JPH1047166A - ガスエンジンの給気通路への燃料ガス噴射構造 - Google Patents

ガスエンジンの給気通路への燃料ガス噴射構造

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JPH1047166A
JPH1047166A JP8200516A JP20051696A JPH1047166A JP H1047166 A JPH1047166 A JP H1047166A JP 8200516 A JP8200516 A JP 8200516A JP 20051696 A JP20051696 A JP 20051696A JP H1047166 A JPH1047166 A JP H1047166A
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JP
Japan
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fuel gas
passage
air supply
air
combustion chamber
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JP8200516A
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English (en)
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Toru Takemoto
徹 武本
Toru Nakazono
徹 中園
Akihiro Nishimura
章広 西村
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Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 希薄混合気を給気とするガスエンジンにおい
ては、従来、給気通路にて混合板を用いて空気と燃料ガ
スとの混合を行っていたが、高出力化のため、これを除
去し、燃料ガスを給気通路に噴射する構造とする。この
点で、給気通路内で燃料ガスと空気とが重層して、混合
が促進されないという不具合を解消するのを課題とす
る。 【解決手段】 主室用燃料ガス噴射装置I1よりガス管
11を延設して、給気通路1内にて空気Aと燃料ガスG
とが充分に混合されるようにするか、或いは、ガス管1
2または仕切り板13にて、空気Aと燃料ガスGとを分
離状に燃焼主室8に供給するかの構造を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃料ガス混合
気を給気とするガスエンジンにおける、給気通路への燃
料ガスの噴射構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排気中のNOX の低減化を図るべ
く、給気通路より希薄混合気を燃焼室に導入する構造の
ガスエンジンは公知となっている。この構造において
は、給気通路の給気弁上流側に対して、燃料ガス供給弁
を設けて燃料ガスを供給し、また混合板(スロットル)
を配設して、給気通路内における燃料ガスと空気との混
合を行うものとなっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように給
気通路内で混合板により混合気を形成する方法では、混
合板が大きな抵抗となり、高出力化を阻害していた。更
に、排気側圧力が高まり掃気効率が低減して、排出NO
X の低減を阻んでいた。そこで、混合板を給気通路より
排除し、それに代わって、短期間で目的量の燃料ガスを
給気内に供給すべく、給気通路内に燃料ガスを直接噴射
する構造が考えられるようになった。
【0004】この場合、燃料ガスの噴射位置が問題とな
る。まず、従来より、シリンダーヘッド内の給気通路
は、下方より給気を導入して、一旦これを上昇させ、そ
の後各シリンダーにおける給気弁部分に向けて下降させ
る形状となっている。その中で従来の燃料ガスの供給装
置のガス供給位置は、該給気ポートの上端部に配置され
ている。そこで、燃料ガス噴射装置の噴孔位置も、同様
に、図7に示すような、給気通路の上端位置に配設する
と、噴射した燃料ガスは、その下方の給気通路内に充満
し、その上流側と下流側には空気が混合されないまま存
在するという、サンドイッチ状の層状態が形成され、充
分な混合がなされないままに、給気弁及び燃焼室には、
殆ど、噴射された燃料ガスの下流側に存在する空気のみ
が供給されて、目標とする濃度にも達しない混合気が燃
焼室に送られることとなる。
【0005】しかも、噴射タイミングは、給気行程に合
わせるが、給気行程の終了間際、即ち圧縮行程開始付近
まで噴射を続ける場合、圧縮行程に入るまでに燃料ガス
と空気との混合が間に合わない。
【0006】以上のような不具合により、圧縮及び燃焼
行程時において、燃焼室内の混合気の分布が不均等にな
ると、燃焼が不安定化し、エンジンの運転が乱調とな
る。
【0007】これを解決する手段としては、一つには、
燃料ガスが給気通路中の空気と混合される時間を長く取
ること、もう一つには、混合されないままの燃料ガスを
空気とともに分離状に燃焼室に送り込み、燃焼室内にて
燃料ガスと空気とを混合させるようにするものである。
後者の場合、燃焼主室内だけなので、混合に要する時間
も短くなる。これらのことを踏まえて、給気ポートに対
する燃料ガスの噴射構造を設けるのである。
【0008】
【課題を解決する手段】本発明は以上のような課題に鑑
み、給気弁を介してシリンダー内燃焼室に連通する給気
通路内に燃料ガス噴射装置より燃料ガスを噴射し、希薄
混合気を給気するガスエンジンを構成する上で、次のよ
うな燃料ガス供給手段を用いる。まず該給気通路内に
て、燃料ガスの噴射位置を該燃料ガス噴射装置の噴孔位
置よりも上流側に設ける。
【0009】或いは、該給気通路内にて、該燃料ガス噴
射装置の噴孔より該給気弁付近に至るガス管を延設す
る。
【0010】或いは、該給気通路内にて、該燃料ガス噴
射装置より噴射する燃料ガスの流通路と、空気の流通路
とに隔絶する仕切りを設ける。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面を基に説明する。図1は主室用燃料ガス噴射装置I1
よりガス管11を延設した構造のガスエンジンのシリン
ダー部分の側面断面図、図2は同じくシリンダーヘッド
の給気通路1内部構造を示す側面断面図、図3は主室用
燃料ガス噴射装置I1よりガス管12を延設した構造の
ガスエンジンのシリンダー部分の側面断面図、図4は同
じくシリンダーヘッドの給気通路1内部構造を示す側面
断面図、図5は主室用燃料ガス噴射装置I1より仕切り
板13を延設した構造のガスエンジンのシリンダー部分
の側面断面図、図6は同じくシリンダーヘッドの給気通
路1内部構造を示す側面断面図、図7は主室用燃料ガス
噴射装置I1より直接燃料ガスを噴射した場合のシリン
ダーヘッドの給気通路1内部構造を示す側面断面図であ
る。
【0012】まず、図1及び図2より、ガスエンジンの
燃焼室構造について説明する。シリンダーブロックCB
内で、ピストンPを内装するシリンダー内において、シ
リンダーPの上方空間が燃焼主室8となる。シリンダー
ブロックCB上にはシリンダーヘッドCHを固設してお
り、該シリンダーヘッドCH内には、給気通路1と、図
示されない排気通路とを形成し、これらを該燃焼主室8
に対して連通させている。また、シリンダーヘッドCH
上部を覆う弁腕カバー10内に弁腕9を配設しており、
該弁腕9にて、給気弁3及び図示されない排気弁を支持
しており、該給気弁3及び排気弁を、シリンダーヘッド
CH内に上下摺動可能に内嵌し、それぞれ、給気通路1
と排気通路の各燃焼主室8への連接部分を開閉可能とし
ている。
【0013】更に、シリンダーヘッドCH内において、
噴孔7aを介して、該燃焼主室8に燃焼副室7を連通さ
せており、該燃焼副室7の上部に、チェックバルブ5と
点火栓6とを臨ませている。そして、シリンダーヘッド
CHの側方には、副室用燃料ガス噴射装置(インジェク
ター)I2を付設しており、該シリンダーヘッドCH内
にて、該副室用燃料ガス噴射装置(インジェクター)I
2より噴射する燃料ガスをチェックバルブ5に供給する
副室用燃料ガス通路4を内設している。
【0014】そして、シリンダーヘッドCHの上部に、
主室用燃料ガス噴射装置(インジェクター)I1が配設
されており、シリンダーヘッダとCH内にて、該主室用
燃料ガス噴射装置I1より給気通路1の上端部に連通す
る主室用燃料ガス通路2を形成している。
【0015】該給気通路1は、シリンダーヘッドCH内
において、下端の空気Aの導入口1aより上昇通路1b
を上方に上がって、その上端位置に、該主室用燃料ガス
通路2との連通部分がある。そこから、各給気弁室3a
・3aに連通する分岐通路1c・1cがやや下方向きに
形成されている。該導入口1aより導入された空気A
と、主室用燃料ガス噴射装置I1より噴射された燃料ガ
スGとが混合されて、希薄混合気となり、分岐通路1c
・給気弁室3aへと連通して、各シリンダー内の燃焼主
室8に給気されるのである。
【0016】従来は、該給気通路1内において、或い
は、その上流側の給気管内において、混合板(スロット
ル)を内設し、これに燃料ガス弁(噴射構造ではない)
を臨ませて、希薄混合気を形成していたが、本発明の場
合には、高出力化を図るため、このような混合板は除去
し、給気通路1内に燃料ガスGを噴射する構造としてい
るのである。
【0017】このような給気構造において、図7のよう
に、主室用燃料ガス噴射装置I1より主室用燃料ガス通
路2を介して、給気通路1内に、直接下向きに燃料ガス
Gを噴射すると、該主室用燃料ガス通路2の下方位置に
て燃料ガスGが充満し、上昇通路1bと分岐通路1cに
はこの燃料ガスGが流動せず、従って、空気Aと燃料ガ
スGがサンドイッチ状に重層した状態となる。更に、上
昇通路1bより導入される空気Aと、この充満する燃料
ガスGとが混合する時間が、分岐通路1c通過分だけで
は足りず、充分均一に混合されていない状態の希薄混合
気が燃焼主室8内に供給され、燃焼効率を低下させる。
【0018】このような不具合を解消すべく、まず、図
1及び図2図示の実施例では、該主室用燃料ガス通路2
の噴孔より、上昇通路1bに向けて、ガス管11を延設
している。即ち、該主室用燃料ガス通路2の噴孔よりも
上流側にて燃料ガスGを噴射しているので、燃焼主室8
に至るまでの混合時間を多く取ることができ、しかも、
その噴射方向は、導入口1aより上昇する空気Aの流れ
に対向するようにしているので、空気Aとよく混合する
のである。
【0019】図1及び図2は、給気通路1内にて、充分
な混合をしてから燃焼主室8内に希薄混合気を供給する
構造である。図3乃至図6は、燃焼主室8まで燃料ガス
Gと空気Aとを分離状に供給して、図7に図示するよう
な空気Aと燃料ガスGとの重層状態を発生するのを回避
することを図ったものである。
【0020】まず、図3及び図4図示の実施例では、該
主室用燃料ガス通路2の噴孔より分岐通路1c内を通っ
て、給気弁室3a付近に至るガス管12を延設してい
る。これにより、給気通路1内は空気Aが通過し、ガス
管12内を燃料ガスGが流動して、給気弁室3aには、
燃料ガスGと空気Aとが独立状に供給されるのである。
【0021】そして、図5及び図6図示の実施例では、
該主室用燃料ガス通路2の下方位置より、分岐通路1c
内を通って、給気弁室3a付近に至る仕切り板13を設
けており、該仕切り板13の上方には燃料ガスGが導入
され、下方には空気Aが導入されていくようにして、同
様に、給気弁室3aに燃料ガスGと空気Aとを独立状に
供給するようにしているのである。
【0022】このようにして、図3乃至図6図示の実施
例では、図7のように燃料ガスGが給気通路1内で滞る
ことなく、空気Aとともに、燃焼主室8内まで確実に供
給でき、燃焼主室8内にて希薄混合気が形成されるよう
にしているのである。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、次
のような効果を奏する。まず、ガスエンジンにおいて、
希薄混合気を給気として燃焼室に供給する構造として、
燃料ガス噴射装置を設けて、給気通路に対して燃料ガス
を噴射するものとしたので、従来のような混合板を除去
することができ、エンジンの高出力化、排出NOX の低
減化等を図ることができる。
【0024】そして、このような給気通路への燃料ガス
噴射構造を採用する中で、請求項1記載の如く、給気通
路内にて、燃料ガスの噴射位置を該燃料ガス噴射装置の
噴孔位置よりも上流側に設けるものとしたので、燃焼室
まで、燃料ガスと空気とが混合する時間を多く取ること
ができ、更に、空気の流れに対向するように燃料ガスが
噴射されるので、混合効率も高まる。従って、充分に混
合された希薄混合気が燃焼室に給気され、燃焼効率が向
上する。
【0025】また、請求項2記載の如く、該給気通路内
にて、該燃料ガス噴射装置の噴孔より該給気弁付近に至
るガス管を延設することで、給気通路内に燃料ガスを滞
留させることなく、空気とともに燃料ガスを確実に燃焼
室に供給することができ、燃焼室にて希薄混合気が形成
されて、燃焼効率を向上させる。
【0026】また、請求項3記載の如く、該給気通路内
にて、該燃料ガス噴射装置より噴射する燃料ガスの流通
路と、空気の流通路とに隔絶する仕切りを設けること
で、請求項2と同様に、給気通路内に燃料ガスを滞留さ
せることなく、空気とともに燃料ガスを確実に燃焼室に
供給することができ、燃焼室にて希薄混合気が形成され
て、燃焼効率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】主室用燃料ガス噴射装置I1よりガス管11を
延設した構造のガスエンジンのシリンダー部分の側面断
面図である。
【図2】同じくシリンダーヘッドの給気通路1内部構造
を示す側面断面図である。
【図3】主室用燃料ガス噴射装置I1よりガス管12を
延設した構造のガスエンジンのシリンダー部分の側面断
面図である。
【図4】同じくシリンダーヘッドの給気通路1内部構造
を示す側面断面図である。
【図5】主室用燃料ガス噴射装置I1より仕切り板13
を延設した構造のガスエンジンのシリンダー部分の側面
断面図である。
【図6】同じくシリンダーヘッドの給気通路1内部構造
を示す側面断面図である。
【図7】主室用燃料ガス噴射装置I1より直接燃料ガス
を噴射した場合のシリンダーヘッドの給気通路1内部構
造を示す側面断面図である。
【符号の説明】
I1 主室用燃料ガス噴射装置 I2 副室用燃料ガス噴射装置 1 給気通路 1a 導入口 1b 上昇通路 1c 分岐通路 2 主室用燃料ガス通路 3 給気弁 3a 給気弁室 4 副室用燃料ガス通路 5 チェックバルブ 6 点火栓 7 燃焼副室 7a 噴孔 8 燃焼主室 11 ガス管 12 ガス管 13 仕切り板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給気弁を介してシリンダー内燃焼室に連
    通する給気通路内に燃料ガス噴射装置より燃料ガスを噴
    射し、希薄混合気を給気するガスエンジンにおいて、該
    給気通路内にて、燃料ガスの噴射位置を該燃料ガス噴射
    装置の噴孔位置よりも上流側に設けたことを特徴とする
    ガスエンジンの給気通路への燃料ガス噴射構造。
  2. 【請求項2】 給気弁を介してシリンダー内燃焼室に連
    通する給気通路内に燃料ガス噴射装置より燃料ガスを噴
    射し、希薄混合気を給気するガスエンジンにおいて、該
    給気通路内にて、該燃料ガス噴射装置の噴孔より該給気
    弁付近に至るガス管を延設したことを特徴とするガスエ
    ンジンの給気通路への燃料ガス噴射構造。
  3. 【請求項3】 給気弁を介してシリンダー内燃焼室に連
    通する給気通路内に燃料ガス噴射装置より燃料ガスを噴
    射し、希薄混合気を給気するガスエンジンにおいて、該
    給気通路内にて、該燃料ガス噴射装置より噴射する燃料
    ガスの流通路と、空気の流通路とに隔絶する仕切りを設
    けたことを特徴とするガスエンジンの給気通路への燃料
    ガス噴射構造。
JP8200516A 1996-07-30 1996-07-30 ガスエンジンの給気通路への燃料ガス噴射構造 Pending JPH1047166A (ja)

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