JP4739906B2

JP4739906B2 - 燃料の着火性を向上させたガスエンジン

Info

Publication number: JP4739906B2
Application number: JP2005304669A
Authority: JP
Inventors: 英男河村
Original assignee: 財団法人シップ・アンド・オーシャン財団
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: JP2007113461A

Description

この発明は，例えば，天然ガス燃料を改質して着火性を向上させ，着火用燃料を副燃焼室に供給して確実に着火させることができるガスエンジンに関する。

近年，エンジンの熱効率を向上させることは，地球の温暖化，エネルギ資源の枯渇等の地球の大きな問題を解決するため不可欠である。従来技術の延長上では，これらの問題を解決することが出来なくなったので，新しい手法として天然ガス等を燃料とすることが考えられた。即ち，エンジンについて，メタン（ＣＨ₄），プロパン（Ｃ₃Ｈ₈），ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）等の炭化水素（以下，天然ガスという）即ち天然ガスは，発熱量が大きく，自然界に多く存在するので，将来の石油代替燃料として期待されている。エンジンの熱効率を改善するためには，エンジンから発生する有効仕事の動力が増加すれば良いのだが，現在最も良いとされる圧縮比が大きいディーゼルエンジンの熱効率が大体４０〜４８％であり，これ以上の改善が出来なくなっている。しかし，ディーゼルエンジンでも，大半の熱が排気ガスとして排気されたり，冷却水に放熱されているのでこれらの熱を回収する手段が考えられてきたが，それでも数％の熱効率の向上しかできず，それ以上の効率向上は無理であった。

従来，天然ガスの主成分はメタンであり，メタンの着火温度が非常に高いので，天然ガスを燃料とするガスエンジンにおいて，ディーゼル燃焼させることが極めて困難である。メタン燃料の着火温度は，約８００℃であって，軽油の着火温度の４００℃と比較すると，天然ガスの着火性は軽油のものに比較して極めて悪いことが分かる。それ故に，圧縮着火させるＨＣＣＩ(Homogineous charge compression ignition) エンジン即ちディーゼルエンジンでは，着火性の悪い天然ガスを燃料として用いることは最初から無理なことである。

本出願人は，燃料改質装置を備えたガスエンジンを先に開発した。該ガスエンジンは，例えば，天然ガスを改質燃料に改質して熱効率をアップさせ，副室での着火燃焼を確実にしたものである。上記ガスエンジンは，主室と副室とを連通する連絡口に副室制御弁を配置し，排気管に配設した燃料改質装置によって天然ガスをＨ₂とＣＯとの改質燃料に改質する。改質燃料弁を吸気管の吸気マニホルドに設け，吸気行程で主室へ改質燃料を供給する。また，天然ガス燃料弁を副室に設け，吸気行程から圧縮行程にかけて副室に天然ガスを供給する。副室制御弁は，圧縮行程後半で開弁して主室から空気と改質燃料との混合気を副室へ吹き込んで，副室内の天然ガスを着火燃焼させる副室の上部にはグロープラグが天然ガスの着火燃焼を補助するため設けられている（例えば，特許文献１参照）。

また，本出願人は，ガスエンジンに使用する天然ガスの改質装置を先に開発した，該天然ガス改質装置は，排気ガス中のＣＯ₂を捕捉すると共に，排気ガスが有する熱エネルギを利用して天然ガスを触媒を用いて反応させ，天然ガスの改質率をアップし，燃料の熱量を増加させてエンジンの熱効率を向上させたものである。該天然ガス改質装置は，具体的には，排気ガス中に含まれるＣＯ₂，外部から供給されるＨ₂Ｏ，及び排気ガス中に含まれるＯ₂を用いて，それぞれに適合した触媒の存在下で天然ガスとＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ，及びＯ₂を順次に反応させて天然ガスを改質燃料に変換したものである（例えば，特許文献２参照）。

特開２００３−２３９８０９号公報特開２００３−３２１２０８号公報

ところで，ガスエンジンについて，天然ガスを改質して着火性をアップしてその改質燃料を所定の場所において着火燃焼させると共に，主燃焼室が高圧縮比になっても天然ガスの主燃料が主燃焼室では着火しない構造のものを構成すれば，ノッキング等が発生せず，理想的な燃焼装置即ちエンジンを提供できることになる。しかしながら，エンジンの燃料として天然ガスのままで使用しても，着火性が悪く，良好なガスエンジンを構成することができないため，例えば，天然ガスを排気ガスの熱エネルギを利用して改質する上記のような技術的思想が考えられる。本出願人は，天然ガスの燃焼を実際にテストすると，天然ガスの場合には着火が極めて困難であり，始動性等の問題が極めて難しいことが分かったので，上記のような天然ガスを改質する研究開発を行ったところ，天然ガスを改質した改質燃料を燃料としてエンジンに用いると，改質された燃料はＣＯとＨ₂となり，その発熱量が３０％ほど増加することが分かったが，天然ガスの改質が完全に進行しない混合ガスの場合もあり，その性状は必ずしも安定していないことが分かった。メタンを主成分とする天然ガス燃料は，上記のように着火温度が高いので，着火させるのに苦労するが，一旦着火すると，その燃焼速度が大きくなり，一気に燃焼が進行し，シリンダ内のガス温度が上昇し，多量のＮＯ_Xが排出され，ノッキングが発生する。エンジンの始動時には，圧縮空気の温度が低く，副燃焼室の壁面温度が低いので，天然ガスを燃料として副燃焼室に噴射しても中々着火しない。

そこで，本発明者は，極めて希薄な混合気で，Ｏ₂濃度を小さくするためＥＧＲと空気を導入する主燃焼室の他に，濃い混合気を作るため燃料を導入する副燃焼室を設け，主燃焼室と副燃焼室とを連絡する連絡口に制御弁を設け，ディーゼルサイクルによる作動によって高い効率のエンジンを提供することができると考えた。このような構造によると，ガスエンジンの排気ガスは，燃焼室を遮熱構造に構成した場合に，８５０℃以上の高温になる。高温の排気ガスから熱エネルギを回収して，エンジンの熱効率をトータル的に向上させることができる。

この発明の目的は，上記の問題を解決するため，主燃焼室と副燃焼室を設け，天然ガスの成分であるメタンを加熱し熱分解させて，熱分解した着火用燃料が天然ガスより着火温度が低いことに着眼して着火し易い燃料を着火させるべき副燃焼室に供給し，着火し難い天然ガスを主燃焼室に供給して着火し難い希薄混合気を生成し，主燃焼室から副燃焼室へ噴き込まれる高温希薄混合気の進入によって副燃焼室内の着火用燃料を副燃焼室内でグロープラグ等を用いずに容易に着火させ，次いで，その火炎が主燃焼室に噴き出して主燃焼室での希薄混合気に火炎伝搬して燃焼を促進させると共にノッキングの発生を防止し，また，主燃焼室と副燃焼室とを連通する連絡孔と副室絞り弁を工夫して高温希薄混合気を副燃焼室へスムーズに進入させ，副燃焼室からの火炎を主燃焼室へ噴き出させるガスエンジンを提供することである。

この発明は，シリンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド，前記シリンダブロックに形成されたシリンダ内を往復運動するピストン，前記ピストンと前記シリンダとで形成される主燃焼室，前記シリンダヘッドに設けられた副燃焼室と吸排気通路，前記吸排気通路に配置された吸排気弁，及び前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連絡孔に配置された副室絞り弁を有するガスエンジンにおいて，
ガス燃料供給路に設けられた天然ガスの成分であるメタンを熱分解させるヒータと燃料分解用触媒とを用いてＨ ₂ とＣＯの着火用燃料に改質させる燃料改質装置，前記副燃焼室に開口する着火用燃料供給口を有する着火用燃料供給路，前記着火用燃料供給口を開閉する着火用燃料供給弁，及び前記吸気通路に設けられた天然ガス供給弁と水噴射弁を有し，前記燃料改質装置における前記ヒータは，金属多孔体又はワイヤの多孔部材から成り，前記燃料分解用触媒は前記多孔部材に担持された白金，パラジウム，ロジウム，ルテニウム，又はニッケルの触媒粒子で構成されて，負荷が小さい時に大電流が流され，負荷が大きい時に電流を絞るように制御され，
前記着火用燃料供給弁による前記着火用燃料供給口の開放時に前記燃料改質装置からの前記Ｈ ₂ と前記ＣＯから成る前記着火用燃料を前記副燃焼室に供給し，前記天然ガス供給弁による天然ガス供給口の開放時に前記吸気通路に供給される天然ガス燃料と空気とで生成される希薄混合気を前記主燃焼室に供給し，前記吸気弁による前記吸気通路の開放時に前記吸気通路を通じて前記希薄混合気に噴射される前記水が前記ピストンの頂面に衝突するように前記主燃焼室に供給され，前記水は気化熱を奪って蒸発して水蒸気になり，前記着火用燃料供給弁による前記着火用燃料供給口の開放時に全負荷時の１５〜１０ｗｔ％の前記着火用燃料を前記副燃焼室に供給して前記副燃焼室で着火させることを特徴とするガスエンジンに関する。

このガスエンジンにおいて，前記主燃焼室での前記希薄混合気の生成は，部分負荷時には前記天然ガス供給弁を開放して前記天然ガス燃料のみを前記吸気通路に供給し，負荷が上昇して前記主燃焼室の壁面温度が４００℃〜５００℃であることに応答して前記水噴射弁から水を前記吸気通路に噴射して前記希薄混合気の温度を下げて燃焼が安定するように制御されるものである。

このガスエンジンにおいて，主燃焼室と副燃焼室に供給される燃料は，空気に対する空燃比がほぼ１０であって１０体積％以下になり，更に副燃焼室に供給される燃料が供給燃料の１５〜１０ｗｔ％程度であり，従って副燃焼室への燃料が空気に対しては１．５％と微小になり，副燃焼室へ供給する燃料を加熱してもそのエネルギは非常に少なくて済むことになる。このガスエンジンは，上記の現象をもとにして，燃料改質装置において天然ガス燃料の成分であるメタンを熱分解させるヒータと触媒を配設し，エンジン負荷が小さい時には天然ガス燃料を触媒反応させて改質燃料に転化し，着火用燃料供給弁を開放して全負荷時の１５〜１０ｗｔ％の燃料を副燃焼室に供給して着火させるので，供給エネルギはより一層微小で良いことになる。また，このガスエンジンは，副燃焼室に供給される燃料を少ないエネルギによって分解させ，着火性の良い改質燃料に変化させることによって極めて確実に着火させて燃焼させて着火性を大きく改善し，また，主燃焼室では着火温度が高い天然ガス燃料を供給して空気と希薄混合気を生成し，副燃焼室からの火炎伝搬によって希薄混合気を燃焼させるので，ノッキングの発生を防止することができる。また，このガスエンジンは，エンジン負荷が上昇し，主燃焼室の壁面温度が上昇し，混合気の温度が高くなるときには，燃料改質装置のヒータを電流を絞って副燃焼室に天然ガスの着火用燃料を供給すると共に，圧縮行程後半でノッキングを起こす可能性があるので，ノッキングの発生を防止するため，混合気の温度上昇を水噴射で抑制し，燃焼室に供給された混合気に水を噴射混合させる。水は蒸発して水蒸気になるが，その時に気化熱によって混合気の温度が低下し，ノッキングの発生しない条件のまま圧縮行程後半へ移行することになり，主燃焼室の混合気は副燃焼室からの火炎伝搬によって着火するので．正常な運転を続行させることができる。

以下，図面を参照して，この発明による燃料の着火性を向上させたガスエンジンの実施例を説明する。この発明によるガスエンジンは，特に，主成分がＣＨ₄である天然ガス燃料を極めて効率的に改質し，その改質燃料を副燃焼室に供給して着火燃焼させることを特徴としている。このガスエンジンは，天然ガスの成分であるメタンをＣＯ，Ｈ₂，ＨＣ等の改質燃料に改質し，天然ガス燃料の熱量を増加させ，エンジンの熱効率をアップさせるものであり，コージェネレーションシステム，自動車，船舶等のエンジンとして適用して好ましい。

このガスエンジンは，例えば，主燃焼室１と副燃焼室２とを遮熱構造に構成し，天然ガスを燃料とするディーゼルサイクルで駆動されるものであり，主として，シリンダ４内を往復運動するピストン５側に設けた主燃焼室１とシリンダヘッド１２に設けた副燃焼室２を有し，主燃焼室１と副燃焼室２とを連通する連絡孔１１に隙間２７を持って副室絞り弁８を配設し，吸気を供給する吸気管３１及び吸気通路１４を通じて天然ガスと空気との希薄混合気を主燃焼室１に供給し，副燃焼室２に燃料改質装置９によって天然ガスを改質した改質燃料を副燃焼室２に供給し，圧縮行程の終端で副室絞り弁８を開弁し，主燃焼室１から副燃焼室２内に空気と天然ガス燃料との高圧の希薄混合気を吹き込み，副燃焼室２に供給されている改質燃料を着火させるものである。

このガスエンジンは，特に，副燃焼室２に開口する着火用燃料供給口１６を通じて副燃焼室２に改質燃料を供給する着火用燃料供給路１７，着火用燃料供給路１７と燃料供給通路３８との間にヒータ１９と燃料分解用触媒１８が配設された燃料改質装置９，着火用燃料供給口１６を開閉する着火用燃料供給弁３，及び吸気通路１４に設けた天然ガス供給口２１に配置された天然ガス供給弁７と水噴射弁６を備えており，天然ガス供給弁７を開放して供給された天然ガスと空気とで生成された希薄混合気を主燃焼室１に供給し，また，着火用燃料供給弁３を開放して副燃焼室２に全負荷時の１５〜１０ｗｔ％の改質燃料を供給して副燃焼室２で着火させることを特徴としている。

また，このガスエンジンは，着火用燃料供給弁３を開閉作動するアクチュエータ２３，副室絞り弁８を開閉作動するアクチュエータ２４，水噴射弁６を作動するアクチュエータ２５，及びガス燃料供給弁７を開閉作動するアクチュエータ２６を備えている。コントローラ１０は，これらのアクチュエータ２３，２４，２５，２６の開閉作動タイミング及びヒータ１９の通電の電流量を，負荷センサ２０等の各種の情報に応答して制御するように構成されている。このガスエンジンでは，例えば，燃料改質装置９におけるヒータ１９は，コントローラ１０によって負荷センサ２０からの検出値に応答して，負荷が小さい時に大電流を流し，負荷が大きい時に電流を絞るように制御される。また，主燃焼室１への希薄混合気は，部分負荷時には天然ガス燃料のみを吸気通路１４に供給し，負荷が上昇して主燃焼室１の壁面温度が４００℃〜５００℃となった時に水噴射弁６から吸気通路１４に水を噴射して希薄混合気の温度を低下させ，燃焼が安定するように制御されるものである。この時，希薄混合気中の水は，吸気弁１５が開放して吸気通路１４からピストン５の頂面２２に衝突するように主燃焼室１に供給され，そこで加熱されているピストン５の壁面に接して水は蒸発して水蒸気になり，周囲から気化熱を奪って温度を下げる。

燃料改質装置９には，ヒータ１９とヒータ１９を支持する多孔部材３２に触媒粒子から成る触媒１８を配設する。また，燃料改質装置９に設けたヒータ１９は，金属多孔体，ワイヤ等の多孔部材３２に組み込んであり，燃料分解用触媒１８は，多孔部材３２に担持された触媒１８は，天然ガスの成分であるメタンを改質する白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），ロジウム（Ｒｈ），ルテニウム（Ｒｕ），ニッケル（Ｎｉ），Ａｌ₂Ｏ₃等の触媒粒子から構成されている。ここで，ヒータ１９は，負荷が小さい時に大電流を流し，負荷が大きい時に電流を絞るのみの機能を果たすものである。また，このガスエンジンは，シリンダヘッド１２は，直接又は中間ヘッド等の部材（図示せず）を介してシリンダブロック１３に固定されており，例えば，シリンダヘッド１２に形成した孔部には遮熱構造の副燃焼室２を形成する副室構造体（図示せず）が配置されている。このガスエンジンは，例えば，シリンダブロック１３に形成した孔部にシリンダライナが嵌合され，シリンダライナに形成したシリンダ４内をピストン５が往復運動するように構成されている。主燃焼室１と副燃焼室２とを連通する連絡孔１１は，シリンダヘッド１２，例えば，副室構造体に形成されている。

シリンダヘッド１２に形成された連絡孔１１には，連絡孔１１を開閉するため副室絞り弁８が配置されている。副室絞り弁８は，連絡孔１１に隙間２７を有して摺動自在に挿通した弁傘部２８と弁傘部２８と一体のステム部材２９とから構成されている。シリンダヘッド１２には，副室絞り弁８のステム部２９が副燃焼室２を貫通して配置され，副室絞り弁８のステム部２９にはシール部材３０が配置され，副室絞り弁８が副燃焼室２の連絡孔１１が開放した時には，副燃焼室２は外部に対してシール部材３０で密閉されている。副室絞り弁８は，例えば，動弁機構やアクチュエータ２４によって開閉作動され，例えば，リターンスプリング（図示せず）によって閉弁するように構成されている。副燃焼室２には，着火用燃料供給路１７に接続する着火用燃料供給口１６が開口されている。着火用燃料供給口１６には，カムやアクチュエータ２３によって開閉駆動される着火用燃料供給弁３が配置されている。従って，着火用燃料供給口１６は，着火用燃料供給弁３によって開閉されるように構成されている。

このガスエンジンでは，シリンダヘッド１２には，吸気弁１５が配置された吸気通路１４と排気弁（図示せず）が配置された排気通路（図示せず）が形成されている。また，ピストン５は，例えば，耐熱性に優れた窒化ケイ素等のセラミックスから成るピストンヘッド３３と，ピストンヘッド３３に結合リングで固定したピストンスカート３４とから構成されている。ピストンヘッド３３には，凹状のキャビティ３５から成る主燃焼室１が形成されている。ピストンヘッド３３とピストンスカート３４との間には，遮熱空気層３６が形成され，主燃焼室１が遮熱構造に構成されている。また，天然ガス燃料は，適宜の場所に設けられたタンク等の天然ガス供給源５５に収容されている。天然ガス供給源５５の天然ガス燃料は，例えば，送油燃料ポンプの作動によって，５〜７ｋｇ／ｃｍ²に加圧され，その加圧された天然ガス燃料は，燃料供給通路３７，３８を通じて天然ガス供給弁７を設けた天然ガス供給装置５７及び燃料改質装置９へそれぞれ送り込まれる。天然ガス供給通路３７の天然ガス燃料は，天然ガス供給弁７による天然ガス供給口２１の開放時に吸気通路１４を通じて主燃焼室１へ供給される。また，エンジン負荷が小さい時にはヒータ１９には大電流が流されているので，天然ガス供給通路３８の天然ガス燃料が燃料改質装置９へ送り込まれて熱分解されて改質燃料（例えば，ＣＯ，Ｈ₂ＨＣ等）に転化され，次いで，着火用燃料供給弁３が着火用燃料供給口１６を開放することによって改質燃料が副燃焼室２へ供給される。また，エンジン負荷が大きい時には，ヒータ１９が電流を絞るように制御されているので，天然ガスの熱分解は行われずに，天然ガスの状態で着火用燃料供給口１６から副燃焼室２に供給されるが，副燃焼室２は高温になった状態であるので，着火ミス等のトラブルは発生しない。

このガスエンジンは，上記のように構成されており，概略的には次のように作動される。このガスエンジンは，図３に示すように，排気行程，吸気行程，圧縮行程及び膨張行程の４つの行程を順次繰り返すことによって作動される。このガスエンジンは，例えば，吸気行程の初期から後半にわたって吸気弁１５が吸気通路１４を主燃焼室１に連通すると共に，天然ガス供給口２１を天然ガス供給弁７が開放し，天然ガス供給口２１からの天然ガス燃料が吸気通路１４に供給された空気と共に希薄混合気となって主燃焼室１へ供給される。一方，図１に示すように，副室絞り弁８が連絡孔１１を閉鎖している吸気行程の前半から圧縮行程の前半にわたって，着火用燃料供給弁３が着火用燃料供給口１６を開放し，着火用燃料供給路１７を通じて改質燃料が副燃焼室２に供給される。主燃焼室１と副燃焼室２とに供給される燃料の割合は，例えば，副燃焼室２に供給される改質燃料の供給量は燃料全量の１５〜１０ｗｔ％程度であり，主燃焼室１に供給されるガス燃料の供給量は燃料全量の８５〜９０ｗｔ％程度であり，主燃焼室１では天然ガス燃料が供給されるので，天然ガスの着火温度が高く着火し難いので，主燃焼室１における天然ガスと空気との希薄混合気の自己着火即ちノッキングを発生し難い状態になっている。

このガスエンジンは，圧縮行程の終端において，図２に示すように，連絡孔１１を副室絞り弁８が開放し，図３の斜線で示すように，圧縮されて高圧高温になっている天然ガス燃料と空気との希薄混合気が主燃焼室１から副燃焼室２へ噴き込まれ，高圧高温の希薄混合気の進入によって副燃焼室２内の改質燃料が副燃焼室２で着火燃焼して副燃焼室２内の圧力が上昇し，副燃焼室２から主燃焼室１へ燃焼火炎が連絡孔１１を通って，副燃焼室２内に未燃改質燃料が残留することなく火炎となって全量が噴き出される。そこで初めて，主燃焼室１の希薄混合気に燃焼が伝播して二次燃焼し，燃焼を短期に完結して熱効率をアップし，膨張行程に移行してピストン５を押し下げて仕事をする。次いで，排気弁が排気通路を開放して排気行程に移行し，副室絞り弁８は排気行程の後半において連絡孔１１を閉鎖する。次いで，排気弁が排気通路を閉鎖し，吸気弁１５が吸気通路１４を開放して吸気行程に移行するものであり，これらの行程を繰り返してエンジンが駆動される。

この発明によるガスエンジンは，エンジン負荷が大きい時には天然ガスを副燃焼室に供給するが，エンジン負荷が小さい時には天然ガス燃料を熱分解して改質燃料に改質し，燃料の熱量を増加させ，その改質燃料を副燃焼室に供給して着火性を向上させ，天然ガス燃焼を主燃焼室に供給してノッキングの発生を防止し，エンジンの熱効率をアップさせるものであり，コージェネレーションシステム，自動車，船舶等のエンジンとして適用して好ましいものである。

この発明によるガスエンジンの一実施例を示し，着火用燃料供給弁による連絡孔の閉鎖状態を示す断面図である。図１のガスエンジンを示し，着火用燃料供給弁による連絡孔の開放状態を示す断面図である。図１のガスエンジンの排気行程と吸気行程における各弁のバルブタイミングを示す説明図である。

１主燃焼室
２副燃焼室
３着火用燃料供給弁
４シリンダ
５ピストン
６水噴射弁
７天然ガス供給弁
８副室絞り弁
９燃料改質装置
１０コントローラ
１１連絡孔
１２シリンダヘッド
１３シリンダブロック
１４吸気通路
１５吸気弁
１６着火用燃料供給口
１７着火用燃料供給路
１８触媒
１９ヒータ
２１天然ガス供給口
２２ピストン頂面
３２多孔部材

Claims

シリンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド，前記シリンダブロックに形成されたシリンダ内を往復運動するピストン，前記ピストンと前記シリンダとで形成される主燃焼室，前記シリンダヘッドに設けられた副燃焼室と吸排気通路，前記吸排気通路に配置された吸排気弁，及び前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連絡孔に配置された副室絞り弁を有するガスエンジンにおいて，
ガス燃料供給路に設けられた天然ガスの成分であるメタンを熱分解させるヒータと燃料分解用触媒とを用いてＨ ₂ とＣＯの着火用燃料に改質させる燃料改質装置，前記副燃焼室に開口する着火用燃料供給口を有する着火用燃料供給路，前記着火用燃料供給口を開閉する着火用燃料供給弁，及び前記吸気通路に設けられた天然ガス供給弁と水噴射弁を有し，前記燃料改質装置における前記ヒータは，金属多孔体又はワイヤの多孔部材から成り，前記燃料分解用触媒は前記多孔部材に担持された白金，パラジウム，ロジウム，ルテニウム，又はニッケルの触媒粒子で構成されて，負荷が小さい時に大電流が流され，負荷が大きい時に電流を絞るように制御され，
前記着火用燃料供給弁による前記着火用燃料供給口の開放時に前記燃料改質装置からの前記Ｈ ₂ と前記ＣＯから成る前記着火用燃料を前記副燃焼室に供給し，前記天然ガス供給弁による天然ガス供給口の開放時に前記吸気通路に供給される天然ガス燃料と空気とで生成される希薄混合気を前記主燃焼室に供給し，前記吸気弁による前記吸気通路の開放時に前記吸気通路を通じて前記希薄混合気に噴射される前記水が前記ピストンの頂面に衝突するように前記主燃焼室に供給され，前記水は気化熱を奪って蒸発して水蒸気になり，前記着火用燃料供給弁による前記着火用燃料供給口の開放時に全負荷時の１５〜１０ｗｔ％の前記着火用燃料を前記副燃焼室に供給して前記副燃焼室で着火させることを特徴とするガスエンジン。
前記主燃焼室での前記希薄混合気の生成は，部分負荷時には前記天然ガス供給弁を開放して前記天然ガス燃料のみを前記吸気通路に供給し，負荷が上昇して前記主燃焼室の壁面温度が４００℃〜５００℃であることに応答して前記水噴射弁から水を前記吸気通路に噴射して前記希薄混合気の温度を下げて燃焼が安定するように制御されることを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン。