JPH09166024A - Prechamber type gasoline engine - Google Patents

Prechamber type gasoline engine

Info

Publication number
JPH09166024A
JPH09166024A JP7347005A JP34700595A JPH09166024A JP H09166024 A JPH09166024 A JP H09166024A JP 7347005 A JP7347005 A JP 7347005A JP 34700595 A JP34700595 A JP 34700595A JP H09166024 A JPH09166024 A JP H09166024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sub
chamber
communication port
opening
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7347005A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Morita
勝利 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP7347005A priority Critical patent/JPH09166024A/en
Publication of JPH09166024A publication Critical patent/JPH09166024A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the staying of non-burnt gas in a prechamber by first supplying highly compressed air to the upper part of the prechamber and starting ignition from the upper part of the prechamber in a prechamber type gasoline engine. SOLUTION: This prechamber gasoline engine is provided with a prechamber structure 3 for forming a prechamber in a cylinder head 13, a sublinking passage 9 communicated through a through-hole 9A with a main linking port 7 communicated with a prechamber lower part 2B and a prechamber upper part 2A. A prechamber opening/closing valve 4 is arranged in a linking port 6, the prechamber linking passage 9 is first opened according to the lifting amount of the prechamber opening/closing valve 4, then the main linking port 7 is opened, the prechamber upper part 2A in the prechamber 2 is ignited, the long- time staying of the non-burnt gas in the prechamber 2 is prevented and thus thermal efficiency is increased by controlling the generation of non-burnt HC.

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、シリンダヘッドに副
室を構成すると共にシリンダ側に主室を構成する副室式
ガスエンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sub-chamber type gas engine having a sub chamber in a cylinder head and a main chamber on the cylinder side.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガスエンジンとして、シリンダヘ
ッドに副室を設け、副室内を燃料リッチな状態にし、希
薄領域における着火性を確実なものにし、燃焼を安定さ
せる方法が考えられる。ところが、ガスエンジンは、ナ
チュラルガス即ち天然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、混合気は高圧縮されて温度が高くな
り、自己着火の現象即ちノッキングが発生する。しかる
に、天然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。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a gas engine, there has been considered a method in which a sub-chamber is provided in a cylinder head, the sub-chamber is made rich in fuel, ignitability is ensured in a lean region, and combustion is stabilized. However, the gas engine uses natural gas, that is, natural gas as fuel, and the fuel is gas. Therefore, when gas is sucked in the suction stroke and then compressed, the air-fuel mixture is highly compressed and its temperature rises, causing a phenomenon of self-ignition, that is, knocking. However, if the compression ratio of natural gas fuel is not less than 12,
It self-ignites. Regarding the thermal efficiency of the engine, there is a phenomenon that the thermal efficiency decreases when the compression ratio is small.

【0003】そこで、副室式ガスエンジンにおいて、希
薄燃焼を更に安定させるために、副室と主室とを連通す
る連絡孔に副室開閉弁を設置し、吸入行程時には該副室
開閉弁を閉じておき、主室に空気のみを吸入し、副室に
天然ガスを導入する。そして、副室開閉弁を圧縮行程上
死点手前で開き、主室と副室との圧力差により瞬間的に
副室内に空気を流入させ、天然ガスと空気とは急速に混
合して着火燃焼し、副室から連絡孔を通じて主室に流出
しながら短時間に希薄燃焼を完了させる。
Therefore, in a sub-chamber gas engine, in order to further stabilize the lean combustion, a sub-chamber opening / closing valve is installed in a communication hole that communicates the sub-chamber with the main chamber, and the sub-chamber opening / closing valve is provided during the intake stroke. Keep it closed and inhale only air into the main chamber and introduce natural gas into the sub chamber. Then, the sub-chamber opening / closing valve is opened just before the top dead center of the compression stroke, and air is instantaneously introduced into the sub-chamber due to the pressure difference between the main chamber and the sub-chamber, and the natural gas and air are rapidly mixed and ignited and burned. Then, the lean burn is completed in a short time while flowing from the sub chamber to the main chamber through the communication hole.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人
は、上記の問題を解決したガスエンジンを開発し、特願
平6−124678号として先に出願した。該ガスエン
ジンは、副室にナチュラルガス等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めると共に、
副室内の筒内圧を圧電素子等のセンサで検出し、その情
報を基にして燃料供給弁を作動させて負荷と回転数とに
見合った適正な燃料供給量を制御し、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
させる。しかも、副室内では燃料が過濃状態であるので
NOXの発生を抑制する状態で燃焼させ、火炎を副室か
ら主室に一気に噴き出させることで二次燃焼をできるだ
け均一な混合気で短時間で完結させ、NOX 、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ものである。
By the way, the applicant of the present invention has developed a gas engine that solves the above-mentioned problems, and has previously filed as Japanese Patent Application No. 6-124678. The gas engine introduces a gas fuel such as natural gas into the sub chamber,
In addition to increasing the compression ratio by compressing only the intake air in the main chamber,
The cylinder pressure in the sub chamber is detected by a sensor such as a piezoelectric element, and based on this information, the fuel supply valve is operated to control the proper fuel supply amount that matches the load and the rotational speed, and the air in the main chamber is controlled. Ignite in a short period of time by opening the communication hole valve of the communication hole while raising the temperature to high temperature to allow the highly compressed air in the main chamber to flow into the sub chamber and mixing the gas fuel and highly compressed air in the sub chamber all at once. To burn. Moreover, since the auxiliary combustion chamber fuel is rich state is combusted suppressing state generation of NO X, flame short as much as possible uniform mixture of secondary combustion by causing sprayed once in the main chamber from the auxiliary chamber It is completed in a short time to reduce the generation of NO x , HC, etc., particularly to improve the thermal efficiency, prevent self-ignition of gas fuel, and prevent knocking.

【0005】ところで、副室式ガスエンジンでは、副室
開閉弁が開くと主室より副室へ空気が流入し、ガス燃料
と急速に混合し、自己着火して燃焼を開始するシステム
に構成されている。主室での空気利用率の高い活発な燃
焼を行なわせるには副室の主室より最も離れた領域で着
火して燃焼が進展し、未燃混合気や火炎を副室から主室
へ噴き出すことが理想と考えられる。
By the way, in the sub-chamber gas engine, when the sub-chamber opening / closing valve is opened, air flows from the main chamber into the sub-chamber, is rapidly mixed with gas fuel, and is self-ignited to start combustion. ing. In order to perform active combustion with a high air utilization rate in the main chamber, ignition occurs in the region farthest from the main chamber of the sub chamber, combustion progresses, and an unburned mixture or flame is ejected from the sub chamber to the main chamber. Is considered ideal.

【0006】しかしながら、従来の副室式ガスエンジン
では、主室より副室へ流入する空気は副室開閉弁の連絡
口の開放によって該連絡口を通って副室全体で混合が行
なわれるため副室内での着火位置が特定されず、しかも
副室内での着火が空気流入途中で発生するため、副室内
の圧力が上昇し、副室内への空気導入量が制限される。
そのため、副室内のガス燃料を主室へ噴出できるのに十
分な圧力上昇にまで、副室内での燃焼を行なわせること
ができないという問題がある。副室内のガス燃料が十分
に燃焼せず十分に圧力上昇しないと、副室内に未燃ガス
が長期にわたって滞留し、高負荷領域での効率が悪化す
ることになる。この問題を解決するため、副室内でのガ
ス燃料の着火前にガス燃料の一部を主室へ予め供給して
おく燃焼方式が考えられるが、単にガス燃料を主室に供
給しておくと、主室が希薄混合気となるため、燃焼速度
が遅くなり、HC、すす等の発生が増加するという問題
が発生する。
However, in the conventional sub-chamber gas engine, the air flowing from the main chamber to the sub-chamber is mixed in the sub-chamber as a whole through the communication port of the sub-chamber opening / closing valve by opening the communication port. Since the ignition position in the room is not specified and ignition occurs in the sub-chamber during air inflow, the pressure in the sub-chamber rises and the amount of air introduced into the sub-chamber is limited.
Therefore, there is a problem that combustion cannot be performed in the sub chamber until the pressure rises enough to eject the gas fuel in the sub chamber into the main chamber. If the gas fuel in the sub-chamber does not burn sufficiently and the pressure does not rise sufficiently, unburned gas stays in the sub-chamber for a long period of time, which deteriorates the efficiency in the high load region. In order to solve this problem, a combustion method in which a part of the gas fuel is supplied to the main chamber in advance before the ignition of the gas fuel in the sub chamber is conceivable. However, if the gas fuel is simply supplied to the main chamber, Since the main chamber becomes a lean air-fuel mixture, there is a problem that the combustion speed becomes slow and the generation of HC, soot, etc., increases.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、シリンダヘッドに副室を
構成する副室構造体を配置し、シリンダ側に主室を構成
し、主室と副室とを連通する連絡口に副室開閉弁を配置
し、前記副室構造体に副室下部に開口する主連絡口と副
室上部に開口する副連絡通路を形成し、圧縮行程終端付
近で副室開閉弁を開放させるバルブリフト時に副連絡通
路から開放して副室上部から着火させて燃焼を進展さ
せ、副室上部から未燃ガスと火炎の燃焼ガスによって副
室下部の未燃ガスを押し出す状態で主室へ噴き出させ、
副室に未燃ガスが長期に滞留することを防止し、HC等
の発生を防止すると共に特に高負荷領域での熱効率を向
上させる副室式ガスエンジンを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, in which a sub-chamber structure which constitutes a sub-chamber is arranged in a cylinder head, and a main chamber is constructed on the cylinder side. A sub-chamber opening / closing valve is arranged at a communication port that connects the main chamber and the sub chamber, and a sub-communicating passage opening to the sub chamber lower part and a sub communication chamber upper part is formed in the sub chamber structure to form a compression. Open the sub chamber on-off valve near the end of the stroke, and open the sub communication passage during valve lift to ignite from the upper part of the sub chamber to progress combustion, and from the upper part of the sub chamber to the combustion gas of unburned gas and flame Injecting unburned gas into the main chamber while pushing it out,
An object of the present invention is to provide a sub-chamber gas engine that prevents unburned gas from staying in the sub-chamber for a long period of time, prevents generation of HC and the like, and improves thermal efficiency particularly in a high load region.

【0008】この発明は、シリンダヘッドに配置され且
つシリンダのほぼ中央に配置された副室を形成する副室
構造体、前記副室構造体に形成された前記副室とシリン
ダ側の主室とを連通する連絡口、前記連絡口を開閉する
ための副室開閉弁、前記連絡口に開口し且つ前記副室構
造体の下端に形成された主連絡口、前記連絡口に開口す
ると共に前記副室構造体の下端から上部まで延びる副室
上部に開口する副連絡通路、及びガス燃料を前記副室へ
供給するガス燃料供給弁を具備し、前記副室開閉弁はそ
のバルブリフト時には前記副連絡通路を開放した後に前
記主連絡口を開放するように設定されている副室式ガス
エンジンに関する。
According to the present invention, a sub-chamber structure is provided in the cylinder head and forms a sub-chamber arranged substantially at the center of the cylinder, the sub-chamber formed in the sub-chamber structure and the main chamber on the cylinder side. Communication port, a sub-chamber opening / closing valve for opening and closing the communication port, a main communication port opened to the communication port and formed at the lower end of the sub-chamber structure, the communication port and the sub-portion A sub-communicating passage extending from a lower end of the chamber structure to an upper portion of the sub-chamber and opening to an upper portion of the sub-chamber; and a gas fuel supply valve for supplying a gas fuel to the sub-chamber. The present invention relates to a sub-chamber gas engine which is set to open the main communication port after opening the passage.

【0009】また、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記主室は前記シリンダヘッドに形成されたキャビティ
に配置された燃焼室構造体で構成され、前記副室構造体
は前記燃焼室構造体のほぼ中央に形成された嵌合穴に配
置され、前記連絡口は前記燃焼室構造体に形成され、前
記副室開閉弁は前記燃焼室構造体の前記連絡口に配置さ
れている。
In this sub-chamber gas engine,
The main chamber is composed of a combustion chamber structure arranged in a cavity formed in the cylinder head, the sub-chamber structure is arranged in a fitting hole formed substantially in the center of the combustion chamber structure, The communication port is formed in the combustion chamber structure, and the sub chamber opening / closing valve is arranged in the communication port of the combustion chamber structure.

【0010】又は、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記主室は前記シリンダヘッドに形成されたキャビティ
に配置された燃焼室構造体で構成され、前記副室構造体
は前記燃焼室構造体のほぼ中央に形成された嵌合穴に配
置され、前記連絡口は前記副室構造体に形成され、前記
燃焼室構造体には前記連絡口と連通し且つ周方向に隔置
してシリンダ周辺方向に延びる複数の連絡孔が形成さ
れ、前記副室開閉弁は前記副室構造体の前記連絡口に配
置されている。
Alternatively, in this sub-chamber gas engine,
The main chamber is composed of a combustion chamber structure arranged in a cavity formed in the cylinder head, the sub-chamber structure is arranged in a fitting hole formed substantially in the center of the combustion chamber structure, The communication port is formed in the sub chamber structure, and the combustion chamber structure is formed with a plurality of communication holes communicating with the communication port and circumferentially spaced from each other and extending in the cylinder peripheral direction. A valve is arranged at the communication port of the subchamber structure.

【0011】或いは、この副室式ガスエンジンにおい
て、前記主室は前記シリンダ側に形成され、前記連絡口
は前記副室構造体に形成され、前記副室開閉弁は前記副
室構造体の前記連絡口に配置されている。
Alternatively, in this sub-chamber gas engine, the main chamber is formed on the cylinder side, the communication port is formed in the sub-chamber structure, and the sub-chamber opening / closing valve is the sub-chamber structure. It is located at the access port.

【0012】更に、この副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室開閉弁は前記連絡口を開閉する第1バルブフェ
ースと前記主連絡口を開閉する第2バルブフェースとを
有し、前記副室開閉弁のバルブリフト時には前記第1バ
ルブフェースが前記連絡口を開放した後に前記第2バル
ブフェースが前記主連絡口を開放し、前記副連絡通路は
前記第1バルブフェースと前記第2バルブフェースとの
間に開口しているものである。従って、前記副室開閉弁
のバルブリフト量に対応して、前記副室開閉弁が所定の
リフト量に達するまでは、前記副連絡通路が前記主連絡
口よりも通路面積が広くなり、前記副室内での着火燃焼
が副室上部から進展するようになる。
Further, in this sub-chamber gas engine,
The sub chamber opening / closing valve has a first valve face for opening / closing the communication port and a second valve face for opening / closing the main communication port, and the first valve face connects the first valve face when the sub chamber opening / closing valve is lifted. After opening the mouth, the second valve face opens the main communication port, and the sub communication passage opens between the first valve face and the second valve face. Therefore, according to the valve lift amount of the sub-chamber opening / closing valve, the sub-communication passage has a larger passage area than the main communication opening until the sub-chamber opening / closing valve reaches a predetermined lift amount. Ignition and combustion in the room will progress from the upper part of the sub chamber.

【0013】この副室式ガスエンジンは、上記のように
構成されているので、前記副室開閉弁はバルブリフト初
期で前記副連絡通路を開放し、次いで前記主連絡口を開
放するので、前記副室上部から着火燃焼させて前記主連
絡口から前記主室へ未燃ガスや火炎を噴出させることが
でき、前記副室内に未燃ガスが長期に滞留することを防
止できる。
Since the sub-chamber type gas engine is constructed as described above, the sub-chamber opening / closing valve opens the sub-communication passage at the initial stage of valve lift, and then opens the main communication port. It is possible to ignite and burn from the upper portion of the sub chamber to eject unburned gas or flame from the main communication port to the main chamber, and prevent unburned gas from staying in the sub chamber for a long period of time.

【0014】また、この副室式ガスエンジンは、副室内
のガス燃料が主室から副連絡通路を通じて副室上部に高
速流入する空気と急速に混合してリッチ混合気が生成さ
れ、副室上部で着火し燃焼して急速に一次燃焼が進展し
てNOX の発生を抑制し、次いで、副室下部の主連絡口
から主室へ噴出される燃焼ガスの噴出エネルギーにより
主室で新気を巻き込んで空気利用率を向上させてリーン
混合気として急速に二次燃焼し、未燃HCの排出量を抑
制し、特に副室に残留ガスの滞留を防止するので高負荷
領域での熱効率を向上させることができる。
In this sub-chamber type gas engine, the gas fuel in the sub-chamber is rapidly mixed with the air flowing from the main chamber to the upper portion of the sub-chamber at high speed through the sub-communication passage to generate a rich air-fuel mixture. It ignites and burns at a rapid rate and primary combustion progresses rapidly to suppress the generation of NO X. Then, fresh energy is generated in the main chamber by the jet energy of the combustion gas jetted from the main communication port in the lower part of the sub chamber to the main chamber. Entrapment improves the air utilization rate and rapidly burns as a lean mixture to secondary combustion, suppressing the emission of unburned HC and preventing residual gas from staying in the auxiliary chamber, thus improving thermal efficiency in the high load region. Can be made.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】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概
略断面図、及び図4はこの発明による副室式ガスエンジ
ンにおける副室開閉弁のバルブタイミングを示す線図で
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a sub-chamber gas engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a sub-chamber gas engine according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a valve timing of a sub-chamber opening / closing valve in the sub-chamber gas engine according to the present invention.

【0016】この副室式ガスエンジンは、天然ガス等の
ガス燃料を燃料とするディーゼルサイクルで駆動される
ものであり、例えば、シリンダブロック24に固定され
たシリンダヘッド13に吸、排気ポートが形成され、該
吸、排気ポートに吸、排気弁がそれぞれ配置されてい
る。この副室式ガスエンジンは、例えば、シリンダブロ
ック24にガスケット27及び中間ヘッド部材16を介
して固定されたシリンダヘッド13、中間ヘッド部材1
6に形成した筒部17に配置した主室1を構成する燃焼
室構造体、シリンダヘッド13に形成したキャビティ8
に配置した遮熱構造の副室2を形成する副室構造体3、
シリンダライナ23で形成されるシリンダ14内を往復
動するピストン15を有している。シリンダヘッド13
に形成したキャビティ8の壁面と副室構造体3の外周面
との間には、ガスケット28が配置されると共に、遮熱
空気層12が形成され、副室2が遮熱構造に構成されて
いる。燃焼室構造体は、ライナ上壁部31とライナ側壁
部32とが一体構造のヘッドライナ10から構成されて
いる。ヘッドライナ10のライナ上壁部31とシリンダ
ヘッド13の下面との間及びヘッドライナ10のライナ
側壁部32の外周面と中間ヘッド部材16の筒部17の
内壁面との間には、ガスケット26及び遮熱空気層11
によって主室1が遮熱構造に構成されている。
This sub-chamber type gas engine is driven by a diesel cycle using a gas fuel such as natural gas as a fuel. For example, a cylinder head 13 fixed to a cylinder block 24 is provided with intake and exhaust ports. The intake and exhaust ports are respectively provided with intake and exhaust valves. This sub-chamber type gas engine includes, for example, a cylinder head 13 and an intermediate head member 1 fixed to a cylinder block 24 via a gasket 27 and an intermediate head member 16.
6, a combustion chamber structure forming the main chamber 1 arranged in the cylindrical portion 17 formed in 6, and a cavity 8 formed in the cylinder head 13.
A sub-chamber structure 3, which forms the sub-chamber 2 of the heat shield structure arranged in
It has a piston 15 that reciprocates in a cylinder 14 formed by a cylinder liner 23. Cylinder head 13
A gasket 28 is arranged between the wall surface of the cavity 8 and the outer peripheral surface of the sub-chamber structure 3 formed at the same time, and the heat-shielding air layer 12 is formed so that the sub-chamber 2 has a heat-shielding structure. There is. The combustion chamber structure includes a headliner 10 in which a liner upper wall portion 31 and a liner side wall portion 32 are integrated. The gasket 26 is provided between the liner upper wall portion 31 of the headliner 10 and the lower surface of the cylinder head 13, and between the outer peripheral surface of the liner side wall portion 32 of the headliner 10 and the inner wall surface of the tubular portion 17 of the intermediate head member 16. And heat shield air layer 11
The main chamber 1 has a heat shield structure.

【0017】この副室式ガスエンジンでは、シリンダ軸
のほぼ中央に副室2を構成するように、副室構造体3は
シリンダヘッド13に形成されたキャビティ8に配置さ
れている。シリンダヘッド下面33から突出した副室構
造体3の下端部は、主室1を構成するヘッドライナ10
のヘッド下面部31のほぼ中央に形成された嵌合穴30
に配置されている。ヘッドライナ10に形成された連絡
口6には、連絡口6を開閉するため副室開閉弁4が配置
されている。また、この副室式ガスエンジンでは、主室
1を形成するヘッドライナ10及び副室2を形成する副
室構造体3は、例えば、耐熱性に優れた窒化ケイ素、炭
化ケイ素、サイアロン等のセラミックスで作製されてい
る。また、副室構造体3やヘッドライナ10は高温にな
るため、連絡口6に配置した副室開閉弁4は高温強度を
有する耐熱性に優れた耐熱金属、窒化ケイ素、炭化ケイ
素等のセラミックスから製作されている。
In this sub-chamber type gas engine, the sub-chamber structure 3 is arranged in the cavity 8 formed in the cylinder head 13 so that the sub-chamber 2 is formed substantially at the center of the cylinder shaft. The lower end portion of the sub chamber structure 3 protruding from the lower surface 33 of the cylinder head has a head liner 10 that constitutes the main chamber 1.
Fitting hole 30 formed substantially in the center of the head lower surface portion 31 of
Are located in A sub chamber opening / closing valve 4 for opening / closing the communication port 6 is arranged at the communication port 6 formed in the headliner 10. Further, in this sub-chamber type gas engine, the headliner 10 forming the main chamber 1 and the sub-chamber structure 3 forming the sub-chamber 2 are made of, for example, ceramics such as silicon nitride, silicon carbide, sialon, etc. having excellent heat resistance. It is made in. Further, since the sub-chamber structure 3 and the headliner 10 become hot, the sub-chamber on-off valve 4 arranged at the communication port 6 is made of a heat-resistant metal having high temperature strength and excellent in heat resistance, ceramics such as silicon nitride, silicon carbide or the like. It is manufactured.

【0018】ガス燃料供給源60からのガス燃料は、ガ
ス燃料供給弁5の弁体51がガス燃料供給口22を開放
することによって、シリンダヘッド13に形成されたガ
ス燃料通路25からガス燃料通路18及びガス燃料供給
口22を通って通孔9Aから副室2の副室上部2Aへ供
給される。燃料としての天然ガス即ちガス燃料を収容し
た燃料供給源60が適宜の場所に設けられており、燃料
供給源60からのガス燃料は、燃料供給管61を通じて
ガス燃料通路25に送り込まれる。
The gas fuel from the gas fuel supply source 60 is transferred from the gas fuel passage 25 formed in the cylinder head 13 to the gas fuel passage by the valve body 51 of the gas fuel supply valve 5 opening the gas fuel supply port 22. The gas is supplied to the sub chamber upper portion 2A of the sub chamber 2 through the through hole 9A and the gas fuel supply port 22. A fuel supply source 60 containing natural gas as a fuel, that is, a gas fuel, is provided at an appropriate place, and the gas fuel from the fuel supply source 60 is sent to the gas fuel passage 25 through the fuel supply pipe 61.

【0019】ガス燃料供給源60のガス燃料は、例え
ば、増圧室等において、5〜7kg/cm2 に加圧さ
れ、その加圧されたガス燃料が燃料供給管61を通じて
ガス燃料供給通路25へ供給される。ガス燃料供給弁5
は、例えば、コントローラ70の指令でガス燃料供給弁
5の上部にユニット化された電磁駆動装置による電磁力
によって作動される。コントローラ70の指令でガス燃
料供給弁5が作動すると、低圧時の副室2内にガス燃料
は燃料供給管61からガス燃料供給通路25を経てガス
燃料供給弁5を通じて速やかに供給される。また、例え
ば、副室2内に設置された圧力センサ71によって、副
室2内のガス燃料圧がエンジンの負荷及び回転数に必要
なガス燃料圧になったことを検出し、その検出信号をコ
ントローラ70に入力し、副室2に所定量のガス燃料が
供給されると、コントローラ70は指令を出してガス燃
料供給弁5が閉鎖し、副室2へのガス燃料の供給が終了
する。
The gas fuel of the gas fuel supply source 60 is pressurized to 5 to 7 kg / cm 2 in, for example, a pressure boosting chamber, and the pressurized gas fuel is supplied through the fuel supply pipe 61 to the gas fuel supply passage 25. Is supplied to. Gas fuel supply valve 5
Is operated by an electromagnetic force by an electromagnetic drive unit which is unitized in the upper portion of the gas fuel supply valve 5 according to a command from the controller 70. When the gas fuel supply valve 5 operates in response to a command from the controller 70, the gas fuel is quickly supplied from the fuel supply pipe 61 through the gas fuel supply passage 25 through the gas fuel supply valve 5 into the sub chamber 2 at a low pressure. Further, for example, the pressure sensor 71 installed in the sub-chamber 2 detects that the gas fuel pressure in the sub-chamber 2 has reached the gas fuel pressure necessary for the load and the rotation speed of the engine, and outputs the detection signal. When the gas is supplied to the controller 70 and a predetermined amount of gas fuel is supplied to the sub chamber 2, the controller 70 issues a command to close the gas fuel supply valve 5, and the supply of gas fuel to the sub chamber 2 ends.

【0020】また、この副室式ガスエンジンでは、コン
トローラ70は、ガス燃料供給弁5がエンジン負荷及び
エンジン回転数に対応した適正な流量のガス燃料を副室
2へ供給し、燃費を向上させると共に熱効率を向上させ
る制御を行なうことができる。コントローラ70は、エ
ンジン負荷を検出する負荷センサ72、エンジン回転数
を検出する回転センサ73、副室開閉弁4の開閉状態を
検出する位置センサ74及び副室2の筒内圧を検出する
圧力センサ71等からの検出信号を受け、それらの検出
信号を基にして、副室2内に供給されるガス燃料の流量
がエンジン負荷及びエンジン回転数に最適の予め設定し
た燃料ガス圧になるようにガス燃料供給弁5を作動して
副室2にガス燃料を供給するように構成できる。なお、
この実施例では、ガス燃料供給弁5を電磁駆動装置によ
って作動させるように構成したが、エンジン回転と同期
して作動するカムを用いた動弁装置によって作動させる
こともできる。
Further, in this sub-chamber type gas engine, in the controller 70, the gas fuel supply valve 5 supplies the sub-chamber 2 with an appropriate flow rate of the gas fuel corresponding to the engine load and the engine speed to improve fuel economy. At the same time, control for improving thermal efficiency can be performed. The controller 70 includes a load sensor 72 for detecting the engine load, a rotation sensor 73 for detecting the engine speed, a position sensor 74 for detecting the open / closed state of the sub chamber opening / closing valve 4, and a pressure sensor 71 for detecting the in-cylinder pressure of the sub chamber 2. And the like so that the flow rate of the gas fuel supplied into the sub chamber 2 becomes a preset fuel gas pressure that is optimum for the engine load and the engine speed based on these detection signals. The fuel supply valve 5 may be operated to supply the gas fuel to the sub chamber 2. In addition,
In this embodiment, the gas fuel supply valve 5 is configured to be operated by the electromagnetic drive device, but it may be operated by a valve operating device using a cam that operates in synchronization with engine rotation.

【0021】この副室式ガスエンジンは、特に、シリン
ダのほぼ中央に配置された副室構造体3は、二重構造に
形成され、副室2を形成する内側構造体3Aと内側構造
体3Aを囲むように配置された外側構造体3Bから構成
されている。内側構造体3Aの下端部には主連絡口7が
形成され、また、内側構造体3Aと外側構造体3Bとの
間の隙間には副連絡通路9が形成されている。主連絡口
7と副連絡通路9は、ヘッドライナ10のヘッド下面部
31のほぼ中央に形成された連絡口6に連通している。
副連絡通路9は、特に、副室構造体3の下端部から上端
部まで延びている。副連絡通路9の上端開口は、内側構
造体3Aの上部に形成された通孔9Aを通じて副室上部
2Aに開口している。
In this sub-chamber type gas engine, in particular, the sub-chamber structure 3 arranged substantially in the center of the cylinder is formed in a double structure, and the sub-chamber 2 has an inner structure 3A and an inner structure 3A. The outer structure 3B is arranged so as to surround the. A main communication port 7 is formed at the lower end of the inner structure 3A, and a sub communication passage 9 is formed in the gap between the inner structure 3A and the outer structure 3B. The main communication port 7 and the sub-communication passage 9 communicate with the communication port 6 formed at substantially the center of the head lower surface portion 31 of the head liner 10.
The sub communication passage 9 particularly extends from the lower end to the upper end of the sub chamber structure 3. The upper end opening of the sub communication passage 9 opens to the sub chamber upper portion 2A through the through hole 9A formed in the upper portion of the inner structure 3A.

【0022】更に、この副室式ガスエンジンにおいて、
副室開閉弁4は、連絡口6を開閉する第1バルブフェー
ス21と主連絡口7を開閉する第2バルブフェース20
とを有している。また、副連絡通路9の下端開口は、第
1バルブフェース21と第2バルブフェース20との間
に開口している。更に、連絡口6を開閉する第1バルブ
フェース21は、ヘッドライナ10のヘッド下面部31
に形成された連絡口6の下端面に当接し、副室開閉弁4
のリフトと同時に連絡口6から離反して連絡口6を直ち
に開放する。主連絡口7を開閉する第2バルブフェース
20は、内側構造体3Aの主連絡口7に嵌合し、副室開
閉弁4が所定のリフト量だけリフトして始めて主連絡口
7から離反して主連絡口7を開放する。従って、副室開
閉弁4のバルブリフト量に対応して、図4に示すよう
に、副室開閉弁4が所定のリフト量L1 に達するまで
は、副連絡通路9が主連絡口7よりも通路面積が広くな
り、副室2内での着火燃焼が副室上部2Aから進展する
ようになる。
Further, in this sub-chamber gas engine,
The sub chamber opening / closing valve 4 includes a first valve face 21 for opening / closing the communication port 6 and a second valve face 20 for opening / closing the main communication port 7.
And Further, the lower end opening of the sub communication passage 9 is opened between the first valve face 21 and the second valve face 20. Further, the first valve face 21 that opens and closes the communication port 6 has the head lower surface portion 31 of the head liner 10.
Contacting the lower end surface of the communication port 6 formed in the
Simultaneously with the lift of 1, the communication port 6 is separated and the communication port 6 is immediately opened. The second valve face 20 that opens and closes the main communication port 7 is fitted into the main communication port 7 of the inner structure 3A, and the sub chamber opening / closing valve 4 is lifted by a predetermined lift amount and then separated from the main communication port 7. Open the main communication port 7. Therefore, according to the valve lift amount of the sub-chamber on-off valve 4, as shown in FIG. 4, the sub-communicating passage 9 extends from the main communication port 7 until the sub-chamber opening / closing valve 4 reaches a predetermined lift amount L 1. Also, the passage area becomes wider, and the ignition and combustion in the sub chamber 2 progresses from the upper portion 2A of the sub chamber.

【0023】この副室式ガスエンジンでは、まず、副室
開閉弁4のバルブリフトを開始すると、副室開閉弁4の
第1バルブフェース21が連絡口6を開放し、副連絡通
路9が連絡口6と連通し、それによって、主室1からの
圧縮空気が連絡口6及び副連絡通路9を通って内側構造
体3Aの通孔9Aから副室上部2Aに流入し、図4に示
すように、連絡口6と副連絡通路9との流路有効面積が
漸次増加し、その最大流路有効面積SF に達する。副室
上部2Aに圧縮空気が流入することによって副室上部2
Aで着火し燃焼が副室下部2Bへ向かって伝播される。
この間においては主連絡口7は副室開閉弁4との間に隙
間が存在するので、主連絡口7の流路有効面積MC は隙
間分だけ連通することになる。
In this sub-chamber gas engine, first, when the valve lift of the sub-chamber opening / closing valve 4 is started, the first valve face 21 of the sub-chamber opening / closing valve 4 opens the communication port 6 and the sub-communication passage 9 communicates. It communicates with the mouth 6, whereby the compressed air from the main chamber 1 flows through the communication port 6 and the sub communication passage 9 into the sub chamber upper portion 2A from the through hole 9A of the inner structure 3A, as shown in FIG. At the same time, the effective channel area between the communication port 6 and the sub communication channel 9 gradually increases and reaches the maximum effective channel area S F. When the compressed air flows into the sub chamber upper portion 2A, the sub chamber upper portion 2A
Ignition occurs at A and combustion is propagated toward the lower part 2B of the sub chamber.
Since the main communication port 7 in the meantime there is a gap between the auxiliary chamber off valve 4, the flow passage effective area M C of the main communication port 7 will be communicated by a gap amount.

【0024】次いで、副室開閉弁4のリフトが所定量L
1 、例えば、フルリフト量の20〜30%のリフト量に
達すると、第2バルブフェース20が主連絡口7の開放
を開始して主連絡口7の流路有効面積が漸次増大し、そ
れによって、主室1からの圧縮空気が連絡口6及び主連
絡口7を通って副室下部2Bに流入する。そこで、副室
下部2Bで急速に混合気の生成が開始し、副室開閉弁4
がフルリフト量LF に達すると、主連絡口7の最大流路
有効面積MF に達すると共に、副室上部2Aからの燃焼
伝播によってリッチ混合気で一次燃焼が進展し、NOX
の発生を抑制する。次いで、副室2内の圧力が上昇して
副室2から前記主連絡口を通じて前記主室へ未燃混合気
や火炎の燃焼ガスが噴出し、その噴出エネルギーで前記
主室に存在する新気を巻き込んで混合が促進され、空気
利用率を向上させ、燃焼期間を短縮して二次燃焼を完結
し、未燃HC等の発生を抑制して熱効率を向上させる。
Next, the lift of the sub chamber on-off valve 4 is lifted by a predetermined amount L.
1. For example, when the lift amount of 20 to 30% of the full lift amount is reached, the second valve face 20 starts to open the main communication port 7 and the effective flow passage area of the main communication port 7 is gradually increased. The compressed air from the main chamber 1 flows into the lower portion 2B of the sub chamber through the communication port 6 and the main communication port 7. Therefore, the production of the air-fuel mixture rapidly starts in the sub chamber lower part 2B, and the sub chamber on-off valve 4
Reach the full lift amount L F , the maximum flow passage effective area M F of the main communication port 7 is reached, and the primary combustion progresses in the rich mixture due to the combustion propagation from the upper portion 2A of the sub chamber, and NO X
Suppress the occurrence of. Then, the pressure in the sub-chamber 2 rises, and the combustion gas of unburned air-fuel mixture or flame is jetted from the sub-chamber 2 to the main chamber through the main communication port, and the fresh air existing in the main chamber by the jetting energy. Are entrained to promote mixing, improve the air utilization rate, shorten the combustion period to complete the secondary combustion, suppress the generation of unburned HC and improve the thermal efficiency.

【0025】この副室式ガスエンジンは、上記のように
構成されており、例えば、次のように作動される。この
副室式ガスエンジンは、排気行程、吸入行程、圧縮行程
及び膨張行程の4つの行程を順次繰り返すことによって
作動されるものであり、圧縮行程終端付近で副室開閉弁
4がリフトを開始すると、まず、副室開閉弁4は連絡口
6から離反して連絡口6を開放すると同時に、主室1内
の高温の圧縮空気は副連絡通路9を通って通孔9Aから
副室上部2Aに流入する。副室上部2Aに供給されたガ
ス燃料が副室上部2Aで直ちに副室2内のガス燃料と急
速に混合して着火燃焼し、副室上部2Aで急速に一次燃
焼して副室2内の圧力を上昇し、膨張行程へ移行して副
室下部2Bの未燃ガスを押し出すようにして副室2から
主連絡口7を通って連絡口6から主室1へ噴出させる。
副室2から主室1への未燃混合気や火炎の噴流エネルギ
ーによって主室1に存在する空気を巻き込んで急速に燃
焼し、二次燃焼を短期に完結し、ピストン15に仕事を
させ、副室2内に未燃ガスが滞留することが防止され、
熱効率を向上させる。
The sub-chamber gas engine is constructed as described above and is operated, for example, as follows. This sub-chamber gas engine is operated by sequentially repeating four strokes of an exhaust stroke, an intake stroke, a compression stroke and an expansion stroke, and when the sub-chamber on-off valve 4 starts to lift near the end of the compression stroke. First, the sub-chamber opening / closing valve 4 separates from the communication port 6 to open the communication port 6, and at the same time, the hot compressed air in the main chamber 1 passes through the sub-communication passage 9 from the through hole 9A to the sub-chamber upper part 2A. Inflow. The gas fuel supplied to the sub-chamber upper portion 2A immediately mixes with the gas fuel in the sub-chamber 2 immediately in the sub-chamber upper portion 2A and ignites and burns, and then the primary combustion is rapidly performed in the sub-chamber upper portion 2A and the sub-chamber 2 inside The pressure is increased, the process proceeds to the expansion stroke, and the unburned gas in the lower portion 2B of the sub chamber is pushed out so as to be ejected from the sub chamber 2 through the main communication port 7 to the main chamber 1 through the communication port 6.
The air present in the main chamber 1 is entrained by the jet energy of the unburned air-fuel mixture and flame from the sub chamber 2 to burn rapidly and completes the secondary combustion in a short time, causing the piston 15 to do work. The unburned gas is prevented from staying in the sub chamber 2,
Improves thermal efficiency.

【0026】次に、排気行程に移行して、排気弁が排気
ポートを開放し、排気行程の初期では主室1及び副室2
内の排気ガスを排気ポートを通じて排出し、排気行程途
中で副室開閉弁4が連絡口6を閉鎖し、その後は主室1
内の排気ガスが排気ポートを通じて排出される。副室開
閉弁4が連絡口6を閉鎖した時に、ガス燃料供給弁5が
作動してガス燃料供給口22を開放し、ガス燃料がガス
燃料供給口19を通じて副室2に供給され、副室2内に
適正な流量のガス燃料が充填される。
Next, in the exhaust stroke, the exhaust valve opens the exhaust port, and at the beginning of the exhaust stroke, the main chamber 1 and the sub chamber 2
Exhaust gas inside is exhausted through the exhaust port, the sub chamber opening / closing valve 4 closes the communication port 6 during the exhaust stroke, and then the main chamber 1
The exhaust gas therein is exhausted through the exhaust port. When the sub chamber opening / closing valve 4 closes the communication port 6, the gas fuel supply valve 5 operates to open the gas fuel supply port 22, and the gas fuel is supplied to the sub chamber 2 through the gas fuel supply port 19. 2 is filled with a proper flow rate of gas fuel.

【0027】次に、吸入行程では、副室開閉弁4は連絡
口6を閉鎖し、吸気弁が吸気ポートを開放して主室1に
吸入空気が供給される。副室2内には、副室開閉弁4が
連絡口6を閉鎖した後に吸入行程及び圧縮行程を通じて
ガス燃料が所定量だけ充填される。圧縮行程では、吸気
弁が吸気ポートを閉鎖すると共に、副室開閉弁4によっ
て連絡口6を閉鎖しておき、主室1内に供給された吸入
空気が高圧縮して高圧力にされる。次いで、圧縮行程終
端付近で副室開閉弁4が連絡口6を開放すると、副連絡
通路9及び通孔9Aを通じて副室上部2Aに高温の圧縮
空気が導入される。この副室式ガスエンジンは、上記の
ようなサイクルを繰り返してエンジンが駆動される。
Next, in the intake stroke, the auxiliary chamber opening / closing valve 4 closes the communication port 6, the intake valve opens the intake port, and intake air is supplied to the main chamber 1. The sub chamber 2 is filled with a predetermined amount of gas fuel through the suction stroke and the compression stroke after the sub chamber opening / closing valve 4 closes the communication port 6. In the compression stroke, the intake valve closes the intake port, and the auxiliary chamber opening / closing valve 4 closes the communication port 6, so that the intake air supplied into the main chamber 1 is highly compressed to a high pressure. Next, when the sub chamber opening / closing valve 4 opens the communication port 6 near the end of the compression stroke, high temperature compressed air is introduced into the sub chamber upper portion 2A through the sub communication passage 9 and the through hole 9A. In this sub-chamber gas engine, the engine is driven by repeating the above cycle.

【0028】次に、図2を参照して、この副室式ガスエ
ンジンの別の実施例を説明する。この実施例は、連絡口
6が副室構造体3に形成され、ヘッドライナ10のヘッ
ド下面部31に多数の連絡孔29が形成されている以外
は、上記実施例と同一の構成及び同一の機能を有するの
で、同一の部品には同一の符号を付して重複する説明を
省略する。この実施例では、主室1はシリンダヘッド1
3に形成された筒部17に配置された燃焼室構造体のヘ
ッドライナ10で構成されている。副室構造体3は、ヘ
ッドライナ10のほぼ中央に形成された嵌合穴30に配
置され、ヘッドライナ10には副室構造体3に形成した
連絡口6と連通し且つ周方向に隔置してシリンダ周辺方
向に延びる複数の連絡孔29が形成されている。副室開
閉弁4は、副室構造体3の連絡口6に配置されている。
また、ピストン15に主室1の一部を構成するキャビテ
ィ34が形成されている。
Next, another embodiment of this sub-chamber type gas engine will be described with reference to FIG. This embodiment has the same configuration and the same as the above embodiment except that the communication port 6 is formed in the sub chamber structure 3 and a large number of communication holes 29 are formed in the head lower surface portion 31 of the head liner 10. Since they have a function, the same reference numerals are given to the same parts and duplicate explanations are omitted. In this embodiment, the main chamber 1 is the cylinder head 1
It is composed of the headliner 10 of the combustion chamber structure arranged in the cylindrical portion 17 formed in 3. The sub-chamber structure 3 is arranged in a fitting hole 30 formed substantially in the center of the headliner 10, and the headliner 10 communicates with the communication port 6 formed in the sub-chamber structure 3 and is circumferentially spaced. Then, a plurality of communication holes 29 extending in the cylinder peripheral direction are formed. The sub-chamber opening / closing valve 4 is arranged in the communication port 6 of the sub-chamber structure 3.
In addition, a cavity 34 that forms a part of the main chamber 1 is formed in the piston 15.

【0029】更に、図3を参照して、この副室式ガスエ
ンジンの更に別の実施例を説明する。この実施例は、連
絡口6が副室構造体3に形成され、主室1はシリンダ1
4側に形成され、副室構造体3への副連絡通路9の形成
方法が異なっている以外は、上記実施例と同一の構成及
び同一の機能を有するので、同一の部品には同一の符号
を付して重複する説明を省略する。この実施例では、副
室開閉弁4は副室構造体3に形成された連絡口6に配置
されている。副連絡通路9は、副室構造体3を下端から
上部に向かって延びるように形成されている。副連絡通
路9は、1個或いは複数個の通路として形成することが
できる。
Still another embodiment of the sub-chamber type gas engine will be described with reference to FIG. In this embodiment, the communication port 6 is formed in the sub chamber structure 3, and the main chamber 1 is the cylinder 1.
4 has the same configuration and the same function as the above embodiment except that the method of forming the sub-communication passage 9 in the sub-chamber structure 3 is different. And redundant description will be omitted. In this embodiment, the sub-chamber opening / closing valve 4 is arranged in the communication port 6 formed in the sub-chamber structure 3. The sub communication passage 9 is formed so as to extend from the lower end to the upper part of the sub chamber structure 3. The sub communication passage 9 can be formed as one or a plurality of passages.

【0030】[0030]

【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、シリンダのほぼ中央に配置された副室構
造体の副室とシリンダ側の主室とを連絡口で連通し、副
室開閉弁で前記連絡口を開閉すると共に、前記副室構造
体の下端に主連絡口を設け、前記副室構造体の下端から
上部まで延びる副連絡通路を設け、前記副連絡通路を副
室上部に開口させ、前記副室開閉弁のバルブリフト時に
前記副連絡通路を開放した後に前記主連絡口を開放する
ように設定したので、まず圧縮空気は前記副室の副室上
部から流入し、前記副室上部で着火燃焼することにな
り、前記副室下部に存在する未燃混合気を前記副室上部
から押し出す状態で主室へ噴出させることができ、前記
副室内に未燃混合気が残留して長期に滞留することが防
止される。
The sub-chamber gas engine according to the present invention is
As described above, the sub-chamber of the sub-chamber structure located substantially in the center of the cylinder and the main chamber on the cylinder side are communicated with each other through the communication port, and the sub-chamber opening / closing valve is used to open and close the communication port. A main communication port is provided at the lower end of the structure, a sub-communication passage extending from the lower end of the sub-chamber structure to an upper portion is provided, the sub-communication passage is opened to the upper part of the sub-chamber, and the sub-chamber opening / closing valve is opened at the time of valve lift. Since it is set to open the main communication port after opening the sub communication passage, first, compressed air flows in from the upper part of the sub chamber of the sub chamber and is ignited and burned in the upper part of the sub chamber. The unburned air-fuel mixture existing in the lower portion can be jetted into the main chamber in a state of being pushed out from the upper portion of the sub-chamber, and the unburned air-fuel mixture is prevented from remaining in the sub-chamber for a long period of time.

【0031】即ち、この副室式ガスエンジンでは、前記
副室には未燃ガスが長期にわたって滞留することがない
ので、未燃HC等の発生を低減し、熱効率を向上させる
ことができ、特に、高負荷時の効率の低下はない。
That is, in this sub-chamber type gas engine, since the unburned gas does not stay in the sub-chamber for a long period of time, it is possible to reduce the generation of unburned HC etc. and improve the thermal efficiency. There is no decrease in efficiency under high load.

【0032】しかも、前記主室から前記副室へ圧縮空気
が供給されることによって前記副室内のガス燃料がリッ
チ混合気を均一に且つ迅速に生成し、前記副室で当量比
の大きい燃料リッチな状態で高速一次燃焼してNOX
発生を抑制する。次いで、前記副室から未燃ガスや火炎
の燃焼ガスが前記主連絡口を通じて前記主室へ噴出さ
れ、その噴出エネルギによって前記主室での新気を巻き
込んで前記主室で急速に二次燃焼が進展し、燃焼期間を
短縮して燃焼が完結する。また、この副室式ガスエンジ
ンは、ガス燃料は前記副室に前記連絡口が閉鎖した状態
で供給され、前記主室へ供給される吸入空気はガス燃料
が存在しない状態で圧縮されるので、前記主室内で圧縮
空気が高圧縮されても、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。
Moreover, by supplying compressed air from the main chamber to the sub chamber, the gas fuel in the sub chamber uniformly and quickly produces a rich air-fuel mixture, and in the sub chamber, fuel rich with a large equivalence ratio is produced. suppressing generation of the NO X at high speed primary combustion in a state. Then, unburned gas or combustion gas of flame is ejected from the sub-chamber into the main chamber through the main communication port, and fresh air in the main chamber is entrained by the ejected energy to rapidly perform secondary combustion in the main chamber. Progresses, the combustion period is shortened and combustion is completed. Further, in this sub-chamber gas engine, gas fuel is supplied to the sub-chamber with the communication port closed, and intake air supplied to the main chamber is compressed in the absence of gas fuel, Even if compressed air is highly compressed in the main chamber, self-ignition does not occur and knocking does not occur.

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

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

【図2】この発明による副室式ガスエンジンの別の実施
例を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the sub-chamber gas engine according to the present invention.

【図3】この発明による副室式ガスエンジンの他の実施
例を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the sub-chamber gas engine according to the present invention.

【図4】この発明による副室式ガスエンジンにおける副
室開閉弁のバルブタイミングを示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a valve timing of a sub chamber opening / closing valve in a sub chamber type gas engine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 副室 3 副室構造体 4 副室開閉弁 5 ガス燃料供給弁 6 連絡口 7 主連絡口 8 キャビティ 9 副連絡通路 10 ヘッドライナ(燃焼室構造体) 13 シリンダヘッド 14 シリンダ 20 第2バルブフェース 21 第1バルブフェース 29 連絡孔 30 嵌合穴 1 Main chamber 2 Sub chamber 3 Sub chamber structure 4 Sub chamber opening / closing valve 5 Gas fuel supply valve 6 Communication port 7 Main communication port 8 Cavity 9 Sub communication passage 10 Headliner (combustion chamber structure) 13 Cylinder head 14 Cylinder 20th 2 valve face 21 first valve face 29 connecting hole 30 fitting hole

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに配置され且つシリンダ
のほぼ中央に配置された副室を形成する副室構造体、前
記副室構造体に形成された前記副室とシリンダ側の主室
とを連通する連絡口、前記連絡口を開閉するための副室
開閉弁、前記連絡口に開口し且つ前記副室構造体の下端
に形成された主連絡口、前記連絡口に開口すると共に前
記副室構造体の下端から上部まで延びる副室上部に開口
する副連絡通路、及びガス燃料を前記副室へ供給するガ
ス燃料供給弁を具備し、前記副室開閉弁はそのバルブリ
フト時には前記副連絡通路を開放した後に前記主連絡口
を開放するように設定されている副室式ガスエンジン。
1. A sub-chamber structure that is disposed in a cylinder head and forms a sub-chamber disposed substantially at the center of the cylinder, and the sub-chamber formed in the sub-chamber structure communicates with the main chamber on the cylinder side. Communication port, a sub-chamber opening / closing valve for opening and closing the communication port, a main communication port opened to the communication port and formed at a lower end of the sub-chamber structure, and the sub-chamber structure opening to the communication port A sub-communicating passage that extends from the lower end of the body to an upper portion of the sub-chamber, and a gas fuel supply valve that supplies gas fuel to the sub-chamber. A sub-chamber gas engine that is set to open the main communication port after opening.
【請求項2】 前記主室は前記シリンダヘッドに形成さ
れたキャビティに配置された燃焼室構造体で構成され、
前記副室構造体は前記燃焼室構造体のほぼ中央に形成さ
れた嵌合穴に配置され、前記連絡口は前記燃焼室構造体
に形成され、前記副室開閉弁は前記燃焼室構造体の前記
連絡口に配置されている請求項1に記載の副室式ガスエ
ンジン。
2. The main chamber is composed of a combustion chamber structure arranged in a cavity formed in the cylinder head,
The sub-chamber structure is arranged in a fitting hole formed substantially in the center of the combustion chamber structure, the communication port is formed in the combustion chamber structure, and the sub-chamber opening / closing valve is provided in the combustion chamber structure. The sub-chamber gas engine according to claim 1, wherein the sub-chamber gas engine is disposed at the communication port.
【請求項3】 前記主室は前記シリンダヘッドに形成さ
れたキャビティに配置された燃焼室構造体で構成され、
前記副室構造体は前記燃焼室構造体のほぼ中央に形成さ
れた嵌合穴に配置され、前記連絡口は前記副室構造体に
形成され、前記燃焼室構造体には前記連絡口と連通し且
つ周方向に隔置してシリンダ周辺方向に延びる複数の連
絡孔が形成され、前記副室開閉弁は前記副室構造体の前
記連絡口に配置されている請求項1に記載の副室式ガス
エンジン。
3. The main chamber is composed of a combustion chamber structure arranged in a cavity formed in the cylinder head,
The sub-chamber structure is disposed in a fitting hole formed substantially in the center of the combustion chamber structure, the communication port is formed in the sub-chamber structure, and the combustion chamber structure communicates with the communication port. 2. The sub chamber according to claim 1, wherein a plurality of communication holes extending in the circumferential direction of the cylinder are formed so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction, and the sub chamber opening / closing valve is arranged at the communication port of the sub chamber structure. Gas engine.
【請求項4】 前記主室は前記シリンダ側に形成され、
前記連絡口は前記副室構造体に形成され、前記副室開閉
弁は前記副室構造体の前記連絡口に配置されている請求
項1に記載の副室式ガスエンジン。
4. The main chamber is formed on the cylinder side,
The sub-chamber gas engine according to claim 1, wherein the communication port is formed in the sub-chamber structure, and the sub-chamber opening / closing valve is arranged in the communication port of the sub-chamber structure.
【請求項5】 前記副室開閉弁は前記連絡口を開閉する
第1バルブフェースと前記主連絡口を開閉する第2バル
ブフェースとを有し、前記副室開閉弁のバルブリフト時
には前記第1バルブフェースが前記連絡口を開放した後
に前記第2バルブフェースが前記主連絡口を開放し、前
記副連絡通路は前記第1バルブフェースと前記第2バル
ブフェースとの間に開口している請求項1〜4のいずれ
か1項に記載の副室式ガスエンジン。
5. The sub chamber opening / closing valve has a first valve face for opening / closing the communication port and a second valve face for opening / closing the main communication port, and the first valve face is opened when the sub chamber opening / closing valve is lifted. The second valve face opens the main communication port after the valve face opens the communication port, and the auxiliary communication passage opens between the first valve face and the second valve face. The sub-chamber gas engine according to any one of 1 to 4.
JP7347005A 1995-12-14 1995-12-14 Prechamber type gasoline engine Pending JPH09166024A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7347005A JPH09166024A (en) 1995-12-14 1995-12-14 Prechamber type gasoline engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7347005A JPH09166024A (en) 1995-12-14 1995-12-14 Prechamber type gasoline engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09166024A true JPH09166024A (en) 1997-06-24

Family

ID=18387280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7347005A Pending JPH09166024A (en) 1995-12-14 1995-12-14 Prechamber type gasoline engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09166024A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140190437A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-10 Woodward, Inc. Quiescent Chamber Hot Gas Igniter
US9172217B2 (en) 2010-11-23 2015-10-27 Woodward, Inc. Pre-chamber spark plug with tubular electrode and method of manufacturing same
US9476347B2 (en) 2010-11-23 2016-10-25 Woodward, Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow in fuel-fed prechambers
US9653886B2 (en) 2015-03-20 2017-05-16 Woodward, Inc. Cap shielded ignition system
US9765682B2 (en) 2013-06-10 2017-09-19 Woodward, Inc. Multi-chamber igniter
US9840963B2 (en) 2015-03-20 2017-12-12 Woodward, Inc. Parallel prechamber ignition system
US9893497B2 (en) 2010-11-23 2018-02-13 Woodward, Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow
US9890689B2 (en) 2015-10-29 2018-02-13 Woodward, Inc. Gaseous fuel combustion
RU2807621C2 (en) * 2019-02-18 2023-11-17 Катерпиллар Энерджи Солюшнз Гмбх Seal for use in device for supplying fuel gas to internal combustion engine, internal combustion engine and method for supplying fuel gas to internal combustion engine

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9172217B2 (en) 2010-11-23 2015-10-27 Woodward, Inc. Pre-chamber spark plug with tubular electrode and method of manufacturing same
US9476347B2 (en) 2010-11-23 2016-10-25 Woodward, Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow in fuel-fed prechambers
US11674494B2 (en) 2010-11-23 2023-06-13 Woodward, Inc. Pre-chamber spark plug with tubular electrode and method of manufacturing same
US10907532B2 (en) 2010-11-23 2021-02-02 Woodward. Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow in fuel-fed prechambers
US9893497B2 (en) 2010-11-23 2018-02-13 Woodward, Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow
US10054102B2 (en) 2013-01-08 2018-08-21 Woodward, Inc. Quiescent chamber hot gas igniter
US20140190437A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-10 Woodward, Inc. Quiescent Chamber Hot Gas Igniter
US9856848B2 (en) * 2013-01-08 2018-01-02 Woodward, Inc. Quiescent chamber hot gas igniter
US9765682B2 (en) 2013-06-10 2017-09-19 Woodward, Inc. Multi-chamber igniter
US9843165B2 (en) 2015-03-20 2017-12-12 Woodward, Inc. Cap shielded ignition system
US9840963B2 (en) 2015-03-20 2017-12-12 Woodward, Inc. Parallel prechamber ignition system
US9653886B2 (en) 2015-03-20 2017-05-16 Woodward, Inc. Cap shielded ignition system
US9890689B2 (en) 2015-10-29 2018-02-13 Woodward, Inc. Gaseous fuel combustion
RU2807621C2 (en) * 2019-02-18 2023-11-17 Катерпиллар Энерджи Солюшнз Гмбх Seal for use in device for supplying fuel gas to internal combustion engine, internal combustion engine and method for supplying fuel gas to internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6073605A (en) Gas engine with pre-combustion chamber
JPH084562A (en) Multi-fuel engine
JPH09158729A (en) Indirect injection gas engine
JPH09166024A (en) Prechamber type gasoline engine
JP3379176B2 (en) Subchamber gas engine
US5477822A (en) Spark ignition engine with cylinder head combustion chamber
JP3235302B2 (en) Subchamber gas engine
JP3695019B2 (en) Sub-chamber variable gas engine
JP3379177B2 (en) Subchamber gas engine
JP3653819B2 (en) Sub-combustion chamber type gas engine with ignition device
JPH09256849A (en) Gas engine of divideo combustion chamber type
JP4145177B2 (en) Engine and operation method thereof
JPH09158728A (en) Indirect injection gas engine
JPH10122000A (en) Variable compression ratio counter chamber type gas engine
JP3404886B2 (en) Gas engine
JP3918361B2 (en) Sub-chamber gas engine
JPH09158727A (en) Indirect injection gas engine
JP2000291495A (en) Gas engine having egr device
JP2000291455A (en) Gas engine having exhaust gas cooling device for egr
JPH10205332A (en) Structure of combustion chamber in engine
JPH07293344A (en) Thermal insulation type gas engine
JP2792139B2 (en) Fuel injection system for sub-chamber insulated engine
JP3148813B2 (en) Control device for high compression ratio engine for vaporized fuel
JP4595273B2 (en) Diesel engine fuel combustion system
JP2998050B2 (en) High compression ratio gasoline engine