JPH0223703B2 - - Google Patents
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- JPH0223703B2 JPH0223703B2 JP56174766A JP17476681A JPH0223703B2 JP H0223703 B2 JPH0223703 B2 JP H0223703B2 JP 56174766 A JP56174766 A JP 56174766A JP 17476681 A JP17476681 A JP 17476681A JP H0223703 B2 JPH0223703 B2 JP H0223703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- gaseous fuel
- intake valve
- valve
- air
- 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.)
- Expired - Lifetime
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気体燃料エンジンに関するものであ
る。さらに詳しくは、大気圧以上の高圧に加圧し
た可燃性気体を燃料として駆動するようにした４
サイクルエンジンに関するものである。
る。さらに詳しくは、大気圧以上の高圧に加圧し
た可燃性気体を燃料として駆動するようにした４
サイクルエンジンに関するものである。
水素、メタン、エタンなどの気体燃料を４サイ
クルエンジンに用いる場合、この気体燃料を、従
来のエンジンと同様に予め空気と混合してから燃
焼室に供給するようにすると、十分な出力が得ら
れないという不都合がある。これは、例えば水素
燃料の場合、比重の軽い気体であるため、混合気
中に水素の占める体積割合が理論比で約30％にも
なつてガソリンなどの液体燃料に比べて著しく大
きくなり、その結果、燃焼室内において空気の占
める割合が小さくなり、１回当りの燃焼による発
熱量が減つてエンジン出力が低下することになる
からである。
クルエンジンに用いる場合、この気体燃料を、従
来のエンジンと同様に予め空気と混合してから燃
焼室に供給するようにすると、十分な出力が得ら
れないという不都合がある。これは、例えば水素
燃料の場合、比重の軽い気体であるため、混合気
中に水素の占める体積割合が理論比で約30％にも
なつてガソリンなどの液体燃料に比べて著しく大
きくなり、その結果、燃焼室内において空気の占
める割合が小さくなり、１回当りの燃焼による発
熱量が減つてエンジン出力が低下することになる
からである。
このような問題の対策として、本発明者等は、
先に燃焼室に対し空気供給用の空気吸入弁と高圧
気体燃料を供給するための燃料吸入弁とをそれぞ
れ独立に設けるようにすると共に、空気が必要量
吸入し終る頃から高圧の気体燃料を供給して、た
とえ機関が圧縮行程にかかつても気体燃料を供給
しうるようにしたことにより解決を行つた。しか
しながら、このような独立供給にともなう別の問
題は、得にアイドリング時などのように、高圧に
加圧された気体燃料を部分負荷で燃焼室内に噴出
供給させると、少ない流量であるために噴射され
た気体燃料が音速に達して断熱膨脹を行い、点火
栓等が冷却されたり、気体燃料の吸入量が一定し
なかつたりする現象が発生することである。その
結果、これが失火の原因などのいろいろな不具合
を生ずることになるのである。
先に燃焼室に対し空気供給用の空気吸入弁と高圧
気体燃料を供給するための燃料吸入弁とをそれぞ
れ独立に設けるようにすると共に、空気が必要量
吸入し終る頃から高圧の気体燃料を供給して、た
とえ機関が圧縮行程にかかつても気体燃料を供給
しうるようにしたことにより解決を行つた。しか
しながら、このような独立供給にともなう別の問
題は、得にアイドリング時などのように、高圧に
加圧された気体燃料を部分負荷で燃焼室内に噴出
供給させると、少ない流量であるために噴射され
た気体燃料が音速に達して断熱膨脹を行い、点火
栓等が冷却されたり、気体燃料の吸入量が一定し
なかつたりする現象が発生することである。その
結果、これが失火の原因などのいろいろな不具合
を生ずることになるのである。
本発明の目的は上述のような気体燃料エンジン
における問題を解消し、燃焼室に対し空気を供給
する空気吸入弁と高圧気体燃料を供給する燃料吸
入弁とをそれぞれ独立に設けた気体燃料エンジン
において、その気体燃料の断熱膨脹による冷却及
びそれに伴う失火などの不具合の発生がないよう
にした気体燃料エンジンを提供せんとするもので
ある。
における問題を解消し、燃焼室に対し空気を供給
する空気吸入弁と高圧気体燃料を供給する燃料吸
入弁とをそれぞれ独立に設けた気体燃料エンジン
において、その気体燃料の断熱膨脹による冷却及
びそれに伴う失火などの不具合の発生がないよう
にした気体燃料エンジンを提供せんとするもので
ある。
上記目的を達成する本発明の気体燃料エンジン
は、燃焼室に空気を供給する空気吸入弁と高圧に
加圧した気体燃料を供給する燃料吸入弁とをそれ
ぞれ独立に設けた４サイクルエンジンであつて、
前記燃料吸入弁の背部に気体燃料通路の容積を拡
大させた受熱可能な膨張室を設け、該膨張室で受
熱して高圧に保たれた状態の気体燃料を、前記燃
料吸入弁の開弁時にその開弁期間にわたつて噴射
される構成にしたものである。
は、燃焼室に空気を供給する空気吸入弁と高圧に
加圧した気体燃料を供給する燃料吸入弁とをそれ
ぞれ独立に設けた４サイクルエンジンであつて、
前記燃料吸入弁の背部に気体燃料通路の容積を拡
大させた受熱可能な膨張室を設け、該膨張室で受
熱して高圧に保たれた状態の気体燃料を、前記燃
料吸入弁の開弁時にその開弁期間にわたつて噴射
される構成にしたものである。
以下、図に示す本発明の実施例により具体的に
説明する。
説明する。
第１図及び第２図は本発明の実施例からなる２
気筒からなる気体燃料エンジンを示すものであつ
て、１０はシリンダボデー、１２はその内側に２
気筒が並列に形成されたシリンダ、１４はこのシ
タンダ１２に嵌挿されて上下に往復運動するよう
にしたピストン、１６はシリンダボデー１０の上
部に装着固定されたシリンダヘツド、１８はシリ
ンダヘツドカバー、５０はシリンダ１２内におい
てピストン１４上面とシリンダヘツド１６との間
に形成された燃焼室である。
気筒からなる気体燃料エンジンを示すものであつ
て、１０はシリンダボデー、１２はその内側に２
気筒が並列に形成されたシリンダ、１４はこのシ
タンダ１２に嵌挿されて上下に往復運動するよう
にしたピストン、１６はシリンダボデー１０の上
部に装着固定されたシリンダヘツド、１８はシリ
ンダヘツドカバー、５０はシリンダ１２内におい
てピストン１４上面とシリンダヘツド１６との間
に形成された燃焼室である。
シリンダヘツド１６にはシリンダ１２のボア中
心付近に点火栓４８がそれぞれ設けられている。
さらにシリンダヘツド１６のそれぞれには、１気
筒につき空気を吸入するための２個の空気吸入弁
２０，２２と、加圧された高圧の気体燃料を吸入
するための１個の燃料吸入弁２４と、燃焼後のガ
スを排出するための排気弁２６とが設けられてい
る。空気吸入弁２０，２２は２個のシリンダ１
２，１２の各軸心を含む面に対し片側に並び、ま
た燃料吸入弁２４と排気弁２６とは他側に並列す
るようになつている。各気筒の空気の吸気通路２
８はその下流側が二股状に分岐して各空気吸入弁
２０，２２に連通し、また吸気通路２８の上流側
は吸気箱３０に連通している。吸気箱３０には不
図示の空気清浄器から空気が流入するようになつ
ており、また吸気通路２８内には流量を調節する
絞り弁３２が設けられている。空気吸入弁２０，
２２はカム軸３４に固定されたカム３５によりバ
ルブリフタ３６を介して同時に開閉駆動される。
また排気弁２６はカム軸３７に固定されたカム３
８によりバルブリフタ（図示せず）を介して開閉
駆動され、開弁時には燃焼後の排気を排気通路４
０に送り出し大気中に排出する。
心付近に点火栓４８がそれぞれ設けられている。
さらにシリンダヘツド１６のそれぞれには、１気
筒につき空気を吸入するための２個の空気吸入弁
２０，２２と、加圧された高圧の気体燃料を吸入
するための１個の燃料吸入弁２４と、燃焼後のガ
スを排出するための排気弁２６とが設けられてい
る。空気吸入弁２０，２２は２個のシリンダ１
２，１２の各軸心を含む面に対し片側に並び、ま
た燃料吸入弁２４と排気弁２６とは他側に並列す
るようになつている。各気筒の空気の吸気通路２
８はその下流側が二股状に分岐して各空気吸入弁
２０，２２に連通し、また吸気通路２８の上流側
は吸気箱３０に連通している。吸気箱３０には不
図示の空気清浄器から空気が流入するようになつ
ており、また吸気通路２８内には流量を調節する
絞り弁３２が設けられている。空気吸入弁２０，
２２はカム軸３４に固定されたカム３５によりバ
ルブリフタ３６を介して同時に開閉駆動される。
また排気弁２６はカム軸３７に固定されたカム３
８によりバルブリフタ（図示せず）を介して開閉
駆動され、開弁時には燃焼後の排気を排気通路４
０に送り出し大気中に排出する。
一方、燃料吸入弁２４は排気弁２６と並列して
設けられ、上述した排気弁２６を駆動するカム軸
３７に対し固定されたカム４２によりバルブリフ
タ４４を介して開閉駆動される。この燃料吸入弁
２４には燃料通路４６が連通し、この燃料通路４
６は流量制御装置４７（アクセル）を介して気体
燃料タンク５１に連結されている。気体燃料タン
ク５１からは大気圧以上の高圧に加圧された気体
燃料が得られるようになつており、エンジンの負
荷に応じて流量制御装置４７により流量を制御さ
れて燃料通路４６に供給されるようになつてい
る。また燃料吸入弁２４の背部に位置するシリン
ダヘツド１６内の燃料通路４６はその容積が拡大
された膨脹室４６ａを構成している。
設けられ、上述した排気弁２６を駆動するカム軸
３７に対し固定されたカム４２によりバルブリフ
タ４４を介して開閉駆動される。この燃料吸入弁
２４には燃料通路４６が連通し、この燃料通路４
６は流量制御装置４７（アクセル）を介して気体
燃料タンク５１に連結されている。気体燃料タン
ク５１からは大気圧以上の高圧に加圧された気体
燃料が得られるようになつており、エンジンの負
荷に応じて流量制御装置４７により流量を制御さ
れて燃料通路４６に供給されるようになつてい
る。また燃料吸入弁２４の背部に位置するシリン
ダヘツド１６内の燃料通路４６はその容積が拡大
された膨脹室４６ａを構成している。
さて、上述の気体燃料エンジンについて、その
動作を第３図をも合せて参照することにより説明
する。先ず、吸気行程において、空気吸入弁２
０，２２がピストン１４の上死点（TDC）前の
所定のクランク角θで開くと、絞り弁３２の開度
に対応した空気量が燃焼室５０へ流入する。ピス
トン１４の下死点（BDC）付近で燃料吸入弁２
４が開き始め、高圧気体燃料が燃焼室５０内に噴
射される。ここで、気体燃料タンク５１から燃料
通路４６を介して供給される高圧気体燃料は膨脹
室４６ａに至り、ここで膨脹作用を行う。しか
し、ここで行われる膨脹はシリンダヘツド１６の
内壁面から受熱しながらの膨脹であるため、温度
降下や圧力降下を起すようなことはなく、受熱し
て高圧を保つた状態で燃料吸入弁２４の開弁時に
その開弁期間にわたつてで燃料吸入弁２４を介し
て燃焼室５０内に噴射される。したがつて、アイ
ドリング時のような部分負荷のときで、気体燃料
の流量が少ないときであつても、燃焼室５０内に
噴射されるときは断熱膨脹に基づく点火栓等の冷
却が起こることはないと共に、気体燃料の吸入量
は一定となり、これによつて失火現象等を招くよ
うなことはない。気体燃料が燃焼室５０に噴射さ
れるとき、空気吸入弁２０，２２は開弁期間Ａ内
にあるが、その通路面積が小さくなつているばか
りでなく、吸気通路２８内の空気の流動慣性が作
用するため燃焼室５０から吸気通路２８へ混合気
が逆流するようなことはない。また、同様に燃料
吸入弁２４も、その開弁期間にわたつて高圧の気
体燃料を燃焼室５０内に噴射し続けるので、燃焼
室５０の混合気（空気）が膨張室４６ａ側に逆流
することはなく、そのため膨張室４６ａが受熱可
能な構成になつていても逆火を起こすことはな
い。下死点をさらに過ぎると圧縮行程に入り、空
気吸入弁２０，２２は完全に閉じ、一方燃料吸入
弁２４の通路面積は増大する。このため気体燃料
は勢い良く燃焼室５０内に噴射されることにな
る。
動作を第３図をも合せて参照することにより説明
する。先ず、吸気行程において、空気吸入弁２
０，２２がピストン１４の上死点（TDC）前の
所定のクランク角θで開くと、絞り弁３２の開度
に対応した空気量が燃焼室５０へ流入する。ピス
トン１４の下死点（BDC）付近で燃料吸入弁２
４が開き始め、高圧気体燃料が燃焼室５０内に噴
射される。ここで、気体燃料タンク５１から燃料
通路４６を介して供給される高圧気体燃料は膨脹
室４６ａに至り、ここで膨脹作用を行う。しか
し、ここで行われる膨脹はシリンダヘツド１６の
内壁面から受熱しながらの膨脹であるため、温度
降下や圧力降下を起すようなことはなく、受熱し
て高圧を保つた状態で燃料吸入弁２４の開弁時に
その開弁期間にわたつてで燃料吸入弁２４を介し
て燃焼室５０内に噴射される。したがつて、アイ
ドリング時のような部分負荷のときで、気体燃料
の流量が少ないときであつても、燃焼室５０内に
噴射されるときは断熱膨脹に基づく点火栓等の冷
却が起こることはないと共に、気体燃料の吸入量
は一定となり、これによつて失火現象等を招くよ
うなことはない。気体燃料が燃焼室５０に噴射さ
れるとき、空気吸入弁２０，２２は開弁期間Ａ内
にあるが、その通路面積が小さくなつているばか
りでなく、吸気通路２８内の空気の流動慣性が作
用するため燃焼室５０から吸気通路２８へ混合気
が逆流するようなことはない。また、同様に燃料
吸入弁２４も、その開弁期間にわたつて高圧の気
体燃料を燃焼室５０内に噴射し続けるので、燃焼
室５０の混合気（空気）が膨張室４６ａ側に逆流
することはなく、そのため膨張室４６ａが受熱可
能な構成になつていても逆火を起こすことはな
い。下死点をさらに過ぎると圧縮行程に入り、空
気吸入弁２０，２２は完全に閉じ、一方燃料吸入
弁２４の通路面積は増大する。このため気体燃料
は勢い良く燃焼室５０内に噴射されることにな
る。
燃料吸入弁２４が閉じた後、所定の点火時期Ig
において点火栓４８により点火され、爆発行程に
入る。爆発行程に続き排気弁２６が開いて排気行
程になり、既燃焼ガスが排気として排気通路４０
へ排出される。
において点火栓４８により点火され、爆発行程に
入る。爆発行程に続き排気弁２６が開いて排気行
程になり、既燃焼ガスが排気として排気通路４０
へ排出される。
なお、上述の実施例では燃料吸入弁２４は排気
弁２８側のカム軸３７によつて駆動されるが、空
気吸入弁側のカム軸３４によつて駆動するように
してもよい。この燃料吸入弁の駆動については、
電磁弁による方法も考えられるが、この電磁弁は
この燃料吸入弁の開閉駆動を行うには応答速度が
遅いため、上記実施例のように空気吸入弁又は排
気弁駆動のためのカム軸を利用する機械式とする
のが好ましい。また、空気吸入弁は１気筒につき
必ずしも２個である必要はなく、１個だけであつ
てもよい。また、出力を気体燃料の供給量で制御
する場合は、絞り弁３２は不要である。
弁２８側のカム軸３７によつて駆動されるが、空
気吸入弁側のカム軸３４によつて駆動するように
してもよい。この燃料吸入弁の駆動については、
電磁弁による方法も考えられるが、この電磁弁は
この燃料吸入弁の開閉駆動を行うには応答速度が
遅いため、上記実施例のように空気吸入弁又は排
気弁駆動のためのカム軸を利用する機械式とする
のが好ましい。また、空気吸入弁は１気筒につき
必ずしも２個である必要はなく、１個だけであつ
てもよい。また、出力を気体燃料の供給量で制御
する場合は、絞り弁３２は不要である。
上述したように、本発明の気体燃料エンジン
は、燃焼室に空気を供給する空気吸入弁と高圧に
加圧した気体燃料を供給する燃料吸入弁とをそれ
ぞれ独立に設けた４サイクルエンジンであつて、
前記燃料吸入弁の背部に気体燃料通路の容積を拡
大させた受熱可能な膨張室を設けたので、空気吸
入弁と燃料吸入弁とが互いに独立に設けられてい
ても、燃焼室に噴射された気体燃料が断熱膨張に
よつて点火栓などを冷却したり、気体燃料の吸入
量が一定しなかつたりすることをなくし、失火な
どの不具合を解消する。
は、燃焼室に空気を供給する空気吸入弁と高圧に
加圧した気体燃料を供給する燃料吸入弁とをそれ
ぞれ独立に設けた４サイクルエンジンであつて、
前記燃料吸入弁の背部に気体燃料通路の容積を拡
大させた受熱可能な膨張室を設けたので、空気吸
入弁と燃料吸入弁とが互いに独立に設けられてい
ても、燃焼室に噴射された気体燃料が断熱膨張に
よつて点火栓などを冷却したり、気体燃料の吸入
量が一定しなかつたりすることをなくし、失火な
どの不具合を解消する。
また、本発明の気体燃料エンジンは、上記膨張
室で受熱して高圧に保たれた状態の気体燃料を、
燃料吸入弁の開弁時にその開弁期間にわたつて噴
射する構成にしてあるから、燃焼室の混合気（空
気）が膨張室側に逆流することはなく、そのため
膨張室が受熱可能な構成になつていても逆火を起
こすようなことはない。
室で受熱して高圧に保たれた状態の気体燃料を、
燃料吸入弁の開弁時にその開弁期間にわたつて噴
射する構成にしてあるから、燃焼室の混合気（空
気）が膨張室側に逆流することはなく、そのため
膨張室が受熱可能な構成になつていても逆火を起
こすようなことはない。
第１図は本発明の実施例によるエンジンを一部
断面にした平面図、第２図は第１図の−線断
面図、第３図は各弁のタイミングを示す図であ
る。 ２０，２２……空気吸入弁、２４……燃料吸入
弁、２６……排気弁、４６……燃料通路、４６ａ
……膨脹室、５０……燃焼室、５１……気体燃料
タンク。
断面にした平面図、第２図は第１図の−線断
面図、第３図は各弁のタイミングを示す図であ
る。 ２０，２２……空気吸入弁、２４……燃料吸入
弁、２６……排気弁、４６……燃料通路、４６ａ
……膨脹室、５０……燃焼室、５１……気体燃料
タンク。
Claims (1)
- １ 燃焼室に空気を供給する空気吸入弁と高圧に
加圧した気体燃料を供給する燃料吸入弁とをそれ
ぞれ独立に設けた４サイクルエンジンであつて、
前記燃料吸入弁の背部に気体燃料通路の容積を拡
大させた受熱可能な膨張室を設け、該膨張室で受
熱して高圧に保たれた状態の気体燃料を、前記燃
料吸入弁の開弁時にその開弁期間にわたつて噴射
する構成にした気体燃料エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56174766A JPS5877152A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 気体燃料エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56174766A JPS5877152A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 気体燃料エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877152A JPS5877152A (ja) | 1983-05-10 |
| JPH0223703B2 true JPH0223703B2 (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=15984294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56174766A Granted JPS5877152A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 気体燃料エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877152A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5228423A (en) * | 1991-10-12 | 1993-07-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dual-fuel engine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4941202A (ja) * | 1971-12-15 | 1974-04-18 | ||
| JPS5618030A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-20 | Ishishiba Service Kk | Gas diesel engine with supercharger for vehicle |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP56174766A patent/JPS5877152A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5877152A (ja) | 1983-05-10 |
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