JP2873104B2 - 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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JP2873104B2
JP2873104B2 JP4692991A JP4692991A JP2873104B2 JP 2873104 B2 JP2873104 B2 JP 2873104B2 JP 4692991 A JP4692991 A JP 4692991A JP 4692991 A JP4692991 A JP 4692991A JP 2873104 B2 JP2873104 B2 JP 2873104B2
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敏 大浦
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料としてガスを使用す
るガスエンジンの燃料供給装置に関し、エアクリーナー
の目詰まりの度合いや、吸気管の部分の脈動に作用され
ず、安定した燃料ガスと空気の混合比を確保することを
目的とする。
【0002】
【従来の技術】従来からガスエンジンにおいて、エアク
リーナーの目詰まりの度合いに作用されず、安定した燃
料ガスと空気の混合比を得る技術は公知とされているの
である。例えば実開昭57−137764号公報や、特
開昭59−37252号公報や、実公昭43−2360
4号公報に記載の技術の如くである。
【0003】
【発明が解決すべき課題】しかし上記従来の技術の場合
には、吸気圧力の脈動が大きい為に、ガス濃度が変動す
るという問題があったのである。特に吸気圧力の脈動が
大きい為に、シリンダ数の少ないエンジンでは、実用に
供することが出来なかったのである。またこの吸気圧力
の脈動を解消する為に、バランスラインに大容量のダン
ピングボリュームを配置した場合には、単気筒のエンジ
ンではかなりの大容量のダンピング用ボリュームが必要
となり、バランスラインの効果が薄れ、ガスレギュレー
タのダイアフラム室圧が大気開放に近い特性となり、吸
気圧力に連動して空燃比コントール特性が大幅に低下す
るのである。本発明は吸気管6とダイヤフラム室bを連
結するバランスライン連結管を吸気管側連結管9とダイ
ヤフラム室側連結管8とし、ダイヤフラム室側連結管8
を吸気管側連結管9よりも大に構成し、両者の断面積の
比率を、2倍以上〜10倍未満としたものである。また
サージタンク10の容量の排気量に対する比率を0.5
〜1.5倍としたものである。また別の構成として、ダ
ンピング用ボリューム10を介装するのではなくて、吸
気管6とダイヤフラム室bとの間を連結するバランスラ
イン14の内部に、絞り機構15を設けて、該絞り機構
15の径はバランスライン14の径に対して、4分の1
〜10分の1としたものである。以上の構成により、吸
気圧力の脈動による空燃比の変動を減少させたものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は以上の如くであり、次に該課題を解決する手段を説明
する。即ち、吸気圧力の脈動によるガスミキサー3に於
けるガス濃度の変動を阻止すべく、エアクリーナー5と
ガスミキサー3を接続する吸気管6と、ガスレギュレー
タGのダイヤフラム室bとを接続すると共に、吸気管6
とダイヤフラム室bとの間の回路にサージタンク10を
設け、吸気管6とダイヤフラム室bの間の連結管をサー
ジタンク10により分岐し、吸気管側連結管9とダイヤ
フラム室側連結管8とし、ダイヤフラム室側連結管8を
吸気管側連結管9よりも大に構成し、両者の断面積の比
率xを2倍以上〜10倍未満とし、サージタンク10の
容量の排気量に対する比率zを0.5〜1.5倍とした
ものである。また、吸気圧力の脈動によるガスミキサー
3に於けるガス濃度の変動を阻止すべく、エアクリーナ
ー5とガスミキサー3を接続する吸気管6と、ガスレギ
ュレータGのダイヤフラム室bとを接続すると共に、吸
気管6とダイヤフラム室bとの間の回路に絞り機構15
を介装し、該絞り機構15の径とバランスライン14の
径の比率yを、4分の1〜10分の1としたものであ
る。
【0005】
【作用】次に作用を説明する。実施例1の如く、吸気管
6とダイヤフラム室bとの間の回路にサージタンク10
を設け、バランスライン連結管をサージタンク10によ
り分岐し、吸気管側連結管9とダイヤフラム室側連結管
8とし、ダイヤフラム室側連結管8を吸気管側連結管9
よりも大に構成し、両者の断面積の比率をxとすると。
図3に示す如く、運転時間が1000時間から3000
時間と経過すると、空気過剰率λと、NOx濃度が変化
するのである。即ち比率xが余りに大きくなると、空気
過剰率λとNOx濃度が不良状態となるのである。また
図4に示す如く、機関回転数が最小から最大まで変化さ
せることにより、比率xが1に近く小さくなると、空気
過剰率λにおいても、正味平均有効圧においても不良状
態が発生するのである。故に、比率xが20倍に近い所
と、1倍に近い所を外して、本発明においては、該比率
xを、2倍以上〜10倍未満としたものである。
【0006】また、サージタンク10の容量のエンジン
排気量に対する比率をzとすると。図5において示す如
く、比率zが4倍に近い状態となると、空気過剰率λの
点においても、NOx濃度に点においても不良状態が発
生するのである。また図6に示す如く、機関回転数が最
小から最大まで変化する間において、比率zが4分の1
に近い状態となると、空気過剰率λの点においても、正
味平均有効圧の点においても、不良状態が発生するので
ある。故に本発明においては、該比率zを0.5〜1.
5倍としているのである。
【0007】また、実施例2において、吸気管6とダイ
ヤフラム室bとの間の回路に絞り機構15を介装し、該
絞り機構15の径の比率yとすると。図3の如く、運転
時間が1000時間から3000時間と経過すると、空
気過剰率λと、NOx濃度が変化するのである。即ち比
率yが余りに小さくなると、空気過剰率λとNOx濃度
が不良状態となるのである。また図4に示す如く、機関
回転数が最小から最大まで変化することにより、比率y
が1に近く小さくなると、空気過剰率λにおいても、正
味平均有効圧においても不良状態が発生するのである。
故に、比率yが1倍に近い所と20分の1に近い所とを
外して、本発明においては、該比率yを4分の1〜10
分の1としたのである。
【0008】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。図1は、吸
気管6とダイヤフラム室bの間にバランスラインを設
け、該バランスラインにサージタンク10を介装した実
施例の回路図、図2は、吸気管6とダイヤフラム室bの
間に構成したバランスライン14に絞り機構15を介装
した実施例の回路図、図3は図1の実施例において、吸
気管側連結管9とダイヤフラム室側連結管8の断面積の
比率を変更した場合の空気過剰率とNOx濃度の性能比
較表、図4は同じく正味平均有効圧と空気過剰率の機関
回転数の推移に対する性能比較表、図5はサージタンク
10の排気量に対する比率を変更した場合の空気過剰率
とNOx濃度の性能比較表、図6は同じく正味平均有効
圧と空気過剰率の機関回転数の推移に対する性能比較表
である。
【0009】図1において説明する。バランスラインと
はガスエンジンの吸気系において、エアクリーナーの下
流の負圧を取出し、ガス供給源を構成するガスレギュレ
ータGのダイヤフラム室bにパイプで接続するシステム
であり、エアクリーナー5のフィルターが目詰まりする
と負圧が大きくなり、燃料ガスのガスミキサー3への流
入量を制限し、空燃比を一定に制御する作用をするので
ある。即ち吸気負圧が大きくなると吸気量が制限される
ので、燃料ガスの量も減少されるのである。
【0010】ガスエンジンの燃料供給系のガスミキサー
3のガス混合濃度である空燃比は、吸入空気の圧力に大
きく影響を受けるのである。そしてエアクリーナー5が
詰まると吸気の圧力が変化し、空燃比が変化するのであ
る。この不具合を解消する為に、前述の如く、ガスレギ
ュレータGのダイヤフラム室bと、エアクリーナー5の
下流をバランスラインにより接続して、バランスをとっ
ているのである。しかし、吸気圧力が脈動する為に、制
御される空燃比も変動し易いという不具合があったので
ある。特に吸気の脈動の多い、シリンダ数の少ないエン
ジンの場合にこのような問題が発生するのである。故に
シリンダ数の少ないエンジンにおいては、バランスライ
ンの実用化が困難であったのである。また脈動を吸収す
る為にサージタンクを設けるとこの容量が大容量とな
り、バランスラインの効果が薄れ、空燃比の制御精度が
悪くなるのである。
【0011】図1においては、ガスレギュレータGのダ
イヤフラム室bと、エアクリーナー5の下流にある吸気
管6の間を、吸気管側連結管9とダイヤフラム室側連結
管8により連結し、該吸気管側連結管9とダイヤフラム
室側連結管8の間には、サージタンク10を介装してい
る。該サージタンク10は密閉式のタンクに構成されて
いる。該サージタンク10は最小の容量のタンクに構成
しており、最適の容量である、エンジン排気量に対する
比率zを0.5〜1.5倍の容量となるように構成して
いる。また吸気管側連結管9とダイヤフラム室側連結管
8は、サージタンク10のボリュームと組み合わせるこ
とにより、脈動を解消し空燃比の制御を的確に行えるよ
うに、ゴムパイプを使用している。そして該ダイヤフラ
ム室側連結管8の断面積は、吸気管側連結管9の断面積
の比率xは2倍以上10倍未満となるように構成してい
る。1はバキュームロックホース1である。
【0012】図1を説明する。シリンダヘッド12の上
部には弁腕室13が配置されている。そして該シリンダ
ヘッド12にエアクリーナー5からの空気が吸気管6を
経てガスミキサー3において、ガス燃料と混合されて、
吸気マニホールド4よりシリンダヘッド12内に供給さ
れるのである。ガス燃料はガス燃料吸入口11からガス
レギュレータGの調節弁室a内に吸引されて、調整バル
ブVにより量を調節されながら、ガス燃料ホース2を経
由してガスミキサー3の部分に供給されている。また吸
気マニホールド4と調節弁室aの間には、バキュームロ
ックホース1が連通されている。該バキュームロックホ
ース1は吸気マニホールド4内の負圧を検出しており、
エアクリーナー5が詰まって空気の流入が停止し、ガス
燃料のみがシリンダヘッド12に供給されるという不具
合を解消する為に、一定以上の負圧が発生すると調整バ
ルブVを停止するものである。ガスレギュレータG内部
はダイアフラム7により調節弁室aとダイヤフラム室b
に分割されている。
【0013】そして該ダイアフラム7を圧力により動か
して制御する要素として、吸気管6の部分から吸気管側
連結管9とダイヤフラム室側連結管8を介して、ガスレ
ギュレータGのダイヤフラム室bに負圧が連通されてい
るのである。しかし、該吸気管6の部分の負圧は、シリ
ンダヘッド12内の圧力変動がそのまま伝達されるので
脈動しており、これをそのまま吸気管側連結管9とダイ
ヤフラム室側連結管8を介して、ダイヤフラム室bに導
入したのでは、ダイアフラム7が脈動してしまうのであ
る。本発明はこのような脈動を解消する為に、吸気管側
連結管9とダイヤフラム室側連結管8の断面積を前述の
如く設定したゴム管とし、またサージタンク10の容量
を、排気量に対して設定したものである。これにより、
最低の脈動を解消することができて、ダイアフラム7の
脈動を無くすことが出来るのである。
【0014】図にの実施例においては、同様にバランス
ラインとして14を構成して、吸気管6とダイヤフラム
室bとを連通しているのであるが、脈動を取る為の構成
として、サージタンク10を介装するのではなくて、絞
り機構15を介装しているのである。そして該絞り機構
15の径の比率yは、バランスライン14の径の4分の
1〜10分の1の径としているのである。
【0015】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項1・請求項
2の如く構成したので、サージタンク10を設けるが、
該サージタンク10に至る吸気管側連結管9とダイヤフ
ラム室側連結管8のパイプ断面積を或る範囲に設定し、
またシリンダの排気量に対するサージタンク10の比率
を一定範囲に設定することにより、長時間安定した排気
エミッションを維持出来るように構成したものである。
しかもエアクリーナー5の目詰まりによるエンスト限界
時間の延長が出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸気管6とダイヤフラム室bの間にバランスラ
インを設け、該バランスラインにサージタンク10を介
装した実施例の回路図である。
【図2】吸気管6とダイヤフラム室bの間に構成したバ
ランスライン14に絞り機構15を介装した実施例の回
路図である。
【図3】図1の実施例において、吸気管側連結管9とダ
イヤフラム室側連結管8の断面積の比率を変更した場合
の空気過剰率とNOx濃度の性能比較表である。
【図4】同じく正味平均有効圧と空気過剰率の機関回転
数の推移に対する性能比較表である。
【図5】サージタンク10の排気量に対する比率を変更
した場合の空気過剰率とNOx濃度の性能比較表であ
る。
【図6】同じく正味平均有効圧と空気過剰率の機関回転
数の推移に対する性能比較表である。
【符号の説明】
1 バキュームロックホース 2 ガス燃料ホース 3 ガスミキサー 4 吸気マニホールド 5 エアクリーナー 6 吸気管 7 ダイアフラム 8 ダイヤフラム室側連結管 9 吸気管側連結管 10 サージタンク 11 ガス燃料吸入口 12 シリンダヘッド
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 21/00,21/04 F02M 37/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気圧力の脈動によるガスミキサー3に
    於けるガス濃度の変動を阻止すべく、エアクリーナー5
    とガスミキサー3を接続する吸気管6と、ガスレギュレ
    ータGのダイヤフラム室bとを接続すると共に、吸気管
    6とダイヤフラム室bとの間の回路にサージタンク10
    を設け、吸気管6とダイヤフラム室bの間の連結管をサ
    ージタンク10により分岐し、吸気管側連結管9とダイ
    ヤフラム室側連結管8とし、ダイヤフラム室側連結管8
    を吸気管側連結管9よりも大に構成し、両者の断面積の
    比率xを2倍以上〜10倍未満とし、サージタンク10
    の容量の排気量に対する比率zを0.5〜1.5倍とし
    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】 吸気圧力の脈動によるガスミキサー3に
    於けるガス濃度の変動を阻止すべく、エアクリーナー5
    とガスミキサー3を接続する吸気管6と、ガスレギュレ
    ータGのダイヤフラム室bとを接続すると共に、吸気管
    6とダイヤフラム室bとの間の回路に絞り機構15を介
    装し、該絞り機構15の径とバランスライン14の径の
    比率yを、4分の1〜10分の1としたことを特徴とす
    るガスエンジンの燃料供給装置。
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JPH06330774A (ja) * 1993-05-19 1994-11-29 Tokyo Gas Co Ltd ガスエンジンの運転安定化装置
JP3314889B2 (ja) * 1993-05-19 2002-08-19 東京瓦斯株式会社 ガスエンジンの運転安定化装置
JP2007278068A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Nikki Co Ltd ガスエンジンの燃料供給装置

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