燃料氣體噴射閥、雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)及燃料氣體噴射方法
【專利摘要】燃料氣體噴射閥具備：支架(22)，其具備將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出的第一噴孔(61)和將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出的第二噴孔(62)；第一針閥(23)，其在支架(22)內(nèi)沿著軸向滑動(dòng)自如地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對第一噴孔(61)及第二噴孔(62)進(jìn)行開閉；第二針閥(25)，其在前端設(shè)有與設(shè)于支架(22)的針閥座(93)抵接的密封面(94)，在徑向上的中央部沿著軸向設(shè)有供第一針閥(23)滑動(dòng)自如地穿過的貫通孔(91)，且在支架(22)內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在密封面(94)與針閥座(93)抵接時(shí)，切斷燃料氣體向第一噴孔(61)及第二噴孔(62)的流通，在密封面(94)從針閥座(93)分離時(shí)，允許燃料氣體向第一噴孔(61)或第二噴孔(62)的流通。
【專利說明】燃料氣體噴射閥、雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)及燃料氣體噴射方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的(雙燃料二沖程)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料氣體噴射閥、雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)及燃料氣體噴射方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，公知有一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其以天然氣等燃料氣體為主燃料，以壓燃性良好的輕油等燃料油為先導(dǎo)燃料，并向高溫氣氛下的燃燒室內(nèi)噴射輕油等燃料油而使該燃料油自發(fā)點(diǎn)火，由此使作為主燃料的燃料氣體燃燒。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I中公開一種雙燃料柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其以燃料氣體等壓燃性差的低十六烷值燃料為主燃料，并以壓燃性良好的燃料油為先導(dǎo)燃料。專利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)具備在氣缸蓋上設(shè)置的燃料氣體噴射閥及先導(dǎo)燃料噴射閥，通過從上述燃料氣體噴射閥及先導(dǎo)燃料噴射閥朝向燃燒室噴射燃料氣體及先導(dǎo)燃料，而在高溫的燃燒室內(nèi)使先導(dǎo)燃料(燃料油)自發(fā)點(diǎn)火，由此使主燃料(燃料氣體)燃燒。
[0004]另外，例如，在專利文獻(xiàn)2中公開一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其以壓燃性差的燃料氣體為主燃料，并以壓燃性良好的輕油或煤油等柴油燃料為先導(dǎo)燃料。專利文獻(xiàn)2的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)具備在氣缸蓋上設(shè)置的吸氣端口及柴油燃料噴射裝置、在氣缸周壁上設(shè)置的燃料氣體噴射裝置。并且，在活塞下降的吸入行程時(shí)從吸氣端口向燃燒室導(dǎo)入空氣，并在吸入行程后期至壓縮行程后期之間的適當(dāng)?shù)臅r(shí)期從燃料氣體噴射裝置向燃燒室噴射燃料氣體。而且，在活塞上升至上止點(diǎn)附近的時(shí)機(jī)從柴油燃料噴射裝置向燃燒室噴射柴油燃料，在燃燒室內(nèi)使柴油燃料自發(fā)點(diǎn)火，由此使作為主燃料的燃料氣體燃燒。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開昭62-45339號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開平6-137150號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]然而，上述的專利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)將主燃料和先導(dǎo)燃料在上止點(diǎn)附近大致同時(shí)向燃燒室供給，因此噴射到燃燒室中的主燃料沒有攪拌的時(shí)間而直接燃燒。因此，該主燃料的燃燒方式成為擴(kuò)散燃燒。在擴(kuò)散燃燒的情況下，與預(yù)混合燃燒的情況相比，難以均勻燃燒，在高溫的燃燒區(qū)域，存在容易產(chǎn)生NOx (氮氧化物)的問題。
[0011]另外，上述的專利文獻(xiàn)2的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)是為了增大向燃燒室內(nèi)吸入的空氣量而作出的發(fā)明。即，相對于以往從吸氣端口導(dǎo)入燃料氣體與空氣的混合氣的情況，專利文獻(xiàn)2的發(fā)明從吸氣端口僅吸入空氣，并另行具備燃料氣體噴射裝置。而且，通過該燃料氣體噴射裝置，與吸入行程的時(shí)機(jī)錯(cuò)開地向燃燒室噴射燃料氣體，從而使從吸氣端口向燃燒室內(nèi)吸入的空氣量增大，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的提高。
[0012]在這樣的專利文獻(xiàn)2中完全沒有公開通過促進(jìn)預(yù)混合化來抑制NOx(氮氧化物)的產(chǎn)生的技術(shù)思想。
[0013]本發(fā)明是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的課題而作出的發(fā)明，其目的在于提供一種通過促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化而能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生的燃料氣體噴射閥、雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)及燃料氣體噴射方法。
[0014]用于解決課題的方案
[0015]本發(fā)明的燃料氣體噴射閥適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其具備:支架，其具備第一噴孔和第二噴孔，該第一噴孔在構(gòu)成所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞位于上止點(diǎn)的40°?100°跟前的位置時(shí)，將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出，該第二噴孔在所述活塞位于上止點(diǎn)的5°跟前的位置時(shí)，將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出；第一針閥，其在所述支架內(nèi)沿著軸向滑動(dòng)自如地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在將所述第一噴孔打開時(shí)將所述第二噴孔關(guān)閉，在將所述第一噴孔關(guān)閉時(shí)將所述第二噴孔打開；第二針閥，其在前端設(shè)有與設(shè)于所述支架的針閥座抵接的密封面，在徑向上的中央部沿著軸向設(shè)有供所述第一針閥滑動(dòng)自如地穿過的貫通孔，且在所述支架內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在所述密封面與所述針閥座抵接時(shí)，切斷燃料氣體向所述第一噴孔及所述第二噴孔的流通，在所述密封面從所述針閥座分離時(shí)，允許燃料氣體向所述第一噴孔或所述第二噴孔的流通。
[0016]另外，本發(fā)明的燃料氣體噴射方法適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其中，在構(gòu)成所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞位于上止點(diǎn)的40°?100°跟前的位置時(shí)，將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出，在所述活塞位于上止點(diǎn)的約5°跟前的位置時(shí)，將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體噴射閥及燃料氣體噴射方法，能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化，能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生。
[0018]在上述燃料氣體噴射閥中，還優(yōu)選的是，所述第一針閥為通過所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力而在所述支架內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑閥。
[0019]根據(jù)這樣的燃料氣體噴射閥，僅通過在第一針閥(滑閥)上作用有缸內(nèi)壓力，就能使第一針閥(滑閥)向與缸內(nèi)相反的一側(cè)移動(dòng)。
[0020]由此，用于使第一針閥(滑閥)向與缸內(nèi)相反的一側(cè)移動(dòng)的構(gòu)成要素能夠省略例如圖4所示的第一電磁閥41、第一流路切換閥42及第一工作油管43，從而能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡化。
[0021]在上述燃料氣體噴射閥中，還優(yōu)選的是，在所述噴嘴的供所述第二針閥滑動(dòng)的部分及所述貫通孔中分別設(shè)有積油處，在供所述第二針閥滑動(dòng)的部分設(shè)置的積油處與在所述貫通孔中設(shè)置的積油處經(jīng)由沿著徑向設(shè)于所述噴嘴的連通孔而連通。
[0022]根據(jù)這樣的燃料氣體噴射閥，能夠向滑動(dòng)部分供給潤滑油，能夠防止滑動(dòng)部分的磨損及粘連。
[0023]本發(fā)明的燃料氣體噴射閥適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其具備:支架，其具備第一噴孔和第二噴孔，該第一噴孔在構(gòu)成所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)，將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出，該第二噴孔在所述活塞位于上止點(diǎn)前10°?上止點(diǎn)后15°的位置時(shí)，將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出；第一針閥，其在所述支架內(nèi)沿著軸向滑動(dòng)自如地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在將所述第一噴孔打開時(shí)將所述第二噴孔關(guān)閉，在將所述第一噴孔關(guān)閉時(shí)將所述第二噴孔打開；第二針閥，其在前端設(shè)有與設(shè)于所述支架的針閥座抵接的密封面，且在所述支架內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在所述密封面與所述針閥座抵接時(shí)，切斷燃料氣體向所述第一噴孔及所述第二噴孔的流通，在所述密封面從所述針閥座分離時(shí)，允許燃料氣體向所述第一噴孔或所述第二噴孔的流通。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體噴射閥，能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化，能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體噴射閥，例如圖8所示，不需要將第一針閥和第二針閥制作為同心的構(gòu)件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的簡化，能夠?qū)崿F(xiàn)制造費(fèi)的削減。
[0026]在上述燃料氣體噴射閥中，還優(yōu)選的足，在所述噴嘴的供所述第一針閥滑動(dòng)的部分及供所述第二針閥滑動(dòng)的部分分別設(shè)有積油處。
[0027]根據(jù)這樣的燃料氣體噴射閥，能夠向滑動(dòng)部分供給潤滑油，能夠防止滑動(dòng)部分的磨損及粘連。
[0028]本發(fā)明的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)具備上述任一個(gè)燃料氣體噴射閥。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，由于具備能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化且能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生的燃料氣體噴射閥，因此能夠減少從該雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)排出的NOx (氮氧化物)，能夠提高該雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
[0030]發(fā)明效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體噴射閥，起到能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化且能夠抑制NOx(氮氧化物)的產(chǎn)生這樣的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是用于說明適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的(雙燃料二沖程)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的簡圖，圖1(a)是表示活塞位于上止點(diǎn)前約5°的位置的狀態(tài)的俯視圖，圖1(b)是表示活塞位于上止點(diǎn)前約5°的位置的狀態(tài)的剖視圖。
[0033]圖2是用于說明適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的簡圖，圖2(a)是表示活塞位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置的狀態(tài)的俯視圖，圖2(b)是表示活塞位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置的狀態(tài)的剖視圖。
[0034]圖3是用于說明適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的簡圖，圖3(a)是表示活塞位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置的狀態(tài)的俯視圖及剖視圖，圖3(b)是表示活塞位于上止點(diǎn)前約5°的位置的狀態(tài)的俯視圖及剖視圖，圖3(c)是表示活塞位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置的狀態(tài)的俯視圖及剖視圖。
[0035]圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。
[0036]圖5的上半部分是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的工作的圖，圖5的下半部分是表示第一針閥的開閉、第二針閥的開閉、缸內(nèi)壓力及曲軸角度的關(guān)系的圖表。
[0037]圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。
[0038]圖7的上半部分是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的工作的圖，圖1的下半部分是表示針閥的開閉、滑閥的開閉、缸內(nèi)壓力及曲軸角度的關(guān)系的圖表。
[0039]圖8是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。
[0040]圖9是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]〔第一實(shí)施方式〕
[0042]以下，使用圖1至圖5，對本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0043]其中，本發(fā)明的范圍沒有限定為以下的實(shí)施方式。以下的實(shí)施方式中記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對配置等只要沒有特別記載，就不是將本發(fā)明的范圍僅限定于此的意思，只不過是說明例。
[0044]圖1是用于說明適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的(雙燃料二沖程)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的簡圖，圖1(a)是表示活塞位于上止點(diǎn)前約5°的位置的狀態(tài)的俯視圖，圖1(b)是表示活塞位于上止點(diǎn)前約5°的位置的狀態(tài)的剖視圖。圖2是用于說明適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的簡圖，圖2(a)是表示活塞位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置的狀態(tài)的俯視圖，圖2(b)是表示活塞位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置的狀態(tài)的剖視圖。圖3是用于說明適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的簡圖，圖3(a)是表示活塞位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置的狀態(tài)的俯視圖及剖視圖，圖3(b)是表示活塞位于上止點(diǎn)前約5°的位置的狀態(tài)的俯視圖及剖視圖，圖3(c)是表示活塞位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置的狀態(tài)的俯視圖及剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。圖5的上半部分是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的工作的圖，圖5的下半部分是表示第一針閥的開閉、第二針閥的開閉、缸內(nèi)壓力及曲軸角度的關(guān)系的圖表。
[0045]如圖1至圖3所示，適用了本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I具備圓筒狀的氣缸2、與該氣缸2的上端側(cè)結(jié)合的氣缸蓋3、進(jìn)退自如地收容于氣缸2的內(nèi)部的活塞4。并且，通過上述的氣缸2的周壁2a、氣缸蓋3及活塞4的頂面4a劃分出燃燒室C。
[0046]需要說明的是，圖中的符號5表不活塞環(huán)。
[0047]在氣缸2的下方側(cè)的周壁2a上開設(shè)有掃氣端口 6。該掃氣端口 6形成在與位于下止點(diǎn)附近的活塞4的頂面4a(圖中用雙點(diǎn)劃線表示)相比靠上方的位置，在活塞4位于下止點(diǎn)附近時(shí)，從掃氣端口 6向燃燒室c供給空氣。另外，在氣缸蓋3的頂部開設(shè)有排氣端口，并且設(shè)有對該排氣端口進(jìn)行開閉的排氣閥7。該排氣閥7在活塞4處于上升行程的掃氣行程時(shí)打開，直至活塞4到達(dá)上止點(diǎn)的跟前約100°的位置為止。并且，通過從掃氣端口 6向燃燒室c供給的空氣，對殘留在燃燒室c中的前一行程的廢氣進(jìn)行掃氣。
[0048]在氣缸蓋3上設(shè)有向燃燒室c噴射燃料氣體8a的燃料氣體噴射閥(燃料氣體噴射裝置)8，并且同樣地設(shè)有向燃燒室c噴射壓燃性良好的燃料油1a的燃料油噴射閥(燃料油噴射裝置)10。該燃料氣體噴射閥8及燃料油噴射閥10在以氣缸中心ο為旋轉(zhuǎn)中心而沿圓周方向分離180°的位置處分別各設(shè)有I個(gè)。
[0049]需要說明的是，在本實(shí)施方式中，在燃料氣體噴射閥8及燃料油噴射閥10上分別設(shè)有4個(gè)噴孔。另外，在本發(fā)明中，上述的燃料氣體噴射閥8及燃料油噴射閥10的設(shè)置個(gè)數(shù)沒有特別限定，例如也可以為I個(gè)。但是，在氣缸蓋3的頂部設(shè)有排氣閥7的本實(shí)施方式中，優(yōu)選多個(gè)燃料氣體噴射閥8及燃料油噴射閥10分別沿圓周方向等間隔配置。
[0050]如圖1及圖2所示，燃料氣體噴射閥8及燃料油噴射閥10經(jīng)由線纜14而與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU) 12連接。另外，ECU12經(jīng)由線纜16而與檢測曲軸17的旋轉(zhuǎn)角的曲軸角傳感器15連接。并且，通過從曲軸角傳感器15接收曲軸17的旋轉(zhuǎn)角的信號，由此來檢測活塞4的相位。并且，燃料氣體噴射裝置8及燃料油噴射裝置10基于從E⑶12發(fā)送的信號，在規(guī)定的時(shí)機(jī)向燃燒室c噴射燃料氣體8a及燃料油10a。
[0051]即，ECU12構(gòu)成本實(shí)施方式中的燃料氣體噴射時(shí)機(jī)控制機(jī)構(gòu)，并且構(gòu)成在活塞4位于上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°的位置時(shí)通過燃料油噴射閥10對燃燒室c內(nèi)的燃料氣體進(jìn)行點(diǎn)火的本實(shí)施方式中的點(diǎn)火時(shí)機(jī)控制機(jī)構(gòu)。
[0052]并且，如圖3 (a)所示，在活塞4處于上升行程且活塞4位于上止點(diǎn)前40 °?100 °的位置時(shí)，基于從ECU12 (燃料氣體噴射時(shí)機(jī)控制機(jī)構(gòu))發(fā)送的信號，從燃料氣體噴射閥8向燃燒室c噴射燃料氣體8b。這樣，若在活塞4位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)向燃燒室c噴射燃料氣體Sb，則在活塞4進(jìn)一步上升至上止點(diǎn)附近的過程中，噴射出的燃料氣體8b與燃燒室c的內(nèi)部的空氣混合而促進(jìn)預(yù)混合化。
[0053]接著，如圖1及圖3(b)所示，當(dāng)活塞4到達(dá)上止點(diǎn)前約5°時(shí)，基于從E⑶12(燃料氣體噴射時(shí)機(jī)控制機(jī)構(gòu)及點(diǎn)火時(shí)機(jī)控制機(jī)構(gòu))發(fā)送的信號，從燃料氣體噴射閥8噴射燃料氣體8a，并且從燃料油噴射閥10噴射燃料油10a，在處于高溫氣氛下的燃燒室c內(nèi)使壓燃性良好的燃料油1a自發(fā)點(diǎn)火。由此大致同時(shí)噴射的燃料氣體8a燃燒，如圖2及圖3(c)所示，在燃燒室c的內(nèi)部生成燃燒火焰f，該燃燒火焰f向上述的混合氣20傳播，從而在燃燒室c的整體產(chǎn)生爆發(fā)性的燃燒。
[0054]這樣，本實(shí)施方式的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I在活塞4位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)噴射燃料氣體8b，而且在活塞4位于上止點(diǎn)前約5°的位置時(shí)噴射燃料氣體8a和燃料油10a。因此，促進(jìn)活塞4位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)噴射的燃料氣體8b與空氣的預(yù)混合化而生成混合氣20，由此燃燒方式的一部分成為預(yù)混合燃燒。因此，與燃燒方式的全部為擴(kuò)散燃燒的以往的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)相比，能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生。
[0055]另外，本實(shí)施方式的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I通過由ECU12構(gòu)成的燃料氣體噴射時(shí)機(jī)控制機(jī)構(gòu)僅對燃料氣體噴射閥8的噴射時(shí)機(jī)進(jìn)行控制。因此，不需要新追加裝置等，能夠在已存的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中簡單地促進(jìn)預(yù)混合化。
[0056]如圖4所示，本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥8具備噴嘴支架21、噴嘴22、第一針閥23、第一針閥壓緊彈簧24、第二針閥25及第二針閥壓緊彈簧26。
[0057]在噴嘴支架21上設(shè)有:凹部32，其沿著軸向(在圖4中為上下方向)延伸，將設(shè)置在沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一針閥23的一端部(頂部)上的第一擴(kuò)徑部31收容成滑動(dòng)自如；第一連通孔34，其沿著徑向(在圖4中為左右方向)延伸，將使第一針閥23向打開方向(在圖4中為上方向)移動(dòng)的工作油向成為受壓面的第一擴(kuò)徑部31的下表面(底面)33引導(dǎo)；以及第二連通孔36，其沿著徑向延伸，在使第一針閥23向打開方向移動(dòng)時(shí)，將由第一擴(kuò)徑部31的上表面(頂面)35壓出的工作油向噴嘴支架21的外部引導(dǎo)。
[0058]需要說明的是，由第一擴(kuò)徑部31的上表面35壓出的工作油是在滑動(dòng)部分、即第一擴(kuò)徑部31的外周面與凹部32的內(nèi)周面之間泄漏出的工作油。
[0059]第一連通孔34經(jīng)由第一工作油管43而與通過第一電磁閥41進(jìn)行流路的切換的第一流路切換閥42連接。在第一流路切換閥42上連接第一工作油供給管44的下游端和第一工作油返回管45的上游端。第一工作油供給管44的上游端以在工作油箱46的內(nèi)部且位于工作油箱46的底面附近的方式配置，在第一工作油供給管44的中途連接有工作油泵47。第一工作油返回管45的下游端以將經(jīng)由第一工作油管43及第一工作油返回管45返回的工作油向工作油箱46的內(nèi)部回收的方式配置。
[0060]在噴嘴22上設(shè)有:第一凹部51，其沿著軸向延伸，將第一針閥壓緊彈簧24和第二針閥壓緊彈簧26收容；第二凹部52，其將沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二針閥25收容成滑動(dòng)自如；第三凹部54，其將設(shè)置在沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一針閥23的另一端部(前端部)上的第二擴(kuò)徑部53收容成滑動(dòng)自如；第一連通孔57，其沿著徑向延伸，將使第二針閥25向打開方向(在圖4中為上方向)移動(dòng)的工作油向成為受壓面的第二針閥25的擴(kuò)徑部55的下表面(底面)56引導(dǎo)；第二連通孔58，其沿著徑向延伸，在使第二針閥25向打開方向移動(dòng)時(shí)，將通過擴(kuò)徑部55的上升而壓出的工作油向噴嘴22的外部引導(dǎo)；第三連通孔60，其沿著徑向延伸，向設(shè)置在第二凹部52與第三凹部54之間的腔室(環(huán)狀空間)59內(nèi)引導(dǎo)燃料氣體；第一噴孔61，其在預(yù)混合燃料噴射時(shí)，將被導(dǎo)入到腔室59及第三凹部54內(nèi)的燃料氣體向燃燒室c (參照圖1等)內(nèi)引導(dǎo)；以及第二噴孔62，其在擴(kuò)散燃料噴射時(shí)，將被導(dǎo)入到腔室59及第三凹部54內(nèi)的燃料氣體向燃燒室c內(nèi)引導(dǎo)。
[0061]第一連通孔57經(jīng)由第二工作油管73而與通過第二電磁閥71進(jìn)行流路的切換的第二流路切換閥72連接。在第二流路切換閥72上連接第二工作油供給管74的下游端和第二工作油返回管75的上游端。第二工作油供給管74的上游端與位于比工作油泵47靠下游側(cè)的位置的第一工作油供給管44的中途連接，第二工作油返回管75的下游端與第一工作油返回管45的中途連接。
[0062]另外，在第三連通孔60上連接有燃料氣體供給管76的下游端，該燃料氣體供給管76的上游端與燃料氣體供給源(未圖示)連接。
[0063]需要說明的是，使第一電磁閥41及第二電磁閥71成為通電狀態(tài)的指令信號以及將第一電磁閥41及第二電磁閥71的通電狀態(tài)解除的指令信號從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12(參照圖1等)向通電器63發(fā)送?；谶@些指令信號，使第一電磁閥41及第二電磁閥71成為通電狀態(tài)，或者將第一電磁閥41及第二電磁閥71的通電狀態(tài)解除。
[0064]第一針閥23是實(shí)心圓筒狀的構(gòu)件，在軸向上的一端部具備第一擴(kuò)徑部31，在軸向上的另一端部具備第二擴(kuò)徑部53，在軸向上的與中央相比靠一端部的一側(cè)具備第三擴(kuò)徑部81，在另一端(前端)設(shè)有與第一針閥座82抵接的密封面(座面)83。另外，第三擴(kuò)徑部81的上表面成為與第一針閥壓緊彈簧24的下端抵接的彈簧承受面84。并且，在第二擴(kuò)徑部53上，沿著周向設(shè)有多個(gè)連通孔85，該連通孔85是沿著軸向?qū)⒌诙U(kuò)徑部53貫通的貫通孔，即，是將第二擴(kuò)徑部53的上表面與下表面連通的連通孔。
[0065]第一針閥壓緊彈簧24對第一針閥23向關(guān)閉方向施力(以使第一針閥座82與密封面83抵接的方式施力)，在第一工作油管43與第一工作油返回管45連通的狀態(tài)、即在第一擴(kuò)徑部31的下表面33未施加工作油的液壓的狀態(tài)下，第一針閥23被向關(guān)閉方向施力。
[0066]第二針閥25是空心圓筒狀的構(gòu)件，其在徑向上的中央部沿著軸向設(shè)有供第一針閥23滑動(dòng)自如地穿過的貫通孔91，該第二針閥25的上表面(頂面)成為與第二針閥壓緊彈簧26的下端抵接的彈簧承受面92，在另一端(前端)設(shè)有與第二針閥座93抵接的密封面(座面)94。
[0067]第二針閥壓緊彈簧26對第二針閥25向關(guān)閉方向施力(以使第二針閥座93與密封面94抵接的方式施力)，在第二工作油管73與第二工作油返回管75連通的狀態(tài)、即在第二針閥25的擴(kuò)徑部55的下表面56未施加工作油的液壓的狀態(tài)下，第二針閥25被向關(guān)閉方向施力。
[0068]接著，使用圖4及圖5，對燃料氣體噴射閥8的工作進(jìn)行說明。
[0069]首先，如圖4及圖5的上半部分中的從左起位于第一個(gè)的位置的圖所示，在第一工作油管43與第一工作油返回管45連通且第二工作油管73與第二工作油返回管75連通的狀態(tài)下，第一針閥23及第二針閥25的升程都為0(零)，第一針閥23及第二針閥25都關(guān)閉。
[0070]接著，向圖4所示的電磁閥41通電，對第一流路切換閥42的流路進(jìn)行切換，將第一工作油管43與第一工作油供給管44形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔34引導(dǎo)的工作油作用于第一擴(kuò)徑部31的下表面33，如圖5的上半部分中的從左起位于第二個(gè)的位置的圖所示，第一針閥23上升(向打開方向移動(dòng))，第二擴(kuò)徑部53的外周面堵塞第二噴孔62。
[0071]接著，向圖4所示的電磁閥71通電，對第二流路切換閥72的流路進(jìn)行切換，將第二工作油管73與第二工作油供給管74形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔57引導(dǎo)的工作油作用于第二針閥25的擴(kuò)徑部55的下表面56，如圖5的上半部分中的從左起位于第三個(gè)的位置的圖所示，第二針閥25上升(向打開方向移動(dòng))，從而經(jīng)由第三連通孔60導(dǎo)入到腔室59內(nèi)的燃料氣體經(jīng)由連通孔85被向第一噴孔61引導(dǎo)，作為預(yù)混合燃料而從第一噴孔61噴射。
[0072]接著，解除向圖4所示的電磁閥41及電磁閥71的通電，對第一流路切換閥42的流路及第二流路切換閥72的流路進(jìn)行切換，從而如圖4及圖5的上半部分中的從左起位于第四個(gè)的位置的圖所示，成為第一工作油管43與第一工作油返回管45連通且第二工作油管73與第二工作油返回管75連通的狀態(tài)、即第一針閥23及第二針閥25都關(guān)閉的狀態(tài)。
[0073]接著，向圖4所示的電磁閥71通電，對第二流路切換閥72的流路進(jìn)行切換，將第二工作油管73與第二工作油供給管74形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔57引導(dǎo)的二工作油作用于第二針閥25的擴(kuò)徑部55的下表面56，如圖5的上半部分中的從左起位于第五個(gè)的位置的圖所示，第二針閥25上升(向打開方向移動(dòng))，經(jīng)由第三連通孔60導(dǎo)入到腔室59內(nèi)的燃料氣體被向第二噴孔62引導(dǎo)，作為擴(kuò)散燃料而從第二噴孔62噴射。
[0074]需要說明的是，此時(shí)，由于未向圖4所示的電磁閥41通電，因此第一針閥23的升程為0(零)，第一針閥23關(guān)閉。
[0075]接著，解除向圖4所示的電磁閥71的通電，對第二流路切換閥72的流路進(jìn)行切換，如圖4及圖5的上半部分中的從左起位于第六個(gè)的位置的圖所示，成為第二工作油管73與第二工作油返回管75連通的狀態(tài)、即第一針閥23及第二針閥25都關(guān)閉的狀態(tài)。
[0076]需要說明的是，圖5的下半部分中的圖表示出第一針閥23的開閉、第二針閥25的開閉、缸內(nèi)壓力及曲軸角度的關(guān)系。
[0077]另外，圖5的上半部分中的從左起位于第三個(gè)的位置的圖是與圖3(a)對應(yīng)的圖，圖5的上半部分中的從左起位于第五個(gè)的位置的圖是與圖1及圖3(b)對應(yīng)的圖。
[0078]根據(jù)本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥8及燃料氣體噴射方法，能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化，能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生。
[0079]另外，根據(jù)具備本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥8的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1，由于具備能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化且能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生的燃料氣體噴射閥8，因此能夠減少從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I排出的NOx (氮氧化物)，能夠提高燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I的性能。
[0080]〔第二實(shí)施方式〕
[0081]使用圖6及圖7，對本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0082]圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖，圖7的上半部分是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的工作的圖，圖7的下半部分是表示針閥的開閉、滑閥的開閉、缸內(nèi)壓力及曲軸角度的關(guān)系的圖表。
[0083]如圖6所示，本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥108具備噴嘴支架121、噴嘴122、滑閥123、滑閥壓緊彈簧124、針閥125及針閥壓緊彈簧126。
[0084]在噴嘴122上設(shè)有:第一凹部151，其沿著軸向延伸，將滑閥壓緊彈簧124和針閥壓緊彈簧126收容；第二凹部152，其將沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的針閥125收容成滑動(dòng)自如；第三凹部154，其將沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑閥123的另一端部(前端部)153收容成滑動(dòng)自如；第一連通孔157，其沿著徑向延伸，將使針閥125向打開方向(在圖6中為上方向)移動(dòng)的工作油向成為受壓面的針閥125的擴(kuò)徑部155的下表面(底面)156引導(dǎo)；第二連通孔158，其沿著徑向延伸，在使針閥125向打開方向移動(dòng)時(shí)，將通過擴(kuò)徑部155的上升而壓出的工作油向噴嘴122的外部引導(dǎo)，并且在使針閥125向關(guān)閉方向(在圖6中為下方向)移動(dòng)時(shí)，從噴嘴122的外部向凹部151內(nèi)引導(dǎo)工作油；第三連通孔160，其沿著徑向延伸，向設(shè)置在第二凹部152與第三凹部154之間的腔室(環(huán)狀空間)159內(nèi)引導(dǎo)燃料氣體；第一噴孔161，其在預(yù)混合燃料噴射時(shí)，將導(dǎo)入到腔室159及第三凹部154內(nèi)的燃料氣體向燃燒室c(參照圖1等)內(nèi)引導(dǎo)；以及第二噴孔162，其在擴(kuò)散燃料噴射時(shí)，將導(dǎo)入到腔室159及第三凹部154內(nèi)的燃料氣體向燃燒室c內(nèi)引導(dǎo)。
[0085]第一連通孔157經(jīng)由工作油管173而與通過電磁閥171進(jìn)行流路的切換的流路切換閥172連接。在流路切換閥172上連接工作油供給管174的下游端和工作油返回管175的上游端。工作油供給管174的上游端以在工作油箱146的內(nèi)部且位于工作油箱146的底面附近的方式配置，在工作油供給管174的中途連接有工作油泵147。工作油返回管175的下游端以將經(jīng)由工作油管173及工作油返回管175返回的工作油向工作油箱146的內(nèi)部回收的方式配置。
[0086]另外，在第三連通孔160上連接燃料氣體供給管176的下游端，該燃料氣體供給管176的上游端與燃料氣體供給源(未圖示)連接。
[0087]需要說明的是，使電磁閥171成為通電狀態(tài)的指令信號及將電磁閥171的通電狀態(tài)解除的指令信號從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12 (參照圖1等)向通電器163傳送?；谏鲜鲋噶钚盘?，使電磁閥171成為通電狀態(tài)，或者解除電磁閥171的通電狀態(tài)。
[0088]滑閥123是在軸向上的一端部具備第一擴(kuò)徑部131的實(shí)心圓筒狀的構(gòu)件，在另一端部的外周面上，從成為燃燒室c內(nèi)的氣體(缸內(nèi)氣體)的受壓面的端面181側(cè)沿著周向設(shè)有周向槽182、183。另外，周向槽182和周向槽183經(jīng)由第一孔(縱向孔)184和第二孔(橫向孔)185而連通，該第一孔184在滑閥123的另一端部的徑向上的中央部處沿著軸向貫穿設(shè)置，該第二孔185在第一孔184的兩端部沿著徑向貫穿設(shè)置。第一擴(kuò)徑部131的上表面成為與滑閥壓緊彈簧124的下端抵接的彈簧承受面186。
[0089]滑閥壓緊彈簧124對滑閥123向關(guān)閉方向施力。
[0090]針閥125是空心圓筒狀的構(gòu)件，其在徑向上的中央部沿著軸向設(shè)有供滑閥123滑動(dòng)自如地穿過的貫通孔191，針閥125的上表面(頂面)成為與針閥壓緊彈簧126的下端抵接的彈簧承受面192，在另一端(前端)設(shè)有與針閥座193抵接的密封面(座面)194。
[0091]針閥壓緊彈簧126對針閥125向關(guān)閉方向施力(以使針閥座193與密封面194抵接的方式施力)，在工作油管173與工作油返回管175連通的狀態(tài)、即在針閥125的擴(kuò)徑部155的下表面156未施加工作油的液壓的狀態(tài)下，針閥25被向關(guān)閉方向施力。
[0092]接著，使用圖6及圖7，對燃料氣體噴射閥108的工作進(jìn)行說明。
[0093]首先，如圖6及圖7的上半部分中的從左起位于第一個(gè)的位置的圖所示，在燃燒室c內(nèi)的氣體壓力(缸內(nèi)氣體壓力)未作用于端面181且工作油管173與工作油返回管175連通的狀態(tài)下，滑閥123及針閥125的升程都為0(零)，滑閥123及針閥125都關(guān)閉。
[0094]接著，向圖6所示的電磁閥171通電，對流路切換閥172的流路進(jìn)行切換，將工作油管173與工作油供給管174形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔157引導(dǎo)的工作油作用于擴(kuò)徑部155的下表面156，如圖7的上半部分中的從左起位于第二個(gè)的位置的圖所示，針閥125上升(向打開方向移動(dòng))，經(jīng)由第三連通孔160導(dǎo)入到腔室159內(nèi)的燃料氣體依次通過周向槽183、第二孔185、第一孔184、第二孔185、周向槽182而被向第一噴孔161引導(dǎo)，作為預(yù)混合燃料而從第一噴孔161噴射。
[0095]需要說明的是，此時(shí)，第二噴孔162由位于周向槽182與周向槽183之間的另一端部153的外周面堵塞。
[0096]接著，解除向圖6所示的電磁閥171的通電，對流路切換閥172的流路進(jìn)行切換，如圖7的上半部分中的從左起位于第三個(gè)的位置的圖所示，成為工作油管173與工作油返回管175連通且燃燒室c內(nèi)的氣體壓力(缸內(nèi)氣體壓力)作用于端面181的狀態(tài)、即針閥125關(guān)閉且滑閥123上升的狀態(tài)(打開的狀態(tài))。
[0097]接著，向圖6所示的電磁閥171通電，對流路切換閥172的流路進(jìn)行切換，將工作油管173與工作油供給管174形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔157引導(dǎo)的工作油作用于針閥125的擴(kuò)徑部155的下表面156，如圖7的上半部分中的從左起位于第四個(gè)的位置的圖所示，針閥125上升(向打開方向移動(dòng))，經(jīng)由第三連通孔160導(dǎo)入到腔室159內(nèi)的燃料氣體依次通過周向槽183、第二孔185、第一孔184、第二孔185、周向槽182而被向第二噴孔162引導(dǎo)，作為預(yù)混合燃料而從第二噴孔162噴射。
[0098]需要說明的是，此時(shí)，第一噴孔161由位于周向槽182與端面181之間的另一端部153的外周面堵塞。
[0099]接著，解除向圖6所示的電磁閥171的通電，對流路切換閥172的流路進(jìn)行切換，如圖6及圖7的上半部分中的從左起位于第五個(gè)的位置的圖所示，成為燃燒室c內(nèi)的氣體壓力(缸內(nèi)氣體壓力)未作用于端面181且工作油管173與工作油返回管175連通的狀態(tài)、即滑閥123及針閥125都關(guān)閉的狀態(tài)。
[0100]需要說明的是，圖7的下半部分中的圖表示出滑閥123的開閉、針閥125的開閉、缸內(nèi)壓力及曲軸角度的關(guān)系。
[0101]另外，圖7的上半部分中的從左起位于第二個(gè)的位置的圖是與圖3(a)對應(yīng)的圖，圖7的上半部分中的從左起位于第四個(gè)的位置的圖是與圖1及圖3(b)對應(yīng)的圖。
[0102]根據(jù)本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥108及燃料氣體噴射方法，能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化，能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生。
[0103]另外，根據(jù)本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥108，僅通過在滑閥123上作用有缸內(nèi)壓力，就使滑閥123向與缸內(nèi)相反的一側(cè)移動(dòng)。
[0104]由此，用于使滑閥123 (第一針閥23)向與缸內(nèi)相反的一側(cè)移動(dòng)的構(gòu)成要素能夠省略例如圖4所示的第一電磁閥41、第一流路切換閥42及第一工作油管43，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡化。
[0105]并且，根據(jù)具備本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥8的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1，由于具備能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化且能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生的燃料氣體噴射閥8，因此能夠減少從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I排出的NOx (氮氧化物)，能夠提高燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I的性能。
[0106]〔第三實(shí)施方式〕
[0107]使用圖8，對本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0108]圖8是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。
[0109]如圖8所示，本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥308具備噴嘴支架321、噴嘴322、第一針閥323、第一針閥壓緊彈簧324、第二針閥325及第二針閥壓緊彈簧326。
[0110]在噴嘴支架321上設(shè)有:凹部332，其沿著軸向(在圖8中為上下方向)延伸，將設(shè)置在沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一針閥323的一端部(頂部)上的第一擴(kuò)徑部331收容成滑動(dòng)自如；第一連通孔334，其沿著徑向(在圖8中為左右方向)延伸，將使第一針閥323向打開方向(在圖8中為上方向)移動(dòng)的工作油向成為受壓面的第一擴(kuò)徑部331的下表面(底面)333引導(dǎo)；以及第二連通孔336，其沿著徑向延伸，在使第一針閥323向打開方向移動(dòng)時(shí)，將通過第一擴(kuò)徑部331的上表面(頂面)335壓出的工作油向噴嘴支架321的外部引導(dǎo)。
[0111]需要說明的是，通過第一擴(kuò)徑部331的上表面335壓出的工作油是在滑動(dòng)部分、即第一擴(kuò)徑部331的外周面與凹部332的內(nèi)周面之間泄漏出的工作油。
[0112]第一連通孔334經(jīng)由第一工作油管343而與通過第一電磁閥341進(jìn)行流路的切換的第一流路切換閥342連接。在第一流路切換閥342上連接第一工作油供給管344的下游端和第一工作油返回管345的上游端。第一工作油供給管344的上游端以在工作油箱346的內(nèi)部且位于工作油箱346的底面附近的方式配置，在第一工作油供給管344的中途連接有工作油泵347。第一工作油返回管345的下游端以將經(jīng)由第一工作油管343及第一工作油返回管345返回的工作油向工作油箱346的內(nèi)部回收的方式配置。
[0113]在噴嘴322上設(shè)有:第一凹部351，其沿著軸向延伸，將第一針閥壓緊彈簧324和第二針閥壓緊彈簧326收容；第二凹部352，其將沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一針閥323收容成滑動(dòng)自如；第三凹部353，其將沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二針閥325收容成滑動(dòng)自如；第四凹部355，其將設(shè)置在沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一針閥323的另一端部(前端部)上的第二擴(kuò)徑部354收容成滑動(dòng)自如；第一連通孔358，其沿著徑向延伸，將使第二針閥325向打開方向(在圖8中為上方向)移動(dòng)的工作油向成為受壓面的第二針閥325的擴(kuò)徑部356的下表面(底面)357引導(dǎo)；第二連通孔359，其沿著徑向延伸，在使第二針閥325向打開方向移動(dòng)時(shí)，將通過擴(kuò)徑部356的上升而壓出的工作油向噴嘴322的外部引導(dǎo)；第三連通孔361，其沿著徑向延伸，向在第三凹部353的下方設(shè)置的腔室(環(huán)狀空間)360內(nèi)引導(dǎo)燃料氣體；第一噴孔363，其在預(yù)混合燃料噴射時(shí)，將導(dǎo)入到腔室360、第四凹部355及連通腔室360與第四凹部355的連通路362內(nèi)的燃料氣體向燃燒室c (參照圖1等)內(nèi)引導(dǎo)；以及第二噴孔364，其在擴(kuò)散燃料噴射時(shí)，將導(dǎo)入到腔室360、第四凹部355及連通路362內(nèi)的燃料氣體向燃燒室c內(nèi)引導(dǎo)。
[0114]第一連通孔358經(jīng)由第二工作油管373而與通過第二電磁閥371進(jìn)行流路的切換的第二流路切換閥372連接。在第二流路切換閥372上連接第二工作油供給管374的下游端和第二工作油返回管375的上游端。第二工作油供給管374的上游端與位于比工作油泵347靠下游側(cè)的第一工作油供給管344的中途連接，第二工作油返回管375的下游端與第一工作油返回管345的中途連接。
[0115]另外，在第三連通孔361上連接有燃料氣體供給管376的下游端，該燃料氣體供給管376的上游端與燃料氣體供給源(未圖示)連接。
[0116]需要說明的是，使第一電磁閥341及第二電磁閥371成為通電狀態(tài)的指令信號以及將第一電磁閥341及第二電磁閥371的通電狀態(tài)解除的指令信號從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12 (參照圖1等)向通電器377傳送?；谏鲜鲋噶钚盘?，使第一電磁閥341及第二電磁閥371成為通電狀態(tài)，或者將第一電磁閥341及第二電磁閥371的通電狀態(tài)解除。
[0117]第一針閥323是實(shí)心圓筒狀的構(gòu)件，在軸向上的一端部具備第一擴(kuò)徑部331，在軸向上的另一端部具備第二擴(kuò)徑部354，在軸向上的與中央相比靠一端部的一側(cè)具備第三擴(kuò)徑部381，在另一端(前端)設(shè)有與第一針閥座382抵接的密封面(座面)383。另外，第三擴(kuò)徑部381的上表面成為與第一針閥壓緊彈簧324的下端抵接的彈簧承受面384。并且，在第二擴(kuò)徑部354上沿著周向設(shè)有多個(gè)連通孔385，該連通孔385是沿著軸向?qū)⒌诙U(kuò)徑部354貫通的貫通孔，即，是將第二擴(kuò)徑部354的上表面和下表面連通的連通孔。
[0118]第一針閥壓緊彈簧324對第一針閥323向關(guān)閉方向施力(以使第一針閥座382與密封面383抵接的方式施力)，在第一工作油管343和第一工作油返回管345連通的狀態(tài)、即在第一擴(kuò)徑部331的下表面333未施加工作油的液壓的狀態(tài)下，第一針閥323被向關(guān)閉方向施力。
[0119]第二針閥325是以軸向上的一端部與第二針閥壓緊彈簧326的下端部嵌合的方式形成的實(shí)心圓筒狀的構(gòu)件，在一端部沿著周向設(shè)有與第二針閥壓緊彈簧326的下端抵接的彈簧承受面392，在另一端(前端)設(shè)有與第二針閥座393抵接的密封面(座面)394。
[0120]第二針閥壓緊彈簧326對第二針閥325向關(guān)閉方向施力(以使第二針閥座393與密封面394抵接的方式施力)，在第二工作油管373與第二工作油返回管375連通的狀態(tài)、即在第二針閥325的擴(kuò)徑部356的下表面357未施加工作油的液壓的狀態(tài)下，第二針閥325被向關(guān)閉方向施力。
[0121]接著，對燃料氣體噴射閥308的工作進(jìn)行說明。
[0122]首先，在第一工作油管343與第一工作油返回管345連通且第二工作油管373與第二工作油返回管375連通的狀態(tài)下，第一針閥323及第二針閥325的升程都為0 (零)，第一針閥323及第二針閥325都關(guān)閉。
[0123]接著，向電磁閥341通電，對第一流路切換閥342的流路進(jìn)行切換，將第一工作油管343與第一工作油供給管344形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔334引導(dǎo)的工作油作用于第一擴(kuò)徑部331的下表面333,使第一針閥323上升(向打開方向移動(dòng))，第二擴(kuò)徑部354的外周面堵塞第二噴孔364。
[0124]接著，向電磁閥371通電，對第二流路切換閥372的流路進(jìn)行切換，將第二工作油管373與第二工作油供給管374形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔358引導(dǎo)的工作油作用于第二針閥325的擴(kuò)徑部356的下表面357，使第二針閥325上升(向打開方向移動(dòng))，經(jīng)由第三連通孔361導(dǎo)入到腔室360內(nèi)的燃料氣體經(jīng)由連通路362及連通孔385被向第一噴孔363引導(dǎo),作為預(yù)混合燃料而從第一噴孔363噴射。
[0125]接著，解除向電磁閥341及電磁閥371的通電，對第一流路切換閥342的流路及第二流路切換閥372的流路進(jìn)行切換，成為第一工作油管343與第一工作油返回管345連通且第二工作油管373與第二工作油返回管375連通的狀態(tài)、即第一針閥323及第二針閥325都關(guān)閉的狀態(tài)。
[0126]接著，向電磁閥371通電，對第二流路切換閥372的流路進(jìn)行切換，將第二工作油管373與第二工作油供給管374形成為連通的狀態(tài)，經(jīng)由第一連通孔358引導(dǎo)的工作油作用于第二針閥325的擴(kuò)徑部356的下表面357，使第二針閥325上升(向打開方向移動(dòng))，經(jīng)由第三連通孔361導(dǎo)入到腔室360內(nèi)的燃料氣體經(jīng)由連通路362被向第二噴孔364引導(dǎo)，作為擴(kuò)散燃料而從第二噴孔364噴射。
[0127]需要說明的是，此時(shí)，由于未向電磁閥341通電，因此第一針閥323的升程為0(零)，第一針閥323關(guān)閉。
[0128]接著，解除向電磁閥371的通電，對第二流路切換閥372的流路進(jìn)行切換，從而成為第二工作油管373與第二工作油返回管375連通的狀態(tài)、即第一針閥323及第二針閥325都關(guān)閉的狀態(tài)。
[0129]根據(jù)本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥308及燃料氣體噴射方法，能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化，能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生。
[0130]另外，根據(jù)本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥308，不需要將第一針閥323和第二針閥325制作為冋心的構(gòu)件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的簡化，能夠?qū)崿F(xiàn)制造費(fèi)的削減。
[0131]并且，根據(jù)具備本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥308的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1，由于具備能夠促進(jìn)燃料氣體與空氣的預(yù)混合化且能夠抑制NOx (氮氧化物)的產(chǎn)生的燃料氣體噴射閥8，因此能夠減少從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I排出的NOx (氮氧化物)，能夠提高燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)I的性能。
[0132]〔第四實(shí)施方式〕
[0133]使用圖9，對本發(fā)明的燃料氣體噴射閥的第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0134]圖9是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥的截面及液壓系統(tǒng)的圖。
[0135]本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥208在取代噴嘴22及第二針閥25而具備噴嘴222及第二針閥225這一點(diǎn)上與上述的第一實(shí)施方式不同。
[0136]需要說明的是，對于與上述的第一實(shí)施方式相同的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號，在此省略對上述構(gòu)件的說明。
[0137]如圖9所示，在本實(shí)施方式的噴嘴222上設(shè)有第四連通孔232，該第四連通孔232位于第一連通孔57與第三連通孔60之間，且沿著徑向延伸，向積油處(環(huán)狀空間)231內(nèi)引導(dǎo)潤滑油。在第四連通孔232上連接潤滑油供給管233的下游端，該潤滑油供給管233的上游端與潤滑油箱(未圖示)連接，在潤滑油供給管233的中途連接潤滑油泵234。
[0138]在第二針閥225的貫通孔91中設(shè)有沿著周向延伸的積油處(環(huán)狀空間)235，在第二針閥225上設(shè)有沿著徑向延伸且將積油處231與積油處235連通的連通孔236。
[0139]根據(jù)本實(shí)施方式的燃料氣體噴射閥208，能夠向滑動(dòng)部分供給潤滑油，能夠防止滑動(dòng)部分的磨損及粘連。
[0140]另外，在將具有比燃料氣體的氣體壓力高的壓力的潤滑油經(jīng)由潤滑油供給管233供給的情況下，在積油處231處對燃料氣體進(jìn)行密封，從而能夠防止燃料氣體的向比積油處231靠上方的位置的吹出(氣體泄漏)。
[0141]其他的作用效果與上述的第一實(shí)施方式的作用效果相同，因此在此省略其說明。
[0142]需要說明的是，本發(fā)明沒有限定為上述的實(shí)施方式，能夠適當(dāng)根據(jù)需要進(jìn)行變形.變更來實(shí)施。
[0143]例如，在第四實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)也能夠適用于第二實(shí)施方式及第三實(shí)施方式。
[0144]另外，在第一實(shí)施方式中記載的上止點(diǎn)前40°?100°、上止點(diǎn)前約5°、上止點(diǎn)前4°?上止點(diǎn)后40°這樣的數(shù)值是用于說明實(shí)施方式的一例，這些數(shù)值可以根據(jù)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1的最大輸出等進(jìn)行適當(dāng)變更。
[0145]符號說明:
[0146]1 (雙燃料二沖程)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)
[0147]4 活塞
[0148]8 燃料氣體噴射閥
[0149]22 支架
[0150]23第一針閥
[0151]25第二針閥
[0152]61第一噴孔
[0153]62第二噴孔
[0154]91貫通孔
[0155]93針閥座
[0156]94密封面
[0157]108燃料氣體噴射閥
[0158]122 支架
[0159]I23滑閥(第一針閥)
[0160]125針閥(第二針閥)
[0161]161 第一噴孔
[0162]162 第二噴孔
[0163]191貫通孔
[0164]193針閥座
[0165]194密封面
[0166]208燃料氣體噴射閥
[0167]222 支架
[0168]225 第二針閥
[0169]231積油處
[0170]235積油處
[0171]236連通孔
【權(quán)利要求】
1.一種燃料氣體噴射閥，其適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其具備: 支架，其具備第一噴孔和第二噴孔，該第一噴孔在構(gòu)成所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)，將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出，該第二噴孔在所述活塞位于上止點(diǎn)前10°?上止點(diǎn)后15°的位置時(shí)，將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出； 第一針閥，其在所述支架內(nèi)沿著軸向滑動(dòng)自如地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在將所述第一噴孔打開時(shí)將所述第二噴孔關(guān)閉，在將所述第一噴孔關(guān)閉時(shí)將所述第二噴孔打開； 第二針閥，其在前端設(shè)有與設(shè)于所述支架的針閥座抵接的密封面，在徑向上的中央部沿著軸向設(shè)有供所述第一針閥滑動(dòng)自如地穿過的貫通孔，且在所述支架內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在所述密封面與所述針閥座抵接時(shí)，切斷燃料氣體向所述第一噴孔及所述第二噴孔的流通，在所述密封面從所述針閥座分離時(shí)，允許燃料氣體向所述第一噴孔或所述第二噴孔的流通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣體噴射閥，其中， 所述第一針閥為通過所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力而在所述支架內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料氣體噴射閥，其中， 在所述噴嘴的供所述第二針閥滑動(dòng)的部分及所述貫通孔中分別設(shè)有積油處，在供所述第二針閥滑動(dòng)的部分設(shè)置的積油處與在所述貫通孔中設(shè)置的積油處經(jīng)由沿著徑向設(shè)于所述噴嘴的連通孔而連通。
4.一種燃料氣體噴射閥，其適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其具備: 支架，其具備第一噴孔和第二噴孔，該第一噴孔在構(gòu)成所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)，將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出，該第二噴孔在所述活塞位于上止點(diǎn)前10°?上止點(diǎn)后15°的位置時(shí)，將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出； 第一針閥，其在所述支架內(nèi)沿著軸向滑動(dòng)自如地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在將所述第一噴孔打開時(shí)將所述第二噴孔關(guān)閉，在將所述第一噴孔關(guān)閉時(shí)將所述第二噴孔打開； 第二針閥，其在前端設(shè)有與設(shè)于所述支架的針閥座抵接的密封面，且在所述支架內(nèi)沿著軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在所述密封面與所述針閥座抵接時(shí)，切斷燃料氣體向所述第一噴孔及所述第二噴孔的流通，在所述密封面從所述針閥座分離時(shí)，允許燃料氣體向所述第一噴孔或所述第二噴孔的流通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料氣體噴射閥，其中， 在所述噴嘴的供所述第一針閥滑動(dòng)的部分及供所述第二針閥滑動(dòng)的部分分別設(shè)有積油處。
6.一種雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其具備權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的燃料氣體噴射閥。
7.一種燃料氣體噴射方法，其適用于通過高壓噴射能夠使燃料油及燃料氣體這雙方燃燒的雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 在構(gòu)成所述雙燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞位于上止點(diǎn)前40°?100°的位置時(shí)，將作為預(yù)混合燃料的燃料氣體噴出，在所述活塞位于上止點(diǎn)前10°?上止點(diǎn)后15°的位置時(shí)，將作為擴(kuò)散燃料的燃料氣體噴出。
【文檔編號】F02M21/02GK104428522SQ201380032587
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】石田裕幸, 三柳晃洋, 平岡直大, 田中繁樹, 渡邊壯太, 駒田耕之 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社