JP2002061523A - パイロット着火ガスエンジンの起動装置 - Google Patents

パイロット着火ガスエンジンの起動装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの始動時から液体燃料噴射弁からの
パイロット油の噴射による圧縮着火を確実に行って、エ
ンジンの起動を円滑に行わせる。 【解決手段】 パイロット着火ガスエンジン（ガスエン
ジン）１０のシリンダヘッドには液体燃料噴射弁と予燃
焼室を備えたパイロット噴射弁付き予燃焼室ユニットが
設けられている。前記液体燃料噴射弁にパイロット油を
送る燃料噴射ポンプ１３の吐出量を制御する燃料ラック
（燃料調節棒）１４の位置が、制御装置１８によってラ
ック制御アクチュエータ（位置制御アクチュエータ）１
５を介して制御され、リングギヤ１７を検知する回転速
度センサ１６の発生するパルスからエンジン回転数を計
測し、エンジン回転数が小さい回転域では燃料噴射ポン
プ１３の吐出量を大きくするように設定され、液体燃料
噴射弁から確実にパイロット油が噴射され、気体燃料が
確実に着火燃焼するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダヘッドに
液体燃料噴射弁付き予燃焼室を設けて、前記液体燃料噴
射弁から噴射されるパイロット油で、主燃焼室に導入、
圧縮された気体燃料と空気との混合気を着火燃焼させる
予燃焼室方式のパイロット着火ガスエンジンの起動装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業用と民生用の定置型発電設備
を駆動する予燃焼室方式のパイロット着火ガスエンジン
として、図８に示すものが知られている。このガスエン
ジン１は、シリンダライナ（シリンダ）２と、該シリン
ダライナ２内を上下に往復動するピストン３と、液体燃
料噴射弁４と予燃焼室５を備えた液体燃料噴射弁付き予
燃焼室のユニット６を有するシリンダヘッド７とが設け
られており、都市ガス１３Ａ等の燃料ガス（気体燃料）
が空気と混合されて、前記シリンダライナ２とピストン
３とシリンダヘッド７とで区画された主燃焼室８に、シ
リンダヘッド７の吸気ポートを経て供給されると共に、
全熱量比で約１％に相当する燃料油が、前記液体燃料噴
射弁４により予燃焼室５内に、ピストン３の圧縮行程の
後半にパイロット油として噴射される。これにより、高
温高圧の雰囲気下でパイロット油が圧縮着火され、これ
を着火源として燃料ガスが燃焼されるようになってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記液体燃
料噴射噴射弁４に燃料油（パイロット油）を供給する燃
料噴射ポンプは、少量噴射を安定確保できるように設計
されたジャーク式燃料噴射ポンプが採用されているが、
このジャーク式燃料噴射ポンプのエンジン回転数（エン
ジン回転速度）と燃料噴射を開始する燃料ラック（燃料
調節棒）の位置との関係は、図７に示すように、燃料吐
出量を設定する燃料ラック位置の指示値が小さいほど、
無噴射域となるエンジン回転数の範囲（液体燃料噴射弁
４からの燃料油の噴射を開始させない回転数の領域）が
広くなっている。例えば、燃料ラックの位置を、全熱量
比で約１％のパイロット油量を吐出するに相当する位置
である８ｍｍに設定すると、エンジン回転数が約６００
ｒｐｍに達するまでパイロット油が液体燃料噴射弁から
噴射されない。
【０００４】さらに、前記ガスエンジンは、ガス運転時
のノッキングを回避するために、圧縮比をディーゼルエ
ンジンに比べて低くしている。このため、特にエンジン
の起動、回転立ち上げ時等の過渡時に液体燃料噴射弁か
らのパイロット油の噴射が開始されても、その圧縮着火
が困難であり、特に、エンジン冷却水の温度が低い場合
はその困難の度合が一層顕著である。これでは、ガスエ
ンジンの起動ができないので、液体燃料噴射弁４の他に
点火プラグ、グローブラグ等の点火手段９を設け、これ
により主燃焼室８内に導入された燃料ガスに着火させて
起動させることも行われるが、この場合には、前記液体
燃料噴射弁の他に点火手段が必要になり、エンジン構造
が複雑になり部品点数が増加してコスト高になる問題が
ある。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、エンジンの始動時から液体燃料噴射弁からの
パイロット油の噴射を確実に行えて、エンジンの起動を
円滑に行わせることができるパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置を提供することを目的とする。また、本発
明の他の目的は、エンジンの始動時で特にエンジン冷却
水温度が低い場合でもパイロット油による圧縮着火を安
定して行えるパイロット着火ガスエンジンの起動装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、以下の点を特徴としている。すなわち、
請求項１に係るパイロット着火ガスエンジンの起動装置
は、シリンダと、該シリンダ内で往復動するピストン
と、液体燃料噴射弁付き予燃焼室を設けたシリンダヘッ
ドとにより区画される主燃焼室内で、該主燃焼室内に導
入され前記ピストンにより圧縮された気体燃料と空気と
の混合気を、前記液体燃料噴射弁から予燃焼室内に噴射
されるパイロット油で着火燃焼させることにより駆動出
力を得るパイロット着火ガスエンジンの起動装置におい
て、前記液体燃料噴射弁にパイロット油を供給する燃料
噴射ポンプの吐出量を調節する燃料調節棒の位置をエン
ジン回転速度にもとづいて制御する制御機構が設けられ
ていることを特徴とする。
【０００７】上記パイロット着火ガスエンジンの起動装
置においては、気体燃料供給源からの気体燃料がシリン
ダヘッドの吸気ポートからの空気と混合されて混合気と
なり、主燃焼室に供給されてピストンにより圧縮され
る。この圧縮された混合気は一部が予燃焼室内に入っ
て、ピストンの圧縮行程の後半に、燃料噴射ポンプの作
動で液体燃料噴射弁から噴射されるパイロット油により
着火し、この着火した火炎によって主燃焼室内の混合気
の残部が燃焼される。その際、前記制御機構が動作して
エンジン回転速度にもとづいて前記燃料噴射ポンプの吐
出量を調節する燃料調節棒の位置が制御され、エンジン
回転速度に関わらず、前記液体燃料噴射弁からパイロッ
ト油が噴射される燃料噴射ポンプの吐出量が確保され
る。
【０００８】このパイロット着火ガスエンジンの起動装
置によれば、エンジン回転速度の低速域では前記燃料噴
射ポンプの吐出量が多くなる位置へ、前記燃料調節棒が
移動調節されるようにすることにより、エンジン起動時
から前記液体燃料噴射弁からパイロット油を予燃焼室内
に噴射することができるので、主燃焼室内での気体燃料
と空気との混合気の着火、燃焼を確実に行え、円滑なエ
ンジンの起動性が得られる。
【０００９】請求項２に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置は、請求項１に記載の装置において、制御
機構は、エンジン回転速度の低速域では燃料調節棒を燃
料噴射ポンプの吐出量が多くなる位置に、また、エンジ
ン回転速度の高速域では前記燃料調節棒を燃料噴射ポン
プの吐出量が少なくなる位置に制御することを特徴とす
る。このパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、
制御機構により、エンジン回転速度の低速域では燃料噴
射ポンプの吐出量が多くなるように制御されるので、エ
ンジン起動時でも、液体燃料噴射弁にはその噴射開始に
必要なパイロット油が十分に供給され、該液体燃料噴射
弁から予燃焼室へのパイロット油の噴射が確実に行わ
れ、また、エンジン回転速度の高速域では燃料噴射ポン
プの吐出量が少なくなるように制御されるので、液体燃
料噴射弁の噴射開始にパイロット油を多く必要としない
高速域では、過剰なパイロット油を液体燃料噴射弁に供
給しなくて済み、パイロット油の節約が図られる。
【００１０】請求項３に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置は、請求項２に記載の装置において、燃料
調節棒の位置は、エンジン回転速度が所定値以下の低速
域では燃料噴射ポンプの吐出量が最大になる一定位置
に、エンジン回転速度が所定値以上の高速域では燃料噴
射ポンプの吐出量が最低になる一定位置に、また、前記
低速域と高速域との間の中間速度域では吐出量が最大に
なる一定位置から最低になる一定位置までエンジン回転
速度に応じて変化して制御されることを特徴とする。こ
のパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、エンジ
ン回転速度に応じて液体燃料噴射弁の噴射開始に必要な
最小限のパイロット油量が燃料噴射ポンプから前記液体
燃料噴射弁に供給されるので、パイロット油を効率的に
使用してエンジンの起動が円滑に行える。
【００１１】請求項４に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の装置
において、制御機構は、エンジンの回転速度を検出する
回転速度センサーと、燃料調節棒の位置を移動調節する
位置制御アクチュエータと、予め設定されているエンジ
ン回転速度と燃料調節棒の位置との関係にもとづいて、
前記回転速度センサーによって検出されたエンジン回転
速度に対する燃料調節棒の制御目標位置を算出し、この
算出した制御目標位置へ前記燃料調節棒の位置が移動調
節されるように前記位置制御アクチュエータを作動させ
る制御装置とを備えていることを特徴とする。
【００１２】このパイロット着火ガスエンジンの起動装
置では、制御装置によって位置制御アクチュエータを介
して燃料調節棒の位置が制御され、回転速度センサーで
検出されたエンジン回転速度に対応して、燃料噴射ポン
プの吐出量が液体燃料噴射弁の噴射開始に必要なパイロ
ット油量に適切に設定されるので、液体燃料噴射弁から
予燃焼室へのパイロット油の噴射が一層効率的に行え、
エンジン起動が円滑、確実に行われる。
【００１３】請求項５に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の装置
において、シリンダヘッドには、液体燃料噴射弁からパ
イロット油が噴射される前に点火作動して、主燃焼室内
に圧縮された気体燃料と空気との混合気に着火させる点
火手段が設けられていることを特徴とする。このパイロ
ット着火ガスエンジンの起動装置では、点火手段により
気体燃料と空気との混合気に着火が行われて、液体燃料
噴射弁からのパイロット油の噴射による着火、燃焼が助
長されるので、エンジンの回転立ち上がり時の失火率が
低減し、燃焼安定性が向上される。これにより、排ガス
中の全炭化水素が低減して排気煙道での爆発が回避さ
れ、エンジンの定格回転数までの立ち上げ時間が短縮さ
れる。なお、排ガス中の全炭化水素の量は、その殆どが
燃焼不良により充分に燃えきらないで燃焼室から排出さ
れる燃料ガスの量に依存する。
【００１４】請求項６に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置は、請求項１〜５に記載の装置において、
点火手段は、エンジン回転速度が定格回転数に達したと
きに点火作動を停止されるようにようになっていること
を特徴とする。このパイロット着火ガスエンジンの起動
装置では、点火手段は、エンジン回転速度が定格回転数
に達したときに点火作動を停止されるので、不必要時の
使用が抑えられ、その耐用年数が延長される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１において、１０はパイロ
ット着火ガスエンジンであり、その出力軸に継ぎ手１１
を介して発電機１２が連結されて定置型発電設備として
利用される。前記パイロット着火ガスエンジン（ガスエ
ンジン）１０は、図８に示した従来のパイロット着火ガ
スエンジン１と同様に、ピストン３を内挿したシリンダ
ライナ２にシリンダヘッド７を組み付け、該シリンダヘ
ッド７に予燃焼室５と液体燃料噴射弁４とを備えた液体
燃料噴射弁付き予燃焼室のユニット６および点火手段９
を設けた構成を有している。以下、ガスエンジン１０の
シリンダヘッド７等の燃焼室周辺部についての説明は、
必要に応じて図８にもとづいて行う。
【００１６】また、図１において、１３はガスエンジン
１０の各シリンダヘッド７毎に設けたジャーク式燃料噴
射ポンプ（燃料噴射ポンプ）で、ガスエンジン１０のク
ランク軸に、中間ギヤ等からなるギヤトレインによって
連結されるカム軸により駆動され、少量油の噴射が安定
して確保できるように設計されている。該燃料噴射ポン
プ１３から吐出されるパイロット油が各シリンダヘッド
７に設けた前記液体燃料噴射弁４にパイロット油管（図
示せず）を経て供給されるようになっている。前記各燃
料噴射ポンプ１３には、それらによるパイロット油の吐
出量を設定する機構部を同時に作動させる燃料ラック
（燃料調節棒）１４が連結して設けられており、該燃料
ラック１４は、これに連結されたラック制御アクチュエ
ータ（位置制御アクチュエータ）１５の作動により、そ
の位置が移動調節されて位置決めされ、この位置決めさ
れた位置に対応して前記パイロット油の吐出量が設定さ
れるようになっている。
【００１７】前記ラック制御アクチュエータ１５は、電
磁コイルにより操作棒を牽引して移動させる形式のもの
で、電磁コイルに供給する電気量の大きさにより操作棒
の移動位置が設定されるようになっている。ラック制御
アクチュエータ１５によって移動して位置決めされる燃
料ラック１４の位置とラック制御アクチュエータ１５に
供給される電気量（電流）の大きさとの関係は、図２に
示すようになっている。
【００１８】また、１６は、ガスエンジン１０の回転速
度を検出する回転速度センサで、磁気ピックアップ等か
らなり、ガスエンジン１０のクランク軸に装着したリン
グギヤ１７の歯面に対向して設置されており、前記リン
グギヤ１７の歯面を検知して発生するパルスを制御装置
１８に送るようになっている。該制御装置１８は、回転
速度センサ１６から送られたパルスの単位時間当たりの
パルス数を計数してエンジン回転数（エンジン回転速
度）を計測し、このエンジン回転数に対する制御目標で
ある前記燃料ラック１４の位置（制御目標位置）を、図
３に示すエンジン回転数と燃料ラックの位置との関係に
おける制御目標線Ｃ２にもとづいて算出するようになっ
ている。
【００１９】さらに、前記制御装置１８は、前記算出さ
れた燃料ラック１４の制御目標位置に対応した電気量
を、図２に示す関係にもとづいて求めて、前記ラック制
御アクチュエータ１５に指令信号として出力するように
なっている。前記ラック制御アクチュエータ１５、回転
速度センサ１６、制御装置１８等により、燃料噴射ポン
プ１３の吐出量を調節する燃料ラック１４の位置を、エ
ンジン回転速度にもとづいて移動、位置決め制御する制
御機構１９を構成している。
【００２０】なお、図３に示すエンジン回転数と燃料ラ
ックの位置との関係は、予め噴射試験装置またはパイロ
ット着火ガスエンジン試験装置を作動させて、燃料ラッ
クの位置毎に、エンジン回転数に対する液体燃料噴射弁
からのパイロット油の噴射量を測定すると、図４に示す
特性が得られるので、この特性から、燃料ラックの各位
置において、液体燃料噴射弁からパイロット油が噴射を
開始する噴射領域における最小のエンジン回転数を求め
て、この最小のエンジン回転数を燃料ラックの位置に対
応させて表わしたものであり、これから噴射領域と無噴
射領域の境界を示す特性曲線Ｃ１が得られる。
【００２１】前記制御目標線Ｃ２は、エンジン回転数が
２００ｒｐｍ以下の低速回転域（低速域）では、燃料ラ
ック１４の制御目標位置が、エンジンの定格負荷運転に
要する熱量に対する熱量比略８％に相当するパイロット
油を最大噴射量として液体燃料噴射弁４が噴射する固定
位置１５ｍｍに設定され、エンジン回転数が８００ｒｐ
ｍ以上の高速回転域（高速域）では熱量比１％に相当す
るパイロット油を噴射する固定位置８ｍｍに設定され、
それらの低速域と高速域との間の中間速度域では、エン
ジン回転数が大きくなるに従い、燃料ラック１４の制御
目標位置が徐々に位置１５ｍｍから位置８ｍｍに向かっ
て小さくなるように設定されている。
【００２２】この制御目標線Ｃ２によれば、従来のガス
エンジンにおいて燃料ラック１４の制御目標位置を、エ
ンジン回転数に関係なく一定の固定位置に設定する制御
目標線Ｃ３と比較して明らかなように、エンジン回転数
が１５０ｒｐｍ以上の速度域では、液体燃料噴射弁４の
噴射領域と無噴射領域の境界をなす特性曲線Ｃ１から噴
射領域側に変位させて、燃料ラックの制御目標位置が設
定されるので、従来のガスエンジンよりも、エンジン回
転数の広い範囲にわたってパイロット油の噴射が確実に
行われることとなる。
【００２３】次に、上記構成のパイロット着火ガスエン
ジン１０の起動装置の作用について説明する。ガスエン
ジン１０の起動に際しては、気体燃料供給源からの燃料
ガス（気体燃料）がシリンダヘッド７の吸気ポート等に
導入されると、始動装置によりガスエンジン１０の始動
が開始され、吸気ポート等で気体燃料と空気とが混合さ
れて混合気となって主燃焼室８に供給されてピストン３
により圧縮される。この圧縮された混合気は一部が予燃
焼室５内に入って、ピストン３の圧縮行程の後半に、燃
料噴射ポンプ１３の作動で液体燃料噴射弁４から噴射さ
れるパイロット油により着火し、この着火した火炎によ
って主燃焼室８内の混合気の残部が燃焼され、ガスエン
ジン１０が回転を開始する。このようにしてガスエンジ
ン１０が回転を開始すると、エンジンガバナの働きによ
って主燃焼室８内に供給される気体燃料が増加されてい
き、これにより、ガスエンジン１０はその回転数が徐々
に上昇されていき、所定時間後に定格回転数に達する。
【００２４】前記ガスエンジン１０の始動の開始時に
は、前記制御機構１９が動作して、その制御装置１８
が、回転速度センサ１６により検出されるパルスを計数
してエンジン回転数を算出し、算出したエンジン回転数
に対応する燃料ラックの制御目標位置を、図３の制御目
標線Ｃ２にもとづいて求め、低速回転域に対応する最大
の制御目標位置を設定しているので、その制御目標位置
に対応して大きな電気量を指令する信号をラック制御ア
クチュエータ１５に送る。これにより、該ラック制御ア
クチュエータ１５が前記燃料ラック１４の位置を最大に
移動操作して燃料噴射ポンプ１３が最大の吐出量になる
ように調節、設定される。
【００２５】このため、燃料噴射ポンプ１３でのパイロ
ット油の吐出量（圧縮油量）が増やされ、燃料噴射ポン
プ１３を液体燃料噴射弁４に連絡するパイロット油管内
の油圧が十分に高められて、低いエンジン回転数域でも
前記液体燃料噴射弁４からパイロット油が確実に噴射さ
れ、主燃焼室８内での混合気の着火、燃焼が確実に行わ
れて、ガスエンジン１０の起動が円滑に行われる。な
お、ガスエンジン１０の起動時に前記燃料ラック１４の
位置を最大の制御目標位置に設定しても、燃料噴射ポン
プ１３の最大の吐出量は、前記のように定格負荷運転時
に対する熱量比で約８％に過ぎないので、ガスエンジン
１０を定格回転数まで立ち上げるトルクを発生すること
はできず、ガスエンジン１０の運転、すなわち、エンジ
ンガバナによる回転数制御に対して支障を来すことはな
い。
【００２６】前記において、ガスエンジン１０の回転数
が上昇すると、回転速度センサ１６の検出結果にもとづ
き制御装置１８が、図３における制御目標線Ｃ２に従っ
て燃料ラック１４の制御目標位置を、その最大位置から
徐々に調節する。一定のエンジン回転数以上では、熱量
比で約１％のパイロット油が液体燃料噴射ポンプ４から
噴射され、前記ラック制御アクチュエータ１５が制御目
標位置に調節、設定される。ガスエンジン１０の高速回
転域では、前記少量油量によるパイロット油の噴射によ
って主燃焼室８内の混合気が着火、燃焼し、エンジン運
転が行われる。
【００２７】前記ガスエンジン１０の運転において、エ
ンジン回転の立ち上げ時の各制御対象（燃料ラックの位
置、エンジン回転数、燃料ガスの供給量、点火プラグの
ＯＮ、ＯＦＦ動作）とその状態量の変化を、始動開始か
らの時間経過で示すと図５のようになる。この例では、
始動開始からの所定時間にわたって、シリンダヘッド７
に設けた点火プラグ（点火手段）９を作動させて、主燃
焼室８内の混合気に着火させるようにしているが、この
ようにすると、混合気の着火燃焼で発生する熱により予
燃焼室５が加熱されて、液体燃料噴射弁４から噴射され
るパイロット油の圧縮着火が助長されるので、エンジン
の回転立ち上がり時の失火率が低減し、燃焼安定性が向
上される。これにより、排ガス中の全炭化水素が低減し
て排気煙道での爆発が回避され、エンジンの定格回転数
までの立ち上げ時間が短縮される。
【００２８】前記点火プラグ９は、その点火の作動時期
が始動開始時期に設定され、液体燃料噴射弁４からパイ
ロット油が噴射されると同時期または直前に作用する。
また、点火の停止時期は、ガスエンジン１０の定格回転
数が回転速度センサ１６で検出されるとき、または発電
機１２から発生される電圧が定格電圧に達したことが検
出されるときに設定される。このようにすれば、前記点
火プラグ９が無用に使用されることがが抑えられ、その
耐用年数が延長される。
【００２９】前記パイロット着火ガスエンジン１０の起
動装置によれば、エンジン回転数の低速域では前記燃料
噴射ポンプ１３の吐出量が多くなる制御目標位置へ、前
記燃料調節棒１４が移動調節されるようにしたので、低
いエンジン回転数域でも燃料噴射ポンプ１３から送られ
たパイロット油が液体燃料噴射弁４から噴射できるよう
になり、エンジン起動時から前記液体燃料噴射弁４から
パイロット油を予燃焼室５内に噴射することができ、こ
れにより、主燃焼室８内での気体燃料と空気との混合気
の着火、燃焼が確実に行え、円滑なエンジンの起動性が
得られる。
【００３０】図６は、シリンダ径２６０ｍｍの単気筒パ
イロット着火ガスエンジン試験装置を、燃料ラックの位
置を８ｍｍと１５ｍｍに設定して、点火プラグを始動時
から作動させた状態で運転し、その起動データとして、
パイロット油管内圧力ａ、液体燃料噴射弁の弁リフト
ｂ、気体燃料供給管内圧力ｃ、エンジン回転数ｄ、主燃
焼室内圧力ｅを採取し記録したもので、（Ａ）、（Ｂ）
は、それぞれ、燃料ラックの位置を８ｍｍ、１５ｍｍに
設定したものに対応している。燃料ラックの位置を８ｍ
ｍに設定した場合には、パイロット油管内圧力ａが液体
燃料噴射弁を開くために必要な圧力に達しないので、パ
イロット油は液体燃料噴射弁からは噴射されない（弁リ
フトｂの信号なし）。燃料ガス（気体燃料）が、始動時
から第３サイクル目Ｓ３以降に供給され（気体燃料供給
管内圧力ｃの挙動）、点火プラグの火花点火により燃焼
する結果としてエンジン回転数ｄが上昇している。しか
し、その上昇のし方は遅く、主燃焼室内圧力ｅも低い。
【００３１】これに対し、燃料ラックの位置を１５ｍｍ
に設定した場合には、始動の第１サイクルＳ１から、パ
イロット油管内圧力ａが液体燃料噴射弁を開くための十
分な圧力に達して、液体燃料噴射弁からパイロット油が
噴射される（弁リフトｂの信号あり）ので、第３サイク
ル目Ｓ３から燃料ガスが供給されるに伴い、混合気の燃
焼による燃焼室内圧力ｅも高くなり、エンジン回転数の
立ち上がりが早くなることが分かる。これらの結果か
ら、パイロット着火ガスエンジンにおいて、エンジン起
動時に、燃料噴射ポンプの燃料ラックの位置を、パイロ
ット油の吐出量が大きくなるように設定すると、液体燃
料噴射弁が開弁し易い状態になって、パイロット油が該
液体燃料噴射弁から予燃焼室内に確実に噴射されて、着
火、燃焼され、エンジンの起動が円滑、確実に行えるこ
とが明らかとなり、本発明に係るパイロット着火ガスエ
ンジンの起動装置の有効性が検証された。
【００３２】なお、前記実施の形態のパイロット着火ガ
スエンジンの起動装置においては、前記ラック制御アク
チュエータ１５を、電磁コイルにより操作棒を牽引して
移動させる形式のものとしたが、これに代えて、電動サ
ーボモータの回転をねじ軸にナットを螺合したねじ機構
により直線運動に変換して、その直線運動により前記燃
料ラック１５を移動させるようにしてもよく、前記電動
サーボモータに供給する電気量を制御することによりそ
の回転量を調節して燃料ラックの位置を調節することが
できる。その他、油圧サーボシリンダ等であってもよ
く、燃料ラック１４を制御装置１８の指令で所定の位置
に移動、位置決めできるものであれば、特に制限はな
い。
【００３３】また、前記実施の形態のパイロット着火ガ
スエンジンの起動装置においては、エンジン回転速度
を、クランク軸に装着したリングギヤ１７の歯面を磁気
ピックアップ等で検知して発生するパルスによって計測
するようにしたが、これに代えて、エンジンのクランク
軸に連動して回転するカム軸、その他の軸の回転数を、
タコジェネレータ等で直接測定することによって計測す
るようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の優れた効果を奏する。請求項１に係るパイロット着
火ガスエンジンの起動装置によれば、制御機構の動作に
よりエンジン回転速度にもとづいて燃料噴射ポンプの吐
出量を調節する燃料調節棒の位置を制御することができ
るので、エンジン回転速度に関わらず、前記燃料噴射ポ
ンプの吐出量を確保して液体燃料噴射弁からパイロット
油を確実に噴射するようにすることができる。したがっ
て、エンジン回転速度の低速域では前記燃料噴射ポンプ
の吐出量が多くなる位置へ、前記燃料調節棒が移動調節
されるようにすることにより、エンジン起動時から前記
液体燃料噴射弁からパイロット油を予燃焼室内に確実に
噴射させることができるので、主燃焼室内での気体燃料
と空気との混合気の着火、燃焼を確実に行わせることが
でき、円滑なエンジンの起動性を得ることができる。
【００３５】請求項２に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置によれば、制御機構により、エンジン回転
速度の低速域では燃料噴射ポンプの吐出量が多くなるよ
うに制御されるので、エンジン起動時でも、液体燃料噴
射弁にはその噴射開始に必要なパイロット油が十分に供
給され、該液体燃料噴射弁から予燃焼室へのパイロット
油の噴射を確実に行わせることができ、また、エンジン
回転速度の高速域では燃料噴射ポンプの吐出量が少なく
なるように制御されるので、液体燃料噴射弁の噴射開始
のためにパイロット油を多く必要としない時に、過剰な
パイロット油を液体燃料噴射弁に供給しなくて済み、パ
イロット油の節約を図ることができる。
【００３６】請求項３に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置によれば、エンジン回転速度に応じて液体
燃料噴射弁の噴射開始に必要な最小限のパイロット油量
が燃料噴射ポンプから前記液体燃料噴射弁に供給される
ので、パイロット油を効率的に使用してエンジンの起動
を円滑に行うことができる。
【００３７】請求項４に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置によれば、制御装置によって位置制御アク
チュエータを介して燃料調節棒の位置が制御され、回転
速度センサーで検出されたエンジン回転速度に対応し
て、燃料噴射ポンプの吐出量が液体燃料噴射弁の噴射開
始に必要なパイロット油量に適切に設定されるので、液
体燃料噴射弁から予燃焼室へのパイロット油の噴射を一
層効率的に行うことができ、エンジン起動を円滑、確実
に行うことができる。
【００３８】請求項５に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置によれば、点火手段により気体燃料と空気
との混合気の着火が行われて、液体燃料噴射弁からのパ
イロット油の噴射による着火、燃焼が助長されるので、
エンジンの回転立ち上がり時の失火率が低減し、燃焼安
定性を向上させることができる。これにより、排ガス中
の全炭化水素が低減して排気煙道での爆発を回避するこ
とができ、エンジンの定格回転数までの立ち上げ時間を
短縮することができる。
【００３９】請求項６に係るパイロット着火ガスエンジ
ンの起動装置によれば、点火手段は、エンジン回転速度
が定格回転数に達したときに点火を停止されるので、不
必要時の使用を抑えて、その耐用年数を延長させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るパイロット着火ガスエンジンの
起動装置の一実施の形態を示す制御ブロック図である。
【図２】 電流信号と燃料ラックの制御目標位置との関
係を示す線図である。
【図３】 エンジン回転数と燃料ラックの制御目標位置
との関係を示す線図である。
【図４】 エンジン回転数とパイロット油噴射量の関係
を示す線図である。
【図５】 エンジン回転立ち上げ時の制御対象とその状
態量変化を示す線図である。
【図６】 パイロット着火ガスエンジン試験装置による
エンジンの起動データを示す図である。
【図７】 エンジン回転数と燃料噴射開始可能な燃料ラ
ック位置の関係を示す線図である。
【図８】 従来のパイロット着火ガスエンジンの要部の
縦断面図である。
【符号の説明】
２ シリンダライナ（シリンダ） ３ ピストン ４ 液体燃料噴射弁 ５ 予燃焼室 ６ パイロット噴射弁付き予燃焼室 ７ シリンダ
ヘッド ８ 主燃焼室 ９ 点火手段 １０ パイロット着火ガスエンジン（ガスエンジン） １２発電機 １３ ジャーク式燃料噴射ポンプ（燃料噴射ポンプ） １４ 燃料ラック（燃料調節棒） １５ ラック制御アクチュエータ １６ 回転速度センサ １７ リングギヤ １８ 制御装置 １９ 制御機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/06 ３８０ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３８０Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ａ ３０１Ｈ ３０１Ｗ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ａ ３０１Ｍ ３１２ ３１２Ｂ Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｎ ３０１ ３０１Ｒ 43/00 43/00 59/20 59/20 Ｄ Ｆターム(参考） 3G023 AA01 AA04 AA08 AB03 AB06 AB08 AC01 AC03 AC05 AC07 AD02 AD21 AD29 3G066 AA07 AB02 AB05 AB06 AC01 AD02 BA01 BA17 BA46 CE21 DA01 DB01 DC04 DC09 3G084 AA01 AA05 BA13 CA01 DA02 DA09 DA19 FA13 FA33 FA35 3G092 AA01 AA02 AA07 AB01 AB08 AB13 AC08 BA08 DG07 EA01 EA02 EA09 EA13 EA14 FA24 FA31 FA36 GA01 GA11 GA17 GA18 HB01X HB01Z HC08X HE01Z 3G301 HA01 HA02 HA05 HA22 HA24 HA27 JA00 JA02 KA01 KA11 KA24 KA25 LB11 LC03 MA11 MA23 NE01 NE06 NE17 NE19 PB03Z PE01Z PE09Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダと、該シリンダ内で往復動する
    ピストンと、液体燃料噴射弁付き予燃焼室を設けたシリ
    ンダヘッドとにより区画される主燃焼室内で、該主燃焼
    室内に導入され前記ピストンにより圧縮された気体燃料
    と空気との混合気を、前記液体燃料噴射弁から予燃焼室
    内に噴射されるパイロット油で着火燃焼させることによ
    り駆動出力を得るパイロット着火ガスエンジンの起動装
    置において、 前記液体燃料噴射弁にパイロット油を供給する燃料噴射
    ポンプの吐出量を調節する燃料調節棒の位置を、エンジ
    ン回転速度にもとづいて制御する制御機構が設けられて
    いることを特徴とするパイロット着火ガスエンジンの起
    動装置。
  2. 【請求項２】 前記制御機構は、エンジン回転速度の低
    速域では前記燃料調節棒を燃料噴射ポンプの吐出量が多
    くなる位置に、また、エンジン回転速度の高速域では前
    記燃料調節棒を燃料噴射ポンプの吐出量が少なくなる位
    置に制御することを特徴とする請求項１に記載のパイロ
    ット着火ガスエンジンの起動装置。
  3. 【請求項３】 前記燃料調節棒の位置は、エンジン回転
    速度が所定値以下の低速域では燃料噴射ポンプの吐出量
    が最大になる一定位置に、エンジン回転速度が所定値以
    上の高速域では燃料噴射ポンプの吐出量が最低になる一
    定位置に、また、前記低速域と高速域との間の中間速度
    域では吐出量が最大になる一定位置から最低になる一定
    位置までエンジン回転速度に応じて変化して制御される
    ことを特徴とする請求項２に記載のパイロット着火ガス
    エンジンの起動装置。
  4. 【請求項４】 前記制御機構は、エンジンの回転速度を
    検出する回転速度センサーと、前記燃料調節棒の位置を
    移動調節する位置制御アクチュエータと、予め設定され
    ているエンジン回転速度と燃料調節棒の位置との関係に
    もとづいて、前記回転速度センサーによって検出された
    エンジン回転速度に対する燃料調節棒の制御目標位置を
    算出し、この算出した制御目標位置へ前記燃料調節棒の
    位置が移動調節されるように前記位置制御アクチュエー
    タを作動させる制御装置とを備えていることを特徴とす
    る請求項１〜３のいずれかに記載のパイロット着火ガス
    エンジンの起動装置。
  5. 【請求項５】 前記シリンダヘッドには、前記液体燃料
    噴射弁からパイロット油が噴射される前に点火作動し
    て、前記主燃焼室内に圧縮された気体燃料と空気との混
    合気に着火させる点火手段が設けられていることを特徴
    とする請求項１〜４のいずれかに記載のパイロット着火
    ガスエンジンの起動装置。
  6. 【請求項６】 点火手段は、エンジンの回転数が定格回
    転数に達したときに点火作動を停止されるようにように
    なっていることを特徴とする請求項５に記載のパイロッ
    ト着火ガスエンジンの起動装置。。
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