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JPH084562A - Multi-fuel engine - Google Patents

Multi-fuel engine

Info

Publication number
JPH084562A
JPH084562A JP6158178A JP15817894A JPH084562A JP H084562 A JPH084562 A JP H084562A JP 6158178 A JP6158178 A JP 6158178A JP 15817894 A JP15817894 A JP 15817894A JP H084562 A JPH084562 A JP H084562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
fuel
gas
sub
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6158178A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takero Nakajima
健朗 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP6158178A priority Critical patent/JPH084562A/en
Publication of JPH084562A publication Critical patent/JPH084562A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 このマルチヒューエルエンジンは、天然ガス
又は液体燃料の燃料供給を切り換え可能に構成し、通常
運転時にはガス燃料で駆動し、非常運転時には液体燃料
で駆動する。 【構成】 このマルチヒューエルエンジンは、主室1と
副室2とを連絡孔9で連通し、副室2とガス室6とを通
孔7で連通する。ガス燃料供給弁5でガス導入口26を
開閉し、副室制御弁4で通孔7を開閉する。副室に液体
燃料を供給する燃料噴射ノズル3を設ける。コントロー
ラ10は、通常運転時には燃料噴射ノズル3を非作動に
し且つ副室制御弁4とガス燃料供給弁5とを開閉作動し
てガス燃料でエンジンを駆動し、非常運転時には副室制
御弁4とガス燃料供給弁5とを閉鎖状態に維持し且つ燃
料噴射ノズル3から副室2に液体燃料を噴射してエンジ
ンを駆動する制御を行う。
(57) [Summary] [Objective] This multi-fuel engine is configured so that the fuel supply of natural gas or liquid fuel can be switched, and is driven by gas fuel during normal operation and by liquid fuel during emergency operation. [Structure] In this multi-fuel engine, a main chamber 1 and a sub chamber 2 communicate with each other through a communication hole 9, and a sub chamber 2 and a gas chamber 6 communicate with each other through a through hole 7. The gas fuel supply valve 5 opens and closes the gas inlet 26, and the sub chamber control valve 4 opens and closes the through hole 7. A fuel injection nozzle 3 for supplying liquid fuel is provided in the sub chamber. The controller 10 deactivates the fuel injection nozzle 3 during normal operation and opens and closes the sub-chamber control valve 4 and the gas fuel supply valve 5 to drive the engine with gas fuel. Control is performed to maintain the gas fuel supply valve 5 closed and to inject the liquid fuel from the fuel injection nozzle 3 into the sub chamber 2 to drive the engine.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、天然ガス燃料及び液
体燃料のいずれかの燃料で運転できるマルチヒューエル
エンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-fuel engine which can be operated with either natural gas fuel or liquid fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ナチュラルガス即ち天然ガスを主
燃料とするガスエンジンは、コジェネレーション型エン
ジン或いは自動車用エンジンとして開発が進められてい
る。このコジェネレーション型エンジンは、動力を発電
機で電気エネルギーとして取り出し、排気ガスエネルギ
ーが有する熱を熱交換器で水を加熱して温水にして給湯
用として利用している。そして、このコジェネレーショ
ン型エンジンは、ホテル、病院、事務所等での電気供給
システムとして利用されることが期待されている。ま
た、自動車用エンジンに天然ガスエンジンを用いた場合
には、低公害車として期待されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a natural gas, that is, a gas engine using natural gas as a main fuel has been developed as a cogeneration engine or an automobile engine. In this cogeneration engine, power is taken out as electric energy by a generator, and heat of exhaust gas energy is heated by a heat exchanger to make hot water, which is used for hot water supply. The cogeneration engine is expected to be used as an electricity supply system in hotels, hospitals, offices and the like. Further, when a natural gas engine is used as an automobile engine, it is expected to be a low-pollution vehicle.

【0003】また、特開平1−104930号公報には
多種燃料機関が開示されている。該多種燃料機関は、空
気と気体燃料又は空気と液体燃料が供給される燃焼室、
空気と気体燃料との混合ガスに着火するための点火プラ
グ、前記燃焼室に液体燃料を噴射する液体燃料噴射弁を
備え、気体燃料による運転と液体燃料による運転とを切
換え可能に構成されており、前記点火プラグをシリンダ
ヘッドの中心部に配置し、前記液体燃料噴射弁をシリン
ダ側部に配置して気体燃料を希薄燃焼させることにより
機関の圧縮比を液体燃料に適した値に設定したものであ
る。
Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-104930 discloses a multi-fuel engine. The multi-fuel engine is a combustion chamber to which air and gas fuel or air and liquid fuel are supplied,
An ignition plug for igniting a mixed gas of air and a gaseous fuel, a liquid fuel injection valve for injecting a liquid fuel into the combustion chamber are provided, and it is configured to be able to switch between a gas fuel operation and a liquid fuel operation. , The spark plug is arranged in the center of the cylinder head, the liquid fuel injection valve is arranged on the side of the cylinder, and the combustion ratio of the engine is set to a value suitable for the liquid fuel by lean-burning the gaseous fuel. Is.

【0004】また、特開昭63−5152号公報にはL
PG燃料供給制御装置が開示されている。該LPG燃料
供給制御装置は、気相燃料供給手段、運転状態検出手段
及び内燃機関燃料制御手段を有すると共に、LPG燃料
を液相状態で内燃機関の燃料室に直接供給する液相燃料
供給手段を有し、内燃機関燃料制御手段には運転状態検
出手段により検出される内燃機関の運転状態に基づいて
液相燃料供給手段を制御する液相燃料制御手段を備えた
ものである。更に、該LPG燃料供給制御装置は、運転
状態検出手段により検出される内燃機関の負荷又は回転
数が各々所定値より大きい時には、液相燃料制御手段に
より液相燃料供給手段を制御して内燃機関に供給される
LPG燃料を気相状態のLPG燃料から液相状態のLP
G燃料に切り換えるものである。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-5152 discloses L
A PG fuel supply control device is disclosed. The LPG fuel supply control device includes a gas-phase fuel supply means, an operating state detection means, and an internal combustion engine fuel control means, and a liquid-phase fuel supply means for directly supplying the LPG fuel in a liquid phase state to a fuel chamber of the internal combustion engine. The internal combustion engine fuel control means is provided with liquid phase fuel control means for controlling the liquid phase fuel supply means based on the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means. Further, the LPG fuel supply control device controls the liquid phase fuel supply means by the liquid phase fuel control means to control the internal combustion engine by the liquid phase fuel control means when the load or the rotational speed of the internal combustion engine detected by the operating state detection means is larger than a predetermined value. LPG fuel to be supplied to the LPG fuel in the liquid phase from the LPG fuel in the gas phase
It switches to G fuel.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ナチュ
ラルガスを燃料とする従来の一般的なガスエンジンは、
燃料がガス体であるので、ガソリンと同じように燃料ガ
スが吸気バルブから吸入され、圧縮、着火されるので、
圧縮比を大きくすることができず、理論熱効率(η=仕
事の熱換算/燃料の熱量)は必ずしも高くない。そこ
で、ガスエンジンの熱効率を向上させることが望まれて
いるのが現状である。そこで、ガスエンジンに遮熱型ガ
スエンジンを取り入れ、熱効率を向上させることが考え
られるようになった。天然ガスエンジンは、ナチュラル
ガスを燃料とするものであり、燃料が気体である。そこ
で、天然ガスエンジンでは、吸入行程でガスと空気の混
合気を吸入し、次いで圧縮すると、高圧縮となり温度が
高くなり、自己着火の現象即ちノッキングが発生する。
しかるに、ナチュラルガスのガス燃料は圧縮比が12以
下でないと、自己着火するものである。また、エンジン
の熱効率については、圧縮比が小さいと熱効率が小さく
なるという現象がある。
However, the conventional general gas engine that uses natural gas as a fuel is
Since the fuel is a gas, the fuel gas is sucked in from the intake valve, compressed, and ignited in the same way as gasoline,
The compression ratio cannot be increased, and the theoretical thermal efficiency (η = heat conversion of work / heat quantity of fuel) is not necessarily high. Therefore, at present, it is desired to improve the thermal efficiency of the gas engine. Therefore, it has been considered to improve the thermal efficiency by incorporating a heat shield type gas engine into the gas engine. The natural gas engine uses natural gas as fuel, and the fuel is gas. Therefore, in a natural gas engine, when a mixture of gas and air is sucked in the intake stroke and then compressed, the compression becomes high and the temperature rises, causing a phenomenon of self-ignition, that is, knocking.
However, the gas fuel of natural gas will self-ignite unless the compression ratio is 12 or less. Regarding the thermal efficiency of the engine, there is a phenomenon that the thermal efficiency decreases when the compression ratio is small.

【0006】従来のガスエンジンは、圧縮行程後半の高
圧空気を副室内に供給して急速に均一混合して一次燃焼
を実現し、次に副室から主室へのガス噴流による主室で
の希薄燃焼を実現しようとするものであり、コジェネレ
ーション型ガスエンジンとして電力と給湯とを得るため
に使用されている。しかしながら、天然ガスエンジンで
は、その部分負荷時には、副室へのガス量が減少させら
れるので、副室に供給された天然ガスが副室内に分散さ
れると、副室内が余りに希薄なガス燃料と空気の混合気
になり、着火し難くなって着火ミスが発生することにな
る。また、連絡孔に設けた制御弁をポペット弁に形成し
た場合には、空気流が薄膜状に導入されるので、副室に
分散して着火しても火炎が伝播されない現象が発生す
る。そのため、ガスエンジンでは、非常用電源を如何に
して確保するかの課題がある。
In the conventional gas engine, the high pressure air in the latter half of the compression stroke is supplied into the sub chamber to rapidly and uniformly mix it to realize the primary combustion, and then the main chamber by the gas jet flow from the sub chamber to the main chamber. It is intended to realize lean combustion and is used as a cogeneration gas engine to obtain electric power and hot water. However, in a natural gas engine, the amount of gas to the sub chamber is reduced at the time of partial load. Therefore, if the natural gas supplied to the sub chamber is dispersed in the sub chamber, the sub chamber becomes a gas fuel that is too lean. It becomes a mixture of air and it becomes difficult to ignite, resulting in an ignition mistake. Further, when the control valve provided in the communication hole is formed as a poppet valve, the air flow is introduced in a thin film form, so that a phenomenon occurs in which the flame does not propagate even when dispersed and ignited in the sub chamber. Therefore, the gas engine has a problem of how to secure an emergency power supply.

【0007】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、通常運転時には天然ガスを燃料と
してエンジンを駆動し、天然ガスの供給流量がガス燃料
供給系のトラブル等で所定値以下になった時等の非常時
には液体燃料を燃料としてディーゼルサイクルでエンジ
ンを駆動し、通常時及び非常時のいずれの時にもエンジ
ンを良好に運転して電気エネルギーを確保することがで
きるようにし、天然ガスを燃料とする場合には、副室の
上部に設けたガス室にガス燃料供給弁の開放によって天
然ガスを供給し、ガス室と副室とを連通する通孔に副室
制御弁を配置し、ガス室で濃混合気を形成させ、主室と
副室とで吸入空気のみを圧縮して圧縮比を高め、主室及
び副室内の空気を高温に上昇させた状態で副室制御弁を
開放して副室の高圧縮空気をガス室に流入させ、ガス室
の天然ガスと高圧縮空気とを一気に混合させることで短
期間に着火燃焼させ、ガス室では燃料を過濃状態として
NOX の発生を抑制する状態で燃焼させ、火炎をガス室
から副室を通じて主室に噴き出させることで均一な希薄
燃焼を実現して短期間で燃焼を完結させ、NOX 、HC
等の発生を低減し、熱効率を高め、ガス燃料の自己着火
を防止してノッキングの発生を防止し、また、非常時に
は副室に設けた燃料噴射ノズルから液体燃料を噴射して
副室で燃料リッチでNOX の発生を抑制する状態で燃焼
させ、火炎を副室から主室に噴き出させることで均一な
希薄燃焼を実現して短期間で燃焼を完結させ、NOX
HC等の発生を低減することができるマルチヒューエル
エンジンを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. In normal operation, an engine is driven by using natural gas as a fuel, and the supply flow rate of the natural gas is a predetermined value due to a trouble of the gas fuel supply system. In an emergency such as when the following occurs, the engine is driven in a diesel cycle using liquid fuel as fuel, and it is possible to operate the engine satisfactorily during both normal time and emergency to secure electric energy, When using natural gas as a fuel, natural gas is supplied to the gas chamber provided in the upper part of the sub-chamber by opening the gas fuel supply valve, and the sub-chamber control valve is provided in the through hole that connects the gas chamber and the sub-chamber. Arranged, forming a rich mixture in the gas chamber, compressing only the intake air between the main chamber and the sub chamber to increase the compression ratio, and controlling the sub chamber with the air in the main chamber and the sub chamber raised to a high temperature Open the valve to raise the subchamber The compressed air to flow into the gas chamber, then ignited and combusted in a short period of time by which once mixed with natural gas and highly compressed air of the gas chamber, suppressing state generation of the NO X as rich state fuel gas chamber by burning, flame and to complete the combustion in a short time to realize by making blown into the main chamber uniform lean combustion through antechamber from the gas chamber, NO X, HC
Etc., increase thermal efficiency, prevent self-ignition of gas fuel to prevent knocking, and in an emergency, inject liquid fuel from the fuel injection nozzle provided in the sub chamber to fuel the sub chamber. rich in burned suppressing state generation of NO X, the flame and to achieve a uniform lean combustion by making blown into the main chamber from the auxiliary chamber to complete combustion in a short period of time, NO X,
It is to provide a multi-fuel engine capable of reducing the generation of HC and the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、シリンダヘッドに形成されている副室、該副
室に連絡孔を通じて連通するシリンダ側に形成されてい
る主室、天然ガス燃料がガス燃料供給通路を通じて供給
され且つ前記副室の上部に通孔を通じて連通する前記シ
リンダヘッドに形成されているガス室、前記ガス室と前
記ガス燃料供給通路とを連通するガス導入口を開閉する
ためのガス燃料供給弁、前記ガス室と前記副室とを連通
する前記通孔を開閉するための副室制御弁、前記副室に
液体燃料を供給する燃料噴射ノズル、及び通常運転時に
は前記燃料噴射ノズルを非作動にし且つ前記副室制御弁
と前記ガス燃料供給弁とを開閉作動してガス燃料で作動
する制御を行い、非常運転時には前記副室制御弁と前記
ガス燃料供給弁とを閉鎖状態に維持し且つ前記燃料噴射
ノズルから前記副室に液体燃料を噴射して作動する制御
を行うコントローラ、から構成したことを特徴とするマ
ルチヒューエルエンジンに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows. That is, according to the present invention, the sub chamber formed in the cylinder head, the main chamber formed on the cylinder side communicating with the sub chamber through the communication hole, the natural gas fuel is supplied through the gas fuel supply passage, and the sub chamber is provided. A gas chamber formed in the cylinder head that communicates with the upper part of the cylinder head through a through hole, a gas fuel supply valve for opening and closing a gas introduction port that communicates the gas chamber and the gas fuel supply passage, the gas chamber and the A sub-chamber control valve for opening and closing the through hole that communicates with the sub-chamber, a fuel injection nozzle for supplying liquid fuel to the sub-chamber, and the sub-chamber control valve for deactivating the fuel injection nozzle during normal operation And the gas fuel supply valve are operated to open and close by operating the gas fuel, and the sub-chamber control valve and the gas fuel supply valve are maintained in a closed state during an emergency operation. It said controller for performing control in the sub-chamber operated by injecting a liquid fuel, to a multi-Hugh el engine which is characterized by being configured from.

【0009】また、このマルチヒューエルエンジンにお
いて、前記燃料噴射ノズルから前記副室に液体燃料を噴
射して作動する非常運転時に始動補助するグロープラグ
を前記副室に設けている。また、前記ガス燃料供給通路
には開閉弁と流量センサーが設けられている。更に、前
記コントローラは前記流量センサーによるガス燃料流量
値が規定値以下に応答して前記開閉弁を閉鎖して非常運
転を行い且つ規定値以上に応答して前記開閉弁を開放し
て通常運転を行う制御を行うものである。更に、この天
然ガス燃料と液体燃料の切替えエンジンは、前記ガス燃
料供給弁と前記副室制御弁を電磁力で作動する電磁弁駆
動装置を有している。
Further, in this multi-fuel engine, a glow plug is provided in the sub-chamber to assist starting in an emergency operation in which liquid fuel is injected from the fuel injection nozzle into the sub-chamber. An opening / closing valve and a flow rate sensor are provided in the gas fuel supply passage. Further, the controller closes the on-off valve to perform an emergency operation in response to the gas fuel flow rate value by the flow rate sensor being less than or equal to a specified value, and opens the on-off valve to respond to the gas fuel flow rate value above the specified value to perform normal operation. The control is performed. Further, the engine for switching between natural gas fuel and liquid fuel has an electromagnetic valve drive device that operates the gas fuel supply valve and the sub chamber control valve with electromagnetic force.

【0010】[0010]

【作用】この発明によるマルチヒューエルエンジンは、
上記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このマルチヒューエルエンジンは、シリンダヘッド
にガス室と副室とを形成し、シリンダ側の主室と前記副
室とを連絡孔で連通し、天然ガス燃料をガス燃料供給通
路を通じて前記ガス室に供給し、前記ガス室と前記ガス
燃料供給通路とを連通するガス導入口を開閉するための
ガス燃料供給弁及び前記ガス室と前記副室とを連通する
通孔を開閉するための副室制御弁を設け、前記副室に液
体燃料を供給する燃料噴射ノズルを設け、コントローラ
によって通常運転時には前記燃料噴射ノズルを非作動に
し且つ前記副室制御弁と前記ガス燃料供給弁とを開閉作
動してガス燃料で作動する制御を行い、非常運転時には
前記副室制御弁と前記ガス燃料供給弁とを閉鎖状態に維
持し且つ前記燃料噴射ノズルから前記副室に液体燃料を
噴射して作動する制御を行うように構成したので、通常
時には天然ガスのガス燃料を供給してエンジンを駆動で
き、ガス燃料が供給されない等の非常時でも、エンジン
への燃料供給を直ちに天然ガス燃料の供給から液体燃料
へ切り換え、燃料噴射ノズルより前記副室に液体燃料を
供給してディーゼルサイクルによってエンジンを駆動で
きる。
The multi-fuel engine according to the present invention is
It is configured as described above and operates as follows. That is, this multi-fuel engine forms a gas chamber and a sub chamber in the cylinder head, communicates the main chamber on the cylinder side with the sub chamber through a communication hole, and allows natural gas fuel to pass through the gas fuel supply passage to the gas. Gas fuel supply valve for opening and closing a gas introduction port that supplies gas to the chamber and connects the gas chamber and the gas fuel supply passage, and a sub opening for opening and closing a through hole that connects the gas chamber and the sub chamber. A chamber control valve is provided, a fuel injection nozzle for supplying liquid fuel to the sub chamber is provided, and the controller deactivates the fuel injection nozzle during normal operation and opens and closes the sub chamber control valve and the gas fuel supply valve. Control to operate with gas fuel is performed, and during an emergency operation, the sub chamber control valve and the gas fuel supply valve are maintained in a closed state, and liquid fuel is injected from the fuel injection nozzle into the sub chamber to operate. Since it is configured to perform control, it is possible to supply gas fuel of natural gas during normal times to drive the engine, and to supply fuel to the engine immediately from the supply of natural gas fuel even in an emergency such as when gas fuel is not supplied. The engine can be driven by a diesel cycle by switching to fuel and supplying liquid fuel to the sub chamber from the fuel injection nozzle.

【0011】また、前記ガス室に配置した前記ガス燃料
供給弁を開放することによって天然ガスが前記ガス室に
供給され、天然ガスは前記ガス室及び前記通孔に滞留で
きる。従って、前記ガス室及び前記通孔の領域では濃混
合気が形成され、この状態において加圧された高温空気
が前記副室から前記通孔を通じて前記ガス室に導入され
ると、前記ガス室及び前記通孔の領域で確実に着火燃焼
が発生し、火炎伝播が良好に行われ、着火ミスは発生し
ない。この現象は、部分負荷時には、天然ガスのガス室
出口近傍での滞留効果が発揮され、着火燃焼がスムース
に進行する。
Further, by opening the gas fuel supply valve arranged in the gas chamber, natural gas is supplied to the gas chamber, and the natural gas can stay in the gas chamber and the through hole. Therefore, a rich mixture is formed in the region of the gas chamber and the through hole, and when hot air pressurized in this state is introduced into the gas chamber from the sub chamber through the through hole, the gas chamber and Ignition and combustion are reliably generated in the region of the through hole, flame propagation is well performed, and no ignition mistake occurs. In this phenomenon, at the time of partial load, the retention effect of the natural gas in the vicinity of the gas chamber outlet is exhibited, and the ignition and combustion proceeds smoothly.

【0012】更に、前記通孔には前記副室制御弁が設け
られ、前記副室制御弁が閉鎖した状態で、前記ガス室に
は天然ガスが供給されると共に、前記主室と前記副室に
は吸入空気が供給される。それ故、吸入空気が前記主室
と前記副室内で高圧縮されても、前記通孔が開放しない
限り、前記ガス室には導入されることがなく、従って前
記ガス室に供給されたガス燃料は空気を含んでいないの
で自己着火することなく、ノッキングが発生することが
ない。次いで、前記副室制御弁が前記通孔を開放するこ
とで、前記主室と前記副室から高圧縮の吸入空気が前記
ガス室に流入し、前記ガス室内でガス燃料と吸入空気と
が混合して着火し、当量比の大きい燃料リッチな状態で
高速燃焼してNOX の発生が抑制される。また、前記ガ
ス室で着火燃焼した混合気は前記副室制御弁を通って前
記副室に噴き出され、火炎が前記副室内の空気を巻き込
んで燃焼が進行し、次いで、火炎、未燃混合気等のガス
が前記副室から複数の前記連絡孔を通じて前記主室のシ
リンダ周辺へと拡散して噴き出され、ガスの噴出エネル
ギーを有効に利用して前記主室での空気利用率を向上さ
せて、速やかに空気と混合し、希薄燃焼が促進され、燃
焼期間を短縮して燃焼が完結し、HC、すす等の発生が
抑制される。
Further, the sub-chamber control valve is provided in the through hole, and when the sub-chamber control valve is closed, natural gas is supplied to the gas chamber and the main chamber and the sub-chamber are supplied. Intake air is supplied to. Therefore, even if the intake air is highly compressed in the main chamber and the sub chamber, it is not introduced into the gas chamber unless the through hole is opened, and therefore the gas fuel supplied to the gas chamber is not supplied. Since it does not contain air, it does not self-ignite and knocking does not occur. Next, the sub-chamber control valve opens the through hole, whereby highly compressed intake air flows into the gas chamber from the main chamber and the sub-chamber, and gas fuel and intake air are mixed in the gas chamber. ignited by the occurrence of the NO X is suppressed at high burn in large fuel-rich equivalence ratio. Further, the air-fuel mixture that is ignited and burned in the gas chamber is ejected into the sub-chamber through the sub-chamber control valve, the flame entrains the air in the sub-chamber to proceed with combustion, and then the flame and unburned mixture are generated. Gas such as air is diffused and ejected from the sub-chamber through the plurality of communication holes to the periphery of the cylinder of the main chamber, and the ejection energy of the gas is effectively used to improve the air utilization rate in the main chamber. Then, the mixture is promptly mixed with air, the lean combustion is promoted, the combustion period is shortened to complete the combustion, and the generation of HC, soot, etc. is suppressed.

【0013】また、このマルチヒューエルエンジンは、
ガス燃料供給系にトラブル等が発生した場合には、前記
開閉弁、前記ガス燃料供給弁及び前記副室制御弁を閉鎖
し、前記燃料噴射ノズルを駆動して前記副室に液体燃料
を噴霧する作動に切り換え、ディーゼルサイクルによっ
てエンジンを駆動し、エンジンに設けた発電機を運転し
て発電する。即ち、このマルチヒューエルエンジンは、
単一電気供給システムとして使用される場合に、セーフ
ティ機能を有するものである。この時、ガス燃料即ち天
然ガスは、液体燃料即ち軽油に比較して、自発火温度が
高く、着火遅れが長いため、拡散燃焼が緩慢であり、燃
焼期間が長くなる。この時、軽油を混入して燃焼させる
が、軽油は着火を促進する特性があり、拡散燃焼領域が
活発になり、燃焼期間が短縮される。従って、このマル
チヒューエルエンジンでは、天然ガスから軽油への切り
換えをスムースに行うことができる。
Also, this multi-fuel engine is
When a trouble or the like occurs in the gas fuel supply system, the on-off valve, the gas fuel supply valve and the sub chamber control valve are closed, and the fuel injection nozzle is driven to spray liquid fuel into the sub chamber. After switching to operation, the engine is driven by a diesel cycle and the generator installed in the engine is operated to generate electricity. That is, this multi-fuel engine
It has a safety function when used as a single electricity supply system. At this time, the gas fuel, ie, natural gas, has a higher autoignition temperature and a longer ignition delay than the liquid fuel, ie, light oil, so that the diffusion combustion is slow and the combustion period is long. At this time, light oil is mixed and burned, but light oil has a characteristic of promoting ignition, the diffusion combustion region becomes active, and the combustion period is shortened. Therefore, in this multi-fuel engine, switching from natural gas to light oil can be performed smoothly.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるマル
チヒューエルエンジンの実施例を説明する。図1はこの
発明によるマルチヒューエルエンジンの一実施例を示す
断面図、図2はマルチヒューエルエンジンの燃料切り換
え時のタイミングを示す線図、図3はこのマルチヒュー
エルエンジンの通常時のバルブタイミングを示す線図、
及び図4はこのマルチヒューエルエンジンの非常時のバ
ルブタイミングを示す線図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a multi-fuel engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the multi-fuel engine according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the timing at the time of fuel switching of the multi-fuel engine, and FIG. 3 is a normal valve of this multi-fuel engine. A diagram showing the timing,
And FIG. 4 is a diagram showing the valve timing in an emergency of this multi-fuel engine.

【0015】このマルチヒューエルエンジンは、図示の
ように、コジェネレーション型エンジン或いは自動車用
エンジンとして適用できるものであり、コントローラ1
0の指令によってガス燃料と液体燃料との何れかが供給
されるように切り換えられ、通常運転時にはガス燃料を
ガス室6に供給して駆動され、非常運転時にはガス室6
と副室2とを遮断した状態で副室2に液体燃料を供給し
て駆動されるものである。従って、このマルチヒューエ
ルエンジンは、発電機を搭載しているコジェネレーショ
ン型エンジンに適用された場合には、ガス燃料供給量が
低下したような非常時でもエンジンを液体燃料で駆動し
て非常用電源を確保でき、ガス燃料で駆動された場合の
常用電源と併せて常に電源を確保することができる。
This multi-fuel engine can be applied as a cogeneration engine or an automobile engine as shown in the figure.
It is switched so that either the gas fuel or the liquid fuel is supplied by the command of 0, the gas fuel is supplied to the gas chamber 6 during the normal operation, and the gas chamber 6 is driven during the emergency operation.
It is driven by supplying liquid fuel to the sub chamber 2 in a state where the sub chamber 2 and the sub chamber 2 are cut off. Therefore, when this multi-fuel engine is applied to a cogeneration engine equipped with a generator, the engine is driven by liquid fuel even in an emergency such as when the gas fuel supply amount drops and The power source can be secured, and the power source can be always secured together with the regular power source when driven by gas fuel.

【0016】このマルチヒューエルエンジンは、シリン
ダブロック18、シリンダブロック18にガスケットを
介して固定されたシリンダヘッド17、シリンダヘッド
7に形成された吸排気ポート22,24、該吸排気ポー
ト22,24に配置された吸排気バルブ21,23、シ
リンダヘッド17に形成された副室2とガス室6、シリ
ンダブロック18に形成した孔部に嵌合したシリンダラ
イナに形成したシリンダ25内を往復運動するピストン
19、シリンダ25側に形成される主室1、及び主室1
と副室2とを連通する連絡孔9を有している。連絡孔9
は、副室2側から主室1側に向けてシリンダ25周辺方
向に傾斜して複数個形成されている。
This multi-fuel engine includes a cylinder block 18, a cylinder head 17 fixed to the cylinder block 18 via a gasket, intake and exhaust ports 22 and 24 formed in the cylinder head 7, and intake and exhaust ports 22 and 24. Reciprocates in the cylinder 25 formed in the cylinder liner fitted in the hole formed in the cylinder block 18, the sub chamber 2 and the gas chamber 6 formed in the cylinder head 17, The piston 19, the main chamber 1 formed on the cylinder 25 side, and the main chamber 1
It has a communication hole 9 that communicates with the sub chamber 2. Communication hole 9
Are inclined in the peripheral direction of the cylinder 25 from the sub chamber 2 side toward the main chamber 1 side.

【0017】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
副室2のヘッド部即ち上部には絞り部の通孔7を通じて
副室2とガス室6が連通されている。ガス室6にはガス
導入口26が形成されており、ガス導入口26にはガス
燃料供給弁5が配置されている。燃料としてのナチュラ
ルガス即ち天然ガスは、ガス燃料タンク或いは天然ガス
を蓄圧するガス燃料蓄圧室(図示せず)等の天然ガス供
給源に収容されている。天然ガスは、ガス燃料供給弁5
がガス導入口26を開放すると、ガス燃料供給通路16
からガス導入口26を通じてガス室6に供給されるよう
に構成されている。また、ガス室6と副室2とを連通す
る通孔7には、副室制御弁4が設けされている。副室制
御弁4は、圧縮行程終端近傍で通孔7を開放するように
設定されている。また、ガス燃料供給弁5は、通孔7が
副室制御弁4で閉鎖されている状態でガス導入口26を
開放するように設定されている。更に、副室2に液体燃
料を供給するため燃料噴射ポンプ11が設けられ、副室
2には燃料噴射ノズル3の噴口が開口している。更に、
燃料噴射ポンプ11の作動によって燃料噴射ノズル3か
ら副室2に液体燃料を噴射して作動する時に、始動を補
助するためのグロープラグ8が副室2に設けられてい
る。
In this multi-fuel engine,
The sub-chamber 2 and the gas chamber 6 are communicated with the head portion, that is, the upper portion of the sub-chamber 2, through a through hole 7 in the throttle portion. A gas inlet 26 is formed in the gas chamber 6, and a gas fuel supply valve 5 is arranged in the gas inlet 26. Natural gas as fuel, that is, natural gas, is housed in a natural gas supply source such as a gas fuel tank or a gas fuel pressure accumulating chamber (not shown) for accumulating the natural gas. Natural gas is a gas fuel supply valve 5
When the gas inlet 26 is opened, the gas fuel supply passage 16
Is supplied to the gas chamber 6 through the gas introduction port 26. A sub-chamber control valve 4 is provided in a through hole 7 that connects the gas chamber 6 and the sub-chamber 2 to each other. The sub chamber control valve 4 is set to open the through hole 7 near the end of the compression stroke. Further, the gas fuel supply valve 5 is set to open the gas introduction port 26 in a state where the through hole 7 is closed by the sub chamber control valve 4. Further, a fuel injection pump 11 is provided to supply the liquid fuel to the sub chamber 2, and the injection port of the fuel injection nozzle 3 is opened in the sub chamber 2. Furthermore,
A glow plug 8 is provided in the sub chamber 2 for assisting the starting when the liquid fuel is injected from the fuel injection nozzle 3 into the sub chamber 2 by the operation of the fuel injection pump 11 to operate.

【0018】また、このマルチヒューエルエンジンに
は、エンジンに供給する燃料を天然ガス燃料及び液体燃
料のいずれかの燃料に切り換える指令を発するコントロ
ーラ10が設けられている。ガス燃料供給通路16には
ソレノイド開閉弁14と流量センサー15が設けられて
いる。コントローラ10は、バッテリー20から電力を
供給されると共に、バッテリー20から供給される電力
によって副室制御弁4、ガス燃料供給弁5及びソレノイ
ド開閉弁14の開閉作動を行うと共に、燃料噴射ポンプ
11及びグロープラグ8の作動を制御することができ
る。副室制御弁4はコントローラ10の指令で電磁弁駆
動装置12によって電磁力で作動し、ガス燃料供給弁5
はコントローラ10の指令で電磁弁駆動装置13によっ
て電磁力で作動し、ソレノイド開閉弁14はコントロー
ラ10の指令でソレノイド27によって作動するように
構成されている。
The multi-fuel engine is also provided with a controller 10 for issuing a command to switch the fuel supplied to the engine to either natural gas fuel or liquid fuel. The gas fuel supply passage 16 is provided with a solenoid opening / closing valve 14 and a flow rate sensor 15. The controller 10 is supplied with electric power from the battery 20, performs opening / closing operations of the sub chamber control valve 4, the gas fuel supply valve 5, and the solenoid opening / closing valve 14 by the electric power supplied from the battery 20, and the fuel injection pump 11 and The operation of the glow plug 8 can be controlled. The sub-chamber control valve 4 is operated by electromagnetic force by the electromagnetic valve drive device 12 according to a command from the controller 10, and the gas fuel supply valve 5
Is operated by electromagnetic force by the solenoid valve drive device 13 according to a command from the controller 10, and the solenoid opening / closing valve 14 is operated by a solenoid 27 according to a command from the controller 10.

【0019】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
コントローラ10は、特に、通常運転時には、燃料噴射
ノズル3を非作動にし且つ副室制御弁4とガス燃料供給
弁5とを開閉作動して、ガス燃料で作動する制御を行
い、また、非常運転時には副室制御弁4とガス燃料供給
弁5とを閉鎖状態に維持し、燃料噴射ポンプ11を作動
して燃料噴射ノズル3から副室2に液体燃料を噴射して
作動する制御を行うものである。また、コントローラ1
0は、図2に示すように、流量センサー15によるガス
燃料流量値が規定値Q1 以下に応答してソレノイド27
を付勢してソレノイド開閉弁14を閉鎖して非常運転を
行い、また、ガス燃料流量値が規定値Q1以上に応答し
てソレノイド27を付勢してソレノイド開閉弁14を開
放して通常運転を行う制御を行うように指令を発するも
のである。この時、ガス燃料流量値が規定値Q0 以下で
はソレノイド開閉弁14はガス燃料供給路16を完全に
閉鎖し、燃料噴射ポンプ11からの液体燃料の供給量が
全量になる。そして、ガス燃料流量値が規定値Q1 から
規定値Q0 の間では、ガス燃料が供給されると共に、液
体燃料が供給される状態が存在してガス燃料と液体燃料
とのオーバラップ期間が発生するが、引き続く異なる燃
料による作動で燃焼するので、問題は発生しない。
In this multi-fuel engine,
In particular, during normal operation, the controller 10 deactivates the fuel injection nozzle 3 and opens / closes the sub-chamber control valve 4 and the gas fuel supply valve 5 to perform control to operate with gas fuel, and to perform emergency operation. At times, the sub-chamber control valve 4 and the gas fuel supply valve 5 are maintained in a closed state, and the fuel injection pump 11 is operated to inject liquid fuel from the fuel injection nozzle 3 into the sub-chamber 2 to operate. is there. Also, the controller 1
As shown in FIG. 2, the 0 indicates that the solenoid 27 is responsive to the gas fuel flow rate value by the flow rate sensor 15 being less than the specified value Q 1.
The solenoid opening / closing valve 14 is closed to perform an emergency operation, and the solenoid 27 is opened to open the solenoid opening / closing valve 14 in response to the gas fuel flow rate value being equal to or more than the specified value Q 1. A command is issued to control the operation. At this time, when the gas fuel flow rate value is equal to or less than the specified value Q 0 , the solenoid opening / closing valve 14 completely closes the gas fuel supply passage 16, and the liquid fuel supply amount from the fuel injection pump 11 becomes the total amount. Then, when the gas fuel flow rate value is between the specified value Q 1 and the specified value Q 0 , there is a state where the gas fuel is supplied and the liquid fuel is supplied, and the overlap period between the gas fuel and the liquid fuel is It does occur, but does not pose a problem because it burns on subsequent operation with different fuels.

【0020】この発明によるマルチヒューエルエンジン
は、上記のように構成されており、次のように機能す
る。このマルチヒューエルエンジンは、図3又は図4に
示すように、吸入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行
程の4つの行程を順次繰り返すことによって作動される
ものである。
The multi-fuel engine according to the present invention is constructed as described above and functions as follows. As shown in FIG. 3 or 4, this multi-fuel engine is operated by sequentially repeating four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke.

【0021】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
通常運転時には、吸気バルブ21、排気バルブ23、副
室制御弁4及びガス燃料供給弁5は、図3に示すような
バルブタイミングで作動されるものである。即ち、この
マルチヒューエルエンジンは、吸入行程では、吸気弁2
1が吸気ポート22を開放して主室1に吸入空気が供給
され、副室制御弁4によって通孔7を閉鎖した状態でガ
ス燃料供給弁5でガス導入口26を開放してガス燃料通
路16を通じて天然ガス供給源からガス室6に天然ガス
が供給される。この時、ガス室6には、燃焼後の排気ガ
スが若干残留しているので、天然ガスがガス室2に導入
されると、ガス燃料は受熱してガス室2内で活性化す
る。
In this multi-fuel engine,
During normal operation, the intake valve 21, the exhaust valve 23, the auxiliary chamber control valve 4, and the gas fuel supply valve 5 are operated at the valve timings shown in FIG. That is, this multi-fuel engine uses the intake valve 2 in the intake stroke.
1 opens the intake port 22 to supply the intake air to the main chamber 1, and the auxiliary chamber control valve 4 closes the through hole 7 to open the gas introduction port 26 with the gas fuel supply valve 5 to open the gas fuel passage. Natural gas is supplied from the natural gas supply source to the gas chamber 6 through 16. At this time, since a small amount of exhaust gas after combustion remains in the gas chamber 6, when natural gas is introduced into the gas chamber 2, the gas fuel receives heat and is activated in the gas chamber 2.

【0022】次に、このマルチヒューエルエンジンにお
いて、圧縮行程では、副室制御弁4によって通孔7を閉
鎖しておき、主室1と副室2で吸入空気を高圧縮して圧
縮比を大きくする。次いで、圧縮行程終端近傍で副室制
御弁4が通孔7を開放し、通孔7を通じて高圧縮で高温
(例えば、650℃)化した圧縮空気を主室1から副室
2を通じてガス室6へ流入させる。ガス室6に導入され
た空気は、ガス室6に供給されている天然ガスと混合し
て着火燃焼し、ガス室6及び通孔7の近傍領域で滞留し
ている濃混合気は副室2へ押し出されると共に、確実に
燃焼が進行する。しかも、ガス室6内での着火燃焼は火
炎伝播して副室2内での空気を巻き込んで燃焼がスムー
スに進行し、副室2での燃焼が急速に進展して燃料リッ
チでNOX を低減した状態で燃焼する。次いで、副室2
の火炎、未燃混合気等のガスは、主室1へ噴出し、膨張
行程へ移行し、主室1に存在する新気と混合を促進して
燃焼スピードをアップし、短期間に燃焼を完結する。膨
張行程では、通孔7の開放状態を維持して副室2から主
室1へ火炎を噴出させて仕事をさせ、排気行程終了付近
で通孔7を副室制御弁4で閉鎖する。
Next, in this multi-fuel engine, in the compression stroke, the through hole 7 is closed by the sub chamber control valve 4, and the intake air is highly compressed in the main chamber 1 and the sub chamber 2 to increase the compression ratio. Enlarge. Next, the sub-chamber control valve 4 opens the through hole 7 near the end of the compression stroke, and the compressed air having a high compression and high temperature (for example, 650 ° C.) is passed through the through hole 7 from the main chamber 1 through the sub chamber 2 to the gas chamber 6 Inflow to. The air introduced into the gas chamber 6 is mixed with the natural gas supplied to the gas chamber 6 and ignited and burned, and the rich air-fuel mixture remaining in the vicinity of the gas chamber 6 and the through hole 7 is the sub-chamber 2 Combustion is surely progressed while being pushed out. Moreover, the ignition combustion in the gas chamber 6 proceeds smoothly combustion involving air in to flame propagation subchamber within 2, the NO X in the fuel-rich been a rapid combustion in the subchamber 2 It burns in a reduced state. Next, sub-chamber 2
Gas such as flame and unburned air-fuel mixture is ejected to the main chamber 1 and moves to the expansion stroke to promote mixing with the fresh air existing in the main chamber 1 to increase the combustion speed and burn in a short period of time. Complete. In the expansion stroke, the open state of the through hole 7 is maintained, a flame is jetted from the sub chamber 2 to the main chamber 1 to perform work, and the through hole 7 is closed by the sub chamber control valve 4 near the end of the exhaust stroke.

【0023】このマルチヒューエルエンジンは、上記の
ように、ガス室6に通孔7とガス導入口26を設け、天
然ガス供給源からの天然ガスを副室制御弁4で通孔7を
閉鎖した状態でガス導入口26からガス室6に供給する
と共に、また、吸気ポート22から主室1と副室2へ吸
入した吸入空気を副室制御弁4で通孔7を閉鎖してガス
室6に吸入空気が供給されない状態で、ピストン19の
上昇の圧縮行程で圧縮されるので、吸入空気が主室1内
で高圧縮されても、ガス室6内に供給された天然ガスは
主室1及び副室2とは副室制御弁4で遮断されているの
で、天然ガスが自己着火することがなく、ノッキングが
発生することがない。また、副室制御弁4が通孔7を開
放することで、主室1と副室2から高圧縮比の吸入空気
がガス室6に流入して燃料ガスと吸入空気とが混合して
着火し、当量比の大きい燃料リッチな状態で高速燃焼し
て、NOX 、HC等の発生が抑制される。
In this multi-fuel engine, as described above, the gas chamber 6 is provided with the through hole 7 and the gas introduction port 26, and the natural gas from the natural gas supply source is closed by the sub chamber control valve 4. In this state, the air is supplied from the gas inlet 26 to the gas chamber 6, and the intake air sucked from the intake port 22 into the main chamber 1 and the sub chamber 2 is closed by the sub chamber control valve 4 to close the through hole 7. Since the piston 19 is compressed in the upward compression stroke while the intake air is not supplied to the natural gas 6, even if the intake air is highly compressed in the main chamber 1, the natural gas supplied in the gas chamber 6 remains in the main chamber. Since 1 and the sub chamber 2 are shut off by the sub chamber control valve 4, the natural gas does not self-ignite and knocking does not occur. Further, since the sub chamber control valve 4 opens the through hole 7, the intake air having a high compression ratio from the main chamber 1 and the sub chamber 2 flows into the gas chamber 6, and the fuel gas and the intake air are mixed and ignited. and, at high combustion with large fuel-rich equivalence ratio, NO X, the generation of HC and the like can be suppressed.

【0024】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
図示していないが、主室1及び副室2は、耐熱性に優れ
たセラミックスから成る壁体及び該壁体とシリンダヘッ
ド17との間に形成される遮熱層によって遮熱構造に形
成することができ、その場合には、燃焼室の遮熱度をア
ップして熱効率を向上させることができる。また、主室
1は、耐熱性に優れたセラミックスで作製されているピ
ストンヘッドに形成されているキャビティによって構成
でき、同様に熱効率を向上させることができる。
In this multi-fuel engine,
Although not shown, the main chamber 1 and the sub chamber 2 are formed in a heat shield structure by a wall body made of ceramics having excellent heat resistance and a heat shield layer formed between the wall body and the cylinder head 17. In that case, the heat shield of the combustion chamber can be increased and the thermal efficiency can be improved. Further, the main chamber 1 can be constituted by a cavity formed in the piston head made of ceramics having excellent heat resistance, and similarly, the thermal efficiency can be improved.

【0025】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
コントローラ10は、ガス燃料が所定の流量以下になっ
たことを流量センサー15が検知すると、その検出信号
に応答してソレノイド27を付勢してソレノイド開閉弁
14によってガス燃料供給路16を閉鎖してガス燃料の
ガス室6への供給を遮断する制御を行う。この時のバル
ブタイミングは、図4に示すように、コントローラ10
はガス燃料供給弁5でガス導入口26を閉鎖状態を維持
させ、副室制御弁4で通孔7を閉鎖状態を維持させる制
御を行う。一方、コントローラ10は燃料噴射ポンプ1
1を作動すると共に、グロープラグ8を働かせる制御を
行う。そこで、このマルチヒューエルエンジンは、液体
燃料でディーゼルサイクルで駆動するようになる。
In this multi-fuel engine,
When the flow rate sensor 15 detects that the flow rate of gas fuel has dropped below a predetermined flow rate, the controller 10 energizes the solenoid 27 in response to the detection signal and closes the gas fuel supply passage 16 with the solenoid opening / closing valve 14. Control to shut off the supply of gas fuel to the gas chamber 6. The valve timing at this time is, as shown in FIG.
Controls the gas fuel supply valve 5 to keep the gas inlet port 26 closed and the sub chamber control valve 4 to keep the through hole 7 closed. On the other hand, the controller 10 is the fuel injection pump 1
1 is activated, and the glow plug 8 is activated. Therefore, this multi-fuel engine comes to be driven in a diesel cycle with liquid fuel.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明によるマルチヒューエルエンジ
ンは、上記のように構成されており、次のような効果を
有する。即ち、このマルチヒューエルエンジンは、シリ
ンダヘッドにガス室と副室とを形成し、シリンダ側の主
室を形成し、ガス燃料供給弁と副室制御弁を設けると共
に、前記副室に液体燃料を供給する燃料噴射ノズルを設
け、コントローラによって通常運転時には前記燃料噴射
ノズルを非作動にし且つ前記副室制御弁と前記ガス燃料
供給弁とを開閉作動してガス燃料で作動する制御を行
い、非常運転時には前記副室制御弁と前記ガス燃料供給
弁とを閉鎖状態に維持し且つ前記燃料噴射ノズルから前
記副室に液体燃料を噴射して作動する制御を行うように
構成したので、通常時にガス燃料で駆動されることは勿
論のこと、非常時でも液体燃料を用いて駆動され、しか
もマルチヒューエルエンジンに対して発電機を設けた場
合には、通常時には常用電源を確保できることは勿論の
こと、非常時には非常用電源を確保することができ、コ
ジェネレーション形エンジンに適用して好ましいもので
ある。
The multi-fuel engine according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this multi-fuel engine, a gas chamber and a sub chamber are formed in a cylinder head, a main chamber on the cylinder side is formed, a gas fuel supply valve and a sub chamber control valve are provided, and a liquid fuel is provided in the sub chamber. A fuel injection nozzle for supplying the fuel is provided, and the controller inactivates the fuel injection nozzle during normal operation and controls the sub-chamber control valve and the gas fuel supply valve to open and close to operate with gas fuel. During operation, the sub-chamber control valve and the gas fuel supply valve are maintained in a closed state, and liquid fuel is injected from the fuel injection nozzle into the sub-chamber to control the operation. In addition to being driven by fuel, it is driven by liquid fuel even in an emergency, and when a generator is installed for a multi-fuel engine, it is normally used as a regular power source. Of course it can be secured, can be secured emergency power in an emergency, it is preferable to apply the cogeneration type engine.

【0027】前記ガス室には前記通孔が閉鎖した状態で
天然ガスを導入でき、また、前記主室と前記副室には天
然ガスが存在しない状態で吸入空気を導入し、該吸入空
気を高圧縮することができる。従って、前記主室と前記
副室で空気を高圧縮しても、天然ガスが自己着火するこ
とがなく、ノッキングが発生することがない。そして、
前記副室制御弁によって前記通孔が開放されることによ
って、前記ガス室へ前記副室及び前記主室から高温の圧
縮空気が導入され、前記ガス室に存在するガス燃料と迅
速に混合し、着火燃焼する。特に、前記通孔付近には濃
混合気が存在するので、良好に着火燃焼し、スムースな
火炎伝播で燃焼が進行する。
Natural gas can be introduced into the gas chamber in a state where the through hole is closed, and intake air is introduced into the main chamber and the sub chamber in a state where there is no natural gas, and the intake air is introduced into the gas chamber. Can be highly compressed. Therefore, even if the air is highly compressed in the main chamber and the sub chamber, the natural gas does not self-ignite, and knocking does not occur. And
By opening the through hole by the sub-chamber control valve, high-temperature compressed air is introduced from the sub-chamber and the main chamber into the gas chamber, and rapidly mixed with the gas fuel existing in the gas chamber, Ignite and burn. In particular, since a rich air-fuel mixture exists in the vicinity of the through hole, it is ignited and satisfactorily ignited, and the combustion proceeds with smooth flame propagation.

【0028】このマルチヒューエルエンジンでは、吸入
空気を前記主室と前記副室内で高圧縮することができる
と共に、前記ガス室内には空気が存在しない状態でガス
燃料が圧縮封入され、その質量を大きくされたガス燃料
が供給されるので、ガス燃料が自己着火することがな
く、適正なガス燃料を前記ガス燃料に供給できる。ま
た、前記ガス燃料には燃焼後の排気ガスが若干残留して
おり、前記ガス室へガス燃料が導入されると、ガス燃料
は受熱して前記ガス室内で活性化する。更に、吸入空気
が前記主室と前記副室内で高圧縮圧力になっても前記ガ
ス室は前記副室制御弁で閉鎖して前記主室及び前記副室
と前記ガス室とは遮断されており、前記ガス室内の活性
化したガス燃料が自己着火することなく、ノッキングが
発生することがない。
In this multi-fuel engine, the intake air can be highly compressed in the main chamber and the sub-chamber, and the gas fuel is compressed and sealed in the gas chamber in a state where no air is present. Since the increased gas fuel is supplied, the gas fuel does not self-ignite, and a proper gas fuel can be supplied to the gas fuel. In addition, a small amount of exhaust gas after combustion remains in the gas fuel, and when the gas fuel is introduced into the gas chamber, the gas fuel receives heat and is activated in the gas chamber. Further, even if the intake air has a high compression pressure in the main chamber and the sub chamber, the gas chamber is closed by the sub chamber control valve to shut off the main chamber and the sub chamber from the gas chamber. The activated gas fuel in the gas chamber does not self-ignite, and knocking does not occur.

【0029】また、前記副室制御弁が作動して前記通孔
が開放することで、前記主室から前記副室を通じて高圧
縮されて高温化した空気が前記ガス室に一気に流入し、
ガス燃料と吸入空気との混合が一気に促進して着火し、
前記ガス室では当量比の大きい燃料リッチな状態で高速
燃焼するので、NOX の発生が抑制される。そして、前
記ガス室内は燃焼により一気に圧力が上昇し、燃焼が促
進され、それと同時に、前記ガス室から前記通孔を通じ
て前記副室内の空気を巻き込みながら前記主室へその火
炎が一気に噴出し、該火炎は前記主室で新気と混合し、
希薄燃焼を促進して燃焼スピードを上昇して理想的な三
次燃焼を短期に完結する。従って、このマルチヒューエ
ルエンジンは、NOX 、HC等の発生を大幅に低減で
き、高効率のエンジンを提供できる。
Further, since the sub-chamber control valve is actuated to open the through hole, the air that has been highly compressed and has a high temperature through the sub-chamber from the main chamber flows into the gas chamber all at once.
The mixture of the gas fuel and the intake air is accelerated at once and ignited,
Since the gas chamber burns at high speed in a fuel-rich state with a large equivalence ratio, the generation of NO X is suppressed. Then, the pressure in the gas chamber increases at once due to the combustion, and the combustion is promoted. At the same time, while the air in the sub chamber is entrained from the gas chamber through the through hole, the flame blows into the main chamber at a stretch, The flame mixes with fresh air in the main chamber,
Accelerates lean combustion to increase combustion speed and completes ideal tertiary combustion in a short period of time. Therefore, this multi Hugh el engine, NO X, can significantly reduce the generation of HC and the like, can provide a high efficiency of the engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるマルチヒューエルエンジンの一
実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a multi-fuel engine according to the present invention.

【図2】このマルチヒューエルエンジンの燃料切り換え
時の切替えタイミングの一実施例を示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of switching timing at the time of fuel switching of this multi-fuel engine.

【図3】このマルチヒューエルエンジンの通常時のバル
ブタイミングの一実施例を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of valve timing in a normal state of this multi-fuel engine.

【図4】このマルチヒューエルエンジンの非常時のバル
ブタイミングの一実施例を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an emergency valve timing of this multi-fuel engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 副室 3 燃料噴射ノズル 4 副室制御弁 5 ガス燃料供給弁 6 ガス室 7 通孔 8 グロープラグ 9 連絡孔 10 コントローラ 11 燃料噴射ポンプ 12,13 電磁弁駆動装置 14 ソレノイド開閉弁 15 流量計 16 ガス燃料供給通路 17 シリンダヘッド 19 ピストン 25 シリンダ 26 ガス導入口 1 Main Chamber 2 Sub Chamber 3 Fuel Injection Nozzle 4 Sub Chamber Control Valve 5 Gas Fuel Supply Valve 6 Gas Chamber 7 Through Hole 8 Glow Plug 9 Communication Hole 10 Controller 11 Fuel Injection Pump 12, 13 Solenoid Valve Drive Device 14 Solenoid Open / Close Valve 15 Flow meter 16 Gas fuel supply passage 17 Cylinder head 19 Piston 25 Cylinder 26 Gas inlet

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに形成されている副室、
該副室に連絡孔を通じて連通するシリンダ側に形成され
ている主室、天然ガス燃料がガス燃料供給通路を通じて
供給され且つ前記副室の上部に通孔を通じて連通する前
記シリンダヘッドに形成されているガス室、前記ガス室
と前記ガス燃料供給通路とを連通するガス導入口を開閉
するためのガス燃料供給弁、前記ガス室と前記副室とを
連通する前記通孔を開閉するための副室制御弁、前記副
室に液体燃料を供給する燃料噴射ノズル、及び通常運転
時には前記燃料噴射ノズルを非作動にし且つ前記副室制
御弁と前記ガス燃料供給弁とを開閉作動してガス燃料で
作動する制御を行い、非常運転時には前記副室制御弁と
前記ガス燃料供給弁とを閉鎖状態に維持し且つ前記燃料
噴射ノズルから前記副室に液体燃料を噴射して作動する
制御を行うコントローラ、から構成したことを特徴とす
るマルチヒューエルエンジン。
1. A sub chamber formed in a cylinder head,
A main chamber formed on the cylinder side that communicates with the sub chamber through a communication hole, and is formed in the cylinder head that is supplied with natural gas fuel through a gas fuel supply passage and communicates with an upper portion of the sub chamber through a through hole. A gas chamber, a gas fuel supply valve for opening and closing a gas inlet that connects the gas chamber and the gas fuel supply passage, and a sub chamber for opening and closing the through hole that connects the gas chamber and the sub chamber. Control valve, fuel injection nozzle for supplying liquid fuel to the sub-chamber, and deactivate the fuel injection nozzle during normal operation, and open and close the sub-chamber control valve and the gas fuel supply valve to operate on gas fuel Control for maintaining the sub-chamber control valve and the gas fuel supply valve in a closed state during an emergency operation and injecting liquid fuel into the sub-chamber from the fuel injection nozzle to operate. Over La, multi Hugh el engine which is characterized by being configured from.
【請求項2】 前記燃料噴射ノズルから前記副室に液体
燃料を噴射して作動する非常運転時に始動補助するグロ
ープラグを前記副室に設けていることを特徴とする請求
項1に記載のマルチヒューエルエンジン。
2. The multi-chamber according to claim 1, wherein a glow plug is provided in the sub chamber to assist starting in an emergency operation in which liquid fuel is injected from the fuel injection nozzle into the sub chamber to operate. Fuel engine.
【請求項3】 前記ガス燃料供給通路には開閉弁と流量
センサーが設けられていることを特徴とする請求項1に
記載のマルチヒューエルエンジン。
3. The multi-fuel engine according to claim 1, wherein an opening / closing valve and a flow rate sensor are provided in the gas fuel supply passage.
【請求項4】 前記コントローラは前記流量センサーに
よるガス燃料流量値が規定値以下に応答して前記開閉弁
を閉鎖して非常運転を行い且つ規定値以上に応答して前
記開閉弁を開放して通常運転を行う制御を行うことを特
徴とする請求項3に記載のマルチヒューエルエンジン。
4. The controller closes the on-off valve in response to a gas fuel flow rate value by the flow rate sensor being below a specified value to perform an emergency operation, and opens the on-off valve in response to a value above the specified value. The multi-fuel engine according to claim 3, wherein control for performing normal operation is performed.
【請求項5】 前記ガス燃料供給弁と前記副室制御弁を
電磁力で作動する電磁弁駆動装置を有していることを特
徴とする請求項1に記載のマルチヒューエルエンジン。
5. The multi-fuel engine according to claim 1, further comprising an electromagnetic valve driving device that operates the gas fuel supply valve and the sub chamber control valve with electromagnetic force.
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