JP2003138917A - ガスエンジンのガス燃料供給方法及び装置 - Google Patents
ガスエンジンのガス燃料供給方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸排気弁オーバラップ期間中の燃料ガスの吹
き抜けがないガス燃料供給方法及び装置を提供する。 【解決手段】 吸気弁棒に設けられた突起部とスリーブ
に設けられた燃料ガス噴射孔によりスライド式ポート弁
を構成し、該ポート弁の開閉を該ポート弁から噴射され
た燃料ガスが吸排気弁のバルブオーバラップ期間中にシ
リンダを吹き抜けることがないようなタイミングで開弁
するように設定する。
き抜けがないガス燃料供給方法及び装置を提供する。 【解決手段】 吸気弁棒に設けられた突起部とスリーブ
に設けられた燃料ガス噴射孔によりスライド式ポート弁
を構成し、該ポート弁の開閉を該ポート弁から噴射され
た燃料ガスが吸排気弁のバルブオーバラップ期間中にシ
リンダを吹き抜けることがないようなタイミングで開弁
するように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジンの燃
料ガス供給方法および装置に関し、特にシリンダ内に供
給される燃料ガスがバルブオーバラップ時にシリンダ内
を素通りする燃料ガス吹き抜けを防止する燃料ガス供給
方法および装置に関する。
料ガス供給方法および装置に関し、特にシリンダ内に供
給される燃料ガスがバルブオーバラップ時にシリンダ内
を素通りする燃料ガス吹き抜けを防止する燃料ガス供給
方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリンダヘッドに吸気弁と排気弁を備え
た４サイクル内燃機関では、吸気弁、排気弁の開閉は吸
気の充填効率を向上するために両弁が同時に開いている
期間、即ちバルブオーバラップ期間を有するようにタイ
ミングされる。シリンダ内に吸入される新気あるいは燃
料を含む新気は慣性を有するので、シリンダ内にトラッ
プされる量を最大にするためには、前記オ−バラップ期
間を設け、該オーバラップ期間中に若干の新気あるいは
燃料を含む新気がシリンダを素通りして排気管側に吹き
抜けることは許容せざるを得ないのが通常である。
た４サイクル内燃機関では、吸気弁、排気弁の開閉は吸
気の充填効率を向上するために両弁が同時に開いている
期間、即ちバルブオーバラップ期間を有するようにタイ
ミングされる。シリンダ内に吸入される新気あるいは燃
料を含む新気は慣性を有するので、シリンダ内にトラッ
プされる量を最大にするためには、前記オ−バラップ期
間を設け、該オーバラップ期間中に若干の新気あるいは
燃料を含む新気がシリンダを素通りして排気管側に吹き
抜けることは許容せざるを得ないのが通常である。
【０００３】吸排気弁が閉じた状態でシリンダ内に燃料
が噴射されるでディーゼル機関や直噴ガソリン機関では
シリンダを素通りするのは空気のみであるが、吸気管に
燃料ガスが噴射されるガスエンジンでは燃料ガスが空気
とともに吹き抜け、燃料消費率がその分増大する。
が噴射されるでディーゼル機関や直噴ガソリン機関では
シリンダを素通りするのは空気のみであるが、吸気管に
燃料ガスが噴射されるガスエンジンでは燃料ガスが空気
とともに吹き抜け、燃料消費率がその分増大する。
【０００４】また、ガス燃料を吸気通路に供給する従来
のガス機関では、例えば特開平９−２６８９２３に開示
されているようにガス噴射ノズルが吸気管を横切って設
けられるので、該噴射ノズルが給気の流れに対して抵抗
となり吸入に要するポンピング仕事が増大し（過給機関
の場合は加圧された給気が吸入行程で行う仕事が減少す
る）、燃料消費率の増大がもたらされる。さらに、前記
噴射ノズルが吸気孔に比較的近い位置に設けられる場合
は、シリンダに流入する前の空気流が乱され、充填効率
の低下がもたらされることがある。
のガス機関では、例えば特開平９−２６８９２３に開示
されているようにガス噴射ノズルが吸気管を横切って設
けられるので、該噴射ノズルが給気の流れに対して抵抗
となり吸入に要するポンピング仕事が増大し（過給機関
の場合は加圧された給気が吸入行程で行う仕事が減少す
る）、燃料消費率の増大がもたらされる。さらに、前記
噴射ノズルが吸気孔に比較的近い位置に設けられる場合
は、シリンダに流入する前の空気流が乱され、充填効率
の低下がもたらされることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
燃料ガスがシリンダを素通りして排気側に吹き抜けるの
を防止し、さらには吸気抵抗を減らして、燃料消費率の
向上を図ることである。
燃料ガスがシリンダを素通りして排気側に吹き抜けるの
を防止し、さらには吸気抵抗を減らして、燃料消費率の
向上を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガス燃料供給方法は、ガスエンジンのシリ
ンダヘッドに装着される吸気弁棒に外径が弁棒外径より
も大きく弁棒と同芯で弁棒と平行な部分を有する突出部
を設けるとともに、前記シリンダヘッドには該突出部が
摺動可能に嵌合されるスリーブを前記シリンダヘッド内
の吸気通路に突出するように設け、前記スリーブの前記
吸気通路と反対側は前記シリンダヘッド内に設けられた
燃料ガス供給路に連通し、前記スリーブにはスリーブ円
筒壁を貫通してスリーブ内側空間と前記シリンダヘッド
内の吸気通路を連通する燃料ガス噴射孔が設けられ、前
記吸気弁の前記シリンダヘッドの吸気口を開閉するため
の弁棒方向の往復動により前記スリーブの燃料噴射孔が
前記吸気弁の突出部によって開、閉されて前記燃料供給
路と前記吸気通路が連通、遮断され、連通時に前記燃料
ガス噴射孔から前記吸気通路に噴出された燃料ガスが前
記吸気口を通ってシリンダに供給されることを特徴とす
る。
め、本発明のガス燃料供給方法は、ガスエンジンのシリ
ンダヘッドに装着される吸気弁棒に外径が弁棒外径より
も大きく弁棒と同芯で弁棒と平行な部分を有する突出部
を設けるとともに、前記シリンダヘッドには該突出部が
摺動可能に嵌合されるスリーブを前記シリンダヘッド内
の吸気通路に突出するように設け、前記スリーブの前記
吸気通路と反対側は前記シリンダヘッド内に設けられた
燃料ガス供給路に連通し、前記スリーブにはスリーブ円
筒壁を貫通してスリーブ内側空間と前記シリンダヘッド
内の吸気通路を連通する燃料ガス噴射孔が設けられ、前
記吸気弁の前記シリンダヘッドの吸気口を開閉するため
の弁棒方向の往復動により前記スリーブの燃料噴射孔が
前記吸気弁の突出部によって開、閉されて前記燃料供給
路と前記吸気通路が連通、遮断され、連通時に前記燃料
ガス噴射孔から前記吸気通路に噴出された燃料ガスが前
記吸気口を通ってシリンダに供給されることを特徴とす
る。
【０００７】かかる発明によれば、燃料ガスはシリンダ
ヘッドの吸気通路に突出するように設けられたスリーブ
の燃料ガス噴射孔からシリンダに流入する直前の空気中
に噴出され、前記スリーブは従来の機関におけるバルブ
ガイドの下端部に相当するものであるから、この突出部
の空気流に対する抵抗は従来の機関と同等であり、吸気
管に噴射ノズルを設ける場合のような新たな抵抗要因と
なるものではない。
ヘッドの吸気通路に突出するように設けられたスリーブ
の燃料ガス噴射孔からシリンダに流入する直前の空気中
に噴出され、前記スリーブは従来の機関におけるバルブ
ガイドの下端部に相当するものであるから、この突出部
の空気流に対する抵抗は従来の機関と同等であり、吸気
管に噴射ノズルを設ける場合のような新たな抵抗要因と
なるものではない。
【０００８】そして、前記吸気弁の突出部と前記スリー
ブの燃料ガス噴射孔の位置については、前記スリーブの
燃料ガス噴射孔から前記吸気通路を介してシリンダ内に
供給された燃料ガスが排気弁と吸気弁が共に開いている
バルブオーバラップ期間に排気口を通って排気通路に吹
き抜けることがないように前記燃料ガス噴射孔の開閉タ
イミングと吸排気タイミングとを関連づける。
ブの燃料ガス噴射孔の位置については、前記スリーブの
燃料ガス噴射孔から前記吸気通路を介してシリンダ内に
供給された燃料ガスが排気弁と吸気弁が共に開いている
バルブオーバラップ期間に排気口を通って排気通路に吹
き抜けることがないように前記燃料ガス噴射孔の開閉タ
イミングと吸排気タイミングとを関連づける。
【０００９】前記スリーブの燃料ガス噴射孔の開閉は、
前記吸気弁に設けられた、弁棒よりも大きく弁棒に平行
な外径を有する突起部の外径始端部と前記スリーブの燃
料ガス噴射孔の開口始端部により規制される。吸排気弁
は機関のクランク軸からタイミングギア等で機械的に連
結された駆動機構によって決められたタイミングでリフ
トされる。したがって、前記吸気弁突起部の外径始端部
の位置と前記スリーブの燃料ガス噴射孔開口始端部の位
置を適宜に設定することにより、前記燃料ガス噴射孔か
ら噴出された燃料ガスが排気通路側に吹き抜けないよう
にすることができる。
前記吸気弁に設けられた、弁棒よりも大きく弁棒に平行
な外径を有する突起部の外径始端部と前記スリーブの燃
料ガス噴射孔の開口始端部により規制される。吸排気弁
は機関のクランク軸からタイミングギア等で機械的に連
結された駆動機構によって決められたタイミングでリフ
トされる。したがって、前記吸気弁突起部の外径始端部
の位置と前記スリーブの燃料ガス噴射孔開口始端部の位
置を適宜に設定することにより、前記燃料ガス噴射孔か
ら噴出された燃料ガスが排気通路側に吹き抜けないよう
にすることができる。
【００１０】前記燃料ガス噴射孔から噴出された燃料ガ
スがシリンダ内に流入してから排気通路側に吹き抜ける
までには若干の時間を要するので、排気弁が完全に閉じ
る以前に前記燃料ガス噴射孔が開かれるようにしても、
吹き抜けが起らないようにすることができる。吸排気弁
の開閉時期と吹き抜けの関係は機関回転数や負荷によっ
て異なるので、ある回転数範囲や負荷範囲では吹き抜け
が若干発生するとしても、その量が極少量にとどまるよ
うに前記燃料ガス噴射孔の開閉タイミングと吸排気タイ
ミングを関連づけておくようにする。
スがシリンダ内に流入してから排気通路側に吹き抜ける
までには若干の時間を要するので、排気弁が完全に閉じ
る以前に前記燃料ガス噴射孔が開かれるようにしても、
吹き抜けが起らないようにすることができる。吸排気弁
の開閉時期と吹き抜けの関係は機関回転数や負荷によっ
て異なるので、ある回転数範囲や負荷範囲では吹き抜け
が若干発生するとしても、その量が極少量にとどまるよ
うに前記燃料ガス噴射孔の開閉タイミングと吸排気タイ
ミングを関連づけておくようにする。
【００１１】前記燃料ガス噴射孔の開口期間が、排気弁
閉止後の吸気弁のみが開いている期間内にあるようにし
てもよい。そのようにすると、前記燃料ガス噴射孔から
噴出されたガス燃料が排気通路側に吹き抜けることは一
切なくなる。前記燃料ガス噴射孔の開口期間を吸気弁が
開いている期間に完全に収めるか、あるいは前記噴射孔
の開口時期を排気弁の開口期間と若干オーバラップさせ
るかは、前記噴出口から噴出されたガス燃料がシリンダ
を通って排気通路側へ吹き抜けるまでの期間や所要のガ
ス燃料を供給するのに必要な前記噴射孔の開口時間面積
等により決定される。
閉止後の吸気弁のみが開いている期間内にあるようにし
てもよい。そのようにすると、前記燃料ガス噴射孔から
噴出されたガス燃料が排気通路側に吹き抜けることは一
切なくなる。前記燃料ガス噴射孔の開口期間を吸気弁が
開いている期間に完全に収めるか、あるいは前記噴射孔
の開口時期を排気弁の開口期間と若干オーバラップさせ
るかは、前記噴出口から噴出されたガス燃料がシリンダ
を通って排気通路側へ吹き抜けるまでの期間や所要のガ
ス燃料を供給するのに必要な前記噴射孔の開口時間面積
等により決定される。
【００１２】請求項４記載の発明は、上記した発明方法
を実現するためのガスエンジンのガス燃料供給装置であ
り、ガスエンジンのシリンダヘッドに装着される吸気弁
棒に外径が弁棒外径よりも大きく弁棒と同芯で弁棒と平
行な部分を有する突出部を設けるとともに、前記シリン
ダヘッドには該突出部が摺動可能に嵌合されるスリーブ
を前記シリンダヘッド内の吸気通路に突出するように設
け、前記スリーブの前記吸気通路と反対側は前記シリン
ダヘッド内に設けられた燃料ガス供給路に連通し、前記
スリーブにはスリーブ円筒壁を貫通してスリーブ内側空
間と前記シリンダヘッド内の吸気通路を連通する燃料ガ
ス噴射孔が設けられ、前記燃料ガス噴射孔が前記吸気弁
の突起部によって開閉される時期が、前記吸気弁の開口
期間内であって前記噴射孔から噴出してシリンダに流入
する燃料ガスがシリンダを素通りして排気通路側へ吹き
抜けることがないような時期となるように前記吸気弁の
突起部及び前記スリーブの燃料ガス噴射孔の位置が設定
されていることを特徴とする。
を実現するためのガスエンジンのガス燃料供給装置であ
り、ガスエンジンのシリンダヘッドに装着される吸気弁
棒に外径が弁棒外径よりも大きく弁棒と同芯で弁棒と平
行な部分を有する突出部を設けるとともに、前記シリン
ダヘッドには該突出部が摺動可能に嵌合されるスリーブ
を前記シリンダヘッド内の吸気通路に突出するように設
け、前記スリーブの前記吸気通路と反対側は前記シリン
ダヘッド内に設けられた燃料ガス供給路に連通し、前記
スリーブにはスリーブ円筒壁を貫通してスリーブ内側空
間と前記シリンダヘッド内の吸気通路を連通する燃料ガ
ス噴射孔が設けられ、前記燃料ガス噴射孔が前記吸気弁
の突起部によって開閉される時期が、前記吸気弁の開口
期間内であって前記噴射孔から噴出してシリンダに流入
する燃料ガスがシリンダを素通りして排気通路側へ吹き
抜けることがないような時期となるように前記吸気弁の
突起部及び前記スリーブの燃料ガス噴射孔の位置が設定
されていることを特徴とする。
【００１３】かかる発明によれば、ガスエンジンに供給
されるガス燃料が吸排気弁のオーバラップ期間に排気通
路側に吹き抜けることがなく、また、吸気流を横切るよ
うな燃料ガス噴射ノズルがないので吸入抵抗が増大する
こともない。さらに、前記スリーブの燃料ガス噴射孔を
シリンダの吸気口に向う方向に傾斜させることにより、
噴出されるガス燃料が空気流に逆らうことなくスムース
に合流してシリンダ内に流入する。
されるガス燃料が吸排気弁のオーバラップ期間に排気通
路側に吹き抜けることがなく、また、吸気流を横切るよ
うな燃料ガス噴射ノズルがないので吸入抵抗が増大する
こともない。さらに、前記スリーブの燃料ガス噴射孔を
シリンダの吸気口に向う方向に傾斜させることにより、
噴出されるガス燃料が空気流に逆らうことなくスムース
に合流してシリンダ内に流入する。
【００１４】請求項７に記載の発明は、前記シリンダヘ
ッドの燃料ガス供給路入口にガス流量を調整するガス流
量調整弁を設けるとともに燃焼室圧力センサーを設け、
該圧力センサーにより検知された燃焼圧変化状況によっ
てノッキングや失火の発生状況を把握し、燃料ガスコン
トローラを介して前記ガス流量調整弁を作動させるもの
で、ノッキングが検知された場合は燃料ガスの供給量を
減じてノッキングを回避し、また失火が検知された場合
は弁を閉鎖して燃料ガスの供給を遮断し、未燃ガスが排
気管内で爆発するのを防ぐものである。
ッドの燃料ガス供給路入口にガス流量を調整するガス流
量調整弁を設けるとともに燃焼室圧力センサーを設け、
該圧力センサーにより検知された燃焼圧変化状況によっ
てノッキングや失火の発生状況を把握し、燃料ガスコン
トローラを介して前記ガス流量調整弁を作動させるもの
で、ノッキングが検知された場合は燃料ガスの供給量を
減じてノッキングを回避し、また失火が検知された場合
は弁を閉鎖して燃料ガスの供給を遮断し、未燃ガスが排
気管内で爆発するのを防ぐものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な
記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する
趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は、本発明
の実施例に係わるガスエンジンのガス燃料供給装置の要
部構成の概略を示す断面図である。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な
記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する
趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は、本発明
の実施例に係わるガスエンジンのガス燃料供給装置の要
部構成の概略を示す断面図である。
【００１６】図１において、１はシリンダヘッド、２は
シリンダヘッド１内の吸気通路、３は吸気弁、４は吸気
弁棒である。該吸気弁棒４には弁棒直径よりも大きく弁
棒と同芯の弁棒に平行な円筒面５ａ有する突起部５が設
けられ、該突起部５の円筒面５ａはシリンダ内の吸気通
路２に突出するようにシリンダヘッド１に固着されたス
リーブ６に摺動自在に嵌合されている。前記スリーブ６
には複数の燃料ガス噴射孔６ａが設けられている。噴射
孔６ａは吸気口９に向う方向に傾斜して設けられてい
る。７はシリンダヘッドに設けられた燃料ガス供給路で
あり、１０はシリンダである。
シリンダヘッド１内の吸気通路、３は吸気弁、４は吸気
弁棒である。該吸気弁棒４には弁棒直径よりも大きく弁
棒と同芯の弁棒に平行な円筒面５ａ有する突起部５が設
けられ、該突起部５の円筒面５ａはシリンダ内の吸気通
路２に突出するようにシリンダヘッド１に固着されたス
リーブ６に摺動自在に嵌合されている。前記スリーブ６
には複数の燃料ガス噴射孔６ａが設けられている。噴射
孔６ａは吸気口９に向う方向に傾斜して設けられてい
る。７はシリンダヘッドに設けられた燃料ガス供給路で
あり、１０はシリンダである。
【００１７】図１に示す実施例ではシリンダヘッド１に
吸気弁が２個設けられており、図の左半分には吸気弁が
閉じている場合が、右半分には吸気弁が全開の場合が示
されている。吸気弁３の弁棒４は途中でカットして示さ
れているが、シリンダヘッド１を突き抜けて図示しない
弁駆動装置によって上下方向に往復駆動され、吸気口９
を開閉する。なお、シリンダヘッド１には図示しない排
気弁が配設されている。吸排気弁は、図示しないクラン
ク軸にタイミングギア等により機械的に連結さた図示し
ないバルブメカニズムによって、所定のタイミングで吸
排気口を開閉するように往復駆動される。
吸気弁が２個設けられており、図の左半分には吸気弁が
閉じている場合が、右半分には吸気弁が全開の場合が示
されている。吸気弁３の弁棒４は途中でカットして示さ
れているが、シリンダヘッド１を突き抜けて図示しない
弁駆動装置によって上下方向に往復駆動され、吸気口９
を開閉する。なお、シリンダヘッド１には図示しない排
気弁が配設されている。吸排気弁は、図示しないクラン
ク軸にタイミングギア等により機械的に連結さた図示し
ないバルブメカニズムによって、所定のタイミングで吸
排気口を開閉するように往復駆動される。
【００１８】図１の左半分に示される吸気弁位置では燃
料ガス噴射孔６ａが閉じられた状態であり、燃料ガス供
給路７と吸気通路２は吸気弁の突起部５によって隔離さ
れている。同図の右半分では吸気弁が全開の状態であ
り、燃料ガス供給路７と吸気通路２とは吸気弁棒４の外
周とスリーブ６の内周との間隙８およびスリーブ６の燃
料ガス噴射孔６ａを介して連通され、燃料ガスが噴射孔
６ａから吸気通路２に吸気口９に向う方向に放射状に噴
出される。
料ガス噴射孔６ａが閉じられた状態であり、燃料ガス供
給路７と吸気通路２は吸気弁の突起部５によって隔離さ
れている。同図の右半分では吸気弁が全開の状態であ
り、燃料ガス供給路７と吸気通路２とは吸気弁棒４の外
周とスリーブ６の内周との間隙８およびスリーブ６の燃
料ガス噴射孔６ａを介して連通され、燃料ガスが噴射孔
６ａから吸気通路２に吸気口９に向う方向に放射状に噴
出される。
【００１９】図２（A）は時間（或はクランク角）に対
する吸排気弁の開口面積と燃料ガス噴射孔６ａの開口面
積の関係を示し、（B）は吸気弁４の突起部５とスリーブ
６の燃料ガス噴射孔６ａの相対位置関係を示す。図２
（A）において、排気弁開口面積Eと吸気弁開口面積Sが
重なっている部分は吸排気弁が共に開いているオーバー
ラップ期間である。吸気弁開時期Aには、図２（B）にお
いて、吸気弁棒４の突起部５の円筒面５ａの始端XはA位
置にあり、図１における燃料ガス供給路７と吸気通路２
とは連通されていない、即ち燃料ガス噴射孔６ａは閉止
されている。吸気弁が下降して始端Xが噴射孔６ａの始
端Bに達すると、図２（A）のBにおいてガス噴射孔が開
き始める。吸気弁がさらに下降するにしたがってガス噴
射孔開口面積は増大し、吸気弁が上昇に転じると開口面
積は減少に転じ、始端Xが再び噴射孔６ａの始端Bに来る
と図２（A）におけるＢ′でガス噴射孔は閉じられる。
する吸排気弁の開口面積と燃料ガス噴射孔６ａの開口面
積の関係を示し、（B）は吸気弁４の突起部５とスリーブ
６の燃料ガス噴射孔６ａの相対位置関係を示す。図２
（A）において、排気弁開口面積Eと吸気弁開口面積Sが
重なっている部分は吸排気弁が共に開いているオーバー
ラップ期間である。吸気弁開時期Aには、図２（B）にお
いて、吸気弁棒４の突起部５の円筒面５ａの始端XはA位
置にあり、図１における燃料ガス供給路７と吸気通路２
とは連通されていない、即ち燃料ガス噴射孔６ａは閉止
されている。吸気弁が下降して始端Xが噴射孔６ａの始
端Bに達すると、図２（A）のBにおいてガス噴射孔が開
き始める。吸気弁がさらに下降するにしたがってガス噴
射孔開口面積は増大し、吸気弁が上昇に転じると開口面
積は減少に転じ、始端Xが再び噴射孔６ａの始端Bに来る
と図２（A）におけるＢ′でガス噴射孔は閉じられる。
【００２０】図２（Ａ）ではガス噴射孔の開口期間はオ
ーバラップ期間と重ならず、排気弁閉止後の吸気口のみ
が開口している期間内にあるが、若干オーバラップ期間
と重なるようにしてもよい。ガス噴射孔６ａが開口して
吸気通路２に噴出した燃料ガスがシリンダ内１０を通っ
て排気口に達するまでには若干の時間を要するので、図
２（Ａ）におけるガス噴射口の開き始めＢはオーバラッ
プ期間に若干重なっても燃料ガスの吹き抜けが起らない
ようにすることができる。
ーバラップ期間と重ならず、排気弁閉止後の吸気口のみ
が開口している期間内にあるが、若干オーバラップ期間
と重なるようにしてもよい。ガス噴射孔６ａが開口して
吸気通路２に噴出した燃料ガスがシリンダ内１０を通っ
て排気口に達するまでには若干の時間を要するので、図
２（Ａ）におけるガス噴射口の開き始めＢはオーバラッ
プ期間に若干重なっても燃料ガスの吹き抜けが起らない
ようにすることができる。
【００２１】燃料ガスの噴射量は、図示しない制御弁に
より燃料通路７への燃料供給量を制御することにより燃
料ガス供給路７の圧力を変えて行われる。したがって、
燃料ガス供給量は燃料ガス供給路７と吸気通路２との圧
力差およびガス噴射孔の開口面積、詳しくは図２（Ａ）
におけるガス噴射孔開口面積Ｇと時間軸の間の面積であ
る開口時間面積によって決る。同じ開口時間面積を得る
のに、開口面積は小さく開口期間を大きくする方法と開
口期間は短く開口面積を大きくする方法があり、燃料ガ
スと吸入空気との混合等を勘案して適切に選定される。
より燃料通路７への燃料供給量を制御することにより燃
料ガス供給路７の圧力を変えて行われる。したがって、
燃料ガス供給量は燃料ガス供給路７と吸気通路２との圧
力差およびガス噴射孔の開口面積、詳しくは図２（Ａ）
におけるガス噴射孔開口面積Ｇと時間軸の間の面積であ
る開口時間面積によって決る。同じ開口時間面積を得る
のに、開口面積は小さく開口期間を大きくする方法と開
口期間は短く開口面積を大きくする方法があり、燃料ガ
スと吸入空気との混合等を勘案して適切に選定される。
【００２２】図３は、図１に示した実施例にノッキング
や失火を防止するための装置を付設した場合の実施例を
示し、図１と同じ構成については説明を省略する。図３
において、１１は燃料ガス供給路７の入り口に設けられ
た開度調節可能な電磁弁、１２はシリンダヘッド１に装
着された燃焼室圧力センサーである。該センサー１２の
信号は燃焼診断装置１４に送られて燃焼状態が診断さ
れ、診断結果に基づいて燃料ガス供給コントローラ１３
に信号が送られ、該信号に基づいて前記コントローラは
前記電磁弁１１の開度を調節する。
や失火を防止するための装置を付設した場合の実施例を
示し、図１と同じ構成については説明を省略する。図３
において、１１は燃料ガス供給路７の入り口に設けられ
た開度調節可能な電磁弁、１２はシリンダヘッド１に装
着された燃焼室圧力センサーである。該センサー１２の
信号は燃焼診断装置１４に送られて燃焼状態が診断さ
れ、診断結果に基づいて燃料ガス供給コントローラ１３
に信号が送られ、該信号に基づいて前記コントローラは
前記電磁弁１１の開度を調節する。
【００２３】前記燃焼診断装置１４には図示しない方法
でクランク角度の信号が送られ、前記センサー１２から
の圧力信号と合わせて燃焼状態が診断される。ノッキン
グが診断された場合は前記電磁弁１１の開度を絞って燃
料ガス供給路７の圧力を下げることにより燃料ガス噴射
量を減じてノッキングを回避し、失火が診断された場合
は電磁弁１１を閉鎖して燃料供給を遮断し未燃ガスの排
気管内における爆発を未然に防ぐ。
でクランク角度の信号が送られ、前記センサー１２から
の圧力信号と合わせて燃焼状態が診断される。ノッキン
グが診断された場合は前記電磁弁１１の開度を絞って燃
料ガス供給路７の圧力を下げることにより燃料ガス噴射
量を減じてノッキングを回避し、失火が診断された場合
は電磁弁１１を閉鎖して燃料供給を遮断し未燃ガスの排
気管内における爆発を未然に防ぐ。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記述されるような効果を奏する。
施され、以下に記述されるような効果を奏する。
【００２５】ガスエンジンにおいて、吸気弁棒に設けら
れた突起部とスリーブに設けられた噴射孔により燃料ガ
スをシリンダ内の吸気通路に噴射するスライド式ポート
弁を構成して燃料ガスがバルブオーバラップ期間に吹き
抜けるのを防止することができ、燃料消費率が向上す
る。
れた突起部とスリーブに設けられた噴射孔により燃料ガ
スをシリンダ内の吸気通路に噴射するスライド式ポート
弁を構成して燃料ガスがバルブオーバラップ期間に吹き
抜けるのを防止することができ、燃料消費率が向上す
る。
【００２６】従来のガスエンジンのように、吸気管部に
ガス燃料噴射ノズルが空気流を横切るように設けられる
ことがないので、吸気抵抗が減少してポンピング損失が
減少する（過給機関の場合は加圧された給気が吸入行程
で行う仕事が増大する）結果燃料消費率が向上し、また
充填効率が向上される結果最大出力を増大することがで
きる。
ガス燃料噴射ノズルが空気流を横切るように設けられる
ことがないので、吸気抵抗が減少してポンピング損失が
減少する（過給機関の場合は加圧された給気が吸入行程
で行う仕事が増大する）結果燃料消費率が向上し、また
充填効率が向上される結果最大出力を増大することがで
きる。
【図１】 本発明の実施例に係わるガスエンジンのガス
燃料供給装置の要部構成の概略を示す断面図である。
燃料供給装置の要部構成の概略を示す断面図である。
【図２】 （A）は時間（或はクランク角）に対する吸
排気弁の開口面積と燃料ガス噴射孔の開口面積の関係を
示すグラフであり、（B）は吸気弁の突起部とスリーブの
燃料ガス噴射孔の相対位置関係を示す図である。
排気弁の開口面積と燃料ガス噴射孔の開口面積の関係を
示すグラフであり、（B）は吸気弁の突起部とスリーブの
燃料ガス噴射孔の相対位置関係を示す図である。
【図３】 図１に示した実施例にノッキングや失火を防
止するための装置を付設した場合の実施例を示す図であ
る。
止するための装置を付設した場合の実施例を示す図であ
る。
１ シリンダヘッド
２ 吸気通路
３ 吸気弁
４ 吸気弁棒
５ 吸気弁棒突起部
６ スリーブ
６ａ 燃料ガス噴射孔
７ 燃料ガス供給路
８ 間隙
９ 吸気口
１０ シリンダ
１１ 電磁弁
１２ 圧力センサー
１３ 燃料ガス供給コントローラ
１４ 燃焼診断装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G024 AA01 AA09 AA13 AA14 AA15
AA17 DA01 DA04 DA08 EA01
GA01
Claims (7)
- 【請求項１】 ガスエンジンのシリンダヘッドに装着さ
れる吸気弁棒に外径が弁棒外径よりも大きく弁棒と同芯
で弁棒と平行な部分を有する突出部を設けるとともに、
前記シリンダヘッドには該突出部が摺動可能に嵌合され
るスリーブを前記シリンダヘッド内の吸気通路に突出す
るように設け、前記スリーブの前記吸気通路と反対側は
前記シリンダヘッド内に設けられた燃料ガス供給路に連
通し、前記スリーブにはスリーブ円筒壁を貫通してスリ
ーブ内側空間と前記シリンダヘッド内の吸気通路を連通
する燃料ガス噴射孔が設けられ、前記吸気弁の前記シリ
ンダヘッドの吸気口を開閉するための弁棒方向の往復動
により前記スリーブの燃料噴射孔が前記吸気弁の突出部
によって開閉されて前記燃料ガス供給路と前記吸気通路
が連通、遮断され、連通時に前記燃料ガス噴射孔から前
記吸気通路に噴出された燃料ガスが前記吸気口を通って
シリンダに供給されることを特徴とするガスエンジンの
ガス燃料供給方法。 - 【請求項２】 前記吸気弁の突出部と前記スリーブの燃
料ガス噴射孔の位置について、前記スリーブの燃料ガス
噴射孔から前記吸気通路を介してシリンダ内に供給され
た燃料ガスが排気弁と吸気弁が共に開いているバルブオ
ーバラップ期間に排気口を通って排気通路に吹き抜ける
ことがないように前記燃料ガス噴射孔の開閉タイミング
と吸排気タイミングとが関連づけられていることを特徴
とする請求項１記載のガスエンジンのガス燃料供給方
法。 - 【請求項３】 前記スリーブの燃料ガス噴射孔が開口し
ている期間が吸気弁のみが開いている期間内であること
を特徴とする請求項１記載のガスエンジンのガス燃料供
給方法。 - 【請求項４】 ガスエンジンのシリンダヘッドに装着さ
れる吸気弁棒に外径が弁棒外径よりも大きく弁棒と同芯
で弁棒と平行な部分を有する突出部を設けるとともに、
前記シリンダヘッドには該突出部が摺動可能に嵌合され
るスリーブを前記シリンダヘッド内の吸気通路に突出す
るように設け、前記スリーブの前記吸気通路と反対側は
前記シリンダヘッド内に設けられた燃料ガス供給路に連
通し、前記スリーブにはスリーブ円筒壁を貫通してスリ
ーブ内側空間と前記シリンダヘッド内の吸気通路を連通
する燃料ガス噴射孔が設けられ、前記燃料ガス噴射孔が
前記吸気弁の突起部によって開閉される時期が、前記吸
気弁の開口期間内であって前記噴射孔から噴出してシリ
ンダに流入する燃料ガスがシリンダを素通りして排気通
路側へ吹き抜けることがないような時期となるように前
記吸気弁の突起部及び前記スリーブの燃料ガス噴射孔の
位置が設定されていることを特徴とするガスエンジンの
ガス燃料供給装置。 - 【請求項５】 前記スリーブのシリンダ内吸気通路に連
通するガス燃料噴射孔が複数個設けられていることを特
徴とする請求項４記載のガスエンジンのガス燃料供給装
置。 - 【請求項６】 前記ガス燃料噴射孔がシリンダヘッドの
吸気口に向う方向に傾斜して設けられていることを特徴
とする請求項５記載のガスエンジンのガス燃料供給装
置。 - 【請求項７】 前記シリンダヘッドの燃料ガス供給路に
ガス流量を調整するガス流量調整弁を設けるとともに燃
焼室に面して燃焼室圧力センサーを設け、該圧力センサ
ーの信号によりノッキングや失火を検知して燃料ガス供
給コントローラを介して前記ガス流量調整弁を作動させ
ることにより前記燃焼ガス供給路への燃料ガス供給量を
調節してノッキングや失火の発生を回避することを特徴
とする請求項４記載のガスエンジンのガス燃料供給装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001332342A JP3653031B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ガスエンジンのガス燃料供給方法及び装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001332342A JP3653031B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ガスエンジンのガス燃料供給方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003138917A true JP2003138917A (ja) | 2003-05-14 |
| JP3653031B2 JP3653031B2 (ja) | 2005-05-25 |
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ID=19147772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001332342A Expired - Lifetime JP3653031B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ガスエンジンのガス燃料供給方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3653031B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012131956A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの燃料ガス供給装置 |
| WO2012169899A1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | Bergen Engines As | Valve system for a gas engine |
| CN103443409A (zh) * | 2011-03-30 | 2013-12-11 | 三菱重工业株式会社 | 燃气发动机的可燃气体供给装置 |
| CN103644040A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-19 | 淄博柴油机总公司 | 发动机及其缸盖 |
| WO2015029314A1 (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-05 | 株式会社デンソー | エンジン制御装置 |
| WO2016046451A1 (en) | 2014-09-22 | 2016-03-31 | Wärtsilä Finland Oy | A gas exchange valve assembly for an internal combustion engine |
| EP3853461A1 (en) * | 2018-09-20 | 2021-07-28 | Bergen Engines As | Cylinder head for a combustion engine, and a method for supply of prechamber gas in a cylinder head |
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|---|---|---|---|---|
| JP5738401B2 (ja) | 2011-03-31 | 2015-06-24 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの制御装置 |
-
2001
- 2001-10-30 JP JP2001332342A patent/JP3653031B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| EP2693037A4 (en) * | 2011-03-30 | 2014-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | COMBUSTIBLE GAS SUPPLY DEVICE FOR GAS ENGINE |
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| CN103443433B (zh) * | 2011-03-30 | 2017-05-10 | 三菱重工业株式会社 | 燃气发动机的可燃气体供给装置 |
| CN103443409A (zh) * | 2011-03-30 | 2013-12-11 | 三菱重工业株式会社 | 燃气发动机的可燃气体供给装置 |
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| EP2693006A4 (en) * | 2011-03-30 | 2014-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | FUEL GAS SUPPLY DEVICE FOR A GAS ENGINE |
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| CN103781998A (zh) * | 2011-06-08 | 2014-05-07 | 卑尔根发动机公司 | 用于燃气发动机的阀系统 |
| WO2015029314A1 (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-05 | 株式会社デンソー | エンジン制御装置 |
| CN103644040A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-19 | 淄博柴油机总公司 | 发动机及其缸盖 |
| WO2016046451A1 (en) | 2014-09-22 | 2016-03-31 | Wärtsilä Finland Oy | A gas exchange valve assembly for an internal combustion engine |
| EP3853461A4 (en) * | 2018-09-20 | 2022-05-25 | Bergen Engines As | COMBUSTION ENGINE CYLINDER HEAD AND METHOD FOR FEEDING PRE-CHAMBER GAS INTO A CYLINDER HEAD |
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|---|---|
| JP3653031B2 (ja) | 2005-05-25 |
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