JPH09256849A

JPH09256849A - 副室式ガスエンジン

Info

Publication number: JPH09256849A
Application number: JP8093055A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuoka; 寛松岡; Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、主室に自己着火以下の流量のガス
燃料を供給し、副室での燃え残りを排除し、主室での混
合気の生成を良好にし、燃焼期間を短縮する。【解決手段】この副室式ガスエンジンは、シリンダヘ
ッド７のシリンダ中央部に副室２を構成する副室構造体
３を配置し、主室１と副室２とを連通する連絡口１３を
開閉するため、圧縮行程終端付近で開弁し且つ排気行程
途中で閉弁する副室弁４を配置する。副室２に設けた燃
料供給口２２を設け、燃料供給口２２に配置した燃焼弁
５を開閉することによって副室２にガス燃料を供給す
る。また、主室１に自己着火以下の流量のガス燃料を供
給するため、吸気マニホルド３１に燃焼供給弁２０を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、天然ガスを燃料
とするシリンダヘッドに副室を持つ副室式ガスエンジン
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスエンジンは、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て着火燃
焼させ、主室での希薄領域における燃焼を確実なものに
し、燃焼を安定させる方法が考えられる。又は、シリン
ダ内に均一な混合気を作り、スパークプラグによって着
火させるものが有る。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、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、天然ガスを燃料としたエンジ
ンの圧縮比は１２以下でないと、運転ができない。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。

【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
る連絡口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、副室から連絡口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。

【０００４】ところで、上記の問題を解決したガスエン
ジンは、特開平７−３１０５５０号公報に開示されてい
る。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口の副室弁を
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ＮＯ_X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、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も
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、副室式
ガスエンジンにおいて、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、主室でノッキングを起こしたり、或
いは主室が希薄混合気となるため、燃焼速度が遅くな
り、ＨＣ等の発生が増加するという問題が発生する。

【０００６】

【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形成
し、吸気系通路又は主室にガス燃料を供給するための燃
料供給弁を設け、主室へガス燃料の一部を供給して自着
火しない程度のリーン混合気を予め生成し、圧縮行程終
端付近で副室弁を開放して主室の圧縮空気を副室に導入
して副室でなるべく当量比１以下にして着火燃焼させ、
次いで、副室からの燃焼ガス噴流によって主室でリーン
混合気として急速燃焼させて燃焼期間を短縮し、ＨＣ等
の発生を防止すると共に副室に未燃ガスが滞留すること
を防止し、副室容積を小型化できる副室式ガスエンジン
を提供することである。

【０００７】この発明は、シリンダヘッドに形成した
吸、排気ポートを開閉する吸、排気弁、ピストンが往復
動するシリンダ内に形成された主室、前記シリンダヘッ
ドのシリンダのほぼ中央に配置した副室を構成する副室
構造体、前記主室と前記副室とを連通する連絡口、前記
連絡口を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且つ排
気行程途中で閉弁する副室弁、前記副室弁による前記連
絡口の閉鎖時に前記副室に燃料を供給するため前記副室
に設けた燃料供給口を開放する燃料弁、及び吸入行程に
おいて前記主室へ燃料を供給するため設けられた燃料供
給手段、から成る副室式ガスエンジンに関する。

【０００８】また、この副室式ガスエンジンでは、前記
燃料供給手段は、吸気マニホルド又は吸気ポートに設け
られたミキサー又は燃料供給弁から構成されている。或
いは、前記燃料供給手段は、前記主室に設けられた燃料
供給弁から構成されている。

【０００９】又は、この発明は、シリンダヘッドに形成
した吸、排気ポートを開閉する吸、排気弁、ピストンが
往復動するシリンダ内に形成された主室、前記シリンダ
ヘッドのシリンダのほぼ中央に配置した副室を構成する
副室構造体、前記主室と前記副室とを連通する連絡口、
前記連絡口を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且
つ排気行程途中で閉弁する副室弁、及び前記副室に燃料
を供給するため前記副室に設けた燃料供給口を開放する
燃料弁を具備し、前記副室内の残留燃料と前記主室内へ
の供給燃料との割合は吸入行程又は吸入行程から圧縮行
程の間における前記副室弁の開閉タイミングによって制
御されることから成る副室式ガスエンジンに関する。

【００１０】この副室式ガスエンジンは、前記副室弁の
開閉タイミングによって制御される場合に、前記副室内
の残留燃料と前記主室内の供給燃料との割合は、燃料供
給圧力及び前記燃料弁の開弁期間の少なくともいずれか
一方によって制御される。また、前記副室弁と前記燃料
弁とは排気上死点後の吸入行程初期から圧縮行程初期付
近までの間開弁期間がオーバラップしている。

【００１１】更に、この副室式ガスエンジンは、前記副
室弁の開閉タイミングによって制御される場合に、前記
副室弁は前記主室へ燃料の一部を供給するため排気上死
点後の吸入行程初期で開弁し且つ吸入行程中間付近より
圧縮行程初期にかけての適時に閉弁するものである。ま
た、前記燃料弁は前記燃料供給口を排気上死点後の吸入
行程初期で開弁し且つ前記副室弁が圧縮行程終端付近で
開弁するのに先立って閉弁するものである。

【００１２】この副室式ガスエンジンでは、前記副室弁
が圧縮行程終端付近で開弁することによって前記副室内
で着火燃焼する可燃混合気は、平均当量比が１以下にコ
ントロールされているものである。

【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、着火時には、副室内のガス燃料が
主室のキャビティから高速流入してくる希薄混合気と急
速に混合してリッチ混合気が生成され、副室内でガス燃
料がリッチ混合気として着火燃焼して急速に一次燃焼が
進展し、次いで、副室から噴出される燃焼ガスにより主
室内の希薄混合気即ちリーン混合気が急速に二次燃焼
し、ＮＯ_X，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。

【００１４】

【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
略断面図である。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
れるものである。この副室式ガスエンジンは、シリンダ
ヘッド７を中間ヘッド７０を介してシリンダブロック１
４に固定し、シリンダヘッド７に形成した小径のキャビ
ティ１９に遮熱構造の副室２を構成する副室構造体３を
配置し、シリンダヘッド７に形成した大径のキャビティ
９に遮熱構造の主室１をシリンダ８側に形成するヘッド
ライナ１０を配置している。この副室式ガスエンジン
は、シリンダブロック１４に形成した孔部３４に嵌合し
たシリンダライナ３２、シリンダライナ３２に形成した
シリンダ８内を往復運動するピストン１５、及び主室１
と副室２とを連通する副室構造体３とヘッドライナ１０
とに跨がって形成された連絡口１３を有している。副室
構造体３の下端部は、ヘッドライナ１０の上面に形成さ
れた穴部２８に配置されている。穴部２８の中央部には
連絡口１３が形成されている。

【００１５】この副室式ガスエンジンは、シリンダヘッ
ド７に吸気ポート３０と排気ポート２３が形成されてい
る。ヘッドライナ１０は、シリンダ８の一部を構成する
ライナ上部１２とヘッド下面部１１から構成されてい
る。ヘッド下面部１１には、シリンダヘッド７に形成さ
れた吸気ポート３０と排気ポート２３に対応するポート
３９（一方のみ図示）が形成され、ポート３９に排気弁
２９（排気弁のみ図示）と吸気弁が配置されている。シ
リンダヘッド７のキャビティ９とヘッドライナ１０の外
面との間には、ガスケット４４を介在すると共に、遮熱
空気層２６が形成され、主室１が遮熱構造に構成されて
いる。また、シリンダヘッド７のキャビティ１９の壁面
と副室構造体３の外面との間には遮熱空気層２１が形成
され、副室２が遮熱構造に構成されている。また、ピス
トン１５は、耐熱性に優れた窒化ケイ素等のセラミック
スから成るピストンヘッド１６と、ピストンヘッド１６
に結合リング２４で固定したピストンスカート１７とか
ら構成されている。ピストンヘッド１６とピストンスカ
ート１７との間に遮熱空気層１８を形成し、主室１が遮
熱構造に構成されている。

【００１６】副室構造体３は、シリンダヘッド７のキャ
ビティ１９に必要に応じてガスケットを介在して嵌合さ
れ、副室構造体３の下端部に形成された連絡口１３は、
ヘッドライナ１０に形成された連絡口１３と連通し、連
絡口１３が主室１と副室２とを連通している。即ち、副
室構造体３とヘッドライナ１０とから成る燃焼室構造体
には、主室１と副室２とを連通する連絡口１３が形成さ
れている。副室構造体３に形成される副室２は、シリン
ダ軸線のほぼ中央に配置されている。ヘッドライナ１０
に形成された連絡口１３には、連絡口１３を開閉するた
め副室弁４が配置されている。また、シリンダヘッド７
にはガス燃料通路２７が形成され、副室構造体３には燃
料供給口２２が形成されている。シリンダヘッド７に形
成されたガス燃料通路２７には、カム６によって開閉駆
動される燃料弁５が配置されている。

【００１７】燃料としての天然ガスのガス燃料は、適宜
の場所に設けられたタンク等の燃料供給源５０に収容さ
れている。ガス燃料供給源５０のガス燃料は、送油燃料
ポンプ２５の作動によって、例えば、５〜７ｋｇ／ｃｍ
² に加圧され、その加圧されたガス燃料は、燃料供給通
路３５を通じてガス燃料通路２７に送り込まれる。ガス
燃料通路２７のガス燃料は、ガス燃料供給弁５がガス燃
料供給口２２を開放することによって副室２へ供給され
る。

【００１８】この副室式ガスエンジンでは、主室１を形
成するピストンヘッド１６、副室２を形成する副室構造
体３、及びシリンダライナ３２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、ピストンヘッド１６及び
副室構造体３では高温になるため、連絡口１３に配置し
た副室弁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。

【００１９】この副室式ガスエンジンは、特に、天然ガ
スのガス燃料の一部を主室１に直接供給する燃料供給手
段として、吸気ポート３０に連結された吸気マニホルド
３１に連結された燃料供給通路３６にミキサー（図示せ
ず）又は燃料供給弁２０が配置されていることである。
燃料供給源５０に収容されたガス燃料は、ミキサー（図
示せず）又は燃料供給弁２０の開放によって、ガス燃料
の一部が送油燃料ポンプ２５によって燃料供給通路３６
を通じて主室１に供給される。一方、大部分のガス燃料
は、送油燃料ポンプ２５によって燃料供給通路３５を通
じてガス燃料通路２７へ供給され、燃料弁５の開放によ
って副室２へ供給される。

【００２０】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、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、主として、副室２に供給された平均当量
比が１以下にコントロールされている大部分のガス燃料
が副室２で着火し急速一次燃焼し、次いで、副室２から
主室１へ噴出した混合気や火炎がその噴流エネルギーに
よって主室１に供給されている自己着火しない程度のガ
ス燃料の一部を巻き込んで二次燃焼し、燃焼期間を短縮
して熱効率をアップするものである。

【００２１】この副室式ガスエンジンは、上記の作動を
達成するため、副室弁４、燃料弁５及び燃料供給弁２０
の開閉タイミングは次のとおりである。副室弁４は、連
絡口１３を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且つ
前記燃料弁の開弁に先立って閉弁するように設定されて
いる。燃料弁５は、副室２に燃料を供給するため、燃料
供給口２２を前記副室弁４の閉弁後で吸入行程初期で開
弁し、副室弁４が圧縮行程終端付近で開弁するのに先立
って閉弁するように設定されている。また、吸気マニホ
ルド３１を介して主室１へガス燃料を供給する燃料供給
弁２０は、吸入行程において燃料供給通路３６を開放
し、ガス燃料の一部が吸入空気と混合して主室１へ供給
される。従って、副室弁４が圧縮行程終端付近で開弁す
ることによって副室２内で着火燃焼する可燃混合気は、
平均当量比が１以下にコントロールされている。

【００２２】次に、図２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。この実施例
は、上記実施例のものと比較して、主室１へガス燃料の
一部を供給する燃料供給弁の設置場所が異なる以外は、
同一の構成及び同一の作用を有するので、同一の部品に
は同一の符号を付し、重複する説明を省略する。この実
施例の副室式ガスエンジンでは、燃料供給弁４０がヘッ
ドライナ１０に形成されたガス燃料通路３３に配置さ
れ、燃料供給弁４０がガス燃料通路３３を開放すること
によって主室１にガス燃料の一部が直接供給されるよう
に構成したものである。燃料供給弁４０の開閉タイミン
グは、上記実施例のものと同様であり、吸入行程におい
て、自己着火しない程度の一部のガス燃料を主室１に供
給する。

【００２３】次に、図３及び図４を参照して、この発明
による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、上記各実施例のものと比較して、燃
料供給弁２０，４０の機能を副室弁４に持たせたもので
あり、副室弁４の開閉タイミングによって主室１にガス
燃料の一部を供給する以外は、同一の構成及び同一の作
用を有するので、同一の部品には同一の符号を付し、重
複する説明を省略する。この実施例の副室式ガスエンジ
ンでは、副室弁４の開閉タイミングは、図４に示すよう
に、燃料弁５の開閉タイミングに関連したものである。
即ち、この副室式ガスエンジンは、吸入行程時に副室弁
４を一時的に開放し、副室２に供給されているガス燃料
を自己着火しない程度の一部を主室１へ供給するように
コントロールし、副室２内で着火燃焼する可燃混合気を
平均当量比が１以下になるようにコントロールしたもの
である。

【００２４】この副室式ガスエンジンでは、図４に示す
ように、副室弁４は、連絡口１３を開放して副室２で着
火燃焼させるため圧縮行程終端付近で開弁し且つ排気行
程途中で閉弁すると共に、主室１へ燃料の一部を供給す
るため排気上死点後の吸入行程初期で開弁し且つ吸入行
程中間付近で閉弁するように設定されている。また、燃
料弁５は、副室２に燃料を供給するため、燃料供給口２
２を排気上死点後の吸入行程初期で開弁し、副室弁４が
圧縮行程終端付近で開弁するのに先立って閉弁するよう
に設定されている。副室２内に可燃混合気が生成され、
副室弁４と燃料弁５とは排気上死点後の吸入行程初期か
ら吸入行程中間付近までの間で開弁期間がオーバラップ
していることになる。

【００２５】また、図４に示すように、副室２内のガス
燃料割合は、副室弁４が圧縮行程終端付近で開弁するこ
とによって、副室２から主室１へガス燃料が供給され、
副室２内のガス燃料の流量が１００％から低下し、次い
で副室２は連絡口１３を閉鎖することによって副室２内
のガス燃料が増加し、最終的に副室２内に生成される可
燃混合気が平均当量比が１以下にコントロールされるこ
とになる。更に、この副室式ガスエンジンでは、副室２
内の残留燃料と主室１内の供給燃料との割合は、燃料供
給圧力及び燃料供給弁２０の開弁期間の少なくともいず
れか一方によって制御されるように設定することができ
る。或いは、副室２内の残留燃料と主室１内の供給燃料
との割合は、副室弁４の開弁期間（即ち、開タイミン
グ）によって制御されるように設定することができる。

【００２６】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、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、主として、副室２に供給された平均当量
比１以下にコントロールされているガス燃料が副室２で
着火し急速一次燃焼し、次いで、副室２から主室１へ噴
出した混合気や火炎がその噴流エネルギーによって主室
１に供給されている自己着火しない程度のガス燃料を巻
き込んで主室１で急速二次燃焼し、燃焼期間を短縮して
燃焼を完結するものである。

【００２７】まず、この副室式ガスエンジンは、吸気弁
が吸気ポート３０を閉鎖し、燃料弁５がガス燃料供給口
２２を閉鎖した状態で、排気弁２９が排気ポート２３を
開放して排気行程に移行するが、副室弁４は連絡口１３
を開放した状態である。そこで、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２３を通じて
排出し、排気行程途中で副室弁４が連絡口１３を閉鎖し
て主室１と副室２との連通を遮断し、その後、主室１内
の排気ガスが排気ポート２３を通じて排出される。副室
弁４が連絡口１３を閉鎖した時、ここでは吸入行程に移
行した時、燃料弁５がカム６の駆動によってガス燃料供
給口２２を開放し、ガス燃料が副室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。

【００２８】また、吸入行程では、吸気弁が吸気ポート
３０を開放して主室１に吸入空気が供給されるが、排気
行程終端で燃料弁５が開放して燃料供給通路３５から燃
料供給口２２を通じてガス燃料が副室２が供給される。
次いで、吸入行程初期において副室弁４が連絡口１３を
開放し、副室２に充填されているガス燃料の一部が連絡
口１３を通じて主室１へ供給される。副室弁４は吸入行
程途中で閉弁するが、燃料弁５は開弁状態を維持し、副
室２に平均当量比１以下にコントロールされたガス燃料
が供給され、そこで、燃料弁５が閉弁し、圧縮行程へ移
行する。

【００２９】圧縮行程では、吸気弁が吸気ポート３０を
閉鎖すると共に、副室弁４によって連絡口１３を閉鎖し
ておき、主室１のリーン混合気を高圧縮して高圧力にす
るが、主室１内へ噴出したガス燃料は希薄ガス混合気と
なって自発火しない程度の流量であるので、気筒内が圧
縮されてもノッキングを起こすことがない。即ち、副室
２には天然ガスのガス燃料の大部分が充填され、主室１
にはガス燃料の一部が吸入空気に混合されて供給され、
主室１内はリーン状態の希薄混合気で充填されることに
なる。

【００３０】次いで、圧縮行程終端付近で副室弁４が連
絡口１３を開放し、連絡口１３を通じて高圧縮で高温化
した圧縮希薄ガス混合気を主室１から副室２へ流入さ
せ、該圧縮希薄ガス混合気は副室２内のガス燃料と混合
を促進してリッチ混合気を生成して着火燃焼し、燃焼が
急速に進展して燃料リッチでＮＯ_Xを低減した状態で急
速一次燃焼し、副室２内の圧力が上昇して連絡口１３を
通じて主室１へ副室２の可燃性混合気や火炎が主室１へ
噴き出し、膨張行程へ移行し、可燃性混合気や火炎の噴
流エネルギーによって主室１に存在するリーン混合気を
巻き込んで、混合を促進して急速に二次燃焼し、燃焼期
間を短縮して二次燃焼を完結する。膨張行程では、連絡
口１３の開放状態を維持して副室２から主室１へ火炎を
噴出させてピストン１５に仕事をさせ、排気行程へ移行
する。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。

【００３１】

【発明の効果】この発明による副室式ガスエンジンは、
上記のよう構成され、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
動されるものであるが、燃料供給手段によって吸入行程
において主室へガス燃料の一部が直接供給されるか、或
いは主室と副室とを連通する連絡口に設けられた副室弁
の開閉タイミングによって副室内のガス燃料の一部が主
室へ供給され、しかも、ガス燃料の一部が主室に供給さ
れても自発火できない程度の流量であり、また、主室へ
供給されるガス燃料流量が副室での燃え残りとして長期
に残留すると考えられる流量に設定できるので、リーン
状態の混合気が前記主室内で高圧縮されても、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。し
かも、副室内の燃料を平均当量比１以下にすることがで
き、副室内に未燃混合気が残留することが防止され、供
給されたガス燃料が有効に完全燃焼でき、ＮＯ_X、ＨＣ
等の発生を低減でき、特に、主室での燃焼時間を短縮し
て熱効率を向上させることができる。

【００３２】また、この副室式ガスエンジンにおいて、
主室へのガス燃料の供給を副室弁の開閉タイミングによ
って制御する場合には、主室へ供給したガス燃料が副室
弁の近傍の主室内に滞留して比較的に濃い混合気を生成
しているので、副室から主室へ火炎が噴出して主室に存
在するガス燃料を巻き込んで燃焼するときに、主室での
二次燃焼が失火することがなく、良好に燃焼して燃焼期
間を短縮することができる。更に、ガス燃料を主室にも
供給するので、副室の容積を小さく構成でき、副室を構
成する副室構造体を小型化できる。

【００３３】この副室式ガスエンジンでは、副室での燃
焼に先立ってガス燃料の一部が主室へ予め供給されてい
るので、副室に存在するガス燃料が十分に燃焼して圧力
上昇するのに見合う空気量が副室に供給されることにな
り、副室での燃え残りが長期にわたって滞留することが
ない。しかも、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、ＮＯ_Xの発生を低減すると共に、
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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【図４】図３の副室式ガスエンジンのバルブタイミング
を示す説明図である。

【符号の説明】

１主室２副室３副室構造体４副室弁５燃料弁７シリンダヘッド８シリンダ１０ヘッドライナ１３連絡口１５ピストン２０燃料供給弁２２燃料供給口２３排気ポート２７，３５，３６燃料供給通路３１吸気マニホルド４０燃料供給弁７０中間ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダヘッドに形成した吸、排気ポー
トを開閉する吸、排気弁、ピストンが往復動するシリン
ダ内に形成された主室、前記シリンダヘッドのシリンダ
のほぼ中央に配置した副室を構成する副室構造体、前記
主室と前記副室とを連通する連絡口、前記連絡口を開閉
するため圧縮行程終端付近で開弁し且つ排気行程途中で
閉弁する副室弁、前記副室弁による前記連絡口の閉鎖時
に前記副室に燃料を供給するため前記副室に設けた燃料
供給口を開放する燃料弁、及び吸入行程において前記主
室へ燃料を供給するため設けられた燃料供給手段、から
成る副室式ガスエンジン。
【請求項２】前記燃料供給手段は吸気マニホルド又は
吸気ポートに設けられたミキサー又は燃料供給弁から構
成されている請求項１に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項３】前記燃料供給手段は前記主室に設けられ
た燃料供給弁から構成されている請求項１に記載の副室
式ガスエンジン。
【請求項４】シリンダヘッドに形成した吸、排気ポー
トを開閉する吸、排気弁、ピストンが往復動するシリン
ダ内に形成された主室、前記シリンダヘッドのシリンダ
中央部に配置した副室を構成する副室構造体、前記主室
と前記副室とを連通する連絡口、前記連絡口を開閉する
ため圧縮行程終端付近で開弁し且つ排気行程途中で閉弁
する副室弁、及び前記副室に燃料を供給するため前記副
室に設けた燃料供給口を開放する燃料弁を具備し、前記
副室内の残留燃料と前記主室内への供給燃料との割合は
吸入行程又は吸入行程から圧縮行程の間における前記副
室弁の開閉タイミングによって制御されることから成る
副室式ガスエンジン。
【請求項５】前記副室内の残留燃料と前記主室内の供
給燃料との割合は、燃料供給圧力及び前記燃料弁の開弁
期間の少なくともいずれか一方によって制御される請求
項４に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項６】前記副室弁と前記燃料弁とは排気上死点
後の吸入行程初期から圧縮行程初期付近までの間に開弁
期間がオーバラップしている請求項４又は５に記載の副
室式ガスエンジン。
【請求項７】前記副室弁は前記主室へ燃料の一部を供
給するため排気上死点後の吸入行程初期で開弁し且つ吸
入行程中間付近より圧縮行程初期にかけて閉弁する請求
項４〜６のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項８】前記燃料弁は前記燃料供給口を排気上死
点後の吸入行程初期で開弁し且つ前記副室弁が圧縮行程
終端付近で開弁するのに先立って閉弁する請求項４〜７
のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項９】前記副室弁が圧縮行程終端付近で開弁す
ることによって前記副室内で着火燃焼する可燃混合気
は、平均当量比が１以下にコントロールされている請求
項１〜８のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。