(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転に同期して回転駆動される燃料圧送カムと、この燃料圧送カムに追従してプランジャバレル内を往復動するプランジャとを備え、このプランジャがプランジャバレル内を往復動することによりプランジャバレル内に吸引した液化ガス燃料をプランジャバレルから燃料噴射ノズルに向けて吐出する液化ガス燃料噴射装置において、前記燃料圧送カムを収容するカム室と、このカム室を加圧するカム室加圧手段とを備え、前記カム室加圧手段として、加圧空気をカム室に送るポンプと、カム室を外部に対して開閉するバルブと、前記プランジャバレルに導かれる液化ガス燃料の圧力を検出する燃料圧力センサと、前記カム室の圧力を検出するカム室圧力センサとを備え、コントローラが前記燃料圧力センサと前記カム室圧力センサの検出信号をそれぞれ入力して前記ポンプの作動と前記バルブとの開閉作動をそれぞれ制御して前記カム室の圧力を前記プランジャバレルに導かれる液化ガス燃料の圧力と同等に高め、前記カム室加圧手段として、燃料プランジャの作動に同期してカム室を加圧する加圧ポンプを備え、前記加圧ポンプは前記カム室に連通する加圧プランジャバレルと、エンジン回転に同期して回転駆動される加圧カムと、この加圧カムに追従して前記加圧プランジャバレル内を往復動する加圧プランジャとを備え、前記加圧プランジャが前記加圧プランジャバレルを下降する行程で空気ギャラリからの空気が前記加圧プランジャバレル内に吸い込まれ、前記加圧プランジャが前記加圧プランジャバレルを上昇する行程で前記加圧プランジャバレル内の空気を前記カム室に送り、前記カム室を加圧することを特徴とするエンジンの液化ガス燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの液化ガス燃料噴射装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンに供給される燃料として、例えばＬＰガスやＤＭＥ（ジメチルエーテル）といった液化ガス燃料を用いるものがある。
【０００３】
この種のエンジンに備えられる液化ガス燃料噴射装置は、エンジン回転に同期して回転駆動される燃料圧送カムと、この燃料圧送カムに追従してプランジャバレル内を往復動するプランジャとを備え、このプランジャがプランジャバレル内を往復動することによりプランジャバレル内に吸引した液化ガス燃料をプランジャバレルから燃料噴射ノズルに向けて吐出するようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−４４３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のエンジンの液化ガス燃料噴射装置にあっては、粘性の低い液化ガス燃料がプランジャバレルとプランジャの隙間からカム室に漏れる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、液化ガス燃料がプランジャとプランジャバレルの隙間を通ってカム室に洩れ出すことを抑えられるエンジンの液化ガス燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、エンジン回転に同期して回転駆動される燃料圧送カムと、この燃料圧送カムに追従してプランジャバレル内を往復動するプランジャとを備え、このプランジャがプランジャバレル内を往復動することにより燃料ギャラリからプランジャバレル内に吸引した液化ガス燃料をプランジャバレルから燃料噴射ノズルに向けて吐出する液化ガス燃料噴射装置において、燃料圧送カムを収容するカム室と、このカム室を加圧するカム室加圧手段とを備え、カム室加圧手段として、加圧空気をカム室に送るポンプと、カム室を外部に対して開閉するバルブと、プランジャバレルに導かれる液化ガス燃料の圧力を検出する燃料圧力センサと、カム室の圧力を検出するカム室圧力センサとを備え、コントローラが燃料圧力センサとカム室圧力センサの検出信号をそれぞれ入力してポンプの作動とバルブとの開閉作動をそれぞれ制御してカム室の圧力をプランジャバレルに導かれる液化ガス燃料の圧力と同等に高め、カム室加圧手段として、燃料プランジャの作動に同期してカム室を加圧する加圧ポンプを備え、加圧ポンプはカム室に連通する加圧プランジャバレルと、エンジン回転に同期して回転駆動される加圧カムと、この加圧カムに追従して加圧プランジャバレル内を往復動する加圧プランジャとを備え、加圧プランジャが加圧プランジャバレルを下降する行程で空気ギャラリからの空気が加圧プランジャバレル内に吸い込まれ、加圧プランジャが加圧プランジャバレルを上昇する行程で加圧プランジャバレル内の空気をカム室に送り、カム室を加圧する構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、カム室の圧力を燃料ギャラリに導かれる液化ガス燃料の圧力と同等に高めることにより、粘性の低い液化ガス燃料がプランジャとプランジャバレルの隙間を通ってカム室に洩れ出すことを抑えられる。
【０００８】
これにより、カム室に対する液化ガス燃料の漏れ分によりカム室を密封するシールが劣化することを防止し、カム室の密封性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明が適用可能なディーゼルエンジンに備えられる液化ガス燃料噴射装置を図１、２に基づいて説明する。
【００１０】
図１に示すように、液化ガス燃料噴射装置は、エンジン回転に同期して回転駆動される燃料圧送カム１１と、この燃料圧送カム１１に追従して燃料プランジャバレル３内を往復動する燃料プランジャ１とを備え、燃料ギャラリ２から燃料プランジャバレル３内に吸引した液化ガス燃料を燃料配管５へと吐出する。
【００１１】
燃料ギャラリ２には図示しない燃料タンクからフィードポンプによって液化ガス燃料が圧送される。燃料ギャラリ２は燃料プランジャバレル３の側壁面に開口し、燃料プランジャ１が下死点付近にあるときに燃料プランジャバレル３内に液化ガス燃料を供給する。
【００１２】
燃料圧送カム１１は図示しないエンジンのクランクシャフトにギア機構を介して連動して回転し、図示しないエンジンのピストンが圧縮上死点付近に到達するときに燃料プランジャ１を燃料プランジャバレル３内に押し込んで燃料プランジャバレル３内の液化ガス燃料を加圧し、燃料プランジャバレル３内の液化ガス燃料を燃料配管５へと吐出し、燃料噴射ノズルからエンジンの気筒内に噴射される。
【００１３】
そして本発明の要旨とするところであるが、液化ガス燃料噴射装置は、燃料圧送カム１１を収容するカム室１２と、カム室１２を加圧するカム室加圧手段とを備え、カム室１２の圧力を燃料ギャラリ２に導かれる液化ガス燃料の圧力と同等に高める。これにより、粘性の低い液化ガス燃料が燃料プランジャ１と燃料プランジャバレル３の隙間を通ってカム室１２に洩れ出すことを抑えられる。
【００１４】
カム室１２は図示しないケーシング間にシールを介装して密封される。
【００１５】
カム室１２を加圧するカム室加圧手段として、加圧空気を貯留するエアタンク１３と、このエアタンク１３内の加圧空気をカム室１２に送るポンプ１７と、カム室１２を外部に対して開閉するバルブ１４と、燃料ギャラリ２に導かれる液化ガス燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ１５と、カム室１２の圧力を検出するカム室圧力センサ１８と、各燃料圧力センサ１５、カム室圧力センサ１８の検出信号を入力してポンプ１７の作動とバルブ１４との開閉作動をそれぞれ制御するコントローラ１６とを備える。
【００１６】
コントローラ１６は、各燃料圧力センサ１５、カム室圧力センサ１８の検出信号を基にバルブ１４とポンプ１７の作動を制御し、カム室１２の圧力を燃料ギャラリ２に導かれる液化ガス燃料の圧力と同等に高める。
【００１７】
次に、コントローラ１６で実行されるこの制御動作を図２のフローチャートにしたがって、さらに詳しく説明する。
【００１８】
まず、ステップ１にて、各燃料圧力センサ１５、カム室圧力センサ１８の検出信号を読み込み、燃料ギャラリ２の液化ガス燃料圧力とカム室１２の空気圧力をそれぞれ測定する。
【００１９】
続く、ステップ２に進んで、燃料ギャラリ２の液化ガス燃料圧力がカム室１２の空気圧力より高いか否かを判定する。
【００２０】
ここで燃料ギャラリ２の液化ガス燃料圧力がカム室１２の空気圧力以下と判定された場合、ステップ３に進んでバルブ１４を開放し、カム室１２の空気圧力を燃料ギャラリ２の液化ガス燃料圧力と同等に低下させる。
【００２１】
一方、燃料ギャラリ２の液化ガス燃料圧力がカム室１２の空気圧力より高いと判定された場合、ステップ４に進んでポンプ１７を作動させ、カム室１２にエアタンク１３からの加圧空気を供給する。
【００２２】
続くステップ５にて、カム室１２の空気圧力が燃料ギャラリ２の液化ガス燃料圧力と等しくなったことを判定して、ステップ６に進んで、ポンプ１７を停止する。
【００２３】
以上のように構成されて、次に作用及び効果について説明する。
【００２４】
図示しない燃料タンクからフィードポンプによって圧送される液化ガス燃料は、燃料プランジャ１が燃料圧送カム１１に追従して下降する行程にて燃料ギャラリ２から燃料プランジャバレル３内に吸引され、燃料プランジャ１が燃料圧送カム１１に追従して上昇する行程にて燃料プランジャバレル３内から燃料配管５へと吐出し、この燃料配管５を通して燃料噴射ノズルへと供給される。
【００２５】
液化ガス燃料噴射装置の作動時、コントローラ１６が燃料圧力センサ１５、カム室圧力センサ１８の検出信号を基にポンプ１７とバルブ１４の作動を制御し、カム室１２の圧力を燃料ギャラリ２と同等に保つ制御を行う。
【００２６】
こうしてカム室１２の圧力を燃料ギャラリ２と同等に高めることにより、粘性の低い液化ガス燃料が燃料プランジャ１と燃料プランジャバレル３の隙間を通ってカム室１２に洩れ出すことを抑えられる。これにより、カム室１２に対する液化ガス燃料の漏れ分によりカム室１２を密封するシールが劣化することを防止し、カム室１２の密封性を維持することができる。
【００２７】
この参考例では、カム室１２を加圧するカム室加圧手段として、加圧空気をカム室１２に送るポンプ１７と、カム室１２を外部に対して開閉するバルブ１４と、燃料プランジャバレル３に導かれる液化ガス燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ１５と、カム室１２の圧力を検出するカム室圧力センサ１８とを備え、コントローラ１６が各燃料圧力センサ１５とカム室圧力センサ１８の検出信号をそれぞれ入力してポンプ１７の作動とバルブ１４との開閉作動をそれぞれ制御して燃料プランジャバレル３に導かれる液化ガス燃料の圧力と同等に高めることにより、カム室１２の圧力を的確に調節することができる。
【００２８】
次に図３に示す本発明の実施形態を説明する。なお、前記参考例と同一構成部には同一符号を付す。
【００２９】
カム室１２を加圧するカム室加圧手段として、燃料プランジャ１の作動に同期してカム室１２を加圧する加圧ポンプ２０を備え、燃料プランジャ１が液化ガス燃料を圧送する行程で加圧ポンプ２０がカム室１２を加圧する構成とする。
【００３０】
加圧ポンプ２０はカム室１２に連通する加圧プランジャバレル２３と、エンジン回転に同期して回転駆動される加圧カム２４と、この加圧カム２４に追従して加圧プランジャバレル２３内を往復動する加圧プランジャ２１とを備える。
【００３１】
多気筒エンジンにおいて、各気筒に対応して燃料プランジャ１、燃料プランジャバレル３、燃料圧送カム１１、カム室１２がそれぞれ設けられ、各気筒のカム室１２は互いに独立して画成される。
【００３２】
加圧カム２１は動力源２５によって回転駆動される。燃料圧送カム１１の回転角度を検出する回転センサ２６を備え、コントローラ１６は回転センサ２６の検出信号を基に動力源２５の作動を制御し、加圧カム２１を燃料圧送カム１１と等しい位相角をもって回転駆動する。
【００３３】
加圧プランジャ２１が加圧プランジャバレル２３を下降する行程で空気ギャラリ２２からの空気が加圧プランジャバレル２３内に吸い込まれ、加圧プランジャ２１が加圧プランジャバレル２３を上昇する行程で加圧プランジャバレル２３内の空気をカム室１２に送り、カム室１２を加圧する。
【００３４】
この場合、燃料プランジャ１が上昇して液化ガス燃料を圧送する行程で、加圧ポンプ２０の加圧プランジャ２１が上昇してカム室１２を加圧することにより、粘性の低い液化ガス燃料が燃料プランジャ１と燃料プランジャバレル３の隙間を通ってカム室１２に洩れ出すことを有効に抑えられる。
【００３５】
なお、加圧カム２１は図示しないエンジンのクランクシャフトにギア機構を介して駆動される構成としも良い。この場合も、燃料圧送カム１１と等しい位相角をもって回転することにより、液化ガス燃料がカム室１２に洩れ出すことを有効に抑えられる。
【００３６】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のエンジンの液化ガス燃料噴射装置は、ディーゼルエンジン等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の参考例を示す液化ガス燃料噴射装置の構成図。
【図２】同じく制御内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施形態を示す液化ガス燃料噴射装置の構成図。
【符号の説明】
【００３９】
１  燃料プランジャ
３  燃料プランジャバレル
１１  燃料圧送カム
１２  カム室
１４  バルブ
１５  燃料圧力センサ
１６  コントローラ
１７  ポンプ
１８  カム室圧力センサ
２０  加圧ポンプ
２１  加圧プランジャ
２３  加圧プランジャバレル
【図２】
0004395470.tif 000002
【図１】
0004395470.tif 000003
【図３】
0004395470.tif 000004