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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024117388
(43)【公開日】2024-08-29
(54)【発明の名称】燃料噴射装置および往復動内燃機関
(51)【国際特許分類】
F02M 43/00 20060101AFI20240822BHJP
F02D 19/08 20060101ALI20240822BHJP
【ＦＩ】
F02M43/00
F02D19/08 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023023457
(22)【出願日】2023-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】303047034
【氏名又は名称】株式会社ジャパンエンジンコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石田 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】村田 聡
(72)【発明者】
【氏名】柿元 泰
(72)【発明者】
【氏名】大場 啓道
【テーマコード（参考）】
3G066
3G092
【Ｆターム（参考）】
3G066AA16
3G066AB02
3G066AB04
3G066AB05
3G066BA01
3G092AA02
3G092AB03
3G092AB05
3G092AB07
3G092AC10
3G092FA24
(57)【要約】
【課題】燃料噴射装置および往復動内燃機関において、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図る。
【解決手段】所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路と、第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、第１燃料供給経路および第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、第１燃料供給経路と第２燃料供給経路との間に設けられて第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストンを有するピストン機構と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路と、第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、第１燃料供給経路および第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、第１燃料供給経路と第２燃料供給経路との間に設けられて第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストンを有するピストン機構と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路と、
前記第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、
前記第１燃料供給経路および前記第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、
前記第１燃料供給経路と前記第２燃料供給経路との間に設けられて前記第１燃料の第１供給圧力と前記第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストンを有するピストン機構と、
を備える燃料噴射装置。
前記第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、
前記第１燃料供給経路および前記第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、
前記第１燃料供給経路と前記第２燃料供給経路との間に設けられて前記第１燃料の第１供給圧力と前記第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストンを有するピストン機構と、
を備える燃料噴射装置。
【請求項2】
前記ピストン機構は、前記第１燃料供給経路に連通して前記第１燃料を貯留する第１貯留部と、前記第２燃料供給経路に連通して前記第２燃料を貯留する第２貯留部とを有する、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項3】
前記燃料噴射弁は、針弁を有し、前記ピストン機構は、前記第２供給圧力が前記第１供給圧力より高いときに、所定量の前記第２燃料を前記第２貯留部に貯留可能であり、前記第１供給圧力が前記第２供給圧力より高いときに、前記第１燃料を前記第１燃料供給経路から前記針弁に供給可能であると共に、前記第２貯留部の前記第２燃料を前記針弁に供給可能である、
請求項２に記載の燃料噴射装置。
請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項4】
前記第１燃料を加圧して前記第１燃料供給経路に供給する第１供給ポンプと、前記第２燃料を加圧して前記第２燃料供給経路に供給する第２供給ポンプとを有し、前記第２供給ポンプの作動時に前記第２燃料を前記第２貯留部に貯留し、前記第１供給ポンプの作動時に前記第１燃料を前記第１燃料供給経路から前記針弁に供給すると共に、前記第２貯留部の前記第２燃料を前記針弁に供給する、
請求項３に記載の燃料噴射装置。
請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項5】
前記第１燃料の前記第１供給ポンプ側への逆流を阻止する逆止弁が前記第１燃料供給経路に設けられると共に、前記第２供給圧力が前記第１供給圧力より高いときに、前記第１燃料が前記逆止弁を迂回して前記第１供給ポンプ側に返送される返送経路が設けられる、
請求項４に記載の燃料噴射装置。
請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項6】
前記第１供給圧力が前記第２供給圧力より高いときに、前記第２貯留部に貯留された前記第２燃料の前記第２供給ポンプ側への逆流を阻止する逆止弁が前記第２燃料供給経路に設けられる、
請求項４に記載の燃料噴射装置。
請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項7】
前記ピストン機構は、前記第１燃料供給経路と前記第２燃料供給経路との間に設けられるシリンダと、前記シリンダに移動自在に支持されるピストンとを有し、前記シリンダまたは前記ピストンは、ロッド部を有し、前記ピストンは、前記ロッド部が位置する一端部に前記第１供給圧力が作用する第１受圧面が形成され、他端部に前記第２供給圧力が作用する第２受圧面が形成され、第１受圧面の面積が第２受圧面の面積より小さい、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項8】
前記燃料噴射弁は、前記第１燃料供給経路が接続される第１針弁と、前記第２燃料供給経路が接続される第２針弁とを有する、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項9】
前記ピストンは、移動方向の一端部に前記第１供給圧力が作用する第１受圧面が形成され、移動方向の他端部に前記第２供給圧力が作用する第２受圧面が形成され、第１受圧面の面積が第２受圧面の面積より小さく、前記第１供給圧力を前記第２針弁の摺動シール部に作用させるシール経路が設けられる、
請求項８に記載の燃料噴射装置。
請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項10】
前記ピストン機構と前記第１針弁との間の前記第１燃料供給経路に前記第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタが設けられる、
請求項８に記載の燃料噴射装置。
請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項11】
前記ピストンが前記第２燃料供給経路側に移動する移動終期に、前記第１燃料供給経路における前記第１フローリミッタの下流側と上流側とを連通する連通経路が設けられる、
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項12】
前記第１フローリミッタの作動時期を調整する第１フローリミッタ調整弁が設けられる、
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項13】
前記ピストンは、移動方向の一端部に前記第１供給圧力が作用する第１受圧面が形成され、第１受圧面は、前記ピストンの径方向に対して傾斜する傾斜面をなすと共に、前記ピストンを回動する駆動部が設けられる、
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項14】
前記第１燃料供給経路から前記ピストン機構を迂回して前記第１燃料を供給する第３燃料供給経路が設けられ、前記燃料噴射弁は、前記第３燃料供給経路が接続される第３針弁を有し、前記ピストン機構に供給される前記第１燃料の供給量と前記第３燃料供給経路に供給される前記第１燃料の供給量とを調整する分配弁が設けられる、
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項15】
前記第１燃料供給経路から前記ピストン機構を迂回して前記第１燃料を供給する第３燃料供給経路が設けられ、前記燃料噴射弁は、前記第３燃料供給経路が接続される第３針弁を有し、前記第３燃料供給経路に前記第１燃料の供給を制限する第２フローリミッタが設けられると共に、前記第２フローリミッタの作動時期を調整する第２フローリミッタ調整弁が設けられる、
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項16】
前記燃料噴射弁は、針弁を有し、前記第１燃料供給経路と前記第２燃料供給経路は、前記ピストン機構より下流側で合流してから前記針弁に接続され、前記ピストン機構は、前記ピストンが前記第２燃料供給経路側に移動する移動終期に前記第１燃料供給経路が前記針弁に連通され、前記第１燃料供給経路は、前記ピストン機構と前記針弁との間に前記第１燃料の逆流を防止する逆止弁が設けられる、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項17】
前記燃料噴射弁は、針弁を有し、前記第１燃料供給経路と前記第２燃料供給経路は、前記ピストン機構より下流側で合流してから前記針弁に接続され、前記ピストンは、移動方向の一端部に前記第１供給圧力が作用する第１受圧面が形成され、移動方向の他端部に前記第２供給圧力が作用する第２受圧面が形成され、第１受圧面の面積が第２受圧面の面積より小さい、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項18】
前記第１燃料供給経路に前記ピストン機構を迂回する迂回経路が設けられ、前記迂回経路に前記第１燃料の供給量を調整する流量調整弁が設けられる、
請求項１６または請求項１７に記載の燃料噴射装置。
請求項１６または請求項１７に記載の燃料噴射装置。
【請求項19】
前記第１燃料供給経路に前記ピストン機構を迂回する迂回経路が設けられ、前記迂回経路にフローリミッタが設けられる、
請求項１６または請求項１７に記載の燃料噴射装置。
請求項１６または請求項１７に記載の燃料噴射装置。
【請求項20】
前記第１燃料を加圧して前記第１燃料供給経路に供給する第１供給ポンプを有し、前記第１燃料供給経路は、前記第１燃料の前記第１供給ポンプ側への逆流を阻止する逆止弁が設けられると共に、前記逆止弁より下流側の前記第１燃料を排出して前記第１供給圧力を低下させる残圧調整弁が設けられる、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項21】
前記第１燃料を加圧して前記第１燃料供給経路に供給する第１供給ポンプを有し、前記第１燃料供給経路は、前記第１燃料の前記第１供給ポンプ側への逆流を阻止する第１逆止弁が設けられ、前記第２燃料供給経路は、前記第２燃料の第２燃料供給源側への逆流を阻止する第２逆止弁が設けられ、前記第２逆止弁の開放圧が前記第１逆止弁の開放圧より低く設定される、
請求項７に記載の燃料噴射装置。
請求項７に記載の燃料噴射装置。
【請求項22】
前記ピストン機構は、前記ピストンにおける前記ロッド部の基端部に膨出部が設けられ、前記シリンダにおける前記第１燃料供給経路側にシート部が設けられ、前記ピストンが前記第１燃料供給経路側に移動して前記膨出部がシート部に当接することで、前記第１燃料供給経路との連通を遮断する、
請求項２１に記載の燃料噴射装置。
請求項２１に記載の燃料噴射装置。
【請求項23】
前記第２燃料供給経路は、前記第２逆止弁より上流側に前記第２燃料より低圧の掃徐用ガスを供給するガス供給源が接続されると共に、前記逆止弁より上流側の圧力が閉止方向に作用する受圧面積が、前記逆止弁より下流の圧力が開放方向に作用する受圧面積よりも大きいドレン弁が設けられる、
請求項２１に記載の燃料噴射装置。
請求項２１に記載の燃料噴射装置。
【請求項24】
燃焼室を有する内燃機関本体と、
前記燃焼室に燃料を噴射する請求項１に記載の燃料噴射装置と、
を備える往復動内燃機関。
前記燃焼室に燃料を噴射する請求項１に記載の燃料噴射装置と、
を備える往復動内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃料噴射装置および往復動内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【0002】
往復動内燃機関は、燃料噴射装置が搭載される。往復動内燃機関は、燃料噴射装置が燃焼室の高圧空気に燃料を噴射することで燃焼し、発生した燃焼エネルギにより駆動する。近年、燃料噴射装置に適用される燃料として、有害物質（例えば、二酸化炭素など）の発生量が少ないカーボンフリーの燃料を使用することが考えられている。ところが、カーボンフリーの燃料には、着火性や燃焼性が悪いものがあり、着火性や燃焼性の良い燃料と併用することが提案されている。複数種類の燃料を噴射する燃料噴射装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃料噴射装置は、第１燃料としての化石燃料と第２燃料としての代替燃料を層状に噴射するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１８０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の燃料噴射装置は、第１燃料を圧送する燃料ポンプが燃料噴射管を介して燃料噴射弁に接続され、第２燃料を圧送する注入ポンプが注入管を介して燃料噴射弁に接続される。従来の燃料噴射装置は、このような構成により、燃料の切替え時に第１燃料と第２燃料とが混合しやすく、第１燃料と第２燃料の噴射割合を高精度に調整することが困難であるという課題がある。
【0005】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図る燃料噴射装置および往復動内燃機関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】
上記の目的を達成するための本開示の燃料噴射装置は、所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路と、前記第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、前記第１燃料供給経路および前記第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、前記第１燃料供給経路と前記第２燃料供給経路との間に設けられて前記第１燃料の第１供給圧力と前記第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストンを有するピストン機構と、を備える。
【0007】
また、本開示の往復動内燃機関は、燃焼室を有する内燃機関本体と、前記燃焼室に燃料を噴射する請求項１に記載の燃料噴射装置と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示の燃料噴射装置および往復動内燃機関によれば、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで、高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【0011】
［第１実施形態］
＜舶用ディーゼルエンジン＞
図１は、第１実施形態の舶用ディーゼルエンジンを表す概略図である。なお、第１実施形態では、往復動内燃機関として舶用ディーゼルエンジンを適用して説明する。但し、往復動内燃機関は、舶用ディーゼルエンジンに限定されるものではない。
＜舶用ディーゼルエンジン＞
図１は、第１実施形態の舶用ディーゼルエンジンを表す概略図である。なお、第１実施形態では、往復動内燃機関として舶用ディーゼルエンジンを適用して説明する。但し、往復動内燃機関は、舶用ディーゼルエンジンに限定されるものではない。
【0012】
図１に示すように、舶用ディーゼルエンジン１０は、例えば、船舶推進用の主機関として用いられ、２ストローク１サイクルのユニフロー掃気方式のクロスヘッド式内燃機関である。
【0013】
舶用ディーゼルエンジン１０は、ディーゼルエンジン本体（内燃機関本体）１１を有する。ディーゼルエンジン本体１１は、シリンダライナ１２と、ピストン１３と、掃気トランク１４と、排気マニホールド１５と、排気弁１６とを備える。
【0014】
シリンダライナ１２は、円筒形状をなし、シリンダジャケット（図示略）の内部に配置され、上部にシリンダカバー２１が固定される。ピストン１３は、円柱形状をなし、シリンダライナ１２の内部に配置され、軸方向に沿って移動自在に支持される。ピストン１３は、下端部にピストン棒２２の上端部が連結される。図示しないが、クランクシャフトは、ディーゼルエンジン本体１１の下部に回転自在に支持され、クランクを介して連接棒の下端部が回動自在に連結される。ディーゼルエンジン本体１１は、クロスヘッドが上下方向に沿って移動自在に支持され、クロスヘッドは、ピストン棒２２の下端部と連接棒の上端部が回動自在に連結される。
【0015】
掃気トランク１４は、シリンダライナ１２の下部に連結される。シリンダライナ１２は、複数の掃気ポート２３を介して掃気トランク１４の内部に連通する。掃気トランク１４は、吸気管２４を介して空気が供給される。
【0016】
シリンダライナ１２は、シリンダカバー２１が固定された上空間部がピストン１３の上面により区画されることで、燃焼室２５が形成される。排気マニホールド１５は、排気管２６を介してシリンダカバー２１が連結される。すなわち、燃焼室２５は、排気管２６を介して排気マニホールド１５に連通する。シリンダカバー２１は、排気弁１６が設けられる。排気弁１６は、動弁装置２７により駆動することで、排気管２６を開閉可能である。排気弁１６が排気管２６を開放すると、燃焼室２５は、排気管２６を介して排気マニホールド１５に連通する。
【0017】
また、舶用ディーゼルエンジン１０は、燃料噴射装置１７を備える。燃料噴射装置１７は、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２と、燃料噴射弁３３とを有する。燃料噴射弁３３は、シリンダカバー２１に装着される。燃料噴射弁３３は、燃焼室２５に燃料を噴射することができる。燃料噴射弁３３は、燃料供給経路３２を介して燃料供給装置３１が連結される。燃料供給装置３１は、燃料タンク（図示略）に貯留された燃料を燃料供給経路３２により燃料噴射弁３３に供給可能である。
【0018】
まず、ピストン１３が下死点（図１の実線位置）に移動すると、掃気ポート２３が開いて掃気トランク１４の空気が掃気ポート２３から燃焼室２５に導入される。次に、ピストン１３が上昇すると、掃気ポート２３と燃焼室２５との導通がピストン１３により遮断される。このとき、動弁装置２７により排気弁１６が上昇し、排気管２６が閉止されており、ピストン１３の上昇により燃焼室２５の空気が圧縮される。そして、ピストン１３が上死点（図１の二点鎖線位置）まで移動すると、燃焼室２５の圧力が所定の圧縮圧力になり、燃料噴射弁３３が作動して燃焼室２５に燃料を噴射する。すると、燃焼室２５で空気と燃料が混合して燃焼し、燃焼エネルギによりピストン１３が下降する。このとき、動弁装置２７により排気弁１６が下降することで、排気管２６が開放される。すると、燃焼によって生じた排ガスが燃焼室２５から排気管２６を通して排気マニホールド１５に押し出されて排出される。
【0019】
＜燃料噴射装置の構成＞
図２は、第１実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。
図２は、第１実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。
【0020】
図２に示すように、燃料噴射装置１７は、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２と、燃料噴射弁３３とを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２は、第１燃料供給経路４３と、第２燃料供給経路４４とを有する。燃料噴射弁３３は、第１針弁４５と、第２針弁４６とを有する。また、燃料噴射装置１７は、ピストン機構４７を備える。
【0021】
燃料噴射装置１７は、所定の着火性を有する第１燃料を噴射することができると共に、第１燃料より着火性の低い（悪い）第２燃料を噴射することができる。ここで、着火性とは、第１燃料や第２燃料の着火し易さであり、燃焼性と称することもできる。そして、第１燃料は、化石燃料（例えば、ディーゼル燃料としての軽油や重油など）であり、第２燃料は、例えば、アンモニア、メタノール、液化石油ガス（ＬＰＧ）などである。但し、第１燃料と第２燃料は、上述した燃料に限定されるものではない。
【0022】
第１燃料供給経路４３は、第１燃料の供給方向の上流側端部に第１燃料供給源５０が接続される。第１燃料供給源５０は、例えば、第１燃料の蓄圧部と、第１燃料を加圧する加圧ポンプとから構成される。第１燃料供給源５０は、例えば、１ＭＰａの第１燃料を第１燃料供給経路４３の上流側に供給する。第１供給ポンプ４１は、第１燃料供給源５０より下流側の第１燃料供給経路４３に接続される。第１供給ポンプ４１は、第１燃料供給経路４３の上流側の第１燃料を所定圧（例えば、８０ＭＰａ）に加圧し、第１燃料供給経路４３の下流側に供給する。
【0023】
第１供給ポンプ４１は、ピストン５１と、プランジャ５２とを有する。ピストン５１とプランジャ５２は、互いに接続され、プランジャ５２が第１燃料供給経路４３に接続される。ピストン５１は、第１作動油供給経路５３により作動流体源５４が接続され、第１作動油供給経路５３は、第１電磁弁５５が設けられる。作動流体源５４は、所定圧（例えば、３０ＭＰａ）の作動流体を第１作動油供給経路５３に供給する。第１供給ポンプ４１は、ピストン５１の受圧面積に対して、プランジャ５２の受圧面積が小さく設定されており、増圧ポンプとして機能する。また、第１電磁弁５５は、制御部５６が接続され、制御部５６からの指令により開閉動作する。
【0024】
第１電磁弁５５が開放されると、作動流体源５４の作動流体が第１作動油供給経路５３を通してピストン５１に供給される。ピストン５１は、作動流体の供給を受けて作動し、プランジャ５２を作動する。すると、第１供給ポンプ４１は、第１燃料供給経路４３の第１燃料を加圧する。このとき、第１供給ポンプ４１は、作動流体の加圧力を増圧して作動することから、第１燃料を所定圧（例えば、８０ＭＰａ）に加圧する。
【0025】
第２燃料供給経路４４は、第２燃料の供給方向の上流側端部に第２燃料供給源６０が接続される。第２燃料供給源６０は、例えば、第２燃料の蓄圧部と、第２燃料を加圧する加圧ポンプとから構成される。第２燃料供給源６０は、例えば、１０ＭＰａの第２燃料を第２燃料供給経路４４の上流側に供給する。第２供給ポンプ４２は、第２燃料供給源６０より下流側の第２燃料供給経路４４に接続される。第２供給ポンプ４２は、第２燃料供給経路４４の上流側の第２燃料を所定圧（例えば、１５ＭＰａ）に加圧し、第２燃料供給経路４４の下流側に供給する。
【0026】
第２供給ポンプ４２は、ピストン６１と、プランジャ６２とを有する。ピストン６１とプランジャ６２は、互いに接続され、プランジャ６２が第２燃料供給経路４４に接続される。ピストン６１は、第２作動油供給経路６３により作動流体源５４が接続され、第２作動油供給経路６３は、第２電磁弁６５が設けられる。なお、作動流体源５４は、第１供給ポンプ４１と兼用しているが、専用のものとしてもよい。第２供給ポンプ４２は、第２燃料特性（例えば、飽和蒸気圧力など）に合わせて決められる所定の供給圧力となるように、ピストン６１の受圧面積に対してプランジャ６２の受圧面積が設定されており、増圧ポンプまたは減圧ポンプとして機能する。また、第２電磁弁６５は、制御部５６が接続され、制御部５６からの指令により開閉動作する。
【0027】
第２電磁弁６５が開放されると、作動流体源５４の作動流体が第２作動油供給経路６３を通してピストン６１に供給される。ピストン６１は、作動流体の供給を受けて作動し、プランジャ６２を作動する。すると、第２供給ポンプ４２は、第２燃料供給経路４４の第２燃料を加圧する。このとき、第２供給ポンプ４２は、作動流体の加圧力を減圧して作動することから、第２燃料を所定圧（例えば、１５ＭＰａ）に加圧する。
【0028】
第１燃料供給経路４３は、下流側端部が第１針弁４５に接続される。第１針弁４５は、弁体４５ａと、付勢ばね４５ｂと、チャンバ４５ｃと、燃料供給路４５ｄと、噴孔４５ｅとを有する。第１燃料供給経路４３は、チャンバ４５ｃに接続される。チャンバ４５ｃは、燃料供給路４５ｄに連通し、燃料供給路４５ｄは、先端部に噴孔４５ｅが形成される。弁体４５ａは、付勢ばね４５ｂの付勢力により着座することで、チャンバ４５ｃと燃料供給路４５ｄとの連通を遮断する。第１針弁４５は、所定の第１噴射圧力（例えば、４０ＭＰａ）が設定されている。そのため、第１針弁４５は、第１燃料供給経路４３から第１噴射圧力より高圧の第１燃料がチャンバ４５ｃに供給されると、弁体４５ａが付勢ばね４５ｂの付勢力に抗して上昇し、チャンバ４５ｃと燃料供給路４５ｄとを連通する。すると、チャンバ４５ｃに供給された第１燃料は、燃料供給路４５ｄに流動し、噴孔４５ｅから噴射される。
【0029】
第２燃料供給経路４４は、下流側端部が第２針弁４６に接続される。第２針弁４６は、弁体４６ａと、付勢ばね４６ｂと、チャンバ４６ｃと、燃料供給路４６ｄと、噴孔４６ｅとを有する。第２燃料供給経路４４は、チャンバ４６ｃに接続される。チャンバ４６ｃは、燃料供給路４６ｄに連通し、燃料供給路４６ｄは、先端部に噴孔４６ｅが形成される。弁体４６ａは、付勢ばね４６ｂの付勢力により着座することで、チャンバ４６ｃと燃料供給路４６ｄとの連通を遮断する。第２針弁４６は、所定の第２噴射圧力（例えば、４０ＭＰａ）が設定されている。そのため、第２針弁４６は、第２燃料供給経路４４から第２噴射圧力より高圧の第２燃料がチャンバ４６ｃに供給されると、弁体４６ａが付勢ばね４６ｂの付勢力に抗して上昇し、チャンバ４６ｃと燃料供給路４６ｄとを連通する。すると、チャンバ４６ｃに供給された第２燃料は、燃料供給路４６ｄに流動し、噴孔４６ｅから噴射される。
【0030】
ピストン機構４７は、第１燃料供給経路４３と第２燃料供給経路４４との間に設けられる。ピストン機構４７は、円筒形状をなすシリンダ７１と、円柱形状をなすピストン７２とを有する。ピストン７２は、シリンダ７１の内部に配置され、軸方向に沿って移動自在に支持される。シリンダ７１は、ピストン７２の移動方向の一端部が第１燃料供給経路４３に連通し、ピストン７２の移動方向の他端部が第２燃料供給経路４４に連通する。ピストン７２は、第１燃料供給経路４３側に第１受圧面７２ａが形成され、第２燃料供給経路４４側に第２受圧面７２ｂが形成される。ピストン７２は、第１受圧面７２ａに第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が作用し、第２受圧面７２ｂに第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が作用する。ピストン機構４７は、第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧によりピストン７２が往復移動する。
【0031】
ピストン機構４７は、ピストン７２の軸方向の長さがシリンダ７１の軸方向の長さより短い。そのため、ピストン機構４７は、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３に連通して第１燃料を貯留する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４に連通して第２燃料を貯留する第２貯留部７４が設けられる。ピストン７２は、シリンダ７１の内部で移動自在であるが、図示しないストッパにより往復移動量が制限される。すなわち、ピストン７２は、最も第１燃料供給経路４３側に移動したとき、第１受圧面７２ａとシリンダ７１の一端部との間に隙間が確保され、この隙間を含む第１貯留部７３が確保される。一方、ピストン７２は、最も第２燃料供給経路４４側に移動したとき、第２受圧面７２ｂとシリンダ７１の他端部との間に隙間が確保され、この隙間を含む第２貯留部７４が確保される。
【0032】
第２供給ポンプ４２が作動し、第１供給ポンプ４１が停止状態にあると、第２燃料供給経路４４の第２燃料の第２供給圧力が、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力より高くなる。このとき、ピストン機構４７は、ピストン７２が第１燃料供給経路４３側に移動し、所定量の第２燃料を第２貯留部７４に貯留する。一方、第１供給ポンプ４１が作動し、第２供給ポンプ４２が停止状態にあると、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力が、第２燃料供給経路４４の第２燃料の第２供給圧力より高くなる。このとき、ピストン機構４７は、ピストン７２が第２燃料供給経路４４側に移動し、第１燃料を第１燃料供給経路４３から第１針弁４５に供給すると共に、第２貯留部７４の第２燃料を第２針弁４６に供給する。そして、第１針弁４５は、第１供給圧力が第１噴射圧力を超えると第１燃料を噴射し、第２針弁４６は、第２供給圧力が第２噴射圧力を超えると第２燃料を噴射する。
【0033】
第１燃料供給経路４３は、第１供給ポンプ４１の接続部とピストン機構４７の接続部との間に逆止弁８１が設けられる。逆止弁８１は、ピストン機構４７側から第１供給ポンプ４１側への第１燃料の逆流を阻止する。なお、逆止弁８１は、第１供給ポンプ４１側からピストン機構４７側への開放圧（例えば、１５ＭＰａ）が設定される。また、第１燃料供給経路４３は、第１供給ポンプ４１の接続部より上流側に逆止弁８７が設けられる。逆止弁８７は、第１供給ポンプ４１の接続部側から第１燃料供給源５０側への第１燃料の逆流を阻止する。なお、逆止弁８７は、第１燃料供給源５０側から第１供給ポンプ４１側への開放圧（例えば、１０ＭＰａ）が設定される。また、第１燃料供給経路４３は、逆止弁８１，８７および第１供給ポンプ４１を迂回する返送経路８２が設けられ、返送経路８２は、逆止弁８３が設けられる。逆止弁８３は、第１供給ポンプ４１が停止し、逆止弁８１より下流側の圧力（例えば、第２燃料供給経路４４の第２燃料の第２供給圧力）が、逆止弁８１より上流側の圧力に逆止弁８３のばね力を加えた圧力より開放され、ピストン機構４７側の第１燃料供給経路４３の第１燃料が逆止弁８１を迂回して返送される。なお、逆止弁８３は、ピストン機構４７側から第１供給ポンプ４１側への開放圧（例えば、２０ＭＰａ）が設定される。
【0034】
第２燃料供給経路４４は、第２供給ポンプ４２の接続部とピストン機構４７の接続部との間に逆止弁８４，８５が設けられる。逆止弁８４，８５は、ピストン機構４７側から第２供給ポンプ４２側への第２燃料の逆流を阻止する。つまり、逆止弁８４，８５は、第１供給圧力が第２供給圧力より高いときに閉止し、第２貯留部７４に貯留された第２燃料の第２供給ポンプ４２側への逆流を阻止する。なお、逆止弁８４，８５は、第２供給ポンプ４２側からピストン機構４７側への開放圧（例えば、１５ＭＰａ）が設定される。また、第２燃料供給経路４４は、第２供給ポンプ４２の接続部と第２燃料供給源６０との間に逆止弁８６が設けられる。逆止弁８６は、第２供給ポンプ４２側から第２燃料供給源６０側への第２燃料の逆流を阻止する。なお、逆止弁８６は、第２燃料供給源６０側から第２供給ポンプ４２側への開放圧（例えば、１０ＭＰａ）が設定される。
【0035】
＜燃料噴射装置の作動＞
図３は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。
図３は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。
【0036】
図２および図３に示すように、クランク角度ａ１にて、第２供給ポンプ４２の作動を開始する。第２供給ポンプ４２が作動すると、第２供給ポンプ４２のリフト量が増加し、第２燃料が加圧されて第２燃料供給経路４４に供給される。すると、クランク角度ａ２にて、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力が上昇する。このとき、第２燃料供給経路４４における第２燃料の第２供給圧力が第２受圧面７２ｂに作用し、ピストン７２のリフト量が増加してピストン７２が第１燃料供給経路４３側に移動する。そのため、ピストン機構４７は、第２貯留部７４の容積が増大し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。
【0037】
また、ピストン７２が第１燃料供給経路４３側に移動するため、クランク角度ａ２にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、クランク角度ａ３にて、第２供給ポンプ４２の作動を停止し、第２供給ポンプ４２のリフト量が低下する。第２供給ポンプ４２が停止すると、クランク角度ａ４にて、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力が低下する。また、第１燃料供給経路４３の圧力が上昇すると、逆止弁８３が開放されて第１燃料が返送され、クランク角度ａ４にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が低下する。
【0038】
クランク角度ａ５にて、第１供給ポンプ４１の作動を開始する。第１供給ポンプ４１が作動すると、第１供給ポンプ４１のリフト量が増加し、第１燃料が加圧されて第１燃料供給経路４３に供給される。すると、クランク角度ａ６にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が第１受圧面７２ａに作用し、ピストン７２のリフト量が減少してピストン７２が第２燃料供給経路４４側に移動する。
【0039】
ピストン７２が第２燃料供給経路４４側に移動すると、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力も上昇する。そして、クランク角度ａ７にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、開放状態となって第１燃料の噴射を開始する。また、第２燃料供給経路４４の圧力が上昇し、クランク角度ａ７にて、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力を超えると、第２針弁４６は、開放状態となって第２燃料の噴射を開始する。
【0040】
その後、クランク角度ａ９にて、第１供給ポンプ４１の作動を停止する。第１供給ポンプ４１が停止すると、第１供給ポンプ４１のリフト量が減少し、第１燃料の第１燃料供給経路４３への供給が停止する。すると、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が低下し、ピストン７２の移動が停止する。
【0041】
第１供給ポンプ４１が停止すると、逆止弁８１，８３より上流側の第１燃料供給経路４３の圧力が低下し、逆止弁８３が開放されて第１燃料が返送され、クランク角度ａ１２にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、第１燃料供給経路４３の圧力が低下する。このとき、クランク角度ａ１１にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力より低くなり、第１針弁４５は、閉止状態となって第１燃料の噴射を停止する。また、ピストン７２が第２燃料供給経路４４側に到達すると、第２針弁４６への第２燃料の供給が停止し、クランク角度ａ１０にて、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力より低くなり、第２針弁４６は、閉止状態となって第２燃料の噴射を停止する。
【0042】
第１実施形態にて、燃料噴射装置１７は、第１針弁４５が所定のクランク角度範囲Ｔ１に第１燃料を噴射し、第２針弁４６が所定のクランク角度範囲Ｔ２に第２燃料を噴射する。この場合、第１針弁４５のクランク角度範囲Ｔ１と、第２針弁４６のクランク角度範囲Ｔ２は、燃料噴射の開始時期が同じであるが、燃料噴射の終了時期が異なる。すなわち、第２針弁４６による第２燃料の噴射終了時期が、第１針弁４５による第１燃料の噴射終了時期より早い。但し、燃料噴射の開始時期や終了時期は、上述したものに限定されない。なお、第１針弁４５および第２針弁４６の燃料噴射の開始時期と終了時期は、任意に設定することができる。例えば、第２針弁４６の第２噴射圧力を第１針弁４５の第１噴射圧力より高く設定することで、第２針弁４６による第２燃料の噴射開始時期を、第１針弁４５による第１燃料の噴射開始時期より遅くすることができる。
【0043】
そのため、燃料噴射装置１７は、着火性の良い第１燃料の噴射中に、着火性の悪い第２燃料を噴射することとなる。すなわち、燃料噴射装置１７は、第１燃料の噴射量を低減して第２燃料の噴射量を増加させる。第２燃料は、着火性の悪いものの、二酸化炭素が発生しないカーボンフリーの燃料であり、有害物質（例えば、二酸化炭素など）の発生を抑制することができる。そして、着火性の悪い第２燃料と共に、着火性の良い第１燃料を噴射する。その結果、燃料噴射装置１７は、第１燃料の着火が火種となって第２燃料が着火して燃焼するため、燃焼性の低下が抑制される。
【0044】
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図４は、第２実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0045】
図４に示すように、燃料噴射装置１７Ａは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３および第２燃料供給経路４４と、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ａとを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６は、第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0046】
ピストン機構４７Ａは、第１燃料供給経路４３と第２燃料供給経路４４との間に設けられる。ピストン機構４７Ａは、円筒形状をなすシリンダ７１Ａと、円柱形状をなすピストン７２Ａとを有する。シリンダ７１Ａは、段付きシリンダであって、細径部９１と、大径部９２とを有する。ピストン７２Ａは、段付きピストンであって、細径部９３と、大径部９４とを有する。ピストン７２Ａは、シリンダ７１Ａの内部に配置され、軸方向に沿って移動自在に支持される。ピストン７２Ａは、細径部９３がシリンダ７１Ａの細径部９１に支持され、大径部９４が大径部９２に支持される。そして、ピストン機構４７Ａは、シリンダ７１Ａとピストン７２Ａとの軸方向の中間部に円筒形状をなす空間部９５が形成される。そして、ドレン経路９６の一端部が空間部９５に連通する。空間部９５は、ピストン７２Ａの移動時、第１貯留部７３と第２貯留部７４が連通することから、第１燃料と第２燃料が流入して混ざる。ドレン経路９６は、空間部９５で混ざった第１燃料と第２燃料を外部に排出して回収する。
【0047】
シリンダ７１Ａは、ピストン７２Ａの移動方向の一端部が第１燃料供給経路４３に連通し、ピストン７２Ａの移動方向の他端部が第２燃料供給経路４４に連通する。ピストン７２Ａは、第１燃料供給経路４３側に第１受圧面７２ａが形成され、第２燃料供給経路４４側に第２受圧面７２ｂが形成される。ピストン７２Ａは、第１受圧面７２ａに第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が作用し、第２受圧面７２ｂに第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が作用する。ピストン機構４７Ａは、第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧によりピストン７２Ａが往復移動する。
【0048】
ピストン７２Ａは、段付きピストンであり、細径部９３側に第１受圧面７２ａが形成され、大径部９４側に第２受圧面７２ｂが形成される。そのため、ピストン７２Ａは、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。ピストン機構４７Ａは、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３に連通する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４に連通する第２貯留部７４が設けられる。ピストン機構４７Ａは、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとの面積差により、第１貯留部７３を介して第１燃料供給経路４３に作用する第１供給圧力が、第２貯留部７４を介して第２燃料供給経路４４に作用する第２供給圧力より高くなる。
【0049】
第２針弁４６は、弁体４６ａがシリンダ（図示略）に移動自在に支持される。第２針弁４６は、弁体４６ａの外周面とシリンダの内周面との間に移動用のクリアランスが確保され、クリアランスに第２燃料が漏れる。第２針弁４６から漏れた第２燃料は、回収することが好ましいが、第２燃料がアンモニアであった場合、気化して有毒ガスになるため、回収が困難となる。そのため、第１燃料供給経路４３の第１燃料を弁体４６ａとシリンダとの摺動シール部４６ｆに供給するシール経路９７を設ける。摺動シール部４６ｆは、シール経路９７により第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力が作用する。ここで、第２針弁４６は、弁体４６ａに第２燃料供給経路４４の第２燃料の第２供給圧力が作用するが、第１供給圧力が第２供給圧力より高いことから、第２燃料の漏れが抑制される。
【0050】
なお、燃料噴射装置１７Ａの作動は、第１実施形態の燃料噴射装置１７とほぼ同様であり、説明は省略する。
【0051】
［第３実施形態］
図５は、第３実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図５は、第３実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0052】
図５に示すように、燃料噴射装置１７Ｂは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３および第２燃料供給経路４４と、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ｂとを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６は、第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0053】
ピストン機構４７Ｂは、第１燃料供給経路４３と第２燃料供給経路４４との間に設けられる。ピストン機構４７Ｂは、円筒形状をなすシリンダ７１と、円柱形状をなすピストン７２Ｂとを有する。ピストン７２Ｂは、ロッド付きピストンであって、細径のロッド部１０１と、大径の本体部１０２とを有する。ピストン７２Ｂは、シリンダ７１の内部に配置され、軸方向に沿って移動自在に支持される。ピストン７２Ｂは、本体部１０２がシリンダ７１に支持され、ロッド部１０１の端部がシリンダの外部に延出する。そして、ピストン機構４７Ｂは、シリンダ７１とピストン７２Ｂのロッド部１０１との間に摺動部１０３が形成される。そして、ドレン経路１０４の一端部が摺動部１０３に連通する。摺動部１０３は、第１貯留部７３が連通することから、第１燃料が漏れる。ドレン経路１０４は、摺動部１０３で漏れた第１燃料を外部に排出して回収する。ここで、第１燃料供給経路４３の第１燃料の圧力が第２燃料供給経路４４の第２燃料の圧力より高いことから、第２燃料供給経路４４の第２燃料が第１燃料供給経路４３側に流れて第１燃料に混入することがない。そのため、ドレン経路１０４から回収された第１燃料は、第２燃料を含まず、処理が容易になる。
【0054】
シリンダ７１は、ピストン７２Ｂの移動方向の一端部が第１燃料供給経路４３に連通し、ピストン７２Ｂの移動方向の他端部が第２燃料供給経路４４に連通する。ピストン７２Ｂは、本体部１０２の第１燃料供給経路４３側に第１受圧面７２ａが形成され、第２燃料供給経路４４側に第２受圧面７２ｂが形成される。ピストン７２Ｂは、第１受圧面７２ａに第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が作用し、第２受圧面７２ｂに第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が作用する。ピストン機構４７Ｂは、第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧によりピストン７２Ｂが往復移動する。
【0055】
ピストン７２Ｂは、ロッド付きピストンであり、本体部１０２の一方側に第１受圧面７２ａが形成され、他方側に第２受圧面７２ｂが形成される。そのため、ピストン７２Ｂは、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。ピストン機構４７Ｂは、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３に連通する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４に連通する第２貯留部７４が設けられる。ピストン機構４７Ｂは、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとの面積差により、第１貯留部７３を介して第１燃料供給経路４３に作用する第１供給圧力が、第２貯留部７４を介して第２燃料供給経路４４に作用する第２供給圧力より高くなる。
【0056】
第１燃料供給経路４３の第１燃料を弁体４６ａの摺動シール部４６ｆに供給するシール経路９７を設ける。シール経路９７は、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力が作用する。第２針弁４６は、弁体４６ａに第２燃料供給経路４４の第２燃料の第２供給圧力が作用するが、第１供給圧力が第２供給圧力より高いことから、第２燃料の漏れが抑制される。
【0057】
なお、燃料噴射装置１７Ｂの作動は、第１実施形態の燃料噴射装置１７とほぼ同様であり、説明は省略する。
【0058】
［第４実施形態］
図６は、第４実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図７は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第３実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図６は、第４実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図７は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第３実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0059】
図６に示すように、燃料噴射装置１７Ｃは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３および第２燃料供給経路４４と、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ｂと、第１フローリミッタ１１０とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６、ピストン機構４７Ｂは、第３実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0060】
第１燃料供給経路４３は、ピストン機構４７Ｂと第１針弁４５との間に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１１０が設けられる。第１フローリミッタ１１０は、ハウジング１１１と、弁体１１２と、供給流路１１３と、排出流路１１４と、連結流路１１５と、オリフィス１１６と、圧縮ばね１１７とを有する。
【0061】
ハウジング１１１は、中空形状をなす。弁体１１２は、ハウジング１１１の内部に配置され、軸方向（図６の上下方向）に沿って移動自在に支持される。供給流路１１３は、ハウジング１１１における上部に設けられ、ピストン機構４７Ｂに連通された第１燃料供給経路４３の下流側が連通する。排出流路１１４は、ハウジング１１１における下部に設けられ、第１針弁４５に連通する第１燃料供給経路４３の上流側が連通する。連結流路１１５は、弁体１１２の内部に設けられる。連結流路１１５は、供給流路１１３と排出流路１１４を連通可能である。オリフィス１１６は、連結流路１１５の中途部に設けられる。圧縮ばね１１７は、排出流路１１４に配置され、弁体１１２を上方に付勢し、供給流路１１３と連結流路１１５とが連通する位置に付勢支持する。
【0062】
第１フローリミッタ１１０は、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力が供給流路１１３を通して弁体１１２の上部に作用する。第１供給ポンプ４１の作動が停止しているとき、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力は、低圧（例えば、２０ＭＰａ）である。そのため、第１フローリミッタ１１０は、圧縮ばね１１７の付勢力が第１供給圧力に抗して弁体１１２を押し上げ、弁体１１２を供給流路１１３と連結流路１１５とが連通する位置に位置決めする。このとき、第１燃料の第１供給圧力は、第１針弁４５に作用する。
【0063】
第１供給ポンプ４１が作動すると、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力は、高圧（例えば、８０ＭＰａ）になる。第１燃料は、第１フローリミッタ１１０の供給流路１１３から連結流路１１５、オリフィス１１６、排出流路１１４を介して第１針弁４５に供給され、第１供給圧力が作用する。そして、第１供給圧力が第１噴射圧を超えると、第１針弁４５は、第１燃料を噴射する。このとき、第１燃料は、オリフィス１１６を通ることから流量が制限され、供給流路１１３の圧力が増加する。そして、供給流路１１３における第１燃料の圧力が排出流路１１４における第１燃料の圧力より高くなると、両者の差圧により弁体１１２が圧縮ばね１１７の付勢力に抗して下方に押し下げられ、供給流路１１３と連結流路１１５との連通が遮断される。すると、供給流路１１３の第１燃料は、第１針弁４５に供給されず、第１針弁４５に作用する第１供給圧力が第１噴射圧より低くなり、第１針弁４５による第１燃料の噴射が停止する。
【0064】
図６および図７に示すように、まず、第２供給ポンプ４２が作動すると、第２燃料供給経路４４の第２燃料が加圧され、高圧になった第２燃料の第２供給圧力が第２受圧面７２ｂに作用し、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側に移動する。そのため、ピストン機構４７Ｂは、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。次に、第１供給ポンプ４１が作動すると、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が第１受圧面７２ａに作用し、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する。すると、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力も上昇する。
【0065】
そして、クランク角度ａ２１にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を開始する。このとき、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力を超えると、第２針弁４６は、第２燃料の噴射を開始する。そして、前述したように、第１フローリミッタ１１０が作動し、第１燃料が第１針弁４５に供給されなくなると、クランク角度ａ２２にて、第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力より低くなり、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を終了する。その後、第１供給ポンプ４１が停止してピストン７２Ｂの移動が停止すると、クランク角度ａ２３にて、第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力より低くなり、第２針弁４６は、第２燃料の噴射を終了する。
【0066】
第４実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｃは、第１針弁４５が所定のクランク角度範囲Ｔ１に第１燃料を噴射し、第２針弁４６が所定のクランク角度範囲Ｔ２に第２燃料を噴射する。この場合、第１針弁４５のクランク角度範囲Ｔ１と、第２針弁４６のクランク角度範囲Ｔ２は、燃料噴射の開始時期が同じであるが、燃料噴射の終了時期が異なる。すなわち、第１針弁４５による第１燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１）は、第２針弁４６による第２燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ２）の初期だけである。
【0067】
そのため、燃料噴射装置１７Ｃは、着火性の良い第１燃料と着火性の悪い第２燃料を同時に噴射し、着火性の良い第１燃料が着火した火炎が火種となって着火性の悪い第２燃料が着火すると、着火性の良い第１燃料の噴射を終了する。その結果、燃料噴射装置１７Ｃは、第１燃料の噴射量を減少させることができる。
【0068】
［第５実施形態］
図８は、第５実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図９は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第４実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図８は、第５実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図９は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第４実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0069】
図８に示すように、燃料噴射装置１７Ｄは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３および第２燃料供給経路４４と、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ｂと、第１フローリミッタ１１０と、連通経路１２０とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６、ピストン機構４７Ｂ、第１フローリミッタ１１０は、第４実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0070】
第１燃料供給経路４３は、ピストン機構４７Ｂと第１針弁４５との間に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１１０が設けられる。第１フローリミッタ１１０は、ハウジング１１１と、弁体１１２と、供給流路１１３と、排出流路１１４と、連結流路１１５と、オリフィス１１６と、圧縮ばね１１７とを有する。
【0071】
連通経路１２０は、ピストン機構４７Ｂのピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する移動終期に、第１燃料供給経路４３における第１フローリミッタ１１０の下流側と上流側とを連通する。連通経路１２０は、一端部が第１フローリミッタ１１０の排出流路１１４に連通し、他端部が第１貯留部７３に連通可能である。すなわち、連通経路１２０は、他端部が第１貯留部７３におけるシリンダ７１の一端部から最も離間する位置に連結される。ピストン機構４７Ｂは、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側から第２燃料供給経路４４側に移動する。連通経路１２０の他端部は、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側に位置するときには第１貯留部７３に連通しない。連通経路１２０の他端部は、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側から第２燃料供給経路４４側に移動し、最も第２燃料供給経路４４側に到達したときに第１貯留部７３に連通する。
【0072】
図８および図９に示すように、クランク角度ａ１にて、第２供給ポンプ４２の作動を開始する。第２供給ポンプ４２が作動すると、第２供給ポンプ４２のリフト量が増加し、第２燃料が加圧されて第２燃料供給経路４４に供給される。すると、クランク角度ａ２にて、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力が上昇すると共に、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。このとき、第２燃料供給経路４４における第２燃料の第２供給圧力が第２受圧面７２ｂに作用し、ピストン７２Ｂのリフト量が増加してピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側に移動する。そのため、ピストン機構４７Ｂは、第２貯留部７４の容積が増大し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。
【0073】
また、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側に移動するため、クランク角度ａ２にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、クランク角度ａ３にて、第２供給ポンプ４２の作動を停止し、第２供給ポンプ４２のリフト量が低下する。第２供給ポンプ４２が停止すると、クランク角度ａ４にて、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力が低下する。また、第１燃料供給経路４３の圧力が上昇すると、逆止弁８３が開放されて第１燃料が返送され、クランク角度ａ４にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が低下する。
【0074】
クランク角度ａ５にて、第１供給ポンプ４１の作動を開始する。第１供給ポンプ４１が作動すると、第１供給ポンプ４１のリフト量が増加し、第１燃料が加圧されて第１燃料供給経路４３に供給される。すると、クランク角度ａ６にて、第１フローリミッタ１１０の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇すると共に、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、第１フローリミッタ１１０より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が第１受圧面７２ａに作用し、ピストン７２Ｂのリフト量が減少してピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する。
【0075】
ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動すると、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力も上昇する。そして、クランク角度ａ７にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、開放状態となって第１燃料の噴射を開始する。また、第２燃料供給経路４４の圧力が上昇し、クランク角度ａ７にて、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力を超えると、第２針弁４６は、開放状態となって第２燃料の噴射を開始する。
【0076】
また、クランク角度ａ６にて、第１燃料供給経路４３の圧力が上昇すると、第１フローリミッタ１１０が作動を開始してリフト量が低下する。そして、クランク角度ａ８にて、第１フローリミッタ１１０の上流側圧力および第１針弁４５の上流側圧力が最大となり、その後、第１針弁４５の上流側圧力が低下する。すなわち、第１フローリミッタ１１０が作動し、第１燃料が第１針弁４５に供給されなくなることで、第１針弁４５の上流側圧力が低下する。そして、クランク角度ａ９にて、第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力より低くなり、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を終了する。
【0077】
ピストン７２Ｂは、第１燃料供給経路４３側から第２燃料供給経路４４側に移動し、クランク角度ａ１０にて、ピストン７２Ｂは、最も第２燃料供給経路４４側に到達し、連通経路１２０により第１フローリミッタ１１０の排出流路１１４と第１貯留部７３が連通する。すると、第１貯留部７３の第１燃料がオリフィス１１６（第１フローリミッタ１１０）を迂回して第１針弁４５に供給される。そのため、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、第１フローリミッタ１１０より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇し、第１フローリミッタ１１０のリフト量が上昇する。そして、クランク角度ａ１１にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、開放状態となって第１燃料の噴射を再び開始する。
【0078】
その後、クランク角度ａ１２にて、第１供給ポンプ４１の作動を停止する。第１供給ポンプ４１が停止すると、第１供給ポンプ４１のリフト量が減少し、第１燃料の第１燃料供給経路４３への供給が停止する。すると、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が低下し、ピストン７２Ｂの移動が停止する。第１供給ポンプ４１が停止すると、クランク角度ａ１３にて、第１針弁４５の上流側圧力が最大となるが、逆止弁８１，８３より上流側の第１燃料供給経路４３の圧力が低下し、逆止弁８３が開放されて第１燃料が返送され、クランク角度ａ１５にて、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、第１燃料供給経路４３の圧力が低下する。このとき、クランク角度ａ１４にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力より低くなり、第１針弁４５は、閉止状態となって第１燃料の噴射を停止する。また、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に到達すると、第２針弁４６への第２燃料の供給が停止し、クランク角度ａ１３にて、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、第２燃料供給経路４４の圧力が低下する。そのため、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力より低くなり、第２針弁４６は、閉止状態となって第２燃料の噴射を停止する。
【0079】
第５実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｄは、第１針弁４５が所定のクランク角度範囲Ｔ１１，Ｔ１２に第１燃料を噴射し、第２針弁４６が所定のクランク角度範囲Ｔ２に第２燃料を噴射する。すなわち、第１針弁４５による第１燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１１，Ｔ１２）は、第２針弁４６による第２燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ２）の初期と終期だけである。そのため、燃料噴射装置１７Ｄは、着火性の良い第１燃料と着火性の悪い第２燃料を同時に噴射し、着火性の良い第１燃料が着火した火炎が火種となって着火性の悪い第２燃料が着火すると、着火性の良い第１燃料の噴射を終了する。また、燃料噴射装置１７Ｄは、着火性の悪い第２燃料の燃焼終盤に、着火性の良い第１燃料を噴射することで、着火性の悪い第２燃料を完全燃焼させる。その結果、燃料噴射装置１７Ｄは、第１燃料の噴射量を減少させることができると共に、燃焼性を向上することができる。
【0080】
［第６実施形態］
図１０は、第６実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図１１は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第３実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１０は、第６実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図１１は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第３実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0081】
図１０に示すように、燃料噴射装置１７Ｅは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３および第２燃料供給経路４４と、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ｂと、第１フローリミッタ１３０と、連通経路１２０とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６、ピストン機構４７Ｂは、第３実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0082】
第１燃料供給経路４３は、ピストン機構４７Ｂと第１針弁４５との間に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１３０が設けられる。第１フローリミッタ１３０は、ハウジング１３１と、弁体１３２と、供給流路１３３と、排出流路１３４と、連結流路１３５と、可変絞り弁（第１フローリミッタ調整弁）１３６と、圧縮ばね１３７とを有する。
【0083】
ハウジング１３１は、中空形状をなす。弁体１３２は、ハウジング１３１の内部に配置され、軸方向（図１０の上下方向）に沿って移動自在に支持される。供給流路１３３は、ハウジング１３１における上部に設けられ、ピストン機構４７Ｂに連通された第１燃料供給経路４３の下流側が連通する。排出流路１３４は、ハウジング１３１における下部に設けられ、第１燃料供給経路４３により第１針弁４５に連通する。連結流路１３５は、弁体１３２の外部に設けられる。連結流路１３５は、供給流路１３３の下流側、つまり、弁体１３２の着座シート部よりも下流の空間と、排出流路１３４の上流側を連通可能である。可変絞り弁１３６は、連結流路１３５の中途部に設けられる。圧縮ばね１３７は、排出流路１３４に配置され、弁体１３２を上方に付勢し、供給流路１３３と連結流路１３５とが連通する位置に付勢支持する。なお、連結流路１３５と可変絞り弁１３６は、弁体１３２の内部に設けられていてもよい。そして、可変絞り弁１３６は、制御部５６より制御され、連結流路１３５の流路面積を調整可能である。
【0084】
連通経路１２０は、ピストン機構４７Ｂのピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する移動終期に、第１燃料供給経路４３における第１フローリミッタ１３０の下流側と上流側とを連通する。連通経路１２０は、一端部が第１フローリミッタ１３０の排出流路１３４に連通し、他端部が第１貯留部７３に連通可能である。
【0085】
第１フローリミッタ１３０は、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力が供給流路１３３を通して弁体１３２の上部に作用する。第１供給ポンプ４１の作動が停止しているとき、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力は、低圧であり、逆止弁８３により決まる（例えば、２０ＭＰａ）。そのため、第１フローリミッタ１３０は、圧縮ばね１３７の付勢力が第１供給圧力に抗して弁体１３２を押し上げて着座する位置、つまり、供給流路１３３と連結流路１３５とが連通する位置に位置決めする。
【0086】
第１供給ポンプ４１が作動すると、第１燃料供給経路４３の第１燃料の第１供給圧力は、高圧（例えば、８０ＭＰａ）になる。第１燃料は、第１フローリミッタ１３０の供給流路１３３から連結流路１３５、可変絞り弁１３６、排出流路１３４を介して第１針弁４５に供給され、第１供給圧力が作用する。そして、第１供給圧力が第１噴射圧を超えると、第１針弁４５は、第１燃料を噴射する。このとき、第１燃料は、可変絞り弁１３６を通ることから流量が制限され、供給流路１３３の圧力が増加する。そして、供給流路１３３における第１燃料の圧力が排出流路１３４における第１燃料の圧力より高くなると、両者の差圧により弁体１３２が圧縮ばね１３７の付勢力に抗して下方に押し下げられ、供給流路１３３と連結流路１３５との連通が遮断される。すると、供給流路１３３の第１燃料は、第１針弁４５に供給されず、第１針弁４５に作用する第１供給圧力が第１噴射圧より低くなり、第１針弁４５による第１燃料の噴射が停止する。このとき、可変絞り弁１３６の開度（連結流路１３５の流路面積）を調整することで、第１針弁４５による第１燃料の噴射停止時期を調整することができる。
【0087】
図１０および図１１に示すように、まず、第２供給ポンプ４２が作動すると、第２燃料供給経路４４の第２燃料が加圧され、高圧になった第２燃料の第２供給圧力が第２受圧面７２ｂに作用し、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側に移動する。そのため、ピストン機構４７Ｂは、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。次に、第１供給ポンプ４１が作動すると、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が第１受圧面７２ａに作用し、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する。すると、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力も上昇する。
【0088】
そして、クランク角度ａ２１にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を開始する。このとき、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力を超えると、第２針弁４６は、第２燃料の噴射を開始する。そして、前述したように、第１フローリミッタ１３０が作動し、第１燃料が第１針弁４５に供給されなくなると、クランク角度ａ２２にて、第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力より低くなり、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を終了する。
【0089】
このとき、可変絞り弁１３６の開度が大きく調整されると、第１フローリミッタ１３０の作動が遅れ、第１針弁４５による第１燃料の噴射停止時期が遅くなる。一方、可変絞り弁１３６の開度が小さく調整されると、第１フローリミッタ１３０の作動が早まり、第１針弁４５による第１燃料の噴射停止時期が早くなる。
【0090】
そして、クランク角度ａ２３にて、ピストン７２Ｂが最も第２燃料供給経路４４側に到達すると、連通経路１２０により第１フローリミッタ１３０の排出流路１３４と第１貯留部７３が連通する。すると、第１貯留部７３の第１燃料が可変絞り弁１３６（第１フローリミッタ１３０）を迂回して第１針弁４５に供給される。ここで、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を再び開始する。その後、クランク角度ａ２４にて、第１供給ポンプ４１が停止すると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を停止する。また、第１供給ポンプ４１が停止してピストン７２Ｂの移動が停止すると、第２針弁４６は、第２燃料の噴射を終了する。
【0091】
第６実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｅは、第１針弁４５による第１燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１１，Ｔ１２）が、第２針弁４６による第２燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ２）の初期と終期だけである。そして、第１針弁４５による第１燃料の初期噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１１）の噴射終了時期を調整可能である。そのため、燃料噴射装置１７Ｅは、第２燃料の着火性に応じて、第１燃料の初期噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１１）の噴射終了時期を調整することで、着火性の悪い第２燃料の燃焼性を向上することができる。
【0092】
［第７実施形態］
図１２は、第７実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図１３は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１２は、第７実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図１３は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0093】
図１２に示すように、燃料噴射装置１７Ｆは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３および第２燃料供給経路４４と、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ｆと、第１フローリミッタ１１０と、連通経路１２０とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６、第１フローリミッタ１１０、連通経路１２０は、第５実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0094】
ピストン機構４７Ｆは、第３実施形態のピストン機構４７Ｂとほぼ同様である。すなわち、ピストン機構４７Ｆは、第１燃料供給経路４３と第２燃料供給経路４４との間に設けられ、シリンダ７１と、ピストン７２Ｂとを有する。ピストン７２Ｂは、ロッド部１０１と、本体部１０２とを有する。ピストン７２Ｂは、本体部１０２の第１燃料供給経路４３側に第１受圧面７２ａが形成され、第２燃料供給経路４４側に第２受圧面７２ｂが形成される。そして、ピストン７２Ｂは、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。
【0095】
そして、ピストン機構４７Ｆは、ピストン７２Ｂの第１受圧面７２ａが傾斜面（好ましくは、ヘリカル形状）をなす。すなわち、第１受圧面７２ａは、ピストン７２Ｂの径方向に対して傾斜する傾斜面である。また、ピストン７２Ｂは、シリンダ７１の内部で、周方向に回転自在に支持される。ピストン７２Ｂは、ロッド部１０１の先端部に駆動部１４０が駆動連結される。駆動部１４０は、制御部５６により駆動制御可能である。駆動部１４０は、ロッド部１０１を介してピストン７２Ｂを回転し、回転位相を調整可能である。
【0096】
第１燃料供給経路４３は、ピストン機構４７Ｆと第１針弁４５との間に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１１０が設けられる。また、連通経路１２０は、ピストン機構４７Ｆのピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する移動終期に、第１燃料供給経路４３における第１フローリミッタ１１０の下流側と上流側とを連通する。連通経路１２０は、一端部が第１フローリミッタ１１０の排出流路１１４に連通し、他端部が第１貯留部７３に連通可能である。
【0097】
第１供給ポンプ４１が作動すると、高圧の第１燃料が第１フローリミッタ１１０を通して第１針弁４５に供給され、第１燃料の第１供給圧力が第１噴射圧を超えると、第１針弁４５は、第１燃料を噴射する。そして、第１フローリミッタ１１０が作動すると、第１燃料は、第１針弁４５に供給されず、第１針弁４５に作用する第１供給圧力が第１噴射圧より低くなり、第１針弁４５による第１燃料の噴射が停止する。その後、ピストン７２Ｂが最も第２燃料供給経路４４側に到達すると、連通経路１２０が第１貯留部７３に連通する。すると、高圧の第１燃料が連通経路１２０を通して第１針弁４５に供給され、第１燃料の第１供給圧力が第１噴射圧を超えると、第１針弁４５は、再び第１燃料を噴射する。このとき、駆動部１４０によりピストン７２Ｂの回転位相を変更し、傾斜する第１受圧面７２ａの位置を調整することで、第１針弁４５による第１燃料の再噴射開始時期を調整することができる。
【0098】
図１２および図１３に示すように、まず、第２供給ポンプ４２が作動すると、第２燃料供給経路４４の第２燃料が加圧され、高圧になった第２燃料の第２供給圧力が第２受圧面７２ｂに作用し、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３側に移動する。そのため、ピストン機構４７Ｆは、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。次に、第１供給ポンプ４１が作動すると、第１針弁４５の上流側圧力、つまり、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３の圧力が上昇する。そして、第１燃料供給経路４３における第１燃料の第１供給圧力が第１受圧面７２ａに作用し、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４側に移動する。すると、第２針弁４６の上流側圧力、つまり、逆止弁８４より下流側の第２燃料供給経路４４の圧力も上昇する。
【0099】
そして、クランク角度ａ２１にて、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を開始する。このとき、第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が第２針弁４６の第２噴射圧力を超えると、第２針弁４６は、第２燃料の噴射を開始する。そして、前述したように、第１フローリミッタ１１０が作動し、第１燃料が第１針弁４５に供給されなくなると、クランク角度ａ２２にて、第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力より低くなり、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を終了する。
【0100】
そして、クランク角度ａ２３にて、ピストン７２Ｂが最も第２燃料供給経路４４側に到達すると、連通経路１２０により第１フローリミッタ１１０の排出流路１１４と第１貯留部７３が連通する。すると、第１貯留部７３の第１燃料がオリフィス１１６（第１フローリミッタ１１０）を迂回して第１針弁４５に供給される。ここで、第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が第１針弁４５の第１噴射圧力を超えると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を再び開始する。その後、クランク角度ａ２４にて、第１供給ポンプ４１が停止すると、第１針弁４５は、第１燃料の噴射を停止する。また、第１供給ポンプ４１が停止してピストン７２Ｂの移動が停止すると、第２針弁４６は、第２燃料の噴射を終了する。
【0101】
このとき、ピストン７２Ｂの回転位相が変更され、傾斜する第１受圧面７２ａの位置が調整されると、第１針弁４５による第１燃料の再噴射開始時期を調整できる。つまり、ピストン７２Ｂの回転位相が変更され、第１受圧面７２ａの角度が図１２の実線位置にあるとき、ピストン７２Ｂが最も第２燃料供給経路４４側に到達しても、連通経路１２０が第１貯留部７３に連通しない。一方、ピストン７２Ｂの回転位相が変更され、第１受圧面７２ａの角度が図１２の二点鎖線位置にあるとき、ピストン７２Ｂが最も第２燃料供給経路４４側に到達すると、連通経路１２０が第１貯留部７３に連通する。そして、ピストン７２Ｂの回転位相を変更し、第１受圧面７２ａの角度を図１２の実線位置と図１２の二点鎖線位置との間で調整することで、ピストン７２Ｂが最も第２燃料供給経路４４側に到達したとき、連通経路１２０が第１貯留部７３に連通する時期を調整することができる。
【0102】
第７実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｆは、第１針弁４５による第１燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１１，Ｔ１２）が、第２針弁４６による第２燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ２）の初期と終期だけである。そして、第１針弁４５による第１燃料の終期噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１２）の噴射開始時期を調整可能である。そのため、燃料噴射装置１７Ｅは、第２燃料の燃焼性に応じて、第１燃料の終期噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１２）の噴射開始時期を調整することで、着火性の悪い第２燃料の燃焼性を向上することができる。
【0103】
［第８実施形態］
図１４は、第８実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１４は、第８実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0104】
図１４に示すように、燃料噴射装置１７Ｇは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｇと、燃料噴射弁３３Ｇとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｇは、第１燃料供給経路４３と、第２燃料供給経路４４と、第３燃料供給経路１４１とを有する。燃料噴射弁３３Ｇは、第１針弁４５と、第２針弁４６と、第３針弁１４２とを有する。また、燃料噴射装置１７Ｇは、ピストン機構４７Ｂと、第１フローリミッタ１１０と、連通経路１２０と、分配弁１４３とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第１針弁４５、第２針弁４６、ピストン機構４７Ｂ、第１フローリミッタ１１０、連通経路１２０は、第５実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0105】
第３燃料供給経路１４１は、第１燃料供給経路４３からピストン機構４７Ｂを迂回して第１燃料を供給する。第３針弁１４２は、第３燃料供給経路１４１が接続される。分配弁１４３は、ピストン機構４７Ｂに供給される第１燃料の供給量と第３燃料供給経路１４１に供給される第１燃料の供給量とを調整する。分配弁１４３は、制御部５６により開度が制御される。
【0106】
すなわち、第３燃料供給経路１４１は、上流側端部が第１燃料供給経路４３における逆止弁８１，８３とピストン機構４７Ｂとの間に接続される。第３燃料供給経路１４１は、下流側端部が第３針弁１４２に接続される。第３針弁１４２は、第１針弁４５とほぼ同様の構成をなし、弁体１４２ａと、付勢ばね１４２ｂと、チャンバ１４２ｃと、燃料供給路１４２ｄと、噴孔１４２ｅとを有する。第３燃料供給経路１４１は、下流側端部が第３針弁１４２のチャンバ１４２ｃに接続される。
【0107】
分配弁１４３は、第１燃料供給経路４３と第３燃料供給経路１４１との接続部に設けられる。第１供給ポンプ４１が第１燃料を加圧すると、分配弁１４３は、加圧された第１燃料における第１燃料供給経路４３を通したピストン機構４７Ｂへの供給量と、第３燃料供給経路１４１への供給量を調整する。
【0108】
例えば、燃料噴射装置１７Ｇは、分配弁１４３により、第１燃料供給経路４３を通したピストン機構４７Ｂへの第１燃料の供給量を１００％とし、第３燃料供給経路１４１への第１燃料の供給量を０％とする。このとき、第１燃料は、第３燃料供給経路１４１から第３針弁１４２に供給されないことから、本実施形態の燃料噴射装置１７Ｇは、第５実施形態の燃料噴射装置１７Ｄと同様の作動になる。
【0109】
一方、燃料噴射装置１７Ｇは、分配弁１４３により、第１燃料供給経路４３を通したピストン機構４７Ｂへの第１燃料の供給量を０％とし、第３燃料供給経路１４１への第１燃料の供給量を１００％とする。このとき、第１燃料は、第１燃料供給経路４３からピストン機構４７Ｂを通して第１針弁４５に供給されず、第３燃料供給経路１４１から第３針弁１４２に供給される。そのため、燃料噴射装置１７Ｇは、第３針弁１４２から第１燃料を噴射し、第１針弁４５から第１燃料を噴射せず、第２針弁４６から第２燃料を噴射しない。
【0110】
また、燃料噴射装置１７Ｇは、分配弁１４３により、第１燃料供給経路４３を通したピストン機構４７Ｂへの第１燃料の供給量を５０％とし、第３燃料供給経路１４１への第１燃料の供給量を５０％とする。このとき、第１燃料は、第１燃料供給経路４３からピストン機構４７Ｂを通して第１針弁４５に供給されると共に、第３燃料供給経路１４１から第３針弁１４２に供給される。そのため、燃料噴射装置１７Ｇは、第１針弁４５と第３針弁１４２から第１燃料を噴射すると共に、第２針弁４６から第２燃料を噴射する。
【0111】
第８実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｇは、分配弁１４３により、第１燃料供給経路４３を通したピストン機構４７Ｂへの第１燃料の供給量と、第３燃料供給経路１４１への第１燃料の供給量との割合を連続して変化させることができる。そのため、燃料噴射装置１７Ｇは、第１燃料だけを噴射する運転状態と、第１燃料と第２燃料の両方を噴射する運転状態との間で、運転状態を連続して徐々に移行することができる。
【0112】
［第９実施形態］
図１５は、第９実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第８実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１５は、第９実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第８実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0113】
図１５に示すように、燃料噴射装置１７Ｈは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｇと、燃料噴射弁３３Ｇとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｇは、第１燃料供給経路４３と、第２燃料供給経路４４と、第３燃料供給経路１４１とを有する。燃料噴射弁３３Ｇは、第１針弁４５と、第２針弁４６と、第３針弁１４２とを有する。また、燃料噴射装置１７Ｈは、ピストン機構４７Ｂと、第１フローリミッタ１３０と、連通経路１２０と、第２フローリミッタ１５０とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３、第２燃料供給経路４４、第３燃料供給経路１４１、第１針弁４５、第２針弁４６、第３針弁１４２、ピストン機構４７Ｂ、第１フローリミッタ１３０、連通経路１２０は、第８実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0114】
第１燃料供給経路４３は、ピストン機構４７Ｂと第１針弁４５との間に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１３０が設けられる。第１フローリミッタ１３０は、ハウジング１３１と、弁体１３２と、供給流路１３３と、排出流路１３４と、連結流路１３５と、可変絞り弁（第１フローリミッタ調整弁）１３６と、圧縮ばね１３７とを有する。
【0115】
第３燃料供給経路１４１は、第１燃料供給経路４３からピストン機構４７Ｂを迂回して第１燃料を供給する。第３針弁１４２は、第３燃料供給経路１４１が接続される。第３燃料供給経路１４１は、第１フローリミッタ１３０と第３針弁１４２との間に第１燃料の供給を制限する第２フローリミッタ１５０が設けられる。第２フローリミッタ１５０は、ハウジング１５１と、弁体１５２と、供給流路１５３と、排出流路１５４と、連結流路１５５と、可変絞り弁（第２フローリミッタ調整弁）１５６と、圧縮ばね１５７とを有する。第２フローリミッタ１５０は、第１フローリミッタ１３０とほぼ同様の構成である。なお、第２フローリミッタ１５０は、第１フローリミッタ１３０の閉止にかかわらず、独立して作動することができる。すなわち、第１フローリミッタ１３０の供給流路１３３と、第２フローリミッタ１５０の供給流路１５３は、共に第１燃料供給経路４３に連結可能となる。
【0116】
第９実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｈは、第２フローリミッタ１５０における可変絞り弁１５６の開度（流路面積）を調整することで、第３針弁１４２からの第１燃料の噴射量を調整することができる。すなわち、第１フローリミッタ１３０の可変絞り弁１３６の開度と、第２フローリミッタ１５０の可変絞り弁１５６の開度を調整することにより、第８実施形態の燃料噴射装置１７Ｇと同様に、第１燃料供給経路４３を通したピストン機構４７Ｂへの第１燃料の供給量と、第３燃料供給経路１４１への第１燃料の供給量との割合を連続して変化させることができる。そのため、燃料噴射装置１７Ｇは、第１燃料だけを噴射する運転状態と、第１燃料と第２燃料の両方を噴射する運転状態との間で、運転状態を連続して徐々に移行することができる。
【0117】
［第１０実施形態］
図１６は、第１０実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図１７は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１６は、第１０実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図１７は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0118】
図１６に示すように、燃料噴射装置１７Ｊは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｊは、ピストン機構４７を備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、ピストン機構４７は、第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0119】
第１燃料供給経路４３Ｊは、下流側端部が針弁１６０に接続される。また、第２燃料供給経路４４Ｊは、下流側端部が針弁１６０に接続される。第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊは、ピストン機構４７より下流側で合流してから針弁１６０に接続される。ピストン機構４７は、シリンダ７１と、ピストン７２とを有する。ピストン機構４７は、第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊとの間に設けられる。ピストン機構４７は、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３Ｊに連通して第１燃料を貯留する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４Ｊに連通して第２燃料を貯留する第２貯留部７４が設けられる。
【0120】
第１燃料供給経路４３Ｊは、上流側経路４３ａと、下流側経路４３ｂとを有する。第２燃料供給経路４４Ｊは、上流側経路４４ａと、下流側経路４４ｂとを有する。上流側経路４３ａは、下流側が第１貯留部７３に連通し、下流側経路４３ｂは、上流側が第１貯留部７３に連通し、下流側が下流側経路４４ｂに連通する。また、上流側経路４４ａは、下流側が第２貯留部７４に連通し、下流側経路４４ｂは、上流側が第２貯留部７４に連通し、下流側が針弁１６０に連通する。すなわち、下流側経路４３ｂと下流側経路４４ｂは、合流してから針弁１６０に連通する。針弁１６０は、弁体１６０ａと、付勢ばね１６０ｂと、チャンバ１６０ｃと、燃料供給路１６０ｄと、噴孔１６０ｅとを有する。針弁１６０は、第１針弁４５および第２針弁４６とほぼ同様の構成である。
【0121】
ピストン機構４７は、ピストン７２が第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する移動終期に針弁１６０に連通される。すなわち、第１燃料供給経路４３Ｊの下流側経路４３ｂは、上流側端部が第１貯留部７３におけるシリンダ７１の一端部から最も離間する位置に連結される。ピストン機構４７は、ピストン７２が第１燃料供給経路４３Ｊ側から第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する。下流側経路４３ｂの上流側端部は、ピストン７２が一端部側に位置するときには第１貯留部７３に連通しない。下流側経路４３ｂの他端部は、ピストン７２が第１燃料供給経路４３Ｊ側から第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動し、最も一端部から離間し、最も第２燃料供給経路４４Ｊ側に到達したときに第１貯留部７３に連通する。
【0122】
第１燃料供給経路４３Ｊは、ピストン機構４７と針弁１６０との間に配置される下流側経路４３ｂに逆止弁１６１が設けられる。逆止弁１６１は、針弁１６０からピストン機構４７側への第１燃料の逆流を防止する。
【0123】
図１６および図１７に示すように、まず、第２供給ポンプ４２が作動すると、第２燃料供給経路４４Ｊの第２燃料が加圧され、高圧になった第２燃料の第２供給圧力が第２受圧面７２ｂに作用し、ピストン７２が第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動する。そのため、ピストン機構４７は、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。但し、第２燃料供給経路４４Ｊは、下流側経路４４ｂに前回の噴射時における第１燃料が残留している。このとき、第１貯留部７３は、下流側経路４３ｂに連通していない。また、下流側経路４３ｂにおける針弁１６０からピストン機構４７側への第１燃料の逆流が逆止弁１６１により防止される。次に、第１供給ポンプ４１が作動すると、第１燃料供給経路４３Ｊの上流側経路４３ａの第１燃料が加圧され、高圧になった第１燃料の第１供給圧力が第１受圧面７２ａに作用し、ピストン７２が第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する。すると、第２燃料供給経路４４Ｊの下流側経路４４ｂの圧力が上昇する。
【0124】
そして、クランク角度ａ２１にて、第２燃料供給経路４４Ｊの第２供給圧力が針弁１６０の噴射圧力を超えると、針弁１６０は、下流側経路４３ｂの合流部より下流側の下流側経路４４ｂに残留する第１燃料を噴射する。クランク角度ａ２２にて、針弁１６０は、下流側経路４４ｂに残留する第１燃料の噴射が終了すると、第２燃料の噴射を開始する。そして、クランク角度ａ２３にて、ピストン７２が最も第２燃料供給経路４４Ｊ側に到達すると、針弁１６０は、第２燃料の噴射を終了する。このとき、第１燃料供給経路４３Ｊは、下流側経路４３ｂが第１貯留部７３に連通する。すると、第１貯留部７３の第１燃料が下流側経路４３ｂ，４４ｂを通って針弁１６０に供給され、針弁１６０は、第１燃料の噴射を再び開始する。その後、クランク角度ａ２４にて、第１供給ポンプ４１が停止すると、針弁１６０は、第１燃料の噴射を停止する。このとき、第２燃料供給経路４４Ｊは、下流側経路４３ｂの合流部より下流側の下流側経路４４ｂに第１燃料が残留される。
【0125】
第１０実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｊは、一つの針弁１６０が所定のクランク角度範囲Ｔ１１に第１燃料を噴射し、所定のクランク角度範囲Ｔ２に第２燃料を噴射し、所定のクランク角度範囲Ｔ１２に第１燃料を噴射する。すなわち、第１燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ１１，Ｔ１２）は、針弁１６０による第２燃料の噴射時期（クランク角度範囲Ｔ２）の初期と終期だけである。そのため、燃料噴射装置１７Ｊは、着火性の良い第１燃料を着火性の悪い第２燃料より先に噴射し、着火性の良い第１燃料が着火した火炎が火種となって着火性の悪い第２燃料が着火すると、着火性の良い第１燃料の噴射を終了する。また、燃料噴射装置１７Ｊは、着火性の悪い第２燃料が燃焼し終わるときに、着火性の良い第１燃料を噴射することで、着火性の悪い第２燃料を完全燃焼させる。その結果、燃料噴射装置１７Ｊは、第１燃料の噴射量を減少させることができると共に、燃焼性を向上することができる。
【0126】
［第１１実施形態］
図１８は、第１１実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第３実施形態および第１０実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１８は、第１１実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第３実施形態および第１０実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0127】
図１８に示すように、燃料噴射装置１７Ｋは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｊは、ピストン機構４７Ｂを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３Ｊ、第２燃料供給経路４４Ｊ、針弁１６０は、第１０実施形態と同様であり、ピストン機構４７Ｂは、第３実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0128】
第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊは、ピストン機構４７Ｂより下流側で合流してから針弁１６０に接続される。ピストン機構４７Ｂは、シリンダ７１と、ピストン７２Ｂとを有し、第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊとの間に設けられる。ピストン機構４７Ｂは、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３Ｊに連通して第１燃料を貯留する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４Ｊに連通して第２燃料を貯留する第２貯留部７４が設けられる。ピストン機構４７Ｂは、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとの面積差により、第１貯留部７３を介して第１燃料供給経路４３Ｊに作用する第１供給圧力が、第２貯留部７４を介して第２燃料供給経路４４Ｊに作用する第２供給圧力より高くなる。
【0129】
ピストン機構４７Ｂは、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する移動終期に針弁１６０に連通される。すなわち、第１燃料供給経路４３Ｊの下流側経路４３ｂは、上流側端部が第１貯留部７３におけるシリンダ７１の一端部から最も離間する位置に連結される。ピストン機構４７Ｂは、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３Ｊ側から第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する。下流側経路４３ｂの上流側端部は、ピストン７２Ｂが一端部側に位置するときには第１貯留部７３に連通しない。下流側経路４３ｂの他端部は、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３Ｊ側から第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動し、最も一端部から離間し、最も第２燃料供給経路４４Ｊ側に到達したときに第１貯留部７３に連通する。また、シール経路９７は、第１燃料供給経路４３Ｊと針弁１６０を連通する。シール経路９７は、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料を弁体１６０ａの摺動シール部１６０ｆに供給する。シール経路９７は、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料の第１供給圧力が作用する。
【0130】
なお、燃料噴射装置１７Ｋの作動は、第１０実施形態の燃料噴射装置１７Ｊとほぼ同様であり、説明は省略する。但し、第１１実施形態の燃料噴射装置１７Ｋは、ピストン機構４７Ｂにより、第１燃料供給経路４３Ｊに作用する第１供給圧力が、第２燃料供給経路４４Ｊに作用する第２供給圧力より高くなる。そのため、下流側経路４３ｂに設けられる逆止弁１６１が不要となる。
【0131】
［第１２実施形態］
図１９は、第１２実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１９は、第１２実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0132】
図１９に示すように、燃料噴射装置１７Ｌは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｌは、ピストン機構４７を備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３Ｊ、第２燃料供給経路４４Ｊ、針弁１６０、ピストン機構４７は、第１０実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0133】
第１燃料供給経路４３Ｊは、ピストン機構４７を迂回する迂回経路１７０が設けられる。迂回経路１７０は、上流側端部が上流側経路４３ａに接続され、下流側端部が下流側経路４３ｂに接続される。迂回経路１７０は、第１燃料の供給量を調整する絞り弁（流量調整弁）１７１が設けられる。なお、絞り弁１７１は、可変絞り弁であってもよい。
【0134】
第２供給ポンプ４２が作動すると、ピストン７２が第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。第１供給ポンプ４１が作動すると、ピストン７２が第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する。そして、第２燃料供給経路４４Ｊの第２供給圧力が針弁１６０の噴射圧力を超えると、針弁１６０は、下流側経路４３ｂの合流部より下流側の下流側経路４４ｂに残留する第１燃料を噴射する。そして、針弁１６０は、下流側経路４４ｂに残留する第１燃料の噴射が終了すると、第２燃料の噴射を開始する。このとき、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料は、迂回経路１７０の絞り弁１７１を通って下流側経路４３ｂに流れ、針弁１６０に供給される。そのため、針弁１６０は、第２燃料と少量の第１燃料を同時に噴射する。そして、ピストン７２が最も第２燃料供給経路４４Ｊ側に到達すると、針弁１６０は、第２燃料の噴射を終了し、第１燃料の噴射を再び開始する。その後、第１供給ポンプ４１が停止すると、針弁１６０は、第１燃料の噴射を停止する。
【0135】
第１２実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｌは、針弁１６０が第２燃料を噴射しているとき、少量の第１燃料を噴射する。そのため、着火性の悪い第２燃料を噴射しているときに、着火性の良い第１燃料を少量噴射することで、着火性の悪い第２燃料を完全燃焼させる。
【0136】
［第１３実施形態］
図２０は、第１３実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２０は、第１３実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0137】
図２０に示すように、燃料噴射装置１７Ｍは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｍは、ピストン機構４７と、第１フローリミッタ１１０とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３Ｊ、第２燃料供給経路４４Ｊ、針弁１６０、ピストン機構４７は、第１０実施形態と同様であり、第１フローリミッタ１１０は、第４実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0138】
第１燃料供給経路４３Ｊは、ピストン機構４７を迂回する迂回経路１７０が設けられる。迂回経路１７０は、上流側端部が上流側経路４３ａに接続され、下流側端部が下流側経路４３ｂに接続される。迂回経路１７０は、第１燃料の供給量を調整する第１フローリミッタ１１０が設けられる。
【0139】
第２供給ポンプ４２が作動すると、ピストン７２が第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。第１供給ポンプ４１が作動すると、ピストン７２が第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する。そして、第２燃料供給経路４４Ｊの第２供給圧力が針弁１６０の噴射圧力を超えると、針弁１６０は、下流側経路４３ｂの合流部より下流側の下流側経路４４ｂに残留する第１燃料を噴射する。そして、針弁１６０は、下流側経路４４ｂに残留する第１燃料の噴射が終了すると、第２燃料の噴射を開始する。このとき、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料は、迂回経路１７０の第１フローリミッタ１１０を通って下流側経路４３ｂに流れ、針弁１６０に供給される。そのため、針弁１６０は、第２燃料と少量の第１燃料を同時に噴射する。そして、ピストン７２が最も第２燃料供給経路４４Ｊ側に到達すると、針弁１６０は、第２燃料の噴射を終了し、第１燃料の噴射を再び開始する。その後、第１供給ポンプ４１が停止すると、針弁１６０は、第１燃料の噴射を停止する。
【0140】
第１３実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｌは、針弁１６０が第２燃料を噴射しているとき、少量の第１燃料を噴射する。そのため、着火性の悪い第２燃料を噴射しているときに、着火性の良い第１燃料を噴射することで、着火性の悪い第２燃料を完全燃焼させる。
【0141】
［第１４実施形態］
図２１は、第１４実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図２２は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２１は、第１４実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図２２は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0142】
図２１に示すように、燃料噴射装置１７Ｎは、燃料供給装置３１Ｎと、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１Ｎは、第１供給ポンプ４１と、残圧調整弁１８０とを有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｎは、ピストン機構４７を備える。第１供給ポンプ４１、第１燃料供給経路４３Ｊ、第２燃料供給経路４４Ｊ、ピストン機構４７は、第１実施形態と同様であり、針弁１６０は、第１０実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0143】
第１供給ポンプ４１は、第１実施形態と同様であり、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料を所定圧（例えば、８０ＭＰａ）に加圧する。第１燃料供給経路４３Ｊは、第１供給ポンプ４１の接続部とピストン機構４７の接続部との間に逆止弁８１が設けられる。第１燃料供給経路４３Ｊは、逆止弁８１を迂回する返送経路８２が設けられ、返送経路８２は、逆止弁８３が設けられる。逆止弁８３は、等圧弁として機能する。また、第１燃料供給経路４３Ｊは、逆止弁８１および返送経路８２（逆止弁８３）を迂回する調圧経路１８１が設けられ、調圧経路１８１は、残圧調整弁１８０が設けられる。残圧調整弁１８０は、制御部５６により開閉制御可能である。残圧調整弁１８０は、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３Ｊにおける第１燃料を逆止弁８１，８３より上流側の第１燃料供給経路４３Ｊに排出することで、ピストン機構４７に作用する第１燃料の第１供給圧力を低下させる。
【0144】
図２１および図２２に示すように、第１供給ポンプ４１が作動することで、第１燃料の第１供給圧力が上昇し、クランク角ａ３１からクランク角ａ３２のクランク角度範囲で噴射圧を超えることで、針弁１６０は、第１燃料および第２燃料を噴射する。第１供給ポンプ４１が停止すると、クランク角ａ３２にて、第１燃料の第１供給圧力が低下し、クランク角度ａ３３まで一定となる。このとき、逆止弁８１より下流側の第１燃料の第１供給圧は、例えば、２０ＭＰａであり、逆止弁８１より上流側の第１燃料の第１供給圧は、例えば、１ＭＰａであり、逆止弁８５より下流側の第２燃料の第２供給圧は、例えば、１５ＭＰａである。
【0145】
クランク角度ａ３３からクランク角度ａ３４のクランク角度範囲Ｔ３１にて、残圧調整弁１８０が開放される。すると、逆止弁８１，８３より下流側の第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料が調圧経路１８１を通って逆止弁８１，８３より上流側の第１燃料供給経路４３Ｊに排出される。ここで、ピストン機構４７は、第２供給圧力に対して第１供給圧力が低下するため、ピストン７２が第２燃料供給経路４４Ｊ側から第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動し、第２貯留部７４の容積が増大し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。そのため、その後、第１供給ポンプ４１が作動したとき、針弁１６０は、第１燃料および第２燃料を噴射することができる。
【0146】
第１４実施形態の燃料噴射装置１７Ｎは、燃料供給装置３１Ｎが第１供給ポンプ４１と残圧調整弁１８０とを有することで、第２燃料を加圧する第２供給ポンプをなくしている。そのため、燃料供給装置３１Ｎの簡素化が図れる。
【0147】
［第１５実施形態］
図２３は、第１５実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２３は、第１５実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0148】
図２３に示すように、燃料噴射装置１７Ｐは、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２と、第１燃料供給経路４３Ｊおよび第２燃料供給経路４４Ｊと、第１針弁４５および第２針弁４６と、ピストン機構４７Ｂと、第１フローリミッタ１１０と、第２フローリミッタ１９０と、連通経路１２１，１２２とを備える。第１供給ポンプ４１、第２供給ポンプ４２、第１燃料供給経路４３Ｊ、第２燃料供給経路４４Ｊ、第１針弁４５、第２針弁４６、ピストン機構４７Ｂ、第１フローリミッタ１１０は、第５実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0149】
第１燃料供給経路４３Ｊは、ピストン機構４７Ｂと第１針弁４５との間に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１１０と第２フローリミッタ１９０が設けられる。第１フローリミッタ１１０は、ハウジング１１１と、弁体１１２と、供給流路１１３と、排出流路１１４と、連結流路１１５と、オリフィス１１６と、圧縮ばね１１７とを有する。第２フローリミッタ１９０は、ハウジング１９１と、弁体１９２と、供給流路１９３と、排出流路１９４と、連結流路１９５と、オリフィス１９６と、圧縮ばね１９７とを有する。
【0150】
連通経路１２１は、ピストン機構４７Ｂのピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する移動終期に、第１貯留部７３と、第２フローリミッタ１９０の供給流路１９３とを連通する。連通経路１２２は、第２フローリミッタ１９０の排出流路１９４と、第１燃料供給経路４３Ｊにおける第１フローリミッタ１１０と第１針弁４５との間に連通する。ピストン機構４７Ｂは、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３Ｊ側から第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する。連通経路１２１の一端部は、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３Ｊ側に位置するときには第１貯留部７３に連通しない。また、連通経路１２１の一端部は、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３Ｊ側から第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動し、最も第２燃料供給経路４４Ｊ側に到達したときに第１貯留部７３に連通する。
【0151】
第１５実施形態にて、燃料噴射装置１７Ｐは、基本的な燃料噴射時の動作は、第５実施形態の燃料噴射装置１７Ｄと同様であるが、第１５実施形態では、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４Ｊ側へ移動し、連通経路１２１が第１針弁４５へ連通する経路に第２フローリミッタ１９０を設けることで、第１燃料の２回目の噴射も噴射量の制約を受ける。そのため、燃料噴射装置１７Ｐは、第１燃料の噴射量を減少させることができると共に、燃焼性を向上することができる。また、第１燃料と第２燃料とを合わせた燃料の噴射量を、第２供給ポンプ４２の作動量に応じて調整することができる。
【0152】
［第１６実施形態］
図２４は、第１６実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１４実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２４は、第１６実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１４実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0153】
図２４に示すように、燃料噴射装置１７Ｑは、燃料供給装置３１Ｑと、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１Ｑは、第１供給ポンプ４１を有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｑは、ピストン機構４７Ｂを備える。第１供給ポンプ４１、第１燃料供給経路４３Ｊ、第２燃料供給経路４４Ｊ、針弁１６０は、第１４実施形態と同様であり、ピストン機構４７Ｂは、第３実施形態と同様であり、説明は省略する。
【0154】
第１供給ポンプ４１は、第１実施形態と同様であり、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料を所定圧（例えば、８０ＭＰａ）に加圧する。第１燃料供給経路４３Ｊは、第１供給ポンプ４１の接続部とピストン機構４７Ｂの接続部との間に逆止弁８１が設けられる。第１燃料供給経路４３Ｊは、逆止弁８１を迂回する返送経路８２が設けられ、返送経路８２は、逆止弁８３が設けられる。逆止弁８３は、等圧弁として機能する。逆止弁８３は、ピストン機構４７Ｂ側から第１供給ポンプ４１側への開放圧（例えば、１６ＭＰａ）が設定される。
【0155】
第２燃料供給経路４４Ｊは、第２燃料供給源６０とピストン機構４７Ｂの接続部との間に逆止弁８５が設けられる。逆止弁８５は、ピストン機構４７Ｂ側から第２燃料供給源６０側への第２燃料の逆流を阻止する。逆止弁８５は、第２燃料供給源６０側からピストン機構４７Ｂ側への開放圧（例えば、１５ＭＰａ）が設定される。つまり、逆止弁８５の開放圧は、第１燃料供給経路４３Ｊの逆止弁８３の開放圧より低く設定される。ピストン機構４７Ｂは、シリンダ７１と、ピストン７２Ｂとを有する。ピストン７２Ｂは、ロッド付きピストンであって、細径のロッド部１０１と、大径の本体部１０２とを有する。ピストン７２Ｂは、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。
【0156】
第１供給ポンプ４１が作動することで、第１燃料の第１供給圧力が上昇し、噴射圧を超えることで、針弁１６０は、第１燃料および第２燃料を噴射する。第１供給ポンプ４１が停止すると、第１燃料の第１供給圧力が低下する。このとき、逆止弁８３より下流側の第１燃料の残圧は、例えば、１６ＭＰａであり、逆止弁８５より下流側の第２燃料の第２供給圧は、例えば、１５ＭＰａである。そして、ピストン機構４７Ｂは、第２貯留部７４に第２燃料の第２供給圧力（１５ＭＰａ）が作用し、第２受圧面７２ｂと第１受圧面７２ａとの面積差により第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料が増圧され、逆止弁８３の開放圧（１６ＭＰａ）以上となる。そのため、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料は、逆止弁８３を通して戻され、ピストン７２Ｂが第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動する。
【0157】
ピストン機構４７Ｂにて、ピストン７２Ｂが第２燃料供給経路４４Ｊ側から第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動すると、第２貯留部７４の容積が増大し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。このとき、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料は、加圧され、逆止弁８３が開放されて戻される。そのため、その後、第１供給ポンプ４１が作動したとき、針弁１６０は、第１燃料および第２燃料を噴射することができる。
【0158】
第１６実施形態の燃料噴射装置１７Ｑは、ピストン７２Ｂにおける第１燃料供給経路４３Ｊ側の第１受圧面７２ａの面積を小さくすることにより、燃料噴射が行われていない期間に、第２燃料が自ら第２貯留部７４に流入することができるため、第１４実施形態で適用した残圧調整弁１８０が不要となる。そのため、燃料供給装置３１Ｎの簡素化が図れる。
【0159】
［ピストン機構の変形例］
図２５は、ピストン機構の変形例を表す概略図である。
図２５は、ピストン機構の変形例を表す概略図である。
【0160】
図２５に示すように、ピストン機構４７Ｃは、第１燃料供給経路４３と第２燃料供給経路４４（図５参照）との間に設けられる。ピストン機構４７Ｃは、円筒形状をなすシリンダ７１Ｃと、円柱形状をなすピストン７２Ｃとを有する。シリンダ７１Ｃは、第１燃料供給経路４３側（図２５の上方側）に内側（図２５の下方側）に延出するロッド部１０６を有する。ピストン７２Ｃは、本体部１０７を有し、第１燃料供給経路４３側（図２５の上方側）に孔部１０７ａが形成される。ピストン７２Ｃは、シリンダ７１Ｃの内部に配置され、軸方向に沿って移動自在に支持される。ピストン７２Ｃは、本体部１０７がシリンダ７１Ｃに支持され、孔部１０７ａにシリンダ７１Ｃのロッド部１０６が軸方向に移動自在に嵌合する。そして、ピストン機構４７Ｃは、シリンダ７１Ｃのロッド部１０６とピストン７２Ｃの孔部１０７ａとの間に摺動部１０８が形成される。そして、ドレン経路１０９の一端部が摺動部１０８に連通する。摺動部１０８は、第１貯留部７３が連通することから、第１燃料が漏れる。ドレン経路１０９は、摺動部１０８で漏れた第１燃料を外部に排出して回収する。
【0161】
ピストン７２Ｃは、本体部１０７の第１燃料供給経路４３側に第１受圧面７２ａが形成され、第２燃料供給経路４４側に第２受圧面７２ｂが形成される。ピストン７２Ｃは、第１受圧面７２ａに第１燃料供給経路４３の第１供給圧力が作用し、第２受圧面７２ｂに第２燃料供給経路４４の第２供給圧力が作用する。ピストン機構４７Ｃは、第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧によりピストン７２Ｃが往復移動する。ピストン７２Ｃは、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。ピストン機構４７Ｃは、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３に連通する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４に連通する第２貯留部７４が設けられる。ピストン機構４７Ｃは、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとの面積差により、第１貯留部７３を介して第１燃料供給経路４３に作用する第１供給圧力が、第２貯留部７４を介して第２燃料供給経路４４に作用する第２供給圧力より高くなる。
【0162】
ピストン機構４７Ｃにおけるその他の構成並びに作用は、第３実施形態のピストン機構４７Ｂと同様であることから説明は省略する。
【0163】
［第１７実施形態］
図２６は、第１７実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２６は、第１７実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0164】
図２６に示すように、燃料噴射装置１７Ｒは、燃料供給装置３１と、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１は、第１供給ポンプ４１と、第２供給ポンプ４２とを有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｒは、ピストン機構４７Ｂを備える。
【0165】
第１燃料供給経路４３Ｊは、第１供給ポンプ４１の接続部とピストン機構４７Ｂの接続部との間に逆止弁８１が設けられ、第１供給ポンプ４１の接続部より上流側に逆止弁８７が設けられる。また、第１燃料供給経路４３Ｊは、逆止弁８１，８７および第１供給ポンプ４１を迂回する返送経路８２が設けられ、返送経路８２は、カット弁８８と等圧弁８９とが設けられる。カット弁８８は、逆止弁８１の作動に連携するカット機能を有し、逆止弁８１の閉止時に開放され、逆止弁８１の開放時に閉止される。等圧弁８９は、カット弁８８より上流側に配置され、第１燃料供給経路４３Ｊの上流側の圧力と下流側の圧力が等圧するように開閉する。
【0166】
第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊは、ピストン機構４７Ｂより下流側で合流してから針弁１６０に接続される。ピストン機構４７Ｂは、第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊとの間に設けられる。ピストン機構４７Ｂは、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３Ｊに連通して第１燃料を貯留する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４Ｊに連通して第２燃料を貯留する第２貯留部７４が設けられる。ピストン機構４７Ｂは、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとの面積差により、第１貯留部７３を介して第１燃料供給経路４３Ｊに作用する第１供給圧力が、第２貯留部７４を介して第２燃料供給経路４４Ｊに作用する第２供給圧力より高くなる。
【0167】
なお、燃料噴射装置１７Ｒの作動は、第１１実施形態の燃料噴射装置１７Ｋとほぼ同様であり、説明は省略する。但し、第１７実施形態の燃料噴射装置１７Ｒは、逆止弁８１の作動に連携するカット機能を有するカット弁８８を返送経路８２に設けていることから、ピストン機構４７Ｂに対する第１燃料の供給と返送を適切に行うことができる。
【0168】
［第１８実施形態］
図２７は、第１８実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図２８は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第１６実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２７は、第１８実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図、図２８は、燃料噴射装置の作動を表すタイムチャートである。なお、上述した第１６実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0169】
図２７に示すように、燃料噴射装置１７Ｓは、燃料供給装置３１Ｑと、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１Ｑは、第１供給ポンプ４１を有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｓは、ピストン機構４７Ｓを備える。
【0170】
第１供給ポンプ４１は、第１実施形態と同様である。第１燃料供給経路４３Ｊは、第１供給ポンプ４１の接続部とピストン機構４７Ｓの接続部との間に逆止弁８１が設けられ、第１供給ポンプ４１の接続部より上流側に逆止弁８７が設けられる。また、第１燃料供給経路４３Ｊは、逆止弁８１，８７および第１供給ポンプ４１を迂回する返送経路８２が設けられ、返送経路８２は、カット弁８８と調圧弁２１１とが設けられる。そして、返送経路８２は、カット弁８８と調圧弁２１１との間に他気筒の第１燃料供給経路２０１，２０２が接続される。カット弁８８は、逆止弁８１の作動に連携するカット機能を有し、逆止弁８１の閉止時に開放され、逆止弁８１の開放時に閉止される。調圧弁２１１は、全ての気筒における返送経路８２の圧力が第２燃料供給経路４４Ｊの第２燃料の圧力と同圧、または、第２燃料の圧力より高い圧力になるように調圧する。
【0171】
ピストン機構４７Ｓは、シリンダ７１Ｓと、ピストン７２Ｓとを有する。ピストン７２Ｓは、ロッド付きピストンであって、細径のロッド部１０１と、本体部１０２とを有する。ピストン機構４７Ｓは、ロッド部１０１と本体部１０２との間に膨出部１０２ａが設けられる。一方、シリンダ７１Ｓは、上端部に内径が縮小されてシート部１０２ｂが設けられる。ピストン機構４７Ｓは、ピストン７２Ｓがシリンダ７１Ｓの内部を上方に移動したとき、膨出部１０２ａがシート部１０２ｂに当接することで、第１燃料供給経路４３Ｊと第１貯留部７３との連通が遮断される。
【0172】
シリンダ７１Ｓは、ピストン７２Ｓの移動方向の一端部が第１燃料供給経路４３Ｊに連通し、ピストン７２Ｓの移動方向の他端部が第２燃料供給経路４４Ｊに連通する。ピストン７２Ｓは、本体部１０２の第１燃料供給経路４３Ｊ側に第１受圧面７２ａが形成され、第２燃料供給経路４４Ｊ側に第２受圧面７２ｂが形成される。ピストン７２Ｓは、第１受圧面７２ａに第１燃料供給経路４３Ｊの第１供給圧力が作用し、第２受圧面７２ｂに第２燃料供給経路４４Ｊの第２供給圧力が作用する。ピストン機構４７Ｓは、第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧によりピストン７２Ｓが往復移動する。
【0173】
ピストン７２Ｓは、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。ピストン機構４７Ｓは、第１受圧面７２ａ側に第１燃料供給経路４３Ｊに連通する第１貯留部７３が設けられ、第２受圧面７２ｂ側に第２燃料供給経路４４Ｊに連通する第２貯留部７４が設けられる。ピストン機構４７Ｓは、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとの面積差により、第１貯留部７３を介して第１燃料供給経路４３Ｊに作用する第１供給圧力が、第２貯留部７４を介して第２燃料供給経路４４Ｊに作用する第２供給圧力より高くなる。
【0174】
シール経路９７は、第１燃料供給経路４３Ｊと針弁１６０を連通する。シール経路９７は、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料を弁体１６０ａの摺動シール部１６０ｆに供給する。シール経路９７は、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料の第１供給圧力が作用する。また、シール経路９７は、逆止弁２１２と、蓄圧容器２１３とが設けられる。逆止弁２１２は、針弁１６０から第１燃料供給経路４３Ｊ側への第１燃料の逆流を阻止する。蓄圧容器２１３は、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料の圧力が高くなり、逆止弁２１２が開放されたときに第１燃料が貯留され、第１燃料を蓄圧する。
【0175】
図２７および図２８に示すように、クランク角ａ４１にて、第１供給ポンプ４１が作動すると、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料の第１供給圧力が上昇し、第１供給圧力がピストン７２Ｓに作用し、ピストン７２Ｓを下降してリフト量（図２８の上部実線）が減少する。すると、ピストン７２Ｓの膨出部１０２ａがシート部１０２ｂから離間して第１燃料供給経路４３Ｊが第１貯留部７３に連通する。第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料が第１貯留部７３に供給されて圧力Ｐ１（図２８の中部実線）が上昇（図２８の実線）し、ピストン７２Ｓがさらに下降し、第２貯留部７４の第２燃料が加圧されて圧力Ｐ２（図２８の上部点線）が上昇する。このとき、圧力が高くなった第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料が、シール経路９７から逆止弁２１２を開放して蓄圧容器２１３に蓄圧され、圧力Ｐ３（図２８の二点鎖線）が上昇する。
【0176】
クランク角ａ４２からクランク角ａ４３にかけて、針弁１６０のリフト量（図２８の下部実線）が増加し、第２貯留部７４の第２燃料の第２供給圧力Ｐ２が針弁１６０の噴射圧を超えると開放され、第２燃料が針弁１６０の噴孔１６０ｅから噴出される。その後、第１供給ポンプ４１が停止すると、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２が低下し、クランク角ａ４４からクランク角ａ４５にかけて、針弁が閉止して噴射が終了する。その後、クランク角ａ４５からクランク角ａ４６にかけて、ピストン機構４７Ｓにおける第２受圧面７２ｂと第１受圧面７２ａとの面積差により第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料が増圧され、逆止弁８１が閉止してカット弁８８が開放され、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料は、調圧弁２１１を通して戻され、ピストン７２Ｓが第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動する。なお、蓄圧容器２１３で蓄圧された第１燃料の圧力Ｐ３は、第２燃料の圧力よりも常に高い圧力に保持されており、針弁１６０の摺動シール部１６０ｆに供給されることで、弁体１６０ａの摺動部の潤滑性を保ちつつ、第２燃料がドレンに流出することを防いでいる。
【0177】
ピストン機構４７Ｓにて、ピストン７２Ｓが第２燃料供給経路４４Ｊ側から第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動すると、第２貯留部７４の容積が増大し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。クランク角ａ４６にて、ピストン７２Ｓが第１燃料供給経路４３Ｊ側に到達すると、ピストン７２Ｓの膨出部１０２ａがシート部１０２ｂに当接し、第１燃料供給経路４３Ｊと第１貯留部７３との連通が遮断される。すると、第１燃料供給経路４３Ｊの第１燃料の第１燃料圧力Ｐ４（図２８の一点鎖線）に対して、第１貯留部７３の第１燃料の第１燃料圧力Ｐ１（図２８の中部実線）と第２貯留部７４の第２燃料の第２圧力Ｐ２（図２８の中部点線）が若干高く維持される。
【0178】
第１８実施形態の燃料噴射装置１７Ｓは、ピストン７２Ｂにおける第１燃料供給経路４３Ｊ側の第１受圧面７２ａの面積を小さくすることにより、燃料噴射が行われていない期間に、第２燃料が自ら第２貯留部７４に流入することができるため、燃料供給装置３１Ｑの簡素化が図れる。
【0179】
［第１９実施形態］
図２９は、第１９実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１８実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２９は、第１９実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１８実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0180】
図２９に示すように、燃料噴射装置１７Ｔは、燃料供給装置３１Ｑと、燃料供給経路３２Ｊと、燃料噴射弁３３Ｊとを備える。燃料供給装置３１Ｑは、第１供給ポンプ４１を有する。燃料供給経路３２Ｊは、第１燃料供給経路４３Ｊと、第２燃料供給経路４４Ｊとを有する。燃料噴射弁３３Ｊは、一つの針弁１６０を有する。また、燃料噴射装置１７Ｑは、ピストン機構４７Ｓを備える。
【0181】
第１供給ポンプ４１は、第１実施形態と同様である。第１燃料供給経路４３Ｊは、第１供給ポンプ４１の接続部とピストン機構４７Ｓの接続部との間に逆止弁８１が設けられ、第１供給ポンプ４１の接続部より上流側に逆止弁８７が設けられる。また、第１燃料供給経路４３Ｊは、逆止弁８１，８７および第１供給ポンプ４１を迂回する返送経路８２が設けられ、返送経路８２は、カット弁８８と調圧弁２１１とが設けられる。そして、返送経路８２は、カット弁８８と調圧弁２１１との間に他気筒の第１燃料供給経路２０１，２０２が連結される。また、返送経路８２は、加圧経路２１４を介してブーストポンプ２１５が連結される。ブーストポンプ２１５は、モータにより駆動することで、第１燃料を加圧経路２１４から返送経路８２に供給することができる。
【0182】
第２燃料供給経路４４Ｊは、第２燃料供給源６０とピストン機構４７Ｓとの接続部との間に逆止弁８５が設けられる。また、第２燃料供給経路４４Ｊは、第２燃料供給源６０と逆止弁８５との間に切替弁２１６を介して窒素供給源２１７が接続される。切替弁２１６は、第２燃料供給経路４４Ｊに対して、第２燃料供給源６０からの第２燃料の供給と、窒素供給源２１７からの窒素（Ｎ２）の供給を切り替えるものである。この場合、窒素供給源２１７の窒素の圧力は、第２燃料供給源６０の第２燃料の圧力より低い圧力である。
【0183】
さらに、第２燃料供給経路４４Ｊは、ピストン機構４７Ｓと逆止弁８５との間にドレン通路２１８を介してドレン弁２１９が接続される。第２燃料供給経路４４Ｊにおける逆止弁８５より上流側の圧力がドレン弁２１９を閉止する方向に作用する受圧面積は、逆止弁８５より下流のドレン通路２１８からドレン弁２１９を開放する方向に作用する受圧面積よりも十分大きい。そのため、ドレン弁２１９は、針弁１６０が第２燃料を噴射中の高い圧力が開放方向にかかっても開くことがない。また、ドレン弁２１９は、第２燃料供給経路４４Ｊに窒素が供給されたとき、第２燃料供給経路４４Ｊの圧力が低下して開放される。
【0184】
ブーストポンプ２１５が駆動すると、第１燃料が加圧経路２１４および返送経路８２に供給され、調圧弁２１１により調整された圧力（例えば、８ＭＰａ）の第１燃料が第１燃料供給経路４３Ｊに供給される。ここで、所定圧力（例えば、８ＭＰａ）の第２燃料が第２燃料供給経路４４Ｊに供給されると、ドレン弁２１９が閉止する。すると、ピストン機構４７Ｓにおける第２受圧面７２ｂと第１受圧面７２ａとの面積差によりピストン７２Ｓが第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動し、第２貯留部７４に所定量の第２燃料が貯留される。なお、ブーストポンプ２１５の代わりに、第１供給ポンプ４１を作動してもよい。
【0185】
また、ブーストポンプ２１５や第１供給ポンプ４１が作動していない状態で、ピストン機構４７Ｓにおけるピストン７２Ｓの第１受圧面７２ａに第１燃料の高圧が作用していない。ここで、切替弁２１６を作動し、窒素供給源２１７の窒素を第２燃料供給経路４４Ｊに供給する。窒素供給源２１７の窒素は、第２燃料供給経路４４Ｊの第２燃料の圧力より低い。そのため、ドレン弁２１９が開放され、第２貯留部７４の第２燃料がドレン弁２１９から外部に排出されて掃除される。このとき、第１燃料供給経路４３Ｊにおける第１燃料の圧力がまだ高いことから、ピストン７２Ｓが第２燃料供給経路４４Ｊ側の死点まで移動し、第２貯留部７４に残った第２燃料が押し出される。第１貯留部７３の圧力が第２貯留部７４の圧力より高いことから、ピストン７２Ｓの摺動部を通って第２貯留部７４に漏れた第１燃料も第２燃料ともに外部に排出される。その後、第２貯留部７４の第２燃料が排出されると、調圧弁２１１を開放し、切替弁２１６からの窒素の供給を停止する。
【0186】
第１９実施形態の燃料噴射装置１７Ｔは、第２燃料供給経路４４Ｊに切替弁２１６を介して窒素供給源２１７を接続すると共に、ドレン通路２１８を介してドレン弁２１９を接続する。そのため、第２貯留部７４に貯留された第２燃料を外部に排出することができ、第２貯留部７４の掃徐を容易に行うことができる。
【0187】
［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係る燃料噴射装置は、所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路４３，４３Ｊと、第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路４４，４４Ｊと、第１燃料供給経路４３，４３Ｊおよび第２燃料供給経路４４，４４Ｊが接続される燃料噴射弁３３，３３Ｇ，３３Ｊと、第１燃料供給経路４３，４３Ｊと第２燃料供給経路４４，４４Ｊとの間に設けられて第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓを有するピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓとを備える。
第１の態様に係る燃料噴射装置は、所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路４３，４３Ｊと、第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路４４，４４Ｊと、第１燃料供給経路４３，４３Ｊおよび第２燃料供給経路４４，４４Ｊが接続される燃料噴射弁３３，３３Ｇ，３３Ｊと、第１燃料供給経路４３，４３Ｊと第２燃料供給経路４４，４４Ｊとの間に設けられて第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧により移動するピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓを有するピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓとを備える。
【0188】
第１の態様に係る燃料噴射装置によれば、第１燃料の第１供給圧力と第２燃料の第２供給圧力との差圧によりピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓが移動することで、第２燃料の貯留行程と、燃料噴射弁３３，３３Ｇ，３３Ｊによる第１燃料と第２燃料の噴射行程を交互に行うことができる。すなわち、第１燃料と第２燃料は、途中で混在することがなく、加圧されてピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓに供給される。その結果、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで、高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図ることができる。
【0189】
第２の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓは、第１燃料供給経路４３，４３Ｊに連通して第１燃料を貯留する第１貯留部７３と、第２燃料供給経路４４，４４Ｊに連通して第２燃料を貯留する第２貯留部７４とを有する。これにより、ピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓが第２燃料供給経路４４，４４Ｊ側から第１燃料供給経路４３，４３Ｊ側に移動するとき、第２貯留部７４の容積が拡大し、次の行程で噴射する所定量の第２燃料を貯留することができる。
【0190】
第３の態様に係る燃料噴射装置は、第２態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、燃料噴射弁３３，３３Ｇ，３３Ｊは、針弁４５，４６，１４２を有し、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ４７Ｓは、第２供給圧力が第１供給圧力より高いときに、所定量の第２燃料を第２貯留部７４に貯留可能であり、第１供給圧力が第２供給圧力より高いときに、第１燃料を第１燃料供給経路４３，４３Ｊから針弁４５，１４２に供給可能であると共に、第２貯留部７４の第２燃料を針弁４６に供給可能である。これにより、第２燃料の貯留行程と、燃料噴射弁３３，３３Ｇ，３３Ｊによる第１燃料と第２燃料の噴射行程を第１供給圧力と第２供給圧力との差圧に応じて行うことで、第１燃料と第２燃料は、途中で混在することがなく、第１燃料と第２燃料を適切な時期に噴射させることができる。
【0191】
第４の態様に係る燃料噴射装置は、第３の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料を加圧して第１燃料供給経路４３，４３Ｊに供給する第１供給ポンプ４１と、第２燃料を加圧して第２燃料供給経路４４，４４Ｊに供給する第２供給ポンプ４２とを有し、第２供給ポンプ４２の作動時に第２燃料を第２貯留部７４に貯留し、第１供給ポンプ４１の作動時に第１燃料を第１燃料供給経路４３，４３Ｊから針弁４５，１４２に供給すると共に、第２貯留部７４の第２燃料を針弁４６に供給する。これにより、第１供給ポンプ４１と第２供給ポンプ４２を交互に作動させることで、第２燃料を貯留行程と、第１燃料および第２燃料の噴射行程を行うことができ、第１供給ポンプ４１および第２供給ポンプ４２の制御の簡素化を図ることができる。
【0192】
第５の態様に係る燃料噴射装置は、第４の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料の第１供給ポンプ４１側への逆流を阻止する逆止弁８１が第１燃料供給経路４３，４３Ｊに設けられると共に、第２供給圧力が第１供給圧力より高いときに、第１燃料が逆止弁８１を迂回して第１供給ポンプ４１側に返送される返送経路８２が設けられる。これにより、ピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓが第２燃料供給経路４４，４４Ｊ側から第１燃料供給経路４３，４３Ｊ側に移動して第２貯留部７４に第２燃料が貯留されるとき、第１貯留部７３に貯留されている第１燃料が返送経路８２により返送されることとなり、ピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓを円滑に作動させることができる。
【0193】
第６の態様に係る燃料噴射装置は、第４の態様または第５の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、第１供給圧力が第２供給圧力より高いときに、第２貯留部７４に貯留された第２燃料の第２供給ポンプ４２側への逆流を阻止する逆止弁８４，８５，８６が第２燃料供給経路４４，４４Ｊに設けられる。これにより、第２供給圧力により第２貯留部７４に貯留された第２燃料を第２供給ポンプ４２側へ逆流させずに、第２針弁４６に適切に供給することができる。
【0194】
第７の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第６の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、ピストン機構４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓは、第１燃料供給経路４３と第２燃料供給経路４４との間に設けられるシリンダ７１，７１Ｃ，７１Ｓと、シリンダ７１，７１Ｃ，７１Ｓに移動自在に支持されるピストン７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓとを有し、シリンダ７１，７１Ｃ，７１Ｓまたはピストン７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓは、ロッド部１０１，１０６を有し、ピストン７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓは、ロッド部１０１，１０６が位置する一端部に第１供給圧力が作用する第１受圧面７２ａが形成され、他端部に第２供給圧力が作用する第２受圧面７２ｂが形成され、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。これにより、第１燃料供給経路４３の第１燃料の圧力が第２燃料供給経路４４の第２燃料の圧力より高くなることから、第２燃料供給経路４４の第２燃料が第１燃料供給経路４３側に流れて第１燃料に混入することがなく、回収された第１燃料は、第２燃料を含まず、処理を容易とすることができる。
【0195】
第８の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、燃料噴射弁３３は、第１燃料供給経路４３が接続される第１針弁４５と、第２燃料供給経路４４が接続される第２針弁４６とを有する。これにより、第１燃料と第２燃料を異なる時期に噴射することができると共に、第１燃料と第２燃料を同時期に噴射することができる。
【0196】
第９の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第８の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、ピストン７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓは、移動方向の一端部に第１供給圧力が作用する第１受圧面７２ａが形成され、移動方向の他端部に第２供給圧力が作用する第２受圧面７２ｂが形成され、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さく、第１供給圧力を第２針弁４６の摺動シール部４６ｆに作用させるシール経路９７が設けられる。これにより、第２針弁４６の摺動シール部４６ｆからの第２燃料の漏れを抑制することができ、第２燃料の回収作業を不要とすることができる。
【0197】
第１０の態様に係る燃料噴射装置は、第８の態様または第９の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓと第１針弁４５との間の第１燃料供給経路４３に第１燃料の供給を制限する第１フローリミッタ１１０，１３０が設けられる。これにより、第２燃料の噴射期間の初期だけ第１燃料を噴射することとなり、着火性の良い第１燃料が着火した火炎を火種として着火性の悪い第２燃料を着火させることができ、第２燃料の着火性を確保することができると共に、第１燃料の噴射量を減少させることができる。
【0198】
第１１の態様に係る燃料噴射装置は、第１０の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、ピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃが第２燃料供給経路４４側に移動する移動終期に、第１燃料供給経路４３における第１フローリミッタ１１０，１３０の下流側と上流側とを連通する連通経路１２０が設けられる。これにより、第２燃料の噴射期間の初期と終期だけ第１燃料を噴射することとなり、着火性の良い第１燃料が着火した火炎を火種として着火性の悪い第２燃料を着火させることができると共に、着火性の悪い第２燃料を完全燃焼させることができる。
【0199】
第１２の態様に係る燃料噴射装置は、第１０の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、第１フローリミッタ１３０の作動時期を調整する可変絞り弁（第１フローリミッタ調整弁）１３６が設けられる。これにより、可変絞り弁１３６が第１燃料の初期噴射の噴射終了時期を調整することで、着火性の悪い第２燃料の燃焼性を向上することができる。
【0200】
第１３の態様に係る燃料噴射装置は、第１０の態様から第１２の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、ピストン７２Ｂは、移動方向の一端部に第１供給圧力が作用する第１受圧面７２ａが形成され、第１受圧面７２ａは、ピストン７２Ｂの径方向に対して傾斜する傾斜面をなすと共に、ピストン７２Ｂを回動する駆動部１４０が設けられる。これにより、傾斜する第１受圧面７２ａを回動することで、第１燃料の終期噴射の噴射開始時期を調整することができ、着火性の悪い第２燃料の燃焼性を向上することができる。
【0201】
第１４の態様に係る燃料噴射装置は、第１０の態様から第１３の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料供給経路４３からピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓを迂回して第１燃料を供給する第３燃料供給経路１４１が設けられ、燃料噴射弁３３Ｇは、第３燃料供給経路１４１が接続される第３針弁１４２を有し、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓに供給される第１燃料の供給量と第３燃料供給経路１４１に供給される第１燃料の供給量とを調整する分配弁１４３が設けられる。これにより、分配弁１４３がピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓに第１燃料を供給せずに、第３燃料供給経路１４１に全ての第１燃料を供給することで、第２燃料を噴射せずに第１燃料だけを噴射することができる。また、分配弁１４３による分配量を徐々に変更することで、第１燃料だけを噴射する噴射形態と、第１燃料および第２燃料を噴射する噴射形態との間の移行を円滑に行うことができる。
【0202】
第１５の態様に係る燃料噴射装置は、第１０の態様から第１４の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料供給経路４３からピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓを迂回して第１燃料を供給する第３燃料供給経路１４１が設けられ、燃料噴射弁３３Ｇは、第３燃料供給経路１４１が接続される第３針弁１４２を有し、第３燃料供給経路１４１に第１燃料の供給を制限する第２フローリミッタ１５０が設けられると共に、第２フローリミッタ１５０の作動時期を調整する可変絞り弁（第２フローリミッタ調整弁）１５６が設けられる。これにより、第２フローリミッタ１５０の作動時期を徐々に変更することで、第１燃料だけを噴射する噴射形態と、第１燃料および第２燃料を噴射する噴射形態との間の移行を円滑に行うことができる。
【0203】
第１６の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊは、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓより下流側で合流してから針弁１６０に接続され、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓは、ピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃが第２燃料供給経路４４Ｊ側に移動する移動終期に、第１燃料供給経路４３Ｊが針弁１６０に連通され、第１燃料供給経路４３Ｊは、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓと針弁１６０との間に第１燃料の逆流を防止する逆止弁１６１が設けられる。これにより、一つの針弁１６０を用いて第１燃料と第２燃料を異なる時期に噴射することができると共に、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することができる。
【0204】
第１７の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料供給経路４３Ｊと第２燃料供給経路４４Ｊは、ピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓより下流側で合流してから針弁１６０に接続され、ピストン７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓは、移動方向の一端部に第１供給圧力が作用する第１受圧面７２ａが形成され、移動方向の他端部に第２供給圧力が作用する第２受圧面７２ｂが形成され、第１受圧面７２ａの面積が第２受圧面７２ｂの面積より小さい。これにより、針弁１６０からピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆへの第１燃料および第２燃料の逆流を抑制することができる。
【0205】
第１８の態様に係る燃料噴射装置は、第１６の態様または第１７の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料供給経路４３Ｊにピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓを迂回する迂回経路１７０が設けられ、迂回経路１７０に第１燃料の供給量を調整する絞り弁（流量調整弁）１７１が設けられる。これにより、針弁１６０は、着火性の悪い第２燃料を噴射しているときに、着火性の良い第１燃料を少量噴射することで、着火性の悪い第２燃料の燃焼性を向上することができる。
【0206】
第１９の態様に係る燃料噴射装置は、第１６の態様から第１８の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料供給経路４３Ｊにピストン機構４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓを迂回する迂回経路１７０が設けられ、迂回経路１７０に第１フローリミッタ１１０が設けられる。これにより、針弁１６０は、着火性の悪い第２燃料を噴射しているときに、着火性の良い第１燃料を少量噴射することで、着火性の悪い第２燃料の燃焼性を向上することができる。
【0207】
第２０の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料を加圧して第１燃料供給経路４３，４３Ｊに供給する第１供給ポンプ４１を有し、第１燃料供給経路４３，４３Ｊは、第１燃料の第１供給ポンプ４１側への逆流を阻止する逆止弁８１が設けられると共に、逆止弁８１より下流側の第１燃料を排出して第１供給圧力を低下させる残圧調整弁１８０が設けられる。これにより、第１供給ポンプ４１と残圧調整弁１８０とを作動させることで、第２燃料の貯留行程と、第１燃料および第２燃料の噴射行程を行うことができ、第２燃料を加圧する第２供給ポンプをなくすことで、装置の簡素化を図ることができる。
【0208】
第２１の態様に係る燃料噴射装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置であって、さらに、第１燃料を加圧して第１燃料供給経路４３，４３Ｊに供給する第１供給ポンプ４１を有し、第１燃料供給経路４３，４３Ｊは、第１燃料の第１供給ポンプ４１側への逆流を阻止する逆止弁（第１逆止弁）８１が設けられ、第２燃料供給経路４４，４４Ｊは、第２燃料の第２燃料供給源６０側への逆流を阻止する逆止弁（第２逆止弁）８５が設けられ、第２逆止弁８５の開放圧が逆止弁８１の開放圧より低く設定される。これにより、第１供給ポンプ４１を作動させることで、第２燃料の貯留行程と、第１燃料および第２燃料の噴射行程を行うことができ、第２燃料を加圧する第２供給ポンプをなくすことで、装置の簡素化を図ることができる。
【0209】
第２２の態様に係る燃料噴射装置は、第２１の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、ピストン機構４７Ｓは、ピストン７２Ｓにおけるロッド部１０６の基端部に膨出部１０２ａが設けられ、シリンダ７１Ｓにおける第１燃料供給経路４３Ｊ側にシート部１０２ｂが設けられ、ピストン７２Ｓが第１燃料供給経路４３Ｊ側に移動して膨出部１０２ａがシート部１０２ｂに当接することで、第１燃料供給経路４３Ｊとの連通を遮断する。これにより、第１燃料供給経路４３Ｊと第１貯留部７３との連通および遮断を適切に行うことができる。
【0210】
第２３の態様に係る燃料噴射装置は、第２１の態様に係る燃料噴射装置であって、さらに、第２燃料供給経路４４Ｊは、逆止弁８５より上流側に第２燃料より低圧の窒素（掃徐用ガス）を供給する窒素供給源（ガス供給源）２１７が接続されると共に、逆止弁８５より上流側の圧力が閉止方向に作用する受圧面積が、逆止弁８５より下流の圧力が開放方向に作用する受圧面積よりも大きいドレン弁２１９が設けられる。これにより、第２貯留部７４に貯留された第２燃料を外部に排出することができ、第２貯留部７４の掃徐を容易に行うことができる。
【0211】
第２４の態様に係る往復動内燃機関は、燃焼室２５を有するディーゼルエンジン本体１１と、燃焼室２５に燃料を噴射する第１の態様から第２３の態様のいずれか一つに係る燃料噴射装置１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇ，１７Ｈ，１７Ｊ，１７Ｋ，１７Ｌ，１７Ｍ，１７Ｎ，１７Ｐ，１７Ｑ，１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔとを備える。これにより、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで、高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【0212】
１０ 舶用ディーゼルエンジン（往復動内燃機関）
１１ ディーゼルエンジン本体（内燃機関本体）
１２ シリンダライナ
１３ ピストン
１４ 掃気トランク
１５ 排気マニホールド
１６ 排気弁
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇ，１７Ｈ，１７Ｊ，１７Ｋ，１７Ｌ，１７Ｍ，１７Ｎ，１７Ｐ，１７Ｑ，１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔ 燃料噴射装置
３１，３１Ｎ，３１Ｑ 燃料供給装置
３２，３２Ｇ，３２Ｊ 燃料供給経路
３３，３３Ｇ，３３Ｊ 燃料噴射弁
４１ 第１供給ポンプ
４２ 第２供給ポンプ
４３，４３Ｊ 第１燃料供給経路
４４，４４Ｊ 第２燃料供給経路
４５ 第１針弁
４６ 第２針弁
４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓ ピストン機構
５０ 第１燃料供給源
５１ ピストン
５２ プランジャ
５３ 第１作動油供給経路
５４ 作動流体源
５５ 第１電磁弁
５６ 制御部
６０ 第２燃料供給源
６１ ピストン
６２ プランジャ
６３ 第２作動油供給経路
６５ 第２電磁弁
７１，７１Ａ，７１Ｃ，７１Ｓ シリンダ
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓ ピストン
７２ａ 第１受圧面
７２ｂ 第２受圧面
７３ 第１貯留部
７４ 第２貯留部
８１，８３，８４，８５，８６，８７ 逆止弁
８８ カット弁
８９ 等圧弁
８２ 返送経路
９５ 空間部
９６ ドレン経路
１０１，１０６ ロッド部
１０２，１０７ 本体部
１０３，１０８ 摺動部
１０４，１０９ ドレン経路
１１０，１３０ 第１フローリミッタ
１２０，１２１，１２２ 連通経路
１３６ 可変絞り弁（第１フローリミッタ調整弁）
１４１ 第３燃料供給経路
１４２ 第３針弁
１４３ 分配弁
１５０，１９０ 第２フローリミッタ
１５６ 可変絞り弁（第２フローリミッタ調整弁）
１６０ 針弁
１６１ 逆止弁
１７０ 迂回経路
１７１ 絞り弁（流量調整弁）
１８０ 残圧調整弁
１８１ 調圧経路
２１１ 調圧弁
２１２ 逆止弁
２１３ 蓄圧容器
２１４ 加圧経路
２１５ ブーストポンプ
２１６ 切替弁
２１７ 窒素供給源
２１８ ドレン通路
２１９ ドレン弁
１１ ディーゼルエンジン本体（内燃機関本体）
１２ シリンダライナ
１３ ピストン
１４ 掃気トランク
１５ 排気マニホールド
１６ 排気弁
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇ，１７Ｈ，１７Ｊ，１７Ｋ，１７Ｌ，１７Ｍ，１７Ｎ，１７Ｐ，１７Ｑ，１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔ 燃料噴射装置
３１，３１Ｎ，３１Ｑ 燃料供給装置
３２，３２Ｇ，３２Ｊ 燃料供給経路
３３，３３Ｇ，３３Ｊ 燃料噴射弁
４１ 第１供給ポンプ
４２ 第２供給ポンプ
４３，４３Ｊ 第１燃料供給経路
４４，４４Ｊ 第２燃料供給経路
４５ 第１針弁
４６ 第２針弁
４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｆ，４７Ｓ ピストン機構
５０ 第１燃料供給源
５１ ピストン
５２ プランジャ
５３ 第１作動油供給経路
５４ 作動流体源
５５ 第１電磁弁
５６ 制御部
６０ 第２燃料供給源
６１ ピストン
６２ プランジャ
６３ 第２作動油供給経路
６５ 第２電磁弁
７１，７１Ａ，７１Ｃ，７１Ｓ シリンダ
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｓ ピストン
７２ａ 第１受圧面
７２ｂ 第２受圧面
７３ 第１貯留部
７４ 第２貯留部
８１，８３，８４，８５，８６，８７ 逆止弁
８８ カット弁
８９ 等圧弁
８２ 返送経路
９５ 空間部
９６ ドレン経路
１０１，１０６ ロッド部
１０２，１０７ 本体部
１０３，１０８ 摺動部
１０４，１０９ ドレン経路
１１０，１３０ 第１フローリミッタ
１２０，１２１，１２２ 連通経路
１３６ 可変絞り弁（第１フローリミッタ調整弁）
１４１ 第３燃料供給経路
１４２ 第３針弁
１４３ 分配弁
１５０，１９０ 第２フローリミッタ
１５６ 可変絞り弁（第２フローリミッタ調整弁）
１６０ 針弁
１６１ 逆止弁
１７０ 迂回経路
１７１ 絞り弁（流量調整弁）
１８０ 残圧調整弁
１８１ 調圧経路
２１１ 調圧弁
２１２ 逆止弁
２１３ 蓄圧容器
２１４ 加圧経路
２１５ ブーストポンプ
２１６ 切替弁
２１７ 窒素供給源
２１８ ドレン通路
２１９ ドレン弁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】