JPH0240289Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関特に圧縮着火性の良い油燃料
をパイロツト燃料とし、ガス燃料を主燃料とする
二元燃料デイーゼルエンジンに関する。

〔従来の技術〕

第９図は圧縮着火性のよい油燃料噴射弁（パイ
ロツト燃料噴射弁）１とガス噴射弁２とそれぞれ
独立にシリンダカバー１０に備えた従来の油、ガ
ス二元燃料デイーゼルエンジンを示す。３は油燃
料を噴射する油燃料噴射ポンプ、４はガス噴射弁
を駆動するアクチユエータとしての油ポンプ、５
は油燃料タンク、６は高圧ガス燃料ボンベ、７は
アクチユエータポンプ用の油タンク、８はパイロ
ツト燃料油の噴射ポンプ３及びガス噴射弁アクチ
ユエータポンプ４のコントロールラツクを作動す
るコントローラを示す。

また９はピストン、１０はシリンダカバー、１
１はシリンダライナ、１２は排気弁を示す。第１
０図はガス噴射弁アクチユエータポンプ４のプラ
ンジヤの拡大正面図を示し、４０１はプランジ
ヤ、４０２はプランジヤリードの上端、４０３は
プランジヤリードの下端、４０４は作動油の給油
孔を示している。このようなプランジヤリード４
０２の上端形状を有するアクチユエータポンプ４
の圧縮始めは該ポンプ４の作用期間即ちガスの噴
射期間（量）にかかわらず一定で噴射終りのみが
変化する。又第１１図はパイロツト燃料油の噴射
ポンプのプランジヤ拡大正面図を示しており、３
０１はプランジヤ、３０２はプランジヤリードの
上端、３０３はプランジヤリードの下端、３０４
は給油孔を示している。この場合はパイロツト燃
料油の噴射初めは噴射期間（量）にかかわらず一
定であり噴射 りのみが変化する。第１２図はガ
ス噴射弁とアクチユエータの関係を示しており、
２はガス噴射弁本体、２０１はガス噴射弁の針
弁、２０２はガス通路、２０３はガス噴射弁の針
弁を開閉するアクチユエータポンプの油圧通路、
４はアクチユエータポンプ、４０１はアクチユエ
ータポンププランジヤを示している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが従来のガス油二元燃料デイーゼルエン
ジンでは、油燃料とガス燃料の混燃割合如何に係
らず噴射始めが一定なため良好な燃焼が得られな
い欠点があつた。

先ず油燃料がガス燃料にくらべ少ない混焼率の
場合について述べる。第１３図に示すようにガス
燃料はｔ＝t₀に噴射され実線のガス燃料噴射期間
に対し破線は油燃料噴射期間を示しており、第１
５図はガス燃料が噴射開始後ｗ＝t₁（パイロツト
燃料の着火時）のパイロツト燃料噴霧とガスジエ
ツトの発達状況図であり、１はパイロツト燃料
弁、２はガス噴射弁、１３はパイロツト燃料噴
霧、１４はガスジエツトを示す。この場合はガ
ス、油とともに燃焼室内に十分良く噴霧が発達し
て着火燃焼させることができる。

しかし混焼率が高くなり油とガスが50％，50％
となつた場合は、第１４図に示すように油燃料の
噴射期間とガス燃料の噴射期間のオーバラツプす
る期間が長くなり噴射開始後ｔ＝t₀（パイロツト
燃料着火時）には第１６図に示すようにガス噴射
弁２から噴射されたガスジエツト１４とパイロツ
ト燃料噴射弁１から噴射される油燃料噴霧１３と
の重なりが大きくなる。従つて総合的なパイロツ
ト燃料とガス燃料の燃焼室内への分散状態が悪く
なり不完全燃焼することになり性能が悪化する。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の二元デイーゼルエンジンでは、油燃料
の割合が多くなるに従いガス燃料噴射開始時期と
油燃料開始時期の差を大きくすることにより、着
火させるまでにガス燃料が燃焼室内で空気と混合
する時間をかせぎ、混焼割合が50％，50％になる
に従いガス及び油燃料と空気との混合状態の悪化
を防止する。そのためガス弁の作動を油圧源の油
圧で行なうとともに、油圧源とガス弁との間の油
圧管路をサーボ弁を介してつなぎ、油燃料の噴射
ポンプコントロールラツクを検知したコントロー
ラを介してサーボ弁の開閉時期を決定して作動さ
せる。

〔作用〕

油燃料の噴射量が多くなるに従い、サーボ弁の
コントローラが油燃料のコントロールラツク量を
検知しサーボ弁の開弁時期を進め、ガス燃料噴射
時期と油燃料噴射時期との差を大きくし、着火さ
せるまでにガス燃料が空気と混合する時間をかせ
ぎ、油とガスの分散状態の悪化を防止する。

〔実施例〕

以下第１〜８図を参照した本考案の一実施例に
ついて説明する。

第１図は本考案の二元燃料デイーゼルエンジン
の油燃料とガス燃料の供給系統とコントロール系
統図、第２図は油燃料とガス燃料を加えた全燃料
量に対する油燃料量の割合と、ガス燃料噴射用開
始期間ｔ＝t₀から油燃料噴射時期の遅れ期間との
関係図、第３〜５図はガス弁噴射期間（量）と油
燃料噴射期間（量）の関係線図で、第３図は油燃
料が少量噴射の場合、第４図は油燃料の割合がや
や多くなつた状態を示しており、第５図は油燃料
とガス燃料の割合が50％：50％となつた場合を示
す。第６図乃至第８図はそれぞれ第３図乃至第５
図に対応した噴射開始後ｔ＝t₁（パイロツト燃料
点火時）のパイロツト燃焼噴霧とガスジエツトの
発達状態を示しており、いずれも両者が充分に分
散し、油ガス両燃料と空気との混合が良好に保持
される状況を示している。

第１図において１は圧縮着火性の良い油燃料噴
料噴射弁、２はガス噴射弁、３は油燃料を噴射す
る燃料噴射ポンプ、５は油燃料タンク、６は高圧
燃料ガスボンベ、８は油燃料ポンプのコントロー
ラ、９はピストン、１０はシリンダカバー、１１
はシリンダライナ、１２は排気弁、１５はガス弁
の駆動を行なう油圧をコントロールするサーボ
弁、１７はガス弁を駆動する油圧系の油圧源、１
６は油燃料ポンプ３のコントロールラツク量を検
出してサーボ弁１５の開弁時期及び開弁期間をコ
ントロールするコントローラを示す。

第２図は最良の燃焼を実現できる場合のタイミ
ングを示し、全燃料量に対する油燃料量の割合
と、ガス燃料噴射開始時期ｔ＝t₀から油燃料噴射
開始時期までの遅れ期間との関係図である。ガス
弁の作動は油圧系をコントロールするサーボ弁１
５で行われ、このサーボ弁１５は油圧源１７から
の油圧をコントローラ１６によりコントロールし
て行われる。コントローラ１６は油燃料噴射ポン
プ３のコントローラ８のコントロール量をセンサ
１８を介して検出し、コントロールラツク量が大
きくなると（燃料噴射量が多くなると）ガス弁の
噴射時期ｔ＝t₀を進め、さらに油燃料が全燃料
（油燃料＋ガス燃料）の50％を越えると除々にガ
ス弁の噴射時期が最も進んだ状態から、（即ちガ
ス噴射開始時期と油燃料噴射開始時期の差が最も
大きくなつた状態から）ガス弁の噴射時期を遅ら
せ両燃料の噴射開始時期の差を次第に少なくして
いる。

第３〜５図ではガス弁噴射期間と油燃料噴射期
間の関係を油とガスの混焼割合と関連ずけて示し
ている。第３図は通常のガス燃料を主体とし油燃
料を着火用として少量噴射した状態でガス噴射開
始時期と油燃料開始時期の差が小さい時期を示し
ている。第４図は油燃料割合がやや多くなつた状
態を示しており、コントローラ１６により油燃料
噴射ポンプ３のコントロールラツク量（噴射量）
を検知し、サーボ弁１５の開弁開始時期を進めガ
ス弁２の開弁開始時期を進めた状態を示してい
る。第５図はさらに油燃料噴射量が増大し油燃料
とガス燃料の割合が50％，50％となつた場合を示
しており、ガス弁開始時期はコントローラ１６に
よりさらに進められている。しかしガス弁閉弁時
期は油燃料弁開弁時期より後になるようにコント
ロールされている。従つてガス弁噴射開始時期と
油燃料噴射開始時期の差が最も大きくなつてい
る。

第６〜８図はそれぞれ第３〜５図のｔ＝t₁即ち
パイロツト燃料着火時のガスジエツトとパイロツ
ト油燃料噴霧の状態を示しており１は油燃料噴射
弁、２はガス噴射弁、１３は油燃料噴霧、１４は
ガスジエツトである。

第６図は第３図に対応しており、十分発達した
ガスジエツト１４に対し少量のパイロツト燃料噴
霧１３が着火源として作用し燃料分散状況も良好
である。第７図は第４図に対応したものでガスジ
エツト１４は油燃料噴霧と重なることなく分散も
良好な状態となつている。第８図は第５図と対応
しガスジエツト１４がある程度発達した後に油燃
料が噴射されるので、油燃料噴霧１３とガスジエ
ツト１４が重なることなく十分に分散し、油ガス
両燃料と空気との混合が良好に保持される。

なお上記実施例では第一燃料弁から単一燃料噴
霧、単一ガスジエツトが形成される場合について
説明したが、単一油燃料弁に複数の噴射孔を持ち
複数の油燃料噴霧を形成し、単一ガス噴射弁に複
数の噴射孔を持ち複数のガスジエツトを形成する
場合も全く同様の作用効果を持つている。

〔考案の効果〕

前述のとおり本考案の二元燃料デイーゼルエン
ジンにおいては、油燃料ポンプコントロールラツ
ク量（噴射量）を検知しガス弁作動用油圧サーボ
弁１５のコントローラ１６によりガス弁開弁時期
を油燃料量に応じてコントロールしているので、
油とガスの混焼割合が変化しても両者の燃焼室空
間への分散状態は、油燃料噴霧とガスジエツトが
大きく重なり合うことなく、いつも良好に保たれ
燃焼効率を高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本考案の実施例を示し、第１図は
二元燃料デイーゼルエンジンのガス、油燃料の供
給系統及びそのコントロール系統図、第２図はサ
ーボ弁コントローラの作用説明図で最良な燃焼効
率が得られるための全燃料に対する油燃料比とガ
ス燃料噴射開始時期から油燃料噴射開始時期の遅
れ期間を示している。第３図，第４図及び第５図
はそれぞれ三様の油、ガス混焼割合に対するガス
弁の噴射期間と油燃料弁の噴射期間との関係図で
あり第６図、第７図及び第８図はそれぞれ第３
図，第４図及び第５図に対し、油燃料の点火時期
におけるガスジエツトと油燃料の噴霧状態図を示
している。第９〜１６図従来の二元燃料デイーゼ
ルエンジンを示し、第９図は二元燃料デイーゼル
機関のガス及び油燃料の供給系統及びコントロー
ル系統図、第１０図はガス噴射弁アクチユエータ
ポンプのプランジヤ拡大正面図、第１１図はパイ
ロツト燃料油の噴射ポンププランジヤ拡大図、第
１２図はガス噴射弁とそのアクチユエータの関係
図、第１３図及び第１４図はともに従来のガス、
油二元燃料デイーゼルエンジンのガス噴射期間と
油燃料噴射期間の関係線図であり、第１５図及び
第１６図はそれぞれ第１３図及び第１４図に対応
する油燃料点火時のガスジエツトと油燃料噴霧の
燃焼室内での発達状況図である。 １……パイロツト燃料噴射弁、２……ガス燃料
噴射弁、８，１８……両燃料の混合割合を検知す
る手段、１５，１６，１７……両燃料の噴射開始
時期を変化させる手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダカバーの周囲から燃料を噴射するサイ
   ドインジエクシヨン燃焼方式を採用し複数組の圧
   縮着火性の良い油燃料のパイロツト燃料噴射弁と
   ガス燃料噴射弁を具備した二元燃料デイーゼルエ
   ンジンにおいて、油燃料とガス燃料との混合割合
   を検知する手段と、上記混合割合に応じて両燃料
   の噴射開始時期を変化させる手段とを設けたこと
   を特徴とする二元燃料デイーゼルエンジン。