JP2000064838A - Pilot ignition gas engine - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、産業用
あるいは民生用の定置型発電設備として利用されるパイ
ロット着火ガスエンジンに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a pilot ignition gas engine used as a stationary power generation facility for industrial or consumer use.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のパイロット着火ガスエン
ジンはディーゼル運転を行わないため、熱量比０．２〜
５％程度の少量噴射が可能な噴射系を備えている。この
噴射系は、エンジン起動時のクランキング回転数（１５
０〜２００ｒｐｍ程度）においては、燃料ポンプ吐出圧
力が十分に上昇せず、燃料噴射弁の開弁圧力以上となら
ず燃料噴射ができない。このため、エンジン起動を可能
とする別の機構が必要となる。2. Description of the Related Art Conventionally, since a pilot ignition gas engine of this type does not operate in diesel, a heat quantity ratio of 0.2 to
It is equipped with an injection system that can perform a small amount injection of about 5%. This injection system has a cranking speed (15
(About 0 to 200 rpm), the fuel pump discharge pressure does not rise sufficiently and becomes equal to or higher than the opening pressure of the fuel injection valve, and fuel injection cannot be performed. Therefore, another mechanism that enables the engine to be started is required.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
めのガスエンジンとしては、例えば、本出願人が提案し
た新規の予燃焼室方式ガスエンジン（特願平１０ー１３
２３７１号参照）がある。この予燃焼室方式ガスエンジ
ンは、図８に示すように、主燃焼室１がピストン２、シ
リンダライナ３、シリンダヘッド４で囲まれてなり、シ
リンダヘッド４の中央に点火プラグ付予燃焼室ユニット
１０が配設され、両サイドにパイロット燃料噴射弁付予
燃焼室ユニット３０が配設されている。そして、この点
火プラグ付予燃焼室ユニット１０は、シリンダヘッド４
に、予燃焼室噴口１１と予燃焼室本体１２とを組み込む
ことにより予燃焼室１３が形成されている。主燃焼室１
と予燃焼室１３とは、予燃焼室１３の下端部に設けられ
た複数の連絡孔１４により連通されている。また、予燃
焼室１３内には、点火プラグ１５が装着されており、こ
の点火プラグ１５が予燃焼室１３内の混合気の点火源と
なるものである。さらに、パイロット燃料噴射弁付予燃
焼室ユニット３０は、予燃焼室３１内に臨ませてパイロ
ット燃料噴射弁３２を備えており、パイロット燃料油の
噴射により予燃焼室３１内の混合気を点火させる。そし
て、主燃焼室１と予燃焼室３１とは、予燃焼室３１の下
端部に設けられた連絡孔３３により連通されている。な
お、符号１６は予燃焼室１３内へ直接燃料ガスを供給す
るための燃料噴射孔である。ところで、上記のように構
成された予燃焼室方式ガスエンジンにあっては、シリン
ダヘッド４の中央の予燃焼室１３に装着された点火プラ
グ１５によって、エンジンを起動させるようにしている
が、圧縮行程時に主燃焼室１から約１００ｍ／ｓで予燃
焼室１３に進入する希薄混合気が点火プラグ１５を直撃
するため、点火プラグ１５のギャップ間での飛火後に形
成された火炎核が吹き消され失火を生じる場合がある。
この問題を解決するためには、点火プラグ１５まわりの
混合気濃度を厳密に制御する必要がある。しかしなが
ら、主燃焼室１から予燃焼室１３に進入する希薄混合気
の影響による混合気濃度の不均一性は回避できないの
で、点火の難しさは依然として残る。図９は燃料ガス量
を制御する機構の一例である。この機構は、ガス圧力調
整弁４０、４１を備えた燃料ガス主管４２が、バランシ
ングバルブ４３を介して、各主燃焼室１に連通され、圧
力レギュレータ４５、４６、４７及び逆止弁４８、４９
を経たパイロットガス主管５０が、逆止弁５１を介し
て、予燃焼室１３に連通されるとともに、給気管４４に
より主燃焼室１内に空気が供給されかつこの給気管４４
の空気により上記各圧力レギュレータ４５、４６、４７
が制御されるものである。なお、符号５２はガス圧力調
整弁４１を制御するガバナである。上記のように構成さ
れた機構において、予燃焼室１３に直接供給する燃料ガ
ス量すなわちパイロットガス量が不適切であると、図１
０に示すように、エンジン回転が上昇中でも失火を生じ
てエンジンが停止することがある。図１０に示すエンジ
ン停止の例においては、５００ｒｐｍ近辺で予燃焼室内
に投入されたパイロットガス量が多い（図９の機構にお
けるパイロットガス主管５０の圧力と給気管４４の圧力
との差圧を示すΔＰが高い）ために、点火プラグ１５近
傍の混合気濃度が高くなって失火を生じエンジン停止し
たものである。As a gas engine for solving this problem, for example, a novel pre-combustion chamber type gas engine proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 10-13).
2371). In this pre-combustion chamber type gas engine, as shown in FIG. 8, a main combustion chamber 1 is surrounded by a piston 2, a cylinder liner 3 and a cylinder head 4, and a pre-combustion chamber unit with an ignition plug is provided at the center of the cylinder head 4. 10 are arranged, and a pre-combustion chamber unit 30 with a pilot fuel injection valve is arranged on both sides. The pre-combustion chamber unit 10 with the spark plug has the cylinder head 4
The pre-combustion chamber 13 is formed by assembling the pre-combustion chamber injection port 11 and the pre-combustion chamber main body 12. Main combustion chamber 1
The pre-combustion chamber 13 and the pre-combustion chamber 13 are communicated with each other through a plurality of communication holes 14 provided at the lower end of the pre-combustion chamber 13. A spark plug 15 is mounted in the pre-combustion chamber 13, and the spark plug 15 serves as an ignition source for the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 13. Furthermore, the pre-combustion chamber unit 30 with a pilot fuel injection valve is provided with a pilot fuel injection valve 32 facing the inside of the pre-combustion chamber 31, and the mixture in the pre-combustion chamber 31 is ignited by the injection of pilot fuel oil. . The main combustion chamber 1 and the pre-combustion chamber 31 are communicated with each other by a communication hole 33 provided at the lower end of the pre-combustion chamber 31. Reference numeral 16 is a fuel injection hole for directly supplying the fuel gas into the pre-combustion chamber 13. By the way, in the pre-combustion chamber type gas engine configured as described above, the engine is started by the ignition plug 15 mounted in the pre-combustion chamber 13 at the center of the cylinder head 4. During the stroke, the lean air-fuel mixture entering the pre-combustion chamber 13 from the main combustion chamber 1 at about 100 m / s hits the ignition plug 15 directly, so that the flame kernel formed after the flying in the gap of the ignition plug 15 is blown out. May cause misfire.
In order to solve this problem, it is necessary to strictly control the mixture concentration around the spark plug 15. However, the non-uniformity of the air-fuel mixture concentration due to the influence of the lean air-fuel mixture that enters the pre-combustion chamber 13 from the main combustion chamber 1 cannot be avoided, and thus the ignition difficulty remains. FIG. 9 shows an example of a mechanism for controlling the amount of fuel gas. In this mechanism, a fuel gas main pipe 42 equipped with gas pressure adjusting valves 40, 41 is connected to each main combustion chamber 1 via a balancing valve 43, and pressure regulators 45, 46, 47 and check valves 48, 49 are provided.
The pilot gas main pipe 50 passing through is communicated with the pre-combustion chamber 13 via the check valve 51, and air is supplied into the main combustion chamber 1 by the air supply pipe 44 and the air supply pipe 44
Each of the pressure regulators 45, 46, 47 by the air of
Is controlled. Reference numeral 52 is a governor for controlling the gas pressure adjusting valve 41. In the mechanism configured as described above, if the amount of fuel gas directly supplied to the pre-combustion chamber 13, that is, the amount of pilot gas is inappropriate,
As shown in 0, even if the engine speed increases, a misfire may occur and the engine may stop. In the example of the engine stop shown in FIG. 10, the amount of pilot gas injected into the pre-combustion chamber is large at around 500 rpm (the pressure difference between the pilot gas main pipe 50 and the intake pipe 44 in the mechanism of FIG. 9 is shown. Since ΔP is high), the concentration of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 15 becomes high, causing misfire and stopping the engine.
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、エンジン停止することな
く、円滑にエンジンを起動することができるとともに、
エンジンの運転を確実に継続することができる上に、燃
焼を促進させることができて、燃焼性を改善することが
でき、かつ熱効率を向上させることができるパイロット
着火ガスエンジンを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances. The object of the present invention is to smoothly start the engine without stopping the engine.
An object of the present invention is to provide a pilot ignition gas engine that can reliably continue the operation of the engine, promote combustion, improve combustibility, and improve thermal efficiency. .
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、ピ
ストンとシリンダとシリンダヘッドにより画定される主
燃焼室に燃料を供給して燃焼させることにより駆動出力
を得るガスエンジンであって、上記シリンダヘッドに、
上記主燃焼室内の混合気の着火源となる点火プラグと、
パイロット燃料噴射弁付予燃焼室とが設けられたもので
ある。本発明の請求項２は、点火プラグの火花点火によ
りエンジンを起動させるものである。本発明の請求項３
は、同一燃焼サイクルにおいて、点火プラグとパイロッ
ト噴射弁付予燃焼室を同時または若干ずらして機能さ
せ、これらを着火源として主燃焼室の混合気を燃焼させ
るものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas engine which obtains a driving output by supplying fuel to a main combustion chamber defined by a piston, a cylinder and a cylinder head to burn the fuel. On the cylinder head,
A spark plug serving as an ignition source of the air-fuel mixture in the main combustion chamber,
A pre-combustion chamber with a pilot fuel injection valve is provided. According to the second aspect of the present invention, the engine is started by spark ignition of the spark plug. Claim 3 of the present invention
In the same combustion cycle, the spark plug and the pre-combustion chamber with a pilot injection valve are caused to function at the same time or with a slight shift, and these are used as ignition sources to burn the air-fuel mixture in the main combustion chamber.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図１〜図７に基づいて本発
明の実施の形態を説明する。図１〜図２は本発明の実施
の一形態を示すもので、これらの図において、図８と図
９に示す構成と同様の構成の部分については、同符号を
付けて説明を簡略化する。図１において、シリンダヘッ
ド４の中央には、点火プラグ６０が、主燃焼室１に面し
て配置されており、かつ両サイドには、パイロット燃料
噴射弁３２を装着した予燃焼室３１がそれぞれ配置され
ている。また、燃料ガス量の制御は、図２に示すような
簡素化された機構により行われる。本実施形態において
は、図８と図９に示す本出願人が提案した新規の予燃焼
室方式ガスエンジンに比べて、シリンダヘッド４の中央
には予燃焼室１３がなく点火プラグ６０が配されている
こと、パイロットガス供給系統（圧力レギュレータ４
５、４６、４７、逆止弁４８、４９、５１、パイロット
ガス主管５０）が不要であることの特徴を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. In these figures, the same components as those shown in FIGS. 8 and 9 are designated by the same reference numerals to simplify the description. . In FIG. 1, an ignition plug 60 is arranged in the center of the cylinder head 4 so as to face the main combustion chamber 1, and a pre-combustion chamber 31 equipped with a pilot fuel injection valve 32 is provided on each side. It is arranged. Further, the control of the fuel gas amount is performed by a simplified mechanism as shown in FIG. In the present embodiment, compared to the new pre-combustion chamber type gas engine proposed by the applicant shown in FIGS. 8 and 9, the pre-combustion chamber 13 is not provided in the center of the cylinder head 4 and the ignition plug 60 is arranged. The pilot gas supply system (pressure regulator 4
5, 46, 47, check valves 48, 49, 51, pilot gas main pipe 50) are not required.
【０００７】図３は本実施形態のエンジンのガバニング
すなわち運転制御機構を示すものである。この図におい
て、着火源７０は、点火プラグ６０による火花点火装置
と、パイロット油を使用するパイロット燃料噴射弁付予
燃焼室ユニット３０を併用する。また、燃料ガス制御系
統８０は、エンジンスピードガバナ８１によって、アク
チュエータ８２を介してガス圧力調整弁８３を制御し、
燃料ガス量を調整することにより実施される。さらに、
給気圧制御系統９０は、給気系９１と排気系９２との間
に過給機９３が配されるとともに、この過給機９３と並
設して給気系９１に設けられた給気圧力調整弁９４を、
空燃比制御装置９５により、アクチュエータ９６を介し
て制御するようになっている。FIG. 3 shows the engine governing or operation control mechanism of this embodiment. In this figure, as the ignition source 70, a spark ignition device using a spark plug 60 and a pre-combustion chamber unit 30 with pilot fuel injection valve that uses pilot oil are used together. Further, the fuel gas control system 80 controls the gas pressure adjusting valve 83 via the actuator 82 by the engine speed governor 81,
It is implemented by adjusting the amount of fuel gas. further,
In the supply pressure control system 90, a supercharger 93 is arranged between an intake system 91 and an exhaust system 92, and the supply pressure provided in the supply system 91 in parallel with the supercharger 93. Adjusting valve 94
The air-fuel ratio control device 95 is controlled via the actuator 96.
【０００８】このエンジンの場合、点火プラグ６０を使
用してエンジンを起動させる。つまり、ディーゼル起動
はしないので、各パイロット燃料噴射弁付予燃焼室ユニ
ット３０を小さくできる。パイロット油量を全熱量比の
０．２〜５％程度とすると、予燃焼室３１の容積比は全
体の１〜３％程度に小さくすることができる。したがっ
て、パイロット燃料噴射弁付予燃焼室ユニット３０をシ
リンダヘッド４の両サイドに配置することが可能とな
る。In the case of this engine, the spark plug 60 is used to start the engine. That is, since diesel startup is not performed, each pilot fuel injection valve-equipped pre-combustion chamber unit 30 can be made smaller. When the pilot oil amount is about 0.2 to 5% of the total heat amount ratio, the volume ratio of the pre-combustion chamber 31 can be reduced to about 1 to 3% of the whole. Therefore, the pre-combustion chamber unit 30 with the pilot fuel injection valve can be arranged on both sides of the cylinder head 4.
【０００９】また、パイロット燃料噴射系はエンジン起
動時から動作させる。実際に噴射開始となるのは、パイ
ロット油量、すなわち燃料噴射ポンプのラックの設定値
にもよるが、例えば、全熱量比１％と設定すると、この
場合の噴射開始は、エンジン回転数が９００〜１０００
ｒｐｍとなってからである。ここで、パイロット油量を
全熱量比の０．２〜５％程度としているので、常時噴射
させてもガバニングに影響を与えない。したがって、複
雑なリンク機構を用いないで、所望の噴射量に応じて上
記燃料噴射ポンプのラックを調整し固定しても差し支え
ない。The pilot fuel injection system is operated from the time the engine is started. Although the actual injection start depends on the pilot oil amount, that is, the set value of the rack of the fuel injection pump, for example, if the total heat amount ratio is set to 1%, the injection start in this case is 900 rpm. ~ 1000
Only after it reached rpm. Here, since the pilot oil amount is set to about 0.2 to 5% of the total heat amount ratio, even if it is always injected, it does not affect governing. Therefore, the rack of the fuel injection pump may be adjusted and fixed according to a desired injection amount without using a complicated link mechanism.
【００１０】上記のように構成されたパイロット着火ガ
スエンジンにあっては、起動時には、点火プラグ６０に
よる火花点火を用いて、主燃焼室１内に供給された気体
燃料と空気との混合気に確実に着火するから、エンジン
が起動時に停止するようなことがなく円滑にエンジンが
起動される。この時、パイロット燃料噴射系は動作させ
ているが、所定の回転数に達していないため、着火せ
ず、着火源として機能していない。次いで、パイロット
油量（燃料噴射ポンプのラック）の設定値に応じた所定
のエンジン回転数に達すると、パイロット燃料噴射によ
る着火が開始される。すなわち、吸気行程において主燃
焼室１に燃料と空気の混合気を供給すると、圧縮行程に
おいてピストン２により主燃焼室１内の希薄混合気が圧
縮されて、連絡孔３３を介して予燃焼室３１に流入す
る。そこで、上死点直前の１０〜３０゜（クランク角
度）あたりで、パイロット燃料噴射弁３２から少量の燃
料油（パイロット油）を噴射する。そうすると、この噴
射した燃料油が着火燃焼し、これが点火源となって予燃
焼室３１内の混合気が着火燃焼する。そして、予燃焼室
３１にて燃焼した火炎が、主燃焼室１に伝播し、主燃焼
室１の混合気の着火源となって、主燃焼室１の混合気全
体が燃焼する。なお、パイロット燃料噴射による着火が
確実となり、これを点火源としての運転が可能となった
ら、火花放電を止めても差し支えない。火花放電を継続
させた場合には、多点点火による燃焼促進の効果を得る
ことができる。In the pilot ignition gas engine configured as described above, at the time of starting, the spark ignition by the spark plug 60 is used to use the mixture gas of the gaseous fuel and the air supplied into the main combustion chamber 1. Since the engine is reliably ignited, the engine does not stop at startup and the engine is started smoothly. At this time, the pilot fuel injection system is operated, but since it has not reached the predetermined rotation speed, it does not ignite and does not function as an ignition source. Next, when a predetermined engine speed according to the set value of the pilot oil amount (fuel injection pump rack) is reached, ignition by pilot fuel injection is started. That is, when the mixture of fuel and air is supplied to the main combustion chamber 1 in the intake stroke, the lean mixture in the main combustion chamber 1 is compressed by the piston 2 in the compression stroke, and the pre-combustion chamber 31 passes through the communication hole 33. Flow into. Therefore, a small amount of fuel oil (pilot oil) is injected from the pilot fuel injection valve 32 around 10 to 30 ° (crank angle) immediately before top dead center. Then, the injected fuel oil is ignited and burned, and this serves as an ignition source to ignite and burn the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 31. Then, the flame burned in the pre-combustion chamber 31 propagates to the main combustion chamber 1, becomes an ignition source of the air-fuel mixture in the main combustion chamber 1, and the entire air-fuel mixture in the main combustion chamber 1 burns. If ignition due to pilot fuel injection becomes reliable and operation can be performed using this as an ignition source, spark discharge may be stopped. When the spark discharge is continued, the effect of promoting combustion by multipoint ignition can be obtained.
【００１１】図４は本発明のパイロット着火ガスエンジ
ンにおいて、エンジン起動時の適正燃料ガス圧力を実験
により求めたものである。この図からも明らかなよう
に、予燃焼室方式のエンジン起動では、０．０５〜０．
１５ｋｇｆ／ｃｍ2に対して、本発明の方式では０．１
〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2と適正圧力レベルが高くかつ範
囲が広い。このことは、圧力制御装置の制御精度は上記
予燃焼室方式よりも厳密性を要求されず、簡単な装置と
して設計することが可能であることを示している。さら
に、主燃焼室１内の混合気濃度は、吸気圧縮行程におい
て生ずる燃焼室全体の流動攪拌作用によってほぼ均一な
状態となるので、点火プラグ６０による火付きが容易で
ある。FIG. 4 is a graph showing the proper fuel gas pressure when the engine is started in the pilot ignition gas engine of the present invention, which is experimentally obtained. As is clear from this figure, when the engine is started in the pre-combustion chamber method, the value of 0.05 to 0.
With respect to 15 kgf / cm 2 , in the method of the present invention, 0.1
The appropriate pressure level is as high as 0.3 kgf / cm 2 and the range is wide. This indicates that the control accuracy of the pressure control device is not required to be stricter than that of the pre-combustion chamber system, and can be designed as a simple device. Further, the air-fuel mixture concentration in the main combustion chamber 1 becomes substantially uniform due to the flow agitation action of the entire combustion chamber generated in the intake compression stroke, so that ignition by the ignition plug 60 is easy.
【００１２】図５はシリンダ径２６０ｍｍの単シリンダ
エンジンを供試してエンジンの起動性を検証した例を示
す。この図から、燃料ガス主管４２内のガス圧力が、エ
ンジン起動操作の瞬間に、急激に０．４８ｋｇｆ／ｃｍ
2［図５（ｂ）参照］に上昇してもエンジンが起動でき
ること、逆に燃料ガスの供給が遅れて０．０１ｋｇｆ／
ｃｍ2［図５（ａ）参照］と低くてもエンジン起動がで
きることが確認された。このように、燃料ガス圧力調整
の過渡状態において、図４に示す適正範囲を若干外れた
状態でも起動は可能であり、予燃焼室方式の起動に要求
されるような微妙な燃料ガス圧力調整は不要であること
が明らかになった。FIG. 5 shows an example in which a single cylinder engine having a cylinder diameter of 260 mm was tested and the startability of the engine was verified. From this figure, the gas pressure in the fuel gas main pipe 42 suddenly increased to 0.48 kgf / cm 2 at the moment of engine starting operation.
2 The engine can be started even if it rises to [Fig. 5 (b)], and conversely 0.01 kgf /
It was confirmed that the engine could be started even with a low cm 2 [see FIG. 5 (a)]. As described above, in the transient state of the fuel gas pressure adjustment, it is possible to start even if the appropriate range shown in FIG. 4 is slightly out of the proper range, and the delicate fuel gas pressure adjustment required for the start of the pre-combustion chamber system can be performed. It turned out to be unnecessary.
【００１３】さらに、波及効果として、負荷運転に入っ
ても点火プラグ６０による火花点火を継続させれば、多
点点火となって燃焼性の改善が図られる。その具体的な
例を図６に示す。この図６は運転負荷率２５％（ＢＭＥ
Ｐ３．７５ｋｇｆ／ｃｍ2）の低負荷において、火花点
火をさせた場合と停止させた場合のシリンダ出口排気温
度変化を示すものである。この図から火花点火をさせる
と排気温度が１５℃低下することがわかる。これは排気
弁の熱負荷を軽減させて弁の耐久性を高める効果をもた
らす。ここで、この排気温度が低下する理由を説明す
る。図７に示すように、クランク角毎の熱発生率を比較
すると、膨張行程、上死点後３０〜５０゜における熱発
生率が火花点火付加の場合は低い。つまり膨張による温
度降下に対して、発生熱が少ない分排気温度降下の割合
が大きく、その結果シリンダ出口排気温度が低くなった
ものである。Further, as a ripple effect, if the spark ignition by the spark plug 60 is continued even when the load operation is started, multipoint ignition is performed and the combustibility is improved. A concrete example thereof is shown in FIG. This Figure 6 shows the operating load factor of 25% (BME
It shows changes in the exhaust gas temperature at the cylinder outlet when spark ignition is performed and when it is stopped under a low load of P 3.75 kgf / cm 2 ). From this figure, it can be seen that the exhaust temperature drops by 15 ° C. when spark ignition is performed. This has the effect of reducing the heat load on the exhaust valve and increasing the durability of the valve. Here, the reason why the exhaust temperature is lowered will be described. As shown in FIG. 7, when the heat release rates for each crank angle are compared, the heat release rate in the expansion stroke and 30 to 50 ° after top dead center is low in the case where spark ignition is added. That is, the proportion of the exhaust gas temperature drop is large relative to the temperature drop due to expansion due to the small amount of heat generated, and as a result, the cylinder outlet exhaust gas temperature becomes low.
【００１４】[0014]
【発明の効果】本発明の請求項１にあっては、シリンダ
ヘッドに設けられた点火プラグとパイロット燃料噴射弁
付予燃焼室とを適宜使用することにより、起動時には点
火プラグによる主燃焼室内の着火を行い、所定回転数を
越えると、パイロット燃料噴射弁による着火を行う。こ
れにより、エンジン停止することなく、円滑にエンジン
を起動することができるとともに、エンジンの運転を確
実に継続することができる。本発明の請求項２にあって
は、請求項１のガスエンジンの起動時において、点火プ
ラグの火花点火により直接主燃焼室内の混合気に着火す
ることにより、円滑にエンジンを起動させることができ
る。本発明の請求項３にあっては、点火プラグとパイロ
ット燃料噴射弁付予燃焼室をともに主燃焼室の混合気の
着火源として使用することにより、多点点火による燃焼
促進を図ることができて、エンジンの燃焼性を改善する
ことができ、かつエンジン熱効率を向上させることがで
きる。According to the first aspect of the present invention, by properly using the spark plug provided in the cylinder head and the pre-combustion chamber with the pilot fuel injection valve, the main combustion chamber by the spark plug is activated at startup. Ignition is performed, and when the number of revolutions exceeds a predetermined number, ignition is performed by the pilot fuel injection valve. As a result, the engine can be smoothly started without stopping the engine and the operation of the engine can be reliably continued. According to the second aspect of the present invention, when the gas engine of the first aspect is started, the engine can be smoothly started by directly igniting the air-fuel mixture in the main combustion chamber by the spark ignition of the spark plug. . In the third aspect of the present invention, by using both the spark plug and the pre-combustion chamber with the pilot fuel injection valve as the ignition source of the air-fuel mixture in the main combustion chamber, it is possible to promote combustion by multipoint ignition. As a result, the combustibility of the engine can be improved, and the thermal efficiency of the engine can be improved.
【図１】 本発明の実施の一形態を示す燃焼室構造の断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustion chamber structure showing an embodiment of the present invention.
【図２】 燃料ガス供給系の制御系統図である。FIG. 2 is a control system diagram of a fuel gas supply system.
【図３】 運転制御系のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an operation control system.
【図４】 エンジン起動のための燃料ガス圧力条件を示
す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a fuel gas pressure condition for starting the engine.
【図５】 エンジン起動時を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing when the engine is started.
【図６】 負荷運転時のシリンダ出口排気温度を示す説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a cylinder outlet exhaust gas temperature during load operation.
【図７】 熱発生率を比較した説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram comparing heat generation rates.
【図８】 本出願人が提案した予燃焼室方式ガスエンジ
ンの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a pre-combustion chamber type gas engine proposed by the applicant.
【図９】 燃料ガス圧力制御系統図である。FIG. 9 is a fuel gas pressure control system diagram.
【図１０】 エンジン起動の例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of engine startup.
１ 主燃焼室 ２ ピストン
３ シリンダライナ ４ シリンダヘッ
ド
３０ パイロット燃料噴射弁付予燃焼室ユニット
３１ 予燃焼室 ３２ パイロット
燃料噴射弁
３３ 連絡孔 ６０ 点火プラグ1 Main Combustion Chamber 2 Piston 3 Cylinder Liner 4 Cylinder Head 30 Pre-combustion Chamber Unit with Pilot Fuel Injection Valve 31 Pre-combustion Chamber 32 Pilot Fuel Injection Valve 33 Communication Hole 60 Spark Plug
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 栄文 東京都大田区蒲田本町一丁目10番１号 株 式会社新潟鉄工所内 Ｆターム(参考） 3G023 AA01 AA18 AB03 AC05 AC07 AD12 AD21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Nishifumi 1-10-1 Kamatahonmachi, Ota-ku, Tokyo Inside the Niigata Iron Works F term (reference) 3G023 AA01 AA18 AB03 AC05 AC07 AD12 AD21
Claims (3)
より画定される主燃焼室に燃料を供給して燃焼させるこ
とにより駆動出力を得るガスエンジンであって、上記シ
リンダヘッドに、上記主燃焼室内の混合気の着火源とな
る点火プラグと、パイロット燃料噴射弁付予燃焼室とが
設けられたことを特徴とするパイロット着火ガスエンジ
ン。1. A gas engine which obtains a driving output by supplying fuel to a main combustion chamber defined by a piston, a cylinder and a cylinder head and burning the fuel, wherein a mixture gas in the main combustion chamber is added to the cylinder head. A pilot ignition gas engine, which is provided with a spark plug which serves as an ignition source for the engine and a pre-combustion chamber with a pilot fuel injection valve.
起動させることを特徴とする請求項１記載のパイロット
着火ガスエンジン。2. The pilot ignition gas engine according to claim 1, wherein the engine is started by spark ignition of a spark plug.
とパイロット燃料噴射弁付予燃焼室を同時または若干ず
らして機能させ、これらを着火源として主燃焼室の混合
気を燃焼させることを特徴とする請求項１または２記載
のパイロット着火ガスエンジン。3. In the same combustion cycle, the spark plug and the pre-combustion chamber with a pilot fuel injection valve are made to function at the same time or slightly shifted, and these are used as ignition sources to burn the air-fuel mixture in the main combustion chamber. The pilot ignition gas engine according to claim 1.
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| ES99401167T ES2268834T3 (en) | 1998-05-14 | 1999-05-12 | POOR COMBUSTION GAS ENGINE. |
| NO19992306A NO327837B1 (en) | 1998-05-14 | 1999-05-12 | Lean-burning gas engine |
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| JP2006501395A (en) * | 2002-10-02 | 2006-01-12 | ウエストポート リサーチ インコーポレイテッド | Control method and control apparatus for gaseous fuel supply internal combustion engine |
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-
1998
- 1998-08-12 JP JP22841698A patent/JP3820032B2/en not_active Expired - Lifetime
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