JPH1047165A - ガスエンジンの燃焼ガス供給方法及び構造 - Google Patents
ガスエンジンの燃焼ガス供給方法及び構造Info
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- JPH1047165A JPH1047165A JP8200518A JP20051896A JPH1047165A JP H1047165 A JPH1047165 A JP H1047165A JP 8200518 A JP8200518 A JP 8200518A JP 20051896 A JP20051896 A JP 20051896A JP H1047165 A JPH1047165 A JP H1047165A
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- Y—GENERAL 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
- 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 希薄燃料ガス混合気を給気とする副室式ガス
エンジンにおいて、従来ピストン下降に伴って自動的に
開弁するチェック弁である燃料ガス供給弁の構造上、燃
料ガスの供給量及び供給期間の設定が自由にならず、一
定以上の排気中のＮＯX 低減を実現できないという不具
合、また、燃焼副室中の残留燃焼ガスを完全に掃気でき
ず、点火栓を燻らせるという不具合があった。 【解決手段】 一燃焼行程につき、給排気オーバーラッ
プ行程の早期と、給気行程の後期とに、燃料ガス供給弁
３より燃焼副室５に燃料ガスＧの供給を行う。一回目に
供給する燃料ガスＧは、残留燃焼ガスＢＧを掃気し、二
回目に供給する燃料ガスＧは少量、短期間で、混合気の
層状態を形成する。
エンジンにおいて、従来ピストン下降に伴って自動的に
開弁するチェック弁である燃料ガス供給弁の構造上、燃
料ガスの供給量及び供給期間の設定が自由にならず、一
定以上の排気中のＮＯX 低減を実現できないという不具
合、また、燃焼副室中の残留燃焼ガスを完全に掃気でき
ず、点火栓を燻らせるという不具合があった。 【解決手段】 一燃焼行程につき、給排気オーバーラッ
プ行程の早期と、給気行程の後期とに、燃料ガス供給弁
３より燃焼副室５に燃料ガスＧの供給を行う。一回目に
供給する燃料ガスＧは、残留燃焼ガスＢＧを掃気し、二
回目に供給する燃料ガスＧは少量、短期間で、混合気の
層状態を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃料ガス混合
気を給気とする副室式ガスエンジンにおける、点火栓の
燻りの防止及び燃焼効率の向上を図るための燃料ガスの
供給方法及び構造に関する。
気を給気とする副室式ガスエンジンにおける、点火栓の
燻りの防止及び燃焼効率の向上を図るための燃料ガスの
供給方法及び構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼主室に、給気弁を有して希薄
燃料ガス混合気を供給する給気ポートと、排気弁を有す
る排気ポートとを連通させ、該燃焼主室に連通する燃焼
副室に燃料ガス供給弁と点火栓とを臨ませた構造のガス
エンジンにおいては、燃料ガス供給弁は、ピストン下降
に伴う燃焼主室及び燃焼副室内圧の降下と、燃料ガス設
定圧との差圧にて自動的に開弁する自動弁である。一
方、一燃焼行程（ピストンは二往復動する）中におい
て、給気弁及び排気弁の動きに伴い、給気行程、給排気
オーバーラップ行程、排気行程、圧縮行程と移行する
が、この中で、燃料ガス供給弁は、ピストン上死点付近
の給排気オーバーラップ行程の後期より、ピストン下降
期に重なる給気行程にかけて、一回のみ開弁する。即
ち、燃料ガス供給は以上の一燃焼行程につき一回のみ行
われる。
燃料ガス混合気を供給する給気ポートと、排気弁を有す
る排気ポートとを連通させ、該燃焼主室に連通する燃焼
副室に燃料ガス供給弁と点火栓とを臨ませた構造のガス
エンジンにおいては、燃料ガス供給弁は、ピストン下降
に伴う燃焼主室及び燃焼副室内圧の降下と、燃料ガス設
定圧との差圧にて自動的に開弁する自動弁である。一
方、一燃焼行程（ピストンは二往復動する）中におい
て、給気弁及び排気弁の動きに伴い、給気行程、給排気
オーバーラップ行程、排気行程、圧縮行程と移行する
が、この中で、燃料ガス供給弁は、ピストン上死点付近
の給排気オーバーラップ行程の後期より、ピストン下降
期に重なる給気行程にかけて、一回のみ開弁する。即
ち、燃料ガス供給は以上の一燃焼行程につき一回のみ行
われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の副室
式ガスエンジンにおいては、燃料ガス供給弁の構造上、
燃料ガスの供給時期や供給量は制限され、機関の運転範
囲、即ち、燃焼副室への燃料供給量の設定幅及び燃焼主
室への燃料供給量の設定幅を狭くしていた。そのため、
燃焼主室内における燃料ガスの一層の希薄化を図ること
ができず、排気エミッション（ＮＯX ）を、ある値以下
に低減することが困難であった。具体的に説明すると、
排気中のＮＯX 低減のためには、点火栓付近（燃焼副室
内）に、希薄化されていない状態の燃料ガスがあり、燃
焼主室において、燃焼副室に近い側に可燃範囲の混合
気、そして、それよりも遠くに超希薄混合気が存在す
る、混合気の層状態を実現することが理想である。しか
し、従来は、燃料ガス供給弁の開弁が、給気行程の全域
にわたり、即ち、燃料ガスの供給期間が長いため、燃料
ガスのかなりの量が燃焼主室内の広い範囲に及び、この
ような混合気の層状化を実現することができないので、
排気の低ＮＯX 化には限界があったのである。
式ガスエンジンにおいては、燃料ガス供給弁の構造上、
燃料ガスの供給時期や供給量は制限され、機関の運転範
囲、即ち、燃焼副室への燃料供給量の設定幅及び燃焼主
室への燃料供給量の設定幅を狭くしていた。そのため、
燃焼主室内における燃料ガスの一層の希薄化を図ること
ができず、排気エミッション（ＮＯX ）を、ある値以下
に低減することが困難であった。具体的に説明すると、
排気中のＮＯX 低減のためには、点火栓付近（燃焼副室
内）に、希薄化されていない状態の燃料ガスがあり、燃
焼主室において、燃焼副室に近い側に可燃範囲の混合
気、そして、それよりも遠くに超希薄混合気が存在す
る、混合気の層状態を実現することが理想である。しか
し、従来は、燃料ガス供給弁の開弁が、給気行程の全域
にわたり、即ち、燃料ガスの供給期間が長いため、燃料
ガスのかなりの量が燃焼主室内の広い範囲に及び、この
ような混合気の層状化を実現することができないので、
排気の低ＮＯX 化には限界があったのである。
【０００４】また、もう一つの問題点として、排気ポー
トに直接連通している燃焼主室からは、排気弁が開弁す
ることで、燃焼ガスが充分に掃気されるものの、燃焼副
室内の燃焼ガスは、排気ポートが直接連通していないの
で、充分に掃気できず、この残留燃焼ガスは、排気行程
以後、給排気オーバーラップ行程を経て、給気行程にな
ると、排気弁が閉弁しており、更に、給気弁を介して給
気ポートより燃焼主室に供給される希薄燃料ガス混合気
圧のため、燃焼主室側には排出されにくく、従って、圧
縮行程になって点火栓の点火時期になっても、燃焼副室
内に残留し続けるので、点火栓は燻りを生じやすく、点
火反応性が悪くなるという不具合があった。
トに直接連通している燃焼主室からは、排気弁が開弁す
ることで、燃焼ガスが充分に掃気されるものの、燃焼副
室内の燃焼ガスは、排気ポートが直接連通していないの
で、充分に掃気できず、この残留燃焼ガスは、排気行程
以後、給排気オーバーラップ行程を経て、給気行程にな
ると、排気弁が閉弁しており、更に、給気弁を介して給
気ポートより燃焼主室に供給される希薄燃料ガス混合気
圧のため、燃焼主室側には排出されにくく、従って、圧
縮行程になって点火栓の点火時期になっても、燃焼副室
内に残留し続けるので、点火栓は燻りを生じやすく、点
火反応性が悪くなるという不具合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼主室に、
給気弁を有して希薄燃料ガス混合気を供給する給気ポー
トと、排気弁を有する排気ポートとを連通させ、該燃焼
主室に連通する燃焼副室に、燃料ガス供給弁と点火栓と
を臨ませた構造のガスエンジンにおいて、以上のような
課題を解決すべく、次のような手段を用いるものであ
る。即ち、給排気オーバーラップ行程の早期と、給気行
程の後期に、燃料ガス供給を行う。
給気弁を有して希薄燃料ガス混合気を供給する給気ポー
トと、排気弁を有する排気ポートとを連通させ、該燃焼
主室に連通する燃焼副室に、燃料ガス供給弁と点火栓と
を臨ませた構造のガスエンジンにおいて、以上のような
課題を解決すべく、次のような手段を用いるものであ
る。即ち、給排気オーバーラップ行程の早期と、給気行
程の後期に、燃料ガス供給を行う。
【０００６】或いは、該副室内に空気を供給可能とし、
排気行程の後期より給排気オーバーラップ行程の早期に
かけて空気供給を行い、給気行程の後期に燃料ガス供給
を行う。
排気行程の後期より給排気オーバーラップ行程の早期に
かけて空気供給を行い、給気行程の後期に燃料ガス供給
を行う。
【０００７】また、給排気オーバーラップ行程の早期
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料ガス供
給方法、或いは、該副室内に空気を供給可能とし、給排
気オーバーラップ行程の早期に空気供給を行い、給気行
程の後期に燃料ガス供給を行う燃料ガス供給方法を採用
するガスエンジンにおいて、燃料ガス供給弁の上流側に
供給圧の異なる二つの電磁弁を配設する。
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料ガス供
給方法、或いは、該副室内に空気を供給可能とし、給排
気オーバーラップ行程の早期に空気供給を行い、給気行
程の後期に燃料ガス供給を行う燃料ガス供給方法を採用
するガスエンジンにおいて、燃料ガス供給弁の上流側に
供給圧の異なる二つの電磁弁を配設する。
【０００８】また、給排気オーバーラップ行程の早期
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料ガス供
給方法を採用するガスエンジンにおいて、該燃料ガス供
給弁の動きに連動する弁傘部上流への連通路を設け、該
燃料ガス供給弁を内設する弁ケースに、該連通路に連通
可能なバイパス通路を設ける。
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料ガス供
給方法を採用するガスエンジンにおいて、該燃料ガス供
給弁の動きに連動する弁傘部上流への連通路を設け、該
燃料ガス供給弁を内設する弁ケースに、該連通路に連通
可能なバイパス通路を設ける。
【０００９】或いは、給排気オーバーラップ行程の早期
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料ガス供
給方法を採用するガスエンジンにおいて、該燃料ガス供
給弁の弁傘部上部に一体状のシール弁を設け、該燃料ガ
ス供給弁を内設する弁ケースに、該シール弁と着脱可能
なシール座を設ける。
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料ガス供
給方法を採用するガスエンジンにおいて、該燃料ガス供
給弁の弁傘部上部に一体状のシール弁を設け、該燃料ガ
ス供給弁を内設する弁ケースに、該シール弁と着脱可能
なシール座を設ける。
【００１０】或いは、給排気オーバーラップ行程の早期
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料供給方
法において、該燃料ガス供給弁の動きに連動する弁傘部
上流への連通路と、該燃料ガス供給弁を内設する弁ケー
スに設けたバイパス通路とが連通することにより、燃料
ガスを副室に供給する。
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料供給方
法において、該燃料ガス供給弁の動きに連動する弁傘部
上流への連通路と、該燃料ガス供給弁を内設する弁ケー
スに設けたバイパス通路とが連通することにより、燃料
ガスを副室に供給する。
【００１１】或いは、給排気オーバーラップ行程の早期
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料供給方
法において、該燃料ガス供給弁の弁傘部上部に一体状の
シール弁を設け、該燃料ガス供給弁を内設する弁ケース
に、該シール弁と当接可能なシール座を設け、弁の動き
に伴う該シール弁と該シール座との着脱により燃料ガス
を供給制御する。
と、給気行程の後期に、燃料ガス供給を行う燃料供給方
法において、該燃料ガス供給弁の弁傘部上部に一体状の
シール弁を設け、該燃料ガス供給弁を内設する弁ケース
に、該シール弁と当接可能なシール座を設け、弁の動き
に伴う該シール弁と該シール座との着脱により燃料ガス
を供給制御する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明を、添付の図面を基に説明
する。図１は従来の燃料ガス供給方法による一燃焼行程
図、図２は燃料ガスを２回に分けて供給する燃料ガス供
給方法を採用する一燃焼行程図、図３は空気供給と燃料
ガス供給とを行う燃料ガス供給方法を採用する一燃焼行
程図、図４はガスエンジンのシリンダー部分の側面断面
図であって、図１における燃料ガス供給時の図、図５は
同じく側面断面図であって、（ａ）は図２における一回
目の燃料ガス供給時の図、（ｂ）は同じく二回目の燃料
ガス供給時の図、図６は同じく側面断面図であって、
（ａ）は図３における空気供給時の図、（ｂ）は同じく
燃料ガス供給時の図、図７は図２及び図３図示の燃料ガ
ス供給方法を採用した場合における効果を示すグラフ図
で、（ａ）は運転可能範囲を示す図、（ｂ）は排出ＮＯ
X 特性を示す図、（ｃ）は熱効率を示す図、図８は供給
圧の異なる二個の電磁弁より燃料ガス供給弁３に燃料ガ
スを供給する構造を示す側面略図、図９はバイパス通路
２０、環状連通路１８、及び垂直連通路１７ａを設けた
構造で、開弁時に燃料ガス供給を二回に分割可能とした
燃料ガス供給弁３の側面断面図で、（ａ）は燃料ガス供
給弁３の閉弁時の図、（ｂ）は燃料ガス供給弁３が開弁
され、燃料ガスＧが燃焼副室５に供給されている時の
図、（ｃ）は燃料ガス供給弁３が開弁しつつも、燃料ガ
スＧが燃焼副室５に供給されない時の図、図１０はシー
ル弁２１とシール座２２ｃを設けた構造で、開弁時に燃
料ガス供給を二回に分割可能とした燃料ガス供給弁３の
側面断面図で、（ａ）は燃料ガス供給弁３の閉弁時の
図、（ｂ）は燃料ガス供給弁３が開弁され、燃料ガスＧ
が燃焼副室５に供給されている時の図、（ｃ）は燃料ガ
ス供給弁３が開弁しつつも、燃料ガスＧが燃焼副室５に
供給されない時の図である。
する。図１は従来の燃料ガス供給方法による一燃焼行程
図、図２は燃料ガスを２回に分けて供給する燃料ガス供
給方法を採用する一燃焼行程図、図３は空気供給と燃料
ガス供給とを行う燃料ガス供給方法を採用する一燃焼行
程図、図４はガスエンジンのシリンダー部分の側面断面
図であって、図１における燃料ガス供給時の図、図５は
同じく側面断面図であって、（ａ）は図２における一回
目の燃料ガス供給時の図、（ｂ）は同じく二回目の燃料
ガス供給時の図、図６は同じく側面断面図であって、
（ａ）は図３における空気供給時の図、（ｂ）は同じく
燃料ガス供給時の図、図７は図２及び図３図示の燃料ガ
ス供給方法を採用した場合における効果を示すグラフ図
で、（ａ）は運転可能範囲を示す図、（ｂ）は排出ＮＯ
X 特性を示す図、（ｃ）は熱効率を示す図、図８は供給
圧の異なる二個の電磁弁より燃料ガス供給弁３に燃料ガ
スを供給する構造を示す側面略図、図９はバイパス通路
２０、環状連通路１８、及び垂直連通路１７ａを設けた
構造で、開弁時に燃料ガス供給を二回に分割可能とした
燃料ガス供給弁３の側面断面図で、（ａ）は燃料ガス供
給弁３の閉弁時の図、（ｂ）は燃料ガス供給弁３が開弁
され、燃料ガスＧが燃焼副室５に供給されている時の
図、（ｃ）は燃料ガス供給弁３が開弁しつつも、燃料ガ
スＧが燃焼副室５に供給されない時の図、図１０はシー
ル弁２１とシール座２２ｃを設けた構造で、開弁時に燃
料ガス供給を二回に分割可能とした燃料ガス供給弁３の
側面断面図で、（ａ）は燃料ガス供給弁３の閉弁時の
図、（ｂ）は燃料ガス供給弁３が開弁され、燃料ガスＧ
が燃焼副室５に供給されている時の図、（ｃ）は燃料ガ
ス供給弁３が開弁しつつも、燃料ガスＧが燃焼副室５に
供給されない時の図である。
【００１３】まず、ガスエンジンの燃焼室及びその周辺
構造について、図４等を基に説明する。シリンダー内に
おいて、ピストンＰが上下摺動可能に内設されており、
該シリンダー内におけるピストンＰの上方空間が、燃焼
主室８となる。燃焼主室８の中央部より上方に、燃焼副
室５が連通していて、該燃焼副室５の上端部に燃料ガス
供給弁３と点火栓４を臨ませてある。更に、燃焼主室８
には、給気ポート１と排気ポート７が連通していて、給
気ポート１には給気弁２を、排気ポート７には排気弁６
を内装している。給気ポート１には、希薄燃料ガス混合
気ＬＧが供給され、燃料ガス供給弁３からは、混合して
いない通常の燃料ガスＧが供給される。
構造について、図４等を基に説明する。シリンダー内に
おいて、ピストンＰが上下摺動可能に内設されており、
該シリンダー内におけるピストンＰの上方空間が、燃焼
主室８となる。燃焼主室８の中央部より上方に、燃焼副
室５が連通していて、該燃焼副室５の上端部に燃料ガス
供給弁３と点火栓４を臨ませてある。更に、燃焼主室８
には、給気ポート１と排気ポート７が連通していて、給
気ポート１には給気弁２を、排気ポート７には排気弁６
を内装している。給気ポート１には、希薄燃料ガス混合
気ＬＧが供給され、燃料ガス供給弁３からは、混合して
いない通常の燃料ガスＧが供給される。
【００１４】次に、一燃焼行程中における給気弁２と排
気弁６の動きに伴う給・排気行程を図１等にて説明す
る。一燃焼行程中に、ピストンＰは上死点ＴＤＣ・下死
点ＢＤＣ間を二往復する。まず、給気弁２・排気弁６と
もに閉弁した状態で、ピストンＰが上死点ＴＤＣに達
し、燃焼主室８及び燃焼副室５内が圧縮されて、点火栓
４により、内部に充填された燃焼ガス混合気が燃焼され
て、爆発が起こり、ピストンＰを押し下げる膨張行程と
なる。ピストンＰが下死点ＢＤＣ直前になると、排気弁
６が開弁し始め、ピストン上昇中は、排気弁６のみ開弁
している排気行程となっている。やがて、ピストンＰが
上死点ＴＤＣ直前になると、給気弁２が開弁を開始し、
上死点ＴＤＣ付近では、給排気オーバーラップ行程とな
っている。更に、ピストンＰが下降し、排気弁６は閉弁
して、給気弁２のみ開弁している給気行程となる。やが
て、ピストンＰが下死点ＢＤＣを過ぎ、上昇し始める時
に給気弁２も閉弁し、両弁２・６が閉弁した状態でピス
トンＰが上昇する圧縮行程となる。そして、ピストンＰ
が上死点ＴＤＣに達する直前に、前記の圧縮混合気の爆
発が起こり、再び膨張行程へと移行する。
気弁６の動きに伴う給・排気行程を図１等にて説明す
る。一燃焼行程中に、ピストンＰは上死点ＴＤＣ・下死
点ＢＤＣ間を二往復する。まず、給気弁２・排気弁６と
もに閉弁した状態で、ピストンＰが上死点ＴＤＣに達
し、燃焼主室８及び燃焼副室５内が圧縮されて、点火栓
４により、内部に充填された燃焼ガス混合気が燃焼され
て、爆発が起こり、ピストンＰを押し下げる膨張行程と
なる。ピストンＰが下死点ＢＤＣ直前になると、排気弁
６が開弁し始め、ピストン上昇中は、排気弁６のみ開弁
している排気行程となっている。やがて、ピストンＰが
上死点ＴＤＣ直前になると、給気弁２が開弁を開始し、
上死点ＴＤＣ付近では、給排気オーバーラップ行程とな
っている。更に、ピストンＰが下降し、排気弁６は閉弁
して、給気弁２のみ開弁している給気行程となる。やが
て、ピストンＰが下死点ＢＤＣを過ぎ、上昇し始める時
に給気弁２も閉弁し、両弁２・６が閉弁した状態でピス
トンＰが上昇する圧縮行程となる。そして、ピストンＰ
が上死点ＴＤＣに達する直前に、前記の圧縮混合気の爆
発が起こり、再び膨張行程へと移行する。
【００１５】以上のような一燃焼行程中において、従来
は、図１及び図４の如く、ピストンＰが上死点ＴＤＣよ
り下降することで、燃焼主室８及び燃焼副室５の内圧が
低下する、給排気オーバーラップ行程後期より給気行程
にかけて、自動弁である燃料ガス供給弁３が開弁して、
一回の燃料ガスの供給がなされていた。これに対して本
発明の燃料ガス供給方法は、一燃焼行程中に、図２の如
く、燃料ガスを二回供給する方法、或いは、図３の如
く、初期に空気を供給し、後期に燃料ガスを供給する方
法となっている。
は、図１及び図４の如く、ピストンＰが上死点ＴＤＣよ
り下降することで、燃焼主室８及び燃焼副室５の内圧が
低下する、給排気オーバーラップ行程後期より給気行程
にかけて、自動弁である燃料ガス供給弁３が開弁して、
一回の燃料ガスの供給がなされていた。これに対して本
発明の燃料ガス供給方法は、一燃焼行程中に、図２の如
く、燃料ガスを二回供給する方法、或いは、図３の如
く、初期に空気を供給し、後期に燃料ガスを供給する方
法となっている。
【００１６】まず、燃料ガスを二回供給する図２図示の
燃料ガス供給方法では、燃料ガス供給が、最初に、排気
行程後期より給排気オーバーラップ行程にかけての時期
になされ、次に、給気行程の後期になされる。最初の燃
料ガス供給期のシリンダーの様子を、図５（ａ）より説
明すると、排気弁６は殆ど閉弁しかけている一方、給気
弁２が開弁し始めている。この時、燃焼主室８において
は、排気弁６の開弁により、排気ポート７に燃焼ガスＢ
Ｇが殆ど掃気されてしまっているが、燃焼副室５には燃
焼ガスＢＧが充分掃気されずに残留した状態となってい
る。この燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢＧは、これ以後
の給排気オーバーラップ行程、給気行程になっても、排
気弁６が閉弁してしまっている上に、給気弁２が開弁し
て、給気ポート１より燃焼主室８内に導入される希薄燃
料ガス混合気ＬＧの気圧により、燃焼主室８側に排出さ
れにくくなり、燃焼副室５内に残留し続けるので、圧縮
行程における点火栓４の点火時になっても、この残留燃
焼ガスＢＧのために、点火栓４が燻ってうまく点火しな
いという不具合をもたらす。
燃料ガス供給方法では、燃料ガス供給が、最初に、排気
行程後期より給排気オーバーラップ行程にかけての時期
になされ、次に、給気行程の後期になされる。最初の燃
料ガス供給期のシリンダーの様子を、図５（ａ）より説
明すると、排気弁６は殆ど閉弁しかけている一方、給気
弁２が開弁し始めている。この時、燃焼主室８において
は、排気弁６の開弁により、排気ポート７に燃焼ガスＢ
Ｇが殆ど掃気されてしまっているが、燃焼副室５には燃
焼ガスＢＧが充分掃気されずに残留した状態となってい
る。この燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢＧは、これ以後
の給排気オーバーラップ行程、給気行程になっても、排
気弁６が閉弁してしまっている上に、給気弁２が開弁し
て、給気ポート１より燃焼主室８内に導入される希薄燃
料ガス混合気ＬＧの気圧により、燃焼主室８側に排出さ
れにくくなり、燃焼副室５内に残留し続けるので、圧縮
行程における点火栓４の点火時になっても、この残留燃
焼ガスＢＧのために、点火栓４が燻ってうまく点火しな
いという不具合をもたらす。
【００１７】そこで、この時期に燃料ガス供給弁３を開
弁して、燃料ガスＧを燃焼副室５内に供給し、この燃料
ガスＧの圧力によって、燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢ
Ｇを掃気する。燃焼副室５より燃焼主室８へと掃気され
た残留燃焼ガスＢＧは、閉弁しかけているが僅かに開弁
している排気弁６を介して、排気ポート７に掃気される
のである。こうして、燃焼副室５内に燃焼ガスＢＧが残
留せず、点火栓４が燻りにくくなる。
弁して、燃料ガスＧを燃焼副室５内に供給し、この燃料
ガスＧの圧力によって、燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢ
Ｇを掃気する。燃焼副室５より燃焼主室８へと掃気され
た残留燃焼ガスＢＧは、閉弁しかけているが僅かに開弁
している排気弁６を介して、排気ポート７に掃気される
のである。こうして、燃焼副室５内に燃焼ガスＢＧが残
留せず、点火栓４が燻りにくくなる。
【００１８】次に、給気行程後期に燃料ガスＧを供給す
るが、この時のシリンダーの様子を図５（ｂ）より説明
する。給気行程前期においては、燃料ガス供給弁３を閉
弁したままとしており、従って、燃焼主室８内には、給
気弁２を介して、給気ポート１からの希薄燃料ガス混合
気ＬＧのみが導入され、ピストンＰが下降した状態にお
ける燃焼主室８内全域に希薄燃料ガス混合気ＬＧが充分
に拡散する。この状態から給気行程後期の短い期間に
て、燃料ガス供給弁３より燃料ガスＧの供給がなされ
る。そのため、燃焼副室５より燃焼主室８にかけて、点
火栓３に近い燃焼副室５内には希薄化されない燃料ガス
Ｇ、その周辺（例えば燃焼副室５より燃焼主室８への連
通部分）に可燃範囲の混合気、それより更に遠くの燃焼
主室８内に超希薄混合気が存在する、排気中のＮＯX 低
減に理想的な混合気の層状態が実現するのである。
るが、この時のシリンダーの様子を図５（ｂ）より説明
する。給気行程前期においては、燃料ガス供給弁３を閉
弁したままとしており、従って、燃焼主室８内には、給
気弁２を介して、給気ポート１からの希薄燃料ガス混合
気ＬＧのみが導入され、ピストンＰが下降した状態にお
ける燃焼主室８内全域に希薄燃料ガス混合気ＬＧが充分
に拡散する。この状態から給気行程後期の短い期間に
て、燃料ガス供給弁３より燃料ガスＧの供給がなされ
る。そのため、燃焼副室５より燃焼主室８にかけて、点
火栓３に近い燃焼副室５内には希薄化されない燃料ガス
Ｇ、その周辺（例えば燃焼副室５より燃焼主室８への連
通部分）に可燃範囲の混合気、それより更に遠くの燃焼
主室８内に超希薄混合気が存在する、排気中のＮＯX 低
減に理想的な混合気の層状態が実現するのである。
【００１９】次に、図２図示の如く、一燃焼行程中に燃
料ガス供給を二回行うための燃料ガス供給構造の三つの
実施例を、図８乃至図１０より説明する。まず、各実施
例の構造において、燃料ガス供給弁３は、基本的には従
来と同様のチェック弁構造の自動弁であって、ピストン
Ｐの下降に伴う燃焼主室８及び燃焼副室５内圧の下降に
伴って開弁するものであるから、その開弁開始時期と開
弁終了時期は、図１にて示す従来の燃料供給方法におけ
る燃料ガス供給期間の開始時と終了時期に略一致する。
従って、図２図示のように燃料ガス供給時期を分割する
には、開弁状態の燃料ガス供給弁３に（詳しくは、その
弁傘部３ａの上流に）対して、該燃料ガス供給弁３の上
流側の燃料ガス供給路からの燃料ガスを供給・停止制御
すればよい。つまり、給排気オーバーラップ行程早期と
給気行程後期の二回、燃料ガスＧを燃料ガス供給弁３に
供給し、両供給期の間は、燃料ガスＧの供給を停止する
のである。
料ガス供給を二回行うための燃料ガス供給構造の三つの
実施例を、図８乃至図１０より説明する。まず、各実施
例の構造において、燃料ガス供給弁３は、基本的には従
来と同様のチェック弁構造の自動弁であって、ピストン
Ｐの下降に伴う燃焼主室８及び燃焼副室５内圧の下降に
伴って開弁するものであるから、その開弁開始時期と開
弁終了時期は、図１にて示す従来の燃料供給方法におけ
る燃料ガス供給期間の開始時と終了時期に略一致する。
従って、図２図示のように燃料ガス供給時期を分割する
には、開弁状態の燃料ガス供給弁３に（詳しくは、その
弁傘部３ａの上流に）対して、該燃料ガス供給弁３の上
流側の燃料ガス供給路からの燃料ガスを供給・停止制御
すればよい。つまり、給排気オーバーラップ行程早期と
給気行程後期の二回、燃料ガスＧを燃料ガス供給弁３に
供給し、両供給期の間は、燃料ガスＧの供給を停止する
のである。
【００２０】図８図示の実施例においては、燃料ガス供
給弁３の上流側（燃料ガス供給弁３の弁傘部３ａより上
方）にて、該燃料ガス供給弁３の弁室３ｂより上方に供
給ガス通路９を設け、該供給ガス通路９は、電磁弁１０
を介設する第一燃料ガス供給路１１と、電磁弁１２を介
設する第二燃料ガス供給路１３とに分岐している。一回
目の給排気オーバーラップ行程早期には、電磁弁１０を
開弁して、第一燃料ガス供給路１１より燃料ガス供給弁
３に燃料を供給し、その後、電磁弁１０を閉弁し、給気
行程後期に、今度は電磁弁１２を開弁して、第二燃料ガ
ス供給路１３より燃料ガス供給弁３に燃料を供給するの
である。
給弁３の上流側（燃料ガス供給弁３の弁傘部３ａより上
方）にて、該燃料ガス供給弁３の弁室３ｂより上方に供
給ガス通路９を設け、該供給ガス通路９は、電磁弁１０
を介設する第一燃料ガス供給路１１と、電磁弁１２を介
設する第二燃料ガス供給路１３とに分岐している。一回
目の給排気オーバーラップ行程早期には、電磁弁１０を
開弁して、第一燃料ガス供給路１１より燃料ガス供給弁
３に燃料を供給し、その後、電磁弁１０を閉弁し、給気
行程後期に、今度は電磁弁１２を開弁して、第二燃料ガ
ス供給路１３より燃料ガス供給弁３に燃料を供給するの
である。
【００２１】このように、電磁弁を介する燃料ガス供給
路を二個、供給ガス通路９に連通させているのは、図２
の如く、要求される燃料ガス供給圧が、給排気オーバー
ラップ行程早期におけるものと、給気行程後期における
ものとで異なるからである。給排気オーバーラップ行程
早期においては、燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢＧの掃
気のため、燃料ガス供給弁３からの燃料ガスＧの噴射を
高圧にしたい。そこで電磁弁１０の供給設定圧は高く設
定されている。一方、給気行程後期においては燃焼副室
５内及び燃焼副室５から燃焼主室８への連通部分にのみ
濃燃料ガス混合気を形成するため、燃料ガス供給弁３か
らの燃料ガスＧは、低圧で噴射したい。そこで、電磁弁
１２の供給設定圧を低くしている。このように、両電磁
弁１０・１２にて異なる供給設定圧を設定しているので
ある。
路を二個、供給ガス通路９に連通させているのは、図２
の如く、要求される燃料ガス供給圧が、給排気オーバー
ラップ行程早期におけるものと、給気行程後期における
ものとで異なるからである。給排気オーバーラップ行程
早期においては、燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢＧの掃
気のため、燃料ガス供給弁３からの燃料ガスＧの噴射を
高圧にしたい。そこで電磁弁１０の供給設定圧は高く設
定されている。一方、給気行程後期においては燃焼副室
５内及び燃焼副室５から燃焼主室８への連通部分にのみ
濃燃料ガス混合気を形成するため、燃料ガス供給弁３か
らの燃料ガスＧは、低圧で噴射したい。そこで、電磁弁
１２の供給設定圧を低くしている。このように、両電磁
弁１０・１２にて異なる供給設定圧を設定しているので
ある。
【００２２】次に、図９図示の燃料ガス供給弁の構造を
説明する。内部に弁室を形成する弁本体１５内に、バネ
１４を巻装したチェック弁の燃料ガス供給弁３が上下摺
動可能に内設され、その下端は弁傘部３ａとなってい
て、弁本体１５下端より下方に突出している。該燃料ガ
ス供給弁３の弁傘部３ａよりも上方には、上部ピストン
１６と下部ピストン１７が平行状に環設されていて、両
ピストン１６・１７間には本体１５内の弁室にて環状連
通路１８が形成されている。また、下部ピストン１７に
は、環状連通路１８と、弁傘部３ａ上方の弁室内との間
を連通する垂直連通路１７ａを貫通状に穿設している。
そして、弁本体１５の壁部には、上部ピストン１６上方
の弁室の上部に対して燃料ガスＧを常時供給する燃料ガ
ス供給通路１９が穿設され、一方、それより下方位置に
て、弁本体１５の壁部に、弁室に対して上部連通路２０
ａと下部連通路２０ｂとを連通する側面視コの字状のバ
イパス通路２０が穿設されており、上部ピストン１６上
方の弁室に対して上部連通路２０ａが連通し、また、下
部連通路２０ｂは、上部ピストン１６または下部ピスト
ン１７に閉鎖されるか、或いは環状連通路１８に連通す
るものである。
説明する。内部に弁室を形成する弁本体１５内に、バネ
１４を巻装したチェック弁の燃料ガス供給弁３が上下摺
動可能に内設され、その下端は弁傘部３ａとなってい
て、弁本体１５下端より下方に突出している。該燃料ガ
ス供給弁３の弁傘部３ａよりも上方には、上部ピストン
１６と下部ピストン１７が平行状に環設されていて、両
ピストン１６・１７間には本体１５内の弁室にて環状連
通路１８が形成されている。また、下部ピストン１７に
は、環状連通路１８と、弁傘部３ａ上方の弁室内との間
を連通する垂直連通路１７ａを貫通状に穿設している。
そして、弁本体１５の壁部には、上部ピストン１６上方
の弁室の上部に対して燃料ガスＧを常時供給する燃料ガ
ス供給通路１９が穿設され、一方、それより下方位置に
て、弁本体１５の壁部に、弁室に対して上部連通路２０
ａと下部連通路２０ｂとを連通する側面視コの字状のバ
イパス通路２０が穿設されており、上部ピストン１６上
方の弁室に対して上部連通路２０ａが連通し、また、下
部連通路２０ｂは、上部ピストン１６または下部ピスト
ン１７に閉鎖されるか、或いは環状連通路１８に連通す
るものである。
【００２３】（ａ）の如く、閉弁状態では、燃料ガス供
給弁３が、その往復動域の上死点に位置しているので、
ピストン１７の上部がバイパス通路２０の下部連通路２
０ｂを閉鎖している。この状態から、給排気オーバーラ
ップ行程掃気になると、燃焼副室５内圧の降下で、燃料
ガス供給弁３が下降し始め、それとともに、（ｂ）の如
く、環状連通路１８が下部連通路２０ｂに連通し、上部
ピストン１６上方の弁室よりバイパス通路２０、環状連
通路１８及び垂直連通路１７ａを介して、開弁状態の燃
料ガス供給弁３の弁傘部３ａ上部に燃料ガスＧが供給さ
れ、一回目の燃料ガスＧの燃焼副室５への供給がなされ
る。
給弁３が、その往復動域の上死点に位置しているので、
ピストン１７の上部がバイパス通路２０の下部連通路２
０ｂを閉鎖している。この状態から、給排気オーバーラ
ップ行程掃気になると、燃焼副室５内圧の降下で、燃料
ガス供給弁３が下降し始め、それとともに、（ｂ）の如
く、環状連通路１８が下部連通路２０ｂに連通し、上部
ピストン１６上方の弁室よりバイパス通路２０、環状連
通路１８及び垂直連通路１７ａを介して、開弁状態の燃
料ガス供給弁３の弁傘部３ａ上部に燃料ガスＧが供給さ
れ、一回目の燃料ガスＧの燃焼副室５への供給がなされ
る。
【００２４】なおも燃料ガス供給弁３が下降すると、今
度は上部ピストン１６が下部連通路２０ｂを閉鎖し始
め、やがて（ｃ）の如く、下死点に達して、下部連通路
２０ｂは完全に閉鎖される。そして、今度は燃料ガス供
給弁３が上昇し、やがて、（ｂ）図示の状態となって、
給気行程後期における、二回目の燃料ガスＧの燃焼副室
５への供給がなされる。そして燃料ガス供給弁３が上死
点に達して、（ａ）の閉弁状態に戻り、燃料ガスＧの燃
焼副室５への燃料供給を終了する。
度は上部ピストン１６が下部連通路２０ｂを閉鎖し始
め、やがて（ｃ）の如く、下死点に達して、下部連通路
２０ｂは完全に閉鎖される。そして、今度は燃料ガス供
給弁３が上昇し、やがて、（ｂ）図示の状態となって、
給気行程後期における、二回目の燃料ガスＧの燃焼副室
５への供給がなされる。そして燃料ガス供給弁３が上死
点に達して、（ａ）の閉弁状態に戻り、燃料ガスＧの燃
焼副室５への燃料供給を終了する。
【００２５】図１０図示の実施例について説明する。燃
料ガス供給弁３には、弁傘部３ａよりも上方において、
シール弁２１を環設しており、一方、弁ケース２２内の
弁室は広幅の上部弁室２２ｂと狭幅の下部弁室２２ｄと
を、シール座２２ｃを介して連続状に形成している。弁
ケース２２の壁部において、シール弁２１よりも上方部
の上部弁室２２ｂに連通する燃料ガス供給通路２２ａが
穿設されており、シール座２１の外縁部と上部弁室２２
ｂの内壁面との間には隙間がある。
料ガス供給弁３には、弁傘部３ａよりも上方において、
シール弁２１を環設しており、一方、弁ケース２２内の
弁室は広幅の上部弁室２２ｂと狭幅の下部弁室２２ｄと
を、シール座２２ｃを介して連続状に形成している。弁
ケース２２の壁部において、シール弁２１よりも上方部
の上部弁室２２ｂに連通する燃料ガス供給通路２２ａが
穿設されており、シール座２１の外縁部と上部弁室２２
ｂの内壁面との間には隙間がある。
【００２６】まず、（ａ）の如く、閉弁状態では、燃料
ガス供給弁３が上死点にあり、シール弁２１は上部弁室
２２ｂ内にて、シール座２２ｃよりも上方に離れた状態
で存在している。やがて、（ｂ）の如く、燃料ガス供給
弁３が下降して開弁し、シール弁２１より上方の上部弁
室２２ｂ内より、シール弁２１と上部弁室２２ｂの内壁
面との間の隙間を介して、下部弁室２２ｄに燃料ガスＧ
が導入され、給排気オーバーラップ行程早期における第
一回目の燃焼副室５に向けての燃料ガスＧの供給がなさ
れる。やがて、給排気オーバーラップ行程を過ぎて、給
気行程早期になると、（ｃ）の如く、シール弁２１がシ
ール座２２ｃに着座して、この間、上部弁室２２ｂから
下部弁室２２ｄへの燃料ガス供給は停止する。給気ガス
供給弁３が下死点となった後、給気行程後期にて、再び
上昇して（ｂ）の状態となり、二回目の燃料ガスＧの燃
焼副室５への供給がなされ、やがて、（ａ）の閉弁状態
に戻るのである。
ガス供給弁３が上死点にあり、シール弁２１は上部弁室
２２ｂ内にて、シール座２２ｃよりも上方に離れた状態
で存在している。やがて、（ｂ）の如く、燃料ガス供給
弁３が下降して開弁し、シール弁２１より上方の上部弁
室２２ｂ内より、シール弁２１と上部弁室２２ｂの内壁
面との間の隙間を介して、下部弁室２２ｄに燃料ガスＧ
が導入され、給排気オーバーラップ行程早期における第
一回目の燃焼副室５に向けての燃料ガスＧの供給がなさ
れる。やがて、給排気オーバーラップ行程を過ぎて、給
気行程早期になると、（ｃ）の如く、シール弁２１がシ
ール座２２ｃに着座して、この間、上部弁室２２ｂから
下部弁室２２ｄへの燃料ガス供給は停止する。給気ガス
供給弁３が下死点となった後、給気行程後期にて、再び
上昇して（ｂ）の状態となり、二回目の燃料ガスＧの燃
焼副室５への供給がなされ、やがて、（ａ）の閉弁状態
に戻るのである。
【００２７】なお、以上の図８乃至図１０図示の三実施
例において、燃料ガス供給弁３は、一回目の燃料ガス供
給期と、二回目の燃料ガス供給期との間の供給停止期に
おいても、開弁状態（弁傘部３ａが下降した状態）とな
っているので、完全には燃料ガス供給は停止せず、若干
の燃料ガスＧが燃焼副室５に供給され続ける。
例において、燃料ガス供給弁３は、一回目の燃料ガス供
給期と、二回目の燃料ガス供給期との間の供給停止期に
おいても、開弁状態（弁傘部３ａが下降した状態）とな
っているので、完全には燃料ガス供給は停止せず、若干
の燃料ガスＧが燃焼副室５に供給され続ける。
【００２８】次に、図３図示のもう一つの燃料ガス供給
方法を説明する。これは、図２図示の燃料ガス供給方法
における一回目の燃料ガスＧの燃焼副室５への供給を、
空気の供給に代えるものである。即ち、図２図示の燃料
ガス供給方法における給排気オーバーラップ行程早期の
燃料ガスＧの供給は、元来の燃料ガス供給の意味よりも
むしろ燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢＧの掃気を目的と
したものである。従って、給気行程後期における二回目
の燃料ガスＧの供給量で、目的とする混合気の状態が達
成できるのであれば、給排気オーバーラップ行程早期に
おける燃焼ガスＢＧの掃気を、燃料ガスＧで行う必要は
ない。また、給排気オーバーラップ行程より早い排気行
程の後期より掃気を開始すれば、より確実な掃気が可能
である。そこで、図３及び図６（ａ）の如く、排気行程
の後期より給排気オーバーラップ行程早期においては、
空気Ａを燃焼副室５に供給して、残留燃焼ガスＢＧの掃
気をするようにしている。
方法を説明する。これは、図２図示の燃料ガス供給方法
における一回目の燃料ガスＧの燃焼副室５への供給を、
空気の供給に代えるものである。即ち、図２図示の燃料
ガス供給方法における給排気オーバーラップ行程早期の
燃料ガスＧの供給は、元来の燃料ガス供給の意味よりも
むしろ燃焼副室５内の残留燃焼ガスＢＧの掃気を目的と
したものである。従って、給気行程後期における二回目
の燃料ガスＧの供給量で、目的とする混合気の状態が達
成できるのであれば、給排気オーバーラップ行程早期に
おける燃焼ガスＢＧの掃気を、燃料ガスＧで行う必要は
ない。また、給排気オーバーラップ行程より早い排気行
程の後期より掃気を開始すれば、より確実な掃気が可能
である。そこで、図３及び図６（ａ）の如く、排気行程
の後期より給排気オーバーラップ行程早期においては、
空気Ａを燃焼副室５に供給して、残留燃焼ガスＢＧの掃
気をするようにしている。
【００２９】このためには、空気を燃焼副室５に導く構
成が必要だが、空気は、図６（ａ）の如く、燃焼ガス供
給弁３にて供給可能とすれば、新たに空気供給用の弁等
を設ける必要もない。燃料ガス供給弁３に対して、空気
Ａと燃料ガスＧとの供給を切り替える構成が必要だが、
図８図示の燃料ガス供給構造を用いて、第一燃料ガス供
給路１１を空気供給路に代え、電磁弁１０の開弁にて空
気を燃料ガス供給弁３に供給する構造とすればよい。な
お、燃料ガス供給弁３の上流側の空気圧を高めること
で、給排気オーバーラップ行程よりもやや早い排気行程
後期より、空気供給を開始することができるのである。
成が必要だが、空気は、図６（ａ）の如く、燃焼ガス供
給弁３にて供給可能とすれば、新たに空気供給用の弁等
を設ける必要もない。燃料ガス供給弁３に対して、空気
Ａと燃料ガスＧとの供給を切り替える構成が必要だが、
図８図示の燃料ガス供給構造を用いて、第一燃料ガス供
給路１１を空気供給路に代え、電磁弁１０の開弁にて空
気を燃料ガス供給弁３に供給する構造とすればよい。な
お、燃料ガス供給弁３の上流側の空気圧を高めること
で、給排気オーバーラップ行程よりもやや早い排気行程
後期より、空気供給を開始することができるのである。
【００３０】そして、給気行程の後期には、図３及び図
６（ｂ）の如く、図２図示の燃料ガス供給方法と同様
に、燃料ガス供給弁３より、短期間に少量の燃料ガスＧ
を燃焼副室５に供給することで、排気中のＮＯX 低減に
理想的な混合気の層状態を形成するのである。
６（ｂ）の如く、図２図示の燃料ガス供給方法と同様
に、燃料ガス供給弁３より、短期間に少量の燃料ガスＧ
を燃焼副室５に供給することで、排気中のＮＯX 低減に
理想的な混合気の層状態を形成するのである。
【００３１】本発明に係る図２及び図３図示の燃料ガス
供給方法を採用した場合の効果について、図７図示の各
グラフより説明する。各グラフにおいて、Ｘは従来の図
１図示の燃料ガス供給方法を採用した場合、Ｙは本発明
に係る図２及び図３図示の燃料ガス供給方法を採用した
場合を示す。まず、（ａ）の如く、ガスエンジンの運転
可能範囲は、燃料ガス供給弁３からの燃料ガスＧの供給
量（副室供給ガス流量）と、燃焼主室８内における燃料
ガスＧと希薄燃料ガス混合気ＬＧの供給による燃料ガス
成分量（主室供給ガス量）との関係において、斜線範囲
となっている。この範囲内において、従来は、燃料ガス
供給弁３からの供給量が少なくても、燃焼主室８内の燃
料ガス成分が多くなってしまうことが判る（（ａ）中
Ｘ）。これは、燃料ガス供給弁３より供給された燃料ガ
スＧが拡散してしまって、燃焼主室８内のガス成分が多
くなってしまい、排気の低ＮＯX 化に理想的な、混合気
の層状態となっていないことに由来する。この状態から
なおも燃料ガス供給弁３からの燃料ガス供給量を増加し
ても、主室供給ガス量が多すぎて運転可能範囲を超えて
しまう。従って、燃料ガスＧの供給設定量は非常に制限
される。また、（ｂ）中Ｘの如く、燃料ガス供給弁３か
らの燃料ガス供給量（副室供給ガス流量）が少ない状態
でも、排気中のＮＯX 量が高くなる。
供給方法を採用した場合の効果について、図７図示の各
グラフより説明する。各グラフにおいて、Ｘは従来の図
１図示の燃料ガス供給方法を採用した場合、Ｙは本発明
に係る図２及び図３図示の燃料ガス供給方法を採用した
場合を示す。まず、（ａ）の如く、ガスエンジンの運転
可能範囲は、燃料ガス供給弁３からの燃料ガスＧの供給
量（副室供給ガス流量）と、燃焼主室８内における燃料
ガスＧと希薄燃料ガス混合気ＬＧの供給による燃料ガス
成分量（主室供給ガス量）との関係において、斜線範囲
となっている。この範囲内において、従来は、燃料ガス
供給弁３からの供給量が少なくても、燃焼主室８内の燃
料ガス成分が多くなってしまうことが判る（（ａ）中
Ｘ）。これは、燃料ガス供給弁３より供給された燃料ガ
スＧが拡散してしまって、燃焼主室８内のガス成分が多
くなってしまい、排気の低ＮＯX 化に理想的な、混合気
の層状態となっていないことに由来する。この状態から
なおも燃料ガス供給弁３からの燃料ガス供給量を増加し
ても、主室供給ガス量が多すぎて運転可能範囲を超えて
しまう。従って、燃料ガスＧの供給設定量は非常に制限
される。また、（ｂ）中Ｘの如く、燃料ガス供給弁３か
らの燃料ガス供給量（副室供給ガス流量）が少ない状態
でも、排気中のＮＯX 量が高くなる。
【００３２】対して、図２及び図３図示の燃料ガス供給
方法を用いると、（ａ）中Ｙの如く燃料ガス供給弁３か
らの燃料ガス供給量（副室供給ガス流量）が増大してい
るにも関わらず、主室供給ガス量が少なくなっており、
充分に運転可能範囲に入っている。また、これは、前記
の燃焼副室５から燃焼主室８にかけての混合気の層状化
に由来するものであり、（ｂ）中Ｙの如く、燃料ガス供
給弁３からの燃料ガス供給量が多く設定されているにも
かかわらず、排気中のＮＯX 量も少なくなっている。な
お（ｃ）の如く、副室供給ガス流量が増大するにもかか
わらず、熱効率は従来のまま維持されている。
方法を用いると、（ａ）中Ｙの如く燃料ガス供給弁３か
らの燃料ガス供給量（副室供給ガス流量）が増大してい
るにも関わらず、主室供給ガス量が少なくなっており、
充分に運転可能範囲に入っている。また、これは、前記
の燃焼副室５から燃焼主室８にかけての混合気の層状化
に由来するものであり、（ｂ）中Ｙの如く、燃料ガス供
給弁３からの燃料ガス供給量が多く設定されているにも
かかわらず、排気中のＮＯX 量も少なくなっている。な
お（ｃ）の如く、副室供給ガス流量が増大するにもかか
わらず、熱効率は従来のまま維持されている。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、副室式ガスエンジンの燃料ガ
ス供給方法を、以上のようなものとしたので、次のよう
な効果を奏する。まず、請求項１記載の如き方法を用い
ることで、給排気オーバーラップ行程早期に燃料ガスを
供給することで、燃焼副室内に残留する燃焼ガスを燃焼
主室に掃気し、更に、閉弁しかけの排気弁より掃気する
ことができ、このため、点火栓が燻りにくくなり、点火
反応性が向上する。そして、後の吸入行程後期の燃料ガ
ス供給までに燃料ガス供給が停止されることで、既に吸
入行程で給気ポートより燃焼主室に希薄燃焼ガス混合気
が拡散充填され、吸入行程後期における二回目の燃料ガ
スは、短い期間なので供給される燃料ガスが拡散せず、
燃焼副室より燃焼主室にかけて、点火栓に近い所に、略
燃料ガスそのままの濃い混合気、その周辺に可燃範囲の
混合気、そして更に遠い所に希薄混合気という、混合気
の層状態を形成するので、排気中のＮＯX 低減に貢献す
るのである。
ス供給方法を、以上のようなものとしたので、次のよう
な効果を奏する。まず、請求項１記載の如き方法を用い
ることで、給排気オーバーラップ行程早期に燃料ガスを
供給することで、燃焼副室内に残留する燃焼ガスを燃焼
主室に掃気し、更に、閉弁しかけの排気弁より掃気する
ことができ、このため、点火栓が燻りにくくなり、点火
反応性が向上する。そして、後の吸入行程後期の燃料ガ
ス供給までに燃料ガス供給が停止されることで、既に吸
入行程で給気ポートより燃焼主室に希薄燃焼ガス混合気
が拡散充填され、吸入行程後期における二回目の燃料ガ
スは、短い期間なので供給される燃料ガスが拡散せず、
燃焼副室より燃焼主室にかけて、点火栓に近い所に、略
燃料ガスそのままの濃い混合気、その周辺に可燃範囲の
混合気、そして更に遠い所に希薄混合気という、混合気
の層状態を形成するので、排気中のＮＯX 低減に貢献す
るのである。
【００３４】また、請求項２の如き方法を用いること
で、吸入行程後期における燃料ガス供給による混合気の
層状化で、排気中のＮＯX 低減を実現でき、そして、給
排気行程オーバーラップ行程早期の空気供給により、燃
焼副室内の残留燃焼ガスが掃気され、点火栓が燻りにく
くなり、点火反応性が向上する。
で、吸入行程後期における燃料ガス供給による混合気の
層状化で、排気中のＮＯX 低減を実現でき、そして、給
排気行程オーバーラップ行程早期の空気供給により、燃
焼副室内の残留燃焼ガスが掃気され、点火栓が燻りにく
くなり、点火反応性が向上する。
【００３５】また、請求項３の如く、供給圧の異なる二
個の電磁弁を燃料ガス供給弁の上流に設けることによ
り、供給圧の高い電磁弁を、給排気オーバーラップ行程
早期における燃料ガス供給期、または空気供給期に開弁
させることで、燃料ガス或いは空気が高圧で燃焼副室に
供給され、燃焼ガスの掃気を良好にすることができ、一
方、供給圧の低い電磁弁を、給気行程後期における燃料
ガス供給期に開弁することで、低圧の燃料ガスを短期間
供給し、排気のＮＯX 低減に理想的な混合気の層状態を
形成することができる。
個の電磁弁を燃料ガス供給弁の上流に設けることによ
り、供給圧の高い電磁弁を、給排気オーバーラップ行程
早期における燃料ガス供給期、または空気供給期に開弁
させることで、燃料ガス或いは空気が高圧で燃焼副室に
供給され、燃焼ガスの掃気を良好にすることができ、一
方、供給圧の低い電磁弁を、給気行程後期における燃料
ガス供給期に開弁することで、低圧の燃料ガスを短期間
供給し、排気のＮＯX 低減に理想的な混合気の層状態を
形成することができる。
【００３６】更に、請求項４の如き燃料ガス供給構造と
することにより、燃料ガス供給弁の開弁時（ピストン下
降時の給気行程）の動きの中で、自然に弁傘部上流への
連通路とバイパス通路とが連通して燃料ガス供給がなさ
れ、また、連通が閉ざされることで、燃料ガス供給が停
止されるものであり、これにより、請求項１の如く、一
燃焼行程中に二回の燃料ガス供給がなされ、前記の効果
を得るものである。
することにより、燃料ガス供給弁の開弁時（ピストン下
降時の給気行程）の動きの中で、自然に弁傘部上流への
連通路とバイパス通路とが連通して燃料ガス供給がなさ
れ、また、連通が閉ざされることで、燃料ガス供給が停
止されるものであり、これにより、請求項１の如く、一
燃焼行程中に二回の燃料ガス供給がなされ、前記の効果
を得るものである。
【００３７】また、請求項５の如き燃料ガス供給構造と
することにより、燃料ガス供給弁の開弁時（ピストン下
降時の給気行程）の動きの中で、自然にシール弁とシー
ル座が離れて燃料ガス供給がなされ、また、シール座に
着座することで燃料ガス供給が停止するものであり、こ
れにより、請求項１の如く、一燃焼行程中に二回の燃料
ガス供給がなされ、前記の効果を得るものである。
することにより、燃料ガス供給弁の開弁時（ピストン下
降時の給気行程）の動きの中で、自然にシール弁とシー
ル座が離れて燃料ガス供給がなされ、また、シール座に
着座することで燃料ガス供給が停止するものであり、こ
れにより、請求項１の如く、一燃焼行程中に二回の燃料
ガス供給がなされ、前記の効果を得るものである。
【図１】従来の燃料ガス供給方法による一燃焼行程図で
ある。
ある。
【図２】燃料ガスを２回に分けて供給する燃料ガス供給
方法を採用する一燃焼行程図である。
方法を採用する一燃焼行程図である。
【図３】空気供給と燃料ガス供給とを行う燃料ガス供給
方法を採用する一燃焼行程図である。
方法を採用する一燃焼行程図である。
【図４】ガスエンジンのシリンダー部分の側面断面図で
あって、図１における燃料ガス供給時の図である。
あって、図１における燃料ガス供給時の図である。
【図５】同じく側面断面図であって、（ａ）は図２にお
ける一回目の燃料ガス供給時の図、（ｂ）は同じく二回
目の燃料ガス供給時の図である。
ける一回目の燃料ガス供給時の図、（ｂ）は同じく二回
目の燃料ガス供給時の図である。
【図６】同じく側面断面図であって、（ａ）は図３にお
ける空気供給時の図、（ｂ）は同じく燃料ガス供給時の
図である。
ける空気供給時の図、（ｂ）は同じく燃料ガス供給時の
図である。
【図７】図２及び図３図示の燃料ガス供給方法を採用し
た場合における効果を示すグラフ図で、（ａ）は運転可
能範囲を示す図、（ｂ）は排出ＮＯX 特性を示す図、
（ｃ）は熱効率を示す図である。
た場合における効果を示すグラフ図で、（ａ）は運転可
能範囲を示す図、（ｂ）は排出ＮＯX 特性を示す図、
（ｃ）は熱効率を示す図である。
【図８】供給圧の異なる二個の電磁弁より燃料ガス供給
弁３に燃料ガスを供給する構造を示す側面略図である。
弁３に燃料ガスを供給する構造を示す側面略図である。
【図９】バイパス通路２０、環状連通路１８、及び垂直
連通路１７ａを設けた構造で、開弁時に燃料ガス供給を
二回に分割可能とした燃料ガス供給弁３の側面断面図
で、（ａ）は燃料ガス供給弁３の閉弁時の図、（ｂ）は
燃料ガス供給弁３が開弁され、燃料ガスＧが燃焼副室５
に供給されている時の図、（ｃ）は燃料ガス供給弁３が
開弁しつつも、燃料ガスＧが燃焼副室５に供給されない
時の図である。
連通路１７ａを設けた構造で、開弁時に燃料ガス供給を
二回に分割可能とした燃料ガス供給弁３の側面断面図
で、（ａ）は燃料ガス供給弁３の閉弁時の図、（ｂ）は
燃料ガス供給弁３が開弁され、燃料ガスＧが燃焼副室５
に供給されている時の図、（ｃ）は燃料ガス供給弁３が
開弁しつつも、燃料ガスＧが燃焼副室５に供給されない
時の図である。
【図１０】シール弁２１とシール座２２ｃを設けた構造
で、開弁時に燃料ガス供給を二回に分割可能とした燃料
ガス供給弁３の側面断面図で、（ａ）は燃料ガス供給弁
３の閉弁時の図、（ｂ）は燃料ガス供給弁３が開弁さ
れ、燃料ガスＧが燃焼副室５に供給されている時の図、
（ｃ）は燃料ガス供給弁３が開弁しつつも、燃料ガスＧ
が燃焼副室５に供給されない時の図である。
で、開弁時に燃料ガス供給を二回に分割可能とした燃料
ガス供給弁３の側面断面図で、（ａ）は燃料ガス供給弁
３の閉弁時の図、（ｂ）は燃料ガス供給弁３が開弁さ
れ、燃料ガスＧが燃焼副室５に供給されている時の図、
（ｃ）は燃料ガス供給弁３が開弁しつつも、燃料ガスＧ
が燃焼副室５に供給されない時の図である。
Ｐ ピストン Ｇ 燃料ガス ＬＧ 希薄燃料ガス混合気 ＢＧ 燃焼ガス １ 給気ポート ２ 給気弁 ３ 燃料ガス供給弁 ３ａ 弁傘部 ３ｂ 弁室 ４ 点火栓 ５ 燃焼副室 ６ 排気弁 ７ 排気ポート ８ 燃焼主室 ９ 供給ガス通路 １０ 電磁弁 １１ 第一燃料ガス供給路 １２ 電磁弁 １３ 第二燃料ガス供給路 １４ バネ １５ 弁ケース １６ 上部ピストン １７ 下部ピストン １７ａ 垂直連通路 １８ 環状連通路 １９ 燃料ガス供給通路 ２０ バイパス通路 ２０ａ 上部連通路 ２０ｂ 下部連通路 ２１ シール弁 ２２ 弁ケース ２２ａ 燃料ガス供給通路 ２２ｂ 上部弁室 ２２ｃ シール座 ２２ｄ 下部弁室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 19/02 Ｆ０２Ｄ 19/02 Ｚ 41/02 ３３５ 41/02 ３３５
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼主室に、給気弁を有して希薄燃料ガ
ス混合気を供給する給気ポートと、排気弁を有する排気
ポートとを連通させ、該燃焼主室に連通する燃焼副室
に、燃料ガス供給弁と点火栓とを臨ませた構造のガスエ
ンジンにおいて、給排気オーバーラップ行程の早期と、
給気行程の後期に、燃料ガス供給を行うことを特徴とす
るガスエンジンの燃料ガス供給方法。 - 【請求項２】 燃焼主室に、給気弁を有して希薄燃料ガ
ス混合気を供給する給気ポートと、排気弁を有する排気
ポートとを連通させ、該燃焼主室に連通する燃焼副室
に、燃料ガス供給弁と点火栓とを臨ませた構造のガスエ
ンジンにおいて、該副室内に空気を供給可能とし、排気
行程の後期より給排気オーバーラップ行程の早期にかけ
て空気供給を行い、給気行程の後期に燃料ガス供給を行
うことを特徴とするガスエンジンの燃料ガス供給方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の燃料供給方法を
採用するガスエンジンにおいて、燃料ガス供給弁の上流
側に、供給圧の異なる二つの電磁弁を配設したことを特
徴とするガスエンジンの燃料ガス供給構造。 - 【請求項４】 請求項１記載の燃焼方法を採用するガス
エンジンにおいて、該燃料ガス供給弁の動きに連動する
弁傘部上流への連通路を設け、該燃料ガス供給弁を内設
する弁ケースに、該連通路に連通可能なバイパス通路を
設けたことを特徴とするガスエンジンの燃料ガス供給構
造。 - 【請求項５】 請求項１記載の燃焼方法を採用するガス
エンジンにおいて、該燃料ガス供給弁の弁傘部上部に一
体状のシール弁を設け、該燃料ガス供給弁を内設する弁
ケースに、該シール弁と着脱可能なシール座を設けたこ
とを特徴とするガスエンジンの燃料ガス供給構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20051896A JP3756995B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ガスエンジンの燃焼ガス供給方法及び構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20051896A JP3756995B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ガスエンジンの燃焼ガス供給方法及び構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047165A true JPH1047165A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3756995B2 JP3756995B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=16425652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20051896A Expired - Fee Related JP3756995B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ガスエンジンの燃焼ガス供給方法及び構造 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3756995B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003008777A1 (de) * | 2001-07-07 | 2003-01-30 | Deutz Aktiengesellschaft | Vorkammeranreicherung |
| WO2003062623A1 (fr) * | 2002-01-23 | 2003-07-31 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Moteur a combustible gazeux |
| JP2007537392A (ja) * | 2004-05-12 | 2007-12-20 | シューベルト・ゴットフリート | 予燃焼室内の絞り調整、外部点火と燃料直接噴射を備える高圧縮オット内燃機関 |
| JP2009002330A (ja) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Japan Gas Association | 副室式ガスエンジン |
| CN102322332A (zh) * | 2011-06-20 | 2012-01-18 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种cng发动机燃烧室结构及其燃料喷射方法 |
| JP2013096308A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置 |
| WO2014061343A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | 三菱重工業株式会社 | 燃料ガス噴射弁、デュアルフューエルガスエンジンおよび燃料ガス噴射方法 |
| US10184386B2 (en) | 2015-02-27 | 2019-01-22 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Pre-chamber gas valve |
| US10323566B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-06-18 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Internal combustion engine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9856835B1 (en) | 2016-07-01 | 2018-01-02 | Caterpillar Inc. | Fuel supply system for an engine with an electric ignition power source |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP20051896A patent/JP3756995B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2003008777A1 (de) * | 2001-07-07 | 2003-01-30 | Deutz Aktiengesellschaft | Vorkammeranreicherung |
| US6901905B2 (en) | 2001-07-07 | 2005-06-07 | Deutz Aktiengessellschaft | Pre-combustion chamber enrichment |
| WO2003062623A1 (fr) * | 2002-01-23 | 2003-07-31 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Moteur a combustible gazeux |
| JP2007537392A (ja) * | 2004-05-12 | 2007-12-20 | シューベルト・ゴットフリート | 予燃焼室内の絞り調整、外部点火と燃料直接噴射を備える高圧縮オット内燃機関 |
| JP2009002330A (ja) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Japan Gas Association | 副室式ガスエンジン |
| CN102322332A (zh) * | 2011-06-20 | 2012-01-18 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种cng发动机燃烧室结构及其燃料喷射方法 |
| JP2013096308A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置 |
| WO2014061343A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | 三菱重工業株式会社 | 燃料ガス噴射弁、デュアルフューエルガスエンジンおよび燃料ガス噴射方法 |
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| US10323566B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-06-18 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Internal combustion engine |
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