JP2001050115A - ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状 - Google Patents
ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状Info
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- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に
混合させるガス体燃料用エンジンのインジェクタポート
の形状を提供する。 【解決手段】 各吸気管３の内部壁面３ａにインジェク
タ４から噴射した燃料としての天然ガスを噴出させる燃
料噴出口２０ａを形成して、インジェクタ４の燃料噴射
面４ａを燃料噴出口２０ａから所定の距離を有した位置
に設置させると共に、断面積が燃料噴射面４ａ位置から
燃料噴出口２０ａ位置に向けて徐々に小さくなるようイ
ンジェクタポート２０を形成した。このように構成する
ことで、インジェクタ４から噴射された天然ガス流がイ
ンジェクタポート２０内部で加速されて燃料噴出口２０
ａから噴出されるので、噴出された天然ガスを吸入空気
流に衝突させることで、天然ガスと吸入空気とを均一に
混合させることができる。
混合させるガス体燃料用エンジンのインジェクタポート
の形状を提供する。 【解決手段】 各吸気管３の内部壁面３ａにインジェク
タ４から噴射した燃料としての天然ガスを噴出させる燃
料噴出口２０ａを形成して、インジェクタ４の燃料噴射
面４ａを燃料噴出口２０ａから所定の距離を有した位置
に設置させると共に、断面積が燃料噴射面４ａ位置から
燃料噴出口２０ａ位置に向けて徐々に小さくなるようイ
ンジェクタポート２０を形成した。このように構成する
ことで、インジェクタ４から噴射された天然ガス流がイ
ンジェクタポート２０内部で加速されて燃料噴出口２０
ａから噴出されるので、噴出された天然ガスを吸入空気
流に衝突させることで、天然ガスと吸入空気とを均一に
混合させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス体燃料用エン
ジンのインジェクタポートの形状に関するもので、特
に、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に混合さ
せるガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状
に関する。
ジンのインジェクタポートの形状に関するもので、特
に、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に混合さ
せるガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、内燃機関の燃料として圧縮天
然ガス（ＣＮＧ）が広く使用されてきたが、ガソリンエ
ンジンおよびディーゼルエンジンの発達に伴い、使用さ
れることが少なくなっていた。ところが、近年では、環
境やエネルギーに対する関心が深まったことで再び内燃
機関の燃料として圧縮天然ガスが注目されており、排気
ガスの清浄、燃料消費率の向上、始動性能および出力性
能の向上等のために、圧縮天然ガス用エンジンにおいて
もインジェクション方式が採用されることが多くなって
いる。
然ガス（ＣＮＧ）が広く使用されてきたが、ガソリンエ
ンジンおよびディーゼルエンジンの発達に伴い、使用さ
れることが少なくなっていた。ところが、近年では、環
境やエネルギーに対する関心が深まったことで再び内燃
機関の燃料として圧縮天然ガスが注目されており、排気
ガスの清浄、燃料消費率の向上、始動性能および出力性
能の向上等のために、圧縮天然ガス用エンジンにおいて
もインジェクション方式が採用されることが多くなって
いる。
【０００３】図７および図８に示したのは、従来の圧縮
天然ガスエンジンの一実施例で、ＣＮＧボンベ５１に充
填された圧縮天然ガスは、ガス管５２に設けられたレギ
ュレータ５３により所定の圧力に減圧されて燃料分配管
５４に流入して、燃料分配管５４により各シリンダ５５
毎に設けられたインジェクタ５６に分配され、インジェ
クタ５６により各吸気管５７を燃焼室５８に向けて流れ
る吸入空気に噴射される構造になっている。また、燃料
分配管５４には、図７に示すように、ＥＣＵ（電子制御
装置）５９のインターフェイスに接続された燃圧センサ
６０および燃温センサ６１が配設されており、ガス圧力
およびガス温度に応じて変化する天然ガス流量は、ＥＣ
Ｕ５９がそれぞれのセンサ６０，６１の信号に応じてイ
ンジェクタ５６の燃料噴射時間を補正することにより制
御されている。また、吸入空気は、エアクリーナ６２に
より浄化された後、スロットルバルブ６３により流量が
調節されて各吸気管５７に流入されている。なお、ＥＣ
Ｕ５９のインターフェイスには、吸気圧力センサ６４、
スロットルセンサ６５、水温センサ６６およびクランク
角センサ６７が接続されており、ＥＣＵ５９は、これら
のセンサの信号に応じてエンジンの状態を最適に制御し
ている。
天然ガスエンジンの一実施例で、ＣＮＧボンベ５１に充
填された圧縮天然ガスは、ガス管５２に設けられたレギ
ュレータ５３により所定の圧力に減圧されて燃料分配管
５４に流入して、燃料分配管５４により各シリンダ５５
毎に設けられたインジェクタ５６に分配され、インジェ
クタ５６により各吸気管５７を燃焼室５８に向けて流れ
る吸入空気に噴射される構造になっている。また、燃料
分配管５４には、図７に示すように、ＥＣＵ（電子制御
装置）５９のインターフェイスに接続された燃圧センサ
６０および燃温センサ６１が配設されており、ガス圧力
およびガス温度に応じて変化する天然ガス流量は、ＥＣ
Ｕ５９がそれぞれのセンサ６０，６１の信号に応じてイ
ンジェクタ５６の燃料噴射時間を補正することにより制
御されている。また、吸入空気は、エアクリーナ６２に
より浄化された後、スロットルバルブ６３により流量が
調節されて各吸気管５７に流入されている。なお、ＥＣ
Ｕ５９のインターフェイスには、吸気圧力センサ６４、
スロットルセンサ６５、水温センサ６６およびクランク
角センサ６７が接続されており、ＥＣＵ５９は、これら
のセンサの信号に応じてエンジンの状態を最適に制御し
ている。
【０００４】ところで、天然ガスは希薄域での着火性に
優れており、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一
に混合させることにより安定した着火性を得ることがで
きるが、天然ガス燃料はメタンを主成分としているため
比重が空気より小さく、燃料として天然ガスを用いたエ
ンジンにおいては、図８に示すように、インジェクタ５
６により噴射された天然ガスが吸気ポート６８の上方に
集合すると共に吸入空気が下方に集合する傾向にあり、
天然ガスと空気とを均一に混合させることが難しかっ
た。また、天然ガスと吸入空気との混合気が燃焼室５８
に流入するまでの流入経路を長く形成することで天然ガ
スと吸入空気とを均一に混合させることが行われたが、
エンジンの応答性を悪化させることになってしまってい
た。
優れており、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一
に混合させることにより安定した着火性を得ることがで
きるが、天然ガス燃料はメタンを主成分としているため
比重が空気より小さく、燃料として天然ガスを用いたエ
ンジンにおいては、図８に示すように、インジェクタ５
６により噴射された天然ガスが吸気ポート６８の上方に
集合すると共に吸入空気が下方に集合する傾向にあり、
天然ガスと空気とを均一に混合させることが難しかっ
た。また、天然ガスと吸入空気との混合気が燃焼室５８
に流入するまでの流入経路を長く形成することで天然ガ
スと吸入空気とを均一に混合させることが行われたが、
エンジンの応答性を悪化させることになってしまってい
た。
【０００５】そこで、燃料として天然ガスを使用するガ
ス体燃料用エンジンにおいて、その吸気システムをエン
ジン各気筒の吸気管のスロットルバルブ下流側の吸気ポ
ート内に、吸気の主流に対抗する方向に燃料噴出口を形
成し、シリンダの吸気行程においてのみ、燃料噴出口か
ら燃料を噴出するようにしたインジェクタを配置したこ
とが実開平６−８０８２５号公報により開示されてい
る。この吸気システムによれば、吸気の主流に対抗して
燃料としての天然ガスを噴出させることにより偏流が発
生して、その結果燃焼室内にタンブルを発生させること
で均一な混合気を得るようにした。
ス体燃料用エンジンにおいて、その吸気システムをエン
ジン各気筒の吸気管のスロットルバルブ下流側の吸気ポ
ート内に、吸気の主流に対抗する方向に燃料噴出口を形
成し、シリンダの吸気行程においてのみ、燃料噴出口か
ら燃料を噴出するようにしたインジェクタを配置したこ
とが実開平６−８０８２５号公報により開示されてい
る。この吸気システムによれば、吸気の主流に対抗して
燃料としての天然ガスを噴出させることにより偏流が発
生して、その結果燃焼室内にタンブルを発生させること
で均一な混合気を得るようにした。
【０００６】しかしながら、前述した吸気システムで
は、天然ガスの噴射の圧力により吸気流に偏流を生じさ
せることで燃焼室内にタンブルを発生させるので、吸気
量が少ない領域では、その効果が発揮できず燃焼異常を
起こす恐れがあった。また、吸気ポート内に燃料噴出口
を形成するので、シリンダヘッドの成形型を新規に制作
する必要があり、コストが高くついてしまうといった問
題もあった。
は、天然ガスの噴射の圧力により吸気流に偏流を生じさ
せることで燃焼室内にタンブルを発生させるので、吸気
量が少ない領域では、その効果が発揮できず燃焼異常を
起こす恐れがあった。また、吸気ポート内に燃料噴出口
を形成するので、シリンダヘッドの成形型を新規に制作
する必要があり、コストが高くついてしまうといった問
題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
事情に鑑みてなされたもので、吸気管内部の壁面に形成
した燃料噴出口から流速の速い燃料としての天然ガスを
噴出させることにより、天然ガスと吸入空気とを均一に
混合するようにしたガス体燃料用エンジンのインジェク
タポートの形状を提供する。
事情に鑑みてなされたもので、吸気管内部の壁面に形成
した燃料噴出口から流速の速い燃料としての天然ガスを
噴出させることにより、天然ガスと吸入空気とを均一に
混合するようにしたガス体燃料用エンジンのインジェク
タポートの形状を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、スロットル
バルブ下流側の各吸気管の内部壁面に燃料噴出口を設け
て、該燃料噴出口にエンジンの吸気行程においてのみ燃
料としての天然ガスを噴射するようにしたインジェクタ
を配設したガス体燃料用エンジンのインジェクタポート
の形状において、 インジェクタの燃料噴射面を燃料噴
出口と所定の距離を有して設置させて、燃料噴射面と燃
料噴出口との間の燃焼室側の壁面に凸部を形成したこと
を特徴とする。
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、スロットル
バルブ下流側の各吸気管の内部壁面に燃料噴出口を設け
て、該燃料噴出口にエンジンの吸気行程においてのみ燃
料としての天然ガスを噴射するようにしたインジェクタ
を配設したガス体燃料用エンジンのインジェクタポート
の形状において、 インジェクタの燃料噴射面を燃料噴
出口と所定の距離を有して設置させて、燃料噴射面と燃
料噴出口との間の燃焼室側の壁面に凸部を形成したこと
を特徴とする。
【０００９】このように構成することで、インジェクタ
の燃料噴射面から噴射された燃料としての天然ガスは、
インジェクタポートの燃焼室側の壁面に形成された凸部
に沿うようにしてその流速が加速されて燃料噴出口から
噴出されるので、天然ガスと吸入空気流とを衝突させる
ことができ、天然ガスと吸入空気とを均一に混合させる
ことができる。
の燃料噴射面から噴射された燃料としての天然ガスは、
インジェクタポートの燃焼室側の壁面に形成された凸部
に沿うようにしてその流速が加速されて燃料噴出口から
噴出されるので、天然ガスと吸入空気流とを衝突させる
ことができ、天然ガスと吸入空気とを均一に混合させる
ことができる。
【００１０】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、凸部をインジェクタポートの断面積がインジェクタ
の燃料噴射面から燃料噴出口に向けて徐々に小さくなる
よう形成したことを特徴とする。
は、凸部をインジェクタポートの断面積がインジェクタ
の燃料噴射面から燃料噴出口に向けて徐々に小さくなる
よう形成したことを特徴とする。
【００１１】このように構成することで、燃料噴出口か
ら噴出される燃料としての天然ガスの流速が加速される
ので、天然ガスと吸入空気とを均一に混合させることが
できる。
ら噴出される燃料としての天然ガスの流速が加速される
ので、天然ガスと吸入空気とを均一に混合させることが
できる。
【００１２】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、燃焼室の壁面に燃料噴出口を形成して、該燃料噴出
口にエンジンの圧縮行程においてのみ燃料としての天然
ガスを噴射するようにしたインジェクタを設置したガス
体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状におい
て、インジェクタの燃料噴射面を燃焼室の壁面に形成さ
れた燃料噴出口から所定の距離を有する位置に設け、イ
ンジェクタポートの内部壁面に圧縮行程で空気が圧縮さ
れる方向と逆の方向に突出する凸部を形成したことを特
徴とする。
は、燃焼室の壁面に燃料噴出口を形成して、該燃料噴出
口にエンジンの圧縮行程においてのみ燃料としての天然
ガスを噴射するようにしたインジェクタを設置したガス
体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状におい
て、インジェクタの燃料噴射面を燃焼室の壁面に形成さ
れた燃料噴出口から所定の距離を有する位置に設け、イ
ンジェクタポートの内部壁面に圧縮行程で空気が圧縮さ
れる方向と逆の方向に突出する凸部を形成したことを特
徴とする。
【００１３】このように構成することで、インジェクタ
の噴射面から噴射された燃料としての天然ガスは、イン
ジェクタポートの圧縮行程で空気が圧縮される方向と逆
の方向に突出させた凸部に沿うようにしてその流速が加
速されて燃料噴出口から噴出されるので、天然ガスと吸
入空気流とを衝突させることができ、天然ガスと吸入空
気とを均一に混合させることができる。
の噴射面から噴射された燃料としての天然ガスは、イン
ジェクタポートの圧縮行程で空気が圧縮される方向と逆
の方向に突出させた凸部に沿うようにしてその流速が加
速されて燃料噴出口から噴出されるので、天然ガスと吸
入空気流とを衝突させることができ、天然ガスと吸入空
気とを均一に混合させることができる。
【００１４】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、凸部をインジェクタポートの断面積がインジェクタ
の燃料噴射面から燃料噴出口に向けて徐々に小さくなる
よう形成したことを特徴とする。
は、凸部をインジェクタポートの断面積がインジェクタ
の燃料噴射面から燃料噴出口に向けて徐々に小さくなる
よう形成したことを特徴とする。
【００１５】このように構成することで、燃焼室壁面に
形成された燃料噴出口から噴出される燃料としての天然
ガスの流速が加速されるので、天然ガスと吸入空気とを
均一に混合させることができる。
形成された燃料噴出口から噴出される燃料としての天然
ガスの流速が加速されるので、天然ガスと吸入空気とを
均一に混合させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図５に基づいて説明する。まず、本実施の形態のガス体
燃料用エンジンの概略について説明する。本実施の形態
のガス体燃料用エンジン１は、燃料として圧縮天然ガス
（ＣＮＧ）が使用されており、図２に示すように、ＣＮ
Ｇ容器２に充填された圧縮天然ガスを各吸気管３に設け
られたＣＮＧインジェクタ４（以下、単にインジェクタ
と呼ぶ）で、吸気管３を燃焼室５（図１参照）に向けて
流れる吸入空気に噴射することにより、天然ガスと空気
とを混合させる構造になっている。
図５に基づいて説明する。まず、本実施の形態のガス体
燃料用エンジンの概略について説明する。本実施の形態
のガス体燃料用エンジン１は、燃料として圧縮天然ガス
（ＣＮＧ）が使用されており、図２に示すように、ＣＮ
Ｇ容器２に充填された圧縮天然ガスを各吸気管３に設け
られたＣＮＧインジェクタ４（以下、単にインジェクタ
と呼ぶ）で、吸気管３を燃焼室５（図１参照）に向けて
流れる吸入空気に噴射することにより、天然ガスと空気
とを混合させる構造になっている。
【００１７】次に、燃料としての圧縮天然ガスをインジ
ェクタ４に供給する構成について説明する。ＣＮＧ容器
２に充填された圧縮天然ガス（ゲージ圧２００kg／c
m2）は、フィルタ６により浄化されると共に高圧減圧弁
７により所定の圧力（３kg／cm 2）に減圧されて、燃料
分配管８により各吸気管３に設けられたインジェクタ４
に分配される構造になっている。また、インジェクタ４
は、燃料噴射タイミングを図示しないＥＣＵ（電子制御
装置）により、エンジン１の吸気行程においてのみ燃料
としての天然ガスを噴射するように制御されている。燃
料分配管８には、燃料温度センサ９および燃料圧力セン
サ１０が設けられており、燃料温度および燃料圧力によ
り変化する燃料流量は、ＥＣＵ（電子制御装置）が燃料
温度センサ９および燃料圧力センサ１０の検出信号に基
づいてインジェクタ４の燃料噴射時間を補正することに
より制御されている。
ェクタ４に供給する構成について説明する。ＣＮＧ容器
２に充填された圧縮天然ガス（ゲージ圧２００kg／c
m2）は、フィルタ６により浄化されると共に高圧減圧弁
７により所定の圧力（３kg／cm 2）に減圧されて、燃料
分配管８により各吸気管３に設けられたインジェクタ４
に分配される構造になっている。また、インジェクタ４
は、燃料噴射タイミングを図示しないＥＣＵ（電子制御
装置）により、エンジン１の吸気行程においてのみ燃料
としての天然ガスを噴射するように制御されている。燃
料分配管８には、燃料温度センサ９および燃料圧力セン
サ１０が設けられており、燃料温度および燃料圧力によ
り変化する燃料流量は、ＥＣＵ（電子制御装置）が燃料
温度センサ９および燃料圧力センサ１０の検出信号に基
づいてインジェクタ４の燃料噴射時間を補正することに
より制御されている。
【００１８】なお、外気を吸入する吸気系は、図２に示
すように、エアクリーナ１１により浄化された吸入空気
の流量がスロットルバルブ１２により調節されて、エン
ジン１の各吸気ポート１３に接続されたそれぞれの吸気
管３に流入するよう構成されている。また、符号１４は
圧縮天然ガスの充填口、符号１５は燃料充填弁、符号１
６は逆止弁、符号１７は主止弁である。さらに、符号１
８は残量圧力センサで、ＣＮＧ容器２の残量圧力が運転
席の圧力計１９に表示される構造になっている。
すように、エアクリーナ１１により浄化された吸入空気
の流量がスロットルバルブ１２により調節されて、エン
ジン１の各吸気ポート１３に接続されたそれぞれの吸気
管３に流入するよう構成されている。また、符号１４は
圧縮天然ガスの充填口、符号１５は燃料充填弁、符号１
６は逆止弁、符号１７は主止弁である。さらに、符号１
８は残量圧力センサで、ＣＮＧ容器２の残量圧力が運転
席の圧力計１９に表示される構造になっている。
【００１９】次に、本実施の形態のガス体燃料用エンジ
ンのインジェクタポート２０の形状について説明する。
本実施の形態のインジェクタポート２０は、図１および
図３に示すように、スロットルバルブ１２（図２参照）
下流側の各吸気管３の上側に設けられ、吸気管３内部の
壁面３ａにインジェクタ４から噴射した天然ガスを吸気
管３内部に噴出させるための燃料噴出口２０ａを形成す
ると共に、インジェクタ４の燃料噴射面４ａを燃料噴出
口２０ａから所定の距離（図１中のＬ）を有した位置に
設置させるよう構成されている。また、インジェクタポ
ート２０には、インジェクタポート２０内部の燃焼室５
側の壁面２０ｂに凸部２１（図１および図３中の斜線部
分）が設けられており、該凸部２１は、図３および図４
に示すように、インジェクタポート２０の断面積がイン
ジェクタ４の燃料噴射面４ａの位置（図３の断面Ａ−Ａ
部および図４のａ）から燃料噴出口２０ａの位置（図３
の断面Ｃ−Ｃ部および図４のｃ）に向けて、徐々に小さ
くなるよう形成されている。なお、インジェクタポート
２０の断面は、図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す形状に
限定せず、図５に示すように、該断面形状が真円を保つ
ようにして、インジェクタ４の燃料噴射面４ａの位置
（図５のａ）から燃料噴出口２０ａの位置（図５のｃ）
に向けて徐々に小さくなるよう凸部２１を形成してもよ
い。
ンのインジェクタポート２０の形状について説明する。
本実施の形態のインジェクタポート２０は、図１および
図３に示すように、スロットルバルブ１２（図２参照）
下流側の各吸気管３の上側に設けられ、吸気管３内部の
壁面３ａにインジェクタ４から噴射した天然ガスを吸気
管３内部に噴出させるための燃料噴出口２０ａを形成す
ると共に、インジェクタ４の燃料噴射面４ａを燃料噴出
口２０ａから所定の距離（図１中のＬ）を有した位置に
設置させるよう構成されている。また、インジェクタポ
ート２０には、インジェクタポート２０内部の燃焼室５
側の壁面２０ｂに凸部２１（図１および図３中の斜線部
分）が設けられており、該凸部２１は、図３および図４
に示すように、インジェクタポート２０の断面積がイン
ジェクタ４の燃料噴射面４ａの位置（図３の断面Ａ−Ａ
部および図４のａ）から燃料噴出口２０ａの位置（図３
の断面Ｃ−Ｃ部および図４のｃ）に向けて、徐々に小さ
くなるよう形成されている。なお、インジェクタポート
２０の断面は、図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す形状に
限定せず、図５に示すように、該断面形状が真円を保つ
ようにして、インジェクタ４の燃料噴射面４ａの位置
（図５のａ）から燃料噴出口２０ａの位置（図５のｃ）
に向けて徐々に小さくなるよう凸部２１を形成してもよ
い。
【００２０】このような構成において、本実施の形態の
ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状の作
用について説明する。本実施の形態のガス体燃料用エン
ジンでは、図３に示すように、エンジン１の吸気行程に
おいて、各吸気管３を燃焼室５に向けて流入する吸入空
気に、燃料噴射タイミングが図示しないＥＣＵ（電子制
御装置）により制御された燃料としての天然ガスが、イ
ンジェクタ４の燃料噴射面４ａから噴射される。そし
て、インジェクタ４から噴射された天然ガスは、図１に
示すように、断面積がインジェクタ４の燃料噴射面４ａ
位置（図３の断面Ａ−Ａ部）から燃料噴出口２０ａ位置
（図３の断面Ｃ−Ｃ部）に向けて徐々に小さくなるよう
形成されたインジェクタポート２０を流れる際に、該流
速が加速されて燃料噴出口２０ａから噴出される。
ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状の作
用について説明する。本実施の形態のガス体燃料用エン
ジンでは、図３に示すように、エンジン１の吸気行程に
おいて、各吸気管３を燃焼室５に向けて流入する吸入空
気に、燃料噴射タイミングが図示しないＥＣＵ（電子制
御装置）により制御された燃料としての天然ガスが、イ
ンジェクタ４の燃料噴射面４ａから噴射される。そし
て、インジェクタ４から噴射された天然ガスは、図１に
示すように、断面積がインジェクタ４の燃料噴射面４ａ
位置（図３の断面Ａ−Ａ部）から燃料噴出口２０ａ位置
（図３の断面Ｃ−Ｃ部）に向けて徐々に小さくなるよう
形成されたインジェクタポート２０を流れる際に、該流
速が加速されて燃料噴出口２０ａから噴出される。
【００２１】したがって、インジェクタポート２０の断
面積を徐々に小さくなるよう形成することにより、イン
ジェクタ４から噴射された天然ガス流がインジェクタポ
ート２０内部で加速されて燃料噴出口２０ａから噴出さ
れるので、各吸気管３を燃焼室５に向けて流入する吸入
空気に天然ガスを衝突させて、燃料としての天然ガスと
吸入空気とを均一に混合させることができる。また、均
一な混合気を得るために混合気の流入経路を長く形成す
るようなことなく、燃料としての天然ガスと吸入空気と
を混合させるので、応答性を損なうことなく均一な混合
気を得ることができる。さらに、インジェクタポート２
０は、吸気管３内部の壁面３ａに燃料噴出口２０ａを形
成したので、エンジン１のシリンダヘッドを他のエンジ
ンと共通化することができ、低コストで製造することが
できる。
面積を徐々に小さくなるよう形成することにより、イン
ジェクタ４から噴射された天然ガス流がインジェクタポ
ート２０内部で加速されて燃料噴出口２０ａから噴出さ
れるので、各吸気管３を燃焼室５に向けて流入する吸入
空気に天然ガスを衝突させて、燃料としての天然ガスと
吸入空気とを均一に混合させることができる。また、均
一な混合気を得るために混合気の流入経路を長く形成す
るようなことなく、燃料としての天然ガスと吸入空気と
を混合させるので、応答性を損なうことなく均一な混合
気を得ることができる。さらに、インジェクタポート２
０は、吸気管３内部の壁面３ａに燃料噴出口２０ａを形
成したので、エンジン１のシリンダヘッドを他のエンジ
ンと共通化することができ、低コストで製造することが
できる。
【００２２】次に、他の実施の形態のガス体燃料用エン
ジンのインジェクタポートの形状について説明する。な
お、前述した実施の一形態のガス体燃料用エンジンと構
成が同じ部分については、同じ符号を用いて該説明も省
く。他の実施の形態のガス体燃料用エンジンのインジェ
クタポートの形状は、図６に示すように、燃焼室５に燃
料としての天然ガスを直接噴出する直接燃料噴射方式の
ガス体燃料用エンジンに関するものである。インジェク
タポート２０は、燃焼室５の壁面５ａに、インジェクタ
４から噴射された燃料としての天然ガスを燃焼室５に噴
出させる燃料噴出口２０ａが形成されており、インジェ
クタ４の燃料噴射面４ａを燃焼室５の方向に向けて燃料
噴出口２０ａから所定の距離（図６中のＬ）の位置に設
置されるよう構成されている。また、インジェクタポー
ト２０には、図６に示すように、インジェクタポート２
０内部の壁面２０ｂに、燃焼室５内部の吸入空気がエン
ジン１の圧縮行程において圧縮される方向と逆の方向に
突出させた凸部２１（図６中の斜線部分）が設けられて
おり、該凸部２１は、インジェクタポート２０の断面積
がインジェクタ４の燃料噴射面４ａ位置から燃料噴出口
２０ａ位置に向けて、徐々に小さくなるよう形成されて
いる。なお、インジェクタ４は、エンジン１の圧縮行程
においてのみ燃料としての天然ガスを噴射するように、
燃料噴射タイミングが図示しないＥＣＵ（電子制御装
置）により制御されている。なお、図６において符号２
２はピストン、符号２３は点火プラグである。
ジンのインジェクタポートの形状について説明する。な
お、前述した実施の一形態のガス体燃料用エンジンと構
成が同じ部分については、同じ符号を用いて該説明も省
く。他の実施の形態のガス体燃料用エンジンのインジェ
クタポートの形状は、図６に示すように、燃焼室５に燃
料としての天然ガスを直接噴出する直接燃料噴射方式の
ガス体燃料用エンジンに関するものである。インジェク
タポート２０は、燃焼室５の壁面５ａに、インジェクタ
４から噴射された燃料としての天然ガスを燃焼室５に噴
出させる燃料噴出口２０ａが形成されており、インジェ
クタ４の燃料噴射面４ａを燃焼室５の方向に向けて燃料
噴出口２０ａから所定の距離（図６中のＬ）の位置に設
置されるよう構成されている。また、インジェクタポー
ト２０には、図６に示すように、インジェクタポート２
０内部の壁面２０ｂに、燃焼室５内部の吸入空気がエン
ジン１の圧縮行程において圧縮される方向と逆の方向に
突出させた凸部２１（図６中の斜線部分）が設けられて
おり、該凸部２１は、インジェクタポート２０の断面積
がインジェクタ４の燃料噴射面４ａ位置から燃料噴出口
２０ａ位置に向けて、徐々に小さくなるよう形成されて
いる。なお、インジェクタ４は、エンジン１の圧縮行程
においてのみ燃料としての天然ガスを噴射するように、
燃料噴射タイミングが図示しないＥＣＵ（電子制御装
置）により制御されている。なお、図６において符号２
２はピストン、符号２３は点火プラグである。
【００２３】このような構成において、他の実施の形態
のガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状に
おける作用について説明する。他の実施の形態のガス体
燃料用エンジンでは、図６に示すように、エンジン１の
圧縮行程において、燃焼室５で圧縮される吸入空気に、
燃料噴射タイミングが図示しないＥＣＵ（電子制御装
置）により制御された燃料としての天然ガスがインジェ
クタ４の燃料噴射面４ａから噴射される。そして、イン
ジェクタ４から噴射された天然ガスは、図６に示すよう
に、断面積がインジェクタ４の燃料噴射面４ａ位置から
燃料噴出口２０ａ位置に向けて徐々に小さくなるよう形
成されたインジェクタポート２０を流れる際に、該流速
が加速されて燃料噴出口２０ａから噴出される。
のガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形状に
おける作用について説明する。他の実施の形態のガス体
燃料用エンジンでは、図６に示すように、エンジン１の
圧縮行程において、燃焼室５で圧縮される吸入空気に、
燃料噴射タイミングが図示しないＥＣＵ（電子制御装
置）により制御された燃料としての天然ガスがインジェ
クタ４の燃料噴射面４ａから噴射される。そして、イン
ジェクタ４から噴射された天然ガスは、図６に示すよう
に、断面積がインジェクタ４の燃料噴射面４ａ位置から
燃料噴出口２０ａ位置に向けて徐々に小さくなるよう形
成されたインジェクタポート２０を流れる際に、該流速
が加速されて燃料噴出口２０ａから噴出される。
【００２４】したがって、インジェクタポート２０の断
面積を徐々に小さくなるよう形成することにより、イン
ジェクタ４から噴射された天然ガスの流速がインジェク
タポート２０内部で加速され燃料噴出口２０ａから噴出
されるので、エンジン１の圧縮行程において上昇するピ
ストン２２で押し上げられる燃焼室５の吸入空気に天然
ガスを衝突させることにより、燃料としての天然ガスと
吸入空気とを均一に混合させることができる。また、圧
縮天然ガスエンジンは混合気が均一であれば希薄域での
着火性が高いので、天然ガスと吸入空気とを均一に混合
させることで、燃料としてガソリンを用いた直接燃料噴
射方式のエンジンのように点火プラグ２３の周辺にリッ
チ雰囲気を形成させる必要がない。
面積を徐々に小さくなるよう形成することにより、イン
ジェクタ４から噴射された天然ガスの流速がインジェク
タポート２０内部で加速され燃料噴出口２０ａから噴出
されるので、エンジン１の圧縮行程において上昇するピ
ストン２２で押し上げられる燃焼室５の吸入空気に天然
ガスを衝突させることにより、燃料としての天然ガスと
吸入空気とを均一に混合させることができる。また、圧
縮天然ガスエンジンは混合気が均一であれば希薄域での
着火性が高いので、天然ガスと吸入空気とを均一に混合
させることで、燃料としてガソリンを用いた直接燃料噴
射方式のエンジンのように点火プラグ２３の周辺にリッ
チ雰囲気を形成させる必要がない。
【００２５】
【発明の効果】本発明のうち請求項１に記載の発明によ
れば、各吸気管の内部壁面に燃料噴出口を設けて、該燃
料噴出口から所定の距離を有した位置にインジェクタの
燃料噴射面を設置するようインジェクタポートを形成し
て、該インジェクタポートの燃焼室側の壁面に凸部を設
けたので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された燃
料としての天然ガスの流速がインジェクタポートの凸部
に沿って加速され、該加速された天然ガス流を吸気管を
燃焼室に向けて流入する吸入空気に衝突させることによ
り、エンジンの応答性を損ねることなく、天然ガスと吸
入空気とを均一に混合させることができる。また、イン
ジェクタポートをスロットルバルブ下流側の各吸気管に
設けたので、他のエンジンとシリンダヘッドを共通化す
ることができ、低コストで製造できる。
れば、各吸気管の内部壁面に燃料噴出口を設けて、該燃
料噴出口から所定の距離を有した位置にインジェクタの
燃料噴射面を設置するようインジェクタポートを形成し
て、該インジェクタポートの燃焼室側の壁面に凸部を設
けたので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された燃
料としての天然ガスの流速がインジェクタポートの凸部
に沿って加速され、該加速された天然ガス流を吸気管を
燃焼室に向けて流入する吸入空気に衝突させることによ
り、エンジンの応答性を損ねることなく、天然ガスと吸
入空気とを均一に混合させることができる。また、イン
ジェクタポートをスロットルバルブ下流側の各吸気管に
設けたので、他のエンジンとシリンダヘッドを共通化す
ることができ、低コストで製造できる。
【００２６】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
によれば、請求項１に記載の発明において、凸部をイン
ジェクタポートの断面積がインジェクタの燃料噴射面位
置から燃料噴出口位置に向けて徐々に小さくなるよう形
成したので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された
天然ガス流が加速されて燃料噴出口から噴出されること
で、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に混合さ
せることができる。
によれば、請求項１に記載の発明において、凸部をイン
ジェクタポートの断面積がインジェクタの燃料噴射面位
置から燃料噴出口位置に向けて徐々に小さくなるよう形
成したので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された
天然ガス流が加速されて燃料噴出口から噴出されること
で、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に混合さ
せることができる。
【００２７】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
によれば、燃焼室の壁面に燃料噴出口を設けて、該燃料
噴出口から所定の距離を有した位置にインジェクタの燃
料噴射面を設置するようインジェクタポートを形成し
て、該インジェクタポートに、エンジンの圧縮行程で吸
入空気が圧縮される方向と逆の方向に突出させた凸部を
設けたので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された
燃料としての天然ガスの流速がインジェクタポートの凸
部に沿って加速され、該加速された天然ガス流を圧縮行
程で圧縮される吸入空気に衝突させることにより、天然
ガスと吸入空気とを均一に混合させることができ、燃料
としてガソリンを用いた直接燃料噴射方式のエンジンの
ように点火プラグ周辺にリッチ雰囲気を形成させる必要
がない。
によれば、燃焼室の壁面に燃料噴出口を設けて、該燃料
噴出口から所定の距離を有した位置にインジェクタの燃
料噴射面を設置するようインジェクタポートを形成し
て、該インジェクタポートに、エンジンの圧縮行程で吸
入空気が圧縮される方向と逆の方向に突出させた凸部を
設けたので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された
燃料としての天然ガスの流速がインジェクタポートの凸
部に沿って加速され、該加速された天然ガス流を圧縮行
程で圧縮される吸入空気に衝突させることにより、天然
ガスと吸入空気とを均一に混合させることができ、燃料
としてガソリンを用いた直接燃料噴射方式のエンジンの
ように点火プラグ周辺にリッチ雰囲気を形成させる必要
がない。
【００２８】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
によれば、請求項３に記載の発明において、凸部をイン
ジェクタポートの断面積がインジェクタの燃料噴射面位
置から燃料噴出口位置に向けて徐々に小さくなるよう形
成したので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された
天然ガスの流速が加速されて燃料噴出口から噴出される
ことで、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に混
合させることができる。
によれば、請求項３に記載の発明において、凸部をイン
ジェクタポートの断面積がインジェクタの燃料噴射面位
置から燃料噴出口位置に向けて徐々に小さくなるよう形
成したので、インジェクタの燃料噴射面から噴射された
天然ガスの流速が加速されて燃料噴出口から噴出される
ことで、燃料としての天然ガスと吸入空気とを均一に混
合させることができる。
【図１】本実施の形態のガス体燃料用エンジンのインジ
ェクタポートの形状の説明図である。
ェクタポートの形状の説明図である。
【図２】本実施の形態のガス体燃料用エンジンの概略を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】本実施の形態のガス体燃料用エンジンのインジ
ェクタポートの形状により、流速が加速された燃料とし
ての天然ガスが、吸気管を燃焼室に向けて流入する吸入
空気に噴出される状態を示す説明図である。
ェクタポートの形状により、流速が加速された燃料とし
ての天然ガスが、吸気管を燃焼室に向けて流入する吸入
空気に噴出される状態を示す説明図である。
【図４】本実施の形態のガス体燃料用エンジンのインジ
ェクタポートの断面形状を示す図で、（ａ）は図３にお
ける断面Ａ−Ａ、（ｂ）は図３における断面Ｂ−Ｂ、
（ｃ）は図３における断面Ｃ−Ｃである。
ェクタポートの断面形状を示す図で、（ａ）は図３にお
ける断面Ａ−Ａ、（ｂ）は図３における断面Ｂ−Ｂ、
（ｃ）は図３における断面Ｃ−Ｃである。
【図５】図４におけるインジェクタポートの断面形状の
他の例を示す図である。
他の例を示す図である。
【図６】他の実施の形態のガス体燃料用エンジンのイン
ジェクタポートの形状の説明図である。
ジェクタポートの形状の説明図である。
【図７】従来の燃料として圧縮天然ガスを用いたエンジ
ンの概略を示す説明図である。
ンの概略を示す説明図である。
【図８】従来の燃料として圧縮天然ガスを用いたエンジ
ンが吸入空気に天然ガスをインジェクタにより噴射する
状態を示す説明図である。
ンが吸入空気に天然ガスをインジェクタにより噴射する
状態を示す説明図である。
３ 吸気管 ３ａ 壁面 ４ インジェクタ ４ａ 燃料噴射面 ５ 燃焼室 ５ａ 壁面 １２ スロットルバルブ ２０ インジェクタポート ２０ａ 燃料噴射口 ２０ｂ 壁面 ２１ 凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｓ ３０１ ３０１Ｒ 35/10 １０１ 35/10 １０１Ｅ 69/00 69/00 ３５０Ｔ
Claims (4)
- 【請求項１】 スロットルバルブ下流側の各吸気管の内
部壁面に燃料噴出口を設けて、該燃料噴出口にエンジン
の吸気行程においてのみ燃料としての天然ガスを噴射す
るようにしたインジェクタを配設したガス体燃料用エン
ジンのインジェクタポートの形状において、 インジェクタの燃料噴射面を前記燃料噴出口と所定の距
離を有して設置させて、前記燃料噴射面と前記燃料噴出
口との間の燃焼室側の壁面に凸部を形成したことを特徴
とするガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形
状。 - 【請求項２】 前記凸部を前記インジェクタポートの断
面積がインジェクタの前記燃料噴射面から前記燃料噴出
口に向けて徐々に小さくなるよう形成したことを特徴と
する請求項１に記載のガス体燃料用エンジンのインジェ
クタポートの形状。 - 【請求項３】 燃焼室の壁面に燃料噴出口を形成して、
該燃料噴出口にエンジンの圧縮行程においてのみ燃料と
しての天然ガスを噴射するようにしたインジェクタを設
置したガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形
状において、 インジェクタの燃料噴射面を燃焼室の壁面に形成された
燃料噴出口から所定の距離を有する位置に設け、インジ
ェクタポートの内部壁面に圧縮行程で空気が圧縮される
方向と逆の方向に突出する凸部を形成したことを特徴と
するガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの形
状。 - 【請求項４】 前記凸部を前記インジェクタポートの断
面積がインジェクタの前記燃料噴射面から前記燃料噴出
口に向けて徐々に小さくなるよう形成したことを特徴と
する請求項３に記載のガス体燃料用エンジンのインジェ
クタポートの形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22270799A JP3849743B2 (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22270799A JP3849743B2 (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001050115A true JP2001050115A (ja) | 2001-02-23 |
| JP3849743B2 JP3849743B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=16786656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22270799A Expired - Fee Related JP3849743B2 (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | ガス体燃料用エンジンのインジェクタポートの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3849743B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7011070B2 (en) | 2002-10-02 | 2006-03-14 | Westport Research Inc. | Method of reducing particulates and enhancing burning rate within a combustion chamber |
| JP2010242559A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Suzuki Motor Corp | バイフューエル内燃機関 |
| JP2011102547A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Aisan Industry Co Ltd | インテークマニホールド |
| WO2014115511A1 (ja) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | 株式会社デンソー | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| US9670880B2 (en) | 2014-05-21 | 2017-06-06 | Denso Corporation | Gaseous fuel feed apparatus |
| CN116220962A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-06-06 | 四川华气动力有限责任公司 | 一种用于炼化高炉尾气的大功率燃气发动机 |
-
1999
- 1999-08-05 JP JP22270799A patent/JP3849743B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7011070B2 (en) | 2002-10-02 | 2006-03-14 | Westport Research Inc. | Method of reducing particulates and enhancing burning rate within a combustion chamber |
| JP2010242559A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Suzuki Motor Corp | バイフューエル内燃機関 |
| JP2011102547A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Aisan Industry Co Ltd | インテークマニホールド |
| WO2014115511A1 (ja) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | 株式会社デンソー | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| US9670880B2 (en) | 2014-05-21 | 2017-06-06 | Denso Corporation | Gaseous fuel feed apparatus |
| CN116220962A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-06-06 | 四川华气动力有限责任公司 | 一种用于炼化高炉尾气的大功率燃气发动机 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3849743B2 (ja) | 2006-11-22 |
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