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JP2000064839A - Precombustion chamber system gas engine - Google Patents

Precombustion chamber system gas engine

Info

Publication number
JP2000064839A
JP2000064839A JP10228412A JP22841298A JP2000064839A JP 2000064839 A JP2000064839 A JP 2000064839A JP 10228412 A JP10228412 A JP 10228412A JP 22841298 A JP22841298 A JP 22841298A JP 2000064839 A JP2000064839 A JP 2000064839A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
communication hole
gas engine
center line
main combustion
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
JP10228412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Goto
悟 後藤
Eibun Nishi
栄文 西
Sadao Nakayama
貞夫 中山
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.)
Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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 Niigata Engineering Co Ltd filed Critical Niigata Engineering Co Ltd
Priority to JP10228412A priority Critical patent/JP2000064839A/en
Publication of JP2000064839A publication Critical patent/JP2000064839A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • 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
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    • 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

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve combustibility of a lean-burn gas engine and to obtain higher engine thermal efficiency, maintaining NOx (nitrogen oxides) contained in exhaust to a lower degree. SOLUTION: By directing a communication hole 14 between a precombustion chamber 13 and a main combustion chamber 1 in a direction along swirl flow within the main combustion chamber 1 and inclining the direction of frame jet jetted from this communication hole 14 by a prescribed angle for a cylinder center line, combustion speed is increased by utilizing flow energy of swirl flow a combustion rate is improved and a fuel consumption rate is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、産業用
あるいは民生用の定置型発電設備として利用される予燃
焼室方式ガスエンジンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a pre-combustion chamber type gas engine used as a stationary power generation facility for industrial or consumer use.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の予燃焼室方式ガスエンジ
ンにあっては、予燃焼室を中央に配置していた。例え
ば、火花点火方式のガスエンジンとしては、図9に示す
ように、主燃焼室1がピストン2、シリンダライナ3、
シリンダヘッド4で囲まれてなり、シリンダヘッド4の
中央に点火プラグ付予燃焼室ユニット10が配設された
ものが知られている。そして、この点火プラグ付予燃焼
室ユニット10は、シリンダヘッド4に、予燃焼室噴口
11と予燃焼室本体12とを組み込むことにより予燃焼
室13が形成されている。主燃焼室1と予燃焼室13と
は、予燃焼室13の下端部に設けられた複数の連絡孔1
4により連通されている。また、予燃焼室13内には、
点火プラグ15が装着されており、この点火プラグ15
が予燃焼室13内の混合気の点火源となるものである。
なお、符号16は予燃焼室13内へ直接燃料ガスを供給
するための燃料噴射孔である。上記のように構成された
従来の火花点火方式のガスエンジンにあっては、排気行
程後半から吸気行程前半において、燃料噴射孔16か
ら、予燃焼室13内に燃料ガスが供給される。これをパ
イロットガスと呼び、この量はパイロットガス・ヘッダ
内の圧力と主燃焼室1内の圧力の差圧により変化する。
また、主燃焼室1には燃料と空気の混合気が、吸気行程
において供給される。圧縮行程では、ピストン2によ
り、主燃焼室1内の希薄混合気が圧縮され予燃焼室13
の連絡孔14を介して予燃焼室13に流入する。この流
入の際に、予燃焼室13内の燃料と希薄混合気が混ざ
り、平均空気過剰率1.0程度の濃度となる。この状態
になったところで、点火プラグ15のギャップ間におい
て火花放電を生じさせて混合気を着火燃焼させる。この
予燃焼室13において発生した火炎は、主燃焼室1へ伝
播し、主燃焼室1の混合気の着火源となり、主燃焼室1
全体を燃焼させる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of pre-combustion chamber type gas engine, the pre-combustion chamber has been arranged at the center. For example, as a spark ignition type gas engine, as shown in FIG. 9, the main combustion chamber 1 includes a piston 2, a cylinder liner 3,
It is known that the cylinder head 4 is surrounded by the cylinder head 4 and the pre-combustion chamber unit 10 with a spark plug is arranged in the center of the cylinder head 4. In the pre-combustion chamber unit 10 with the spark plug, the pre-combustion chamber 13 is formed by incorporating the pre-combustion chamber injection port 11 and the pre-combustion chamber body 12 in the cylinder head 4. The main combustion chamber 1 and the pre-combustion chamber 13 have a plurality of communication holes 1 provided at the lower end of the pre-combustion chamber 13.
It is connected by 4. In the pre-combustion chamber 13,
A spark plug 15 is attached, and this spark plug 15
Serves as an ignition source for the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 13.
Reference numeral 16 is a fuel injection hole for directly supplying the fuel gas into the pre-combustion chamber 13. In the conventional spark ignition type gas engine configured as described above, the fuel gas is supplied from the fuel injection holes 16 into the pre-combustion chamber 13 in the latter half of the exhaust stroke and the first half of the intake stroke. This is called pilot gas, and this amount changes depending on the pressure difference between the pressure in the pilot gas header and the pressure in the main combustion chamber 1.
A mixture of fuel and air is supplied to the main combustion chamber 1 in the intake stroke. In the compression stroke, the piston 2 compresses the lean air-fuel mixture in the main combustion chamber 1 and the pre-combustion chamber 13
Flows into the pre-combustion chamber 13 via the communication hole 14. At the time of this inflow, the fuel in the pre-combustion chamber 13 and the lean air-fuel mixture are mixed, and the concentration becomes an average excess air ratio of about 1.0. In this state, spark discharge is generated between the gaps of the spark plug 15 to ignite and burn the air-fuel mixture. The flame generated in the pre-combustion chamber 13 propagates to the main combustion chamber 1 and serves as an ignition source for the air-fuel mixture in the main combustion chamber 1,
Burn the whole.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
火花点火方式のガスエンジンにおいては、上述したよう
に予燃焼室13を中央に配置している。これは、シリン
ダヘッド4の構造を簡単にできる利点がある反面、燃料
ガスと空気の混合気燃焼が火炎伝播によって行われるこ
とを考えると、多点点火方式にするとか、スワールなど
の流動エネルギーを利用して燃焼速度を高めることが、
熱効率向上のキーポイントと考えられる。この観点にお
いて、予燃焼室配置と予燃焼室と主燃焼室との連絡孔の
設計最適化に余地が残されていた。
In the conventional spark ignition type gas engine, the pre-combustion chamber 13 is arranged in the center as described above. This has the advantage that the structure of the cylinder head 4 can be simplified, but considering that the mixture combustion of fuel gas and air is carried out by flame propagation, a multi-point ignition system or swirl flow energy is used. To increase the burning rate,
It is considered to be the key to improving thermal efficiency. From this viewpoint, there is still room for pre-combustion chamber arrangement and design optimization of the communication holes between the pre-combustion chamber and the main combustion chamber.

【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、希薄燃焼ガスエンジンの
燃焼性を改善することができて、排気中に含まれるNO
x(窒素酸化物)を低く維持しながら、より高いエンジ
ン熱効率を得ることができる予燃焼室方式ガスエンジン
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to improve the combustibility of a lean burn gas engine, and to reduce NO contained in exhaust gas.
An object of the present invention is to provide a pre-combustion chamber type gas engine that can obtain higher engine thermal efficiency while keeping x (nitrogen oxide) low.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、ピ
ストンとシリンダとシリンダヘッドにより画定される主
燃焼室に燃料と空気の混合気を供給して燃焼させること
により駆動出力を得るガスエンジンであって、上記シリ
ンダヘッドに上記主燃焼室内の混合気の着火源となる予
燃焼室が設けられ、この予燃焼室と上記主燃焼室との間
に連絡孔が形成され、かつこの連絡孔が、上記主燃焼室
内のスワール流に沿った方向に向けて設けられるととも
に、上記連絡孔から噴出する火炎ジェットの中心線の向
きがシリンダ中心線に対して所定角度に設定されたもの
である。本発明の請求項2は、連絡孔から噴出する火炎
ジェットの中心線の向きがシリンダ中心線に対して25
゜〜35゜に設定されたものである。本発明の請求項3
は、複数の連絡孔を有し、これらの連絡孔から噴出する
火炎ジェットどうしが互いに衝突干渉しないように設定
されたものである。
According to a first aspect of the present invention, a gas which obtains a driving output by supplying and burning a mixture of fuel and air to a main combustion chamber defined by a piston, a cylinder and a cylinder head. In the engine, the cylinder head is provided with a pre-combustion chamber that serves as an ignition source of an air-fuel mixture in the main combustion chamber, and a communication hole is formed between the pre-combustion chamber and the main combustion chamber. The connecting hole is provided in a direction along the swirl flow in the main combustion chamber, and the direction of the center line of the flame jet ejected from the connecting hole is set at a predetermined angle with respect to the cylinder center line. is there. According to claim 2 of the present invention, the direction of the center line of the flame jet ejected from the communication hole is 25 with respect to the cylinder center line.
The angle is set to ゜ to 35 ゜. Claim 3 of the present invention
Has a plurality of communication holes and is set so that flame jets ejected from these communication holes do not collide and interfere with each other.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図8に基づいて本発
明の実施の形態を説明する。図1と図2は本発明の実施
の一形態を示すもので、これらの図において、図9に示
す上記従来例と同様の構成の部分については、同符号を
付けて説明を簡略化する。図1において、シリンダヘッ
ド4の中央にはディーゼル運転用の液体燃料噴射弁(主
噴射弁)17が、かつ両サイドには、パイロット燃料噴
射弁18を装着した予燃焼室13がそれぞれ配置されて
いる。このように、両サイドに予燃焼室13が配置でき
たのは、予燃焼室容積比(圧縮上死点時の総燃焼室容積
に対する比)を数%と小さくして燃焼させる技術の確立
により実現された。また、小容積比の複数予燃焼室方式
は、超低NOx化を実現するものである。さらに、上記
パイロット燃料噴射弁18は、各予燃焼室13内の混合
気の点火源となるもので、この場合、パイロットガスは
不要となるために、各予燃焼室13内へ直接燃料ガスを
供給するための燃料噴射孔は不要となる。そして、主燃
焼室1と各予燃焼室13は予燃焼室13の下端部に形成
された連絡孔14により連通するようになっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. In these figures, the same components as those of the conventional example shown in FIG. In FIG. 1, a liquid fuel injection valve (main injection valve) 17 for diesel operation is arranged in the center of the cylinder head 4, and a pre-combustion chamber 13 equipped with a pilot fuel injection valve 18 is arranged on both sides. There is. In this way, the pre-combustion chambers 13 could be arranged on both sides because of the establishment of the technology for combustion by reducing the pre-combustion chamber volume ratio (ratio to the total combustion chamber volume at the compression top dead center) to several percent. It was realized. Further, the multiple pre-combustion chamber system with a small volume ratio realizes ultra-low NOx reduction. Further, the pilot fuel injection valve 18 serves as an ignition source of the air-fuel mixture in each pre-combustion chamber 13, and in this case, pilot gas is unnecessary, so that the fuel gas is directly fed into each pre-combustion chamber 13. The fuel injection hole for supplying is unnecessary. The main combustion chamber 1 and each pre-combustion chamber 13 communicate with each other through a communication hole 14 formed at the lower end of the pre-combustion chamber 13.

【0007】上記のように構成された予燃焼室方式ガス
エンジンにあっては、その吸気行程において、主燃焼室
1には燃料と空気の混合気が供給される。次いで、圧縮
行程では、ピストン2により、主燃焼室1内の希薄混合
気が圧縮され、各連絡孔14を介して各予燃焼室13内
に流入する。さらに、上死点直前の10゜〜30゜(ク
ランク角度)付近において、各パイロット燃料噴射弁1
8から少量の燃料油が噴射され、これが着火燃焼する。
続いて、これを点火源として混合気が着火燃焼する。そ
して、予燃焼室13内において発生した火炎は、主燃焼
室1へ伝播し、主燃焼室1の混合気の着火源となり、主
燃焼室1全体を燃焼させる。
In the pre-combustion chamber type gas engine constructed as described above, the mixture of fuel and air is supplied to the main combustion chamber 1 during the intake stroke. Next, in the compression stroke, the lean air-fuel mixture in the main combustion chamber 1 is compressed by the piston 2 and flows into each pre-combustion chamber 13 via each communication hole 14. Furthermore, in the vicinity of 10 ° to 30 ° (crank angle) immediately before top dead center, each pilot fuel injection valve 1
A small amount of fuel oil is injected from 8, and this is ignited and burned.
Then, the air-fuel mixture is ignited and combusted using this as an ignition source. Then, the flame generated in the pre-combustion chamber 13 propagates to the main combustion chamber 1, becomes an ignition source of the air-fuel mixture in the main combustion chamber 1, and burns the entire main combustion chamber 1.

【0008】図3に予燃焼室13の連絡孔14の方向と
スワール流方向との関係を示す。このエンジンのスワー
ル流方向はシリンダヘッド4の上面(図1のA矢視)か
ら見て時計回りである。ここで、図2に示すように、予
燃焼室13の中心(先端球面部の加工中心)Oと連絡孔
14の外周円とを結ぶ線で構成された範囲を火炎ジェッ
トの広がり範囲(火炎ジェットの広がり角θで示す範
囲)と定義する。そして、この火炎ジェットの中心線L
1とシリンダ中心線L3により形成される角度を図3に
示す角度数値とする。すなわち、図3において、(a)
の反スワール方向25゜は、スワール流方向に対して反
対の方向に連絡孔14を向け、かつ火炎ジェットの中心
線L1とシリンダ中心線L3により形成される角度が2
5゜に設定されたものであり、(b)の対向は、火炎ジ
ェットの中心線L1とシリンダ中心線L3により形成さ
れる角度が0゜に設定されたもの、(c)、(d)、
(e)のスワール方向20゜、25゜、35゜は、それ
ぞれ、スワール流方向に連絡孔14を向け、かつ火炎ジ
ェットの中心線L1とシリンダ中心線L3により形成さ
れる角度が20゜、25゜、35゜に設定されたもので
ある。なお、図2において符号L2は予燃焼室13の中
心線を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the direction of the communication hole 14 of the pre-combustion chamber 13 and the swirl flow direction. The swirl flow direction of this engine is clockwise as viewed from the upper surface of the cylinder head 4 (viewed by the arrow A in FIG. 1). Here, as shown in FIG. 2, a range formed by a line connecting the center O of the pre-combustion chamber 13 (processing center of the tip spherical surface portion) and the outer circumference circle of the communication hole 14 is a spread range of the flame jet (flame jet The range indicated by the spread angle θ) of And the center line L of this flame jet
The angle formed by 1 and the cylinder center line L3 is the angle numerical value shown in FIG. That is, in FIG. 3, (a)
The anti-swirl direction of 25 ° directs the communication hole 14 in the direction opposite to the swirl flow direction, and the angle formed by the flame jet centerline L1 and the cylinder centerline L3 is 2 °.
The angle formed by the center line L1 of the flame jet and the cylinder center line L3 is set to 0 °, (c), (d),
The swirl directions of 20 °, 25 °, and 35 ° in (e) respectively direct the communication holes 14 in the swirl flow direction, and the angles formed by the flame jet centerline L1 and the cylinder centerline L3 are 20 ° and 25 °, respectively. It was set at 35 °. In addition, in FIG. 2, reference numeral L2 indicates the center line of the pre-combustion chamber 13.

【0009】次に、上記のように構成された予燃焼室方
式ガスエンジンについて、さらに具体的に実施した例に
ついて説明する。この実施例においては、シリンダ径2
60mm、ストローク275mm、1000rpmのエ
ンジンを、図1の燃焼方式として性能試験を実施した。
なお、この試験運転時のエンジン負荷はBMEP1.4
7MPaとした。また、予燃焼室13の先端を連絡孔1
4の径8.5mm×1と設計し供試した。
Next, a more concrete example of the pre-combustion chamber type gas engine configured as described above will be described. In this embodiment, the cylinder diameter is 2
A performance test was conducted using an engine having a stroke of 275 mm, a stroke of 275 mm, and a rotation speed of 1000 rpm as the combustion system of FIG.
The engine load during this test operation was BMEP1.4.
It was set to 7 MPa. Further, the tip of the pre-combustion chamber 13 is connected to the communication hole 1
The diameter of 4 was designed to be 8.5 mm × 1 and tested.

【0010】まず、図4に、予燃焼室13の連絡孔14
の方向とスワール流方向を要素として、給気圧力を変更
した時のエンジン性能を比較する。この給気圧力の変更
は空気過剰率を変えることと同じである。つまり、給気
圧力を小さくすることは空気過剰率を小さくすることに
一致し、図4においてはO2濃度の低下として示され
る。図4において明らかなように、スワール方向25゜
〜35゜の場合の燃料消費率は良い。スワール方向20
゜と対向の場合の燃料消費率は悪い。反スワール方向2
5゜はこれらの中間的性能を示す。この特性は空気過剰
率が小さくなるほど顕著に示される。図3の火炎ジェッ
トの方向から、(b)の対向と(c)のスワール方向2
0゜は、火炎ジェットが衝突する方向であり、燃料消費
率は悪いことがわかる。これは、火炎ジェットが衝突に
よるエネルギーロスを生じて、主燃焼室1内の広範囲へ
の分布が抑制され、その結果燃焼期間が長くなって、燃
料消費率に変化が生じたと考えられる。
First, in FIG. 4, the communication hole 14 of the pre-combustion chamber 13 is shown.
The engine performance when the supply pressure is changed is compared using the direction of and the swirl flow direction as factors. Changing the supply pressure is the same as changing the excess air ratio. That is, reducing the supply pressure corresponds to reducing the excess air ratio, and is shown as a decrease in O 2 concentration in FIG. As is clear from FIG. 4, the fuel consumption rate in the swirl direction of 25 ° to 35 ° is good. Swirl direction 20
The fuel consumption rate in the case of facing the angle is poor. Anti-swirl direction 2
5 ° represents these intermediate performances. This characteristic becomes more remarkable as the excess air ratio becomes smaller. From the direction of the flame jet in FIG. 3, the (b) facing and the (c) swirl direction 2
It is understood that 0 ° is the direction in which the flame jet collides, and the fuel consumption rate is poor. It is considered that this is because the flame jet caused energy loss due to collision to suppress the distribution over a wide area in the main combustion chamber 1, resulting in a longer combustion period and a change in the fuel consumption rate.

【0011】また、図5に、予燃焼室13の連絡孔14
の方向とスワール流方向を要素として、パイロット燃料
油を変更した時のエンジン性能を比較する。パイロット
燃料油量を減らすと、予燃焼室13内での発生エネルギ
ー、すなわち主燃焼室1に対する点火エネルギーが小さ
くなる。図5において明らかなように、スワール方向2
5゜〜35゜の場合の燃料消費率は良い。スワール方向
20゜と対向の場合の燃料消費率は悪い。反スワール方
向25゜はこれらの中間的性能を示す。これは前述の理
由と同じと考えられる。
Further, FIG. 5 shows the connecting hole 14 of the pre-combustion chamber 13.
The engine performance when the pilot fuel oil is changed is compared using the direction of and the swirl flow direction as elements. When the amount of pilot fuel oil is reduced, the energy generated in the pre-combustion chamber 13, that is, the ignition energy for the main combustion chamber 1 becomes smaller. As can be seen in FIG. 5, swirl direction 2
The fuel consumption rate is good in the case of 5 ° to 35 °. The fuel consumption rate is poor when facing the swirl direction of 20 °. An anti-swirl direction of 25 ° shows these intermediate performances. This is considered to be the same as the above reason.

【0012】さらに、図6に、各予燃焼室13の連絡孔
14の方向とスワール流方向の組み合わせと燃焼期間と
の関係を示す。スワール方向25゜〜35゜の燃焼期間
は、スワール方向20゜、対向と反スワール方向25゜
の燃焼期間に比較すると短い。また、図4と図5に示す
ように、排気中のTHC濃度もスワール方向25゜〜3
5゜が他の連絡孔14の方向条件よりも低く、燃焼率が
良いことを実証している。
Further, FIG. 6 shows the relationship between the combination of the direction of the communication hole 14 of each pre-combustion chamber 13 and the swirl flow direction and the combustion period. The combustion period in the swirl direction of 25 ° to 35 ° is shorter than that in the swirl direction of 20 ° and the opposite and anti-swirl direction of 25 °. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the THC concentration in the exhaust gas is also 25 ° to 3 ° in the swirl direction.
5 ° is lower than the directional conditions of the other communication holes 14, demonstrating that the burning rate is good.

【0013】なお、本実施形態は図1に示す予燃焼室方
式ガスエンジンについて説明したが、これに限らず、例
えば、図7に示すように、シリンダヘッド4の中央に点
火プラグ付予燃焼室ユニット30が、かつ両サイドに、
上記パイロット燃料噴射弁18を装着した予燃焼室13
がそれぞれ配置されているものや、あるいは図8に示す
ように、シリンダヘッド4の中央に上記液体燃料噴射弁
(主噴射弁)17が、かつ両サイドには、点火プラグ付
予燃焼室ユニット31がそれぞれ配置されているものに
も適用できることは言うまでもない。
Although the present embodiment has been described with respect to the pre-combustion chamber type gas engine shown in FIG. 1, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, a pre-combustion chamber with a spark plug is provided at the center of the cylinder head 4. Unit 30 and on both sides,
Pre-combustion chamber 13 equipped with the pilot fuel injection valve 18
Respectively, or as shown in FIG. 8, the liquid fuel injection valve (main injection valve) 17 is provided at the center of the cylinder head 4, and the pre-combustion chamber unit 31 with a spark plug is provided on both sides. It goes without saying that it is also applicable to those that are respectively arranged.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明の請求項1にあっては、予燃焼室
と主燃焼室との間の連絡孔を、主燃焼室内のスワール流
に沿った方向に向けて、この連絡孔から噴出する火炎ジ
ェットの向きをシリンダ中心線に対して所定角度傾斜さ
せることにより、スワール流の流動エネルギーを利用し
て燃焼速度を高めて燃焼率を向上させ、燃料消費率を良
くする。これにより、希薄燃焼ガスエンジンの燃焼性を
改善することができて、排気中に含まれるNOxを低く
維持しながら、より高いエンジン熱効率を得ることがで
きる。本発明の請求項2にあっては、シリンダ中心線に
対して25゜〜35゜に設定された火炎ジェットの向き
によって、連絡孔から噴出する火炎ジェットが円滑にか
つ迅速に主燃焼室内に伝播することにより、燃焼期間の
短縮、燃料消費率の向上を図ることができる。本発明の
請求項3にあっては、複数の連絡孔から噴出する火炎ジ
ェットどうしの方向を互いに衝突干渉しないように設定
することにより、火炎ジェットにおいて、衝突によるエ
ネルギーロスを生じることがなく、火炎ジェットを主燃
焼室内に迅速に分布させることができて、燃焼期間を短
縮することができ、かつ燃料消費率を向上させることが
できる。
According to the first aspect of the present invention, the communication hole between the pre-combustion chamber and the main combustion chamber is jetted from this communication hole in the direction along the swirl flow in the main combustion chamber. By inclining the direction of the flame jet to a predetermined angle with respect to the center line of the cylinder, the combustion energy is increased by utilizing the flow energy of the swirl flow, the combustion rate is improved, and the fuel consumption rate is improved. As a result, the combustibility of the lean burn gas engine can be improved, and higher engine thermal efficiency can be obtained while keeping the NOx contained in the exhaust gas low. According to the second aspect of the present invention, the flame jet ejected from the communication hole smoothly and quickly propagates into the main combustion chamber depending on the direction of the flame jet set at 25 ° to 35 ° with respect to the cylinder center line. By doing so, it is possible to shorten the combustion period and improve the fuel consumption rate. According to the third aspect of the present invention, by setting the directions of the flame jets ejected from the plurality of communication holes so as not to collide and interfere with each other, energy loss due to collision does not occur in the flame jet, and the flame jet The jet can be quickly distributed in the main combustion chamber, the combustion period can be shortened, and the fuel consumption rate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の一形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】 予燃焼室の連絡孔部の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a communication hole portion of a pre-combustion chamber.

【図3】 予燃焼室の連絡孔の方向とスワール流方向の
関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a direction of a communication hole of a pre-combustion chamber and a swirl flow direction.

【図4】 給気圧力変更時のエンジン性能を示す性能図
である。
FIG. 4 is a performance diagram showing engine performance when supply pressure is changed.

【図5】 パイロット燃料油量変更時のエンジン性能を
示す性能図である。
FIG. 5 is a performance diagram showing engine performance when the amount of pilot fuel oil is changed.

【図6】 予燃焼室の連絡孔の方向とスワール流方向の
組み合わせと燃焼期間との比較を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a comparison between a combination of a direction of a communication hole of a pre-combustion chamber and a swirl flow direction and a combustion period.

【図7】 本発明が適用されるエンジンの燃焼室構造の
他の一例を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing another example of a combustion chamber structure of an engine to which the present invention is applied.

【図8】 本発明が適用されるエンジンの燃焼室構造の
別の一例を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing another example of a combustion chamber structure of an engine to which the present invention is applied.

【図9】 従来の予燃焼室方式エンジンの断面図であ
る。
FIG. 9 is a sectional view of a conventional pre-combustion chamber type engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主燃焼室 2 ピストン 3 シリンダライナ 4 シリンダヘッ
ド 13 予燃焼室 14 連絡孔 L1 火炎ジェットの中心線 L3 シリンダ中
心線
1 Main Combustion Chamber 2 Piston 3 Cylinder Liner 4 Cylinder Head 13 Pre-combustion Chamber 14 Communication Hole L1 Flame Jet Centerline L3 Cylinder Centerline

フロントページの続き (72)発明者 中山 貞夫 東京都大田区蒲田本町一丁目10番1号 株 式会社新潟鉄工所内 Fターム(参考) 3G023 AA02 AA05 AB05 AC05 AC07 AD07 AD09 AD14 AD28 Continued front page    (72) Inventor Sadao Nakayama             1-10-1 Kamatahonmachi, Ota-ku, Tokyo             Inside the Niigata Iron Works F term (reference) 3G023 AA02 AA05 AB05 AC05 AC07                       AD07 AD09 AD14 AD28

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンとシリンダとシリンダヘッドに
より画定される主燃焼室に燃料と空気の混合気を供給し
て燃焼させることにより駆動出力を得るガスエンジンで
あって、上記シリンダヘッドに上記主燃焼室内の混合気
の着火源となる予燃焼室が設けられ、この予燃焼室と上
記主燃焼室との間に連絡孔が形成され、かつこの連絡孔
が、上記主燃焼室内のスワール流に沿った方向に向けて
設けられるとともに、上記連絡孔から噴出する火炎ジェ
ットの中心線の向きがシリンダ中心線に対して所定角度
に設定されたことを特徴とする予燃焼室方式ガスエンジ
ン。
1. A gas engine which obtains a driving output by supplying a mixture of fuel and air to a main combustion chamber defined by a piston, a cylinder and a cylinder head and burning the mixture, wherein the main combustion is carried out on the cylinder head. A pre-combustion chamber serving as an ignition source for the air-fuel mixture in the chamber is provided, a communication hole is formed between the pre-combustion chamber and the main combustion chamber, and the communication hole is formed in the swirl flow in the main combustion chamber. A pre-combustion chamber type gas engine, wherein the pre-combustion chamber type gas engine is provided along the direction along which the direction of the center line of the flame jet ejected from the communication hole is set at a predetermined angle with respect to the cylinder center line.
【請求項2】 連絡孔から噴出する火炎ジェットの中心
線の向きがシリンダ中心線に対して25゜〜35゜に設
定されたことを特徴とする請求項1記載の予燃焼室方式
ガスエンジン。
2. The pre-combustion chamber type gas engine according to claim 1, wherein the direction of the center line of the flame jet ejected from the communication hole is set to 25 ° to 35 ° with respect to the cylinder center line.
【請求項3】 複数の連絡孔を有し、これらの連絡孔か
ら噴出する火炎ジェットどうしが互いに衝突干渉しない
ように設定されたことを特徴とする請求項1または2記
載の予燃焼室方式ガスエンジン。
3. The pre-combustion chamber type gas according to claim 1, wherein the pre-combustion chamber type gas has a plurality of communication holes and is set so that flame jets ejected from these communication holes do not collide and interfere with each other. engine.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003097357A (en) * 2001-09-20 2003-04-03 Tokyo Gas Co Ltd Gas engine and control method
JP2012211523A (en) * 2011-03-30 2012-11-01 Keihin Corp Fuel injection control system
CN115750067A (en) * 2022-11-09 2023-03-07 重庆长安汽车股份有限公司 Hybrid gasoline engine combustion system, combustion method, engine and vehicle
CN116641787A (en) * 2023-06-13 2023-08-25 天津大学 A hydrogen internal combustion engine with a controllable jet ignition device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003097357A (en) * 2001-09-20 2003-04-03 Tokyo Gas Co Ltd Gas engine and control method
JP2012211523A (en) * 2011-03-30 2012-11-01 Keihin Corp Fuel injection control system
CN115750067A (en) * 2022-11-09 2023-03-07 重庆长安汽车股份有限公司 Hybrid gasoline engine combustion system, combustion method, engine and vehicle
CN115750067B (en) * 2022-11-09 2024-04-12 重庆长安汽车股份有限公司 Combustion system and combustion method of hybrid gasoline engine, engine and vehicle
CN116641787A (en) * 2023-06-13 2023-08-25 天津大学 A hydrogen internal combustion engine with a controllable jet ignition device

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