JPH06229318A - 高圧縮比副室式ガスエンジン - Google Patents
高圧縮比副室式ガスエンジンInfo
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- JPH06229318A JPH06229318A JP5040619A JP4061993A JPH06229318A JP H06229318 A JPH06229318 A JP H06229318A JP 5040619 A JP5040619 A JP 5040619A JP 4061993 A JP4061993 A JP 4061993A JP H06229318 A JPH06229318 A JP H06229318A
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- Japan
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- gas
- air
- compression
- chamber
- fuel mixture
- Prior art date
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- Pending
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ガスエンジンの副室に水噴射ノズルを設け、圧
縮行程にて温度が上昇した混合気に水噴霧を噴射させて
自発火燃焼を防止する。 【構成】シリンダヘッド１１の上方の副室３に水噴射ノ
ズル３１、スパークプラグ３２、流量調節自在なガス導
入管３３を取付けるとともに、副室３にはガス導入管３
３により混合気を濃く、主室１２には吸気流路４１のガ
ス供給器４０によって空気過剰率の大きい混合気を供給
する。そして圧縮行程では水噴射ノズル３１から水噴霧
を噴出させて高圧縮による混合気の圧縮熱を冷却させ、
自発火燃焼を防いでスパークプラグ３２により着火し運
転する。
縮行程にて温度が上昇した混合気に水噴霧を噴射させて
自発火燃焼を防止する。 【構成】シリンダヘッド１１の上方の副室３に水噴射ノ
ズル３１、スパークプラグ３２、流量調節自在なガス導
入管３３を取付けるとともに、副室３にはガス導入管３
３により混合気を濃く、主室１２には吸気流路４１のガ
ス供給器４０によって空気過剰率の大きい混合気を供給
する。そして圧縮行程では水噴射ノズル３１から水噴霧
を噴出させて高圧縮による混合気の圧縮熱を冷却させ、
自発火燃焼を防いでスパークプラグ３２により着火し運
転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＰＧ、天然ガスなどを
効率よく燃焼させる高圧縮比副室式ガスエンジンに関す
る。
効率よく燃焼させる高圧縮比副室式ガスエンジンに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関では燃料の圧縮比を高め、また
空燃比を大にすることにより理論熱効率が向上すること
が知られており、ディーゼルエンジンでは圧縮比を小型
で１８〜２２、中型で１５〜１６程度として燃料の軽油
を圧縮空気中に噴射して燃焼させ、熱効率の向上を図っ
ている。
空燃比を大にすることにより理論熱効率が向上すること
が知られており、ディーゼルエンジンでは圧縮比を小型
で１８〜２２、中型で１５〜１６程度として燃料の軽油
を圧縮空気中に噴射して燃焼させ、熱効率の向上を図っ
ている。
【０００３】一方、ＬＰＧや天然ガスを燃料とするガス
エンジンは予混合燃焼を行う場合、圧縮比を高めると断
熱圧縮によりノッキングが生ずるので、その圧縮比は１
２〜１３程度が限度で、空燃比は火炎伝播ができる範囲
の１．５程度が用いられている。
エンジンは予混合燃焼を行う場合、圧縮比を高めると断
熱圧縮によりノッキングが生ずるので、その圧縮比は１
２〜１３程度が限度で、空燃比は火炎伝播ができる範囲
の１．５程度が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように予混合気
燃焼を行うガスエンジンでは、熱効率を向上させるため
圧縮比を高めると、断熱圧縮による温度上昇により早期
に着火してノッキングを生じ、運転不能になるという問
題がある。
燃焼を行うガスエンジンでは、熱効率を向上させるため
圧縮比を高めると、断熱圧縮による温度上昇により早期
に着火してノッキングを生じ、運転不能になるという問
題がある。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的はＬＰＧや天然ガスを用いるガス
エンジンに副室を設けて熱効率を高めるとともに水噴射
を行って高圧縮比に運転しようとする高圧縮比副室式ガ
スエンジンを提供するものである。
ものであり、その目的はＬＰＧや天然ガスを用いるガス
エンジンに副室を設けて熱効率を高めるとともに水噴射
を行って高圧縮比に運転しようとする高圧縮比副室式ガ
スエンジンを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、燃料となるガスを予混合して圧縮
し、副室を備えたシリンダにて燃焼させる高圧縮比副室
式ガスエンジンにおいて、前記の副室とシリンダとに別
個にガスを供給するガス流路と、前記の副室に設けられ
て副室内とシリンダ内主室とに水噴霧を噴射する水噴射
ノズルと、副室内混合気に点火するスパークプラグとを
設けた高圧縮比副室式ガスエンジンが提供される。
めに本発明によれば、燃料となるガスを予混合して圧縮
し、副室を備えたシリンダにて燃焼させる高圧縮比副室
式ガスエンジンにおいて、前記の副室とシリンダとに別
個にガスを供給するガス流路と、前記の副室に設けられ
て副室内とシリンダ内主室とに水噴霧を噴射する水噴射
ノズルと、副室内混合気に点火するスパークプラグとを
設けた高圧縮比副室式ガスエンジンが提供される。
【０００７】
【作用】副室と主室とに別個にガスを供給するガス流路
を設けるとともに、副室上壁に噴霧を噴射する水噴射ノ
ズルを取付け、圧縮行程にて水噴霧を噴出させて混合気
を冷却し、圧縮熱による自発火温度より低下させるの
で、高圧縮を行っても自発火することなく、熱効率の高
いガスエンジンが得られる。
を設けるとともに、副室上壁に噴霧を噴射する水噴射ノ
ズルを取付け、圧縮行程にて水噴霧を噴出させて混合気
を冷却し、圧縮熱による自発火温度より低下させるの
で、高圧縮を行っても自発火することなく、熱効率の高
いガスエンジンが得られる。
【０００８】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００９】図１は本発明にかかる高圧縮比副室式ガス
エンジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
エンジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
【００１０】同図において、１はシリンダで、上下に摺
動自在なピストン２を備え、上方のシリンダヘッド１１
には副燃焼室となる副室３や吸気弁４、排気弁５などが
設けられ、副室３は連絡口３０によりシリンダ内の主室
１２に開口している。そしてピストン２の上部には空気
溜りとなる凹部２１を備えたピストンヘッド２０が取付
けられている。
動自在なピストン２を備え、上方のシリンダヘッド１１
には副燃焼室となる副室３や吸気弁４、排気弁５などが
設けられ、副室３は連絡口３０によりシリンダ内の主室
１２に開口している。そしてピストン２の上部には空気
溜りとなる凹部２１を備えたピストンヘッド２０が取付
けられている。
【００１１】副室３はその上壁の中央には水噴射ノズル
３１が挿着され、その側壁方向と主室とに噴霧が噴射さ
れて壁面に達しないように構成され、また上壁の所定の
位置には火花点火を行うスパークプラグ３２と、ガス導
入管３３とがそれぞれ取付けられており、該ガス導入管
３３にはガス弁３４とガス流量を調整するガス量制御弁
３５とが設けられている。
３１が挿着され、その側壁方向と主室とに噴霧が噴射さ
れて壁面に達しないように構成され、また上壁の所定の
位置には火花点火を行うスパークプラグ３２と、ガス導
入管３３とがそれぞれ取付けられており、該ガス導入管
３３にはガス弁３４とガス流量を調整するガス量制御弁
３５とが設けられている。
【００１２】４１は主室１２に空気を導く吸気流路であ
り、該吸気流路４１の途中にはエンジン負荷に応じガス
量を制御する調圧弁４２を備えたガス供給路４０が挿着
され、またその上流にはスロットル弁４３が取付けられ
てシリンダ１への吸入空気量が調整できるように構成さ
れている。
り、該吸気流路４１の途中にはエンジン負荷に応じガス
量を制御する調圧弁４２を備えたガス供給路４０が挿着
され、またその上流にはスロットル弁４３が取付けられ
てシリンダ１への吸入空気量が調整できるように構成さ
れている。
【００１３】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明すると、エンジンの吸入行程ではエンジン負荷
に応じ、ガス供給路４０からのガス量は調圧弁４２によ
り、また吸入空気量はスロットル弁４３が開かれて予混
合気が制御されるが、その空気過剰率は１．８〜２．５
程度の高めに制御される。そして吸入行程または吸入行
程の後半ではガス弁３４を開いて副室３の内部にガスを
吸入させ、このため吸入行程の終わりには主室内に空気
過剰率の大きい予混合気が、副室には比較的に濃い予混
合気が充満することになる。
動を説明すると、エンジンの吸入行程ではエンジン負荷
に応じ、ガス供給路４０からのガス量は調圧弁４２によ
り、また吸入空気量はスロットル弁４３が開かれて予混
合気が制御されるが、その空気過剰率は１．８〜２．５
程度の高めに制御される。そして吸入行程または吸入行
程の後半ではガス弁３４を開いて副室３の内部にガスを
吸入させ、このため吸入行程の終わりには主室内に空気
過剰率の大きい予混合気が、副室には比較的に濃い予混
合気が充満することになる。
【００１４】ついで圧縮行程では圧縮されて除々に高
圧、高温となって副室内は自発火温度に近づくが、この
とき水噴射ノズル３１により水の噴霧を図示のＡのよう
に噴射させて混合気を冷却させる。このため、気化潜熱
の大きい水は混合気から多量の熱エネルギーを吸収して
副室３の内部を自発火温度以下に下げるとともに、噴霧
の一部はＢのように噴射されて主室１２の混合気温度を
低下させることになる。なおこの場合、主室内の混合気
は前述のように副室内より希薄にて自発火温度が高いた
め、主室１２への水噴霧は少なくてよいものである。
圧、高温となって副室内は自発火温度に近づくが、この
とき水噴射ノズル３１により水の噴霧を図示のＡのよう
に噴射させて混合気を冷却させる。このため、気化潜熱
の大きい水は混合気から多量の熱エネルギーを吸収して
副室３の内部を自発火温度以下に下げるとともに、噴霧
の一部はＢのように噴射されて主室１２の混合気温度を
低下させることになる。なおこの場合、主室内の混合気
は前述のように副室内より希薄にて自発火温度が高いた
め、主室１２への水噴霧は少なくてよいものである。
【００１５】つぎに圧縮行程の終期近くでスパークプラ
グ３２が通電されて火花放電を生ずると、まず副室３内
部の圧縮された混合気が点火され、連絡口３０から主室
１２に火炎が吹出すことになり、ついで吹出した火炎と
ともに、主室内の混合気も火炎となってその爆発力によ
りピストン２を押し下げ、エンジンが運転されることに
なる。
グ３２が通電されて火花放電を生ずると、まず副室３内
部の圧縮された混合気が点火され、連絡口３０から主室
１２に火炎が吹出すことになり、ついで吹出した火炎と
ともに、主室内の混合気も火炎となってその爆発力によ
りピストン２を押し下げ、エンジンが運転されることに
なる。
【００１６】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。
【００１７】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、ＬＰＧや
天然ガスを燃料とするエンジンの副室と主室とに別個に
ガスを供給するガス流路を設けるとともに、副室上壁に
は水噴射用のノズルを取付け、圧縮行程では少なくとも
副室内に水噴霧を噴出させるので、圧縮熱による混合気
温度の上昇が抑えられ、高圧縮を行っても自発火するこ
となく、熱効率の高いガスエンジンが得られるという効
果がある。
天然ガスを燃料とするエンジンの副室と主室とに別個に
ガスを供給するガス流路を設けるとともに、副室上壁に
は水噴射用のノズルを取付け、圧縮行程では少なくとも
副室内に水噴霧を噴出させるので、圧縮熱による混合気
温度の上昇が抑えられ、高圧縮を行っても自発火するこ
となく、熱効率の高いガスエンジンが得られるという効
果がある。
【００１８】また本発明では主室内の混合気は空燃比を
大にしたため理論熱効率が高く、またＮＯｘ生成が少な
い燃焼となる利点がある。
大にしたため理論熱効率が高く、またＮＯｘ生成が少な
い燃焼となる利点がある。
【００１９】さらに本発明によれば、副室内混合気がリ
ッチであるため火花点火により確実に着火し、火炎が伝
播して主室は大幅にリーンにすることが可能となる。
ッチであるため火花点火により確実に着火し、火炎が伝
播して主室は大幅にリーンにすることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
る。
１…シリンダ ３…副室 １２…主室 ３１…水噴射ノズル ３２…スパークプラグ ３３…ガス導入管 ３５…ガス量制御弁 ４０…ガス供給路 ４３…スロットル弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 21/02 ３０１ Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】燃料となるガスを予混合して圧縮し、副室
を備えたシリンダにて燃焼させる高圧縮比副室式ガスエ
ンジンにおいて、前記の副室とシリンダとに別個にガス
を供給するガス流路と、前記の副室に設けられて副室内
とシリンダ内主室とに水噴霧を噴射する水噴射ノズル
と、副室内混合気に点火するスパークプラグとを設けた
ことを特徴とする高圧縮比副室式ガスエンジン。 - 【請求項２】前記のガス流路は副室内には濃い混合気
を、主室内には希薄な混合気を生ずるガス量を供給する
ことを特徴とする請求項１記載の高圧縮比副室式ガスエ
ンジン。 - 【請求項３】前記の水噴射ノズルは圧縮行程にて水噴霧
を噴射し、混合気温度を断熱圧縮による自発火温度より
低下せしめることを特徴とする請求項１記載の高圧縮比
副室式ガスエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040619A JPH06229318A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 高圧縮比副室式ガスエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040619A JPH06229318A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 高圧縮比副室式ガスエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229318A true JPH06229318A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=12585553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5040619A Pending JPH06229318A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 高圧縮比副室式ガスエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06229318A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007522371A (ja) * | 2004-01-12 | 2007-08-09 | リキッドピストン， インコーポレイテッド | 混成サイクル燃焼エンジンおよび方法 |
| EP2631448A1 (de) * | 2012-02-21 | 2013-08-28 | GE Jenbacher GmbH & Co OHG | Verfahren zum Betreiben einer mit wenigstens einer gespülten Vorkammer versehenen Brennkraftmaschine |
| CN110219730A (zh) * | 2018-03-02 | 2019-09-10 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
| WO2020102010A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | Caterpillar Inc. | Prechamber fluid injection |
| CN115387898A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 东风商用车有限公司 | 一种内燃机及其点火控制方法 |
| CN115387897A (zh) * | 2021-05-25 | 2022-11-25 | 上海汽车集团股份有限公司 | 发动机用氢气点火系统及发动机总成 |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP5040619A patent/JPH06229318A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007522371A (ja) * | 2004-01-12 | 2007-08-09 | リキッドピストン， インコーポレイテッド | 混成サイクル燃焼エンジンおよび方法 |
| EP2631448A1 (de) * | 2012-02-21 | 2013-08-28 | GE Jenbacher GmbH & Co OHG | Verfahren zum Betreiben einer mit wenigstens einer gespülten Vorkammer versehenen Brennkraftmaschine |
| US9644527B2 (en) | 2012-02-21 | 2017-05-09 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Method of operating a combustion engine provided with at least one flushed prechamber |
| CN110219730A (zh) * | 2018-03-02 | 2019-09-10 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
| CN110219730B (zh) * | 2018-03-02 | 2021-10-08 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
| US11047341B2 (en) | 2018-11-13 | 2021-06-29 | Caterpillar Inc. | Prechamber fluid injection |
| CN112969847A (zh) * | 2018-11-13 | 2021-06-15 | 卡特彼勒公司 | 预燃室流体喷射 |
| WO2020102010A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | Caterpillar Inc. | Prechamber fluid injection |
| GB2594165A (en) * | 2018-11-13 | 2021-10-20 | Caterpillar Inc | Prechamber fluid injection |
| GB2594165B (en) * | 2018-11-13 | 2022-12-28 | Caterpillar Inc | Prechamber fluid injection |
| CN115387897A (zh) * | 2021-05-25 | 2022-11-25 | 上海汽车集团股份有限公司 | 发动机用氢气点火系统及发动机总成 |
| CN115387898A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 东风商用车有限公司 | 一种内燃机及其点火控制方法 |
| CN115387898B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-12-22 | 东风商用车有限公司 | 一种内燃机及其点火控制方法 |
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