JP2013164021A - 内燃機関の吸気循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に作用している負荷が遮断された時に生起されるオーバーシュート量を抑制して、エンジンやターボチャージャの負担を軽減させ、機器類の故障又は破損のリスクを低減した信頼性の高い内燃機関の提供を目的とする。
【解決手段】エンジン１とエアクリーナ３とを連結する吸気管５のインタークーラ５２とエンジン１との間に連結された流入管２１を有したバッファ２と、流入管２１に設けられた開閉弁２５と、エンジン１の負荷の遮断を検知する負荷センサ６１と、回転数センサ６２と、開閉弁２５の開閉操作を制御する制御装置６と、を備え、負荷の遮断を検知した時に、開閉弁２５を開操作し、吸気管５を流れる混合ガスの一部をバッファ２に流入させ、回転数センサ６２がエンジン１の回転数上昇の停止、又は下降（ｔ０後）していることを検知した時に、開閉弁２５は閉操作されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関運転時に作用していた負荷遮断時のオーバーシュート量を低減させる内燃機関の吸気循環装置に関する。

発電プラント等を稼働させる動力源として内燃機関が使用されている。これらの内燃機関としては、大出力で且つ、経済的なメタンガス等を使用する燃料の多様化を目的としたガスエンジンが広く採用されている。
ところが、何等かの理由でガスエンジンに作用していた負荷が遮断（例えば、発電施設の不具合等で、発電を中止する。）された場合、エンジンは負荷が急になくなると、それまでの回転を維持していた回転慣性力によって回転数が急激に上昇する過回転（オーバーシュート）が発生する。

オーバーシュートが生じると、エンジン回転数の上昇に伴い排ガスの排出量及び、圧力が増加する。排ガスの排出量及び、圧力が増加するとターボチャージャの回転があがり、給気の圧力及び、量が増加して、エンジンやターボチャージャの負担が増加して、機器類の故障又は破損につながる可能性が高くなる。
そのオーバーシュートの改善には慣性モーメントの増大のほか、遮断時に吸気室に存在する混合ガス（燃料ガス＋空気）の低減が考えられる。
その一つの方策である慣性モーメントの増大は、慣性モーメント増大により負荷変動に対する回転変動を抑制することができる。
しかし、慣性モーメントはクランク軸系、発電機の大きさで決まっており、慣性モーメントアップには限界がある。
また、別の方策として、吸気室容積低減（インレットマニホールド＋吸気管の容積）は、吸気管の途中に空気容積の大きいインタークーラが介装されており、容易に低減することはできない。

吸気管内の混合ガスの低減については、実開昭６１−１１４０５０号公報（特許文献１）が開示されている。
特許文献１によると、図６に示すように、ガスエンジンＡには、シリンダ０１が配設され、該シリンダ０１には、吸気バルブ０２と排気バルブ０３が設けられている。排気バルブ０３側には排気マニホールド０５が連結され、他側が過給機０６のタービン０６１側に排ガスを流入させるようになっている。
吸気バルブ０２側には、吸気マニホールド０４が連結され、空気冷却器０７から給気が供給されるようになっている。
過給機０６のコンプレッサ０６２は、エアクリーナ（図示省略）からの空気を圧縮して吸気管０８を介して空気冷却器０７に圧送する。
コンプレッサ０６２の吸気上流側と吸気管０８の中間部とを連結するバイパス管０８１が介装されている。バイパス管０８１の中間部には、連動機構０１３を介して調節機構０１１の駆動で開閉する風量調整バルブ０９が配設されている。

そして、エンジン負荷が無負荷になったとき、調速機０１１が連動機構０１３を介して風量調整バルブ０９を開いて、吸気管０８の風量を減じて過給機サージング対策に応用できることの技術開示がなされている。

実開昭６１−１１４０５０号公報

しかしながら、特許文献１の開示技術は、コンプレッサ０６２と吸気管０８からなる吸気系を流れる気体全体が流方向に激しく振動するサージング現象の対策であって、内燃機関の負荷遮断時のオーバーシュート対策になっていない。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、内燃機関に作用している負荷が遮断された時に生起されるオーバーシュート量を抑制して、エンジンやターボチャージャの負担を軽減させ、機器類の故障又は破損のリスクを低減させた信頼性の高い内燃機関の提供を目的とする。

本発明はかかる課題を解決するため、内燃機関と、前記内燃機関への空気を浄化するエアクリーナと、
前記内燃機関と前記エアクリーナとを連結する吸気管と、
前記吸気管の上流側から順に前記吸気管内を流れる空気に燃料ガスを混合させて、混合ガスを生成するミキシング装置と、
前記混合ガスを加圧するターボチャージャと、
加圧された前記混合ガスを冷却するインタークーラと、
前記インタークーラと前記内燃機関との間に連通された流入管を介して設けられた容積部と、
前記流入管に設けられた開閉弁と、
前記内燃機関に作用していた負荷が遮断されたことを検知する負荷遮断検知手段と、
前記内燃機関の回転数を検知する回転数検知手段と、
前記開閉弁の開閉操作を制御する制御装置と、を備え、
前記負荷遮断検知手段が負荷の遮断を検知した時に、前記開閉弁を前記制御装置にて開操作して、前記吸気管を流れる前記混合ガスの一部を前記容積部に流入させ、前記回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に、前記開閉弁は閉操作されることを特徴とする。

かかる発明によれば、内燃機関に作用している負荷を遮断すると、それまでの回転を維持していた回転慣性力によって回転数が急激に上昇する（オーバーシュート）のを防止するため、内燃機関に供給されている混合ガスの一部を容積部に流入させることにより、内燃機関への燃料ガス供給量を減少させて、内燃機関の回転力を抑制して、回転数の急上昇を抑制する効果を得ることができる。

また、本発明において好ましくは、一端が前記容積部に連通し、他端が前記ミキシング装置とターボチャージャとの間に連通した流出管と、該流出管に介装された流量調整弁と、を備え、
前記流量調整弁は前記制御装置によって前記前記開閉弁の開操作時からタイミングを遅らせて開操作されて、前記容積部の混合ガスを前記吸気管のターボチャージャの上流側に戻し、回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に閉操作するとよい。
また、ターボチャージャの上流側に混合ガスを戻すことにより、戻した混合ガスがインレットマニホールドに流入するまでの時間を長くさせて、容積部のバッファ効果を向上させることができる。

かかる発明によれば、内燃機関の負荷遮断時における過回転（オーバーシュート）の上昇傾向は一秒以内で収束するので、発生後、開閉弁の開操作時からタイミングを遅らせて流量調整弁を開制御することで、内燃機関の無負荷運転を早期に安定させる。

また、本発明において好ましくは、前記容積部の体積は吸気マニホールドの体積の略１／４とするとよい。

かかる発明によれば、容積部の体積が小さすぎると、内燃機関の回転に影響を与えることはできない。一方、容積部の体積が大きすぎると、内燃機関に混合ガスが十分に供給されないので、内燃機関に回転斑が生じ、場合によっては停止することが考えられる。容積体の体積を吸気マニホールドの体積の略１／４にすることによって、過回転（オーバーシュート）を急速に収束させることができた。

また、本発明において好ましくは、前記流量調整弁の取付位置は、前記容積部または、容積部に近い前記流出管に配設されるとよい。

かかる発明によれば、容積部内の混合ガスは、流出管出口の吸気管内の混合ガスより圧力が高いので、流量調整弁が吸気管の近い位置にあると、吸気管内の混合ガスの圧力が下がり難く、過回転防止効果が不十分になるのを防止する。

また、本発明において好ましくは、前記内燃機関に配設されている複数の燃焼室の一部において、前記混合ガスの点火をカットする点火カット手段を設け、前記負荷遮断検出手段が負荷の遮断を検知した時に前記点火カット手段を作動させ、前記回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に、前記点火カット手段の作動を停止するとよい。

かかる発明によれば、内燃機関に配設されている複数の燃焼室の一部において、混合ガスの点火をカットすることにより、内燃機関の回転数を減少させると共に、カットされた燃焼室（気筒）がエンジンブレーキ効果（シリンダ内での混合ガスを圧縮する負荷による回転抵抗）により、回転上昇を効果的に抑制できる。

また、本発明において好ましくは、前記点火カットを実施する燃焼室は、前記内燃機関の正常運転時の点火順序において、２気筒以上連続させないようにするとよい。

かかる発明によれば、点火カットを実施する燃焼室（気筒）を連続させないようにすることで、未燃焼の混合ガス濃度が高くなる可能性をなるべく小さくすることで、排気管内での煙爆のリスクを抑制することができる。

また、本発明において好ましくは、前記内燃機関は前記混合ガスの点火時期を、通常運転時に対しリタードさせるリタード手段を設け、前記負荷遮断検出手段が負荷の遮断を検知した時に前記リタード手段を作動させ、前記回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に、前記リタード手段は作動を停止するようにするとよい。

かかる発明によれば、混合ガスの点火時期を通常運転字に対しリタードさせることで、混合ガスの燃焼効率が低下して、燃焼エネルギーの動力エネルギーへの変換効率が低くなる。
従って、動力エネルギーへの変換が低下することで回転アップの影響を少なくすることで、負荷遮断時のオーバーシュートを抑制することができる。

このように内燃機関に作用している負荷が遮断された時に生起されるオーバーシュート量を抑制して、エンジンやターボチャージャの負担を軽減させ、機器類の故障又は破損のリスクを低減した信頼性の高い内燃機関にすることができる。

本発明に係る第１実施形態による全体の概略構成図を示す。 本発明に係る第２実施形態による全体の概略構成図を示す。 （Ａ）は本発明に係る第１〜第４実施形態における構成装置の作動タイミングチャート図を示し、（Ｂ）は各実施形態の実施状況図を示す。 本発明に係る第３実施形態による容積部＋点火カットと流量調整弁開遅れを変化させた場合の回転数降下の比較図を示し、（Ａ）は点火カット数が１ｓｅｔ、（Ｂ）は点火カット数が２ｓｅｔ、（Ｃ）は点火カット数が３ｓｅｔを示す。 本発明に係る第３実施形態による容積部＋リタード（変化させた）の回転数降下結果の比較図を示す。 従来技術の説明図を示す。

以下、本発明を図に示した実施形態に基づいて詳細に説明する。
但し、この実施形態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。

（第１実施形態）
図１は本発明にかかる全体の構成図を示す。１は内燃機関を示し、内燃機関１は該内燃機関１のクランクシャフト（図示省略）の回転軸を中心に左右にＶ字状に傾斜したＶ型１６気筒の発電用ガスエンジンである。
内燃機関１（以後「エンジン１」と略称する）はＲＨバンク１１と、ＬＨバンク１２とにＶ字状に配設され、夫々のバンクには、８気筒ずつ配置されている。
ＲＨバンク１１とＬＨバンクのＶ字状の空間部には各バンクの各気筒の燃焼室１４に混合ガスを導入するインレットマニホールド１５が連結されている。
尚、インレットマニホールド１５はＲＨ，ＬＨ両バンクのインレットマニホールドを含んだものとする。
一方、ＲＨバンク１１の外側には燃焼室１４から排出される排ガスを導出するＲＨエキゾーストマニホールド１６、ＬＨバンク１２の外側には燃焼室１４から排出される排ガスを導出するＬＨエキゾーストマニホールド１７が夫々配設されている。

インレットマニホールド１５にはエアクリーナ３からの空気と、途中から混入される燃料ガスとを混合させた混合ガスを、該インレットマニホールド１５に導入する吸気管５が連結されている。
吸気管５には、給気系路上流側から順に、燃料ガスを空気と混合させるミキシング装置７と、ＲＨエキゾーストマニホールド１６からの排ガスで駆動され、混合ガスを加圧するＲＨターボチャージャ１８と、該ＲＨターボチャージャ１８と並列に配設され、ＬＨエキゾーストマニホールド１７からの排ガスで駆動され、混合ガスを加圧するＬＨターボチャージャ１９と、吸気管５を流れる混合ガスの流量を調整してエンジン回転数をコントロールするスロットルバルブ５１と、ターボチャージャＬＨ，ＲＨによって加圧され昇温した混合ガスを冷却するインタークーラ５２とが備えられている。

そして、ＬＨターボチャージャ１９を駆動した排ガスは第２排気管８５を流れ、ＲＨターボチャージャ１８を駆動した排ガスが流れる第１排気管に合流して、排ガス処理装置８内に導入される。
排ガス処理装置８内に導入された排ガスは、酸化触媒８１及び脱硝触媒８２にて無害化され大気に放出される。

６はエンジン１をコントロールする制御装置である。制御装置６にはエンジン１の回転数を検出する回転数検出手段である回転数センサ６２と、エンジン１が駆動している発電機（図示省略）への動力断・接を検知する負荷遮断検知手段である負荷センサ６１とが入力されている。スロットルバルブ５１は制御装置６によって吸気管５内を流れる混合ガスの流量を調整するもので、セットされた回転数領域内にエンジン１の回転数を維持している。
ミキシング装置７は制御装置６によってエンジン１の回転数変化に応じて、回転数をセットされた回転数領域内に維持できるように、空気と燃料ガスとの混合割合を調整するものである。

２は瞬間的に吸気管５内の混合ガスを吸引する空間を有した容積部であるバッファである。バッファ２は一端がインタークーラ５２と、インレットマニホールド１５との間の吸気管５に連通し、他端が容積部であるバッファ２に連通した流入管２１を有している。流入管２１には吸気管５から混合ガスが容積空間へ流入するのを制御する開閉弁２５が配設され、制御装置６によって操作される。
従って、吸気管５からバッファ２に混合ガスが瞬間的に流入するので、インレットマニホールド１５に流れる混合ガスの量は少なくなり、エンジン１の回転力は抑制される。

図３の第１実施形態の範囲に基づいて、本実施形態の作動について説明する。
エンジン１は発電機を駆動しているの状態では一定回転で且つ、一定出力に運転されるように制御装置６によってコントロールされている。
エンジン１の稼動中に、発電設備に異常が発生して、発電を中止するためにエンジン１の動力を発電機から遮断する。この時、エンジン１は、エンジン１に作用していた負荷が突然遮断されるため、今までの回転力が作用して、負荷が無くなった分回転数が増加する、所謂オーバーシュートが発生する。本実施例の場合、負荷遮断からオーバーシュートが降下傾向に移行するまでの時間が略０．５〜０．６ｓｅｃになっている。
負荷が変動すると負荷センサ６１が負荷遮断を検知し、制御装置６はｔ１後に開閉弁２５を開操作する。ｔ１は出力が低下し始めるまでのタイムラグである。
従って、負荷センサ６１は出力が低下し始めた時点を検出する。
尚、本実施形態では、動力断・接を検知する手段として負荷センサ６１を採用しているが、回転数センサ６２が急速に上昇（例えば回転数が１％以上／１００ｍｍｓｅｃ）したときに動力が遮断されたとして判断することもできる。

開閉弁２５が制御装置６によって開操作されると、吸気管５の加圧された混合ガスは容積部であるバッファ２に瞬間的に流入する。
この時、吸気管５内の混合ガスはターボチャージャ１８，１９によって加圧されているので、開閉弁２５の開操作時に瞬時に流入する。
吸気管５の流入管２１が連結した部分の混合ガス量は上流側のミキシング装置７及び、スロットルバルブ５１でその時点でのエンジン回転数に見合った空気と燃料ガスとの混合割合で且つ、混合ガス量になっているが、当該部でバッファ２側に一部の混合ガスが流出されるので、エンジン１の燃焼室１４には不足気味の混合ガスが供給されることになる。
従って、燃焼室での燃焼効率は低下し、エンジン回転数も低下することになる。そのため、オーバーシュートの最高回転数を許容回転数に抑制させることが可能となる。

オーバーシュートによって、エンジン１の上昇が続き、上昇傾向の停止、又は下降（ｔ０後）していることが回転数センサ６２によって検出されると、制御装置６は開閉弁２５を閉操作される。その状態においてもエンジン回転数の減少傾向が維持される。
バッファ２に流入した混合気は、吸気管５側の圧力が下がるので、下がるのに基づいて吸気管５側へ戻っていき、バッファ２内の混合ガスの圧力は低下する。

本実施形態では、バッファ２の容積はインレットマニホールド１５（含むＲＨ，ＬＨバンク装着両方）の略１／４の容積にした。
これは、容積部の体積が小さすぎると、エンジン１の回転に影響を与えることはできない。一方、容積部の体積が大きすぎると、インレットマニホールド１５側に流入する混合ガス量が少なくなり、エンジン１に回転斑が生じ、場合によっては停止することが考えられる。容積体の体積を吸気マニホールドの体積の略１／４にした。
また、オーバーシュートが開始し、回転数の増加傾向が停止、又は、下降に移るまでの時間ｔ０が０．５〜０．６ｓｅｃであることも考慮した。（図３参照）
更に、流入管２１の一端をインタークーラ５２と、インレットマニホールド１５との間に連結することにより、インタークーラ５２の影響を受けないで、インレットマニホールド１５への混合ガス供給量を効果的に減少させることができるようにした。
これらの対応の効果が協働して、オーバーシュートの最高回転数ｒｐｍを減少させることが可能になった。

（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対し容積部（バッファ）に導入された混合ガスの排出構造が異なる以外は同じなので全体説明は省略し、異なる部分のみ説明する。その際、同じ部品は同一符号を付して説明は省略する。

図２は、本発明にかかる第２実施形態の全体の構成図を示す。
内燃機関１はクランクシャフト（図示省略）の回転軸を中心に左右にＶ字状に傾斜したＶ型１６気筒の発電用ガスエンジンである。
内燃機関１（以後「エンジン１」と略称する）のＶ字状の空間部にはインレットマニホールド１５が連結されている。
一方、ＲＨバンク１１の外側にはＲＨエキゾーストマニホールド１６、ＬＨバンク１２の外側にはＬＨエキゾーストマニホールド１７が夫々配設されている。

インレットマニホールド１５には空気と、燃料ガスとを混合させた混合ガスを、該インレットマニホールド１５に導入する吸気管５が連結されている。
吸気管５には、給気系路上流側から順に、燃料ガスを空気と混合させるミキシング装置７と、ＲＨターボチャージャ１８と、該ＲＨターボチャージャ１８と並列に配設されたＬＨターボチャージャ１９と、スロットルバルブ５１と、インタークーラ５２とが備えられている。

そして、ＬＨターボチャージャ１９と、ＲＨターボチャージャ１８とを駆動した排ガスは排ガス処理装置８内に導入され、排ガス処理装置８内にて無害化され大気に放出される。

６ａはエンジン１をコントロールする制御装置である。制御装置６ａにはエンジン１の回転数を検出する回転数検出手段である回転数センサ６２と、エンジン１が駆動している発電機（図示省略）への動力断・切を検知する負荷遮断検知手段である負荷センサ６１とが入力されている。スロットルバルブ５１は制御装置６によって吸気管５内を流れる混合ガスの流量を調整するもので、セットされた回転数領域内にエンジン１の回転数を維持している。
ミキシング装置７は制御装置６によってエンジン１の回転数と負荷に応じて、回転数をセットされた回転数領域内に維持できるように、空気と燃料ガスとの混合割合を調整するものである。

２ａは瞬間的に吸気管５内の混合ガスを吸引する空間を有した容積部であるバッファである。バッファ２ａは一端がインタークーラ５２と、インレットマニホールド１５との間の吸気管５に連通し、他端が容積部であるバッファ２ａに連通した流入管２１を有している。流入管２１には吸気管５からの混合ガスを容積部であるバッファ２ａへの流入を制御する開閉弁２５が配設されている。該開閉弁２５は制御装置６ａによって操作される。
また、バッファ２ａには、流入管２１と反対側に流出管２２が配設されている。流出管２２は一方がミキシング装置７とＲＨ，ＬＨターボチャージャ１８，１９との間の吸気管５に連通し、他方がバッファ２ａに連通している。流出管２２のバッファ２ａに近い部分にはバッファ２ａに流入した混合ガスをＲＨ，ＬＨターボチャージャ１８，１９の上流側に流量調整を行いながら放出する流量調整弁２６が配設されている。該流量調整弁２６は制御装置６ａによって制御されている。
尚、流量調整弁２６は、バッファ２ａに直接取付けて、バッファ２ａに流出管２２を取付ける構造にしてもよい。
また、バッファ２ａの容積は、第１実施形態と同様の考え方に基づき、インレットマニホールド１５（含むＲＨ，ＬＨバンク装着の両方）の略１／４の容積とした。
この場合、組付け工数の低減、組付け箇所の減少による組付け不具合発生リスクが減少し、品質の安定性が向上する。

本実施形態の作動について、図３のタイムチャートに基づいて説明する。
エンジン１は発電機を駆動しているの状態では一定回転で且つ、一定出力に運転されるように制御装置６によってコントロールされている。
エンジン１の稼動中に、発電設備に異常が発生して、発電を中止するためにエンジン１の動力を発電機から遮断する。
この時、エンジン１にはオーバーシュートが発生する。
負荷が変動（遮断）すると負荷センサ６１が負荷遮断を検知し、制御装置６はｔ１後に開閉弁２５を開操作する。ｔ１は負荷が遮断されたことを検知するまでのタイムラグである。
開閉弁２５が制御装置６によって開操作されると、吸気管５の加圧された混合ガスは容積部であるバッファ２ａに瞬間的に流入する。

従って、開閉弁２５が開いてから時間ｔ２（遅れ）後に流量調整弁２６が制御装置６によって開操作される。
時間ｔ２はバッファ２ａの容積、流入管２１の流動抵抗等を考慮して設定される。
流量調整弁２６が開放されると、バッファ２ａの混合ガスの圧力は流出管２２の一端が連通している吸気管５の混合ガス圧力より高いので、バッファ２ａの混合ガスは吸気管５内へと流出していく。
この時、吸気管５内への混合ガス流入を瞬時に行うより、時間を有して流入させることにより、ＲＨ，ＬＨターボチャージャ１８，１９での加圧上昇量を抑制させることにより、インレットマニホールド１５への混合ガス供給量を減少させて、オーバーシュートの収束を早めることができる。
従って、流量調整弁２６は、オリフィスに替えても同様の効果を得ることができる。
また、流量調整弁２６をバッファ２ａの近傍又は、バッファ２ａに取付けることにより、吸気管５に混合ガスが流入するまでの距離を長くすることにより、流動抵抗の増大に基づく混合ガスの流れの遅れを生起させるためである。

オーバーシュートによって、エンジン１の上昇が続き、上昇傾向の停止、又は下降（ｔ０後）していることが回転数センサ６２によって検出されると、制御装置６は開閉弁２５を閉操作して、アイドリング状態に維持する。
一方、流量調整弁２６は、開閉弁２５が閉塞操作されてから時間ｔ３後に制御装置６によって閉塞されるようになっている。
これは、流量調整弁２６によって、流量調整を行っているため、バッファ２ａ内の混合ガス圧力を十分に下げておき、開閉弁２５の開操作時にバッファ２ａの作用が十分に作用するようにしておくためである。

本実施形態における作用効果は第１実施形態と以下以外は同じなので、省略する。
尚、本実施形態での試験結果では、バッファ２ａに流入した混合ガスを流量調整弁２６によって流量調整すると共に、ターボチャージャの上流側の吸気管５内に流入させることにより、オーバーシュートの最高回転数ｒｐｍを減少させる効果があることを確認した。

（第３実施形態）
本実施形態は、エンジン１の燃焼室１４に導入された混合ガスの点火カットする以外は第２実施形態に同じである。
従って、構造説明は省略し、異なる部分のみ説明する。その際、同じ部品は同一符号を付して説明は省略する。

エンジン１を制御する制御装置６ａには、複数の燃焼室１４の一部において、混合ガスの点火をカット（燃焼室１４に導入された混合ガスを未燃焼にする）する点火カット手段６５（図２参照）が収納されている。
制御手段６ａは負荷遮断検出手段である負荷センサ６１がエンジン負荷の遮断を検知した時に点火カット手段６５を作動させ、回転数検知手段である回転数センサ６２がエンジン１の回転数上昇の停止、又は下降（ｔ０後）していることを検知した時に、点火カット手段６５の作動を停止する。
本実施形態は、図３に第３実施形態として示すように、負荷が変動（遮断）されると負荷センサ６１が負荷遮断を検知し、制御装置６ａは負荷遮断ｔ１後に開閉弁２５を開操作する。
点火カットは開閉弁２５が開操作されるのと同じタイミングで制御装置６ａによって実施される。
尚、点火カットのタイミングは開閉弁２５の開操作と同じであるが、説明が煩雑になるのを防止するためｔ４として区別する。

開閉弁２５が制御装置６ａによって開操作されると、吸気管５の加圧された混合ガスは容積部であるバッファ２ａに瞬間的に流入する。
従って、インレットマニホールド１５側に流れる混合ガスの量は減少し、エンジン１の回転力は抑制される。
更に、混合ガスの量が抑制された燃焼室１４の点火カットを実施して、更なるエンジン１の回転力を抑制するものである。
点火カットを実施する燃焼室１４（気筒）は、エンジン１の通常の点火順序において２気筒以上連続しないようにしている。
これは、点火カットを実施する燃焼室１４（気筒）を連続させないようにすることで、未燃焼の混合ガス濃度が高くなる可能性をなるべく小さくすることで排気管内での煙爆（未燃焼ガスの燃焼）のリスクを抑制することができる。

図４にオーバーシュートが発生してから、制御装置６ａが負荷遮断を検知し、制御装置６ａから点火カット指令が出るまでの遅れｔ４によるオーバーシュート抑制効果の比較を示したものである。
図４の第３実施形態による実施条件は、流入弁＋容積部＋流量調整弁開遅れｔ２＋点火カットの指令遅れｔ４の変化及び、点火カット数（減筒）を変化させた場合の回転数降下の比較図を示し、（Ａ）は点火カット数が１ｓｅｔ、（Ｂ）は点火カット数が２ｓｅｔ、（Ｃ）は点火カット数が３ｓｅｔ夫々の効果を示す。
図４（Ａ）の回転数降下の対策は、流入弁＋容積部+流量調整弁開遅れｔ２＋点火カット（減筒）＋点火カットの指令遅れｔ４の条件〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕にて実施した。
ｔ２は開閉弁５が開操作されてから、流量調整弁２６が開操作されるまでのタイムラグを示す。
点火カットの指令遅れｔ４は、オーバーシュートが発生した時点から、点火カットを制御装置６ａが指令した時点までのタイムラグである。
点火カットの減筒1ｓｅｔは２気筒を表わし、左右のバンク１１，１２夫々に多数ある気筒の各１気筒を点火カットする。本実施形態の場合はＶ型エンジンなので、左右のバンクは均等に減筒しないと回転斑が発生するためである。
従って、減筒２ｓｅｔは４気筒を表わし、減筒３ｓｅｔは６気筒を表わしている。

図４（Ａ）において、α１は対策なし、β１〜δ１間では、第２実施形態に加え減筒１ｓｅｔ（２気筒）、遅れｔ４をβ１が０ｓｅｃ、γ１が０．２ｓｅｃ、δ１が０．４ｓｅｃの順に測定結果を記述してある。
その結果、ｔ４の遅れが少ない（短い）ほどオーバーシュートの最高回転数を抑制させる効果が大きいことがわかる。
これは、ｔ４の遅れが小さい（ｔ４；０ｓｅｃ）ことは、オーバーシュートが開始されてから直ぐに点火カットを始めることになり、混合ガスの燃焼を早期にカットでき、最高回転数を抑制させる効果が大きい。
一方遅い場合（ｔ４；０．４ｓｅｃ）には、オーバーシュートが進んでから点火カットが始まり、最高回転数を抑制させる効果が小さい。
オーバーシュートの最高回転数を経過した後の収束傾向はα〜δまで夫々が平行を保った状態で収束していることは、点灯カットがオーバーシュート抑制効果に寄与していることがわかる。
結果として、オーバーシュートの最高回転数は、容積部＋減筒（点灯カット）１ｓｅｔ＋遅れｔ４（０ｓｅｃ）の場合が、α１に対しβ１が約１％減少していることがわかった。
更に、図４（Ｂ）において、α２は対策なし、β２〜δ２間では、第２実施形態に加え減筒２ｓｅｔ（４気筒）、遅れｔ４をβ２が０ｓｅｃ、γ２が０．２ｓｅｃ、δ２が０．４ｓｅｃの順に測定結果を記述してある。
図４（Ａ）と同様に図４（Ｂ）は、ｔ４の遅れが少ない（短い）ほどオーバーシュートの最高回転数を抑制させる効果が大きいことがわかると共に、減筒数（点火カット）が多くなるにつれてオーバーシュートの最高回転数を抑制させる効果が大きい（回転数の幅が大きくなっている）ことがわかる。
また、図４（Ｃ）において、α３は対策なし、β３〜δ３間では減筒３ｓｅｔ（６気筒）、遅れｔ４はβ３が０ｓｅｃ、γ３が０．２ｓｅｃ、δ３が０．４ｓｅｃの順に測定結果を記述してある。
オーバーシュートの最高回転数を抑制させる効果が顕著に表れている図４（Ｃ）で説明する。
減筒なしのα３に対し、δ３は４００ｍｓｅｃ（時間ｔｍｓ）の位置から回転数の抑制効果が現れ、γ３では２００ｍｓｅｃ（時間ｔｍｓ）の位置から回転数の抑制効果が現れ、β３では０ｍｓｅｃ（時間ｔｍｓ）の位置から回転数の抑制効果が現れているのがわかる。
ｔ４の遅れが少ない（短い）ほどオーバーシュートの最高回転数を抑制させる効果が大きいことがわかる。
結果として、オーバーシュートの最高回転数は、容積部＋減筒（点灯カット）１ｓｅｔ＋遅れｔ４（０ｓｅｃ）の場合が、α３に対しβ３が約３．３％減少していることがわかった。

このような構造にすることにより、エンジン１に配設されている複数の燃焼室の一部において、早期に混合ガスの点火カットをすることにより、カットされた燃焼室１４（気筒）がエンジンブレーキ効果（シリンダ内での混合ガスを圧縮する負荷による回転抵抗）により、回転上昇を効果的に抑制できる。

（第４実施形態）
本実施形態はエンジン１の燃焼室１４に導入された混合ガスの点火タイミングを変更する以外は第２実施形態（バッファバイパス）に同じである。
従って、構造説明は省略し、異なる部分のみ説明する。その際、同じ部品は同一符号を付して説明は省略する。

エンジン１の燃焼室１４に混合ガス量を抑制された（バッファ２に流入された混合ガス量）混合ガスの点火時期を遅らせたるリタード手段６６を備えたものである。
リタード手段６６は制御装置６ａ内に収納されている。
負荷遮断検出手段である負荷センサ６１が負荷の遮断を検知した時にリタード手段６６を作動させ、回転数検知手段である回転数センサ６２がエンジン１の回転数上昇の停止、又は下降（ｔ０後）していることを検知した時に、リタード手段６６の作動を停止する。
本実施形態は図３に示すように、負荷が変動（遮断）されると負荷センサ６１が負荷遮断を検知し、制御装置６はｔ１後に制御装置６に内蔵されているリタード手段６６によって実施される。

図５は、本実施形態における、負荷遮断時のオーバーシュート最高回転数の抑制を行った場合の結果を示している。
本実施形態のオーバーシュート最高回転数の抑制対策は、流入弁＋容積部容積部＋調整弁（容積部バイパス遅れｔ２）＋リタードの条件〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕で実施した結果である。
本結果によると、リタードＢの場合で、約１０ｒｐｍの低減効果が得られた。
但し、リタードは遅れ角度がＡ＜Ｂとする。
図５から判明するように、リタード量が大きい方ほどよい結果が出ている。ただし、大きすぎると、異常燃焼、又は失火の原因になるので、その値はエンジンにより夫々きめる必要がある。

混合ガスの点火時期を通常運転字に対しリタード（遅らせる）させることで、混合ガスの燃焼効率を低下させて、燃焼エネルギーの動力エネルギーへの変換効率が低くなるようにしている。
従って、動力エネルギーへの変換が低下することで回転アップの影響を少なくすることで、負荷遮断時のオーバーシュート最高回転数の抑制を図ることができる。

内燃機関運転時に作用していた負荷遮断時、回転数が急上昇する所謂オーバーシュート量を低減させる内燃機関の吸気循環装置として提供できる。

１ エンジン（内燃機関）
２、２ａ バッファ（容積部）
３ エアクリーナ
５ 吸気管
６、６ａ 制御装置
７ ミキシング装置
８ 排ガス処理装置
１５ インレットマニホールド
１６ ＲＨエキゾーストマニホールド
１７ ＬＨエキゾーストマニホールド
１８ ＲＨターボチャージャ
１９ ＬＨターボチャージャ
２１ 流入管
２２ 流出管
２５ 開閉弁（開閉弁）
２６ 流量調整弁
５１ スロットルバルブ
５２ インタークーラ
６１ 負荷センサ（負荷遮断検知手段）
６２ 回転数センサ（回転数検知手段）
６５ 点火カット手段
６６ リタード手段

Claims (7)

1. 内燃機関と、前記内燃機関への空気を浄化するエアクリーナと、
   前記内燃機関と前記エアクリーナとを連結する吸気管と、
   前記吸気管の上流側から順に前記吸気管内を流れる空気に燃料ガスを混合させて、混合ガスを生成するミキシング装置と、
   前記混合ガスを加圧するターボチャージャと、
   加圧された前記混合ガスを冷却するインタークーラと、
   前記インタークーラと前記内燃機関との間に連結された流入管を介して設けられた容積部と、
   前記流入管に設けられた開閉弁と、
   前記内燃機関に作用していた負荷が遮断されたことを検知する負荷遮断検知手段と、
   前記内燃機関の回転数を検知する回転数検知手段と、
   前記開閉弁の開閉操作を制御する制御装置と、を備え、
   前記負荷遮断検知手段が負荷の遮断を検知した時に、前記開閉弁を前記制御装置にて開操作して、前記吸気管を流れる前記混合ガスの一部を前記容積部に流入させ、前記回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に、前記開閉弁は閉操作されることを特徴とする内燃機関の吸気循環装置。
2. 一端が前記容積部に連通し、他端が前記ミキシング装置とターボチャージャとの間に連通した流出管と、該流出管に介装された流量調整弁と、を備え、
   前記流量調整弁は前記制御装置によって前記開閉弁の開操作時からタイミングを遅らせて開操作され、前記容積部の混合ガスを前記吸気管のターボチャージャ上流側に戻し、回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に閉操作することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気循環装置。
3. 前記容積部の体積は吸気マニホールドの体積の略１／４としたことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の吸気循環装置。
4. 前記流量調整弁の取付位置は、前記容積部または、容積部に近い前記流出管に配設されたことを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の吸気循環装置。
5. 前記内燃機関に配設されている複数の燃焼室の一部において、前記混合ガスの点火をカットする点火カット手段を設け、前記負荷遮断検出手段が負荷の遮断を検知した時に前記点火カット手段を作動させ、前記回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に、前記点火カット手段の作動を停止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の吸気循環装置。
6. 前記点火カットを実施する燃焼室は、前記内燃機関の正常運転時の点火順序において、２気筒以上連続させないことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の吸気循環装置。
7. 前記内燃機関は前記混合ガスの点火時期を、通常運転時に対しリタードさせるリタード手段を設け、前記負荷遮断検出手段が負荷の遮断を検知した時に前記リタード手段を作動させ、前記回転数検知手段が前記内燃機関の回転数上昇の停止、又は下降していることを検知した時に、前記リタード手段は作動を停止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の吸気循環装置。

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