JPH11107758A - ガスエンジン - Google Patents
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- JPH11107758A JPH11107758A JP9270715A JP27071597A JPH11107758A JP H11107758 A JPH11107758 A JP H11107758A JP 9270715 A JP9270715 A JP 9270715A JP 27071597 A JP27071597 A JP 27071597A JP H11107758 A JPH11107758 A JP H11107758A
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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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空気との混合気の形成が困難なガス燃料を
用いる場合に、適正な混合気を形成し、着火燃焼の安定
性、特に希薄燃焼の着火性の向上を図る。 【解決手段】 エンジンの燃焼室に吸排気弁と点火プラ
グの放電電極を臨ませて配置し、ピストン４の頂面４ａ
にキャビティ５を凹設するとともに、キャビティ５の上
縁部に複数対のスキッシュ６ａ・６ｂを形成する。キャ
ビティ５は開口を絞った深皿状に形成し、点火プラグの
放電電極はキャビティ５内の中心Ｏから外れた位置Ｐに
配置する。複数対のスキッシュ６ａ・６ｂはキャビティ
５の中心Ｏと放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線
対称として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が
キャビティ５内の軸線Ｚ上の放電電極の位置Ｐから外れ
た位置で衝突するように構成する。
用いる場合に、適正な混合気を形成し、着火燃焼の安定
性、特に希薄燃焼の着火性の向上を図る。 【解決手段】 エンジンの燃焼室に吸排気弁と点火プラ
グの放電電極を臨ませて配置し、ピストン４の頂面４ａ
にキャビティ５を凹設するとともに、キャビティ５の上
縁部に複数対のスキッシュ６ａ・６ｂを形成する。キャ
ビティ５は開口を絞った深皿状に形成し、点火プラグの
放電電極はキャビティ５内の中心Ｏから外れた位置Ｐに
配置する。複数対のスキッシュ６ａ・６ｂはキャビティ
５の中心Ｏと放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線
対称として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が
キャビティ５内の軸線Ｚ上の放電電極の位置Ｐから外れ
た位置で衝突するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、密度の違いから
空気との混合気の形成が困難なガス燃料を用いるガスエ
ンジンに関し、特にピストンの頂面にキャビティとスキ
ッシュを有するガスエンジンに関する。
空気との混合気の形成が困難なガス燃料を用いるガスエ
ンジンに関し、特にピストンの頂面にキャビティとスキ
ッシュを有するガスエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストンの頂面にキャビティとスキッシ
ュを有するエンジンとしては、従来より例えば本出願人
の提案によるもので、特開平９−４５３５号公報に開示
されたものが知られている。それは図５に示すように、
ディーゼルエンジンの燃焼室１０８に吸排気弁１１５と
燃料噴射弁１１０の噴射口１１１を臨ませて配置し、ピ
ストン１０４の頂面１０４ａにキャビティ１０５を凹設
するとともに、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記キ
ャビティ１０５の上縁部に複数のスキッシュ１０６を形
成し、燃料Ｆを上記キャビティ１０５に向けて噴射させ
るとともに、複数のスキッシュ流Ｓを起こさせることに
より、燃料Ｆの霧化を促進するように構成したものであ
る。ここで、図６（Ａ）はピストン頂面の平面図、図６
（Ｂ）はそのピストンの斜視図を示す。
ュを有するエンジンとしては、従来より例えば本出願人
の提案によるもので、特開平９−４５３５号公報に開示
されたものが知られている。それは図５に示すように、
ディーゼルエンジンの燃焼室１０８に吸排気弁１１５と
燃料噴射弁１１０の噴射口１１１を臨ませて配置し、ピ
ストン１０４の頂面１０４ａにキャビティ１０５を凹設
するとともに、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記キ
ャビティ１０５の上縁部に複数のスキッシュ１０６を形
成し、燃料Ｆを上記キャビティ１０５に向けて噴射させ
るとともに、複数のスキッシュ流Ｓを起こさせることに
より、燃料Ｆの霧化を促進するように構成したものであ
る。ここで、図６（Ａ）はピストン頂面の平面図、図６
（Ｂ）はそのピストンの斜視図を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ディ
ーゼルエンジンの燃料の霧化を促進するものではある
が、密度の違いから空気との混合気の形成が困難なガス
燃料、例えば水素ガスやメタノール改質ガス等を燃料と
するガスエンジンにおいては、そのまま適用することが
できない。それは以下のような理由による。
ーゼルエンジンの燃料の霧化を促進するものではある
が、密度の違いから空気との混合気の形成が困難なガス
燃料、例えば水素ガスやメタノール改質ガス等を燃料と
するガスエンジンにおいては、そのまま適用することが
できない。それは以下のような理由による。
【０００４】 例えば水素ガスやメタノール改質ガス
等は非常に軽いので、圧縮トップ直前に短時間で空気と
の適正な混合気を形成することが困難である。 また、上記水素ガス燃料の場合、空気に対する理論
混合比は略１／２．５であり、多量の水素ガス燃料を必
要とするので、この点でも適正な混合気を形成するのが
困難であり、着火・燃焼の安定性、特に希薄燃焼の着火
性に難点がある。 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、空
気との混合気の形成が困難なガス燃料を用いる場合の上
記難点を解消することを技術課題とする。
等は非常に軽いので、圧縮トップ直前に短時間で空気と
の適正な混合気を形成することが困難である。 また、上記水素ガス燃料の場合、空気に対する理論
混合比は略１／２．５であり、多量の水素ガス燃料を必
要とするので、この点でも適正な混合気を形成するのが
困難であり、着火・燃焼の安定性、特に希薄燃焼の着火
性に難点がある。 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、空
気との混合気の形成が困難なガス燃料を用いる場合の上
記難点を解消することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明は、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、
請求項１に記載の発明は、エンジンＥの燃焼室８に吸排
気弁１５と点火プラグ２０の放電電極２１を臨ませて配
置し、ピストン４の頂面４ａにキャビティ５を凹設する
とともに、上記キャビティ５の上縁部に複数のスキッシ
ュ６ａ・６ｂを形成して複数のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2
を起こさせるように構成したガスエンジンにおいて、上
記キャビティ５は開口を絞った深皿状に形成するととも
に、上記点火プラグ２０の放電電極２１を上記キャビテ
ィ５内の中心Ｏから外れた位置Ｐに配置し、上記複数の
スキッシュ６ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心Ｏと
上記放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称とし
て複数対配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がキ
ャビティ５内の上記軸線Ｚ上の放電電極２１の位置Ｐか
ら外れた位置で衝突するように構成したことを特徴とす
るものである。
解決するものとして、以下のように構成される。即ち、
請求項１に記載の発明は、エンジンＥの燃焼室８に吸排
気弁１５と点火プラグ２０の放電電極２１を臨ませて配
置し、ピストン４の頂面４ａにキャビティ５を凹設する
とともに、上記キャビティ５の上縁部に複数のスキッシ
ュ６ａ・６ｂを形成して複数のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2
を起こさせるように構成したガスエンジンにおいて、上
記キャビティ５は開口を絞った深皿状に形成するととも
に、上記点火プラグ２０の放電電極２１を上記キャビテ
ィ５内の中心Ｏから外れた位置Ｐに配置し、上記複数の
スキッシュ６ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心Ｏと
上記放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称とし
て複数対配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がキ
ャビティ５内の上記軸線Ｚ上の放電電極２１の位置Ｐか
ら外れた位置で衝突するように構成したことを特徴とす
るものである。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載したガスエンジンにおいて、上記複数対のスキッ
シュ６ａ・６ｂが上記キャビティ５に向かって下り勾配
をなし、そのスキッシュ外縁部６ｈがピストン４の外周
に沿う状態でピストン頂面４ａから段差をもって形成さ
れたことを特徴とするものである。
に記載したガスエンジンにおいて、上記複数対のスキッ
シュ６ａ・６ｂが上記キャビティ５に向かって下り勾配
をなし、そのスキッシュ外縁部６ｈがピストン４の外周
に沿う状態でピストン頂面４ａから段差をもって形成さ
れたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の作用・効果】請求項１に記載の発明では、キャ
ビティ５は開口を絞った深皿状に形成されており、複数
対のスキッシュ６ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心
Ｏと上記放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称
として配設され、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がキ
ャビティ５内の上記軸線Ｚ上で衝突するように構成した
ことから、圧縮トップの前に複数対のスキッシュ６ａ・
６ｂによってスキッシュ流Ｓ1・Ｓ2 が発生し、これら
のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がスワールとなってキャビテ
ィ５内に衝突乱流を起こさせ、ガス燃料Ｇと空気との混
合気の形成を促進する。
ビティ５は開口を絞った深皿状に形成されており、複数
対のスキッシュ６ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心
Ｏと上記放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称
として配設され、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がキ
ャビティ５内の上記軸線Ｚ上で衝突するように構成した
ことから、圧縮トップの前に複数対のスキッシュ６ａ・
６ｂによってスキッシュ流Ｓ1・Ｓ2 が発生し、これら
のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がスワールとなってキャビテ
ィ５内に衝突乱流を起こさせ、ガス燃料Ｇと空気との混
合気の形成を促進する。
【０００８】また請求項１に記載の発明では、複数対の
スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 は、キャビティ５内の軸線Ｚ上
の放電電極２１の位置Ｐから外れた位置で衝突する。つ
まり、スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 の衝突位置から外れた位
置Ｐに放電電極２１があるので、放電時のスパークが上
記衝突乱流により流れることもなく、混合気への着火が
円滑になる。特に軽負荷時の希薄燃焼の場合の着火が容
易になる。これにより着火・火炎の伝播が速やかになり
燃焼が安定する。
スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 は、キャビティ５内の軸線Ｚ上
の放電電極２１の位置Ｐから外れた位置で衝突する。つ
まり、スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 の衝突位置から外れた位
置Ｐに放電電極２１があるので、放電時のスパークが上
記衝突乱流により流れることもなく、混合気への着火が
円滑になる。特に軽負荷時の希薄燃焼の場合の着火が容
易になる。これにより着火・火炎の伝播が速やかになり
燃焼が安定する。
【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載したガスエンジンにおいて、上記複数対のスキッシュ
６ａ・６ｂが上記キャビティ５に向かって下り勾配をな
し、そのスキッシュ外縁部６ｈがピストン４の外周に沿
う状態でピストン頂面４ａから段差をもって形成されて
いるので、爆発膨張時に上記キャビティ５内からスキッ
シュ６ａ・６ｂに沿って逆流する火炎流は、ピストン頂
面４ａから段差をもって形成されているスキッシュ外縁
部６ｈにより邪魔され、シリンダ壁に衝突しにくくな
る。これにより火炎流がシリンダ壁に衝突しにくい分だ
け熱ロスが少なくなり、熱効率が高くなる。
載したガスエンジンにおいて、上記複数対のスキッシュ
６ａ・６ｂが上記キャビティ５に向かって下り勾配をな
し、そのスキッシュ外縁部６ｈがピストン４の外周に沿
う状態でピストン頂面４ａから段差をもって形成されて
いるので、爆発膨張時に上記キャビティ５内からスキッ
シュ６ａ・６ｂに沿って逆流する火炎流は、ピストン頂
面４ａから段差をもって形成されているスキッシュ外縁
部６ｈにより邪魔され、シリンダ壁に衝突しにくくな
る。これにより火炎流がシリンダ壁に衝突しにくい分だ
け熱ロスが少なくなり、熱効率が高くなる。
【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は本発明の実施
形態に係るガスエンジンの要部縦断面図である。このガ
スエンジンＥは、シリンダブロック１の上にシリンダヘ
ッド２を固定し、上記シリンダブロック１に形成したシ
リンダボア３内にピストン４を摺動自在に嵌着し、シリ
ンダヘッド２には吸気ポート１３と図示しない排気ポー
トを設け、各ポートには吸気弁１５と排気弁を装着し、
上記吸気弁１５と排気弁との間に点火プラグ２０を装着
している。上記吸排気弁１５を動弁駆動するプッシュロ
ッド１７及び揺動アーム１８はヘッドカバー１９で覆わ
れている。なお、図１中の符号２５及び２６は、ウォー
タジャケットを示す。
に基づいてさらに詳しく説明する。図１は本発明の実施
形態に係るガスエンジンの要部縦断面図である。このガ
スエンジンＥは、シリンダブロック１の上にシリンダヘ
ッド２を固定し、上記シリンダブロック１に形成したシ
リンダボア３内にピストン４を摺動自在に嵌着し、シリ
ンダヘッド２には吸気ポート１３と図示しない排気ポー
トを設け、各ポートには吸気弁１５と排気弁を装着し、
上記吸気弁１５と排気弁との間に点火プラグ２０を装着
している。上記吸排気弁１５を動弁駆動するプッシュロ
ッド１７及び揺動アーム１８はヘッドカバー１９で覆わ
れている。なお、図１中の符号２５及び２６は、ウォー
タジャケットを示す。
【００１１】この実施形態では、図１に示すように、シ
リンダブロック１に形成したシリンダボア３の側面で圧
縮行程の略中間位置に燃料噴射弁１０の噴射口１１を臨
ませて配置し、水素ガス燃料Ｇを噴射するように構成さ
れている。具体的には、図３に示すように、ピストン４
の下死点（クランク角０°）を圧縮行程の始期と規定
し、ピストン４の上死点（圧縮トップ：クランク角１８
０°）を圧縮行程の終期と規定すると、燃料噴射弁１０
の噴射口１１はクランク角略９０°の位置に配置されて
いる。
リンダブロック１に形成したシリンダボア３の側面で圧
縮行程の略中間位置に燃料噴射弁１０の噴射口１１を臨
ませて配置し、水素ガス燃料Ｇを噴射するように構成さ
れている。具体的には、図３に示すように、ピストン４
の下死点（クランク角０°）を圧縮行程の始期と規定
し、ピストン４の上死点（圧縮トップ：クランク角１８
０°）を圧縮行程の終期と規定すると、燃料噴射弁１０
の噴射口１１はクランク角略９０°の位置に配置されて
いる。
【００１２】これは例えば吸気弁１５が閉止した時点
（クランク角略３０°）から早期に水素ガス燃料Ｇを噴
射させ、クランク角略９０°に配置した噴射口１１がピ
ストン４で閉止されるまで、水素ガス燃料Ｇをシリンダ
ボア３内に供給すること、つまり、水素ガス燃料Ｇの噴
射期間を圧縮行程の前半に限ることを意図したもので、
かかる構成により噴射圧をそれほど強くしなくても水素
ガス燃料Ｇの筒内への噴射が可能になり、圧縮行程の後
半で空気との適正な混合気の形成が促進される。これに
より、空気との混合気の形成が困難な水素ガス燃料を用
いる筒内噴射式ガスエンジンにおいても、着火・燃焼が
安定することになる。
（クランク角略３０°）から早期に水素ガス燃料Ｇを噴
射させ、クランク角略９０°に配置した噴射口１１がピ
ストン４で閉止されるまで、水素ガス燃料Ｇをシリンダ
ボア３内に供給すること、つまり、水素ガス燃料Ｇの噴
射期間を圧縮行程の前半に限ることを意図したもので、
かかる構成により噴射圧をそれほど強くしなくても水素
ガス燃料Ｇの筒内への噴射が可能になり、圧縮行程の後
半で空気との適正な混合気の形成が促進される。これに
より、空気との混合気の形成が困難な水素ガス燃料を用
いる筒内噴射式ガスエンジンにおいても、着火・燃焼が
安定することになる。
【００１３】以下、本発明の特徴をなすキャビティとス
キッシュの構成について説明する。上記ピストン４の頂
面４ａには、図１〜図３に示すように、開口を絞った深
皿状のキャビティ５が凹設されている。そして点火プラ
グ２０は、その放電電極２１がキャビティ５内に突入さ
れ、図２（Ａ）に示すように、そのキャビティ５内の中
心Ｏから外れた位置Ｐに配置されている。一般にエンジ
ンの軽負荷時には、水素ガス燃料Ｇの供給量は少なく相
対的に残留ガスが多くなり燃焼し難いが、この実施形態
によれば、キャビティ５内の比較的濃い混合気が維持さ
れる状態の中で点火プラグ２０による放電がなされるの
で、特に軽負荷時の希薄燃焼の場合の着火が安定する。
キッシュの構成について説明する。上記ピストン４の頂
面４ａには、図１〜図３に示すように、開口を絞った深
皿状のキャビティ５が凹設されている。そして点火プラ
グ２０は、その放電電極２１がキャビティ５内に突入さ
れ、図２（Ａ）に示すように、そのキャビティ５内の中
心Ｏから外れた位置Ｐに配置されている。一般にエンジ
ンの軽負荷時には、水素ガス燃料Ｇの供給量は少なく相
対的に残留ガスが多くなり燃焼し難いが、この実施形態
によれば、キャビティ５内の比較的濃い混合気が維持さ
れる状態の中で点火プラグ２０による放電がなされるの
で、特に軽負荷時の希薄燃焼の場合の着火が安定する。
【００１４】上記キャビティ５の上縁部には、図２
（Ａ）（Ｂ）に示すように、複数対のスキッシュ６ａ・
６ｂが形成されている。これら複数対のスキッシュ６ａ
・６ｂはキャビティ５の中心Ｏと上記放電電極２１の位
置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称として対をなすように数組
配設され、キャビティ５内の軸線Ｚ上の放電電極２１の
位置Ｐから外れた位置で複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ
2 が衝突するように構成されている。
（Ａ）（Ｂ）に示すように、複数対のスキッシュ６ａ・
６ｂが形成されている。これら複数対のスキッシュ６ａ
・６ｂはキャビティ５の中心Ｏと上記放電電極２１の位
置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称として対をなすように数組
配設され、キャビティ５内の軸線Ｚ上の放電電極２１の
位置Ｐから外れた位置で複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ
2 が衝突するように構成されている。
【００１５】これは複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が
衝突することにより、圧縮トップの前に発生したスキッ
シュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がスワールとなってキャビティ５内で
衝突乱流を起こし、水素ガス燃料Ｇと空気との混合気の
形成を促進させ、また、スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 の衝突
位置から外れた位置Ｐに放電電極２１を配置することに
より、放電時のスパークが衝突乱流により流れるのを防
止して混合気への着火を円滑にし、特に軽負荷時の希薄
燃焼の場合の着火を容易にすることを意図したものであ
る。これにより着火・火炎の伝播が速やかになり燃焼が
安定する。
衝突することにより、圧縮トップの前に発生したスキッ
シュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がスワールとなってキャビティ５内で
衝突乱流を起こし、水素ガス燃料Ｇと空気との混合気の
形成を促進させ、また、スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 の衝突
位置から外れた位置Ｐに放電電極２１を配置することに
より、放電時のスパークが衝突乱流により流れるのを防
止して混合気への着火を円滑にし、特に軽負荷時の希薄
燃焼の場合の着火を容易にすることを意図したものであ
る。これにより着火・火炎の伝播が速やかになり燃焼が
安定する。
【００１６】また、上記スキッシュ６ａ・６ｂは、キャ
ビティ５に向かって下り勾配をなし、そのスキッシュ外
縁部６ｈがピストン４の外周に沿う状態でピストン頂面
４ａから段差をもって形成されている。これは爆発膨張
時にキャビティ５内からスキッシュ６ａ・６ｂに沿って
逆流する火炎流がスキッシュ外縁部６ｈにより邪魔され
てシリンダ壁に衝突しにくくなることを意図したもので
ある。これにより火炎流がシリンダ壁に衝突しにくい分
だけ熱ロスが少なくなり、熱効率が高くなる。
ビティ５に向かって下り勾配をなし、そのスキッシュ外
縁部６ｈがピストン４の外周に沿う状態でピストン頂面
４ａから段差をもって形成されている。これは爆発膨張
時にキャビティ５内からスキッシュ６ａ・６ｂに沿って
逆流する火炎流がスキッシュ外縁部６ｈにより邪魔され
てシリンダ壁に衝突しにくくなることを意図したもので
ある。これにより火炎流がシリンダ壁に衝突しにくい分
だけ熱ロスが少なくなり、熱効率が高くなる。
【００１７】また、この実施形態では、図３に示すよう
に、水素ガス燃料Ｇの噴射開始時期をエンジンＥの負荷
に対応させて制御可能に構成してある。具体的には、無
負荷（０／４）運転時には噴射開始時期をクランク角７
５°〜８５°に、軽無負荷（１／４）運転時にはクラン
ク角６０°〜７０°に、全負荷（４／４）運転時には吸
気弁１５が閉止した時点（クランク角略３０°）に、そ
れぞれ設定してある。これはピストン４の頂面４ａが燃
料噴射孔１１を通過した時点でガス燃料Ｇの噴射は終了
するので、ガス燃料Ｇの噴射開始時期を制御することに
より、ガス燃料Ｇの噴射量をエンジンの負荷に対応させ
て制御するように意図したものである。
に、水素ガス燃料Ｇの噴射開始時期をエンジンＥの負荷
に対応させて制御可能に構成してある。具体的には、無
負荷（０／４）運転時には噴射開始時期をクランク角７
５°〜８５°に、軽無負荷（１／４）運転時にはクラン
ク角６０°〜７０°に、全負荷（４／４）運転時には吸
気弁１５が閉止した時点（クランク角略３０°）に、そ
れぞれ設定してある。これはピストン４の頂面４ａが燃
料噴射孔１１を通過した時点でガス燃料Ｇの噴射は終了
するので、ガス燃料Ｇの噴射開始時期を制御することに
より、ガス燃料Ｇの噴射量をエンジンの負荷に対応させ
て制御するように意図したものである。
【００１８】なお、ガス燃料Ｇの噴射圧をガス燃料Ｇの
種類に対応させて変更可能に構成することもできる。ガ
ス燃料Ｇの種類により発熱量が異なり空燃比も異なるの
で、ガス燃料の噴射期間が圧縮行程の前半に限られるこ
の筒内噴射式ガスエンジンにおいては、ガス燃料Ｇの種
類に対応させて噴射圧を変更すれば、エンジンの負荷に
対応させてガス燃料Ｇの噴射量を適宜制御することがで
きるのである。
種類に対応させて変更可能に構成することもできる。ガ
ス燃料Ｇの種類により発熱量が異なり空燃比も異なるの
で、ガス燃料の噴射期間が圧縮行程の前半に限られるこ
の筒内噴射式ガスエンジンにおいては、ガス燃料Ｇの種
類に対応させて噴射圧を変更すれば、エンジンの負荷に
対応させてガス燃料Ｇの噴射量を適宜制御することがで
きるのである。
【００１９】図４は本発明の第２の実施形態に係るガス
エンジンの要部縦断面図である。この実施形態は、エン
ジンＥの燃焼室８に燃料噴射弁１０の噴射口１１を臨ま
せて配置し、この燃料噴射弁１０を点火プラグ２０の外
側寄りに配置することにより、圧縮行程におけるクラン
ク角度８０°〜１３０°の範囲でガス燃料Ｇをキャビテ
ィ５内へ供給可能に構成したものである。例えば、圧縮
行程においてクランク角度８０°でガス燃料Ｇの噴射を
開始させてクランク角度１３０°の範囲までガス燃料Ｇ
をキャビティ５内に供給する。つまり、ガス燃料Ｇの噴
射期間を圧縮トップよりも大幅に前倒しすることによ
り、噴射圧をそれほど高くしなくてもガス燃料Ｇの噴射
が可能になる。
エンジンの要部縦断面図である。この実施形態は、エン
ジンＥの燃焼室８に燃料噴射弁１０の噴射口１１を臨ま
せて配置し、この燃料噴射弁１０を点火プラグ２０の外
側寄りに配置することにより、圧縮行程におけるクラン
ク角度８０°〜１３０°の範囲でガス燃料Ｇをキャビテ
ィ５内へ供給可能に構成したものである。例えば、圧縮
行程においてクランク角度８０°でガス燃料Ｇの噴射を
開始させてクランク角度１３０°の範囲までガス燃料Ｇ
をキャビティ５内に供給する。つまり、ガス燃料Ｇの噴
射期間を圧縮トップよりも大幅に前倒しすることによ
り、噴射圧をそれほど高くしなくてもガス燃料Ｇの噴射
が可能になる。
【００２０】例えば、開口を絞った深皿状のキャビティ
５内に水素ガスガス燃料Ｇを圧縮行程のクランク角度８
０°〜１３０°の範囲で継続して供給することにより、
水素ガス燃料Ｇはキャビティ５の底面に衝突するが、キ
ャビティ５外への飛散は少なく、このキャビティ５内で
ガス燃料Ｇと空気との適正な混合気の形成が促進される
こととなる。これにより、空気との混合気の形成が困難
なガス燃料を用いる筒内噴射式ガスエンジンにおいて
も、着火・燃焼が安定する。また、比較的濃い混合気の
状態が上記キャビティ５内に維持されるので、特に希薄
燃焼の場合の着火が安定する。
５内に水素ガスガス燃料Ｇを圧縮行程のクランク角度８
０°〜１３０°の範囲で継続して供給することにより、
水素ガス燃料Ｇはキャビティ５の底面に衝突するが、キ
ャビティ５外への飛散は少なく、このキャビティ５内で
ガス燃料Ｇと空気との適正な混合気の形成が促進される
こととなる。これにより、空気との混合気の形成が困難
なガス燃料を用いる筒内噴射式ガスエンジンにおいて
も、着火・燃焼が安定する。また、比較的濃い混合気の
状態が上記キャビティ５内に維持されるので、特に希薄
燃焼の場合の着火が安定する。
【００２１】なお、上記実施形態では筒内噴射式のガス
エンジンについて例示したが、本発明はこれに限るもの
ではなく、ガス燃料を吸気にのせて供給する予混合式ガ
スエンジンについても適用できる。また、本発明は水素
ガス燃料以外のガス燃料についても、適宜変更を加えて
実施することができる。
エンジンについて例示したが、本発明はこれに限るもの
ではなく、ガス燃料を吸気にのせて供給する予混合式ガ
スエンジンについても適用できる。また、本発明は水素
ガス燃料以外のガス燃料についても、適宜変更を加えて
実施することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスエンジンの
要部縦断面図である。
要部縦断面図である。
【図２】上記ガスエンジンのピストンを示し、図２
（Ａ）はそのピストン頂面の平面図、図２（Ｂ）はその
ピストン頂面の斜視図である。
（Ａ）はそのピストン頂面の平面図、図２（Ｂ）はその
ピストン頂面の斜視図である。
【図３】上記ガスエンジンの作用説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るガスエンジンの
要部縦断面図である。
要部縦断面図である。
【図５】従来例に係る筒内噴射式ディーゼルエンジンの
要部縦断面図である。
要部縦断面図である。
【図６】従来例に係るピストンを示し、図６（Ａ）はそ
のピストン頂面の平面図、図６（Ｂ）はそのピストンの
斜視図である。
のピストン頂面の平面図、図６（Ｂ）はそのピストンの
斜視図である。
４…ピストン、４ａ…ピストンの頂面、５…キャビテ
ィ、６ａ・６ｂ…スキッシュ、６ｈ…スキッシュ外縁
部、８…燃焼室、１５…吸排気弁、２０…点火プラグ、
２１…放電電極、Ｅ…ガスエンジン、Ｇ…ガス燃料、Ｐ
…放電電極の位置、Ｏ…キャビティの中心、Ｓ1 ・Ｓ2
…スキッシュ流、Ｚ…軸線。
ィ、６ａ・６ｂ…スキッシュ、６ｈ…スキッシュ外縁
部、８…燃焼室、１５…吸排気弁、２０…点火プラグ、
２１…放電電極、Ｅ…ガスエンジン、Ｇ…ガス燃料、Ｐ
…放電電極の位置、Ｏ…キャビティの中心、Ｓ1 ・Ｓ2
…スキッシュ流、Ｚ…軸線。
フロントページの続き (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 クボタ基盤技術研究所内 (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 クボタ基盤技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン（Ｅ）の燃焼室（８）に吸排気
弁（１５）と点火プラグ（２０）の放電電極（２１）を
臨ませて配置し、ピストン（４）の頂面（４ａ）にキャ
ビティ（５）を凹設するとともに、上記キャビティ
（５）の上縁部に複数のスキッシュ（６ａ・６ｂ）を形
成して複数のスキッシュ流（Ｓ1 ・Ｓ2 ）を起こさせる
ように構成したガスエンジンにおいて、 上記キャビティ（５）は開口を絞った深皿状に形成する
とともに、上記点火プラグ（２０）の放電電極（２１）
は上記キャビティ（５）内の中心（Ｏ）から外れた位置
（Ｐ）に配置し、 上記複数のスキッシュ（６ａ・６ｂ）は、上記キャビテ
ィ（５）の中心（Ｏ）と上記放電電極（２１）の位置
（Ｐ）とを結ぶ軸線（Ｚ）を線対称として複数対配設
し、複数対のスキッシュ流（Ｓ1 ・Ｓ2 ）がキャビティ
（５）内の上記軸線（Ｚ）上の放電電極（２１）の位置
（Ｐ）から外れた位置で衝突するように構成したことを
特徴とするガスエンジン。 - 【請求項２】 請求項１に記載したガスエンジンにおい
て、 上記複数対のスキッシュ（６ａ・６ｂ）は、上記キャビ
ティ（５）に向かって下り勾配をなし、そのスキッシュ
外縁部（６ｈ）がピストン（４）の外周に沿う状態でピ
ストン頂面（４ａ）から段差をもって形成されたことを
特徴とするガスエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9270715A JPH11107758A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | ガスエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9270715A JPH11107758A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | ガスエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107758A true JPH11107758A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17489959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9270715A Pending JPH11107758A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | ガスエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11107758A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001065350A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火機関 |
-
1997
- 1997-10-03 JP JP9270715A patent/JPH11107758A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001065350A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火機関 |
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