JPH045801B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気体燃料を吸気過程中にシリンダの
中またはシリンダの空気取入通路の中に直接に噴
射するとき、燃料と空気の混合を改良する新規な
方法および弁装置に関するものであり、特に、空
気と燃料を混ぜる渦を改良するためにシリンダに
高速度の空気を噴射を行わせる上記のような方法
および弁装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、過給機により過給され、掃気されるガ
ス機関においては、ガス燃料は、一般に、吸気行
程中にシリンダに直接に噴射される。燃料と空気
の流れの混合は、空気取入通路の形状によつて影
響を受ける流れパターンと乱れ、弁の大きさおよ
び燃料噴射点に対する位置によつて左右される。
経験によれば、混合は、一般に不十分であるこ
と、および圧縮行程の終りにおける混合物は、均
一とはとてもいえない。渦を発生するように空気
取入通路の方向を最適化することによつて限られ
た改良をなしうるが、結果は、排気ガスを最小に
する観点からは不十分で、点火圧力がサイクルご
とに変動する。混合を改良する改良された方法と
弁装置が必要とされていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、空気と燃料の混合を改良する
上記のような必要な方法および弁装置を提供する
ことである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、(a)燃料噴射、(b)往復ピストン
付きシリンダ、および(c)空気吸入弁を有する機関
において、ピストンが下り行程で動き始めるとき
弁を開き、ピストンが下降するにつれて少なくと
も燃料が噴射されるまで弁を開いた状態に保持す
る段階と、ピストンが下死点に近づくにつれ燃料
を噴射する段階と、高速度の空気噴射を誘導する
ために弁を、それの全変位の約10％から２％以内
に閉じる段階と、ピストンが下死点に達すると同
時に弁を完全に閉じる段階とを備えた空気と燃料
の混合を改良する方法を提供される。

また、本発明は、円形弁要素と、前記弁要素の
ための円形弁座とを備え、前記弁座は、前記弁要
素を受けて密封を行うランドを有し、前記弁要素
は、(a)前記弁座と前記弁要素との間の流体の流れ
を阻止するために第１の配置において前記弁要素
を前記ランドの上に閉じるためと、(b)前記弁座と
前記弁要素との間に流体の流れをできるようにす
るために、第２の配置において、前記弁要素を前
記ランドから外すための肩を有し、前記弁要素お
よび前記座は、さらに、前記弁要素を前記第２の
配置から前記第１の配置の方へ動かす間に前記弁
座の一方の側だけにおいて前記弁要素と前記弁座
との間と事実上密封閉止状態になつて、前記弁座
の前記一方の側と反対の側においてだけ事実上前
記弁座と前記弁要素との間に流体の流れを向けて
調整する相補はめ合い表面を有し、前記はめ合い
表面の一方が複数の半径を有する環状表面の一部
分に形成されていることを特徴とする空気と燃料
を混合する弁装置が提供されることである。

〔作用〕

一つの面によれば、ガス機関における空気と燃
料の混合を改良する本願の方法は、空気と燃料が
弁を通つて入る前に部分混合が生ずるように燃料
を空気取入通路の中に噴射することである。弁を
通る空気と燃料を高速度にすると、それによつて
発生した乱流は、シリンダの中の混合をさらによ
くすることになる。

新規な方法のもう一つの面によれば、シリンダ
用の空気吸入弁は、正規曲線に続いて、すなわ
ち、燃料ガスが噴射され、ピストンが下死点に近
づくと同時に閉じる。しかし、弁がその全変位の
約10ないし２％まで閉じると、弁をこの限られた
開きでピストンが下り行程の残りを完了するまで
保つことは本発明の教えるところである。空気が
シリンダ内で膨脹するため、弁が単にひびわれた
ように開いているこの期間の間、圧力差は増加す
るので、シリンダに入る空気噴出の速度は著しく
増加する。開口部が小さいために、正味の質量流
れは全空気吸入量の小部分であるが、空気噴射の
運動量は、シリンダ内の流れの場を増大するのに
十分なだけ高い。ピストンが下死点に達すると同
時に、弁を完全に閉めなければならない。

新規な方法はまた、ピストンが下死点に達する
直前に高速度の空気流を空気吸入弁の一方だけを
通してシリンダ内に噴射することを含む。

〔実施例〕

当業者は、本発明を実施する他の手段を思いつ
くかもしれないが、第１〜４図の実施例は、本発
明を実行するのに最良と考えられた態様を示して
いる。

第１図および第２図に示してあるように、シリ
ンダ（図示なし）用の空気吸入弁１０が弁座１２
に接近したり、弁座からはずれて、弁座を通つて
入口１４から出口１６にゆく流体（すなわち、空
気または空気と燃料の混合物）の流れを制御す
る。

弁座１２は、弁１０に形成されたシール面２０
と同心のランド１８をもつている。従つて、従来
通り、シール面２０がランド１８にのると、入口
１４と出口１６との間を流体が流れることができ
ない。しかし、本願の弁構成は、弁１０の一方の
側が他方の側より早く閉じる手段を含んでいる。

弁座１２は、二つの半径で形成されたくぼみ２
２を備えている。第１の半径２４は、左側（第１
図および第２図で）にあるくぼみ２２の半分２２
ａを形成し、第２の半径２６は、右側にあるくぼ
み２２の半分２２ｂを形成する。弁１０に最も外
側の肩２８があり、肩２８とくぼみの半分２２ａ
とがはまり合うように互いに非常に接近し合うと
き、弁１０の半径は、くぼみの半分２２ａの半径
に非常に近いので、肩２８は、弁の左側で弁を事
実上閉じる。しかし、これらはくぼみの半分２２
ｂと肩２８との間に、ランド１８とシール面２０
との間の環状空隙と通じる三日月形空間３０を作
る。弁が完全に閉じる直前に流体がシリンダ（図
示なし）に高速度で入り、シリンダ内の渦を強め
るのは、この三日月形空間３０を通じて行われ
る。

第３図および第４図は、本発明によるもう一つ
の弁構成を示している。こゝで、第１図および第
２図に示されたのと類似または同じ参照番号は、
類似または同じ構成要素または構造体を表わす。
弁１０ａには入口１４および出口１６を形成する
弁座１２ａがある。この実施例では、弁１０ａの
一方の側（左側）が早く閉じるのが入口１４で起
るが、第１図および第２図の実施例では、それが
出口１６で起つた。

弁座１２ａには、二つの半径２４ａおよび２６
ａによつて形成された表面３２がある。前者は、
弁１０ａに形成された小さな目の直径の肩２８ａ
にはまる構成要素であり、後者は、肩２８ａとも
う一つの三日月形空間３０ａを形成する。

〔発明の効果〕

本発明の方法は、(a)シリンダ用の空気吸入弁の
閉じるのを遅らせて、閉鎖の直前に高速度の空気
噴射を誘発することと、(b)燃料ガスを空気吸入弁
を介してシリンダに入れるという二つの特徴を備
えており、本発明の弁装置は、弁と、それのため
の弁座を備え、弁座には弁を弁座に弁の弁側での
み最初の閉鎖を事実上行わせるはめ合せ面があ
る。従つて、空気の高速度の噴出が、弁の完全に
閉じる直前に弁の他方の遅く閉じる側を経て関連
のシリンダに流れ入る。本発明の方法または弁装
置により、故意に方向づけして渦を発生する噴射
である、高速度の空気噴射は、シリンダ内での空
気と燃料の混合を強める。

【図面の簡単な説明】

第１図は、新規な弁構成の実施例の側面図で、
弁を完全な線画で示し、弁座を直径断面で示して
あり、第２図は、第１図の線２−２に沿つてと
り、弁を透視線だけで示した第１図の弁座の底面
図、第３図は、第１図のものと同様であるが弁の
側面の早期閉鎖が弁の出口側で起る（第１図に示
されるように）代りに入口側で起る側面図、第４
図は、弁の早期閉鎖肩だけが透視線で示されてお
り、第２図に大体対応している第３図の弁座の底
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)燃料噴射、(b)往復ピストン付きシリンダお
   よび(c)空気吸入弁を有する機関において、 ピストンが下り行程を始めるとき空気吸入弁を
   開く工程と、 ピストンが下り行程を行うとき、少なくとも燃
   料が噴射されるまで空気吸入弁を完全に開いた状
   態に保持する工程と、 ピストンが下死点に近づくにつれて燃料を空気
   吸入弁を介してシリンダの中へ噴射する工程と、 燃料噴射を止める工程と、 空気吸入弁の全変位の約10％から２％の範囲の
   変位だけ残して空気吸入弁を閉じ、そのままピス
   トンが下死点に達するまで空気吸入弁を保持し、
   高速の空気噴射をシリンダ内に誘発してシリンダ
   内の空気と燃料の混合を強める工程と、 そのあと、ピストンの続く上昇行程の間空気と
   燃料の混合物を圧縮できるようにするために空気
   吸入弁を完全に閉じる工程と、 からなる空気と燃料の混合を改良する方法。 ２ 円形の弁要素と、 前記弁要素のための円形の弁座とを備え、 前記弁座は、前記弁要素を受けてシールを行う
   ランドを備え、 前記弁要素は、(a)それを前記ランドの上に第１
   の配置でのせて、前記弁座と前記弁要素との間の
   流体の流れを阻止し、(b)弁要素を前記ランドから
   第２の配置で外して前記弁座と前記弁要素との間
   に流体の流れを可能にする肩を備え、 前記弁要素と前記弁座はさらに、前記弁要素が
   それの前記第２の配置から動いている間、前記弁
   座の周辺の片側半分でだけ密封閉鎖の状態になつ
   て、前記片側に向かい合つている前記弁座の周辺
   の他方の側でだけ事実上前記弁座と前記弁要素と
   の間に流体の流れを向けて調整する相補はめ合い
   表面を有し、前記はめ合い表面の一方が複数の半
   径を有する環状表面の一部分に形成されているこ
   と を特徴とする気体燃料エンジンに用いる弁装置。 ３ 前記弁座がその上に前記一方のはめ合い表面
   を形成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の弁装置。 ４ 前記弁座が入口と出口を有し、前記一方のは
   め合い表面が前記入口にあることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の弁装置。 ５ 前記弁座が入口と出口を有し、前記一方のは
   め合い表面が前記出口にあることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の弁装置。