JP6013295B2 - ガスエンジン及びガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法 - Google Patents
ガスエンジン及びガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法 Download PDFInfo
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Description
上記複数の連通口は、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの中心軸線の周りに等間隔に並んで、該中心軸線から互いに等しい位置に設けられており、
上記燃焼室を形成するシリンダーのボア半径をB(mm)、上記複数の連通口の総開口面積をA(mm2)、上記点火室の内容積をC(mm3)、上記燃焼室内に吸気される混合気の空気過剰率をλとしたとき、0.45≦(A×B)/C×λ≦0.6の関係を満たすよう、上記A及び上記Cを決定することを特徴とするガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法にある。
上記複数の連通口は、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの中心軸線の周りに等間隔に並んで、該中心軸線から互いに等しい位置に設けられており、
上記燃焼室を形成するシリンダーのボア半径をB(mm)、上記複数の連通口の総開口面積をA(mm2)、上記点火室の内容積をC(mm3)、上記燃焼室内に吸気される混合気の空気過剰率をλとしたとき、0.45≦(A×B)/C×λ≦0.6の関係を有していることを特徴とするガスエンジンにある。
具体的には、シリンダーのボア半径B(mm)と、混合気の空気過剰率λとの条件が与えられるとき、複数の連通口の総開口面積A(mm2)と、点火室の内容積C(mm3)とは、0.45≦(A×B)/C×λ≦0.6の関係式を満たすように決定する。これにより、上記ガスエンジン及びガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法によれば、燃焼室内に点火室を設ける場合において、失火及び燃費の低下を防止して、混合気を効果的に燃焼させるための適切な設計をすることができる。
以下に、上記ガスエンジン及びガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例のガスエンジン1においては、図1に示すごとく、燃料と空気との混合気Mが吸気される燃焼室30内に、シリンダヘッド2に装着された点火プラグ4の電極部41を覆うプラグカバー5が突出して配置されている。また、ガスエンジン1においては、図2に示すごとく、燃焼室30内に吸気される混合気Mが、プラグカバー5に形成された複数の連通口521からプラグカバー5内の点火室50に取り込まれ、点火室50内及び燃焼室30内において燃焼が行われる。そして、ガスエンジン1におけるプラグカバー5を設計するに当たっては、燃焼室30を形成するシリンダー11のボア半径をB(mm)、複数の連通口521の総開口面積をA(mm2)、点火室50の内容積をC(mm3)、燃焼室30内に吸気される混合気Mの空気過剰率をλとしたとき、0.45≦(A×B)/C×λ≦0.6の関係を満たすよう、A及びCを決定する。
また、シリンダー11は、シリンダーブロック3に形成された穴に、往復移動可能なピストン31を配置して構成されている。
空気過剰率λは、燃焼室30内に実際に吸気した空気量を、理論上、燃料を完全燃焼させるために要する空気量で割った値として示す。
吸気工程においては、ピストン31が下死点へ移動するとともに、吸気バルブ22が開いて吸気口21から燃焼室30内に混合気Mが吸気される。このとき、図1に示すごとく、複数の連通口521を介して、燃焼室30からプラグカバー5内の点火室50へと混合気Mが流れる。次いで、圧縮工程においては、ピストン31が上死点まで移動して、燃焼室30が縮小されるとともに混合気Mが圧縮される。次いで、燃焼工程においては、点火プラグ4の電極部41に生じるスパークによって、点火室50内の混合気Mが点火される。
上記関係式を満たすようにプラグカバー5を設計することにより、燃焼室30内に点火室50を設ける場合において、失火及び燃費の低下を防止して、混合気Mを効果的に燃焼させるための適切な設計をすることができる。
本確認試験においては、ボア半径B及び空気過剰率λが与えられる条件で、プラグカバー5の設計を行った。そして、設計を行ったプラグカバー5を有するガスエンジン1について実機試験を行い、正味効率X(%)を評価した。この正味効率Xは、燃焼室30内に投入される混合気Mのエネルギーのどれだけの割合をガスエンジン1の動力に変換できたかを示す指標である。また、以下の説明において、(A×B)/C×λの値をプレチャンバーナンバーNと呼ぶ。
正味効率Xについては、最も効率が高かった試験条件1の733mm3の場合を100%とすると、試験条件1の600mm3の場合が99.3%、試験条件1の861mm3の場合が99.5%、988mm3の場合が96.6%となった。また、試験条件2の600mm3の場合が95.5%、試験条件2の733mm3の場合が97.8%、試験条件2の861mm3の場合が97.1%、988mm3の場合が95.0%となった。
11 シリンダー
2 シリンダヘッド
4 点火プラグ
41 電極部
5 プラグカバー
50 点火室
521 連通口
Claims (2)
- 気体燃料と空気との混合気が吸気される燃焼室内に、シリンダヘッドに装着された点火プラグの電極部を覆うプラグカバーが突出して配置され、上記燃焼室内に吸気される混合気が、上記プラグカバーに形成された複数の連通口から該プラグカバー内の点火室に取り込まれ、該点火室内及び上記燃焼室内において燃焼を行うよう構成されたガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法において、
上記複数の連通口は、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの中心軸線の周りに等間隔に並んで、該中心軸線から互いに等しい位置に設けられており、
上記燃焼室を形成するシリンダーのボア半径をB(mm)、上記複数の連通口の総開口面積をA(mm2)、上記点火室の内容積をC(mm3)、上記燃焼室内に吸気される混合気の空気過剰率をλとしたとき、0.45≦(A×B)/C×λ≦0.6の関係を満たすよう、上記A及び上記Cを決定することを特徴とするガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法。 - 気体燃料と空気との混合気が吸気される燃焼室内に、シリンダヘッドに装着された点火プラグの電極部を覆うプラグカバーが突出して配置され、上記燃焼室内に吸気される混合気が、上記プラグカバーに形成された複数の連通口から該プラグカバー内の点火室に取り込まれ、該点火室内及び上記燃焼室内において燃焼を行うよう構成されたガスエンジンにおいて、
上記複数の連通口は、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの中心軸線の周りに等間隔に並んで、該中心軸線から互いに等しい位置に設けられており、
上記燃焼室を形成するシリンダーのボア半径をB(mm)、上記複数の連通口の総開口面積をA(mm2)、上記点火室の内容積をC(mm3)、上記燃焼室内に吸気される混合気の空気過剰率をλとしたとき、0.45≦(A×B)/C×λ≦0.6の関係を有していることを特徴とするガスエンジン。
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JP2013176292A JP6013295B2 (ja) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | ガスエンジン及びガスエンジンにおけるプラグカバーの設計方法 |
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