CN101680377B - 燃气发动机系统的控制方法及该系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在低卡路里且发热量容易变动的可燃气体中也能够进行高精度的空燃比控制的燃气发动机系统的控制方法及该系统。在燃气发动机系统的控制方法中,将经由增压机供给的空气和通过可燃气体供给管并利用燃料流量控制阀控制了燃料供给量的可燃气体进行混合,并向燃烧室内供给,其中,当可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出时,在可燃气体供给管的燃料流量控制阀的上游侧使可燃气体的一部分分支,使该分支的可燃气体流量成为比被分支的一侧的可燃气体流量少的一定流量,经由设置于气体供给分支管上的分支控制阀,将所述分支的可燃气体向所述燃烧室内供给,将可燃气体的残留量经由气体供给主管向燃料流量控制阀供给,控制可燃气体量,使向燃烧室内供给的混合气体成为规定的空燃比,并且,当所述可燃气体为高卡路里或发动机输出为低输出时,关闭分支控制阀,仅向气体供给主管供给所述可燃气体。

Description

燃气发动机系统的控制方法及该系统
技术领域
本发明涉及将利用可燃气体调节阀调节了流量的可燃气体和经由增压机供给的空气以规定的空燃比混合,将混合气体供给于发动机的燃烧室内并使其燃烧的燃气发动机系统的控制方法及该系统,尤其涉及在使用低卡路里且发热量容易变动的可燃气体的情况下或发动机的输出变动大的情况下,也能够进行高精度的空燃比控制的燃气发动机系统的控制方法及该系统。 
背景技术
以往,在燃气发动机中,尤其在小型燃气发动机中,通常采用在增压机上游混合可燃气体和空气,将其向燃烧室供给的增压机前吸入方式。 
另一方面,以往的大型燃气发动机的大部分需要利用各汽缸均一化可燃气体和空气的混合比(空燃比)及气体投入量,因此,利用在各汽缸的临前设置的可燃气体调节阀向燃烧室供给可燃气体。通过采用该方式,均一化向各汽缸供给的空燃比及气体投入量,并且,提高各汽缸中的做功效率,进而,在汽缸临前混合可燃气体和空气,由于是这样的结构,因此,能够缩短混合气体供给路中的可燃区域,提高安全性。 
另外,作为组合了上述两个方式的技术,提供了专利文献1(日本特开2001-132550号公报)的技术。在该技术中,将利用气体压缩机加压的可燃气体向供气通路的汽缸入口或汽缸内供给,并且,将用所述气体压缩机加压前的可燃气体向增压机上游侧的空气通路供给,从而能够切换向所述汽缸侧的可燃气体供给和向增压机上游侧的可燃气体供给。 
然而,在专利文献1中,在将利用气体压缩机加压的可燃气体向供气通路的汽缸入口或汽缸内供给的可燃气体供给系统中,需要将可燃气体压缩为比增压空气压高压,但当作为可燃气体而使用煤矿甲烷气体等低卡路 里气体(发热量低的气体)时,由于以低压压缩大流量的气体,因此需要大型且大容量的气体压缩机。另一方面,在将用所述气体压缩机加压前的可燃气体向增压机上游侧的空气通路供给的可燃气体供给系统中,由于用增压机将可燃性的可燃气体加压至高温、高压,因此,具有可燃气体在增压机出口爆炸的危险性。 
因此,在专利文献2(日本特开2006-249954号公报)中,公开了如下所述的结构,即:将可燃气体的一方与增压机入口空气混合,将该混合气向增压机供给,并且,将可燃气体的另一方与每个汽缸的供气通路内的供气混合,将该混合气向发动机的各汽缸供给,设置了调节增压机侧气体供给通路的气体流量的增压机侧燃料流量控制阀和调节各汽缸侧气体供给通路的气体流量的汽缸侧燃料流量控制阀,设置了气体量控制器,该气体量控制器控制增压机侧燃料流量控制阀的开度,将向增压机侧气体供给通路的可燃气体量调节为向增压机供给的混合气中的可燃气体浓度保持在可燃下限气体浓度以下。由此,能够消除增压机出口处的可燃气体爆炸的可能性,并且在使用低卡路里气体(发热量低的气体)燃料的情况下,也能够降低向每个汽缸的供气通路的可燃气体压缩用气体压缩机的动力,能够使该气体压缩机小型化、小容量化。 
如上所述,根据专利文献2,即使是低卡路里气体,也能够确保充分的可燃气体的供给量,另外,能够使可燃气体压缩用气体压缩机小型化、小容量化,但是,进而还期望能够以简单的结构适当地控制与增压机入口空气混合的可燃气体量,且在可燃气体发生卡路里变动的情况下也能够适用的控制方法。 
发明内容
本发明鉴于上述以往技术的问题而作出,其目的在于提供一种在低卡路里且发热量容易变动的可燃气体中也能够进行高精度的空燃比控制的燃气发动机系统的控制方法及该系统。 
因此,本发明为了解决上述问题,提供一种燃气发动机系统的控制方法,其将经由增压机供给的空气和通过可燃气体供给管并利用燃料流量控制阀控制了燃料供给量的可燃气体进行混合后,向燃烧室内供给,并使发 动机点火燃烧,其特征在于, 
当所述可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出时,在所述可燃气体供给管的所述燃料流量控制阀的上游侧使可燃气体的一部分分支,使该分支的可燃气体流量成为比被分支的一侧的可燃气体流量少的一定流量,经由设置于气体供给分支管上且被进行打开/关闭控制的分支控制阀,将所述分支的可燃气体向所述燃烧室内供给, 
将所述可燃气体的残留量从所述可燃气体供给管经由气体供给主管向所述燃料流量控制阀供给,用该燃料流量控制阀控制可燃气体量,使向所述燃烧室内供给的混合气体成为规定的空燃比,并且, 
当所述可燃气体为高卡路里或发动机输出为低输出时,关闭所述分支控制阀,仅向所述气体供给主管供给所述可燃气体。 
根据本发明,仅在诸如可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出时那样可燃气体供给量变多的情况下,经由气体供给分支管供给可燃气体,由此能够确保必要可燃气体量,同时,能够进行高精度的空燃比控制。 
另外,由于在汽缸临前进行可燃气体和空气的混合,因此,能够缩短自混合气体到汽缸的路径,能够避免爆炸等危险性,确保安全性。 
另外,本发明的特征在于,在从所述气体供给分支管与各燃烧室连接的气体供给分支支管上具备调节所述可燃气体的流量的气体调节阀,当所述发动机的燃烧室发生故障时,将与相应的燃烧室对应的所述燃料流量控制阀和所述气体调节阀均控制为关闭,停止所述可燃气体的流通。 
在燃气发动机的运行中,当某一个汽缸(燃烧室)发生故障时,关闭与相应的汽缸对应的燃料流量控制阀和分支控制阀,由此,不会停止燃气发动机整体的运行,而是仅停止发生了故障的汽缸的运行,从而能够可靠地停止可燃气体的向汽缸的供给。 
进而,本发明的特征在于,检测所述燃料流量控制阀的开度,并且检测所述发动机的输出,当所述燃料流量控制阀的开度为全开状态且发动机输出处于增加倾向时,判断为所述可燃气体是低卡路里的情况或发动机输出是高输出,并打开所述分支控制阀。 
由此,能够简单且可靠地判断经由气体供给分支管供给的可燃气体的需要与否,并能够进行高精度的空燃比控制。 
进而,本发明的特征在于,在所述气体供给阀为打开的状态下检测发动机输出,若该发动机输出成为预先设定的规定值以下,则判断为所述可燃气体是高卡路里或发动机输出是低输出,并关闭所述分支控制阀。 
这样,预先求出能够由可燃气体流量控制阀控制的可燃气体流量的最大阈值,在成为了作为该最大阈值的规定值以下的情况下,关闭分支控制阀,仅用所述燃料流量控制阀调节可燃气体流量。由此,能够进行简单且高精度的控制。 
另外,本发明提供一种燃气发动机系统,其在燃气发动机的控制装置中具备对经由增压机供给的空气的向燃烧室的供给量进行控制的供气流量控制阀和设置于燃料供给管上且对燃料供给量的向该燃烧室的供给量进行控制的燃料流量控制阀,并且,具备将所述空气和所述可燃气体以需要的空燃比混合并向燃烧室内供给的燃料喷射装置,其特征在于, 
使所述燃料供给管分支为与所述燃烧室连接的气体供给主管和从所述燃料流量控制阀的上游侧分支的气体供给分支管,在该气体供给分支管上设置分支控制阀,该分支控制阀被进行打开/关闭控制,在打开状态下,使比在所述气体供给主管中流通的可燃气体流量少的流量的可燃气体流通。 
进而,其特征在于,在从所述气体供给分支管与各燃烧室连接的气体供给分支支管上具备调节所述可燃气体的流量的气体调节阀。 
如上所述,根据本发明,能够提供在低卡路里且发热量容易变动的可燃气体中也能够进行高精度的空燃比控制的燃气发动机系统的控制方法及该系统。 
即,根据本发明,仅在诸如可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出时那样可燃气体供给量变多的情况下,才经由气体供给分支管及气体供给分支支管来供给可燃气体,由此能够确保必要可燃气体量,同时,能够进行高精度的空燃比控制。 
另外,根据本发明,由于在汽缸临前进行可燃气体和空气的混合,因此,能够缩短自混合气体到汽缸的路径,能够避免爆炸等危险性,确保安全性。 
进而,在燃气发动机的运行中,当某一个汽缸(燃烧室)发生了故障 时,关闭与相应的汽缸对应的燃料流量控制阀和分支控制阀,由此,不会停止燃气发动机整体的运行,而仅停止发生了故障的汽缸的运行,从而能够可靠地停止可燃气体的向汽缸的供给。 
进而,当经由气体供给分支管及气体供给分支支管来供给可燃气体时,由于供给某个确定的规定流量的可燃气体,因此,能够简单地进行燃料流量控制阀中的空燃比控制。 
另外,通过在燃料流量控制阀的开度为全开状态且发动机输出处于增加倾向时打开所述气体供给阀,能够简单且可靠地判断经由气体供给分支管、气体供给分支支管供给的可燃气体的需要与否,能够进行高精度的空燃比控制。 
进而,若发动机输出成为了预先设定的规定值以下,则关闭分支控制阀,由此能够进行简单且高精度的控制。 
附图说明
图1是本发明的实施例的燃气发动机系统的整体结构图。 
图2是图1的迂回结构的局部放大图。 
具体实施方式
以下,参照附图,例示性详细说明本发明的优选实施例。但是,在该实施例中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别的特定记载,则只是单纯的说明例,并不意味着将本发明的范围限定于该记载。 
图1是本发明的实施例的燃气发动机系统的整体结构图,图2是图1的迂回结构的局部放大图。 
在本实施例中,作为一例,对于用于驱动发电机的带有增压机的燃气发动机即具有点火用副室的结构进行说明,但本实施例的结构不限定于该形式的燃气发动机,还可以适用于基于燃烧方式的燃气发动机。另外,驱动对象如图所示优选发电机,但还可以适用于发电机以外的情况。 
参照图1,说明本实施例的燃气发动机系统的整体结构。 
在该图中,1为发动机(燃气发动机),4为该发动机1的汽缸盖,13为由该发动机1直接驱动的发电机,14为惯性轮,7为包括排气涡轮7a及压缩机7b的增压机。3为与所述各汽缸盖4的供气入口连接的供气支管,2为连接所述压缩机7b的供气出口和所述各供气支管3的供气管,9为冷却流过该供气管2的供气的供气冷却器。
5为与所述各汽缸盖的排气出口连接的排气管,6为与所述各排气管5连接的排气集合管,110为用于排出来自所述排气涡轮3a的废气出口的废气的排气出口管。 
11为排气迂回管,从所述排气集合管6的排气涡轮7a入口侧分支,迂回该排气涡轮7a,与该排气涡轮7a出口侧的排气出口管110连接。12为使该排气迂回管11的通路面积变化的排气迂回阀。 
10为用于将空气从外部导入所述增压机7的压缩机7b的增压机入口空气通路。21为从收容可燃气体的可燃气体罐(省略图示)导入可燃气体的气体供给管,该气体供给管21与气体供给主管26连接,在该气体供给主管26中途按每个汽缸分支而形成气体供给支管27,与所述各供气支管3连接。 
18为设置于所述汽缸侧气体供给管212、并压缩流过该汽缸侧气体供给管212的可燃气体的气体压缩机。20为设置于所述各气体供给支管27、并控制该各气体供给支管27的通路面积即可燃气体流量的燃料流量控制阀。 
30为从所述气体供给管21分支的气体供给分支管。该气体供给分支管30从所述气体流量调节阀20的气体流动上游侧分支,在该气体供给分支管30中流通的气体流量被设定为比在所述气体供给主管26中流通的气体流量小。 
15为检测发动机转速的转速传感器,013为检测所述发电机13的负荷即发动机负荷的负荷检测器,17为检测所述供气管2中的供气压力的供气压力传感器,16为检测所述供气管2中的供气温度的供气温度传感器。 
24为转速控制器,23为空燃比控制器,22为气体量控制器,来自所述转速传感器15的发动机转速的检测值输入所述转速控制器24、空燃比控制器23、及气体量控制器22,来自所述负荷检测器013的发动机负荷的检测值输入空燃比控制器23,来自所述供气压力传感器17的供气压力的检测值输入空燃比控制器23及气体量控制器22,来自所述供气温度传感器16的供气温度的检测值输入空燃比控制器23及气体量控制器22。 
所述转速控制器24为通常的电子调节器,其控制所述各汽缸侧燃料流量控制阀20的开度,以成为根据来自所述转速传感器15的发动机转速的检测值而设定的目标转速。 
所述空燃比控制器23基于来自所述转速传感器15的发动机转速的检测值、来自负荷检测器013的发动机负荷的检测值、来自供气压力传感器17的供气压力的检测值、及来自供气温度传感器16的供气温度的检测值,用后述的机构控制所述排气迂回阀12的开度。所述气体量控制器22基于来自所述转速传感器15的发动机转速的检测值、来自供气压力传感器17的供气压力的检测值、及来自供气温度传感器16的供气温度的检测值,控制所述燃料流量控制阀19的开度。 
参照图2,说明作为本实施例的特征性结构的可燃气体的迂回结构。如该图所示,可燃气体供给管21在气体压缩机18的后游侧且燃料流量控制阀20的上游侧分支为可燃气体供给主管26和可燃气体供给分支管30。 
所述可燃气体供给主管26如上所述,按每个汽缸分支而形成气体供给支管27,与所述各供气支管3连接。 
另一方面,所述气体供给分支管30进而按每个汽缸分支并与气体供给分支支管32连接,该气体供给分支支管32与所述各供气支管3连接。在气体供给分支管30上,在各气体供给分支支管32的分支点的上游侧设置有分支控制阀31,控制向该气体供给分支管30的可燃气体的流通。分支控制阀31是通过打开/关闭控制来控制有无可燃气体流通的阀,在该分支控制阀31打开的状态下,在气体供给分支管30中流通比气体供给主管26少的规定气体流量的可燃气体。优选的是,所述气体供给分支管30的气体流量为所述气体供给主管26的气体流量的10~30%,进而优选的是20%左右。 
在所述气体供给分支支管32上分别具备分支控制阀33。该分支控制阀33是通过打开/关闭控制来控制有无可燃气体流通的阀,作为原则,在气体供给分支管30上流通可燃气体时,维持为打开的状态。 
在燃气发动机的运行中,当某一个汽缸发生了故障时,关闭与相应的 汽缸对应的燃料流量控制阀20和分支控制阀33。由此,不会停止燃气发动机整体的运行,仅停止发生了故障的汽缸的运行,从而能够可靠地停止可燃气体向汽缸的供给。 
另外,优选在所述气体供给分支支管32上设置孔35,由此,能够适当地控制从气体供给分支支管32向汽缸供给的可燃气体流量。 
在具备上述结构的燃气发动机的运行中,来自所述气体供给管21的可燃气体在气体压缩机18被压缩后,在该气体供给管21的中途分支。还有,分支的可燃气体的一方通过所述气体供给主管26,通过各汽缸的各气体供给支管27,进入所述各供气支管3,混入该供气支管3内的所述混合气中而被送入各汽缸内。 
另外,分支的可燃气体的另一方在分支控制阀31为打开的状态下,通过气体分支管30,经由各气体供给分支支管32,进入所述各供气支管3,与从气体供给主管26供给的可燃气体一起混入该供气支管3内的所述混合气中而被送入各汽缸内。还有,所述气体调节阀33优选维持为始终打开的状态,并优选在汽缸发生了故障等时根据需要控制为关闭,但也可以联动于分支控制阀31,控制成与该分支控制阀31相同的状态。 
还有,来自发动机1的各汽缸的废气通过排气管5,在排气集合管6合流,供给于增压机7的排气涡轮7a,在驱动该排气涡轮7a后,通过排气出口管110向外部排出。 
另外,当根据来自所述空燃比控制器23的后述控制操作信号来打开排气迂回阀12时,所述排气集合管6内的废气的一部分迂回所述排气涡轮7a后,向排气出口管110排出。 
作为本实施例的控制方法,在可燃气体为低卡路里的情况下或发动机输出为高输出的情况下,打开分支控制阀31,执行来自燃料流量控制阀20的可燃气体供给和来自分支控制阀31的可燃气体供给双方。另一方面,在可燃气体为高卡路里的情况下或发动机输出为低输出的情况下,关闭分支控制阀31,仅从燃料流量控制阀20供给可燃气体。 
具体来说,检测燃料流量控制阀20的开度和发动机输出,当燃料流量控制阀20的开度为100%或接近100%的值(预先设定的值),且发动机输出处于增加倾向时,控制分支控制阀31将其打开。接着,加入用分支 控制阀31供给的一定比率的可燃气体量,以成为规定的空燃比的方式利用燃料流量控制阀20进行开度控制,调节可燃气体供给量。即,在分支控制阀31成为100%的时候,燃料流量控制阀20的指令值成为从100%下降的值。 
还有,在分支控制阀31维持为100%的开度的状态下,相应于发动机输出,利用燃料流量控制阀20,进行可燃气体流量的调节。此时,如上所述,设定为来自所述分支控制阀31的规定的可燃气体流量和用所述燃料流量控制阀20控制的可燃气体流量相对于从增压机供给的空气成为规定的混合比即空燃比。 
进而,在所述分支控制阀31为打开的状态下检测发动机输出,如果该发动机输出在预先设定的规定值以下,则判断为所述可燃气体是高卡路里或发动机输出是低输出,关闭所述分支控制阀31,仅用燃料流量控制阀进行空燃比控制。 
这样,预先求出能够由燃料流量控制阀20控制的可燃气体流量的最大阈值,如果成为作为该最大阈值的规定值以下,则关闭分支控制阀31,仅用所述可燃气体流量控制阀调节可燃气体流量。由此,能够进行简单且高精度的控制。另外,在失火的情况下,也优选关闭分支控制阀31。 
如上所述,根据本实施例,仅在诸如可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出的情况那样可燃气体供给量变多的情况下,经由气体供给分支管30、气体供给分支支管32供给可燃气体,由此能够确保必要可燃气体量,同时,能够进行高精度的空燃比控制。 
另外,根据本实施例,由于在汽缸临前进行可燃气体和空气的混合,因此,能够缩短自混合气体到汽缸的路径,能够避免爆炸等危险性,确保安全性。 
进而,在燃气发动机的运行中,当某一个汽缸发生了故障时,关闭与相应的汽缸对应的燃料流量控制阀20和分支控制阀33。由此,不会停止燃气发动机整体的运行,而仅停止发生了故障的汽缸的运行,从而能够可靠地停止可燃气体向汽缸的供给。 
进而,当经由气体供给分支管30、气体供给分支支管32供给可燃气体时,由于供给某个确定的规定流量的可燃气体,因此,能够简单地进行 燃料流量控制阀20中的空燃比控制。 
另外,当燃料流量控制阀20的开度为全开状态且发动机输出处于增加倾向时,打开所述气体供给阀,由此能够简单且可靠地判断经由气体供给分支管30、气体供给分支支管32供给的可燃气体的需要与否,并能够进行高精度的空燃比控制。 
进而,如果发动机输出成为预先设定的规定值以下,则关闭分支控制阀31,由此能够进行简单且高精度的控制。 
工业实用性 
根据本实施例,能够提供一种燃气发动机,其同时设置有将可燃气体与增压机入口空气混合并将该混合气向增压机供给的可燃气体供给系统、和将可燃气体向每个汽缸的供气通路内供给的可燃气体供给系统,能够消除增压机出口处的可燃气体的爆炸的可能性,并且,在使用低卡路里气体的情况下,也能够减小向每个汽缸的供气通路的可燃气体压缩用气体压缩机的动力,使该气体压缩机小型小容量化。 

Claims (8)

1.一种燃气发动机系统的控制方法,其将经由增压机供给的空气和通过可燃气体供给管并利用燃料流量控制阀控制了燃料供给量的可燃气体进行混合,向燃烧室内供给,并使发动机点火燃烧,其特征在于,
当所述可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出时,在所述可燃气体供给管的所述燃料流量控制阀的上游侧使所述可燃气体的一部分分支,使该分支的可燃气体流量成为比被分支的一侧的可燃气体流量少的一定流量,经由设置于气体供给分支管上且被进行打开/关闭控制的分支控制阀,将所述分支的可燃气体从所述气体供给分支管分别向与汽缸盖的各供气入口连接的供气支管供给而供给到所述燃烧室内,
将所述可燃气体的残留量从气体供给主管向在按每个汽缸分支的气体供给支管设置的所述燃料流量控制阀供给,
将由该燃料流量控制阀控制的可燃气体量分别向所述供气支管供给而供给到所述燃烧室内,
利用所述燃料流量控制阀的开度控制进行调整,使得由所述分支控制阀供给的一定流量的可燃气体流量和由所述燃料流量控制阀控制的可燃气体流量的总可燃气体流量成为与发动机输出对应的流量,
当所述可燃气体为高卡路里或发动机输出为低输出时,关闭所述分支控制阀,仅通过所述气体供给主管供给所述可燃气体,并利用所述燃料流量控制阀的开度控制进行调整,使得该可燃气体成为与发动机输出对应的流量。
2.根据权利要求1所述的燃气发动机系统的控制方法,其特征在于,
在从所述气体供给分支管与各燃烧室连接的气体供给分支支管上具备调节所述可燃气体的流量的气体调节阀,当所述发动机的燃烧室发生故障时,将与相应的燃烧室对应的所述燃料流量控制阀和所述气体调节阀均控制为关闭,停止所述可燃气体的流通。
3.根据权利要求1所述的燃气发动机系统的控制方法,其特征在于,
检测所述燃料流量控制阀的开度,并且检测所述发动机的输出,当所述燃料流量控制阀的开度为全开状态且发动机输出处于增加倾向时,判断为所述可燃气体是低卡路里或发动机输出是高输出,并打开所述分支控制阀。
4.根据权利要求1所述的燃气发动机系统的控制方法,其特征在于,
在所述分支控制阀为打开的状态下检测发动机输出,若该发动机输出成为预先设定的规定值以下,则判断为所述可燃气体是高卡路里或发动机输出是低输出,并关闭所述分支控制阀。
5.一种燃气发动机系统,其将经由增压机供给的空气和通过可燃气体供给管并利用燃料流量控制阀控制了燃料供给量的可燃气体进行混合,向燃烧室内供给,并使发动机点火燃烧,所述燃气发动机系统的特征在于,
使所述可燃气体供给管分支为气体供给主管和从所述燃料流量控制阀的上游侧分支的气体供给分支管,
该分支的气体供给分支管的可燃气体流量成为比所分支的所述气体供给主管的可燃气体流量少的一定流量,在所述气体供给分支管上设置分支控制阀,该分支控制阀被进行打开/关闭控制,在打开状态下,向所述气体供给分支管流通可燃气体,
设有气体供给分支支管和气体供给支管,
所述气体供给分支支管从所述气体供给分支管向与汽缸盖的各供气入口连接的供气支管分别供给经由所述分支控制阀分支的可燃气体,
所述气体供给支管向所述供气支管分别供给来自所述气体供给主管的可燃气体。
6.根据权利要求5所述的燃气发动机系统,其特征在于,
在从所述气体供给分支管与各燃烧室连接的气体供给分支支管上具备调节所述可燃气体的流量的气体调节阀。
7.根据权利要求5所述的燃气发动机系统,其特征在于,
当所述可燃气体为低卡路里或发动机输出为高输出时,打开所述分支控制阀,供给由所述分支控制阀供给的一定流量的可燃气体的流量和由所述燃料流量控制阀控制的可燃气体流量的总可燃气体流量,并利用所述燃料流量控制阀进行控制,使得成为与发动机输出对应的流量。
8.根据权利要求5所述的燃气发动机系统,其特征在于,当所述可燃气体为高卡路里或发动机输出为低输出时,关闭所述分支控制阀,仅通过所述气体供给主管供给所述可燃气体,并利用所述燃料流量控制阀进行控制,使得该可燃气体成为与发动机输出对应的流量。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5314637B2 (ja) * 2010-05-31 2013-10-16 三菱重工業株式会社 ガスエンジン
JP5211115B2 (ja) * 2010-06-28 2013-06-12 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの給気冷却器のドレン装置
JP5308466B2 (ja) 2011-01-31 2013-10-09 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの燃料ガス供給方法および装置
DE102012010348A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eineselektrischen Stellantriebes für eineWastegate-Ventilanordnung eines Abgasturboladers
RU2520787C1 (ru) * 2013-02-20 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Система управления газопоршневым двигателем
JP5980151B2 (ja) 2013-03-19 2016-08-31 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの排ガス制御装置
JP6134587B2 (ja) * 2013-06-11 2017-05-24 ヤンマー株式会社 ガスエンジン
JP6128975B2 (ja) * 2013-06-11 2017-05-17 ヤンマー株式会社 ガスエンジン
CH708276A1 (de) * 2013-07-04 2015-01-15 Liebherr Machines Bulle Sa Gasmotor.
US9556792B2 (en) 2014-10-17 2017-01-31 Kohler, Co. Dual compressor turbocharger
US10378549B2 (en) 2014-10-17 2019-08-13 Kohler Co. Dual compressor turbocharger
WO2016073588A1 (en) 2014-11-04 2016-05-12 Cummins Inc. Systems, methods, and apparatus for operation of dual fuel engines
MX2018006854A (es) * 2016-01-06 2018-08-01 Micro Motion Inc Caracterizacion de periodo de flujo de combustible mezclado.
CN107884132B (zh) * 2017-11-10 2020-02-18 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 燃油总管热态密封试验方法
BG67258B1 (bg) * 2018-09-03 2021-02-26 Тодоров Колев Никола Система за преобразуване на топлинната енергия в механична мощност
CN111520244B (zh) * 2020-04-30 2023-05-12 四川华气动力有限责任公司 一种发动机燃气回路的运行控制方法及其控制系统
RU2755012C1 (ru) * 2021-03-15 2021-09-09 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") Способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3275968B2 (ja) * 1991-08-05 2002-04-22 日本電信電話株式会社 製造ラインにおける装置制御方式
JP2005054613A (ja) * 2003-08-07 2005-03-03 Niigata Power Systems Co Ltd 希薄燃焼ガスエンジンの燃料ガス供給、給気方法および燃料ガス供給、給気装置
CN1831318A (zh) * 2005-03-08 2006-09-13 三菱重工业株式会社 用于气体发动机的气体供应装置及其运转方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910770A (ja) * 1982-07-07 1984-01-20 Yanmar Diesel Engine Co Ltd ガス機関の気化装置
JPS5999055A (ja) * 1982-11-26 1984-06-07 Nippon Soken Inc 燃料制御装置
JPS6258030A (ja) 1985-09-09 1987-03-13 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 複式燃料デイ−ゼルエンジンの制御装置
JP2558914B2 (ja) * 1990-03-26 1996-11-27 三菱重工業株式会社 火花点火ガスエンジン
US5904131A (en) * 1995-12-28 1999-05-18 Cummins Engine Company, Inc. Internal combustion engine with air/fuel ratio control
JPH09317567A (ja) * 1996-05-28 1997-12-09 Toyota Motor Corp ガス燃料エンジンのガス燃料遮断弁駆動用電磁アクチュエータの冷却装置
US6050246A (en) * 1997-01-23 2000-04-18 Abdelmesih; Saad Abdalla Method and device for converting conventional gas engines to operate on compressed natural gas
JPH10220227A (ja) * 1997-02-04 1998-08-18 Kubota Corp 火花点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置
US5873351A (en) * 1997-04-16 1999-02-23 Woodward Governor Company Gas mass flow control system
US5868121A (en) * 1997-12-19 1999-02-09 Caterpillar Inc. Method and apparatus for relieving a differential pressure across a gaseous fuel admission valve of a dual fuel engine
JP3454174B2 (ja) * 1998-12-22 2003-10-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車輌の排気浄化装置
EP1209319A4 (en) * 1999-07-30 2004-05-12 Yosikane Ikitake ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE EQUIPPED WITH RECIPROCATING PALLETS
JP2001132550A (ja) 1999-11-01 2001-05-15 Osaka Gas Co Ltd ガス燃料エンジン
JP4700161B2 (ja) * 2000-03-17 2011-06-15 本田技研工業株式会社 燃料電池運転システムにおける水素貯蔵合金再生装置
US6408833B1 (en) * 2000-12-07 2002-06-25 Caterpillar Inc. Venturi bypass exhaust gas recirculation system
US6938638B2 (en) * 2000-12-28 2005-09-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas circulating-processing apparatus
DE10135643A1 (de) * 2001-07-21 2003-02-13 Ballard Power Systems Vorrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff
US6622709B2 (en) * 2001-12-20 2003-09-23 Caterpillar Inc Fuel conditioning module for reducing air in a fuel injection system
US7025042B2 (en) * 2002-08-08 2006-04-11 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Methods of operation for controlled temperature combustion engines using gasoline-like fuel, particularly multicylinder homogenous charge compression ignition (HCCI) engines
JP3711970B2 (ja) * 2002-09-06 2005-11-02 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US6817343B1 (en) * 2003-04-23 2004-11-16 Caterpillar Inc. Electronic control system for fuel system priming
JP3985755B2 (ja) * 2003-09-04 2007-10-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関およびその制御方法
JP4592513B2 (ja) * 2004-09-30 2010-12-01 三菱重工業株式会社 ガスタービン制御装置、及びガスタービンシステム
SE529324C2 (sv) * 2005-04-04 2007-07-03 Lars Svensson Med Odena Engine System för att styra luft/bränsleförhållande i en luft/bränsleblandning som matas till en brännare för förblandade bränslen
JP2006294466A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池発電システム
JP4119908B2 (ja) * 2005-09-14 2008-07-16 三菱重工業株式会社 ガスタービンの燃焼制御装置
JP2007205276A (ja) 2006-02-02 2007-08-16 Keihin Corp エンジンのガス燃料供給装置
JP4563443B2 (ja) * 2007-12-14 2010-10-13 三菱重工業株式会社 ガスエンジンシステムの制御方法及び該システム
DE102008032253B4 (de) * 2008-07-09 2013-05-29 Man Truck & Bus Ag Selbstzündende Verbrennungskraftmaschine mit Ether-Fumigation der Verbrennungsluft für Fahrzeuge und Verfahren zur Ether-Fumigation der Verbrennungsluft in einer selbstzündenden Verbrennungsmaschine für Fahrzeuge

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3275968B2 (ja) * 1991-08-05 2002-04-22 日本電信電話株式会社 製造ラインにおける装置制御方式
JP2005054613A (ja) * 2003-08-07 2005-03-03 Niigata Power Systems Co Ltd 希薄燃焼ガスエンジンの燃料ガス供給、給気方法および燃料ガス供給、給気装置
CN1831318A (zh) * 2005-03-08 2006-09-13 三菱重工业株式会社 用于气体发动机的气体供应装置及其运转方法

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