JP4709277B2 - Gas fuel internal combustion engine - Google Patents

Gas fuel internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP4709277B2
JP4709277B2 JP2008513273A JP2008513273A JP4709277B2 JP 4709277 B2 JP4709277 B2 JP 4709277B2 JP 2008513273 A JP2008513273 A JP 2008513273A JP 2008513273 A JP2008513273 A JP 2008513273A JP 4709277 B2 JP4709277 B2 JP 4709277B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
fuel
passage
leak
port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008513273A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2007126022A1 (en
Inventor
隆一 山下
廣滿 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP2008513273A priority Critical patent/JP4709277B2/en
Publication of JPWO2007126022A1 publication Critical patent/JPWO2007126022A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4709277B2 publication Critical patent/JP4709277B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/14Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F02B25/16Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke the charge flowing upward essentially along cylinder wall opposite the inlet ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248Injectors
    • F02M21/0257Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/026Lift valves, i.e. stem operated valves
    • F02M21/0269Outwardly opening valves, e.g. poppet valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248Injectors
    • F02M21/0275Injectors for in-cylinder direct injection, e.g. injector combined with spark plug
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0293Safety devices; Fail-safe measures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、クランク室圧縮式2行程(2サイクル)のガス燃料内燃機関に関する。   The present invention relates to a crankcase compression type two-stroke (two-cycle) gas fuel internal combustion engine.

クランク室圧縮式の2サイクル内燃機関では、燃料の吹き抜けを抑制して燃費の向上を図る観点から、気筒内に燃料を直接供給する燃料噴射弁を備える場合がある。この燃料噴射弁は、噴射ノズルから高圧のガソリン燃料を噴射するのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art A crank chamber compression type two-cycle internal combustion engine may include a fuel injection valve that directly supplies fuel into a cylinder from the viewpoint of suppressing fuel blow-through and improving fuel efficiency. This fuel injection valve generally injects high-pressure gasoline fuel from an injection nozzle (see, for example, Patent Document 1).

一方、上記2サイクル内燃機関においては、燃料コストの低減等を図るために、ガス燃料を用いる場合がある。この場合、ガス燃料を上記燃料噴射弁により気筒内に噴射供給することが考えられる。
特開平10−252479号公報
On the other hand, in the two-cycle internal combustion engine, gas fuel may be used in order to reduce the fuel cost. In this case, it is conceivable that gas fuel is injected and supplied into the cylinder by the fuel injection valve.
JP-A-10-252479

ところで、上記従来の燃料噴射弁の噴射ノズルからガス燃料を噴射供給する構造を採用した場合には、その構造上ガス燃料を短期間に必要量供給することができないという懸念があり、その結果、充填効率が低下し、燃費及び排気ガス性状が悪化するおそれがある。   By the way, when adopting a structure in which gas fuel is injected and supplied from the injection nozzle of the conventional fuel injection valve, there is a concern that the required amount of gas fuel cannot be supplied in a short time due to its structure. Filling efficiency may decrease, and fuel consumption and exhaust gas properties may deteriorate.

そこで、本件出願人は、ガス燃料の充填効率を高めるために、燃焼室に連通する燃料供給通路の下流端開口をポペット弁型の燃料供給弁により開閉することを検討している。この場合、燃料供給弁の弁軸をバルブガイド部材により摺動自在に案内することとなるが、該バルブガイド部材と弁軸との間には、弁軸を支障なく摺動させるために僅かな隙間が設けられている。一方、燃料供給通路内のガス圧力は相当高いため、ガス燃料がこの隙間を経由して燃焼室の外部にリークし、その結果、燃費が低下するとともに、未燃焼ガスが排出されてしまうという懸念がある。   Therefore, the applicant of the present application is considering opening and closing the downstream end opening of the fuel supply passage communicating with the combustion chamber with a poppet valve type fuel supply valve in order to increase the charging efficiency of the gas fuel. In this case, the valve shaft of the fuel supply valve is slidably guided by the valve guide member. However, a slight amount is required between the valve guide member and the valve shaft in order to allow the valve shaft to slide without hindrance. A gap is provided. On the other hand, since the gas pressure in the fuel supply passage is considerably high, the gas fuel leaks outside the combustion chamber through this gap, resulting in a decrease in fuel consumption and unburned gas being discharged. There is.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、ガス燃料の充填効率を高めることができるとともに、リーク燃料による燃費の低下及び未燃焼ガスの排出を防止できるクランク室圧縮式2行程のガス燃料内燃機関を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can improve the gas fuel charging efficiency, and can reduce the fuel consumption due to the leaked fuel and prevent unburned gas from being discharged. The object is to provide an internal combustion engine.

請求項1の発明は、シリンダボアに開口する排気ポートと、クランク室とシリンダボアとを連通する複数の掃気ポートとを有するクランク室圧縮式2行程のガス燃料内燃機関であって、
その下流端開口が燃焼室に位置するように形成された燃料供給通路と、上記下流端開口を開閉する傘状の弁板に弁軸を形成してなるポペット弁型の燃料供給弁と、該燃料供給弁の弁軸を摺動自在に案内するバルブガイド部材と、該バルブガイド部材と上記弁軸との隙間に進入したガス燃料を、気筒軸線を挟んで上記排気ポートの反対側に位置する掃気ポートに導入するリーク燃料導入通路とを備えたことを特徴としている。
The invention of claim 1 is a crank chamber compression type two-stroke gas fuel internal combustion engine having an exhaust port that opens to a cylinder bore, and a plurality of scavenging ports that communicate the crank chamber and the cylinder bore .
A fuel supply passage formed such that its downstream end opening is located in the combustion chamber, a poppet valve type fuel supply valve having a valve shaft formed on an umbrella-shaped valve plate that opens and closes the downstream end opening, and A valve guide member that slidably guides the valve shaft of the fuel supply valve, and gas fuel that has entered the gap between the valve guide member and the valve shaft is positioned on the opposite side of the exhaust port across the cylinder axis. A leak fuel introduction passage for introducing into the scavenging port is provided.

請求項の発明は、請求項1において、上記リーク燃料導入通路は、上記バルブガイド部材に、上記弁軸との隙間に連通するよう半径方向に形成された連通路と、該連通路に連通するよう上記バルブガイド部材の外周部に形成された環状溝と、該環状溝を外部に導出する導出通路と、該導出通路と上記掃気ポートとを連通するリーク燃料通路とを有していることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the leak fuel introduction passage is communicated with the valve guide member in a radial direction so as to communicate with the gap between the valve shaft and the communication passage. An annular groove formed in the outer peripheral portion of the valve guide member, a lead-out passage for leading the annular groove to the outside, and a leak fuel passage communicating the lead-out passage and the scavenging port. It is characterized by.

請求項の発明は、請求項1において、上記リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍部分に、該掃気ポート側からリーク燃料導入通路側への流れを阻止する逆止弁が配置されていることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the check valve for preventing the flow from the scavenging port side to the leaking fuel introduction passage side is disposed in the vicinity of the scavenging port of the leakage fuel introduction passage. It is a feature.

請求項の発明は、請求項1ないしの何れかにおいて、上記掃気ポートに形成されたリーク燃料導入口は、該掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分又は上記燃焼室に指向するよう形成されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the leakage fuel inlet formed in the scavenging port is directed to a portion near the cylinder side opening of the inner wall surface of the scavenging port or to the combustion chamber. It is characterized by being formed.

請求項の発明は、請求項1ないしの何れかにおいて、上記燃料供給弁を開閉駆動するカム軸が収容された略密閉状の動弁室を備え、該動弁室内に進入したリーク燃料をオイルセパレータを介して上記掃気ポートに導入する動弁室側リーク燃料導入通路を備えたことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the leak fuel that has entered the valve chamber is provided with a substantially hermetic valve chamber in which a camshaft for opening and closing the fuel supply valve is housed. Is provided with a valve chamber side leak fuel introduction passage through which oil is introduced into the scavenging port via an oil separator.

請求項1の発明では、燃焼室に連通する燃料供給通路の下流端開口を、傘形状の弁板に弁軸を形成してなる、いわゆるポペット弁型の燃料供給弁により開閉するようにしたので、燃料供給通路及びその下流端開口を大径にした場合でも支障なく開閉でき、その結果、短期間で必要な量のガス燃料を燃焼室に供給することができる。これにより充填効率を向上でき、燃費及び排気ガス性状を良好にできる。   According to the first aspect of the present invention, the downstream end opening of the fuel supply passage communicating with the combustion chamber is opened and closed by a so-called poppet valve type fuel supply valve having a valve shaft formed on an umbrella-shaped valve plate. Even when the diameter of the fuel supply passage and its downstream end opening is increased, the fuel supply passage and the downstream end opening can be opened and closed without any problem. As a result, a required amount of gas fuel can be supplied to the combustion chamber in a short period of time. Thereby, charging efficiency can be improved and fuel consumption and exhaust gas properties can be improved.

また、本発明では、上記ポペット弁型の燃料供給弁を採用するにあたって、該燃料供給弁の弁軸を摺動自在に案内するバルブガイド部材と弁軸との隙間に進入したガス燃料を掃気ポートに導入するようにしたので、リークしたガス燃料を回収して有効に燃焼させることができ、熱費の低下及び未燃焼ガスの排出を防止できる。   Further, in the present invention, when the poppet valve type fuel supply valve is employed, the scavenging port allows the gas fuel that has entered the gap between the valve guide member that slidably guides the valve shaft of the fuel supply valve and the valve shaft to be scavenged. Therefore, the leaked gas fuel can be recovered and burned effectively, and the reduction of heat costs and the discharge of unburned gas can be prevented.

このように本発明では、リーク燃料を確実に回収できるため、軸弁とバルブガイド部材との隙間を厳密にシールする必要がなく、上記隙間に潤滑油を導入することが可能となり、その結果弁軸とバルブガイド部材との摺動面の潤滑性を高めることができる。   As described above, in the present invention, since the leak fuel can be reliably collected, it is not necessary to strictly seal the gap between the shaft valve and the valve guide member, and it is possible to introduce the lubricating oil into the gap, and as a result, the valve The lubricity of the sliding surface between the shaft and the valve guide member can be improved.

また、リーク燃料を反排気ポート側に位置する掃気ポートに導入したので、排気ポートから遠い位置にある掃気ポートにリーク燃料が導入されることとなる。そのため、排気ポートが閉じる前の掃気行程中に、リーク燃料が新気と共に排気ポートから排出されるのを防止することができる。 Further, since the leak fuel is introduced into the scavenging port located on the side opposite to the exhaust port, the leak fuel is introduced into the scavenging port located far from the exhaust port. Therefore, it is possible to prevent the leaked fuel from being discharged from the exhaust port together with fresh air during the scavenging stroke before the exhaust port is closed.

請求項の発明では、リーク燃料導入通路を、バルブガイド部に弁軸との隙間に連通するよう形成された連通路と、該連通路に連通するようバルブガイド部材の外周部に形成された環状溝と、該環状溝を外部に導出する導出通路と、該導出通路と掃気ポートとを連通するリーク燃料通路とを備えたものとしたので、上記隙間に進入したリーク燃料を確実に回収して燃焼させることができる。 In the invention of claim 2 , the leak fuel introduction passage is formed in the valve guide portion so as to communicate with the gap between the valve shaft and the outer periphery of the valve guide member so as to communicate with the communication passage. Since it has an annular groove, a lead-out passage that leads the annular groove to the outside, and a leak fuel passage that communicates the lead-out passage and the scavenging port, the leak fuel that has entered the gap is reliably recovered. Can be burned.

請求項の発明では、リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍部分に逆止弁を配置したので、掃気ポートにリーク燃料が高速で流入することにより掃気の流れが阻害されるのを防止できる。即ち、掃気ポートが開く前は、該掃気ポート内の新気は加圧されているため、リーク燃料導入通路内のリーク燃料も同等の圧力で加圧されることとなる。この状態で掃気ポートが開くと、圧力及び流速の高いリーク燃料が掃気ポート内に噴出され、掃気の流れが阻害されることとなる。本発明では、リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍に逆止弁を配置したので、圧縮行程時にクランク室が負圧なる期間のみリーク燃料が掃気ポートに導入され、掃気行程時にはリーク燃料の導入が阻止されることから掃気の流れが正常に行なわれることとなる。 In the invention of claim 3 , since the check valve is disposed in the vicinity of the scavenging port of the leak fuel introduction passage, it is possible to prevent the scavenging flow from being inhibited by the leak fuel flowing into the scavenging port at a high speed. That is, before the scavenging port is opened, the fresh air in the scavenging port is pressurized, so the leaked fuel in the leaked fuel introduction passage is also pressurized with the same pressure. When the scavenging port is opened in this state, leak fuel having a high pressure and flow velocity is ejected into the scavenging port, and the scavenging flow is inhibited. In the present invention, since the check valve is arranged in the vicinity of the scavenging port of the leak fuel introduction passage, the leak fuel is introduced into the scavenging port only during a period when the crank chamber is negative during the compression stroke, and the introduction of the leak fuel is prevented during the scavenging stroke. Therefore, the scavenging flow is normally performed.

請求項の発明では、リーク燃料導入口を、掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分か、又は燃焼室に指向するように形成したので、リーク燃料が排気ポートから未燃焼ガスとして流出するのを防止できる。即ち、リーク燃料は、排気ポートに近い側の掃気ポートからの新気に混入する確率が高く、このためリーク燃料が排気ポートから流出するおそれがある。これに対して本発明では、リーク燃料を掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分又は燃焼室に指向するよう流入させたので、リーク燃料を掃気ポート内壁面に当った後、掃気の自由な流れに乗せることができ、又は燃料室側にとどめておくことができ、リーク燃料が排気ポートから流出するのを回避できる。 In the invention of claim 4 , since the leak fuel introduction port is formed so as to be directed to the portion near the cylinder side opening of the inner wall surface of the scavenging port or to the combustion chamber, the leak fuel flows out from the exhaust port as unburned gas. Can be prevented. That is, there is a high probability that leak fuel will be mixed into fresh air from the scavenging port on the side close to the exhaust port, and there is a risk that leak fuel will flow out of the exhaust port. On the other hand, in the present invention, the leak fuel is caused to flow toward the cylinder side opening near the cylinder side opening or the combustion chamber on the inner wall surface of the scavenging port. It can be put on the flow, or can be kept on the fuel chamber side, so that leakage fuel can be prevented from flowing out from the exhaust port.

請求項の発明では、動弁室内に進入したリーク燃料をオイルセパレータを介して掃気ポートに導入するようにしたので、動弁室内に進入したリーク燃料についても回収でき、より一層の燃費,排ガス性状の改善を図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the leaked fuel that has entered the valve chamber is introduced into the scavenging port via the oil separator, the leaked fuel that has entered the valve chamber can also be recovered, and further fuel consumption and exhaust gas can be recovered. The property can be improved.

本発明の一実施形態によるクランク室圧縮式2サイクルのガス燃料内燃機関の断面図である。1 is a cross-sectional view of a crankcase compression type two-cycle gas fuel internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 上記ガス燃料内燃機関のシリンダヘッドの断面図(図1のII-II 線断面図)である。It is sectional drawing (II-II sectional view taken on the line of FIG. 1) of the cylinder head of the said gas fuel internal combustion engine. 上記シリンダヘッドのシリンダボア部分の平面図である。It is a top view of the cylinder bore part of the said cylinder head. 上記ガス燃料内燃機関のガス燃料供給装置の構成図である。It is a block diagram of the gas fuel supply apparatus of the said gas fuel internal combustion engine. 上記ガス燃料供給装置のリーク燃料導入通路の構成図である。It is a block diagram of the leak fuel introduction channel | path of the said gas fuel supply apparatus. 上記リーク燃料導入通路の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the said leak fuel introduction channel | path. 上記リーク燃料導入通路の要部拡大断面平面図である。It is a principal part expanded sectional top view of the said leak fuel introduction channel | path. 上記リーク燃料導入通路の変形例を示す拡大断面平面図である。It is an expanded sectional top view which shows the modification of the said leak fuel introduction channel | path.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガス燃料内燃機関
2 クランク室
3c 排気ポート
3d′ 掃気ポート
3f リーク燃料導入口
3g シリンダ側開口
4c 燃料供給通路
4d 下流端開口
18 燃焼室
20 燃料供給弁
20a 弁軸
20b 弁板
25 バルブガイド部材
27 動弁室
31 カム軸
60 リーク燃料導入通路
61a 連通路
61b 環状溝
61c 導出通路
62 リーク燃料通路
64 逆止弁
65 オイルセパレータ
66 動弁室側リーク燃料導入通路
d 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas fuel internal combustion engine 2 Crank chamber 3c Exhaust port 3d 'Scavenging port 3f Leak fuel introduction port 3g Cylinder side opening 4c Fuel supply passage 4d Downstream end opening 18 Combustion chamber 20 Fuel supply valve 20a Valve shaft 20b Valve plate 25 Valve guide member 27 Valve chamber 31 Cam shaft 60 Leak fuel introduction passage 61a Communication passage 61b Annular groove 61c Derivation passage 62 Leak fuel passage 64 Check valve 65 Oil separator 66 Valve chamber side leak fuel introduction passage d Clearance

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1ないし図7は、本発明の一実施形態によるクラン室圧縮式2行程のガス燃料内燃機関を説明するための図であり、図1はガス燃料内燃機関の断面図、図2はガス燃料内燃機関のシリンダヘッドの断面図(図1のII-II 線断面図)、図3はシリンダヘッドのシリンダボア部分の平面図、図4はガス燃料供給装置の構成図、図5はリーク燃料導入通路の構成図、図6,図7はリーク燃料導入通路の要部拡大断面図である。   FIGS. 1 to 7 are views for explaining a gas fueled internal combustion engine having a two-stroke clan chamber compression type according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of the gas fueled internal combustion engine, and FIG. FIG. 3 is a plan view of a cylinder bore portion of the cylinder head, FIG. 4 is a configuration diagram of a gas fuel supply device, and FIG. 5 is a leak fuel introduction passage. FIG. 6 and FIG. 7 are enlarged sectional views of the main part of the leak fuel introduction passage.

図において、1はクランク室圧縮式2行程のガス燃料内燃機関を示している。このガス燃料内燃機関1は、以下の概略構造を有する。上下2分割式クランクケース2の上合面2bにシリンダブロック3がボルト締め結合され、該シリンダブロック3の上合面3aにシリンダヘッド4がボルト締め結合されている。上記クランクケース2のクランク室2a内にクランク軸5が配置されるとともに、上記シリンダブロック3のシリンダボア3b内にピストン6が配置され、該ピストン6はコンロッド7により上記クランク軸5のクランクピン5aに連結されている。   In the figure, reference numeral 1 denotes a crank chamber compression type two-stroke gas fuel internal combustion engine. This gas fuel internal combustion engine 1 has the following schematic structure. A cylinder block 3 is bolted to the upper joint surface 2 b of the upper and lower split crankcase 2, and a cylinder head 4 is bolted to the upper joint surface 3 a of the cylinder block 3. A crankshaft 5 is disposed in the crank chamber 2 a of the crankcase 2 and a piston 6 is disposed in a cylinder bore 3 b of the cylinder block 3. The piston 6 is connected to the crankpin 5 a of the crankshaft 5 by a connecting rod 7. It is connected.

上記クランクケース2には、クランク室2aに連通する吸気通路2cが形成されている。該吸気通路2cには、逆流防止用リード弁10を介して、スロットルバルブ11を内蔵するスロットルボディ12が接続されている。該スロットルボディ12の上流側にはエアクリーナ13が接続されている。   The crankcase 2 is formed with an intake passage 2c communicating with the crank chamber 2a. A throttle body 12 incorporating a throttle valve 11 is connected to the intake passage 2c through a backflow prevention reed valve 10. An air cleaner 13 is connected to the upstream side of the throttle body 12.

上記スロットルボディ12にはノズル型の燃料噴射弁14が装着されている。該燃料噴射弁14の噴射口14aは、上記スロットルバルブ11の下流側から上記リード弁10の弁裏に向けて燃料を噴射するように配置されている。該燃料噴射弁14にはガソリン燃料を供給する燃料レール15が接続されている。この燃料噴射弁14は、後述するメインのガス燃料の補助としてガソリンを噴射供給するために用いられるものである。なお、上記燃料噴射弁14は必ずしも設ける必要はない。   A nozzle type fuel injection valve 14 is attached to the throttle body 12. The injection port 14 a of the fuel injection valve 14 is disposed so as to inject fuel from the downstream side of the throttle valve 11 toward the valve back of the reed valve 10. A fuel rail 15 for supplying gasoline fuel is connected to the fuel injection valve 14. The fuel injection valve 14 is used to inject and supply gasoline as an auxiliary to main gas fuel described later. The fuel injection valve 14 is not necessarily provided.

上記シリンダブロック3の吸気通路2cの反対側には排気ポート3cが形成されている。またシリンダブロック3には、クランク室2aで圧縮された空気又は混合気をシリンダボア3b内に導入する複数の掃気ポート3dが形成されている。各掃気ポート3dのシリンダ側開口は、図3に示すように、シリンダボア3bの排気ポート3cと反対側の部分にループ状をなすように配置されている。   An exhaust port 3c is formed on the side of the cylinder block 3 opposite to the intake passage 2c. The cylinder block 3 is formed with a plurality of scavenging ports 3d for introducing the air or air-fuel mixture compressed in the crank chamber 2a into the cylinder bore 3b. As shown in FIG. 3, the cylinder side opening of each scavenging port 3d is arranged so as to form a loop at a portion of the cylinder bore 3b opposite to the exhaust port 3c.

上記シリンダヘッド4のシリンダボア3bに対向する下合面部分には、燃焼凹部4aが凹設されている。また上記シリンダヘッド4には、上記燃焼凹部4aの外周部を囲むように水ジャケット4bが形成されており、該水ジャケット4bには冷却水排出ホース19が接続されている。   A combustion recess 4a is formed in the lower mating surface portion of the cylinder head 4 facing the cylinder bore 3b. The cylinder head 4 is formed with a water jacket 4b so as to surround the outer periphery of the combustion recess 4a, and a cooling water discharge hose 19 is connected to the water jacket 4b.

上記ガス燃料内燃機関1は、上記燃焼凹部4aにガス燃料を供給するガス燃料供給装置を備えている。このガス燃料供給装置は、図4に示すように、燃料タンク41と、該燃料タンク41の吐出口41aにその上流端が接続され、下流端が後述するシリンダヘッド4の燃料供給通路4cに接続されたガス燃料供給管40とを有している。   The gas fuel internal combustion engine 1 includes a gas fuel supply device that supplies gas fuel to the combustion recess 4a. As shown in FIG. 4, the gas fuel supply apparatus has a fuel tank 41 and an upstream end connected to a discharge port 41a of the fuel tank 41, and a downstream end connected to a fuel supply passage 4c of a cylinder head 4 described later. Gas fuel supply pipe 40.

上記ガス燃料供給管40には、上流側から順に手動バルブ42,燃料フィルタ43,圧力センサ44,シャットオフバルブ45,圧力レギュレータ46,流量制御弁47,逆止弁48がそれぞれ介設されている。また上記燃料タンク41の吐出口41aには、シャットオフバルブ49,燃料圧力センサ50が接続されており、かつ逆止弁51を介して燃料補給口52が接続されている。   A manual valve 42, a fuel filter 43, a pressure sensor 44, a shut-off valve 45, a pressure regulator 46, a flow control valve 47, and a check valve 48 are provided in the gas fuel supply pipe 40 in order from the upstream side. . A shutoff valve 49 and a fuel pressure sensor 50 are connected to the discharge port 41 a of the fuel tank 41, and a fuel supply port 52 is connected via a check valve 51.

上記各圧力センサ44,50からの検出信号はECU53に入力され、該ECU53は、これらの検出信号に基づいて、シャットオフバルブ45,49及び流量制御弁47を制御するように構成されている。このシャットオフバルブ45,49は、メインスイッチをオフにしたとき,車両が転倒したとき等に閉じるように構成されている。   Detection signals from the pressure sensors 44 and 50 are input to the ECU 53, and the ECU 53 is configured to control the shut-off valves 45 and 49 and the flow rate control valve 47 based on these detection signals. The shut-off valves 45 and 49 are configured to close when the main switch is turned off, when the vehicle falls over, or the like.

ここで上記流量制御弁47には、開口面積を制御する比例制御式弁,又は開弁時間を制御するインジェクタ式弁が採用可能である。なお、インジェクタ式弁を採用した場合、それ自体が逆止弁機能を有するので、上記逆止弁48は不要となる。   Here, as the flow rate control valve 47, a proportional control type valve for controlling the opening area or an injector type valve for controlling the valve opening time can be adopted. When the injector type valve is employed, the check valve 48 is not necessary because the injector valve itself has a check valve function.

また上記流量制御弁47は、ガス燃料供給管40の途中に介在させるものに限らず、例えばシリンダヘッド4に直接装着し、蓄圧室4fにガス燃料を供給するように構成して良い。   Further, the flow control valve 47 is not limited to the one interposed in the middle of the gas fuel supply pipe 40, and may be configured to be directly attached to the cylinder head 4, for example, so as to supply the gas fuel to the pressure accumulating chamber 4f.

上記燃焼凹部4aはドーム型 (半球形状)に形成されており、該燃焼凹部4aと上死点近傍におけるピストン6の頂面6aとで略半球状の燃焼室18が形成される。   The combustion recess 4a is formed in a dome shape (hemispherical shape), and a substantially hemispherical combustion chamber 18 is formed by the combustion recess 4a and the top surface 6a of the piston 6 in the vicinity of the top dead center.

上記シリンダヘッド4の燃焼凹部4aの外周部にはスキッシュ面4iが形成されている。このスキッシュ面4iは、ピストン6が上死点近傍に上昇したときに、該ピストン6の頂面6aとで狭い隙間が形成されるようにその切り込み角度(例えば10〜20度程度)が設定されている。これにより圧縮行程におけるシリンダボア3bの内周壁近傍のガス燃料を燃焼室10の中心部に向けて押し出すようになっている。   A squish surface 4 i is formed on the outer periphery of the combustion recess 4 a of the cylinder head 4. The squish surface 4i has a cut angle (for example, about 10 to 20 degrees) so that a narrow gap is formed with the top surface 6a of the piston 6 when the piston 6 is raised near the top dead center. ing. As a result, the gas fuel in the vicinity of the inner peripheral wall of the cylinder bore 3 b in the compression stroke is pushed out toward the center of the combustion chamber 10.

上記シリンダヘッド4の燃焼凹部4aの中央上部には、上記燃料供給通路4cの下流端開口4dが位置しており、該下流端開口4dには該開口4dを開閉する燃料供給弁20が配置されている。   A downstream end opening 4d of the fuel supply passage 4c is located at the upper center of the combustion recess 4a of the cylinder head 4, and a fuel supply valve 20 for opening and closing the opening 4d is disposed in the downstream end opening 4d. ing.

上記燃料供給通路4cは、シリンダヘッド4の反排気ポート3c側端面に形成された上流端開口4eから気筒軸線aと交差する方向に延びた後、該気筒軸線aに沿うように燃焼室18側に屈曲している。   The fuel supply passage 4c extends from the upstream end opening 4e formed in the end face on the side opposite to the exhaust port 3c of the cylinder head 4 in a direction intersecting the cylinder axis a, and then extends along the cylinder axis a to the combustion chamber 18 side. Is bent.

上記上流端開口4eに、上記燃料供給管40が逆止弁48を介在させて接続されている。この逆止弁48は、ガス燃料が燃焼供給通路4cから燃料タンク41側に逆流するのを阻止するものであり、上記燃料供給通路4cの上流端開口4eに接続されている。   The fuel supply pipe 40 is connected to the upstream end opening 4e with a check valve 48 interposed therebetween. The check valve 48 prevents the gas fuel from flowing backward from the combustion supply passage 4c toward the fuel tank 41, and is connected to the upstream end opening 4e of the fuel supply passage 4c.

上記燃料供給通路4cの燃料供給弁20の上流側近傍に、具体的には下流端開口4dに続くように蓄圧室4fが形成されている。該蓄圧室4fは、下流端開口4dと略同じ開口面積を有し、かつ該開口4dから燃料供給通路4cより若干上方に達する長さを有しており、最大負荷時における必要燃料量を確保できる容量を有する。   A pressure accumulating chamber 4f is formed in the vicinity of the upstream side of the fuel supply valve 20 in the fuel supply passage 4c, specifically, following the downstream end opening 4d. The pressure accumulating chamber 4f has substantially the same opening area as the downstream end opening 4d, and has a length that reaches slightly above the fuel supply passage 4c from the opening 4d, thereby securing the required fuel amount at the maximum load. It has a capacity that can.

上記燃料供給弁20は、略気筒軸線aに一致するように配置された弁軸20aの下端に、上記下流端開口4dの周縁に当接する傘形状の弁板20bを形成してなる、いわゆるポペット弁型のものである。   The fuel supply valve 20 is a so-called poppet formed by forming an umbrella-shaped valve plate 20b in contact with the peripheral edge of the downstream end opening 4d at the lower end of the valve shaft 20a disposed so as to substantially coincide with the cylinder axis a. It is a valve type.

上記弁軸20aは、上記蓄圧室4f内を通ってシリンダヘッド4の上面から上方に突出しており、該シリンダヘッド4に圧入された円筒状のバルブガイド部材25により摺動自在に案内されている。また上記弁軸20aの上端部にはリテーナ21が装着され、該リテーナ21とシリンダヘッド4の上面に形成されたばね受け座4gとの間には、上記燃料供給弁20を常時閉方向に付勢するバルブスプリング22が配設されている。   The valve shaft 20a protrudes upward from the upper surface of the cylinder head 4 through the pressure accumulating chamber 4f, and is slidably guided by a cylindrical valve guide member 25 press-fitted into the cylinder head 4. . A retainer 21 is mounted on the upper end of the valve shaft 20a. The fuel supply valve 20 is normally biased in the closing direction between the retainer 21 and a spring seat 4g formed on the upper surface of the cylinder head 4. A valve spring 22 is disposed.

上記バルブガイド部材25の上端部は、上記ばね受け座4gから上方に突出しており、下端部は蓄圧室4f内に突出している。上記バルブガイド部材25の上端部には、上記弁軸20aとの間をシールするシール部材23が装着されている。上記バルブガイド部材25と弁軸20aとの間には、弁軸20aを支障なく摺動させるための僅かな隙間d(図5〜図7参照)が設けられている。   The upper end portion of the valve guide member 25 protrudes upward from the spring seat 4g, and the lower end portion protrudes into the pressure accumulating chamber 4f. A seal member 23 for sealing between the valve shaft 20a and the valve shaft 20a is attached to the upper end portion of the valve guide member 25. A slight gap d (see FIGS. 5 to 7) is provided between the valve guide member 25 and the valve shaft 20a for sliding the valve shaft 20a without hindrance.

上記シリンダヘッド4の上面には、燃料供給弁20の上端部周囲を囲むように上方に延びる箱状の隔壁4hと、該隔壁4hの上端開口に配置された蓋板26とにより動弁室27が形成されている。該動弁室27内には後述するカム軸31の摺動部,軸受部等を潤滑する潤滑油が供給されている。   On the upper surface of the cylinder head 4, a valve-operating chamber 27 is formed by a box-shaped partition wall 4 h extending upward so as to surround the periphery of the upper end portion of the fuel supply valve 20, and a lid plate 26 disposed at the upper end opening of the partition wall 4 h. Is formed. Lubricating oil for lubricating a sliding portion, a bearing portion and the like of the cam shaft 31 described later is supplied into the valve chamber 27.

上記動弁室27内には、上記燃料供給弁20を開閉駆動する動弁装置28が配設されている。この動弁装置28は、その一端部が上記弁軸20aの上端に当接し、他端部が支持軸29により上下揺動に支持されたロッカアーム30と、該ロッカアーム30の上面に当接し、かつ両端部が上記隔壁4hにより軸受(不図示)を介して支持されたカム軸31とを備えている。   A valve operating device 28 that opens and closes the fuel supply valve 20 is disposed in the valve operating chamber 27. One end of the valve operating device 28 abuts on the upper end of the valve shaft 20a, the other end abuts on the rocker arm 30 supported by the support shaft 29 in a vertically swinging manner, the upper surface of the rocker arm 30, and Both end portions are provided with cam shafts 31 supported by the partition walls 4h via bearings (not shown).

上記カム軸31はクランク軸5と平行に配置されており、該カム軸31の隔壁4hから外方に突出する突出部31aにはプーリ32を介してタイミングベルト33が連結されている。該カム軸31は、上記クランク軸5によりタイミングベルト33を介して回転駆動され、該カム軸31の回転に伴ってロッカアーム30が上下揺動し、燃料供給弁20を開閉する。   The cam shaft 31 is disposed in parallel with the crankshaft 5, and a timing belt 33 is connected to a protruding portion 31 a protruding outward from the partition wall 4 h of the cam shaft 31 via a pulley 32. The camshaft 31 is rotationally driven by the crankshaft 5 via the timing belt 33, and the rocker arm 30 swings up and down as the camshaft 31 rotates to open and close the fuel supply valve 20.

上記動弁装置28は、上記燃料供給弁20の開閉タイミング及びリフト量を可変制御する可変動弁機構を有している。該可変動弁機構は、図2に示すように、上記カム軸31に軸方向に移動可能に配設され、上記ロッカアーム30に摺接するカムプロフィルの異なるローカムノーズ31b及びハイカムノーズ31cと、スロットル開度,エンジン回転数等に基づくECU53からの切換え信号により、低・中負荷運転時にはローカムノーズ31bに切り換え、高負荷運転時にはハイカムノーズ31cに切り換える切換え機構54とを備えている。具体的には、低・中負荷運転時には、排気ポート3cが圧縮行程における開期間内にあるときに上記燃料供給弁20が開き始めるように構成されている。また高負荷運転時には、排気ポート3cが圧縮行程における閉期間内にあるときに燃料供給弁20が開期間の1/2から全期間に渡って開くように構成されている。   The valve operating device 28 has a variable valve operating mechanism that variably controls the opening / closing timing and the lift amount of the fuel supply valve 20. As shown in FIG. 2, the variable valve mechanism is disposed on the cam shaft 31 so as to be movable in the axial direction, and has a low cam nose 31b and a high cam nose 31c having different cam profiles in sliding contact with the rocker arm 30, and a throttle opening. A switching mechanism 54 that switches to the low cam nose 31b during low / medium load operation and switches to the high cam nose 31c during high load operation by a switching signal from the ECU 53 based on the engine speed and the engine speed. Specifically, during the low / medium load operation, the fuel supply valve 20 starts to open when the exhaust port 3c is within the open period in the compression stroke. Further, during high load operation, the fuel supply valve 20 is configured to open over the entire period from 1/2 of the open period when the exhaust port 3c is within the closed period in the compression stroke.

上記シリンダヘッド4には、一対の点火プラグ35,35が装着されている。この各点火プラグ35,35は、クランク軸直角方向に見ると、燃料供給弁20の弁軸中心線(気筒軸線)aを挟んでクランク軸方向両側に、かつ弁軸中心線aに対して約35度程度の角度をなすよう傾斜させて配置されている。これにより点火プラグ35は上述の半球形状の中心に指向している。   A pair of spark plugs 35 are mounted on the cylinder head 4. Each of the spark plugs 35, 35, when viewed in the direction perpendicular to the crankshaft, is approximately on both sides in the crankshaft direction across the valve shaft center line (cylinder axis) a of the fuel supply valve 20 and with respect to the valve shaft centerline a. It is arranged to be inclined to form an angle of about 35 degrees. Thereby, the spark plug 35 is directed to the center of the above-mentioned hemispherical shape.

上記各点火プラグ35は、図3に示すように、気筒軸線a方向に見て、該気筒軸線aから排気ポート3cの中心を通る延長線bに対して直角方向に延びる直線c上に位置するように配置されている。上記各点火プラグ35は、これの電極35a,35aが燃焼室18内の燃料供給弁20の弁板20b近傍に位置するように配置されている。   As shown in FIG. 3, each of the spark plugs 35 is located on a straight line c extending in a direction perpendicular to the extension line b passing through the center of the exhaust port 3c from the cylinder axis a as viewed in the cylinder axis a direction. Are arranged as follows. Each of the spark plugs 35 is disposed such that the electrodes 35 a and 35 a are positioned in the vicinity of the valve plate 20 b of the fuel supply valve 20 in the combustion chamber 18.

上記ガス燃料供給装置は、上記バルブガイド部材25と燃料供給弁20の弁軸20aとの隙間dに進入した蓄圧室4f内の高圧ガス燃料の一部を掃気ポート3dに導入するリーク燃料導入通路60を備えており、該リーク燃料導入通路60は以下の構造を有している。   The gas fuel supply device is configured to introduce a part of the high-pressure gas fuel in the pressure accumulating chamber 4f that has entered the gap d between the valve guide member 25 and the valve shaft 20a of the fuel supply valve 20 into the scavenging port 3d. 60. The leak fuel introduction passage 60 has the following structure.

このリーク燃料導入通路60は、主として図5〜図7に示すように、シリンダヘッド4のバルブガイド部材25の周辺部に形成され、上記隙間dに進入したリーク燃料をシリンダヘッド4の外部に導出するリーク燃料導出通路61と、該導出されたリーク燃料を上記掃気ポート3dに導入するリーク燃料通路62を有する。   As shown mainly in FIGS. 5 to 7, the leak fuel introduction passage 60 is formed in the periphery of the valve guide member 25 of the cylinder head 4, and the leak fuel that has entered the gap d is led out of the cylinder head 4. A leak fuel passage 61 for introducing the leaked fuel into the scavenging port 3d.

上記シリンダブロック3の反排気ポート3c側の掃気ポート3d、つまり気筒軸線aを挟んだ排気ポート3cの反対側に位置する掃気ポート3d′には、リーク燃料導入口3fが形成されている。該リーク燃料導入口3fは、掃気ポート3d′内壁面Sのシリンダ側開口3g近傍部分S1に指向するよう斜め下向きに形成されている。   The scavenging port 3d on the side opposite to the exhaust port 3c of the cylinder block 3, that is, the scavenging port 3d 'located on the opposite side of the exhaust port 3c across the cylinder axis a is formed with a leak fuel inlet 3f. The leak fuel introduction port 3f is formed obliquely downward so as to be directed to a portion S1 in the vicinity of the cylinder side opening 3g of the inner wall surface S of the scavenging port 3d ′.

上記リーク燃料導出通路61は、上記バルブガイド部材25に半径方向に延びるように形成され、上記弁軸20aとの隙間dに連通する一対の連通路61a,61aと、各連通路61aに連通するよう上記バルブガイド部材25の外周面と、シリンダヘッド4のバルブガイド部材圧入面との間に形成された環状溝61bと、上記シリンダヘッド4に形成され、該環状溝61bを外部に導出する導出通路61cとを有しており、該導出通路61cの導出口61dはシリンダヘッド4の燃料供給通路4cの反対側に位置している。この導出口61dに上記リーク燃料通路62の上流端が接続されている。   The leak fuel lead-out passage 61 is formed in the valve guide member 25 so as to extend in the radial direction, and communicates with a pair of communication passages 61a and 61a communicating with the gap d between the valve shaft 20a and each communication passage 61a. An annular groove 61b formed between the outer peripheral surface of the valve guide member 25 and the valve guide member press-fitting surface of the cylinder head 4, and a lead formed in the cylinder head 4 for leading the annular groove 61b to the outside. The outlet 61d of the outlet passage 61c is located on the opposite side of the cylinder head 4 from the fuel supply passage 4c. The upstream end of the leak fuel passage 62 is connected to the outlet 61d.

上記リーク燃料通路62の上記リーク燃料導入口3fの上流側近傍には、掃気ポート3d側からリーク燃料通路62側へのリーク燃料の流れを阻止する逆止弁64が介設されている。なお、逆止弁64は、リーク燃料導入口3f内に設けてもよい。   A check valve 64 for blocking the flow of leaked fuel from the scavenging port 3d side to the leaked fuel passage 62 side is provided near the upstream side of the leaked fuel introduction port 3f of the leaky fuel passage 62. The check valve 64 may be provided in the leak fuel introduction port 3f.

上記動弁室27を形成する蓋板26には、動弁室27内のオイルミストを分離させるオイルセパレータ65が配置されている。該オイルセパレータ65には、上記動弁室27内に進入したリーク燃料を上記掃気ポート3d′に導入するための動弁室側リーク燃料導入通路66が接続されており、該動弁室側リーク燃料導入通路66は上記リーク燃料通路62の途中に連通接続されている。   An oil separator 65 that separates oil mist in the valve operating chamber 27 is disposed on the lid plate 26 that forms the valve operating chamber 27. The oil separator 65 is connected to a valve chamber side leak fuel introduction passage 66 for introducing the leaked fuel that has entered the valve chamber 27 into the scavenging port 3d '. The fuel introduction passage 66 is connected in communication with the leak fuel passage 62.

上記バルブガイド部材25と弁軸20aとの隙間dに進入したリーク燃料の大部分はリーク燃料導出通路61で回収されるものの、一部がシール部材23の隙間を通って動弁室27内に進入する場合がある。この動弁室27内に進入したリーク燃料は、混入しているオイルミストが分離された後、上記リーク燃料通路62を介して掃気ポート3d′に回収される。   Although most of the leaked fuel that has entered the gap d between the valve guide member 25 and the valve shaft 20a is collected by the leak fuel outlet passage 61, a part of the leaked fuel passes through the gap of the seal member 23 and enters the valve chamber 27. May enter. The leaked fuel that has entered the valve operating chamber 27 is collected in the scavenging port 3d ′ via the leak fuel passage 62 after the mixed oil mist is separated.

上記蓄圧室4fに供給された高圧ガス燃料の一部はバルブガイド部材25と燃料供給弁20の弁軸20aとの隙間dに進入し、リーク燃料となる。このリーク燃料の大部分は、連通路61aを通って環状溝61b内に流入し、該環状溝61bから導出通路61cを通り、さらにリーク燃料通路62を通って掃気ポートに3d′内に導入される。具体的には、ピストン6の上昇行程では、リード弁10が開いて空気がクランク室2a内に吸入されるともに、逆止弁64が開いてリーク燃料が掃気ポート3d′内に導入される。このリーク燃料は、掃気ポート内壁面Sのシリンダ側開口3g近傍部分S1に向けて導入され、クランク室2a側に流入することなく、該ポート壁のシリンダ側開口3g付近にとどまる。   Part of the high-pressure gas fuel supplied to the pressure accumulating chamber 4f enters the gap d between the valve guide member 25 and the valve shaft 20a of the fuel supply valve 20, and becomes leaked fuel. Most of this leak fuel flows into the annular groove 61b through the communication passage 61a, passes through the lead-out passage 61c from the annular groove 61b, and is further introduced into the scavenging port 3d 'through the leak fuel passage 62. The Specifically, in the ascending stroke of the piston 6, the reed valve 10 is opened and air is sucked into the crank chamber 2a, and the check valve 64 is opened to introduce leaked fuel into the scavenging port 3d '. This leaked fuel is introduced toward the cylinder side opening 3g vicinity S1 of the scavenging port inner wall surface S, and does not flow into the crank chamber 2a side, but remains in the vicinity of the cylinder side opening 3g of the port wall.

ピストン6の下降行程では、燃焼ガスが排気ポート3cから排出されるとともに、クランク室2a内の空気が各掃気ポート3dからシリンダボア3b内に流入し、これに伴って掃気ポート3d′内のリーク燃料もシリンダボア3b内に流入することとなる。   In the downward stroke of the piston 6, combustion gas is discharged from the exhaust port 3c, and air in the crank chamber 2a flows into the cylinder bore 3b from each scavenging port 3d, and accordingly, leaked fuel in the scavenging port 3d '. Also flows into the cylinder bore 3b.

本実施形態によれば、ドーム型の燃焼室18の中央上部に位置する燃料供給通路4cの下流端開口4dを、傘形状の弁板20bに弁軸20aを形成してなるポペット弁型の燃料供給弁20により開閉するようにしたので、比較的大径の下流端開口4dから短期間で必要な量のガス燃料を燃焼室18内に供給することができる。これにより、充填効率が向上し、燃費及び排気ガス性状を良好にできる。   According to the present embodiment, a poppet valve type fuel in which the downstream end opening 4d of the fuel supply passage 4c located at the upper center of the dome type combustion chamber 18 is formed with the valve shaft 20a on the umbrella-shaped valve plate 20b. Since the supply valve 20 opens and closes, the required amount of gas fuel can be supplied into the combustion chamber 18 in a short period from the relatively large diameter downstream end opening 4d. Thereby, the charging efficiency is improved, and fuel consumption and exhaust gas properties can be improved.

本実施形態では、上記ポペット弁型の燃料供給弁20を採用するにあたって、該燃料供給弁20の弁軸20aと該弁軸20aを摺動自在に案内支持するバルブガイド部材25との隙間dに進入したガス燃料を、リーク燃料導入通路60により回収して掃気ポート3d′に導入したので、リーク燃料を有効に燃焼させることができ、熱費の低下及び未燃焼ガスの排出を防止できる。   In this embodiment, when the poppet valve type fuel supply valve 20 is employed, the gap d between the valve shaft 20a of the fuel supply valve 20 and the valve guide member 25 that guides and supports the valve shaft 20a is slidable. Since the gas fuel that has entered is recovered by the leak fuel introduction passage 60 and introduced into the scavenging port 3d ′, the leak fuel can be burned effectively, and the reduction of heat costs and the discharge of unburned gas can be prevented.

本実施形態では、リーク燃料を気筒軸線aを挟んだ排気ポート3cの反対側に位置する掃気ポート3d′に導入したので、排気ポート3cから最も遠い位置にある掃気ポート3d′にリーク燃料が導入されることとなり、排気ポート3cが閉じる前の掃気行程中に、リーク燃料が新気に混入して未燃焼ガスとして排気ポート3cから排出されるのを防止することができる。   In the present embodiment, since leak fuel is introduced into the scavenging port 3d 'located on the opposite side of the exhaust port 3c across the cylinder axis a, the leak fuel is introduced into the scavenging port 3d' located farthest from the exhaust port 3c. Thus, during the scavenging stroke before the exhaust port 3c is closed, leaked fuel can be prevented from being mixed with fresh air and discharged from the exhaust port 3c as unburned gas.

本実施形態では、リーク燃料導入通路60を、バルブガイド部25に径方向に延びるように形成され、弁軸20aとの隙間dに連通する連通路61a,61aと、各連通路61aに連通するようバルブガイド部材25の外周面とシリンダヘッド4のバルブガイド部材圧入面との間に形成された環状溝61bと、該環状溝61bを外部に導出する導出通路61cと、該導出通路61cと掃気ポート3d′とを連通するリーク燃料通路62とを備えたものとしたので、上記隙間dに進入したリーク燃料の大部分を回収することができる。   In the present embodiment, the leak fuel introduction passage 60 is formed in the valve guide portion 25 so as to extend in the radial direction, and communicates with the communication passages 61a and 61a that communicate with the gap d with the valve shaft 20a, and the communication passages 61a. An annular groove 61b formed between the outer peripheral surface of the valve guide member 25 and the valve guide member press-fitting surface of the cylinder head 4, a lead-out passage 61c for leading the annular groove 61b to the outside, and the lead-out passage 61c and the scavenging air Since the leak fuel passage 62 that communicates with the port 3d 'is provided, most of the leak fuel that has entered the gap d can be recovered.

また、リーク燃料を確実に回収できるため、軸弁20aとバルブガイド部材25との隙間dを厳密にシールする必要がなく、上記隙間dに潤滑油を導入することが可能となる。その結果、弁軸20aとバルブガイド部材25との摺動面の潤滑性を高めることができる。   Further, since the leak fuel can be reliably collected, it is not necessary to strictly seal the gap d between the shaft valve 20a and the valve guide member 25, and it is possible to introduce the lubricating oil into the gap d. As a result, the lubricity of the sliding surface between the valve shaft 20a and the valve guide member 25 can be improved.

本実施形態では、上記リーク燃料通路62の掃気ポート3d′の上流側近傍に逆止弁64を配置したので、掃気ポート3d′にリーク燃料が高速で流入することにより掃気の流れが阻害されるのを防止できる。即ち、掃気ポート3dが開く前は、該掃気ポート3d内の新気は加圧されているため、リーク燃料通路62内のリーク燃料も同等の圧力で加圧されることとなる。この状態で掃気ポート3dが開くと、圧力の高いリーク燃料が掃気ポート3d′内に噴出され、掃気の流れが阻害されることとなる。本実施形態では、リーク燃料通路62の掃気ポート3d′近傍に逆止弁64を配置したので、圧縮行程時にクランク室2aが負圧になる期間のみリーク燃料通路62からリーク燃料が掃気ポート3d′内に高速で噴出され、掃気行程時にはリーク燃料の導入が阻止されることから掃気の流れが正常に行なわれることとなる。   In the present embodiment, since the check valve 64 is disposed in the vicinity of the upstream side of the scavenging port 3d ′ of the leak fuel passage 62, the flow of the scavenging is inhibited by the leak fuel flowing into the scavenging port 3d ′ at a high speed. Can be prevented. That is, since the fresh air in the scavenging port 3d is pressurized before the scavenging port 3d is opened, the leaked fuel in the leak fuel passage 62 is also pressurized with the same pressure. When the scavenging port 3d opens in this state, leak fuel having a high pressure is ejected into the scavenging port 3d ', and the scavenging flow is inhibited. In the present embodiment, since the check valve 64 is disposed in the vicinity of the scavenging port 3d ′ of the leak fuel passage 62, the leak fuel passes from the leak fuel passage 62 to the scavenging port 3d ′ only during a period in which the crank chamber 2a is negative during the compression stroke. Since the fuel is ejected at a high speed and the introduction of leaked fuel is prevented during the scavenging stroke, the scavenging flow is normally performed.

本実施形態では、リーク燃料導入口3fを、掃気ポート3d′の内壁面Sのシリンダ側開口3g近傍部分S1に指向するように形成したので、リーク燃料が排気ポート3cから未燃焼ガスとして流失するのを防止できる。即ち、リーク燃料がクランク室2a側に流入した場合には、排気ポート3cに近い側の掃気ポート3dからの新気に混入する確率が高く、このためリーク燃料が排気ポート3cから流失するおそれがある。これに対して本実施形態では、リーク燃料をシリンダ側開口3g近傍のポート内壁面部分S1に向けて噴出させたので、クランク室2aを経由せずにシリンダボア3b内に直接導入することができ、上記流失を回避できる。また排気ポート側に掃気流が偏向するのを抑制でき、リーク燃料を掃気の自由な流れに乗せることができる。なお、本発明では、リーク燃料導入口3fを、燃焼室に指向するように斜め上向きに形成してもよく、この場合にも上記同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the leak fuel introduction port 3f is formed so as to be directed to the portion S1 in the vicinity of the cylinder side opening 3g of the inner wall surface S of the scavenging port 3d ', so that the leak fuel flows away from the exhaust port 3c as unburned gas. Can be prevented. That is, when the leaked fuel flows into the crank chamber 2a, there is a high probability that the leaked fuel will be mixed into fresh air from the scavenging port 3d on the side close to the exhaust port 3c. is there. On the other hand, in the present embodiment, the leaked fuel is jetted toward the port inner wall surface portion S1 in the vicinity of the cylinder side opening 3g, so that it can be directly introduced into the cylinder bore 3b without passing through the crank chamber 2a. The above loss can be avoided. Further, the deflection of the scavenging airflow toward the exhaust port can be suppressed, and the leaked fuel can be put on the free scavenging flow. In the present invention, the leak fuel introduction port 3f may be formed obliquely upward so as to be directed to the combustion chamber. In this case, the same effect as described above can be obtained.

本実施形態では、燃料供給弁20を開閉駆動するカム軸31が収容された動弁室27にオイルセパレータ65を介して動弁室側リーク燃料導入通路66を接続し、該導入通路66をリーク燃料通路62を介して掃気ポート3d′に連通したので、動弁室27内に進入したリーク燃料を、これからオイルミストを分離させた後、掃気ポート3d′に導入でき、リーク燃料をより確実に回収できる。   In this embodiment, the valve chamber side leak fuel introduction passage 66 is connected to the valve train chamber 27 in which the camshaft 31 that drives the fuel supply valve 20 to open and close is accommodated via the oil separator 65, and the introduction passage 66 leaks. Since the fuel is connected to the scavenging port 3d ′ via the fuel passage 62, the leaked fuel that has entered the valve operating chamber 27 can be introduced into the scavenging port 3d ′ after separating the oil mist from the fuel chamber 62, and the leaked fuel can be more reliably supplied. Can be recovered.

なお、上記実施形態では、燃料供給弁20が1本の場合を説明したが、本発明は、勿論複数の燃料供給弁20を備えている場合にも適用できる。   In the above-described embodiment, the case where there is one fuel supply valve 20 has been described. However, the present invention can also be applied to a case where a plurality of fuel supply valves 20 are provided.

例えば、図8に変形例を示すように、並列配置された2本の燃料供給弁20,20を有する場合には、各燃料供給弁20,20の弁軸20aとバルブガイド部材25との隙間dのリーク燃料をリーク燃料導出通路61,61を介してリーク燃料通路62に合流させ、掃気ポート3d ′に導くように構成すれば良い。   For example, as shown in FIG. 8, when two fuel supply valves 20, 20 arranged in parallel are provided, the gap between the valve shaft 20 a of each fuel supply valve 20, 20 and the valve guide member 25. What is necessary is just to comprise so that the leak fuel of d may be made to merge with the leak fuel passage 62 via the leak fuel outlet passages 61 and 61, and may be guide | induced to the scavenging port 3d '.

Claims (5)

シリンダボアに開口する排気ポートと、クランク室とシリンダボアとを連通する複数の掃気ポートとを有するクランク室圧縮式2行程のガス燃料内燃機関であって、
その下流端開口が燃焼室に位置するように形成された燃料供給通路と、
上記下流端開口を開閉する傘状の弁板に弁軸を形成してなるポペット弁型の燃料供給弁と、
該燃料供給弁の弁軸を摺動自在に案内するバルブガイド部材と、
該バルブガイド部材と上記弁軸との隙間に進入したガス燃料を、気筒軸線を挟んで上記排気ポートの反対側に位置する掃気ポートに導入するリーク燃料導入通路と
を備えたことを特徴とするガス燃料内燃機関。
A crank chamber compression type two-stroke gas fuel internal combustion engine having an exhaust port opened to a cylinder bore and a plurality of scavenging ports communicating with the crank chamber and the cylinder bore ,
A fuel supply passage formed such that its downstream end opening is located in the combustion chamber;
A poppet valve type fuel supply valve having a valve shaft formed on an umbrella-shaped valve plate that opens and closes the downstream end opening;
A valve guide member that slidably guides the valve shaft of the fuel supply valve;
A leak fuel introduction passage is provided for introducing gas fuel that has entered the gap between the valve guide member and the valve shaft into a scavenging port located on the opposite side of the exhaust port across the cylinder axis. Gas fuel internal combustion engine.
請求項1において、上記リーク燃料導入通路は、上記バルブガイド部材に、上記弁軸との隙間に連通するよう半径方向に形成された連通路と、該連通路に連通するよう上記バルブガイド部材の外周部に形成された環状溝と、該環状溝を外部に導出する導出通路と、該導出通路と上記掃気ポートとを連通するリーク燃料通路とを有することを特徴とするガス燃料内燃機関。2. The leak fuel introduction passage according to claim 1, wherein the leak fuel introduction passage includes a communication passage formed in a radial direction so as to communicate with the valve guide member in a gap with the valve shaft, and a valve guide member configured to communicate with the communication passage. A gas fuel internal combustion engine comprising: an annular groove formed in an outer peripheral portion; a lead-out passage for leading the annular groove to the outside; and a leak fuel passage communicating the lead-out passage and the scavenging port. 請求項1において、上記リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍部分に、該掃気ポート側からリーク燃料導入通路側への流れを阻止する逆止弁が配置されていることを特徴とするガス燃料内燃機関。2. The gas fuel internal combustion engine according to claim 1, wherein a check valve for preventing a flow from the scavenging port side to the leak fuel introducing passage side is disposed in a portion near the scavenging port of the leak fuel introducing passage. . 請求項1ないしの何れかにおいて、上記掃気ポートに形成されたリーク燃料導入口は、該掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分又は上記燃焼室に指向するよう形成されていることを特徴とするガス燃料内燃機関。In any one of claims 1 to 3, the formed scavenging ports were leak fuel inlet port, characterized in that it is formed so as to direct to the cylinder side opening portion near or above the combustion chamber of the inner wall of the scavenging port Gas fuel internal combustion engine. 請求項1ないしの何れかにおいて、上記燃料供給弁を開閉駆動するカム軸が収容された略密閉状の動弁室を備え、該動弁室内に進入したリーク燃料をオイルセパレータを介して上記掃気ポートに導入する動弁室側リーク燃料導入通路を備えたことを特徴とするガス燃料機関。In any one of claims 1 to 4, comprising a substantially sealed shaped valve operating chamber in which the cam shaft is accommodated for opening and closing the fuel supply valve, the leak fuel that has entered the indoor animal valve via an oil separator above A gas fuel engine comprising a valve chamber side leak fuel introduction passage for introduction into a scavenging port.
JP2008513273A 2006-04-28 2007-04-26 Gas fuel internal combustion engine Expired - Fee Related JP4709277B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008513273A JP4709277B2 (en) 2006-04-28 2007-04-26 Gas fuel internal combustion engine

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006125102 2006-04-28
JP2006125102 2006-04-28
PCT/JP2007/059112 WO2007126022A1 (en) 2006-04-28 2007-04-26 Gas fuel internal combustion engine
JP2008513273A JP4709277B2 (en) 2006-04-28 2007-04-26 Gas fuel internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007126022A1 JPWO2007126022A1 (en) 2009-09-10
JP4709277B2 true JP4709277B2 (en) 2011-06-22

Family

ID=38655546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008513273A Expired - Fee Related JP4709277B2 (en) 2006-04-28 2007-04-26 Gas fuel internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4709277B2 (en)
WO (1) WO2007126022A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5192177B2 (en) * 2007-05-10 2013-05-08 大阪瓦斯株式会社 Sub-chamber engine
CN105134415A (en) * 2015-06-15 2015-12-09 广州柴油机厂股份有限公司 Mechanical fuel gas cylinder inlet control device of gas engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05231199A (en) * 1991-04-26 1993-09-07 Energy Conversions Inc Double fuel injection structure
JP2003003925A (en) * 2001-06-19 2003-01-08 Denso Corp Fuel supply system for alternative fuel

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0188054U (en) * 1987-12-01 1989-06-09
JP3513921B2 (en) * 1994-06-17 2004-03-31 いすゞ自動車株式会社 Subchamber gas engine with solenoid valve drive
JP2003247444A (en) * 2002-02-21 2003-09-05 Osaka Gas Co Ltd Spark ignition type two-cycle engine
JP5071790B2 (en) * 2007-09-18 2012-11-14 株式会社大一商会 Game machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05231199A (en) * 1991-04-26 1993-09-07 Energy Conversions Inc Double fuel injection structure
JP2003003925A (en) * 2001-06-19 2003-01-08 Denso Corp Fuel supply system for alternative fuel

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2007126022A1 (en) 2009-09-10
WO2007126022A1 (en) 2007-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4998512A (en) Exhaust port control system for two stroke engine
WO2016072391A1 (en) Uniflow-scavenged two-cycle engine
JPH02173315A (en) Two-cycle engine
KR960705133A (en) An internal combustion engine
JP4709277B2 (en) Gas fuel internal combustion engine
JPH04276182A (en) Fuel injector for 2-cycle engine
EP2759685B1 (en) Premixed compression self-ignition engine
JP2007009746A (en) Oil mist treating device
US11181037B2 (en) Two-stroke engine
JP2008002431A (en) Internal combustion engine
US20020020369A1 (en) Two-cycle internal combustion engine
US20020011231A1 (en) Method for lubricating two-cycle internal combustion engine
JP2014105628A (en) Vaporizer for two-stroke internal combustion engine
WO2024171790A1 (en) System and control method
JP2009108826A (en) Gas fuel internal combustion engine
JP2009097337A (en) Gas fuel internal combustion engine
KR100482875B1 (en) Lubrication apparatus for valve and valve seat
AU752366B2 (en) two-cycle internal combustion engine
JPH0335864Y2 (en)
RU2229029C1 (en) Internal combustion engine
JPWO2007129599A1 (en) Gas fuel internal combustion engine
JPS6220693Y2 (en)
JPWO2007126021A1 (en) Gas fuel internal combustion engine
JP2007262908A (en) Supercharging type engine
JP3956518B2 (en) Direct cylinder injection spark ignition engine

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101203

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110317

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees