JPH07293344A - 遮熱型ガスエンジン - Google Patents
遮熱型ガスエンジンInfo
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- JPH07293344A JPH07293344A JP6112061A JP11206194A JPH07293344A JP H07293344 A JPH07293344 A JP H07293344A JP 6112061 A JP6112061 A JP 6112061A JP 11206194 A JP11206194 A JP 11206194A JP H07293344 A JPH07293344 A JP H07293344A
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- chamber
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
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Classifications
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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
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- 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
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- 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
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンの圧縮比を高く設定し、熱効率を向
上する。 【構成】 シリンダヘツド２０の下部に備えた円筒形の
ハウジング８に、隔壁１２により上副室９と下副室１０
とを区画し、上副室９の中間周壁に燃料噴射ノズル４を
配設する。上副室９に吸排気弁１８，１６に連動して上
下動する副ピストン７を嵌装する。副ピストン７の下端
に隔壁１２に設けた弁孔１３を開閉する開閉弁６ａを連
結する。下副室１０の下端周壁にシリンダ本体２２の主
燃焼室２５へ連通する複数の噴孔１４を備える。
上する。 【構成】 シリンダヘツド２０の下部に備えた円筒形の
ハウジング８に、隔壁１２により上副室９と下副室１０
とを区画し、上副室９の中間周壁に燃料噴射ノズル４を
配設する。上副室９に吸排気弁１８，１６に連動して上
下動する副ピストン７を嵌装する。副ピストン７の下端
に隔壁１２に設けた弁孔１３を開閉する開閉弁６ａを連
結する。下副室１０の下端周壁にシリンダ本体２２の主
燃焼室２５へ連通する複数の噴孔１４を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料として天然ガスを圧
縮点火する遮熱型ガスエンジンに関するものである。
縮点火する遮熱型ガスエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】天然ガスを燃料とするガスエンジンはノ
ツキングなどの問題で圧縮比を１１〜１３と低めにしか
設定できない。天然ガスは燃焼速度が遅く燃焼状態が不
安定であるので熱効率が低い。……などの問題がある。
ツキングなどの問題で圧縮比を１１〜１３と低めにしか
設定できない。天然ガスは燃焼速度が遅く燃焼状態が不
安定であるので熱効率が低い。……などの問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、圧縮比をより高く設定し、熱効率を向上し
得る、遮熱型ガスエンジンを提供することにある。
問題に鑑み、圧縮比をより高く設定し、熱効率を向上し
得る、遮熱型ガスエンジンを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成はシリンダヘツドの下部に備えた円筒
形のハウジングに、隔壁により上副室と下副室とを区画
し、上副室の中間周壁に燃料噴射ノズルを配設し、上副
室に吸排気弁に連動して上下動する副ピストンを嵌装
し、副ピストンの下端に前記隔壁に設けた弁孔を開閉す
る開閉弁を結合し、下副室の下端周壁にシリンダ本体の
主燃焼室へ連通する複数の噴孔を備えたものである。
に、本発明の構成はシリンダヘツドの下部に備えた円筒
形のハウジングに、隔壁により上副室と下副室とを区画
し、上副室の中間周壁に燃料噴射ノズルを配設し、上副
室に吸排気弁に連動して上下動する副ピストンを嵌装
し、副ピストンの下端に前記隔壁に設けた弁孔を開閉す
る開閉弁を結合し、下副室の下端周壁にシリンダ本体の
主燃焼室へ連通する複数の噴孔を備えたものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、天然ガスを主とするガス燃料
は吸気行程の終期に上副室へ噴射され、次いで副ピスト
ンが下降すると開閉弁が開き、上副室のガス燃料が弁孔
を経て下副室へ入り、吸気と混合しつつ着火し、圧縮行
程の終期に多数の噴孔から主燃焼室へ噴出する。
は吸気行程の終期に上副室へ噴射され、次いで副ピスト
ンが下降すると開閉弁が開き、上副室のガス燃料が弁孔
を経て下副室へ入り、吸気と混合しつつ着火し、圧縮行
程の終期に多数の噴孔から主燃焼室へ噴出する。
【０００６】
【実施例】本発明によるガスエンジンはシリンダ本体２
２に主ピストン２４を嵌装する一方、吸気通路１７と排
気通路１５を有するシリンダヘツド２０を、ガスケツト
２１を挟んでシリンダ本体２２の上端に結合して構成さ
れる。図示の実施例では、シリンダヘツド２０は各シリ
ンダに２つずつの吸気通路１７と排気通路１５を備えて
いる。主ピストン２４の上端にはセラミツクスなどの耐
熱構造材からなる遮熱板２３が結合される。各吸気ポー
ト１７には下端の弁座１７ａに離接する吸気弁１８が、
排気通路１５には下端の弁座１５ａに離接する排気弁１
６がそれぞれ配設され、吸気弁１８と排気弁１６の各ス
テムは、シリンダヘツド２０の上部に配した動弁機構
（図示せず）により開閉される。このような構成は普通
のデイーゼルエンジンとほぼ同様である。
２に主ピストン２４を嵌装する一方、吸気通路１７と排
気通路１５を有するシリンダヘツド２０を、ガスケツト
２１を挟んでシリンダ本体２２の上端に結合して構成さ
れる。図示の実施例では、シリンダヘツド２０は各シリ
ンダに２つずつの吸気通路１７と排気通路１５を備えて
いる。主ピストン２４の上端にはセラミツクスなどの耐
熱構造材からなる遮熱板２３が結合される。各吸気ポー
ト１７には下端の弁座１７ａに離接する吸気弁１８が、
排気通路１５には下端の弁座１５ａに離接する排気弁１
６がそれぞれ配設され、吸気弁１８と排気弁１６の各ス
テムは、シリンダヘツド２０の上部に配した動弁機構
（図示せず）により開閉される。このような構成は普通
のデイーゼルエンジンとほぼ同様である。
【０００７】本発明によれば、シリンダヘツド２０の下
面のほぼ軸心に円筒部１９が形成され、円筒状のハウジ
ング８が円筒部１９に嵌合支持される。ハウジング８は
隔壁１２により上副室９と下副室１０とを区画される。
上副室９に副ピストン７が嵌装され、副ピストン７に結
合したステム６が上方へ突出される。副ピストン７は低
摩擦セラミツクス製のシールリングを嵌装される。ステ
ム６の上端にコツタを介して結合したばね座２と、シリ
ンダヘツド２０の上壁に配設したばね座５との間にばね
３が介装される。ステム６も上端部に図示してないタペ
ツトを結合され、動弁機構により吸気弁または排気弁を
駆動するカム機構により上下動される。副ピストン７の
下端に、隔壁１２の円錐状の弁孔１３を開閉する開閉弁
６ａのステムが結合される。上副室９は上下中間の周壁
に燃料噴射ノズル４を配設される。燃料噴射ノズル４は
主ピストン２４の往復動に関連してガス燃料を間歇的に
上副室９へ噴射する。ハウジング８の下端部は主燃焼室
２５へ僅かに突出し、下副室１０の下端周壁に斜め下方
へ延びる複数の噴孔１４を備えられる。遮熱板２３はハ
ウジング８の下端部と干渉しないようにくぼみ２３ａを
備えられる。
面のほぼ軸心に円筒部１９が形成され、円筒状のハウジ
ング８が円筒部１９に嵌合支持される。ハウジング８は
隔壁１２により上副室９と下副室１０とを区画される。
上副室９に副ピストン７が嵌装され、副ピストン７に結
合したステム６が上方へ突出される。副ピストン７は低
摩擦セラミツクス製のシールリングを嵌装される。ステ
ム６の上端にコツタを介して結合したばね座２と、シリ
ンダヘツド２０の上壁に配設したばね座５との間にばね
３が介装される。ステム６も上端部に図示してないタペ
ツトを結合され、動弁機構により吸気弁または排気弁を
駆動するカム機構により上下動される。副ピストン７の
下端に、隔壁１２の円錐状の弁孔１３を開閉する開閉弁
６ａのステムが結合される。上副室９は上下中間の周壁
に燃料噴射ノズル４を配設される。燃料噴射ノズル４は
主ピストン２４の往復動に関連してガス燃料を間歇的に
上副室９へ噴射する。ハウジング８の下端部は主燃焼室
２５へ僅かに突出し、下副室１０の下端周壁に斜め下方
へ延びる複数の噴孔１４を備えられる。遮熱板２３はハ
ウジング８の下端部と干渉しないようにくぼみ２３ａを
備えられる。
【０００８】図３に示すように、噴孔１４の向きは平面
的にみて接線方向に延びており、下副室１０のガス燃料
が主燃焼室２５へ噴出する時、渦流を形成するように構
成される。ガス燃料の高圧縮比による大なる熱負荷に耐
えるよう、主ピストン２４の冠部、副室９，１０、開閉
弁６ａはセラミツクスなどの耐熱構造材により構成され
る。
的にみて接線方向に延びており、下副室１０のガス燃料
が主燃焼室２５へ噴出する時、渦流を形成するように構
成される。ガス燃料の高圧縮比による大なる熱負荷に耐
えるよう、主ピストン２４の冠部、副室９，１０、開閉
弁６ａはセラミツクスなどの耐熱構造材により構成され
る。
【０００９】次に、本発明による遮熱型ガスエンジンの
作動について説明する。下副室１０を高温にし、ガス燃
料を圧縮行程の終期（上死点）付近で確実に着火させる
ために、圧縮比は１７〜１８に設定される。図４に示す
ように、開閉弁６ａは主ピストン２４の圧縮行程の終期
（上死点）付近から吸気行程の始期（上死点）付近まで
開き、吸気行程の終期（下死点）では閉じている。
作動について説明する。下副室１０を高温にし、ガス燃
料を圧縮行程の終期（上死点）付近で確実に着火させる
ために、圧縮比は１７〜１８に設定される。図４に示す
ように、開閉弁６ａは主ピストン２４の圧縮行程の終期
（上死点）付近から吸気行程の始期（上死点）付近まで
開き、吸気行程の終期（下死点）では閉じている。
【００１０】吸気行程の終期（下死点）で燃料噴射ノズ
ル４から上副室９へガス燃料の噴射が始まる。圧縮行程
で主ピストン２４が上昇し始めると、下副室１０の温度
が高くなるが、上副室９のガス燃料は過濃であるので着
火できない状態にある。主ピストン２４が圧縮行程の終
期（上死点）付近に達すると、主燃焼室２５と下副室１
０の温度は高くなり、また、開閉弁６ａが開き、上副室
９のガス燃料が下副室１０へ流入し、高温・高圧の吸気
と混合する。下副室１０の混合気は着火可能な空気過剰
率になり着火する。開閉弁６ａが開くと同時に副ピスト
ン７が下降し、上副室９のガス燃料を弁孔１３を経て下
副室１０へ押し出す。下副室１０の濃い混合気は噴孔１
４を経て主燃焼室２５へ噴出し、下副室１０に残る未燃
ガスは僅かなものになる。混合気は噴孔１４から主燃焼
室２５へ接線方向ないし周方向に吹き出すので、吸気と
の混合が促進され、短時間の内に燃焼を完結する。
ル４から上副室９へガス燃料の噴射が始まる。圧縮行程
で主ピストン２４が上昇し始めると、下副室１０の温度
が高くなるが、上副室９のガス燃料は過濃であるので着
火できない状態にある。主ピストン２４が圧縮行程の終
期（上死点）付近に達すると、主燃焼室２５と下副室１
０の温度は高くなり、また、開閉弁６ａが開き、上副室
９のガス燃料が下副室１０へ流入し、高温・高圧の吸気
と混合する。下副室１０の混合気は着火可能な空気過剰
率になり着火する。開閉弁６ａが開くと同時に副ピスト
ン７が下降し、上副室９のガス燃料を弁孔１３を経て下
副室１０へ押し出す。下副室１０の濃い混合気は噴孔１
４を経て主燃焼室２５へ噴出し、下副室１０に残る未燃
ガスは僅かなものになる。混合気は噴孔１４から主燃焼
室２５へ接線方向ないし周方向に吹き出すので、吸気と
の混合が促進され、短時間の内に燃焼を完結する。
【００１１】図２に示すように、副ピストン７の下降に
伴い、燃料噴射ノズル４は副ピストン７の上側に位置す
るので、燃料噴射ノズル４が火炎に曝される時間は短
く、熱負荷も小さい。
伴い、燃料噴射ノズル４は副ピストン７の上側に位置す
るので、燃料噴射ノズル４が火炎に曝される時間は短
く、熱負荷も小さい。
【００１２】
【発明の効果】本発明は上述のように、シリンダヘツド
の下部に備えた円筒形のハウジングに、隔壁により上副
室と下副室とを区画し、上副室の中間周壁に燃料噴射ノ
ズルを配設し、上副室に吸排気弁に連動して上下動する
副ピストンを嵌装し、副ピストンの下端に前記隔壁に設
けた弁孔を開閉する開閉弁を結合し、下副室の下端周壁
にシリンダ本体の主燃焼室へ連通する複数の噴孔を備え
たものであり、圧縮行程の終期に少量の吸気が下副室へ
充填され、上副室のガス燃料が副ピストンにより下副室
へ供給されて燃焼を開始し、下副室のガス燃料が複数の
噴孔から主燃焼室へ供給されるので、圧縮比を１７〜１
８と高く設定することができ、エンジンの熱効率を向上
できる。
の下部に備えた円筒形のハウジングに、隔壁により上副
室と下副室とを区画し、上副室の中間周壁に燃料噴射ノ
ズルを配設し、上副室に吸排気弁に連動して上下動する
副ピストンを嵌装し、副ピストンの下端に前記隔壁に設
けた弁孔を開閉する開閉弁を結合し、下副室の下端周壁
にシリンダ本体の主燃焼室へ連通する複数の噴孔を備え
たものであり、圧縮行程の終期に少量の吸気が下副室へ
充填され、上副室のガス燃料が副ピストンにより下副室
へ供給されて燃焼を開始し、下副室のガス燃料が複数の
噴孔から主燃焼室へ供給されるので、圧縮比を１７〜１
８と高く設定することができ、エンジンの熱効率を向上
できる。
【００１３】下副室の噴孔の向きを接線方向にしたこと
により、主燃焼室に強い旋回流が生じ、吸気とガス燃料
とが均一に混合されかつ稀薄な状態で非常に良好な燃焼
が得られ、排ガス成分に問題がない。
により、主燃焼室に強い旋回流が生じ、吸気とガス燃料
とが均一に混合されかつ稀薄な状態で非常に良好な燃焼
が得られ、排ガス成分に問題がない。
【００１４】上副室のガス燃料は副ピストンにより下副
室へ押し出されるので、ガス燃料は下副室の吸気と混合
しながら主燃焼室へ噴出され、噴孔の向きが接線方向に
なつているので、混合気の噴出エネルギが有効に利用さ
れ、短期間のうちに火炎が主燃焼室へ広がる結果、主燃
焼室での燃焼期間が短く熱効率が向上する。
室へ押し出されるので、ガス燃料は下副室の吸気と混合
しながら主燃焼室へ噴出され、噴孔の向きが接線方向に
なつているので、混合気の噴出エネルギが有効に利用さ
れ、短期間のうちに火炎が主燃焼室へ広がる結果、主燃
焼室での燃焼期間が短く熱効率が向上する。
【００１５】燃料噴射ノズルはガス燃料の着火と同時に
副ピストンの上側に位置するので、燃料噴射ノズルの熱
負荷が軽減される。
副ピストンの上側に位置するので、燃料噴射ノズルの熱
負荷が軽減される。
【図１】本発明に係る遮熱型ガスエンジンの主要部を示
す正面断面図である。
す正面断面図である。
【図２】同ガスエンジンにおける副ピストンの下降状態
を示す正面断面図である。
を示す正面断面図である。
【図３】図１の線３Ａ−３Ａによる下半部を省略して示
す底面断面図である。
す底面断面図である。
【図４】遮熱型ガスエンジンの行程を表す線図である。
４：燃料噴射ノズル ６ａ：開閉弁 ７：副ピストン
８：ハウジング ９：上副室 １０：下副室 １２：隔
壁 １３：弁孔 １４：噴孔 １６：排気弁 １８：吸
気弁 ２０：シリンダヘツド ２２：シリンダ本体 ２
４：主ピストン ２５：主燃焼室
８：ハウジング ９：上副室 １０：下副室 １２：隔
壁 １３：弁孔 １４：噴孔 １６：排気弁 １８：吸
気弁 ２０：シリンダヘツド ２２：シリンダ本体 ２
４：主ピストン ２５：主燃焼室
Claims (4)
- 【請求項１】シリンダヘツドの下部に備えた円筒形のハ
ウジングに、隔壁により上副室と下副室とを区画し、上
副室の中間周壁に燃料噴射ノズルを配設し、上副室に吸
排気弁に連動して上下動する副ピストンを嵌装し、副ピ
ストンの下端に前記隔壁に設けた弁孔を開閉する開閉弁
を結合し、下副室の下端周壁にシリンダ本体の主燃焼室
へ連通する複数の噴孔を備えたことを特徴とする、遮熱
型ガスエンジン。 - 【請求項２】前記複数の噴孔は下副室の下端周壁に周方
向等間隔に配設され、かつ噴孔の向きは接線方向であ
る、請求項１に記載の遮熱型ガスエンジン。 - 【請求項３】前記ハウジングと主ピストンの冠部は耐熱
構造材により構成されている、請求項１に記載の遮熱型
ガスエンジン。 - 【請求項４】前記上副室に嵌装した副ピストンは上方へ
突出するステムを、吸排気弁と同期して副ピストンを上
下動させる動弁機構に係合される、請求項１に記載の遮
熱型ガスエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112061A JPH07293344A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 遮熱型ガスエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112061A JPH07293344A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 遮熱型ガスエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293344A true JPH07293344A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=14577071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6112061A Pending JPH07293344A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 遮熱型ガスエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07293344A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971106A2 (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-12 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Prechamber gas-combustion engine with gaseous fuel compressor |
| JP2003286849A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 副室付ガスエンジン |
| KR101459955B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2014-11-10 | 현대자동차주식회사 | 제트이그니션 장치 |
| US10202891B2 (en) | 2012-09-20 | 2019-02-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Precombustion chamber gas engine |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP6112061A patent/JPH07293344A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971106A2 (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-12 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Prechamber gas-combustion engine with gaseous fuel compressor |
| EP0971106A3 (en) * | 1998-07-08 | 2000-08-23 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Prechamber gas-combustion engine with gaseous fuel compressor |
| JP2003286849A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 副室付ガスエンジン |
| US10202891B2 (en) | 2012-09-20 | 2019-02-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Precombustion chamber gas engine |
| KR101459955B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2014-11-10 | 현대자동차주식회사 | 제트이그니션 장치 |
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