JPH062558A - 気体燃料エンジン - Google Patents
気体燃料エンジンInfo
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- JPH062558A JPH062558A JP15703492A JP15703492A JPH062558A JP H062558 A JPH062558 A JP H062558A JP 15703492 A JP15703492 A JP 15703492A JP 15703492 A JP15703492 A JP 15703492A JP H062558 A JPH062558 A JP H062558A
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- stroke
- exhaust
- valve
- engine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気体燃料エンジンにおいて、燃焼室内の掃
気、冷却作用を高め、とくにポンピングロス等による出
力低下を抑制しつつ上記掃気、冷却を促進し、過早着火
を確実に防止する 【構成】 空気を供給する吸気ポート６、気体燃料を供
給する燃料供給ポート８、排気ポート等を有する往復動
型のエンジンにおいて、吸気、圧縮、膨張、排気の４行
程に加えて掃気冷却用過程としての吸気、排気行程を有
する６行程にエンジンの作動を設定するとともに、燃料
供給ポート８を圧縮行程で開くようにする一方、掃気冷
却用過程の吸気行程における吸気弁閉時期を圧縮行程前
の吸気行程における吸気弁閉時期よりも遅く設定してい
る
気、冷却作用を高め、とくにポンピングロス等による出
力低下を抑制しつつ上記掃気、冷却を促進し、過早着火
を確実に防止する 【構成】 空気を供給する吸気ポート６、気体燃料を供
給する燃料供給ポート８、排気ポート等を有する往復動
型のエンジンにおいて、吸気、圧縮、膨張、排気の４行
程に加えて掃気冷却用過程としての吸気、排気行程を有
する６行程にエンジンの作動を設定するとともに、燃料
供給ポート８を圧縮行程で開くようにする一方、掃気冷
却用過程の吸気行程における吸気弁閉時期を圧縮行程前
の吸気行程における吸気弁閉時期よりも遅く設定してい
る
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素ガス等の気体燃料
を用いる気体燃料エンジンに関するものである。
を用いる気体燃料エンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、水素ガス等の可燃性気体を燃料と
して使用する気体燃料エンジンが開発されつつあるが、
気体燃料を用いる場合、その容積率がガソリンと比べて
格段に大きく、また、水素ガス等はガソリンと比べて燃
焼速度が速い等、特有の事情があることから、空気吸入
量の確保、気体燃料供給量のコントロール、バックファ
イア防止等の面で、対策が必要となる。
して使用する気体燃料エンジンが開発されつつあるが、
気体燃料を用いる場合、その容積率がガソリンと比べて
格段に大きく、また、水素ガス等はガソリンと比べて燃
焼速度が速い等、特有の事情があることから、空気吸入
量の確保、気体燃料供給量のコントロール、バックファ
イア防止等の面で、対策が必要となる。
【０００３】従来のこの種の気体燃料エンジンとして、
例えば特公昭５８−３６１７２号公報に示されているも
のでは、空気吸入用通路と水素ガス供給用通路とを別個
に形成し、これらの通路の各下流端（吸気ポートおよび
燃料供給ポート）と排気ポートとを燃焼室に開口させ
て、それぞれに吸気弁、水素供給弁（タイミング弁）お
よび排気弁を設けるとともに、吸気弁を下死点で閉じる
一方、水素供給弁を下死点で開いて、水素供給弁が開い
ている間に、シリンダ内圧より高い圧力で水素ガスを燃
焼室に送り込むようにしている。この構造によると、空
気と水素ガスとが別個の通路を通って燃焼室に供給さ
れ、かつ空気の供給期間と水素ガスの供給期間とがラッ
プしないため、容積率の大きい水素ガスが空気の吸入を
妨げることがなく、また水素ガスが空気吸入用通路側に
流れることが避けられてバックファイヤ防止に有効とな
る。
例えば特公昭５８−３６１７２号公報に示されているも
のでは、空気吸入用通路と水素ガス供給用通路とを別個
に形成し、これらの通路の各下流端（吸気ポートおよび
燃料供給ポート）と排気ポートとを燃焼室に開口させ
て、それぞれに吸気弁、水素供給弁（タイミング弁）お
よび排気弁を設けるとともに、吸気弁を下死点で閉じる
一方、水素供給弁を下死点で開いて、水素供給弁が開い
ている間に、シリンダ内圧より高い圧力で水素ガスを燃
焼室に送り込むようにしている。この構造によると、空
気と水素ガスとが別個の通路を通って燃焼室に供給さ
れ、かつ空気の供給期間と水素ガスの供給期間とがラッ
プしないため、容積率の大きい水素ガスが空気の吸入を
妨げることがなく、また水素ガスが空気吸入用通路側に
流れることが避けられてバックファイヤ防止に有効とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の気
体燃料エンジンによると、燃焼室内での過早着火の対策
の面で、課題が残されていた。
体燃料エンジンによると、燃焼室内での過早着火の対策
の面で、課題が残されていた。
【０００５】すなわち、この種の往復動型の気体燃料エ
ンジンでは、一般の４サイクルエンジンと同様に吸気、
圧縮、膨張、排気の４行程を行ないつつ、その圧縮行程
の前半に気体燃料を供給するが、それ以前の段階での掃
気、冷却作用が不十分であると、残留ガスにより燃焼室
内の温度が高くなり、また排気弁、点火プラグ等が高温
となる。そして、水素ガス等の気体燃料は非常に燃え易
いため、残留ガスによって燃焼室内の温度が高くなって
いる場合や排気弁等の冷却が不十分な場合に、正規の着
火時点以前に上記残留ガス等による熱で気体燃料が過早
着火してしまう可能性がある。
ンジンでは、一般の４サイクルエンジンと同様に吸気、
圧縮、膨張、排気の４行程を行ないつつ、その圧縮行程
の前半に気体燃料を供給するが、それ以前の段階での掃
気、冷却作用が不十分であると、残留ガスにより燃焼室
内の温度が高くなり、また排気弁、点火プラグ等が高温
となる。そして、水素ガス等の気体燃料は非常に燃え易
いため、残留ガスによって燃焼室内の温度が高くなって
いる場合や排気弁等の冷却が不十分な場合に、正規の着
火時点以前に上記残留ガス等による熱で気体燃料が過早
着火してしまう可能性がある。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑み、燃焼室内の
掃気、冷却作用を高め、とくにポンピングロス等による
出力低下を抑制しつつ上記掃気、冷却作用を促進し、過
早着火を確実に防止することができる気体燃料エンジン
を提供することを目的とする。
掃気、冷却作用を高め、とくにポンピングロス等による
出力低下を抑制しつつ上記掃気、冷却作用を促進し、過
早着火を確実に防止することができる気体燃料エンジン
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、往復動型エンジンのシリンダに、空気を供
給する吸気ポートと、気体燃料を供給する燃料供給ポー
トと、排気ポートとを開口させるとともに、上記吸気ポ
ートを開閉する吸気弁と、この吸気弁が閉弁してから燃
料供給ポートを開くタイミング弁と、排気ポートを開閉
する排気弁と、点火プラグとを配設した気体燃料エンジ
ンにおいて、エンジンの１サイクルが吸気、圧縮、膨
張、排気、吸気、排気の６行程からなるようにエンジン
の作動を設定して、膨張行程の次の排気行程と圧縮行程
前の吸気行程との間にある吸気行程および圧縮行程によ
り掃気冷却用過程を構成するとともに、上記燃料供給ポ
ートを圧縮行程で開くように上記タイミング弁の開閉タ
イミングを設定する一方、上記掃気冷却用過程の吸気行
程における吸気弁閉時期を圧縮行程前の吸気行程におけ
る吸気弁閉時期よりも遅く設定したものである。
するために、往復動型エンジンのシリンダに、空気を供
給する吸気ポートと、気体燃料を供給する燃料供給ポー
トと、排気ポートとを開口させるとともに、上記吸気ポ
ートを開閉する吸気弁と、この吸気弁が閉弁してから燃
料供給ポートを開くタイミング弁と、排気ポートを開閉
する排気弁と、点火プラグとを配設した気体燃料エンジ
ンにおいて、エンジンの１サイクルが吸気、圧縮、膨
張、排気、吸気、排気の６行程からなるようにエンジン
の作動を設定して、膨張行程の次の排気行程と圧縮行程
前の吸気行程との間にある吸気行程および圧縮行程によ
り掃気冷却用過程を構成するとともに、上記燃料供給ポ
ートを圧縮行程で開くように上記タイミング弁の開閉タ
イミングを設定する一方、上記掃気冷却用過程の吸気行
程における吸気弁閉時期を圧縮行程前の吸気行程におけ
る吸気弁閉時期よりも遅く設定したものである。
【０００８】上記構成において、上記掃気冷却用過程に
おける吸気行程から排気行程への移行時の開弁オーバラ
ップ期間を、膨張行程の次の排気行程から掃気冷却用過
程の吸気行程への移行時の開弁オーバラップ期間よりも
大きく設定することが好ましい。
おける吸気行程から排気行程への移行時の開弁オーバラ
ップ期間を、膨張行程の次の排気行程から掃気冷却用過
程の吸気行程への移行時の開弁オーバラップ期間よりも
大きく設定することが好ましい。
【０００９】
【作用】上記の構成によると、圧縮行程前の吸気行程の
吸気弁閉時期は比較的早く、その吸気弁閉時期後に水素
ガスが燃焼室に直接供給されることにより、空気の吸入
および水素ガスの供給が良好に行なわれる。また、上記
掃気冷却用過程を構成する吸気行程および排気行程によ
り、過早着火防止のための残留ガスの掃気および冷却が
十分に行なわれ、この場合に、掃気冷却用過程における
吸気行程の吸気弁閉時期は遅くされていることにより、
ポンピングロスが低減される。
吸気弁閉時期は比較的早く、その吸気弁閉時期後に水素
ガスが燃焼室に直接供給されることにより、空気の吸入
および水素ガスの供給が良好に行なわれる。また、上記
掃気冷却用過程を構成する吸気行程および排気行程によ
り、過早着火防止のための残留ガスの掃気および冷却が
十分に行なわれ、この場合に、掃気冷却用過程における
吸気行程の吸気弁閉時期は遅くされていることにより、
ポンピングロスが低減される。
【００１０】また、膨張行程の次の排気行程から掃気冷
却用過程の吸気行程への移行時の開弁オーバラップ期間
が比較的小さく、上記掃気冷却用過程における吸気行程
から排気行程への移行時の開弁オーバラップ期間が比較
的大きいと、前者の開弁オーバラップ期間における排気
の逆流が防止される一方、後者の開弁オーバラップ期間
の大きいことがポンピングロス低減に有効となる。
却用過程の吸気行程への移行時の開弁オーバラップ期間
が比較的小さく、上記掃気冷却用過程における吸気行程
から排気行程への移行時の開弁オーバラップ期間が比較
的大きいと、前者の開弁オーバラップ期間における排気
の逆流が防止される一方、後者の開弁オーバラップ期間
の大きいことがポンピングロス低減に有効となる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３は本発明の一実施例による往復動型の気体
燃料エンジンの全体構造を示している。当実施例では、
気体燃料として水素ガスが用いられている。
図１乃至図３は本発明の一実施例による往復動型の気体
燃料エンジンの全体構造を示している。当実施例では、
気体燃料として水素ガスが用いられている。
【００１２】図に示す往復動型のエンジンは、シリンダ
ブロック２およびシリンダヘッド３等からなるエンジン
本体１の各シリンダ内にピストン４を備え、このピスト
ン４の上方に燃焼室５が形成され、この燃焼室５に、空
気を供給する吸気ポート６と、排気ポート７と、水素ガ
スを供給する水素ポート（燃料供給ポート）８とが開口
している。上記吸気ポート６は、図外のエアクリーナ、
スロットル弁等を備えた吸気管に連通し、排気ポート７
は図外の排気管に連通している。
ブロック２およびシリンダヘッド３等からなるエンジン
本体１の各シリンダ内にピストン４を備え、このピスト
ン４の上方に燃焼室５が形成され、この燃焼室５に、空
気を供給する吸気ポート６と、排気ポート７と、水素ガ
スを供給する水素ポート（燃料供給ポート）８とが開口
している。上記吸気ポート６は、図外のエアクリーナ、
スロットル弁等を備えた吸気管に連通し、排気ポート７
は図外の排気管に連通している。
【００１３】上記水素ポート８は、メタルハイドライド
タンク（以下ＭＨタンクという）１０からの水素ガスを
導く燃料供給通路１１に接続されている。上記ＭＨタン
ク１０は、その内部に水素を吸蔵、放出することのでき
る水素吸蔵合金を備えており、エンジンウォータジャケ
ットから供給される冷却水でＭＨタンク１０の水素吸蔵
合金が加熱されることにより、水素が燃料供給通路１１
に放出されるようになっている。上記燃料供給通路１１
には、圧力調整器１２および流量調整弁１３が介設され
ている。そして、ＭＨタンク１０から供給される水素ガ
スが上記圧力調整器１２で適度の圧力、例えば略５気圧
（３〜７気圧）に調圧されるとともに、上記流量調整弁
１３によって例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じ
て水素ガス流量が調整されるようになっている。
タンク（以下ＭＨタンクという）１０からの水素ガスを
導く燃料供給通路１１に接続されている。上記ＭＨタン
ク１０は、その内部に水素を吸蔵、放出することのでき
る水素吸蔵合金を備えており、エンジンウォータジャケ
ットから供給される冷却水でＭＨタンク１０の水素吸蔵
合金が加熱されることにより、水素が燃料供給通路１１
に放出されるようになっている。上記燃料供給通路１１
には、圧力調整器１２および流量調整弁１３が介設され
ている。そして、ＭＨタンク１０から供給される水素ガ
スが上記圧力調整器１２で適度の圧力、例えば略５気圧
（３〜７気圧）に調圧されるとともに、上記流量調整弁
１３によって例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じ
て水素ガス流量が調整されるようになっている。
【００１４】上記吸気ポート６および排気ポート７には
吸気弁１６および排気弁１７がそれぞれ設けられ、また
水素ポート８には、吸気弁閉弁後の圧縮行程前半の所定
期間にこの水素ポート８を開くタイミング弁１８が設け
られている。このタイミング弁１８は、図示の例では吸
・排気弁と同様のポペット弁で形成されている。これら
吸気弁１６、排気弁１７およびタイミング弁１８と点火
プラグ１９は、燃焼室上部のシリンダヘッド３に配設さ
れている。
吸気弁１６および排気弁１７がそれぞれ設けられ、また
水素ポート８には、吸気弁閉弁後の圧縮行程前半の所定
期間にこの水素ポート８を開くタイミング弁１８が設け
られている。このタイミング弁１８は、図示の例では吸
・排気弁と同様のポペット弁で形成されている。これら
吸気弁１６、排気弁１７およびタイミング弁１８と点火
プラグ１９は、燃焼室上部のシリンダヘッド３に配設さ
れている。
【００１５】上記吸気弁１６、排気弁１７およびタイミ
ング弁１８はカムシャフト等からなる動弁機構により作
動され、例えば一対のカムシャフトのうちの一方のカム
シャフト２１に配設した吸気弁用カム２２と他方のカム
シャフト２３に配設した排気弁用カム２４およびタイミ
ング弁用のカム２５により、ダイレクトに駆動される。
そして、エンジンの１サイクルが図４に示すような吸
気、圧縮、膨張、排気、吸気、排気の６行程からなるよ
うに、上記動弁機構においてエンジンの作動が設定され
ている。
ング弁１８はカムシャフト等からなる動弁機構により作
動され、例えば一対のカムシャフトのうちの一方のカム
シャフト２１に配設した吸気弁用カム２２と他方のカム
シャフト２３に配設した排気弁用カム２４およびタイミ
ング弁用のカム２５により、ダイレクトに駆動される。
そして、エンジンの１サイクルが図４に示すような吸
気、圧縮、膨張、排気、吸気、排気の６行程からなるよ
うに、上記動弁機構においてエンジンの作動が設定され
ている。
【００１６】つまり動弁機構の構造としては、エンジン
のクランクシャフトと上記各カムシャフト２１，２３と
が３：１の回転数比で連動されるとともに、吸気弁用カ
ム２２および排気弁用カム２４には、それぞれ２つずつ
カムノーズ２２ａ，２２ｂおよび２４ａ，２４ｂが形成
されており、これにより、エンジンの３回転を１サイク
ルとしてその間に吸気弁１６と排気弁１７が２回ずつ開
かれる。また、タイミング弁用のカム２５には１つのカ
ムノーズ２５ａが形成されており、これによりタイミン
グ弁１８は上記１サイクルの間に１回だけ開かれる。そ
して、吸気→圧縮→膨張→排気→吸気→排気の順に６行
程が行なわれるとともに圧縮行程前半にタイミング弁１
７が開くように、上記各カム２２，２４，２５のカムノ
ーズ２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａの配置や
位相等が設定されている。
のクランクシャフトと上記各カムシャフト２１，２３と
が３：１の回転数比で連動されるとともに、吸気弁用カ
ム２２および排気弁用カム２４には、それぞれ２つずつ
カムノーズ２２ａ，２２ｂおよび２４ａ，２４ｂが形成
されており、これにより、エンジンの３回転を１サイク
ルとしてその間に吸気弁１６と排気弁１７が２回ずつ開
かれる。また、タイミング弁用のカム２５には１つのカ
ムノーズ２５ａが形成されており、これによりタイミン
グ弁１８は上記１サイクルの間に１回だけ開かれる。そ
して、吸気→圧縮→膨張→排気→吸気→排気の順に６行
程が行なわれるとともに圧縮行程前半にタイミング弁１
７が開くように、上記各カム２２，２４，２５のカムノ
ーズ２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａの配置や
位相等が設定されている。
【００１７】上記各行程および各弁の作動を、図４によ
ってさらに具体的に説明する。図４において、圧縮行程
前の吸気行程を第１吸気行程、膨張行程の次の排気行程
を第１排気行程、第１排気行程と次のサイクルの第１吸
気行程との間の吸気行程および排気行程を第２吸気行程
および第２排気行程と呼ぶと、第１吸気行程、圧縮行
程、膨張行程および第１排気行程の４行程は４サイクル
エンジンの各行程と同様の機能を果たし、第２吸気行程
および第２排気行程は、掃気冷却用過程を構成する。
ってさらに具体的に説明する。図４において、圧縮行程
前の吸気行程を第１吸気行程、膨張行程の次の排気行程
を第１排気行程、第１排気行程と次のサイクルの第１吸
気行程との間の吸気行程および排気行程を第２吸気行程
および第２排気行程と呼ぶと、第１吸気行程、圧縮行
程、膨張行程および第１排気行程の４行程は４サイクル
エンジンの各行程と同様の機能を果たし、第２吸気行程
および第２排気行程は、掃気冷却用過程を構成する。
【００１８】上記第１吸気行程で吸気弁１６が開かれる
が、この行程における吸気弁１６の閉時期ＩＣ１は比較
的早く、略下死点ＢＤＣに設定されている。この吸気弁
閉時期から圧縮行程途中の所定時期まで上記タイミング
弁１８が開状態となって燃料供給が行なわれる。そし
て、圧縮行程終期の上死点ＴＤＣ付近での点火の後、膨
張行程の次に第１排気行程で排気弁１７が開かれ、続い
て第２吸気行程で吸気弁１６が開かれ、第２排気行程で
排気弁１７が開かれるが、上記第２吸気行程における吸
気弁１６の閉時期ＩＣ２は第１吸気行程における吸気弁
１６の閉時期ＩＣ１よりもかなり遅く、例えばＡＢＤＣ
５０〜６０°ＣＡ程度とされている。また、第１排気行
程と第２吸気行程との間の開弁オーバラップ期間ＯＬ１
は比較的小さく設定され、例えば０〜１０°ＣＡ程度と
される一方、これと比べて第２吸気行程と第２排気行程
との間の開弁オーバラップ期間ＯＬ２は大きく設定さ
れ、例えば１００〜１４０°ＣＡ程度とされている。
が、この行程における吸気弁１６の閉時期ＩＣ１は比較
的早く、略下死点ＢＤＣに設定されている。この吸気弁
閉時期から圧縮行程途中の所定時期まで上記タイミング
弁１８が開状態となって燃料供給が行なわれる。そし
て、圧縮行程終期の上死点ＴＤＣ付近での点火の後、膨
張行程の次に第１排気行程で排気弁１７が開かれ、続い
て第２吸気行程で吸気弁１６が開かれ、第２排気行程で
排気弁１７が開かれるが、上記第２吸気行程における吸
気弁１６の閉時期ＩＣ２は第１吸気行程における吸気弁
１６の閉時期ＩＣ１よりもかなり遅く、例えばＡＢＤＣ
５０〜６０°ＣＡ程度とされている。また、第１排気行
程と第２吸気行程との間の開弁オーバラップ期間ＯＬ１
は比較的小さく設定され、例えば０〜１０°ＣＡ程度と
される一方、これと比べて第２吸気行程と第２排気行程
との間の開弁オーバラップ期間ＯＬ２は大きく設定さ
れ、例えば１００〜１４０°ＣＡ程度とされている。
【００１９】このような装置によると、上記第１吸気行
程で吸気ポート６より空気が燃焼室５に供給されてか
ら、圧縮行程の前半に水素ポート８より水素ガスが燃焼
室５に供給される。このとき、水素ガスが燃焼室５に直
接供給され、かつ吸気弁１６が閉じてから水素ガスの供
給が行なわれることにより、水素ガスで空気の吸入が妨
げられることが避けられるとともに、吸気通路側への水
素ガスの吹き抜けが生じることがなく、バックファイア
が防止される。そしてこのような作用を有する状態が確
保されつつ、吸気弁閉時期ＩＣ１が比較的早くされてい
ることにより、圧縮行程における燃焼室５内の圧力上昇
が比較的小さい期間に水素ガスが供給され、燃焼室５へ
の水素ガス流入および水素ガス流量コントロールなどに
有利となる。
程で吸気ポート６より空気が燃焼室５に供給されてか
ら、圧縮行程の前半に水素ポート８より水素ガスが燃焼
室５に供給される。このとき、水素ガスが燃焼室５に直
接供給され、かつ吸気弁１６が閉じてから水素ガスの供
給が行なわれることにより、水素ガスで空気の吸入が妨
げられることが避けられるとともに、吸気通路側への水
素ガスの吹き抜けが生じることがなく、バックファイア
が防止される。そしてこのような作用を有する状態が確
保されつつ、吸気弁閉時期ＩＣ１が比較的早くされてい
ることにより、圧縮行程における燃焼室５内の圧力上昇
が比較的小さい期間に水素ガスが供給され、燃焼室５へ
の水素ガス流入および水素ガス流量コントロールなどに
有利となる。
【００２０】水素ガス供給後、着火による燃焼および膨
張行程を経て第１排気行程で燃焼室５から燃焼後のガス
が排出され、さらに掃気、冷却のための第２吸気行程に
移る。このとき、第１排気行程と第２吸気行程との間の
開弁オーバラップ期間ＯＬ１が小さくされていることに
より、燃焼室５や吸気通路への排気ガスの逆流が防止さ
れる。
張行程を経て第１排気行程で燃焼室５から燃焼後のガス
が排出され、さらに掃気、冷却のための第２吸気行程に
移る。このとき、第１排気行程と第２吸気行程との間の
開弁オーバラップ期間ＯＬ１が小さくされていることに
より、燃焼室５や吸気通路への排気ガスの逆流が防止さ
れる。
【００２１】上記第２吸気行程とこれに続く第２排気行
程では、空気の吸入、排出が連続して行なわれることに
より、燃焼室５内の残留ガスを掃気する作用、および排
気弁１７、点火プラグ１９等を冷却する作用が十分に発
揮される。これにより、次のサイクルで水素ガスが燃焼
室５に供給されるときに過早着火を生じることが確実に
防止される。
程では、空気の吸入、排出が連続して行なわれることに
より、燃焼室５内の残留ガスを掃気する作用、および排
気弁１７、点火プラグ１９等を冷却する作用が十分に発
揮される。これにより、次のサイクルで水素ガスが燃焼
室５に供給されるときに過早着火を生じることが確実に
防止される。
【００２２】また、この第２吸気行程と第２排気行程と
からなる掃気冷却用過程では、上記作用が達成されつ
つ、できるだけポンピングロスが低減されるように、吸
気弁閉時期ＩＣ２および開弁オーバラップ期間ＯＬ２が
設定されている。つまりこの掃気過程では、吸気弁閉時
期を遅くしても第１吸気行程のように燃焼のための空気
量の確保や水素ガス供給等に支障をきたすという問題は
なく、また開弁オーバラップ期間を大きくしても、空気
の吸入に続いて排出が行なわれるので排気ガスの逆流の
問題はない。そして、吸気弁閉時期ＩＣ２が遅くされる
ことによりポンピングロスが低減され、開弁オーバラッ
プ期間ＯＬ２が大きくされることもポンピングロスの低
減につながる。
からなる掃気冷却用過程では、上記作用が達成されつ
つ、できるだけポンピングロスが低減されるように、吸
気弁閉時期ＩＣ２および開弁オーバラップ期間ＯＬ２が
設定されている。つまりこの掃気過程では、吸気弁閉時
期を遅くしても第１吸気行程のように燃焼のための空気
量の確保や水素ガス供給等に支障をきたすという問題は
なく、また開弁オーバラップ期間を大きくしても、空気
の吸入に続いて排出が行なわれるので排気ガスの逆流の
問題はない。そして、吸気弁閉時期ＩＣ２が遅くされる
ことによりポンピングロスが低減され、開弁オーバラッ
プ期間ＯＬ２が大きくされることもポンピングロスの低
減につながる。
【００２３】従って、エンジン３回転分である６行程を
１サイクルとしても、ポンピングロスが小さく抑えられ
ることにより、エンジン出力の低下が防止される。
１サイクルとしても、ポンピングロスが小さく抑えられ
ることにより、エンジン出力の低下が防止される。
【００２４】なお、本発明の装置における各部の具体的
構造は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で変更して差し支えない。また、気体燃料とし
ては、上記実施例に示す水素ガスに限らず、エタン、プ
ロパン、都市ガス等を用いるものでもよい。
構造は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で変更して差し支えない。また、気体燃料とし
ては、上記実施例に示す水素ガスに限らず、エタン、プ
ロパン、都市ガス等を用いるものでもよい。
【００２５】
【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る気体燃料エ
ンジンは、空気を供給する吸気ポート、気体燃料を供給
する燃料供給ポート、排気ポート等を有する往復動型の
エンジンにおいて、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程に
加えて掃気冷却用過程としての吸気、排気行程を有する
６行程にエンジンの作動を設定しているため、上記掃気
冷却用過程の吸気、排気行程で残留ガスの掃気および排
気弁等の冷却を十分に達成することにより、気体燃料の
過早着火を防止することができる。しかも、上記燃料供
給ポートを圧縮行程で開くようにする一方、掃気冷却用
過程の吸気行程における吸気弁閉時期を圧縮行程前の吸
気行程における吸気弁閉時期よりも遅く設定しているた
め、燃焼のための空気の吸入および水素ガスの供給を良
好に行なわせるとともに、掃気過程では吸気弁閉時期を
遅くすることでポンピングロスを低減し、出力低下を防
止することができる。
ンジンは、空気を供給する吸気ポート、気体燃料を供給
する燃料供給ポート、排気ポート等を有する往復動型の
エンジンにおいて、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程に
加えて掃気冷却用過程としての吸気、排気行程を有する
６行程にエンジンの作動を設定しているため、上記掃気
冷却用過程の吸気、排気行程で残留ガスの掃気および排
気弁等の冷却を十分に達成することにより、気体燃料の
過早着火を防止することができる。しかも、上記燃料供
給ポートを圧縮行程で開くようにする一方、掃気冷却用
過程の吸気行程における吸気弁閉時期を圧縮行程前の吸
気行程における吸気弁閉時期よりも遅く設定しているた
め、燃焼のための空気の吸入および水素ガスの供給を良
好に行なわせるとともに、掃気過程では吸気弁閉時期を
遅くすることでポンピングロスを低減し、出力低下を防
止することができる。
【００２６】また、このような構成に加えて請求項２に
記載のように、掃気冷却用過程における吸気行程から排
気行程への移行時の開弁オーバラップ期間を、膨張行程
の次の排気行程から掃気冷却用過程の吸気行程への移行
時の開弁オーバラップ期間よりも大きく設定しておく
と、膨張行程の次の排気行程から掃気冷却用過程の吸気
行程への移行時に排気ガスの逆流を防止する一方、掃気
過程でのポンピングロス低減の効果を高めることができ
る。
記載のように、掃気冷却用過程における吸気行程から排
気行程への移行時の開弁オーバラップ期間を、膨張行程
の次の排気行程から掃気冷却用過程の吸気行程への移行
時の開弁オーバラップ期間よりも大きく設定しておく
と、膨張行程の次の排気行程から掃気冷却用過程の吸気
行程への移行時に排気ガスの逆流を防止する一方、掃気
過程でのポンピングロス低減の効果を高めることができ
る。
【図１】本発明の一実施例による気体燃料エンジンを示
すものであって、図３のＩ−Ｉ線に沿った部分の断面図
である。
すものであって、図３のＩ−Ｉ線に沿った部分の断面図
である。
【図２】同エンジンの、図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った部
分の断面図である。
分の断面図である。
【図３】同エンジンのポート配設部分の概略平面図であ
る。
る。
【図４】エンジンの１サイクルを構成する各行程と吸・
排気弁の作動および燃料供給のタイミングを示す説明図
である。
排気弁の作動および燃料供給のタイミングを示す説明図
である。
１ エンジン本体 ４ ピストン ５ 燃焼室 ６ 吸気ポート ７ 排気ポート ８ 燃料供給ポート １６ 吸気弁 １７ 排気弁 １８ タイミング弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｇ (72)発明者 森本 賢治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 往復動型エンジンのシリンダに、空気を
供給する吸気ポートと、気体燃料を供給する燃料供給ポ
ートと、排気ポートとを開口させるとともに、上記吸気
ポートを開閉する吸気弁と、この吸気弁が閉弁してから
燃料供給ポートを開くタイミング弁と、排気ポートを開
閉する排気弁と、点火プラグとを配設した気体燃料エン
ジンにおいて、エンジンの１サイクルが吸気、圧縮、膨
張、排気、吸気、排気の６行程からなるようにエンジン
の作動を設定して、膨張行程の次の排気行程と圧縮行程
前の吸気行程との間にある吸気行程および圧縮行程によ
り掃気冷却用過程を構成するとともに、上記燃料供給ポ
ートを圧縮行程で開くように上記タイミング弁の開閉タ
イミングを設定する一方、上記掃気冷却用過程の吸気行
程における吸気弁閉時期を圧縮行程前の吸気行程におけ
る吸気弁閉時期よりも遅く設定したことを特徴とする気
体燃料エンジン。 - 【請求項２】 上記掃気冷却用過程における吸気行程か
ら排気行程への移行時の開弁オーバラップ期間を、膨張
行程の次の排気行程から掃気冷却用過程の吸気行程への
移行時の開弁オーバラップ期間よりも大きく設定した請
求項１記載の気体燃料エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15703492A JPH062558A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 気体燃料エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15703492A JPH062558A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 気体燃料エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062558A true JPH062558A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15640749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15703492A Pending JPH062558A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 気体燃料エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062558A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223617A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| JP2012077651A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toyota Motor Corp | エンジン |
| WO2015005097A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | ヤマハ発動機株式会社 | ６サイクルエンジンおよび６サイクルエンジンの運転方法 |
| CN104806360A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 福特环球技术公司 | 用于预点火控制的方法和系统 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP15703492A patent/JPH062558A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223617A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| JP2012077651A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toyota Motor Corp | エンジン |
| WO2015005097A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | ヤマハ発動機株式会社 | ６サイクルエンジンおよび６サイクルエンジンの運転方法 |
| EP3020944A4 (en) * | 2013-07-09 | 2016-07-06 | Yamaha Motor Co Ltd | SACRED ACTUATOR AND METHOD FOR OPERATING THE SIXTH ACTUATOR |
| JPWO2015005097A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2017-03-02 | ヤマハ発動機株式会社 | ６サイクルエンジンおよび６サイクルエンジンの運転方法 |
| US9945296B2 (en) | 2013-07-09 | 2018-04-17 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Six-stroke engine and method of operating six-stroke engine |
| CN104806360A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 福特环球技术公司 | 用于预点火控制的方法和系统 |
| CN104806360B (zh) * | 2014-01-23 | 2019-06-28 | 福特环球技术公司 | 用于预点火控制的方法和系统 |
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