JP2606682Y2 - 気体燃料エンジン - Google Patents
気体燃料エンジンInfo
- Publication number
- JP2606682Y2 JP2606682Y2 JP1993047443U JP4744393U JP2606682Y2 JP 2606682 Y2 JP2606682 Y2 JP 2606682Y2 JP 1993047443 U JP1993047443 U JP 1993047443U JP 4744393 U JP4744393 U JP 4744393U JP 2606682 Y2 JP2606682 Y2 JP 2606682Y2
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- Japan
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- fuel
- exhaust
- engine
- combustion chamber
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ＣＮＧ（圧縮天然ガ
ス）、ＬＰＧ、水素等を燃料とする気体燃料エンジンに
関するものである。
ス）、ＬＰＧ、水素等を燃料とする気体燃料エンジンに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧縮天然ガス、ＬＰＧ、水素等を燃料と
する気体燃料エンジンには、図５に示すように、吸気通
路５にガスミキサー14が設けられており、このガスミキ
サー14にはベンチュリ15と、このベンチュリ15に連通す
る燃料通路６とが設けられている。また、このベンチュ
リ15と燃焼室１に開口する吸気孔２の間には、吸気流量
を調節するための絞り弁16が設けられている。更に、点
火プラグ８は燃焼室１に面するように配設されており、
排気ガスは燃焼室１に開口する排気孔３から排気通路９
を通って排出されるようになっている。
する気体燃料エンジンには、図５に示すように、吸気通
路５にガスミキサー14が設けられており、このガスミキ
サー14にはベンチュリ15と、このベンチュリ15に連通す
る燃料通路６とが設けられている。また、このベンチュ
リ15と燃焼室１に開口する吸気孔２の間には、吸気流量
を調節するための絞り弁16が設けられている。更に、点
火プラグ８は燃焼室１に面するように配設されており、
排気ガスは燃焼室１に開口する排気孔３から排気通路９
を通って排出されるようになっている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】ところで、このような
基本構成を有している従来の気体燃料エンジンの場合に
は、燃料となる気体を燃料通路から供給し、ガスミキサ
ーの部分で新気と混合して、シリンダ内に吸入させるよ
うにしているので、燃料はその重量に比して体積が大き
く、充填効率が低いため、排気量当たりのエンジン出力
が低いという問題があった。また、出力調整を前記絞り
弁の開度調整で行うようにしているので、ポンピングロ
スが比較的に大きく、燃費が悪いという問題があった。
基本構成を有している従来の気体燃料エンジンの場合に
は、燃料となる気体を燃料通路から供給し、ガスミキサ
ーの部分で新気と混合して、シリンダ内に吸入させるよ
うにしているので、燃料はその重量に比して体積が大き
く、充填効率が低いため、排気量当たりのエンジン出力
が低いという問題があった。また、出力調整を前記絞り
弁の開度調整で行うようにしているので、ポンピングロ
スが比較的に大きく、燃費が悪いという問題があった。
【０００４】本考案は以上の問題点に鑑みて、還流する
ＥＧＲガス量調整と燃焼室内へ の気体燃料の噴射量制御
でエンジン出力を調整することにより、燃料の充填効率
を高めて高出力化を図ることができ、ポンピングロスを
減少させて燃費を改善することができる気体燃料エンジ
ンを提供することを目的とするものである。
ＥＧＲガス量調整と燃焼室内へ の気体燃料の噴射量制御
でエンジン出力を調整することにより、燃料の充填効率
を高めて高出力化を図ることができ、ポンピングロスを
減少させて燃費を改善することができる気体燃料エンジ
ンを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本考案の気体燃料エンジンは、吸気孔と排気孔 が開口
する燃焼室に、該燃焼室に気体燃料を直接噴射する燃料
噴射器を臨ま せて設けると共に、前記燃焼室に、排気通
路に連通する排気再循環通路の排 気再循環孔を開口し、
前記燃料噴射器の噴射量と、前記排気再循環通路に設 け
た絞り弁の開度とを制御するコントローラを設け、エン
ジンの出力調整を 、前記燃料噴射量と前記絞り弁の開度
を制御して行うものである。
の本考案の気体燃料エンジンは、吸気孔と排気孔 が開口
する燃焼室に、該燃焼室に気体燃料を直接噴射する燃料
噴射器を臨ま せて設けると共に、前記燃焼室に、排気通
路に連通する排気再循環通路の排 気再循環孔を開口し、
前記燃料噴射器の噴射量と、前記排気再循環通路に設 け
た絞り弁の開度とを制御するコントローラを設け、エン
ジンの出力調整を 、前記燃料噴射量と前記絞り弁の開度
を制御して行うものである。
【０００６】
【作 用】本考案の気体燃料エンジンは以上の構成を有
しており、燃料噴射器によって直接燃焼室内に燃料を供
給するようにしているので、充填効率が大幅に改善す
る。また、排気再循環通路に設けた絞り弁の開度調整に
より、燃焼室内に還流する排気ガスの流量を調整するこ
とができ、還流した排気ガスの量によって、エンジン出
力が制御されることになる。
しており、燃料噴射器によって直接燃焼室内に燃料を供
給するようにしているので、充填効率が大幅に改善す
る。また、排気再循環通路に設けた絞り弁の開度調整に
より、燃焼室内に還流する排気ガスの流量を調整するこ
とができ、還流した排気ガスの量によって、エンジン出
力が制御されることになる。
【０００７】
【実 施 例】次に図面を参照して本考案の気体燃料エ
ンジンを、圧縮天然ガスエンジンに適用した一実施例に
つき説明する。図１に示すように、燃焼室１には、吸気
孔２、排気孔３、排気再循環孔４が開口されており、こ
れらはいずれも図示していないカム駆動弁によって開閉
されるようになっている。
ンジンを、圧縮天然ガスエンジンに適用した一実施例に
つき説明する。図１に示すように、燃焼室１には、吸気
孔２、排気孔３、排気再循環孔４が開口されており、こ
れらはいずれも図示していないカム駆動弁によって開閉
されるようになっている。
【０００８】吸気通路５からは新気のみが吸入されるよ
うになっており、燃料は燃料通路６を通って、燃料噴射
器７から燃焼室１内に噴射されるようになっている。点
火プラグ８によって着火・燃焼した燃料は、排気ガスと
して排気通路９から排出されるのであるが、その一部は
排気再循環通路10を通って燃焼室１に還流できるように
なっている。
うになっており、燃料は燃料通路６を通って、燃料噴射
器７から燃焼室１内に噴射されるようになっている。点
火プラグ８によって着火・燃焼した燃料は、排気ガスと
して排気通路９から排出されるのであるが、その一部は
排気再循環通路10を通って燃焼室１に還流できるように
なっている。
【０００９】この排気再循環通路10には絞り弁11が設け
られており、この絞り弁11の開度調整によってＥＧＲ率
が調整されるようになっている。本実施例におけるＥＧ
Ｒ率の調整は通常行われるＮＯX 低減のためでは無く、
シリンダ内に吸入される排気再循環ガス（不活性ガス）
の占める容積を増減し、燃料を燃焼させるための新気が
充填される領域を限定することによって、実質的に排気
量を可変とする働きをしている。
られており、この絞り弁11の開度調整によってＥＧＲ率
が調整されるようになっている。本実施例におけるＥＧ
Ｒ率の調整は通常行われるＮＯX 低減のためでは無く、
シリンダ内に吸入される排気再循環ガス（不活性ガス）
の占める容積を増減し、燃料を燃焼させるための新気が
充填される領域を限定することによって、実質的に排気
量を可変とする働きをしている。
【００１０】即ち、ＮＯX 低減を目的とした排気再循環
では、図２のように、「○」で示す新気と、「▲」で示
す燃料と、「×」で示す排気ガスができるだけ均一に混
合するようにして、燃焼を不活性化し、燃焼温度を低下
させるのであるが、本実施例では、図３のように、シリ
ンダ内に吸入した「×」で示す排気ガスの占める領域を
特定の場所に集中させて分離し、「○」で示す新気と
「▲」で示す燃料だけが均一に混合するようにして、燃
焼を不活性化させることなく、実質的に燃焼が行われる
シリンダ容積を可変とするものである。
では、図２のように、「○」で示す新気と、「▲」で示
す燃料と、「×」で示す排気ガスができるだけ均一に混
合するようにして、燃焼を不活性化し、燃焼温度を低下
させるのであるが、本実施例では、図３のように、シリ
ンダ内に吸入した「×」で示す排気ガスの占める領域を
特定の場所に集中させて分離し、「○」で示す新気と
「▲」で示す燃料だけが均一に混合するようにして、燃
焼を不活性化させることなく、実質的に燃焼が行われる
シリンダ容積を可変とするものである。
【００１１】これは分子運動量と組成が異なる気体は均
一に混合し難いという性質を利用し、新気と排気ガスと
を意図的に分離させようとする考えに基づいている。従
って、この実施例では、図１の図面上で、吸気孔２と排
気孔３よりも上方に排気再循環孔４を設け、吸気孔２と
排気孔３よりも下方に燃料噴射器７と点火プラグ８を設
け、排気再循環孔４に対する燃料噴射器７の位置をでき
るだけ遠ざけるように配置することによって、図３の図
面上で、上方に排気ガスを集中させ、点火プラグ８が、
下方に集中した混合気に臨むようにしている。
一に混合し難いという性質を利用し、新気と排気ガスと
を意図的に分離させようとする考えに基づいている。従
って、この実施例では、図１の図面上で、吸気孔２と排
気孔３よりも上方に排気再循環孔４を設け、吸気孔２と
排気孔３よりも下方に燃料噴射器７と点火プラグ８を設
け、排気再循環孔４に対する燃料噴射器７の位置をでき
るだけ遠ざけるように配置することによって、図３の図
面上で、上方に排気ガスを集中させ、点火プラグ８が、
下方に集中した混合気に臨むようにしている。
【００１２】また、この分離をより確実にするために、
吸気孔２を開閉する弁と排気再循環孔４を開閉する弁の
開弁タイミングや閉弁タイミングを相互にずらし、シリ
ンダの下方に排気ガスを吸入し、燃料噴射器７や点火プ
ラグ８に近いシリンダの上方に新気を吸入するようにす
ると好ましい。なお、上述した絞り弁11の開度調整は、
エンジン回転数やエンジン負荷等の運転状態を検出する
ことによって、コントローラ12の出力信号に基づいてサ
ーボモーター13を制御することにより行われ、それと同
時に燃料噴射器７の噴射量が調整されるようになってい
る。
吸気孔２を開閉する弁と排気再循環孔４を開閉する弁の
開弁タイミングや閉弁タイミングを相互にずらし、シリ
ンダの下方に排気ガスを吸入し、燃料噴射器７や点火プ
ラグ８に近いシリンダの上方に新気を吸入するようにす
ると好ましい。なお、上述した絞り弁11の開度調整は、
エンジン回転数やエンジン負荷等の運転状態を検出する
ことによって、コントローラ12の出力信号に基づいてサ
ーボモーター13を制御することにより行われ、それと同
時に燃料噴射器７の噴射量が調整されるようになってい
る。
【００１３】出力調整については、燃料噴射量の増加に
伴って必要とする新気の量も増加するので、図４に実線
で示すように、燃料噴射量の増加に伴って絞り弁11の開
度を減少させ、その分だけ新気の吸入量を増加させるこ
とによって、出力を上昇させるようにする。特に、天然
ガスは希薄燃焼限界が高い燃料なので、ほぼ全エンジン
回転域で希薄燃焼させ、最大出力点付近で図４中に鎖線
で示す理論空燃比か、それ以上の濃度にすると好まし
い。
伴って必要とする新気の量も増加するので、図４に実線
で示すように、燃料噴射量の増加に伴って絞り弁11の開
度を減少させ、その分だけ新気の吸入量を増加させるこ
とによって、出力を上昇させるようにする。特に、天然
ガスは希薄燃焼限界が高い燃料なので、ほぼ全エンジン
回転域で希薄燃焼させ、最大出力点付近で図４中に鎖線
で示す理論空燃比か、それ以上の濃度にすると好まし
い。
【００１４】なお、気体燃料を正確に高圧噴射するのは
困難であり、圧縮上死点付近で噴射するのは適していな
い。従って、オクタン価の高い天然ガス等を燃料として
使用する場合であれば、燃料噴射器７による噴射タイミ
ングを、圧縮行程前半に設定し、低圧噴射を行うように
すると好ましい。
困難であり、圧縮上死点付近で噴射するのは適していな
い。従って、オクタン価の高い天然ガス等を燃料として
使用する場合であれば、燃料噴射器７による噴射タイミ
ングを、圧縮行程前半に設定し、低圧噴射を行うように
すると好ましい。
【００１５】本考案の気体燃料エンジンは、吸気孔と排
気孔が開口する燃焼室に、該燃 焼室に気体燃料を直接噴
射する燃料噴射器を臨ませて設けると共に、前記燃 焼室
に、排気通路に連通する排気再循環通路の排気再循環孔
を開口し、前記 燃料噴射器の噴射量と、前記排気再循環
通路に設けた絞り弁の開度とを制御 するコントローラを
設け、エンジンの出力調整を、前記燃料噴射量と前記絞
り弁の開度を制御して行うので、以下の効果を奏するこ
とができる。
気孔が開口する燃焼室に、該燃 焼室に気体燃料を直接噴
射する燃料噴射器を臨ませて設けると共に、前記燃 焼室
に、排気通路に連通する排気再循環通路の排気再循環孔
を開口し、前記 燃料噴射器の噴射量と、前記排気再循環
通路に設けた絞り弁の開度とを制御 するコントローラを
設け、エンジンの出力調整を、前記燃料噴射量と前記絞
り弁の開度を制御して行うので、以下の効果を奏するこ
とができる。
【００１６】燃料噴射器によって直接燃焼室内に燃料を
供給するようにしているので、燃料の充填効率を高める
ことができ、エンジンの高出力化を図ることができる。
また、排気再循環通路に設けた絞り弁の開度調整によ
り、燃焼室内に還流する排気ガスの流量を調整すること
ができるので、還流した排気ガスの量によって、エンジ
ン出力を制御することができる。従って、吸気通路には
出力調整のために絞り弁を設ける必要が無くなるため、
ポンピングロスを減少させて燃費を改善することができ
る。
供給するようにしているので、燃料の充填効率を高める
ことができ、エンジンの高出力化を図ることができる。
また、排気再循環通路に設けた絞り弁の開度調整によ
り、燃焼室内に還流する排気ガスの流量を調整すること
ができるので、還流した排気ガスの量によって、エンジ
ン出力を制御することができる。従って、吸気通路には
出力調整のために絞り弁を設ける必要が無くなるため、
ポンピングロスを減少させて燃費を改善することができ
る。
【図１】本考案の一実施例における気体燃料エンジンの
概略図である。
概略図である。
【図２】従来の気体燃料エンジンのシリンダ内における
新気と燃料と排気ガスの分布状態を示す模式図である。
新気と燃料と排気ガスの分布状態を示す模式図である。
【図３】図１の気体燃料エンジンのシリンダ内における
新気と燃料と排気ガスの分布状態を示す模式図である。
新気と燃料と排気ガスの分布状態を示す模式図である。
【図４】図１の気体燃料エンジンにおける燃料噴射量と
排気再循環通路の絞り弁開度の関係を示す特性図であ
る。
排気再循環通路の絞り弁開度の関係を示す特性図であ
る。
【図５】従来の気体燃料エンジンの概略図である。
１ 燃焼室 ２ 吸気孔 ３ 排気孔 ４ 排気再循環
孔 ７ 燃料噴射器 10 排気再循環
通路 11 絞り弁 12 コントロー
ラ
孔 ７ 燃料噴射器 10 排気再循環
通路 11 絞り弁 12 コントロー
ラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 Ｆ０２Ｍ 25/07 Ａ Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 19/02 F02B 43/00 F02D 43/00 301 F02M 21/02 301 F02M 25/07
Claims (1)
- 【請求項１】 吸気孔と排気孔が開口する燃焼室に、該
燃焼室に気体燃 料を直接噴射する燃料噴射器を臨ませて
設けると共に、前記燃焼室に、排気 通路に連通する排気
再循環通路の排気再循環孔を開口し、前記燃料噴射器の
噴射量と、前記排気再循環通路に設けた絞り弁の開度と
を制御するコントロ ーラを設け、エンジンの出力調整
を、前記燃料噴射量と前記絞り弁の開度を 制御して行う
気体燃料エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993047443U JP2606682Y2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 気体燃料エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993047443U JP2606682Y2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 気体燃料エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717934U JPH0717934U (ja) | 1995-03-31 |
| JP2606682Y2 true JP2606682Y2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=12775291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993047443U Expired - Fee Related JP2606682Y2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 気体燃料エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606682Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP1993047443U patent/JP2606682Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0717934U (ja) | 1995-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |