[go: up one dir, main page]

JPH06108874A - Six-stroke gas engine - Google Patents

Six-stroke gas engine

Info

Publication number
JPH06108874A
JPH06108874A JP28222492A JP28222492A JPH06108874A JP H06108874 A JPH06108874 A JP H06108874A JP 28222492 A JP28222492 A JP 28222492A JP 28222492 A JP28222492 A JP 28222492A JP H06108874 A JPH06108874 A JP H06108874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
stroke
gas
intake
gas fuel
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.)
Granted
Application number
JP28222492A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2918403B2 (en
Inventor
Yoshio Sekiyama
惠夫 関山
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.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute 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 Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP28222492A priority Critical patent/JP2918403B2/en
Publication of JPH06108874A publication Critical patent/JPH06108874A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2918403B2 publication Critical patent/JP2918403B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a six-stroke gas engine, with which high heat efficiency is achieved by using a gas fuel and by increasing the compression ratio, and by which self ignition is prevented. CONSTITUTION:A gas fuel chamber 2 is formed on a cylinder head 3, and a combustion chamber 1 and the gas fuel chamber 2 are communicated to one another by a connection hole 9, while an intake port 6, an exhaust port 7, and a fuel feeding port 8 are formed on the cylinder head 3. A fuel valve 11 provided on the fuel feeding port 8, is released during an fuel intake process, to feed a gas fuel to the combustion chamber 1. A connection hole valve 10 provided on the connection hole 9 is released during a fuel compression process, to accumulate the pressure of a compressed gas fuel in the gas fuel chamber 2. An inlet valve 12 provided on the inlet port 6 is released during an air intake process, to feed the intake air to the combustion chamber 1, and the air is highly compressed under a condition that no gas fuel exists. The exhaust gas in the combustion chamber 1 is exhausted by releasing an exhaust valve 13 provided on the exhaust port 7 during an exhausting stroke.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドにナ
チュラルガス等のガス燃料を蓄積するガス燃料室を有す
る6ストロークガスエンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 6-stroke gas engine having a gas fuel chamber for accumulating gas fuel such as natural gas in a cylinder head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ナチュラルガスを主燃料とするエ
ンジンは、コジェネレーション型エンジンとして開発が
進められている。このコジェネレーション型エンジン
は、動力を発電機で電気エネルギーとして取り出し、排
気ガスエネルギーが有する熱を熱交換器で水を加熱して
温水にして給湯用として利用している。そして、このコ
ジェネレーション型エンジンは、都市内電気供給システ
ムとして利用されることが期待されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine using natural gas as a main fuel has been developed as a cogeneration engine. In this cogeneration engine, power is taken out as electric energy by a generator, and heat of exhaust gas energy is heated by a heat exchanger to make hot water, which is used for hot water supply. Then, this cogeneration engine is expected to be used as an urban electricity supply system.

【0003】ナチュラルガスを燃料とするエンジンとし
て、例えば、特開昭54−156911号公報、特開平
1−232119号公報に開示されたものがある。
Examples of engines using natural gas as fuel include those disclosed in JP-A-54-156911 and JP-A-1-232119.

【0004】特開昭54−156911号公報に開示さ
れた内燃機関は、吸入空気を圧縮して主燃焼室に供給
し、吸入空気の一部をジェットセル点火室中に供給し、
パラフィン系の炭化水素燃料を上記ジェットセル点火室
中に噴射して濃厚な混合物を生成し、吸入空気と混合物
を更に圧縮し、パラフィン系の炭化水素燃料を主燃焼室
中に噴射し、一方で吸入空気と混合物を更に圧縮して希
薄な混合物を主燃焼室内に生成させ、ジェットセル点火
室中の混合物を両混合物の完全圧縮が達成される前に点
火して熱いガスの流れを生成し、該熱いガスの流れを主
燃焼室内の上記混合物中に投入してこの主燃焼室内の混
合物を点火し、NOX の生成を低減するものである。
The internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-156911 compresses intake air and supplies it to the main combustion chamber, and a part of the intake air is supplied into the jet cell ignition chamber.
The paraffinic hydrocarbon fuel is injected into the jet cell ignition chamber to produce a rich mixture, the intake air and the mixture are further compressed, and the paraffinic hydrocarbon fuel is injected into the main combustion chamber, while Further compressing the intake air and mixture to produce a lean mixture in the main combustion chamber, igniting the mixture in the jet cell ignition chamber before full compression of both mixtures is achieved producing a hot gas stream, the flow of the heat had gas was charged to the mixture in the main combustion chamber to ignite the mixture of the main combustion chamber, thereby reducing the production of NO X.

【0005】また、特開平1−232119号公報に開
示された水素・液化天然ガス用エンジンは、エンジンの
低負荷運転状態においては燃料たる水素と液化天然ガス
との何れか一方を供給すると共に、エンジンの高負荷運
転状態においては燃料たる液化天然ガスを供給すべき制
御手段を設けたものである。
Further, the engine for hydrogen / liquefied natural gas disclosed in JP-A-1-232119 supplies either one of hydrogen and liquefied natural gas as fuel in a low load operation state of the engine. A control means for supplying liquefied natural gas as fuel is provided in a high load operation state of the engine.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般に、従来のナチュ
ラルガス等のガスを燃料とするガスエンジンは、筒内の
燃焼室へのガス燃料の供給手段は、ガス燃料を吸気筒内
へ供給し、予混合気として筒内へ供給するもの、或い
は、高圧のガス燃料供給装置を設け、該ガス燃料供給装
置によってガス燃料を圧縮上死点TDC近傍で筒内に噴
射して供給するものである。
Generally, in a conventional gas engine that uses a gas such as natural gas as a fuel, the means for supplying the gas fuel to the combustion chamber in the cylinder supplies the gas fuel into the intake cylinder, The premixed gas is supplied into the cylinder, or a high-pressure gas fuel supply device is provided, and the gas fuel supply device injects the gas fuel into the cylinder near the compression top dead center TDC.

【0007】しかしながら、ガス燃料を吸気筒内へ供給
して予混合気として筒内へ供給するガスエンジンでは、
ノッキング防止のため圧縮比を高く設定できず、理論熱
効率(η=仕事の熱換算/燃料の熱量)が低く、しか
も、着火のため点火プラグ、グロープラグ等を必要と
し、耐久性を確保することが困難である。また、高圧の
ガス燃料供給装置を設けるガスエンジンは、設備が大掛
かりになり、しかも圧縮比については、上記と同様な問
題点を有している。
However, in a gas engine which supplies gas fuel into the intake cylinder and supplies it as a premixed gas into the cylinder,
To prevent knocking, the compression ratio cannot be set high, theoretical thermal efficiency (η = heat conversion of work / heat quantity of fuel) is low, and ignition plugs, glow plugs, etc. are required for ignition, ensuring durability. Is difficult. Further, the gas engine provided with the high-pressure gas fuel supply device requires a large scale of equipment and has the same problem with respect to the compression ratio as described above.

【0008】しかるに、ナチュラルガスを燃料とするガ
スエンジンは、燃料がガス体であるので、ガソリンと同
じように燃料ガスを吸気バルブから吸入され、圧縮、着
火されるので、圧縮比を大きくすることができず、理論
熱効率は必ずしも高くない。通常使用されているガスエ
ンジンは、圧縮比が12〜13程度であり、理論熱効率
は48%に過ぎないものであり、ガスエンジンの動力を
電気エネルギーにした場合には、熱効率は34〜35%
で、場合によっては30%を割るような効率である。従
って、冷却水損失及び排気ガスエネルギーとしては、燃
料の65〜70%のものが放出されることになり、この
熱エネルギーを熱交換器によって温水を作り、給湯用に
しても該温水が余りに多量となり、一般の利用設備では
十分に利用できないという現状である。
However, in a gas engine using natural gas as a fuel, since the fuel is a gas body, the fuel gas is sucked from the intake valve, compressed, and ignited in the same manner as gasoline, so the compression ratio should be increased. The theoretical thermal efficiency is not necessarily high. A gas engine that is normally used has a compression ratio of about 12 to 13 and a theoretical thermal efficiency of only 48%. When the gas engine is powered by electric energy, the thermal efficiency is 34 to 35%.
In some cases, the efficiency is less than 30%. Therefore, as cooling water loss and exhaust gas energy, 65 to 70% of the fuel is released, and this heat energy is used for hot water supply by using a heat exchanger, and the hot water is too much. The current situation is that general equipment cannot be fully used.

【0009】そこで、ガスエンジンから電気エネルギー
として取り出す場合に、熱効率を向上させることが望ま
れているのが現状である。そこで、ガスエンジンに遮熱
型ガスエンジンを取り入れ、熱効率を向上させることが
考えられるようになった。ガスエンジンは、ナチュラル
ガスを燃料とするものであり、燃料が気体である。そこ
で、吸入行程でガスを吸入し、次いで圧縮すると、高圧
縮となり温度が高くなり、自己着火の現象即ちノッキン
グが発生する。しかるに、ナチュラルガスのガス燃料は
圧縮比が12以下でないと、自己着火するものである。
また、エンジンの熱効率については、圧縮比が小さいと
熱効率が小さくなるという現象がある。従って、ガスエ
ンジンでは、ガス燃料の自己着火を避けて、圧縮比を如
何に高くするかの課題がある。
Therefore, in the present situation, it is desired to improve the thermal efficiency when the electric energy is taken out from the gas engine. Therefore, it has been considered to improve the thermal efficiency by incorporating a heat shield type gas engine into the gas engine. The gas engine uses natural gas as fuel, and the fuel is gas. Therefore, when the gas is sucked in the suction stroke and then compressed, the compression becomes high and the temperature rises, and the phenomenon of self-ignition, that is, knocking occurs. However, the gas fuel of natural gas will self-ignite unless the compression ratio is 12 or less.
Regarding the thermal efficiency of the engine, there is a phenomenon that the thermal efficiency decreases when the compression ratio is small. Therefore, the gas engine has a problem of how to increase the compression ratio while avoiding self-ignition of the gas fuel.

【0010】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、ガス燃料を高圧縮する高圧ガス供
給装置を使用することなく、シリンダヘッドにガス燃料
室を設け、該ガス燃料室に圧縮ガス燃料のみを一旦蓄積
し、次サイクルにて吸入空気を高圧縮し、次いで高圧縮
の吸気と圧縮ガス燃料とを混合して着火燃焼させること
で高圧縮比化を実現して高熱効率を達成し、ガス燃料の
自己着火を防止してノッキングの発生を防止し、スペー
スを低減して軽量化を可能にした6ストロークガスエン
ジンを提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a gas fuel chamber is provided in the cylinder head without using a high-pressure gas supply device for highly compressing the gas fuel, and the gas fuel chamber is provided. Only the compressed gas fuel is temporarily stored in the engine, the intake air is highly compressed in the next cycle, and then the highly compressed intake air and the compressed gas fuel are mixed and ignited and burned to achieve a high compression ratio and high thermal efficiency. It is to provide a 6-stroke gas engine that achieves the above, prevents self-ignition of gas fuel to prevent knocking, reduces space, and enables weight reduction.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、シリンダヘッドに形成したガス燃料室、シ
リンダ側に形成された燃焼室、該燃焼室と前記ガス燃料
室とを連通する連絡孔、シリンダヘッドに形成した吸排
気ポートと燃料供給ポート、前記シリンダ内にガス燃料
を供給するため前記燃料供給ポートに配置された燃料吸
入行程時に開放する燃料弁、圧縮ガス燃料を前記ガス燃
料室に蓄圧するため前記連絡孔に配置された燃料圧縮行
程時に開放する連絡孔弁、前記シリンダ内に吸入空気を
供給するため前記吸気ポートに配置された吸気行程時に
開放する吸気弁、及び前記燃焼室の排気ガスを排出する
ため前記排気ポートに配置された排気行程時に開放する
排気弁を有し、燃料吸入行程、燃料圧縮行程、吸気行
程、吸気圧縮行程、膨張行程及び排気行程の6サイクル
で順次作動されることを特徴とする6ストロークガスエ
ンジンに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention relates to a gas fuel chamber formed in a cylinder head, a combustion chamber formed on the cylinder side, a communication hole that connects the combustion chamber and the gas fuel chamber, an intake / exhaust port and a fuel supply port formed in the cylinder head, A fuel valve disposed in the fuel supply port for supplying gas fuel into the cylinder and opened during a fuel intake stroke, and a fuel valve disposed in the communication hole for accumulating compressed gas fuel in the gas fuel chamber. A communication hole valve that opens, an intake valve that is arranged in the intake port to supply intake air into the cylinder and that opens during an intake stroke, and an exhaust that is arranged in the exhaust port to discharge exhaust gas from the combustion chamber. It has an exhaust valve that opens during a stroke and is operated sequentially in 6 cycles of a fuel intake stroke, a fuel compression stroke, an intake stroke, an intake compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke. About 6 stroke gas engine, wherein.

【0012】また、この6ストロークガスエンジンにお
いて、前記燃料供給ポートにおけるガス燃料圧は前記吸
気ポートにおける吸気圧の2〜6倍程度の圧力に設定さ
れ、且つ吸気圧縮行程上死点においてガス燃料圧は吸気
圧より大きい圧力に設定されているものである。
Further, in this 6-stroke gas engine, the gas fuel pressure at the fuel supply port is set to about 2 to 6 times the intake pressure at the intake port, and the gas fuel pressure is set at the top dead center of the intake compression stroke. Is set to a pressure higher than the intake pressure.

【0013】[0013]

【作用】この発明による6ストロークガスエンジンは、
上記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、この6ストロークガスエンジンは、燃料吸入行程、
燃料圧縮行程、吸気行程、吸気圧縮行程、膨張行程及び
排気行程の6サイクルで順次作動され、シリンダヘッド
にガス燃料室及び燃焼室にガス燃料を供給する燃料供給
ポートを形成し、該燃料供給ポートに燃料吸入行程時に
開放する燃料弁を配置し、前記連絡孔に燃料圧縮行程時
に開放する連絡孔弁を配置したので、前記燃料弁の開放
で燃料吸入行程で燃焼室にガス燃料を供給でき、該ガス
燃料を燃料圧縮行程で圧縮してガス燃料室に蓄積でき
る。従って、ガス燃料はピストンの往復運動によって圧
縮できるので、高圧ガス燃料供給装置等は不要になる。
次いで、ガス燃料が燃焼室内に存在しない状態で吸入空
気をシリンダ内に導入して圧縮するので、吸入空気を高
圧縮しても自己着火は発生せず、ノッキングが発生する
ことがない。従って、この6ストロークガスエンジン
は、高圧縮比化にすることができるので、高熱効率のエ
ンジンを完成できる。
The 6-stroke gas engine according to the present invention is
It is configured as described above and operates as follows. That is, this 6-stroke gas engine,
A fuel supply port for supplying gas fuel to a gas fuel chamber and a combustion chamber is sequentially formed in the cylinder head in six cycles of a fuel compression stroke, an intake stroke, an intake compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke. Since the fuel valve which is opened during the fuel intake stroke is arranged in the communication hole, and the communication hole valve which is opened during the fuel compression stroke is arranged in the communication hole, it is possible to supply the gas fuel to the combustion chamber during the fuel intake stroke by opening the fuel valve. The gas fuel can be compressed in the fuel compression stroke and stored in the gas fuel chamber. Therefore, since the gas fuel can be compressed by the reciprocating motion of the piston, a high pressure gas fuel supply device or the like is unnecessary.
Next, since the intake air is introduced into the cylinder and compressed while the gas fuel is not present in the combustion chamber, self-ignition does not occur even if the intake air is highly compressed, and knocking does not occur. Therefore, this 6-stroke gas engine can have a high compression ratio, so that an engine with high thermal efficiency can be completed.

【0014】また、この6ストロークガスエンジンにお
いて、前記燃料供給ポートにおけるガス燃料圧は前記吸
気ポートにおける吸気圧の4〜6倍程度の圧力に設定さ
れ、且つ吸気圧縮行程上死点においてガス燃料圧は吸気
圧より大きい圧力、例えば、2倍以上の圧力に設定され
ているので、ガス燃料室から圧縮ガス燃料は燃焼室へ確
実に噴出し、ガス燃料と空気との混合は促進され、着火
燃焼する。
Further, in this 6-stroke gas engine, the gas fuel pressure at the fuel supply port is set to about 4 to 6 times the intake pressure at the intake port, and the gas fuel pressure is set at the top dead center of the intake compression stroke. Is set to a pressure higher than the intake pressure, for example, twice or more, so that the compressed gas fuel is surely ejected from the gas fuel chamber to the combustion chamber, the mixing of the gas fuel and air is promoted, and the ignition combustion is performed. To do.

【0015】ところで、ガスエンジンではガスを燃料と
するが、ガス燃料は元来着火温度が低く、自己着火を起
こす。そこで、この6ストロークガスエンジンでは、蓄
圧室等に蓄積されている2〜6気圧程度のガス燃料を空
気の少ない状態で圧縮し、その圧縮ガス燃料をガス燃料
室に閉じ込める。従って、ピストンに仕事はガス燃料室
で圧縮されたガス燃料として蓄えられ、連絡孔弁の開放
でその圧縮ガス燃料が燃焼室に噴出され、圧縮比18〜
20程度にまで圧縮された圧縮空気と混合して着火燃焼
するので、ガス燃料を圧縮するピストン仕事は負の仕事
即ち無駄仕事にはならない。また、吸気行程で吸気ポー
トから燃焼室内へ導入される吸入空気は、燃焼室内に殆
どガス燃料が残っていないので、吸入空気が入ると、直
ちにガス燃料は薄くなり、燃焼室内の残留ガス燃料が着
火燃焼することはない。
In the gas engine, gas is used as fuel, but the gas fuel originally has a low ignition temperature and causes self-ignition. Therefore, in this 6-stroke gas engine, the gas fuel of about 2 to 6 atm accumulated in the pressure accumulating chamber or the like is compressed in a state where there is little air, and the compressed gas fuel is confined in the gas fuel chamber. Therefore, the work is stored in the piston as the gas fuel compressed in the gas fuel chamber, and the compressed gas fuel is ejected to the combustion chamber when the communication hole valve is opened, and the compression ratio is 18 to
The piston work for compressing the gas fuel does not become a negative work, that is, a waste work because it is ignited and burned by being mixed with compressed air compressed to about 20. Further, the intake air introduced into the combustion chamber from the intake port in the intake stroke has almost no gas fuel remaining in the combustion chamber, so that when the intake air enters, the gas fuel becomes thin immediately and residual gas fuel in the combustion chamber is reduced. It does not ignite and burn.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による6ス
トロークガスエンジンの実施例を説明する。図1〜図6
はこの6ストロークガスエンジンの各行程を示す説明図
であり、図1は6ストロークガスエンジンにおける燃料
吸入行程時を示す説明図、図2は6ストロークガスエン
ジンにおける燃料圧縮行程時を示す説明図、図3は6ス
トロークガスエンジンにおける吸気行程時を示す説明
図、図4は6ストロークガスエンジンにおける吸気圧縮
行程時を示す説明図、図5は6ストロークガスエンジン
における膨張行程時を示す説明図、及び図6は6ストロ
ークガスエンジンにおける排気行程を示す説明図であ
る。また、図7はこの6ストロークガスエンジンのバル
ブタイミングを示す説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a 6-stroke gas engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6
Is an explanatory view showing each stroke of the 6-stroke gas engine, FIG. 1 is an explanatory view showing a fuel intake stroke in the 6-stroke gas engine, FIG. 2 is an explanatory view showing a fuel compression stroke in the 6-stroke gas engine, 3 is an explanatory view showing an intake stroke of the 6-stroke gas engine, FIG. 4 is an explanatory view showing an intake compression stroke of the 6-stroke gas engine, FIG. 5 is an explanatory view showing an expansion stroke of the 6-stroke gas engine, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an exhaust stroke in a 6-stroke gas engine. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the valve timing of this 6-stroke gas engine.

【0017】この6ストロークガスエンジンは、シリン
ダ5を形成するシリンダブロック4、該シリンダブロッ
ク4に固定したシリンダヘッド3、シリンダヘッド3に
形成したガス燃料室2、シリンダ5内に形成された燃焼
室1、該燃焼室1とガス燃料室2とを連通する連絡孔
9、シリンダヘッド3に形成した吸気ポート6、排気ポ
ート7及び燃料供給ポート8、シリンダ5内で往復運動
するピストン15、並びに該ピストン15の往復運動を
クランクシャフト14の回転運動に変換するコーティン
グロッド16を有している。
This 6-stroke gas engine includes a cylinder block 4 forming a cylinder 5, a cylinder head 3 fixed to the cylinder block 4, a gas fuel chamber 2 formed in the cylinder head 3, and a combustion chamber formed in the cylinder 5. 1, a communication hole 9 that connects the combustion chamber 1 and the gas fuel chamber 2 to each other, an intake port 6 formed in the cylinder head 3, an exhaust port 7 and a fuel supply port 8, a piston 15 that reciprocates in the cylinder 5, and It has a coating rod 16 which converts the reciprocating motion of the piston 15 into the rotary motion of the crankshaft 14.

【0018】この6ストロークガスエンジンは、燃料吸
入行程、燃料圧縮行程、吸気行程、吸気圧縮行程、膨張
行程及び排気行程の6サイクルで順次作動されるもので
あり、ピストン15の6行程即ちクランクシャフト14
の3回転で完了するものであり、これらのうち膨張行程
で動力が発生してクランクシャフト14に回転力が与え
られるものである。
This 6-stroke gas engine is operated sequentially in 6 cycles of a fuel intake stroke, a fuel compression stroke, an intake stroke, an intake compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke, and the piston 15 has six strokes, that is, a crankshaft. 14
Is completed in three rotations, among which power is generated in the expansion stroke to give a rotational force to the crankshaft 14.

【0019】更に、この6ストロークガスエンジンは、
燃焼室1にガス燃料を供給するため燃料供給ポート8に
配置されて燃料吸入行程時に開放する燃料弁11、ピス
トン15の上昇で圧縮ガス燃料をガス燃料室2に蓄圧す
るため連絡孔9に配置して燃料圧縮行程時に開放する連
絡孔弁10、燃焼室1に吸入空気を供給するため吸気ポ
ート6に配置して吸気行程時に開放する吸気弁12、及
び燃焼室1の排気ガスを排出するため排気ポート7に配
置して排気行程時に開放する排気弁13を有している。
これらの燃料弁11、連絡孔弁10、吸気弁12及び排
気弁13は、カムによる動弁機構或いは電磁力で駆動す
る電磁弁駆動装置によって作動されてもよいものであ
る。
Further, this 6-stroke gas engine is
The fuel valve 11 is arranged in the fuel supply port 8 for supplying the gas fuel to the combustion chamber 1 and is opened during the fuel intake stroke, and the piston 15 is arranged in the communication hole 9 for accumulating the compressed gas fuel in the gas fuel chamber 2 by the rise of the piston 15. And a communication hole valve 10 that is opened during the fuel compression stroke, an intake valve 12 that is arranged in the intake port 6 to supply intake air to the combustion chamber 1 and that is opened during the intake stroke, and exhaust gas from the combustion chamber 1 is discharged. It has an exhaust valve 13 arranged in the exhaust port 7 and opened during the exhaust stroke.
The fuel valve 11, the communication hole valve 10, the intake valve 12, and the exhaust valve 13 may be operated by a valve operating mechanism by a cam or an electromagnetic valve driving device driven by an electromagnetic force.

【0020】また、この6ストロークガスエンジンにお
いて、燃料供給ポート8におけるガス燃料圧は、吸気ポ
ート6における吸気圧の4〜6倍程度の圧力を有するよ
うに設定されており、吸気圧縮行程上死点においてガス
燃料圧は吸気圧より大きい圧力になるように設定されて
いる。従って、連絡孔弁10が作動して連絡孔9が開放
されると、ガス燃料室2の圧縮ガス燃料は燃焼室1へと
噴出し、燃焼室1で着火燃焼を行なうことができる。ガ
ス燃料圧は、図示していないが、例えば、ガス燃料タン
クからのガス燃料を加圧ポンプを用いて蓄圧室に蓄圧す
ることで、簡単に所望の圧力に調節することができ、従
って、この6ストロークガスエンジンでは高圧ガス供給
装置は不要である。
Further, in this 6-stroke gas engine, the gas fuel pressure in the fuel supply port 8 is set to be about 4 to 6 times as high as the intake pressure in the intake port 6, and the top dead of the intake compression stroke. At the point, the gas fuel pressure is set to be higher than the intake pressure. Therefore, when the communication hole valve 10 is actuated and the communication hole 9 is opened, the compressed gas fuel in the gas fuel chamber 2 is ejected into the combustion chamber 1 and ignition combustion can be performed in the combustion chamber 1. Although not shown, the gas fuel pressure can be easily adjusted to a desired pressure by, for example, accumulating the gas fuel from the gas fuel tank in the pressure accumulating chamber using a pressure pump. A 6-stroke gas engine does not require a high pressure gas supply.

【0021】この6ストロークガスエンジンは、上記の
ような構成を有しており、次のように作動する。この6
ストロークガスエンジンにおいて、排気行程終了後即ち
排気行程上死点TDC後に、図1に示すように、燃料吸
入行程に移行してピストン15は下降するが、筒内は負
圧になろうとするので、燃料弁11を作動して燃料供給
ポート8を燃焼室1に開放すると、ガス燃料供給源から
の余り高圧でないガス燃料が燃料供給ポート8を通じて
燃焼室1に供給される。燃料弁11の開放期間即ちバル
ブタイミングは、例えば、図7に示すように設定でき
る。ピストン15は下死点BDCに到達して燃料吸入行
程が終了し、次いで、図2に示すように、ピストン15
は上昇を始め、燃焼室1内に供給されたガス燃料が圧縮
される燃料圧縮行程に移行する。
This 6-stroke gas engine has the above-mentioned structure and operates as follows. This 6
In the stroke gas engine, after the exhaust stroke is completed, that is, after the exhaust stroke top dead center TDC, as shown in FIG. 1, the fuel intake stroke is entered and the piston 15 descends, but a negative pressure is generated in the cylinder. When the fuel valve 11 is operated to open the fuel supply port 8 to the combustion chamber 1, the gas fuel which is not so high in pressure from the gas fuel supply source is supplied to the combustion chamber 1 through the fuel supply port 8. The opening period of the fuel valve 11, that is, the valve timing can be set as shown in FIG. 7, for example. The piston 15 reaches the bottom dead center BDC to complete the fuel intake stroke, and then, as shown in FIG.
Starts to rise, and shifts to a fuel compression stroke in which the gas fuel supplied into the combustion chamber 1 is compressed.

【0022】燃料圧縮行程では、連絡孔弁10が作動し
て連絡孔9を開放し、燃焼室1内のガス燃料は圧縮され
ながらガス燃料室2へ導入される。連絡孔弁10の開放
期間即ちバルブタイミングは、例えば、図7に示すよう
に設定できる。この時、燃焼室1内のガス燃料が圧縮さ
れても、燃焼室1内には空気がほとんど存在しないので
未着火で圧縮されて高圧縮ガス燃料となる。ピストン1
5は上死点TDCに到達して燃料圧縮行程が終了する
が、この時、連絡孔弁10が作動して連絡孔9を閉鎖す
る。従って、燃焼室1内に存在しているガス燃料はほと
んどが高圧縮されてガス燃料室2に蓄積されることにな
る。
In the fuel compression stroke, the communication hole valve 10 operates to open the communication hole 9, and the gas fuel in the combustion chamber 1 is introduced into the gas fuel chamber 2 while being compressed. The opening period of the communication hole valve 10, that is, the valve timing can be set as shown in FIG. 7, for example. At this time, even if the gas fuel in the combustion chamber 1 is compressed, since there is almost no air in the combustion chamber 1, it is compressed by unignition and becomes highly compressed gas fuel. Piston 1
5 reaches the top dead center TDC and the fuel compression stroke ends, but at this time, the communication hole valve 10 operates to close the communication hole 9. Therefore, most of the gas fuel existing in the combustion chamber 1 is highly compressed and accumulated in the gas fuel chamber 2.

【0023】次いで、図3に示すように、ピストン15
が下降を始めて吸気行程が開始するが、この時、吸気弁
12を作動して吸気ポート8を開放し、例えば、ターボ
チャージャ等から送り込まれた吸入空気を燃焼室1に供
給する。吸気弁12の開放期間即ちバルブタイミング
は、例えば、図7に示すように設定できる。この時、連
絡孔弁12は連絡孔9を閉鎖しているので、ガス燃料と
吸入空気とが混合することはない。ピストン15が下死
点BDCに達して吸気行程が終了し、次いでピストン1
5は上昇を始め吸気圧縮行程に移行する。
Next, as shown in FIG.
Starts to descend and the intake stroke starts. At this time, the intake valve 12 is operated to open the intake port 8 and, for example, intake air sent from a turbocharger or the like is supplied to the combustion chamber 1. The opening period of the intake valve 12, that is, the valve timing can be set as shown in FIG. 7, for example. At this time, since the communication hole valve 12 closes the communication hole 9, gas fuel and intake air do not mix. The piston 15 reaches the bottom dead center BDC and the intake stroke ends, and then the piston 1
5 starts to rise and shifts to the intake compression stroke.

【0024】図4に示すように、吸気圧縮行程では、全
ての弁、即ち、燃料弁11、連絡孔弁10、吸気弁12
及び排気弁13は、閉鎖状態であるので、燃焼室1内に
導入されている吸入空気は、ピストン15の上昇に従っ
て高圧縮されることになり、しかも燃焼室1にはガス燃
料が存在していないので、ガス燃料が着火燃焼すること
がなく、エンジンの高圧縮比化を達成できる。ピストン
15が上死点TDCに達して吸気圧縮行程が終了する。
また、この時、吸気行程上死点においてガス燃料圧は吸
気圧より大きい圧力に設定されている
As shown in FIG. 4, in the intake compression stroke, all the valves, that is, the fuel valve 11, the communication hole valve 10, and the intake valve 12 are included.
Since the exhaust valve 13 and the exhaust valve 13 are closed, the intake air introduced into the combustion chamber 1 is highly compressed as the piston 15 rises, and the combustion chamber 1 contains gas fuel. Since no gas fuel is ignited and burned, a high compression ratio of the engine can be achieved. The piston 15 reaches the top dead center TDC, and the intake compression stroke ends.
At this time, the gas fuel pressure is set to be higher than the intake pressure at the top dead center of the intake stroke.

【0025】次いで、図5に示すように、燃焼行程即ち
膨張行程に移行する。吸気行程上死点TDC近傍から膨
張行程初期において、連絡孔弁10が作動して連絡孔9
が開放されると、ガス燃料室2に蓄圧されている圧縮ガ
ス燃料は、燃焼室1へと一気に噴出し、そのガス燃料は
燃焼室1で圧縮されて高温高圧になっている吸入空気と
一気に混合して着火燃焼し、仕事をすることになる。連
絡孔弁10の開放期間即ちバルブタイミングは、例え
ば、図7に示すように設定できる。また、連絡孔弁10
の開放のバルブタイミングを制御することで、燃焼のタ
イミングをコントロールすることができる。
Then, as shown in FIG. 5, the combustion process, that is, the expansion process is started. From the vicinity of the top dead center TDC of the intake stroke to the beginning of the expansion stroke, the communication hole valve 10 operates to connect the communication hole 9
When is opened, the compressed gas fuel accumulated in the gas fuel chamber 2 is ejected into the combustion chamber 1 at a stroke, and the gas fuel is compressed in the combustion chamber 1 and becomes a high temperature and high pressure intake air at a stroke. It mixes, burns, burns, and does work. The opening period of the communication hole valve 10, that is, the valve timing can be set as shown in FIG. 7, for example. Also, the communication hole valve 10
The combustion timing can be controlled by controlling the valve timing of opening the valve.

【0026】膨張行程において、燃焼ガスはピストン1
5に仕事をしてピストン15は下死点BDCに到達し、
膨張行程は終了し、次いで、図6に示すように、排気行
程に移行する。排気行程では排気弁13が作動して排気
ポート7が開放され、排気ポート7を通じて排気ガスは
排出される。排気弁13の開放期間即ちバルブタイミン
グは、例えば、図7に示すように設定できる。排気ポー
ト7を通じて排出された排気ガスは、図示していない
が、ターボチャージャ、エネルギー回収装置等によって
排気ガスが有する排気ガスエネルギーを回収するように
構成することができるものである。
In the expansion stroke, the combustion gas is the piston 1
The piston 15 reaches the bottom dead center BDC by working on 5,
The expansion stroke ends, and then the exhaust stroke is entered, as shown in FIG. In the exhaust stroke, the exhaust valve 13 operates to open the exhaust port 7, and exhaust gas is exhausted through the exhaust port 7. The opening period of the exhaust valve 13, that is, the valve timing can be set as shown in FIG. 7, for example. Although not shown, the exhaust gas discharged through the exhaust port 7 can be configured to recover the exhaust gas energy of the exhaust gas by a turbocharger, an energy recovery device, or the like.

【0027】従って、この6ストロークガスエンジン
は、吸気圧縮行程では、連絡孔弁10によって連絡孔9
を閉鎖しておき、燃焼室1で吸入空気を高圧縮して圧縮
比を大きくすることができる。次いで、吸気圧縮行程終
盤で連絡孔弁10が連絡孔9を開放し、ガス燃料室2内
の高圧ガス燃料が、連絡孔9を通じて高圧縮して高温
(例えば、650℃)化した圧縮空気の存在する燃焼室
1へ一気に噴出し、噴出したガス燃料は高圧縮の吸入空
気との混合を促進して着火燃焼し、燃焼室1での燃焼は
短期間に完結する。従って、吸入空気が燃焼室1内で高
圧縮されても、ガス燃料室2内に供給されたガス燃料は
燃焼室1とは連絡孔弁10で遮断されているので自己着
火することがなく、ノッキングが発生することがない。
Therefore, in this 6-stroke gas engine, in the intake compression stroke, the communication hole 9 is provided by the communication hole valve 10.
Can be closed and the intake air can be highly compressed in the combustion chamber 1 to increase the compression ratio. Next, at the end of the intake compression stroke, the communication hole valve 10 opens the communication hole 9, and the high pressure gas fuel in the gas fuel chamber 2 is highly compressed through the communication hole 9 and becomes high temperature (for example, 650 ° C.) compressed air. The existing fuel gas is jetted out into the existing combustion chamber 1 at once, and the jetted gas fuel promotes the mixing with the highly compressed intake air to be ignited and burned, and the combustion in the combustion chamber 1 is completed in a short period of time. Therefore, even if the intake air is highly compressed in the combustion chamber 1, the gas fuel supplied into the gas fuel chamber 2 is cut off from the combustion chamber 1 by the communication hole valve 10, so that self-ignition does not occur. No knocking will occur.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明による6ストロークガスエンジ
ンは、上記のように構成されており、次のような効果を
有する。即ち、この6ストロークガスエンジンは、シリ
ンダヘッドにガス燃料室及びシリンダ内にガス燃料を供
給する燃料供給ポートを形成し、該燃料供給ポートに燃
料吸入行程時に開放する燃料弁を配置し、前記連絡孔に
燃料圧縮行程時に開放する連絡孔弁を配置し、前記吸気
ポートに吸気行程時に開放する吸気弁を配置し、更に前
記排気ポートに排気行程時に開放する排気弁を配置した
ので、前記燃料弁の開放で燃料吸入行程でシリンダ内に
ガス燃料を供給でき、該ガス燃料を燃料圧縮行程で圧縮
してガス燃料室に蓄積でき、ガス燃料室にガス燃料を封
入した状態でシリンダ内に吸入空気を導入して圧縮する
ことができる。
The 6-stroke gas engine according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this 6-stroke gas engine, a cylinder head is provided with a gas fuel chamber and a fuel supply port for supplying gas fuel into the cylinder, and a fuel valve which is opened during a fuel intake stroke is arranged in the fuel supply port. A communication hole valve that opens during the fuel compression stroke is arranged in the hole, an intake valve that opens during the intake stroke is arranged in the intake port, and an exhaust valve that opens during the exhaust stroke is arranged in the exhaust port. The gas fuel can be supplied into the cylinder in the fuel intake stroke by opening the valve, and the gas fuel can be compressed in the fuel compression stroke to be stored in the gas fuel chamber, and the intake air can be stored in the cylinder with the gas fuel sealed in the gas fuel chamber. Can be introduced and compressed.

【0029】従って、ガス燃料はピストンの往復運動に
よって圧縮できるので、高圧ガス燃料供給装置等を用い
ることなく、低圧でシリンダ内にガス燃料を導入しても
所望の圧のガス燃料をガス燃料室に蓄積できる。それ故
に、高圧ガス燃料供給装置等を必要としないので、要求
スペースを低減でき、エンジンをコンパクトに構成でき
ると共にエンジンの軽量化を気体できる。更に、ガス燃
料がシリンダ内に存在しない状態で吸入空気をシリンダ
内に導入して圧縮するので、吸入空気を高圧縮しても自
己着火は発生せず、ノッキングが発生することがない。
従って、この6ストロークガスエンジンは、高圧縮比化
することができるので、高熱効率のエンジンを完成でき
る。
Therefore, since the gas fuel can be compressed by the reciprocating motion of the piston, even if the gas fuel is introduced into the cylinder at a low pressure without using a high pressure gas fuel supply device or the like, the gas fuel having a desired pressure can be obtained. Can be accumulated in. Therefore, since a high-pressure gas fuel supply device or the like is not required, the required space can be reduced, the engine can be made compact, and the weight of the engine can be reduced. Furthermore, since the intake air is introduced into the cylinder and compressed while the gas fuel is not present in the cylinder, self-ignition does not occur even if the intake air is highly compressed, and knocking does not occur.
Therefore, since this 6-stroke gas engine can achieve a high compression ratio, an engine with high thermal efficiency can be completed.

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

【図1】この発明による6ストロークガスエンジンにお
ける燃料吸入行程時を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a fuel intake stroke in a 6-stroke gas engine according to the present invention.

【図2】この6ストロークガスエンジンの燃料圧縮行程
時を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a fuel compression stroke of this 6-stroke gas engine.

【図3】この6ストロークガスエンジンにおける吸気行
程時を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing the intake stroke of this 6-stroke gas engine.

【図4】この6ストロークガスエンジンの吸気圧縮行程
時を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the intake compression stroke of this 6-stroke gas engine.

【図5】この6ストロークガスエンジンにおける膨張行
程時を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing the expansion stroke of this 6-stroke gas engine.

【図6】この6ストロークガスエンジンにおける排気行
程を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an exhaust stroke in this 6-stroke gas engine.

【図7】この6ストロークガスエンジンのバルブタイミ
ングを示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing valve timing of this 6-stroke gas engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃焼室(シリンダ) 2 ガス燃料室 3 シリンダヘッド 4 シリンダブロック 5 シリンダ 6 吸気ポート 7 排気ポート 8 ガス燃料供給ポート 9 連絡孔 10 連絡孔弁 11 燃料弁 12 吸気弁 13 排気弁 15 ピストン 1 Combustion chamber (cylinder) 2 Gas fuel chamber 3 Cylinder head 4 Cylinder block 5 Cylinder 6 Intake port 7 Exhaust port 8 Gas fuel supply port 9 Communication hole 10 Communication hole valve 11 Fuel valve 12 Intake valve 13 Exhaust valve 15 Piston

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに形成したガス燃料室、
シリンダ側に形成された燃焼室、該燃焼室と前記ガス燃
料室とを連通する連絡孔、シリンダヘッドに形成した吸
排気ポートと燃料供給ポート、前記シリンダ内にガス燃
料を供給するため前記燃料供給ポートに配置された燃料
吸入行程時に開放する燃料弁、圧縮ガス燃料を前記ガス
燃料室に蓄圧するため前記連絡孔に配置された燃料圧縮
行程時に開放する連絡孔弁、前記シリンダ内に吸入空気
を供給するため前記吸気ポートに配置された吸気行程時
に開放する吸気弁、及び前記燃焼室の排気ガスを排出す
るため前記排気ポートに配置された排気行程時に開放す
る排気弁を有し、燃料吸入行程、燃料圧縮行程、吸気行
程、吸気圧縮行程、膨張行程及び排気行程の6サイクル
で順次作動されることを特徴とする6ストロークガスエ
ンジン。
1. A gas fuel chamber formed in a cylinder head,
A combustion chamber formed on the cylinder side, a communication hole connecting the combustion chamber and the gas fuel chamber, an intake / exhaust port and a fuel supply port formed on the cylinder head, the fuel supply for supplying gas fuel into the cylinder A fuel valve arranged in the port for opening during a fuel intake stroke, a communication hole valve arranged in the communication hole for accumulating compressed gas fuel in the gas fuel chamber, for opening intake air in the cylinder An intake valve disposed in the intake port for supplying and opening during an intake stroke; and an exhaust valve disposed in the exhaust port for discharging exhaust gas in the combustion chamber, which opens during an exhaust stroke, and a fuel intake stroke A six-stroke gas engine which is sequentially operated in six cycles of a fuel compression stroke, an intake stroke, an intake compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke.
【請求項2】 前記燃料供給ポートにおけるガス燃料圧
は前記吸気ポートにおける吸気圧の2〜6倍程度の圧力
に設定され、且つ吸気圧縮行程上死点においてガス燃料
圧は吸気圧より大きい圧力に設定されていることを特徴
とする請求項1に記載の6ストロークガスエンジン。
2. The gas fuel pressure at the fuel supply port is set to about 2 to 6 times the intake pressure at the intake port, and the gas fuel pressure is higher than the intake pressure at the top dead center of the intake compression stroke. The 6-stroke gas engine according to claim 1, wherein the 6-stroke gas engine is set.
JP28222492A 1992-09-29 1992-09-29 6 stroke gas engine Expired - Lifetime JP2918403B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28222492A JP2918403B2 (en) 1992-09-29 1992-09-29 6 stroke gas engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28222492A JP2918403B2 (en) 1992-09-29 1992-09-29 6 stroke gas engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06108874A true JPH06108874A (en) 1994-04-19
JP2918403B2 JP2918403B2 (en) 1999-07-12

Family

ID=17649677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28222492A Expired - Lifetime JP2918403B2 (en) 1992-09-29 1992-09-29 6 stroke gas engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2918403B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010031705A (en) * 2008-07-26 2010-02-12 Shigeru Sato Internal combustion engine and drive system
RU2573062C1 (en) * 2014-07-03 2016-01-20 Пётр Николаевич Стаценко Method of six-stroke ice operation
WO2023210386A1 (en) * 2022-04-25 2023-11-02 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Hydrogen engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010031705A (en) * 2008-07-26 2010-02-12 Shigeru Sato Internal combustion engine and drive system
RU2573062C1 (en) * 2014-07-03 2016-01-20 Пётр Николаевич Стаценко Method of six-stroke ice operation
WO2023210386A1 (en) * 2022-04-25 2023-11-02 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Hydrogen engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2918403B2 (en) 1999-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100406697C (en) Main and auxiliary stroke internal combustion engine
JP3048476B2 (en) Sub-chamber gas engine with variable lift control valve
US20040123822A1 (en) Method of operating an internal combustion engine
US7293544B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
JP2987260B2 (en) Heat shield type gas engine
US7431010B2 (en) Self-igniting internal combustion engine
JPH0633707A (en) Cogeneration type engine
JP2918400B2 (en) Heat shield type gas engine with valve opening control device
JP2892235B2 (en) Cogeneration type gas engine
JP2918403B2 (en) 6 stroke gas engine
JP3235302B2 (en) Subchamber gas engine
JP2871317B2 (en) Fuel supply system for gas engine
JP3069454B2 (en) Gas engine with auxiliary combustion chamber
JP3379177B2 (en) Subchamber gas engine
JP2855388B2 (en) A multi-cylinder gas engine equipped with a turbocharger with a generator and motor
JPH06101495A (en) Turbo-compound type multicylinder gas engine
JP3048475B2 (en) 2-stroke gas engine
JPH10122000A (en) Variable compression ratio counter chamber type gas engine
RU2070976C1 (en) Method of operation of two-stroke supercharged internal combustion engine and design of internal combustion engine to implement this method
CN101684744A (en) Bidirectional air intake method and device for four-stroke internal combustion engine
JPH07158448A (en) Combustion chamber for natural gas engine
JPH10205332A (en) Structure of combustion chamber in engine
CN101289958A (en) Oxygen-entering type two cycle engine
JPH07127530A (en) Gas engine provided with accessory cell
JPH06101492A (en) Multicylinder engine