JPH03160112A - ２気筒４サイクルガス機関の吸気マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はクランク角の位相差が１８０°の２つの気筒を
有し、エアクリーナからの空気と燃料ガスとを混合する
混合器を備えた２気筒４サイクルガス機関に関する。

（従来技術） この種の２気筒４サイクルガス機関では、慣性力のバラ
ンスの関係で上述のように気筒間のクランク角の位相差
を１８０°に設定しているが、このように位相差を１８
０゜に設定することにより、機関全体として吸入行程が
不等間隔になり、第１１図の下端部分の区間Ｍで示すよ
うに第１気筒Ｃ１の吸入行程の終り部分と第２気筒Ｃ２
の吸入行程の開始部分とが重なってしまう。

各気筒の吸入行程が一部重なると、第１１図の下端部に
示すようにマニホールド内の負圧が、Ｐ１，Ｐ２で示す
ように差が生じる。その結果、第１気筒Ｃ１のガス吸入
量（左下りの斜線範囲）と第２気筒Ｃ２のガス吸入量（
右下りの斜線範囲）との間に大きな差が生じる。具体的
には第２気筒の負圧Ｐ２が大となり、Ｃ２のガス吸入量
が大となる。

このように雨気筒間でガス吸入量及び負圧のアンバラン
スが生じ、それらがミキサに影響して空燃比に差が生じ
ると、均等である場合に比べてＮ０ｘの排出濃度が高く
収る。

上記ＮＯＸを低減するために稀薄燃焼を行なうことが知
られているが、上述した状況で稀薄燃焼を行なうと片肺
運転等の不具合が生じる可能性がある。この原因は先に
述べた通り吸気マニホールド内の負圧ｌによって生じる
空燃比のアンバランスによる。

現状の２気筒４サイクルガス機関では、例えば第１０図
のように枝管式の吸気マニホールド３０を備えたり、あ
るいは図示しないがチャンバー式の吸気マニホールド等
を備えたりしている。第１０図の枝管式では吸気通路長
が長くなることにより、流速が大きくなって出力が向上
する代りに、大きな脈動が発生してそれが直接ミキサ１
５に伝わることにより、上述の空燃比のアンバランスが
大きくなり、ＮＯｘの増加を助長することになる。

一方チャンバー式の吸気マニホールドでは、脈動を吸収
してＮＯｘは低減されるが、シリンダヘッドの吸気ポー
ト内での流速を十分に確保できず、出力低下を来たす。

（発明の目的） 本発明の目的は、稀薄燃焼を行ないながらも機関の出力
を十分に維持し、かつＮＯｘの排出量を低減することで
ある。

（［３的を達成するための技術的手段）上記目的を達成
するために本発明は、クランク角の位相差が１８０’の
２つの気筒を有し、エアクリーナからの空気と燃料ガス
とを混合する混合器を備えた２気筒４サイクルガス機関
において、吸気マニホールドとして、シリンダヘッドの
各気筒用吸気ポートにそれぞれ接続して脈動を確保でき
る程度の長さを自″する２本の枝管部と、該２本の技背
部と混合器の間に接続されると共に枝管部内の脈動を吸
収しうる一定の容積を有するチャンバー部とを備えてい
る。

（作用） 枝管部により各気筒の吸気通路長を長くすることにより
、脈動を大きくして混合気の流速を上げ、吸入効率を上
げ、それにより出力を保つ。一方混合器と枝管部との間
に接続された一定容積を有するチャンバー部により、上
記枝管部内の脈動が混合器内に伝わるのを抑え、空燃比
の均等化を達成し、それによりＮＯｘの排出量を低減す
る。

（実施例） 第１図〜第４図は本発明を適用した２気筒４サイクルガ
ス機関であり、吸気マニホールドの平面図を示す第１図
において、機関は第１気筒Ｃｌと第２気筒Ｃ２を有し、
両気筒ＣＩ　ＳＣ２はクランク角で１８０”の位相差を
有している。シリンダヘッド２には各気筒Ｃｌ　、Ｃ２
用の第１、第２吸気ポート５、６がそれぞれ形成されて
おり、両吸気ポート５、６は同一側に延びて、シリンダ
ヘッド２の同じ端面２ａまで至っている。上記端面２ａ
には本発明にかかる吸気マニホールド８が固定され、該
吸気マニホールド８の混合気人■側には、第２図のよう
にミキサ（混合器）１５が接続され、該ミキサ１５の空
気人口側にはエアクリーナ１６が接続されている。ミキ
サ１５には図示しないが燃料ガス供給源が接続されると
共に、下流側にスロットルバルブが西蔵されており、エ
アクリーナ１６からの空気をミキサ１５内の通路で燃料
ガスト混合し、スロットルバルブにより流量調節して吸
気マニホールド８に送り込むようになっている。

第１図の■矢視図を示す第３図において、吸気マニホー
ルド８は、クランク軸長さ方向（第３図の左右方向）の
中央部に、脈動を抑えうる一定の大きな容積を有する箱
形のチャンバー部１０を有し、該チャンバー部１０の両
側に混合気の流速を十分に確保できる長さを有する第１
、第２枝管部１１、１２が一体に形成されている。

チャンバー部１０のミキサ側の面（第３図の手前側の面
）には混合気人川部１３が形成され、該人口部１３の周
囲にはミキサ取付座１４が形成されている。

両枝管部１１、１２はそれぞれ隔壁１０ａ，１０ａによ
りチャンバー部１０内と隔離されると共に、それらの上
端部が混合気入口側となっており、各隔壁１０ａに形成
された開口１１ａ，１２ａを介してチャンバー部１０の
上端部に連通している。

各枝管部１１、１２の下端部はそれぞれシリンダヘッド
側に向く出口部１ｌｂ，１２ｂとなっており、シリンダ
ヘッド２の各吸気ポート５、６に接続している。

第３図のＩＶ−ｒＶ断而を示す第４図において、枝管部
１１、１２の全体形状はシリンダヘッド２側が凹状とな
るような円弧状に形成されており、それにより小さいス
ペースで長い管趙長を確保している。

第２図のエアクリーナ１６からの空気は、ミキサ１５内
で燃料ガスと混合され、第１図の吸気マニホールド８の
混合気人口部１３からまずチャンバー部１０に入る。第
１気筒Ｃ１の吸入ｎ．？にはチャンバー部１０から第１
枝管部１１に入り、第１吸気ポート５を通って第１気筒
Ｃ１に混合気を供給する。第２気Ｑｊ　Ｃ　２の吸入時
にはチャンバー部］０から第２枝管部１２に入り、第２
吸気ポート６を通って第２気筒Ｃ２に混含気を供給する
。

吸気ポート５、６にそれぞれ一定長さの枝管部１１、１
２を接続していることにより、脈動を大きくして混合気
の流速を上げ、吸入効率を上げ、それにより出力を保つ
ことができる。

一方ミキサ１５と枝管部１１、１２の間に一定容積を有
するチャンバー部１０を備えていることにより、上記挾
管部１１、１２の脈動がミキサ１５に伝わるのを抑え、
空燃比の均等化を達成し、それによりＮＯＸの排出量が
低減される。

また稀薄燃焼を行なうことにより一層ＮＯＸを城少でき
、しかも上記のように負圧の均等化により稀薄燃焼時に
おける片肺運転専の不具合は解消される。

第９図はＮＯｘ排出ｆｆｉＧ並びに出力Ｔに関して、第
１０図の枝管式吸気マニホールド３０を使用する場合と
、本発明の吸気マニホールドを使用する場合とを比較し
たグラフであり、横軸は枝管要目（ρ／ｄ２）、縦軸は
ＮＯｘ排出量並びにＷＯＴ（ミキサスロットル前回時最
大出力）である。なお上記ρは枝管部の長さ、ｄは枝管
部を円筒と仮定した場合の仮想直径である。

このグラフにおいて、ＮＯｘ排出ｍＧに関しては従来例
を示すＧＯに対して本発明ではチャンバー部を形成して
いることにより、Ｇｌに示すように挾菅要目が大きくな
るに従いその減少早が大きくなってきている。

また出力Ｔに関しては従来例を示すＴＯに比べて、枝管
部を形成していることによりＴＩで示すように減少率を
小さく抑えるでいる。

（別の丈施例） （１）第５図は中央の箱形チャンバー部１０と両側の円
弧状第１、第２枝管部１１、１２を別体に戊形し、ボル
ト等により組み立てるようにした構造である。各枝管部
１１、１２の上端部の開目１ｌａ，１２ａはそれぞれチ
ャンバー部１０の上端両側の第１、第２分岐目２１、２
２に接続される。

（２）第６図は鋳物又は溶接によるｌ’｛筒状のチャン
バー部１０をＨし、この下側に筒状の第１、第２分岐口
２１、２２を一体に形成し、各分岐口２１、２２にゴム
ホース製第１、第２枝管部１１、１２をそれぞれ接続し
たＩｇ造である。

（３）第７図及び第８図は長方体形状のチャンバー部１
０の中に第１、第２枝管部１１、１２を−体に内蔵した
構造である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、クランク角の位相差が１
８０°の２つの気筒Ｃｌ　、Ｃ２を有し、エアクリーナ
からの空気と燃料ガスとを混合する混合器を備えた２気
筒４サイクルガス機関において、吸気マニホールドとし
て、シリンダヘッド２の各気筒用吸気ポート５、６にそ
れぞれ接続して脈動を確保できる程度の長さをＨする２
本の扶管部１１、１２と、該２本の枝管部１１、１２と
混合器の間に接続されると共に枝管部１１、１２内の脈
動を吸収しうる一定の容積をｈ゛する１つのチャンバー
部１０とを備えているので、枝管部１１、１２により脈
動を大きくして混合気の流速を上げ、吸入効率を上げ、
それにより出力を保つことができる一方、チャンバー部
１０により、上記枝管部１１、１２内の脈動が混合器内
に伝わるのを抑え、空燃比の均等化を図り、それによる
ＮＯｘを大幅に減少できる。

即ち出力を高く維持しながら、ＮＯｘ排出量を減少させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した２気筒４サイクルガス機関の
吸気マニホールドの平面図、第２図は第１図の■矢視図
、第３図は第１図の■矢視図、第４図は第３図のｍＶ−
ＩＶ断而図、第５図及び第６図は変形例を示す斜視図、
第７図はさらに別の変形例を示す正面図、第８図は第７
図の■一■断面図第９図はＮＯＸ並びに出力の変化を示
すグラフ、第１０図は従来例の断面略図、第１１図は１
８００位相差をＨする２気筒４サイクルガス機関におけ
るガス吸入量及びマニホールド内負圧の変化を示すグラ
フである。２・・・シリンダヘッド、５、６・・・吸気
ポート、８・・・吸気マニホールド、１０・・・チャン
バー部、１１、１２・・・枝管部、１５・・・ミキサ（
混合器）、１６・・・エアクリーナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランク角の位相差が１８０゜の２つの気筒を有し、エ
   アクリーナからの空気と燃料ガスとを混合する混合器を
   備えた２気筒４サイクルガス機関において、吸気マニホ
   ールドとして、シリンダヘッドの各気筒用吸気ポートに
   それぞれ接続して脈動を確保できる程度の長さを有する
   ２本の枝管部と、該２本の枝管部と混合器の間に接続さ
   れると共に枝管部内の脈動を吸収しうる一定の容積を有
   するチャンバー部とを備えたことを特徴とする２気筒４
   サイクルガス機関の吸気マニホールド。