JPH10220227A - 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置 - Google Patents

火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置

Info

Publication number
JPH10220227A
JPH10220227A JP9021206A JP2120697A JPH10220227A JP H10220227 A JPH10220227 A JP H10220227A JP 9021206 A JP9021206 A JP 9021206A JP 2120697 A JP2120697 A JP 2120697A JP H10220227 A JPH10220227 A JP H10220227A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
fuel gas
valve
gas supply
intake
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
JP9021206A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Sugawara
光一 菅原
Masami Maeda
雅美 前田
Yasuaki Shiomi
泰章 塩見
Tadao Yamato
忠夫 大和
Osamu Murakami
修 村上
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.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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 Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP9021206A priority Critical patent/JPH10220227A/ja
Publication of JPH10220227A publication Critical patent/JPH10220227A/ja
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
    • 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
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの機種や燃料ガスの種類とその理論
空燃比に対応させて自在に燃料ガスの供給量を設定で
き、充填効率を高めて高効率でクリーンな燃焼を実現で
きる火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置を提供
する。 【解決手段】 吸気路5の上流側に第1のガス供給手段
10aを、その下流側で吸気弁寄りに第2のガス供給手
段10bを設ける。第1のガス供給手段10aは、ガス
噴射弁10をスロットル弁6の下流に配置し、加圧燃料
ガスGを吸気流に略直交させて吸気管壁5aに衝突さ
せ、第2のガス供給手段10bは、ガス噴射弁10をそ
の先端ノズル24が吸気弁1に指向するように配置し、
加圧燃料ガスGを点火プラグ4の電極部近傍に向けて噴
射させるように構成する。

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、高効率でクリー
ンな燃焼を実現するために用いられる火花点火式ガスエ
ンジンの燃料ガス供給装置に関する。
【0002】
【技術の背景】高効率でクリーンな燃焼を実現するため
に用いられる燃料ガスは、その種類により理論空燃比
が、例えば2.51〜25.1程度まで広範囲に変動す
る。ちなみに、水素系燃料ガス(例えば水素ガスやメタ
ノール改質ガス)は可燃範囲が広いので希薄混合気だけ
で着火・燃焼するが、炭化水素系燃料ガス(天然ガスや
メタンガス及びプロパンガス)は、可燃範囲が狭いため
希薄混合気だけでは着火・燃焼が困難であり、下記の
「成層燃焼法」を採用することとなる。
【0003】
【従来の技術】ここで「成層燃焼法」とは、高効率でク
リーンな燃焼を実現するために、理論混合比よりも薄い
希薄混合気を作りつつ、同時に、点火プラグの周辺に着
火に最適な濃混合気を形成する方法をいう。この成層燃
焼法を実現する装置としては、従来より例えば、特公昭
52−13561号公報に開示されたものが知られてい
る。
【0004】それは図4に示すように、火花点火式ガス
エンジンEの吸気路105の上流側に第1のガス供給手
段111を、その下流側で吸気弁寄りに第2のガス供給
手段112をぞぞれ連通し、第1のガス供給手段111
により供給した燃料ガスGで希薄混合気を、第2のガス
供給手段112により供給した燃料ガスGで濃混合気
を、それぞれ燃焼室103内に層状に形成するように構
成されている。そして第1のガス供給手段であるエバポ
レータ111で液化燃料ガスGを気化させ、その燃料ガ
スGをベンチュリー混合器109により吸い出し、第2
のガス供給手段である電磁弁112を図示しないコンピ
ュータで開閉制御して濃燃料ガスGを吸気行程の終期に
燃焼室103内へ供給するように構成されている。な
お、図4中の符号102は排気弁を、108はエアクリ
ーナを、118はガス配管を示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、第1のガス供給手段がエバポレータ111
で液化燃料ガスGを気化させ、ベンチュリー混合器10
9により吸い出す構成であるため、燃料ガスの種類とそ
の理論空燃比に対応させて自在に燃料ガスの供給量を設
定することができず、融通性がない。また、ベンチュリ
ー混合器109による吸気抵抗が大きく吸気の充填効率
も低いため高効率でクリーンな燃焼を実現するうえで改
良の余地がある。本発明はこのような事情を考慮してな
されたもので、エンジンの機種や燃料ガスの種類とその
理論空燃比に対応させて自在に燃料ガスの供給量を設定
することができ、吸気の充填効率を高めて高効率でクリ
ーンな燃焼を実現することができる燃料ガス供給装置を
提供することを技術課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものとして、以下のように構成される。即ち、吸気
路5の上流側に第1のガス供給手段10aを、その下流
側で吸気弁寄りに第2のガス供給手段10bをぞぞれ設
け、第1のガス供給手段10aにより供給した燃料ガス
Gで希薄混合気を、第2のガス供給手段10bにより供
給した燃料ガスGで濃混合気を、それぞれ燃焼室3内に
層状に形成するように構成した、火花点火式ガスエンジ
ンの燃料ガス供給装置において、上記第1のガス供給手
段10aは、ガス噴射弁10をスロットル弁6の下流に
配置し、加圧燃料ガスGを吸気流に略直交させて吸気管
壁5aに衝突させるように構成し、上記第2のガス供給
手段10bは、ガス噴射弁(10)をその先端ノズル2
4が吸気弁1に指向するように配置し、加圧燃料ガスG
を点火プラグ4の電極部近傍に向けて噴射させるように
構成した、ことを特徴とするものである。
【0007】
【発明の作用・効果】
(イ)本発明では、第1のガス供給手段10aであるガ
ス噴射弁10をスロットル弁6の下流に配置し、加圧燃
料ガスGを吸気流に略直交させて吸気管壁5aに衝突さ
せるように構成したことから、ガス噴射弁10より噴射
した加圧燃料ガスGは、吸気管壁5aに衝突して拡散す
る。これにより、エバポレータとベンチュリー混合器を
用いる従来例よりも一層均一な希薄混合気を形成できる
ので、高効率でクリーンな燃焼に寄与する。
【0008】(ロ)エバポレータとベンチュリー混合器
とを連通して燃料ガスを吸い出す機構では、ガス供給量
はエンジンの吸気負圧に支配されるが、本発明では第1
及び第2のガス供給手段10a・10bとして、いずれ
もガス噴射弁10を用いることから、それらのガス噴射
量を調節することにより、エンジンの機種や燃料ガスの
種類とその理論空燃比に対応させて自在に燃料ガスの噴
射量を設定することができる。
【0009】(ハ)また、本発明では第2のガス供給手
段10bであるガス噴射弁10を、その先端ノズル24
を吸気弁1に指向するように配置し、加圧燃料ガスGを
点火プラグ4の電極部近傍に向けて噴射させるように構
成したことから、点火プラグ4の電極部周辺に着火に最
適な濃混合気を確実に形成することができ、成層燃焼法
を実現するうえで有利に作用する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいてさらに詳しく説明する。図1は本発明に係る
火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置の概要図、
図2は上記燃料ガス供給装置の回路図である。この燃料
ガス供給装置は、吸気路5の上流側に第1のガス供給手
段10aを、その下流側で吸気弁寄りに第2のガス供給
手段10bをぞぞれ設け、第1のガス供給手段10aに
より供給した燃料ガスGで希薄混合気を、第2のガス供
給手段10bにより供給した燃料ガスGで濃混合気を、
それぞれ燃焼室3内に層状に形成するように構成されて
いる。なお、図1中の符号2は排気弁を、4は点火プラ
グを、6はスロットル弁を、7は電子制御式ガバナを、
8はエアクリーナをそれぞれ示す。
【0011】以下、本発明の特徴構成について説明す
る。図1に示すように、第1のガス供給手段10aは、
油圧作動式のガス噴射弁10をスロットル弁6の下流に
配置し、加圧燃料ガスGを吸気流に略直交させて吸気管
壁5aに衝突させるように構成されている。そして第2
のガス供給手段10bとして、上記と同様に油圧作動式
のガス噴射弁10を用いる。この第2のガス噴射弁10
は、その先端ノズル24が吸気弁1に指向するように配
置され、加圧燃料ガスGを点火プラグ4の電極部近傍に
向けて噴射させるように構成されている。
【0012】上記ガス噴射弁10は、いずれも図2に示
すように、弁本体11内にノズル弁体21と、このノズ
ル弁体21を開閉する弁駆動ピストン12と、この弁駆
動ピストン12の一端面と他端面とにそれぞれ臨ませた
作動油室13及び燃料ガス室14とを備え、作動油室1
3内へ作動油Qを圧送することにより、燃料ガス室14
内の加圧燃料ガスGを先端ノズル24より噴射するよう
に構成されている。なお、図2中の符号30は作動油Q
のオイルタンク、31はポンプ駆動用モータ、32は圧
送ポンプ、33はリリーフ弁、34は作動油Qを蓄圧す
る蓄圧器、35は加圧燃料ガスGのガスボンベ、36は
調圧弁をそれぞれ示す。
【0013】上記蓄圧器34の下流側の油路15は分岐
され、各分岐油路15a・15bは上記2つのガス噴射
弁10・10の各作動油室13・13に連通している。
そして各分岐油路15a・15bにそれぞれサーボバル
ブ25a・25bを設け、各サーボバルブ25a・25
bはバルブ制御装置27により連携して電子制御され
る。即ち、入力装置26に各サーボバルブ25a・25
bの開閉時間やバルブリフト量をそれぞれ別々に設定す
ることにより、各サーボバルブ25a・25bはバルブ
制御装置27を介して連携して電子制御され、作動油室
13内の油圧pを調節することができる。
【0014】上記燃料ガス室14にはガス導入路18と
ガス導出路19とが連通され、上記弁駆動ピストン12
でノズル弁体21のリフト量を駆動制御することによ
り、燃料ガス室14内の加圧燃料ガスGをガス導出路1
9を介して先端ノズル24より噴射させるように構成さ
れている。なお、上記ノズル弁体21は、作動油室13
内の油圧qが燃料ガス室14内のガス圧pより小さくな
ると閉弁する。
【0015】以下、図1及び図2を参照しつつ、この燃
料ガス供給装置の動作について説明する。まず、エンジ
ンの吸気行程において第1のサーボバルブ25aにバル
ブ制御信号Vaが付与されることにより、一方の分岐油
路15aを介して作動油Qが一方のガス噴射弁10の作
動油室13内へ圧送され、作動油室13内の油圧qと燃
料ガス室14内のガス圧pとをアンバランスさせて開弁
時期、バルブリフト、閉弁時期を制御する。これによ
り、燃料ガスGの噴射開始時期、噴射量、噴射終了期間
をエンジンの燃焼室の形状や、燃料ガスGの種類と空燃
比に対応させて自在に設定し、高効率でクリーンな燃焼
を実現するために最適な希薄混合気を形成することがで
きる。
【0016】エンジンの吸気行程の終期において第2の
サーボバルブ25bにバルブ制御信号Vbが付与される
ことにより、他方の分岐油路15bを介して他方のガス
噴射弁10の作動油室13内へ作動油Qが圧送される。
このガス噴射弁10は、その先端ノズル24が吸気弁1
に指向するように配置され、加圧燃料ガスGを点火プラ
グ4の電極部近傍に向けて噴射することから、点火プラ
グ4の電極部周辺に着火に最適な濃混合気を確実に形成
することができ、成層燃焼法を実現するうえで有利に作
用する。
【0017】この燃料ガス供給装置では、上記のように
第1及び第2のガス供給手段10a・10bとして、い
ずれもガス噴射弁10を用いる。そしてガス噴射量を適
宜設定することにより、エンジンの機種や燃料ガスの種
類とその理論空燃比に対応させて自在に燃料ガスの噴射
量を設定することができる。また、水素系燃料ガス(例
えば水素ガスやメタノール改質ガス)は可燃範囲が広い
ので、上記第1及び第2のガス供給手段10a・10b
である2つのガス噴射弁10・10を運転状態に応じて
下記のように適宜使い分けることができる。
【0018】即ち、高負荷運転時において、水素系燃料
ガスの希薄混合気がシリンダー内全体に均一に近い状態
で分布していれば安定した着火・燃焼が可能となるの
で、第1のガス供給手段10aである一方のガス噴射弁
10のみを用いて、第2のガス供給手段10bである他
方のガス噴射弁10を用いないようにもできる。また、
軽負荷運転時において、水素系燃料ガスの希薄混合気が
点火プラグ4の電極周辺とシリンダー内に局部的に分布
していれば、安定した着火・燃焼が可能になるので、第
2のガス供給手段10bのみを用いて、エンジンを運転
することもできる。
【0019】他方、炭化水素系燃料ガス(天然ガスやメ
タンガス及びプロパンガス)は可燃範囲が狭いため、希
薄混合気だけでは着火・燃焼が困難であり、第1及び第
2のガス噴射弁10を用いて前記「成層燃焼法」を実行
することとなる。
【0020】ガス噴射弁は上記の油圧作動式のものに限
るものではなく、例えば、図3に示すような応答性の良
い電磁作動式のガス噴射弁10を採用することもでき
る。このガス噴射弁10は、図3に示すように、弁本体
内にノズル弁体21と、このノズル弁体21を開閉する
可動鉄芯22bと、この可動鉄芯22bを開弁側へ吸引
するソレノイド22aと、可動鉄芯22bを閉弁側へ押
し戻す閉止スプリング23と、ガスフィルター28とを
備え、図示しないバルブ制御装置によりソレノイド22
aを励磁制御することにより、加圧燃料ガスGを先端ノ
ズル24より噴射するように構成されている。
【0021】なお、本発明は上記の実施形態に限るもの
ではなく、ガス噴射弁やガスエンジンの具体的な形態に
ついても、適宜変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る火花点火式ガスエンジンの燃料ガ
ス供給装置の概要図である。
【図2】本発明に係る燃料ガス供給装置の回路図であ
る。
【図3】本発明に係るガス噴射弁の他の実施形態を示す
概要図である。
【図4】従来例に係る火花点火式ガスエンジンの燃料ガ
ス供給装置の概要図である。
【符号の説明】
1…吸気弁、3…燃焼室、4…点火プラグ、5…吸気
路、5a…吸気管壁、6…スロットル弁、10…ガス噴
射弁、10a…第1のガス供給手段、10b…第2のガ
ス供給手段、24…先端ノズル、27…バルブ制御装
置、34…蓄圧器、E…火花点火式ガスエンジン、G…
加圧燃料ガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 69/04 F02M 69/00 320F 350P (72)発明者 大和 忠夫 兵庫県尼崎市浜1丁目1番1号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 村上 修 兵庫県尼崎市浜1丁目1番1号 株式会社 クボタ技術開発研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気路(5)の上流側に第1のガス供給
    手段(10a)を、その下流側で吸気弁寄りに第2のガ
    ス供給手段(10b)をぞぞれ設け、第1のガス供給手
    段(10a)により供給した燃料ガス(G)で希薄混合
    気を、第2のガス供給手段(10b)により供給した燃
    料ガス(G)で濃混合気を、それぞれ燃焼室(3)内に
    層状に形成するように構成した、火花点火式ガスエンジ
    ンの燃料ガス供給装置において、 上記第1のガス供給手段(10a)は、ガス噴射弁(1
    0)をスロットル弁(6)の下流に配置し、加圧燃料ガ
    ス(G)を吸気流に略直交させて吸気管壁(5a)に衝
    突させるように構成し、 上記第2のガス供給手段(10b)は、ガス噴射弁(1
    0)をその先端ノズル(24)が吸気弁(1)に指向す
    るように配置し、加圧燃料ガス(G)を点火プラグ
    (4)の電極部近傍に向けて噴射させるように構成し
    た、ことを特徴とする火花点火式ガスエンジンの燃料ガ
    ス供給装置。
JP9021206A 1997-02-04 1997-02-04 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置 Pending JPH10220227A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9021206A JPH10220227A (ja) 1997-02-04 1997-02-04 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9021206A JPH10220227A (ja) 1997-02-04 1997-02-04 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10220227A true JPH10220227A (ja) 1998-08-18

Family

ID=12048526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9021206A Pending JPH10220227A (ja) 1997-02-04 1997-02-04 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10220227A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009144628A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンシステムの制御方法及び該システム
EP2949916A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-02 AVL Powertrain Engineering, Inc. Fuel injector

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009144628A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンシステムの制御方法及び該システム
JP4616878B2 (ja) * 2007-12-14 2011-01-19 三菱重工業株式会社 ガスエンジンシステムの制御方法及び該システム
KR101140003B1 (ko) * 2007-12-14 2012-05-02 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 가스 엔진 시스템의 제어 방법 및 그 시스템
US8347861B2 (en) 2007-12-14 2013-01-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method to control a gas engine and a gas engine system thereof
EP2949916A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-02 AVL Powertrain Engineering, Inc. Fuel injector
US9856841B2 (en) 2014-05-30 2018-01-02 Avl Powertrain Engineering, Inc. Fuel injector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8820295B2 (en) Single actuator fuel injector for dual fuels
WO2003056159A1 (fr) Moteur thermique bicarburant
JPWO2002097255A1 (ja) 圧縮着火式内燃機関
GB2073320A (en) Exhaust gas recirculation in an internal combustion engine
JP2696446B2 (ja) 筒内直接噴射型噴射弁のアシストエア供給装置
JPH08158980A (ja) 補助燃料着火式ガスエンジン及びその稼働方法
US3980058A (en) Fuel feed control system of internal combustion engine
JP2002357139A (ja) 圧縮着火式エンジン
US5052360A (en) Process and apparatus for timed port injection of fuel to form a stratified charge
JP2824663B2 (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JPH10220227A (ja) 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置
GB2311327A (en) Combined fuel injector and spark plug arrangement in an engine cylinder
JPH08158923A (ja) 二元燃料噴射エンジン
JP3837833B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP2748322B2 (ja) エンジンの燃料噴射装置
JPH06241077A (ja) 気体燃料エンジン
WO2003008776A2 (en) Dual fuel source diesel engine
KR20060069134A (ko) 컷오프 솔레노이드 인젝터 구조
JP3649479B2 (ja) 希薄燃焼ガスエンジンの始動装置
JP3844952B2 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JPS6126619Y2 (ja)
JPH0240289Y2 (ja)
JP3430522B2 (ja) エンジンの燃料供給装置
JPS62165527A (ja) 層状給気噴射システム
JP2001221085A (ja) 内燃機関の燃料供給装置