JP2008208804A - Gas engine and method for operating same in misfire occurrence - Google Patents

Gas engine and method for operating same in misfire occurrence Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To return an engine from a misfire state to a normal operation state by joining a misfire occurrence cylinder to normal operation after completely eliminating the trouble of an ignition device which is a main cause of misfire occurrence without stopping operation of the engine after detection of occurrence of misfire. <P>SOLUTION: In the gas engine constructed to ignite and burn premixed air fuel mixture by jetting ignition flame by a pilot fuel injection valve 42 into a combustion chamber 14 from the ignition device 38, confirmation of the presence/absence of soundness around the combustion chamber, including confirmation of degree of rise of cylinder pressure, is made after detection of misfire, confirmation of ignition igniting by injecting pilot fuel into an auxiliary chamber 48 by the pilot fuel injection valve 42 is made by repeatedly changing injection timing of pilot fuel and pilot fuel injection quantity, and premixed air fuel mixture is input into the combustion chamber 14, and is ignited and burned by ignition flame from the ignition device 38. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数シリンダをそなえた４サイクルガスエンジンにおいて、燃料噴射弁によって副室内にパイロット燃料を噴射することにより着火火炎を発生する着火装置をそなえ、該着火装置から前記着火火炎を燃焼室内に噴出させて該燃焼室内の予混合混合気を着火燃焼せしめるように構成されたガスエンジン、及びこれの失火発生時における運転方法に関する。   The present invention provides an ignition device that generates an ignition flame by injecting pilot fuel into a sub chamber by a fuel injection valve in a four-cycle gas engine having a plurality of cylinders, and the ignition flame is introduced into the combustion chamber from the ignition device. The present invention relates to a gas engine configured to ignite and ignite and burn a premixed gas mixture in a combustion chamber, and an operation method when a misfire occurs.

ガスエンジンは、一般に燃料ガスと空気とを予混合して燃焼室に送り込み、着火装置により発生した着火火炎によって着火燃焼せしめるようにして希薄混合気燃焼を行っているため、ディーゼルエンジン等に比べて失火や燃焼不良が発生する可能性が高い。
ガスエンジンで失火が発生すると、燃焼不良によるエンジン出力の低下、回転変動の増大による運動部分の故障等の不具合を誘発するため、かかる失火の発生を検知する手段として、たとえば特許文献１（特許第３０６６００４号公報）、特許文献２（特開昭６１−２５８９５５号公報）、特許文献３（再公表特許 WO２００２／０７９６２９号公報）等が提供されている。 In general, a gas engine premixes fuel gas and air, sends them to the combustion chamber, and ignites and burns with an ignition flame generated by an ignition device. There is a high possibility of misfire and poor combustion.
When a misfire occurs in a gas engine, a malfunction such as a decrease in engine output due to poor combustion or a failure of a moving part due to an increase in rotational fluctuation is induced. For example, Patent Document 1 (Patent Document 1) 3060604), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-258955), Patent Document 3 (Republished Patent WO 2002/079629), and the like.

このうち、特許文献１（特許第３０６６００４号公報）の技術においては、失火の判別を、負荷検出手段で検出されたエンジン負荷の変動による回転変動を除く、回転変動を代表する角速度変動差量によって失火判定を行い、失火判別基準に従い角速度変動量を前記角速度変動差量に応じて更新する変動量基準更新手段をそなえて構成され、エンジンの角速度変動を検出することにより、失火に直結する爆発力変動に伴う回転変動を精度よく検出することを特徴としている。
また、特許文献２（特開昭６１−２５８９５５号公報）の技術においては、エンジン回転数検出器によって、各シリンダの爆発行程毎の回転変動を検出し、回転変動の変化に基づき異常燃焼のシリンダを検出するように構成されている。
さらに、特許文献３の技術においては、筒内圧力の上昇率を検出して、正常値と比較することにより、失火の発生を診断している。 Among these, in the technique of Patent Document 1 (Patent No. 3060604), misfire is determined by an angular velocity fluctuation difference amount representative of rotation fluctuation, excluding rotation fluctuation due to engine load fluctuation detected by the load detection means. Explosion force that is directly connected to misfire by performing misfire detection and detecting fluctuation amount reference updating means that updates angular velocity fluctuation amount according to the angular velocity fluctuation difference amount according to the misfire judgment criterion and detecting engine angular velocity fluctuation It is characterized by accurately detecting rotational fluctuations accompanying fluctuations.
Further, in the technique of Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-258955), an engine speed detector detects a rotational fluctuation at each explosion stroke of each cylinder, and an abnormal combustion cylinder is detected based on the rotational fluctuation. Is configured to detect.
Furthermore, in the technique of Patent Document 3, the rate of increase in in-cylinder pressure is detected and compared with a normal value to diagnose the occurrence of misfire.

特許第３０６６００４号公報Japanese Patent No. 3066004 特開昭６１−２５８９５５号公報JP 61-258955 A 再公表特許 WO２００２／０７９６２９号公報Republished patent WO2002 / 079629

しかしながら、前記従来技術においては、いずれも失火の発生を検知する手段であり、失火の発生後における失火シリンダの正常作動への具体的な回帰方法については詳細に示されておらず、また、かかる特許文献には、失火の発生検知後に、一旦エンジンを停止して燃料噴射タイミングの調整や運動部分の点検等を行ってから該失火発生シリンダを正常作動に回帰させることが開示されているにとどまっている。   However, in the prior art, all are means for detecting the occurrence of misfire, and a specific method for returning to the normal operation of the misfire cylinder after the occurrence of misfire has not been shown in detail. The patent document only discloses that after the occurrence of misfire is detected, the engine is once stopped, the fuel injection timing is adjusted, the moving portion is inspected, etc., and then the misfire occurrence cylinder is returned to normal operation. ing.

ガスエンジンで失火が発生すると、前述のように、燃焼不良によるエンジン出力の低下、回転変動の増大による運動部分の故障等の不具合を誘発するが、特に発電用ガスエンジンンの場合は、エンジンプラントの稼働率を保持するため、失火の発生が検知されても、エンジンを停止して失火シリンダの点検、整備を行うことは困難であり、失火の発生時にエンジンを停止することなく失火発生シリンダを正常作動に回帰させることが要求されている。   When a misfire occurs in a gas engine, as described above, it causes problems such as a decrease in engine output due to poor combustion and a failure of a moving part due to an increase in rotational fluctuation. In particular, in the case of a gas engine for power generation, the engine plant Therefore, even if a misfire is detected, it is difficult to stop the engine and inspect and maintain the misfire cylinder. It is required to return to normal operation.

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ガスエンジンにおいて、失火発生の検知後にエンジンの運転を停止することなく、失火発生の主原因である着火装置の不具合を完全に解消して当該失火発生シリンダを通常運転に合流させることにより、失火発生時においてエンジンプラントの稼動性を低下することなく、且つ失火の継続に伴う不具合の発生を回避しつつ、エンジンを失火状態から正常運転に回帰させ得るガスエンジン及びこれの運転方法を提供することを目的とする。   In view of the problems of the prior art, the present invention completely eliminates the malfunction of the ignition device, which is the main cause of misfire, without stopping the operation of the gas engine after detecting the occurrence of misfire. Gas that can return the engine from the misfire state to the normal operation without lowering the operability of the engine plant in the event of a misfire and avoiding the occurrence of problems due to the continued misfire. An object is to provide an engine and a method of operating the engine.

本発明はかかる目的を達成するもので、燃料噴射弁によって副室内にパイロット燃料を噴射することにより着火火炎を発生する着火装置をそなえ、該着火装置から前記着火火炎を燃焼室内に噴出させて該燃焼室内の予混合混合気を着火燃焼せしめるように構成されたガスエンジンの失火発生時における運転方法であって、前記失火の検出後、筒内圧力の上昇度合いの確認を含む燃焼室周りの健全性の有無を確認し、前記燃料噴射弁によって前記副室内にパイロット燃料を噴射して着火させる着火確認を、前記パイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させることにより行い、前記着火確認後に、前記予混合混合気を前記燃焼室に投入して前記着火装置からの着火火炎により着火燃焼せしめることを特徴とする。   The present invention achieves such an object, and includes an ignition device that generates an ignition flame by injecting pilot fuel into a sub chamber by a fuel injection valve, and the ignition flame is ejected from the ignition device into a combustion chamber. An operation method in the event of misfire of a gas engine configured to ignite and combust a premixed gas mixture in a combustion chamber, and after the misfire is detected, a sound condition around the combustion chamber including confirmation of an increase in in-cylinder pressure The ignition check is performed by repeatedly changing the injection timing and the pilot fuel injection amount of the pilot fuel, and confirming the ignition by igniting pilot fuel by injecting the pilot fuel into the sub chamber by the fuel injection valve. Thereafter, the premixed gas mixture is introduced into the combustion chamber and ignited and combusted by an ignition flame from the ignition device.

かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記着火確認時において、前記筒内圧力の計測及び副室の温度計測を行い、前記筒内圧力が予め設定された基準圧力に達し、且つ前記副室の温度が予め設定された基準温度に達しているとき、着火性能の発揮を判定する。
（２）前記着火確認時において、前記（１）に加えて、排気ガス中のＮＯｘ濃度及びＣＯ２濃度を含む排出物濃度を検出し、該排出物濃度が予め設定された基準濃度に達しているとき、着火性能の発揮を判定する。 In this invention, specifically, the following configuration is preferable.
(1) When the ignition is confirmed, the cylinder pressure is measured and the temperature of the sub chamber is measured, the cylinder pressure reaches a preset reference pressure, and the sub chamber temperature is preset. When the temperature is reached, it is determined whether the ignition performance is exerted.
(2) At the time of confirming the ignition, in addition to the above (1), the exhaust gas concentration including NOx concentration and CO 2 concentration in the exhaust gas is detected, and the exhaust gas concentration reaches a preset reference concentration. When it is, determine the ignition performance.

かかる方法発明を実施するための装置の発明は、
ガス量調整弁によって流量調整された燃料ガスと空気通路を通して供給された空気とをガスミキサーで混合して予混合混合気を形成し、燃料噴射弁によって副室内にパイロット燃料を噴射することにより着火火炎を発生する着火装置から該着火火炎を燃焼室内に噴出させ、該燃焼室内に導入された前記予混合混合気を着火燃焼せしめるように構成されたガスエンジンにおいて、筒内圧力を検出する筒内圧力センサと、前記副室の温度を検出する副室温度センサと、前記筒内圧力センサからの筒内圧力検出値及び前記副室温度センサからの副室温度検出値が入力され、前記ガスエンジンの失火が検出されたとき、前記燃料噴射弁から噴射されるパイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を、前記筒内圧力が予め設定された着火確認基準圧力以上になり且つ前記副室温度が予め設定された着火確認基準副室温度以上になるように設定する失火コントローラと、をそなえたことを特徴とする。 An invention of an apparatus for carrying out such a method invention is as follows:
The fuel gas whose flow rate is adjusted by the gas amount adjusting valve and the air supplied through the air passage are mixed by a gas mixer to form a premixed mixture, and ignition is performed by injecting pilot fuel into the sub chamber by the fuel injection valve. In-cylinder for detecting in-cylinder pressure in a gas engine configured to eject the ignition flame from an ignition device that generates a flame into a combustion chamber and ignite and burn the premixed gas mixture introduced into the combustion chamber A pressure sensor; a sub-chamber temperature sensor that detects the temperature of the sub-chamber; a cylinder pressure detection value from the cylinder pressure sensor; and a sub-chamber temperature detection value from the sub-chamber temperature sensor; When the misfire is detected, the injection timing of the pilot fuel injected from the fuel injection valve and the pilot fuel injection amount are ignited with the in-cylinder pressure set in advance. A misfire controller and the sub-room level becomes more sure reference pressure is set to be equal to or greater than the preset ignition verify reference sub room temperature degree, characterized in that includes a.

また、本発明は、前記着火確認後に、前記筒内圧力の検出値を監視して、燃料ガスの流量を調整するガス量調整弁の開度及び空気流量を調整する空気制御弁の開度を関連させて前記予混合混合気の空気過剰率を変化させ、前記筒内圧力が目標筒内圧力になるように、前記空気過剰率及び投入ガス量を設定することを特徴とする。   In the present invention, after the ignition is confirmed, the detected value of the in-cylinder pressure is monitored, and the opening of the gas amount adjusting valve for adjusting the flow rate of the fuel gas and the opening of the air control valve for adjusting the air flow rate are set. In association therewith, the excess air ratio of the premixed gas mixture is changed, and the excess air ratio and the input gas amount are set so that the in-cylinder pressure becomes the target in-cylinder pressure.

そして、かかる方法発明を実施するための装置の発明は、
前記空気通路に該空気通路における空気流量を調整する空気制御弁を設置し、前記失火コントローラは、前記筒内圧力センサからの筒内圧力の検出値が予め設定された燃焼確認基準筒内圧力以上になるように、前記ガス量調整弁の開度及び前記空気制御弁の開度を関連させて変化させ前記予混合混合気の空気過剰率を調整するように構成されたことを特徴とする。 The invention of the apparatus for carrying out the method invention is as follows:
An air control valve for adjusting the air flow rate in the air passage is installed in the air passage, and the misfire controller has a detected value of the in-cylinder pressure from the in-cylinder pressure sensor equal to or higher than a predetermined combustion confirmation reference in-cylinder pressure. Thus, the opening degree of the gas amount adjusting valve and the opening degree of the air control valve are changed in association with each other to adjust the excess air ratio of the premixed mixture.

本発明によれば、失火の検出後、失火コントローラによって、失火発生シリンダにおける筒内圧力の上昇度合いの確認等の燃焼室周りの健全性の有無を確認し、着火装置の副室内にパイロット燃料を燃料噴射弁から噴射して着火させる着火確認を、パイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させることにより行い、
・前記筒内圧力の計測及び副室の温度計測を行って、前記筒内圧力が予め設定された基準圧力に達し、且つ前記副室の温度が予め設定された基準温度に達しているとき
・あるいは、前記に加えて、排気ガス中のＮＯｘ濃度及びＣＯ２濃度を含む排出物濃度を検出して、該排出物濃度が予め設定された基準濃度に達しているとき
着火したと判定し、
かかる着火確認後に、予混合混合気を燃焼室に投入して着火装置からの着火火炎により着火燃焼せしめるように構成したので、
失火の発生時に、エンジンを停止せずに、当該失火発生シリンダについて、筒内圧力の上昇度合いの確認を含む燃焼室周りの健全性の有無を確認した後、副室内にパイロット燃料噴射を行う着火装置において、パイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させる着火確認運転を行うことによって、失火を回避し得るパイロット燃料の噴射タイミング及び噴射量を選出して着火を確認することにより、失火発生の主原因である着火装置の不具合を完全に解消して、予混合混合気を燃焼室に投入しての通常運転に入ることが可能となる。 According to the present invention, after the misfire is detected, the misfire controller confirms the presence or absence of soundness around the combustion chamber, such as confirmation of the degree of increase in the cylinder pressure in the misfire-occurring cylinder, and pilot fuel is injected into the auxiliary chamber of the ignition device. Ignition confirmation by injecting and igniting from the fuel injection valve is performed by repeatedly changing the pilot fuel injection timing and pilot fuel injection amount,
When the in-cylinder pressure is measured and the sub-chamber temperature is measured, the in-cylinder pressure reaches a preset reference pressure, and the sub-chamber temperature reaches a preset reference temperature. Alternatively, in addition to the above, the exhaust gas concentration including the NOx concentration and the CO 2 concentration in the exhaust gas is detected, and it is determined that ignition has occurred when the exhaust gas concentration reaches a preset reference concentration,
After confirming such ignition, the premixed mixture is put into the combustion chamber and ignited and combusted by the ignition flame from the ignition device.
When a misfire occurs, without stopping the engine, after confirming the presence or absence of soundness around the combustion chamber for the misfired cylinder, including confirmation of the degree of increase in the in-cylinder pressure, ignition is performed to inject pilot fuel into the sub chamber In the system, by performing an ignition check operation in which the pilot fuel injection timing and the pilot fuel injection amount are repeatedly changed, the pilot fuel injection timing and the injection amount that can avoid misfire are selected and the ignition is checked to confirm the misfire. It is possible to completely eliminate the problem of the ignition device, which is the main cause of the occurrence, and to enter the normal operation by introducing the premixed gas mixture into the combustion chamber.

これにより、失火の検出時に、他のシリンダでの正常運転を継続しながら、失火発生シリンダについてパイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させる着火確認運転を行い、失火を回避し得るパイロット燃料の噴射タイミング及び噴射量を求めることによって着火を確認してから、エンジンを停止することなく、
当該失火発生シリンダを通常運転に合流させることが可能となり、失火の検出時においてはエンジンプラントの稼動性を低下することなく、且つ失火の継続に伴うエンジン出力の低下や着火装置の故障等の不具合の発生を回避しつつ、エンジンを失火状態から正常運転に回帰することができる。 As a result, when misfire is detected, a pilot that can avoid misfire by performing an ignition check operation that repeatedly changes the pilot fuel injection timing and pilot fuel injection amount for the misfired cylinder while continuing normal operation in other cylinders. Without checking the ignition by determining the fuel injection timing and injection amount, without stopping the engine,
The misfire-occurring cylinder can be merged into normal operation, and when misfire is detected, the engine plant operability is not degraded, and the engine output is reduced due to the continued misfire, or the malfunction of the ignition device, etc. It is possible to return the engine from a misfire state to normal operation while avoiding the occurrence of.

また、本発明においては、空気通路における空気流量を調整する空気制御弁を設置し、前記のようにして着火を確認してから、予混合混合気を燃焼室に投入しての通常運転を行うに際して、失火コントローラによって、筒内圧力の検出値を監視して、燃料ガスの流量調整用のガス量調整弁の開度及び前記空気制御弁の開度を関連させて、予混合混合気の空気過剰率を変化させ、筒内圧力が目標筒内圧力になるように空気過剰率及び投入ガス量を設定する運転を行うので、着火を確認後、予混合混合気を燃焼室に投入しての通常運転への移行段階では、筒内圧力の検出値を監視することにより、筒内圧力が正常シリンダと同様な目標筒内圧力になっていることを確認しながら、失火シリンダを適正な空気過剰率による正常燃焼に確実に移行させることができる。   Further, in the present invention, an air control valve for adjusting the air flow rate in the air passage is installed, and after confirming ignition as described above, the normal operation is performed by introducing the premixed mixture into the combustion chamber. At this time, the misfire controller monitors the detected value of the in-cylinder pressure, and relates the opening of the gas amount adjusting valve for adjusting the flow rate of the fuel gas and the opening of the air control valve, so that the air of the premixed mixture Since the excess ratio is changed and the air excess ratio and the input gas amount are set so that the in-cylinder pressure becomes the target in-cylinder pressure, after confirming ignition, the premixed mixture is introduced into the combustion chamber. At the stage of transition to normal operation, by monitoring the detected value of in-cylinder pressure, confirm that the in-cylinder pressure is the same in-cylinder pressure as the normal cylinder, Surely shift to normal combustion by rate It is possible.

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.

図１（Ａ）は、本発明の実施例に係る４サイクルのガスエンジン１００の失火発生時運転システムを示す全体構成図である。なお本実施形態のガスエンジン１００は、発電用のガスエンジン１００を例に説明する。
図１（Ａ）において、シリンダ２内に往復摺動自在に嵌合されたピストン４、該ピストン４の往復動を回転に変換するクランク軸６、該クランク軸６に連動される発電機８が設けられ、該発電機８の負荷を検出する負荷検出器１０が設けられている。またクランク軸６に連動する部位にエンジン回転数検出器１２が設けられている。
前記ピストン４の上面とシリンダ２の内面２ａとの間に区画形成される燃焼室１４、該燃焼室１４に接続される吸気ポート１６、該吸気ポート１６を開閉する吸気弁１８、該燃焼室１４に接続される排気ポート２０と該排気ポート２０を開閉する排気弁２１等によって構成される。また、燃焼室１４には燃焼室１４内の筒内圧力を検出するために筒内圧力センサ２２が設けられている。 FIG. 1A is an overall configuration diagram showing an operation system when a misfire occurs in a 4-cycle gas engine 100 according to an embodiment of the present invention. In addition, the gas engine 100 of this embodiment demonstrates the gas engine 100 for electric power generation as an example.
In FIG. 1A, a piston 4 slidably fitted in a cylinder 2, a crankshaft 6 that converts the reciprocating motion of the piston 4 into rotation, and a generator 8 that is linked to the crankshaft 6 are provided. A load detector 10 that detects the load of the generator 8 is provided. In addition, an engine speed detector 12 is provided at a portion interlocked with the crankshaft 6.
A combustion chamber 14 defined between the upper surface of the piston 4 and the inner surface 2a of the cylinder 2, an intake port 16 connected to the combustion chamber 14, an intake valve 18 for opening and closing the intake port 16, and the combustion chamber 14 And an exhaust valve 21 for opening and closing the exhaust port 20. The combustion chamber 14 is provided with an in-cylinder pressure sensor 22 for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber 14.

前記吸気ポート１６につながる吸気通路２４の途中にはガスミキサー２６が設置され、ガス燃料通路２８からガス量調整弁３０を通して供給された燃料ガスと吸気通路２４から供給された空気とがガスミキサー２６で混合し、この混合気がスロットル弁３３を介して前記吸気ポート１６及び吸気弁１８を通して燃焼室１４に供給される。
ガス燃料としては、例えばＣＮＧ（圧縮天然ガス）やＨ２（水素ガス）が使用される。 A gas mixer 26 is installed in the middle of the intake passage 24 connected to the intake port 16, and the fuel gas supplied from the gas fuel passage 28 through the gas amount adjusting valve 30 and the air supplied from the intake passage 24 are gas mixer 26. The air-fuel mixture is supplied to the combustion chamber 14 through the throttle valve 33 through the intake port 16 and the intake valve 18.
As the gas fuel, for example, CNG (compressed natural gas) or H 2 (hydrogen gas) is used.

また、ガスミキサー２６の上流側の吸気通路２４には、ガスミキサー２６に流入する空気量を制御する空気制御弁３２が設置されるとともに、流入空気の温度および圧力を検出する空気温度センサ３４、空気圧力センサ３６が設置されている。   An air control valve 32 that controls the amount of air flowing into the gas mixer 26 is installed in the intake passage 24 upstream of the gas mixer 26, and an air temperature sensor 34 that detects the temperature and pressure of the inflowing air. An air pressure sensor 36 is installed.

燃焼室１４の上部には着火装置３８が設置され、パイロット燃料通路によって供給された軽油、重油等の液体燃料が、パイロット燃料噴射装置４０を介してパイロット燃料噴射弁４２に供給される。パイロット燃料噴射装置４０は失火コントローラ４４からの制御信号によって作動するようになっている。
着火装置３８は、図１（Ｂ）に示すように、着火装置本体４６の内部に副室４８を形成し、頂部に前記パイロット燃料噴射弁４２が設置されて副室４８内にパイロット燃料を噴射するようになっている。また本体の下部には燃焼室１４に連通した複数の副室噴孔５０、５０が形成されている。また、副室４８内の温度を検出するために副室４８には副室温度センサ５２が設置されている。 An ignition device 38 is installed in the upper part of the combustion chamber 14, and liquid fuel such as light oil and heavy oil supplied through the pilot fuel passage is supplied to the pilot fuel injection valve 42 via the pilot fuel injection device 40. The pilot fuel injection device 40 is activated by a control signal from the misfire controller 44.
As shown in FIG. 1B, the ignition device 38 has a sub chamber 48 formed in the ignition device main body 46, and the pilot fuel injection valve 42 is installed at the top to inject pilot fuel into the sub chamber 48. It is supposed to be. A plurality of sub chamber injection holes 50, 50 communicating with the combustion chamber 14 are formed in the lower part of the main body. Further, a sub chamber temperature sensor 52 is installed in the sub chamber 48 in order to detect the temperature in the sub chamber 48.

パイロット燃料噴射装置４０は、失火コントローラ４４からの作動信号によって、パイロット燃料をパイロット燃料噴射弁４２に供給することで、副室４８に液体燃料を噴射して、副室４８内に燃焼室１４から副室噴孔５０、５０を介して導入された圧縮空気によって着火し、さらに、この着火した燃焼火炎を副室噴孔５０、５０から燃焼室１４内に噴射することで、吸気ポート１６から燃焼室１４に吸入されたあらかじめガスミキサー２６で予混合された空気とガスとの予混合混合気に着火して拡散燃焼が行われる。   The pilot fuel injection device 40 supplies pilot fuel to the pilot fuel injection valve 42 in response to an operation signal from the misfire controller 44, thereby injecting liquid fuel into the sub chamber 48 and from the combustion chamber 14 into the sub chamber 48. It is ignited by the compressed air introduced through the sub chamber injection holes 50 and 50, and further, the combustion flame thus ignited is injected into the combustion chamber 14 from the sub chamber injection holes 50 and 50, thereby combusting from the intake port 16. Diffusion combustion is performed by igniting the premixed mixture of air and gas preliminarily mixed by the gas mixer 26 sucked into the chamber 14.

また、副室４８内にはグロープラグ５３が取付けられており、始動時や後述する失火後の回復時に通電して副室４８内の温度を高めてパイロット燃料を着火し易くするものであるが、通常の運転時には停止され、副室４８内の高圧圧縮ガスによって自己着火燃焼するものである。
また、排ガスセンサ５４がシリンダ毎に設置されていて、各シリンダからの排ガスをサンプリングして、常時、ＮＯｘ濃度、Ｏ２濃度、ＣＯ２濃度、ＣＯ濃度を測定し、失火コントローラ４４に入力されている。 In addition, a glow plug 53 is attached in the sub chamber 48, and it is energized at the time of start-up and at the time of recovery after a misfire described later to increase the temperature in the sub chamber 48 so that pilot fuel is easily ignited. The operation is stopped during normal operation, and self-ignition combustion is performed by the high-pressure compressed gas in the sub chamber 48.
In addition, an exhaust gas sensor 54 is installed for each cylinder, the exhaust gas from each cylinder is sampled, and the NOx concentration, O 2 concentration, CO 2 concentration, and CO concentration are constantly measured and input to the misfire controller 44. Yes.

以上のように構成された、ガスエンジン１００の失火発生時運転システムにおいて、失火発生時の失火回復制御について、図２〜４を参照して説明する。
図２に示すように、まずステップＳ１で失火の発生を検出する。この失火発生の検出は、負荷検出器１０で検出した負荷の変動値、またはエンジン回転数検出器１２で検出した回転数の変動値、または筒内圧力センサ２２で検出した筒内圧力の上昇率や変動値から求められる。この失火現象の発生検出手法については、先行技術で説明したものと同様の技術によって行われる。 In the misfire occurrence operation system of the gas engine 100 configured as described above, misfire recovery control at the time of misfire occurrence will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, first, occurrence of misfire is detected in step S1. This misfire occurrence is detected by detecting the load fluctuation value detected by the load detector 10, the fluctuation value of the rotational speed detected by the engine speed detector 12, or the rate of increase of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 22. And the fluctuation value. This misfire occurrence detection method is performed by the same technique as described in the prior art.

次に、ステップＳ２で、シリンダの健全性について確認する。このシリンダの健全性とは、筒内圧力センサ２２で検出した筒内圧力に基づいて、シリンダ内部が正常であるか、すなわち、機械的損傷、または吸気弁や排気弁の作動不良による吹き抜け等が生じていないかを判断することである。そして筒内圧力が基準値以上に達していれば正常に圧縮されていると判断してステップＳ３に進んで次のグロープラグ５３のＯＮ作動を行い、基準値に達しない場合にはステップＳ４に進んで機関を停止して点検等の対応を行う。   Next, in step S2, the soundness of the cylinder is confirmed. The soundness of the cylinder is based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 22, which means that the inside of the cylinder is normal, that is, mechanical damage or blow-by due to malfunction of the intake valve or exhaust valve. It is to judge whether it has occurred. If the in-cylinder pressure has reached the reference value or more, it is determined that the cylinder is normally compressed, the process proceeds to step S3, the next glow plug 53 is turned on, and if the reference value is not reached, the process proceeds to step S4. Go ahead and stop the engine and take measures such as inspection.

ステップＳ３でグロープラグ５３に電流を流してＯＮ作動させて、ステップＳ５で副室４８内の温度を一定の基準温度まで上昇させる。その後ステップＳ６でパイロット燃料のみを副室４８内に噴射して、ステップＳ７で着火を確認するまで、ステップＳ８でパイロット燃料の噴射量と噴射タイミングを変更する。   In step S3, a current is passed through the glow plug 53 to turn it ON, and in step S5, the temperature in the sub chamber 48 is raised to a certain reference temperature. Thereafter, only the pilot fuel is injected into the sub chamber 48 in step S6, and the injection amount and injection timing of the pilot fuel are changed in step S8 until ignition is confirmed in step S7.

ここで、図２に示す（Ａ）部のステップＳ６からステップＳ９に示されている着火を確認するまでパイロット燃料の噴射量と噴射タイミングを変えていく調整方法について、図３のフローチャートを参照してさらに説明する。
まず、ステップＳ５０でパイロット燃料の噴射タイミングの初期値θをセットする。例えばＢＴＤＣ（上死点前）４５°にセットする。そして噴射タイミングの変更回数のカウント値Ｓ１をＳ１＝０（ゼロ）にセットし、また噴射期間（噴射量）の変更回数のカウント値Ｓ２をＳ２＝０（ゼロ）にセットする。 Here, an adjustment method for changing the injection amount and the injection timing of the pilot fuel until the ignition shown in step S6 to step S9 of the part (A) shown in FIG. Further explanation will be given.
First, in step S50, an initial value θ of pilot fuel injection timing is set. For example, BTDC (before top dead center) is set to 45 °. Then, the count value S 1 of the number of changes in the injection timing is set to S 1 = 0 (zero), and the count value S 2 of the number of changes in the injection period (injection amount) is set to S 2 = 0 (zero).

次に、ステップＳ５１で、カウント値Ｓ１が設定カウント数、例えばＳ１＝２０（回）より少ないかを判断し、２０回以上に達している場合にはステップＳ５２へ進み、今までに行なってきた噴射タイミングの変更調整では着火を確認できなかったため、パイロット噴射を停止し、グロープラグ５３の通電を停止し、再着火を断念する。 Next, in step S51, it is determined whether the count value S1 is smaller than a set count number, for example, S 1 = 20 (times). If the count value S1 has reached 20 times or more, the process proceeds to step S52 and has been performed so far. Since the ignition timing change adjustment could not be confirmed, the pilot injection is stopped, the energization of the glow plug 53 is stopped, and the re-ignition is abandoned.

ステップＳ５１でまだカウント値Ｓ１が２０回に達していなと判断した場合には、ステップＳ５３に進み、噴射期間（噴射量）Ｅ、例えばＥ＝１（ｍｓ）と設定する。そして、次のステップＳ５４で、カウント値Ｓ２が設定カウント数、例えばＳ２＝２０（回）より少ないかを判断し、２０回以上に達している場合にはステップＳ５５へ進み、次の噴射タイミングθの設定を行う。このときにΔθは例えば２ｄｅｇずつ進角するように設定する。すなわち、初期値がＢＴＤＣ４５°であったので、ＢＴＤＣ４３°に設定された噴射タイミングで着火が試みられる。
また、ステップＳ５５では同時にカウント値Ｓ１をインクリメントする。 When determining Do yet reached the count value S 1 is 20 times the step S51, the process proceeds to step S53, sets the injection period (injection quantity) E, for example, E = 1 and (ms). In the next step S54, the count value S 2 is set count, to determine for example S 2 = 20 (times) less than, if has reached more than 20 times the process proceeds to step S55, following injection Set the timing θ. At this time, Δθ is set to advance by 2 degrees, for example. That is, since the initial value is BTDC 45 °, ignition is attempted at the injection timing set to BTDC 43 °.
Furthermore, it increments the count values S 1 at the same time at step S55.

ステップＳ５４でまだカウント値Ｓ２が２０回に達していない場合には、ステップＳ５６に進み、１０サイクル中の着火回数Ｆを確認する。すなわち、１０回のパイロット燃料噴射に対して何回着火が確認されたかを検出する。
この着火確認は、筒内圧力センサ２２からの計測値及び副室温度センサ５２からの計測値に基づいて筒内圧力が予め設定された基準圧力値に達し、且つ副室４８の温度が予め設定された基準温度に達しているとき、着火したことを確認する。
さらに、前記に加えて排ガスセンサ５４からの測定値に基づいて、排ガス中のＮＯｘ濃度、Ｏ２濃度、ＣＯ２濃度、ＣＯ濃度が予め設定された基準濃度の範囲に入ったかによって、着火を確認することで、着火の確認精度を高めることができる。 In the case that has not yet reached its count value S 2 is 20 times the step S54, the process proceeds to step S56, to check the ignition number F in 10 cycles. That is, it is detected how many times ignition has been confirmed for 10 pilot fuel injections.
In this ignition confirmation, the in-cylinder pressure reaches a preset reference pressure value based on the measured value from the in-cylinder pressure sensor 22 and the measured value from the sub-chamber temperature sensor 52, and the temperature of the sub-chamber 48 is preset. Confirm that ignition has occurred when the specified reference temperature is reached.
Further, based on the measured value from the exhaust gas sensor 54 in addition to the above, ignition is confirmed depending on whether the NOx concentration, O 2 concentration, CO 2 concentration, and CO concentration in the exhaust gas are within a preset reference concentration range. By doing so, the accuracy of confirmation of ignition can be increased.

そして、ステップＳ５７で１０サイクル当たりの着火回数が１０回かを判断する。１０回になっていない場合には、ステップＳ５８で次の噴射期間Ｅの設定を行うとともに、カウント値Ｓ２をインクリメントする。このときにΔＥを例えば０．１ｍｓに設定して１．１ｍｓの噴射時間（噴射量）でつぎの着火が試みられる。すなわち０．１ｍｓずつ噴射量を増加していく。
ステップＳ５７で１０サイクル当たりの着火回数が１０回をカウントした場合には、ステップＳ５９に進み、噴射タイミングθおよび噴射期間Ｅの値を、着火条件値として保持し、次のステップへ進む。 In step S57, it is determined whether the number of ignitions per 10 cycles is 10. If not become 10 times, with the setting of the next injection period E in step S58, the increments the count value S 2. At this time, ΔE is set to 0.1 ms, for example, and the next ignition is attempted with an injection time (injection amount) of 1.1 ms. That is, the injection amount is increased by 0.1 ms.
When the number of times of ignition per 10 cycles is counted in step S57, the process proceeds to step S59, where the values of the injection timing θ and the injection period E are held as the ignition condition values, and the process proceeds to the next step.

以上のように、パイロット燃料の噴射量と噴射時期との設定をかえて繰り返し噴射することで、着火条件を求める。
そして着火を確認すると、次に、図２のメインフローに戻り、ステップＳ１０で燃料ガスを漸次投入し、ステップＳ１２で筒内圧力センサ２２による筒内圧力の監視しによって、Ｓ１１で正常燃焼を確認する。この正常燃焼の確認についてはステップＳ１３ではガス燃料量を調整しながら行う。そして正常燃焼が確認されたら次のステップＳ１４に進んで通常運転に回復する。 As described above, the ignition condition is obtained by repeatedly injecting the pilot fuel injection amount and the injection timing.
When the ignition is confirmed, the process then returns to the main flow of FIG. 2, and fuel gas is gradually introduced at step S10, and normal combustion is confirmed at S11 by monitoring the in-cylinder pressure by the in-cylinder pressure sensor 22 at step S12. To do. This normal combustion is confirmed while adjusting the amount of gas fuel in step S13. When normal combustion is confirmed, the process proceeds to the next step S14 to recover normal operation.

次に、図２に示す（Ｂ）部のステップＳ１０からステップＳ１３までを、図４の制御ブロック図を参照してさらに説明する。
図４において、燃料ガス噴射量（噴射期間）設定手段６０で、まず、エンジン回転数検出器１２からの回転数信号と、負荷検出器１０からの負荷信号とが入力されて、該エンジン回転数と負荷とによって設定される正規運転時のガス燃料の投入量よりも少量のガス燃料噴射量（噴射期間）を初期値として設定する。 Next, step S10 to step S13 of part (B) shown in FIG. 2 will be further described with reference to the control block diagram of FIG.
In FIG. 4, the fuel gas injection amount (injection period) setting means 60 first receives the engine speed signal from the engine speed detector 12 and the load signal from the load detector 10, and the engine speed. A gas fuel injection amount (injection period) smaller than the amount of gas fuel input during normal operation set by the load and the load is set as an initial value.

また、空気圧力センサ３６および空気温度センサ３４から測定結果に基づき、空気量算出手段６２で空気量を算出する。そして、空気過剰率（λ）算出手段６４で燃料ガス噴射量（噴射期間）設定手段６０からの燃料量と空気量算出手段６２からの空気量とによって空気過剰率（λ）を算出し、その空気過剰になるように、ガス量調整弁３０および空気制御弁３２の開度が制御される。ガス量調整弁３０は開度時間を調整することで噴射量を調整し、空気制御弁３２は、弁体の開度を調整することで空気量を調整する。   Further, based on the measurement results from the air pressure sensor 36 and the air temperature sensor 34, the air amount calculation means 62 calculates the air amount. Then, the excess air ratio (λ) is calculated by the excess air ratio (λ) calculating means 64 based on the fuel amount from the fuel gas injection amount (injection period) setting means 60 and the air amount from the air amount calculating means 62, The opening amounts of the gas amount adjusting valve 30 and the air control valve 32 are controlled so that the air becomes excessive. The gas amount adjusting valve 30 adjusts the injection amount by adjusting the opening time, and the air control valve 32 adjusts the air amount by adjusting the opening of the valve body.

そして、前記燃料ガス噴射量（噴射期間）設定手段６０によって設定された初期値に対して、その後、一定時間経過毎にまたは一定サイクル数毎にガス燃料の噴射量（噴射期間）を段階的に増量（噴射時間を長く）し、その都度、筒内圧力センサ２２からの計測値に基づいて、筒内圧力が目標筒内圧力に達したかを判定して、目標筒内圧力に達したときに、燃焼が確認されたと判断する。   Then, with respect to the initial value set by the fuel gas injection amount (injection period) setting means 60, thereafter, the injection amount (injection period) of the gas fuel is stepwise for every elapse of a certain time or every certain number of cycles. When the target cylinder pressure is reached by determining whether or not the cylinder pressure has reached the target cylinder pressure based on the measured value from the cylinder pressure sensor 22 each time the amount is increased (injection time is increased) It is determined that combustion has been confirmed.

すなわち、空気過剰率（λ）（エンジンに吸入される混合気の空燃比／理論空気量）が徐々に小さくなるように設定し、その徐々に小さくなるλになるようにガス量調整弁３０および空気制御弁３２の開度を変化させて、予混合気の空気過剰率を繰り返して調整して、筒内圧力が目標筒内圧力に達したきに、燃焼が確認されたと判断して、そのときの予混合気の空気過剰率を設定する。   That is, the excess air ratio (λ) (the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the engine / theoretical air amount) is set to be gradually reduced, and the gas amount adjusting valve 30 and By changing the opening of the air control valve 32 and repeatedly adjusting the excess air ratio of the premixed gas, it is determined that combustion has been confirmed when the in-cylinder pressure reaches the target in-cylinder pressure, Set the excess air ratio of the premixed gas.

なお、燃焼の確認においては、エンジンの一定サイクル数内、例えば１０サイクル内における筒内圧力が目標筒内圧力に達した状態になった回数が１０回の場合には、燃焼が確認されたと判断する。なお、予混合気の空気過剰率を繰り返して調整しても筒内圧力が目標筒内圧力に達しないときは、ガス燃料の供給を停止するととともにパイロット噴射を停止し、さらにグロープラグ５３の通電を停止して再着火を断念する。   In the confirmation of combustion, if the number of times the in-cylinder pressure has reached the target in-cylinder pressure within a certain number of cycles of the engine, for example, 10 cycles, it is determined that combustion has been confirmed. To do. If the in-cylinder pressure does not reach the target in-cylinder pressure even after repeatedly adjusting the excess air ratio of the premixed gas, the supply of gas fuel is stopped, the pilot injection is stopped, and the glow plug 53 is energized. Stop and give up reignition.

以上のように、ガス燃料の噴射量の設定を変えながら繰り返し噴射することで、燃焼を確認できる空気過剰率（λ）を設定することができる。
そして、次にステップＳ１４では、燃焼が確認できた後にはグロープラグ５３の通電を停止し、設定した適正な空気過剰率の燃焼によって、正規の運転条件に各条件を近付けていき、通常運転に移行する。そして、筒内圧力が他のシリンダと同じになるまでガス投入量を増加させていく。ただし、パイロット燃料の噴射タイミングθ、および噴射期間Ｅについては、着火条件を下回らない範囲で運転する。 As described above, by repeating injection while changing the setting of the injection amount of the gas fuel, it is possible to set the excess air ratio (λ) at which combustion can be confirmed.
Then, in step S14, after the combustion is confirmed, the energization of the glow plug 53 is stopped, each condition is brought close to the normal operation condition by the combustion with the set appropriate excess air ratio, and the normal operation is started. Transition. Then, the gas input amount is increased until the in-cylinder pressure becomes the same as that of the other cylinders. However, the pilot fuel injection timing θ and the injection period E are operated within a range that does not fall below the ignition condition.

本実施形態によれば、失火の検出後、失火コントローラ４４によって、失火発生のシリンダ２における筒内圧力の上昇度合いの確認等から燃焼室周りの健全性の有無を確認し、その後、着火装置３８の副室４８内にパイロット燃料をパイロット燃料噴射弁４２から噴射して着火させる着火確認を、パイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させることにより行い、
・筒内圧力センサ２２の計測及び副室温度センサ５２の計測を行って、筒内圧力が予め設定された基準圧力に達し、且つ副室４８の温度が予め設定された基準温度に達しているとき、
・あるいは、前記に加えて、排気ガス中のＮＯｘ濃度及びＣＯ２濃度を含む排出物濃度を排ガスセンサ５４で検出して、該排出物濃度が予め設定された基準濃度に達しているとき、
着火性能が発揮されて着火したと判定し、
かかる着火確認後に、予混合混合気を燃焼室１４に投入して着火装置３８からの着火火炎により着火燃焼せしめるように構成したので、
失火の発生時に、ガスエンジン１００を停止せずに、失火発生シリンダについて、失火発生の主原因である着火装置３８の不具合を解消して、予混合混合気を燃焼室１４に投入しての通常運転に入ることが可能となる。
つまり、パイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させることにより、着火装置３８の副室噴孔５０、５０の詰り等によるパイロット燃料の噴霧不良を解消させることができ、予混合混合気を燃焼室１４に投入しての通常運転に入ることが可能となる。 According to the present embodiment, after detection of misfire, the misfire controller 44 confirms the presence or absence of soundness around the combustion chamber by confirming the degree of increase in in-cylinder pressure in the cylinder 2 where misfire has occurred, and thereafter, the ignition device 38. Ignition confirmation in which pilot fuel is injected into the sub chamber 48 from the pilot fuel injection valve 42 and ignited is performed by repeatedly changing the injection timing of the pilot fuel and the pilot fuel injection amount,
The measurement of the cylinder pressure sensor 22 and the measurement of the sub chamber temperature sensor 52 are performed, the cylinder pressure reaches a preset reference pressure, and the temperature of the sub chamber 48 reaches a preset reference temperature. When
-Or, in addition to the above, when the exhaust gas sensor 54 detects the exhaust gas concentration including the NOx concentration and the CO 2 concentration in the exhaust gas, and the exhaust gas concentration reaches a preset reference concentration,
It is determined that the ignition performance has been demonstrated and the ignition has occurred,
After the ignition confirmation, the premixed gas mixture is introduced into the combustion chamber 14 and is ignited and combusted by the ignition flame from the ignition device 38.
When misfiring occurs, the gas engine 100 is not stopped, and the malfunction of the ignition device 38, which is the main cause of misfiring, is resolved for the misfiring cylinder, and the premixed gas mixture is normally charged into the combustion chamber 14. It becomes possible to start driving.
That is, by repeatedly changing the pilot fuel injection timing and the pilot fuel injection amount, the pilot fuel spray failure due to clogging of the sub chamber injection holes 50, 50 of the ignition device 38 can be eliminated, and the premixed gas mixture It becomes possible to enter the normal operation by putting the gas into the combustion chamber 14.

これにより、失火の検出時に、他のシリンダ２での正常運転を継続しながら、失火発生シリンダについてパイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させる着火確認運転を行い、失火を回避し得るパイロット燃料の噴射タイミング及び噴射量を求めることによって、エンジンを停止することなく、当該失火発生シリンダを通常運転に合流させることが可能となり、失火の検出時においてはエンジンプラントの稼動性を低下することなく、且つ失火の継続に伴うエンジン出力の低下や着火装置の故障等の不具合の発生を回避しつつ、エンジンを失火状態から正常運転に回帰することができる。   Thereby, when misfire is detected, the ignition check operation in which the pilot fuel injection timing and the pilot fuel injection amount are repeatedly changed can be performed for the misfired cylinder while continuing normal operation in the other cylinders 2 to avoid misfire. By determining the injection timing and injection amount of pilot fuel, the misfire generating cylinder can be joined to normal operation without stopping the engine, and the operability of the engine plant is reduced when a misfire is detected. In addition, the engine can be returned to the normal operation from the misfire state while avoiding the occurrence of problems such as a decrease in the engine output and the failure of the ignition device due to the continuing misfire.

また、本実施の形態においては、吸気通路２４における空気流量を調整する空気制御弁３２を設置し、前記のようにして着火を確認してから、予混合混合気を燃焼室１４に投入しての通常運転を行うに際して、失火コントローラ４４によって、筒内圧力センサ２２の検出値を監視して、燃料ガスの流量調整用のガス量調整弁３０の開度及び空気制御弁３２の開度を関連させて、予混合混合気の空気過剰率（λ）を変化させ、筒内圧力が目標筒内圧力になるように空気過剰率を設定する運転を行うので、着火を確認後、予混合混合気を燃焼室１４に投入しての通常運転への移行段階では、筒内圧力センサ２２の検出値を監視することにより、筒内圧力が正常シリンダと同様な目標筒内圧力になっていることを確認しながら、失火シリンダを適正な空気過剰率による正常燃焼に確実に移行させることができる。   Further, in the present embodiment, an air control valve 32 for adjusting the air flow rate in the intake passage 24 is installed, and after confirming ignition as described above, the premixed mixture is introduced into the combustion chamber 14. When the normal operation is performed, the detection value of the in-cylinder pressure sensor 22 is monitored by the misfire controller 44, and the opening degree of the gas amount adjustment valve 30 for adjusting the flow rate of the fuel gas and the opening degree of the air control valve 32 are related. The excess air ratio (λ) of the premixed gas mixture is changed and the air excess ratio is set so that the in-cylinder pressure becomes the target in-cylinder pressure. In the transition to normal operation after charging the combustion chamber 14, the detected value of the in-cylinder pressure sensor 22 is monitored to confirm that the in-cylinder pressure is the target in-cylinder pressure similar to that of the normal cylinder. Check the correct misfire cylinder It is possible to reliably transition to normal combustion with air excess.

本発明によれば、失火発生の検知後にエンジンの運転を停止することなく、失火発生の主原因である着火装置の不具合を完全に解消して当該失火発生シリンダを通常運転に合流させることにより、失火発生時においてエンジンプラントの稼動性を低下することなく、且つ失火の継続に伴う不具合の発生を回避しつつ、エンジンを失火状態から正常運転に回帰させ得るガスエンジン及びこれの運転方法を提供できる。   According to the present invention, without stopping the operation of the engine after detecting the occurrence of misfire, by completely eliminating the malfunction of the ignition device, which is the main cause of misfire occurrence, and joining the misfire occurrence cylinder to normal operation, Provided is a gas engine capable of returning the engine from a misfire state to a normal operation without deteriorating the operability of the engine plant in the event of a misfire and avoiding the occurrence of problems due to the continued misfire, and an operation method thereof .

本発明の実施例に係る４サイクルガスエンジンを示し、（A）は失火発生時運転システムを示す全体構成図、（B）は（A）におけるZ部拡大断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a four-cycle gas engine according to an embodiment of the present invention, in which (A) is an overall configuration diagram showing an operation system when a misfire occurs, and (B) is an enlarged sectional view of a Z portion in (A). 前記実施例における失火発生時運転システムの制御フローチャートである。It is a control flowchart of the operation system at the time of misfire occurrence in the said Example. 前記実施例における着火確認運転時の制御フローチャートである。It is a control flowchart at the time of the ignition confirmation driving | operation in the said Example. 前記実施例における失火発生後の主燃料ガスによる運転時の制御ブロック図である。It is a control block diagram at the time of the driving | operation by the main fuel gas after the misfire occurrence in the said Example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 負荷検出器
１２ エンジン回転数検出器
１４ 燃焼室
２２ 筒内圧力センサ
３０ ガス量調整弁
３２ 空気制御弁
３４ 空気温度センサ
３６ 空気圧力センサ
３８ 着火装置
４２ パイロット燃料噴射弁
４４ 失火コントローラ
５２ 副室温度センサ
５４ 排ガスセンサ
６０ 燃料ガス噴射量設定手段
６２ 空気量算出手段
６４ 空気過剰率算出手段
１００ ガスエンジン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Load detector 12 Engine speed detector 14 Combustion chamber 22 In-cylinder pressure sensor 30 Gas quantity adjustment valve 32 Air control valve 34 Air temperature sensor 36 Air pressure sensor 38 Ignition device 42 Pilot fuel injection valve 44 Misfire controller 52 Subchamber temperature Sensor 54 Exhaust gas sensor 60 Fuel gas injection amount setting means 62 Air amount calculation means 64 Air excess ratio calculation means 100 Gas engine

Claims (6)

燃料噴射弁によって副室内にパイロット燃料を噴射することにより着火火炎を発生する着火装置をそなえ、該着火装置から前記着火火炎を燃焼室内に噴出させて該燃焼室内の予混合混合気を着火燃焼せしめるように構成されたガスエンジンの失火発生時における運転方法であって、前記失火の検出後、筒内圧力の上昇度合いの確認を含む燃焼室周りの健全性の有無を確認し、前記燃料噴射弁によって前記副室内にパイロット燃料を噴射して着火させる着火確認を、前記パイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を繰り返し変化させることにより行い、前記着火確認後に、前記予混合混合気を前記燃焼室に投入して前記着火装置からの着火火炎により着火燃焼せしめることを特徴とするガスエンジンの失火発生時運転方法。   An ignition device that generates an ignition flame by injecting pilot fuel into the auxiliary chamber by a fuel injection valve is provided, and the ignition flame is ejected from the ignition device into the combustion chamber to ignite and burn the premixed mixture in the combustion chamber An operation method at the time of misfire occurrence of a gas engine configured as described above, and after the misfire is detected, the presence or absence of soundness around a combustion chamber including confirmation of the degree of increase in in-cylinder pressure is confirmed, and the fuel injection valve Is performed by repeatedly changing the injection timing and pilot fuel injection amount of the pilot fuel, and after the ignition is confirmed, the premixed mixture is transferred to the combustion chamber. A gas engine misfire occurrence operating method, characterized in that the gas engine is ignited and burned by an ignition flame from the ignition device. 前記着火確認時において、前記筒内圧力の計測及び副室の温度計測を行い、前記筒内圧力が予め設定された基準圧力に達し、且つ前記副室の温度が予め設定された基準温度に達しているとき、着火したと判定することを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの失火発生時運転方法。   When the ignition is confirmed, the in-cylinder pressure and sub-chamber temperature are measured, the in-cylinder pressure reaches a preset reference pressure, and the sub-chamber temperature reaches a preset reference temperature. 2. The method according to claim 1, wherein it is determined that the ignition has occurred. 前記着火確認時において、排気ガス中のＮＯｘ濃度及びＣＯ２濃度を含む排出物濃度を検出し、該排出物濃度が予め設定された基準濃度に達しているとき、着火したと判定することを特徴とする請求項２記載のガスエンジンの失火発生時運転方法。 At the time of the ignition confirmation, an exhaust gas concentration including NOx concentration and CO 2 concentration in the exhaust gas is detected, and when the exhaust gas concentration reaches a preset reference concentration, it is determined that ignition has occurred. The operation method at the time of misfire occurrence of the gas engine according to claim 2. 前記着火確認後に、前記筒内圧力の検出値を監視して、燃料ガスの流量を調整するガス量調整弁の開度及び空気流量を調整する空気制御弁の開度を関連させて前記予混合混合気の空気過剰率を変化させ、前記筒内圧力が目標筒内圧力になるように、前記空気過剰率を設定することを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの失火発生時運転方法。   After the ignition is confirmed, the detected value of the in-cylinder pressure is monitored, and the premixing is performed in relation to the opening of the gas amount adjusting valve for adjusting the flow rate of the fuel gas and the opening of the air control valve for adjusting the air flow rate. 2. The method for operating a gas engine when a misfire occurs according to claim 1, wherein the excess air ratio is set so that the excess air ratio of the air-fuel mixture is changed and the in-cylinder pressure becomes a target in-cylinder pressure. ガス量調整弁によって流量調整された燃料ガスと空気通路を通して供給された空気とをガスミキサーで混合して予混合混合気を形成し、燃料噴射弁によって副室内にパイロット燃料を噴射することにより着火火炎を発生する着火装置から該着火火炎を燃焼室内に噴出させ、該燃焼室内に導入された前記予混合混合気を着火燃焼せしめるように構成されたガスエンジンにおいて、筒内圧力を検出する筒内圧力センサと、前記副室の温度を検出する副室温度センサと、前記筒内圧力センサからの筒内圧力検出値及び前記副室温度センサからの副室温度検出値が入力され、前記ガスエンジンの失火が検出されたとき、前記燃料噴射弁から噴射されるパイロット燃料の噴射タイミング及びパイロット燃料噴射量を、前記筒内圧力が予め設定された着火確認基準圧力以上になり且つ前記副室温度が予め設定された着火確認基準副室温度以上になるように設定する失火コントローラと、をそなえたことを特徴とするガスエンジン。   The fuel gas whose flow rate is adjusted by the gas amount adjustment valve and the air supplied through the air passage are mixed by a gas mixer to form a premixed mixture, and ignition is performed by injecting pilot fuel into the sub chamber by the fuel injection valve. In-cylinder for detecting in-cylinder pressure in a gas engine configured to eject the ignition flame from an ignition device that generates a flame into a combustion chamber and ignite and burn the premixed gas mixture introduced into the combustion chamber A pressure sensor; a sub-chamber temperature sensor that detects the temperature of the sub-chamber; a cylinder pressure detection value from the cylinder pressure sensor; and a sub-chamber temperature detection value from the sub-chamber temperature sensor; When the misfire is detected, the injection timing of the pilot fuel injected from the fuel injection valve and the pilot fuel injection amount are ignited with the in-cylinder pressure set in advance. Gas engine, characterized in that includes a misfire controller and the sub-room level becomes more sure reference pressure is set to be equal to or greater than the preset ignition verify reference sub room temperature degrees, and. 前記空気通路に該空気通路における空気流量を調整する空気制御弁を設置し、前記失火コントローラは、前記筒内圧力センサからの筒内圧力の検出値が予め設定された燃焼確認基準筒内圧力以上になるように、前記ガス量調整弁の開度及び前記空気制御弁の開度を関連させて変化させ、前記予混合混合気の空気過剰率を調整するように構成されたことを特徴とする請求項５記載のガスエンジン。   An air control valve for adjusting the air flow rate in the air passage is installed in the air passage, and the misfire controller has a detected value of the in-cylinder pressure from the in-cylinder pressure sensor equal to or higher than a predetermined combustion confirmation reference in-cylinder pressure. The opening amount of the gas amount adjusting valve and the opening amount of the air control valve are changed in association with each other to adjust the excess air ratio of the premixed mixture. The gas engine according to claim 5.
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