JP2004251194A - Gas engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、副燃焼室内にパイロット燃料を噴射して着火する方式を採用したガスエンジンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンには、シリンダとシリンダヘッドを組み合わせてピストンを駆動可能にする主燃焼室を形成すると共に、主燃焼室に連通孔を介して連通するようシリンダヘッドに小容積の副燃焼室を設け、更に副燃焼室に、パイロット燃料を噴射するパイロット油弁を配置したものがある。このようなエンジンより駆動出力を得る際には、副燃焼室にパイロット油弁からパイロット燃料を供給して圧縮・自着火させ、副燃焼室の燃焼ガスを主燃焼室に広げることにより、主燃焼室内の燃料ガスを燃焼してピストン等を介し駆動出力を得ている。
【0003】
しかしながら、このようなエンジンは、希薄混合気の燃焼であるがゆえに、強力な点火を付与させないと、燃焼変動を起して燃料の高濃度の部分が形成され、NOxが発生するという問題がある。又、エネルギー熱効率が低いという問題があった。
【0004】
このため、近年のエンジンには、低NOxを維持しながら高いエンジン熱効率を得るよう、図2に示す如く、主燃焼室4に連通孔5を介して連通するようシリンダヘッド2に小容積の副燃焼室6を設けたものがある。ここで、図中、1はシリンダ、3はピストン、7は副燃焼室6に配置されたパイロット油弁、8は燃料の希薄ガスを供給する吸気ポート、9は主燃焼室4内の排ガスを排気する排気ポート、10は吸気弁、11は排気弁を、夫々示している。ここで、副燃焼室6を備えたガスエンジンに関しては、例えば、次の特許文献1等において開示がなされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−324805号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、環境汚染への対策として排ガス規制が厳しくなっており、上記の如く副燃焼室6においてパイロット燃料Pの噴射で着火させるように構成しても、燃焼中に副燃焼室6内に部分的な高温部を生じて燃焼温度の上昇によりNOxが増加するため、NOxの低減が副燃焼室で十分でないという問題があった。
【0007】
本発明は上述の実情に鑑み、NOxを副燃焼室で十分に低減し得るガスエンジンを提供することを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1は、外部より供給された希薄ガスを燃焼して駆動出力を得るようシリンダ内に形成された主燃焼室と、該主燃焼室に連通してパイロット燃料の燃焼ガスにより着火を起こす副燃焼室と、該副燃焼室に水を噴霧し得る水噴射手段とを備えたことを特徴とするガスエンジン、に係るものである。
【0009】
本発明の請求項2は、水噴射手段を水噴射弁にした請求項1記載のガスエンジン、に係るものである。
【0010】
請求項1、請求項2によれば、副燃焼室に水噴射手段を備えるので、パイロット燃料の噴射により圧力で着火させる際には、水噴射手段で水を噴霧することによって、強力な着火を維持すると同時に副燃焼室の燃焼温度を下げ、結果的に、燃焼温度の上昇で発生するNOxを副燃焼室において十分に低減することができる。
【0011】
請求項2に示す如く、水噴射手段を水噴射弁にすると、正確な量の水を噴霧すると共に噴霧のタイミングを調整し得るので、副燃焼室の燃焼温度を好適に下げ、NOxを更に低減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は、本発明のガスエンジンを実施する形態例である。
【0014】
本形態例のガスエンジンは、シリンダ13とシリンダヘッド14を組み合わせてピストン15を駆動可能にする主燃焼室16を形成すると共に、主燃焼室16に連通孔17を介して連通するようシリンダヘッド14に小容積の副燃焼室18を設けており、主燃焼室16には、燃料の希薄ガスを吸気弁19を介して供給する吸気ポート20と、排ガスを排気弁21を介して排気する排気ポート22とを接続している。又、シリンダヘッド14には、エンジンが冷えている状態で主燃焼室16の燃料に着火するための始動用点火プラグ(図示せず)を備えている。
【0015】
一方、副燃焼室18には、パイロット燃料Pを噴射するパイロット油弁23を配置すると共に、水噴射手段の水噴射弁24を備えており、水噴射弁24は、吸気弁19の動きと連動するように適当なタイミングで少量の水を噴霧するように構成されている。ここで、水噴射弁24のノズルは、水を少量で噴射するスロットル行程を備えたスロットル型、ニードルバルブの押し上げ等により水を噴射するホース型でもよいし、他の形状でもよい。又、水の噴霧量は、副燃焼室18の容積や、副燃焼室18に流入する希薄ガスやパイロット燃料Pの濃度等に対して、適切な割合になるように調整されており、更に既存のカム駆動式の燃料噴射弁を使用可能にしている。
【0016】
以下、本発明のガスエンジンを実施する形態例の作用を説明する。
【0017】
エンジンより駆動出力を得る際には、吸気ポート20の吸気弁19の駆動に伴って主燃焼室16に燃料の希薄ガスを供給して副燃焼室18に希薄ガスを流入させ、続いて、副燃焼室18にパイロット油弁23から低濃度のパイロット燃料Pを噴射することにより圧力で強力な着火を起こし、副燃焼室18の着火を主燃焼室16に広げることにより、主燃焼室16内の希薄ガスを燃焼してピストン15等を介し駆動出力を得る。
【0018】
ここで、副燃焼室18においてパイロット油弁23から低濃度のパイロット燃料Pを噴射する際には、略同時もしくは僅かにズレたタイミングで水噴射手段の水噴射弁24から副燃焼室18へ少量の水を直接噴霧し、副燃焼室18に強力な着火を起こすと同時に副燃焼室18内の燃焼温度を低下させる。又、主燃焼室16においても、副燃焼室18内の燃焼温度の低下に伴って主燃焼室16内の燃焼温度を低下させる。
【0019】
このように、本形態例によれば、水噴射手段の水噴射弁24による水の噴霧により、副燃焼室18において強力な着火を維持すると同時に副燃焼室18の燃焼温度を下げ、燃焼温度の上昇で発生するNOxを副燃焼室18において十分に低減することができる。又、副燃焼室18内の燃焼温度の低下に伴って主燃焼室16の燃焼温度も低下させるので、主燃焼室16においてもNOxを低減することができる。なお、副燃焼室18に従来例の如くパイロット油弁と点火プラグとを備えて着火した場合には、NOxの濃度が高くなると共に、パイロット燃料Pの噴射による圧力での着火に比べて着火力が弱くなり、水の噴霧に対応することができない。
【0020】
又、水噴射手段を水噴射弁24にすると、正確な量の水を噴霧すると共に噴霧のタイミングを調整し得るので、副燃焼室18の燃焼温度を好適に下げ、NOxを更に低減することができる。
【0021】
なお、本発明のガスエンジンは上述の形態例のみに限定されるものではなく、水噴射手段は上記の例に限定されるものではないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】
本発明のガスエンジンによれば、副燃焼室に水噴射手段を備えるので、パイロット燃料の噴射により圧力で着火させる際には、水噴射手段で水を噴霧することによって、強力な着火を維持すると同時に副燃焼室の燃焼温度を下げ、結果的に、燃焼温度の上昇で発生するNOxを副燃焼室において十分に低減することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスエンジンを実施する形態例を示す概略図である。
【図2】従来のガスエンジンを示す概略図である。
【符号の説明】
13 シリンダ
16 主燃焼室
18 副燃焼室
24 水噴射弁(水噴射手段)
P パイロット燃料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas engine adopting a method of igniting by injecting pilot fuel into a sub-combustion chamber.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an engine forms a main combustion chamber that enables driving of a piston by combining a cylinder and a cylinder head, and a small-volume sub-combustion chamber is provided in the cylinder head so as to communicate with the main combustion chamber through a communication hole. In addition, there is another type in which a pilot oil valve for injecting pilot fuel is disposed in the auxiliary combustion chamber. When a drive output is obtained from such an engine, pilot fuel is supplied to the sub-combustion chamber from a pilot oil valve, compressed and self-ignited, and the combustion gas in the sub-combustion chamber is spread to the main combustion chamber, thereby achieving main combustion. The driving output is obtained via the piston and the like by burning the fuel gas in the room.
[0003]
However, since such an engine burns a lean air-fuel mixture, if a strong ignition is not provided, there is a problem that a combustion variation occurs, a high-concentration portion of fuel is formed, and NOx is generated. . In addition, there is a problem that energy heat efficiency is low.
[0004]
For this reason, in order to obtain high engine thermal efficiency while maintaining low NOx in recent engines, as shown in FIG. 2, a small volume auxiliary cylinder is connected to the
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-324805
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, exhaust gas regulations have become strict as a measure against environmental pollution, and even if the fuel is ignited by injection of the pilot fuel P in the sub-combustion chamber 6 as described above, the fuel may not remain in the sub-combustion chamber 6 during combustion. Since NOx increases due to a partial high temperature portion and an increase in combustion temperature, there has been a problem that reduction of NOx is not sufficient in the sub-combustion chamber.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a gas engine that can sufficiently reduce NOx in a sub-combustion chamber.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a main combustion chamber formed in a cylinder to obtain a drive output by burning a lean gas supplied from the outside, and ignited by a combustion gas of pilot fuel in communication with the main combustion chamber. And a water injection unit capable of spraying water into the sub-combustion chamber.
[0009]
The second aspect of the present invention relates to the gas engine according to the first aspect, wherein the water injection means is a water injection valve.
[0010]
According to the first and second aspects of the present invention, since the sub-combustion chamber is provided with the water injection means, when the pilot fuel is ignited by the pressure, the water is injected by the water injection means to achieve strong ignition. At the same time, the combustion temperature in the sub-combustion chamber is lowered, and as a result, NOx generated by the increase in the combustion temperature can be sufficiently reduced in the sub-combustion chamber.
[0011]
When the water injection means is a water injection valve, an accurate amount of water can be sprayed and the timing of spraying can be adjusted, so that the combustion temperature of the sub-combustion chamber is suitably lowered, and NOx is further reduced. can do.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows an embodiment of a gas engine according to the present invention.
[0014]
In the gas engine of the present embodiment, the
[0015]
On the other hand, a
[0016]
Hereinafter, the operation of the embodiment that implements the gas engine of the present invention will be described.
[0017]
When a drive output is obtained from the engine, a lean gas of fuel is supplied to the
[0018]
Here, when the low-concentration pilot fuel P is injected from the
[0019]
As described above, according to the present embodiment, the spraying of water by the
[0020]
Further, when the water injection means is the
[0021]
Note that the gas engine of the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and that the water injection means is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, changes can be made.
[0022]
【The invention's effect】
According to the gas engine of the present invention, since the sub-combustion chamber is provided with the water injection means, when igniting by pressure by the injection of pilot fuel, it is necessary to maintain strong ignition by spraying water with the water injection means. At the same time, the combustion temperature in the sub-combustion chamber is lowered, and as a result, an excellent effect that NOx generated by the increase in combustion temperature can be sufficiently reduced in the sub-combustion chamber can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a gas engine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a conventional gas engine.
[Explanation of symbols]
13
P pilot fuel
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003042311A JP2004251194A (en) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | Gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003042311A JP2004251194A (en) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | Gas engine |
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JP2004251194A true JP2004251194A (en) | 2004-09-09 |
Family
ID=33025620
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003042311A Pending JP2004251194A (en) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | Gas engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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---|---|---|---|---|
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-
2003
- 2003-02-20 JP JP2003042311A patent/JP2004251194A/en active Pending
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