JP2008075642A - Fuel supply mechanism and engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一の燃焼室に対して一対の吸気ポートが設けられたエンジン、及び、そのエンジンにおいて、一対の吸気ポートへの分岐部の上流側の吸気路に気体燃料を供給する燃料供給機構に関する。 The present invention relates to an engine provided with a pair of intake ports for one combustion chamber, and a fuel supply mechanism for supplying gaseous fuel to an intake passage upstream of a branch portion to the pair of intake ports in the engine. About.
従来、燃料として天然ガス等の気体燃料を利用するエンジンでは、その気体燃料を高圧で燃焼室に直接噴射することが困難であることから、吸気路において気体燃料を供給して混合気を形成し、その混合気を吸気ポートを通じて燃焼室に吸気するように構成する場合がある(例えば、特許文献1を参照。)。 Conventionally, in an engine that uses gaseous fuel such as natural gas as a fuel, it is difficult to inject the gaseous fuel directly into the combustion chamber at a high pressure. In some cases, the air-fuel mixture is configured to be sucked into the combustion chamber through the intake port (see, for example, Patent Document 1).
また、吸気路に燃料を供給するエンジンとしては、吸気路から燃焼室への混合気の充填効率を向上するために、一の燃焼室に対して一対の吸気ポートを設け、その一対の吸気ポートへの分岐部の上流側の吸気路に燃料を供給する燃料供給機構を備えたものが知られている(例えば、特許文献2を参照。)。
即ち、この種のエンジンでは、吸気路において燃料供給機構により燃料が供給されて混合気が形成され、その混合気が一対の吸気ポートに分流し、その一対の吸気ポートの夫々を通じて燃焼室に混合気が吸気されることになる。
Further, as an engine for supplying fuel to the intake passage, a pair of intake ports are provided for one combustion chamber in order to improve the charging efficiency of the air-fuel mixture from the intake passage to the combustion chamber. There has been known one provided with a fuel supply mechanism for supplying fuel to an intake passage on the upstream side of the branching section (see, for example, Patent Document 2).
That is, in this type of engine, fuel is supplied from the fuel supply mechanism in the intake passage to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is divided into a pair of intake ports and mixed into the combustion chamber through each of the pair of intake ports. Qi will be inhaled.
上述したように一の燃焼室に対して一対の吸気ポートが設けられたエンジンでは、燃料供給機構により吸気路に燃料を供給するにあたり、一対の吸気ポートの夫々に対する燃料の流入が不均等なものとなると、燃焼室における混合気の濃度が不均質になって、失火やノッキング等の不安定燃焼の発生や、NOxや未燃成分等の排気エミッションの増加などの問題が生じる場合がある。 As described above, in an engine in which a pair of intake ports are provided for one combustion chamber, inflow of fuel to each of the pair of intake ports is uneven when supplying fuel to the intake passage by the fuel supply mechanism. If so, the concentration of the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes inhomogeneous, which may cause problems such as the occurrence of unstable combustion such as misfire and knocking, and an increase in exhaust emissions such as NOx and unburned components.
また、燃料としてガソリンなどの液体燃料を利用する場合には、液体燃料の噴射圧力を高くして、噴射された液体燃料の貫通力により、一対の吸気ポートに均等に燃料を供給することができる。しかし、燃料として天然ガスなどの気体燃料を利用する場合には、燃料の噴射圧力を高くすることが困難なため、一対の吸気ポートの夫々に供給される気体燃料のばらつきが生じやすく、不安定燃焼や排気エミッション増加などの問題が生じやすい。 Further, when liquid fuel such as gasoline is used as the fuel, the fuel can be supplied evenly to the pair of intake ports by increasing the injection pressure of the liquid fuel and using the penetrating force of the injected liquid fuel. . However, when using a gaseous fuel such as natural gas as the fuel, it is difficult to increase the fuel injection pressure, and thus the variation in the gaseous fuel supplied to each of the pair of intake ports is likely to occur and is unstable. Problems such as combustion and increased exhaust emissions are likely to occur.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一の燃焼室に対して一対の吸気ポートが設けられたエンジンにおいて、燃料供給機構により一対の吸気ポートへの分岐部の上流側の吸気路に気体燃料を供給するにあたり、一対の吸気ポートの夫々の流入部へ略均等に気体燃料を流入させて、安定燃焼且つ低排気エミッションを実現し得る技術を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a bifurcated portion to a pair of intake ports by a fuel supply mechanism in an engine provided with a pair of intake ports for one combustion chamber. When supplying gaseous fuel to the upstream intake passage of the engine, it is possible to provide a technique capable of realizing stable combustion and low exhaust emission by allowing gaseous fuel to flow into each inflow portion of a pair of intake ports substantially evenly. is there.
上記目的を達成するための本発明に係る燃料供給機構は、一の燃焼室に対して一対の吸気ポートが設けられたエンジンにおいて、前記一対の吸気ポートへの分岐部の上流側の吸気路に気体燃料を供給する燃料供給機構であって、その第1特徴構成は、前記吸気路において前記一対の吸気ポートの境界面に沿って前記吸気路を横断するよう配置され、内部に気体燃料が供給される直管状の燃料供給管部材を備えると共に、前記燃料供給管部材の側壁に、気体燃料を噴出させる複数の噴出孔が穿設されたものにおいて、
前記燃料供給管部材を、当該燃料供給管部材の管軸回りに回動させて前記噴出孔の噴出方向を当該管軸回りに調整可能な噴出方向調整手段を備えた点にある。
In order to achieve the above object, a fuel supply mechanism according to the present invention is provided in an engine provided with a pair of intake ports for one combustion chamber in an intake passage upstream of a branch portion to the pair of intake ports. A fuel supply mechanism for supplying gaseous fuel, the first characteristic configuration of which is arranged to cross the intake passage along a boundary surface of the pair of intake ports in the intake passage, and supply the gaseous fuel inside In addition to a straight tubular fuel supply pipe member, a plurality of injection holes for jetting gaseous fuel are formed in the side wall of the fuel supply pipe member.
The fuel supply pipe member is provided with a jetting direction adjusting means capable of rotating the jetting direction of the jetting hole about the pipe axis by rotating the fuel supply pipe member around the pipe axis of the fuel supply pipe member.
上記第1特徴構成によれば、吸気路において一対の吸気ポートの境界面に沿って吸気路を横断するよう配置された燃料供給管部材内に供給された気体燃料は、当該燃料供給管部材の側壁に穿設された複数の噴出孔を通じて、吸気路に噴出することになる。更に、上記噴出方向調整手段により、その燃料供給管部材を管軸回りに回動させて、上記複数の噴出孔の噴出方向を、管軸回りにおいて適切な方向に調整することで、上記吸気路に上記複数の噴出孔を通じて噴出した気体燃料は、その下流側において分岐する一対の吸気ポートの夫々の流入部に、略均等に分流することになる。よって、燃焼室において、一対の吸気ポートの夫々から均等に分流された気体燃料を吸気して、当均質な混合気を形成することができ、結果、その均質な混合気を燃焼させて安定燃焼及び排気エミッション低減を実現することができる。 According to the first characteristic configuration, the gaseous fuel supplied into the fuel supply pipe member arranged to cross the intake path along the boundary surface of the pair of intake ports in the intake path is supplied to the fuel supply pipe member. The air is ejected into the intake passage through a plurality of ejection holes formed in the side wall. Further, by rotating the fuel supply pipe member around the pipe axis by the jet direction adjusting means, the jet direction of the plurality of jet holes is adjusted to an appropriate direction around the pipe axis. In addition, the gaseous fuel ejected through the plurality of ejection holes is distributed substantially evenly to the respective inflow portions of the pair of intake ports that diverge on the downstream side. Therefore, in the combustion chamber, it is possible to inhale the gaseous fuel evenly divided from each of the pair of intake ports to form the homogeneous mixture, and as a result, the homogeneous mixture is burned and stable combustion is performed. And exhaust emission reduction can be realized.
本発明に係る燃料供給機構の第2特徴構成は、前記吸気路において前記一対の吸気ポートの境界面に沿って前記吸気路を横断するよう配置され、内部に気体燃料が供給される直管状の燃料供給管部材を備えると共に、前記燃料供給管部材の側壁に、気体燃料を噴出させる複数の噴出孔が穿設されたものにおいて、
前記複数の噴出孔が、前記分岐部における前記一対の吸気ポートの一方側の流入部に向けて気体燃料を噴出させるように形成された第1噴出孔群と、他方側の流入部に向けて気体燃料を噴出させるように形成された第2噴出孔群とを有する点にある。
A second characteristic configuration of the fuel supply mechanism according to the present invention is a straight tubular shape that is disposed so as to cross the intake passage along a boundary surface of the pair of intake ports in the intake passage, and in which gaseous fuel is supplied. In addition to the fuel supply pipe member, the side wall of the fuel supply pipe member is provided with a plurality of ejection holes for ejecting gaseous fuel.
The plurality of ejection holes are directed to a first ejection hole group formed to eject gaseous fuel toward an inflow portion on one side of the pair of intake ports in the branching portion, and toward an inflow portion on the other side. And a second ejection hole group formed so as to eject gaseous fuel.
上記第2特徴構成によれば、吸気路において一対の吸気ポートの境界面に沿って吸気路を横断するよう配置された燃料供給管部材内に供給された気体燃料は、当該燃料供給管部材の側壁に穿設された複数の噴出孔を通じて、吸気路に噴出されることになる。更に、上記複数の噴出孔を構成する第1噴出孔群と第2噴出孔群との夫々から、分岐部における一対の吸気ポートの夫々の流入部に向けて気体燃料が噴出するので、その噴出した夫々の気体燃料は、その下流側において分岐する一対の吸気ポートの夫々の流入部に略均等に流入することになる。よって、燃焼室において、一対の吸気ポートの夫々から均等に分流された気体燃料を吸気して、当均質な混合気を形成することができ、結果、その均質な混合気を燃焼させて安定燃焼及び排気エミッション低減を実現することができる。 According to the second characteristic configuration, the gaseous fuel supplied into the fuel supply pipe member arranged to cross the intake path along the boundary surface of the pair of intake ports in the intake path is supplied to the fuel supply pipe member. It is ejected to the intake passage through a plurality of ejection holes formed in the side wall. Further, since the gaseous fuel is ejected from each of the first ejection hole group and the second ejection hole group constituting the plurality of ejection holes toward the inflow portions of the pair of intake ports at the branch portion, The respective gaseous fuels flow into the respective inflow portions of the pair of intake ports branched on the downstream side thereof in a substantially uniform manner. Therefore, in the combustion chamber, it is possible to inhale the gaseous fuel evenly divided from each of the pair of intake ports to form the homogeneous mixture, and as a result, the homogeneous mixture is burned and stable combustion is performed. And exhaust emission reduction can be realized.
本発明に係る燃料供給機構の第3特徴構成は、上記第2特徴構成に加えて、前記第1噴出孔群と前記第2噴出孔群との夫々が、前記燃料供給管部材の管軸方向に沿って等間隔で並設され、且つ、前記管軸方向に沿って交互に配置されている点にある。 According to a third characteristic configuration of the fuel supply mechanism according to the present invention, in addition to the second characteristic configuration, each of the first injection hole group and the second injection hole group has a tube axis direction of the fuel supply pipe member. Along the tube axis direction and arranged alternately along the tube axis direction.
上記第3特徴構成によれば、上記第1噴出孔群と上記第2噴出孔群との夫々が、吸気路の横断方向の略全体に渡って、上記管軸方向に等間隔で並設されているので、それら複数の噴射孔から噴出した気体燃料は、吸気路において上記管軸方向においても略均等に分散することになり、その気体燃料と新気との混合状態が一層良好なものとなる。
更に、上記第1噴出孔群を構成する複数の噴出孔と上記第2噴出孔群を構成する複数の噴射孔との夫々が、上記管軸方向に沿って交互に配置されているので、一方側の噴出孔群から噴出した気体燃料は、他方側の噴出孔群からの気体燃料の噴出圧による影響をあまり受けずに、方向付けられた吸気ポートの流入部に良好に流入することになるので、一対の吸気ポートの夫々に対して一層均等に気体燃料を分流させることができる。
According to the third characteristic configuration, each of the first ejection hole group and the second ejection hole group is arranged in parallel at equal intervals in the tube axis direction over substantially the entire transverse direction of the intake passage. Therefore, the gaseous fuel ejected from the plurality of injection holes will be distributed substantially evenly in the pipe axis direction in the intake passage, and the mixed state of the gaseous fuel and fresh air will be even better. Become.
Furthermore, since each of the plurality of ejection holes constituting the first ejection hole group and the plurality of ejection holes constituting the second ejection hole group are alternately arranged along the tube axis direction, The gaseous fuel ejected from the side ejection hole group will flow well into the inflow portion of the directed intake port without being significantly affected by the ejection pressure of the gaseous fuel from the other ejection hole group Therefore, the gaseous fuel can be more evenly distributed to each of the pair of intake ports.
本発明に係る燃料供給機構の第4特徴構成は、上記第1乃至第3特徴構成に加えて、前記燃料供給管部材の側壁に、外向きに突出する複数のノズル部材が設けられ、
前記複数の噴出孔の夫々が、前記複数のノズル部材の夫々の先端部に形成されている点にある。
According to a fourth characteristic configuration of the fuel supply mechanism according to the present invention, in addition to the first to third characteristic configurations, a plurality of nozzle members protruding outward are provided on a side wall of the fuel supply pipe member.
Each of the plurality of ejection holes is formed at a tip end portion of each of the plurality of nozzle members.
上記第4特徴構成によれば、上記複数の噴出孔の夫々が、燃料供給管の側壁から外向きに突出する複数のノズル部材の夫々の先端部に形成されているので、上記燃料供給管部材の外表面に形成される新気の流れの影響を殆ど受けることなく、夫々のノズル部材の先端部から吸気路に安定且つ勢い良く気体燃料を噴出させることができる。よって、気体燃料を、吸気路の下流側において分岐する一対の吸気ポートの夫々の流入部に一層均等に分流させることができる。
更に、気体燃料を勢い良く噴出させることができることから、上記燃料供給管部材の外径を比較的小さくして、吸気路における燃料供給管部材による流路抵抗を低減させることができる。
According to the fourth characteristic configuration, each of the plurality of ejection holes is formed at the tip of each of the plurality of nozzle members protruding outward from the side wall of the fuel supply pipe, so the fuel supply pipe member The gas fuel can be ejected stably and vigorously from the tip of each nozzle member to the intake passage without being substantially affected by the flow of fresh air formed on the outer surface of the nozzle. Therefore, the gaseous fuel can be more evenly divided into the inflow portions of the pair of intake ports that branch on the downstream side of the intake passage.
Further, since the gaseous fuel can be ejected vigorously, the outer diameter of the fuel supply pipe member can be made relatively small, and the flow resistance by the fuel supply pipe member in the intake passage can be reduced.
本発明に係る燃料供給機構の第5特徴構成は、上記第1乃至第4特徴構成に加えて、前記燃料供給管部材の前記管軸方向に直交する断面形状が、前記吸気路における新気の流れ方向からみた幅が当該流れ方向の直交方向からみた幅よりも小さい扁平形状とされている点にある。 According to a fifth characteristic configuration of the fuel supply mechanism according to the present invention, in addition to the first to fourth characteristic configurations, a cross-sectional shape of the fuel supply pipe member perpendicular to the pipe axis direction The width seen from the flow direction is a flat shape smaller than the width seen from the direction orthogonal to the flow direction.
上記第5特徴構成によれば、上記燃料供給管部材の断面形状が上記扁平形状とされているので、吸気路における燃料供給管部材による流路抵抗を低減させることができる。 According to the fifth characteristic configuration, since the cross-sectional shape of the fuel supply pipe member is the flat shape, flow path resistance due to the fuel supply pipe member in the intake passage can be reduced.
また、上記目的を達成するための本発明に係るエンジンは、共通の吸気路から分岐する一対の吸気ポートが共通の燃焼室に接続されているエンジンであって、その特徴構成は、前記吸気路における前記一対の吸気ポートへの分岐部の上流側において気体燃料を供給する燃料供給機構として、上述した第1乃至第5特徴構成を有する燃料供給機構を備えた点にある。 In order to achieve the above object, an engine according to the present invention is an engine in which a pair of intake ports branched from a common intake passage are connected to a common combustion chamber. As a fuel supply mechanism for supplying gaseous fuel on the upstream side of the branching portion to the pair of intake ports, the fuel supply mechanism having the above-described first to fifth characteristic configurations is provided.
上記エンジンによれば、これまで説明してきた特徴構成を有する燃料供給機構を備えることから、少なくとも上記吸気路に上記複数の噴出孔を通じて噴出した気体燃料を、その下流側において分岐する一対の吸気ポートの夫々の流入部に、略均等に流入させることができることから、安定燃焼及び排気エミッション低減を実現することができる。 According to the engine, since the fuel supply mechanism having the characteristic configuration described so far is provided, a pair of intake ports that branch at least downstream of the gaseous fuel injected through the plurality of injection holes into the intake passage. Therefore, stable combustion and reduction of exhaust emission can be realized.
本発明に係る燃料供給機構及びそれを備えたエンジンの第一実施形態について、図面に基づいて説明する。 A fuel supply mechanism according to the present invention and a first embodiment of an engine including the same will be described with reference to the drawings.
〔第一実施形態〕
図1及び図2に示すように、エンジン1には、シリンダ3の内面とシリンダヘッド4の下面とピストン2の頂面とで規定され上部に点火プラグ6を有する燃焼室10と、吸気弁5を介して接続され燃焼室10に吸気される混合気Mが通流する吸気路11と、燃焼室10に排気弁(図示せず)を介して接続され燃焼室10から排出された排ガスが通流する排気路(図示せず)とが設けられている。
[First embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
吸気路11には、その吸気路に天然ガスである気体燃料Gを、吸気路11の圧力よりも若干高い所定の供給圧力というような比較的低圧で供給する燃料供給機構50が設けられている。即ち、吸気路11を通流する空気(新気の一例)Aに対して、燃料供給機構50により気体燃料Gが供給されて、吸気路11に混合気Mが形成され、その混合気Mが、吸気ポート13,14及び吸気弁5を通じて燃焼室10に吸気される。
そして、この種のエンジン1は、燃焼室10において、吸気された混合気Mをピストン2の上昇により圧縮し、その圧縮した混合気Mを点火プラグ6により火花点火燃焼させて膨張させる形態で、ピストン2を往復運動させ、その往復運動を、連結棒(図示せず)を介してクランク軸(図示せず)の回転動力に変えて出力するというように、通常の火花点火エンジンと同様に運転される。
The
The
更に、このエンジン1では、燃焼室10への混合気Mの充填効率を向上するために、一の燃焼室10に対して一対の吸気ポート13,14が設けられており、上記燃料供給機構50は、この一対の吸気ポート13,14への分岐部15の上流側の吸気路11に、気体燃料Gを供給するように配置されている。
Further, in the
その燃料供給機構50により吸気路11に供給された気体燃料Gは、空気Aと混合しながら、その下流側の分岐部15において分岐する一対の吸気ポート13,14の夫々に分流することになる。
The gaseous fuel G supplied to the
尚、一対の吸気ポート13,14は、通常の2ポート吸気式のエンジンと同様に、吸気路11における分岐部15から分岐境界面Fを境界として両側に分岐された通路として形成されており、その一対の吸気ポート13,14の夫々が、一対の吸気弁5に対して各別に接続されている。
The pair of
次に、これまで説明したエンジン1に設けられる燃料供給機構50の詳細構成について、説明する。
燃料供給機構50は、吸気路11において一対の吸気ポート13,14の境界面Fに沿って吸気路11を横断するよう配置され内部に気体燃料Gが供給される直管状の燃料供給管部材51を備えると共に、その燃料供給管部材51の側壁には、図3及び図4に示すように、気体燃料Gを噴出させる複数の噴出孔52,53が管軸Xから放射状に穿設されている。
Next, a detailed configuration of the
The
即ち、制御弁により適宜流量及び供給タイミングの制御を伴って燃料供給管部材51内に供給された気体燃料Gは、当該燃料供給管部材51の側壁に穿設された複数の噴出孔52,53を通じて吸気路11に噴出される。
尚、上記燃料供給管部材51としては、先端部を封鎖した通常の金属管を利用することができる。
That is, the gaseous fuel G supplied into the fuel
As the fuel
また、このように一の燃焼室10に対して一対の吸気ポート13,14が設けられたエンジン1では、上記燃料供給機構50により吸気路11に気体燃料Gを供給するにあたり、一対の吸気ポート13,14の夫々に対して均等に気体燃料Gを流入させて、燃焼室10に略均質な混合気Mを存在させることが安定燃焼及び排気エミッション低減などの点で重要である。
以下に、一対の吸気ポート13,14の夫々に対して均等に気体燃料Gを流入させるための燃料供給機構50の特徴構成について説明する。
Further, in the
Below, the characteristic structure of the
燃料供給機構50には、図1及び図4(a)に示すように、燃料供給管部材51を、当該燃料供給管部材51の管軸X回りに回動させて噴出孔52,53の噴出方向を当該管軸X回りに調整可能な噴出方向調整手段54が設けられている。
即ち、噴出方向調整手段54は、吸気路11の外壁11aを貫通する上記燃料供給管部材51の基端側に固設されたフランジ部55と、そのフランジ部55に形成された長孔状のボルト挿入穴55aと、そのボルト挿入穴55aに挿入されて吸気路11の外壁11aに係合されるボルト56とで実現されている。
即ち、上記ボルト56を緩めた状態では、上記燃料供給管51は管軸X回りに所定角度(例えば10°程度)分回動自在になり、更に、上記燃料供給管51を任意の回動位置で上記ボルト56により固定することができる。
In the
That is, the ejection direction adjusting means 54 has a
That is, when the
そして、当該エンジン1の組み立て製造時やメンテナンス時において、上記吸気路11に上記複数の噴出孔52,53を通じて噴出した気体燃料Gを、その下流側において分岐する一対の吸気ポート13,14の夫々の流入部13a,14aに略均等に流入するように、上記噴出方向調整手段54により、その燃料供給管部材51を管軸X回りに回動させて、上記複数の噴出孔52,53の噴出方向を管軸X回りにおいて適切な方向に調整することができる。
尚、本実施形態では、上記噴出方向調整手段54を、燃料供給管部材51の基端部に固設されたフランジ部55及びそのフランジ部55を吸気路11の外壁11aに固定するボルト56で構成したが、例えば、吸気路11の外壁11aに燃料供給管部材51の基端側を回動自在に支持し、その燃料供給管部材51を外壁11aに固定されたクランプにより固定するような構成や、その燃料供給管部材51を所定の回転角度で固定可能な歯車機構部により回動させる構成等のように、適宜改変しても構わない。
また、上記噴出方向調整手段54をアクチュエータにより燃料供給管部材51を管軸X回りに自動的に回動自在に構成し、更には、制御装置により、噴出方向調整手段54を制御して、燃料供給管部材51の回動角度を運転状態に応じて適切な回動角度に調整するように構成しても構わない。
At the time of assembly manufacture and maintenance of the
In the present embodiment, the ejection direction adjusting means 54 is composed of a
The ejection direction adjusting means 54 is configured to automatically rotate the fuel
更に、図2、図3及び図4(b)に示すように、燃料供給機構50において、複数の噴出孔52,53が、分岐部15における一対の吸気ポート13,14の一方側の流入部13aに向けて気体燃料を噴出させるように形成された第1噴出孔52群と、他方側の流入部14aに向けて気体燃料を噴出させるように形成された第2噴出孔53群とを有する形態で、上記燃料供給管部材51の側壁に穿設されている。
Further, as shown in FIGS. 2, 3, and 4 (b), in the
即ち、燃料供給管部材51の側壁において、上記第1噴出孔52が、管軸Xから一方の吸気ポート13の流入部13aに向かう方向に中心軸を有する小孔として形成されており、一方、上記第2噴出孔53が、管軸Xから他の吸気ポート14の流入部14aに向かう方向に中心軸を有する小孔として形成されており、具体的には、それら第1噴出孔52と第2噴出孔53との夫々の噴出方向が、管軸Xにおいて適切な角度(例えば30°程度)で交差する方向として設定されている。
That is, in the side wall of the fuel
よって、燃料供給管部材51内から第1噴出孔52を通じて吸気路11に噴出した気体燃料Gは、主に一方側の吸気ポート13の流入部13aに流入し、一方、燃料供給管部材51内から第2噴出孔53を通じて噴出した気体燃料Gは、主に他方側の吸気ポート14の流入部14aに流入することになる。よって、夫々の噴出孔52,53群から吸気路11に噴出した気体燃料Gは、その下流側において分岐する一対の吸気ポート13,14の夫々の流入部13a,14aに略均等に流入することになる。
尚、上記第1噴出孔52及び上記第2噴出孔53を通じて吸気路11に噴出した気体燃料Gのうち少量の気体燃料Gが、その噴出孔の噴出方向が向けられた流入部とは別の流入部に流入しても構わない。
Therefore, the gaseous fuel G ejected from the fuel
A small amount of gaseous fuel G out of the gaseous fuel G ejected into the
更に、図3に示すように、燃料供給機構50において、第1噴出孔52群と第2噴出孔53群との夫々が、前記燃料供給管部材の管軸X方向に等間隔で並設されており、それら第1噴出孔52及び第2噴出孔53の夫々から噴出した気体燃料Gは、吸気路11において上記管軸X方向においても略均等に分散して供給されることになる。
Further, as shown in FIG. 3, in the
更に、第1噴出孔52群と前記第2噴出孔53群との夫々が、吸気路11の横断方向の略全体に渡って、管軸方向に沿って交互に配置されており、それら第1噴出孔52及び第2噴出孔53の夫々から噴出した気体燃料Gは、噴出圧による相互干渉を抑制した状態で良好且つ均等に、一対の吸気ポート13,14の夫々の流入部13a,14aに流入することになる。
Furthermore, the
尚、上記燃料供給管部材51に穿設される複数の噴出孔52,53としては、吸気路11において気体燃料Gを一層均等に噴出させるべく、第1噴出孔52群及び第2噴出孔53群以外の噴出孔を設けたり、夫々の噴出孔の数、穿設方向、内径等を適宜変更しても構わない。
The plurality of ejection holes 52 and 53 formed in the fuel
尚、上記実施の形態では、一対の吸気ポート13,14の夫々に対して均等に気体燃料Gを流入させるための構成として、噴出方向調整手段54を備える構成、及び、複数の噴出孔52,53が第1噴出孔52群と第2噴出孔53群とを有する構成の両方を採用したが、別に一方の構成を省略しても構わない。
In the above embodiment, as a configuration for allowing the gaseous fuel G to flow evenly into each of the pair of
また、上記の実施の形態では、気体燃料Gとして天然ガス系都市ガスを用いたが、気体燃料Gとしては、天然ガス系都市ガス以外の気体燃料等を用いることもできる。 Moreover, in said embodiment, although natural gas type | system | group city gas was used as gaseous fuel G, as gaseous fuel G, gaseous fuels other than natural gas type | system | group city gas etc. can also be used.
次に、上記第一実施形態に対して、別の形態の燃料供給機構についての第二実施形態及び第三実施形態について説明する。尚、上記第一実施形態と同様の構成については説明を割愛する場合がある。 Next, a second embodiment and a third embodiment of another form of fuel supply mechanism will be described with respect to the first embodiment. Note that description of the same configuration as in the first embodiment may be omitted.
〔第二実施形態〕
本第二実施形態の燃料供給機構60では、図5〜7に示すように、上記第一実施形態で説明した燃料供給機構50(図3及び図4参照)と比較して、側壁に、外向きに突出する複数のノズル部材66,67が設けられており、更に、複数の噴出孔62,63の夫々が、それら複数のノズル部材66,67の夫々の先端部に形成されている燃料供給管部材61を採用している点で相違する。
[Second Embodiment]
In the
即ち、燃料供給管部材61は、吸気路11において一対の吸気ポート13,14の境界面Fに沿って吸気路11を横断するよう配置され内部に気体燃料Gが供給される直管状のものであって、その燃料供給管部材61の側壁には、気体燃料Gを噴出させる複数の開口が管軸Xから放射状に穿設され、更に、その複数の開口の夫々に、先端部に複数の噴出孔62,63の夫々が形成された複数のノズル部材66,67が径外方向に突出する形態で設けられている。
That is, the fuel
そして、夫々のノズル部材66,67の先端部では、上記燃料供給管部材61の外表面に形成される空気Aの流れの影響を殆ど受けることがないので、その夫々の先端部に形成された夫々の噴出孔62,63からは気体燃料Gが安定且つ勢い良く噴出されることになるので、結果、その噴出された気体燃料Gは、吸気路11の下流側において分岐する一対の吸気ポート13,14の夫々の流入部13a,14aに一層均等に分流することになる。
The tip portions of the
更に、燃料供給管部材61においても、複数の噴出孔62,63が、一方側の流入部13aに向けて気体燃料を噴出させるように形成された第1噴出孔62群と、他方側の流入部14aに向けて気体燃料を噴出させるように形成された第2噴出孔63群とを有する形態で、夫々のノズル部材66,67が配置されているが、それら第1噴出孔62と第2噴出孔63との夫々の噴出方向が、管軸Xにおいて上記第一実施形態の場合より広い角度(例えば180°)で交差する方向として設定されている。従って、夫々の噴出孔62,63から噴出する気体燃料Gは、吸気路11において良好に拡散して、夫々の流入部13a,14aに良好に分流することになる。
Further, also in the fuel
更に、この燃料供給管部材61は、上述したように気体燃料Gを勢い良く噴出させて広域に拡散させることができるので、それを構成する金属管の外径は、図5に示すように、上記第一実施形態の燃料供給管部材51(図2参照)よりも小さいものとされており、吸気路11における燃料供給管部材61による流路抵抗の低減が図られている。
Furthermore, since this fuel
尚、この第二実施形態の燃料供給機構60についても、上記第一実施形態と同様に、当該燃料供給管部材61の管軸X回りに回動させて噴出孔62,63の噴出方向を当該管軸X回りに調整可能な噴出方向調整手段64が設けられている。そして、この噴出方向調整手段64は、吸気路11の外壁11aを貫通する上記燃料供給管部材61の基端側に固設されたフランジ部65と、そのフランジ部65に形成された長孔状のボルト挿入穴65aと、そのボルト挿入穴65aに挿入されて吸気路11の外壁11aに係合されるボルト(図示せず)とで実現されている。
The
〔第三実施形態〕
本第三実施形態の燃料供給機構70では、図8〜10に示すように、上記第二実施形態で説明した燃料供給機構60(図5〜7参照)と比較して、管軸方向Xに直交する断面形状(図8に示されている断面形状)が、前記吸気路11における空気Aの流れ方向(図9(a)の図示方向)からみた幅W1が当該流れ方向の直交方向(図9(b)の図示方向)からみた幅W2よりも小さい扁平形状とされている燃料供給管部材71を採用している点で相違する。
[Third embodiment]
In the
即ち、燃料供給管部材71は、その断面形状が、空気Aの流れ方向からみた幅W1が比較的小さい上記扁平形状とされているので、夫々の噴出孔72,73に対して十分な量の気体燃料Gを供給しながら、吸気路11における当該燃料供給管部材71による流路抵抗の低減が図られている。
更に、上記燃料供給管部材71としては、断面形状が楕円の有底筒状の部材を利用することができる。そして、その楕円断面を有する燃料供給管部材71を、その楕円断面の短軸方向が吸気路11における空気Aの流れ方向と直交するように吸気路11に配置すれば、空気Aの流れ方向からみた幅W1を比較的小さい上記扁平形状とすることができる。
That is, the fuel
Further, as the fuel
更に、上記第二実施形態と同様に、先端部に複数の噴出孔72,73の夫々が形成された複数のノズル部材76,77が燃料供給管部材71の外壁から突出するように設けられているが、その夫々のノズル部材76,77の突出方向が、上記第二実施形態よりも吸気路11の下流側に向けて傾斜されており、それによって、第1噴出孔72と第2噴出孔73との夫々の噴出方向の交差角度が適切な角度に設定されている。
Further, as in the second embodiment, a plurality of
尚、この第三実施形態の燃料供給機構70についても、上記第一実施形態と同様に、当該燃料供給管部材71の管軸X回りに回動させて噴出孔72,73の噴出方向を当該管軸X回りに調整可能な噴出方向調整手段74が設けられている。そして、この噴出方向調整手段74は、吸気路11の外壁11aを貫通する上記燃料供給管部材71の基端側に固設されたフランジ部75と、そのフランジ部75に形成された長孔状のボルト挿入穴75aと、そのボルト挿入穴75aに挿入されて吸気路11の外壁11aに係合されるボルト(図示せず)とで実現されている。
The
尚、上記第二及び第三実施形態において、上記夫々のノズル部材66,67,76,77の突出方向、形状、長さ、数等については、噴出された気体燃料Gが夫々の流入部13a,14aに均等に分流するように、適宜変更可能である。
In the second and third embodiments, the ejected gaseous fuel G is injected into each
本発明に係る燃料供給機構及びそれを備えたエンジンは、一の燃焼室に対して一対の吸気ポートが設けられたエンジンにおいて、燃料供給機構により一対の吸気ポートへの分岐部の上流側の吸気路に気体燃料を供給するにあたり、一対の吸気ポートの夫々の流入部へ略均等に気体燃料を流入させて、安定燃焼且つ低排気エミッションを実現し得るものとして有効に利用可能である。 A fuel supply mechanism according to the present invention and an engine equipped with the fuel supply mechanism include an intake air upstream of a branching portion to a pair of intake ports by the fuel supply mechanism in an engine provided with a pair of intake ports for one combustion chamber. When supplying the gaseous fuel to the road, it can be effectively used as a gas fuel that is made to flow almost uniformly into the inflow portions of the pair of intake ports to realize stable combustion and low exhaust emission.
1:エンジン
10:燃焼室
11:吸気路
13,14:吸気ポート
13a,14a:流入部
15:分岐部
50,60,70:燃料供給機構
51,61,71:燃料供給管部材
52,53,62,63,72,73:噴出孔
54,64,74:噴出方向調整手段
A:空気
G:気体燃料
M:混合気
F:分岐境界面
X:管軸
1: Engine 10: Combustion chamber 11:
Claims (7)
前記吸気路において前記一対の吸気ポートの境界面に沿って前記吸気路を横断するよう配置され、内部に気体燃料が供給される直管状の燃料供給管部材を備えると共に、前記燃料供給管部材の側壁に、気体燃料を噴出させる複数の噴出孔が穿設されたものにおいて、
前記燃料供給管部材を、当該燃料供給管部材の管軸回りに回動させて前記噴出孔の噴出方向を当該管軸回りに調整可能な噴出方向調整手段を備えた燃料供給機構。 In an engine provided with a pair of intake ports for one combustion chamber, a fuel supply mechanism for supplying gaseous fuel to an intake passage upstream of a branch portion to the pair of intake ports,
The intake passage includes a straight tubular fuel supply pipe member that is disposed so as to cross the intake path along a boundary surface of the pair of intake ports, and is supplied with gaseous fuel therein. In the side wall provided with a plurality of ejection holes for ejecting gaseous fuel,
A fuel supply mechanism provided with an ejection direction adjusting means capable of adjusting the ejection direction of the ejection hole around the pipe axis by rotating the fuel supply pipe member around the pipe axis of the fuel supply pipe member.
前記吸気路において前記一対の吸気ポートの境界面に沿って前記吸気路を横断するよう配置され、内部に気体燃料が供給される直管状の燃料供給管部材を備えると共に、前記燃料供給管部材の側壁に、気体燃料を噴出させる複数の噴出孔が穿設されたものにおいて、
前記複数の噴出孔が、前記分岐部における前記一対の吸気ポートの一方側の流入部に向けて気体燃料を噴出させるように形成された第1噴出孔群と、他方側の流入部に向けて気体燃料を噴出させるように形成された第2噴出孔群とを有する燃料供給機構。 In an engine provided with a pair of intake ports for one combustion chamber, a fuel supply mechanism for supplying gaseous fuel to an intake passage upstream of a branch portion to the pair of intake ports,
The intake passage includes a straight tubular fuel supply pipe member that is disposed so as to cross the intake path along a boundary surface of the pair of intake ports, and is supplied with gaseous fuel therein. In the side wall provided with a plurality of ejection holes for ejecting gaseous fuel,
The plurality of ejection holes are directed to a first ejection hole group formed to eject gaseous fuel toward an inflow portion on one side of the pair of intake ports in the branching portion, and toward an inflow portion on the other side. A fuel supply mechanism having a second ejection hole group formed to eject gaseous fuel.
前記複数の噴出孔の夫々が、前記複数のノズル部材の夫々の先端部に形成されている請求項1〜4の何れか一項に記載の燃料供給機構。 A plurality of nozzle members projecting outward are provided on the side wall of the fuel supply pipe member,
The fuel supply mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the plurality of ejection holes is formed at a distal end portion of each of the plurality of nozzle members.
前記吸気路における前記一対の吸気ポートへの分岐部の上流側において気体燃料を供給する燃料供給機構として、請求項1〜6の何れか一項に記載の燃料供給機構を備えたエンジン。 An engine in which a pair of intake ports branched from a common intake passage are connected to a common combustion chamber,
The engine provided with the fuel supply mechanism as described in any one of Claims 1-6 as a fuel supply mechanism which supplies gaseous fuel in the upstream of the branch part to the said pair of intake port in the said intake path.
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