７の開弁圧力PRおよび
水供給の逆止弁13の開弁圧をPPとする時、針弁11の開弁
圧POに対して PO＞PR,PO＞PP となっているので、供給された水は逆止弁13をへて水通
路30および合流部31を通り燃料通路22内へ流入する。
は、供給管17を通り制御弁16へ送られ、燃料噴射ポンプ
３のプランジャが燃料の圧送を行なっていない休止期間
中に、前記制御弁16はコントローラ装置を介して所定の
期間開弁状態に保持され、所定量の水を供給管15を介し
て燃料・水噴射弁40に送り込む。このとき、前記のとお
り燃料噴射ポンプ３の逆止調整弁７の開弁圧力PRおよび
水供給の逆止弁13の開弁圧をPPとする時、針弁11の開弁
圧POに対して PO＞PR,PO＞PP となっているので、供給された水は逆止弁13をへて水通
路30および合流部31を通り燃料通路22内へ流入する。
燃料通路22内の合流部31より上流側すなわち燃料噴射
ポンプ３側にある燃料は、供給水圧により燃料噴射ポン
プ３の方向に噴射管８を通って押しもどされ、逆止調整
弁７を押し開いてプランジャ室へ逆流する。
ポンプ３側にある燃料は、供給水圧により燃料噴射ポン
プ３の方向に噴射管８を通って押しもどされ、逆止調整
弁７を押し開いてプランジャ室へ逆流する。
その結果第11図に示すように燃料噴射弁40内において
は、油溜部12の容積V2および合流部31から油溜部12まで
の燃料通路22の容積V1の和であるV1＋V2の容積には燃料
で満たされ、前記合流部31の上流側の燃料通路22内には
所定量の水が満され、さらにその上流には再び燃料が満
された状態となっている。
は、油溜部12の容積V2および合流部31から油溜部12まで
の燃料通路22の容積V1の和であるV1＋V2の容積には燃料
で満たされ、前記合流部31の上流側の燃料通路22内には
所定量の水が満され、さらにその上流には再び燃料が満
された状態となっている。
つぎに燃料噴射ポンプ３のプランジャ４が上昇して燃
料の圧縮が開始されと、噴射管８、燃料通路22および油
溜部12内の圧力が上昇し、針弁11の開弁圧PO以上になる
と針弁11が開かれる。このとき逆止弁13の作用により水
通路30内の水は水タンク19側へは押し戻されることはな
い。
料の圧縮が開始されと、噴射管８、燃料通路22および油
溜部12内の圧力が上昇し、針弁11の開弁圧PO以上になる
と針弁11が開かれる。このとき逆止弁13の作用により水
通路30内の水は水タンク19側へは押し戻されることはな
い。
針弁11が開弁圧POに達すると、第12図の燃料噴射弁40
の噴孔10からは、まず油溜部12および燃料通路22内の合
流部までの容積に満されていたV1＋V2の容積の燃料が噴
射され、続いて所定量供給されていた水が噴射され、最
後に残りの燃料が全量噴射されることとなる。１回の噴
射で噴射される燃料の量をQFとすると、最初に噴射され
る燃料は量QFPは前述のようにQFP＝V1＋V2となり続いて
QWの水の全量が噴射され、最後に残りの燃料QFSとする
とQFS＝QF−QFPが噴射される。
の噴孔10からは、まず油溜部12および燃料通路22内の合
流部までの容積に満されていたV1＋V2の容積の燃料が噴
射され、続いて所定量供給されていた水が噴射され、最
後に残りの燃料が全量噴射されることとなる。１回の噴
射で噴射される燃料の量をQFとすると、最初に噴射され
る燃料は量QFPは前述のようにQFP＝V1＋V2となり続いて
QWの水の全量が噴射され、最後に残りの燃料QFSとする
とQFS＝QF−QFPが噴射される。
その結果QFPの燃料によりディーゼルの燃料行程初期
の着火が確実に行われ、引続きQWの水により噴霧内への
空気の導入が増大され燃料速度が増大および黒煙発生の
低減が行われると同時に水の火炎域への導入によりNOX
の低減が得られる。
の着火が確実に行われ、引続きQWの水により噴霧内への
空気の導入が増大され燃料速度が増大および黒煙発生の
低減が行われると同時に水の火炎域への導入によりNOX
の低減が得られる。
ところが、上記従来の技術において、排気中のNOXの
低減効果は水の噴射量QWにほぼ比例して得られるが、燃
料量QFに対してQWが増大し過ぎると、初期のQFPと後期
のQFSの各燃料噴射の時間間隔が開き過ぎることによ
り、燃焼不良を来たし、エンジンの安定した作動が得ら
れなくなる。このため、さらにNOXを低減するために
は、燃焼不足を伴なうことなく、水噴射量QWを増大でき
る手段が必要となる。
低減効果は水の噴射量QWにほぼ比例して得られるが、燃
料量QFに対してQWが増大し過ぎると、初期のQFPと後期
のQFSの各燃料噴射の時間間隔が開き過ぎることによ
り、燃焼不良を来たし、エンジンの安定した作動が得ら
れなくなる。このため、さらにNOXを低減するために
は、燃焼不足を伴なうことなく、水噴射量QWを増大でき
る手段が必要となる。
本発明の目的は前記従来装置の問題点を解消し、注水
時に水と燃料が多層状に噴射されることにより、水の注
水量を大幅に増大させても、従来のもののように燃焼の
不安定を起すことのない水噴射ディーゼルエンジンを提
供するにある。
時に水と燃料が多層状に噴射されることにより、水の注
水量を大幅に増大させても、従来のもののように燃焼の
不安定を起すことのない水噴射ディーゼルエンジンを提
供するにある。
本発明に係る水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料
及び水の噴射方法は、燃料と水とを燃焼室に噴射する水
噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射弁の中に燃
料供給路および逆止弁を有する燃料・水供給路を設ける
とともに、燃料・水供給路を燃料供給路に合流させ、燃
料供給路と連通する燃料噴射ポンプが燃料の噴射を休止
している間に、燃料・水供給路へ燃料と水を交互に繰り
返して供給することにより、燃料供給路内に燃料と水が
交互に多層状に積層された液柱を形成させ、その後燃料
噴射ポンプにより燃料を圧送し、液柱の下流側燃料、液
柱を形成する燃料および水、液柱の上流側燃料を燃焼室
に噴射させるように構成したことを特徴とする。
及び水の噴射方法は、燃料と水とを燃焼室に噴射する水
噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射弁の中に燃
料供給路および逆止弁を有する燃料・水供給路を設ける
とともに、燃料・水供給路を燃料供給路に合流させ、燃
料供給路と連通する燃料噴射ポンプが燃料の噴射を休止
している間に、燃料・水供給路へ燃料と水を交互に繰り
返して供給することにより、燃料供給路内に燃料と水が
交互に多層状に積層された液柱を形成させ、その後燃料
噴射ポンプにより燃料を圧送し、液柱の下流側燃料、液
柱を形成する燃料および水、液柱の上流側燃料を燃焼室
に噴射させるように構成したことを特徴とする。
また本発明に係る水噴射ディーゼルエンジンにおける
燃料及び水の噴射装置の第１の特徴は、燃料と水とを燃
焼室に噴射する水噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃
料噴射ポンプと連通する燃料供給部と逆止弁を内蔵しか
つ燃料供給路に合流する燃料・水供給路とを有する燃料
噴射弁と、燃料タンクおよび水タンクと別々に連通し燃
料と水を交互に吐出する切返弁装置と、切換弁装置の吐
出口と燃料・水供給路の入口との間に配置される制御弁
と、燃料噴射ポンプが休止している間に制御弁を開動作
させるコントロール装置とを備えてなることにある。
燃料及び水の噴射装置の第１の特徴は、燃料と水とを燃
焼室に噴射する水噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃
料噴射ポンプと連通する燃料供給部と逆止弁を内蔵しか
つ燃料供給路に合流する燃料・水供給路とを有する燃料
噴射弁と、燃料タンクおよび水タンクと別々に連通し燃
料と水を交互に吐出する切返弁装置と、切換弁装置の吐
出口と燃料・水供給路の入口との間に配置される制御弁
と、燃料噴射ポンプが休止している間に制御弁を開動作
させるコントロール装置とを備えてなることにある。
また第２の特徴は、燃料と水とを燃焼室に噴射する水
噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと連
通する燃料供給路と逆止弁を内蔵しかつ燃料供給路に合
流する燃料・水供給路とを有する燃料噴射弁と、燃料タ
ンクと燃料・水供給路の入口との間に配置される第１の
制御弁と水タンクと燃料・水供給路の入口との間に配置
される第２の制御弁と、燃料噴射ポンプが休止している
間に第１の制御弁と第２の制御弁とを交互に繰り返して
開動作させるコントロール装置とを備えてなることにあ
る。
噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと連
通する燃料供給路と逆止弁を内蔵しかつ燃料供給路に合
流する燃料・水供給路とを有する燃料噴射弁と、燃料タ
ンクと燃料・水供給路の入口との間に配置される第１の
制御弁と水タンクと燃料・水供給路の入口との間に配置
される第２の制御弁と、燃料噴射ポンプが休止している
間に第１の制御弁と第２の制御弁とを交互に繰り返して
開動作させるコントロール装置とを備えてなることにあ
る。
さらに第３の特徴は、燃料と水とを燃焼室に噴射する
水噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと
連通する第１の燃料供給路、逆止弁を内蔵しかつ燃料供
給路に合流する水供給路および逆止弁を内蔵しかつ第１
の燃料供給路と水供給路の合流部よりも下流側で第１の
燃料供給路と合流する第２の燃料供給路を有する燃料噴
射弁と、燃料タンクと第２の燃料供給路の入口との間に
配置される第１の制御弁と、水タンクと水供給路の入口
との間に配置される第２の制御弁と、燃料噴射ポンプが
休止している間に第１の制御弁と第２の制御弁とを交互
に繰り返して開動作させるコントロール装置とを備えて
なることにある。
水噴射ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと
連通する第１の燃料供給路、逆止弁を内蔵しかつ燃料供
給路に合流する水供給路および逆止弁を内蔵しかつ第１
の燃料供給路と水供給路の合流部よりも下流側で第１の
燃料供給路と合流する第２の燃料供給路を有する燃料噴
射弁と、燃料タンクと第２の燃料供給路の入口との間に
配置される第１の制御弁と、水タンクと水供給路の入口
との間に配置される第２の制御弁と、燃料噴射ポンプが
休止している間に第１の制御弁と第２の制御弁とを交互
に繰り返して開動作させるコントロール装置とを備えて
なることにある。
本発明は前記のように構成されているので、第１ない
し第３発明によれば、燃料噴射ポンプの休止期間中に注
入制御用の制御弁16が開くと、加圧された水および燃料
が、水タンク及び燃料タンクより水および燃料の切換弁
装置201あるいは２個の制御弁16,116により切替えられ
て交互に前記制御弁16を通って燃料噴射弁の合流部に流
入する。その結果、合流部近傍の注入通路には水−燃料
−水−燃料〜と多層状の液柱が形成されることとなる。
この水および燃料の多層状の液柱は注入制御用の前記制
御弁16が開いている間に燃料噴射弁内の合流部31を通
り、燃料油路中の前記合流部より上流側すなわち燃料噴
射ポンプ側の燃料を、燃料噴射ポンプに設けられた逆止
調整弁７を押しあけて燃料噴射ポンプ側へ押し戻しつ
つ、燃料油路中に充填される。このとき注入通路中に形
成された前記層状の液柱は、多層状の構造を保ったまま
充填されるので、燃料油路22中でも同様の水−燃料の多
層状の液柱が保存される燃料噴射ポンプが作動すると、
この液注はその多層状構造を保ったまま燃料噴射弁の針
弁をへて噴孔から噴射される。
し第３発明によれば、燃料噴射ポンプの休止期間中に注
入制御用の制御弁16が開くと、加圧された水および燃料
が、水タンク及び燃料タンクより水および燃料の切換弁
装置201あるいは２個の制御弁16,116により切替えられ
て交互に前記制御弁16を通って燃料噴射弁の合流部に流
入する。その結果、合流部近傍の注入通路には水−燃料
−水−燃料〜と多層状の液柱が形成されることとなる。
この水および燃料の多層状の液柱は注入制御用の前記制
御弁16が開いている間に燃料噴射弁内の合流部31を通
り、燃料油路中の前記合流部より上流側すなわち燃料噴
射ポンプ側の燃料を、燃料噴射ポンプに設けられた逆止
調整弁７を押しあけて燃料噴射ポンプ側へ押し戻しつ
つ、燃料油路中に充填される。このとき注入通路中に形
成された前記層状の液柱は、多層状の構造を保ったまま
充填されるので、燃料油路22中でも同様の水−燃料の多
層状の液柱が保存される燃料噴射ポンプが作動すると、
この液注はその多層状構造を保ったまま燃料噴射弁の針
弁をへて噴孔から噴射される。
これにより、従来のものに比べて水柱水量QWを大幅に
増大させても、注水時に水と燃料よりなる多層状の水が
噴射されるため燃焼の不安定化を避けることができる。
増大させても、注水時に水と燃料よりなる多層状の水が
噴射されるため燃焼の不安定化を避けることができる。
従って、エンジンの作動不安定を招くことなく、水噴
射量の増大が実現でき、水噴射量の増大に対応した大幅
な排ガス中のNOXの低減効果が得られる。
射量の増大が実現でき、水噴射量の増大に対応した大幅
な排ガス中のNOXの低減効果が得られる。
次に第４発明の特徴である水−燃料よりなる多層状の
液体をつくる装置の作用について説明すると、燃料噴射
ポンプが休止中にコントローラ装置20を介して第２の制
御弁16が開弁されると、水タンク19よりの水が燃料・通
水路15に注入され、燃料噴射弁の合流部31に流入し、燃
料油路中の前記合流部31よりも上流側の燃料を燃料噴射
ポンプに設けられた逆止調圧弁７を押し開け、燃料噴射
ポンプ側へ押し出しつつ燃料油路22中に充填される。次
に水注入用の第２の制御弁16を閉とし、さらに燃料注入
用の第１の制御弁116を開とすると、水注入の合流部31
より下流すなわち噴射弁針弁側に設けられた燃料注入の
合流部131に燃料が流入し、燃料油路中に先に注入され
た水および燃料を同時に燃料噴射ポンプ側に押しやりつ
つ燃料油路22中に燃料が充填される。続いて燃料注入用
の第２の制御弁116を閉および水注入用の第２の制御弁1
6を開とし上記と同じことを複数回繰り返す。その結
果、燃料油路中には燃料−水−燃料−水〜の交互の多層
状の液柱が形成され、以下第１〜第３発明と同様の作用
をなす。
液体をつくる装置の作用について説明すると、燃料噴射
ポンプが休止中にコントローラ装置20を介して第２の制
御弁16が開弁されると、水タンク19よりの水が燃料・通
水路15に注入され、燃料噴射弁の合流部31に流入し、燃
料油路中の前記合流部31よりも上流側の燃料を燃料噴射
ポンプに設けられた逆止調圧弁７を押し開け、燃料噴射
ポンプ側へ押し出しつつ燃料油路22中に充填される。次
に水注入用の第２の制御弁16を閉とし、さらに燃料注入
用の第１の制御弁116を開とすると、水注入の合流部31
より下流すなわち噴射弁針弁側に設けられた燃料注入の
合流部131に燃料が流入し、燃料油路中に先に注入され
た水および燃料を同時に燃料噴射ポンプ側に押しやりつ
つ燃料油路22中に燃料が充填される。続いて燃料注入用
の第２の制御弁116を閉および水注入用の第２の制御弁1
6を開とし上記と同じことを複数回繰り返す。その結
果、燃料油路中には燃料−水−燃料−水〜の交互の多層
状の液柱が形成され、以下第１〜第３発明と同様の作用
をなす。
以下第１〜９図を参照し本発明の一実施例について説
明する。
明する。
第１〜６図は第１実施例に係わるものであり、第１図
は水噴射装置の構成図、第２図は切換弁の縦断面図、第
３図は第２図のIII−III断面図、第４図は切換弁の変形
例、第５〜６図は作用説明図、である。
は水噴射装置の構成図、第２図は切換弁の縦断面図、第
３図は第２図のIII−III断面図、第４図は切換弁の変形
例、第５〜６図は作用説明図、である。
第１図〜６図において、符号１〜31は第10図、第11図
に示す従来例のものと同一である。
に示す従来例のものと同一である。
13は従来例と同様、注入管15側から合流部31側へ向か
う流れのみを許容する構造となっている逆止弁である。
118は燃料加圧ポンプで、燃料タンク１からの燃料を吸
収し、加圧して燃料供給管117をへて切換弁装置201に導
く。一方、水供給ポンプ18にて加圧された水は、水供給
管17をへて同じく切換弁装置201に導かれる。また、燃
料供給管117および水供給管17と切換弁装置201との間に
は燃料タンク１及び水タンク19から切換弁装置201方向
への流れのみを許容する逆止弁203および204がそれぞれ
配設されている。202は切換弁201を駆動する駆動装置で
エンジンの回転数と同期した駆動装置あるいは、一定回
転の電動機でもよい。
う流れのみを許容する構造となっている逆止弁である。
118は燃料加圧ポンプで、燃料タンク１からの燃料を吸
収し、加圧して燃料供給管117をへて切換弁装置201に導
く。一方、水供給ポンプ18にて加圧された水は、水供給
管17をへて同じく切換弁装置201に導かれる。また、燃
料供給管117および水供給管17と切換弁装置201との間に
は燃料タンク１及び水タンク19から切換弁装置201方向
への流れのみを許容する逆止弁203および204がそれぞれ
配設されている。202は切換弁201を駆動する駆動装置で
エンジンの回転数と同期した駆動装置あるいは、一定回
転の電動機でもよい。
第２図および第３図は切換弁201の詳細を示し、211お
よび212はそれぞれ水又は燃料の供給ポートで210は回転
弁である。該回転弁210には水開口溝214および燃料開口
溝215が設けられ、該回転弁210の回転により水および燃
料が交互に供給管213に送り込まれるように構成されて
いる。
よび212はそれぞれ水又は燃料の供給ポートで210は回転
弁である。該回転弁210には水開口溝214および燃料開口
溝215が設けられ、該回転弁210の回転により水および燃
料が交互に供給管213に送り込まれるように構成されて
いる。
第４図はコントロール装置20と電磁式の２個の制御弁
16,116とを組み合わせた切換弁装置の第２変形例であ
る。16は水の制御弁、116は燃料の制御弁で、コントロ
ール装置20により燃料噴射ポンプ３が休止期間中に、交
互に所定期間開閉制御される。
16,116とを組み合わせた切換弁装置の第２変形例であ
る。16は水の制御弁、116は燃料の制御弁で、コントロ
ール装置20により燃料噴射ポンプ３が休止期間中に、交
互に所定期間開閉制御される。
次に前記第１実施例の作用について説明する。
第２図、第３図の切換弁装置を使用している場合は、
燃料噴射ポンプの休止期間中に制御弁16が開くと、加圧
された水および燃料がそれぞれ供給管17および117をへ
て燃料・水通路15に流入するが、この際において、切換
弁201の作用で水と燃料が制御ポート211および212より
それぞれの開期間に対応して交互に流入する。
燃料噴射ポンプの休止期間中に制御弁16が開くと、加圧
された水および燃料がそれぞれ供給管17および117をへ
て燃料・水通路15に流入するが、この際において、切換
弁201の作用で水と燃料が制御ポート211および212より
それぞれの開期間に対応して交互に流入する。
第４図に示される切換弁装置を備えた場合は、燃料噴
射ポンプ３の休止期間中に水おび燃料の制御弁16および
116がコントロール装置20により交互に開閉制御され、
燃料・水通路15内に、水および燃料がそれぞれ開期間に
対応して交互に流入する。その結果、燃料・水通路15内
には水および燃料が交互に多層状となった液柱が形成さ
れる。
射ポンプ３の休止期間中に水おび燃料の制御弁16および
116がコントロール装置20により交互に開閉制御され、
燃料・水通路15内に、水および燃料がそれぞれ開期間に
対応して交互に流入する。その結果、燃料・水通路15内
には水および燃料が交互に多層状となった液柱が形成さ
れる。
この多層状の液柱が注入期間中に順次燃料噴射弁本体
９に設けられた注入路21、逆止弁13および合流部31を通
って多層構造を保ったまま燃料油路22内に流入し、該燃
料油中の合流部31より上流側、すなわち燃料噴射ポンプ
３側の燃料は、燃料噴射ポンプ３に設けられた逆止調圧
弁７を押し開いて戻され、燃料油路22中に多層状液柱が
充填される。このとき注入路21中に形成された水−燃料
の交互多層状の液柱は、該多層状構造を保ったまま充填
されるので、燃料油路22中には第５図に示すような燃料
（白部分）−水（黒部分）−燃料−水〜のような交互に
多層状の液状が形成される。
９に設けられた注入路21、逆止弁13および合流部31を通
って多層構造を保ったまま燃料油路22内に流入し、該燃
料油中の合流部31より上流側、すなわち燃料噴射ポンプ
３側の燃料は、燃料噴射ポンプ３に設けられた逆止調圧
弁７を押し開いて戻され、燃料油路22中に多層状液柱が
充填される。このとき注入路21中に形成された水−燃料
の交互多層状の液柱は、該多層状構造を保ったまま充填
されるので、燃料油路22中には第５図に示すような燃料
（白部分）−水（黒部分）−燃料−水〜のような交互に
多層状の液状が形成される。
次に燃料噴射ポンプ３が作動して噴射を始めると、第
６図に示すように、針弁11の開弁により油溜部12の燃料
が、次いで燃料油路22中の水および燃料が交互に多層状
に噴射され最後に燃料のみが噴射され、これを繰返す。
このため、排ガス中にNOXを減少させるのに必要な水の
注入量を増加させても、エンジンの回転が不安定となる
おそれはない。
６図に示すように、針弁11の開弁により油溜部12の燃料
が、次いで燃料油路22中の水および燃料が交互に多層状
に噴射され最後に燃料のみが噴射され、これを繰返す。
このため、排ガス中にNOXを減少させるのに必要な水の
注入量を増加させても、エンジンの回転が不安定となる
おそれはない。
第７〜９図は第２実施例の構造図で、第７図は水噴射
装置の構造図、第８〜９図は作用説明図である。
装置の構造図、第８〜９図は作用説明図である。
図において１〜31は従来例のもの（第10〜12図）のも
のと変らないので説明を省略する。118は燃料加圧ポン
プで、燃料タンク１から燃料供給路117をへて制御弁
（第１の制御弁）116に導かれる。115は燃料供給管、11
3は燃料供給逆止弁で、前記燃料用の制御弁116側への逆
流を制御するようになっている。
のと変らないので説明を省略する。118は燃料加圧ポン
プで、燃料タンク１から燃料供給路117をへて制御弁
（第１の制御弁）116に導かれる。115は燃料供給管、11
3は燃料供給逆止弁で、前記燃料用の制御弁116側への逆
流を制御するようになっている。
即ち燃料、水の噴射弁40の本体９には、水供給逆止弁
13、水通路30及び同水通路30が連通する合流部31、並び
に燃料注入逆止弁113、燃料注入路130及び同燃料注入路
130と燃料油路22とが合流する燃料注入合流部131が設け
られている。燃料注入合流部131は水注入合流部31より
も燃料弁針弁11の油溜り部12側に設けられている。第７
図の第２実施例は油溜り部12に合流部131が設けられて
いる例である。燃料注入用の制御弁116は、燃料の注入
時期および注入量をコントロール装置20によって制御さ
れており、かつ水注入用の制御弁（第２制御弁）16およ
び燃料注入の制御弁116は共に燃料噴射ポンプの休止期
間中に交互に所定の期間開閉制御される。
13、水通路30及び同水通路30が連通する合流部31、並び
に燃料注入逆止弁113、燃料注入路130及び同燃料注入路
130と燃料油路22とが合流する燃料注入合流部131が設け
られている。燃料注入合流部131は水注入合流部31より
も燃料弁針弁11の油溜り部12側に設けられている。第７
図の第２実施例は油溜り部12に合流部131が設けられて
いる例である。燃料注入用の制御弁116は、燃料の注入
時期および注入量をコントロール装置20によって制御さ
れており、かつ水注入用の制御弁（第２制御弁）16およ
び燃料注入の制御弁116は共に燃料噴射ポンプの休止期
間中に交互に所定の期間開閉制御される。
次に前記第２実施例の作用について説明する。
燃料噴射ポンプ３の休止期間中に先ず水の制御弁16が
コントロール装置20を介して開かれると、従来例と同様
に、水が制御弁16から逆止弁13、水通路30をへて水注入
合流部31から燃料油路22へと流入し、燃料油路22中の合
流部31より上流側即ち燃料噴射ポンプ側の燃料を、逆止
調圧弁７を押し開き燃料噴射ポンプ３側へ押しもどし
て、燃料油路22中に充填される。次にコントロール装置
20を介して水注入用の制御弁16が閉じられ燃料注入用の
制御弁116が開かれる。これによって水注入の合流部31
よりも下流側すなわち針弁11の油溜り12側に設けられた
燃料注入の合流部131よりも上流の燃料が、水注入の場
合と全く同様の作用により流入し、燃料油路22中の先に
注入された水および燃料を燃料噴射ポンプ３側へ押しも
どしつつ燃料油路22中に燃料が充填される。その結果、
燃料油路22中の水は、水注入の合流部31よりも上流側へ
押しもどされ、その水と水注入合流部131の間には燃料
が充填されることになる。続いてコントロール装置を介
して燃料注入用の制御弁116を閉とし、水注入用の制御
弁16を開となし、上記と同じことを複数回繰り返す。こ
の時の制御弁16,116の作動状況を第９図に示す。この結
果、燃料油路22中には第８図に示すように燃料（白部
分）−水（黒部分）−燃料−水〜のように交互の多層状
の液柱が形成される。
コントロール装置20を介して開かれると、従来例と同様
に、水が制御弁16から逆止弁13、水通路30をへて水注入
合流部31から燃料油路22へと流入し、燃料油路22中の合
流部31より上流側即ち燃料噴射ポンプ側の燃料を、逆止
調圧弁７を押し開き燃料噴射ポンプ３側へ押しもどし
て、燃料油路22中に充填される。次にコントロール装置
20を介して水注入用の制御弁16が閉じられ燃料注入用の
制御弁116が開かれる。これによって水注入の合流部31
よりも下流側すなわち針弁11の油溜り12側に設けられた
燃料注入の合流部131よりも上流の燃料が、水注入の場
合と全く同様の作用により流入し、燃料油路22中の先に
注入された水および燃料を燃料噴射ポンプ３側へ押しも
どしつつ燃料油路22中に燃料が充填される。その結果、
燃料油路22中の水は、水注入の合流部31よりも上流側へ
押しもどされ、その水と水注入合流部131の間には燃料
が充填されることになる。続いてコントロール装置を介
して燃料注入用の制御弁116を閉とし、水注入用の制御
弁16を開となし、上記と同じことを複数回繰り返す。こ
の時の制御弁16,116の作動状況を第９図に示す。この結
果、燃料油路22中には第８図に示すように燃料（白部
分）−水（黒部分）−燃料−水〜のように交互の多層状
の液柱が形成される。
燃料噴射ポンプ３が作動して噴射がはじまると、針弁
11の開弁により油溜り部12及び燃料油路22中の水および
燃料が噴射されるが、このとき第６図に示すように、燃
料及び水が交互に多層状に噴射されることになるので排
ガス中のNOXを低減するため噴霧内への注水量を多くし
た場合も、エンジンの燃焼が不安定化するおそれはな
い。
11の開弁により油溜り部12及び燃料油路22中の水および
燃料が噴射されるが、このとき第６図に示すように、燃
料及び水が交互に多層状に噴射されることになるので排
ガス中のNOXを低減するため噴霧内への注水量を多くし
た場合も、エンジンの燃焼が不安定化するおそれはな
い。
本発明は燃料と水を同一の燃料噴射弁から噴射する水
噴射ディーゼルエンジンにおいて、従来水が中間的に噴
射されていたのに変えて、燃料と水を多層状に噴射する
ようにしたので、水の注入量を大幅に増大させても、中
間に多層状に燃料が噴射されるので、燃焼が不安定とな
ることはない。
噴射ディーゼルエンジンにおいて、従来水が中間的に噴
射されていたのに変えて、燃料と水を多層状に噴射する
ようにしたので、水の注入量を大幅に増大させても、中
間に多層状に燃料が噴射されるので、燃焼が不安定とな
ることはない。
その結果、エンジンの燃焼不良を招くことなく、水噴
射量の増大が可能となり、該水噴射量の増大に対応して
大幅な排ガス中のNOXの低減効果を得ることができる。
射量の増大が可能となり、該水噴射量の増大に対応して
大幅な排ガス中のNOXの低減効果を得ることができる。
第１〜６図は第１実施例に係わるもので、第１図は水噴
射装置の構成図、第２図は水、燃料の切換弁の縦断面
図、第３図は第２図のIII−III断面図、第４図は同切換
弁の変形例、第５〜６図は実施例の作用説明図、第７〜
９図は第２実施例に係わるもので、第７図は水噴射装置
の構成図、第８〜９図は実施例の作用説明図、第10〜12
図は従来例で第10図は第１図応当図、第11図は第６図応
当図、第12図は作用説明図である。 40……燃料噴射弁、13,113……逆止弁、15……燃料・水
通路、16,116……制御弁、31,131……合流部、21……流
入路、22……燃料油路、17……水供給管、117……燃料
供給管、201……切換弁装置。
射装置の構成図、第２図は水、燃料の切換弁の縦断面
図、第３図は第２図のIII−III断面図、第４図は同切換
弁の変形例、第５〜６図は実施例の作用説明図、第７〜
９図は第２実施例に係わるもので、第７図は水噴射装置
の構成図、第８〜９図は実施例の作用説明図、第10〜12
図は従来例で第10図は第１図応当図、第11図は第６図応
当図、第12図は作用説明図である。 40……燃料噴射弁、13,113……逆止弁、15……燃料・水
通路、16,116……制御弁、31,131……合流部、21……流
入路、22……燃料油路、17……水供給管、117……燃料
供給管、201……切換弁装置。
Claims (4)
- 【請求項１】燃料と水とを燃焼室に噴射する水噴射ディ
ーゼルエンジンにおいて、燃料噴射弁の中に燃料供給路
および逆止弁を有する燃料・水供給路を設けるととも
に、燃料・水供給路を燃料供給路に合流させ、燃料供給
路と連通する燃料噴射ポンプが燃料の噴射を休止してい
る間に、燃料・水供給路へ燃料と水を交互に繰り返して
供給することにより、燃料供給路内に燃料と水が交互に
多層状に積層された液柱を形成させ、その後燃料噴射ポ
ンプにより燃料を圧送し、液柱の下流側燃料、液柱を形
成する燃料および水、液柱の上流側燃料を燃焼室に噴射
させることを特徴とする水噴射ディーゼルエンジンにお
ける燃料及び水の噴射方法。 - 【請求項２】燃料と水とを燃焼室に噴射する水噴射ディ
ーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと連通する燃
料供給路と逆止弁を内蔵しかつ燃料供給路に合流する燃
料・水供給路とを有する燃料噴射弁と、燃料タンクおよ
び水タンクと別々に連通し燃料と水を交互に吐出する切
返弁装置と、切換弁装置の吐出口と燃料・水供給路の入
口との間に配置される制御弁と、燃料噴射ポンプが休止
している間に制御弁を開動作させるコントロール装置と
を備えてなることを特徴とする水噴射ディーゼルエンジ
ンにおける燃料及び水の噴射装置。 - 【請求項３】燃料と水とを燃焼室に噴射する水噴射ディ
ーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと連通する燃
料供給部と逆止弁を内蔵しかつ燃料供給路に合流する燃
料・水供給路とを有する燃料噴射弁と、燃料タンクと燃
料・水供給路の入口との間に配置される第１の制御弁と
水タンクと燃料・水供給路の入口との間に配置される第
２の制御弁と、燃料噴射ポンプが休止している間に第１
の制御弁と第２の制御弁とを交互に繰り返して開動作さ
せるコントロール装置とを備えてなることを特徴とする
水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び水の噴射装
置。 - 【請求項４】燃料と水とを燃焼室に噴射する水噴射ディ
ーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプと連通する第
１の燃料供給路、逆止弁を内蔵しかつ燃料供給路に合流
する水供給路および逆止弁を内蔵しかつ第１の燃料供給
路と水供給路の合流部よりも下流側で第１の燃料供給路
と合流する第２の燃料供給路を有する燃料噴射弁と、燃
料タンクと第２の燃料供給路の入口との間に配置される
第１の制御弁と、水タンクと水供給路の入口との間に配
置される第２の制御弁と、燃料噴射ポンプが休止してい
る間に第１の制御弁と第２の制御弁とを交互に繰り返し
て開動作させるコントロール装置とを備えてなることを
特徴とする水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び
水の噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2302492A JPH0811945B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び水の噴射方法並びに噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2302492A JPH0811945B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び水の噴射方法並びに噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175446A JPH04175446A (ja) | 1992-06-23 |
| JPH0811945B2 true JPH0811945B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17909616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2302492A Expired - Fee Related JPH0811945B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 水噴射ディーゼルエンジンにおける燃料及び水の噴射方法並びに噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811945B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012077484A1 (ja) | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の燃料噴射装置および内燃機関の燃料噴射方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113806A (ja) * | 1974-07-24 | 1976-02-03 | Tanabe Seiyaku Co | Kosankazai |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP2302492A patent/JPH0811945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012077484A1 (ja) | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の燃料噴射装置および内燃機関の燃料噴射方法 |
| KR101410165B1 (ko) * | 2010-12-08 | 2014-06-19 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 내연 기관의 연료 분사 장치 및 내연 기관의 연료 분사 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04175446A (ja) | 1992-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |