JPH1193776A - Cylinder fuel injection gas engine - Google Patents
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- JPH1193776A JPH1193776A JP9261211A JP26121197A JPH1193776A JP H1193776 A JPH1193776 A JP H1193776A JP 9261211 A JP9261211 A JP 9261211A JP 26121197 A JP26121197 A JP 26121197A JP H1193776 A JPH1193776 A JP H1193776A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、筒内噴射式ガス
エンジンに関し、特に密度の違いから空気との混合気の
形成が困難なガス燃料を用いる筒内噴射式ガスエンジン
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct injection gas engine, and more particularly to a direct injection gas engine using a gas fuel which is difficult to form a mixture with air due to a difference in density.
【０００２】[0002]
【従来の技術】筒内噴射式ガソリンエンジンとしては、
従来より例えば特開平９−７９０３８号公報に開示され
たものが知られている。それは、図４に示すように、エ
ンジンの燃焼室１０８に燃料噴射弁１１０の噴射口１１
１と点火プラグ１２０の放電電極１２１と吸排気弁１１
５・１１６を臨ませて配置し、ピストン１０４の頂面に
半球状のキャビティ１０５を凹設し、点火プラグ１２０
の放電電極１２１を上記キャビティ１０５内に突入する
とともに、大きく傾斜させた燃料噴射弁１１０より圧縮
トップの直前にガソリン燃料Ｆを比較的浅いキャビティ
１０５内に噴射させ、噴射ガソリン燃料Ｆの気化及び霧
化を促進するように構成したものである。2. Description of the Related Art As a direct injection gasoline engine,
2. Description of the Related Art A device disclosed in, for example, JP-A-9-79038 is conventionally known. As shown in FIG. 4, the injection port 11 of the fuel injection valve 110 is provided in the combustion chamber 108 of the engine.
1, the discharge electrode 121 of the ignition plug 120 and the intake / exhaust valve 11
5 and 116, and a hemispherical cavity 105 is formed in the top surface of the piston 104 so as to be recessed.
The gasoline fuel F is injected into the relatively shallow cavity 105 immediately before the compression top from the fuel injection valve 110 which is greatly inclined, and the gasoline F It is configured to promote the conversion.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ガソ
リン燃料の気化及び霧化を促進するものではあるが、密
度の違いから空気との混合気の形成が困難なガス燃料、
例えば水素ガスやメタノール改質ガス等を燃料とする筒
内噴射式ガスエンジンにおいては、そのまま適用するこ
とができない。それは以下のような理由による。The above-mentioned prior art, which promotes gasification and atomization of gasoline fuel, is difficult to form a gas-fuel mixture with air due to a difference in density.
For example, in a direct injection gas engine using hydrogen gas, methanol reformed gas or the like as a fuel, it cannot be applied as it is. It is for the following reasons.
【０００４】 大きく傾斜させた燃料噴射弁１１０よ
り圧縮トップの直前にガソリン燃料Ｆを比較的浅いキャ
ビティ１０５内に噴射させる構成であるため、圧縮トッ
プの直前にガス燃料Ｇを筒内に噴射するが、噴射圧を強
力にしなければならず、例えば水素ガス燃料は非常に軽
いので、圧縮トップの直前において短時間で空気との適
正な混合気を形成することが困難である。 また、上記水素ガス燃料の場合、空気に対する理論
混合比は略１／２．５であり、多量の水素ガス燃料を必
要とするので、この点でも適正な混合気を形成するのが
困難であり、着火・燃焼の安定性、特に希薄燃焼の着火
性に難点がある。 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、空
気との混合気の形成が困難なガス燃料を用いる場合の上
記難点を解消することを技術課題とする。Since the gasoline fuel F is injected into the relatively shallow cavity 105 immediately before the compression top from the highly inclined fuel injection valve 110, the gas fuel G is injected into the cylinder immediately before the compression top. Since the injection pressure must be high, for example, hydrogen gas fuel is very light, it is difficult to form a proper air-fuel mixture with air in a short time immediately before the compression top. In addition, in the case of the above hydrogen gas fuel, the stoichiometric mixture ratio with respect to air is approximately 1 / 2.5, and a large amount of hydrogen gas fuel is required. However, there is a problem in ignition / combustion stability, especially in lean combustion ignitability. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to solve the above-described difficulties when using a gas fuel in which it is difficult to form an air-fuel mixture with air.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものとして、いかのように構成される。即ち、請求
項１に記載の発明は、エンジンＥの燃焼室８に燃料噴射
弁１０の噴射口１１と点火プラグ２０の放電電極２１と
吸排気弁１５を臨ませて配置し、ピストン４の頂面４ａ
にキャビティ５を凹設し、点火プラグ２０の放電電極２
１を上記キャビティ５内に突入するとともに、噴射燃料
を当該キャビティ５内に供給するように構成した筒内噴
射式エンジンにおいて、ピストン４の頂面４ａに開口を
絞った深皿状のキャビティ５を凹設し、上記燃料噴射弁
１０を点火プラグ２０の外側寄りに配置することによ
り、圧縮行程におけるクランク角度８０°〜１３０°の
範囲でガス燃料Ｇをキャビティ５内へ供給可能に構成し
たことを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is configured as follows to solve the above problems. That is, according to the first aspect of the present invention, the injection port 11 of the fuel injection valve 10, the discharge electrode 21 of the spark plug 20, and the intake / exhaust valve 15 are arranged in the combustion chamber 8 of the engine E so as to face each other. Face 4a
The cavity 5 is recessed in the discharge electrode 2 of the ignition plug 20.
In the in-cylinder injection type engine, which is configured so that the fuel injection valve 1 is inserted into the cavity 5 and the injected fuel is supplied into the cavity 5, a deep dish-shaped cavity 5 having an opening narrowed on the top surface 4a of the piston 4 is provided. The gas injection G can be supplied into the cavity 5 in the range of the crank angle of 80 ° to 130 ° in the compression stroke by arranging the fuel injection valve 10 at a position closer to the outside of the ignition plug 20 by forming a recess. It is a feature.
【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、上記点火プラグ
２０の放電電極２１の位置を上記キャビティ５内の中央
から外れた位置Ｐに配置し、上記キャビティ５の上縁部
に複数対のスキッシュ６ａ・６ｂを形成し、これら複数
対のスキッシュ６ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心
Ｏと上記放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称
として配設し、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が上記
キャビティ５内の上記軸線Ｚ上の放電電極２１から外れ
た位置で衝突するように構成したものである。According to a second aspect of the present invention, in the in-cylinder injection gas engine according to the first aspect, the position of the discharge electrode 21 of the ignition plug 20 is located at a position P off the center of the cavity 5. A plurality of pairs of squishes 6a and 6b are formed on the upper edge of the cavity 5, and the plurality of pairs of squishes 6a and 6b are connected to an axis Z connecting the center O of the cavity 5 and the position P of the discharge electrode 21. Are arranged symmetrically so that a plurality of pairs of squish flows S 1 and S 2 collide with each other in the cavity 5 at a position off the discharge electrode 21 on the axis Z.
【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、ガ
ス燃料Ｇの噴射開始時期をエンジンＥの負荷に対応させ
て制御可能に構成したことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the in-cylinder injection gas engine according to the first or second aspect, the injection start timing of the gas fuel G can be controlled in accordance with the load of the engine E. It is characterized by having done.
【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載した筒内噴射式ガスエンジンに
おいて、ガス燃料Ｇの噴射圧をガス燃料Ｇの種類に対応
させて変更可能に構成したことを特徴とするものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the cylinder injection type gas engine according to any one of the first to third aspects, the injection pressure of the gas fuel G is changed in accordance with the type of the gas fuel G. It is characterized in that it is configured to be possible.
【０００９】[0009]
【発明の作用・効果】請求項１に記載の発明では、ピス
トン４の頂面４ａに開口を絞った深皿状のキャビティ５
を凹設し、燃料噴射弁１０を点火プラグ２０の外側寄り
に配置することにより、圧縮行程におけるクランク角度
８０°〜１３０°の範囲でガス燃料Ｇをキャビティ５内
へ供給可能に構成したことから、以下のようにしてキャ
ビティ５内でガス燃料Ｇと空気との適正な混合気の形成
が促進される。例えば、圧縮行程においてクランク角度
８０°でガス燃料Ｇの噴射を開始させてクランク角度１
３０°の範囲までガス燃料Ｇをキャビティ５内に供給す
る。つまり、ガス燃料Ｇの噴射期間を圧縮トップよりも
大幅に前倒しすることにより、噴射圧をそれほど強くし
なくてもガス燃料Ｇの噴射が可能になる。According to the first aspect of the present invention, a deep dish-shaped cavity 5 having an opening narrowed on the top surface 4a of the piston 4 is provided.
And the fuel injection valve 10 is arranged closer to the outer side of the ignition plug 20 so that the gas fuel G can be supplied into the cavity 5 in the range of the crank angle of 80 ° to 130 ° in the compression stroke. The formation of an appropriate mixture of the gaseous fuel G and the air in the cavity 5 is promoted as follows. For example, in the compression stroke, the injection of the gas fuel G is started at a crank angle of 80 °, and the crank angle of 1 is set.
The gas fuel G is supplied into the cavity 5 to a range of 30 °. That is, the gas fuel G can be injected without increasing the injection pressure by setting the injection period of the gas fuel G to be much earlier than the compression top.
【００１０】また、ガス燃料Ｇは開口を絞った深皿状の
キャビティ５内に圧縮行程のクランク角度８０°〜１３
０°の範囲で継続して供給することが可能になり、ガス
燃料Ｇはキャビティ５の底面に衝突するが、キャビティ
５外への飛散は少なく、このキャビティ５内でガス燃料
Ｇと空気との適正な混合気の形成が促進される。これに
より、空気との混合気の形成が困難なガス燃料を用いる
筒内噴射式ガスエンジンにおいても、着火・燃焼が安定
する。また、比較的濃い混合気の状態が上記キャビティ
５内に維持されるので、特に希薄燃焼の場合の着火が安
定する。The gaseous fuel G is placed in a deep dish-shaped cavity 5 having a narrowed opening.
The gas fuel G can be continuously supplied in the range of 0 °, and the gas fuel G collides with the bottom surface of the cavity 5, but scatters little outside the cavity 5. The formation of a proper mixture is promoted. This stabilizes ignition and combustion even in a direct injection gas engine using a gas fuel in which it is difficult to form a mixture with air. In addition, since the state of a relatively rich mixture is maintained in the cavity 5, ignition particularly in the case of lean combustion is stabilized.
【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、点火プラグ２
０の放電電極２１の位置を上記キャビティ５内の中央か
ら外れた位置Ｐに配置し、上記キャビティ５の上縁部に
複数対のスキッシュ６ａ・６ｂを形成し、これら複数対
のスキッシュ６ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心Ｏ
と上記放電電極２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称と
して配設したことから、圧縮トップの直前に複数対のス
キッシュ６ａ・６ｂによってスキッシュ流Ｓ1・Ｓ2 が
発生し、これらのスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がスワールと
なって上記キャビティ５内に衝突乱流を起こさせ、ガス
燃料Ｇと空気との混合気の形成が促進される。According to a second aspect of the present invention, in the direct injection gas engine according to the first aspect, the ignition plug
The position of the zero discharge electrode 21 is arranged at a position P deviated from the center in the cavity 5, and a plurality of pairs of squishes 6a and 6b are formed on the upper edge of the cavity 5, and the plurality of pairs of squishes 6a and 6b are formed. Is the center O of the cavity 5
Since the axis Z connecting the discharge electrode 21 and the position P of the discharge electrode 21 is arranged symmetrically, squish flows S 1 and S 2 are generated by a plurality of pairs of squishes 6 a and 6 b immediately before the compression top, and these squishes are generated. The flows S 1 and S 2 become swirls and cause collisional turbulence in the cavity 5 to promote the formation of a mixture of the gaseous fuel G and air.
【００１２】また、複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2
は、上記キャビティ５内の軸線Ｚ上の放電電極２１から
外れた位置で衝突する。つまり、スキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ
2 の衝突位置から外れた位置に放電電極２１があるの
で、放電時のスパークが流れることもなく、混合気への
着火が円滑になる。特に軽負荷時の希薄燃焼の場合の着
火が容易になる。これにより着火・火炎の伝播が速やか
になり燃焼が安定する。Further, a plurality of pairs of squish flows S 1 and S 2
Collide at a position off the discharge electrode 21 on the axis Z in the cavity 5. In other words, squish style S 1 · S
Since the discharge electrode 21 is located at a position deviated from the collision position 2 , the spark at the time of discharge does not flow, and the ignition of the air-fuel mixture becomes smooth. In particular, ignition in the case of lean combustion under light load becomes easy. As a result, the ignition and the propagation of the flame are accelerated, and the combustion is stabilized.
【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、
ガス燃料Ｇの噴射開始時期をエンジンＥの負荷に対応さ
せて制御可能に構成したことから、例えば高負荷運転時
には、圧縮行程のクランク角度８０°でガス燃料Ｇを噴
射させ、軽負荷運転時にはガス燃料Ｇの噴射開始時期を
遅らせることにより、クランク角度８０°〜１３０°の
範囲でガス燃料Ｇの噴射量をエンジンの負荷に対応させ
て制御することができる。According to a third aspect of the present invention, in the cylinder injection gas engine according to the first or second aspect,
Since the injection start timing of the gas fuel G is configured to be controllable in accordance with the load of the engine E, for example, during high load operation, the gas fuel G is injected at a crank angle of 80 ° in the compression stroke. By delaying the injection start timing of the fuel G, the injection amount of the gas fuel G can be controlled in a range of the crank angle of 80 ° to 130 ° according to the load of the engine.
【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項１又は
請求項３のいずれかに記載したに記載した筒内噴射式ガ
スエンジンにおいて、ガス燃料Ｇの噴射圧をガス燃料Ｇ
の種類に対応させて変更可能に構成したことから、ガス
燃料Ｇの種類により発熱量が異なり空燃比も異なるの
で、ガス燃料Ｇの種類に対応させて噴射圧を変更するこ
とにより、ガス燃料Ｇの噴射量を適宜制御することがで
きる。According to a fourth aspect of the present invention, in the in-cylinder injection type gas engine according to any one of the first to third aspects, the injection pressure of the gas fuel G is controlled by the gas fuel G.
And the air-fuel ratio varies depending on the type of gas fuel G. Therefore, by changing the injection pressure in accordance with the type of gas fuel G, the gas fuel G can be changed. Can be appropriately controlled.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいてさらに詳しく説明する。図１は本発明の実施
形態に係る筒内噴射式ガスエンジンの要部縦断面図であ
る。この筒内噴射式ガスエンジンＥは、シリンダブロッ
ク１の上にシリンダヘッド２を固定し、上記シリンダブ
ロック１に形成したシリンダボア３内にピストン４を摺
動自在に嵌着し、シリンダヘッド２には吸気ポート１３
と図示しない排気ポートを設け、各ポートには吸気弁１
５と図示しない排気弁を装着し、上記吸気弁１５と排気
弁との間に点火プラグ２０を装着し、燃料噴射弁１０を
上記点火プラグ２０の外側寄りに配置している。上記吸
排気弁１５を動弁駆動するプッシュロッド１７及び揺動
アーム１８はヘッドカバー１９で覆われている。なお、
図１中の符号２５及び２６は、ウォータジャケットを示
す。Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a direct injection gas engine according to an embodiment of the present invention. In this in-cylinder injection gas engine E, a cylinder head 2 is fixed on a cylinder block 1, and a piston 4 is slidably fitted in a cylinder bore 3 formed in the cylinder block 1. Intake port 13
And an exhaust port (not shown), each port having an intake valve 1
5, an exhaust valve (not shown) is mounted, an ignition plug 20 is mounted between the intake valve 15 and the exhaust valve, and the fuel injection valve 10 is arranged closer to the outside of the ignition plug 20. A push rod 17 and a swing arm 18 for driving the intake and exhaust valves 15 are covered with a head cover 19. In addition,
Reference numerals 25 and 26 in FIG. 1 indicate water jackets.
【００１６】以下、本発明の特徴をなす具体的な構成に
ついて説明する。この実施形態では、図１に示すよう
に、ピストン４の頂面４ａに開口を絞った深皿状のキャ
ビティ５を凹設し、燃料噴射弁１０を点火プラグ２０の
外側寄りに配置している。そして、図３に示すように、
ピストン４の下死点（クランク角度０°）を圧縮工程の
始期と規定し、ピストン４の圧縮トップ（クランク角度
１８０°）を圧縮工程の終期と規定すると、およそクラ
ンク角度８０°〜１３０°の範囲でガス燃料Ｇをキャビ
ティ５内の底面へ噴射可能に構成している。Hereinafter, a specific configuration which is a feature of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a deep dish-shaped cavity 5 having a narrowed opening is formed in the top surface 4a of the piston 4, and the fuel injection valve 10 is arranged closer to the outside of the spark plug 20. . And, as shown in FIG.
If the bottom dead center of the piston 4 (crank angle 0 °) is defined as the beginning of the compression process, and the compression top of the piston 4 (crank angle 180 °) is defined as the end of the compression process, the compression angle of approximately 80 ° to 130 ° is obtained. The gas fuel G can be injected into the bottom surface in the cavity 5 within the range.
【００１７】例えば、圧縮行程においてクランク角度８
０°〜９０°の範囲でガス燃料Ｇの噴射を開始させ、ク
ランク角度１２０°〜１３０°の範囲でガス燃料Ｇの噴
射を終了する。これはガス燃料Ｇの噴射期間を圧縮トッ
プよりも前倒しに、噴射圧をそれほど強くしなくてもガ
ス燃料Ｇの噴射を可能にするとともに、水素ガス燃料の
場合、空気に対する理論混合比は略１／２．５であり、
多量の水素ガス燃料を必要とするので、多量のガス燃料
Ｇをキャビティ５内へ継続的に供給してガス燃料Ｇと空
気との適正な混合気の形成を促進するように意図したも
のである。For example, in the compression stroke, the crank angle 8
The injection of the gas fuel G is started in the range of 0 ° to 90 °, and the injection of the gas fuel G is ended in the range of the crank angle of 120 ° to 130 °. This enables the injection period of the gas fuel G to be earlier than the compression top and enables the injection of the gas fuel G without increasing the injection pressure so much. In the case of the hydrogen gas fuel, the stoichiometric mixture ratio to the air is about 1 /2.5,
Since a large amount of hydrogen gas fuel is required, it is intended to continuously supply a large amount of gas fuel G into the cavity 5 so as to promote formation of an appropriate mixture of the gas fuel G and air. .
【００１８】また、キャビティ５の形状を開口を絞った
深皿状に形成したのは、キャビティ５の底面に衝突した
ガス燃料Ｇのキャビティ５外への飛散を少なくして、こ
のキャビティ５内でのガス燃料Ｇと空気との適正な混合
気の形成を促進し、空気との混合気の形成が困難なガス
燃料を用いる筒内噴射式ガスエンジンにおいても、着火
・燃焼を安定させることを意図したものである。実際に
比較的濃い混合気の状態が上記キャビティ５内に維持さ
れるので、特に希薄燃焼の場合の着火が安定する。The reason why the shape of the cavity 5 is formed as a deep dish with a narrow opening is that the gas fuel G colliding with the bottom surface of the cavity 5 is less scattered outside the cavity 5 and the inside of the cavity 5 is reduced. It is intended to promote the formation of an appropriate mixture of the gaseous fuel G and air, and to stabilize ignition and combustion even in a direct injection gas engine using a gaseous fuel in which the formation of a mixture with air is difficult. It was done. Since the state of the relatively rich mixture is actually maintained in the cavity 5, the ignition particularly in the case of lean combustion is stabilized.
【００１９】上記点火プラグ２０は、その放電電極２１
の位置を上記キャビティ５内の中央から外れた位置Ｐに
配置している。また、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、
上記キャビティ５の上縁部には複数対のスキッシュ６ａ
・６ｂが形成されている。これら複数対のスキッシュ６
ａ・６ｂは、上記キャビティ５の中心Ｏと上記放電電極
２１の位置Ｐとを結ぶ軸線Ｚを線対称として配設され、
複数対のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 が上記キャビティ５内
の軸線Ｚ上の放電電極２１から外れた位置で衝突するよ
うに構成されている。The ignition plug 20 has a discharge electrode 21
Is located at a position P off the center of the cavity 5. As shown in FIGS. 2A and 2B,
A plurality of pairs of squishes 6a are provided on the upper edge of the cavity 5.
6b is formed. These multiple pairs of squish 6
a · 6b are arranged symmetrically with respect to an axis Z connecting the center O of the cavity 5 and the position P of the discharge electrode 21;
A plurality of pairs of squish flows S 1 and S 2 are configured to collide at a position off the discharge electrode 21 on the axis Z in the cavity 5.
【００２０】これは圧縮トップの直前に発生した複数対
のスキッシュ流Ｓ1 ・Ｓ2 がスワールとなって上記キャ
ビティ５内で衝突乱流を起こし、水素ガス燃料Ｇと空気
との混合気の形成を促進させるように意図したものであ
る。また、この実施形態では、複数対のスキッシュ流Ｓ
1 ・Ｓ2 は、上記キャビティ５内の軸線Ｚ上の放電電極
２１から外れた位置で衝突する。つまり、スキッシュ流
Ｓ1 ・Ｓ2 の衝突位置から外れた位置に放電電極２１が
あるので、放電時のスパークが流れることもなく、混合
気への着火が円滑になる。特に軽負荷時の希薄燃焼の場
合の着火が容易になる。これにより着火・火炎の伝播が
速やかになり燃焼が安定する。This is because a plurality of pairs of squish flows S 1 and S 2 generated immediately before the compression top become swirls and cause collision turbulence in the cavity 5 to form a mixture of hydrogen gas fuel G and air. It is intended to promote In this embodiment, a plurality of pairs of squish flows S
1 · S 2 collides at a position off the discharge electrode 21 on the axis Z in the cavity 5. That is, since the discharge electrode 21 is located at a position deviating from the collision position of the squish flows S 1 and S 2 , the spark during the discharge does not flow, and the ignition of the air-fuel mixture becomes smooth. In particular, ignition in the case of lean combustion under light load becomes easy. As a result, the ignition and the propagation of the flame are accelerated, and the combustion is stabilized.
【００２１】また、この実施形態では、ガス燃料Ｇの噴
射開始時期及び点火プラグ２０による点火時期をエンジ
ンＥの負荷に対応させて制御可能に構成されている。具
体的には、高負荷運転時には、圧縮行程のクランク角度
８０°でガス燃料Ｇを噴射させるとともに、放電電極２
１がキャビティ５内へ深く突入した状態（圧縮トップ）
で点火させ、軽負荷運転時にはガス燃料Ｇの噴射開始時
期をクランク角度１３０まで遅らせるとともに、ピスト
ン４の頂面４ａが放電電極２１に達した時点（圧縮トッ
プ前）で点火させことにより、エンジンの負荷に対応さ
せてガス燃料Ｇの噴射量及び点火時期を制御するのであ
る。In this embodiment, the injection start timing of the gas fuel G and the ignition timing of the ignition plug 20 can be controlled in accordance with the load of the engine E. Specifically, during high load operation, the gaseous fuel G is injected at a crank angle of 80 ° in the compression stroke, and the discharge electrode 2
1 is deeply inserted into cavity 5 (compression top)
During light load operation, the injection start timing of the gaseous fuel G is delayed to the crank angle 130, and when the top surface 4a of the piston 4 reaches the discharge electrode 21 (before the compression top), the ignition of the engine is started. The injection amount and ignition timing of the gas fuel G are controlled in accordance with the load.
【００２２】なお、ガス燃料Ｇの噴射圧をガス燃料Ｇの
種類に対応させて変更可能に構成することもできる。ガ
ス燃料Ｇの種類により発熱量が異なり空燃比も異なるの
で、ガス燃料の噴射期間が圧縮行程の後半に限られるこ
の筒内噴射式ガスエンジンにおいては、ガス燃料Ｇの種
類に対応させて噴射圧を変更すれば、エンジンの負荷に
対応させてガス燃料Ｇの噴射量を適宜制御することがで
きるのである。It should be noted that the injection pressure of the gas fuel G can be changed in accordance with the type of the gas fuel G. Since the calorific value differs depending on the type of gas fuel G and the air-fuel ratio also differs, in this in-cylinder injection type gas engine in which the gas fuel injection period is limited to the latter half of the compression stroke, the injection pressure is set in accordance with the type of gas fuel G. Is changed, it is possible to appropriately control the injection amount of the gas fuel G in accordance with the load of the engine.
【００２３】なお、本発明は上記実施の形態に限るもの
ではなく、水素ガス燃料以外のガス燃料についても、適
宜変更を加えて実施することができる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be carried out with gas fuels other than hydrogen gas fuel, with appropriate modifications.
【図１】本発明の実施形態に係る筒内噴射式ガスエンジ
ンの要部縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a direct injection gas engine according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記筒内噴射式ガスエンジンのピストンを示
し、図２（Ａ）はそのピストン頂面の平面図、図２
（Ｂ）はそのピストン頂面の斜視図である。FIG. 2A shows a piston of the in-cylinder injection gas engine, and FIG.
(B) is a perspective view of the piston top surface.
【図３】上記筒内噴射式ガスエンジンの作用説明図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the in-cylinder injection gas engine.
【図４】従来例に係る筒内噴射式ガソリンエンジンの要
部縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a direct injection gasoline engine according to a conventional example.
４…ピストン、４ａ…ピストンの頂面、５…キャビテ
ィ、６ａ・６ｂ…スキッシュ、８…燃焼室、１０…燃料
噴射弁、１１…燃料噴射弁の噴射口、１５…吸排気弁、
２０…点火プラグ、２１…放電電極、Ｅ…筒内噴射式ガ
スエンジン、Ｇ…ガス燃料、Ｏ…キャビティの中心、Ｐ
…放電電極の位置、Ｓ1 ・Ｓ2 …スキッシュ流、Ｚ…軸
線。4 piston, 4a top surface of piston, 5 cavity, 6a and 6b squish, 8 combustion chamber, 10 fuel injection valve, 11 injection port of fuel injection valve, 15 intake and exhaust valve,
20: spark plug, 21: discharge electrode, E: in-cylinder injection gas engine, G: gas fuel, O: center of cavity, P
… Discharge electrode position, S 1 · S 2 … squish flow, Z… axis.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 19/02 Ｆ０２Ｄ 19/02 Ｄ 41/02 ３３５ 41/02 ３３５ Ｆ０２Ｆ 3/28 Ｆ０２Ｆ 3/28 Ｂ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｓ (72)発明者 大和 忠夫 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会社 クボタ基板技術研究所内 (72)発明者 村上 修 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会社 クボタ基板技術研究所内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 19/02 F02D 19/02 D 41/02 335 41/02 335 F02F 3/28 F02F 3/28 B F02M 61/14 310 F02M 61/14 310S (72) Inventor Tadao Yamato 1-1-1 Hama, Amagasaki-shi, Hyogo Pref. In Kubota Substrate Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Murakami 1-1-1 Hama, Amagasaki-shi, Hyogo Pref.
Claims (4)
射弁（１０）の噴射口（１１）と点火プラグ（２０）の
放電電極（２１）と吸排気弁（１５）を臨ませて配置
し、ピストン（４）の頂面（４ａ）にキャビティ（５）
を凹設し、点火プラグ（２０）の放電電極（２１）を上
記キャビティ（５）内に突入するとともに、噴射燃料を
当該キャビティ（５）内に供給するように構成した筒内
噴射式エンジンにおいて、 ピストン（４）の頂面（４ａ）に開口を絞った深皿状の
キャビティ（５）を凹設し、上記燃料噴射弁（１０）を
点火プラグ（２０）の外側寄りに配置することにより、
圧縮行程におけるクランク角度８０°〜１３０°の範囲
でガス燃料（Ｇ）をキャビティ（５）内へ供給可能に構
成した、ことを特徴とする筒内噴射式ガスエンジン。An injection port (11) of a fuel injection valve (10), a discharge electrode (21) of an ignition plug (20), and an intake / exhaust valve (15) are exposed to a combustion chamber (8) of an engine (E). And a cavity (5) in the top surface (4a) of the piston (4).
And a discharge electrode (21) of a spark plug (20) is inserted into the cavity (5) and an injection fuel is supplied into the cavity (5). A deep dish-shaped cavity (5) with a narrowed opening is recessed in the top surface (4a) of the piston (4), and the fuel injection valve (10) is arranged closer to the outside of the spark plug (20). ,
An in-cylinder injection gas engine characterized in that gas fuel (G) can be supplied into the cavity (5) within a range of a crank angle of 80 ° to 130 ° in a compression stroke.
ジンにおいて、 上記点火プラグ（２０）の放電電極（２１）の位置を上
記キャビティ（５）内の中央から外れた位置（Ｐ）に配
置し、 上記キャビティ（５）の上縁部に複数対のスキッシュ
（６ａ・６ｂ）を形成し、これら複数対のスキッシュ
（６ａ・６ｂ）は、上記キャビティ（５）の中心（Ｏ）
と上記放電電極（２１）の位置（Ｐ）とを結ぶ軸線
（Ｚ）を線対称として配設し、複数対のスキッシュ流
（Ｓ1 ・Ｓ2 ）が上記キャビティ（５）内の軸線（Ｚ）
上の放電電極（２１）から外れた位置で衝突するように
構成したことを特徴とする筒内噴射式ガスエンジン。2. The in-cylinder injection gas engine according to claim 1, wherein the position of the discharge electrode (21) of the ignition plug (20) is shifted from a center (P) in the cavity (5). And a plurality of pairs of squishes (6a and 6b) are formed at the upper edge of the cavity (5), and the plurality of pairs of squishes (6a and 6b) are located at the center (O) of the cavity (5).
The axis (Z) connecting the discharge electrode (21) and the position (P) of the discharge electrode (21) is arranged in line symmetry, and a plurality of pairs of squish flows (S 1 · S 2 ) flow along the axis (Z) in the cavity (5). )
An in-cylinder injection gas engine characterized in that it is configured to collide at a position deviating from the upper discharge electrode (21).
射式ガスエンジンにおいて、 ガス燃料（Ｇ）の噴射開始時期をエンジン（Ｅ）の負荷
に対応させて制御可能に構成したことを特徴とする筒内
噴射式ガスエンジン。3. The in-cylinder injection gas engine according to claim 1, wherein the injection start timing of the gas fuel (G) is controllable in accordance with the load of the engine (E). Features a direct injection gas engine.
した筒内噴射式ガスエンジンにおいて、 ガス燃料（Ｇ）の噴射圧をガス燃料（Ｇ）の種類に対応
させて変更可能に構成したことを特徴とする筒内噴射式
ガスエンジン。4. The in-cylinder injection gas engine according to claim 1, wherein an injection pressure of the gas fuel (G) can be changed according to a type of the gas fuel (G). An in-cylinder injection gas engine characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261211A JPH1193776A (en) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | Cylinder fuel injection gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261211A JPH1193776A (en) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | Cylinder fuel injection gas engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193776A true JPH1193776A (en) | 1999-04-06 |
Family
ID=17358694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9261211A Pending JPH1193776A (en) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | Cylinder fuel injection gas engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1193776A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2923866A1 (en) * | 2007-11-20 | 2009-05-22 | Renault Sas | Piston for use in internal combustion engine i.e. spark ignition engine, has channel formed in head to guide fuel and oxidizer mixture to reservoir for mixing, where maximum depth of channel is lower than that of reservoir |
| JP2014051968A (en) * | 2012-06-29 | 2014-03-20 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | Internal combustion engine controlling fuel gas injection pressure |
| TWI463067B (en) * | 2011-09-09 | 2014-12-01 | Sanyang Industry Co Ltd | Top single camshaft engine |
| EP3521586A1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-07 | MAN Truck & Bus SE | Method for operating an otto gas motor |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP9261211A patent/JPH1193776A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2923866A1 (en) * | 2007-11-20 | 2009-05-22 | Renault Sas | Piston for use in internal combustion engine i.e. spark ignition engine, has channel formed in head to guide fuel and oxidizer mixture to reservoir for mixing, where maximum depth of channel is lower than that of reservoir |
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| JP2015057548A (en) * | 2012-06-29 | 2015-03-26 | マン ディーゼル アンド ターボ フィリアル エーエフ マン ディーゼル アンド ターボ エスイー ティスクランド | Internal combustion engine controlling fuel gas injection pressure |
| JP2016186308A (en) * | 2012-06-29 | 2016-10-27 | マン ディーゼル アンド ターボ フィリアル エーエフ マン ディーゼル アンド ターボ エスイー ティスクランド | Internal combustion engine for controlling fuel gas injection pressure |
| EP3521586A1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-07 | MAN Truck & Bus SE | Method for operating an otto gas motor |
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