JP5863490B2 - Intake air circulation system for internal combustion engine - Google Patents
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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。 The present invention relates to an intake air circulation device for an internal combustion engine that reduces the amount of overshoot at the time of load interruption that has been applied during operation of the internal combustion engine.
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。
An internal combustion engine is used as a power source for operating a power plant or the like. As these internal combustion engines, gas engines are widely adopted for the purpose of diversifying fuels that use methane gas or the like with high output and economy.
However, if the load acting on the gas engine for some reason is cut off (for example, the power generation is stopped due to a malfunction of the power generation facility, etc.), the engine will rotate until the load suddenly disappears. Over-rotation (overshoot) in which the number of revolutions suddenly increases occurs due to the rotational inertial force that has been maintained.
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。
When the overshoot occurs, the exhaust gas emission amount and the pressure increase as the engine speed increases. If the exhaust gas emission amount and pressure increase, the turbocharger may rotate, the supply air pressure and amount increase, and the burden on the engine and turbocharger may increase, leading to equipment failure or damage. Becomes higher.
In order to improve the overshoot, in addition to increasing the moment of inertia, it is conceivable to reduce the mixed gas (fuel gas + air) present in the intake chamber when shut off.
The increase of the moment of inertia which is one of the measures can suppress the rotation fluctuation with respect to the load fluctuation due to the increase of the inertia moment.
However, the moment of inertia is determined by the size of the crankshaft system and the generator, and there is a limit to increasing the moment of inertia.
As another measure, intake chamber volume reduction (inlet manifold + intake pipe volume) cannot be easily reduced because an intercooler having a large air volume is interposed in the intake pipe.
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。
Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-1114050 (Patent Document 1) discloses a reduction of the mixed gas in the intake pipe.
According to
An
The
A bypass pipe 081 that connects the intake upstream side of the
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。 Then, when the engine load becomes no load, the governor 011 opens the air volume adjustment valve 09 via the interlocking mechanism 013 to reduce the air volume of the intake pipe 08 and can be applied to the supercharger surging countermeasure. Has been made.
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。
However, the disclosed technique of
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。 The present invention has been made to solve such problems, and suppresses the amount of overshoot that occurs when the load acting on the internal combustion engine is cut off, thus reducing the burden on the engine and turbocharger. An object of the present invention is to provide a highly reliable internal combustion engine in which the risk of breakdown or damage to equipment is reduced.
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、
前記ミキシング装置によって生成された前記混合ガスを加圧するターボチャージャと、
前記ターボチャージャによって加圧された前記混合ガスを冷却するインタークーラと、を備え、
前記ミキシング装置と前記ターボチャージャと前記インタークーラとは前記吸気管の上流側から順に設けられ、
さらに、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。
In order to solve the problem, the present invention provides an internal combustion engine, an air cleaner for purifying air to the internal combustion engine,
An intake pipe connecting the internal combustion engine and the air cleaner;
A mixing device that mixes fuel gas with the air flowing through the intake pipe to generate a mixed gas;
A turbocharger for pressurizing the mixed gas generated by the mixing device ;
An intercooler that cools the mixed gas pressurized by the turbocharger ,
The mixing device, the turbocharger, and the intercooler are provided in order from the upstream side of the intake pipe,
Furthermore, a volume portion provided via an inflow pipe communicated between the intercooler and the internal combustion engine,
An on-off valve provided in the inflow pipe;
Load interruption detection means for detecting that the load acting on the internal combustion engine has been interrupted;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
A control device for controlling the opening and closing operation of the on-off valve,
When the load shut-off detection means detects a load shut-off, the controller opens the on-off valve to cause a part of the mixed gas flowing through the intake pipe to flow into the volume portion, and the rotational speed The on-off valve is closed when the detection means detects that the increase in the rotational speed of the internal combustion engine has stopped or is decreasing.
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。 According to this invention, when the load acting on the internal combustion engine is shut off, the internal combustion engine prevents the rotational speed from rapidly increasing (overshoot) due to the rotational inertial force that has been maintained until then. Effect of reducing the amount of fuel gas supplied to the internal combustion engine and suppressing the rotational force of the internal combustion engine and suppressing the rapid increase in the rotational speed by flowing a part of the mixed gas supplied to the internal combustion engine Can be obtained.
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。
Preferably, in the present invention, an outflow pipe having one end communicating with the volume portion and the other end communicating between the mixing device and the turbocharger, and a flow rate adjusting valve interposed in the outflow pipe, Prepared,
The flow rate adjustment valve is opened by the control device with a delay from the opening operation time of the opening / closing valve, and the mixed gas in the volume part is returned to the upstream side of the turbocharger of the intake pipe, and the rotation speed detection means May be closed when it is detected that the internal combustion engine has stopped increasing or is decreasing.
Further, by returning the mixed gas to the upstream side of the turbocharger, it is possible to lengthen the time until the returned mixed gas flows into the inlet manifold, thereby improving the buffer effect of the volume portion.
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。 According to this invention, since the upward tendency of over-rotation (overshoot) when the load of the internal combustion engine is interrupted converges within one second, after the occurrence, the timing is delayed from the opening operation time of the on-off valve to open the flow regulating valve. By controlling, the no-load operation of the internal combustion engine is stabilized early.
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。 In the present invention, it is preferable that the volume of the volume portion is approximately ¼ of the volume of the intake manifold.
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。 According to this invention, if the volume of the volume portion is too small, the rotation of the internal combustion engine cannot be affected. On the other hand, if the volume of the volume portion is too large, the mixed gas is not sufficiently supplied to the internal combustion engine, so that rotation spots occur in the internal combustion engine, and it may be stopped in some cases. By making the volume of the volume body approximately ¼ of the volume of the intake manifold, over-rotation (overshoot) could be rapidly converged.
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。 In the present invention, it is preferable that the attachment position of the flow rate adjusting valve be disposed in the volume portion or the outflow pipe close to the volume portion.
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。 According to this invention, since the mixed gas in the volume portion has a higher pressure than the mixed gas in the intake pipe at the outlet of the outflow pipe, the pressure of the mixed gas in the intake pipe decreases when the flow rate adjusting valve is located near the intake pipe. It is difficult to prevent the over-rotation preventing effect from becoming insufficient.
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。 Preferably, in the present invention, an ignition cut means for cutting the ignition of the mixed gas is provided in a part of the plurality of combustion chambers provided in the internal combustion engine, and the load shut-off detection means shuts off the load. The ignition cut means may be operated when detected, and the ignition cut means may be stopped when the rotation speed detection means detects that the rotation speed of the internal combustion engine has stopped increasing or is decreasing.
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。 According to such an invention, in a part of the plurality of combustion chambers arranged in the internal combustion engine, the ignition of the mixed gas is cut to reduce the rotational speed of the internal combustion engine, and the cut combustion chamber (cylinder) ) Can effectively suppress the increase in rotation due to the engine braking effect (rotational resistance caused by the load compressing the mixed gas in the cylinder).
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。 In the present invention, it is preferable that the combustion chamber for performing the ignition cut should not be continued for two or more cylinders in the ignition order during normal operation of the internal combustion engine.
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。 According to this invention, by preventing the combustion chamber (cylinder) that performs the ignition cut from being continued, the possibility of an increase in the concentration of the unburned gas mixture is reduced as much as possible. Risk can be suppressed.
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。 Preferably, in the present invention, the internal combustion engine is provided with a retard means for retarding the ignition timing of the mixed gas with respect to a normal operation, and the retard means is operated when the load shut-off detecting means detects a load shut-off. When the rotational speed detection means detects that the rotational speed of the internal combustion engine has stopped increasing or decreased, the retarding means may stop operating.
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。
According to this invention, by retarding the ignition timing of the mixed gas with respect to the normal operating character, the combustion efficiency of the mixed gas is lowered, and the conversion efficiency of the combustion energy into motive energy is lowered.
Therefore, the overshoot at the time of load interruption can be suppressed by reducing the influence of the rotation-up by reducing the conversion to motive energy.
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。 In this way, the amount of overshoot that occurs when the load acting on the internal combustion engine is cut off is reduced, reducing the burden on the engine and turbocharger, and reducing the risk of equipment failure or damage The internal combustion engine can be made high.
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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.
(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。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an overall configuration diagram according to the present invention.
The internal combustion engine 1 (hereinafter abbreviated as “
An inlet manifold 15 for introducing a mixed gas into the
The inlet manifold 15 includes inlet manifolds of both RH and LH banks.
On the other hand, an RH exhaust manifold 16 for deriving exhaust gas discharged from the
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。
The inlet manifold 15 is connected to an intake pipe 5 for introducing a mixed gas obtained by mixing air from the
The intake pipe 5 includes, in order from the upstream side of the air supply system path, a mixing device 7 that mixes fuel gas with air, an RH turbocharger 18 that is driven by exhaust gas from the RH exhaust manifold 16 and pressurizes the mixed gas, The engine speed is adjusted by adjusting the flow rate of the
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。
The exhaust gas that has driven the
The exhaust gas introduced into the exhaust gas treatment device 8 is rendered harmless by the
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。
A control device 6 controls the
The mixing device 7 adjusts the mixing ratio of air and fuel gas so that the control device 6 can maintain the rotational speed within the set rotational speed region in accordance with the rotational speed change of the
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。
A
Accordingly, since the mixed gas instantaneously flows from the intake pipe 5 into the
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。
The operation of this embodiment will be described based on the range of the first embodiment of FIG.
The
During operation of the
When the load fluctuates, the load sensor 61 detects load interruption, and the control device 6 opens the on-off valve 25 after t1. t1 is a time lag until the output starts to decrease.
Therefore, the load sensor 61 detects the time point when the output starts to decrease.
In this embodiment, the load sensor 61 is used as a means for detecting power interruption / contact. However, when the
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。
When the opening / closing valve 25 is opened by the control device 6, the pressurized mixed gas in the intake pipe 5 instantaneously flows into the
At this time, since the mixed gas in the intake pipe 5 is pressurized by the
The amount of the mixed gas in the portion of the intake pipe 5 where the inflow pipe 21 is connected is the mixing ratio of the air and fuel gas corresponding to the engine speed at that time in the mixing device 7 and the throttle valve 51 on the upstream side. Although the amount of gas is present, a part of the mixed gas flows out to the
Therefore, the combustion efficiency in the combustion chamber is reduced, and the engine speed is also reduced. Therefore, it becomes possible to suppress the maximum number of overshoots to an allowable number of revolutions.
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。
When it is detected by the
Since the pressure of the air-fuel mixture flowing into the
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。
In the present embodiment, the volume of the
If the volume of the volume portion is too small, this cannot affect the rotation of the
In addition, it was also considered that the time t0 until the overshoot starts and the increasing tendency of the rotation speed stops or moves down is 0.5 to 0.6 sec. (See Figure 3)
Further, by connecting one end of the inflow pipe 21 between the
Together, the effects of these measures have made it possible to reduce the maximum overshoot rpm of the overshoot.
(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。
(Second Embodiment)
Since the present embodiment is the same as the first embodiment except for the structure for discharging the mixed gas introduced into the volume portion (buffer), the overall description is omitted, and only the different portions will be described. In this case, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
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。
FIG. 2 shows an overall configuration diagram of the second embodiment according to the present invention.
The
An inlet manifold 15 is connected to a V-shaped space of the internal combustion engine 1 (hereinafter abbreviated as “
On the other hand, an RH exhaust manifold 16 is disposed outside the
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。
The inlet manifold 15 is connected to an intake pipe 5 for introducing a mixed gas obtained by mixing air and fuel gas into the inlet manifold 15.
In the intake pipe 5, a mixing device 7 that mixes fuel gas with air, an RH turbocharger 18, and an
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。
Then, the exhaust gas that has driven the
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。
A control device 6a controls the
The mixing device 7 adjusts the mixing ratio of air and fuel gas so that the control device 6 can maintain the rotation speed within a set rotation speed region in accordance with the rotation speed and load of the
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。
A
Further, an outflow pipe 22 is disposed on the opposite side of the inflow pipe 21 in the
The flow regulating valve 26 may be directly attached to the
Further, the volume of the
In this case, the assembly man-hours due to the reduction in the number of assembling steps and the number of assembling points are reduced, and the quality stability is improved.
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。
The operation of the present embodiment will be described based on the time chart of FIG.
The
During operation of the
At this time, overshoot occurs in the
When the load fluctuates (shuts off), the load sensor 61 detects the load shut-off, and the control device 6 opens the on-off valve 25 after t1. t1 is a time lag until it is detected that the load is cut off.
When the opening / closing valve 25 is opened by the control device 6, the pressurized mixed gas in the intake pipe 5 instantaneously flows into the
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。
Accordingly, the flow control valve 26 is opened by the control device 6 after time t2 (delay) after the opening / closing valve 25 is opened.
The time t2 is set in consideration of the volume of the
When the flow regulating valve 26 is opened, the pressure of the mixed gas in the
At this time, the mixed gas inflow into the intake pipe 5 is instantaneously performed rather than instantaneously, so that the amount of pressure increase in the RH and
Therefore, the flow rate adjusting valve 26 can obtain the same effect even if it is replaced with an orifice.
Further, by installing the flow rate adjusting valve 26 in the vicinity of the
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。
When it is detected by the
On the other hand, the flow rate adjusting valve 26 is closed by the control device 6 after time t3 after the opening / closing valve 25 is closed.
This is because the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 26, so that the mixed gas pressure in the
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。
Since the operation and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment except for the following, they are omitted.
In the test results in the present embodiment, the mixed gas that has flowed into the
(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。
(Third embodiment)
The present embodiment is the same as the second embodiment except that the ignition of the mixed gas introduced into the
Therefore, description of the structure is omitted, and only different parts are described. In this case, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
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。
The control device 6a for controlling the
The control means 6a activates the ignition cut means 65 when the load sensor 61 as load interruption detection means detects the interruption of the engine load, and the
In the present embodiment, as shown in FIG. 3 as the third embodiment, when the load fluctuates (cuts off), the load sensor 61 detects the load cut-off, and the control device 6a opens the on-off valve 25 after the load cut-off t1. To do.
The ignition cut is performed by the control device 6a at the same timing as the opening / closing valve 25 is opened.
The ignition cut timing is the same as the opening operation of the on-off valve 25, but is distinguished as t4 in order to prevent the explanation from becoming complicated.
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。
When the on-off valve 25 is opened by the control device 6a, the pressurized mixed gas in the intake pipe 5 instantaneously flows into the
Accordingly, the amount of mixed gas flowing to the inlet manifold 15 side is reduced, and the rotational force of the
Further, the ignition cut of the
The combustion chamber 14 (cylinder) that performs the ignition cut is made not to continue for two or more cylinders in the normal ignition sequence of the
This is because the combustion chamber 14 (cylinder) in which the ignition cut is performed is not continued, so that the possibility that the unburned mixed gas concentration becomes high is reduced as much as possible, so that the smoke explosion (unburned gas) in the exhaust pipe is reduced. The risk of combustion) can be suppressed.
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。
FIG. 4 shows a comparison of the overshoot suppression effect due to the delay t4 from when the overshoot occurs until the control device 6a detects the load interruption and when the ignition cut command is issued from the control device 6a.
The implementation conditions according to the third embodiment of FIG. 4 are: change in inflow valve + volume portion + flow rate adjustment valve opening delay t2 + ignition cut command delay t4 and decrease in the number of revolutions when the number of ignition cuts (reducing cylinder) is changed. (A) shows the effect when the number of ignition cuts is 1set, (B) shows the effect when the number of ignition cuts is 2set, and (C) shows the effect when the number of ignition cuts is 3set.
The countermeasure for the rotational speed drop in FIG. 4 (A) is the condition of inflow valve + volume portion + flow rate adjusting valve opening delay t2 + ignition cut (cylinder reduction) + ignition cut command delay t4 [FIGS. 3 (A), (B) Reference].
t2 indicates a time lag from when the opening / closing valve 5 is opened to when the flow regulating valve 26 is opened.
The ignition cut command delay t4 is a time lag from the time when the overshoot occurs until the time when the control device 6a commands the ignition cut.
An ignition cut reduced cylinder 1set represents two cylinders, and each of the cylinders in the left and
Therefore, the reduced cylinder 2set represents 4 cylinders, and the reduced cylinder 3set represents 6 cylinders.
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。
In FIG. 4A, α1 has no countermeasure, and between β1 and δ1, in addition to the second embodiment, in addition to the reduced cylinder 1set (two cylinders), the delay t4 is β1 is 0 sec, γ1 is 0.2 sec, and δ1 is 0.4 sec. The measurement results are described in this order.
As a result, it can be seen that the smaller (shorter) the delay of t4, the greater the effect of suppressing the maximum overshoot speed.
This is because if the delay of t4 is small (t4; 0 sec), the ignition cut is started immediately after the overshoot is started, and the combustion of the mixed gas can be cut at an early stage, which has the effect of suppressing the maximum rotational speed. large.
On the other hand, when it is slow (t4; 0.4 sec), the ignition cut starts after the overshoot progresses, and the effect of suppressing the maximum rotational speed is small.
The convergence tendency after the maximum number of overshoot rotations has converged in a state where α to δ are kept parallel to each other indicates that the lighting cut contributes to the overshoot suppression effect.
As a result, it was found that the maximum rotational speed of overshoot was about 1% of β1 with respect to α1 in the case of volume portion + reducing cylinder (lighting cut) 1set + delay t4 (0 sec).
Further, in FIG. 4B, α2 has no countermeasure, and between β2 and δ2, in addition to the second embodiment, in addition to the reduced cylinder 2set (four cylinders), the delay t4 is β2 is 0 sec, γ2 is 0.2 sec, and δ2 is 0. Measurement results are described in the order of 4 sec.
Similar to FIG. 4 (A), FIG. 4 (B) shows that the effect of suppressing the maximum overshoot speed is larger as the delay of t4 is smaller (shorter), and the number of reduced cylinders (ignition cut) is larger. It turns out that the effect which suppresses the maximum number of rotations of an overshoot is large as it becomes (the width | variety of the number of rotations is large).
Also, in FIG. 4 (C), α3 has no countermeasures, and between β3 and δ3, the reduction cylinder 3set (6 cylinders), the delay t4, β3 is 0 sec, γ3 is 0.2 sec, and δ3 is 0.4 sec. It is described.
This will be described with reference to FIG. 4C, in which the effect of suppressing the maximum number of overshoots is significant.
With respect to α3 without cylinder reduction, δ3 has an effect of suppressing the rotational speed from a position of 400 msec (time tms), γ3 has an effect of suppressing the rotational speed from a position of 200 msec (time tms), and β3 has an effect of suppressing the rotational speed of 0 msec (time tms). It can be seen that the effect of suppressing the rotational speed appears from the position of).
It can be seen that the smaller (shorter) the delay of t4 is, the greater the effect of suppressing the maximum overshoot speed is.
As a result, it was found that the maximum number of overshoot rotations was about 3.3% of α3 with respect to α3 when the volume portion + reducing cylinder (lighting cut) 1set + delay t4 (0 sec).
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。
By adopting such a structure, the cut combustion chamber 14 (cylinder) is engine braked by cutting the ignition of the mixed gas at an early stage in a part of the plurality of combustion chambers provided in the
(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。
(Fourth embodiment)
This embodiment is the same as the second embodiment (buffer bypass) except that the ignition timing of the mixed gas introduced into the
Therefore, description of the structure is omitted, and only different parts are described. In this case, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
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。
The
The retard means 66 is accommodated in the control device 6a.
When the load sensor 61 serving as the load shut-off detecting means detects the load shut-off, the retard means 66 is operated, and the
In this embodiment, as shown in FIG. 3, when the load fluctuates (shuts off), the load sensor 61 detects the load shut-off, and the control device 6 is implemented by the retard means 66 built in the control device 6 after t1. The
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。
FIG. 5 shows a result when the maximum overshoot speed at the time of load interruption is suppressed in the present embodiment.
The countermeasure for suppressing the maximum overshoot speed of the present embodiment was implemented under the conditions of inflow valve + volume part volume part + regulator valve (volume part bypass delay t2) + retard [see FIGS. 3A and 3B]. It is a result.
According to this result, in the case of retard B, a reduction effect of about 10 rpm was obtained.
However, the retard has a delay angle A <B.
As can be seen from FIG. 5, the larger the retard amount, the better. However, if it is too large, abnormal combustion or misfire may be caused, and the value must be determined by the engine.
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。
By retarding the ignition timing of the mixed gas with respect to the normal driving character, the combustion efficiency of the mixed gas is lowered, and the conversion efficiency of the combustion energy into motive energy is lowered.
Therefore, it is possible to suppress the maximum overshoot speed at the time of load interruption by reducing the effect of the rotation increase by reducing the conversion to motive energy.
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。 It can be provided as an intake air circulation device for an internal combustion engine that reduces a so-called overshoot amount in which the rotation speed rapidly increases when a load is interrupted that has been applied during operation of the internal combustion engine.
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
1 engine (internal combustion engine)
2, 2a buffer (volume part)
DESCRIPTION OF
26 Flow control valve 51
62 Rotational speed sensor (Rotational speed detection means)
65 ignition cut means 66 retard means
Claims (7)
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、
前記ミキシング装置によって生成された前記混合ガスを加圧するターボチャージャと、
前記ターボチャージャによって加圧された前記混合ガスを冷却するインタークーラと、を備え、
前記ミキシング装置と前記ターボチャージャと前記インタークーラとは前記吸気管の上流側から順に設けられ、
さらに、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。 An internal combustion engine, and an air cleaner for purifying air to the internal combustion engine;
An intake pipe connecting the internal combustion engine and the air cleaner;
A mixing device that mixes fuel gas with the air flowing through the intake pipe to generate a mixed gas;
A turbocharger for pressurizing the mixed gas generated by the mixing device ;
An intercooler that cools the mixed gas pressurized by the turbocharger ,
The mixing device, the turbocharger, and the intercooler are provided in order from the upstream side of the intake pipe,
Furthermore, a volume provided through an inflow pipe connected between the intercooler and the internal combustion engine,
An on-off valve provided in the inflow pipe;
Load interruption detection means for detecting that the load acting on the internal combustion engine has been interrupted;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
A control device for controlling the opening and closing operation of the on-off valve,
When the load shut-off detection means detects a load shut-off, the controller opens the on-off valve to cause a part of the mixed gas flowing through the intake pipe to flow into the volume portion, and the rotational speed An intake air circulation device for an internal combustion engine, wherein when the detecting means detects that the increase in the rotational speed of the internal combustion engine has stopped or is decreasing, the on-off valve is closed.
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。 An outflow pipe having one end communicating with the volume portion and the other end communicating between the mixing device and the turbocharger, and a flow rate adjusting valve interposed in the outflow pipe,
The flow rate adjusting valve is opened by the control device with a delay from the opening operation time of the opening / closing valve, and the mixed gas in the volume part is returned to the upstream side of the turbocharger of the intake pipe. 2. An intake-air circulating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake-air circulating apparatus is closed when it is detected that the engine speed has stopped increasing or is decreasing.
The internal combustion engine is provided with a retard means for retarding the ignition timing of the mixed gas with respect to a normal operation, and the retard means is operated when the load shut-off detecting means detects a load shut-off. 5. The intake air circulation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the retard means stops operating when it is detected that the increase in the rotational speed of the internal combustion engine is stopped or is decreasing. 6. .
Priority Applications (1)
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JP2012027509A JP5863490B2 (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Intake air circulation system for internal combustion engine |
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