JPH1193779A - 筒内噴射式ガスエンジン - Google Patents
筒内噴射式ガスエンジンInfo
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- JPH1193779A JPH1193779A JP9261210A JP26121097A JPH1193779A JP H1193779 A JPH1193779 A JP H1193779A JP 9261210 A JP9261210 A JP 9261210A JP 26121097 A JP26121097 A JP 26121097A JP H1193779 A JPH1193779 A JP H1193779A
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- fuel
- gas
- cylinder
- gas engine
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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】 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１
０の噴射口１１を臨ませてガス燃料Ｇを噴射するように
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】 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１
０の噴射口１１を臨ませてガス燃料Ｇを噴射するように
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、筒内噴射式ガス
エンジンに関し、特に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筒内噴射式ガスエンジン
に関する。
エンジンに関し、特に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筒内噴射式ガスエンジン
に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内噴射式ガソリンエンジンとしては、
従来より例えば特開平９−１１９３１５号公報に開示さ
れたものが知られている。それは、図４（Ａ）（Ｂ）に
示すように、シリンダブロック１０１に形成したシリン
ダボア１０３の上部側面に燃料噴射弁１１０の噴射口１
１１を臨ませて配置し、ガソリン燃料Ｆを複数の排気弁
１１６・１１６に向けて噴射させ、噴射ガソリン燃料Ｆ
の気化及び霧化を促進するように構成したものである。
ここで図４中の符号１０５はキャビティ、１１３は吸気
ポート、１１４は排気ポート、１１５は吸気弁、１２０
は点火プラグをそれぞれ示す。
従来より例えば特開平９−１１９３１５号公報に開示さ
れたものが知られている。それは、図４（Ａ）（Ｂ）に
示すように、シリンダブロック１０１に形成したシリン
ダボア１０３の上部側面に燃料噴射弁１１０の噴射口１
１１を臨ませて配置し、ガソリン燃料Ｆを複数の排気弁
１１６・１１６に向けて噴射させ、噴射ガソリン燃料Ｆ
の気化及び霧化を促進するように構成したものである。
ここで図４中の符号１０５はキャビティ、１１３は吸気
ポート、１１４は排気ポート、１１５は吸気弁、１２０
は点火プラグをそれぞれ示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ガソ
リン燃料の気化及び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筒
内噴射式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。
リン燃料の気化及び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筒
内噴射式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】 シリンダボア１０３の上部側面に燃料
噴射弁１１０の噴射口１１１を臨ませて配置したので
は、圧縮トップにおいて噴射圧を強力にしなければガス
燃料Ｇを筒内に噴射することができず、例えば水素ガス
燃料は非常に軽いので、圧縮トップにおいて短時間で空
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。
噴射弁１１０の噴射口１１１を臨ませて配置したので
は、圧縮トップにおいて噴射圧を強力にしなければガス
燃料Ｇを筒内に噴射することができず、例えば水素ガス
燃料は非常に軽いので、圧縮トップにおいて短時間で空
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】本発明は上記課題を解決
するものとして、いかのように構成される。即ち、請求
項１に記載の発明は、シリンダブロック１に形成したシ
リンダボア３の側面に燃料噴射弁１０の噴射口１１を臨
ませて配置した、筒内噴射式エンジンにおいて、圧縮行
程の略中間位置に上記燃料噴射弁１０を配置してガス燃
料Ｇを噴射するように構成したことを特徴とするもので
ある。
するものとして、いかのように構成される。即ち、請求
項１に記載の発明は、シリンダブロック１に形成したシ
リンダボア３の側面に燃料噴射弁１０の噴射口１１を臨
ませて配置した、筒内噴射式エンジンにおいて、圧縮行
程の略中間位置に上記燃料噴射弁１０を配置してガス燃
料Ｇを噴射するように構成したことを特徴とするもので
ある。
【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ピストン４の頂
面４ａに椀状のキャビティ５とこのキャビティ５に連通
するガス導入溝７とを凹設し、このガス導入溝７の外端
を前記噴射口１１に位置整合させたことを特徴とするも
のである。
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ピストン４の頂
面４ａに椀状のキャビティ５とこのキャビティ５に連通
するガス導入溝７とを凹設し、このガス導入溝７の外端
を前記噴射口１１に位置整合させたことを特徴とするも
のである。
【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、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
構成したことを特徴とするものである。
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、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
構成したことを特徴とするものである。
【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項２又は請
求項３に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、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
可能に構成したことを特徴とするものである。
求項３に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、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
可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、点火プラグ２０
の放電電極２１の位置を上記ピストン４に凹設したキャ
ビティ５内に突入し、上記ガス導入溝７の内端寄り位置
Ｐに配置したことを特徴とするものである。
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、点火プラグ２０
の放電電極２１の位置を上記ピストン４に凹設したキャ
ビティ５内に突入し、上記ガス導入溝７の内端寄り位置
Ｐに配置したことを特徴とするものである。
【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項２又は請
求項５に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ピ
ストン４に凹設した上記キャビティ５の上縁部に複数対
のスキッシュ６ａ・６ｂを形成し、これら複数対のスキ
ッシュ６ａ・６ｂは、上記ガス導入溝７の軸線Ｚを線対
称として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が上
記キャビティ５内の上記軸線Ｚ上で衝突するように構成
したことを特徴とするものである。
求項５に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ピ
ストン４に凹設した上記キャビティ５の上縁部に複数対
のスキッシュ６ａ・６ｂを形成し、これら複数対のスキ
ッシュ６ａ・６ｂは、上記ガス導入溝７の軸線Ｚを線対
称として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が上
記キャビティ５内の上記軸線Ｚ上で衝突するように構成
したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の作用・効果】請求項１に記載の発明では、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
ませて配し、ガス燃料Ｇを噴射するように構成したこと
から、例えば吸気弁が閉止した時点から早期にガス燃料
Ｇを噴射させ、圧縮行程の略中間位置に配置した噴射口
１１がピストン４で閉止されるまでガス燃料Ｇをシリン
ダボア３内に供給することになる。つまり、ガス燃料Ｇ
の噴射期間は圧縮行程の前半に限られることから、噴射
圧をそれほど強くしなくてもガス燃料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。
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
ませて配し、ガス燃料Ｇを噴射するように構成したこと
から、例えば吸気弁が閉止した時点から早期にガス燃料
Ｇを噴射させ、圧縮行程の略中間位置に配置した噴射口
１１がピストン４で閉止されるまでガス燃料Ｇをシリン
ダボア３内に供給することになる。つまり、ガス燃料Ｇ
の噴射期間は圧縮行程の前半に限られることから、噴射
圧をそれほど強くしなくてもガス燃料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。
【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ピストン４の
頂面４ａに椀状のキャビティ５とこのキャビティ５に連
通するガス導入溝７とを凹設し、このガス導入溝７の外
端を前記噴射口１１に位置整合させたことから、ガス燃
料Ｇの噴射終期に上記噴射口１１がピストン４の頂面４
ａに凹設したガス導入溝７と位置整合してガス燃料Ｇは
上記キャビティ５内に導入される。これにより、圧縮行
程の後半では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。
載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ピストン４の
頂面４ａに椀状のキャビティ５とこのキャビティ５に連
通するガス導入溝７とを凹設し、このガス導入溝７の外
端を前記噴射口１１に位置整合させたことから、ガス燃
料Ｇの噴射終期に上記噴射口１１がピストン４の頂面４
ａに凹設したガス導入溝７と位置整合してガス燃料Ｇは
上記キャビティ５内に導入される。これにより、圧縮行
程の後半では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。
【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、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
に構成したことから、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ことができる。即ち、ピスト
ン４の頂面４ａに凹設したガス導入溝７が燃料噴射孔１
１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
ことができる。
載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、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
に構成したことから、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ことができる。即ち、ピスト
ン４の頂面４ａに凹設したガス導入溝７が燃料噴射孔１
１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
ことができる。
【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項２又は
請求項３に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、
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
更可能に構成したことから、ガス燃料の噴射期間が圧縮
行程の前半に限られる本筒内噴射式ガスエンジンにおい
ては、ガス燃料Ｇの種類により発熱量が異なり空燃比も
異なるので、ガス燃料Ｇの種類に対応させて噴射圧を変
更することにより、ガス燃料Ｇの噴射量を適宜制御する
ことができる。
請求項３に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、
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
更可能に構成したことから、ガス燃料の噴射期間が圧縮
行程の前半に限られる本筒内噴射式ガスエンジンにおい
ては、ガス燃料Ｇの種類により発熱量が異なり空燃比も
異なるので、ガス燃料Ｇの種類に対応させて噴射圧を変
更することにより、ガス燃料Ｇの噴射量を適宜制御する
ことができる。
【００１５】一般にエンジンの軽負荷時には、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、請求項５に記載の発明では、請求項２に記載し
た筒内噴射式ガスエンジンにおいて、点火プラグ２０の
放電電極２１の位置を上記ピストン４に凹設したキャビ
ティ５内に突入し、上記ガス導入溝７の内端寄り位置Ｐ
に配置したことから、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
容易になる。
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、請求項５に記載の発明では、請求項２に記載し
た筒内噴射式ガスエンジンにおいて、点火プラグ２０の
放電電極２１の位置を上記ピストン４に凹設したキャビ
ティ５内に突入し、上記ガス導入溝７の内端寄り位置Ｐ
に配置したことから、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
容易になる。
【００１６】請求項６に記載の発明では、請求項２又は
請求項５に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、
ピストン４に凹設した上記キャビティ５の上縁部に複数
対のスキッシュ６ａ・６ｂを形成し、これら複数対のス
キッシュ６ａ・６ｂは、上記ガス導入溝７の軸線Ｚを線
対称として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2が
上記キャビティ５内の軸線Ｚ上で衝突するように構成し
たことから、圧縮行程の後半で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上記キ
ャビティ５内に衝突乱流を起こさせ、ガス燃料Ｇと空気
との混合気の形成が促進される。これにより、着火や火
炎の伝播が速やかになり燃焼が安定する。
請求項５に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、
ピストン４に凹設した上記キャビティ５の上縁部に複数
対のスキッシュ６ａ・６ｂを形成し、これら複数対のス
キッシュ６ａ・６ｂは、上記ガス導入溝７の軸線Ｚを線
対称として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2が
上記キャビティ５内の軸線Ｚ上で衝突するように構成し
たことから、圧縮行程の後半で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上記キ
ャビティ５内に衝突乱流を起こさせ、ガス燃料Ｇと空気
との混合気の形成が促進される。これにより、着火や火
炎の伝播が速やかになり燃焼が安定する。
【００１７】
【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
形態に係る筒内噴射式ガスエンジンの要部縦断面図であ
る。この筒内噴射式ガスエンジン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が摺
動自在に嵌着され、シリンダヘッド２には吸気ポート１
３と図示しない排気ポートが設けられ、各ポートには吸
気弁１５と排気弁が装着され、上記吸気弁１５と排気弁
との間に点火プラグ２０が装着されている。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
形態に係る筒内噴射式ガスエンジンの要部縦断面図であ
る。この筒内噴射式ガスエンジン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が摺
動自在に嵌着され、シリンダヘッド２には吸気ポート１
３と図示しない排気ポートが設けられ、各ポートには吸
気弁１５と排気弁が装着され、上記吸気弁１５と排気弁
との間に点火プラグ２０が装着されている。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。
【００１８】以下、本発明の特徴をなす具体的な構成に
ついて説明する。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１
１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
１８０°）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９０°の位置に配置され
ている。
ついて説明する。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１
１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
１８０°）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９０°の位置に配置され
ている。
【００１９】これは例えば吸気弁１５が閉止した時点
（クランク角３０°）から早期に水素ガス燃料Ｇを噴射
させ、クランク角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３０°）から早期に水素ガス燃料Ｇを噴射
させ、クランク角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。
【００２０】また、ピストン４の頂面４ａには、図１〜
図３に示すように、椀状のキャビティ５とこのキャビテ
ィ５に連通するガス導入溝７とが凹設されている。そし
て上記ガス導入溝７の外端は、燃料噴射弁１０の噴射口
１１に位置整合されている。これは水素ガス燃料Ｇの噴
射終期に上記噴射口１１をガス導入溝７に位置整合させ
て水素ガス燃料Ｇをキャビティ５内に導入することによ
り、圧縮行程の後半で比較的濃い混合気の状態が上記キ
ャビティ５内で維持されるようにし、特に希薄燃焼の場
合の着火を容易にすることを意図したものである。
図３に示すように、椀状のキャビティ５とこのキャビテ
ィ５に連通するガス導入溝７とが凹設されている。そし
て上記ガス導入溝７の外端は、燃料噴射弁１０の噴射口
１１に位置整合されている。これは水素ガス燃料Ｇの噴
射終期に上記噴射口１１をガス導入溝７に位置整合させ
て水素ガス燃料Ｇをキャビティ５内に導入することによ
り、圧縮行程の後半で比較的濃い混合気の状態が上記キ
ャビティ５内で維持されるようにし、特に希薄燃焼の場
合の着火を容易にすることを意図したものである。
【００２１】上記点火プラグ２０は、その放電電極２１
の位置をピストン４に凹設したキャビティ５内に突入
し、図２（Ａ）に示すように、上記ガス導入溝７の内端
寄り位置Ｐに配置してある。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。
の位置をピストン４に凹設したキャビティ５内に突入
し、図２（Ａ）に示すように、上記ガス導入溝７の内端
寄り位置Ｐに配置してある。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。
【００２２】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は上記ガス導入溝７の軸線Ｚを線対称として配設
され、複数対のスキッシュ流Ｓ1・Ｓ2 が上記キャビテ
ィ５内の軸線Ｚ上で衝突するように構成されている。こ
れは圧縮行程の後半で発生したスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2
がスワールとなって上記キャビティ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
し、着火や火炎の伝播を速やかにして燃焼が安定するこ
とを意図したものである。
（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は上記ガス導入溝７の軸線Ｚを線対称として配設
され、複数対のスキッシュ流Ｓ1・Ｓ2 が上記キャビテ
ィ５内の軸線Ｚ上で衝突するように構成されている。こ
れは圧縮行程の後半で発生したスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2
がスワールとなって上記キャビティ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
し、着火や火炎の伝播を速やかにして燃焼が安定するこ
とを意図したものである。
【００２３】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に凹
設したガス導入溝７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に凹
設したガス導入溝７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。
【００２４】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。
【００２５】なお、本発明は上記実施の形態に限るもの
ではなく、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。
ではなく、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】本発明の実施形態に係る筒内噴射式ガスエンジ
ンの要部縦断面図である。
ンの要部縦断面図である。
【図２】上記筒内噴射式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。
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。
【図３】上記筒内噴射式ガスエンジンの作用説明図であ
る。
る。
【図４】従来例に係る筒内噴射式ガソリンエンジンを示
し、図４（Ａ）はそのエンジンの要部縦断面図、図４
（Ｂ）はガソリンの噴射状態の説明図である。
し、図４（Ａ）はそのエンジンの要部縦断面図、図４
（Ｂ）はガソリンの噴射状態の説明図である。
１…シリンダブロック、３…シリンダボア、４…ピスト
ン、４ａ…頂面、５…キャビティ、６ａ・６ｂ…スキッ
シュ、７…ガス導入溝、１０…燃料噴射弁、１１…燃料
噴射弁の噴射口、２０…点火プラグ、２１…放電電極、
Ｅ…筒内噴射式ガスエンジン、Ｇ…ガス燃料、Ｐ…ガス
導入溝の内端寄り位置、Ｓ1 ・Ｓ2 …スキッシュ流、Ｚ
…ガス導入溝の軸線。
ン、４ａ…頂面、５…キャビティ、６ａ・６ｂ…スキッ
シュ、７…ガス導入溝、１０…燃料噴射弁、１１…燃料
噴射弁の噴射口、２０…点火プラグ、２１…放電電極、
Ｅ…筒内噴射式ガスエンジン、Ｇ…ガス燃料、Ｐ…ガス
導入溝の内端寄り位置、Ｓ1 ・Ｓ2 …スキッシュ流、Ｚ
…ガス導入溝の軸線。
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 クボタ基板技術研究所内 (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 クボタ基板技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 シリンダブロック（１）に形成したシリ
ンダボア（３）の側面に燃料噴射弁（１０）の噴射口
（１１）を臨ませて配置した、筒内噴射式エンジンにお
いて、 圧縮行程の略中間位置に上記噴射口（１１）を配置して
ガス燃料（Ｇ）を噴射するように構成した、ことを特徴
とする筒内噴射式ガスエンジン。 - 【請求項２】 請求項１に記載した筒内噴射式ガスエン
ジンにおいて、 ピストン（４）の頂面（４ａ）に椀状のキャビティ
（５）とこのキャビティ（５）に連通するガス導入溝
（７）とを凹設し、このガス導入溝（７）の外端を前記
噴射口（１１）に位置整合させたことを特徴とする筒内
噴射式ガスエンジン。 - 【請求項３】 請求項２に記載した筒内噴射式ガスエン
ジンにおいて、 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たことを特徴とする筒内
噴射式ガスエンジン。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載した筒内噴
射式ガスエンジンにおいて、 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したことを特徴とする筒内噴射式
ガスエンジン。 - 【請求項５】 請求項２に記載した筒内噴射式ガスエン
ジンにおいて、 点火プラグ（２０）の放電電極（２１）の位置を上記ピ
ストン（４）に凹設したキャビティ（５）内に突入し、
上記ガス導入溝（７）の内端寄り位置（Ｐ）に配置した
ことを特徴とする筒内噴射式ガスエンジン。 - 【請求項６】 請求項に又は請求項５に記載した筒内噴
射式ガスエンジンにおいて、 ピストン（４）に凹設した上記キャビティ（５）の上縁
部に複数対のスキッシュ（６ａ・６ｂ）を形成し、これ
ら複数対のスキッシュ（６ａ・６ｂ）は、上記ガス導入
溝（７）の軸線（Ｚ）を線対称として配設し、複数対の
スキッシュ流（Ｓ1 ・Ｓ2 ）が上記キャビティ（５）内
の上記軸線（Ｚ）上で衝突するように構成したことを特
徴とする筒内噴射式ガスエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261210A JPH1193779A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 筒内噴射式ガスエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261210A JPH1193779A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 筒内噴射式ガスエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193779A true JPH1193779A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17358682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9261210A Pending JPH1193779A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 筒内噴射式ガスエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1193779A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012241521A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射システム |
| WO2013152870A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Mwm Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
| US9464593B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-10-11 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
| US9670829B2 (en) | 2012-04-13 | 2017-06-06 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP9261210A patent/JPH1193779A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012241521A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射システム |
| WO2013152870A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Mwm Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
| US9464593B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-10-11 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
| US9476381B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-10-25 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
| US9670829B2 (en) | 2012-04-13 | 2017-06-06 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Piston of an internal combustion engine |
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