JPH0610672A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH0610672A JPH0610672A JP16790092A JP16790092A JPH0610672A JP H0610672 A JPH0610672 A JP H0610672A JP 16790092 A JP16790092 A JP 16790092A JP 16790092 A JP16790092 A JP 16790092A JP H0610672 A JPH0610672 A JP H0610672A
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- JP
- Japan
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- gas
- valve
- combustion chamber
- intake
- fuel
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料を予燃焼室等に供給するためのインジェ
クタを廃止する。 【構成】 内燃機関たるガスエンジンにおいて、予燃焼
室１に燃料ガスＧを供給するためのガス通路２を、シリ
ンダヘッド３内に設けられた吸気弁４の昇降用挿通孔５
を横断させて形成する。吸気弁４の軸部６に、開弁時に
ガス通路２を連通させるための切欠７を形成する。
クタを廃止する。 【構成】 内燃機関たるガスエンジンにおいて、予燃焼
室１に燃料ガスＧを供給するためのガス通路２を、シリ
ンダヘッド３内に設けられた吸気弁４の昇降用挿通孔５
を横断させて形成する。吸気弁４の軸部６に、開弁時に
ガス通路２を連通させるための切欠７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＮＧ等の燃料ガスを
使用する予燃焼室式ガスエンジンに関するものである。
使用する予燃焼室式ガスエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に予燃焼室式ガスエンジンは、点火
プラグを備えた予燃焼室（副室）に燃料ガス（濃厚混合
気）を供給し、主燃焼室に稀薄混合気を供給することに
より、点火プラグにて予燃焼室内の濃厚混合気に着火さ
せて主燃焼室内の稀薄混合気を燃焼させ、低燃費及び低
公害を図るようにしている。
プラグを備えた予燃焼室（副室）に燃料ガス（濃厚混合
気）を供給し、主燃焼室に稀薄混合気を供給することに
より、点火プラグにて予燃焼室内の濃厚混合気に着火さ
せて主燃焼室内の稀薄混合気を燃焼させ、低燃費及び低
公害を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の予燃焼
室式ガスエンジンにおいては、予燃焼室に所定のタイミ
ング等で燃料ガスを供給するために、カムやロッカーア
ーム等で構成された専用の動弁機構や、シール性の高い
特殊な電磁弁やインジェクタ（特開昭６３−１６２９２
２号公報）等を備えるようにしていた。このため部品点
数が増大して構造が複雑になり、製造コスト高になると
いう問題があった。
室式ガスエンジンにおいては、予燃焼室に所定のタイミ
ング等で燃料ガスを供給するために、カムやロッカーア
ーム等で構成された専用の動弁機構や、シール性の高い
特殊な電磁弁やインジェクタ（特開昭６３−１６２９２
２号公報）等を備えるようにしていた。このため部品点
数が増大して構造が複雑になり、製造コスト高になると
いう問題があった。
【０００４】そこで本発明は、上記事情に鑑み、簡単な
構成にて燃料ガスを予燃焼室に供給できる予燃焼室式ガ
スエンジンを提供すべく創案されたものである。
構成にて燃料ガスを予燃焼室に供給できる予燃焼室式ガ
スエンジンを提供すべく創案されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、予燃焼室に燃
料ガスを供給するためのガス通路を、シリンダヘッド内
に設けられた吸気弁の昇降用挿通孔を横断させて形成
し、吸気弁の軸部に、開弁時にガス通路を連通させるた
めの切欠を形成したものである。
料ガスを供給するためのガス通路を、シリンダヘッド内
に設けられた吸気弁の昇降用挿通孔を横断させて形成
し、吸気弁の軸部に、開弁時にガス通路を連通させるた
めの切欠を形成したものである。
【０００６】上記ガス通路は、吸気ポートの負圧の大小
によりガス流量を増減させる流量調整弁を備えたもので
あることが望ましい。
によりガス流量を増減させる流量調整弁を備えたもので
あることが望ましい。
【０００７】上記軸部は、切欠の上下にラビリンスシー
ルを有したものであることが望ましい。
ルを有したものであることが望ましい。
【０００８】
【作用】上記構成によって、吸気弁が主燃焼室に気薄混
合気を供給するときに、切欠がガス通路を連通させて予
燃焼室に燃料ガスを供給する。
合気を供給するときに、切欠がガス通路を連通させて予
燃焼室に燃料ガスを供給する。
【０００９】ガス通路が流量調整弁を備えた構成によっ
て、低負荷時に吸入空気量が絞られて吸気ポートの負圧
が高くなると、流量調整弁が予燃焼室へのガス流量を減
少させる。
て、低負荷時に吸入空気量が絞られて吸気ポートの負圧
が高くなると、流量調整弁が予燃焼室へのガス流量を減
少させる。
【００１０】軸部がラビリンスシールを有した構成によ
って、加圧された燃料ガスが軸部とシリンダヘッドとの
間から洩れ出すのを抑える。
って、加圧された燃料ガスが軸部とシリンダヘッドとの
間から洩れ出すのを抑える。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。
明する。
【００１２】図１は、本発明に係わる予燃焼室式ガスエ
ンジンの一実施例を示したものである。このエンジン
は、予燃焼室１に燃料ガスＧを供給するためのガス通路
２が、シリンダヘッド３内に設けられた吸気弁４の昇降
用挿通孔５を横断するように形成され、吸気弁４の軸部
６に、開弁時にガス通路２を連通させるための切欠７が
形成されて構成されている。そして本実施例にあって
は、ガス通路２の途中に、吸気ポート８の負圧の大小に
よりガス流量を増減させる流量調整弁９が設けられてい
る。
ンジンの一実施例を示したものである。このエンジン
は、予燃焼室１に燃料ガスＧを供給するためのガス通路
２が、シリンダヘッド３内に設けられた吸気弁４の昇降
用挿通孔５を横断するように形成され、吸気弁４の軸部
６に、開弁時にガス通路２を連通させるための切欠７が
形成されて構成されている。そして本実施例にあって
は、ガス通路２の途中に、吸気ポート８の負圧の大小に
よりガス流量を増減させる流量調整弁９が設けられてい
る。
【００１３】予燃焼室１は、シリンダヘッド３に形成さ
れた凹部１０に嵌着された栓部材１１の下部に所定の形
状を以て区画形成されており、その下端部１２がピスト
ン１３の頂部に窪まされたキャビティ（主燃焼室）１４
の中央に臨むように膨出され、適宜斜方向に開口した連
通孔１５が形成されている。栓部材１１の上部には、発
火部１６を予燃焼室１に突出させた点火プラグ１７が設
けられており、電気火花により予燃焼室１内の濃厚混合
気（燃料ガスＧ）に着火させるようになっている。また
吸気弁４の昇降用挿通孔５にはバルブガイド１８が嵌合
され、吸気弁４がカム（図示せず）により揺動されるロ
ッカーアーム１９及びスプリング２０によって適宜駆動
されるときに、軸部６を上下方向に摺動させて、その下
端の弁部２１を吸気ポート８の開口部２２に着座・離間
させるようになっている。
れた凹部１０に嵌着された栓部材１１の下部に所定の形
状を以て区画形成されており、その下端部１２がピスト
ン１３の頂部に窪まされたキャビティ（主燃焼室）１４
の中央に臨むように膨出され、適宜斜方向に開口した連
通孔１５が形成されている。栓部材１１の上部には、発
火部１６を予燃焼室１に突出させた点火プラグ１７が設
けられており、電気火花により予燃焼室１内の濃厚混合
気（燃料ガスＧ）に着火させるようになっている。また
吸気弁４の昇降用挿通孔５にはバルブガイド１８が嵌合
され、吸気弁４がカム（図示せず）により揺動されるロ
ッカーアーム１９及びスプリング２０によって適宜駆動
されるときに、軸部６を上下方向に摺動させて、その下
端の弁部２１を吸気ポート８の開口部２２に着座・離間
させるようになっている。
【００１４】ガス通路２は、ガス供給管２３から分岐さ
れてシリンダヘッド３まで伸びたガスパイプ２４と、シ
リンダヘッド３及び栓部材１１内に穿たれた細孔２５と
で区画形成され、昇圧ポンプ２６によって昇圧された燃
料ガスＧが、予燃焼室１まで圧送されるようになってい
る。特にシリンダヘッド３内の細孔２５ａ，２５ｂは、
昇降用挿通孔５の両側に略水平に伸びており、バルブガ
イド１８に形成された連通穴２７に接続している。また
ガス通路下流側のガスパイプ２４ａは、吸気マニホール
ド２８を貫通して吸気ポート８内に伸び、その端部が取
付金具２９によって細孔２５ａの開口端に連結されてい
る。
れてシリンダヘッド３まで伸びたガスパイプ２４と、シ
リンダヘッド３及び栓部材１１内に穿たれた細孔２５と
で区画形成され、昇圧ポンプ２６によって昇圧された燃
料ガスＧが、予燃焼室１まで圧送されるようになってい
る。特にシリンダヘッド３内の細孔２５ａ，２５ｂは、
昇降用挿通孔５の両側に略水平に伸びており、バルブガ
イド１８に形成された連通穴２７に接続している。また
ガス通路下流側のガスパイプ２４ａは、吸気マニホール
ド２８を貫通して吸気ポート８内に伸び、その端部が取
付金具２９によって細孔２５ａの開口端に連結されてい
る。
【００１５】そして切欠７は、図２にも示すように、ガ
ス通路２である連通孔２７に適宜係合する区間に亘っ
て、軸部６の摺動する部分６ａ，６ｂよりも適宜縮径さ
れて形成され、吸気弁４が上昇して吸気ポート８を閉じ
た時に、切欠７の下部の摺動部分６ｂがガス通路２を遮
断し、吸気弁４が下降して吸気ポート８を開放したとき
に切欠７が連通孔２７に重なるように位置して、両側の
細孔２５ａ，２５ｂを連通させるようになっている。
ス通路２である連通孔２７に適宜係合する区間に亘っ
て、軸部６の摺動する部分６ａ，６ｂよりも適宜縮径さ
れて形成され、吸気弁４が上昇して吸気ポート８を閉じ
た時に、切欠７の下部の摺動部分６ｂがガス通路２を遮
断し、吸気弁４が下降して吸気ポート８を開放したとき
に切欠７が連通孔２７に重なるように位置して、両側の
細孔２５ａ，２５ｂを連通させるようになっている。
【００１６】図３にも示すように、流量調整弁９は、ガ
スパイプ２４ａを貫通させたハウジング３０と、ハウジ
ング３０内をガスパイプ２４ａを含む上室３１及び下室
３２に仕切るベローズ（ダイヤフラム）３３と、ベロー
ズ３３の中央にロッド３４を介して連結された弁体３５
と、ロッド３４の連結部３６とハウジング下端内壁との
間に張架された押圧スプリング３７とで構成されてい
る。弁体３５は下窄まりの円錐台状を呈し、ガスパイプ
２４ａの頂部に形成された開口３８及び底部に形成され
た着座面３９に係合するようになっている。またガスパ
イプ２４ａには上室３１に開口したポート４０が形成さ
れていると共に、ハウジング底面には吸気マニホールド
２８に連通されたブーストパイプ４１が設けられてい
る。すなわち、上室３１（ガスパイプ２４ａ内）の圧
力、吸気マニホールド２８内と連通した下室３２の圧
力、及びスプリング力のバランスにより、弁体３５が適
宜上下されて、ガス通路２の通路断面を拡縮するように
なっている。
スパイプ２４ａを貫通させたハウジング３０と、ハウジ
ング３０内をガスパイプ２４ａを含む上室３１及び下室
３２に仕切るベローズ（ダイヤフラム）３３と、ベロー
ズ３３の中央にロッド３４を介して連結された弁体３５
と、ロッド３４の連結部３６とハウジング下端内壁との
間に張架された押圧スプリング３７とで構成されてい
る。弁体３５は下窄まりの円錐台状を呈し、ガスパイプ
２４ａの頂部に形成された開口３８及び底部に形成され
た着座面３９に係合するようになっている。またガスパ
イプ２４ａには上室３１に開口したポート４０が形成さ
れていると共に、ハウジング底面には吸気マニホールド
２８に連通されたブーストパイプ４１が設けられてい
る。すなわち、上室３１（ガスパイプ２４ａ内）の圧
力、吸気マニホールド２８内と連通した下室３２の圧
力、及びスプリング力のバランスにより、弁体３５が適
宜上下されて、ガス通路２の通路断面を拡縮するように
なっている。
【００１７】このほか図１に示したように、バルブガイ
ド１８の上端には、軸部６との間からのガス洩れを防ぐ
ためのバルブステムシール４２が設けられている。また
吸気ポート８の上流側には、ガス供給管２３からの燃料
ガスＧを外気と適宜混合させて、所定の稀薄混合気を形
成するためのガスミキサー（図示せず）が設けられてい
る。
ド１８の上端には、軸部６との間からのガス洩れを防ぐ
ためのバルブステムシール４２が設けられている。また
吸気ポート８の上流側には、ガス供給管２３からの燃料
ガスＧを外気と適宜混合させて、所定の稀薄混合気を形
成するためのガスミキサー（図示せず）が設けられてい
る。
【００１８】次に本実施例の作用を説明する。
【００１９】吸気行程において、吸気弁４はロッカーア
ーム１９により押し下げられ、吸気ポート８からシリン
ダ内に吸気（稀薄混合気）が流入する。このとき軸部６
の切欠７は連通孔２７のレベルに位置され、ガス通路２
が連通される。流量調整弁９の弁体３５は、押圧スプリ
ング３７によりガスパイプ２４ａから離間してガス通路
２を通した状態にあり、高負荷時においては、ガス通路
２のガス流に引かれて上室３１が下室３２よりも低圧に
なるので、図３中二点鎖線にて示したように、ベローズ
３３が上方へ膨らみ、弁体３５はさらに上昇してガス量
は最大限に増加される。
ーム１９により押し下げられ、吸気ポート８からシリン
ダ内に吸気（稀薄混合気）が流入する。このとき軸部６
の切欠７は連通孔２７のレベルに位置され、ガス通路２
が連通される。流量調整弁９の弁体３５は、押圧スプリ
ング３７によりガスパイプ２４ａから離間してガス通路
２を通した状態にあり、高負荷時においては、ガス通路
２のガス流に引かれて上室３１が下室３２よりも低圧に
なるので、図３中二点鎖線にて示したように、ベローズ
３３が上方へ膨らみ、弁体３５はさらに上昇してガス量
は最大限に増加される。
【００２０】低負荷時においては、スロットルバルブ
（図示せず）が閉じて吸気量が減少するため、吸気マニ
ホールド２８内が負圧となり、ブーストパイプ４１を通
して下室３２が上室３１よりも低圧となる。これにより
ベローズ３３は下方へ変位して弁体３５が下降し、ガス
パイプ２４ａの着座面３９に当接した状態となり、ガス
通路２を狭め、燃料ガスＧを吸気量に適合する量に減少
させる。
（図示せず）が閉じて吸気量が減少するため、吸気マニ
ホールド２８内が負圧となり、ブーストパイプ４１を通
して下室３２が上室３１よりも低圧となる。これにより
ベローズ３３は下方へ変位して弁体３５が下降し、ガス
パイプ２４ａの着座面３９に当接した状態となり、ガス
通路２を狭め、燃料ガスＧを吸気量に適合する量に減少
させる。
【００２１】そして圧縮行程に至ると、吸気弁４の上昇
により切欠７の下部６ｂがガス通路２を遮断し、予燃焼
室１に供給された燃料ガスＧは濃厚混合気となって点火
プラグ１７により着火されて、主燃焼室１４内の圧縮さ
れた稀薄混合気を燃焼させる。
により切欠７の下部６ｂがガス通路２を遮断し、予燃焼
室１に供給された燃料ガスＧは濃厚混合気となって点火
プラグ１７により着火されて、主燃焼室１４内の圧縮さ
れた稀薄混合気を燃焼させる。
【００２２】このように、ガス通路２を吸気弁４の昇降
用挿通孔５を横断するように形成し、吸気弁４の軸部６
に切欠７を設けて、吸気弁４が下降する吸気行程におい
てガス通路２を連通させて燃料ガスＧを予燃焼室１に供
給するようにしたので、従来の燃料ガス供給のための専
用の動弁機構やインジェクタ等が不要になり、構造を簡
単にすることができ、部品点数の削減、製造コストの低
減が達成される。
用挿通孔５を横断するように形成し、吸気弁４の軸部６
に切欠７を設けて、吸気弁４が下降する吸気行程におい
てガス通路２を連通させて燃料ガスＧを予燃焼室１に供
給するようにしたので、従来の燃料ガス供給のための専
用の動弁機構やインジェクタ等が不要になり、構造を簡
単にすることができ、部品点数の削減、製造コストの低
減が達成される。
【００２３】またガス通路２の途中に流量調整弁９を設
けて、負荷によってガス量を調整（調圧）するようにし
たので、常に一定した空燃比を得ることができ、空気流
量の計測によりガス流量を制御する方式などに比べて信
頼性が高く、耐久性を向上させることができる。そして
ガス通路２の開閉を吸気弁４の昇降により行わせたこと
で、吸気弁４の寸法等により自由度が制限されることに
なるが、この流量調整弁９が開閉制御を補う役割も果た
す。
けて、負荷によってガス量を調整（調圧）するようにし
たので、常に一定した空燃比を得ることができ、空気流
量の計測によりガス流量を制御する方式などに比べて信
頼性が高く、耐久性を向上させることができる。そして
ガス通路２の開閉を吸気弁４の昇降により行わせたこと
で、吸気弁４の寸法等により自由度が制限されることに
なるが、この流量調整弁９が開閉制御を補う役割も果た
す。
【００２４】さらに本実施例にあっては、ガス通路２を
吸気ポート８側から延長させたので、閉弁時にガスパイ
プ２４ａとの接続部分等から燃料ガスＧが洩れても、稀
薄混合気に混入するだけなので、エンジン外にガス放出
されることがなく、安全性の向上に寄与できる。
吸気ポート８側から延長させたので、閉弁時にガスパイ
プ２４ａとの接続部分等から燃料ガスＧが洩れても、稀
薄混合気に混入するだけなので、エンジン外にガス放出
されることがなく、安全性の向上に寄与できる。
【００２５】また、図４は、本発明の他の実施例を示し
たものであり、吸気弁４の軸部６にラビリンスシール５
１が設けられて構成されている。ラビリンスシール５１
は、切欠７から上下に所定の間隔を隔てた位置にそれぞ
れ設けられ、バルブガイド１８とわずかな隙間で隔てら
れたフィン５２と、括れた形状の溝部５３とが多段に繰
り返されて形成され、洩れる燃料ガスＧを圧損させて非
接触でシールするものである。
たものであり、吸気弁４の軸部６にラビリンスシール５
１が設けられて構成されている。ラビリンスシール５１
は、切欠７から上下に所定の間隔を隔てた位置にそれぞ
れ設けられ、バルブガイド１８とわずかな隙間で隔てら
れたフィン５２と、括れた形状の溝部５３とが多段に繰
り返されて形成され、洩れる燃料ガスＧを圧損させて非
接触でシールするものである。
【００２６】従って、吸気行程を終えて吸気弁４が上昇
することによりガス通路２が遮断されると、加圧された
燃料ガスＧはバルブガイド１８と軸部６の摺動部分（６
ａ，６ｂ）との隙間を擦り抜けて上下に洩れ出そうとす
るが、ラビリンスシール５１により妨げられ、特に溝部
５３に溜まったオイル分によりリーク量はわずかなもの
となる。そのリークガスも、上方に抜けたものはバルブ
ステムシール４２により阻まれ、下方に抜け出たものは
吸気ポートに至り、次の吸気行程で燃焼室１４へ混合気
と共に吸入される。
することによりガス通路２が遮断されると、加圧された
燃料ガスＧはバルブガイド１８と軸部６の摺動部分（６
ａ，６ｂ）との隙間を擦り抜けて上下に洩れ出そうとす
るが、ラビリンスシール５１により妨げられ、特に溝部
５３に溜まったオイル分によりリーク量はわずかなもの
となる。そのリークガスも、上方に抜けたものはバルブ
ステムシール４２により阻まれ、下方に抜け出たものは
吸気ポートに至り、次の吸気行程で燃焼室１４へ混合気
と共に吸入される。
【００２７】このように本実施例によれば、簡単な構造
にて、吸気弁４の動作に悪影響を与えることなく、軸部
６の周囲の燃料ガスＧのリークを防止することができ
る。この他の構成及び作用効果は、前記実施例と同様な
ので、図中同一の符号を付して説明を省略する。
にて、吸気弁４の動作に悪影響を与えることなく、軸部
６の周囲の燃料ガスＧのリークを防止することができ
る。この他の構成及び作用効果は、前記実施例と同様な
ので、図中同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】なお本発明における燃料ガスＧとしては、
天然ガス（ＬＮＧ，ＣＮＧ）、メタノール、ＬＰガス
等、あらゆる気体燃料を適用できるものである。また本
発明の構成が簡単であることから、既存の副室式ディー
ゼルエンジンをベースにして容易に転用することも可能
である。
天然ガス（ＬＮＧ，ＣＮＧ）、メタノール、ＬＰガス
等、あらゆる気体燃料を適用できるものである。また本
発明の構成が簡単であることから、既存の副室式ディー
ゼルエンジンをベースにして容易に転用することも可能
である。
【００２９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３０】(1) 請求項１記載の構成によれば、燃料ガ
スを予燃焼室に適宜供給するための専用の機構が不要に
なり、部品点数の削減、製造コストの低減が達成され
る。
スを予燃焼室に適宜供給するための専用の機構が不要に
なり、部品点数の削減、製造コストの低減が達成され
る。
【００３１】(2) 請求項２記載の構成によれば、さら
に、簡単で確実な構成にて負荷に応じたガス量を供給す
ることができる。
に、簡単で確実な構成にて負荷に応じたガス量を供給す
ることができる。
【００３２】(3) 請求項３記載の構成によれば、さら
に、燃料ガスのリークを簡単な構造にて防止できる。
に、燃料ガスのリークを簡単な構造にて防止できる。
【図１】本発明に係わる予燃焼室式ガスエンジンの一実
施例を示した側断面図である。
施例を示した側断面図である。
【図２】図１の要部の作用を説明するための側断面図で
ある。
ある。
【図３】図１の他の要部を示した拡大図である。
【図４】本発明の他の実施例を示した側断面図である。
１ 予燃焼室 ２ ガス通路 ３ シリンダヘッド ４ 吸気弁 ５ 昇降用挿通孔 ６ 軸部 ７ 切欠 Ｇ 燃料ガス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 内燃機関
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料通路を備えたガス
エンジン等の内燃機関に関するものである。
エンジン等の内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に内燃機関は、燃料を燃焼室や吸気
管内に供給するためのインジェクタを有している。例え
ばガスエンジンにおいては、予燃焼室に所定のタイミン
グ等で燃料ガスを供給するために、インジェクタを備え
ている（特開昭６３−１６２９２２号公報）。
管内に供給するためのインジェクタを有している。例え
ばガスエンジンにおいては、予燃焼室に所定のタイミン
グ等で燃料ガスを供給するために、インジェクタを備え
ている（特開昭６３−１６２９２２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
インジェクタは高価であり、製造コスト高になるという
問題があった。
インジェクタは高価であり、製造コスト高になるという
問題があった。
【０００４】そこで本発明は、インジェクタを廃止して
コスト低減を達成すべく創案されたものである。
コスト低減を達成すべく創案されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料を供給す
るための燃料通路を、シリンダヘッド内に設けられた吸
気弁の昇降用挿通孔を横断させて形成し、吸気弁の軸部
に、開弁時に燃料通路を連通させるための切欠を形成し
たものである。この構成は、燃料通路がガス燃料を予燃
焼室に供給するように構成されたガスエンジンに好適で
ある。
るための燃料通路を、シリンダヘッド内に設けられた吸
気弁の昇降用挿通孔を横断させて形成し、吸気弁の軸部
に、開弁時に燃料通路を連通させるための切欠を形成し
たものである。この構成は、燃料通路がガス燃料を予燃
焼室に供給するように構成されたガスエンジンに好適で
ある。
【０００６】上記燃料通路は、吸気ポートの負圧の大小
によりガス流量を増減させる流量調整弁を備えたもので
あることが望ましい。
によりガス流量を増減させる流量調整弁を備えたもので
あることが望ましい。
【０００７】上記軸部は、切欠の上下にラビリンスシー
ルを有したものであることが望ましい。
ルを有したものであることが望ましい。
【０００８】
【作用】上記構成によって、吸気弁の開弁時に燃料が供
給される。ガスエンジンにおいては、吸気弁が主燃焼室
に気薄混合気を供給するときに、切欠が燃料通路を連通
させて予燃焼室に燃料ガスを供給する。
給される。ガスエンジンにおいては、吸気弁が主燃焼室
に気薄混合気を供給するときに、切欠が燃料通路を連通
させて予燃焼室に燃料ガスを供給する。
【０００９】燃料通路が流量調整弁を備えた構成によっ
て、低負荷時に吸入空気量が絞られて吸気ポートの負圧
が高くなると、流量調整弁が予燃焼室へのガス流量を減
少させる。
て、低負荷時に吸入空気量が絞られて吸気ポートの負圧
が高くなると、流量調整弁が予燃焼室へのガス流量を減
少させる。
【００１０】軸部がラビリンスシールを有した構成によ
って、加圧された燃料ガスが軸部とシリンダヘッドとの
間から洩れ出すのを抑える。
って、加圧された燃料ガスが軸部とシリンダヘッドとの
間から洩れ出すのを抑える。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。
明する。
【００１２】図１は、本発明に係わる内燃機関の一実施
例を示したものであり、ガスエンジンに適用した場合を
示している。このエンジンは、予燃焼室１に燃料たる燃
料ガスＧを供給するための燃料通路たるガス通路２が、
シリンダヘッド３内に設けられた吸気弁４の昇降用挿通
孔５を横断するように形成され、吸気弁４の軸部６に、
開弁時にガス通路２を連通させるための切欠７が形成さ
れて構成されている。そして本実施例にあっては、ガス
通路２の途中に、吸気ポート８の負圧の大小によりガス
流量を増減させる流量調整弁９が設けられている。
例を示したものであり、ガスエンジンに適用した場合を
示している。このエンジンは、予燃焼室１に燃料たる燃
料ガスＧを供給するための燃料通路たるガス通路２が、
シリンダヘッド３内に設けられた吸気弁４の昇降用挿通
孔５を横断するように形成され、吸気弁４の軸部６に、
開弁時にガス通路２を連通させるための切欠７が形成さ
れて構成されている。そして本実施例にあっては、ガス
通路２の途中に、吸気ポート８の負圧の大小によりガス
流量を増減させる流量調整弁９が設けられている。
【００１３】予燃焼室１は、シリンダヘッド３に形成さ
れた凹部１０に嵌着された栓部材１１の下部に所定の形
状を以て区画形成されており、その下端部１２がピスト
ン１３の頂部に窪まされたキャビティ（主燃焼室）１４
の中央に臨むように膨出され、適宜斜方向に開口した連
通孔１５が形成されている。栓部材１１の上部には、発
火部１６を予燃焼室１に突出させた点火プラグ１７が設
けられており、電気火花により予燃焼室１内の濃厚混合
気（燃料ガスＧ）に着火させるようになっている。また
吸気弁４の昇降用挿通孔５にはバルブガイド１８が嵌合
され、吸気弁４がカム（図示せず）により揺動されるロ
ッカーアーム１９及びスプリング２０によって適宜駆動
されるときに、軸部６を上下方向に摺動させて、その下
端の弁部２１を吸気ポート８の開口部２２に着座・離間
させるようになっている。
れた凹部１０に嵌着された栓部材１１の下部に所定の形
状を以て区画形成されており、その下端部１２がピスト
ン１３の頂部に窪まされたキャビティ（主燃焼室）１４
の中央に臨むように膨出され、適宜斜方向に開口した連
通孔１５が形成されている。栓部材１１の上部には、発
火部１６を予燃焼室１に突出させた点火プラグ１７が設
けられており、電気火花により予燃焼室１内の濃厚混合
気（燃料ガスＧ）に着火させるようになっている。また
吸気弁４の昇降用挿通孔５にはバルブガイド１８が嵌合
され、吸気弁４がカム（図示せず）により揺動されるロ
ッカーアーム１９及びスプリング２０によって適宜駆動
されるときに、軸部６を上下方向に摺動させて、その下
端の弁部２１を吸気ポート８の開口部２２に着座・離間
させるようになっている。
【００１４】ガス通路２は、ガス供給管２３から分岐さ
れてシリンダヘッド３まで伸びたガスパイプ２４と、シ
リンダヘッド３及び栓部材１１内に穿たれた細孔２５と
で区画形成され、昇圧ポンプ２６によって昇圧された燃
料ガスＧが、予燃焼室１まで圧送されるようになってい
る。特にシリンダヘッド３内の細孔２５ａ，２５ｂは、
昇降用挿通孔５の両側に略水平に伸びており、バルブガ
イド１８に形成された連通穴２７に接続している。また
ガス通路下流側のガスパイプ２４ａは、吸気マニホール
ド２８を貫通して吸気ポート８内に伸び、その端部が取
付金具２９によって細孔２５ａの開口端に連結されてい
る。
れてシリンダヘッド３まで伸びたガスパイプ２４と、シ
リンダヘッド３及び栓部材１１内に穿たれた細孔２５と
で区画形成され、昇圧ポンプ２６によって昇圧された燃
料ガスＧが、予燃焼室１まで圧送されるようになってい
る。特にシリンダヘッド３内の細孔２５ａ，２５ｂは、
昇降用挿通孔５の両側に略水平に伸びており、バルブガ
イド１８に形成された連通穴２７に接続している。また
ガス通路下流側のガスパイプ２４ａは、吸気マニホール
ド２８を貫通して吸気ポート８内に伸び、その端部が取
付金具２９によって細孔２５ａの開口端に連結されてい
る。
【００１５】そして切欠７は、図２にも示すように、ガ
ス通路２である連通孔２７に適宜係合する区間に亘っ
て、軸部６の摺動する部分６ａ，６ｂよりも適宜縮径さ
れて形成され、吸気弁４が上昇して吸気ポート８を閉じ
た時に、切欠７の下部の摺動部分６ｂがガス通路２を遮
断し、吸気弁４が下降して吸気ポート８を開放したとき
に切欠７が連通孔２７に重なるように位置して、両側の
細孔２５ａ，２５ｂを連通させるようになっている。
ス通路２である連通孔２７に適宜係合する区間に亘っ
て、軸部６の摺動する部分６ａ，６ｂよりも適宜縮径さ
れて形成され、吸気弁４が上昇して吸気ポート８を閉じ
た時に、切欠７の下部の摺動部分６ｂがガス通路２を遮
断し、吸気弁４が下降して吸気ポート８を開放したとき
に切欠７が連通孔２７に重なるように位置して、両側の
細孔２５ａ，２５ｂを連通させるようになっている。
【００１６】図３にも示すように、流量調整弁９は、ガ
スパイプ２４ａを貫通させたハウジング３０と、ハウジ
ング３０内をガスパイプ２４ａを含む上室３１及び下室
３２に仕切るベローズ（ダイヤフラム）３３と、ベロー
ズ３３の中央にロッド３４を介して連結された弁体３５
と、ロッド３４の連結部３６とハウジング下端内壁との
間に張架された押圧スプリング３７とで構成されてい
る。弁体３５は下窄まりの円錐台状を呈し、ガスパイプ
２４ａの頂部に形成された開口３８及び底部に形成され
た着座面３９に係合するようになっている。またガスパ
イプ２４ａには上室３１に開口したポート４０が形成さ
れていると共に、ハウジング底面には吸気マニホールド
２８に連通されたブーストパイプ４１が設けられてい
る。すなわち、上室３１（ガスパイプ２４ａ内）の圧
力、吸気マニホールド２８内と連通した下室３２の圧
力、及びスプリング力のバランスにより、弁体３５が適
宜上下されて、ガス通路２の通路断面を拡縮するように
なっている。
スパイプ２４ａを貫通させたハウジング３０と、ハウジ
ング３０内をガスパイプ２４ａを含む上室３１及び下室
３２に仕切るベローズ（ダイヤフラム）３３と、ベロー
ズ３３の中央にロッド３４を介して連結された弁体３５
と、ロッド３４の連結部３６とハウジング下端内壁との
間に張架された押圧スプリング３７とで構成されてい
る。弁体３５は下窄まりの円錐台状を呈し、ガスパイプ
２４ａの頂部に形成された開口３８及び底部に形成され
た着座面３９に係合するようになっている。またガスパ
イプ２４ａには上室３１に開口したポート４０が形成さ
れていると共に、ハウジング底面には吸気マニホールド
２８に連通されたブーストパイプ４１が設けられてい
る。すなわち、上室３１（ガスパイプ２４ａ内）の圧
力、吸気マニホールド２８内と連通した下室３２の圧
力、及びスプリング力のバランスにより、弁体３５が適
宜上下されて、ガス通路２の通路断面を拡縮するように
なっている。
【００１７】このほか図１に示したように、バルブガイ
ド１８の上端には、軸部６との間からのガス洩れを防ぐ
ためのバルブステムシール４２が設けられている。また
吸気ポート８の上流側には、ガス供給管２３からの燃料
ガスＧを外気と適宜混合させて、所定の稀薄混合気を形
成するためのガスミキサー（図示せず）が設けられてい
る。
ド１８の上端には、軸部６との間からのガス洩れを防ぐ
ためのバルブステムシール４２が設けられている。また
吸気ポート８の上流側には、ガス供給管２３からの燃料
ガスＧを外気と適宜混合させて、所定の稀薄混合気を形
成するためのガスミキサー（図示せず）が設けられてい
る。
【００１８】次に本実施例の作用を説明する。
【００１９】吸気行程において、吸気弁４はロッカーア
ーム１９により押し下げられ、吸気ポート８からシリン
ダ内に吸気（稀薄混合気）が流入する。このとき軸部６
の切欠７は連通孔２７のレベルに位置され、ガス通路２
が連通される。流量調整弁９の弁体３５は、押圧スプリ
ング３７によりガスパイプ２４ａから離間してガス通路
２を通した状態にあり、高負荷時においては、ガス通路
２のガス流に引かれて上室３１が下室３２よりも低圧に
なるので、図３中二点鎖線にて示したように、ベローズ
３３が上方へ膨らみ、弁体３５はさらに上昇してガス量
は最大限に増加される。
ーム１９により押し下げられ、吸気ポート８からシリン
ダ内に吸気（稀薄混合気）が流入する。このとき軸部６
の切欠７は連通孔２７のレベルに位置され、ガス通路２
が連通される。流量調整弁９の弁体３５は、押圧スプリ
ング３７によりガスパイプ２４ａから離間してガス通路
２を通した状態にあり、高負荷時においては、ガス通路
２のガス流に引かれて上室３１が下室３２よりも低圧に
なるので、図３中二点鎖線にて示したように、ベローズ
３３が上方へ膨らみ、弁体３５はさらに上昇してガス量
は最大限に増加される。
【００２０】低負荷時においては、スロットルバルブ
（図示せず）が閉じて吸気量が減少するため、吸気マニ
ホールド２８内が負圧となり、ブーストパイプ４１を通
して下室３２が上室３１よりも低圧となる。これにより
ベローズ３３は下方へ変位して弁体３５が下降し、ガス
パイプ２４ａの着座面３９に当接した状態となり、ガス
通路２を狭め、燃料ガスＧを吸気量に適合する量に減少
させる。
（図示せず）が閉じて吸気量が減少するため、吸気マニ
ホールド２８内が負圧となり、ブーストパイプ４１を通
して下室３２が上室３１よりも低圧となる。これにより
ベローズ３３は下方へ変位して弁体３５が下降し、ガス
パイプ２４ａの着座面３９に当接した状態となり、ガス
通路２を狭め、燃料ガスＧを吸気量に適合する量に減少
させる。
【００２１】そして圧縮行程に至ると、吸気弁４の上昇
により切欠７の下部６ｂがガス通路２を遮断し、予燃焼
室１に供給された燃料ガスＧは濃厚混合気となって点火
プラグ１７により着火されて、主燃焼室１４内の圧縮さ
れた稀薄混合気を燃焼させる。
により切欠７の下部６ｂがガス通路２を遮断し、予燃焼
室１に供給された燃料ガスＧは濃厚混合気となって点火
プラグ１７により着火されて、主燃焼室１４内の圧縮さ
れた稀薄混合気を燃焼させる。
【００２２】このように、ガス通路２を吸気弁４の昇降
用挿通孔５を横断するように形成し、吸気弁４の軸部６
に切欠７を設けて、吸気弁４が下降する吸気行程におい
てガス通路２を連通させて燃料ガスＧを予燃焼室１に供
給するようにしたので、従来の燃料ガス供給のための専
用の動弁機構やインジェクタ等が不要になり、構造を簡
単にすることができ、部品点数の削減、製造コストの低
減が達成される。
用挿通孔５を横断するように形成し、吸気弁４の軸部６
に切欠７を設けて、吸気弁４が下降する吸気行程におい
てガス通路２を連通させて燃料ガスＧを予燃焼室１に供
給するようにしたので、従来の燃料ガス供給のための専
用の動弁機構やインジェクタ等が不要になり、構造を簡
単にすることができ、部品点数の削減、製造コストの低
減が達成される。
【００２３】またガス通路２の途中に流量調整弁９を設
けて、負荷によってガス量を調整（調圧）するようにし
たので、常に一定した空燃比を得ることができ、空気流
量の計測によりガス流量を制御する方式などに比べて信
頼性が高く、耐久性を向上させることができる。そして
ガス通路２の開閉を吸気弁４の昇降により行わせたこと
で、吸気弁４の寸法等により自由度が制限されることに
なるが、この流量調整弁９が開閉制御を補う役割も果た
す。
けて、負荷によってガス量を調整（調圧）するようにし
たので、常に一定した空燃比を得ることができ、空気流
量の計測によりガス流量を制御する方式などに比べて信
頼性が高く、耐久性を向上させることができる。そして
ガス通路２の開閉を吸気弁４の昇降により行わせたこと
で、吸気弁４の寸法等により自由度が制限されることに
なるが、この流量調整弁９が開閉制御を補う役割も果た
す。
【００２４】さらに本実施例にあっては、ガス通路２を
吸気ポート８側から延長させたので、閉弁時にガスパイ
プ２４ａとの接続部分等から燃料ガスＧが洩れても、稀
薄混合気に混入するだけなので、エンジン外にガス放出
されることがなく、安全性の向上に寄与できる。
吸気ポート８側から延長させたので、閉弁時にガスパイ
プ２４ａとの接続部分等から燃料ガスＧが洩れても、稀
薄混合気に混入するだけなので、エンジン外にガス放出
されることがなく、安全性の向上に寄与できる。
【００２５】また、図４は、本発明の他の実施例を示し
たものであり、吸気弁４の軸部６にラビリンスシール５
１が設けられて構成されている。ラビリンスシール５１
は、切欠７から上下に所定の間隔を隔てた位置にそれぞ
れ設けられ、バルブガイド１８とわずかな隙間で隔てら
れたフィン５２と、括れた形状の溝部５３とが多段に繰
り返されて形成され、洩れる燃料ガスＧを圧損させて非
接触でシールするものである。
たものであり、吸気弁４の軸部６にラビリンスシール５
１が設けられて構成されている。ラビリンスシール５１
は、切欠７から上下に所定の間隔を隔てた位置にそれぞ
れ設けられ、バルブガイド１８とわずかな隙間で隔てら
れたフィン５２と、括れた形状の溝部５３とが多段に繰
り返されて形成され、洩れる燃料ガスＧを圧損させて非
接触でシールするものである。
【００２６】従って、吸気行程を終えて吸気弁４が上昇
することによりガス通路２が遮断されると、加圧された
燃料ガスＧはバルブガイド１８と軸部６の摺動部分（６
ａ，６ｂ）との隙間を擦り抜けて上下に洩れ出そうとす
るが、ラビリンスシール５１により妨げられ、特に溝部
５３に溜まったオイル分によりリーク量はわずかなもの
となる。そのリークガスも、上方に抜けたものはバルブ
ステムシール４２により阻まれ、下方に抜け出たものは
吸気ポートに至り、次の吸気行程で燃焼室１４へ混合気
と共に吸入される。
することによりガス通路２が遮断されると、加圧された
燃料ガスＧはバルブガイド１８と軸部６の摺動部分（６
ａ，６ｂ）との隙間を擦り抜けて上下に洩れ出そうとす
るが、ラビリンスシール５１により妨げられ、特に溝部
５３に溜まったオイル分によりリーク量はわずかなもの
となる。そのリークガスも、上方に抜けたものはバルブ
ステムシール４２により阻まれ、下方に抜け出たものは
吸気ポートに至り、次の吸気行程で燃焼室１４へ混合気
と共に吸入される。
【００２７】このように本実施例によれば、簡単な構造
にて、吸気弁４の動作に悪影響を与えることなく、軸部
６の周囲の燃料ガスＧのリークを防止することができ
る。この他の構成及び作用効果は、前記実施例と同様な
ので、図中同一の符号を付して説明を省略する。
にて、吸気弁４の動作に悪影響を与えることなく、軸部
６の周囲の燃料ガスＧのリークを防止することができ
る。この他の構成及び作用効果は、前記実施例と同様な
ので、図中同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】なお以上の実施例における燃料ガスＧとし
ては、天然ガス（ＬＮＧ，ＣＮＧ）、メタノール、ＬＰ
ガス等、あらゆる気体燃料を適用できるものである。ま
た以上の実施例の構成が簡単であることから、既存の副
室式ディーゼルエンジンをベースにして容易に転用する
ことも可能である。さらに内燃機関としてはガスエンジ
ンに限るものではない。
ては、天然ガス（ＬＮＧ，ＣＮＧ）、メタノール、ＬＰ
ガス等、あらゆる気体燃料を適用できるものである。ま
た以上の実施例の構成が簡単であることから、既存の副
室式ディーゼルエンジンをベースにして容易に転用する
ことも可能である。さらに内燃機関としてはガスエンジ
ンに限るものではない。
【００２９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３０】(1) 請求項１及び２記載の構成によれば、
燃料を予燃焼室等に適宜供給するためのインジェクタ或
いは専用の機構が不要になり、製造コストの低減さらに
は部品点数の削減が達成される。
燃料を予燃焼室等に適宜供給するためのインジェクタ或
いは専用の機構が不要になり、製造コストの低減さらに
は部品点数の削減が達成される。
【００３１】(2) 請求項３記載の構成によれば、さら
に、簡単で確実な構成にて負荷に応じたガス量を供給す
ることができる。
に、簡単で確実な構成にて負荷に応じたガス量を供給す
ることができる。
【００３２】(3) 請求項４記載の構成によれば、さら
に、燃料ガスのリークを簡単な構造にて防止できる。
に、燃料ガスのリークを簡単な構造にて防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる内燃機関の一実施例たるガスエ
ンジンを示した側断面図である。
ンジンを示した側断面図である。
【図２】図１の要部の作用を説明するための側断面図で
ある。
ある。
【図３】図１の他の要部を示した拡大図である。
【図４】本発明の他の実施例を示した側断面図である。
【符号の説明】 １ 予燃焼室 ２ ガス通路（燃料通路） ３ シリンダヘッド ４ 吸気弁 ５ 昇降用挿通孔 ６ 軸部 ７ 切欠 Ｇ 燃料ガス（燃料）
Claims (3)
- 【請求項１】 予燃焼室に燃料ガスを供給するためのガ
ス通路を、シリンダヘッド内に設けられた吸気弁の昇降
用挿通孔を横断させて形成し、上記吸気弁の軸部に、開
弁時に上記ガス通路を連通させるための切欠を形成した
ことを特徴とする予燃焼室式ガスエンジン。 - 【請求項２】 上記ガス通路が、吸気ポートの負圧の大
小によりガス流量を増減させる流量調整弁を備えた請求
項１記載の予燃焼室式ガスエンジン。 - 【請求項３】 上記軸部が、上記切欠の上下にラビリン
スシールを有した請求項１又は２に記載の予燃焼室式ガ
スエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16790092A JPH0610672A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16790092A JPH0610672A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610672A true JPH0610672A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15858138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16790092A Pending JPH0610672A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610672A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280922A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Osaka Gas Co Ltd | 副室式エンジン |
| WO2012131957A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの燃料ガス供給装置 |
| EP3853461A1 (en) * | 2018-09-20 | 2021-07-28 | Bergen Engines As | Cylinder head for a combustion engine, and a method for supply of prechamber gas in a cylinder head |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP16790092A patent/JPH0610672A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280922A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Osaka Gas Co Ltd | 副室式エンジン |
| WO2012131957A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの燃料ガス供給装置 |
| KR101452149B1 (ko) * | 2011-03-30 | 2014-10-16 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치 |
| JP5611449B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-10-22 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの燃料ガス供給装置 |
| EP3853461A1 (en) * | 2018-09-20 | 2021-07-28 | Bergen Engines As | Cylinder head for a combustion engine, and a method for supply of prechamber gas in a cylinder head |
| US11268475B2 (en) | 2018-09-20 | 2022-03-08 | Bergen Engines As | Cylinder head for a combustion engine, and a method for supply of prechamber gas in a cylinder head |
| EP3853461A4 (en) * | 2018-09-20 | 2022-05-25 | Bergen Engines As | COMBUSTION ENGINE CYLINDER HEAD AND METHOD FOR FEEDING PRE-CHAMBER GAS INTO A CYLINDER HEAD |
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