JPH11270411A - ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置 - Google Patents

ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置

Info

Publication number
JPH11270411A
JPH11270411A JP10071069A JP7106998A JPH11270411A JP H11270411 A JPH11270411 A JP H11270411A JP 10071069 A JP10071069 A JP 10071069A JP 7106998 A JP7106998 A JP 7106998A JP H11270411 A JPH11270411 A JP H11270411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
fuel
supply means
supplied
mixture
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
JP10071069A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Maekawa
紘一 前川
Koichi Sugawara
光一 菅原
Masaru Hayashida
大 林田
Hirobumi Sekino
博文 関野
Tadao Yamato
忠夫 大和
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 JP10071069A priority Critical patent/JPH11270411A/ja
Publication of JPH11270411A publication Critical patent/JPH11270411A/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
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス中のNOX の一層の低減化を図るた
め、吸気の充填効率を高めて高効率でクリーンな超希薄
燃焼を実現できるガスエンジンの燃料供給方法、及びエ
ンジンの機種や燃料ガス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るガスエンジンの燃料供
給装置を提供する。 【解決手段】 吸気路5に配置した第1のガス供給手段
10aにより吸気行程で加圧メタン系燃料ガスG1 を主
燃料として供給し、また、先端ノズル24が燃焼室3内
に臨むように配置した第2のガス供給手段10bにより
圧縮行程で加圧水素系燃料ガスG2 を補助燃料として供
給することにより、それぞれ希薄混合気と混合気とを燃
焼室3内に層状に形成する。

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
ンな超希薄燃焼を実現するために用いられるガスエンジ
ンの燃料供給方法及び燃料供給装置に関する。
【0002】
【技術の背景】高効率でクリーンな希薄燃焼を実現する
ために用いられる燃料ガスは、例えば図4に示すよう
に、その種類により理論濃度が4.0〜29.4%まで
広範囲に変動する。図4は各種燃料ガスの可燃範囲を示
す説明図で、水素H2 、一酸化炭素CO及び一酸化炭素
と水素との混合ガスであるメタノール改質ガス(以下こ
れらを総称して「水素系燃料ガス」という)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、メタ
ンCH4 、プロパンC38 及び天然ガス(以下、これ
らを総称して「メタン系燃料ガス」という)は、可燃範
囲が極めて狭いため希薄混合気だけでは着火が困難であ
り下記の「成層燃焼法」を採用していた。なお、図4中
の符号λは空気過剰率を示し、理論濃度における空気過
剰率λは1、希薄混合域における空気過剰率λは1より
大きく、メタン系燃料ガスでは空気過剰率λ=1.4程
度が限度であるといわれている。
【0003】
【従来の技術】ここで「成層燃焼法」とは、高効率でク
リーンな希薄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して着火・燃焼させる方
法をいう。この成層燃焼法を実現する燃料供給装置とし
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3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により供給した同じ燃料ガス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過濃燃料ガス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
の理論濃度(理論空燃比と同義)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、排気ガス中のNOX の一
層の低減化を図るうえで改良の余地がある。
【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、排気ガス中のNOX の一層の低減化を図るた
め、吸気の充填効率を高めて高効率でクリーンな超希薄
燃焼を実現することができる燃料供給方法、及びエンジ
ンの機種や燃料ガスの種類とその理論濃度に対応させて
自在に燃料ガスの供給量を設定することができる燃料供
給装置を提供することを技術課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、以下のように構成される。請求項1に記載
の発明は、第1のガス供給手段10aにより供給した燃
料ガスGの希薄混合気と、第2のガス供給手段10bに
より供給した燃料ガスGの混合気とを、それぞれ燃焼室
3内に層状に形成するように構成した、ガスエンジンの
燃料供給方法において、第1のガス供給手段10aによ
り吸気行程でメタン系燃料ガスG1 を主燃料として供給
し、第2のガス供給手段10bにより圧縮行程で水素系
ガスG2 を補助燃料として供給する、ことを特徴とする
ガスエンジンの燃料供給方法である。
【0008】請求項2に記載の発明は、第1のガス供給
手段10aにより供給した燃料ガスGの希薄混合気と、
第2のガス供給手段10bにより供給した燃料ガスGの
混合気とを、それぞれ燃焼室3内に層状に形成するよう
に構成した、ガスエンジンの燃料供給装置において、第
1のガス供給手段10aは、吸気路5に配置したガス噴
射弁10から成り、このガス噴射弁10により吸気行程
で加圧メタン系燃料ガスG1 を主燃料として供給するよ
うに構成し、第2のガス供給手段10bは、その先端ノ
ズル24が燃焼室3内に臨むように配置したガス噴射弁
10から成り、このガス噴射弁10により圧縮行程で加
圧水素系燃料ガスG2 を補助燃料として供給するように
構成した、ことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装
置である。
【0009】
【発明の作用・効果】(イ)請求項1に記載の発明で
は、第1のガス供給手段10aにより吸気行程で可燃範
囲が極めて狭いメタン系燃料ガスG1 を主燃料として供
給し、第2のガス供給手段10bにより圧縮行程で可燃
範囲が広い水素系燃料ガスG2 を補助燃料として供給す
ることから、吸気行程で主燃料として供給されるメタン
系燃料ガスG1 により均一な希薄混合気が形成され、圧
縮行程で補助燃料として供給される水素系燃料ガスG2
により着火に必要な混合気が形成される。そして補助燃
料の混合気が主燃料による希薄混合気の燃焼を促進す
る。これにより、従来例よりも一層高効率でクリーンな
超希薄燃焼を実現することができ、ひいては排気ガス中
のNOX の一層の低減化を図ることができる。
【0010】(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、請求項2に記載
の発明では、第1及び第2のガス供給手段10a・10
bとして、いずれもガス噴射弁10を用いることから、
それらのガス噴射期間を調節することにより、エンジン
の機種や用いるメタン系燃料ガスや水素系燃料ガスの理
論濃度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。これにより、従来例よりも一層均一な希
薄混合気を形成することができ、高効率でクリーンな超
希薄燃焼に寄与することができる。
【0011】
【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供給装置の概要図、図2
は図1中のガス噴射弁の概要図である・
【0012】この燃料供給装置は、第1のガス供給手段
10aを吸気路5に設け、第2のガス供給手段10bを
その先端ノズル24が燃焼室3内に臨むように設け、吸
気行程で第1のガス供給手段10aにより供給したメタ
ン系燃料ガスG1 で希薄混合気を、圧縮行程で第2のガ
ス供給手段10bにより供給した水素系燃料ガスG2
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。
【0013】第1のガス供給手段10aは、後述する電
子制御式のガス噴射弁10をスロットル弁6の下流に配
置し、加圧したメタン系燃料ガスG1 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。これはガス噴射弁10より噴射した加圧メタン系燃
料ガスG1 を吸気管壁5aに衝突して拡散させ、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することを意図したものであ
る。
【0014】第2のガス供給手段10bとして、上記と
同様の電子制御式ガス噴射弁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が燃焼室3内に
臨むように配置され、加圧した水素系燃料ガスG2 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。これは点火プラグ4の電極部近傍に着火に
必要な混合気を形成することを意図したものである。
【0015】上記電子制御式ガス噴射弁10は、図2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2
2b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22aを励磁制御することにより、加圧
した燃料ガスGを先端ノズル24より噴射するように構
成されている。このガス噴射弁10によれば、燃料ガス
Gの噴射開始時期、噴射終了時期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
定することができる。これにより、従来例よりも一層均
一な希薄混合気を形成することができ、高効率でクリー
ンな超希薄燃焼に寄与することができる。
【0016】この実施形態では、第1のガス供給手段1
0aによる燃料噴射を吸気弁1の開弁作動とほぼ同期し
て開始し、閉弁作動前のクランク角−90〜−30度で
燃料噴射を終了し、必要な量だけ加圧したメタン系燃料
ガスG1 を主燃料として供給する。また、第2のガス供
給手段10bによる燃料噴射を圧縮トップ前の−40〜
−0度の範囲に設定して、必要な量だけ加圧した水素系
燃料ガスG2 を補助燃料として供給する。これにより、
主燃料として供給されるメタン系燃料ガスG1により均
一な希薄混合気が形成され、補助燃料として供給される
水素系燃料ガスG2 により着火に必要な混合気が形成さ
れ、補助燃料による混合気が主燃料による希薄混合気の
燃焼を促進する。
【0017】上記実施形態では火花点火式ガスエンジン
の燃料供給装置として説明したが、本発明はディーゼル
着火式(圧縮点火式)のガスエンジンの燃料供給装置と
しても実施可能である。例えば、第1のガス供給手段1
0aは吸気管に設け、第2のガス供給手段10bはディ
ーゼルエンジンと同様の燃焼副室に臨ませて設ける。吸
気行程でメタン系燃料ガスG1 を主燃料として供給し、
圧縮行程で第2のガス供給手段10bにより水素系燃料
ガスG2 を補助燃料として供給する。圧縮により高圧、
高温になったメタン系燃料ガスG1 の希薄混合気が燃焼
副室内に急速度で吹き込み、水素系燃料ガスG2 と混合
して着火する。燃焼副室内で燃焼した火炎は燃焼主室に
吹き出し、燃焼主室内で急速に燃焼する。
【0018】なお、本発明は上記実施形態に限るもので
はなく、ガス噴射弁や燃焼室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】本発明に係るガス噴射弁の概要図である。
【図3】従来例に係るガスエンジンの燃料供給装置の概
要図である。
【図4】各種燃料ガスの可燃範囲を示す説明図である。
【符号の説明】
3…燃焼室、5…吸気路、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、2
4…先端ノズル、E…ガスエンジン、G…燃料ガス、G
1 …メタン系燃料ガス、G2 …水素系燃料ガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関野 博文 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 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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のガス供給手段(10a)により供
    給した燃料ガス(G)の希薄混合気と、第2のガス供給
    手段(10b)により供給した燃料ガス(G)の混合気
    とを、それぞれ燃焼室(3)内に層状に形成するように
    構成した、ガスエンジンの燃料供給方法において、 第1のガス供給手段(10a)により吸気行程でメタン
    系燃料ガス(G1 )を主燃料として供給し、第2のガス
    供給手段(10b)により圧縮行程で水素系燃料ガス
    (G2 )を補助燃料として供給する、ことを特徴とする
    ガスエンジンの燃料供給方法。
  2. 【請求項2】 第1のガス供給手段(10a)により供
    給した燃料ガス(G)の希薄混合気と、第2のガス供給
    手段(10b)により供給した燃料ガス(G)の混合気
    とを、それぞれ燃焼室(3)内に層状に形成するように
    構成した、ガスエンジンの燃料供給装置において、 上記第1のガス供給手段(10a)は、吸気路(5)に
    配置したガス噴射弁(10)から成り、この噴射弁(1
    0)により吸気行程で加圧メタン系燃料ガス(G1 )を
    主燃料として供給するように構成し、 上記第2のガス供給手段(10b)は、その先端ノズル
    (24)が燃焼室(3)内に臨むように配置したガス噴
    射弁(10)から成り、この噴射弁(10)により圧縮
    行程で加圧水素系燃料ガス(G2 )を補助燃料として供
    給するように構成した、ことを特徴とするガスエンジン
    の燃料供給装置。
JP10071069A 1998-03-20 1998-03-20 ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置 Pending JPH11270411A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10071069A JPH11270411A (ja) 1998-03-20 1998-03-20 ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10071069A JPH11270411A (ja) 1998-03-20 1998-03-20 ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11270411A true JPH11270411A (ja) 1999-10-05

Family

ID=13449876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10071069A Pending JPH11270411A (ja) 1998-03-20 1998-03-20 ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11270411A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013160215A (ja) * 2012-02-09 2013-08-19 Denso Corp ガスエンジン制御システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013160215A (ja) * 2012-02-09 2013-08-19 Denso Corp ガスエンジン制御システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5178119A (en) Combustion process and fuel supply system for engines
CA2562363A1 (en) System and method for operating an internal combustion engine with hydrogen blended with conventional fossil fuels
GB2313623A (en) Fuel supply to EGR gases in a lean-burn auto-ignition i.c. engine
JP2002266645A (ja) エンジン及びその運転方法及び副室機構
JP3218323B2 (ja) 予混合気圧縮着火エンジンにおける燃料の着火性改善方法
Liu et al. An experimental study on the effects of impingement-walls on the spray and combustion characteristics of SIDI CNG
JP2972064B2 (ja) 内燃機関
CN110821638B (zh) 一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法
JPH0146694B2 (ja)
JP4484809B2 (ja) エンジン
JPH11270411A (ja) ガスエンジンの燃料供給方法及び燃料供給装置
CN110821658A (zh) 一种基于重整气的单一燃料点火室式四冲程发动机及燃烧控制方法
JP2002266644A (ja) エンジン及び副室機構
JP2002266643A (ja) エンジン及びその運転方法及び副室機構
JP3278225B2 (ja) 気体燃料エンジン
JP3289133B2 (ja) 吸気管燃料噴射圧縮着火エンジンにおける燃料の着火性改善方法
JP2004211633A (ja) 副室式エンジン
JP2017514060A (ja) 分割式燃料吸入機構および個々の燃焼プロセスを有する内燃機関
JP2021152351A (ja) 内燃機関
JP3150481B2 (ja) 火花点火ガス内燃機関
JP2004183520A (ja) 予混合圧縮自着火式内燃機関
JPH06229318A (ja) 高圧縮比副室式ガスエンジン
JPS6045716A (ja) 内燃機関
JPH07127454A (ja) 副室式ガスエンジン
JP4070377B2 (ja) 予混合圧縮自着火エンジンとその運転方法