JPH0674047A - Auxiliary chamber-type gas engine - Google Patents

Auxiliary chamber-type gas engine

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Publication number
JPH0674047A
JPH0674047A JP24715892A JP24715892A JPH0674047A JP H0674047 A JPH0674047 A JP H0674047A JP 24715892 A JP24715892 A JP 24715892A JP 24715892 A JP24715892 A JP 24715892A JP H0674047 A JPH0674047 A JP H0674047A
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JP
Japan
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chamber
sub
fuel
gas
valve
Prior art date
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Application number
JP24715892A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsuoka
寛 松岡
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0674047A publication Critical patent/JPH0674047A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an auxiliary chamber-type gas engine for which a gas fuel whose makes compression ratio is made large, while whose self ignition is prevented, is used as its proper fuel. CONSTITUTION:An auxiliary chamber-type gas engine is provided with a connecting hole 30 for communicating an auxiliary chamber 2 with a main chamber 1, a separation valve 5 which opens/closes the connecting hole 30 and a fuel feed valve 4 which is arranged in the fuel entrance 13 of the auxiliary chamber 2, to be opened for supplying gas fuel to the auxiliary chamber 2. In a suction stroke, the separation valve 5 is closed to supply intake air to the main chamber 1 and the fuel feed valve 4 is opened to supply gas fuel to the auxiliary chamber 2. Next, the separation valve 5 is opened to supply compression air to the auxiliary chamber 2 at about the end of a compression stroke and air and gas fuel are mixed together to be burnt. Since intake air and gas fuel are not mixed together during a compression stroke self ignition is not generated so that generation of knocking may be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、主室と副室とを分離
する分離バルブを有し、ナチュラルガスのガス燃料を副
室に供給し且つ主室に吸入空気を供給して高圧縮比を確
保する副室式ガスエンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a separation valve for separating a main chamber and a sub-chamber from which a natural gas gas fuel is supplied to the sub-chamber and intake air is supplied to the main chamber to obtain a high compression ratio. It relates to a sub-chamber gas engine that secures

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ナチュラルガスを主燃料とするエ
ンジンは、コジェネレーション型エンジンとして開発が
進められている。このコジェネレーション型エンジン
は、動力を発電機で電気エネルギーとして取り出し、排
気ガスエネルギーが有する熱を熱交換器で水を加熱して
温水にして給湯用として利用している。そして、このコ
ジェネレーション型エンジンは、都市内電気供給システ
ムとして利用されることが期待されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine using natural gas as a main fuel has been developed as a cogeneration engine. In this cogeneration engine, power is taken out as electric energy by a generator, and heat of exhaust gas energy is heated by a heat exchanger to make hot water, which is used for hot water supply. Then, this cogeneration engine is expected to be used as an urban electricity supply system.

【0003】ナチュラルガスを燃料とするエンジンとし
て、例えば、特開平1−232119号公報、実公平3
−41068号公報等に開示されたものがある。特開平
1−232119号公報に開示された水素・液化天然ガ
ス用エンジンは、エンジンの低負荷運転状態においては
燃料たる水素と液化天然ガスとの何れか一方を供給する
と共に、エンジンの高負荷運転状態においては燃料たる
液化天然ガスを供給すべき制御手段を設けたものであ
る。
An engine using natural gas as fuel is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-232119, Japanese Utility Model No. 3
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 41068. The engine for hydrogen / liquefied natural gas disclosed in JP-A-1-232119 supplies either one of hydrogen as a fuel and liquefied natural gas in a low load operation state of the engine, and operates the engine under high load. In the state, a control means for supplying liquefied natural gas as a fuel is provided.

【0004】また、実公平3−41068号公報に開示
されたガス焚きディーゼルエンジンは、液体燃料を噴射
する液体燃料噴射弁とガス燃料を噴射するガス燃料噴射
弁をシリンダカバーに設けた二元燃料噴射式であり、ガ
ス燃料噴射弁とガス燃料が貯蔵された液化燃料ガスタン
クとの間を高圧ガス路及び低圧ガス路の2系統のガス路
にて接続し、上記各ガス路中にはガス燃料を異なる圧力
に加圧してガス燃料噴射弁に送給する高圧圧縮機及び低
圧圧縮機がそれぞれ設けられると共に、ガス燃料噴射弁
は高圧ガス路から高圧ガスを噴射する高圧ガス噴口と低
圧ガス路からの低圧ガスを噴射する低圧ガス噴口とを有
するものである。
Further, the gas-fueled diesel engine disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 3-41068 has a dual fuel in which a liquid fuel injection valve for injecting liquid fuel and a gas fuel injection valve for injecting gas fuel are provided in a cylinder cover. It is an injection type, and a gas fuel injection valve and a liquefied fuel gas tank in which gas fuel is stored are connected by two gas passages, a high pressure gas passage and a low pressure gas passage, and gas fuel is provided in each of the gas passages. A high-pressure compressor and a low-pressure compressor that pressurize the gas to different pressures and supply it to the gas fuel injection valve are respectively provided. And a low-pressure gas injection port for injecting the low-pressure gas.

【0005】また、特開平3−279667号公報に
は、燃焼室可変エンジンの燃料噴射ノズルが開示されて
いる。該燃焼室可変エンジンの燃料噴射ノズルは、副燃
焼室の開口部を開閉するバルブを有し、少なくともエン
ジン負荷に応じて該開口部を開閉するものであり、上記
開口部が開状態時におけるバルブの軸部と対向する位置
に配設されたノズル先端部と、該ノズル先端部に少なく
とも2個穿設され上記バルブの軸部に対して対称位置に
燃料を噴射する噴射口とを有している。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 3-279667 discloses a fuel injection nozzle for a combustion chamber variable engine. The fuel injection nozzle of the combustion chamber variable engine has a valve that opens and closes the opening of the auxiliary combustion chamber, and opens and closes the opening according to at least the engine load. The valve when the opening is in the open state A nozzle tip portion disposed at a position facing the shaft portion of the valve, and at least two nozzle holes formed in the nozzle tip portion for injecting fuel at a symmetrical position with respect to the valve shaft portion. There is.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来、ガスエンジン
は、サバテサイクルにて作動している。一般に、高速デ
ィーゼルエンジン等のエンジンの作動ガスは、サバテサ
イクルと同様な状態変化をしている。サバテサイクル
は、燃焼が等容と等圧の2つの状態で行なわれるもので
あり、等圧受熱の領域が零に近づけばオットサイクルに
なり、また、等容放熱の領域が零に近づき且つ等圧受熱
がなくなればディーゼルサイクルになるものである。そ
して、ガスエンジンは、空気とガス燃料を混合させて吸
入行程、圧縮行程、火花着火して膨張行程及び排気行程
で運転しているものである。
Conventionally, a gas engine operates in a sabate cycle. Generally, the working gas of an engine such as a high-speed diesel engine undergoes a state change similar to that of a sabate cycle. The Sabate cycle is a combustion that is performed in two states of equal volume and equal pressure. If the area of constant pressure heat reception approaches zero, it becomes an otto cycle, and if the area of constant volume heat dissipation approaches zero and equal pressure is reached. If there is no heat received, the diesel cycle will start. The gas engine is operated in a suction stroke, a compression stroke, a spark ignition by mixing air and a gas fuel, and an expansion stroke and an exhaust stroke.

【0007】しかしながら、ナチュラルガスを燃料とす
るガスエンジンは、燃料がガス体であるので、ノッキン
グを起こすため、圧縮比を大きくすることができず、圧
縮比は11〜12程度が限界であり、そのため理論熱効
率は必ずしも高くない。そのため、ガスエンジンの動力
を電気エネルギーにした場合には、熱効率は低く、好ま
しいものとはいえない。また、副室式エンジンでは、副
室にガスを吸入し、リーンバーン燃焼によって熱効率を
図ったものがある。しかしながら、このような副室式エ
ンジンでも圧縮比は13程度であり、圧縮比が18以上
のディーゼルエンジンとは大幅に異なるものである。理
論熱効率から考えると、圧縮比が高い法が有利であり、
排気量が1気筒当たり2リットルクラスのエンジンで
は、圧縮比が15〜16程度が最適となるが、圧縮比を
高くすれば、ガス燃料は自己着火してノッキングを起こ
すことになり、そのような圧縮比にはできないのが現状
である。
However, in a gas engine using natural gas as a fuel, since the fuel is a gas body, knocking occurs, so that the compression ratio cannot be increased and the compression ratio is limited to about 11 to 12. Therefore, theoretical thermal efficiency is not necessarily high. Therefore, when the gas engine is powered by electric energy, the thermal efficiency is low, which is not preferable. In some sub-chamber engines, gas is drawn into the sub-chamber and lean burn combustion is performed to improve thermal efficiency. However, even such a sub-chamber engine has a compression ratio of about 13, which is significantly different from a diesel engine having a compression ratio of 18 or more. Considering theoretical thermal efficiency, a method with a high compression ratio is advantageous,
In an engine with a displacement of 2 liters per cylinder, a compression ratio of about 15 to 16 is optimal, but if the compression ratio is increased, the gas fuel self-ignites and causes knocking. The current situation is that the compression ratio cannot be achieved.

【0008】そこで、ガスエンジンから電気エネルギー
として取り出す場合に、熱効率を向上させることが望ま
れているのが現状である。ところで、ガスエンジンは、
ナチュラルガスを燃料とするものであり、燃料が気体で
ある。そこで、吸入行程でガスを吸入し、次いで圧縮す
ると、高圧縮となり温度が高くなり、自己着火の現象即
ちノッキングが発生する。しかるに、ナチュラルガスの
ガス燃料は圧縮比が12以下でないと、自己着火するも
のである。また、エンジンの熱効率については、圧縮比
が小さいと熱効率が小さくなるという現象がある。従っ
て、ガスエンジンでは、ガス燃料の自己着火を避けて、
圧縮比を如何に高くするかの課題がある。
Therefore, in the present situation, it is desired to improve the thermal efficiency when the electric energy is taken out from the gas engine. By the way, the gas engine
It uses natural gas as fuel, and the fuel is gas. Therefore, when the gas is sucked in the suction stroke and then compressed, the compression becomes high and the temperature rises, and the phenomenon of self-ignition, that is, knocking occurs. However, the gas fuel of natural gas will self-ignite unless the compression ratio is 12 or less. Regarding the thermal efficiency of the engine, there is a phenomenon that the thermal efficiency decreases when the compression ratio is small. Therefore, in gas engines, avoid self-ignition of gas fuel,
There is a problem of how to increase the compression ratio.

【0009】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、主室と副室とを分離する分離バル
ブを連絡孔に設け、副室にナチュラルガスのガス燃料を
導入し、主室で吸入空気のみを圧縮して圧縮比を高く
し、主室内の空気を高温に上昇させた状態で連絡孔の連
絡孔弁を開放して主室の高圧縮空気を副室に流入させ、
副室内のガス燃料と高圧縮空気とを一気に混合させるこ
とで短期間に着火燃焼させ、しかも副室内では燃料は過
濃状態なのでNOX の発生を抑制する状態で燃焼させ、
火炎を副室から主室に一気に吹き出させることで二次燃
焼を出来るだけ均一な混合気で短時間で完結させ、NO
X 、HC等の発生を低減し、特に熱効率を高め、ガス燃
料の自己着火を防止してノッキングの発生を防止するこ
とができるナチュラルガスを燃料とする副室式ガスエン
ジンを提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a separation valve for separating the main chamber and the sub chamber is provided in the communication hole, and a gas fuel of natural gas is introduced into the sub chamber, Only the intake air is compressed in the main chamber to increase the compression ratio, and while the air in the main chamber is raised to a high temperature, the communication hole valve of the communication hole is opened to allow the highly compressed air in the main chamber to flow into the sub chamber. ,
By mixing the gas fuel and highly compressed air in the sub-chamber at once, they are ignited and burned in a short period of time. Moreover, since the fuel is rich in the sub-chamber, they are burned in a state where the generation of NO X is suppressed,
By blowing out the flame from the sub-chamber to the main chamber at once, the secondary combustion is completed with a mixture as homogeneous as possible in a short time.
It is an object of the present invention to provide a sub-chamber gas engine using natural gas as a fuel, which can reduce the generation of X , HC, etc., particularly improve thermal efficiency, prevent self-ignition of gas fuel, and prevent knocking. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、シリンダヘッドの取付穴に配置した副室を
形成する副室壁体、シリンダ側に形成した主室、前記副
室と前記主室とを連通する連絡孔、該連絡孔を開閉する
分離バルブ、前記副室にガス燃料を供給するため開放す
る前記副室の燃料入口に配置した燃料供給バルブ、吸入
行程で前記分離バルブを閉鎖して前記主室に吸入空気を
供給し且つ前記燃料供給バルブを開放してガス燃料を前
記副室に供給すること、及び圧縮行程終了付近で前記分
離バルブを開放して圧縮空気を前記副室に供給してガス
燃料を混合燃焼させること、から構成したことを特徴と
する副室式ガスエンジンに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
According to the present invention, a sub-chamber wall body forming a sub-chamber arranged in a mounting hole of a cylinder head, a main chamber formed on a cylinder side, a communication hole communicating the sub-chamber with the main chamber, and opening and closing the communication hole. A separation valve, a fuel supply valve arranged at a fuel inlet of the sub chamber which is opened to supply a gas fuel to the sub chamber, a separation valve which is closed in an intake stroke to supply intake air to the main chamber and the fuel A supply valve is opened to supply gas fuel to the sub chamber; and a separation valve is opened near the end of the compression stroke to supply compressed air to the sub chamber to mix and burn the gas fuel. The present invention relates to a sub-chamber gas engine characterized by the above.

【0011】また、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記分離バルブを前記連絡孔内で長手方向に摺動させて
前記副室容積を吸入行程終端で最大容積になり、圧縮行
程始端から圧縮行程終端に従って副室容積が小さくなる
ように可変制御したものである。
In this sub-chamber gas engine,
The separation valve is slid in the communication hole in the longitudinal direction to variably control the sub-chamber volume so that the sub-chamber volume becomes maximum at the suction stroke end and decreases from the compression stroke start end to the compression stroke end. Is.

【0012】更に、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室と前記連絡孔を形成する副室ブロック及び前記
分離バルブを熱膨張係数が小さく且つ耐熱性に富んだ窒
化ケイ素等のセラミックスで作製したものである。
Further, in this sub-chamber gas engine,
The sub chamber block forming the sub chamber and the communication hole and the separation valve are made of ceramics such as silicon nitride having a small thermal expansion coefficient and high heat resistance.

【0013】或いは、この副室式ガスエンジンにおい
て、前記分離バルブは前記副室内で回転可能に構成した
筒部と該筒部に一体構造のバルブステムから成り、前記
筒部に形成した孔が前記連絡孔に整合することで前記副
室と前記主室とが連通状態になるものである。
Alternatively, in this sub-chamber type gas engine, the separation valve comprises a tubular portion rotatably arranged in the sub-chamber and a valve stem integral with the tubular portion, and the hole formed in the tubular portion is By aligning with the communication hole, the sub chamber and the main chamber are in communication with each other.

【0014】更に、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記分離バルブの回転角度を制御して前記孔と前記連絡
孔との整合状態を制御することによって前記孔と前記連
絡孔との開通路面積を可変制御したものである。
Furthermore, in this sub-chamber gas engine,
The open passage area between the hole and the communication hole is variably controlled by controlling the rotation angle of the separation valve to control the alignment state of the hole and the communication hole.

【0015】[0015]

【作用】この発明による副室式ガスエンジンは、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の副室式ガスエンジンは、主室と副室とを連通する連絡
孔の連通状態を分離バルブでコントロールし、副室に形
成した燃料入口にガス供給バルブを配置してナチュラル
ガスを燃料通路を通じて前記副室に供給し、吸入行程に
おいて前記分離バルブを閉鎖状態にして前記主室に吸入
空気を供給し且つ前記ガス供給バルブを開放してナチュ
ラルガスを前記副室に供給し、圧縮行程終了付近で前記
分離バルブを開放して圧縮空気を前記主室から前記副室
に供給して燃焼させるので、吸入空気が主室内で高圧縮
比になっても、副室に供給されたガス燃料は空気が混合
していないのでガス燃料が自己着火することなく、ノッ
キングが発生することがない。従って、高圧縮比でエン
ジンを運転することができ熱効率を向上させることがで
きる。
The sub-chamber type gas engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, in this sub-chamber type gas engine, the communication state of the communication hole that communicates the main chamber and the sub chamber is controlled by a separation valve, and a gas supply valve is arranged at the fuel inlet formed in the sub chamber to supply natural gas to the fuel. Supply to the sub chamber through a passage, close the separation valve in the intake stroke to supply intake air to the main chamber, and open the gas supply valve to supply natural gas to the sub chamber, compression stroke Near the end, the separation valve is opened to supply compressed air from the main chamber to the sub chamber for combustion, so that even if the intake air has a high compression ratio in the main chamber, the gas fuel supplied to the sub chamber Since the air is not mixed, the gas fuel does not self-ignite and knocking does not occur. Therefore, the engine can be operated at a high compression ratio and the thermal efficiency can be improved.

【0016】また、前記分離バルブで前記連絡孔を開放
することで、前記主室から高圧縮の吸入空気が前記副室
に流入してガス燃料と吸入空気とが混合して着火し、当
量比の大きい燃料リッチな状態で高速燃焼してNOX
発生が抑制される。
Further, by opening the communication hole with the separation valve, highly compressed intake air flows into the sub chamber from the main chamber, gas fuel and intake air are mixed and ignited, and an equivalence ratio is obtained. generation of the NO X is suppressed at high speed with a large fuel-rich combustion.

【0017】また、分離バルブを前記連絡孔内で長手方
向に摺動させて前記副室容積を吸入行程終端で最大容積
になり、圧縮行程始端から圧縮行程終端に従って副室容
積が小さくなるように可変制御したので、前記副室の容
積を可変に制御することができ、高圧縮比が可能にな
る。また、副室の容積を可変に構成したため、副室容積
比を大きくすることができ、副室内での圧縮ガス燃料と
圧縮空気との混合を促進することができる。また、圧縮
行程で吸入空気の圧縮に併せて副室も圧縮されるので、
理論熱効率(η=仕事の熱換算/燃料の熱量)の低下が
発生しない。
Further, the separation valve is slid in the communication hole in the longitudinal direction so that the sub-chamber volume becomes the maximum volume at the end of the suction stroke, and the sub-chamber volume becomes smaller from the compression stroke start end to the compression stroke end. Since it is variably controlled, the volume of the sub chamber can be variably controlled, and a high compression ratio can be achieved. Moreover, since the volume of the sub chamber is variable, the volume ratio of the sub chamber can be increased, and mixing of the compressed gas fuel and the compressed air in the sub chamber can be promoted. In addition, since the sub chamber is also compressed during the compression stroke as the intake air is compressed,
The theoretical thermal efficiency (η = heat conversion of work / heat quantity of fuel) does not decrease.

【0018】更に、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室と前記連絡孔を形成する副室ブロック及び前記
分離バルブを熱膨張係数が小さく且つ耐熱性に富んだ窒
化ケイ素等のセラミックスで作製したので、前記分離バ
ルブが前記連絡孔で摺動移動において高温度になったと
しても、前記分離バルブと前記連絡孔との間の隙間は温
度変化に影響されることなく、隙間を最小限に維持する
ことができる。
Further, in this sub-chamber gas engine,
Since the sub chamber block forming the sub chamber and the communication hole and the separation valve are made of ceramics such as silicon nitride having a small thermal expansion coefficient and high heat resistance, the separation valve slides in the communication hole. Even if the temperature becomes high in, the gap between the separation valve and the communication hole can be kept to a minimum without being affected by the temperature change.

【0019】或いは、この副室式ガスエンジンにおい
て、前記分離バルブを前記副室内で回転可能に構成した
筒部と該筒部に一体構造のバルブステムで構成し、前記
筒部に形成した孔が前記連絡孔に一致することで前記副
室と前記主室とが連通状態になるので、ガスエンジンを
高圧縮比にすることができる。また、前記分離バルブの
回転角度を制御することによって前記孔と前記連絡孔と
の開通通路面積を可変に制御することができ、エンジン
の作動状態に応じて副室への吸入空気の供給量を制御す
ることができる。
Alternatively, in this sub-chamber type gas engine, the separation valve is constituted by a tubular portion configured to be rotatable in the sub-chamber and a valve stem integral with the tubular portion, and a hole formed in the tubular portion is formed. Since the sub chamber and the main chamber are in communication with each other by matching the communication hole, the gas engine can have a high compression ratio. Further, the opening passage area between the hole and the communication hole can be variably controlled by controlling the rotation angle of the separation valve, and the amount of intake air supplied to the sub chamber can be changed according to the operating state of the engine. Can be controlled.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による副室
式ガスエンジンの実施例を説明する。図1はこの発明に
よる副室式ガスエンジンの一実施例を示す断面図、及び
図2は図1の副室式ガスエンジンにおける分離バルブの
移動した状態を示す断面図である。図示のように、この
副室式ガスエンジンは、シリンダ18を形成するシリン
ダブロック14、シリンダブロック14にガスケットを
介して固定したシリンダヘッド7、シリンダヘッド7に
形成された吸排気ポート25(一方のみ図示)、吸排気
ポート25に配置した吸排気弁20(一方のみ図示)、
シリンダヘッド7に形成した取付穴19に配置した副室
壁体3で形成した副室2、シリンダ18内を往復運動す
るピストン15、シリンダ18側に形成される主室1、
及び主室1と副室2とを連通する副室壁体3に形成した
連絡孔30を有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a sub-chamber gas engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a sub-chamber gas engine according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a moving state of a separation valve in the sub-chamber gas engine of FIG. As shown in the figure, this sub-chamber type gas engine includes a cylinder block 14 forming a cylinder 18, a cylinder head 7 fixed to the cylinder block 14 via a gasket, and an intake / exhaust port 25 formed in the cylinder head 7 (only one side). Intake / exhaust valve 20 (only one shown) disposed in intake / exhaust port 25,
A sub chamber 2 formed by a sub chamber wall 3 arranged in a mounting hole 19 formed in the cylinder head 7, a piston 15 reciprocating in the cylinder 18, a main chamber 1 formed on the cylinder 18 side,
Also, it has a communication hole 30 formed in the sub-chamber wall body 3 that connects the main chamber 1 and the sub-chamber 2 to each other.

【0021】この副室式ガスエンジンは、特に、連絡孔
30を開閉する分離バルブ5、及び副室2にガス燃料を
供給するため開放する副室2の燃料入口13に配置した
ガス供給バルブ4を有している。連絡孔30は円筒状に
形成され、副室2は連絡孔30の内径よりも大径に形成
されている。分離バルブ5のバルブ外径は連絡孔30の
内径より僅かに小さく、分離バルブ5は連絡孔30内で
長手方向に摺動可能に嵌合されている。分離バルブ5
は、カム9の回転運動に応じてロッカアーム12を介し
て上下動される。分離バルブ5が図1に示す連絡孔30
の下端33の位置にある時即ち吸入行程終端で最も副室
2の容積が大きくなり、また、圧縮行程始端から圧縮行
程終端に従って分離バルブ5は連絡孔30をスプリング
24のばね力によって上昇して副室容積が小さくなるよ
うに可変制御され、分離バルブ5のフェース31が連絡
孔30の上端32から離れて更に上昇した時に、分離バ
ルブ5の分離機能がなくなり、主室1と副室2とが連絡
孔30を通じて連通するようになる。
This sub-chamber type gas engine has, in particular, a separation valve 5 for opening and closing the communication hole 30, and a gas supply valve 4 arranged at a fuel inlet 13 of the sub-chamber 2 which is opened for supplying gas fuel to the sub-chamber 2. have. The communication hole 30 is formed in a cylindrical shape, and the sub chamber 2 is formed with a diameter larger than the inner diameter of the communication hole 30. The outer diameter of the separation valve 5 is slightly smaller than the inner diameter of the communication hole 30, and the separation valve 5 is fitted in the communication hole 30 so as to be slidable in the longitudinal direction. Isolation valve 5
Is moved up and down via the rocker arm 12 according to the rotational movement of the cam 9. The separation valve 5 has a communication hole 30 shown in FIG.
At the lower end 33, that is, at the end of the suction stroke, the volume of the sub-chamber 2 becomes the largest, and the separation valve 5 moves up the communication hole 30 by the spring force of the spring 24 from the start end of the compression stroke to the end of the compression stroke. When the face 31 of the separation valve 5 separates from the upper end 32 of the communication hole 30 and further rises, the separation function of the separation valve 5 is lost, and the main chamber 1 and the sub chamber 2 are separated from each other. Are communicated with each other through the communication hole 30.

【0022】また、この副室式ガスエンジンは、ナチュ
ラルガスのガス燃料を使用するものであり、図示してい
ないが、ガス燃料は燃料タンクに収容し、燃料タンクか
らのナチュラルガスを蓄圧室に蓄圧している。蓄圧室の
ナチュラルガスは流量調節バルブを設けた燃料通路6を
通じて副室2の燃料入口13から副室2に供給すること
ができる。燃料入口13には、カム8の作動によって燃
料入口13を開閉する燃料供給バルブ4が配置されてい
る。また、吸排気ポート25に配置された吸排気弁20
は、一般の4サイクルの作動と同様にカム11等で開閉
作動されている。
This sub-chamber gas engine uses a natural gas fuel, and although not shown, the fuel gas is stored in a fuel tank and the natural gas from the fuel tank is stored in a pressure accumulator. It is accumulating pressure. Natural gas in the accumulator can be supplied to the sub chamber 2 from the fuel inlet 13 of the sub chamber 2 through the fuel passage 6 provided with the flow rate adjusting valve. At the fuel inlet 13, a fuel supply valve 4 that opens and closes the fuel inlet 13 by operating the cam 8 is arranged. Further, the intake / exhaust valve 20 arranged in the intake / exhaust port 25
Is opened / closed by the cam 11 or the like as in the case of a general 4-cycle operation.

【0023】また、分離バルブ5を連絡孔30内で長手
方向に摺動させて副室容積を吸入行程終端で最大容積に
なるように可変制御したものである。副室2と連絡孔3
0を形成する副室壁体3及び分離バルブ5を熱膨張係数
が小さく且つ高温強度を有する耐熱性に富んだ窒化ケイ
素、炭化ケイ素等のセラミックスで作製したものであ
る。副室壁体3及び分離バルブ5を上記材料で作製する
ことで、隙間自体を小さく形成することができ、高温時
でも分離バルブ5と連絡孔30との隙間は熱膨張差で変
形することがなく、常に一定の隙間に維持でき、分離バ
ルブ5の摺動を良好に行なうことができる。
Further, the separation valve 5 is slid in the communication hole 30 in the longitudinal direction to variably control the sub-chamber volume so as to have the maximum volume at the end of the suction stroke. Sub chamber 2 and communication hole 3
The sub chamber wall body 3 and the separation valve 5 forming 0 are made of ceramics such as silicon nitride and silicon carbide having a small thermal expansion coefficient and high temperature strength and high heat resistance. By making the sub chamber wall body 3 and the separation valve 5 from the above materials, the gap itself can be made small, and the gap between the separation valve 5 and the communication hole 30 can be deformed due to the difference in thermal expansion even at high temperature. Instead, the separation valve 5 can always be maintained at a constant gap, and the separation valve 5 can slide smoothly.

【0024】更に、この副室式ガスエンジンの作動につ
いて、図3を参照して説明する。図3はこの副室式ガス
エンジンを4ストロークで作動したバルブタイミングを
示す線図である。この副室式ガスエンジンは、吸入行
程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の4つの行程を順
次繰り返すことによって作動される4サイクルであり、
特に、吸入行程において、分離バルブ5を閉鎖して主室
1に吸入空気を供給すると共に、ガス供給バルブ4を開
放してガス燃料を副室2に供給し、次いで、圧縮行程終
了付近で分離バルブ5を開放して圧縮空気を副室2に供
給してガス燃料を混合させて着火燃焼させるものであ
る。
The operation of this sub-chamber gas engine will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the valve timing when the sub-chamber gas engine is operated with four strokes. This sub-chamber gas engine is a four-cycle engine that is operated by sequentially repeating four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.
Particularly, in the intake stroke, the separation valve 5 is closed to supply the intake air to the main chamber 1, the gas supply valve 4 is opened to supply the gas fuel to the sub chamber 2, and then the separation is performed near the end of the compression stroke. The valve 5 is opened and compressed air is supplied to the sub chamber 2 to mix the gas fuel and ignite and burn.

【0025】吸入行程では、吸気弁20が吸気ポート2
5を開放して主室1に吸入空気が供給され、分離バルブ
5によって連絡孔30を閉鎖した状態で燃料供給バルブ
4を開放して燃料通路6を通じて蓄圧室から副室2にナ
チュラルガスのガス燃料が供給される。この時、分離バ
ルブ5は吸入行程の進行に従って下降し、副室容積は上
昇し、吸入行程終端で副室2の容積は最大になる。
In the intake stroke, the intake valve 20 is connected to the intake port 2
5 is opened to supply the intake air to the main chamber 1, and the separation valve 5 closes the communication hole 30 to open the fuel supply valve 4 to open the fuel passage 6 from the pressure accumulating chamber to the sub chamber 2 as a natural gas. Fuel is supplied. At this time, the separation valve 5 descends as the suction stroke progresses, the sub-chamber volume rises, and the volume of the sub-chamber 2 becomes maximum at the end of the suction stroke.

【0026】次いで、ピストン15が上昇して圧縮行程
に移行するが、圧縮行程の進行に従って分離バルブ5は
連絡孔30の下端33から上昇を行なう。圧縮始めの副
室2の圧力は燃料通路6に設けられている調節バルブで
制御されており、副室2の内圧(例えば、3〜5kg/
cm2 )は主室1の内圧(例えば、1kg/cm2 )よ
り高く設定されている。分離バルブ5の変位による副室
2の容積変化は主室1の容積変化に比較して小であるの
で、主室1内の圧力は副室2に比較して大になる。従っ
て、圧縮行程では、分離バルブ5によって連絡孔30は
閉鎖しており、主室1で吸入空気を高圧縮して圧縮比を
大きくする。次いで、圧縮行程終端近傍で分離バルブ5
は連絡孔30は連絡孔30の上端32に位置し、更に分
離バルブ5が上昇することで、分離バルブ5の分離機能
がなくなり、主室1と副室2とは連絡孔30を通じて連
通するようになる。そこで、連絡孔30を通じて高圧縮
で高温(例えば、650℃)化した圧縮空気が主室1か
ら副室2へ流入し、該吸入空気は活性化したガス燃料と
混合を促進して着火燃焼し、燃焼が急速に進展して燃料
リッチでNOX を低減した状態で燃焼する。
Next, the piston 15 rises and shifts to the compression stroke, and the separation valve 5 rises from the lower end 33 of the communication hole 30 as the compression stroke progresses. The pressure in the sub chamber 2 at the beginning of compression is controlled by a control valve provided in the fuel passage 6, and the internal pressure of the sub chamber 2 (for example, 3 to 5 kg /
cm 2 ) is set higher than the internal pressure of the main chamber 1 (for example, 1 kg / cm 2 ). Since the volume change of the sub chamber 2 due to the displacement of the separation valve 5 is smaller than the volume change of the main chamber 1, the pressure in the main chamber 1 is larger than that in the sub chamber 2. Therefore, in the compression stroke, the communication hole 30 is closed by the separation valve 5, and the intake air is highly compressed in the main chamber 1 to increase the compression ratio. Next, in the vicinity of the end of the compression stroke, the separation valve 5
Since the communication hole 30 is located at the upper end 32 of the communication hole 30, and the separation valve 5 is further raised, the separation function of the separation valve 5 is lost, and the main chamber 1 and the sub chamber 2 are communicated with each other through the communication hole 30. become. Therefore, the compressed air that has been highly compressed and has a high temperature (for example, 650 ° C.) flows into the sub chamber 2 from the main chamber 1 through the communication hole 30, and the intake air promotes mixing with the activated gas fuel and is ignited and burned. Combustion progresses rapidly and burns in a fuel rich state with NO X reduced.

【0027】次いで、副室2の火炎が主室1へ噴出し、
膨張行程へ移行し、主室1に存在する新気と混合を促進
して短期間に二次燃焼を完結する。この膨張行程では、
連絡孔30の開放状態を維持して副室2から主室1へ火
炎を噴出させて仕事をさせ、排気行程終了付近で分離バ
ルブ5は下降して連絡孔30を閉鎖する。
Next, the flame of the sub-chamber 2 gushes into the main chamber 1,
The process proceeds to the expansion stroke, promotes mixing with the fresh air existing in the main chamber 1 and completes secondary combustion in a short period of time. In this expansion stroke,
While maintaining the open state of the communication hole 30, a flame is ejected from the sub chamber 2 to the main chamber 1 to perform work, and the separation valve 5 descends near the end of the exhaust stroke to close the communication hole 30.

【0028】この副室式ガスエンジンは、上記のよう
に、副室2に連絡孔30と燃料入口13を設け、ナチュ
ラルガスを溜めた燃料タンクからのナチュラルガスを分
離バルブ5で連絡孔30を閉鎖した状態で燃料入口13
から副室2内に供給し、また吸気ポート25から主室1
へ吸入した吸入空気を分離バルブ5で連絡孔30を閉鎖
して副室2に吸入空気が供給されない状態で、ピストン
15の上昇の圧縮行程で圧縮されるので、吸入空気が主
室1内で高圧縮されても、副室2内に供給されたガス燃
料は主室1とは分離バルブ5で遮断されているので自己
着火することがなく、ノッキングが発生することがな
い。また、分離バルブ5が連絡孔30を開放すること
で、主室1から高圧縮比の吸入空気が副室2に流入して
燃料ガスと吸入空気とが混合して着火し、当量比の大き
い燃料リッチな状態で高速燃焼してNOX の発生が抑制
される。
As described above, this sub-chamber type gas engine is provided with the communication hole 30 and the fuel inlet 13 in the sub-chamber 2, and the natural gas from the fuel tank in which the natural gas is stored is separated by the separation valve 5 into the communication hole 30. Fuel inlet 13 closed
From the intake port 25 to the main chamber 1
The intake air sucked into the main chamber 1 is compressed in the upward compression stroke of the piston 15 in a state where the communication hole 30 is closed by the separation valve 5 and the intake air is not supplied to the sub chamber 2. Even when highly compressed, the gas fuel supplied into the sub chamber 2 is isolated from the main chamber 1 by the separation valve 5, so that it does not self-ignite and knocking does not occur. Further, since the separation valve 5 opens the communication hole 30, the intake air having a high compression ratio flows from the main chamber 1 into the sub chamber 2, the fuel gas and the intake air are mixed and ignited, and the equivalence ratio is large. High-speed combustion is performed in a fuel-rich state, and the generation of NO X is suppressed.

【0029】また、この副室式ガスエンジンでは、ノッ
キングが発生しなく、副室2の容積が可変であるので、
高圧縮比化が可能になり、また、吸入空気の圧縮に併せ
て副室も圧縮されるので、理論熱効率の低下がない。し
かも、副室2を容積可変に構成したので、副室2の容積
比を大きくとることができ、副室2の容積比を大きく構
成することによって、副室2内でのガス燃料と空気との
混合を促進することができる。
In this sub-chamber gas engine, knocking does not occur and the volume of the sub-chamber 2 is variable,
A high compression ratio can be achieved, and since the sub chamber is also compressed when the intake air is compressed, the theoretical thermal efficiency does not decrease. Moreover, since the volume of the sub-chamber 2 is variable, the volume ratio of the sub-chamber 2 can be made large, and by making the volume ratio of the sub-chamber 2 large, gas fuel and air in the sub-chamber 2 Can be promoted.

【0030】これに対して、主室と副室を完全に分離
し、副室が可変構造でない場合には、主室と副室の連通
状態の場合の圧縮比を16程度確保するためには、主室
の圧縮比は22.4(副室比V/R=30%)にする必
要がある。しかも、この時の圧縮仕事は、分離バルブに
よる主室と副室の連通状態になった時点で無駄になる。
例えば、主室と副室との合計の圧縮比16を確保するた
めには、副室比V/Rが10%で主室の圧縮比は17.
3、副室比V/Rが20%で主室の圧縮比は19.7
5、副室比V/Rが30%で主室の圧縮比は22.4
3、副室比V/Rが40%で主室の圧縮比は26.0で
ある。
On the other hand, when the main chamber and the sub chamber are completely separated and the sub chamber is not a variable structure, in order to secure a compression ratio of about 16 when the main chamber and the sub chamber are in communication, The compression ratio of the main chamber needs to be 22.4 (sub chamber ratio V / R = 30%). Moreover, the compression work at this time is wasted when the separation valve establishes communication between the main chamber and the sub chamber.
For example, in order to secure the total compression ratio 16 of the main chamber and the sub chamber, the sub chamber ratio V / R is 10% and the compression ratio of the main chamber is 17.
3, V / R ratio of the auxiliary chamber is 20% and compression ratio of the main chamber is 19.7
5, V / R ratio of the auxiliary chamber is 30% and compression ratio of the main chamber is 22.4
3, the sub-chamber ratio V / R is 40% and the compression ratio of the main chamber is 26.0.

【0031】次に、図4、図5及び図6を参照して、こ
の発明による副室式ガスエンジンの別の実施例を説明す
る。図4はこの発明による副室式ガスエンジンの別の実
施例を示す断面図、図5は図4の副室式ガスエンジンに
おける副室、吸排気ポート等を示す説明図、及び図6は
副室式ガスエンジンにおける分離バルブを示す説明図で
ある。各図において、図1と同等の部品には同一の符号
を付している。
Next, another embodiment of the sub-chamber gas engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 is a sectional view showing another embodiment of the sub-chamber gas engine according to the present invention, FIG. 5 is an explanatory view showing a sub-chamber, an intake / exhaust port and the like in the sub-chamber gas engine of FIG. 4, and FIG. It is explanatory drawing which shows the isolation valve in a chamber type gas engine. In each figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0032】この実施例では、シリンダブロック14に
形成した孔部にはシリンダ18を形成するシリンダライ
ナ36が嵌入し、主室1はシリンダヘッド7に形成した
大径の取付穴19に嵌合した壁体であるヘッドライナ1
0で形成されている。ヘッドライナ10は、シリンダ1
8の一部を構成するライナ上部28とヘッド下面部29
から構成されている。ヘッド下面部29の上面には、副
室2を構成する副室壁体3が一体的に形成されている。
副室壁体3は、シリンダヘッド7の小径の取付穴19に
嵌合している。ヘッド下面部29には、吸排気弁20の
バルブシート26と連絡孔30とが形成されている。
In this embodiment, the cylinder liner 36 forming the cylinder 18 is fitted in the hole formed in the cylinder block 14, and the main chamber 1 is fitted in the large-diameter mounting hole 19 formed in the cylinder head 7. Headliner 1 which is a wall
It is formed of zero. Headliner 10 is cylinder 1
8, a liner upper portion 28 and a head lower surface portion 29 that form a part of
It consists of On the upper surface of the head lower surface portion 29, the sub chamber wall body 3 that constitutes the sub chamber 2 is integrally formed.
The sub-chamber wall 3 is fitted in the small-diameter mounting hole 19 of the cylinder head 7. A valve seat 26 of the intake / exhaust valve 20 and a communication hole 30 are formed in the head lower surface portion 29.

【0033】特に、この副室式ガスエンジンにおいて、
分離バルブ16は、筒部21と該筒部21に複数のリブ
37によって一体構造に結合したバルブステム22から
構成されている。バルブステム22の上端に取り付けた
ギヤ34は、エンジンと同期して回転するギヤ35と噛
合しており、ギヤ35の回転力をギヤ34を通じてバル
ブステム22に伝達することで、筒部21は副室2内で
回転することになる。筒部21に形成した孔23がヘッ
ドライナ10に形成した連絡孔30に整合することによ
って、副室2と主室1とが連通状態になるように構成さ
れている。そして、分離バルブ16の回転角度を制御し
て孔23と連絡孔30との整合状態を制御することによ
って孔23と連絡孔30との開通路面積を可変制御する
ことができる。
Particularly, in this sub-chamber type gas engine,
The separation valve 16 includes a tubular portion 21 and a valve stem 22 that is integrally connected to the tubular portion 21 by a plurality of ribs 37. A gear 34 attached to the upper end of the valve stem 22 meshes with a gear 35 that rotates in synchronism with the engine. By transmitting the rotational force of the gear 35 to the valve stem 22 through the gear 34, the tubular portion 21 is subordinate. It will rotate in the chamber 2. The sub-chamber 2 and the main chamber 1 are communicated with each other by aligning the hole 23 formed in the tubular portion 21 with the communication hole 30 formed in the head liner 10. Then, by controlling the rotation angle of the separation valve 16 to control the matching state between the hole 23 and the communication hole 30, the open passage area between the hole 23 and the communication hole 30 can be variably controlled.

【0034】この実施例において、主室1を形成する壁
体であるヘッドライナ10、副室2を形成する副室壁体
3、副室2内で回転可能な分離バルブ16は、低熱膨張
材で、高温強度と耐熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ
素等のセラミックスで作製されている。従って、燃焼後
期のガス温度が高くなっても十分な耐熱性、高温強度を
有し、孔23と連絡孔30との整合状態を良好にして、
主室1と副室2との連通状態を的確に制御することがで
き、熱膨張差で隙間が発生することがない。また、副室
2の容積比は、圧縮端全容積の10%〜30%であり、
連絡孔30が閉鎖状態での圧縮比は17.7〜22.4
3であり、連絡孔30が開放して主室1と副室2とが連
通状態では圧縮比は16である。更に、この実施例の副
室式ガスエンジンの作動は、分離バルブ16が回転駆動
する以外は上記実施例のものと同様であるので、ここで
はその説明は省略する。
In this embodiment, the headliner 10 which is a wall forming the main chamber 1, the sub-chamber wall 3 forming the sub-chamber 2, and the separation valve 16 rotatable in the sub-chamber 2 are made of a low thermal expansion material. It is made of ceramics such as silicon nitride and silicon carbide, which are excellent in high temperature strength and heat resistance. Therefore, even if the gas temperature in the latter stage of combustion becomes high, it has sufficient heat resistance and high temperature strength, and improves the matching state between the holes 23 and the communication holes 30,
The communication state between the main chamber 1 and the sub chamber 2 can be accurately controlled, and no gap is generated due to the difference in thermal expansion. The volume ratio of the sub chamber 2 is 10% to 30% of the total volume of the compression end,
The compression ratio when the communication hole 30 is closed is 17.7 to 22.4.
3, the compression ratio is 16 when the communication hole 30 is open and the main chamber 1 and the sub chamber 2 are in communication. Further, the operation of the sub-chamber type gas engine of this embodiment is the same as that of the above embodiment except that the separation valve 16 is rotationally driven, and therefore the description thereof is omitted here.

【0035】[0035]

【発明の効果】この発明による副室式ガスエンジンは、
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。即ち、この副室式ガスエンジンは、副室と主室とを
連絡孔で連通し、該連絡孔に分離バルブを配置して前記
連絡孔を開閉し、前記副室の燃料入口に配置した燃料供
給バルブを開放して前記副室にガス燃料を供給し、吸入
行程で前記分離バルブを閉鎖して前記主室に吸入空気を
供給し且つ前記燃料供給バルブを開放してガス燃料を前
記副室に供給し、次いで、圧縮行程終了付近で前記分離
バルブを開放して圧縮空気を前記副室に供給してガス燃
料を混合燃焼させるので、吸入空気を前記主室内で高圧
縮することができる。そして、前記副室内には空気が存
在しない状態で圧縮封入され、副室容積を大きくできる
ので、前記副室に供給するガス燃料の質量を大きくで
き、ガス燃料が自己着火することがない。更に、吸入空
気が前記主室内で高圧縮圧力になっても前記副室は前記
分離バルブで閉鎖して前記主室とは遮断されており、前
記副室内の高圧化したガス燃料が自己着火することな
く、ノッキングが発生することがない。
The sub-chamber gas engine according to the present invention is
It is configured as described above and has the following effects. That is, in this sub-chamber gas engine, the sub-chamber and the main chamber are communicated with each other by a communication hole, a separation valve is arranged in the communication hole to open and close the communication hole, and the fuel arranged at the fuel inlet of the sub-chamber is connected. The supply valve is opened to supply the gas fuel to the sub chamber, the separation valve is closed during the intake stroke to supply the intake air to the main chamber, and the fuel supply valve is opened to supply the gas fuel to the sub chamber. Then, the separation valve is opened near the end of the compression stroke to supply the compressed air to the sub chamber to mix and burn the gas fuel, so that the intake air can be highly compressed in the main chamber. Further, since the sub chamber is compressed and sealed in the absence of air and the volume of the sub chamber can be increased, the mass of the gas fuel supplied to the sub chamber can be increased and the gas fuel does not self-ignite. Further, even if the intake air has a high compression pressure in the main chamber, the sub-chamber is closed by the separation valve to shut off from the main chamber, and the pressurized gas fuel in the sub-chamber self-ignites. Without knocking.

【0036】また、前記分離バルブが作動して前記連絡
孔が開放することで、前記主室から高圧縮されて高温化
した空気が前記副室に一気に流入し、ガス燃料と吸入空
気との混合が一気に促進して着火し、前記副室では当量
比の大きい燃料リッチな状態で高速燃焼するのでNOX
の発生が抑制される。そして、前記副室内は燃焼により
一気に圧力が上昇し、燃焼が促進され、それと同時に、
前記連絡孔を通じて前記副室から前記主室へその火炎が
一気に噴出し、該火炎は前記主室で新気と混合し、予混
合燃焼を促進して燃焼スピードを上昇して理想的な二次
燃焼を完結する。従って、この副室式ガスエンジンは、
NOX 、HC等の発生を大幅に低減でき、高効率のエン
ジンを提供できる。
When the separation valve is actuated and the communication hole is opened, the air highly compressed and heated to a high temperature from the main chamber flows into the sub chamber at once, and the gas fuel and the intake air are mixed. NO X There was ignited at once accelerated, since the in auxiliary chamber is fast combusted in large fuel-rich equivalence ratio
Is suppressed. Then, the pressure in the sub-chamber suddenly rises due to combustion, which promotes combustion, and at the same time,
The flame is blown from the sub chamber to the main chamber all at once through the communication hole, and the flame is mixed with fresh air in the main chamber to promote premixed combustion and increase the combustion speed to achieve an ideal secondary combustion. Complete the combustion. Therefore, this subchamber gas engine
It is possible to greatly reduce the generation of NO x , HC, etc., and provide a highly efficient engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明による副室式ガスエンジンの一実施例
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a sub-chamber gas engine according to the present invention.

【図2】図2は図1の副室式ガスエンジンにおける分離
バルブの移動した状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a separation valve in the sub-chamber gas engine of FIG. 1 has moved.

【図3】この副室式ガスエンジンを4ストロークで作動
したバルブタイミングを示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a valve timing when this sub-chamber gas engine is operated with four strokes.

【図4】この発明による副室式ガスエンジンの別の実施
例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the sub-chamber gas engine according to the present invention.

【図5】図4の副室式ガスエンジンにおける副室、分離
バルブ、吸排気ポート等を示す説明図である
5 is an explanatory view showing a sub chamber, a separation valve, an intake / exhaust port and the like in the sub chamber type gas engine of FIG.

【図6】この副室式ガスエンジンにおける分離バルブを
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a separation valve in this sub chamber type gas engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 副室 3 副室壁体 4 燃料供給バルブ 5,16 分離バルブ 6 燃料通路 7 シリンダヘッド 10 ヘッドライナ 13 燃料入口 14 シリンダブロック 15 ピストン 18 シリンダ 19 取付穴 20 吸排気弁 21 筒部 22 バルブステム 23 孔 25 吸排気ポート 30 連絡孔 32 上端 33 下端 1 Main Chamber 2 Sub Chamber 3 Sub Chamber Wall 4 Fuel Supply Valve 5, 16 Separation Valve 6 Fuel Passage 7 Cylinder Head 10 Headliner 13 Fuel Inlet 14 Cylinder Block 15 Piston 18 Cylinder 19 Mounting Hole 20 Intake / Exhaust Valve 21 Cylindrical Section 22 Valve stem 23 Hole 25 Intake / exhaust port 30 Communication hole 32 Upper end 33 Lower end

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドの取付穴に配置した副室
を形成する副室壁体、シリンダ側に形成した主室、前記
副室と前記主室とを連通する連絡孔、該連絡孔を開閉す
る分離バルブ、前記副室にガス燃料を供給するため開放
する前記副室の燃料入口に配置した燃料供給バルブ、吸
入行程で前記分離バルブを閉鎖して前記主室に吸入空気
を供給し且つ前記燃料供給バルブを開放してガス燃料を
前記副室に供給すること、及び圧縮行程終了付近で前記
分離バルブを開放して圧縮空気を前記副室に供給してガ
ス燃料を混合燃焼させること、から構成したことを特徴
とする副室式ガスエンジン。
1. A sub-chamber wall body forming a sub-chamber arranged in a mounting hole of a cylinder head, a main chamber formed on the cylinder side, a communication hole for communicating the sub-chamber with the main chamber, and opening / closing the communication hole. A separation valve, a fuel supply valve disposed at a fuel inlet of the sub chamber that is opened to supply gas fuel to the sub chamber, the separation valve is closed in an intake stroke to supply intake air to the main chamber, and Opening a fuel supply valve to supply gas fuel to the sub-chamber; and opening the separation valve near the end of the compression stroke to supply compressed air to the sub-chamber to mix and burn the gas fuel. A sub-chamber gas engine characterized by being constructed.
【請求項2】 前記分離バルブを前記連絡孔内で長手方
向に摺動させて前記副室容積を吸入行程終端で最大容積
になり、圧縮行程始端から圧縮行程終端に従って副室容
積が小さくなるように可変制御したことを特徴とする請
求項1に記載の副室式ガスエンジン。
2. The separation valve is slid longitudinally in the communication hole to maximize the volume of the sub chamber at the end of the suction stroke, and the volume of the sub chamber decreases from the start of the compression stroke to the end of the compression stroke. The subchamber gas engine according to claim 1, wherein the subchamber gas engine is variably controlled.
【請求項3】 前記副室と前記連絡孔を形成する副室壁
体及び前記分離バルブを熱膨張係数が小さく且つ耐熱性
に富んだ窒化ケイ素等のセラミックスで作製したことを
特徴とする請求項2に記載の副室式ガスエンジン。
3. The sub-chamber wall forming the sub-chamber and the communication hole and the separation valve are made of ceramics such as silicon nitride having a small thermal expansion coefficient and high heat resistance. The sub-chamber gas engine according to 2.
【請求項4】 前記分離バルブは前記副室内で回転可能
に構成した筒部と該筒部に一体構造のバルブステムから
成り、前記筒部に形成した孔が前記連絡孔に整合するこ
とで前記副室と前記主室とが連通状態になることを特徴
とする請求項1に記載の副室式ガスエンジン。
4. The separation valve comprises a tubular portion that is configured to be rotatable in the sub chamber and a valve stem that is integral with the tubular portion, and the hole formed in the tubular portion is aligned with the communication hole, so that The sub-chamber gas engine according to claim 1, wherein the sub-chamber and the main chamber are in communication with each other.
【請求項5】 前記分離バルブの回転角度を制御して前
記孔と前記連絡孔との整合状態を制御することによって
前記孔と前記連絡孔との開通路面積を可変制御したこと
を特徴とする請求項4に記載の副室式ガスエンジン。
5. An open passage area between the hole and the communication hole is variably controlled by controlling a rotation angle of the separation valve to control a matching state between the hole and the communication hole. The sub-chamber gas engine according to claim 4.
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JP (1) JPH0674047A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7610521B2 (en) 2002-05-14 2009-10-27 Hitachi, Ltd. Communication control system and method for supervising a failure
GB2553317A (en) * 2016-09-01 2018-03-07 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Fuel inlet assembly for engine

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