JPS60104752A - ガス燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガスエンジンにガス燃料を噴射する装置に関す
る。

〔発明の技術的荷送とその間１点〕 近時、ガソリンや軽油などのｔ（１，体燃料に代って天
然がスなどのガス燃料を１史用するがスエンノンの開発
が要求されている。天然ガスは約−１６０℃以上では液
化しないためエンジンに供給する段階ではガス状態とな
る。このガス燃料全エンジンの吸気管へインゾェクタな
どで供給すると、液体と異って体積が大きいのでがス撚
料の吸入望気に対する体積ＪＩＪ合が多くなり、吸入侶
気猷が減じられるので・１ン適なＡｌ１が・ＩＵられす
、出力の低下を招く。したがって、小ｔｌ　１ｌｆｆｌ
叶で大出力が要求される乗用車用のガスエンノンには不
向きである。

このような不具合全防止するため、エンノンの吸気行程
時にはガス燃料を＋Ｊ”　Ａ＠せずに空気だけを吸入し
て所定風の空気）ｉｔを（１１Ｃ保したのち、圧、晶行
程時にがス１１ζ゛、：ミ料を燃Ｌ６室へ直接噴射する
ことが有効となる。

この；−合、圧、陥行程時の終期にガス燃料を１＠射し
ようとすると、燃ｊ、Ｉ’５室の空気圧がｉ′、６めら
れているのでガス、ｉ感科の噴射圧をきわめて高圧にし
なければならず、Ｌ曽圧手１夜が１反４：ｆＭ、１ｍ１
刊になる。

し／こがってガ゛ス燃料の噴１材時ｊｌＪＪυ：ｊ−圧
１陥行程中の前半時期に行われなければならず、しかも
エンジンの運転状況に１，６じた所定間のガスを供給し
なければならない。このことは、がス１ζ２Ｓ料金きわ
めて短詩ｌ１１ｊのうりに多量にＵ（給することを必要
とする。短詩１１１１ｖうちに多＞４Ｅのガス燃料全供
給するためにシ；１．ガス噴孔の開１」面積を増せばよ
いが、１１ハ孔の開＋」ｕＵ債を大きくすると、この噴
孔をしｒｌ霞するため大形のポペット弁が必要となる。

大形の月ピペット弁をきわめて短時間のうらに作動ちせ
るには大きな力と速度が要求される。

１（磁力によって大形のポペット弁’ｆＪ：　ｉ’ｕ　
！Ｉ、ｔｆＩさぜようとするとソレノイドコイルか大形
化するとともに大電力を心安とし、またカム・曲によっ
て１直１炎ポペツト弁を＋−１ｇ　！１山しようとする
とガスＩＪ友イ合准ヲエンジンの運転状況に応じてｔｌ
ｉｌＪ御することが困難になる。

〔発明の目的〕

したがって本発りｊの目的とするところは、大形のポペ
ット弁であっても太きな力でかつ迅速に作動させること
ができ、しかもガス燃料の噴射、ｌｉをエンジンの運転
状況に応じて高精度に噴射することができるがスジ烈オ
斗１ソ（射装ｊｉ５Ｑを１是（共しようとするものであ
る。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、エンノンに同」す」シて回転６７″
Ｌるカムによりピストンを作動し、このピストンの！助
きを油圧によってシャツトルに１尺、痒し、該シャツト
ルが所定位１４址で伸圧された易ｔ（にポ波ソト弁を押
して噴孔を開くことによりガス燃料を噴射するようにし
、上記ピストンとシャツトルとの間の油硼を市磁弁など
のアクチーエータによりエンノンの運転状況に応じて調
ｈｔすることによって上記シャツトルが・戊波、ト弁を
押圧開始する時Ｊｌ、ｆＪを・１ｉＩＩＪ］・１１１す
るとともに、上記ピストンが所定ストローク作動された
揚台に上記油圧を放出して＋］？ペット弁ｋ　ＩＪ’ｌ
弁さぜるようにしたことｆ’庁畝とノーるものである。

〔発明の実施１９１１〕 以下本発明の一’）’：　ｊｉｒＵ・し１］を第１図な
いし第４図の１２１１ｔｉｉにもとづき説明する。

図（ヒ粋いて７　ｉ−＋−シリンダであり、このシリン
ダ１ニ１ニポルダ２に１１コ）；：１１ｉδれている。

ホルダ２はエンジンの７リンダ゛ヘツド３に螺合びれて
おり、０リング４およびガスケット５を介して気密が保
たれている。−に記／リンダ１のＦ端部とホルダ２のＦ
　Ｍｉｆ旨、ｌ（の］１１１にＱよ弁亮６が挾み込まれ
ている。弁座６内にｉ□、ｌ：　１４″に、ト弁７がｊ
Ｊ韻ｉｌｌ自イεに挿通ぴＪ’しておシ、この月？−ミ
ツト卯７のド端に形成し／こノート部、・；州、ｊｒ＋
：ｉ企６の下端に開１］ジノこ噴孔９　ｋ：　１ｉｉＪ
　＋：ｉｌするｏ１？ベノ＋−沖ｙのロ、２ド部１０に
はストッパ１１により１友は止めされプこスフ０リング
ノート１２が１又りイ寸けられており、このスフ０リン
グノート１２と−に〇己弁Ｊ」４６の間にスフ０リング
１３が介在されている。スフ０リング１３は月？ベッｉ
−弁７′ｆａ：當に上向きに押圧吋ｆ３　しており、し
たがって・、ｊ５ペット弁７のシート１′１μ８は１１
．Ｑ孔９に着座して気密葡保つ。

シリンダ１の側壁およびホルダ２の［１１壁には力゛ス
尋人に１１４．１５がｕｉｊ＋−＋　６れでいる。エン
ノンのシリンダヘッド３にはぴス（ｔ〕、入路１６が設
けられ、このガス導入ｌ］￥Ｓ　１６　（’１．）、イ
ンド１７、調圧弁Ｊ８を介してガス９２口１のり／り１
９に接続されている。ガス燃料り／り１９はｌ（欠化さ
れブこガス燃料を貯えており、このタンク１９内で気化
σれたがスを上記調圧弁１８によって所定ｊ［ニカに調
整したのち、上記ノー、インド１７、ガス導入路１６、
ガス導入口１．５　、　ｉ　４　’（ｊｙ弁してシリン
ダ１内〕Ｊｆ　ス室２０　Ｋ　Ｊｕ　＋ｉ、ｉ４　”Ｊ
−ル。ｊＰＩＬＩ４６に形成した通孔２ノはガス室２０
のガス燃料を噴孔９へ導びく。なお；Ｊ？啄ノドＪｐ７
にはス）９イラル状のガス通路２２が形成きれている。

シリンダ１の上半ｒ；Ｉ（にはポペット弁７の１ｌｉｌ
ｌ＋澗の延長上に位ｉ６シて透孔２３が形成塾、Ｉして
いる。

この透孔２３に＆ｉ上ｊ・；ｂに位置してピストン２４
が摺動自在ｅこ嵌伸されている。ピストン２４の上面は
カム２５に侵＋」１１１　してふ−リ、このカム２５は
、エンノンのクソンク軸（図示し；よい）と同期して回
１１云されるカム１１伯２６にノ１ｇ　ｉＪ父ざ、１′
シている。

したがってカムｉ・由２６の回ｊｊ公により）：　ｘ　
ｉ、ン２４はカム２５に埋ざスし−ご往−）ｉｌ！４ｆ
、ｊｌＪを行う。

ピストン２４のＦ方にはこのピストン２４とは別体の／
トツトル、゛！７が上記透孔２３内に摺動自在に１医」
申さノ１．でいる。そしてピストン２４とンヤットル２
７との間ＶＣは油圧）４２８が形成されている。ｉ山王
、置２８は、シリンダ１の１ｉｌｌｌ　：啼に開１」シ
たフィードｉＹ　−ト２９に連通している。

ピストン２４には・・１“Ｊ４尺Ｂ１１Ｖ、Ｖ　Ｏが形
成されておシ、この４状１．゛・ｐ３ｏはｉＡ：ｆｆ孔
３１企介して上記油圧＝Ｈｚ　２ｓに・ｌｂじている。

この４伏１１“ダ３０はヒストン２４がＩＪｉ　：？　
：・し理し［げられた、Ｉ局舎に、シリンダ１の１ｌＩ
ｌｌ壁に形成したドレイン７１？−）３２に連通ずるよ
うになっている。

シＹヮトル２７Ｌつ下方にはグランツヤ３３が前り己透
孔２３内に摺動自在として低伸されている。シャツトル
２２とシランジャ３３の間にはスプリング３４が介在さ
れており、かつこれらの間には〃ｎ圧室３５が形成され
ている。訓圧室３５はシリンダ１の側壁に形成したスピ
ルポート３６に連通している。このスピルポート３６は
シャツトル２７の下面のスピルリード３７によって開閉
ちれる。ｆランシャ３３の下面は前記ポペット弁７の上
端に当接されている。

シリンダ１の上半部外側には、二、′ｊ′ル４０゜４１
および４２が取着されている。谷ニッフ０ル４０〜４２
はガスケット４３・・・により液９Ｈに区割されており
、ナツト４４を介してシリンダ１に取りイ」けられてい
る。

第１のニラゾル４０は前１己１゛レイン＋ｉ？　−）　
３２に連通し、かつドレインＪａ路４５を介して油タン
ク４６に連通している。

第２のニラグル４１はフ１−ドポート２９に通じてお９
、かつ逆止弁４７およびアクチュエータとしての電磁開
閉弁４８ｆ介してフィードポンノ４９にｉｌｔ’ｌじて
いる。ソイードポンノ４９は油タンク４６から導入した
油を調圧弁５ｏを介して、電磁量１．Ｉ］弁４８が１，
１１升状態のときに油圧室２８に＋Ｊｋ　ｉｉ’けする
。逆止弁４７は油圧室２８から准砥＋ｊｌ　ｊ２Ｂ弁４
８に向かう油のｖｆ、ｆ’Ｌ　ｆ阻止する。

１１児（は開］茅ｊジｐ４ｇはコントローラ５ノからの
ｊ１ｊ令信号にもとづき１，１］閉１「動される。コン
トローラ５１はエンノ／回転・改ｎ、アク″−ヒル開度
Ｏ、クランクノロ信けα、吸気ｈｔ　ｍ等のエンノン運
転状聾によって’ｉｕ　ｌｉ旧ノｉｌｎ升４８の１１１
１閉を１１ｉｌＪ　ｕｌ’ｌｌする。

第３のニッソ０ル４２はスピルｙ］５−１−３ｅにＩ東
」１しており５　このニラノル４２はスピルｇ　路５２
　。

絞り５３を経て油タンク４６に連通ざＪ％ている。

このような１１１９成に係る実施ｉ同の１・商１］につ
いて説明する。

ガス・燃料は、ガス１１然利タンク１９から調圧ブＰ１
８によって−２．〔圧力に保たれて噴孔９まで送られて
きて絞り、噴孔９力しＪ５硬ット弁７で閉止されている
ことに上りｉ：ｉ、÷焼室５６へはｌ共／１′含されて
いない。

カム１ｊｌｌｌ　２６の回転によりピストン２４が上死
点まで戻る間は、第１図に示す通り、７ヤツトル２７は
スプリング３４の・１人］必力によってピストン２４に
押し付けられており、し／ζがって油圧室２８の油量は
最小の状Ｊ川となっている。

ピストン２４が上死点に達する直前に、コントローラ５
ノから′電磁開閉弁４８に指示信号が送られて電磁開閉
弁４８を開く。するとノイードポング４９から油が油圧
室２８へ１共給される。

ｉ（ｇｊ　ｉｖ１開閉弁４８のｉｊｌ弁時開時間じて油
圧室２８へ供給される油量が調量され、しブこがってこ
の調１１上はコントローラ５１によって市ＩＪ　ｌ１１
１１　Ｊ　７する。

上記油圧室２８へ油を供給ｊ−るとこの共’Ｌｒ：　、
ｔｔ：ｃに応じてシャツトル２７が第２図のように押し
下げられる。このＩ祭加圧室、３５内の油はスピル、Ｊ
？−ト３６から油タンク４６へ戻される。

カム申出２６０回１１餐によりカム２５がピストン２４
を押し下げ始めると、油圧室２８内の油は咲止弁４７に
よって流出が阻止されているのでオイルロック状１楳と
な９．したがって上記ピストン２４の動きは油圧室２８
の油圧を介してシャツトル２７を理し［げる。シャツト
ル２７のスピルリード３７がスピルポート３６全閉じる
までの間は、　））■王室３５内の油はスピル、ｊ９　
）３６を介して油タンク４６へ戻されるが、第３図に示
すように、スピルリ−Ｉ−３７がスピルポート３６ｆ閉
止すると加圧室３５内の油もオイルロック状態となり、
したがってグランジャ３３が押し下げられる。

プランツヤ３３は、ｊ９ベット弁７′ｆｔスプリング１
３の付勢力に抗して哩し下げるので、シート部８が１１
ハ孔９からｉ’ｒｌすれ、よって噴孔９′！、で（供給
されていたガス燃修［が噴孔９より燃焼ノベ５５へ噴射
ちれる。

引き読きカム軸２６の回Ｉ舐によシピストン２４が押し
Ｆげられて、がス・燃料の噴射を続ける。

ピストン２４の１ｊｕ伏溝３０が第４図のようにドレイ
ン、１？−ト３ｚに導通すると、油圧室２８内の油が縦
孔３１、環状溝３０．　ドレインポート３２およびドレ
イン通路４５を経て油タンク４６へ戻される。このため
油圧室２８の容積が減じられ、シャツトル２２がスプリ
ング３４に押さレテピストン２４に当接し、同１守にグ
ランツヤ３３、ポペット弁２もスプリング１３に押し上
げられて噴孔９′ｆ：閉じる。したがってガス燃料の供
給を停止する。

この間にピストン２４はＦ死点まで押し下げられ、カム
軸２６の回転により上昇行程に移シ、以後上述のごとき
作動を繰り返す。

このような実施例の装置によれば、号？ペット弁７は油
圧室２８がオイルロックされた１３今に押し下げられる
ので、カム２５の押し下げ力にもとづく大きな力で作動
される。このためポにット弁７が大形であっても確実か
つ迅速に作動きれるので、噴孔９の開口面績を大きく形
成することができる。このことは、エンジンの圧縮行程
中に、きわめて短時間のうちに燃ＩＩ！を室５５で安水
する所定量の燃料全噴射することができることになる。

しかも市磁開１゛」″］弁４８の開弁時間を長くすると
油圧室２８への油ｉＪ′ｌ：給量が多くなり、シャツト
ル２７は下方へ押し下げられる一１汁が多くなってスピ
ルポ−ト３７がスピル、］］？トートを閉じる夕・ｆミ
ンクが早くなるため、カム軸２６の回転の早い時期に；
ｊ？＜ット弁７の１；；４弁が行われ、エンジンの燃焼
室５５に供給されるガス燃料量が増す。

また逆に電磁１・１ｊ閉弁４８の開弁時間を短くすると
スピルリード３２がスピルポート３６を閉じるタイミン
グが遅くなって、噴孔９の開弁が遅くなり、よってガス
燃料の供給量が減じられる。

したがって’％磁開開閉弁４８開弁時間を＋１ｉｌＪ−
調すればがス燃料の噴射開始タイミングと噴射社を市Ｉ
Ｊ　１＋叩することができる。

なお、上記実施例では、シャツ！・ル２７とグランジャ
３３との間に油による加圧室３５′ｆ：形成し、スピル
リード３７がスピルポ＝１・３６を閉止してオイルロッ
ク３れた場合にシャツトル２７の動きを油圧を介してシ
ランジャ３３に伝えるようにしたが、本発明は第５図に
示すような構造であってもよい。すなわち、第５図の実
施例では、シャツトル２７とシランツヤ３３の間を、大
気開放孔６０によって大気に連通ずるって押し下げられ
た場合、シャツトル２７が所定位置まで下降されるとシ
ャツトル２７の突起６２がシランジャ４３の突ノじ６３
に当ることによってシランジャ３Ｊを押し下げるように
なっている。このような突起６２と６３０当接構造であ
っても前記実施例と同様の作用ヲ蚕する◎また油圧室２
８へ供給される油ｉ；ｉ：’＜制御するためのアクチー
エータは、・を玩イ誠１１．１−１１．４′１井４８に
は１只らず、エンノンの回転数などに応じて供給量がＩ
ｌ′ｉＴ変されるフ、ｆ−ドポンゾなどでｔ９ツでもよ
い。

〔発明の効果〕

以よ述べた通９本発明によれば、エンジンと同期して回
転されるカムによりピストンを作動し、このピストンの
動き金油圧によってシャツトルに伝え、該シャツトルに
よｌ＞　、＋？ピペット弁し；】閉作動きせるようにし
たので、７１？ペツト弁はカムによる大きな力で・作動
させ−られる。このため月？ペット弁の大形化が可能と
なり、噴孔が大きな場合でも迅速かつ確実なＪ弁作動が
行える。

このことからエンノンの圧縮行程中の限られた短時間の
うちに多量のガスヅ然料を供給することがｉｊ丁１１ヒ
となる。しかもこのものは、ピストンとシャツトルの間
にｉＫ　’ａ’ａする油ｆｆｉ’ｔアクチュエータによ
ってコントロ・−ルすれば、ガス燃料の供給鼠が市ＩＩ
　ｉｉ叩されることになり、エンノンの運１１云状況に
応じたガス燃料の噴射：ｉｉ：に高Ａ’＋’ｉ度に調整
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例葡示し、それ、
とれ異なる作動状（占を示す所面図である。弔５１メ１
は・ｉ（発明の他の実ｖＯｊ例盆示す析面図で４５る。 １・・・シリンダ、２・・・ホルダ、７・・・；」ピペ
ット弁、９・・・噴孔、Ｊ　９・・・ガス燃料タンク、
２４・・・ピストン、２５・・・カム１ｉＩＩＩＩ、２
６・・・カム、２２・・・シャツトル、２８・・・油圧
室、２９・・・フィ゛−ドポート、３０・・・環状ｒｔ
り、３２・・・ドレイン列ビート、３３・・・プランツ
ヤ、４８・・・電磁開閉弁（アクチーエータ）、４９・
・・フィードポンフ０．５ノ・・・コントローラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンに同期して回転されるカムによりピス
   トンに＋乍１１山し、このピストンのＩ山きＷ？由圧に
   よってシャツトルに伝達し、該シャツトルが所定１まで
   押圧された場合にＪペット弁を押してＩＱ孔を開くこと
   によりガス燃料を噴射するようにし、上記ピストンとシ
   ャツトルとの間のｒ山ＩＫ　ｔ、アクチュエータにより
   エンノンの運ｔｊ云状況に応じて調１１することによっ
   て上記シャツトルがポペット弁を押圧開始する時期金副
   呻するとともに、」ニーピストンが所定ストローク作動
   された場合に上記油圧を放出してポペット弁治：閉弁延
   仕るようにしたことｔ特許とするｊス燃不斗噴邑ｉＪ　
   侮　１１ｊｉ　。
2. （２）　上記アクチュエータは屯１１雇聞１ｊ１弁であ
   ることを！１イ敢とする’ｉ♂ｕｆ、清求のＩ陀囲第（
   １）項一・戒のガス灯・：・１噴・ｊ１１Ａｉ１″ｉ、
   。