CN116771553A - 发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够更早地减少副室气体压力来确保良好的负载响应性的发动机。燃气发动机(1)具备使燃料气体点火而产生火焰的副室(21)、和使用在副室(21)产生的火焰而使燃料气体与空气的混合气燃烧的主室(20)来作为各气缸(11)的燃烧室，其中，上述发动机具备：副室主管(39)，其向副室(21)供给燃料气体；供气通路(32)，其供向主室(20)供给的空气进行流通；以及连结管(41)，其从副室主管(39)向供气通路(32)连通。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及作为燃烧室而具备主室和副室的发动机。
背景技术
以往，在发动机中，存在作为燃烧室而具备使燃料气体点火而产生火焰的副室、和使用在副室产生的火焰使燃料气体与空气的混合气燃烧的主室的副室式燃气发动机等。
另外，在燃气发动机中，例如，如在专利文献1中公开的那样，在流过供气管的空气中，混合有经由燃料流量控制阀而被导入的燃料气体，将该混合气通过节流阀进行流量调整而供给至燃烧室。在该燃气发动机的统一控制方法中，具备如下工序，即：基于检测出的发动机状态与成为目标值的发动机状态的偏差，来设定燃料流量控制阀的燃料气体流量；以及进行对节流阀的目标开度进行设定的反馈控制。由此，维持了高精度的空燃比控制，且实现了负载响应性的提高。
专利文献1：日本特开2009－57870号公报
存在将如在专利文献1中公开那样的空燃比控制应用于副室式燃气发动机，来控制副室内的空燃比的情况。例如，在设有向副室供给燃料气体的止回阀的结构中，通过将比止回阀靠上游侧的副室主管内的气体压力控制为比吸气歧管内的压力(即，燃烧室内的压力)高，由此以从止回阀流入副室内的燃料气体量成为理论配比状态的方式进行控制。副室主管的目标气体压力是依赖于负载率来确定的合适值，以副室主管内的气体压力追从于目标气体压力的方式，使用比副室主管靠上游侧的比例阀来进行PID控制。
然而，由于在将负载投入发动机时，燃料气体向主室的供给急剧增大，所以副室内的空燃比也变得浓化。为了使副室内空燃比不脱离可燃范围，在负载投入时进行控制以使副室内的气体压力(副室气体压力)急剧下降，因此使目标气体压力降低，使比例阀向关闭状态位移。此时，在现有技术中，为了在使比例阀向关闭状态进行了位移的状态下使副室主管内的气体压力下降，需要使副室主管内的气体经由止回阀流入副室内，因此无法使副室气体压力急剧下降。另外，如果副室气体压力被止回阀的气体流量限制而至充分降低为止需要时间，由此若比例阀开度达到全闭，则之后成为想要使副室气体压力增加的状况时，在比例阀成为打开状态之前，产生响应延迟。上述响应延迟的结果是，无法适当地控制副室内的空燃比而导致不点火，有可能使负载投入失败。
发明内容
本发明的目的在于提供能够更早地减少副室气体压力来确保良好的负载响应性的发动机。
为了解决上述课题，本发明的发动机是具备使燃料气体点火而产生火焰的副室、和使用在上述副室产生的火焰而使燃料气体与空气的混合气燃烧的主室来作为燃烧室的发动机，其中，上述发动机具备：副室主管，其向上述副室供给燃料气体；供气通路，其供向上述主室供给的空气进行流通；以及连结管，其从上述副室主管向上述供气通路连通。
根据本发明，可提供能够更早地减少副室气体压力来确保良好的负载响应性的发动机。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的燃气发动机的示意图。
图2是表示本发明的实施方式的燃气发动机中的各气缸的示意图。
图3是表示本发明的实施方式的燃气发动机的动作例的图表。
附图标记说明：
1…燃气发动机(发动机)；5…控制装置；11…气缸；16…点火装置；20…主室；21…副室；22…止回阀；27…火花塞；30…吸气歧管；31…燃料气体通路；32…供气通路；34…增压器；39…副室主管；40…副室比例阀；41…连结管；42…安全阀；50…安全阀控制部。
具体实施方式
参照附图说明本发明的发动机的实施方式的燃气发动机1。如图1所示，燃气发动机1构成为具备发动机主体2、吸气机构3、排气机构4和控制装置5。
首先，对发动机主体2进行说明。发动机主体2构成为在缸体10具备多个气缸11。如图2所示，各气缸11由缸13、活塞14、缸盖15和点火装置16构成。此外，在本说明书中，将混合气向各气缸11的供给作为“吸气”，将成为混合气的基础的空气的供给作为“供气”来加以区别。
缸13例如在缸体10内形成为筒状，活塞14可滑动地收纳在缸13内。缸盖15安装在缸13的上侧，通过缸13以及缸盖15在内侧形成有燃烧室。
特别是，在缸13内，且是在活塞14与缸盖15之间，形成有作为主燃烧室的主室20，在缸盖15的下部内，形成有与缸13的主室20连通的作为副燃烧室的副室21。在缸盖15内，在副室21的上侧，具备止回阀22，止回阀22与吸气机构3的副室主管39(参照图1)连接，燃料气体经由副室主管39以及止回阀22被导入副室21。止回阀22构成为，根据副室21内的气体压力(即，主室20内的混合气压力)与副室主管39内的气体压力的压差进行开闭。
例如，在副室21的气体压力(主室20的混合气压力)较高而与副室主管39的气体压力的压差小于规定的检查阈值的情况下，止回阀22位移到关闭状态，来切断燃料气体向副室21的供给。另一方面，在副室21的气体压力(主室20的混合气压力)较低而与副室主管39的气体压力的压差为规定的检查阈值以上的情况下，止回阀22位移到打开状态，来向副室21供给燃料气体。此外，通过利用副室比例阀40(参照图1)来调整为使副室主管39中的气体压力成为目标气体压力，从而能够调整副室21与副室主管39的压差，由此通过调整止回阀22的开度，能够调整燃料气体向副室21的供给量。具体而言，控制为由从止回阀22流入副室21内的燃料气体在副室21内生成的混合气的空燃比成为理论配比状态。
另外，缸盖15具有与缸13的主室20连通的吸气口23以及排气口24，并具备相对于主室20分别对吸气口23以及排气口24进行开闭的吸气阀25以及排气阀26。吸气口23与吸气机构3连接，从而将燃料气体与空气的混合气从吸气机构3向主室20导入，排气口24与排气机构4连接，从而将在主室20中产生的废气向排气机构4排出。通过打开吸气阀25，能够将燃料气体与空气的混合气经由吸气口23吸气到主室20中，另一方面，通过打开排气阀26，能够将在主室20中产生的废气经由排气口24进行排气。
点火装置16在缸盖15中设置于副室21的上侧，具备露出于副室21的火花塞27。点火装置16通过控制装置5来进行控制，将经由副室主管39以及止回阀22被导入到副室21的燃料气体通过火花塞27来点火，由此在副室21内产生火焰，另外，使在副室21中产生的火焰向主室20内喷出。在主室20中，使用在副室21中产生的火焰，使经由吸气口23吸气而获得的燃料气体与空气的混合气燃烧。
接下来，对吸气机构3进行说明。如图1所示，吸气机构3具备吸气歧管30、燃料气体通路31和供气通路32。吸气歧管30将燃料气体与空气的混合气向多个气缸11供给。吸气歧管30以与多个气缸11分别对应的方式分支而与多个气缸11的各吸气口23连接，换言之，吸气歧管30的各分支流路(未图示)与各吸气口23连接。
供气通路32使向多个气缸11供给的成为混合气的基础的空气向吸气歧管30流通。供气通路32在供气方向的下游端与吸气歧管30连接，从而将空气从吸气歧管30向与各吸气口23对应地分支的各分支流路(未图示)供给。在供气通路32中，从供气方向的上游侧依次设有将新气净化并导入的空气过滤器33、对从空气过滤器33导入的空气进行压缩并向下游侧送出的增压器34、和对通过增压器34压缩了的空气进行冷却的中间冷却器35。另外，在供气通路32中，设有能够调整空气的供给量的节气门(未图示)，节气门通过控制装置5来控制开闭、开度，从而将空气向各吸气口23供给。
燃料气体通路31使向多个气缸11供给的成为混合气的基础的燃料气体向吸气歧管30流通。在图1中，图示为燃料气体通路31与吸气歧管30连接，但燃料气体通路31与设于从吸气歧管30向各吸气口23分支的各分支流路的各气体喷射器(未图示)连接，从而将在燃料气体通路31中流通的燃料气体通过各气体喷射器向各吸气口23供给。各气体喷射器通过控制装置5来进行控制，从而将燃料气体向各吸气口23喷出。
在燃料气体通路31中，气体压缩机36设于燃料气体供给方向的上游侧，并且燃料气体通路31在燃料气体供给方向上的气体压缩机36的下游侧分支为主室通路37和副室通路38。主室通路37以与多个气缸11分别对应的方式分支，在燃料气体供给方向的下游侧与各吸气口23的各气体喷射器连接，从而将燃料气体向各气体喷射器供给。
副室通路38在燃料气体供给方向的下游侧与副室主管39连接，并且副室主管39与多个气缸11的各缸盖15所具备的止回阀22连接。在副室通路38中，副室比例阀40设于燃料气体供给方向的上游侧。
副室比例阀40由电磁阀等构成，通过控制装置5控制而位移到打开状态或关闭状态。而且，通过使副室比例阀40成为打开状态，副室通路38向副室主管39供给燃料气体，另一方面，通过使副室比例阀40成为关闭状态，来切断燃料气体向副室主管39的供给。此外，通过调整副室比例阀40的开度，能够调整燃料气体向副室主管39的供给量，从而能够通过副室比例阀40来调整为使副室主管39中的气体压力成为目标气体压力。
在本实施方式中，特别是在副室通路38的副室主管39连接有向供气通路32连通的连结管41。连结管41构成为，通过使副室主管39中的燃料气体向供气通路32逃逸，从而使副室主管39内的气体压力下降。优选连结管41在供气通路32的供气方向上的比增压器34靠上游侧的位置与供气通路32连接。在连结管41设有能够调整燃料气体从副室主管39向供气通路32的流量的安全阀42、和将燃料气体向供气通路32的流量抑制为规定量的节流孔43。
安全阀42由电磁比例阀等构成，通过控制装置5来控制而位移到打开状态或关闭状态。而且，通过使安全阀42成为打开状态，连结管41使副室主管39中的燃料气体向供气通路32逃逸，另一方面，通过使安全阀42成为关闭状态，连结管41构成为以使燃料气体不会从副室主管39经由连结管41而逃逸的方式进行截断。此外，通过调整安全阀42的开度，能够调整从副室主管39经由连结管41逃逸的燃料气体的流量。
接下来，对排气机构4进行说明。排气机构4具备排气歧管45和排气通路46。排气歧管45排出在多个气缸11中产生的废气。排气歧管45以与多个气缸11分别对应的方式分支而与多个气缸11的各排气口24连接，换言之，排气歧管45的各分支流路(未图示)与各排气口24连接。排气通路46为了对在多个气缸11中产生的、并从排气歧管45排出的废气进行排气而供废气流通。
接下来，对控制装置5进行说明。控制装置5是控制燃气发动机1的运转的ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)等计算机，构成为具备CPU、ROM、RAM等而对燃气发动机1的各部进行控制。控制装置5也可以存储有用于控制燃气发动机1的各种程序，并通过读出程序并执行程序来控制燃气发动机1。
另外，在燃气发动机1设有对燃气发动机1的转速(旋转速度)进行检测的转速传感器、对主室通路37的气体压力进行检测的主室气体压力传感器、对副室主管39的气体压力进行检测的副室气体压力传感器等各种传感器。控制装置5通过与各种传感器连接来取得由转速传感器检测出的燃气发动机1的转速、由主室气体压力传感器检测出的主室通路37内的气体压力、由副室气体压力传感器检测出的副室主管39内的气体压力，由此来监视燃气发动机1的各部。
控制装置5具有控制燃气发动机1的转速(旋转速度)、多个气缸11的各主室20的空燃比的功能，例如以使燃气发动机1的转速成为目标转速的方式控制各主室20的空燃比。例如，控制装置5基于燃气发动机1的转速、负载率来控制从与多个气缸11的各吸气口23对应的各气体喷射器供给来的燃料气体量，并以使燃气发动机1的转速成为目标转速的方式进行控制。控制装置5通过控制供气通路32的节气门、与各吸气口23对应的各气体喷射器等，将各主室20的空燃比控制为稀状态，通过控制多个气缸11的各点火装置16的火花塞27来控制各主室20的混合气的点火时机。
另外，针对吸气机构3，控制装置5基于吸气歧管30的各吸气口23的气体压力、燃气发动机1的负载率来设定副室主管39的目标气体压力，并以副室主管39中的燃料气体的压力成为目标气体压力的方式，对副室比例阀40的开闭进行PID控制。控制装置5通过将副室主管39的目标气体压力设定为比副室21内的气体压力(即，主室20内的混合气压力)高，从而控制成使由从止回阀22流入副室21内的燃料气体生成的混合气的空燃比成为理论配比状态。
在本实施方式中，特别是，控制装置5作为控制安全阀42的安全阀控制部50进行动作，安全阀控制部50由控制装置5执行的程序等构成即可。
控制装置5的安全阀控制部50通过在满足预先决定的条件(例如，基于燃气发动机1的运转状态和规定的经过时间的条件)的情况下，将安全阀42切换为打开状态，从而通过连结管41使副室主管39与供气通路32成为连通状态。安全阀控制部50通常将安全阀42维持为关闭状态，在满足基于燃气发动机1的运转状态和规定的经过时间的条件的情况下，将安全阀42切换为打开状态，在满足基于燃气发动机1的运转状态和规定的关闭时间的条件的情况下，再次将安全阀42切换为关闭状态。另外，安全阀控制部50具有使关闭状态的安全阀42缓缓向打开状态位移、或使打开状态的安全阀42缓缓向关闭状态位移的一阶过滤器。
具体而言，在从燃气发动机1被启动而燃气发动机1的转速到达规定的额定转速时起经过规定的经过时间(例如5秒)之后，安全阀控制部50开始进行使安全阀42向打开状态的位移。即，用于将安全阀42切换为打开状态的预先决定的条件基于燃气发动机1的运转状态和规定的经过时间来进行设定。
另外，在燃气发动机1被启动而使安全阀42成为打开状态之后，当负载被投入到燃气发动机1时，从燃气发动机1的负载率达到规定的负载阈值(例如30％)以上时起，经过规定的第1关闭时间(例如5秒)之后，且在从燃气发动机1的转速达到规定的转速阈值(例如1480min－1)以上时起经过规定的第2关闭时间(例如5秒)之后，安全阀控制部50开始进行使安全阀42向关闭状态的位移。
此外，规定的经过时间、第1关闭时间、第2关闭时间等规定的关闭时间可以是预先设定的值，或者也可以为能够由利用者任意设定，或者还可以根据燃气发动机1的运转状态进行变更。
接下来，参照图3对燃气发动机1的动作例进行说明。在图3中，用细的单点划线表示燃气发动机1的转速，用细的双点划线表示燃气发动机1的负载率。另外，在图3中，用粗的虚线表示主室20的目标混合气压力，用细的虚线表示主室20的混合气压力。另外，在图3中，用粗的实线表示副室主管39的目标气体压力，用的实线表示副室主管39的气体压力。另外，在图3中，用粗的单点划线表示副室比例阀40的开度，用粗的双点划线表示安全阀42的开度。
首先，若使燃气发动机1在时刻t1启动，则控制装置5以使燃气发动机1的转速增加的方式控制各部。在从燃气发动机1的转速在时刻t2达到规定的额定转速起经过规定的经过时间(例如5秒)之后的时刻t3，安全阀控制部50开始进行使安全阀42向打开状态的位移。
然后，若在时刻t4负载被投入燃气发动机1，则控制装置5延长主室20的喷射时间，使向主室20供给的燃料气体增加。此时，为了不使副室21内的燃料气体富化，控制装置5将副室主管39的目标气体压力设定为较低，使副室比例阀40向关闭状态位移，以降低副室21内的气体压力。然而，为了降低副室主管39的气体压力，考虑经由止回阀22使副室主管39内的燃料气体流入副室21内的方式。在该情况下，在直至副室主管39的气体压力降低至目标气体压力为止的期间，由于向副室21内流入所需以上的燃料气体，所以在副室21内，燃料气体的过浓状态持续。并且，由于副室主管39的气体压力降低的速度受到止回阀22的流速(气体流量)的限制，所以直至在副室主管39的气体压力充分降低为止的期间，副室比例阀40的开度有可能被拉至下限而成为全闭状态。若副室比例阀40成为全闭状态，则即使在之后想要提高副室主管39的气体压力，在该情况下，由于副室比例阀40从全闭状态到开阀为止产生响应延迟，所以难以使副室主管39的气体压力迅速地追随于目标气体压力。对此，在本实施方式中，由于安全阀42成为打开状态，连结管41使副室主管39与供气通路32成为连通状态，所以能够使副室主管39内的气体经由连结管41向供气通路32逃逸，从而能够迅速降低副室主管39内的气体压力，因此不产生副室21内的燃料气体成为过浓状态的期间，副室比例阀40的开度不会被拉至下限。由此，能够使副室主管39内的气体压力迅速追随于目标气体压力。
另外，在从燃气发动机1的负载率达到规定的负载阈值以上时起经过规定的第1关闭时间之后，且在从燃气发动机1的转速达到规定的转速阈值以上时起经过规定的第2关闭时间之后、即在时刻t5，安全阀控制部50开始进行使安全阀42向关闭状态的位移。
此外，在上述实施方式中，作为安全阀控制部50开放安全阀42时的燃气发动机1的运转状态，以从燃气发动机1被启动而燃气发动机1的转速达到规定的额定转速时起经过规定的经过时间之后为例而进行了记载，但本发明不限定于该例。例如，如果是副室主管39的气体压力较高而无法使止回阀22以及副室比例阀40从关闭状态向打开状态迅速位移的情况下，则安全阀控制部50可以以开放安全阀42的方式进行控制。
另外，在上述实施方式中，说明了连结管41在供气方向上的比增压器34靠上游侧的位置与供气通路32连接的例子，但本发明不限定于该例。例如，连结管41既可以在增压器34的上游侧以外的位置与供气通路32连接，或者也可以与其他位置(例如排气通路46等)连接。
另外，也可以在燃气发动机1启动后，仅在投入初始的负载时，安全阀控制部50以开放安全阀42的方式进行控制，或者也可以为，每当进行负载投入，则根据燃气发动机1的运转状态，安全阀控制部50以开放安全阀42的方式进行控制。
如上述所述，根据本发明，燃气发动机1是作为各气缸11的燃烧室而具备使燃料气体点火而产生火焰的副室21、和使用在副室21中产生的火焰使燃料气体与空气的混合气燃烧的主室20的发动机，其中，上述燃气发动机1具备：副室主管39，其向副室21供给燃料气体；供气通路32，其供向主室20供给的空气进行流通；以及连结管41，其从副室主管39向供气通路32连通。
由此，根据本发明的燃气发动机1，由于能够使副室主管39的气体经由连结管41逃逸，所以能够降低副室主管39的气体压力。因此，在副室21经由止回阀22与副室主管39连接的结构中，通过连结管41降低副室主管39的气体压力，由此能够迅速降低副室21的气体压力。例如，由于在负载被投入燃气发动机1时，增加燃料气体向主室20的供给量，所以需要降低副室主管39的气体压力，以免副室21内的燃料气体过浓。这里，在应用了经由止回阀22使副室主管39内的燃料气体流入副室21内的方式作为使副室主管39的气体压力降低的方法的情况下，如上述所述，与副室主管39的气体压力有关，向目标气体压力的追随性变差。与此相对，在本发明的燃气发动机1中，如上述所述，通过连结管41使副室主管39的气体压力下降，由此能够更早地减少副室21的气体压力来确保良好的负载响应性。
另外，本发明的燃气发动机1具备对向主室20供给的空气进行压缩的增压器34，连结管41在空气向主室20的供气方向上的比增压器34靠上游侧的位置与供气通路32连接。由此，在具备增压器34的燃气发动机1中，连接于比增压器34靠供气上游侧的位置的连结管41能够利用通过增压器34产生的供气负压来促进从副室主管39向供气通路32的流通，能够更有效地使副室主管39的气体压力逃逸。
另外，在本发明的燃气发动机1中，连结管41具备能够调整燃料气体从副室主管39向供气通路32的流量的安全阀42。由此，在燃气发动机1启动时，通过安全阀42关闭连结管41，由此使副室主管39的气体压力迅速上升来确保对负载投入的响应性，且直至燃气发动机1的负载投入为止通过安全阀42打开连结管41，由此能够在负载投入时确保副室主管39向目标气体压力的追随性。
另外，本发明的燃气发动机1在满足预先决定的条件(基于发动机的运转状态和规定的经过时间的条件)的情况下，将安全阀42切换为打开状态，从而通过连结管41使副室主管39和供气通路32成为连通状态。由此，燃气发动机1能够抑制由安全阀42的开闭引起的副室主管39的气体压力的变动。
此外，在上述实施方式中，用于将安全阀42切换为打开状态的预先决定的条件，为基于发动机的运转状态和规定的经过时间的条件，具体而言，以从燃气发动机1被启动而燃气发动机1的转速达到规定的额定转速时起经过规定的经过时间的情况为例进行了说明，但本发明不限定于该例。例如，发动机的运转状态不限定于燃气发动机1被启动而燃气发动机1的转速达到规定的额定转速时，也可以是其他时机。另外，在其他实施方式中，用于将安全阀42切换为打开状态的预先决定的条件基于副室主管39的气体压力与副室21的气体压力的压差来进行设定，例如，也可以为副室主管39的气体压力比副室21的气体压力高规定的阈值以上的情况。
此外，在不违背根据权利要求书以及说明书整体能够理解的发明的主旨或思想的范围内，本发明能够适当地变更，另外，伴随这种变更的燃气发动机也包含在本发明的技术思想中。

Claims (5)

1.一种发动机，其具备使燃料气体点火而产生火焰的副室、和使用在所述副室产生的火焰而使燃料气体与空气的混合气燃烧的主室来作为燃烧室，
所述发动机的特征在于，具备：
副室主管，其向所述副室供给燃料气体；
供气通路，其供向所述主室供给的空气进行流通；以及
连结管，其从所述副室主管向所述供气通路连通。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，
具备对向所述主室供给的空气进行压缩的增压器，
所述连结管在向所述主室供给空气的供气方向上的比所述增压器靠上游侧的位置与所述供气通路连接。
3.根据权利要求1或2所述的发动机，其特征在于，
所述连结管具备能够调整燃料气体从所述副室主管向所述供气通路的流量的安全阀。
4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，
所述安全阀在满足预先决定的条件的情况下被切换为打开状态，从而通过所述连结管使所述副室主管与所述供气通路成为连通状态。
5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，
所述预先决定的条件是从该发动机的转速达到规定的额定转速时起经过了规定的经过时间的情况、或者是所述副室主管的气体压力比所述副室的气体压力高出规定的阈值以上的情况。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876097B2 (en) * 2001-02-22 2005-04-05 Cummins Engine Company, Inc. System for regulating speed of an internal combustion engine
JP4476317B2 (ja) 2007-08-30 2010-06-09 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの統合制御方法及び装置
JP4977752B2 (ja) * 2009-12-24 2012-07-18 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの制御装置及び制御方法
DE102010053498A1 (de) * 2010-12-04 2012-06-06 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschinenanordnung für einen Kraftwagen sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschinenanordnung
DE102014208767A1 (de) * 2014-05-09 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem gasförmigen Kraftstoff
US10227934B2 (en) * 2015-09-29 2019-03-12 Cummins Inc. Dual-fuel engine combustion mode transition controls

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