JP3713442B2 - ガスエンジンの吸気装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ガバナを搭載したガスエンジンの吸気装置に関し、特に吸気装置の配置構成の簡素化を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子ガバナ搭載ガスエンジンは、運転条件に対応して空燃比や点火時期等を最適に制御することにより、排出ガスの汚染成分(CO、HC、NOx)の生成を抑制しつつ、排気マニホールドに設けた三元触媒で排気ガスの浄化を行うように構成されている。また、そのガスエンジンEの吸気装置は、吸気通路にスロットル弁と空燃比制御弁とを備えるガスミキサを設け、上記スロットル弁をガバナアクチュエータで駆動するとともに、上記空燃比制御弁を制御弁アクチュエータで駆動するように構成されている。そして従来では、スロットル弁を離間配置したガバナアクチュエータで連動可能に構成し、空燃比制御弁を離間配置した制御弁アクチュエータで連動可能に構成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、スロットル弁を離間配置したガバナアクチュエータで連動可能に構成し、空燃比制御弁を離間配置した弁駆動アクチュエータで連動可能に構成していることから、それらの各連動連結部材の配置構成が繁雑になり、吸気装置をコンパクトに構成することができない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電子ガバナ搭載ガスエンジンにおける吸気装置の配置構成を簡素化し、その小型化を図ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、吸気通路1にスロットル弁11と空燃比制御弁18とを備えるガスミキサ10を設け、上記スロットル弁11をガバナアクチュエータ20Aで駆動するとともに、上記空燃比制御弁18を制御弁アクチュエータ20Bで駆動するように構成したガスエンジンの吸気装置において、上記各アクチュエータ20A・20Bを同心状に位置整合して一体に組み付け、上記空燃比制御弁18を制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bに直結するとともに、上記スロットル弁11を上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aに連動手段30を介して連結したことを特徴とする。
【0005】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載したガスエンジンの吸気装置において、上記スロットル弁11と空燃比制御弁18とを各軸線Z1・Z2が平行をなすように近接配置するとともに、上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aを筒軸に形成し、この筒軸22a内に上記制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bを同心状に貫通して上記空燃比制御弁18寄りへ突出させたことを特徴とする。
【0006】
【発明の作用・効果】
(イ)請求項1に記載の発明では、スロットル弁11を駆動するガバナアクチュエータ20Aと空燃比制御弁18を駆動する制御弁アクチュエータ20Bとを同心状に位置整合して一体に組み付け、上記空燃比制御弁18を制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bに直結するとともに、上記スロットル弁11を上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aに連動手段30を介して連結したことから、ガスエンジンの吸気装置の配置構成を簡素化して、その小型化を図ることができる。
【0007】
即ち、両アクチュエータ20A・20Bを同心状に位置整合して一体に組み付け、上記空燃比制御弁18を制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bに直結することにより、両アクチュエータ20A・20Bをガスミキサ10に取り付けるための固定フランジ21が一つで足りる。これに伴って、両アクチュエータの軽量化を図ることができる。また、両アクチュエータ20A・20Bを一体に組み付けることから、各アクチュエータのワイヤーハーネスを一本化して接続用カプラを半減することにより、その簡素化を図ることができる。従って、ガスエンジンの吸気装置の配置構成を簡素化して、その小型化を図ることができる。
【0008】
(ロ)請求項2に記載の発明では、請求項1に記載したガスエンジンの吸気装置において、例えば図1に示すように、上記スロットル弁11と空燃比制御弁18とを各軸線Z1・Z2が平行をなすように近接配置するとともに、上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aを筒軸に形成し、この筒軸22a内に上記制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bを同心状に貫通して上記空燃比制御弁18寄りへ突出させたことから、各出力軸22a・22bは空燃比制御弁18寄りの同じ側に突出し、空燃比制御弁18を制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bに直結した状態では、ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aとスロットル弁軸11aとは平行をなすように近接配置される。
【0009】
そして、ガバナアクチュエータ20Aの出力軸(筒軸)22aと、この出力軸(筒軸)22a内を同心状に貫通する制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bとは、ともに空燃比制御弁18寄りへ突出することから、ガバナアクチュエータ20Aとスロットル弁11とを連動連結する連動手段30は、その軸線方向へコンパクトに配置構成する事が可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る吸気装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るガスミキサの横断平面図、図2は本発明に係る吸気装置の平面図、図3はその吸気装置の左側面図である。
【0011】
このガスエンジンの吸気装置は、図1〜図3に示すように、吸気通路を構成する吸気マニホールド1にスロットル弁11と空燃比制御弁18とを備えるガスミキサ10を連通し、上記スロットル弁11をガバナアクチュエータ20Aで制御可能に構成するとともに、上記空燃比制御弁18を制御弁アクチュエータ20Bで制御するように構成されている。
【0012】
図2〜図3に示すように、上記吸気マニホールド1には、吸気管2が一体に立設され、この吸気管2に上記スロットル弁11及びベンチュリー部14を備える吸気連通管3が連通連結され、この吸気連通管3がガスミキサ10を構成する。上記吸気連通管3の一端部には、連通口金4が固定され、この連通口金4に連通ダクト5を介してエアクリーナ6が連通されている。また、上記連通口金4には、ガス還流管7を介してブロバイガスのオイル分離器(図示せず)が連通されている。
【0013】
図1に示すように、上記ベンチュリー部14には、ガス燃料であるLPガスGを供給するメイン通路16と空燃比制御弁18を備える分流通路177とが連通され、上記空燃比制御弁18の開弁量を制御弁アクチュエータ20bで駆動制御して、吸気圧や排気ガス中の酸素濃度等に対応させて空燃比を制御するように構成されている。また、上記ベンチュリー部14とメイン通路16と分流通路17とは、上記吸気連通管21により一体に鋳型成型されている。これは、ベンチュリー部24と上記各通路26・27とを最短距離で連通することにより、ガスミキサ23をコンパクトな配置構成にすることを意図したものである。なお、図1中の符号26aは燃料ガスGの導入管、26bはメイン通路26の絞り、をそれぞれ示す。
【0014】
図1に示すように、スロットル弁11と空燃比制御弁18とは、各軸線Z1・Z2が平行をなすように近接配置され、上記ガバナアクチュエータ20Aと制御弁アクチュエータ20Bとが、同一軸心上に位置整合して一体に組み付けられている。上記ガバナアクチュエータ20Aは、ガスミキサ10を構成する吸気連通管3に後述する揺動アーム31の揺動隙間27と組付フランジ21とを介して固設されている。また、上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aは筒軸に形成され、この筒軸22a内に上記制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bが同心状に貫通され、上記筒軸22a及び貫通軸22bともに空燃比制御弁18寄りへ突出されている。これは、ガバナアクチュエータ20Aとスロットル弁11とを連動連結する連動手段30を、その軸線方向へコンパクトに配置構成する事を意図したものである。
【0015】
即ち、上記空燃比制御弁18は制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bに直結され、上記スロットル弁軸11aは上記筒軸22aの突出端に連動手段30を介してと連動連結されている。上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸(筒軸)22aの突出端に固定された揺動アーム31と、上記スロットル弁11の弁軸11aの先端に固定された従動アーム12と、上記揺動アーム31と従動アーム12とを連動連結する連接ロッド32とによって連動手段30が構成される。また、上記筒軸22aと貫通軸22bとを空燃比制御弁18寄りへ突出させることにより、スロットル弁軸11aの支持フランジ13の背丈を高くしなくてもよいという利点がある。
【0016】
上記ガバナアクチュエータ20Aと制御弁アクチュエータ20Bは、いずれもステッピングモータで構成され、それぞれの回転位置制御を高分解能で実行し得る。なお、図1中の符号24a・24bは各アクチュエータ20A・20Bのステータを示し、25a・25bはロータを示す。また、符号28は両アクチュエータ20A・20Bのワイヤーハーネスを1本に束ねたものを示し、29はその接続用カプラを示す。
【0017】
上記制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bには、その基端部にボールネジ22cが螺設され、先端部にスプライン溝22dが形成されている。そして上記ボールネジ22cはロータ25bの内面に固設されているボールナット26に螺合し、スプライン溝22dは、取付フランジ部材21に設けた軸支部材23で軸支されている。つまり、制御弁アクチュエータ20Bのロータ25bが上記ボールナット26と一体に回転し、これに基端部のボールネジ22cが螺合して、先端部のスプライン溝22dが軸支部材23で回転不能に軸支されていることにより、出力軸22bは回転する事なく進退して空燃比制御弁18を高精度で進退駆動する。
【0018】
上記構成は、ガスエンジンの吸気装置の配置構成を簡素化して、その小型化を図ることを意図したものである。即ち、両アクチュエータ20A・20Bを一体に組み付けることで、ガスミキサ10への取り付けるための固定フランジ部が一つで足り、その配置構成が簡素になる。これに伴って、両アクチュエータの軽量化を図ることができる。また、両アクチュエータ20A・20Bを一体に組み付けることで、各アクチュエータのワイヤーハーネス28を一本化して接続用カプラ29を1つにすることにより、その簡素化を図ることができる。
【0019】
図4は本発明の第2の実施形態に係るガスミキサの横断平面図である。この実施形態においても、ガバナアクチュエータ20Aと制御弁アクチュエータ20Bとが、同心状に位置整合して一体に組み付けられ、上記制御弁アクチュエータ20Bは、吸気連通管3に組付フランジ21を介して固設されている。そして上記ガバナアクチュエータ20Aの出力軸22aは左向きに突出され、その突出端は連動手段30を介してスロットル弁軸11aと連動連結され、制御弁アクチュエータ20Bの出力軸22bは進退自在に突出され、その右向きの突出端は空燃比制御弁18に直結されている。この実施形態では、スロットル弁軸11aの支持フランジ13の背丈が高くなる。その他の点は図1に示したものと同様に構成され、図1と同一の符号は同一の部材を示す。
【0020】
なお、上記の実施形態では、ガスミキサ23がベンチュリー部24を備えるものについて例示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、ベンチュリー部24に代えて、吸気通路内に燃料ガスを供給するもであれば差し支えない。また、本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るガスミキサの横断平面図である。
【図2】本発明に係る吸気装置の平面図である。
【図3】その吸気装置の左側面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係るガスミキサの横断平面図である。
【符号の説明】
1…吸気通路(吸気マニホールド)、10…ガスミキサ、11…スロットル弁、11a…スロットル弁軸、18…空燃比制御弁、20A…ガバナアクチュエータ、20B…制御弁アクチュエータ、22a…ガバナアクチュエータの出力軸、22b…制御弁アクチュエータの出力軸、Z1…スロットル弁の軸線、Z2…空燃比制御弁の軸線。
Claims (2)
- 吸気通路(1)にスロットル弁(11)と空燃比制御弁(18)とを備えるガスミキサ(10)を設け、上記スロットル弁(11)をガバナアクチュエータ(20A)で駆動するとともに、上記空燃比制御弁(18)を制御弁アクチュエータ(20B)で駆動するように構成したガスエンジンの吸気装置において、
上記各アクチュエータ(20A・20B)を同心状に位置整合して一体に組み付け、上記空燃比制御弁(18)を制御弁アクチュエータ(20B)の出力軸(22b)に直結するとともに、上記スロットル弁(11)を上記ガバナアクチュエータ(20A)の出力軸(22a)に連動手段(30)を介して連結した、ことを特徴とするガスエンジンの吸気装置。 - 請求項1に記載したガスエンジンの吸気装置において、
上記スロットル弁(11)と空燃比制御弁(18)とを各軸線(Z1・Z2)が平行をなすように近接配置するとともに、上記ガバナアクチュエータ(20A)の出力軸(22a)を筒軸に形成し、この筒軸(22a)内に上記制御弁アクチュエータ(20B)の出力軸(22b)を同心状に貫通して上記空燃比制御弁(18)寄りへ突出させた、ことを特徴とするガスエンジンの吸気装置。
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