JPH062558A - Gas fuel engine - Google Patents
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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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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas fuel engine using a gas fuel such as hydrogen gas.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In recent years, a gas fuel engine using a combustible gas such as hydrogen gas as a fuel has been developed.
When gas fuel is used, its volume ratio is much larger than that of gasoline, and because hydrogen gas has a unique combustion speed, which is faster than that of gasoline, it is necessary to secure an air intake amount and to use gas fuel. Measures are needed to control the supply and prevent backfire.
【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。As a conventional gas fuel engine of this type,
For example, in Japanese Patent Publication No. 58-36172, an air intake passage and a hydrogen gas supply passage are formed separately, and each downstream end (intake port and fuel supply port) of these passages and exhaust gas are formed. Open the port and the combustion chamber, and provide an intake valve, a hydrogen supply valve (timing valve) and an exhaust valve respectively, and close the intake valve at the bottom dead center, while opening the hydrogen supply valve at the bottom dead center, While the hydrogen supply valve is open, hydrogen gas is sent to the combustion chamber at a pressure higher than the cylinder internal pressure. According to this structure, the air and the hydrogen gas are supplied to the combustion chamber through separate passages, and the air supply period and the hydrogen gas supply period do not overlap, so that the hydrogen gas having a large volume ratio sucks the air. Is not hindered, and hydrogen gas is prevented from flowing to the air intake passage side, which is effective in preventing backfire.
【０００４】[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。According to the conventional gas fuel engine as described above, there remains a problem in terms of measures against premature ignition in the combustion chamber.
【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。In other words, in this type of reciprocating gas fuel engine, intake air, like a general four-cycle engine,
Gas fuel is supplied in the first half of the compression stroke while performing four strokes of compression, expansion and exhaust, but if the scavenging and cooling functions in the previous stages are insufficient, the temperature inside the combustion chamber will increase due to residual gas. In addition, the temperature of the exhaust valve, spark plug, etc. becomes high. Further, since gaseous fuel such as hydrogen gas is very easily combusted, the residual gas is heated before the regular ignition when the temperature of the combustion chamber is high due to the residual gas or when the exhaust valve is not sufficiently cooled. There is a possibility that the gaseous fuel will ignite prematurely due to heat from the above.
【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。In view of the above circumstances, the present invention enhances the scavenging and cooling actions in the combustion chamber, and particularly promotes the scavenging and cooling actions while suppressing a decrease in output due to pumping loss or the like, thereby reliably preventing premature ignition. An object of the present invention is to provide a gas fuel engine capable of
【０００７】[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。In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder of a reciprocating engine with an intake port for supplying air, a fuel supply port for supplying gaseous fuel, and an exhaust port. Gas fuel provided with an intake valve that opens and opens and closes the intake port, a timing valve that opens the fuel supply port after the intake valve closes, an exhaust valve that opens and closes the exhaust port, and an ignition plug In the engine, the operation of the engine is set so that one cycle of the engine consists of six strokes of intake, compression, expansion, exhaust, intake, and exhaust, and the exhaust stroke next to the expansion stroke and the intake stroke before the compression stroke are set. A scavenging cooling process is constituted by an intake stroke and a compression stroke in between, and the opening / closing timing of the timing valve is set so as to open the fuel supply port in the compression stroke. Write is obtained by set slower than the intake valve closing timing in the intake stroke before the intake valve closing timing a compression stroke in the intake stroke of the scavenging cooling process.
【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。In the above structure, the valve opening overlap period during the transition from the intake stroke to the exhaust stroke in the scavenging cooling process is set to the valve opening overlap period during the transition from the exhaust stroke following the expansion stroke to the intake stroke in the scavenging cooling step. It is preferable to set it larger than the valve opening overlap period.
【０００９】[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。According to the above structure, the intake valve closing timing in the intake stroke before the compression stroke is relatively early, and hydrogen gas is directly supplied to the combustion chamber after the intake valve closing timing, so that air intake and hydrogen gas Is well supplied. Further, the residual gas is sufficiently scavenged and cooled to prevent premature ignition by the intake stroke and the exhaust stroke that constitute the scavenging cooling process. In this case, the intake valve in the intake stroke in the scavenging cooling process is used. Because the closing time is delayed,
Pumping loss is reduced.
【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。Further, the valve opening overlap period at the time of transition from the exhaust stroke subsequent to the expansion stroke to the intake stroke of the scavenging cooling process is relatively small, and at the time of transition from the intake stroke to the exhaust stroke in the scavenging cooling process. If the valve opening overlap period of is relatively long, the reverse flow of exhaust gas in the former valve opening overlap period is prevented, while the latter large valve opening overlap period is effective for reducing pumping loss.
【００１１】[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。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show the entire structure of a reciprocating gas fuel engine according to an embodiment of the present invention. In this example,
Hydrogen gas is used as the gaseous fuel.
【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。The reciprocating engine shown in the figure includes a piston 4 in each cylinder of an engine body 1 including a cylinder block 2 and a cylinder head 3, and a combustion chamber 5 is formed above the piston 4. An intake port 6 for supplying air, an exhaust port 7, and a hydrogen port (fuel supply port) 8 for supplying hydrogen gas are open to the combustion chamber 5. The intake port 6 is an air cleaner (not shown),
The exhaust port 7 is connected to an intake pipe equipped with a throttle valve, etc.
Communicates with the exhaust pipe (not shown).
【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。The hydrogen port 8 is connected to a fuel supply passage 11 for introducing hydrogen gas from a metal hydride tank (hereinafter referred to as MH tank) 10. The MH tank 10 has a hydrogen storage alloy capable of storing and releasing hydrogen therein, and the cooling water supplied from the engine water jacket heats the hydrogen storage alloy of the MH tank 10, Hydrogen is the fuel supply passage 11
It is supposed to be released. The fuel supply passage 11
A pressure adjuster 12 and a flow rate adjusting valve 13 are provided in this. Then, the hydrogen gas supplied from the MH tank 10 is regulated by the pressure regulator 12 to an appropriate pressure, for example, approximately 5 atmospheric pressure (3 to 7 atmospheric pressure), and the flow rate regulating valve 13 depresses the accelerator pedal, for example. The hydrogen gas flow rate is adjusted according to the amount.
【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。An intake valve 16 and an exhaust valve 17 are provided in the intake port 6 and the exhaust port 7, respectively, and the hydrogen port 8 is connected to the hydrogen port 8 during a predetermined period in the first half of the compression stroke after the intake valve is closed. An opening timing valve 18 is provided. The timing valve 18 is a poppet valve similar to the intake / exhaust valve in the illustrated example. The intake valve 16, the exhaust valve 17, the timing valve 18, and the spark plug 19 are arranged in the cylinder head 3 above the combustion chamber.
【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。The intake valve 16, the exhaust valve 17 and the timing valve 18 are operated by a valve operating mechanism composed of a cam shaft or the like. For example, an intake valve cam 22 arranged on one cam shaft 21 of a pair of cam shafts. And an exhaust valve cam 24 and a timing valve cam 25 arranged on the other cam shaft 23, and driven directly.
Then, the operation of the engine is set in the valve mechanism such that one cycle of the engine has six strokes of intake, compression, expansion, exhaust, intake, and exhaust as shown in FIG.
【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。That is, as the structure of the valve mechanism, the crankshaft of the engine and the camshafts 21 and 23 are interlocked at a rotation speed ratio of 3: 1, and the intake valve cam 22 and the exhaust valve cam 24 are provided. Two cam noses 22a, 22b and 24a, 24b are formed in each of the two, and thereby, the intake valve 16 and the exhaust valve 17 are opened twice twice during three cycles of the engine as one cycle. Further, the cam 25 for the timing valve is formed with one cam nose 25a, so that the timing valve 18 is opened only once during the above-mentioned one cycle. Then, six strokes are performed in the order of intake air → compression → expansion → exhaust gas → intake air → exhaust gas, and the timing valve 1
The arrangement, phase, etc. of the cam noses 22a, 22b, 24a, 24b, 25a of the cams 22, 24, 25 are set so that 7 is opened.
【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。The operation of each stroke and each valve will be described more specifically with reference to FIG. In FIG. 4, the intake stroke before the compression stroke is the first intake stroke, the exhaust stroke following the expansion stroke is the first exhaust stroke, and the intake stroke and the exhaust between the first exhaust stroke and the first intake stroke of the next cycle are shown. When the stroke is referred to as a second intake stroke and a second exhaust stroke, the four strokes of the first intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke and the first exhaust stroke perform the same functions as those of each stroke of the four-cycle engine. The stroke and the second exhaust stroke constitute a scavenging cooling process.
【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。Although the intake valve 16 is opened in the first intake stroke, the closing timing IC1 of the intake valve 16 in this stroke is relatively early and is set to approximately the bottom dead center BDC. From this intake valve closing timing to a predetermined timing in the middle of the compression stroke, the timing valve 18 is opened and fuel is supplied. After ignition near the TDC at the end of the compression stroke, the exhaust valve 17 is opened in the first exhaust stroke after the expansion stroke, and then the intake valve 16 is opened in the second intake stroke. Although the exhaust valve 17 is opened in the exhaust stroke, the closing timing IC2 of the intake valve 16 in the second intake stroke is considerably later than the closing timing IC1 of the intake valve 16 in the first intake stroke.
It is set to about 50 to 60 ° CA. Further, the valve opening overlap period OL1 between the first exhaust stroke and the second intake stroke
Is set to be relatively small, for example, about 0 to 10 ° CA, while the valve opening overlap period OL2 between the second intake stroke and the second exhaust stroke is set to be large compared to this, for example, 100 to It is set to about 140 ° CA.
【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。According to such a device, after the air is supplied to the combustion chamber 5 from the intake port 6 in the first intake stroke, the hydrogen gas is supplied to the combustion chamber 5 from the hydrogen port 8 in the first half of the compression stroke. . At this time, hydrogen gas is directly supplied to the combustion chamber 5, and the hydrogen gas is supplied after the intake valve 16 is closed, so that it is possible to prevent the hydrogen gas from interfering with the intake of the air, and at the same time, to the intake passage side. Hydrogen gas does not blow through to the back, and backfire is prevented. Since the intake valve closing timing IC1 is set relatively early while ensuring the state having such an action, hydrogen gas is supplied during a period in which the pressure increase in the combustion chamber 5 in the compression stroke is relatively small, This is advantageous for hydrogen gas inflow into the combustion chamber 5 and hydrogen gas flow rate control.
【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。After the hydrogen gas is supplied, the gas after combustion is discharged from the combustion chamber 5 in the first exhaust stroke through the combustion and expansion strokes due to ignition, and then the second intake stroke for scavenging and cooling is performed. At this time, since the valve opening overlap period OL1 between the first exhaust stroke and the second intake stroke is made small, the backflow of exhaust gas to the combustion chamber 5 and the intake passage is prevented.
【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。In the second intake stroke and the subsequent second exhaust stroke, air is continuously sucked and discharged to scavenge the residual gas in the combustion chamber 5, the exhaust valve 17, and the ignition. The effect of cooling the plug 19 and the like is sufficiently exerted. This surely prevents premature ignition when hydrogen gas is supplied to the combustion chamber 5 in the next cycle.
【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。Further, in the scavenging cooling process consisting of the second intake stroke and the second exhaust stroke, the intake valve closing timing IC2 and the valve opening overtime are set so that the pumping loss can be reduced as much as possible while the above-mentioned action is achieved. The lap period OL2 is set. In other words, in this scavenging process, even if the intake valve closing timing is delayed, there is no problem that the amount of air for combustion and hydrogen gas supply are hindered as in the first intake stroke, and there is no valve opening overlap period. Even if the value is increased, there is no problem of backflow of exhaust gas because air is sucked in and then discharged. Then, the pumping loss is reduced by delaying the intake valve closing timing IC2, and the pumping loss is also reduced by increasing the valve opening overlap period OL2.
【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。Therefore, even if the six strokes corresponding to three revolutions of the engine are set as one cycle, the pumping loss is suppressed to a small level, so that the reduction of the engine output is prevented.
【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。The specific structure of each part in the device of the present invention is not limited to the above embodiment, and may be changed within the scope of the present invention. The gaseous fuel is not limited to the hydrogen gas shown in the above embodiment, but ethane, propane, city gas or the like may be used.
【００２５】[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。The gas fuel engine according to the first aspect of the present invention is a reciprocating engine having an intake port for supplying air, a fuel supply port for supplying gaseous fuel, an exhaust port, etc. In addition to the four strokes of expansion and exhaust, the engine operation is set to six strokes including the intake and exhaust strokes for the scavenging cooling process, so the residual gas scavenging is performed during the intake and exhaust strokes of the above scavenging cooling process. By sufficiently cooling the exhaust valve and the like, premature ignition of the gaseous fuel can be prevented. Moreover, while opening the fuel supply port in the compression stroke, the intake valve closing timing in the intake stroke of the scavenging cooling process is set to be later than the intake valve closing timing in the intake stroke before the compression stroke. The intake of air and the supply of hydrogen gas can be favorably performed, and the pumping loss can be reduced by delaying the intake valve closing timing in the scavenging process to prevent the output from decreasing.
【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。In addition to this structure, as described in claim 2, the valve opening overlap period at the time of transition from the intake stroke to the exhaust stroke in the scavenging cooling process is set to the exhaust stroke next to the expansion stroke. If the value is set to be larger than the valve opening overlap period during the transition from the scavenging cooling process to the intake stroke, the backflow of exhaust gas will occur at the transition from the exhaust stroke following the expansion stroke to the intake stroke during the scavenging cooling process. On the other hand, the effect of reducing pumping loss in the scavenging process can be enhanced while preventing the above.
【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。1 is a sectional view of a gas fuel engine according to an embodiment of the present invention, taken along line I-I of FIG.
【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。FIG. 2 is a sectional view of a portion of the engine taken along line II-II in FIG.
【図３】同エンジンのポート配設部分の概略平面図であ
る。FIG. 3 is a schematic plan view of a port arrangement portion of the engine.
【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。[Fig. 4] Each stroke and intake that constitute one cycle of the engine
It is explanatory drawing which shows the operation of an exhaust valve, and the timing of fuel supply.
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 1 Engine Body 4 Piston 5 Combustion Chamber 6 Intake Port 7 Exhaust Port 8 Fuel Supply Port 16 Intake Valve 17 Exhaust Valve 18 Timing Valve
───────────────────────────────────────────────────── 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─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location F02M 21/02 G (72) Inventor Kenji Morimoto Shinchi Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Stock No. 3 In the company
Claims (2)
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。1. An intake valve for opening an intake port for supplying air, a fuel supply port for supplying gaseous fuel, and an exhaust port to a cylinder of a reciprocating engine, and an intake valve for opening and closing the intake port, In a gas fuel engine having a timing valve that opens the fuel supply port after the intake valve closes, an exhaust valve that opens and closes the exhaust port, and a spark plug, one cycle of the engine is intake, compression, expansion, and exhaust. , The operation of the engine is set to consist of six strokes of intake air and exhaust air, and the scavenging cooling process is constituted by the intake stroke and the compression stroke between the exhaust stroke next to the expansion stroke and the intake stroke before the compression stroke. In addition, the opening / closing timing of the timing valve is set so that the fuel supply port is opened in the compression stroke, while the intake valve is closed in the intake stroke of the scavenging cooling process. A gas fuel engine characterized in that the timing is set later than the intake valve closing timing in the intake stroke before the compression stroke.
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。2. The valve opening overlap period at the time of transition from the intake stroke to the exhaust stroke in the scavenging cooling process, the valve opening period at the transition from the exhaust stroke following the expansion stroke to the intake stroke of the scavenging cooling step. The gas fuel engine according to claim 1, wherein the gas fuel engine is set to be larger than the overlap period.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15703492A JPH062558A (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Gas fuel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15703492A JPH062558A (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Gas fuel engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062558A true JPH062558A (en) | 1994-01-11 |
Family
ID=15640749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15703492A Pending JPH062558A (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Gas fuel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062558A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-06-16 JP JP15703492A patent/JPH062558A/en active Pending
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