JP2003214259A - Fuel supply device for gas fuel engine - Google Patents

Fuel supply device for gas fuel engine

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JP2003214259A
JP2003214259A JP2002014266A JP2002014266A JP2003214259A JP 2003214259 A JP2003214259 A JP 2003214259A JP 2002014266 A JP2002014266 A JP 2002014266A JP 2002014266 A JP2002014266 A JP 2002014266A JP 2003214259 A JP2003214259 A JP 2003214259A
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intake
gas
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valve
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昇 坂本
Hiromitsu Matsumoto
広満 松本
Naoki Onda
直樹 恩田
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device for a gas fuel engine which realizes lean combustion by supplying fuel gas into a cylinder in layers. <P>SOLUTION: A fuel nozzle hole having an injector 3 injecting gas fuel and being supplied with gas fuel from the injector is opened in the vicinity of the upstream side of an intake valve 15. A fuel path 28 leading from the injector 3 to the fuel nozzle hole is formed with a pipe member whose upstream side end is connected with the injector and downstream side end faces in a intake passage wall. The fuel nozzle hole at the down-stream edge of the fuel path 28 is opened near the upstream side of the intake valve 15 in a intake passage 5. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路内にガス
燃料を供給するガス燃料エンジンの燃料供給装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel supply device for a gas fuel engine which supplies gas fuel into an intake passage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のガス燃料供給装置として
は、例えば特開平6−346800号公報に開示された
ものがある。この公報に示された燃料供給装置は、エン
ジンに接続する吸気管の途中に、ガス燃料を吸気に混合
させるミキサーを介装している。前記ミキサーによって
吸気通路中に供給されたガス燃料は、液体燃料とは異な
り、吸気通路の壁面に付着してそこに滞留するようなこ
とがないから、吸気通路内に広く分散した状態でシリン
ダ内に吸い込まれる。
2. Description of the Related Art A conventional gas fuel supply device of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-346800. In the fuel supply device shown in this publication, a mixer for mixing gas fuel with intake air is provided in the middle of an intake pipe connected to the engine. Unlike liquid fuel, the gas fuel supplied into the intake passage by the mixer does not adhere to the wall surface of the intake passage and stay there, so that it is widely dispersed in the intake passage inside the cylinder. Is sucked into.

【0003】一方、液体燃料を用いるエンジンとして
は、理論空燃比より著しく希薄になるように形成した混
合気をシリンダ内の全域に供給するとともに、点火プラ
グの周辺近傍の狭い範囲に相対的に濃い混合気を層状に
供給し、燃焼の安定を図りながら、燃費の向上を図るも
のがある。この種のエンジンにおいて、相対的に濃い混
合気を点火プラグの近傍に集めるためには、例えば、特
開平6−257432号公報に開示されているように、
シリンダ内に吸気の縦方向の旋回流からなるタンブル流
を発生させるとともに、燃料をインジェクタにより二股
状の吸気ポートの分枝部分に向けて噴射することによっ
て行っていた。すなわち、燃料がシリンダの中央部分を
指向するように噴射され、シリンダ内に吸い込まれた燃
料がタンブル流に乗ってシリンダを流れるから、結果と
してシリンダ中央部の点火プラグの周辺近傍に燃料が集
められるようになる。
On the other hand, as an engine using a liquid fuel, an air-fuel mixture formed to be extremely leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is supplied to the entire region in the cylinder, and a relatively high concentration is obtained in a narrow region near the periphery of the spark plug. There is one that aims to improve fuel efficiency while supplying the air-fuel mixture in layers so as to stabilize combustion. In this type of engine, in order to collect a relatively rich air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug, for example, as disclosed in JP-A-6-257432,
A tumble flow consisting of a vertical swirling flow of intake air is generated in the cylinder, and fuel is injected by an injector toward a branched portion of a bifurcated intake port. That is, the fuel is injected so as to be directed toward the central portion of the cylinder, and the fuel sucked into the cylinder rides on the tumble flow and flows through the cylinder. As a result, the fuel is collected near the periphery of the spark plug in the central portion of the cylinder. Like

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、ガス燃料
エンジンにおいても、燃料ガスを点火プラグの周辺近傍
に層状に供給し、希薄燃焼を実現させて燃費の向上を図
ることを考えた。しかし、上述したように構成された従
来のガス燃料供給装置においては、燃料ガスが燃焼室に
吸入される以前に空気と混合されて吸気通路中に広く分
散してしまうから、燃料ガスを層状に燃焼室に供給する
ことはできなかった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the gas fuel engine as well, the inventors have considered that the fuel gas is supplied in layers in the vicinity of the periphery of the spark plug to realize lean combustion and improve fuel efficiency. However, in the conventional gas fuel supply device configured as described above, the fuel gas is mixed with air before being sucked into the combustion chamber and widely dispersed in the intake passage. It could not be supplied to the combustion chamber.

【0005】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、燃料ガスをシリンダ内に層状に供給
して希薄燃焼を実現できるガス燃料エンジンの燃料供給
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel supply device for a gas fuel engine capable of realizing lean combustion by supplying fuel gas in layers in a cylinder. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係るガス燃料エンジンの燃料供給装置は、
ガス燃料を噴射するインジェクタを備え、このインジェ
クタからガス燃料が供給される燃料噴口を吸気通路にお
ける吸気弁の上流側近傍に開口させたものである。本発
明によれば、燃料噴口から吸気通路内に供給された燃料
ガスは、吸気弁近傍を流れる吸気に乗るようにして広く
分散することがない状態でシリンダ内に層状に吸い込ま
れる。
In order to achieve this object, a fuel supply system for a gas fuel engine according to the present invention comprises:
An injector for injecting gas fuel is provided, and a fuel injection port to which the gas fuel is supplied from this injector is opened in the intake passage near the upstream side of the intake valve. According to the present invention, the fuel gas supplied from the fuel injection port into the intake passage is sucked into the cylinder in a layered state without being widely dispersed so as to ride on the intake air flowing near the intake valve.

【0007】請求項2に記載した発明に係るガス燃料エ
ンジンの燃料供給装置は、請求項1に記載した発明に係
るガス燃料エンジンの燃料供給装置において、インジェ
クタから吸気通路の燃料噴口へ燃料ガスを導くガス燃料
通路を、前記インジェクタに上流側端部が接続されて下
流側端部が吸気通路内に臨む管部材によって構成し、こ
の管部材の下流端の開口を燃料噴口としたものである。
この発明によれば、ガス噴口を設ける位置の自由度が高
くなり、吸気出口に接近させて設けることができる。
A fuel supply device for a gas fuel engine according to a second aspect of the present invention is the fuel supply device for a gas fuel engine according to the first aspect, wherein fuel gas is supplied from an injector to a fuel injection port of an intake passage. The leading gas fuel passage is formed by a pipe member whose upstream end is connected to the injector and whose downstream end faces the inside of the intake passage, and the opening at the downstream end of this pipe member serves as a fuel injection port.
According to this invention, the degree of freedom of the position where the gas injection port is provided is increased, and the gas injection port can be provided close to the intake port.

【0008】請求項3に記載した発明に係るガス燃料エ
ンジンの燃料供給装置は、請求項1に記載した発明に係
るガス燃料エンジンの燃料供給装置において、インジェ
クタから吸気通路の燃料噴口へ燃料ガスを導くガス燃料
通路を、シリンダヘッドの吸気通路壁内に形成した透孔
と、この透孔の下流側端部に接続して吸気通路内に臨む
管部材とによって構成し、この管部材の下流端の開口を
燃料噴口としたものである。この発明によれば、ガス噴
口を設ける位置の自由度が高くなり、吸気出口に接近さ
せて設けることができる。
A fuel supply system for a gas fuel engine according to a third aspect of the present invention is the fuel supply system for a gas fuel engine according to the first aspect, wherein fuel gas is supplied from an injector to a fuel injection port of an intake passage. The gas fuel passage to be guided is formed by a through hole formed in the wall of the intake passage of the cylinder head and a pipe member connected to the downstream end of the through hole and facing the intake passage, and the downstream end of the pipe member. Is the fuel injection port. According to this invention, the degree of freedom of the position where the gas injection port is provided is increased, and the gas injection port can be provided close to the intake port.

【0009】請求項4に記載した発明に係るガス燃料エ
ンジンの燃料供給装置は、請求項2または請求項3に記
載した発明に係るガス燃料エンジンの燃料供給装置にお
いて、燃料噴口を、吸気通路内における点火プラグに近
接する部位に、吸気の流れる方向の下流側を指向するよ
うに開口させたものである。この発明によれば、燃料ガ
スは、吸気に逆らうことなく吸気と同方向に流れてシリ
ンダ内に流入し、点火プラグの近傍に集められる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel supply system for a gas fuel engine according to the second or third aspect, wherein the fuel injection port is located in the intake passage. The opening is formed in a portion close to the spark plug so as to be directed to the downstream side in the intake air flowing direction. According to this invention, the fuel gas flows in the same direction as the intake air without countering the intake air, flows into the cylinder, and is collected in the vicinity of the spark plug.

【0010】請求項5に記載した発明に係るガス燃料エ
ンジンの燃料供給装置は、請求項2または請求項3に記
載した発明に係るガス燃料エンジンの燃料供給装置にお
いて、燃料噴口を、吸気弁が開くことにより吸気弁と弁
座との間に形成される隙間を指向するように開口させた
ものである。この発明によれば、燃料ガスは、吸気弁に
当たって流れる方向が乱されることがなく、燃料噴口か
ら流出して層状に流れる状態がシリンダ内へ流入するま
で保持される。
A fuel supply system for a gas fuel engine according to a fifth aspect of the present invention is the fuel supply system for a gas fuel engine according to the second or third aspect, wherein the fuel injection port is provided with an intake valve. When opened, it is opened so as to direct the gap formed between the intake valve and the valve seat. According to the present invention, the fuel gas is held until the state in which it flows out of the fuel injection port and flows in layers is not disturbed in the direction in which it flows toward the intake valve.

【0011】請求項6に記載した発明に係るガス燃料エ
ンジンの燃料供給装置は、請求項1ないし請求項5のう
ち何れか一つに記載した発明に係るガス燃料エンジンの
燃料供給装置において、気筒毎に二つ設けられた吸気ポ
ートどうしの間にガス燃料通路の上流部を形成し、この
ガス燃料通路の下流部を、前記上流部から二股状に分岐
させて各吸気ポートに開口させたものである。
A fuel supply device for a gas fuel engine according to a sixth aspect of the present invention is the fuel supply device for a gas fuel engine according to any one of the first to fifth aspects, wherein: An upstream portion of the gas fuel passage is formed between two intake ports provided for each, and the downstream portion of the gas fuel passage is branched into two branches from the upstream portion and opened to each intake port. Is.

【0012】この発明によれば、ガス燃料通路の上流部
の一箇所から二つの吸気ポートに燃料ガスを供給するこ
とができるから、各吸気ポートにそれぞれ燃料ガス供給
源を接続する場合に較べて構造が簡単になる。また、ガ
ス燃料通路の下流側端部を管部材によって形成すること
により、吸気ポート内に突出する部分が低減されて吸気
抵抗の増加を抑えることができる。
According to the present invention, since the fuel gas can be supplied to the two intake ports from one location on the upstream side of the gas fuel passage, as compared with the case where the fuel gas supply sources are connected to the intake ports, respectively. The structure is simple. Further, by forming the downstream end of the gas fuel passage by the pipe member, the portion protruding into the intake port can be reduced and the increase in intake resistance can be suppressed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明に係るガス燃料エンジンの燃料供給装置の一実施の形
態を図1ないし図9によって詳細に説明する。図1は本
発明に係る燃料供給装置を装備したガス燃料エンジンの
断面図、図2はエンジンの一部を拡大して示す断面図
で、同図は、ピストンが圧縮行程で上死点に位置付けら
れた状態で描いてある。図3はピストンの平面図、図4
はエンジンの燃焼室近傍の部位をシリンダヘッド側から
見た状態の構成を示す平面図、図5はシリンダヘッドの
燃焼室壁を示す底面図である。図6はシリンダおよびピ
ストンの縦断面図、図7は図1におけるVII−VII線断面
図、図8は吸・排気弁の開閉時期と燃料噴射時期とを示
すタイムチャート、図9はピストンの他の例を示す断面
図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) An embodiment of a fuel supply system for a gas fuel engine according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 is a sectional view of a gas fuel engine equipped with a fuel supply device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of the engine, in which the piston is positioned at the top dead center in the compression stroke. It is drawn as it is. 3 is a plan view of the piston, FIG.
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of a portion near the combustion chamber of the engine as seen from the cylinder head side, and FIG. 5 is a bottom view showing the combustion chamber wall of the cylinder head. 6 is a longitudinal sectional view of a cylinder and a piston, FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 1, FIG. 8 is a time chart showing opening / closing timing of an intake / exhaust valve and fuel injection timing, and FIG. It is sectional drawing which shows the example of.

【0014】これらの図において、符号1で示すもの
は、この実施の形態によるエンジンである。このエンジ
ン1は、LPGやCNG(圧縮天然ガス)などのガス燃
料を使用して運転されるもので、このガス燃料をシリン
ダヘッド2の燃料ガス供給用インジェクタ3から後述す
るノズル4を通して吸気通路5内に噴射する構造を採っ
ている。前記インジェクタ3と、シリンダヘッド2内の
後述する燃料通路28などによって本発明に係るガス燃
料供給装置が構成されている。なお、このエンジン1の
気筒数は、図1には説明の便宜上1気筒分しか描かれて
いないが、複数の気筒をもつエンジンに用いることがで
きる。図1において、符号6はシリンダボディを示し、
7はピストン、8はコンロッドを示す。
In these figures, the reference numeral 1 indicates an engine according to this embodiment. The engine 1 is operated using a gas fuel such as LPG or CNG (compressed natural gas), and the gas fuel is supplied from an injector 3 for supplying a fuel gas of a cylinder head 2 through a nozzle 4 described later to an intake passage 5 It has a structure to inject inside. The injector 3 and a fuel passage 28, which will be described later, in the cylinder head 2 constitute a gas fuel supply device according to the present invention. It should be noted that the number of cylinders of the engine 1 is shown only for one cylinder in FIG. 1 for convenience of description, but it can be used for an engine having a plurality of cylinders. In FIG. 1, reference numeral 6 indicates a cylinder body,
7 is a piston, and 8 is a connecting rod.

【0015】前記シリンダヘッド2は、従来からよく知
られているように、DOHC型の動弁装置11と点火プ
ラグ12が設けられるとともに、前記吸気通路5を形成
する吸気ポート13と排気ポート14とが設けられてい
る。前記動弁装置11は、一気筒当たり2本ずつの吸気
弁15と排気弁16とを有し、これらの吸・排気弁1
5,16をそれぞれバルブリフター17を介して吸気カ
ム軸18と排気カム軸19とによって駆動する。
As is well known in the art, the cylinder head 2 is provided with a DOHC type valve operating device 11 and an ignition plug 12, and an intake port 13 and an exhaust port 14 which form the intake passage 5. Is provided. The valve operating device 11 has two intake valves 15 and two exhaust valves 16 for each cylinder.
5 and 16 are driven by an intake cam shaft 18 and an exhaust cam shaft 19 via a valve lifter 17, respectively.

【0016】前記点火プラグ12は、前記4本の吸・排
気弁15,16に囲まれたシリンダ中央部に配設されて
いる。この点火プラグ12を螺着させるねじ孔を図4お
よび図5中に符号20で示す。図5において、符号21
は吸気弁15によって開閉される吸気ポート13の吸気
出口を示し、22は排気弁16によって開閉される排気
ポート14の排気入口を示す。
The ignition plug 12 is arranged in the center of the cylinder surrounded by the four intake / exhaust valves 15 and 16. A screw hole into which the ignition plug 12 is screwed is indicated by reference numeral 20 in FIGS. 4 and 5. In FIG. 5, reference numeral 21
Indicates an intake outlet of the intake port 13 opened and closed by the intake valve 15, and 22 indicates an exhaust inlet of the exhaust port 14 opened and closed by the exhaust valve 16.

【0017】前記吸気ポート13は、この実施の形態で
は吸気弁15毎に設けられ(図4参照)、図1に示すよ
うに、シリンダヘッド2を上下方向(シリンダ軸線Cに
沿う方向)に貫通するように形成されている。この吸気
ポート13の上流側には、図示していないが、ヘッドカ
バーの吸気通路と、ヘッドカバーに取付けた吸気管など
を介してスロットル弁を接続している。
In this embodiment, the intake port 13 is provided for each intake valve 15 (see FIG. 4), and as shown in FIG. 1, penetrates the cylinder head 2 in the vertical direction (direction along the cylinder axis C). Is formed. Although not shown, the throttle valve is connected to the upstream side of the intake port 13 through an intake passage of the head cover and an intake pipe attached to the head cover.

【0018】この実施の形態による吸気ポート13は、
図1に示すように、シリンダヘッド2の上端部の開口か
ら下流側に向かうにしたがって次第に吸気弁15に接近
するように傾斜し、下流側端部に、下流側へ向かうにし
たがって次第に排気弁16とは反対側へ延びる傾斜部2
3が設けられている。
The intake port 13 according to this embodiment is
As shown in FIG. 1, the cylinder head 2 is inclined so as to gradually approach the intake valve 15 from the opening of the upper end portion toward the downstream side, and is gradually exhausted toward the downstream side to the exhaust valve 16 toward the downstream side. Slope 2 extending to the opposite side of
3 is provided.

【0019】このように吸気ポート13を形成すること
により、この吸気ポート13を通過した吸気は、吸気流
の慣性により吸気出口21から排気弁16とは反対方向
を指向する状態でシリンダ内に導かれる。一方、排気ポ
ート14は、シリンダヘッド2内で排気弁16毎の排気
通路が合流し、シリンダヘッド2の一側部の排気出口2
4まで延びるように形成されている。
By forming the intake port 13 in this manner, the intake air that has passed through the intake port 13 is introduced into the cylinder from the intake outlet 21 in the direction opposite to the exhaust valve 16 due to the inertia of the intake flow. Get burned. On the other hand, in the exhaust port 14, the exhaust passages of the exhaust valves 16 merge in the cylinder head 2, and the exhaust outlet 2 at one side of the cylinder head 2 is joined.
It is formed so as to extend up to 4.

【0020】前記ピストン7は、図1〜図3および図6
に示すように、頂部7aに斜面25および凹部26を形
成している。前記斜面25は、図2および図4に示すよ
うに、ピストン7の頂部7aにおける前記吸気弁15と
対向する部位に吸気弁15の並設方向へ延びるように形
成されており、吸気弁15の弁体15bの端面15c
(燃焼室壁の一部を形成する面)と平行になるように傾
斜されている。
The piston 7 has the structure shown in FIGS.
As shown in, a slope 25 and a recess 26 are formed on the top 7a. As shown in FIGS. 2 and 4, the slope 25 is formed at a portion of the top portion 7 a of the piston 7 that faces the intake valve 15 so as to extend in the direction in which the intake valve 15 is arranged in parallel. End face 15c of valve body 15b
It is inclined so as to be parallel to (a surface forming a part of the combustion chamber wall).

【0021】前記凹部26は、図2および図6に示すよ
うに、ピストン7の頂部7aにおける前記斜面25に隣
接する平面視D字状の部位を下方へ半球状に凹ませるよ
うにして形成されている。なお、ピストン7としては、
図9に示すように、頂部7aの斜面25に隣接する部分
を平坦に形成し、この平坦部分7bが実質的に凹部26
になるように形成することもできる。このピストン7を
使用することによって、図1に示すピストン7を使用す
る場合に較べて圧縮比を高くすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 6, the recess 26 is formed by denting a portion of the top portion 7a of the piston 7 adjacent to the slope 25, which is D-shaped in plan view, downward in a hemispherical shape. ing. In addition, as the piston 7,
As shown in FIG. 9, a portion of the top portion 7a adjacent to the slope 25 is formed flat, and the flat portion 7b substantially forms the recess 26.
Can also be formed. By using this piston 7, the compression ratio can be increased as compared with the case of using the piston 7 shown in FIG.

【0022】前記燃料ガス供給用インジェクタ3は、気
筒毎に設けられ、シリンダヘッド2の一側部であって、
吸気ポート13どうしの間と対応する部位に取付けられ
ている。このインジェクタ3は、図示していない燃料タ
ンクから燃料ガスが圧送され、予め定めた燃料噴射時期
に先端の燃料噴射口27(図7参照)からシリンダヘッ
ド2の吸気通路壁内の燃料通路28に燃料ガスを噴射す
る。
The fuel gas injector 3 is provided for each cylinder and is one side of the cylinder head 2.
It is attached to a portion corresponding to between the intake ports 13. In the injector 3, fuel gas is pressure-fed from a fuel tank (not shown), and at a predetermined fuel injection timing, from a fuel injection port 27 (see FIG. 7) at the tip to a fuel passage 28 in the intake passage wall of the cylinder head 2. Inject fuel gas.

【0023】少なくとも希薄燃焼、もしくはEGRを導
入して運転する領域において、このインジェクタ3によ
る燃料噴射は、図8に示すように、排気行程で吸気弁1
5が閉じているとき(第1の燃料供給行程)と、吸気行
程で吸気弁15が開いているとき(第2の燃料供給行
程)に、運転条件に対応させてそれぞれに噴射時期と噴
射期間を設定している。このインジェクタ3が燃料を噴
射する期間は、前記第1の燃料供給行程のときに第2の
燃料供給行程のときより長くなるように設定している。
燃料噴射量としては、例えば1サイクルに供給する燃料
の略50〜70%の燃料ガスを第1の燃料供給行程で噴
射させ、残りを第2の燃料供給行程で噴射させる。
As shown in FIG. 8, the fuel injection by the injector 3 is performed at least in the region where lean combustion or EGR is introduced to operate the intake valve 1 in the exhaust stroke.
5 is closed (first fuel supply stroke) and when the intake valve 15 is opened in the intake stroke (second fuel supply stroke), the injection timing and the injection period are respectively corresponding to the operating conditions. Is set. The period during which the injector 3 injects fuel is set to be longer during the first fuel supply stroke than during the second fuel supply stroke.
As the fuel injection amount, for example, about 50 to 70% of the fuel gas supplied in one cycle is injected in the first fuel supply stroke, and the rest is injected in the second fuel supply stroke.

【0024】インジェクタ3が燃料を噴射する前記燃料
通路28は、図7に示すように、インジェクタ装着用の
穴29から各吸気ポート13側へ延びて吸気ポート13
の下流側端部に開口する吸気ポート13毎の貫通孔30
と、これらの貫通孔30にそれぞれ吸気ポート13の吸
気出口21側から嵌入させて固着したパイプからなるノ
ズル4とによって構成されている。
As shown in FIG. 7, the fuel passage 28 through which the injector 3 injects fuel extends from the injector mounting hole 29 toward each intake port 13 and extends toward the intake port 13.
Hole 30 for each intake port 13 opening at the downstream end of the
And a nozzle 4 formed of a pipe fitted into and fixed to each of these through holes 30 from the intake outlet 21 side of the intake port 13.

【0025】前記ノズル4は、図4に示すように、吸気
ポート13内における吸気弁15の上流側近傍であっ
て、互いに隣り合う吸気ポート13の近傍に臨むように
設けられており、図1に示すように、先端の開口が燃焼
室中心を基準として排気弁16とは反対方向であって、
吸気の流れる方向の下流側を指向するように屈曲されて
いる。ここでいう吸気流の下流側とは、吸気ポート13
の傾斜部23によって流れる方向が規制された吸気の下
流側のことをいい、吸気ポート13の吸気出口21から
排気弁16とは反対側であって斜め下方を指向する方向
のことである。
As shown in FIG. 4, the nozzle 4 is provided in the intake port 13 in the vicinity of the upstream side of the intake valve 15 and in the vicinity of the intake ports 13 adjacent to each other. As shown in, the opening at the tip is opposite to the exhaust valve 16 with respect to the center of the combustion chamber,
It is bent so as to be directed to the downstream side in the direction of intake air flow. The downstream side of the intake flow here means the intake port 13
It means the downstream side of the intake air whose flow direction is restricted by the inclined portion 23, and is the direction from the intake outlet 21 of the intake port 13 opposite to the exhaust valve 16 and directed obliquely downward.

【0026】このエンジン1はシリンダ軸線C(図1参
照)上に点火プラグ12が配置されているから、上述し
たように各吸気ポート13内にノズル4を設けることに
よって、図6に示すように、ノズル4は、側方から見て
点火プラグ12の近傍に配置される。前記ノズル4が本
発明に係る管部材を構成し、前記先端の開口が本発明に
係る燃料噴口を構成している。
Since the spark plug 12 is arranged on the cylinder axis C (see FIG. 1) of the engine 1, as shown in FIG. 6, by providing the nozzle 4 in each intake port 13 as described above. The nozzle 4 is arranged near the spark plug 12 when viewed from the side. The nozzle 4 constitutes the pipe member according to the present invention, and the opening at the tip constitutes the fuel injection port according to the present invention.

【0027】また、前記ノズル4の先端の開口は、図1
に示すように、吸気弁15が開くことにより吸気弁15
と前記吸気出口21(吸気弁15の弁座)との間に形成
される隙間を指向するように形成されている。なお、イ
ンジェクタ3の燃料噴射口27は、貫通孔30と対向す
る部位にそれぞれ設けられており、これらの燃料噴射孔
27から貫通孔30内に燃料ガスが直接噴射される。
The opening at the tip of the nozzle 4 is shown in FIG.
As shown in FIG.
And the intake outlet 21 (the valve seat of the intake valve 15). Note that the fuel injection ports 27 of the injector 3 are respectively provided at the portions facing the through holes 30, and the fuel gas is directly injected from the fuel injection holes 27 into the through holes 30.

【0028】このようにノズル4を形成することによっ
て、吸気行程でノズル4から吸気ポート13内に噴射さ
れた燃料ガスは、図1中に黒色に塗り潰した矢印Gで示
すように、吸気弁15と吸気出口21との間の隙間を通
ってシリンダ内の排気弁16から離間する方向であって
斜め下方へ流入する。
By forming the nozzle 4 in this way, the fuel gas injected from the nozzle 4 into the intake port 13 in the intake stroke is treated by the intake valve 15 as shown by the arrow G filled in black in FIG. Through the gap between the intake port 21 and the intake port 21 and flows obliquely downward in the direction away from the exhaust valve 16 in the cylinder.

【0029】このように構成されたエンジン1において
は、図8に示すように、排気行程でピストン7が上昇し
ているとき(吸気弁15が閉じているとき)にインジェ
クタ3で1回目の燃料噴射が行われる。このときには、
吸気弁15が閉じているために、燃料ガスは吸気ポート
13内に滞留する。そして、排気行程の終期であってピ
ストン7が上死点に達する直前に吸気弁15が開き、ピ
ストン7が上死点を越えた後の下降行程で、上述したよ
うに吸気ポート13内に滞留している燃料ガスと、新気
とがシリンダ内に吸い込まれる。
In the engine 1 constructed as described above, as shown in FIG. 8, when the piston 7 is rising (when the intake valve 15 is closed) in the exhaust stroke, the first fuel is injected by the injector 3. Injection is performed. At this time,
Since the intake valve 15 is closed, the fuel gas stays in the intake port 13. Then, at the end of the exhaust stroke, the intake valve 15 opens immediately before the piston 7 reaches the top dead center, and the piston 7 stays in the intake port 13 as described above in the descending stroke after the piston 7 exceeds the top dead center. The fuel gas that is operating and fresh air are sucked into the cylinder.

【0030】前記燃料ガスは、吸気弁15と吸気出口2
1との間の隙間の略全域からシリンダ内に流入するが、
吸気ポート13からシリンダ内に斜め下方へ向けて吸入
される吸気に押されるようにして大部分が吸気と略同じ
方向へ流される。この燃料ガスと新気は、シリンダの内
周面に沿うようにシリンダ内の下部へ流れる。
The fuel gas is supplied to the intake valve 15 and the intake outlet 2
1 flows into the cylinder from almost the entire gap between
Most of the air is made to flow in substantially the same direction as the intake air by being pushed by the intake air that is drawn obliquely downward into the cylinder from the intake port 13. The fuel gas and fresh air flow to the lower part in the cylinder along the inner peripheral surface of the cylinder.

【0031】上述したようにシリンダ内に吸い込まれた
吸気は、ピストン頂部7aの凹部26に当たって流れる
方向が変えられ、シリンダ内に、図1中に矢印Tで示す
ようにタンブル流が発生する。このタンブル流は、図1
に示すように、カム軸の軸方向から見てシリンダの軸線
Cより吸気弁15側でシリンダヘッド2から離間し、排
気弁16側でシリンダヘッド2に接近するような旋回流
で、一般的に呼称されるタンブル流とは旋回する方向が
逆方向のいわゆる逆タンブル流である。このようにタン
ブル流が形成されることによって、燃料ガスが新気と混
合されてシリンダ内で拡散し、希薄な混合気が形成され
る。
As described above, the intake air sucked into the cylinder hits the concave portion 26 of the piston top portion 7a and its flow direction is changed, and a tumble flow is generated in the cylinder as indicated by an arrow T in FIG. This tumble flow is shown in Figure 1.
As shown in FIG. 3, a swirling flow is generally formed such that the intake valve 15 side is separated from the cylinder head 2 with respect to the axis C of the cylinder as viewed from the axial direction of the cam shaft, and the exhaust valve 16 side is close to the cylinder head 2, and The so-called reverse tumble flow is a so-called reverse tumble flow in which the swirling direction is opposite. By forming the tumble flow in this way, the fuel gas is mixed with fresh air and diffused in the cylinder to form a lean air-fuel mixture.

【0032】その後、吸気行程の途中でインジェクタ3
による2回目の燃料噴射が行われる(図8参照)。この
とき、燃料ガスは、2本のノズル4から吸気弁15と吸
気出口21との間の隙間を通してシリンダ内にそれぞれ
噴射される。シリンダ内には上述したようにタンブル流
Tが形成されているから、前記燃料ガスは、図6に示す
ように、タンブル流Tに乗るようにしてシリンダ内で旋
回する。ノズル4は、二つの吸気ポート13の互いに隣
り合う部分の近傍に設けられているから、このノズル4
から噴射された燃料は、点火プラグ12の近傍で層状に
流れる。すなわち、圧縮行程の終期には、点火プラグ1
2の周辺近傍に相対的に濃い混合気が層状に供給され
る。
Then, during the intake stroke, the injector 3
The second fuel injection is performed (see FIG. 8). At this time, the fuel gas is injected into the cylinder from each of the two nozzles 4 through the gap between the intake valve 15 and the intake outlet 21. Since the tumble flow T is formed in the cylinder as described above, the fuel gas swirls in the cylinder so as to ride on the tumble flow T as shown in FIG. The nozzle 4 is provided near the portions of the two intake ports 13 that are adjacent to each other.
The fuel injected from the fuel flows in layers near the spark plug 12. That is, at the end of the compression stroke, the spark plug 1
A relatively rich air-fuel mixture is supplied in layers near the periphery of 2.

【0033】このように2回目の燃料噴射が行われて吸
気弁15が閉じた後に、ピストン7が圧縮上死点に移行
することによって、シリンダ内のタンブル流Tは、図2
に示すように、ピストン頂部7aの凹部26とシリンダ
ヘッド2側の燃焼室壁31との間に形成される空間(燃
焼室32)で旋回しながら縮径される。一方、このとき
には、ピストン頂部7aの前記斜面25とシリンダヘッ
ド2側の燃焼室壁31との間の隙間(スキッシュエリ
ア)から混合気が押し出され、スキッシュ流が生じる。
このスキッシュ流を図2中に矢印Sで示す。
After the second fuel injection is performed and the intake valve 15 is closed in this way, the piston 7 moves to the compression top dead center, whereby the tumble flow T in the cylinder is
As shown in, the diameter is reduced while swirling in the space (combustion chamber 32) formed between the recess 26 of the piston top portion 7a and the combustion chamber wall 31 on the cylinder head 2 side. On the other hand, at this time, the air-fuel mixture is pushed out from the gap (squish area) between the slope 25 of the piston top portion 7a and the combustion chamber wall 31 on the cylinder head 2 side, and a squish flow is generated.
This squish flow is indicated by arrow S in FIG.

【0034】このスキッシュ流Sは、図2において燃焼
室32内をシリンダヘッド2側の燃焼室壁面に沿って排
気弁16側へ進行するから、このスキッシュ流Sと前記
タンブル流Tとが点火プラグ12の近傍で互いに衝突す
る。このエンジン1においては、スキッシュエリアから
混合気が噴出している期間内に点火プラグ12による点
火が行われるように点火時期を設定している。
Since the squish flow S advances in the combustion chamber 32 along the wall surface of the combustion chamber on the cylinder head 2 side to the exhaust valve 16 side in FIG. 2, the squish flow S and the tumble flow T are ignited by the spark plug. Collide with each other in the vicinity of 12. In this engine 1, the ignition timing is set so that the ignition plug 12 ignites during the period when the air-fuel mixture is ejected from the squish area.

【0035】タンブル流Tとスキッシュ流Sとが互いに
衝突することによって、混合気は、微小な渦(マイクロ
タービュレンス)となって分散され、タンブル流Tとス
キッシュ流Sとが合成されてなるガス流によってピスト
ン頂部7a側へ下降する。このため、前記マイクロター
ビュレンスによって着火後の火炎核の成長が助長される
とともに、火炎がピストン頂部7a側へ拡がるようにな
り、燃焼範囲が急速に拡大される。この実施の形態で
は、ノズル4から燃料ガスを点火プラグ12の近傍に層
状に供給しているから、燃料ガスの総供給量が理論空燃
比での供給量より著しく少なくても確実に着火される。
このため、シリンダ内に供給される燃料ガスの総供給量
を理論空燃比での供給量に較べて著しく低減させた希薄
燃焼を行っているにもかかわらず、急速燃焼が可能にな
って燃焼改善を図ることができ、燃費を向上させること
ができる。
When the tumble flow T and the squish flow S collide with each other, the air-fuel mixture is dispersed as minute vortices (microturbulence), and the tumble flow T and the squish flow S are combined to form a gas. The flow lowers to the piston top portion 7a side. Therefore, the micro-turbulence promotes the growth of the flame kernel after ignition, and the flame spreads to the piston top 7a side, so that the combustion range is rapidly expanded. In this embodiment, the fuel gas is supplied in layers from the nozzle 4 to the vicinity of the spark plug 12, so that even if the total supply amount of the fuel gas is significantly smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, ignition is assured. .
For this reason, even though lean combustion is performed in which the total amount of fuel gas supplied to the cylinder is significantly reduced compared to the theoretical air-fuel ratio, rapid combustion is possible and combustion is improved. It is possible to improve fuel efficiency.

【0036】上述したように、この実施の形態によるガ
ス燃料供給装置は、ガス燃料が供給される燃料通路28
をシリンダヘッド2の吸気通路壁内に形成し、この燃料
通路28の下流端の燃料噴口、すなわちノズル4の先端
の開口を吸気通路5における吸気弁15の上流側近傍に
開口させているから、燃料噴口から吸気通路5内に供給
された燃料ガスは、吸気弁近傍を流れる吸気に乗るよう
にして広く分散することがない状態でシリンダ内に層状
に吸い込まれる。
As described above, in the gas fuel supply system according to this embodiment, the fuel passage 28 to which the gas fuel is supplied is supplied.
Is formed in the intake passage wall of the cylinder head 2, and the fuel injection port at the downstream end of the fuel passage 28, that is, the opening at the tip of the nozzle 4 is opened near the upstream side of the intake valve 15 in the intake passage 5, The fuel gas supplied from the fuel injection port into the intake passage 5 is sucked into the cylinder in a layered state so as not to be widely dispersed as if riding on the intake air flowing near the intake valve.

【0037】このため、燃料ガスを点火プラグ12の近
傍に相対的に濃くなるように層状に供給することができ
る。なお、燃料通路28の下流端の燃料噴口は、ノズル
4を用いることなく、吸気ポート13の孔壁面に形成す
ることもできるが、ノズル4を用いることによって、ガ
ス噴口を設ける位置の自由度が高くなり、吸気出口21
に接近させて設けることができる。
Therefore, the fuel gas can be supplied to the vicinity of the spark plug 12 in a layered manner so as to be relatively rich. The fuel injection port at the downstream end of the fuel passage 28 can be formed on the hole wall surface of the intake port 13 without using the nozzle 4, but by using the nozzle 4, the degree of freedom of the position where the gas injection port is provided is increased. Higher, intake outlet 21
Can be provided close to.

【0038】また、燃料通路28の下流側端部をパイプ
からなるノズル4によって形成して吸気通路5内に臨ま
せ、燃料噴口を、吸気通路内における点火プラグ12に
近接する部位に、吸気の流れる方向の下流側を指向する
ように開口させているから、燃料ガスは、吸気に逆らう
ことなく吸気と同方向に流れてシリンダ内に流入し、点
火プラグ12の近傍に集められる。
Further, the downstream end of the fuel passage 28 is formed by the nozzle 4 made of a pipe so as to face the inside of the intake passage 5, and the fuel injection port is connected to the portion near the spark plug 12 in the intake passage. Since the opening is made so as to be directed to the downstream side of the flow direction, the fuel gas flows in the same direction as the intake air without countering the intake air, flows into the cylinder, and is collected in the vicinity of the spark plug 12.

【0039】さらに、燃料通路28の下流側端部をノズ
ル4によって形成して吸気通路5内に臨ませ、燃料噴口
を、吸気弁15が開くことにより吸気弁15と弁座との
間に形成される隙間を指向するように開口させているか
ら、燃料ガスは、吸気弁15に当たって流れる方向が乱
されることがなく、燃料噴口から流出して層状に流れる
状態がシリンダ内へ流入するまで保持される。このた
め、燃料ガスの層状化がより一層顕著になる。
Further, the downstream end of the fuel passage 28 is formed by the nozzle 4 so as to face the inside of the intake passage 5, and the fuel injection port is formed between the intake valve 15 and the valve seat by opening the intake valve 15. The fuel gas does not disturb the flow direction of the intake valve 15 because it is opened so as to be directed to the gap, and the fuel gas is retained until it flows out of the fuel injection port and flows in layers into the cylinder. To be done. For this reason, stratification of the fuel gas becomes more remarkable.

【0040】加えて、この実施の形態によるエンジン1
は、タンブル流Tとスキッシュ流Sの衝突により混合気
流の運動エネルギーが減衰するから、衝突後の混合気の
状態は、エンジン1の回転速度や負荷が変化しても大き
く変化することはない。このため、上述したような燃焼
が急速に行われる現象が広い運転域にわたって同様に起
こり、エンジン運転域の略全域にわたって燃焼改善を図
ることができるようになる。
In addition, the engine 1 according to this embodiment
, The kinetic energy of the air-fuel mixture is attenuated by the collision of the tumble flow T and the squish flow S. Therefore, the state of the air-fuel mixture after the collision does not change significantly even if the rotation speed or the load of the engine 1 changes. Therefore, the phenomenon of rapid combustion as described above similarly occurs over a wide operating range, and combustion can be improved over substantially the entire engine operating range.

【0041】さらに、シリンダ内の混合気の流動(ピス
トン頂部7aの凹部26内で下方へ向けて流れる流動)
は点火後も継続するから、ピストン7の頂部7aの近傍
で成長した初期燃焼ガス部分に未燃ガスが継続的に供給
されるようになる。このため、初期燃焼ガスは、未燃ガ
スで攪拌されながら拡散し、高温で保持されることはな
いから、Noxが生成されるのを抑制することができ
る。なお、EGR量を増大させる場合にも上記と同等に
作用し、燃費向上とNoxの低減とを図ることができ
る。
Furthermore, the flow of the air-fuel mixture in the cylinder (flow downward in the recess 26 of the piston top 7a)
Since the ignition continues even after ignition, the unburned gas is continuously supplied to the initial combustion gas portion grown near the top portion 7a of the piston 7. For this reason, the initial combustion gas diffuses while being stirred by the unburned gas and is not held at a high temperature, so that it is possible to suppress the generation of Nox. It should be noted that even when the EGR amount is increased, the same operation as described above is performed, and it is possible to improve fuel efficiency and reduce Nox.

【0042】さらにまた、タンブル流Tとスキッシュ流
Sとの衝突によって混合気流の運動エネルギーが減衰す
ることにより、点火プラグ12の電極12a,12b
(図2参照)の隙間内を混合気が高速で流れることがな
いから、着火が安定するとともに、点火電圧を高くしな
くてよいから既存の点火装置を使用することができる。
Furthermore, the collision of the tumble flow T and the squish flow S attenuates the kinetic energy of the mixed air flow, so that the electrodes 12a and 12b of the spark plug 12 are attenuated.
Since the air-fuel mixture does not flow at a high speed in the gap (see FIG. 2), ignition is stabilized and the ignition voltage does not have to be increased, so that the existing ignition device can be used.

【0043】この実施の形態では、吸気を吸気ポート1
3からシリンダ内における排気弁16とは反対側へ流入
させてシリンダ内にいわゆる逆タンブル流を発生させ、
スキッシュ流Sを発生させる空間(スキッシュエリア)
を相対的に低温な吸気弁15側に形成しているから、ス
キッシュエリアを排気弁16側に形成する場合に較べて
ノッキングが生じ難くなる。また、ノズル4の先端の開
口(ガス噴口)が燃焼室中心を基準として排気弁16と
は反対方向を指向しているから、燃料ガスも低温な部位
へ供給され、より一層ノッキングが発生し難くなる。
In this embodiment, the intake port 1
3 to the side opposite to the exhaust valve 16 in the cylinder to generate a so-called reverse tumble flow in the cylinder,
Space where squish flow S is generated (squish area)
Is formed on the side of the intake valve 15 which is relatively low in temperature, knocking is less likely to occur than when the squish area is formed on the side of the exhaust valve 16. Further, since the opening (gas injection port) of the tip of the nozzle 4 is directed in the direction opposite to the exhaust valve 16 with the center of the combustion chamber as a reference, the fuel gas is also supplied to the low temperature portion, and knocking is further difficult to occur. Become.

【0044】さらに、前記インジェクタ3は複数の燃料
噴射口27を有し、それぞれの燃料噴射口27に対応す
るノズル4を設けているから、一つのインジェクタ3で
複数の吸気通路5に燃料ガスを供給することができる。
Further, since the injector 3 has a plurality of fuel injection ports 27 and the nozzles 4 corresponding to the respective fuel injection ports 27 are provided, one injector 3 supplies fuel gas to a plurality of intake passages 5. Can be supplied.

【0045】加えて、このエンジン1は、気筒毎に複数
の吸気弁15を設け、ノズル4の先端の開口(ガス噴
口)を前記吸気弁15毎に設けているから、シリンダ内
に複数の吸気出口21から燃料ガスをそれぞれ供給する
ことができ、燃料ガスを供給する位置の自由度が向上す
る。
In addition, since the engine 1 is provided with a plurality of intake valves 15 for each cylinder and an opening (gas injection port) at the tip of the nozzle 4 is provided for each intake valve 15, a plurality of intake valves are provided in the cylinder. The fuel gas can be supplied from each of the outlets 21, and the degree of freedom of the position for supplying the fuel gas is improved.

【0046】また、吸気ポート13の下流側端部に下流
側へ向かうにしたがって次第に排気弁16とは反対側へ
延びる傾斜部23を設けることによって、逆タンブル流
が形成されるように吸気の流れる方向を規制しているか
ら、吸気の流れる方向を変えるための部材を吸気ポート
13内に設ける場合に較べて、吸気抵抗が小さくなると
ともに、部品数を低減することができる。
Further, the downstream end portion of the intake port 13 is provided with the inclined portion 23 which gradually extends toward the opposite side to the exhaust valve 16 toward the downstream side, so that the intake air flows so that a reverse tumble flow is formed. Since the direction is regulated, the intake resistance is reduced and the number of parts can be reduced as compared with the case where a member for changing the flow direction of intake air is provided in the intake port 13.

【0047】(第2の実施の形態)タンブル流を発生さ
せるためには、図10ないし図15に示す案内部材を吸
気ポートに取付けることができる。図10は案内部材を
設けたエンジンの断面図、図11は図10における要部
を拡大して示す断面図、図12は図11におけるXII−X
II線断面図、図13は案内部材を示す図で、同図(a)
は吸気ポートに組付けた状態での横断面図、同図(b)
は側面図で、(b)図においては、(a)図の破断位置
をA−A線によって示している。図13(c)は(a)
図におけるC−C線断面図、同図(d)は装着前の自由
状態を示し、同図(b)は装着時に縮径させた状態を示
す。図14は図13に示した案内部材の分解斜視図、図
15は案内部材の他の例を示す図で、同図(a)は平面
図、同図(b)は側面図、同図(c)は(a)図におけ
るC−C線断面図、同図(d)は装着時に縮径させた状
態を示す平面図である。これらの図において、前記図1
〜図9によって説明したものと同一または同等の部材に
ついては、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
(Second Embodiment) In order to generate a tumble flow, the guide member shown in FIGS. 10 to 15 can be attached to the intake port. 10 is a cross-sectional view of an engine provided with a guide member, FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of FIG. 10, and FIG. 12 is XII-X in FIG.
II sectional view, FIG. 13 is a diagram showing the guide member, the same (a)
Is a cross-sectional view in the state where it is assembled to the intake port, the same figure (b)
Is a side view, and in (b), the breakage position in (a) is indicated by line AA. FIG. 13C shows (a)
A sectional view taken along the line C-C in the figure, (d) shows a free state before mounting, and (b) shows a state in which the diameter is reduced at the time of mounting. 14 is an exploded perspective view of the guide member shown in FIG. 13, FIG. 15 is a view showing another example of the guide member, FIG. 14 (a) is a plan view, FIG. 15 (b) is a side view, and FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 7A, and FIG. 8D is a plan view showing a state in which the diameter is reduced at the time of mounting. In these figures, FIG.
The same or equivalent members as those described with reference to FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be appropriately omitted.

【0048】この実施の形態によるエンジン1は、図1
0に示すように、吸気ポート13に後述する案内部材4
1が設けられている他は前記第1の実施の形態で示した
エンジン1と同等の構成を採っている。前記案内部材4
1は、図13および図14に示すように、C字状の固定
用リング42と、このリング42に溶接したシュラウド
43とによって構成されている。
The engine 1 according to this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 0, the intake port 13 has a guide member 4 which will be described later.
1 has the same configuration as the engine 1 shown in the first embodiment except that the engine 1 is provided. The guide member 4
As shown in FIGS. 13 and 14, 1 comprises a C-shaped fixing ring 42 and a shroud 43 welded to the ring 42.

【0049】前記リング42は、ばね材からなり、吸気
ポート13の下流側端部に形成した凹溝44(図11参
照)に自らの弾発力によって拡径して係合できるように
形成されている。また、このリング42の両端部には、
図示していない工具を掛けるためのフック45を一体に
形成している。
The ring 42 is made of a spring material and is formed so that it can be expanded in diameter and engaged with a concave groove 44 (see FIG. 11) formed at the downstream end of the intake port 13 by its own elastic force. ing. Also, at both ends of this ring 42,
A hook 45 for hanging a tool (not shown) is integrally formed.

【0050】前記シュラウド43は、前記リング42の
内周面に沿うように平面視において円弧状に湾曲させた
支持板46と、この支持板46に一体に形成した平面視
扇状のシュラウド本体47とによって構成されている。
前記支持板46は、リング42の前記フック45を挿通
させるための開口48が形成されており、この開口48
にフック45を挿通させた状態でリング42の内周部に
重ねて一端部をリング42に溶接している。支持板46
とリング42の溶接範囲を図13(a)中に符号Wで示
す。
The shroud 43 includes a support plate 46 curved along the inner peripheral surface of the ring 42 in an arc shape in a plan view, and a fan-shaped shroud main body 47 integrally formed with the support plate 46. It is composed by.
The support plate 46 is formed with an opening 48 through which the hook 45 of the ring 42 is inserted.
One end of the ring 42 is welded to the ring 42 while being overlapped with the inner peripheral portion of the ring 42 with the hook 45 inserted therethrough. Support plate 46
The welding range of the ring 42 is indicated by the symbol W in FIG.

【0051】前記シュラウド43は、支持板46からリ
ング42の中心へ向かうにしたがって次第に下方(吸気
流の下流側)へ延びるように傾斜するとともに、円錐面
の一部をなすように湾曲している。また、この案内部材
41は、前記シュラウド43の下端が閉状態の吸気弁1
5とクリアランスをおいて対向するように配置されてい
る。
The shroud 43 is inclined so as to gradually extend downward (downstream of the intake air flow) from the support plate 46 toward the center of the ring 42, and is curved so as to form a part of a conical surface. . Further, the guide member 41 is provided for the intake valve 1 in which the lower end of the shroud 43 is closed.
It is arranged so as to face 5 with a clearance.

【0052】このように形成された案内部材41は、シ
リンダヘッド2に吸気弁15を組付ける以前に吸気ポー
ト13に組付ける。詳述すると、先ず、図13(d)に
示すように自由状態にある案内部材41のリング42の
フック45を図示していないペンチ等の工具で挾んでリ
ング42を弾発力に抗して縮径させ{図13(e)参
照}、この案内部材41を吸気ポート13内に燃焼室側
から挿入する。そして、リング42が吸気ポート13の
凹溝44に係合する状態で前記フック45を解放させ
る。このときに、シュラウド43が排気弁16側に位置
するように案内部材41を位置決めする。工具を放すこ
とによって、リング42が自らの弾発力で拡径し、吸気
ポート13(シリンダヘッド2)に固定される。
The guide member 41 thus formed is assembled to the intake port 13 before the intake valve 15 is assembled to the cylinder head 2. More specifically, first, as shown in FIG. 13 (d), the hook 45 of the ring 42 of the guide member 41 in the free state is pinched with a tool such as pliers (not shown) to resist the elastic force of the ring 42. The diameter is reduced {see FIG. 13 (e)}, and the guide member 41 is inserted into the intake port 13 from the combustion chamber side. Then, the hook 45 is released while the ring 42 is engaged with the groove 44 of the intake port 13. At this time, the guide member 41 is positioned so that the shroud 43 is located on the exhaust valve 16 side. By releasing the tool, the ring 42 expands in diameter by its own elastic force and is fixed to the intake port 13 (cylinder head 2).

【0053】図10〜図14に示す案内部材41は、リ
ング42のフック45がシュラウド43の上に位置付け
られるように形成しているが、案内部材41は、図15
に示すように形成することもできる。図15に示す案内
部材41は、リング42におけるフック45と対向する
内周部42aにシュラウド43の支持板46を溶接して
いる。
The guide member 41 shown in FIGS. 10 to 14 is formed so that the hook 45 of the ring 42 is positioned above the shroud 43.
It can also be formed as shown in FIG. In the guide member 41 shown in FIG. 15, the support plate 46 of the shroud 43 is welded to the inner peripheral portion 42a of the ring 42 that faces the hook 45.

【0054】この案内部材41のリング42は、図15
(a)中に実線で示す自由状態から同図(d)に示すよ
うに縮径させて吸気ポート13に装着される。装着後に
は、このリング42は、同図(a)中に二点鎖線で示す
ように自由状態から縮径された状態になり、自らの弾発
力によって吸気ポート13に固定される。
The ring 42 of this guide member 41 is shown in FIG.
The free state shown by the solid line in (a) is reduced in diameter as shown in FIG. After mounting, this ring 42 is in a reduced diameter state from the free state as shown by the chain double-dashed line in the same figure (a), and is fixed to the intake port 13 by its own elastic force.

【0055】このように案内部材41を形成することに
よって、フック45を下方から視認することができるか
ら、フック45をペンチ等によって挾むときにフック4
5の位置を簡単に確認することができ、組付作業が容易
になる。この案内部材41を取付ける位置は、図10〜
図14に示す案内部材41と同一である。
By forming the guide member 41 in this way, the hook 45 can be visually recognized from below, and therefore, when the hook 45 is pinched by pliers or the like, the hook 4 is not visible.
The position of 5 can be easily confirmed, and the assembling work becomes easy. The position where the guide member 41 is attached is shown in FIGS.
It is the same as the guide member 41 shown in FIG.

【0056】図10〜図15に示す案内部材41を吸気
ポート13に設けることにより、シュラウド43によっ
て実質的に吸気ポート13の傾斜部23が延長されるこ
とになり、吸気弁15に当たって吸気出口21との間の
隙間から排気弁16側へ流入する吸気を低減することが
できる。この結果、タンブル流Tをより一層強く発生さ
せることができる。
By providing the guide member 41 shown in FIGS. 10 to 15 in the intake port 13, the inclined portion 23 of the intake port 13 is substantially extended by the shroud 43 and hits the intake valve 15 and the intake outlet 21. It is possible to reduce the intake air flowing into the exhaust valve 16 side from the gap between and. As a result, the tumble flow T can be generated even more strongly.

【0057】したがって、案内部材41によってタンブ
ル流Tの強さを変えることができるから、発生するスキ
ッシュ流Sに対して最適な強さになるように、案内部材
41でタンブル流Tを発生させることによって、マイク
ロタービュレンスを確実に生成することができるように
なる。このため、より一層燃焼改善を図ることができ
る。
Therefore, since the strength of the tumble flow T can be changed by the guide member 41, the tumble flow T is generated by the guide member 41 so that the tumble flow T has an optimum strength with respect to the generated squish flow S. This makes it possible to reliably generate microturbulence. Therefore, the combustion can be further improved.

【0058】(第3の実施の形態)案内部材は図16な
いし図24に示すように形成することができる。図16
は案内部材の他の例を示すエンジンの一部の断面図、図
17は案内部材を拡大して示す断面図、図18はエンジ
ンの燃焼室近傍の部位をシリンダヘッド側から見た状態
の構成を示す平面図、図19はタンブル流を説明するた
めの模式図、図20は燃料ガス供給用ノズルの底面図、
図21は図16におけるA−A線断面図、図22は図1
6におけるB−B線断面図、図23は図16におけるC
−C線断面図である。図24は案内部材と吸気弁の弁体
を拡大して示す斜視図である。
(Third Embodiment) The guide member can be formed as shown in FIGS. 16 to 24. FIG.
17 is a sectional view of a part of the engine showing another example of the guide member, FIG. 17 is an enlarged sectional view of the guide member, and FIG. 18 is a view showing a portion near the combustion chamber of the engine as seen from the cylinder head side. FIG. 19 is a schematic view for explaining a tumble flow, FIG. 20 is a bottom view of a fuel gas supply nozzle,
21 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 16, and FIG. 22 is FIG.
6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6, and FIG. 23 is C in FIG.
It is a -C line sectional view. FIG. 24 is an enlarged perspective view showing the guide member and the valve body of the intake valve.

【0059】これらの図において、前記図1〜図15に
よって説明したものと同一または同等の部材について
は、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。図16
ないし図24に示すエンジン1は、吸気弁15に案内部
材51を設けている。この案内部材51は、図24に示
すように、円錐の一部をなす形状の金属板によって構成
され、吸気弁15の弁体15bの上面に溶接されてい
る。
In these figures, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 15 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be appropriately omitted. FIG.
24 to 24, the intake valve 15 is provided with a guide member 51. As shown in FIG. 24, the guide member 51 is made of a metal plate having a shape of a part of a cone, and is welded to the upper surface of the valve body 15b of the intake valve 15.

【0060】案内部材51の形状をさらに詳しく説明す
ると、この案内部材51は、図22に示すように、上方
に向かうにしたがって幅が広くなる平面視扇状に形成す
るとともに、図17に示すように、側面視において上方
に向かうにしたがって次第に吸気弁15の径方向の外側
に偏在するように傾斜している。案内部材51を吸気弁
15に取付ける位置は、図17および図18に示すよう
に、吸気弁15における排気弁16に近接する一側部で
あって、図22に示すように、案内部材51の内面51
aの円弧の中心が吸気弁15の軸心と略一致するように
位置付けられている。
The shape of the guide member 51 will be described in more detail. As shown in FIG. 22, the guide member 51 is formed in a fan shape in plan view in which the width becomes wider as it goes upward, and as shown in FIG. In a side view, the intake valve 15 is inclined so as to be unevenly distributed outward in the radial direction as it goes upward. As shown in FIGS. 17 and 18, the position where the guide member 51 is attached to the intake valve 15 is one side portion of the intake valve 15 that is close to the exhaust valve 16, and as shown in FIG. Inner surface 51
The center of the arc of a is positioned so as to substantially coincide with the axis of the intake valve 15.

【0061】また、この案内部材51の高さは、図1
6,17に示すように、吸気弁15が開いたときに上端
部が吸気ポート13の吸気出口21より上流側に臨み、
図17中に二点鎖線で示したように、吸気弁15が閉じ
たとしても上端部が吸気ポート13の内壁面に接触する
ことがないように設定されている。この実施の形態にお
いては、吸気弁15がバルブステム15aを中心にして
回動し、案内部材51の吸気ポート13に対する位置が
変化してしまうのを阻止するために、図23に示すよう
に、バルブステム15aを断面四角形状に形成するとと
もに、この断面四角形状の部位をシリンダヘッド2側の
バルブステムガイド52に摺動自在に係合させている。
The height of the guide member 51 is as shown in FIG.
As shown in FIGS. 6 and 17, when the intake valve 15 is opened, the upper end portion faces the upstream side of the intake outlet 21 of the intake port 13,
As shown by the chain double-dashed line in FIG. 17, even if the intake valve 15 is closed, the upper end portion is set so as not to contact the inner wall surface of the intake port 13. In this embodiment, in order to prevent the intake valve 15 from rotating around the valve stem 15a and changing the position of the guide member 51 with respect to the intake port 13, as shown in FIG. The valve stem 15a is formed to have a quadrangular cross section, and the quadrangular cross section is slidably engaged with the valve stem guide 52 on the cylinder head 2 side.

【0062】この実施の形態によるシリンダヘッド2の
吸気ポート13は、図16に示すように、一般的なエン
ジン1で多く採用されているように、シリンダヘッド2
の一側部2aから燃焼室32へ向って斜めに延びるよう
に形成されている。また、この吸気ポート13は、吸気
通路5が途中で吸気弁15毎の分岐通路5a,5bに分
岐されるように形成されている。
The intake port 13 of the cylinder head 2 according to this embodiment is, as shown in FIG.
It is formed so as to extend obliquely from one side portion 2a toward the combustion chamber 32. The intake port 13 is formed so that the intake passage 5 is branched into branch passages 5a and 5b for each intake valve 15 on the way.

【0063】このように吸気ポート13を形成すると、
吸気弁15が開いたときに吸気が慣性によって燃焼室2
3の中央部分へ多く流入するようになるが、この実施の
形態によれば、吸気の大部分が前記案内部材51に当た
り、流れる方向が変えられる。すなわち、吸気は、案内
部材51に当たることによって排気弁16とは反対方向
へ向けて流れるようになるから、このエンジン1におい
ても第1および第2の実施の形態と同様に、シリンダ内
に逆タンブル流が発生する。
When the intake port 13 is formed in this way,
When the intake valve 15 is opened, the intake air is inertial and the combustion chamber 2
A large amount of the intake air hits the guide member 51, and the flow direction can be changed according to this embodiment. That is, since the intake air flows toward the direction opposite to the exhaust valve 16 by hitting the guide member 51, the engine 1 also has a reverse tumble in the cylinder as in the first and second embodiments. A flow occurs.

【0064】吸気ポート13を上述したようにシリンダ
ヘッド2の側部から斜めに延設していることにより、燃
料ガスを供給するノズル4は、シリンダヘッド2の一側
部2aから吸気弁15の近傍まで延びるように形成され
ている。すなわち、インジェクタ3を吸気通路5に配置
し、前記インジェクタ3に、吸気弁15の上流近傍に先
端が開口するノズル4を接続している。
Since the intake port 13 is obliquely extended from the side portion of the cylinder head 2 as described above, the nozzle 4 for supplying the fuel gas is provided with the intake valve 15 from the one side portion 2a of the cylinder head 2. It is formed so as to extend to the vicinity. That is, the injector 3 is arranged in the intake passage 5, and the injector 3 is connected to the nozzle 4 having a tip opening near the upstream side of the intake valve 15.

【0065】この実施の形態によるノズル4は、図20
および図21に示すように、吸気弁15毎のパイプ4
a,4aと、これらパイプ4aの上流側端部をそれぞれ
接続したパイプホルダ4bとによって構成されている。
前記パイプ4aは、第1および第2の実施の形態を採る
ときと同様に、下流側端部が吸気ポート13内における
隣り合う吸気ポート13の近傍に配設すとともに、吸気
の流れる方向の下流側を先端の開口が指向するように屈
曲させており、上流側端部が吸気ポート13内を吸気ポ
ート上壁13a(図16参照)に沿って上流側へ延設さ
せている。
The nozzle 4 according to this embodiment is shown in FIG.
And as shown in FIG. 21, the pipe 4 for each intake valve 15
a, 4a, and a pipe holder 4b to which the upstream ends of these pipes 4a are respectively connected.
As in the case of adopting the first and second embodiments, the pipe 4a has its downstream end located near the adjacent intake ports 13 in the intake port 13 and is downstream in the direction of intake air flow. The side is bent so that the opening of the tip is directed, and the upstream end extends inside the intake port 13 to the upstream side along the intake port upper wall 13a (see FIG. 16).

【0066】前記ノズルホルダ4bは、図20に示すよ
うに、前記パイプ4aに連通する燃料通路4cがパイプ
毎に穿設されており、図16に示すように、吸気ポート
上壁13aに固定用ボルト53によって固定されてい
る。この実施の形態によるシリンダヘッド2は、前記固
定用ボルト53を工具(図示せず)によって簡単に着脱
できるように、吸気ポート下壁13bに工具挿通用の貫
通穴54が穿設されている。図16において前記貫通穴
54の開口端に設けた符号55で示すものは、貫通穴5
4を閉塞するための栓部材である。
As shown in FIG. 20, the nozzle holder 4b has a fuel passage 4c communicating with the pipe 4a for each pipe. As shown in FIG. 16, the nozzle holder 4b is fixed to the intake port upper wall 13a. It is fixed by bolts 53. In the cylinder head 2 according to this embodiment, a through hole 54 for inserting a tool is formed in the lower wall 13b of the intake port so that the fixing bolt 53 can be easily attached and detached with a tool (not shown). In FIG. 16, the reference numeral 55 provided at the opening end of the through hole 54 indicates the through hole 5
4 is a plug member for closing 4.

【0067】パイプホルダ4bの前記燃料通路4cは、
パイプホルダ4bの上流側端部に開口しており、シリン
ダヘッド2に装着した燃料ガス用インジェクタ3から燃
料ガスを噴射する。この実施の形態で示したように案内
部材51およびシリンダヘッド2を構成しても第1およ
び第2の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。
The fuel passage 4c of the pipe holder 4b is
The fuel gas is injected from the fuel gas injector 3 mounted on the cylinder head 2 and opened at the upstream end of the pipe holder 4b. Even if the guide member 51 and the cylinder head 2 are configured as shown in this embodiment, the same effect as when the first and second embodiments are adopted can be obtained.

【0068】また、このエンジン1においては、インジ
ェクタ3を吸気通路5に配置し、インジェクタ3に、吸
気弁15の上流近傍に先端が開口するノズル4を接続
し、このノズル4の前記開口をガス噴口としているか
ら、ガス噴口を設ける位置の自由度が高くなり、吸気出
口12に接近させて設けることができる。
Further, in the engine 1, the injector 3 is arranged in the intake passage 5, and the injector 4 is connected to the nozzle 4 having a tip opening near the upstream side of the intake valve 15, and the opening of the nozzle 4 is connected to the gas. Since it is an injection port, the degree of freedom of the position where the gas injection port is provided is increased, and the gas injection port can be provided close to the intake port 12.

【0069】(第4の実施の形態)吸気ポートをシリン
ダヘッドに斜めに延びるように形成する場合には、燃料
ガス供給用のノズルを図25ないし図27に示すように
形成することができる。図25は燃料ガス供給用ノズル
の他の例を示す断面図、図26はエンジンの燃焼室近傍
の部位をシリンダヘッド側から見た状態の構成を示す平
面図、図27は図25におけるA−A線断面図である。
これらの図において、前記図1〜図24によって説明し
たものと同一もしくは同等の部材については、同一符号
を付し詳細な説明を適宜省略する。
(Fourth Embodiment) When the intake port is formed so as to extend obliquely to the cylinder head, the fuel gas supply nozzle can be formed as shown in FIGS. 25 to 27. FIG. 25 is a cross-sectional view showing another example of the fuel gas supply nozzle, FIG. 26 is a plan view showing a configuration of a portion near the combustion chamber of the engine as seen from the cylinder head side, and FIG. 27 is A- in FIG. It is an A line sectional view.
In these figures, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 24 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

【0070】図25ないし図27に示す燃料ガス供給用
ノズル4は、吸気弁15毎に設けたパイプからなり、シ
リンダヘッド2の燃料ガス供給用透孔61に吸気ポート
13側から嵌入され、吸気ポート13内における隣り合
う吸気ポート13の近傍に配設されている。また、これ
らのノズル4は、図25に示すように、吸気の流れる方
向の下流側を先端の開口が指向するように屈曲されてい
る。
The fuel gas supply nozzle 4 shown in FIGS. 25 to 27 is composed of a pipe provided for each intake valve 15, and is fitted into the fuel gas supply through hole 61 of the cylinder head 2 from the intake port 13 side to intake air. It is arranged in the vicinity of the adjacent intake ports 13 in the port 13. Further, as shown in FIG. 25, these nozzles 4 are bent so that the opening at the tip is directed toward the downstream side in the intake air flowing direction.

【0071】前記燃料ガス供給用透孔61は、シリンダ
ヘッド2の一側部2aにおける吸気ポート13の入口の
上方から両吸気ポート13どうしの間を吸気ポート13
に沿って斜めに直線状に延びる第1のガス孔62と、こ
の第1のガス孔62の下流側端部から分岐するように吸
気弁15毎の吸気ポート13へそれぞれ延びる第2のガ
ス孔63(図27参照)とによって構成されている。前
記ノズル4は、前記第2のガス孔63に装着されてい
る。また、前記第1のガス孔62の上流側端部は、図2
6に示すように、燃料ガス供給用インジェクタ3(図示
せず)を装着する穴29の内部に開口されている。
The fuel gas supply through hole 61 is provided between the intake port 13 and the intake port 13 on one side 2a of the cylinder head 2 from above the inlet of the intake port 13.
A first gas hole 62 extending diagonally along a straight line, and a second gas hole extending to the intake port 13 of each intake valve 15 so as to branch from the downstream end of the first gas hole 62. 63 (see FIG. 27). The nozzle 4 is attached to the second gas hole 63. In addition, the upstream end of the first gas hole 62 is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the fuel gas supply injector 3 (not shown) is installed in the hole 29.

【0072】このようにノズル4を形成することによっ
て、吸気行程でノズル4から吸気ポート13内に噴射さ
れた燃料ガスは、図25中に黒色の矢印Gで示すよう
に、吸気弁15と吸気出口21との間の隙間を通ってシ
リンダ内の排気弁16とは反対方向であって斜め下方へ
流入する。
By forming the nozzle 4 in this way, the fuel gas injected from the nozzle 4 into the intake port 13 in the intake stroke is supplied to the intake valve 15 and the intake valve 15 as shown by a black arrow G in FIG. The gas flows in a diagonally downward direction in a direction opposite to the exhaust valve 16 in the cylinder through a gap between the outlet 21 and the outlet 21.

【0073】また、この実施の形態で示した構成を採る
ことにより、燃料通路(燃料ガス供給用透孔61)の上
流部の一箇所(第1のガス孔62の上流側端部)から二つ
の吸気ポート13に燃料ガスを供給することができるか
ら、各吸気ポート13にそれぞれ燃料ガス供給源(イン
ジェクタ)を接続する場合に較べて構造が簡単になる。
また、燃料通路の下流側端部をノズル4によって形成す
ることにより、吸気ポート13内に突出する部分が低減
されて吸気抵抗の増加を抑えることができる。
Further, by adopting the configuration shown in this embodiment, the fuel passage (fuel gas supply through hole 61) is provided with one portion from the upstream portion (upstream end portion of the first gas hole 62). Since the fuel gas can be supplied to the three intake ports 13, the structure becomes simple compared to the case where the fuel gas supply sources (injectors) are connected to the intake ports 13, respectively.
Further, by forming the downstream end of the fuel passage with the nozzle 4, the portion protruding into the intake port 13 is reduced, and an increase in intake resistance can be suppressed.

【0074】(第5の実施の形態)シリンダ内に発生さ
せるタンブル流は、図28ないし図34に示すように順
タンブル流でもよい。図28および図29は吸気弁に案
内部材を設けて順タンブル流を発生させるガス燃料エン
ジンの断面図で、図28は吸気行程での状態を示し、図
29はピストンが圧縮上死点に位置付けられている状態
を示している。図30はエンジンの燃焼室近傍の部位を
シリンダヘッド側から見た状態の構成を示す平面図、図
31は図28におけるA−A線断面図、図32は図28
における吸気弁と吸気出口のB矢視図である。図33は
吸気ポートに取付ける案内部材を用いて順タンブル流を
発生させるガス燃料エンジンの断面図、図34は図33
におけるA−A線断面図である。これらの図において、
前記図〜図によって説明したものと同一または同等の部
材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略す
る。
(Fifth Embodiment) The tumble flow generated in the cylinder may be a forward tumble flow as shown in FIGS. 28 to 34. 28 and 29 are sectional views of a gas fuel engine in which a guide member is provided in the intake valve to generate a forward tumble flow. FIG. 28 shows a state in the intake stroke, and FIG. 29 shows the piston positioned at the compression top dead center. The state is shown. FIG. 30 is a plan view showing the configuration of a portion near the combustion chamber of the engine as seen from the cylinder head side, FIG. 31 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 28, and FIG.
6 is a view of an intake valve and an intake outlet in FIG. 33 is a cross-sectional view of a gas fuel engine that generates a forward tumble flow using a guide member attached to the intake port, and FIG. 34 is FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line AA in FIG. In these figures,
Members that are the same as or equivalent to those described with reference to the above figures are given the same reference numerals and detailed description thereof is omitted as appropriate.

【0075】図28ないし図32に示すエンジン1の吸
気ポート13は、シリンダヘッド2の一側部2aから燃
焼室32へ向って斜めに延びるように形成されている。
また、この吸気ポート13は、吸気通路5が途中で吸気
弁15毎の分岐通路5a,5bに分岐されるように形成
されている。このため、吸気行程で吸気ポート13を流
れる吸気は、大部分が吸気流の慣性により吸気出口21
からシリンダ内の排気弁16側へ斜めに流入する。
The intake port 13 of the engine 1 shown in FIGS. 28 to 32 is formed to extend obliquely from one side portion 2a of the cylinder head 2 toward the combustion chamber 32.
The intake port 13 is formed so that the intake passage 5 is branched into branch passages 5a and 5b for each intake valve 15 on the way. Therefore, most of the intake air that flows through the intake port 13 in the intake stroke is due to the inertia of the intake flow.
Flows obliquely into the cylinder toward the exhaust valve 16 side.

【0076】吸気弁15には、吸気出口21から排気弁
16とは反対方向へ吸気が流れるのを阻止するために、
第3の実施の形態で示した案内部材51と同等の構造の
案内部材71を設けている。この案内部材71は、円錐
の一部をなす形状の金属板によって構成され、吸気弁1
5の弁体15bの上面に溶接されている。
In the intake valve 15, in order to prevent intake air from flowing from the intake outlet 21 in the direction opposite to the exhaust valve 16,
A guide member 71 having a structure similar to that of the guide member 51 shown in the third embodiment is provided. The guide member 71 is formed of a metal plate having a shape of a part of a cone, and the intake valve 1
5 is welded to the upper surface of the valve body 15b.

【0077】また、この案内部材71は、上方に向かう
にしたがって幅が広くなる平面視扇状(図31参照)に
形成するとともに、図28,29に示すように、側面視
において上方に向かうにしたがって次第に吸気弁15の
径方向の外側に偏在するように傾斜している。案内部材
71を吸気弁15に取付ける位置は、吸気弁15におけ
る排気弁16とは反対側の一側部であって、図31に示
すように、案内部材71の内面71aの円弧の中心が吸
気弁15の軸心と略一致するように位置付けられてい
る。
The guide member 71 is formed in a fan shape in plan view (see FIG. 31) whose width becomes wider as it goes upward, and as shown in FIGS. The intake valve 15 is gradually inclined so as to be unevenly distributed outward in the radial direction. The position at which the guide member 71 is attached to the intake valve 15 is one side of the intake valve 15 opposite to the exhaust valve 16, and as shown in FIG. 31, the center of the arc of the inner surface 71a of the guide member 71 is the intake air. The valve 15 is positioned so as to substantially coincide with the axis of the valve 15.

【0078】また、この案内部材71の高さは、図2
8,29に示すように、吸気弁15が開いたときに上端
部が吸気ポート13の吸気出口21より上流側に臨み、
吸気弁15が閉じたとしても上端部が吸気ポート13の
内壁面に接触することがないように設定されている。こ
の実施の形態においても、案内部材71を設けた吸気弁
15が回転するのを阻止するために、前記第3および第
4の実施の形態を採るときと同様に、吸気弁15のバル
ブステム15aをバルブステムガイド52に摺動自在に
係合させている。
The height of this guide member 71 is as shown in FIG.
As shown in FIGS. 8 and 29, when the intake valve 15 is opened, the upper end portion faces the upstream side of the intake outlet 21 of the intake port 13,
Even if the intake valve 15 is closed, the upper end portion is set so as not to contact the inner wall surface of the intake port 13. Also in this embodiment, in order to prevent the intake valve 15 provided with the guide member 71 from rotating, the valve stem 15a of the intake valve 15 is the same as in the case of adopting the third and fourth embodiments. Is slidably engaged with the valve stem guide 52.

【0079】このエンジン1においては、吸気が吸気ポ
ート13からシリンダ内に斜めに流入することによっ
て、シリンダ内に吸気の旋回流からなるタンブル流が発
生する。このタンブル流は、図28に矢印Tで示すよう
に、上述した第1〜第4の実施の形態で示したものとは
旋回方向が逆方向のいわゆる順タンブル流である。この
ため、このエンジン1は、圧縮行程終期にスキッシュ流
Sと前記タンブル流Tとが燃焼室32内で同方向に旋回
するように生じる。
In the engine 1, the intake air obliquely flows into the cylinder from the intake port 13 to generate a tumble flow, which is a swirling flow of the intake air, in the cylinder. As shown by the arrow T in FIG. 28, this tumble flow is a so-called forward tumble flow in which the swirling direction is opposite to that shown in the above-described first to fourth embodiments. Therefore, in the engine 1, the squish flow S and the tumble flow T are swirled in the combustion chamber 32 in the same direction at the end of the compression stroke.

【0080】このように順タンブル流が発生するように
エンジン1を構成するに当たっては、燃料ガス供給用の
ノズル4のパイプ4aを吸気の流れる方向と同方向に延
びるように直線状に形成している。前記ノズル4は、吸
気ポート13内における隣り合う吸気ポート13に近接
する部位に配置され、図32に示すように、吸気弁15
が開いた状態で吸気弁15と吸気出口21との間の隙間
を通して燃料ガスがシリンダ内に噴射するように位置付
けられている。燃料ガスは、第1〜第4の実施の形態を
採るときと同様に、吸気弁15が閉じている状態での第
1の燃料供給行程と、吸気弁15が開いている状態での
第2の燃料供給行程とでノズル4から噴射される。
In constructing the engine 1 so that the forward tumble flow is generated as described above, the pipe 4a of the fuel gas supply nozzle 4 is formed linearly so as to extend in the same direction as the intake air flow direction. There is. The nozzle 4 is arranged in a portion of the intake port 13 adjacent to the adjacent intake port 13, and as shown in FIG.
Is positioned so that the fuel gas is injected into the cylinder through the gap between the intake valve 15 and the intake outlet 21 in the open state. As in the case of adopting the first to fourth embodiments, the fuel gas is the first fuel supply stroke when the intake valve 15 is closed, and the second fuel gas when the intake valve 15 is open. The fuel is injected from the nozzle 4 in the fuel supply process.

【0081】図33に示すガス燃料エンジン1は、第2
の実施の形態で示した案内部材41と同等の案内部材8
1を吸気ポート13に設けている。82は前記案内部材
81のリングを示し、83はシュラウド、84はリング
82の両端のフック、85は前記フック84を挿通させ
るための開口を示す。この案内部材81は、シュラウド
83が吸気弁15を挾んで排気弁16とは反対側に位置
するように吸気ポート13に固定されている。このよう
に案内部材81を吸気ポート13に設けても図28〜図
32に示す実施の形態を採るときと同等の効果を奏す
る。
The gas fuel engine 1 shown in FIG. 33 has a second
A guide member 8 equivalent to the guide member 41 shown in the above embodiment.
1 is provided in the intake port 13. Reference numeral 82 denotes a ring of the guide member 81, 83 denotes a shroud, 84 denotes hooks at both ends of the ring 82, and 85 denotes openings for inserting the hooks 84. The guide member 81 is fixed to the intake port 13 so that the shroud 83 sandwiches the intake valve 15 and is located on the side opposite to the exhaust valve 16. Even if the guide member 81 is provided in the intake port 13 as described above, the same effect as that obtained when the embodiment shown in FIGS.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料噴口から吸気通路内に供給された燃料ガスは、吸気弁
近傍を流れる吸気に乗るようにして広く分散することが
ない状態でシリンダ内に層状に吸い込まれる。このた
め、燃料ガスを点火プラグの近傍に相対的に濃くなるよ
うに層状に供給することができるから、希薄燃焼をガス
燃料エンジンで実現することができ、ガス燃料エンジン
において燃費を低減することができる。
As described above, according to the present invention, the fuel gas supplied from the fuel injection port into the intake passage is not dispersed widely by riding on the intake air flowing near the intake valve. It is sucked in layers. Therefore, the fuel gas can be supplied to the vicinity of the spark plug in a layered manner so as to be relatively rich, so that lean combustion can be realized in the gas fuel engine and fuel consumption can be reduced in the gas fuel engine. it can.

【0083】請求項2または請求項3記載の発明によれ
ば、ガス噴口を設ける位置の自由度が高くなり、吸気出
口に接近させて設けることができるから、燃料ガスを拡
散しない状態で燃焼室に供給することができ、燃料ガス
の層状化を促進することができる。
According to the second or third aspect of the present invention, the degree of freedom of the position where the gas injection port is provided is increased, and the gas injection port can be provided close to the intake port. Therefore, the combustion gas can be provided without diffusing the fuel gas. To promote the stratification of the fuel gas.

【0084】請求項4記載の発明によれば、燃料ガス
は、吸気に逆らうことなく吸気と同方向に流れてシリン
ダ内に流入し、点火プラグの近傍に集められる。このた
め、圧縮行程に移行した後にも燃料ガスが拡散すること
が抑えられ、点火プラグの近傍に集められるようになる
から、空燃比をより一層希薄側に設定して希薄燃焼を行
うことができる。
According to the invention described in claim 4, the fuel gas flows in the same direction as the intake air without countering the intake air, flows into the cylinder, and is collected in the vicinity of the spark plug. Therefore, even after the shift to the compression stroke, the fuel gas is prevented from diffusing and is collected in the vicinity of the spark plug, so that the lean-burn can be performed by setting the air-fuel ratio to a leaner side. .

【0085】請求項5記載の発明によれば、燃料ガス
は、吸気弁に当たって流れる方向が乱されることがな
く、燃料噴口から流出して層状に流れる状態がシリンダ
内へ流入するまで保持される。このため、燃料ガスの層
状化がより一層顕著になり、燃焼が安定するようにな
る。
According to the fifth aspect of the invention, the fuel gas is not disturbed in its flowing direction by hitting the intake valve, and is maintained until it flows out of the fuel injection port and flows in a stratified form into the cylinder. . For this reason, the stratification of the fuel gas becomes more remarkable, and the combustion becomes stable.

【0086】請求項6記載の発明によれば、ガス燃料通
路の上流部の一箇所から二つの吸気ポートに燃料ガスを
供給することができるから、各吸気ポートにそれぞれ燃
料ガス供給源を接続する場合に較べて構造が簡単にな
り、コストダウンを図ることができる。また、ガス燃料
通路の下流側端部を管部材によって形成することによ
り、吸気ポート内に突出する部分が低減されて吸気抵抗
の増加を抑えることができるから、出力増大を図ること
ができる。
According to the sixth aspect of the invention, since the fuel gas can be supplied to the two intake ports from one location on the upstream side of the gas fuel passage, the fuel gas supply source is connected to each intake port. Compared with the case, the structure is simpler and the cost can be reduced. Further, by forming the downstream end of the gas fuel passage by the pipe member, the portion protruding into the intake port can be reduced and the increase in intake resistance can be suppressed, so that the output can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る燃料供給装置を装備したガス燃
料エンジンの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas fuel engine equipped with a fuel supply device according to the present invention.

【図2】 エンジンの一部を拡大して示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the engine.

【図3】 ピストンの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a piston.

【図4】 エンジンの燃焼室近傍の部位をシリンダヘッ
ド側から見た状態の構成を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a portion of the engine in the vicinity of a combustion chamber as viewed from the cylinder head side.

【図5】 シリンダヘッドの燃焼室壁を示す底面図であ
る。
FIG. 5 is a bottom view showing the combustion chamber wall of the cylinder head.

【図6】 シリンダおよびピストンの縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a cylinder and a piston.

【図7】 図1におけるVII−VII線断面図である。7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.

【図8】 吸・排気弁の開閉時期と燃料噴射時期とを示
すタイムチャートである。
FIG. 8 is a time chart showing opening / closing timings of intake / exhaust valves and fuel injection timings.

【図9】 ピストンの他の例を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing another example of a piston.

【図10】 案内部材を設けたエンジンの断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view of an engine provided with a guide member.

【図11】 図10における要部を拡大して示す断面図
である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an enlarged main part in FIG.

【図12】 図11におけるXII−XII線断面図である。12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG.

【図13】 案内部材を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a guide member.

【図14】 図13に示した案内部材の分解斜視図であ
る。
14 is an exploded perspective view of the guide member shown in FIG.

【図15】 案内部材の他の例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing another example of the guide member.

【図16】 案内部材の他の例を示すエンジンの一部の
断面図である。
FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the engine showing another example of the guide member.

【図17】 案内部材を拡大して示す断面図である。FIG. 17 is an enlarged sectional view showing a guide member.

【図18】 エンジンの燃焼室近傍の部位をシリンダヘ
ッド側から見た状態の構成を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing the configuration of a portion of the engine in the vicinity of the combustion chamber as viewed from the cylinder head side.

【図19】 タンブル流を説明するための模式図であ
る。
FIG. 19 is a schematic diagram for explaining a tumble flow.

【図20】 燃料ガス供給用ノズルの底面図である。FIG. 20 is a bottom view of the fuel gas supply nozzle.

【図21】 図16におけるA−A線断面図である。21 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図22】 図16におけるB−B線断面図である。22 is a sectional view taken along line BB in FIG.

【図23】 図16におけるC−C線断面図である。23 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.

【図24】 案内部材と吸気弁の弁体を拡大して示す斜
視図である。
FIG. 24 is an enlarged perspective view showing a guide member and a valve body of an intake valve.

【図25】 燃料ガス供給用ノズルの他の例を示す断面
図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing another example of the fuel gas supply nozzle.

【図26】 エンジンの燃焼室近傍の部位をシリンダヘ
ッド側から見た状態の構成を示す平面図である。
FIG. 26 is a plan view showing the configuration of a portion of the engine in the vicinity of the combustion chamber as viewed from the cylinder head side.

【図27】 図25におけるA−A線断面図である。27 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図28】 ガス燃料エンジンの断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view of a gas fuel engine.

【図29】 ガス燃料エンジンの断面図である。FIG. 29 is a cross-sectional view of a gas fuel engine.

【図30】 エンジンの燃焼室近傍の部位をシリンダヘ
ッド側から見た状態の構成を示す平面図である。
FIG. 30 is a plan view showing the configuration of a portion of the engine in the vicinity of the combustion chamber as viewed from the cylinder head side.

【図31】 図28におけるA−A線断面図である。31 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 28.

【図32】 図28における吸気弁と吸気出口のB矢視
図である。
32 is a view on arrow B of the intake valve and the intake outlet in FIG. 28. FIG.

【図33】 吸気ポートに取付ける案内部材を用いて順
タンブル流を発生させるガス燃料エンジンの断面図であ
る。
FIG. 33 is a cross-sectional view of a gas fuel engine that generates a forward tumble flow using a guide member attached to an intake port.

【図34】 図33におけるA−A線断面図である。34 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…シリンダヘッド、4…ノズル、5…
吸気通路、7…ピストン、12…点火プラグ、13…吸
気ポート、15…吸気弁、T…タンブル流、S…スキッ
シュ流。
1 ... Engine, 2 ... Cylinder head, 4 ... Nozzle, 5 ...
Intake passage, 7 ... Piston, 12 ... Spark plug, 13 ... Intake port, 15 ... Intake valve, T ... Tumble flow, S ... Squish flow.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恩田 直樹 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA02 AA05 AB01 AC02 AC07 AD02 AD05 AD07 AD08 AG01 AG02 3G024 AA04 AA05 AA09 BA29 DA01 DA06 DA10 DA28 FA00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naoki Onda             Yamaha Motor, 2500 Shinkai, Iwata, Shizuoka Prefecture             Within the corporation F term (reference) 3G023 AA02 AA05 AB01 AC02 AC07                       AD02 AD05 AD07 AD08 AG01                       AG02                 3G024 AA04 AA05 AA09 BA29 DA01                       DA06 DA10 DA28 FA00

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス燃料を吸気通路中に供給するガス燃
料エンジンの燃料供給装置において、ガス燃料を噴射す
るインジェクタを備え、このインジェクタからガス燃料
が供給される燃料噴口を吸気通路における吸気弁の上流
側近傍に開口させてなるガス燃料エンジンの燃料供給装
置。
1. A fuel supply device for a gas fuel engine for supplying gas fuel into an intake passage, comprising an injector for injecting the gas fuel, and a fuel injection port to which the gas fuel is supplied from the injector of an intake valve in the intake passage. A fuel supply device for a gas fuel engine opened near the upstream side.
【請求項2】 請求項1記載のガス燃料エンジンの燃料
供給装置において、インジェクタから吸気通路の燃料噴
口へ燃料ガスを導くガス燃料通路を、前記インジェクタ
に上流側端部が接続されて下流側端部が吸気通路内に臨
む管部材によって構成し、この管部材の下流端の開口を
燃料噴口としてなるガス燃料エンジンの燃料供給装置。
2. The fuel supply device for a gas fuel engine according to claim 1, wherein the gas fuel passage for guiding the fuel gas from the injector to the fuel injection port of the intake passage has an upstream end connected to the injector and a downstream end. A fuel supply device for a gas fuel engine, the portion of which is formed by a pipe member facing the inside of the intake passage, and an opening at a downstream end of the pipe member serves as a fuel injection port.
【請求項3】 請求項1記載のガス燃料エンジンの燃料
供給装置において、インジェクタから吸気通路の燃料噴
口へ燃料ガスを導くガス燃料通路を、シリンダヘッドの
吸気通路壁内に形成した透孔と、この透孔の下流側端部
に接続して吸気通路内に臨む管部材とによって構成し、
この管部材の下流端の開口を燃料噴口としてなるガス燃
料エンジンの燃料供給装置。
3. The fuel supply device for a gas fuel engine according to claim 1, wherein a gas fuel passage for guiding the fuel gas from the injector to the fuel injection port of the intake passage is formed in a wall of the intake passage of the cylinder head. A pipe member connected to the downstream end of the through hole and facing the intake passage,
A fuel supply device for a gas fuel engine, in which an opening at the downstream end of the pipe member serves as a fuel injection port.
【請求項4】 請求項2または請求項3記載のガス燃料
エンジンの燃料供給装置において、燃料噴口を、吸気通
路内における点火プラグに近接する部位に、吸気の流れ
る方向の下流側を指向するように開口させてなるガス燃
料エンジンの燃料供給装置。
4. The fuel supply device for a gas fuel engine according to claim 2 or 3, wherein the fuel injection port is directed to a part in the intake passage, which is close to the spark plug, in a downstream side in a flow direction of intake air. A fuel supply device for a gas fuel engine, which is opened in the.
【請求項5】 請求項2または請求項3記載のガス燃料
エンジンの燃料供給装置において、燃料噴口を、吸気弁
が開くことにより吸気弁と弁座との間に形成される隙間
を指向するように開口させてなるガス燃料エンジンの燃
料供給装置。
5. The fuel supply device for a gas fuel engine according to claim 2 or 3, wherein the fuel injection port is directed to a gap formed between the intake valve and the valve seat by opening the intake valve. A fuel supply device for a gas fuel engine, which is opened in the.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のうち何れか一
つに記載のガス燃料エンジンの燃料供給装置において、
気筒毎に二つ設けられた吸気ポートどうしの間にガス燃
料通路の上流部を形成し、このガス燃料通路の下流部
を、前記上流部から二股状に分岐させて各吸気ポートに
開口させてなるガス燃料エンジンの燃料供給装置。
6. A fuel supply system for a gas fuel engine according to claim 1, wherein:
An upstream portion of the gas fuel passage is formed between two intake ports provided for each cylinder, and a downstream portion of this gas fuel passage is branched into a forked shape from the upstream portion and opened to each intake port. Gas fuel engine fuel supply system.
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Cited By (6)

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