JP3272618B2 - 高膨張比ガスエンジンの燃料ガス供給装置とその供給方法 - Google Patents
高膨張比ガスエンジンの燃料ガス供給装置とその供給方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は過給機付きトーチ点
火式希薄燃焼ガスエンジン、特に給気弁の閉弁時期を通
常の閉弁時期よりも大幅に遅らせて、圧縮ストロークよ
りも膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエンジンの
燃料ガス供給装置とその供給方法に関する。
火式希薄燃焼ガスエンジン、特に給気弁の閉弁時期を通
常の閉弁時期よりも大幅に遅らせて、圧縮ストロークよ
りも膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエンジンの
燃料ガス供給装置とその供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】過給機付きトーチ点火式希薄燃焼ガスエ
ンジンでは空気量を絞ること無く、燃料ガス量はエンジ
ン要求負荷に応じて供給され、許容空気過剰率まで低下
するガス供給量の時点をもって、そのエンジン回転数で
の最高負荷としている。したがって、燃料ガス供給系は
過給機の圧縮機前で空気供給系と合一させ、主燃料室へ
供給する大部分の混合気を形成させる。また、点火用ガ
ス供給系はシリンダ内へ連なるトーチ用の副室へ供給し
なければならないので、給気圧力以上の圧力が必要とな
り、主燃料室へのガス燃料供給系とは異なり、小形圧縮
機を通る別供給系を持っている。
ンジンでは空気量を絞ること無く、燃料ガス量はエンジ
ン要求負荷に応じて供給され、許容空気過剰率まで低下
するガス供給量の時点をもって、そのエンジン回転数で
の最高負荷としている。したがって、燃料ガス供給系は
過給機の圧縮機前で空気供給系と合一させ、主燃料室へ
供給する大部分の混合気を形成させる。また、点火用ガ
ス供給系はシリンダ内へ連なるトーチ用の副室へ供給し
なければならないので、給気圧力以上の圧力が必要とな
り、主燃料室へのガス燃料供給系とは異なり、小形圧縮
機を通る別供給系を持っている。
【０００３】図２にかかる従来の希薄燃焼ガスエンジン
の全体構成図を示す。１０１はエンジン本体、１０２は
ピストン、１０２ａはシリンダ、１０３は給気弁１３０
及び排気弁１３１を具えたシリンダヘッド、１０４はシ
リンダヘッド１０３中央部に設けたトーチ副室、１０５
はトーチ副室１０４内に設けた点火栓、１０６は給気
管、１０７は過給機圧縮機、１０８は主燃料ガスミキ
サ、１０９は給入空気スロットル弁、１１０はエアフィ
ルタ、１１１は空気供給管、１１２は過給機排気タービ
ン、１１３は排気管、１１４は燃料ガス供給本管、１１
５は主燃料ガス供給管、１１７は主燃料ガス調圧器、１
１８は主燃料ガス量調整弁、１１９はトーチ副室点火用
燃料ガス供給管、１２０は逆止機能付自動弁、１２１は
点火用燃料ガス圧縮機、１２３は運転制御装置である。
の全体構成図を示す。１０１はエンジン本体、１０２は
ピストン、１０２ａはシリンダ、１０３は給気弁１３０
及び排気弁１３１を具えたシリンダヘッド、１０４はシ
リンダヘッド１０３中央部に設けたトーチ副室、１０５
はトーチ副室１０４内に設けた点火栓、１０６は給気
管、１０７は過給機圧縮機、１０８は主燃料ガスミキ
サ、１０９は給入空気スロットル弁、１１０はエアフィ
ルタ、１１１は空気供給管、１１２は過給機排気タービ
ン、１１３は排気管、１１４は燃料ガス供給本管、１１
５は主燃料ガス供給管、１１７は主燃料ガス調圧器、１
１８は主燃料ガス量調整弁、１１９はトーチ副室点火用
燃料ガス供給管、１２０は逆止機能付自動弁、１２１は
点火用燃料ガス圧縮機、１２３は運転制御装置である。
【０００４】かかる構造において主燃料ガスと空気供給
は空気供給管１１１の途中の給入空気スロットル弁１０
９に配設されたガスミキサ１０８により混合され、過給
機圧縮機１０７を通りシリンダ１０２ａ内に導入され
る。一方、トーチ副室用燃料ガスは副室燃料供給管１１
９の途中の点火用燃料ガス圧縮機１２１で圧縮された
後、その出口側に配設された不図示の機器により圧力、
流量を調整され、燃料ガスのみがトーチ副室１０４内に
導入される。
は空気供給管１１１の途中の給入空気スロットル弁１０
９に配設されたガスミキサ１０８により混合され、過給
機圧縮機１０７を通りシリンダ１０２ａ内に導入され
る。一方、トーチ副室用燃料ガスは副室燃料供給管１１
９の途中の点火用燃料ガス圧縮機１２１で圧縮された
後、その出口側に配設された不図示の機器により圧力、
流量を調整され、燃料ガスのみがトーチ副室１０４内に
導入される。
【０００５】始動方法としては以下のような方法が採用
されている。その一つの方法は副室燃料ガス供給管１１
９に配設した逆止機能付自動弁１２０を閉止し、空気供
給管１１１の途中に配設した給入空気スロットル弁１０
９及び主燃料ガス供給管１１５の途中に配設した燃料ガ
ス量調整弁１１８を始動時の必要混合比を達成する開度
に設定して、セルモータ等によりモータリングし、点火
始動させて、その後、トーチ副室点火用燃料ガスを逆止
機能付自動弁１２０を開弁して投入して、通常の負荷運
転へ移行する。他の方法はトーチ副室点火用燃料ガスは
点火用燃料ガス圧縮機１２１で圧縮された後逆止機能付
自動弁１２０を開弁し、一方主燃料ガスと空気供給は主
燃料ガス量調整弁１１８及び給入空気スロットル弁１０
９の開度を各々、始動時の必要混合比を得られるように
調整し、始動させる方法である。
されている。その一つの方法は副室燃料ガス供給管１１
９に配設した逆止機能付自動弁１２０を閉止し、空気供
給管１１１の途中に配設した給入空気スロットル弁１０
９及び主燃料ガス供給管１１５の途中に配設した燃料ガ
ス量調整弁１１８を始動時の必要混合比を達成する開度
に設定して、セルモータ等によりモータリングし、点火
始動させて、その後、トーチ副室点火用燃料ガスを逆止
機能付自動弁１２０を開弁して投入して、通常の負荷運
転へ移行する。他の方法はトーチ副室点火用燃料ガスは
点火用燃料ガス圧縮機１２１で圧縮された後逆止機能付
自動弁１２０を開弁し、一方主燃料ガスと空気供給は主
燃料ガス量調整弁１１８及び給入空気スロットル弁１０
９の開度を各々、始動時の必要混合比を得られるように
調整し、始動させる方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の過給機付
きトーチ点火式希薄燃焼ガスエンジンにおいて、図３
（バルブリフトを縦軸、クランク角度を横軸とした給排
気カムのリフトカーブ）の破線に示すように給気弁閉じ
時期を一点鎖線で示す通常の閉じ時期よりも大幅に遅ら
せて、圧縮ストロークよりも膨張ストロークを長くした
高膨張比ガスエンジンでは、給気弁閉じ時期が大幅に遅
く下死点を過ぎてピストンが上昇行程にある時期に当た
るので、機関回転数の低い起動時には吸入弁の開弁時間
が長く、かつ流路面積が十分にあり、このため図４の破
線で示すように、混合気の給気ガス流は実線で示す通常
の場合の給気ガス流に比し、給気弁閉止前に大量の混合
ガスが給気管に吹き返す「吹き返し」が発生している。
かかる「吹き返し」が甚だしい場合は空気吸入口まで吹
き返すので、危険である。
きトーチ点火式希薄燃焼ガスエンジンにおいて、図３
（バルブリフトを縦軸、クランク角度を横軸とした給排
気カムのリフトカーブ）の破線に示すように給気弁閉じ
時期を一点鎖線で示す通常の閉じ時期よりも大幅に遅ら
せて、圧縮ストロークよりも膨張ストロークを長くした
高膨張比ガスエンジンでは、給気弁閉じ時期が大幅に遅
く下死点を過ぎてピストンが上昇行程にある時期に当た
るので、機関回転数の低い起動時には吸入弁の開弁時間
が長く、かつ流路面積が十分にあり、このため図４の破
線で示すように、混合気の給気ガス流は実線で示す通常
の場合の給気ガス流に比し、給気弁閉止前に大量の混合
ガスが給気管に吹き返す「吹き返し」が発生している。
かかる「吹き返し」が甚だしい場合は空気吸入口まで吹
き返すので、危険である。
【０００７】本発明はかかる課題を解決するために、給
気弁の閉弁時期を通常より大幅に遅らせて、圧縮ストロ
ークよりも膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエン
ジンにおいて、給気弁閉止後にトーチ副室からシリンダ
内に直接燃料を供給することによって、始動時における
給気弁閉止前の燃料ガスの給気管側への吹き返しを防ぐ
ことができスムースな始動ができる高膨張比ガスエンジ
ンの燃料ガス供給装置とその供給方法を提供する事にあ
る。
気弁の閉弁時期を通常より大幅に遅らせて、圧縮ストロ
ークよりも膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエン
ジンにおいて、給気弁閉止後にトーチ副室からシリンダ
内に直接燃料を供給することによって、始動時における
給気弁閉止前の燃料ガスの給気管側への吹き返しを防ぐ
ことができスムースな始動ができる高膨張比ガスエンジ
ンの燃料ガス供給装置とその供給方法を提供する事にあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、空気吸入口１１ａから過
給機用圧縮機７までの空気給入管１１の途中に主燃料ガ
スミキサ８を設け、主燃料ガスを主燃料ガス供給本管１
４からガス調圧器１７、ガス量調整弁１８を介して前記
主燃料ガスミキサ８に供給するよう構成された主燃料ガ
ス供給系と、前記主燃料ガス供給本管１４から分岐さ
れ、点火用燃料ガス圧縮機２１で高圧化された点火用ガ
スを逆止機能付自動弁２０を介してトーチ副室４に供給
するよう構成された点火用燃料ガス供給系とを備え、エ
ンジン本体１側の給気弁３０の閉時期を遅らせ、圧縮ス
トロークより膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエ
ンジンにおいて、前記主燃料ガス供給系の前記主燃料ガ
ス供給本管１４とガス調圧器１７との間に主燃料ガス遮
断弁１６を設けると共に、前記点火用燃料ガス供給系の
前記点火用燃料ガス圧縮機２１と逆止機能付自動弁２０
との間にトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２を設け、
これら主燃料ガス遮断弁１６及びトーチ副室点火用燃料
ガス供給弁２２をエンジン回転数検出センサ２８からの
入力信号により開閉する制御装置２３を備え、前記制御
装置２３による前記夫々の弁１６、２２の開閉操作によ
り始動時に給気管への燃料ガス供給を止め、前記給気弁
３０が閉じた後、シリンダ２ａ内に直接燃料ガスを供給
するように構成したことを特徴とする高膨張比ガスエン
ジンの燃料ガス供給装置を提案するものである。
めに、請求項１記載の発明は、空気吸入口１１ａから過
給機用圧縮機７までの空気給入管１１の途中に主燃料ガ
スミキサ８を設け、主燃料ガスを主燃料ガス供給本管１
４からガス調圧器１７、ガス量調整弁１８を介して前記
主燃料ガスミキサ８に供給するよう構成された主燃料ガ
ス供給系と、前記主燃料ガス供給本管１４から分岐さ
れ、点火用燃料ガス圧縮機２１で高圧化された点火用ガ
スを逆止機能付自動弁２０を介してトーチ副室４に供給
するよう構成された点火用燃料ガス供給系とを備え、エ
ンジン本体１側の給気弁３０の閉時期を遅らせ、圧縮ス
トロークより膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエ
ンジンにおいて、前記主燃料ガス供給系の前記主燃料ガ
ス供給本管１４とガス調圧器１７との間に主燃料ガス遮
断弁１６を設けると共に、前記点火用燃料ガス供給系の
前記点火用燃料ガス圧縮機２１と逆止機能付自動弁２０
との間にトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２を設け、
これら主燃料ガス遮断弁１６及びトーチ副室点火用燃料
ガス供給弁２２をエンジン回転数検出センサ２８からの
入力信号により開閉する制御装置２３を備え、前記制御
装置２３による前記夫々の弁１６、２２の開閉操作によ
り始動時に給気管への燃料ガス供給を止め、前記給気弁
３０が閉じた後、シリンダ２ａ内に直接燃料ガスを供給
するように構成したことを特徴とする高膨張比ガスエン
ジンの燃料ガス供給装置を提案するものである。
【０００９】請求項２記載の発明は、空気吸入口１１ａ
から過給機用圧縮機７までの空気給入管１１の途中に主
燃料ガスを主燃料ガス供給本管１４からガス調圧器１
７、ガス量調整弁１８を介して前記主燃料ガスミキサ８
に供給するよう構成された主燃料ガス供給系と、前記主
燃料ガス供給本管１４から分岐され、点火用燃料ガス圧
縮機２１で高圧化された点火用ガスを逆止機能付自動弁
２０を介してトーチ副室４に供給するよう構成された点
火用燃料ガス供給系とを備え、エンジン本体１側の給気
弁３０の閉時期を遅らせ、圧縮ストロークより膨張スト
ロークを長くした高膨張比ガスエンジンにおいて、前記
主燃料ガス供給系の前記主燃料ガス供給本管１４とガス
調圧器１７との間に主燃料ガス遮断弁１６を設けると共
に、前記点火用燃料ガス供給系の前記点火用燃料ガス圧
縮機２１と逆止機能付自動弁２０との間にトーチ副室点
火用燃料ガス供給弁２２を設け、始動時にエンジン回転
数が設定回数以下のとき、始動状態と判断して前記主燃
料ガス遮断弁１６を閉じ、主燃料ガスの供給を止めて空
気のみを過給機用圧縮機を介してシリンダ２ａ内に吸気
し、前記給気弁３０が閉じた後、前記トーチ副室点火用
燃料ガス供給弁２２を開いて前記点火用燃料ガス圧縮機
２１で高圧化した始動に充分な量の燃料ガスをトーチ副
室４に供給し、シリンダ３ａ内の空気とトーチ副室４か
ら吹き出した燃料ガスとによってトーチ副室４及びシリ
ンダ３ａ内に混合気を形成し、このトーチ副室４内の混
合気に圧縮行程終わり近くで点火し、その火災ジェット
でシリンダ２ａ内の混合気に着火して燃焼させ、回転数
が設定回数以上に上昇したとき、前記主燃料ガス遮断弁
１６を開いて主燃料ガスミキサ８で混合気を生成し、こ
れを過給機用圧縮機７を介して給気弁３０よりシリンダ
２ａ内へ供給するようにしたことを特徴とする高膨張比
ガスエンジンの燃料ガス供給方法を提案する。
から過給機用圧縮機７までの空気給入管１１の途中に主
燃料ガスを主燃料ガス供給本管１４からガス調圧器１
７、ガス量調整弁１８を介して前記主燃料ガスミキサ８
に供給するよう構成された主燃料ガス供給系と、前記主
燃料ガス供給本管１４から分岐され、点火用燃料ガス圧
縮機２１で高圧化された点火用ガスを逆止機能付自動弁
２０を介してトーチ副室４に供給するよう構成された点
火用燃料ガス供給系とを備え、エンジン本体１側の給気
弁３０の閉時期を遅らせ、圧縮ストロークより膨張スト
ロークを長くした高膨張比ガスエンジンにおいて、前記
主燃料ガス供給系の前記主燃料ガス供給本管１４とガス
調圧器１７との間に主燃料ガス遮断弁１６を設けると共
に、前記点火用燃料ガス供給系の前記点火用燃料ガス圧
縮機２１と逆止機能付自動弁２０との間にトーチ副室点
火用燃料ガス供給弁２２を設け、始動時にエンジン回転
数が設定回数以下のとき、始動状態と判断して前記主燃
料ガス遮断弁１６を閉じ、主燃料ガスの供給を止めて空
気のみを過給機用圧縮機を介してシリンダ２ａ内に吸気
し、前記給気弁３０が閉じた後、前記トーチ副室点火用
燃料ガス供給弁２２を開いて前記点火用燃料ガス圧縮機
２１で高圧化した始動に充分な量の燃料ガスをトーチ副
室４に供給し、シリンダ３ａ内の空気とトーチ副室４か
ら吹き出した燃料ガスとによってトーチ副室４及びシリ
ンダ３ａ内に混合気を形成し、このトーチ副室４内の混
合気に圧縮行程終わり近くで点火し、その火災ジェット
でシリンダ２ａ内の混合気に着火して燃焼させ、回転数
が設定回数以上に上昇したとき、前記主燃料ガス遮断弁
１６を開いて主燃料ガスミキサ８で混合気を生成し、こ
れを過給機用圧縮機７を介して給気弁３０よりシリンダ
２ａ内へ供給するようにしたことを特徴とする高膨張比
ガスエンジンの燃料ガス供給方法を提案する。
【００１０】かかる技術手段によれば、始動時（起動
時）には、エンジン回転数センサ２８の信号により、運
転制御装置２３で設定回転数以下を始動状態と判断し
て、始動（起動）用にトーチ副室点火用燃料ガス供給弁
２２を開いて、点火用ガス供給系の点火用ガス圧縮機２
１の前に供給する。一方、運転制御装置２３によって主
燃料ガス遮断弁１６は閉止され主燃料ガスの供給は止ま
る。始動時エンジンをモータリングすると、ピストン２
の吸引作用により空気は主空気給入管１１から吸入され
空気だけが過給機圧縮機７を通り、シリンダヘッド３の
吸気ポート６から吸入行程時にシリンダ２ａ内に吸入さ
れる。この時、ほぼ同時期に全燃料ガスは点火用燃料ガ
ス圧縮機２１の前に供給され、シリンダ２ａ内の圧力よ
りも充分高く加圧されて、給気弁３０が閉じた後に開く
ように設定されたトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２
から始動に十分な燃料ガス量がトーチ副室４に供給され
る。
時）には、エンジン回転数センサ２８の信号により、運
転制御装置２３で設定回転数以下を始動状態と判断し
て、始動（起動）用にトーチ副室点火用燃料ガス供給弁
２２を開いて、点火用ガス供給系の点火用ガス圧縮機２
１の前に供給する。一方、運転制御装置２３によって主
燃料ガス遮断弁１６は閉止され主燃料ガスの供給は止ま
る。始動時エンジンをモータリングすると、ピストン２
の吸引作用により空気は主空気給入管１１から吸入され
空気だけが過給機圧縮機７を通り、シリンダヘッド３の
吸気ポート６から吸入行程時にシリンダ２ａ内に吸入さ
れる。この時、ほぼ同時期に全燃料ガスは点火用燃料ガ
ス圧縮機２１の前に供給され、シリンダ２ａ内の圧力よ
りも充分高く加圧されて、給気弁３０が閉じた後に開く
ように設定されたトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２
から始動に十分な燃料ガス量がトーチ副室４に供給され
る。
【００１１】圧縮行程に入るとピストン２が上昇し、シ
リンダ２ａ内の空気とトーチ副室４から吹き出した燃料
ガスとの混合気が形成されながら圧縮され、その一部は
トーチ副室４の下端噴口部からトーチ副室４内部に流入
し、トーチ副室４内部に充満している燃料ガスとも混合
気を形成し、圧縮行程終わり近くで、点火栓の電気火花
によりメタンを主成分とする燃料ガスの混合気に点火
し、トーチ副室４内から火炎ジェットが噴出し、前にト
ーチ副室４から噴出していた燃料ガスに着火、燃焼させ
てシリンダ２ａ内全体の圧力を上げ、ピストン２を下降
させて始動を始める。
リンダ２ａ内の空気とトーチ副室４から吹き出した燃料
ガスとの混合気が形成されながら圧縮され、その一部は
トーチ副室４の下端噴口部からトーチ副室４内部に流入
し、トーチ副室４内部に充満している燃料ガスとも混合
気を形成し、圧縮行程終わり近くで、点火栓の電気火花
によりメタンを主成分とする燃料ガスの混合気に点火
し、トーチ副室４内から火炎ジェットが噴出し、前にト
ーチ副室４から噴出していた燃料ガスに着火、燃焼させ
てシリンダ２ａ内全体の圧力を上げ、ピストン２を下降
させて始動を始める。
【００１２】始動後、エンジン回転数が上昇し設定回転
数以上になると、運転制御装置２３により主燃料ガス遮
断弁を開き燃料ガス供給本管１４から主燃料ガスミキサ
８へ供給される燃料ガスと空気との混合気を給気弁３０
からシリンダ２ａ内に供給する。一方点火用の燃料ガス
はトーチ副室４に供給されるように制御される。これに
より始動時に給気弁３０閉止前に給気管側に吹き返しの
少ない運転状態を作ることができる。
数以上になると、運転制御装置２３により主燃料ガス遮
断弁を開き燃料ガス供給本管１４から主燃料ガスミキサ
８へ供給される燃料ガスと空気との混合気を給気弁３０
からシリンダ２ａ内に供給する。一方点火用の燃料ガス
はトーチ副室４に供給されるように制御される。これに
より始動時に給気弁３０閉止前に給気管側に吹き返しの
少ない運転状態を作ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。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
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。図１は本発明の第１実施例に係わる希薄燃
焼ガスエンジンの全体構成図を示す。１はエンジン本
体、２はピストン、２ａはシリンダ、３は給気弁３０及
び排気弁３１を具えたシリンダヘッド、４はシリンダヘ
ッド３中央部に設けたトーチ副室、５はトーチ副室４内
に設けた点火栓、６は給気管、７は過給機圧縮機、８は
主燃料ガスミキサ、９は給入空気スロットル弁、１０は
エアフィルタ、１１は空気給入管、１２は過給機排気タ
ービン、１３は排気管、１４は燃料ガス供給本管、１５
は主燃料ガス供給管、１６は主燃料ガス遮断弁、１７は
主燃料ガス調圧器、１８は主燃料ガス量調整弁、１９は
トーチ副室点火用燃料ガス供給管、２０は逆止機能付自
動弁、２１は点火用燃料ガス圧縮機、２２はトーチ副室
点火用燃料ガス供給弁、２３は運転制御装置、２８はエ
ンジン回転数検出センサである。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。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
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。図１は本発明の第１実施例に係わる希薄燃
焼ガスエンジンの全体構成図を示す。１はエンジン本
体、２はピストン、２ａはシリンダ、３は給気弁３０及
び排気弁３１を具えたシリンダヘッド、４はシリンダヘ
ッド３中央部に設けたトーチ副室、５はトーチ副室４内
に設けた点火栓、６は給気管、７は過給機圧縮機、８は
主燃料ガスミキサ、９は給入空気スロットル弁、１０は
エアフィルタ、１１は空気給入管、１２は過給機排気タ
ービン、１３は排気管、１４は燃料ガス供給本管、１５
は主燃料ガス供給管、１６は主燃料ガス遮断弁、１７は
主燃料ガス調圧器、１８は主燃料ガス量調整弁、１９は
トーチ副室点火用燃料ガス供給管、２０は逆止機能付自
動弁、２１は点火用燃料ガス圧縮機、２２はトーチ副室
点火用燃料ガス供給弁、２３は運転制御装置、２８はエ
ンジン回転数検出センサである。
【００１４】かかる実施例の構造に於いて従来例と異な
るところは燃料ガス供給本管１４と主燃料ガス調圧器１
７との間に主燃料ガス遮断弁１６を、点火用燃料ガス圧
縮機２１と逆止機能付自動弁２０との間にトーチ副室点
火用燃料ガス供給弁２２を設置し、エンジン回転数検出
センサ２８をエンジンに取り付け、その信号を入力して
主燃料ガス遮断弁１６とトーチ副室点火用燃料ガス供給
弁２２との開閉を指令する装置を運転制御装置２３に設
置したことである。
るところは燃料ガス供給本管１４と主燃料ガス調圧器１
７との間に主燃料ガス遮断弁１６を、点火用燃料ガス圧
縮機２１と逆止機能付自動弁２０との間にトーチ副室点
火用燃料ガス供給弁２２を設置し、エンジン回転数検出
センサ２８をエンジンに取り付け、その信号を入力して
主燃料ガス遮断弁１６とトーチ副室点火用燃料ガス供給
弁２２との開閉を指令する装置を運転制御装置２３に設
置したことである。
【００１５】かかる実施例によれば始動時（起動時）に
は、エンジン回転数センサ２８の信号により、運転制御
装置２３で、設定回転数以下を始動状態と判断して、始
動（起動）用にトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２を
開いて、燃料ガスは点火用ガス供給系の点火用ガス圧縮
機の前に供給される。一方、運転制御装置２３によって
主燃料ガス遮断弁１６は閉止され主燃料ガスの供給は止
まる。始動（起動）は図示しないエンジン付きセルモー
タ等によりエンジンをモ−タリングすると、ピストン２
の吸引作用により空気は主空気給入管１１から吸入さ
れ、エアフィルタ１０を通り全開された吸入空気スロッ
トル弁９を経て、主燃料ガスミキサ８へ導入される。メ
タンを主成分とした主燃料ガスは遮断されているので空
気だけが過給機圧縮機７を通り、シリンダヘッド３の吸
気ポートから吸入行程時にシリンダ２ａ内に吸入され
る。
は、エンジン回転数センサ２８の信号により、運転制御
装置２３で、設定回転数以下を始動状態と判断して、始
動（起動）用にトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２を
開いて、燃料ガスは点火用ガス供給系の点火用ガス圧縮
機の前に供給される。一方、運転制御装置２３によって
主燃料ガス遮断弁１６は閉止され主燃料ガスの供給は止
まる。始動（起動）は図示しないエンジン付きセルモー
タ等によりエンジンをモ−タリングすると、ピストン２
の吸引作用により空気は主空気給入管１１から吸入さ
れ、エアフィルタ１０を通り全開された吸入空気スロッ
トル弁９を経て、主燃料ガスミキサ８へ導入される。メ
タンを主成分とした主燃料ガスは遮断されているので空
気だけが過給機圧縮機７を通り、シリンダヘッド３の吸
気ポートから吸入行程時にシリンダ２ａ内に吸入され
る。
【００１６】この時、ほぼ同時期に全燃料ガスは点火用
燃料ガス圧縮機２１の前に供給され、シリンダ内の圧力
よりも充分高く加圧されて、給気弁が閉じた後に開くよ
うに設定されたトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２か
ら始動に十分な燃料ガス量がトーチ副室４に供給され
る。圧縮行程に入るとピストン２が上昇し、シリンダ２
ａ内の空気とトーチ副室４から吹き出した燃料ガスとの
混合気が形成されながら圧縮され、その一部はトーチ副
室４の下端噴口部（図示しない）からトーチ副室４内部
に流入し、トーチ副室４内部に充満している燃料ガスと
も混合気を形成し、点火栓５周りに点火可能範囲の広い
混合気を集める。
燃料ガス圧縮機２１の前に供給され、シリンダ内の圧力
よりも充分高く加圧されて、給気弁が閉じた後に開くよ
うに設定されたトーチ副室点火用燃料ガス供給弁２２か
ら始動に十分な燃料ガス量がトーチ副室４に供給され
る。圧縮行程に入るとピストン２が上昇し、シリンダ２
ａ内の空気とトーチ副室４から吹き出した燃料ガスとの
混合気が形成されながら圧縮され、その一部はトーチ副
室４の下端噴口部（図示しない）からトーチ副室４内部
に流入し、トーチ副室４内部に充満している燃料ガスと
も混合気を形成し、点火栓５周りに点火可能範囲の広い
混合気を集める。
【００１７】圧縮行程終わり近くで、点火栓５の電気火
花によりメタンを主成分とする燃料ガスの混合気に点火
し、トーチ副室４内から火炎ジェットを噴出させ、前に
トーチ副室４から噴出していた燃料ガスに着火、燃焼さ
せてシリンダ内全体の圧力を上げ、ピストンを下降させ
て始動を始める。始動後、エンジン回転数が上昇し設定
回転数以上になると、運転制御装置２３により、主燃料
ガスミキサ１８への主燃料ガス遮断弁１６を開き燃料ガ
ス供給本管から供給される燃料ガスと空気との混合気を
給気弁からシリンダ２ａ内に供給する。一方、点火用の
燃料ガスはトーチ副室４に供給されるように制御され
る。これにより始動時に給気弁閉止前に給気管側に吹き
返しの少ない運転状態を作ることができる。
花によりメタンを主成分とする燃料ガスの混合気に点火
し、トーチ副室４内から火炎ジェットを噴出させ、前に
トーチ副室４から噴出していた燃料ガスに着火、燃焼さ
せてシリンダ内全体の圧力を上げ、ピストンを下降させ
て始動を始める。始動後、エンジン回転数が上昇し設定
回転数以上になると、運転制御装置２３により、主燃料
ガスミキサ１８への主燃料ガス遮断弁１６を開き燃料ガ
ス供給本管から供給される燃料ガスと空気との混合気を
給気弁からシリンダ２ａ内に供給する。一方、点火用の
燃料ガスはトーチ副室４に供給されるように制御され
る。これにより始動時に給気弁閉止前に給気管側に吹き
返しの少ない運転状態を作ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、給気
弁の閉弁時期を通常より大幅に遅らせて、圧縮ストロー
クよりも膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエンジ
ンにおいて、本発明を適用することにより給気弁閉止後
にトーチ副室からシリンダ内に直接燃料を供給すること
によって、始動時における給気弁閉止前の燃料ガスの給
気管側への吹き返しを防ぐことができスムースな始動が
できる。
弁の閉弁時期を通常より大幅に遅らせて、圧縮ストロー
クよりも膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエンジ
ンにおいて、本発明を適用することにより給気弁閉止後
にトーチ副室からシリンダ内に直接燃料を供給すること
によって、始動時における給気弁閉止前の燃料ガスの給
気管側への吹き返しを防ぐことができスムースな始動が
できる。
【図１】本発明の実施例に係る希薄燃焼ガスエンジンの
全体構成図。
全体構成図。
【図２】従来の希薄燃焼ガスエンジンの全体構成図。
【図３】給排気カムのバルブリフトカーブを示し、特に
通常エンジンの給気カムと高膨張比エンジンの給気カム
のバルブリフトカーブの状態を示す。
通常エンジンの給気カムと高膨張比エンジンの給気カム
のバルブリフトカーブの状態を示す。
【図４】給気弁部のガス流量とクランク角度の関係を示
し、特に通常エンジンと高膨張比エンジンの吹き返しの
有無を示す。
し、特に通常エンジンと高膨張比エンジンの吹き返しの
有無を示す。
１ エンジン本体 ２ ピストン ２ａ シリンダ ３ シリンダヘッド ４ トーチ副室 ５ 点火栓 ６ 給気管 ７ 過給機圧縮機 ８ 主燃料ガスミキサ ９ 給入空気スロットル弁 １１ 空気給入管 １２ 過給機排気タービン １４ 燃料ガス供給本管 １５ 主燃料ガス供給管 １６ 主燃料ガス遮断弁 １７ 主燃料ガス調圧器 １８ 主燃料ガス量調整弁 １９ トーチ副室点火用燃料ガス供給管 ２０ 逆止機能付自動弁 ２１ 点火用燃料ガス圧縮機 ２２ トーチ副室点火用燃料ガス供給弁 ２３ 運転制御装置 ２８ エンジン回転数検出センサ ３０ 給気弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｎ 17/08 Ｆ０２Ｎ 17/08 Ｈ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 21/02 301 F02B 37/00 302 F02B 75/02 F02N 17/08
Claims (2)
- 【請求項１】 空気吸入口から過給機用圧縮機までの空
気給入管の途中に主燃料ガスミキサを設け、主燃料ガス
を主燃料ガス供給本管からガス調圧器、ガス量調整弁を
介して前記主燃料ガスミキサに供給するよう構成された
主燃料ガス供給系と、 前記主燃料ガス供給本管から分岐され、点火用燃料ガス
圧縮機で高圧化された点火用ガスを逆止機能付自動弁を
介してトーチ副室に供給するよう構成された点火用燃料
ガス供給系とを備え、 エンジン本体側の給気弁の閉時期を遅らせ、圧縮ストロ
ークより膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエンジ
ンにおいて、 前記主燃料ガス供給系の前記主燃料ガス供給本管とガス
調圧器との間に主燃料ガス遮断弁を設けると共に、 前記点火用燃料ガス供給系の前記点火用燃料ガス圧縮機
と逆止機能付自動弁との間にトーチ副室点火用燃料ガス
供給弁を設け、 これら主燃料ガス遮断弁及びトーチ副室点火用燃料ガス
供給弁をエンジン回転数検出センサからの入力信号によ
り開閉する制御装置を備え、 前記制御装置による前記夫々の弁の開閉操作により始動
時に給気管への燃料ガス供給を止め、前記給気弁が閉じ
た後、シリンダ内に直接燃料ガスを供給するように構成
したことを特徴とする高膨張比ガスエンジンの燃料ガス
供給装置。 - 【請求項２】 空気吸入口から過給機用圧縮機までの空
気給入管の途中に主燃料ガスを主燃料ガス供給本管から
ガス調圧器、ガス量調整弁を介して前記主燃料ガスミキ
サに供給するよう構成された主燃料ガス供給系と、 前記主燃料ガス供給本管から分岐され、点火用燃料ガス
圧縮機で高圧化された点火用ガスを逆止機能付自動弁を
介してトーチ副室に供給するよう構成された点火用燃料
ガス供給系とを備え、 エンジン本体側の給気弁の閉時期を遅らせ、圧縮ストロ
ークより膨張ストロークを長くした高膨張比ガスエンジ
ンにおいて、 前記主燃料ガス供給系の前記主燃料ガス供給本管とガス
調圧器との間に主燃料ガス遮断弁を設けると共に、 前記点火用燃料ガス供給系の前記点火用燃料ガス圧縮機
と逆止機能付自動弁との間にトーチ副室点火用燃料ガス
供給弁を設け、 始動時にエンジン回転数が設定回数以下のとき、始動状
態と判断して前記主燃料ガス遮断弁を閉じ、主燃料ガス
の供給を止めて空気のみを過給機用圧縮機を介してシリ
ンダ内に吸気し、 前記給気弁が閉じた後、前記トーチ副室点火用燃料ガス
供給弁を開いて前記点火用燃料ガス圧縮機で高圧化した
始動に充分な量の燃料ガスをトーチ副室に供給し、シリ
ンダ内の空気とトーチ副室から吹き出した燃料ガスとに
よってトーチ副室及びシリンダ内に混合気を形成し、 このトーチ副室内の混合気に圧縮行程終わり近くで点火
し、その火災ジェットでシリンダ内の混合気に着火して
燃焼させ、 回転数が設定回数以上に上昇したとき、前記主燃料ガス
遮断弁を開いて主燃料ガスミキサで混合気を生成し、こ
れを過給機用圧縮機を介して給気弁よりシリンダ内へ供
給するようにしたことを特徴とする高膨張比ガスエンジ
ンの燃料ガス供給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31134796A JP3272618B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高膨張比ガスエンジンの燃料ガス供給装置とその供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31134796A JP3272618B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高膨張比ガスエンジンの燃料ガス供給装置とその供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141145A JPH10141145A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3272618B2 true JP3272618B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=18016062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31134796A Expired - Fee Related JP3272618B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高膨張比ガスエンジンの燃料ガス供給装置とその供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6423652B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2018-11-14 | 川崎重工業株式会社 | 船舶 |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP31134796A patent/JP3272618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10141145A (ja) | 1998-05-26 |
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