JP2002295313A - ガスエンジンの燃料供給装置 - Google Patents

ガスエンジンの燃料供給装置

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JP2002295313A
JP2002295313A JP2001098971A JP2001098971A JP2002295313A JP 2002295313 A JP2002295313 A JP 2002295313A JP 2001098971 A JP2001098971 A JP 2001098971A JP 2001098971 A JP2001098971 A JP 2001098971A JP 2002295313 A JP2002295313 A JP 2002295313A
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fuel
pressure
stop valve
main stop
regulator
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JP2001098971A
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Hiroshi Matsuda
洋 松田
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UD Trucks Corp
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UD Trucks Corp
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン始動直後における即時走行を可能にす
る。 【解決手段】圧縮天然ガス(CNG)を貯蔵するボンベ
10と、CNGを所定圧力に調圧するレギュレータ16
と、ボンベ10に貯蔵されるCNGをレギュレータ16
に導く高圧配管14と、ガスエンジンに連動して高圧配
管14を開閉する主止弁12と、主止弁12の下流側の
高圧配管14に接続される貯留タンク38と、レギュレ
ータ16により調圧されたCNGを燃料噴射弁24に導
く低圧配管22と、ガスエンジンに連動して低圧配管2
2を開閉する低圧燃料遮断弁20と、を含んでガスエン
ジンの燃料供給装置を構成する。このようにすれば、エ
ンジン停止後、主止弁12の下流側の燃料圧力が低下し
ても、ここに貯留タンク38から高圧のCNGが供給さ
れるため、主止弁12の下流側の燃料圧力低下が抑制さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジンの燃
料供給装置において、特に、エンジン始動直後の走行性
能を向上させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、特開平6−264821号公報等
に開示されるように、圧縮天然ガス(Compressed Natur
al Gas;以下「CNG」という)を燃料とするCNGエ
ンジンが開発されている。CNGエンジンの燃料供給装
置は、図4に示すように、燃料容器としてのボンベ1
と、主止弁2と、レギュレータ3と、燃料フィルタ4
と、低圧燃料遮断弁5と、燃料噴射弁6と、を含んで構
成される。そして、ボンベ1に貯蔵されるCNGは、主
止弁2が介装された高圧配管7を介してレギュレータ3
に導かれ、ここで所定圧力まで減圧された後、燃料フィ
ルタ4及び低圧燃料遮断弁5が介装された低圧配管8を
介して燃料噴射弁6に導かれる。
【0003】主止弁2は、CNGエンジンが停止したと
きには、高圧配管7を自動的に閉塞し、その下流側への
燃料供給を遮断するように構成される。即ち、図5に示
すように、コイル2Aへの通電がないとき(エンジン停
止状態)には、プランジャ2Bがスプリング2Cにより
押圧され、パイロット弁2D及びメイン弁2Eが着座し
ており、さらに弁背面より上流側の燃料圧力が作用し、
各弁は弁座に圧着されている。一方、エンジンを始動さ
せるべく、コイル2Aへ通電した直後では、開口面積の
小さいパイロット弁2Dと一体のプランジャ2Bが磁力
によりピン2Fのガタ分だけ引き上げられ、燃料が下流
側に流れ出す。このとき、開口面積の大きいメイン弁2
Eは、上流側からの燃料圧力による押し付け力が大であ
るため開弁しない。そして、パイロット弁2Dから流出
した燃料により下流側の燃料圧力が上昇し、上流側及び
下流側の燃料圧力差が小さくなると、メイン弁2Eが磁
力により引き上げられて開弁する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主止弁
2のメイン弁2Eは、その上流側及び下流側の燃料圧力
差が大きいときには開弁しないことから、次のような不
具合が発生するおそれがあった。即ち、レギュレータ3
では、CNGの断熱膨張により周囲の熱が奪われるた
め、過冷却を防止する観点から、エンジン冷却水が循環
されている。そして、エンジンを停止すると、エンジン
冷却水の温度低下に伴って、レギュレータ3周りのCN
Gの温度も低下し、主止弁2の下流側の燃料圧力が徐々
に低下する。エンジン停止から始動までの時間が長い
と、主止弁2の上流側及び下流側の燃料圧力差が大きく
なってしまう。このため、エンジン始動直後には、主止
弁2のパイロット弁2Dは開弁するもののメイン弁2E
は開弁せず、燃料供給不足から走行するための出力が得
られないことがあった。
【0005】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、エンジン停止中における主止弁の下流側の燃
料圧力低下を抑制させ、エンジン始動直後における即時
走行を可能にすることで、走行性能を向上させたガスエ
ンジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明では、気体燃料を貯蔵する燃料容器と、気体燃料
を所定圧力に調圧するレギュレータと、前記燃料容器に
貯蔵される気体燃料をレギュレータに導く高圧燃料通路
と、ガスエンジンに連動して該高圧燃料通路を開閉する
主止弁と、該主止弁の下流側の高圧燃料通路に設けら
れ、前記気体燃料を所定容積貯留する貯留部と、前記レ
ギュレータにより調圧された気体燃料をガスエンジンに
導く低圧燃料通路と、ガスエンジンに連動して該低圧燃
料通路を開閉する開閉弁と、を含んでガスエンジンの燃
料供給装置を構成したことを特徴とする。
【0007】かかる構成によれば、ガスエンジン稼動中
には、燃料容器に貯蔵される気体燃料がレギュレータに
導かれるとき、その一部が主止弁の下流側の高圧通路に
設けられた貯留部に供給充填される。一方、ガスエンジ
ンが停止されると、主止弁及び開閉弁により、高圧燃料
通路及び低圧燃料通路が夫々閉塞される。すると、主止
弁とレギュレータとの間の高圧燃料通路内の気体燃料
は、レギュレータにより主定圧力に調圧された後、レギ
ュレータと開閉弁との間の低圧燃料通路に供給される。
そして、レギュレータ周りの気体燃料の温度低下に伴
い、主止弁の下流側の燃料圧力がさらに低下する。この
とき、主止弁の下流側には、貯留部に貯留されている気
体燃料が供給されるため、その燃料圧力低下が最小限に
抑制される。
【0008】請求項2記載の発明では、前記貯留部は、
前記高圧燃料通路に接続された貯留容器から構成される
ことを特徴とする。かかる構成によれば、高圧燃料通路
に接続された貯留容器から貯留部が構成されるので、貯
留容器を搭載するスペースさえあれば、本発明を適用す
ることが可能となる。
【0009】請求項3記載の発明では、前記貯留部は、
前記主止弁とレギュレータとの間の高圧燃料通路の容積
を大に形成することで構成されることを特徴とする。か
かる構成によれば、主止弁とレギュレータとの間の高圧
燃料通路の容積を大に形成することで貯留部が構成され
るので、設計の自由度が向上される。請求項4記載の発
明では、前記貯留部を冷却する冷却手段が設けられた構
成であることを特徴とする。
【0010】かかる構成によれば、貯留部が冷却される
ため、貯留される気体燃料温度が低下してその密度が大
きくなり、より多くの気体燃料が貯留されることとな
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図1は、CNGエンジンに対して、
本発明に係るガスエンジンの燃料供給装置(以下「燃料
供給装置」という)を適用した構成を示す。燃料容器と
してのボンベ10に貯蔵されるCNGは、主止弁12が
介装された高圧配管14(高圧燃料通路)を介して、レ
ギュレータ16に導かれる。レギュレータ16に導かれ
たCNGは、エンジン冷却水により過冷却が防止されつ
つ所定圧力に調圧され、燃料フィルタ18及び低圧燃料
遮断弁20(開閉弁)が介装された低圧配管22(低圧
燃料通路)を介して、燃料噴射弁24に導かれる。燃料
噴射弁24に導かれたCNGは、機関運転状態に応じ
て、図示しない吸気通路内に噴射供給される。
【0012】主止弁12及び低圧燃料遮断弁20は、C
NGエンジンが停止したときには、夫々、高圧配管14
及び低圧配管22を自動的に閉塞し、その下流側への燃
料供給を遮断するように構成される。なお、主止弁12
は、法規により装着が義務付けられているが、低圧燃料
遮断弁20が装着されない車両もある。この場合、燃料
噴射弁24が開閉弁として機能する。
【0013】主止弁12においては、前述したように、
CNGエンジン始動に際して、先ず、開口面積が小さい
パイロット弁を開弁させ、上流側のCNGを下流側に流
出させる。そして、CNGの流出により主止弁12の下
流側の燃料圧力が上昇し、その上流側及び下流側の燃料
圧力差が小さくなると、初めてメイン弁が開弁される。
【0014】主止弁12の上流側の高圧配管14には、
消費されたCNGを充填するために、逆止弁26が介装
された燃料充填配管28が接続される。燃料充填配管2
8の先端部には、燃料充填口30が固定されると共に、
その基端部には、充填された燃料圧力を計測する燃料圧
力センサ32が介装される。一方、レギュレータ16の
下流側の低圧配管22には、燃料圧力が所定値以上にな
ると開弁する低圧安全弁34が介装される。
【0015】また、本発明の特徴として、主止弁12と
レギュレータ16との間の高圧配管14には、CNGを
所定量貯留する貯留部として、配管36を介して所定容
積の貯留タンク38(貯留容器)が接続される。貯留タ
ンク38は、図2に示すように、車両走行風により冷却
される位置に搭載されることが望ましい。なお、車両走
行風に代えて、例えば、蒸発器により貯留タンク38を
冷却するようにしてもよい。ここで、貯留タンク38を
冷却する構成が、冷却手段に該当する。
【0016】かかる構成からなる燃料供給装置によれ
ば、CNGエンジン稼動中には、ボンベ10に貯蔵され
るCNGがレギュレータ16に導かれるとき、その一部
が貯留タンク38に供給充填される。一方、CNGエン
ジンが停止されると、主止弁12及び低圧燃料遮断弁2
0により、高圧配管14及び低圧配管22が夫々閉塞さ
れる。すると、主止弁12とレギュレータ16との間の
高圧配管14内のCNGは、レギュレータ16により所
定圧力に調圧された後、レギュレータ16と低圧燃料遮
断弁20との間の低圧配管22に供給される。そして、
エンジン冷却水の温度低下に伴って、レギュレータ16
周りのCNG温度も低下し、主止弁12の下流側の燃料
圧力がさらに低下する。このとき、主止弁12の下流側
には、貯留タンク38に貯留されているCNGが供給さ
れるため、その燃料圧力低下を最小限に抑制することが
できる。
【0017】従って、主止弁12の上流側及び下流側の
燃料圧力差が小さくなり、エンジン始動直後であって
も、主止弁12が全開となるため、即時走行を開始する
ことができるようになる。このため、エンジン始動直後
の走行性能を向上することができる。また、貯留タンク
38が車両走行風により冷却されているため、貯留タン
ク38内のCNG温度が低下し、その密度が大きくな
る。このため、貯留タンク38内には、より多くのCN
Gが貯留されることとなり、エンジン停止後における主
止弁12の下流側の燃料圧力低下を一層効果的に抑制す
ることができる。
【0018】なお、貯留タンク38に代えて、主止弁1
2とレギュレータ16との間の高圧配管14の容積を大
に形成して貯留部を構成するようにしてもよい。即ち、
図3(A)に示すように、主止弁12の下流側の高圧配
管14を屈曲させると共にその横断面積を大に形成し、
所定容積の貯留部を構成してもよい。また、図3(B)
に示すように、主止弁12の下流側の高圧配管14に、
貯留部としての所定容積を有する貯留容器40を介装す
るようにしてもよい。これらの場合であっても、貯留タ
ンク38と同様に、車両走行風等により貯留部を冷却す
ることが望ましい。かかる構成による作用及び効果は、
貯留タンク38を備えた構成と同一であるので、その説
明は省略する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、エンジン停止後、主止弁の下流側には、貯
留部に貯留される気体燃料が供給されるため、その燃料
圧力低下が最小限に抑制される。従って、主止弁の上流
側及び下流側の燃料圧力差が小さくなり、エンジン始動
直後に主止弁が全開になるため、即時走行を開始するこ
とが可能となり、走行性能を向上することができる。
【0020】請求項2記載の発明によれば、貯留容器を
搭載するスペースさえあれば、本発明を適用することが
できる。請求項3記載の発明によれば、設計の自由度を
向上することができる。請求項4記載の発明によれば、
より多くの気体燃料が貯留されるため、エンジン停止後
における主止弁の下流側の燃料圧力低下を一層効果的に
抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃料供給装置の構成図
【図2】貯留タンクの車両搭載例の説明図
【図3】貯留タンクに代わる貯留部の構成を示し、
(A)は第1実施例の構成図、(B)は第2実施例の構
成図
【図4】従来技術における燃料供給装置の構成図
【図5】主止弁の要部断面図
【符号の説明】
10 ボンベ 12 主止弁 14 高圧配管 16 レギュレータ 20 低圧燃料遮断弁 22 低圧配管 24 燃料噴射弁 36 配管 38 貯留タンク 40 貯留容器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気体燃料を貯蔵する燃料容器と、 気体燃料を所定圧力に調圧するレギュレータと、 前記燃料容器に貯蔵される気体燃料をレギュレータに導
    く高圧燃料通路と、 ガスエンジンに連動して該高圧燃料通路を開閉する主止
    弁と、 該主止弁の下流側の高圧燃料通路に設けられ、前記気体
    燃料を所定容積貯留する貯留部と、 前記レギュレータにより調圧された気体燃料をガスエン
    ジンに導く低圧燃料通路と、 ガスエンジンに連動して該低圧燃料通路を開閉する開閉
    弁と、 を含んで構成されたことを特徴とするガスエンジンの燃
    料供給装置。
  2. 【請求項2】前記貯留部は、前記高圧燃料通路に接続さ
    れた貯留容器から構成されることを特徴とする請求項1
    記載のガスエンジンの燃料供給装置。
  3. 【請求項3】前記貯留部は、前記主止弁とレギュレータ
    との間の高圧燃料通路の容積を大に形成することで構成
    されることを特徴とする請求項1記載のガスエンジンの
    燃料供給装置。
  4. 【請求項4】前記貯留部を冷却する冷却手段が設けられ
    た構成であることを特徴とする請求項1〜請求項3のい
    ずれか1つに記載のガスエンジンの燃料供給装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150275781A1 (en) * 2012-08-20 2015-10-01 Hems System Pty Ltd. Engine fuel enhancement management system
US9194354B2 (en) 2010-10-19 2015-11-24 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Fuel gas supplying and filling system
US9234485B2 (en) 2010-10-19 2016-01-12 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Fuel gas supply system of gas engine

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