JPH0742563A - ガスエンジンの燃焼室 - Google Patents
ガスエンジンの燃焼室Info
- Publication number
- JPH0742563A JPH0742563A JP20903193A JP20903193A JPH0742563A JP H0742563 A JPH0742563 A JP H0742563A JP 20903193 A JP20903193 A JP 20903193A JP 20903193 A JP20903193 A JP 20903193A JP H0742563 A JPH0742563 A JP H0742563A
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- JP
- Japan
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- combustion chamber
- chamber
- gas
- fuel
- combustion
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- Pending
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】ガス燃料を使用する副燃焼室を備えたエンジン
において、混合燃焼ガスが速やかに主燃焼室に移行する
とともに、構造も小形にできるガスエンジンの燃焼室を
提供する。 【構成】圧縮行程の後半に副燃焼室21の出口26に燃
料ガス室31の噴出孔32を挿入して燃料ガス室31か
ら燃焼ガスを副燃焼室21に噴出し、続いて副燃焼室2
1の燃焼ガスを連通孔23を通して主燃焼室22の外周
域に噴出する。主燃焼室22内の燃焼はこの外周から起
こり、燃焼ガスは主燃焼室22の中心に集まる。燃焼時
間が短くなって、エンジンの燃焼効率を高める。そし
て、副燃焼室21がピストン2内に設けられているた
め、シリンダヘッド3の構造が簡単になり、エンジンの
設計の自由度が増大する。
において、混合燃焼ガスが速やかに主燃焼室に移行する
とともに、構造も小形にできるガスエンジンの燃焼室を
提供する。 【構成】圧縮行程の後半に副燃焼室21の出口26に燃
料ガス室31の噴出孔32を挿入して燃料ガス室31か
ら燃焼ガスを副燃焼室21に噴出し、続いて副燃焼室2
1の燃焼ガスを連通孔23を通して主燃焼室22の外周
域に噴出する。主燃焼室22内の燃焼はこの外周から起
こり、燃焼ガスは主燃焼室22の中心に集まる。燃焼時
間が短くなって、エンジンの燃焼効率を高める。そし
て、副燃焼室21がピストン2内に設けられているた
め、シリンダヘッド3の構造が簡単になり、エンジンの
設計の自由度が増大する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃焼室の構造
に関し、特にガスを燃料とするディーゼルエンジンの燃
焼室の構造に関する。
に関し、特にガスを燃料とするディーゼルエンジンの燃
焼室の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の原動機である内燃機関の燃料に
は、ガソリンなどの化石燃料が多く使用される。また高
圧のガス燃料も内燃機関の燃料として一部で使用されて
いる。最近、小規模な発電単位、たとえば都市ビル単位
の発電設備用ディーゼルエンジンの燃料に高圧のガス燃
料が使用され始めた。ガス燃料は、エンジンの燃焼室内
に噴射されたとき、空気との混合が悪く自己着火が困難
な場合がある。このような不都合を改善するため、エン
ジンのシリンダ内の主燃焼室に続く副燃焼室を設け、該
副燃焼室にガス燃料を噴射する副燃焼室方式のガス燃料
エンジンも開発され、たとえば特開昭62−19163
2号公報に示されている。上記従来例では、副燃焼室内
に予め封じ込めた低圧ガスにスパークプラグの火花で着
火させ、燃焼ガスを主燃焼室へ噴射させる構造となって
いる。このような従来のエンジンでは副燃焼室において
混合燃焼したガスが主燃焼室へ噴出する際、円滑に該混
合燃焼ガスが主燃焼室に移行できず、良好な燃焼が行わ
れないという不都合が生じる。この他、副燃焼室がシリ
ンダヘッドの上端に位置するので、エンジンが大型化す
るとともに、設計の自由度も減少する。
は、ガソリンなどの化石燃料が多く使用される。また高
圧のガス燃料も内燃機関の燃料として一部で使用されて
いる。最近、小規模な発電単位、たとえば都市ビル単位
の発電設備用ディーゼルエンジンの燃料に高圧のガス燃
料が使用され始めた。ガス燃料は、エンジンの燃焼室内
に噴射されたとき、空気との混合が悪く自己着火が困難
な場合がある。このような不都合を改善するため、エン
ジンのシリンダ内の主燃焼室に続く副燃焼室を設け、該
副燃焼室にガス燃料を噴射する副燃焼室方式のガス燃料
エンジンも開発され、たとえば特開昭62−19163
2号公報に示されている。上記従来例では、副燃焼室内
に予め封じ込めた低圧ガスにスパークプラグの火花で着
火させ、燃焼ガスを主燃焼室へ噴射させる構造となって
いる。このような従来のエンジンでは副燃焼室において
混合燃焼したガスが主燃焼室へ噴出する際、円滑に該混
合燃焼ガスが主燃焼室に移行できず、良好な燃焼が行わ
れないという不都合が生じる。この他、副燃焼室がシリ
ンダヘッドの上端に位置するので、エンジンが大型化す
るとともに、設計の自由度も減少する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来の不都合を解消しようとするものであり、その目
的は、ガス燃料を使用する副燃焼室を備えたエンジンに
おいて、混合燃焼ガスが速やかに主燃焼室に移行すると
ともに、構造も小形にできるガスエンジンの燃焼室を提
供しようとするものである。
な従来の不都合を解消しようとするものであり、その目
的は、ガス燃料を使用する副燃焼室を備えたエンジンに
おいて、混合燃焼ガスが速やかに主燃焼室に移行すると
ともに、構造も小形にできるガスエンジンの燃焼室を提
供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記のような本発明の目
的を達成するために、本発明は、主燃焼室と連通する副
燃焼室を具備し、これらとは別に設けた燃料ガス室から
副燃焼室にガス燃料を流入させるエンジンにおいて、シ
リンダの上部に設けられ、該シリンダ内に突出する噴出
孔を有し、内部に供給されたガス燃料を該噴出孔からシ
リンダ内に噴出する燃料ガス室と、該燃料ガス室の噴出
孔を開閉する制御弁と、シリンダ内を上下移動するピス
トンの頭部に窪み状に設けられ、該窪み状部分からシリ
ンダの外周近傍に連通する複数の連通孔を有し、ピスト
ンの上死点近傍において燃料ガス室の噴出孔が嵌合する
出口を有する副燃焼室と、を具備することを特徴とする
ガスエンジンの燃焼室を提供する。
的を達成するために、本発明は、主燃焼室と連通する副
燃焼室を具備し、これらとは別に設けた燃料ガス室から
副燃焼室にガス燃料を流入させるエンジンにおいて、シ
リンダの上部に設けられ、該シリンダ内に突出する噴出
孔を有し、内部に供給されたガス燃料を該噴出孔からシ
リンダ内に噴出する燃料ガス室と、該燃料ガス室の噴出
孔を開閉する制御弁と、シリンダ内を上下移動するピス
トンの頭部に窪み状に設けられ、該窪み状部分からシリ
ンダの外周近傍に連通する複数の連通孔を有し、ピスト
ンの上死点近傍において燃料ガス室の噴出孔が嵌合する
出口を有する副燃焼室と、を具備することを特徴とする
ガスエンジンの燃焼室を提供する。
【0005】
【作用】圧縮行程の後半に副燃焼室の出口に燃料ガス室
の噴出孔を挿入して燃料ガス室から燃焼ガスを副燃焼室
に噴出し、続いて副燃焼室の燃焼ガスを連通孔を通して
主燃焼室の外周域に噴出する。主燃焼室内の燃焼はこの
外周から起こり、燃焼ガスは主燃焼室の中心に集まる。
の噴出孔を挿入して燃料ガス室から燃焼ガスを副燃焼室
に噴出し、続いて副燃焼室の燃焼ガスを連通孔を通して
主燃焼室の外周域に噴出する。主燃焼室内の燃焼はこの
外周から起こり、燃焼ガスは主燃焼室の中心に集まる。
【0006】
【実施例】図1は本発明にかかるガスエンジンの燃焼室
の一実施例を示す主要部分の構成図であり、同図におい
て1はシリンダである。該シリンダ1の内側にはピスト
ン2が上下動自在に配置されている。該ピストン2の上
面の中央は大きく凹まされて副燃焼室21が形成されて
いる。図1はピストンが最上端に位置した状態で示され
ており、ピストン2の上面には主燃焼室22が形成され
ている。主燃焼室22と副燃焼室21との間には、ピス
トン2の本体を刳り抜いて形成された複数本の連通孔2
3で結合されている。24はピストンリング、25はコ
ンロッドである。
の一実施例を示す主要部分の構成図であり、同図におい
て1はシリンダである。該シリンダ1の内側にはピスト
ン2が上下動自在に配置されている。該ピストン2の上
面の中央は大きく凹まされて副燃焼室21が形成されて
いる。図1はピストンが最上端に位置した状態で示され
ており、ピストン2の上面には主燃焼室22が形成され
ている。主燃焼室22と副燃焼室21との間には、ピス
トン2の本体を刳り抜いて形成された複数本の連通孔2
3で結合されている。24はピストンリング、25はコ
ンロッドである。
【0007】シリンダ1の上端に位置するシリンダヘッ
ド3には、燃焼ガス室31が設けられている。この燃料
ガス室31は、例えば高強度で耐熱性のあるセラミック
スからなり、その底部には副燃焼室21にまで延びる噴
出孔32が形成されている。そしてピストン2が上死点
近傍にあるとき、該噴出孔32の外周は副燃焼室21の
出口26と僅かな隙間27をもって該副燃焼室21内に
挿入される。
ド3には、燃焼ガス室31が設けられている。この燃料
ガス室31は、例えば高強度で耐熱性のあるセラミック
スからなり、その底部には副燃焼室21にまで延びる噴
出孔32が形成されている。そしてピストン2が上死点
近傍にあるとき、該噴出孔32の外周は副燃焼室21の
出口26と僅かな隙間27をもって該副燃焼室21内に
挿入される。
【0008】4は前記噴出孔32の開閉を制御する制御
弁で、噴出孔32の下方に設けられた弁座33に下方か
ら密接接触して燃料ガス室31を閉鎖する。制御弁4の
ステム43は燃料ガス室31の上壁部34のバルブガイ
ド35により軸支され、ステム43は上部プレート44
を押上げるスプリング45によってバイアスされてい
る。
弁で、噴出孔32の下方に設けられた弁座33に下方か
ら密接接触して燃料ガス室31を閉鎖する。制御弁4の
ステム43は燃料ガス室31の上壁部34のバルブガイ
ド35により軸支され、ステム43は上部プレート44
を押上げるスプリング45によってバイアスされてい
る。
【0009】5は燃料ガス室31の上方の側部に取付け
られたガス燃料弁で、ガス供給管53から燃料ガス室3
1へのガス燃料の供給口54の開閉を行ってガス流を制
御するものであり、そのステム51の上端を押上げる弁
スプリング52により常時は供給口54を閉鎖するよう
に構成されている。55は燃料ガスの流量を制御する制
御弁である。
られたガス燃料弁で、ガス供給管53から燃料ガス室3
1へのガス燃料の供給口54の開閉を行ってガス流を制
御するものであり、そのステム51の上端を押上げる弁
スプリング52により常時は供給口54を閉鎖するよう
に構成されている。55は燃料ガスの流量を制御する制
御弁である。
【0010】図1には示されてはいないが、シリンダヘ
ッド3の上部には、それぞれ制御弁4とガス燃料弁5
を、後に述べるタイミングで開閉させるカム機構が設け
られている。また、これら弁を開閉する駆動機構はカム
でなくともよく、電磁力で駆動される電磁駆動弁機構で
も良い。
ッド3の上部には、それぞれ制御弁4とガス燃料弁5
を、後に述べるタイミングで開閉させるカム機構が設け
られている。また、これら弁を開閉する駆動機構はカム
でなくともよく、電磁力で駆動される電磁駆動弁機構で
も良い。
【0011】図1には示されてはいないが、シリンダヘ
ッド3には通常の吸気孔と吸気弁、排気孔と排気弁が設
けられ、これら2つの弁を駆動するカム機構が設けられ
ている。
ッド3には通常の吸気孔と吸気弁、排気孔と排気弁が設
けられ、これら2つの弁を駆動するカム機構が設けられ
ている。
【0012】次に、図1および図2を用いて本発明の実
施例動作を説明する。図1には示されていない排気弁が
開き、ピストン4が下死点から上昇を始める排気行程か
ら動作の説明を始める。この状態では、ガス燃料弁5は
閉じ、制御弁4は開いた状態にある。ピストン2が上昇
してシリンダ1内の燃焼ガスがエンジンの外部に排気さ
れると、図1には示されていない排気弁が閉じ、吸気弁
が開く。ピストン2が上死点から降下を始めると吸気孔
から新気がシリンダ1内に吸入される。吸入の途中で制
御弁4が閉まり、シリンダ内の燃焼室と燃料ガス室31
との流通が遮断される。その後すぐにガス燃料弁5が開
き、ガス供給管53から燃料ガス室53にガス燃料が供
給される。なおこのガス燃料の供給量は、エンジンの負
荷状態により制御弁55で調整される。所定量のガス燃
料が供給され、吸気行程が終了すると、吸気弁が閉じガ
ス燃料弁5も閉まる。
施例動作を説明する。図1には示されていない排気弁が
開き、ピストン4が下死点から上昇を始める排気行程か
ら動作の説明を始める。この状態では、ガス燃料弁5は
閉じ、制御弁4は開いた状態にある。ピストン2が上昇
してシリンダ1内の燃焼ガスがエンジンの外部に排気さ
れると、図1には示されていない排気弁が閉じ、吸気弁
が開く。ピストン2が上死点から降下を始めると吸気孔
から新気がシリンダ1内に吸入される。吸入の途中で制
御弁4が閉まり、シリンダ内の燃焼室と燃料ガス室31
との流通が遮断される。その後すぐにガス燃料弁5が開
き、ガス供給管53から燃料ガス室53にガス燃料が供
給される。なおこのガス燃料の供給量は、エンジンの負
荷状態により制御弁55で調整される。所定量のガス燃
料が供給され、吸気行程が終了すると、吸気弁が閉じガ
ス燃料弁5も閉まる。
【0013】ピストンが下死点位置から上昇を始める
と、シリンダ内の空気は圧縮され始める。そしてピスト
ン2が上死点に近づくとピストン2の上部に設けられた
副燃焼室21の出口26内が燃料ガス室31の噴出孔3
2の外周にはまり込む。このタイミングに前後して、制
御弁4が開く。そしてシリンダ内で圧縮された空気が燃
料ガス室31に流入してここで混合気が生成され、燃料
ガス室31内の温度が着火点に達すると、該燃料ガス室
31内では燃料リッチな状態で燃焼が始まる。
と、シリンダ内の空気は圧縮され始める。そしてピスト
ン2が上死点に近づくとピストン2の上部に設けられた
副燃焼室21の出口26内が燃料ガス室31の噴出孔3
2の外周にはまり込む。このタイミングに前後して、制
御弁4が開く。そしてシリンダ内で圧縮された空気が燃
料ガス室31に流入してここで混合気が生成され、燃料
ガス室31内の温度が着火点に達すると、該燃料ガス室
31内では燃料リッチな状態で燃焼が始まる。
【0014】燃料ガス室内の混合気は噴出孔32から副
燃焼室21内に噴出流入されて、混合気生成が起こる。
ここで混合・燃焼したガスは副燃焼室21から連通孔2
3を通って主燃焼室22のシリンダに近い外周部に噴出
される。このため、主燃焼室22では燃焼が一気に起こ
る。そしてピストンはこの燃焼により下方に押し下げら
れ、副燃焼室の出口26は燃料ガス室31の噴出孔32
から離れる。このとき副燃焼室21内に残留するガスが
出口26から主燃焼室22の中心部に噴出され主燃焼室
内の燃焼は一気に進行して短時間の内に終了する。ピス
トンが下死点に到達すると、次のサイクルの排気行程に
移る。
燃焼室21内に噴出流入されて、混合気生成が起こる。
ここで混合・燃焼したガスは副燃焼室21から連通孔2
3を通って主燃焼室22のシリンダに近い外周部に噴出
される。このため、主燃焼室22では燃焼が一気に起こ
る。そしてピストンはこの燃焼により下方に押し下げら
れ、副燃焼室の出口26は燃料ガス室31の噴出孔32
から離れる。このとき副燃焼室21内に残留するガスが
出口26から主燃焼室22の中心部に噴出され主燃焼室
内の燃焼は一気に進行して短時間の内に終了する。ピス
トンが下死点に到達すると、次のサイクルの排気行程に
移る。
【0015】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ピストン側に設けた副燃焼室内で燃料リッチな状
態で燃焼を開始させるので、低NOx化が図れる。そし
て燃焼の初期に上記副燃焼室から連通孔を通って噴出さ
れるガスは主燃焼室のシリンダ外周に近いところに達す
るので主燃焼室内の燃焼はこの外周から起こり、燃焼ガ
スは主燃焼室の中心に集まるため、燃焼時間が短くなっ
て、エンジンの燃焼効率を高める。そして、副燃焼室が
ピストン内にも受けられているため、シリンダヘッドの
構造が簡単になり、エンジンの設計の自由度が増大す
る。
れば、ピストン側に設けた副燃焼室内で燃料リッチな状
態で燃焼を開始させるので、低NOx化が図れる。そし
て燃焼の初期に上記副燃焼室から連通孔を通って噴出さ
れるガスは主燃焼室のシリンダ外周に近いところに達す
るので主燃焼室内の燃焼はこの外周から起こり、燃焼ガ
スは主燃焼室の中心に集まるため、燃焼時間が短くなっ
て、エンジンの燃焼効率を高める。そして、副燃焼室が
ピストン内にも受けられているため、シリンダヘッドの
構造が簡単になり、エンジンの設計の自由度が増大す
る。
【図1】本発明にかかるガスエンジンの燃焼室の一実施
例を示す主要部分の断面図である。
例を示す主要部分の断面図である。
【図2】実施例の動作を説明する説明図である。
1・・・シリンダ 2・・・ピストン 21・・・副燃焼室 22・・・主燃焼室 23・・・連通孔 24・・・ピストンリング 25・・・コンロッド 26・・・出口 3・・・シリンダヘッド 31・・・燃料ガス室 32・・・噴出孔 33・・・弁座 34・・・上壁部 35・・・バルブガイド 4・・・制御弁 43・・・ステム 44・・・上部プレート 45・・・スプリング 5・・・ガス燃料弁 51・・・ステム 52・・・ステム 53・・・ガス供給管 54・・・供給口 55・・・制御弁
Claims (1)
- 【請求項1】主燃焼室と連通する副燃焼室を具備し、こ
れらとは別に設けた燃料ガス室から副燃焼室にガス燃料
を流入させるエンジンにおいて、 シリンダの上部に設けられ、該シリンダ内に突出する噴
出孔を有し、内部に供給されたガス燃料を該噴出孔から
シリンダ内に噴出する燃料ガス室と、 該燃料ガス室の噴出孔を開閉する制御弁と、 シリンダ内を上下移動するピストンの頭部に窪み状に設
けられ、該窪み状部分からシリンダの外周近傍に連通す
る複数の連通孔を有し、ピストンの上死点近傍において
燃料ガス室の噴出孔が嵌合する出口を有する副燃焼室
と、を具備することを特徴とするガスエンジンの燃焼
室。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20903193A JPH0742563A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ガスエンジンの燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20903193A JPH0742563A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ガスエンジンの燃焼室 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0742563A true JPH0742563A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16566116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20903193A Pending JPH0742563A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ガスエンジンの燃焼室 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0742563A (ja) |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP20903193A patent/JPH0742563A/ja active Pending
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