JPWO2007126022A1 - ガス燃料内燃機関 - Google Patents

Abstract

クランク室圧縮式２行程のガス燃料内燃機関であって、その下流端開口４ｄが燃焼室１８に位置するように形成された燃料供給通路４ｃと、上記下流端開口４ｄを開閉する傘状の弁板２０ｂに弁軸２０ａを形成してなるポペット弁型の燃料供給弁２０と、該燃料供給弁２０の弁軸２０ａを摺動自在に案内するバルブガイド部材２５と、該バルブガイド部材２５と上記弁軸２０ａとの隙間ｄに進入したガス燃料を掃気ポート３ｄ′に導入するリーク燃料導入通路６０とを備える。

Description

本発明は、クランク室圧縮式２行程（２サイクル）のガス燃料内燃機関に関する。

クランク室圧縮式の２サイクル内燃機関では、燃料の吹き抜けを抑制して燃費の向上を図る観点から、気筒内に燃料を直接供給する燃料噴射弁を備える場合がある。この燃料噴射弁は、噴射ノズルから高圧のガソリン燃料を噴射するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

一方、上記２サイクル内燃機関においては、燃料コストの低減等を図るために、ガス燃料を用いる場合がある。この場合、ガス燃料を上記燃料噴射弁により気筒内に噴射供給することが考えられる。
特開平１０−２５２４７９号公報

ところで、上記従来の燃料噴射弁の噴射ノズルからガス燃料を噴射供給する構造を採用した場合には、その構造上ガス燃料を短期間に必要量供給することができないという懸念があり、その結果、充填効率が低下し、燃費及び排気ガス性状が悪化するおそれがある。

そこで、本件出願人は、ガス燃料の充填効率を高めるために、燃焼室に連通する燃料供給通路の下流端開口をポペット弁型の燃料供給弁により開閉することを検討している。この場合、燃料供給弁の弁軸をバルブガイド部材により摺動自在に案内することとなるが、該バルブガイド部材と弁軸との間には、弁軸を支障なく摺動させるために僅かな隙間が設けられている。一方、燃料供給通路内のガス圧力は相当高いため、ガス燃料がこの隙間を経由して燃焼室の外部にリークし、その結果、燃費が低下するとともに、未燃焼ガスが排出されてしまうという懸念がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、ガス燃料の充填効率を高めることができるとともに、リーク燃料による燃費の低下及び未燃焼ガスの排出を防止できるクランク室圧縮式２行程のガス燃料内燃機関を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、クラン室圧縮式２行程のガス燃料内燃機関であって、その下流端開口が燃焼室に位置するように形成された燃料供給通路と、上記下流端開口を開閉する傘状の弁板に弁軸を形成してなるポペット弁型の燃料供給弁と、該燃料供給弁の弁軸を摺動自在に案内するバルブガイド部材と、該バルブガイド部材と上記弁軸との隙間に進入したガス燃料を掃気ポートに導入するリーク燃料導入通路とを備えたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１において、上記リーク燃料導入通路は、上記隙間に進入したリーク燃料を反排気ポート側に位置する掃気ポートに導入するように形成されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１において、上記リーク燃料導入通路は、上記バルブガイド部材に、上記弁軸との隙間に連通するよう半径方向に形成された連通路と、該連通路に連通するよう上記バルブガイド部材の外周部に形成された環状溝と、該環状溝を外部に導出する導出通路と、該導出通路と上記掃気ポートとを連通するリーク燃料通路とを有していることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１において、上記リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍部分に、該掃気ポート側からリーク燃料導入通路側への流れを阻止する逆止弁が配置されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかにおいて、上記掃気ポートに形成されたリーク燃料導入口は、該掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分又は上記燃焼室に指向するよう形成されていることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１ないし５の何れかにおいて、上記燃料供給弁を開閉駆動するカム軸が収容された略密閉状の動弁室を備え、該動弁室内に進入したリーク燃料をオイルセパレータを介して上記掃気ポートに導入する動弁室側リーク燃料導入通路を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明では、燃焼室に連通する燃料供給通路の下流端開口を、傘形状の弁板に弁軸を形成してなる、いわゆるポペット弁型の燃料供給弁により開閉するようにしたので、燃料供給通路及びその下流端開口を大径にした場合でも支障なく開閉でき、その結果、短期間で必要な量のガス燃料を燃焼室に供給することができる。これにより充填効率を向上でき、燃費及び排気ガス性状を良好にできる。

また、本発明では、上記ポペット弁型の燃料供給弁を採用するにあたって、該燃料供給弁の弁軸を摺動自在に案内するバルブガイド部材と弁軸との隙間に進入したガス燃料を掃気ポートに導入するようにしたので、リークしたガス燃料を回収して有効に燃焼させることができ、熱費の低下及び未燃焼ガスの排出を防止できる。

このように本発明では、リーク燃料を確実に回収できるため、軸弁とバルブガイド部材との隙間を厳密にシールする必要がなく、上記隙間に潤滑油を導入することが可能となり、その結果弁軸とバルブガイド部材との摺動面の潤滑性を高めることができる。

請求項２の発明では、リーク燃料を反排気ポート側に位置する掃気ポートに導入したので、排気ポートから遠い位置にある掃気ポートにリーク燃料が導入されることとなる。そのため、排気ポートが閉じる前の掃気行程中に、リーク燃料が新気と共に排気ポートから排出されるのを防止することができる。

請求項３の発明では、リーク燃料導入通路を、バルブガイド部に弁軸との隙間に連通するよう形成された連通路と、該連通路に連通するようバルブガイド部材の外周部に形成された環状溝と、該環状溝を外部に導出する導出通路と、該導出通路と掃気ポートとを連通するリーク燃料通路とを備えたものとしたので、上記隙間に進入したリーク燃料を確実に回収して燃焼させることができる。

請求項４の発明では、リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍部分に逆止弁を配置したので、掃気ポートにリーク燃料が高速で流入することにより掃気の流れが阻害されるのを防止できる。即ち、掃気ポートが開く前は、該掃気ポート内の新気は加圧されているため、リーク燃料導入通路内のリーク燃料も同等の圧力で加圧されることとなる。この状態で掃気ポートが開くと、圧力及び流速の高いリーク燃料が掃気ポート内に噴出され、掃気の流れが阻害されることとなる。本発明では、リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍に逆止弁を配置したので、圧縮行程時にクランク室が負圧なる期間のみリーク燃料が掃気ポートに導入され、掃気行程時にはリーク燃料の導入が阻止されることから掃気の流れが正常に行なわれることとなる。

請求項５の発明では、リーク燃料導入口を、掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分か、又は燃焼室に指向するように形成したので、リーク燃料が排気ポートから未燃焼ガスとして流出するのを防止できる。即ち、リーク燃料は、排気ポートに近い側の掃気ポートからの新気に混入する確率が高く、このためリーク燃料が排気ポートから流出するおそれがある。これに対して本発明では、リーク燃料を掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分又は燃焼室に指向するよう流入させたので、リーク燃料を掃気ポート内壁面に当った後、掃気の自由な流れに乗せることができ、又は燃料室側にとどめておくことができ、リーク燃料が排気ポートから流出するのを回避できる。

請求項６の発明では、動弁室内に進入したリーク燃料をオイルセパレータを介して掃気ポートに導入するようにしたので、動弁室内に進入したリーク燃料についても回収でき、より一層の燃費，排ガス性状の改善を図ることができる。

本発明の一実施形態によるクランク室圧縮式２サイクルのガス燃料内燃機関の断面図である。 上記ガス燃料内燃機関のシリンダヘッドの断面図（図１のII-II 線断面図）である。 上記シリンダヘッドのシリンダボア部分の平面図である。 上記ガス燃料内燃機関のガス燃料供給装置の構成図である。 上記ガス燃料供給装置のリーク燃料導入通路の構成図である。 上記リーク燃料導入通路の要部拡大断面図である。 上記リーク燃料導入通路の要部拡大断面平面図である。 上記リーク燃料導入通路の変形例を示す拡大断面平面図である。

符号の説明

１ ガス燃料内燃機関
２ クランク室
３ｃ 排気ポート
３ｄ′ 掃気ポート
３ｆ リーク燃料導入口
３ｇ シリンダ側開口
４ｃ 燃料供給通路
４ｄ 下流端開口
１８ 燃焼室
２０ 燃料供給弁
２０ａ 弁軸
２０ｂ 弁板
２５ バルブガイド部材
２７ 動弁室
３１ カム軸
６０ リーク燃料導入通路
６１ａ 連通路
６１ｂ 環状溝
６１ｃ 導出通路
６２ リーク燃料通路
６４ 逆止弁
６５ オイルセパレータ
６６ 動弁室側リーク燃料導入通路
ｄ 隙間

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図７は、本発明の一実施形態によるクラン室圧縮式２行程のガス燃料内燃機関を説明するための図であり、図１はガス燃料内燃機関の断面図、図２はガス燃料内燃機関のシリンダヘッドの断面図（図１のII-II 線断面図）、図３はシリンダヘッドのシリンダボア部分の平面図、図４はガス燃料供給装置の構成図、図５はリーク燃料導入通路の構成図、図６，図７はリーク燃料導入通路の要部拡大断面図である。

図において、１はクランク室圧縮式２行程のガス燃料内燃機関を示している。このガス燃料内燃機関１は、以下の概略構造を有する。上下２分割式クランクケース２の上合面２ｂにシリンダブロック３がボルト締め結合され、該シリンダブロック３の上合面３ａにシリンダヘッド４がボルト締め結合されている。上記クランクケース２のクランク室２ａ内にクランク軸５が配置されるとともに、上記シリンダブロック３のシリンダボア３ｂ内にピストン６が配置され、該ピストン６はコンロッド７により上記クランク軸５のクランクピン５ａに連結されている。

上記クランクケース２には、クランク室２ａに連通する吸気通路２ｃが形成されている。該吸気通路２ｃには、逆流防止用リード弁１０を介して、スロットルバルブ１１を内蔵するスロットルボディ１２が接続されている。該スロットルボディ１２の上流側にはエアクリーナ１３が接続されている。

上記スロットルボディ１２にはノズル型の燃料噴射弁１４が装着されている。該燃料噴射弁１４の噴射口１４ａは、上記スロットルバルブ１１の下流側から上記リード弁１０の弁裏に向けて燃料を噴射するように配置されている。該燃料噴射弁１４にはガソリン燃料を供給する燃料レール１５が接続されている。この燃料噴射弁１４は、後述するメインのガス燃料の補助としてガソリンを噴射供給するために用いられるものである。なお、上記燃料噴射弁１４は必ずしも設ける必要はない。

上記シリンダブロック３の吸気通路２ｃの反対側には排気ポート３ｃが形成されている。またシリンダブロック３には、クランク室２ａで圧縮された空気又は混合気をシリンダボア３ｂ内に導入する複数の掃気ポート３ｄが形成されている。各掃気ポート３ｄのシリンダ側開口は、図３に示すように、シリンダボア３ｂの排気ポート３ｃと反対側の部分にループ状をなすように配置されている。

上記シリンダヘッド４のシリンダボア３ｂに対向する下合面部分には、燃焼凹部４ａが凹設されている。また上記シリンダヘッド４には、上記燃焼凹部４ａの外周部を囲むように水ジャケット４ｂが形成されており、該水ジャケット４ｂには冷却水排出ホース１９が接続されている。

上記ガス燃料内燃機関１は、上記燃焼凹部４ａにガス燃料を供給するガス燃料供給装置を備えている。このガス燃料供給装置は、図４に示すように、燃料タンク４１と、該燃料タンク４１の吐出口４１ａにその上流端が接続され、下流端が後述するシリンダヘッド４の燃料供給通路４ｃに接続されたガス燃料供給管４０とを有している。

上記ガス燃料供給管４０には、上流側から順に手動バルブ４２，燃料フィルタ４３，圧力センサ４４，シャットオフバルブ４５，圧力レギュレータ４６，流量制御弁４７，逆止弁４８がそれぞれ介設されている。また上記燃料タンク４１の吐出口４１ａには、シャットオフバルブ４９，燃料圧力センサ５０が接続されており、かつ逆止弁５１を介して燃料補給口５２が接続されている。

上記各圧力センサ４４，５０からの検出信号はＥＣＵ５３に入力され、該ＥＣＵ５３は、これらの検出信号に基づいて、シャットオフバルブ４５，４９及び流量制御弁４７を制御するように構成されている。このシャットオフバルブ４５，４９は、メインスイッチをオフにしたとき，車両が転倒したとき等に閉じるように構成されている。

ここで上記流量制御弁４７には、開口面積を制御する比例制御式弁，又は開弁時間を制御するインジェクタ式弁が採用可能である。なお、インジェクタ式弁を採用した場合、それ自体が逆止弁機能を有するので、上記逆止弁４８は不要となる。

また上記流量制御弁４７は、ガス燃料供給管４０の途中に介在させるものに限らず、例えばシリンダヘッド４に直接装着し、蓄圧室４ｆにガス燃料を供給するように構成して良い。

上記燃焼凹部４ａはドーム型 (半球形状）に形成されており、該燃焼凹部４ａと上死点近傍におけるピストン６の頂面６ａとで略半球状の燃焼室１８が形成される。

上記シリンダヘッド４の燃焼凹部４ａの外周部にはスキッシュ面４ｉが形成されている。このスキッシュ面４ｉは、ピストン６が上死点近傍に上昇したときに、該ピストン６の頂面６ａとで狭い隙間が形成されるようにその切り込み角度（例えば１０〜２０度程度）が設定されている。これにより圧縮行程におけるシリンダボア３ｂの内周壁近傍のガス燃料を燃焼室１０の中心部に向けて押し出すようになっている。

上記シリンダヘッド４の燃焼凹部４ａの中央上部には、上記燃料供給通路４ｃの下流端開口４ｄが位置しており、該下流端開口４ｄには該開口４ｄを開閉する燃料供給弁２０が配置されている。

上記燃料供給通路４ｃは、シリンダヘッド４の反排気ポート３ｃ側端面に形成された上流端開口４ｅから気筒軸線ａと交差する方向に延びた後、該気筒軸線ａに沿うように燃焼室１８側に屈曲している。

上記上流端開口４ｅに、上記燃料供給管４０が逆止弁４８を介在させて接続されている。この逆止弁４８は、ガス燃料が燃焼供給通路４ｃから燃料タンク４１側に逆流するのを阻止するものであり、上記燃料供給通路４ｃの上流端開口４ｅに接続されている。

上記燃料供給通路４ｃの燃料供給弁２０の上流側近傍に、具体的には下流端開口４ｄに続くように蓄圧室４ｆが形成されている。該蓄圧室４ｆは、下流端開口４ｄと略同じ開口面積を有し、かつ該開口４ｄから燃料供給通路４ｃより若干上方に達する長さを有しており、最大負荷時における必要燃料量を確保できる容量を有する。

上記燃料供給弁２０は、略気筒軸線ａに一致するように配置された弁軸２０ａの下端に、上記下流端開口４ｄの周縁に当接する傘形状の弁板２０ｂを形成してなる、いわゆるポペット弁型のものである。

上記弁軸２０ａは、上記蓄圧室４ｆ内を通ってシリンダヘッド４の上面から上方に突出しており、該シリンダヘッド４に圧入された円筒状のバルブガイド部材２５により摺動自在に案内されている。また上記弁軸２０ａの上端部にはリテーナ２１が装着され、該リテーナ２１とシリンダヘッド４の上面に形成されたばね受け座４ｇとの間には、上記燃料供給弁２０を常時閉方向に付勢するバルブスプリング２２が配設されている。

上記バルブガイド部材２５の上端部は、上記ばね受け座４ｇから上方に突出しており、下端部は蓄圧室４ｆ内に突出している。上記バルブガイド部材２５の上端部には、上記弁軸２０ａとの間をシールするシール部材２３が装着されている。上記バルブガイド部材２５と弁軸２０ａとの間には、弁軸２０ａを支障なく摺動させるための僅かな隙間ｄ（図５〜図７参照）が設けられている。

上記シリンダヘッド４の上面には、燃料供給弁２０の上端部周囲を囲むように上方に延びる箱状の隔壁４ｈと、該隔壁４ｈの上端開口に配置された蓋板２６とにより動弁室２７が形成されている。該動弁室２７内には後述するカム軸３１の摺動部，軸受部等を潤滑する潤滑油が供給されている。

上記動弁室２７内には、上記燃料供給弁２０を開閉駆動する動弁装置２８が配設されている。この動弁装置２８は、その一端部が上記弁軸２０ａの上端に当接し、他端部が支持軸２９により上下揺動に支持されたロッカアーム３０と、該ロッカアーム３０の上面に当接し、かつ両端部が上記隔壁４ｈにより軸受（不図示）を介して支持されたカム軸３１とを備えている。

上記カム軸３１はクランク軸５と平行に配置されており、該カム軸３１の隔壁４ｈから外方に突出する突出部３１ａにはプーリ３２を介してタイミングベルト３３が連結されている。該カム軸３１は、上記クランク軸５によりタイミングベルト３３を介して回転駆動され、該カム軸３１の回転に伴ってロッカアーム３０が上下揺動し、燃料供給弁２０を開閉する。

上記動弁装置２８は、上記燃料供給弁２０の開閉タイミング及びリフト量を可変制御する可変動弁機構を有している。該可変動弁機構は、図２に示すように、上記カム軸３１に軸方向に移動可能に配設され、上記ロッカアーム３０に摺接するカムプロフィルの異なるローカムノーズ３１ｂ及びハイカムノーズ３１ｃと、スロットル開度，エンジン回転数等に基づくＥＣＵ５３からの切換え信号により、低・中負荷運転時にはローカムノーズ３１ｂに切り換え、高負荷運転時にはハイカムノーズ３１ｃに切り換える切換え機構５４とを備えている。具体的には、低・中負荷運転時には、排気ポート３ｃが圧縮行程における開期間内にあるときに上記燃料供給弁２０が開き始めるように構成されている。また高負荷運転時には、排気ポート３ｃが圧縮行程における閉期間内にあるときに燃料供給弁２０が開期間の１／２から全期間に渡って開くように構成されている。

上記シリンダヘッド４には、一対の点火プラグ３５，３５が装着されている。この各点火プラグ３５，３５は、クランク軸直角方向に見ると、燃料供給弁２０の弁軸中心線（気筒軸線）ａを挟んでクランク軸方向両側に、かつ弁軸中心線ａに対して約３５度程度の角度をなすよう傾斜させて配置されている。これにより点火プラグ３５は上述の半球形状の中心に指向している。

上記各点火プラグ３５は、図３に示すように、気筒軸線ａ方向に見て、該気筒軸線ａから排気ポート３ｃの中心を通る延長線ｂに対して直角方向に延びる直線ｃ上に位置するように配置されている。上記各点火プラグ３５は、これの電極３５ａ，３５ａが燃焼室１８内の燃料供給弁２０の弁板２０ｂ近傍に位置するように配置されている。

上記ガス燃料供給装置は、上記バルブガイド部材２５と燃料供給弁２０の弁軸２０ａとの隙間ｄに進入した蓄圧室４ｆ内の高圧ガス燃料の一部を掃気ポート３ｄに導入するリーク燃料導入通路６０を備えており、該リーク燃料導入通路６０は以下の構造を有している。

このリーク燃料導入通路６０は、主として図５〜図７に示すように、シリンダヘッド４のバルブガイド部材２５の周辺部に形成され、上記隙間ｄに進入したリーク燃料をシリンダヘッド４の外部に導出するリーク燃料導出通路６１と、該導出されたリーク燃料を上記掃気ポート３ｄに導入するリーク燃料通路６２を有する。

上記シリンダブロック３の反排気ポート３ｃ側の掃気ポート３ｄ、つまり気筒軸線ａを挟んだ排気ポート３ｃの反対側に位置する掃気ポート３ｄ′には、リーク燃料導入口３ｆが形成されている。該リーク燃料導入口３ｆは、掃気ポート３ｄ′内壁面Ｓのシリンダ側開口３ｇ近傍部分Ｓ１に指向するよう斜め下向きに形成されている。

上記リーク燃料導出通路６１は、上記バルブガイド部材２５に半径方向に延びるように形成され、上記弁軸２０ａとの隙間ｄに連通する一対の連通路６１ａ，６１ａと、各連通路６１ａに連通するよう上記バルブガイド部材２５の外周面と、シリンダヘッド４のバルブガイド部材圧入面との間に形成された環状溝６１ｂと、上記シリンダヘッド４に形成され、該環状溝６１ｂを外部に導出する導出通路６１ｃとを有しており、該導出通路６１ｃの導出口６１ｄはシリンダヘッド４の燃料供給通路４ｃの反対側に位置している。この導出口６１ｄに上記リーク燃料通路６２の上流端が接続されている。

上記リーク燃料通路６２の上記リーク燃料導入口３ｆの上流側近傍には、掃気ポート３ｄ側からリーク燃料通路６２側へのリーク燃料の流れを阻止する逆止弁６４が介設されている。なお、逆止弁６４は、リーク燃料導入口３ｆ内に設けてもよい。

上記動弁室２７を形成する蓋板２６には、動弁室２７内のオイルミストを分離させるオイルセパレータ６５が配置されている。該オイルセパレータ６５には、上記動弁室２７内に進入したリーク燃料を上記掃気ポート３ｄ′に導入するための動弁室側リーク燃料導入通路６６が接続されており、該動弁室側リーク燃料導入通路６６は上記リーク燃料通路６２の途中に連通接続されている。

上記バルブガイド部材２５と弁軸２０ａとの隙間ｄに進入したリーク燃料の大部分はリーク燃料導出通路６１で回収されるものの、一部がシール部材２３の隙間を通って動弁室２７内に進入する場合がある。この動弁室２７内に進入したリーク燃料は、混入しているオイルミストが分離された後、上記リーク燃料通路６２を介して掃気ポート３ｄ′に回収される。

上記蓄圧室４ｆに供給された高圧ガス燃料の一部はバルブガイド部材２５と燃料供給弁２０の弁軸２０ａとの隙間ｄに進入し、リーク燃料となる。このリーク燃料の大部分は、連通路６１ａを通って環状溝６１ｂ内に流入し、該環状溝６１ｂから導出通路６１ｃを通り、さらにリーク燃料通路６２を通って掃気ポートに３ｄ′内に導入される。具体的には、ピストン６の上昇行程では、リード弁１０が開いて空気がクランク室２ａ内に吸入されるともに、逆止弁６４が開いてリーク燃料が掃気ポート３ｄ′内に導入される。このリーク燃料は、掃気ポート内壁面Ｓのシリンダ側開口３ｇ近傍部分Ｓ１に向けて導入され、クランク室２ａ側に流入することなく、該ポート壁のシリンダ側開口３ｇ付近にとどまる。

ピストン６の下降行程では、燃焼ガスが排気ポート３ｃから排出されるとともに、クランク室２ａ内の空気が各掃気ポート３ｄからシリンダボア３ｂ内に流入し、これに伴って掃気ポート３ｄ′内のリーク燃料もシリンダボア３ｂ内に流入することとなる。

本実施形態によれば、ドーム型の燃焼室１８の中央上部に位置する燃料供給通路４ｃの下流端開口４ｄを、傘形状の弁板２０ｂに弁軸２０ａを形成してなるポペット弁型の燃料供給弁２０により開閉するようにしたので、比較的大径の下流端開口４ｄから短期間で必要な量のガス燃料を燃焼室１８内に供給することができる。これにより、充填効率が向上し、燃費及び排気ガス性状を良好にできる。

本実施形態では、上記ポペット弁型の燃料供給弁２０を採用するにあたって、該燃料供給弁２０の弁軸２０ａと該弁軸２０ａを摺動自在に案内支持するバルブガイド部材２５との隙間ｄに進入したガス燃料を、リーク燃料導入通路６０により回収して掃気ポート３ｄ′に導入したので、リーク燃料を有効に燃焼させることができ、熱費の低下及び未燃焼ガスの排出を防止できる。

本実施形態では、リーク燃料を気筒軸線ａを挟んだ排気ポート３ｃの反対側に位置する掃気ポート３ｄ′に導入したので、排気ポート３ｃから最も遠い位置にある掃気ポート３ｄ′にリーク燃料が導入されることとなり、排気ポート３ｃが閉じる前の掃気行程中に、リーク燃料が新気に混入して未燃焼ガスとして排気ポート３ｃから排出されるのを防止することができる。

本実施形態では、リーク燃料導入通路６０を、バルブガイド部２５に径方向に延びるように形成され、弁軸２０ａとの隙間ｄに連通する連通路６１ａ，６１ａと、各連通路６１ａに連通するようバルブガイド部材２５の外周面とシリンダヘッド４のバルブガイド部材圧入面との間に形成された環状溝６１ｂと、該環状溝６１ｂを外部に導出する導出通路６１ｃと、該導出通路６１ｃと掃気ポート３ｄ′とを連通するリーク燃料通路６２とを備えたものとしたので、上記隙間ｄに進入したリーク燃料の大部分を回収することができる。

また、リーク燃料を確実に回収できるため、軸弁２０ａとバルブガイド部材２５との隙間ｄを厳密にシールする必要がなく、上記隙間ｄに潤滑油を導入することが可能となる。その結果、弁軸２０ａとバルブガイド部材２５との摺動面の潤滑性を高めることができる。

本実施形態では、上記リーク燃料通路６２の掃気ポート３ｄ′の上流側近傍に逆止弁６４を配置したので、掃気ポート３ｄ′にリーク燃料が高速で流入することにより掃気の流れが阻害されるのを防止できる。即ち、掃気ポート３ｄが開く前は、該掃気ポート３ｄ内の新気は加圧されているため、リーク燃料通路６２内のリーク燃料も同等の圧力で加圧されることとなる。この状態で掃気ポート３ｄが開くと、圧力の高いリーク燃料が掃気ポート３ｄ′内に噴出され、掃気の流れが阻害されることとなる。本実施形態では、リーク燃料通路６２の掃気ポート３ｄ′近傍に逆止弁６４を配置したので、圧縮行程時にクランク室２ａが負圧になる期間のみリーク燃料通路６２からリーク燃料が掃気ポート３ｄ′内に高速で噴出され、掃気行程時にはリーク燃料の導入が阻止されることから掃気の流れが正常に行なわれることとなる。

本実施形態では、リーク燃料導入口３ｆを、掃気ポート３ｄ′の内壁面Ｓのシリンダ側開口３ｇ近傍部分Ｓ１に指向するように形成したので、リーク燃料が排気ポート３ｃから未燃焼ガスとして流失するのを防止できる。即ち、リーク燃料がクランク室２ａ側に流入した場合には、排気ポート３ｃに近い側の掃気ポート３ｄからの新気に混入する確率が高く、このためリーク燃料が排気ポート３ｃから流失するおそれがある。これに対して本実施形態では、リーク燃料をシリンダ側開口３ｇ近傍のポート内壁面部分Ｓ１に向けて噴出させたので、クランク室２ａを経由せずにシリンダボア３ｂ内に直接導入することができ、上記流失を回避できる。また排気ポート側に掃気流が偏向するのを抑制でき、リーク燃料を掃気の自由な流れに乗せることができる。なお、本発明では、リーク燃料導入口３ｆを、燃焼室に指向するように斜め上向きに形成してもよく、この場合にも上記同様の効果が得られる。

本実施形態では、燃料供給弁２０を開閉駆動するカム軸３１が収容された動弁室２７にオイルセパレータ６５を介して動弁室側リーク燃料導入通路６６を接続し、該導入通路６６をリーク燃料通路６２を介して掃気ポート３ｄ′に連通したので、動弁室２７内に進入したリーク燃料を、これからオイルミストを分離させた後、掃気ポート３ｄ′に導入でき、リーク燃料をより確実に回収できる。

なお、上記実施形態では、燃料供給弁２０が１本の場合を説明したが、本発明は、勿論複数の燃料供給弁２０を備えている場合にも適用できる。

例えば、図８に変形例を示すように、並列配置された２本の燃料供給弁２０，２０を有する場合には、各燃料供給弁２０，２０の弁軸２０ａとバルブガイド部材２５との隙間ｄのリーク燃料をリーク燃料導出通路６１，６１を介してリーク燃料通路６２に合流させ、掃気ポート３ｄ ′に導くように構成すれば良い。

Claims (6)

1. クラン室圧縮式２行程のガス燃料内燃機関であって、その下流端開口が燃焼室に位置するように形成された燃料供給通路と、上記下流端開口を開閉する傘状の弁板に弁軸を形成してなるポペット弁型の燃料供給弁と、該燃料供給弁の弁軸を摺動自在に案内するバルブガイド部材と、該バルブガイド部材と上記弁軸との隙間に進入したガス燃料を掃気ポートに導入するリーク燃料導入通路とを備えたことを特徴とするガス燃料内燃機関。
2. 請求項１において、上記リーク燃料導入通路は、上記隙間に進入したリーク燃料を反排気ポート側に位置する掃気ポートに導入するように形成されていることを特徴とするガス燃料内燃機関。
3. 請求項１において、上記リーク燃料導入通路は、上記バルブガイド部材に、上記弁軸との隙間に連通するよう半径方向に形成された連通路と、該連通路に連通するよう上記バルブガイド部材の外周部に形成された環状溝と、該環状溝を外部に導出する導出通路と、該導出通路と上記掃気ポートとを連通するリーク燃料通路とを有することを特徴とするガス燃料内燃機関。
4. 請求項１において、上記リーク燃料導入通路の掃気ポート近傍部分に、該掃気ポート側からリーク燃料導入通路側への流れを阻止する逆止弁が配置されていることを特徴とするガス燃料内燃機関。
5. 請求項１ないし４の何れかにおいて、上記掃気ポートに形成されたリーク燃料導入口は、該掃気ポートの内壁面のシリンダ側開口近傍部分又は上記燃焼室に指向するよう形成されていることを特徴とするガス燃料内燃機関。
6. 請求項１ないし５の何れかにおいて、上記燃料供給弁を開閉駆動するカム軸が収容された略密閉状の動弁室を備え、該動弁室内に進入したリーク燃料をオイルセパレータを介して上記掃気ポートに導入する動弁室側リーク燃料導入通路を備えたことを特徴とするガス燃料機関。

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