JPH08105322A - ガスエンジン - Google Patents
ガスエンジンInfo
- Publication number
- JPH08105322A JPH08105322A JP6268394A JP26839494A JPH08105322A JP H08105322 A JPH08105322 A JP H08105322A JP 6268394 A JP6268394 A JP 6268394A JP 26839494 A JP26839494 A JP 26839494A JP H08105322 A JPH08105322 A JP H08105322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- sub
- valve
- communication hole
- gas engine
- Prior art date
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- 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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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 副室での燃料ガスの急激かつ爆発的な燃焼を
抑える。 【構成】 シリンダヘツド２５の副室１５とシリンダの
主室１７とを結ぶ連絡孔１５ａに、連絡孔１５ａを開閉
する副室弁１８を備える。連絡孔１５ａの弁座１５ｃに
隣接して円筒部１５ｂを設ける。副室弁１８の弁部に隣
接して円筒部１５ｂよりも僅かに小径の円柱部１８ｂを
設ける。副室弁１８の開動作の所定期間、円筒部１５ｂ
と円柱部１８ｂとの隙間により連絡孔１５ａを絞る。
抑える。 【構成】 シリンダヘツド２５の副室１５とシリンダの
主室１７とを結ぶ連絡孔１５ａに、連絡孔１５ａを開閉
する副室弁１８を備える。連絡孔１５ａの弁座１５ｃに
隣接して円筒部１５ｂを設ける。副室弁１８の弁部に隣
接して円筒部１５ｂよりも僅かに小径の円柱部１８ｂを
設ける。副室弁１８の開動作の所定期間、円筒部１５ｂ
と円柱部１８ｂとの隙間により連絡孔１５ａを絞る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として天然ガス燃料を
圧縮着火させるガスエンジン、特に副室での急激な燃焼
によるデイーゼルノツクを抑止するようにしたガスエン
ジンに関するものである。
圧縮着火させるガスエンジン、特に副室での急激な燃焼
によるデイーゼルノツクを抑止するようにしたガスエン
ジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のガスエンジンはシリンダヘツド
の内部にセラミツクスからなる副室が設けられ、シリン
ダヘツドの副室（副燃焼室）とシリンダの主室（主燃焼
室）とを結ぶ連絡孔に、これを開閉する副室弁が備えら
れる。エンジンの吸入行程で副室の内部圧力が低い内に
副室弁を閉じ、ガス燃料を副室へ供給し、圧縮行程の終
期に副室弁を開き、高温に圧縮された空気を主室から副
室へ供給し、高温の空気をガス燃料と急速かつ均一に混
合して１次燃焼を図る。
の内部にセラミツクスからなる副室が設けられ、シリン
ダヘツドの副室（副燃焼室）とシリンダの主室（主燃焼
室）とを結ぶ連絡孔に、これを開閉する副室弁が備えら
れる。エンジンの吸入行程で副室の内部圧力が低い内に
副室弁を閉じ、ガス燃料を副室へ供給し、圧縮行程の終
期に副室弁を開き、高温に圧縮された空気を主室から副
室へ供給し、高温の空気をガス燃料と急速かつ均一に混
合して１次燃焼を図る。
【０００３】従来のガスエンジンでは、副室弁が開く
と、多量の高温の空気が主室から副室へ流入し、副室で
予混合気を生成し、ある程度の着火遅れを伴つて着火し
燃焼する。この時、副室へ流入する空気量は、連絡孔の
開孔面積に左右され、着火遅れの期間中に副室へ流入す
る空気量が多いと、予混合気量が過剰になり、図７に示
すように急激かつ爆発的な燃焼が生じ、いわゆるデイー
ゼルノツクを発生する。上述したデイーゼルノツクを抑
止する手段として、副室弁を駆動するカムの形状により
副室弁の開動作を制限し、予混合気量を制御することも
考えられるが、この手段によると、予混合気量は副室弁
のリフト（動作量）に全て依存することになり、副室弁
のリフトに僅かでも異動が生じると、連絡孔の開孔面積
が大幅に変化してしまう。特に、副室弁は熱膨張するだ
けでもリフトが変化し、弁座とのギヤツプも変化する。
と、多量の高温の空気が主室から副室へ流入し、副室で
予混合気を生成し、ある程度の着火遅れを伴つて着火し
燃焼する。この時、副室へ流入する空気量は、連絡孔の
開孔面積に左右され、着火遅れの期間中に副室へ流入す
る空気量が多いと、予混合気量が過剰になり、図７に示
すように急激かつ爆発的な燃焼が生じ、いわゆるデイー
ゼルノツクを発生する。上述したデイーゼルノツクを抑
止する手段として、副室弁を駆動するカムの形状により
副室弁の開動作を制限し、予混合気量を制御することも
考えられるが、この手段によると、予混合気量は副室弁
のリフト（動作量）に全て依存することになり、副室弁
のリフトに僅かでも異動が生じると、連絡孔の開孔面積
が大幅に変化してしまう。特に、副室弁は熱膨張するだ
けでもリフトが変化し、弁座とのギヤツプも変化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、副室での急激かつ爆発的な燃焼を抑えるガ
スエンジンを提供することにある。
問題に鑑み、副室での急激かつ爆発的な燃焼を抑えるガ
スエンジンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成はシリンダヘツドの副室とシリンダの
主室とを結ぶ連絡孔に、これを開閉する副室弁を備えた
ガスエンジンにおいて、連絡孔の弁座に隣接して円筒部
を設け、副室弁の弁部に隣接して前記円筒部よりも小径
の円柱部を設け、副室弁の開動作の所定期間、前記円筒
部と前記円柱部との隙間により連絡孔を絞るようにした
ものである。
に、本発明の構成はシリンダヘツドの副室とシリンダの
主室とを結ぶ連絡孔に、これを開閉する副室弁を備えた
ガスエンジンにおいて、連絡孔の弁座に隣接して円筒部
を設け、副室弁の弁部に隣接して前記円筒部よりも小径
の円柱部を設け、副室弁の開動作の所定期間、前記円筒
部と前記円柱部との隙間により連絡孔を絞るようにした
ものである。
【０００６】
【作用】副室弁が連絡孔の弁座が離れてもすぐには連絡
孔は全開しない。副室弁は円柱部が連絡孔の円筒部を通
過するまでの間連絡孔を絞り、主室から副室への空気量
を制限し、副室での急激かつ爆発的なガス燃料の１次燃
焼を抑える。
孔は全開しない。副室弁は円柱部が連絡孔の円筒部を通
過するまでの間連絡孔を絞り、主室から副室への空気量
を制限し、副室での急激かつ爆発的なガス燃料の１次燃
焼を抑える。
【０００７】
【実施例】図１に示すように、ガスエンジンは金属製の
シリンダ本体１９に好ましくはセラミツクス製のシリン
ダライナ２０を嵌装し、一方、金属製のシリンダヘツド
２５の下面円筒部２５ａにガスケツト９を挟み、セラミ
ツクス製の逆カツプ形のヘツドライナ１６を嵌装し、シ
リンダ本体１９の上端にシリンダヘツド２５を結合し、
ピストン２２をシリンダライナ２０とヘツドライナ１６
とに嵌合してなる。好ましくは、ピストン２２は冠部に
セラミツクス製のピストンヘツドを結合される。こうし
て、ヘツドライナ１６とピストンヘツドとの間にセラミ
ツクスにより囲まれた遮熱性の高い主室１７が区画され
る。シリンダヘツド２５は主室１７へ連通する排気路１
２に排気弁１３を、吸気路に吸気弁をそれぞれ配設され
るのは、普通のデイーゼルエンジンと同様であり、好ま
しくは、排気路１２にはセラミツクス製のライナ１２ａ
が結合される。
シリンダ本体１９に好ましくはセラミツクス製のシリン
ダライナ２０を嵌装し、一方、金属製のシリンダヘツド
２５の下面円筒部２５ａにガスケツト９を挟み、セラミ
ツクス製の逆カツプ形のヘツドライナ１６を嵌装し、シ
リンダ本体１９の上端にシリンダヘツド２５を結合し、
ピストン２２をシリンダライナ２０とヘツドライナ１６
とに嵌合してなる。好ましくは、ピストン２２は冠部に
セラミツクス製のピストンヘツドを結合される。こうし
て、ヘツドライナ１６とピストンヘツドとの間にセラミ
ツクスにより囲まれた遮熱性の高い主室１７が区画され
る。シリンダヘツド２５は主室１７へ連通する排気路１
２に排気弁１３を、吸気路に吸気弁をそれぞれ配設され
るのは、普通のデイーゼルエンジンと同様であり、好ま
しくは、排気路１２にはセラミツクス製のライナ１２ａ
が結合される。
【０００８】ガス燃料の圧縮着火を得るために、シリン
ダヘツド２５の内部に副室１５が備えられる。副室１５
はシリンダヘツド２５の円筒部８へガスケツト３を挟ん
だうえ、セラミツクス製のカツプ状体１４を嵌挿してな
る。副室１５と主室１７とは連絡孔１５ａにより連通さ
れ、連絡孔１５ａは副室弁１８により開閉される。副室
弁１８の弁ステム１８ａは副室１５を貫通し、シリンダ
ヘツド２５に支持した案内筒（図示せず）に昇降可能に
支持される。シリンダヘツド２５の上端壁と弁ステム１
８ａの上端に結合したタペツトとの間に介装したばねに
より、副室弁１８は連絡孔１５ａの下端の弁座１５ｃへ
当接される。タペツトがピストン２２の往復動に関連し
て回転するカム（図示せず）により押し下げられると、
副室弁１８は連絡孔１５ａを開く。副室１５の壁部に配
設した燃料供給弁４は、ピストン２２の往復動に関連し
て、燃料槽のガス燃料を燃料供給管７を経て副室１５へ
噴出する。
ダヘツド２５の内部に副室１５が備えられる。副室１５
はシリンダヘツド２５の円筒部８へガスケツト３を挟ん
だうえ、セラミツクス製のカツプ状体１４を嵌挿してな
る。副室１５と主室１７とは連絡孔１５ａにより連通さ
れ、連絡孔１５ａは副室弁１８により開閉される。副室
弁１８の弁ステム１８ａは副室１５を貫通し、シリンダ
ヘツド２５に支持した案内筒（図示せず）に昇降可能に
支持される。シリンダヘツド２５の上端壁と弁ステム１
８ａの上端に結合したタペツトとの間に介装したばねに
より、副室弁１８は連絡孔１５ａの下端の弁座１５ｃへ
当接される。タペツトがピストン２２の往復動に関連し
て回転するカム（図示せず）により押し下げられると、
副室弁１８は連絡孔１５ａを開く。副室１５の壁部に配
設した燃料供給弁４は、ピストン２２の往復動に関連し
て、燃料槽のガス燃料を燃料供給管７を経て副室１５へ
噴出する。
【０００９】図２に示すように、本発明では副室１５で
の急激かつ爆発的な燃焼を抑えるために、連絡孔１５ａ
の弁座１５ｃに隣接して円筒部１５ｂ、好ましくは直円
筒部を形成する一方、副室弁１８の弁部に隣接して円柱
部１８ｂを形成する。円柱部１８ｂの外径は円筒部１５
ｂの内径よりも小さくし、これにより副室弁１８の開動
作後暫時、円筒部１５ｂと円柱部１８ｂとの間で、連絡
孔１５ａの開孔面積ががほぼ一定になるように絞る。
の急激かつ爆発的な燃焼を抑えるために、連絡孔１５ａ
の弁座１５ｃに隣接して円筒部１５ｂ、好ましくは直円
筒部を形成する一方、副室弁１８の弁部に隣接して円柱
部１８ｂを形成する。円柱部１８ｂの外径は円筒部１５
ｂの内径よりも小さくし、これにより副室弁１８の開動
作後暫時、円筒部１５ｂと円柱部１８ｂとの間で、連絡
孔１５ａの開孔面積ががほぼ一定になるように絞る。
【００１０】図３に示すように、ガスエンジンの吸気
弁、排気弁１３、副室弁１８、燃料供給弁４は、ピスト
ン２２の往復動に関連して開閉する。吸入行程の始期に
副室弁１８が閉じると、燃料供給弁４が開き、ガス燃料
が燃料供給弁４から副室１５へ供給される。一方、吸入
行程で主室１７へ吸い込まれた空気は、圧縮行程で圧縮
されて高温になり、圧縮行程の終期に燃料供給弁４が閉
じ、副室弁１８が開くと、連絡孔１５ａを経て副室１５
へ噴出し、ガス燃料と混合してガス燃料を着火させる。
副室１５で着火したガス燃料と空気の混合気は、膨張行
程で連絡孔１５ａを経てシリンダの主室１７へ流れ、２
次燃焼しつつピストン２２に爆発荷重を及ぼし、ピスト
ン２２を往動させる。副室弁の開孔面積比とは、シリン
ダボアの面積に対する連絡孔の開孔面積の割合をいう。
弁、排気弁１３、副室弁１８、燃料供給弁４は、ピスト
ン２２の往復動に関連して開閉する。吸入行程の始期に
副室弁１８が閉じると、燃料供給弁４が開き、ガス燃料
が燃料供給弁４から副室１５へ供給される。一方、吸入
行程で主室１７へ吸い込まれた空気は、圧縮行程で圧縮
されて高温になり、圧縮行程の終期に燃料供給弁４が閉
じ、副室弁１８が開くと、連絡孔１５ａを経て副室１５
へ噴出し、ガス燃料と混合してガス燃料を着火させる。
副室１５で着火したガス燃料と空気の混合気は、膨張行
程で連絡孔１５ａを経てシリンダの主室１７へ流れ、２
次燃焼しつつピストン２２に爆発荷重を及ぼし、ピスト
ン２２を往動させる。副室弁の開孔面積比とは、シリン
ダボアの面積に対する連絡孔の開孔面積の割合をいう。
【００１１】本発明によれば、副室弁１８がカム機構に
より開かれる際に、副室弁１８が図１に示す閉状態から
押し下げられて弁座１５ｃから離れても、暫時円柱部１
８ｂが円筒部１５ｂに存するから、連絡孔１５ａが絞ら
れることになる。つまり、副室弁１８が開動作後も図２
に示す状態からさらにストロークｓだけ下方へ移動する
まで、図４に線３１で示すように連絡孔１５ａが絞ら
れ、副室弁１８が全開するまでの間、主室１７から副室
１５へ流入する空気量が制限される。つまり、副室１５
での１次燃焼に寄与する空気量は、主室１７の全空気量
の約５〜３０％に制限されるので、副室１５での急激か
つ爆発的な１次燃焼が抑えられ、１次燃焼による副室１
５の圧力および主室１７の圧力は図４に線３２，３３で
示すようにピークを抑えられる。副室弁１８が全開した
時には、副室１５の燃焼ガスは主室１７へ吹き出し、２
次燃焼に移る。
より開かれる際に、副室弁１８が図１に示す閉状態から
押し下げられて弁座１５ｃから離れても、暫時円柱部１
８ｂが円筒部１５ｂに存するから、連絡孔１５ａが絞ら
れることになる。つまり、副室弁１８が開動作後も図２
に示す状態からさらにストロークｓだけ下方へ移動する
まで、図４に線３１で示すように連絡孔１５ａが絞ら
れ、副室弁１８が全開するまでの間、主室１７から副室
１５へ流入する空気量が制限される。つまり、副室１５
での１次燃焼に寄与する空気量は、主室１７の全空気量
の約５〜３０％に制限されるので、副室１５での急激か
つ爆発的な１次燃焼が抑えられ、１次燃焼による副室１
５の圧力および主室１７の圧力は図４に線３２，３３で
示すようにピークを抑えられる。副室弁１８が全開した
時には、副室１５の燃焼ガスは主室１７へ吹き出し、２
次燃焼に移る。
【００１２】図５に示す変更実施例では、円筒部１５ｂ
と円柱部１８ｂとの隙間を狭くし、かつ副室弁１８の円
柱部１８ｂに複数の切欠溝２６を周方向等間隔に設けた
ものである。副室弁１８の絞り期間の流入空気量を制限
すると、副室１５での空気の流動が停滞し、空気と燃料
ガスとの混合が不活発になり、燃焼速度が遅くなるが、
副室弁１８の円柱部１８ｂに切欠溝２６を設けることに
より、副室弁１５の絞り期間における空気の流動を活発
化できる。
と円柱部１８ｂとの隙間を狭くし、かつ副室弁１８の円
柱部１８ｂに複数の切欠溝２６を周方向等間隔に設けた
ものである。副室弁１８の絞り期間の流入空気量を制限
すると、副室１５での空気の流動が停滞し、空気と燃料
ガスとの混合が不活発になり、燃焼速度が遅くなるが、
副室弁１８の円柱部１８ｂに切欠溝２６を設けることに
より、副室弁１５の絞り期間における空気の流動を活発
化できる。
【００１３】副室弁１８の円柱部１８ｂの切欠溝２６を
螺旋状にすれば、副室１５で空気の渦流が生じ、空気と
燃料ガスとの混合拡散が促され、燃焼速度が速くなる。
螺旋状にすれば、副室１５で空気の渦流が生じ、空気と
燃料ガスとの混合拡散が促され、燃焼速度が速くなる。
【００１４】図６に示すように、副室弁１８が上昇する
時連絡孔１５ａを開く形式の副室弁の場合には、円筒部
１５ｂは弁座１５ｃの下側に、円柱部１８ｂは副室弁１
８の弁部の下側にそれぞれ隣接して設けるものとする。
時連絡孔１５ａを開く形式の副室弁の場合には、円筒部
１５ｂは弁座１５ｃの下側に、円柱部１８ｂは副室弁１
８の弁部の下側にそれぞれ隣接して設けるものとする。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上述のように、シリンダヘツド
の副室とシリンダの主室とを結ぶ連絡孔に、これを開閉
する副室弁を備えたガスエンジンにおいて、連絡孔の弁
座に隣接して円筒部を設け、副室弁の弁部に隣接して前
記円筒部よりも小径の円柱部を設け、副室弁の開動作の
所定期間、前記円筒部と前記円柱部との隙間により連絡
孔を絞るようにしたものであり、副室弁の絞り期間を確
実に設定することができので、予混合気量を制御でき、
静粛な運転が得られる。
の副室とシリンダの主室とを結ぶ連絡孔に、これを開閉
する副室弁を備えたガスエンジンにおいて、連絡孔の弁
座に隣接して円筒部を設け、副室弁の弁部に隣接して前
記円筒部よりも小径の円柱部を設け、副室弁の開動作の
所定期間、前記円筒部と前記円柱部との隙間により連絡
孔を絞るようにしたものであり、副室弁の絞り期間を確
実に設定することができので、予混合気量を制御でき、
静粛な運転が得られる。
【図１】本発明に係るガスエンジンの正面断面図であ
る。
る。
【図２】同ガスエンジンの要部を拡大して示す正面断面
図である。
図である。
【図３】同ガスエンジンの行程を表す線図である。
【図４】同ガスエンジンの運転特性を表す線図である。
【図５】本発明の変更実施例に係るガスエンジンの要部
の正面断面図である。
の正面断面図である。
【図６】本発明の変更実施例に係るガスエンジンの要部
の正面断面図である。
の正面断面図である。
【図７】従来のガスエンジンの運転特性を表す線図であ
る。
る。
３：ガスケツト ４：燃料供給弁 ７：燃料供給管
９：ガスケツト １２：排気路 １３：排気管 １４：
カツプ状体 １５：副室 １５ａ：連絡孔 １５ｂ：円
筒部 １５ｃ：弁座 １６：ヘツドライナ １７：主室
１８：副室弁 １９：シリンダ本体 １８ｂ：円柱部
２０：シリンダライナ ２２：ピストン２５：シリン
ダヘツド ２６：切欠溝
９：ガスケツト １２：排気路 １３：排気管 １４：
カツプ状体 １５：副室 １５ａ：連絡孔 １５ｂ：円
筒部 １５ｃ：弁座 １６：ヘツドライナ １７：主室
１８：副室弁 １９：シリンダ本体 １８ｂ：円柱部
２０：シリンダライナ ２２：ピストン２５：シリン
ダヘツド ２６：切欠溝
Claims (4)
- 【請求項１】シリンダヘツドの副室とシリンダの主室と
を結ぶ連絡孔に、これを開閉する副室弁を備えたガスエ
ンジンにおいて、連絡孔の弁座に隣接して円筒部を設
け、副室弁の弁部に隣接して前記円筒部よりも小径の円
柱部を設け、副室弁の開動作の所定期間、前記円筒部と
前記円柱部との隙間により連絡孔を絞ることを特徴とす
るガスエンジン。 - 【請求項２】前記副室弁の円柱部を弁座の上下何れかの
側に設けた、請求項１に記載のガスエンジン。 - 【請求項３】前記円柱部の周壁に周方向等間隔に多数の
切欠溝を設けた、請求項１に記載のガスエンジン。 - 【請求項４】前記円柱部の周壁の切欠溝は螺旋状のもの
である、請求項３に記載のガスエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6268394A JPH08105322A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | ガスエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6268394A JPH08105322A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | ガスエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105322A true JPH08105322A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17457870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6268394A Pending JPH08105322A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | ガスエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08105322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523890A (ja) * | 2007-04-10 | 2010-07-15 | ユニベルシテ ピエール エ マリー キュリー | 内燃機関における燃焼を開始させる方法および該方法を適用する機関 |
| DE102010045732A1 (de) * | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Rudolf Menge | Verschlussbrennkammer Motor |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP6268394A patent/JPH08105322A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523890A (ja) * | 2007-04-10 | 2010-07-15 | ユニベルシテ ピエール エ マリー キュリー | 内燃機関における燃焼を開始させる方法および該方法を適用する機関 |
| DE102010045732A1 (de) * | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Rudolf Menge | Verschlussbrennkammer Motor |
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