JP2005083320A - デュアル燃料エンジン - Google Patents
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Abstract
【課題】始動操作の煩雑さや始動の失敗をなくすことができるデュアル燃料エンジンを提供するを提供する。
【解決手段】エンジン始動前に、燃料選択手段１で液体燃料が選択されている場合には、制御手段４が電動アクチュエータ５を作動させることにより、チョーク弁３を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにし、エンジン始動前に、燃料選択手段１でガス燃料が選択されている場合には、制御手段４が電動アクチュエータ５を作動させることにより、チョーク弁３を半開状態とし、この状態でガス燃料始動が行われるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジン始動前に、燃料選択手段１で液体燃料が選択されている場合には、制御手段４が電動アクチュエータ５を作動させることにより、チョーク弁３を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにし、エンジン始動前に、燃料選択手段１でガス燃料が選択されている場合には、制御手段４が電動アクチュエータ５を作動させることにより、チョーク弁３を半開状態とし、この状態でガス燃料始動が行われるようにする。
【選択図】 図１
Description
本発明は、デュアル燃料エンジンに関し、詳しくは、電動式のオートチョークを備えたものに関する。
従来のデュアル燃料エンジンとして、本発明と同様、液体燃料とガス燃料とを燃料選択手段で選択し、選択した燃料を両燃料共通の燃料ミキサに供給し、燃料ミキサで燃料と空気とを混合させるものがある。
この種のエンジンは、例えば、人間がワゴンに乗ったまま昇降操作を行うマンリフトや、フォークリフト等の機械に搭載されている。このエンジンを搭載した機械を用いると、室内の作業では、ガス燃料の使用によって排気ガスの清浄化を図ることができるとともに、屋外での作業では、液体燃料の使用によって出力を確保することができる。
しかし、この従来のデュアル燃料エンジンでは、本発明と異なり、オートチョークは用いられておらず、手動チョークしか用いられていない。
デュアル燃料エンジンで、オートチョークが用いられていない理由は、次の通りである。
従来のオートチョークは、バイメタル式であるため、このオートチョークをデュアル燃料エンジンに用いると、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い場合には、液体燃料始動の場合のみならず、ガス燃料始動の場合にもチョーク弁が全閉状態になる。ガス燃料始動の場合にチョーク弁が全閉状態になると、ベンチュリに過剰のガス燃料が吸入され、混合気が過濃になって、始動が行えない。
デュアル燃料エンジンで、オートチョークが用いられていない理由は、次の通りである。
従来のオートチョークは、バイメタル式であるため、このオートチョークをデュアル燃料エンジンに用いると、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い場合には、液体燃料始動の場合のみならず、ガス燃料始動の場合にもチョーク弁が全閉状態になる。ガス燃料始動の場合にチョーク弁が全閉状態になると、ベンチュリに過剰のガス燃料が吸入され、混合気が過濃になって、始動が行えない。
上記従来技術には、次の問題がある。
《問題１》 チョーク弁の手動操作を必要とし、始動が煩雑である。
上記従来技術では、手動チョークしか用いられていないため、チョーク弁の手動操作を必要とし、始動が煩雑である。
《問題１》 チョーク弁の手動操作を必要とし、始動が煩雑である。
上記従来技術では、手動チョークしか用いられていないため、チョーク弁の手動操作を必要とし、始動が煩雑である。
《問題２》 チョーク弁の操作間違いにより、始動に失敗することがある。
液体燃料始動時に、チョーク弁の閉弁操作を忘れ、始動に失敗することがある。ガス燃料始動時に、チョーク弁を誤って全閉状態にすると、始動に失敗することがある。
液体燃料始動時に、チョーク弁の閉弁操作を忘れ、始動に失敗することがある。ガス燃料始動時に、チョーク弁を誤って全閉状態にすると、始動に失敗することがある。
《問題３》 始動操作部がエンジンから離れた機械にエンジンを搭載することができない。
本発明と異なり、チョークレバーからレリーズワイヤを介してチョーク弁を開閉する手動チョークの場合、例えば、人間がワゴンに乗ったまま始動操作を行うマンリフトのようにチョークレバー等の始動操作部とエンジンとが大きく離れる機械の場合、レリーズワイヤの引き回しの制約から、エンジンを搭載することができない。
本発明と異なり、チョークレバーからレリーズワイヤを介してチョーク弁を開閉する手動チョークの場合、例えば、人間がワゴンに乗ったまま始動操作を行うマンリフトのようにチョークレバー等の始動操作部とエンジンとが大きく離れる機械の場合、レリーズワイヤの引き回しの制約から、エンジンを搭載することができない。
本発明の課題は、上記問題点を解決できるデュアル燃料エンジン、すなわち始動操作の煩雑さや始動の失敗をなくすことができるデュアル燃料エンジンを提供することにある。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明の内容は、次の通りである。
図１に示すように、液体燃料とガス燃料とを燃料選択手段(１)で選択し、選択した燃料を両燃料共通の燃料ミキサ(２)に供給し、燃料ミキサ(２)で燃料と空気とを混合させる、デュアル燃料エンジンにおいて、
燃料ミキサ(２)のチョーク弁(３)を電動アクチュエータ(５)に連結し、電動アクチュエータ(５)を制御手段(４)を介して燃料選択手段(１)に連携させ、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにし、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)でガス燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を半開状態とし、この状態でガス燃料始動が行われるようにし、
吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、ガス供給源(３１)から燃料ミキサ(２)へのガス燃料の供給を圧力ロック機構(３６)で遮断するに当たり、
前記のように、チョーク弁(３)を半開状態としてガス燃料始動を行うことにより、吸気通路(３５)内の圧力を低くして、圧力ロック機構(３６)による前記遮断を解除した状態でガス燃料始動が行えるようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
請求項１に係る発明の発明の内容は、次の通りである。
図１に示すように、液体燃料とガス燃料とを燃料選択手段(１)で選択し、選択した燃料を両燃料共通の燃料ミキサ(２)に供給し、燃料ミキサ(２)で燃料と空気とを混合させる、デュアル燃料エンジンにおいて、
燃料ミキサ(２)のチョーク弁(３)を電動アクチュエータ(５)に連結し、電動アクチュエータ(５)を制御手段(４)を介して燃料選択手段(１)に連携させ、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにし、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)でガス燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を半開状態とし、この状態でガス燃料始動が行われるようにし、
吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、ガス供給源(３１)から燃料ミキサ(２)へのガス燃料の供給を圧力ロック機構(３６)で遮断するに当たり、
前記のように、チョーク弁(３)を半開状態としてガス燃料始動を行うことにより、吸気通路(３５)内の圧力を低くして、圧力ロック機構(３６)による前記遮断を解除した状態でガス燃料始動が行えるようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明の構成は、次の通りである。
図１及び図２に示すように、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択され、エンジン温度またはエンジン周辺温度が所定温度以下の場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、エンジン始動が開始され、エンジン回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、チョーク弁(３)を所定角度だけ開き、その後、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全開に至るまで徐々に開き、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択され、エンジン温度またはエンジン周辺温度が所定温度を越えている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を半開状態とし、エンジン始動が開始され、エンジン回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、チョーク弁(３)を全開まで一時に開くようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
請求項２に係る発明の構成は、次の通りである。
図１及び図２に示すように、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択され、エンジン温度またはエンジン周辺温度が所定温度以下の場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、エンジン始動が開始され、エンジン回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、チョーク弁(３)を所定角度だけ開き、その後、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全開に至るまで徐々に開き、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択され、エンジン温度またはエンジン周辺温度が所定温度を越えている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を半開状態とし、エンジン始動が開始され、エンジン回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、チョーク弁(３)を全開まで一時に開くようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明の構成は、次の通りである。
図１及び図２に示すように、前記チョーク弁(３)を全開に至るまで徐々に開くに当たり、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い程、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)の作動速度を遅くすることにより、チョーク弁(３)が開く速度を遅くするようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
請求項３に係る発明の構成は、次の通りである。
図１及び図２に示すように、前記チョーク弁(３)を全開に至るまで徐々に開くに当たり、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い程、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)の作動速度を遅くすることにより、チョーク弁(３)が開く速度を遅くするようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明の構成は、次の通りである。
図３に示すように、電動アクチュエータ(５)として、ステッピングモータ(１０)を用いた、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
請求項４に係る発明の構成は、次の通りである。
図３に示すように、電動アクチュエータ(５)として、ステッピングモータ(１０)を用いた、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明の構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)を介して連動するに当たり、
図１に示すように、前記の通り、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
請求項５に係る発明の構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)を介して連動するに当たり、
図１に示すように、前記の通り、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
(請求項１に係る発明)
《効果１》 チョーク弁の手動操作を必要とせず、始動が簡単である。
図１に示すように、燃料選択手段(１)の燃料選択に応じて、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させ、液体燃料で始動する場合には、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、ガス燃料で始動する場合には、チョーク弁(３)を半開状態とする。このため、チョーク弁(３)の手動操作を必要とせず、始動が簡単である。
《効果１》 チョーク弁の手動操作を必要とせず、始動が簡単である。
図１に示すように、燃料選択手段(１)の燃料選択に応じて、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させ、液体燃料で始動する場合には、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、ガス燃料で始動する場合には、チョーク弁(３)を半開状態とする。このため、チョーク弁(３)の手動操作を必要とせず、始動が簡単である。
《効果２》 チョーク弁の操作間違いによる始動の失敗がない。
図１に示すように、燃料選択手段(１)の燃料選択に応じて、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)の制御を行うため、チョーク弁(３)の操作間違いによる始動の失敗がない。
図１に示すように、燃料選択手段(１)の燃料選択に応じて、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)の制御を行うため、チョーク弁(３)の操作間違いによる始動の失敗がない。
《効果３》 始動操作部がエンジンから離れた機械にもエンジンを搭載することができる。
図１に示すように、始動操作部から制御手段(４)を介して電動アクチュエータ(５)を電気的に制御するだけで、チョーク弁(３)の開閉を行うことができ、始動操作部からエンジンへの電気配線の引き回しは、離間による制約を受けないため、始動操作部がエンジンから離れた機械にもエンジンを搭載することができる。
図１に示すように、始動操作部から制御手段(４)を介して電動アクチュエータ(５)を電気的に制御するだけで、チョーク弁(３)の開閉を行うことができ、始動操作部からエンジンへの電気配線の引き回しは、離間による制約を受けないため、始動操作部がエンジンから離れた機械にもエンジンを搭載することができる。
《効果４》 圧力ロック機構による弊害なくガス燃料始動を行うことができる。
図１に示すように、ガス燃料運転中にエンストを起こした場合等のガス漏れを防止するため、吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、ガス供給源(３１)から燃料ミキサ(２)へのガス供給を圧力ロック機構(３６)で遮断する場合、ガス燃料始動時にチョーク弁(３)とスロットル弁(１２)のいずれもが全開状態になっていると、スタータによるクランキング中に吸気通路(３５)内の圧力が低下せず、圧力ロック機構(３６)による前記遮断により、ガス燃料始動が行えない場合がある。
しかし、この発明では、チョーク弁(３)を半開状態としてガス燃料始動を行うことにより、吸気通路(３５)内の圧力を低くして、圧力ロック機構(３６)による遮断を解除した状態でガス燃料始動が行えるようにしたため、圧力ロック機構(３６)による弊害なくガス燃料始動を行うことができる。
図１に示すように、ガス燃料運転中にエンストを起こした場合等のガス漏れを防止するため、吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、ガス供給源(３１)から燃料ミキサ(２)へのガス供給を圧力ロック機構(３６)で遮断する場合、ガス燃料始動時にチョーク弁(３)とスロットル弁(１２)のいずれもが全開状態になっていると、スタータによるクランキング中に吸気通路(３５)内の圧力が低下せず、圧力ロック機構(３６)による前記遮断により、ガス燃料始動が行えない場合がある。
しかし、この発明では、チョーク弁(３)を半開状態としてガス燃料始動を行うことにより、吸気通路(３５)内の圧力を低くして、圧力ロック機構(３６)による遮断を解除した状態でガス燃料始動が行えるようにしたため、圧力ロック機構(３６)による弊害なくガス燃料始動を行うことができる。
(請求項２に係る発明)
《効果５》 液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に応じたチョーク弁の制御を行うことができる。
図１に示すように、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に応じたチョーク弁(３)の制御を行うことができる。
《効果５》 液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に応じたチョーク弁の制御を行うことができる。
図１に示すように、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に応じたチョーク弁(３)の制御を行うことができる。
(請求項３の発明)
《効果６》 液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に、より適合したチョーク弁の制御を行うことができる。
液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い程、チョーク弁(３)が開く速度を遅くするため、液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に、より適合したチョーク弁(３)の制御を行うことができる。
《効果６》 液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に、より適合したチョーク弁の制御を行うことができる。
液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い程、チョーク弁(３)が開く速度を遅くするため、液体燃料始動時に、エンジン温度またはエンジン周辺温度に、より適合したチョーク弁(３)の制御を行うことができる。
(請求項４の発明)
《効果７》 チョーク弁の正確な制御を行うことができる。
図３に示すように、電動アクチュエータ(５)として、ステッピングモータ(１０)を用いるため、チョーク弁(３)の正確な制御を行うことができる。
《効果７》 チョーク弁の正確な制御を行うことができる。
図３に示すように、電動アクチュエータ(５)として、ステッピングモータ(１０)を用いるため、チョーク弁(３)の正確な制御を行うことができる。
(請求項５の発明)
《効果８》 液体燃料始動を確実に行うことができる。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)で連動する場合、ガバナスプリング(１９)の付勢力(２０)により、エンジン停止時にスロットル弁(１２)が全開状態となり、次の始動時にもスロットル弁(１２)が全開状態のまま維持されることがある。この場合、液体燃料始動を行うと、スロットル弁(１２)が閉弁していないため、スロー系ポートからの液体燃料の吸い出しが行われない。
このため、本発明と異なり、オートチョークのように、エンジン温度またはエンジン周辺温度が高い時にチョーク弁が全開状態となるようにしておくと、チョーク弁の下流の圧力が十分に低下せず、液体燃料の吸い出しが殆ど行われないこととなり、液体燃料始動の失敗が起こりやすい。
これに対し、本発明では、図１に示すように、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにしたため、スロットル弁(１２)が全開していても、チョーク弁(３)の下流の圧力が十分に低下し、スロ系ーポートやメインノズルからの液体燃料の吸い出しが行われ、液体燃料始動を確実に行うことができる。
《効果８》 液体燃料始動を確実に行うことができる。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)で連動する場合、ガバナスプリング(１９)の付勢力(２０)により、エンジン停止時にスロットル弁(１２)が全開状態となり、次の始動時にもスロットル弁(１２)が全開状態のまま維持されることがある。この場合、液体燃料始動を行うと、スロットル弁(１２)が閉弁していないため、スロー系ポートからの液体燃料の吸い出しが行われない。
このため、本発明と異なり、オートチョークのように、エンジン温度またはエンジン周辺温度が高い時にチョーク弁が全開状態となるようにしておくと、チョーク弁の下流の圧力が十分に低下せず、液体燃料の吸い出しが殆ど行われないこととなり、液体燃料始動の失敗が起こりやすい。
これに対し、本発明では、図１に示すように、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにしたため、スロットル弁(１２)が全開していても、チョーク弁(３)の下流の圧力が十分に低下し、スロ系ーポートやメインノズルからの液体燃料の吸い出しが行われ、液体燃料始動を確実に行うことができる。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明の実施形態に係るデュアル燃料エンジンを説明する図である。
図１〜図３は本発明の実施形態に係るデュアル燃料エンジンを説明する図である。
このエンジンの概要は、次の通りである。
このエンジンでは、図１に示すように、液体燃料とガス燃料とを燃料選択手段(１)で選択し、選択した燃料を両燃料共通の燃料ミキサ(２)に供給し、燃料ミキサ(２)で燃料と空気とを混合させる。液体燃料にはガソリンを用い、ガス燃料にはＬＰＧ(液化石油ガス)を用いている。ガス燃料には、ＬＮＧ(液化天然ガス)を用いてもよい。
このエンジンでは、図１に示すように、液体燃料とガス燃料とを燃料選択手段(１)で選択し、選択した燃料を両燃料共通の燃料ミキサ(２)に供給し、燃料ミキサ(２)で燃料と空気とを混合させる。液体燃料にはガソリンを用い、ガス燃料にはＬＰＧ(液化石油ガス)を用いている。ガス燃料には、ＬＮＧ(液化天然ガス)を用いてもよい。
燃料ミキサ(２)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)は、ベンチュリ通路(２１)を内設したミキシングボティ(２２)を備え、図３に示すように、ミキシングボディ(２２)の下部にフロート室(２３)を備え、ここにガソリンを溜め、ベンチュリ通路(２１)を通過する吸気の負圧で、フロート室(２３)からベンチュリ通路(２１)に液体燃料を吸い出すとともに、ミキシングボディ(２２)の上部にガス燃料入口(２４)を備え、ベンチュリ通路(２１)を通過する吸気の負圧で、ベンチュリ通路(２１)にガス燃料を吸い出すようになっている。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)は、ベンチュリ通路(２１)を内設したミキシングボティ(２２)を備え、図３に示すように、ミキシングボディ(２２)の下部にフロート室(２３)を備え、ここにガソリンを溜め、ベンチュリ通路(２１)を通過する吸気の負圧で、フロート室(２３)からベンチュリ通路(２１)に液体燃料を吸い出すとともに、ミキシングボディ(２２)の上部にガス燃料入口(２４)を備え、ベンチュリ通路(２１)を通過する吸気の負圧で、ベンチュリ通路(２１)にガス燃料を吸い出すようになっている。
ガス燃料の供給経路の構成は、次の通りである。
図１に示すように、ガス供給源(３１)にガス弁(４２)とベーパライザ(３２)とガス通路(４０)とを順に介して燃料ミキサ(２２)のガス燃料入口(２４)を連通させている。ガス弁(４２)は後述する燃料選択手段(１)でガス燃料を選択した場合に開弁する。ベーパライザ(３２)は、一次室(３３)と二次室(３４)とを備え、一次室(３３)と二次室(３４)との間の弁を圧力ロック機構(３６)で閉弁できるようになっている。圧力ロック機構(３６)は、スロットル弁(１２)の下流側の吸気通路(３５)に連通させ、吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、一次室(３３)と二次室(３４)との間の弁を閉弁する。この圧力ロック機構(３６)は、エンストを生じた場合に、燃料ミキサ(２)にガス燃料が漏れるのを防止する。ベーパライザ(３２)の二次室(３４)からメインガス通路(４０)を導出し、このメインガス通路(４０)の導出端を燃料ミキサ(２)のガス燃料入口(２４)に連通させている。
図１に示すように、ガス供給源(３１)にガス弁(４２)とベーパライザ(３２)とガス通路(４０)とを順に介して燃料ミキサ(２２)のガス燃料入口(２４)を連通させている。ガス弁(４２)は後述する燃料選択手段(１)でガス燃料を選択した場合に開弁する。ベーパライザ(３２)は、一次室(３３)と二次室(３４)とを備え、一次室(３３)と二次室(３４)との間の弁を圧力ロック機構(３６)で閉弁できるようになっている。圧力ロック機構(３６)は、スロットル弁(１２)の下流側の吸気通路(３５)に連通させ、吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、一次室(３３)と二次室(３４)との間の弁を閉弁する。この圧力ロック機構(３６)は、エンストを生じた場合に、燃料ミキサ(２)にガス燃料が漏れるのを防止する。ベーパライザ(３２)の二次室(３４)からメインガス通路(４０)を導出し、このメインガス通路(４０)の導出端を燃料ミキサ(２)のガス燃料入口(２４)に連通させている。
燃料を選択するための構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)に、ガス燃料入口(２４)を開閉するＬＰＧ燃料電磁弁(２５)と、フロート室(２３)からベンチュリ通路(２１)への通路を遮断するガソリン燃料電磁弁(２６)とを設け、燃料選択手段(１)でＬＰＧ燃料電磁弁(２５)とガソリン燃料電磁弁(２６)との開閉を切り換えて、燃料を選択することができるようになっている。燃料選択手段(１)は、燃料切換スイッチである。この燃料切換スイッチのレバー側端子をキースイッチ(７)を介してバッテリ(２９)に接続している。キースイッチ(７)には、ＯＦＦ位置、アクセサリＯＮ位置、点火プラグＯＮ位置、スタータモータＯＮ位置を備えている。ガス燃料側端子をＬＰＧ燃料電磁弁(２５)に接続し、液体燃料側端子をガソリン燃料電磁弁(２６)に接続している。液体燃料側端子には、燃料タンクからフロート室(２３)に液体燃料を供給する液体燃料供給ポンプ(２７)も接続している。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)に、ガス燃料入口(２４)を開閉するＬＰＧ燃料電磁弁(２５)と、フロート室(２３)からベンチュリ通路(２１)への通路を遮断するガソリン燃料電磁弁(２６)とを設け、燃料選択手段(１)でＬＰＧ燃料電磁弁(２５)とガソリン燃料電磁弁(２６)との開閉を切り換えて、燃料を選択することができるようになっている。燃料選択手段(１)は、燃料切換スイッチである。この燃料切換スイッチのレバー側端子をキースイッチ(７)を介してバッテリ(２９)に接続している。キースイッチ(７)には、ＯＦＦ位置、アクセサリＯＮ位置、点火プラグＯＮ位置、スタータモータＯＮ位置を備えている。ガス燃料側端子をＬＰＧ燃料電磁弁(２５)に接続し、液体燃料側端子をガソリン燃料電磁弁(２６)に接続している。液体燃料側端子には、燃料タンクからフロート室(２３)に液体燃料を供給する液体燃料供給ポンプ(２７)も接続している。
チョーク弁(３)の連動構造は、次の通りである。
図１に示すように、チョーク弁(３)は、ベンチュリ通路(２１)の上流側に配置し、電動アクチュエータ(５)に連結している。電動アクチュエータ(５)はステッピングモータ(１０)である。この電動アクチュエータ(５)を制御手段(４)を介して燃料選択手段(１)とキースイッチ(７)とに連携させている。制御手段(４)は、燃料切換手段(１)のガス燃料側端子と液体燃料側端子とに連結している。
なお、スタータモータ(９)は、スタータ駆動回路(８)とキースイッチ(７)とを介してバッテリ(２９)と連結されている。
図１に示すように、チョーク弁(３)は、ベンチュリ通路(２１)の上流側に配置し、電動アクチュエータ(５)に連結している。電動アクチュエータ(５)はステッピングモータ(１０)である。この電動アクチュエータ(５)を制御手段(４)を介して燃料選択手段(１)とキースイッチ(７)とに連携させている。制御手段(４)は、燃料切換手段(１)のガス燃料側端子と液体燃料側端子とに連結している。
なお、スタータモータ(９)は、スタータ駆動回路(８)とキースイッチ(７)とを介してバッテリ(２９)と連結されている。
エンジンの始動処理は、次の通りである。
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)で、電源がＯＮされ、すなわち、キースイッチ(７)がＯＮ(アクセサリＯＮ位置、点火プラグＯＮ位置のいずれかの位置への投入)され、ステップ(Ｓ２)で、燃料選択手段(１)が選択されると、ステップ(Ｓ３)で、燃料選択手段(１)の選択が液体燃料側か否かが判断される。判断は、制御手段(４)で行われる。判断が肯定的である場合、すなわち、エンジン始動前に液体燃料が選択されている場合には、ステップ(Ｓ４)でガソリン燃料電磁弁(２６)をＯＮ(開弁)し、ＬＰＧ燃料電磁弁(２５)をＯＦＦ(閉弁)し、ステップ(Ｓ５)でステッピングモータ(１０)のゼロ点検出を行う。ゼロ点検出では、チョーク弁(３)を全開状態とし、その時のステッピングモータ(１０)の出力軸の回転位置を開弁角度の基準となるゼロ点として検出する。
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)で、電源がＯＮされ、すなわち、キースイッチ(７)がＯＮ(アクセサリＯＮ位置、点火プラグＯＮ位置のいずれかの位置への投入)され、ステップ(Ｓ２)で、燃料選択手段(１)が選択されると、ステップ(Ｓ３)で、燃料選択手段(１)の選択が液体燃料側か否かが判断される。判断は、制御手段(４)で行われる。判断が肯定的である場合、すなわち、エンジン始動前に液体燃料が選択されている場合には、ステップ(Ｓ４)でガソリン燃料電磁弁(２６)をＯＮ(開弁)し、ＬＰＧ燃料電磁弁(２５)をＯＦＦ(閉弁)し、ステップ(Ｓ５)でステッピングモータ(１０)のゼロ点検出を行う。ゼロ点検出では、チョーク弁(３)を全開状態とし、その時のステッピングモータ(１０)の出力軸の回転位置を開弁角度の基準となるゼロ点として検出する。
ステップ(Ｓ６)では、エンジン温度、具体的には冷却水の水温が１５度Ｃ以下かどうかを判断する。この判断も制御手段(４)で行われる。判断が肯定的である場合、すなわち、冷却水の水温が１５度Ｃ以下の場合には、ステップ(Ｓ７)でチョーク弁(３)を全閉状態にする。そして、ステップ(Ｓ８)でスタータスイッチがＯＮされると、ステップ(Ｓ９)でエンジンは完爆したか否か、具体的には回転速度が所定の回転速度(例えば６００ｒｐｍ)に到達したか否かが判断される。ステップ(Ｓ９)での判断が否定的である場合には、ステップ(Ｓ１０)でチョーク弁(３)を全閉状態に維持し、ステップ(Ｓ９)での判断が肯定されるまでこのステップ(Ｓ１０)を繰り返す。ステップ(Ｓ９)での判断が肯定されると、ステップ(Ｓ１１)でチョーク弁(３)を完爆角度に設定する。完爆角度とは、エンジンの爆発が完了し、始動が完結した直後に設定されるチョーク弁(３)の開弁角度をいう。この実施形態では、チョーク弁(３)の開閉作動範囲を１００％として、全閉状態から８０％程度の開弁角度となる。
そして、ステップ(Ｓ１２)でチョーク弁(３)を所定角度だけ開弁して、この状態を所定時間維持し、ステップ(Ｓ１３)でチョーク弁(３)が全開状態か否かを判断する。ステップ(Ｓ１２)でのチョーク弁(３)の開弁角度は、冷却水の水温よって異なる。水温が低いほど１回の開弁角度を小さくする。この開弁角度は、水温に対応させて制御手段(４)に予め記憶させておく。ステップ(Ｓ１３)での判断が否定的である場合には、ステップ(Ｓ１２)でチョーク弁(３)を再度所定角度だけ開弁し、ステップ(Ｓ１３)での判断が肯定されるまで、このステップ(Ｓ１２)を繰り返す。そして、ステップ(Ｓ１３)での判断が肯定された場合、すなわち、チョーク弁(３)が全開状態となった場合には、ステップ(Ｓ１４)でステッピングモータ(１０)の出力軸の回転角度を固定し、チョーク弁(３)を全開状態のまま維持する。
ステップ(Ｓ６)での判断が否定的である場合、すなわち、冷却水の水温が１５度Ｃを越えている場合には、ステップ(Ｓ１５)でチョーク弁(３)を半開状態にする。この実施形態で、チョーク弁(３)の半開状態とは、チョーク弁(３)の開弁作動範囲を１００％として、全閉状態から１０％と全開状態から１０％の範囲を除く範囲での開弁状態をいう。ステップ(Ｓ１５)では、全閉状態から２５％の開弁状態にする。ステップ(Ｓ１６)でスタータスイッチがＯＮされると、ステップ(Ｓ１７)でエンジンは完爆したか否か、具体的には回転速度が所定の回転速度(例えば６００ｒｐｍ)に到達したか否かが判断される。ステップ(Ｓ１７)での判断が否定的である場合には、ステップ(Ｓ１８)でチョーク弁(３)を先の半開状態に維持し、ステップ(Ｓ１７)での判断が肯定されるまでこのステップ(Ｓ１８)を繰り返す。ステップ(Ｓ１７)での判断が肯定されると、ステップ(Ｓ１９)でチョーク弁(３)を全開状態にし、ステップ(Ｓ１４)でステッピングモータ(１０)の出力軸の回転角度を固定し、チョーク弁(３)を全開状態のまま維持する。
ステップ(Ｓ３)での判断が否定的である場合、すなわち、ガス燃料が選択されている場合には、ステップ(Ｓ２０)でＬＰＧ燃料電磁弁(２５)をＯＮ(開弁)し、ガソリン燃料電磁弁(２６)をＯＦＦ(閉弁)し、ステップ(Ｓ２１)でステッピングモータ(１０)のゼロ点検出を行う。そして、ステップ(Ｓ２２)でチョーク弁(３)を半開状態にし、ステップ(Ｓ２３)でスタータスイッチがＯＮされると、ステップ(Ｓ２４)でエンジンは完爆したか否か、具体的には回転速度が所定の回転速度(例えば６００ｒｐｍ)に到達したか否かが判断される。ステップ(Ｓ２３)では、全閉から４０％程度開弁した状態とする。ステップ(Ｓ２４)での判断が否定的である場合には、ステップ(Ｓ２５)でチョーク弁(３)を先の半開状態に維持し、ステップ(Ｓ２４)での判断が肯定されるまでこのステップ(Ｓ２５)を繰り返す。ステップ(Ｓ２４)での判断が肯定されると、ステップ(Ｓ２６)でチョーク弁(３)を全開状態にし、ステップ(Ｓ１４)でステッピングモータ(１０)の出力軸の回転角度を固定し、チョーク弁(３)を全開状態のまま維持する。
ステップ(Ｓ６)では、エンジン温度に代えて、エンジン周辺温度に基づく判断を行ってもよい。エンジン温度は、冷却水の温度、潤滑油の温度、冷却排風の温度、エンジン機壁の温度等で判断することが考えられる。エンジンの周辺温度は、エンジンの周辺の気温等で判断することが考えられる。
このエンジンの他の構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)を介して連動するに当たり、前記の通り、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにしている。
図１に示すように、燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)を介して連動するに当たり、前記の通り、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにしている。
(１)…燃料選択手段、(２)…燃料ミキサ、(３)…チョーク弁、(４)…制御手段、(５)…電動アクチュエータ、(１０)…ステッピングモータ、(１２)…スロットル弁、(１３)…メカニカルガバナ、(３１)…ガス供給源、(３５)…吸気通路、(３６)…圧力ロック機構。
Claims (5)
- 液体燃料とガス燃料とを燃料選択手段(１)で選択し、選択した燃料を両燃料共通の燃料ミキサ(２)に供給し、燃料ミキサ(２)で燃料と空気とを混合させる、デュアル燃料エンジンにおいて、
燃料ミキサ(２)のチョーク弁(３)を電動アクチュエータ(５)に連結し、電動アクチュエータ(５)を制御手段(４)を介して燃料選択手段(１)に連携させ、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにし、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)でガス燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を半開状態とし、この状態でガス燃料始動が行われるようにし、
吸気通路(３５)内の圧力が所定の設定値を越えている場合には、ガス供給源(３１)から燃料ミキサ(２)へのガス燃料の供給を圧力ロック機構(３６)で遮断するに当たり、
前記のように、チョーク弁(３)を半開状態としてガス燃料始動を行うことにより、吸気通路(３５)内の圧力を低くして、圧力ロック機構(３６)による前記遮断を解除した状態でガス燃料始動が行えるようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。 - 請求項１に記載したデュアル燃料エンジンにおいて、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択され、エンジン温度またはエンジン周辺温度が所定温度以下の場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、エンジン始動が開始され、エンジン回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、チョーク弁(３)を所定角度だけ開き、その後、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全開に至るまで徐々に開き、
エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択され、エンジン温度またはエンジン周辺温度が所定温度を越えている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を半開状態とし、エンジン始動が開始され、エンジン回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、チョーク弁(３)を全開まで一時に開くようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。 - 請求項２に記載したデュアル燃料エンジンにおいて、
前記チョーク弁(３)を全開に至るまで徐々に開くに当たり、エンジン温度またはエンジン周辺温度が低い程、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)の作動速度を遅くすることにより、チョーク弁(３)が開く速度を遅くするようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載したデュアル燃料エンジンにおいて、
電動アクチュエータ(５)として、ステッピングモータ(１０)を用いた、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載したデュアル燃料エンジンにおいて、
燃料ミキサ(２)のスロットル弁(１２)をメカニカルガバナ(１３)を介して連動するに当たり、
前記の通り、エンジン始動前に、燃料選択手段(１)で液体燃料が選択されている場合には、制御手段(４)が電動アクチュエータ(５)を作動させることにより、チョーク弁(３)を全閉状態とし、または半開状態とし、この状態で液体燃料始動が行われるようにした、ことを特徴とするデュアル燃料エンジン。
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-
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