JP3360955B2 - ガス燃料エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

ガス燃料エンジンの燃料供給装置

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JP3360955B2 JP27905094A JP27905094A JP3360955B2 JP 3360955 B2 JP3360955 B2 JP 3360955B2 JP 27905094 A JP27905094 A JP 27905094A JP 27905094 A JP27905094 A JP 27905094A JP 3360955 B2 JP3360955 B2 JP 3360955B2
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス燃料エンジンの燃
料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス燃料エンジンの燃料供給装置とし
て、吸気弁用開口に連なる吸気通路の途中に、空気とガ
ス燃料との混合きを形成するための可変ベンチュリ型ミ
キサを配設したものがある。この可変ベンチュリ型ミキ
サは、空気が導入されるベンチュリ通路にメインジェッ
トを介してガス燃料通路を接続し、スロットル弁開度に
応じてピストン弁により上記ベンチュリ通路面積を、ニ
ードル弁により上記メインジェット面積をそれぞれ可変
制御するように構成されている。また上記ガス燃料通路
にはブリードエア通路が接続されており、該ブリードエ
ア通路には該通路の面積を可変制御するブリードエア制
御弁が介設されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃料供給装
置では、エンジン排気量の増大等に伴って必要な混合気
量が増大した場合、上記可変ベンチュリ型ミキサ等を複
数組設けるのが一般的である。しかしこのように単に複
数組設ける方法の場合、それだけ燃料供給装置全体の占
める配置スペースが大きくなるとともに、部品点数が増
加するという問題がある。
【０００４】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、可変ベンチュリ型ミキサ等を複数組設ける場
合の配置スペース，及び部品点数を最小限にすることが
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
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、メイ
ンジエットを介してガス燃料通路が接続されたベンチュ
リ通路と、スロットル弁開度に応じて上記ベンチュリ通
路面積，メインジェット面積をそれぞれを可変制御する
ピストン弁，ニードル弁とを有する可変ベンチュリ型ミ
キサを備えたガス燃料エンジンの燃料供給装置におい
て、少なくとも２つのベンチュリ通路を並列配置すると
ともに、ガス燃料通路が接続された共通のガス導入室を
上記ベンチュリ通路に隣接して設け、該ガス導入室と上
記各ベンチュリ通路とをそれぞれメインジェットを介し
て連通し、上記各ベンチュリ通路にピストン弁をニード
ル弁が上記各メインジェットを通って上記共通のガス導
入室内に出没するように配置したことを特徴としてい
る。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、上
記各ピストン弁が、略水平面内において互いに対向する
ように各ベンチュリ通路内に配置されていることを特徴
としている。
【０００７】請求項３の発明は、請求項２において、上
記各ニードル弁がベンチュリ通路軸方向に偏位配置され
ていることを特徴としている。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れかにおいて、上記各ベンチュリ通路を合流した合流通
路に共通のスロットル弁が配設されていることを特徴と
している。
【０００９】請求項５の発明は、請求項１ないし４の何
れかにおいて、上記可変ベンチュリ型ミキサが、Ｖ型エ
ンジンのＶバンク内に配置されていることを特徴として
いる。
【００１０】
【作用】請求項１の発明によれば、複数のベンチュリ通
路を並列配置し、該各通路にガス燃料通路を接続するた
めの共通のガス導入室を設けたので、ガス導入室が共通
である点、及び共通にしたことによりベンチュリ通路の
近接させることができる点からミキサ全体が小型とな
り、それだけ必要な配置スペースが削減される。
【００１１】請求項２の発明によれば、各ベンチュリ通
路用のピストン弁を略対向するように配置したので、該
ベンチュリ通路，ピストン弁が略平板状をなすこととな
り、それだけミキサ全体が高さ方向に小型となり、この
点からも配置スペースが削減される。
【００１２】請求項３の発明によれば、ニードル弁をベ
ンチュリ通路軸方向に偏位させたので、ニードル弁同士
が干渉することはなく、従ってベンチュリ通路間隔を大
幅に近接させることが可能となり、ミキサ全体が幅方向
に小型となり、より一層配置スペースが削減される。
【００１３】請求項４の発明によれば、上記各ベンチュ
リ通路を合流した合流通路に共通のスロットル弁を配設
したので、スロットルボディ部分を含めた装置が小型と
なり、配置スペースの縮小，部品点数の削減が図られ
る。
【００１４】請求項５の発明によれば、上記可変ベンチ
ュリ型ミキサ全体が、Ｖ型エンジンのＶバンク内に配置
されているので、エンジンの空きスペースを利用して燃
料供給装置を配置できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１ないし図１０は請求項１〜５の発明の一実施例
によるＬＰＧエンジンの燃料供給装置を説明するための
図であり、図１，図２は該装置の配置状態を示す模式正
面図，模式平面図、図３は燃料供給装置の模式断面平面
図、図４，図５はミキサの一部断面平面図，正面図，図
６〜図１０はミキサボディを示す図である。
【００１６】これらの図において、１は本発明の一実施
例装置を備えた水冷式Ｖ型８気筒４バルブエンジンであ
る。該エンジン１はＶバンクをなすシリンダブロック１
ａの下側合面にオイルパン１ｂを、上側合面にシリンダ
ヘッド１ｃをそれぞれ装着し、該シリンダヘッド１ｃの
上側合面にヘッドカバー１ｄを装着したものである。上
記シリンダヘッド１ｃの燃焼室１ｅに開口する吸気弁用
開口２ａ，排気弁用開口３ａはそれぞれ吸気弁１ｆ，排
気弁１ｇで開閉され、また吸気ポート２ｂ，排気ポート
３ｂでシリンダヘッド２の壁面に導出されており、該各
ポート２ｂ，３ｂの接続開口２ｃ，３ｃには吸気，排気
マニホールド４，５が接続されている。なお、１ｈ，１
ｉは吸気カム軸，排気カム軸であり、１ｊはピストンで
ある。
【００１７】上記エンジン１のＶバンク内に燃料供給装
置６が配設されている。この燃料供給装置６は、空気と
ガス燃料とを所定の空燃比となるように混合するミキサ
７と、該ミキサ７の２つのベンチュリ通路を１つに合流
させる合流管８と、該合流管８を上記左右の吸気マニホ
ールド４，４に分岐接続するスロットルボディ兼用の分
岐管９とを備えている。上記分岐管９は、上記合流管８
に連なるスロットルボディ部９ａ内に通路面積を可変制
御するスロットル弁９ｂを内蔵しており、上記スロット
ルボディ部９ａから分岐した分岐通路９ｃ，９ｃが上記
吸気マニホールド４，４に接続されている。
【００１８】上記ミキサ７は、２つのベンチュリ通路１
０ａ，１０ａを略水平方向に向けて並列配置するととも
に、該各ベンチュリ通路面積を可変制御するピストン弁
１２を水平かつ対向するように配置したサイドドラフト
式水平対向ピストン型可変ベンュリミキサである。
【００１９】上記ミキサ７のミキサボディ１０には、２
つのベンチュリ通路１０ａ，１０ａが並列に形成され、
該両ベンリュリ通路１０ａ，１０ａ間にはガス導入室１
０ｂが形成されており、該ガス室導入室１０ｂは該導入
室１０ｂの下側に一体形成されたエアブリード室１０ｈ
に連通しており、該エアブリード室１０ｈは継手１５，
ガスホース１６を介してガス供給源に接続されている。
【００２０】また上記ミキサボディ１０には、各ベンチ
ュリ通路１０ａと直交するようにピストンガイド穴１０
ｃが貫通形成されており、該各ピストンガイド穴１０ｃ
はノズル穴１０ｄにより上記ガス導入室１０ｂに連通し
ている。上記ベンチュリ通路１０ａの上記ノズル穴１０
ｄ形成部分は上流側部分より通路面積が若干縮小された
ベンチュリ部１０ｅとなっており、また該ベンチュリ部
１０ｅより下流側部分は通路面積が拡大されている。そ
して上記ノズル穴１０ｄにはノズル穴面積を所定値に設
定するメインジェット１１がねじ込み等により装着され
ている。
【００２１】ここで上記各ベンチュリ通路１０ａのピス
トンガイド穴１０ｃ及びノズル穴１０ｄは、該ベンチュ
リ通路１０ａの軸方向に寸法ａだけずれており、これに
より両ベンリュリ通路１０ａ，１０ａの軸直角方向寸法
を小さくしながら後述するニードル弁同士の干渉を回避
している。
【００２２】上記ピストンガイド穴１０ｃ内には、ピス
トン弁１２が進退自在に挿入配置されており、該ピスト
ン弁１２は、ベンチュリ通路１０ａのベンチュリ部１０
ｅ部分の通路面積を可変制御する。このピストン弁１２
は、その後部がバルブボディ１０の側壁に空気室を形成
するよう装着された弁ケース１３内に摺動自在に挿入さ
れており、かつばね１３により閉方向に付勢されてい
る。上記弁ケース１３内はピストン弁１２の摺動壁１２
ａによって負圧室Ａと大気圧室Ｂとに画成されている。
該負圧室Ａはピストン弁１２の底壁に形成された連通孔
１２ｂにより上記ベンチュリ部１０ｅに連通しており、
また大気室Ｂは連通孔１０ｆによりベンチュリ通路１０
ａのベンチュリ部１０ｅより上流側の大気圧部分に連通
している。
【００２３】また上記ピストンベンチュリ１２の底壁に
はニードル弁１４が植設され、上記メインジェット１１
を通って上記ガス導入室１０ｂ内に出没する。このニー
ドル弁１４は、先端側ほど小径のテーパ状に形成されて
おり、そのため上記メインジェット１１内進入位置によ
って該メインジェット１１の通路面積（隙間面積）を可
変制御する。
【００２４】上記エアブリード室１０ｈには、ブリード
エアポート１０ｇが連通形成されており、該ポート１０
ｇは、エア継手１７，エアホース１８を介してエアクリ
ーナ下流側に接続されている。また上記ブリードエアポ
ート１０ｇは、該ポートに対向するように配置されたブ
リードエア制御弁１９の弁体１９ａでその有効通路面積
が可変制御される。上記弁体１９ａが前進すると上記ブ
リードエアポート１０ｇの有効面積が狭くなり、ブリー
ドエア量が減少し、結果的にガス燃料量が増加する。
【００２５】次に本実施例の作用効果を説明する。本実
施例エンジン１では、スロットル弁９ｂが略全閉のアイ
ドリング運転域では、気筒内負圧はスロットル弁９ｂよ
り上流側にはほとんど作用せず、従ってベンチュリ通路
１０ａ内は略大気圧であり、そのためミキサ７の負圧室
Ａ内の圧力が連通孔１２ｂを介して略大気圧となること
から、ピストン弁１２はばね１３の付勢力によりベンチ
ュリ部１０ｅを全閉しており、空気流量は最小である。
またメインジェット１１とニードル弁１４との隙間が最
小であることから燃料流量も最小である。
【００２６】この状態からスロットル弁９ｂを開いてい
くと、エンジン側負圧がスロットル弁９ｂより上流側の
ベンチュリ部１０ｅ部分にも作用することから負圧室Ａ
内の圧力が低下し、ピストン弁１２がベンチュリ部１０
ｅ部分を開き、これにより空気流量が増加して該ベンチ
ュリ部１０ｅの流速が早くなり負圧が発生するととも
に、ニードル弁１４とメインジェット１１との隙間が大
きくなって燃料流量も増加する。
【００２７】また図示しない空燃比検出センサからの空
燃比検出信号により、ＥＣＵが空燃比を理論空燃比とす
るためのブリードエア制御信号をブリードエア制御弁１
９に出力し、該制御弁１９ｂがブリードエアポート１０
ｇの通路面積を可変制御する。即ち、検出空燃比がリッ
チであるときはブリードエア量が増加してガス燃料量が
減少するするように弁体１９ａが後退し、リーンである
ときは逆にブリードエア量が減少してガス燃料量が増加
するように弁体１９ｂが前進する。そして空気とガス燃
料との混合気が合流管８，分岐管９を通って吸気マニホ
ールド４から各気筒内に供給される。
【００２８】このような動作を行う本実施例装置におい
て、ベンチュリ通路１０ａ，１０ａを並列配置するとと
もに、該両通路１０ａ，１０ａ間に共通のガス導入室１
０ｂを配置し、これらを一体形成したので、ガス導入室
１０ｂが共通であること及び該共通であることからベン
チュリ通路１０ａ，１０ａの間隔を狭くできることか
ら、ミキサを２つ備えながら全体として小型化でき、必
要配置スペースを削減できる。
【００２９】この場合、ニードル弁１４同士を弁通路軸
方向に偏位させたので、ニードル弁１４同士の干渉を考
慮することなく両ベンチュリ通路１０ａ同士を近接させ
ることができ、この点からもミキサ全体を幅方向（ベン
チュリ通路軸直角方向）に小型化でき、必要配置スペー
スを削減できる。
【００３０】また各ベンチュリ通路１０ａのピストン弁
１２，１２を水平面内で対向するように配置したので、
該ベンチュリ通路１０ａ，ピストン弁１２が略平板状を
なすこととなり、それだけミキサ７の高さを小型化で
き、この点からも配置スペースを削減できる。その結
果、図１に示すように、燃料供給装置６の略全体をＶバ
ンク内に配置でき、エンジン全高の拡大を回避できる。
【００３１】またミキサボディ１０の左右のベンチュリ
通路１０ａ，１０ａ間の前側に上記ガス導入室１０ｂを
配置するとともに、その下側にエアブリード室１０ｈを
配置し、さらに上記ガス導入室１０ｂの後側にブリード
エア制御弁１９を配置したので、空気とガス燃料との混
合に必要な部品全体を小型にかつ一体的にまとめること
ができ、配置スペースの削減，取り扱い性の向上を図る
ことができる。
【００３２】また上記ベンチュリ通路１０ａ，１０ａを
合流したスロットルボディ部９ａに共通のスロットル弁
９ｂを配設したので、スロットル弁部分を含めて装置が
小型となり、配置スペースを縮小できるとともに、部品
点数を削減することができる。ちなみに、本実施例の如
くベンチュリ通路１０ａ，１０ａを近接配置してミキサ
を小型化した場合に、各通路毎にスロットル弁を設ける
と、該スロットル弁部分の配置スペース大きくなり、ミ
キサを小型にした効果が薄れてしまう懸念がある。
【００３３】さらにまた、上記可変ベンチュリ型ミキサ
７をＶバンク内に配置したので、エンジンの空きスペー
スを有効利用して燃料供給装置を配置することができ、
エンジン全体の大型化を回避できる。
【００３４】なお、上記実施例では、２つのピストン弁
を水平面内で互いに対向するように配置した例を説明し
たが、本発明におけるピストン弁の数量，配置方向とし
ては各種の態様が採用可能である。例えば上記実施例に
おいてピストン弁をＶ字状に配置したり、あるいは上記
実施例のものを上下２段に積層することも可能であり、
さらに３つ以上のベンチュリ通路を１つのガス導入室を
囲むように並列配置配置するとともに、各ベンチュリ通
路用ピストン弁を放射状に配置することも可能である。
【００３５】さらにまた、上記実施例ではベンチュリ通
路を水平方向に向けて配置したが、この配置方向は各種
の態様が採用可能であり、例えば図１１，図１２に示す
ように、垂直方向に向けて配置しても良い。図１１では
スロットルボディ９ａの下端に分岐管９ｃを介して、吸
気マニホールド４の下方延長部４ａを接続している。
【００３６】また、図１２では、スロットルボディ９ａ
の下端にサージタンク４ｂを接続し、該サージタンク４
ｂの紙面手前側，奥側に左，右の吸気マニホールド４，
４の下方延長部４ａ，４ａを接続している。
【００３７】
【発明の効果】請求項１の発明に係るガス燃料エンジン
の燃料供給装置によれば、複数のベンチュリ通路を並列
配置し、該各通路にガス燃料通路を接続するための共通
のガス導入室を設けたので、ガス導入室が１つで済み、
また該ガス導入室が共通であることからベンチュリ通路
の近接させることができ、ミキサ全体を小型化でき、必
要な配置スペース及び部品点数を削減できる効果があ
る。
【００３８】請求項２の発明によれば、各ベンチュリ通
路用のピストン弁を略対向するように配置したので、該
ベンチュリ通路，ピストン弁が略平板状をなすこととな
り、それだけミキサの高さ寸法を小型化でき、この点か
らも配置スペースを削減できる効果がある。
【００３９】請求項３の発明によれば、ニードル弁をベ
ンチュリ通路軸方向に偏位させたので、ニードル弁同士
が干渉することはなく、従ってベンチュリ通路間隔を大
幅に近接させることが可能となり、ミキサの幅方向寸法
を小型化でき、より一層配置スペースを削減できる効果
がある。
【００４０】請求項４の発明によれば、上記各ベンチュ
リ通路を合流した合流通路に共通のスロットル弁を配設
したので、スロットルボディ部分を小型化でき、配置ス
ペースを縮小できるとともに、部品点数を削減できる効
果がある。
【００４１】請求項５の発明によれば、上記可変ベンチ
ュリ型ミキサを、Ｖ型エンジンのＶバンク内に配置した
ので、エンジンの空きスペースを利用して燃料供給装置
を配置できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるＬＰＧエンジンの燃料
供給装置の正面図である。
【図２】上記第実施例装置の平面図である。
【図３】上記第実施例装置の断面平面図である。
【図４】上記実施例装置のミキサ部分の一部断面平面図
である。
【図５】上記実施例装置のミキサ部分の正面図である。
【図６】上記実施例装置のミキサボディの断面平面図で
ある。
【図７】図６のVII-VII 線断面図である。
【図８】上記実施例装置のミキサボディの背面図であ
る。
【図９】上記実施例装置のミキサボディの断面側面図で
ある。
【図１０】上記実施例装置のミキサボディの側面図であ
る。
【図１１】上記実施例装置の燃料供給装置の配置構造の
変形例を示す正面図である。
【図１２】上記実施例装置の燃料供給装置の配置構造の
他の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ ＬＰＧエンジン（ガス燃料エンジン） ７ 可変ベンチュリ型ミキサ ８ 合流管 ９ｂ スロットル弁 １０ａ ベンチュリ通路 １０ｂ ガス導入室 １１ メインジェット １２ ピストン弁 １４ ニードル弁 １６ ガスホース（ガス燃料通路） ａ ニードル弁の偏位量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 21/04,21/02 F02M 7/18,7/24 F02D 19/00 F02B 43/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メインジエットを介してガス燃料通路が
    接続されたベンチュリ通路と、スロットル弁開度に応じ
    て上記ベンチュリ通路面積，メインジェット面積をそれ
    ぞれを可変制御するピストン弁，ニードル弁とを有する
    可変ベンチュリ型ミキサを備えたガス燃料エンジンの燃
    料供給装置において、少なくとも２つのベンチュリ通路
    を並列配置するとともに、ガス燃料通路が接続された共
    通のガス導入室を上記ベンチュリ通路に隣接して設け、
    該ガス導入室と上記各ベンチュリ通路とをそれぞれメイ
    ンジェットを介して連通し、上記各ベンチュリ通路にピ
    ストン弁をニードル弁が上記各メインジェットを通って
    上記共通のガス導入室内に出没するように配置したこと
    を特徴とするガス燃料エンジンの燃料供給装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記各ピストン弁
    が、略水平面内において互いに対向するように各ベンチ
    ュリ通路内に配置されていることを特徴とするガス燃料
    エンジンの燃料供給装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、上記各ニードル弁
    が、ベンチュリ通路の軸方向に偏位配置されていること
    を特徴とするガス燃料エンジンの燃料供給装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れかにおいて、上
    記各ベンチュリ通路を合流した合流通路に共通のスロッ
    トル弁が配設されていることを特徴とするガス燃料エン
    ジンの燃料供給装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４の何れかにおいて、上
    記可変ベンチュリ型ミキサが、Ｖ型エンジンのＶバンク
    内に配置されていることを特徴とするガス燃料エンジン
    の燃料供給装置。
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